JP4916459B2 - Manufacturing method of semiconductor light emitting device - Google Patents

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本発明は、例えば白色発光ダイオードに適用できる蛍光体、及び該蛍光体が集積化された半導体発光素子、並びにこれらの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a phosphor applicable to, for example, a white light-emitting diode, a semiconductor light-emitting element in which the phosphor is integrated, and a method for manufacturing the same.

ＧａＮ系III−V族窒化物半導体(ＩｎＧａＡｌＮ)は、広い禁制帯幅（例えばＧａＮの室温での禁制帯幅は３．４ｅＶ）を有するので、緑色及び青色から紫外といった波長範囲において高出力の発光ダイオードを実現できる材料である。既に、青色及び緑色発光ダイオードは、各種表示、大型ディスプレイ又は信号機で実用化されている。また、青色発光ダイオードにてＹＡＧ蛍光体を励起することによって白色光が得られる白色発光ダイオードは、現行の蛍光灯又は白熱灯等を置き換える半導体照明の実現化を目指して、高輝度化及び発光効率の改善に向けた研究開発が活発に進められている。とりわけ、大きな市場が予測されているのが照明用の白色発光ダイオードである。照明用途においては、輝度及び発光効率の向上に加えて、照明に使用した際の色の見え方、すなわち、演色性を向上させることが重要である。   GaN-based III-V nitride semiconductors (InGaAlN) have a wide forbidden band width (for example, GaN has a forbidden band width of 3.4 eV at room temperature), and thus emit light with high output in a wavelength range from green and blue to ultraviolet. It is a material that can realize a diode. Already, blue and green light emitting diodes have been put into practical use in various displays, large displays or traffic lights. In addition, white light-emitting diodes that produce white light by exciting YAG phosphors with blue light-emitting diodes are designed to achieve high brightness and luminous efficiency with the aim of realizing semiconductor lighting that replaces existing fluorescent or incandescent lamps. Research and development for improvement is actively underway. In particular, a large market is expected for white light emitting diodes for illumination. In lighting applications, it is important to improve the color appearance, that is, the color rendering when used for lighting, in addition to the improvement in luminance and luminous efficiency.

これまでに、ＧａＮ系の青色発光ダイオードから約４７０ｎｍの波長を有する発光にてＹＡＧ蛍光体を励起して黄色発光を得ることによって白色発光を行なう白色発光ダイオードが開発され、その商品化に至っている。   So far, white light-emitting diodes that emit white light by exciting yellow YAG phosphors by emitting light having a wavelength of about 470 nm from GaN-based blue light-emitting diodes have been developed and commercialized. .

しかしながら、このような白色発光ダイオードは、発光スペクトルにおける赤色発光成分が少ないために、演色性が従来の蛍光灯又は白熱灯に比べて小さいことが問題となっている。この場合、励起光を短波長の紫外域波長とすることができれば、一般の蛍光灯等で用いられている蛍光材料を使用することができるが、ＧａＮ系の発光ダイオードの発光波長を短波長化するためには、結晶成長が困難であるＡｌ組成比が高いＡｌＧａＮを使用する必要がある。また、輝度又は寿命が結晶欠陥密度に大きく依存するので、一般に紫外短波長の発光が可能なＧａＮ系の発光ダイオードを実現することは困難である。また、３５０ｎｍ以下の波長の発光を実現できる紫外発光ダイオードは、発光出力として数ｍＷ程度の値が報告されている程度であり、今後さらなる改善が必要である。   However, such a white light emitting diode has a problem that its color rendering property is smaller than that of conventional fluorescent lamps or incandescent lamps because of a small red light emitting component in the emission spectrum. In this case, if the excitation light can be set to a short wavelength in the ultraviolet region, a fluorescent material used in general fluorescent lamps can be used, but the emission wavelength of the GaN-based light emitting diode is shortened. In order to achieve this, it is necessary to use AlGaN having a high Al composition ratio, which makes crystal growth difficult. In addition, since the luminance or lifetime largely depends on the crystal defect density, it is generally difficult to realize a GaN-based light emitting diode capable of emitting light of an ultraviolet short wavelength. In addition, ultraviolet light emitting diodes capable of realizing light emission with a wavelength of 350 nm or less are reported to have a value of about several mW as light output, and further improvements are required in the future.

このような状況の中、白色発光における演色性を改善するためには、特に、赤色発光を行なう蛍光材料の高輝度化が必要であり、光源の短波長化が困難である現状を踏まえると、より長波長の励起光によって強い赤色発光を実現できる蛍光材料が求められている。   In such a situation, in order to improve the color rendering in white light emission, in particular, it is necessary to increase the brightness of the fluorescent material that emits red light, and considering the current situation that it is difficult to shorten the wavelength of the light source, There is a demand for a fluorescent material that can realize strong red light emission with longer-wavelength excitation light.

以下、前述にも触れたように、ＧａＮ系の青色発光ダイオードにてＹＡＧ蛍光体を励起することにより、白色発光を実現する従来の白色発光ダイオードについて、図１６を参照しながら説明する。   Hereinafter, as described above, a conventional white light emitting diode that realizes white light emission by exciting a YAG phosphor with a GaN-based blue light emitting diode will be described with reference to FIG.

図１６は、従来に係るＧａＮ系の半導体を用いた白色発光ダイオードの構造を示す断面図である。   FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of a white light emitting diode using a conventional GaN-based semiconductor.

図１６に示すように、サファイア基板１００上には、例えばＭＯＣＶＤ法によって、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１０１、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層１０２、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１０３が下から順に形成されている。ここで、活性層１０２は電流注入時に４７０ｎｍの波長を有する青色発光を生じる。ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１０１における電極形成のためのエッチング（例えばＣｌ２ガスを用いる）により除去された表面には、Ｔｉ／Ａｕよりなる電極１０５が形成されており、前記エッチング後のｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１０３の上には、Ｎｉ／Ａｕよりなる透明電極１０４が形成されている。透明電極１０４の上には、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１０３側のボンディングパッド形成のためのＡｕよりなる電極１０６が選択的に形成されている。このように、透明電極１０４を使用することにより、活性層１０２からの青色発光の大部分は、透明電極１０４を透過して外部へ取り出される。なお、透明電極１０４が透明電極として働くためには、その膜厚は１０ｎｍ又はそれ以下の膜厚であることが必要である。 As shown in FIG. 16, an n-type InGaAlN layer 101, an active layer 102 made of InGaAlN, and a p-type InGaAlN layer 103 are sequentially formed on the sapphire substrate 100 by MOCVD, for example. Here, the active layer 102 emits blue light having a wavelength of 470 nm upon current injection. An electrode 105 made of Ti / Au is formed on the surface of the n-type InGaAlN layer 101 removed by etching (for example, using Cl 2 gas) for electrode formation, and the p-type InGaAlN layer 103 after the etching is formed. A transparent electrode 104 made of Ni / Au is formed on the substrate. On the transparent electrode 104, an electrode 106 made of Au for forming a bonding pad on the n-type InGaAlN layer 103 side is selectively formed. As described above, by using the transparent electrode 104, most of the blue light emission from the active layer 102 passes through the transparent electrode 104 and is extracted to the outside. In order for the transparent electrode 104 to function as a transparent electrode, the film thickness needs to be 10 nm or less.

前述の構造を有する青色発光ダイオードとして機能するウエハを、例えば３００μｍ ×３００μｍ の発光ダイオードチップに分割した後、パッケージ表面１０７に実装してワイヤボンディングを行なう。その後、パッケージ上でＹＡＧ蛍光体１０８の材料を滴下し硬化させる。これにより、図１６に示す構造を有する白色発光ダイオードを実現している（例えば特許文献１を参照）。なお、その他の白色発光ダイオードとして、例えば特許文献２に記載された従来例が知られている。
特開２００２−２４６６５１号公報 特開２００１−２５７３７９号公報 A wafer functioning as a blue light emitting diode having the above-described structure is divided into, for example, 300 μm × 300 μm light emitting diode chips, and then mounted on the package surface 107 to perform wire bonding. Thereafter, the material of the YAG phosphor 108 is dropped on the package and cured. Thus, a white light emitting diode having the structure shown in FIG. 16 is realized (see, for example, Patent Document 1). As another white light emitting diode, for example, a conventional example described in Patent Document 2 is known.
JP 2002-246651 A JP 2001-257379 A

ところで、前述した従来の白色発光ダイオードは、図１７に示す発光特性を有している。すなわち、従来の白色発光ダイオードは、図１７に示すように、青色発光ダイオードからの青色発光とＹＡＧ蛍光体からの黄色発光とが混合されることにより、白色発光を実現しているが、図１７から明らかなように、白色発光ダイオードの発光スペクトルにおける赤色発光成分が少ないために、演色性に劣る白色発光しか得られていないという問題があった。   Incidentally, the above-described conventional white light emitting diode has the light emission characteristics shown in FIG. That is, the conventional white light emitting diode realizes white light emission by mixing blue light emission from the blue light emitting diode and yellow light emission from the YAG phosphor as shown in FIG. As is clear from the above, there is a problem in that only white light emission inferior in color rendering is obtained because the red light emission component in the light emission spectrum of the white light emitting diode is small.

前記に鑑み、本発明の目的は、演色性に優れた白色発光が可能な蛍光体及び半導体発光素子並びにこれらの製造方法を提供することである。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a phosphor and a semiconductor light-emitting device capable of emitting white light with excellent color rendering properties, and a method for manufacturing the same.

前記の目的を達成するために、本発明に係る蛍光体は、青色又は紫外発光が可能な発光ダイオードによる励起によって白色発光を生じる蛍光体であって、可視光を透過し得る基板と、基板の上に形成された半導体層とを備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the phosphor according to the present invention is a phosphor that emits white light when excited by a light emitting diode capable of emitting blue or ultraviolet light. And a semiconductor layer formed thereon.

本発明に係る蛍光体によると、発光ダイオードからの青色又は紫外光により、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the phosphor according to the present invention, it is possible to realize a white light emitting diode structure excellent in color rendering because blue or ultraviolet light from the light emitting diode can emit red light with high luminance from the semiconductor layer. .

本発明に係る蛍光体において、基板における半導体層が形成されている面とは反対側の面又は半導体層における基板が形成されている面とは反対側の面の上に形成された蛍光材料よりなる蛍光層をさらに備えていることが好ましい。   In the phosphor according to the present invention, from the fluorescent material formed on the surface of the substrate opposite to the surface where the semiconductor layer is formed or the surface of the semiconductor layer opposite to the surface where the substrate is formed. It is preferable to further include a fluorescent layer.

このようにすると、蛍光層を組み合わせることにより、例えば発光ダイオードから青色発光が生じる場合には、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に蛍光層から黄色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。また、例えば、発光ダイオードから紫外発光が生じる場合には、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に蛍光層から緑色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, by combining the fluorescent layers, for example, when blue light emission is generated from the light emitting diode, high-luminance red light emission is possible from the semiconductor layer and yellow light emission is possible from the fluorescent layer. It is possible to realize a white light emitting diode structure excellent in the above. In addition, for example, when ultraviolet light is emitted from the light emitting diode, high-luminance red light can be emitted from the semiconductor layer and green light can be emitted from the fluorescent layer, thus realizing a white light emitting diode structure with excellent color rendering. It becomes possible to do.

本発明に係る蛍光体において、蛍光層は、第１の蛍光層及び第２の蛍光層を少なくとも含み、第１の蛍光層及び第２の蛍光層の各々は、発光ダイオードによる励起によって互いに異なる中心波長を有する発光を生じることが好ましい。   In the phosphor according to the present invention, the fluorescent layer includes at least a first fluorescent layer and a second fluorescent layer, and each of the first fluorescent layer and the second fluorescent layer has a different center due to excitation by a light emitting diode. It is preferable to emit light having a wavelength.

このようにすると、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に、第１の蛍光層及び第２の蛍光層の各々からそれぞれ緑色発光及び青色発光が可能であるので、発光ダイオードから紫外発光が生じる場合には、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, high-luminance red light emission is possible from the semiconductor layer, and green light emission and blue light emission are possible from each of the first fluorescent layer and the second fluorescent layer. When this occurs, it is possible to realize a white light emitting diode structure having excellent color rendering properties.

本発明に係る蛍光体において、第１の蛍光層は、Ｍｎが添加されたＺｎ２ＳｉＯ４、Ｍｎが添加されたＢａＡｌ１２Ｏ１９、Ｔｂが添加されたＣｅＭｇＡｌ１１、Ｅｕ２＋及びＭｎ２＋が添加されたＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７、又はＣｅ３＋及びＴｂ３＋が添加されたＹ２ＳｉＯ５よりなり、第２の蛍光層は、Ｅｕが添加されたＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３、ＹＰ０．８５Ｖ０．１５Ｏ４、Ｅｕが添加されたＢａＭｇ２Ａｌ１４、Ｅｕ２＋が添加された（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２、又はＥｕ２＋が添加されたＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７よりなることが好ましい。 In the phosphor according to the present invention, the first phosphor layer includes Zn 2 SiO 4 to which Mn is added, BaAl 12 O 19 to which Mn is added, CeMgAl 11 to which Tb is added, Eu 2+ and Mn 2+ are added. BaMgAl 10 O 17 , or Y 2 SiO 5 to which Ce 3+ and Tb 3+ are added, and the second fluorescent layer is made of BaMgAl 14 O 23 , YP 0.85 V 0.15 O to which Eu is added. 4, Eu is BaMg 2 Al 14, Eu 2+ is that is added is added (Sr, Ca) 10 (PO 4) 6 Cl 2, or it is preferable that Eu 2+ is made of BaMgAl 10 O 17 was added.

このようにすると、第１の蛍光層からは緑色発光が生じ、第２の蛍光層からは青色発光が生じる。   If it does in this way, green light emission will arise from the 1st fluorescent layer, and blue light emission will arise from the 2nd fluorescent layer.

本発明に係る蛍光体において、蛍光層は、ＹＡＧ蛍光体よりなる単層、又は少なくともＹＡＧ蛍光体を含む複数層よりなることが好ましい。   In the phosphor according to the present invention, the phosphor layer is preferably composed of a single layer made of YAG phosphor or a plurality of layers containing at least YAG phosphor.

このようにすると、蛍光層からより高輝度の黄色発光が生じるので、例えば発光ダイオードから青色発光が生じる場合には、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, yellow light emission with higher luminance is generated from the fluorescent layer. For example, when blue light emission is generated from the light emitting diode, high luminance red light emission is possible from the semiconductor layer. A light emitting diode structure can be realized.

本発明に係る蛍光体において、半導体層は、発光ダイオードによる励起によって赤色発光を生じることが好ましい。   In the phosphor according to the present invention, the semiconductor layer preferably emits red light when excited by a light emitting diode.

このようにすると、演色性に優れた白色発光を実現できる。   In this way, white light emission excellent in color rendering can be realized.

本発明に係る蛍光体において、半導体層は、ＩｎＧａＡｌＰよりなることが好ましい。   In the phosphor according to the present invention, the semiconductor layer is preferably made of InGaAlP.

このようにすると、発光ダイオードからの青色又は紫外発光により、半導体層からより高輝度の赤色発光が生じる。   In this way, the blue or ultraviolet light emission from the light emitting diode causes higher brightness red light emission from the semiconductor layer.

本発明に係る蛍光体において、半導体層は、第１の半導体層及び第２の半導体層を少なくとも含み、第１の半導体層は、発光ダイオードによる励起によって赤色発光を生じ、第２の半導体層は、発光ダイオードによる励起によって緑色発光を生じることが好ましい。   In the phosphor according to the present invention, the semiconductor layer includes at least a first semiconductor layer and a second semiconductor layer, the first semiconductor layer emits red light by excitation by a light emitting diode, and the second semiconductor layer has Preferably, green light emission is generated by excitation by the light emitting diode.

このようにすると、白色発光を生じるダイオードにおける赤色及び緑色発光が強くなるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, red and green light emission in a diode that emits white light becomes strong, and thus a white light-emitting diode structure with excellent color rendering can be realized.

本発明に係る蛍光体において、第１の半導体層は、ＩｎＧａＡｌＰよりなり、第２の半導体層は、ＺｎＭｇＳＳｅよりなることが好ましい。   In the phosphor according to the present invention, it is preferable that the first semiconductor layer is made of InGaAlP and the second semiconductor layer is made of ZnMgSSe.

このようにすると、第１の半導体層からより高輝度の赤色発光が生じ、第２の半導体層からより高輝度の緑色発光が生じる。   In this way, brighter red light is emitted from the first semiconductor layer, and brighter green light is emitted from the second semiconductor layer.

本発明に係る蛍光体において、可視光を透過し得る基板は、石英基板、ガラス基板、又はサファイア基板であることが好ましい。
。 In the phosphor according to the present invention, the substrate capable of transmitting visible light is preferably a quartz substrate, a glass substrate, or a sapphire substrate.
.

本発明に係る第１の半導体発光素子は、白色発光を生じる半導体発光素子であって、青色又は紫外発光が可能な発光ダイオードチップと、発光ダイオードチップからの発光が透過可能な位置に配置された可視光を透過し得る基板及び該基板上に形成された半導体層よりなる蛍光体とを備え、発光ダイオードチップと蛍光体とは、１つのパッケージに実装されていることを特徴とする。   A first semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor light emitting device that emits white light, and is disposed at a position where a light emitting diode chip capable of emitting blue or ultraviolet light and light emitted from the light emitting diode chip can be transmitted. The light-emitting diode chip and the phosphor are mounted in one package, the substrate including a substrate capable of transmitting visible light and a phosphor made of a semiconductor layer formed on the substrate.

本発明に係る第１の半導体発光素子によると、発光ダイオードチップからの青色又は紫外発光により、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を特殊なパッケージを用いることなく実現することが可能となる。   According to the first semiconductor light emitting device of the present invention, the blue or ultraviolet light emission from the light emitting diode chip can emit a high-luminance red light from the semiconductor layer. Therefore, a white light emitting diode structure excellent in color rendering is specially used. This can be realized without using a package.

本発明に係る第１の半導体発光素子において、蛍光体は、基板における半導体層が形成されている面とは反対側の面又は半導体層における基板が形成されている面とは反対側の面の上に形成された蛍光材料よりなる蛍光層をさらに備えていることが好ましい。   In the first semiconductor light emitting device according to the present invention, the phosphor has a surface on the opposite side of the surface of the substrate on which the semiconductor layer is formed or on the surface of the semiconductor layer on the side opposite to the surface on which the substrate is formed. It is preferable to further include a fluorescent layer made of a fluorescent material formed thereon.

このようにすると、蛍光層を組み合わせることにより、例えば発光ダイオードチップから青色発光が生じる場合には、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に蛍光層から黄色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を特殊なパッケージを用いることなく実現することが可能となる。また、例えば、発光ダイオードチップから紫外発光が生じる場合には、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に蛍光層から緑色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を特殊なパッケージを用いることなく実現することが可能となる。   In this way, by combining the fluorescent layers, for example, when blue light emission is generated from the light emitting diode chip, high-luminance red light emission is possible from the semiconductor layer and yellow light emission is possible from the fluorescent layer. It is possible to realize a white light emitting diode structure excellent in performance without using a special package. In addition, for example, when ultraviolet light emission occurs from the light emitting diode chip, it is possible to emit red light with high luminance from the semiconductor layer and green light emission from the fluorescent layer, so that a white light emitting diode structure having excellent color rendering properties can be obtained. This can be realized without using a special package.

本発明に係る第２の半導体発光素子は、白色発光を生じる半導体発光素子であって、基板上に形成された、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層を有する青色又は紫外発光が可能なダイオードと、ダイオード上に形成された、ダイオードからの発光を透過し得る透明電極と、透明電極上に形成された半導体層と、半導体層の上に形成された蛍光材料よりなる蛍光層とを備えていることを特徴とする。   A second semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor light emitting device that emits white light, and has a blue or ultraviolet light emitting diode formed on a substrate and having an active layer made of InGaAlN, and a diode. It comprises a formed transparent electrode that can transmit light emitted from a diode, a semiconductor layer formed on the transparent electrode, and a fluorescent layer made of a fluorescent material formed on the semiconductor layer. To do.

本発明に係る第２の半導体発光素子によると、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に、蛍光層から黄色発光が可能であるので、発光ダイオードから青色発光が生じる場合には、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を特殊なパッケージを用いることなく実現することが可能となる。   According to the second semiconductor light emitting device of the present invention, high-luminance red light emission is possible from the semiconductor layer and yellow light emission is possible from the fluorescent layer. Therefore, when blue light emission occurs from the light emitting diode, color rendering is performed. It is possible to realize a white light emitting diode structure excellent in performance without using a special package.

本発明に係る第２の半導体発光素子において、透明電極は、ＩＴＯ材料よりなることが好ましい。   In the second semiconductor light emitting device according to the present invention, the transparent electrode is preferably made of an ITO material.

このようにすると、透明電極は透過率が大きいため、透明電極の膜厚ばらつきにより発光強度が変化することがないので、高輝度及び高演色性を有する白色発光ダイオードを再現性よく実現できる。   In this case, since the transparent electrode has a high transmittance, the light emission intensity does not change due to the variation in the film thickness of the transparent electrode, and thus a white light emitting diode having high luminance and high color rendering can be realized with good reproducibility.

本発明に係る第３の半導体発光素子は、白色発光を生じる半導体発光素子であって、基板上に形成された、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層を有する青色又は紫外発光が可能なダイオードと、ダイオード上に形成された、ダイオードからの発光を透過し得る透明電極と、透明電極上に形成された、互いに異なる組成を有する複数の半導体層とを備えていることを特徴とする。   A third semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor light emitting device that emits white light, and has a blue or ultraviolet light emitting diode formed on a substrate and having an active layer made of InGaAlN, and a diode. A transparent electrode that can transmit light emitted from a diode and a plurality of semiconductor layers that are formed on the transparent electrode and have different compositions are provided.

本発明に係る第３の半導体発光素子によると、組成が互いに異なる複数の半導体層の各々からそれぞれ高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能であるので、例えば発光ダイオードから紫外発光が生じる場合には、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を特殊なパッケージを用いることなく実現することが可能となる。   According to the third semiconductor light emitting device of the present invention, high-brightness red, green, and blue light can be emitted from each of the plurality of semiconductor layers having different compositions. Can realize a white light emitting diode structure excellent in color rendering without using a special package.

本発明に係る第３の半導体発光素子において、透明電極は、ＩＴＯ材料よりなることが好ましい。   In the third semiconductor light emitting device according to the present invention, the transparent electrode is preferably made of an ITO material.

このようにすると、透明電極は透過率が大きいため、透明電極の膜厚ばらつきにより発光強度が変化することがないので、高輝度及び高演色性を有する白色発光ダイオードを再現性よく実現できる。   In this case, since the transparent electrode has a high transmittance, the light emission intensity does not change due to the variation in the film thickness of the transparent electrode, and thus a white light emitting diode having high luminance and high color rendering can be realized with good reproducibility.

本発明に係る第４の半導体発光素子は、白色発光を生じる半導体発光素子であって、ＩｎＧａＡＮよりなる活性層を有する青色又は紫外発光が可能なダイオードと、ダイオード上に形成された、ダイオードからの発光を透過し得る透明電極と、透明電極上に形成された半導体層と、半導体層の上に形成された、ダイオード及び半導体層からの発光を透過し得る基板と、基板上に形成された蛍光材料よりなる蛍光層とを備えていることを特徴とする。   A fourth semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor light emitting device that emits white light, and has a blue or ultraviolet light emitting diode having an active layer made of InGaAN, and a diode formed on the diode. A transparent electrode capable of transmitting light emission, a semiconductor layer formed on the transparent electrode, a substrate formed on the semiconductor layer and capable of transmitting light emitted from the diode and the semiconductor layer, and fluorescence formed on the substrate And a fluorescent layer made of a material.

本発明に係る第４の半導体発光素子によると、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に、蛍光層から黄色発光が可能であるので、例えば、ダイオードから青色発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the fourth semiconductor light emitting device of the present invention, since high-luminance red light emission is possible from the semiconductor layer and yellow light emission is possible from the fluorescent layer, for example, when blue light emission occurs from the diode, It becomes possible to realize a white light emitting diode structure with high luminance and excellent color rendering.

本発明に係る第４の半導体発光素子において、ダイオードにおける透明電極が形成されている面とは反対側の面の上に形成された電極をさらに備え、電極は、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなることが好ましい。   The fourth semiconductor light emitting device according to the present invention further includes an electrode formed on a surface of the diode opposite to the surface on which the transparent electrode is formed, and the electrodes include Al, Ag, Rh, Pt, Or it is preferable to consist of an alloy or multilayer metal film containing either of these metals.

このようにすると、高反射特性を有する電極を実現できるため、ダイオードからの発光は高反射電極で反射されるので、より高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, since an electrode having high reflection characteristics can be realized, light emission from the diode is reflected by the high reflection electrode, so that it is possible to realize a white light emitting diode structure with higher luminance and excellent color rendering. Become.

本発明に係る第５の半導体発光素子は、白色発光を生じる半導体発光素子であって、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層を有する青色又は紫外発光が可能なダイオードと、ダイオード上に形成された、ダイオードからの発光を透過し得る透明電極と、透明電極上に形成された、互いに異なる組成を有する複数の半導体層と、複数の半導体層の上に形成された、ダイオード及び複数の半導体層からの発光を透過し得る基板とを備えていることを特徴とする。   A fifth semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor light emitting device that emits white light, and has a blue or ultraviolet light emitting diode having an active layer made of InGaAlN, and a diode formed on the diode. Transparent electrode capable of transmitting light, a plurality of semiconductor layers formed on the transparent electrode having different compositions from each other, and light transmitted from the diode and the plurality of semiconductor layers formed on the plurality of semiconductor layers And a substrate that can be used.

本発明に係る第５の半導体発光素子によると、組成の異なる複数の半導体層の各々からはそれぞれ高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能であるので、例えば、ダイオードから紫外発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the fifth semiconductor light emitting device of the present invention, since each of the plurality of semiconductor layers having different compositions can emit red, green, and blue light with high luminance, for example, when ultraviolet light is emitted from a diode. Can realize a white light emitting diode structure having high luminance and excellent color rendering.

本発明に係る第５の半導体発光素子において、ダイオードにおける透明電極が形成されている面と反対側の面の上に形成された電極をさらに備え、電極は、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなることが好ましい。   The fifth semiconductor light emitting device according to the present invention further includes an electrode formed on a surface of the diode opposite to the surface on which the transparent electrode is formed, and the electrode is made of Al, Ag, Rh, Pt, or It is preferably made of an alloy or multilayer metal film containing any of these metals.

このようにすると、高反射特性を有する電極を実現できるため、ダイオードからの発光は高反射電極で反射されるので、より高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, since an electrode having high reflection characteristics can be realized, light emission from the diode is reflected by the high reflection electrode, so that it is possible to realize a white light emitting diode structure with higher luminance and excellent color rendering. Become.

本発明に係る第１の蛍光体の製造方法は、青色又は紫外発光が可能な発光ダイオードによる励起によって白色発光を生じる蛍光体の製造方法であって、単結晶よりなる第１の基板の上に半導体層を形成した後に、半導体層における第１の基板が形成されている面とは反対側の面の上に可視光を透過し得る第２の基板を接着する工程と、第１の基板を半導体層から分離する工程と、第２の基板における半導体層が形成されている面とは反対側の面又は半導体層における第２の基板が形成されている面とは反対側の面の上に、蛍光材料よりなる蛍光層を形成する工程を備えることを特徴とする。   A first phosphor manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing a phosphor that emits white light when excited by a light-emitting diode capable of emitting blue or ultraviolet light, on a first substrate made of a single crystal. Bonding a second substrate capable of transmitting visible light on a surface of the semiconductor layer opposite to the surface on which the first substrate is formed after forming the semiconductor layer; and Separating from the semiconductor layer and on the surface of the second substrate opposite to the surface on which the semiconductor layer is formed or on the surface of the semiconductor layer opposite to the surface on which the second substrate is formed. And a step of forming a fluorescent layer made of a fluorescent material.

本発明に係る第１の蛍光体の製造方法によると、単結晶基板上に形成された半導体層は結晶性に優れるので、半導体層から例えば高輝度の赤色発光が可能になる。この場合、例えば発光ダイオードから青色発光が生じて蛍光層を励起すると、蛍光層から黄色発光が生じるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the first phosphor manufacturing method of the present invention, the semiconductor layer formed on the single crystal substrate is excellent in crystallinity, and thus, for example, high-luminance red light emission is possible from the semiconductor layer. In this case, for example, when blue light emission is generated from the light emitting diode and the fluorescent layer is excited, yellow light emission is generated from the fluorescent layer, so that a white light emitting diode structure with excellent color rendering can be realized.

本発明に係る第１の蛍光体の製造方法において、蛍光層を形成する工程は、第１の蛍光層及び第２の蛍光層を少なくとも形成する工程を含み、第１の蛍光層及び第２の蛍光層の各々は、発光ダイオードによる励起によって互いに異なる中心波長を有する発光を生じることが好ましい。   In the first method for producing a phosphor according to the present invention, the step of forming the fluorescent layer includes a step of forming at least a first fluorescent layer and a second fluorescent layer, and the first fluorescent layer and the second fluorescent layer Each of the fluorescent layers preferably emits light having different central wavelengths by excitation by a light emitting diode.

このようにすると、単結晶基板上に形成された半導体層は結晶性に優れるので、半導体層から高輝度の赤色発光が可能になる。この場合、第１及び第２の蛍光層の各々からはそれぞれ青色及び緑色発光が可能であり、例えば発光ダイオードより紫外発光が生じる場合には、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this case, the semiconductor layer formed over the single crystal substrate has excellent crystallinity, and thus high-luminance red light can be emitted from the semiconductor layer. In this case, each of the first and second fluorescent layers can emit blue and green light. For example, when ultraviolet light is emitted from the light emitting diode, a white light emitting diode structure having excellent color rendering is realized. Is possible.

本発明に係る第２の蛍光体の製造方法は、青色又は紫外発光が可能な発光ダイオードによる励起によって白色発光を生じる蛍光体の製造方法であって、単結晶よりなる第１の基板上に複数の半導体層を形成する工程と、複数の半導体層における第１の基板が形成されている側の面とは反対側の面の上に可視光を透過し得る第２の基板を接着する工程と、第１の基板を複数の半導体層から分離する工程とを備えることを特徴とする。   A second phosphor manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing a phosphor that emits white light when excited by a light emitting diode capable of emitting blue or ultraviolet light, and a plurality of phosphors are formed on a first substrate made of a single crystal. Forming a semiconductor layer, and bonding a second substrate capable of transmitting visible light on a surface of the plurality of semiconductor layers opposite to the surface on which the first substrate is formed. And a step of separating the first substrate from the plurality of semiconductor layers.

本発明に係る第２の蛍光体の製造方法によると、単結晶基板上に形成された組成が互いに異なる複数の半導体層の各々は結晶性に優れるので、それぞれ高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能である。この場合、例えば発光ダイオードから紫外発光が生じる場合には、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the second phosphor manufacturing method of the present invention, each of a plurality of semiconductor layers having different compositions formed on a single crystal substrate is excellent in crystallinity, and therefore emits red, green, and blue light with high luminance. Is possible. In this case, for example, when ultraviolet light emission is generated from the light emitting diode, it is possible to realize a white light emitting diode structure having excellent color rendering properties.

本発明に係る第２の蛍光体の製造方法において、複数の半導体層を形成する工程は、発光ダイオードによる励起によって、赤色発光を生じる第１の半導体層と緑色発光を生じる第２の半導体層とを少なくとも形成する工程を含むことが好ましい。   In the second method for producing a phosphor according to the present invention, the step of forming a plurality of semiconductor layers includes a first semiconductor layer that emits red light and a second semiconductor layer that emits green light by excitation by a light emitting diode. It is preferable to include a step of forming at least.

このようにすると、白色発光ダイオードの赤色及び緑色発光が強くなるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, since the red and green light emission of the white light emitting diode becomes strong, it is possible to realize a white light emitting diode structure having excellent color rendering properties.

本発明に係る第２の蛍光体の製造方法において、第１の基板は、ＧａＡｓよりなり、第１の半導体層は、ＩｎＧａＡｌＰよりなり、第２の半導体層は、ＺｎＭｇＳＳｅよりなることが好ましい。   In the second phosphor manufacturing method according to the present invention, it is preferable that the first substrate is made of GaAs, the first semiconductor layer is made of InGaAlP, and the second semiconductor layer is made of ZnMgSSe.

このようにすると、ＧａＡｓ基板上には結晶性に優れたＩｎＧａＡｌＰ層の形成が可能になるため、ＩｎＧａＡｌＰ層から高輝度の赤色発光を得ることが可能になるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。また、ＧａＡｓ基板上には結晶性に優れたＩｎＧａＡｌＰ層及びＺｎＭｇＳＳｅ層の形成が可能になるため、ＩｎＧａＡｌＰ層からより高輝度の赤色及び緑色発光を得ることが可能になると共にＺｎＭｇＳＳｅ層から青色発光を得ることができるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, since an InGaAlP layer having excellent crystallinity can be formed on a GaAs substrate, high-intensity red light emission can be obtained from the InGaAlP layer, so that a white light emitting diode having excellent color rendering properties A structure can be realized. In addition, since it is possible to form an InGaAlP layer and a ZnMgSSe layer having excellent crystallinity on a GaAs substrate, it is possible to obtain red and green light emission with higher luminance from the InGaAlP layer and to emit blue light emission from the ZnMgSSe layer. Therefore, a white light emitting diode structure with excellent color rendering can be realized.

本発明に係る第２の蛍光体の製造方法において、第１の半導体層及び第２の半導体層の少なくとも一方は、第１の基板と格子整合が可能な組成を有していることが好ましい。   In the second phosphor manufacturing method according to the present invention, it is preferable that at least one of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer has a composition capable of lattice matching with the first substrate.

このようにすると、ＧａＡｓ基板上には格子整合されて結晶性に優れたＩｎＧａＡｌＰ層を形成できるため、ＩｎＧａＡｌＰ層から高輝度の赤色発光を得ることができるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。また、ＧａＡｓ基板上には格子整合されて結晶性に優れたＩｎＧａＡｌＰ層及びＺｎＭｇＳＳｅ層を形成できるため、ＩｎＧａＡｌＰ層からより高輝度の赤色及び緑色発光を得ることができると共にＺｎＭｇＳＳｅ層から青色発光を得ることができるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, an InGaAlP layer that is lattice-matched and has excellent crystallinity can be formed on the GaAs substrate, so that high-intensity red light emission can be obtained from the InGaAlP layer, so that a white light-emitting diode structure that has excellent color rendering properties Can be realized. Further, since an InGaAlP layer and a ZnMgSSe layer that are lattice-matched and have excellent crystallinity can be formed on the GaAs substrate, it is possible to obtain brighter red and green light emission from the InGaAlP layer and blue light emission from the ZnMgSSe layer. Therefore, it is possible to realize a white light emitting diode structure excellent in color rendering.

本発明に係る第１の半導体発光素子の製造方法は、白色発光を生じる半導体発光素子の製造方法であって、第１の基板上に、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層を有する青色又は紫外発光が可能なダイオードを形成する工程と、ダイオードにおける第１の基板が形成されている面とは反対側の面の上に、ダイオードからの発光を透過し得る透明電極を形成する工程と、単結晶よりなる第２の基板上に半導体層を形成する工程と、透明電極におけるダイオードが形成されている面とは反対側の面と、半導体層における第２の基板が形成されている面とは反対側の面とを接着させる工程と、第２の基板を半導体層から分離する工程と、半導体層における透明電極が存在していている面とは反対側の面の上に、蛍光材料よりなる蛍光層を形成する工程とを備えることを特徴とする。   A first method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device that emits white light, and can emit blue or ultraviolet light having an active layer made of InGaAlN on a first substrate. Forming a diode; forming a transparent electrode capable of transmitting light emitted from the diode on a surface of the diode opposite to the surface on which the first substrate is formed; and a first crystal made of a single crystal. Forming a semiconductor layer on the second substrate, a surface of the transparent electrode opposite to the surface where the diode is formed, and a surface of the semiconductor layer opposite to the surface where the second substrate is formed And a step of separating the second substrate from the semiconductor layer, and forming a fluorescent layer made of a fluorescent material on the surface of the semiconductor layer opposite to the surface on which the transparent electrode exists. And the process Characterized in that it comprises.

本発明に係る第１の半導体発光素子の製造方法によると、単結晶よりなる第２の基板上には結晶性に優れた半導体層を形成できるため、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に、蛍光層から黄色発光が可能であるので、例えば、ダイオードから青色発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the first method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, a semiconductor layer having excellent crystallinity can be formed on a second substrate made of a single crystal, and therefore, high-luminance red light can be emitted from the semiconductor layer. In addition, since yellow light can be emitted from the fluorescent layer, for example, when blue light is emitted from the diode, it is possible to realize a white light emitting diode structure with high luminance and excellent color rendering.

本発明に係る第１の半導体発光素子の製造方法において、蛍光層は、ＹＡＧ蛍光体よりなる単層、又は少なくともＹＡＧ蛍光体を含む複数層よりなることが好ましい。   In the first method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the phosphor layer is preferably composed of a single layer made of a YAG phosphor or a plurality of layers containing at least the YAG phosphor.

このようにすると、蛍光層からより高輝度の黄色発光を得ることができるので、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, since a brighter yellow light can be obtained from the fluorescent layer, a high-brightness red light can be emitted from the semiconductor layer, so that a white light emitting diode structure with excellent color rendering can be realized. It becomes.

本発明に係る第２の半導体発光素子の製造方法は、白色発光を生じる半導体発光素子の製造方法であって、第１の基板上に、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層を有する青色又は紫外発光が可能なダイオードを形成する工程と、ダイオードにおける第１の基板が形成されている面とは反対側の面の上に、ダイオードからの発光を透過し得る透明電極を形成する工程と、単結晶よりなる第２の基板上に複数の半導体層を形成する工程と、透明電極におけるダイオードが形成されている面とは反対側の面と、複数の半導体層における第２の基板が形成されている面とは反対側の面とを接着させる工程と、第２の基板を複数の半導体層から分離する工程とを備えることを特徴とする。   A second method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device that emits white light, and can emit blue or ultraviolet light having an active layer made of InGaAlN on a first substrate. Forming a diode; forming a transparent electrode capable of transmitting light emitted from the diode on a surface of the diode opposite to the surface on which the first substrate is formed; and a first crystal made of a single crystal. A step of forming a plurality of semiconductor layers on the second substrate, a surface of the transparent electrode opposite to the surface on which the diode is formed, and a surface of the plurality of semiconductor layers on which the second substrate is formed. The method includes a step of adhering the opposite surface and a step of separating the second substrate from the plurality of semiconductor layers.

本発明に係る第２の半導体発光素子の製造方法によると、単結晶よりなる第２の基板上に形成された組成が互いに異なる複数の半導体層は結晶性に優れるため、各々の半導体層からそれぞれ高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能であるので、例えば発光ダイオードから紫外発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the second method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the plurality of semiconductor layers having different compositions formed on the second substrate made of single crystal are excellent in crystallinity. Since high-luminance red, green, and blue light emission is possible, for example, when ultraviolet light emission is generated from the light-emitting diode, a white light-emitting diode structure having high luminance and excellent color rendering can be realized.

本発明に係る第１又は第２の半導体発光素子の製造方法において、第１の基板は、サファイア、ＳｉＣ、ＭｇＯ、ＬｉＧａＯ２、ＬｉＡｌＯ２、又はＬｉＧａＯ２及びＬｉＡｌＯ２の混晶よりなることが好ましい。 In the first or second method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the first substrate is preferably made of sapphire, SiC, MgO, LiGaO 2 , LiAlO 2 , or a mixed crystal of LiGaO 2 and LiAlO 2. .

このようにすると、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層を含むダイオードの結晶性が向上するため、半導体層と蛍光層とを励起する発光ダイオードの輝度が向上するので、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオードを実現することが可能となる。   In this case, since the crystallinity of the diode including the active layer made of InGaAlN is improved, the luminance of the light emitting diode that excites the semiconductor layer and the fluorescent layer is improved, so that the white light emitting diode having high luminance and excellent color rendering is obtained. Can be realized.

本発明に係る第３の半導体発光素子の製造方法は、白色発光を生じる半導体発光素子の製造方法であって、第１の基板上に、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層を有する青色又は紫外発光が可能なダイオードを形成する工程と、ダイオードにおける第１の基板が形成されている面とは反対側の面上に、ダイオードからの発光を透過し得る透明電極を形成する工程と、単結晶よりなる第２の基板上に半導体層を形成する工程と、半導体層における第２の基板が形成されている面とは反対側の面上に、可視光を透過し得る第３の基板を接着させる工程と、第２の基板を前記半導体層から分離する工程と、透明電極におけるダイオードが形成されている面とは反対側の面と、半導体層における第３の基板が形成されている面とは反対側の面とを接着させる工程と、第１の基板をダイオードから分離する工程とを備え、第３の基板を形成する工程よりも後に、第３の基板における半導体層が形成されている面とは反対側の面の上に、蛍光材料よりなる蛍光層を形成する工程を含むことを特徴とする。   A third method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device that emits white light, and can emit blue or ultraviolet light having an active layer made of InGaAlN on a first substrate. A step of forming a diode, a step of forming a transparent electrode capable of transmitting light emitted from the diode on a surface of the diode opposite to the surface on which the first substrate is formed, and a second made of a single crystal. Forming a semiconductor layer on the substrate, adhering a third substrate capable of transmitting visible light on a surface of the semiconductor layer opposite to the surface on which the second substrate is formed, Separating the second substrate from the semiconductor layer, a surface of the transparent electrode opposite to the surface where the diode is formed, and a surface of the semiconductor layer opposite to the surface where the third substrate is formed. Glue the surface And a step of separating the first substrate from the diode, and after the step of forming the third substrate, on the surface of the third substrate opposite to the surface on which the semiconductor layer is formed. And a step of forming a fluorescent layer made of a fluorescent material.

本発明に係る第３の半導体発光素子の製造方法によると、単結晶基板上に形成された半導体層は結晶性に優れるために高輝度の赤色発光が可能であると共に、蛍光層から黄色発光が可能であるので、例えば、発光ダイオードから青色発光が生じる場合には、高輝度でで演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the third method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the semiconductor layer formed on the single crystal substrate is excellent in crystallinity, so that it is possible to emit red light with high brightness and to emit yellow light from the fluorescent layer. Therefore, for example, when blue light emission occurs from the light emitting diode, it is possible to realize a white light emitting diode structure with high luminance and excellent color rendering.

本発明に係る第３の半導体発光素子の製造方法において、第１の基板をダイオードから分離する工程の後に、ダイオードにおける透明電極が形成されている面とは反対側の面の上に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる電極を形成する工程をさらに備えることが好ましい。   In the third method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, after the step of separating the first substrate from the diode, Al, on the surface of the diode opposite to the surface on which the transparent electrode is formed, It is preferable to further include a step of forming an electrode made of Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any of these metals or a multilayer metal film.

このようにすると、高反射特性を有する電極を実現できるため、ダイオードからの発光は高反射電極で反射されるので、より高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, since an electrode having high reflection characteristics can be realized, light emission from the diode is reflected by the high reflection electrode, so that it is possible to realize a white light emitting diode structure with higher luminance and excellent color rendering. Become.

本発明に係る第４の半導体発光素子の製造方法は、白色発光を生じる半導体発光素子の製造方法であって、第１の基板上に、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層を有する青色又は紫外発光が可能なダイオードを形成する工程と、ダイオードにおける第１の基板が形成されている面とは反対側の面の上に、ダイオードからの発光を透過し得る透明電極を形成する工程と、単結晶よりなる第２の基板上に、複数の半導体層を形成する工程と、複数の半導体層における第２の基板が形成されている面とは反対側の面の上に、可視光を透過し得る第３の基板を接着する工程と、第２の基板を複数の半導体層から分離する工程と、透明電極におけるダイオードが形成されている面とは反対側の面と、複数の半導体層における第３の基板が形成されている面とは反対側の面とを接着させる工程と、第１の基板を前記ダイオードから分離する工程とを備えることを特徴とする。   A fourth method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device that emits white light, and can emit blue or ultraviolet light having an active layer made of InGaAlN on a first substrate. Forming a diode; forming a transparent electrode capable of transmitting light emitted from the diode on a surface of the diode opposite to the surface on which the first substrate is formed; and a first crystal made of a single crystal. A step of forming a plurality of semiconductor layers on the second substrate and a third surface capable of transmitting visible light on a surface of the plurality of semiconductor layers opposite to the surface on which the second substrate is formed. A step of bonding the substrate, a step of separating the second substrate from the plurality of semiconductor layers, a surface of the transparent electrode opposite to the surface on which the diode is formed, and a third substrate of the plurality of semiconductor layers. Formed surface and A step of bonding the opposite surface, characterized in that it comprises a step of separating the first substrate from the diode.

本発明に係る第４の半導体発光素子の製造方法によると、単結晶基板上に形成された組成が互いに異なる複数の半導体層は結晶性に優れるために高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能であるので、例えばダイオードから紫外発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the fourth method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, a plurality of semiconductor layers having different compositions formed on a single crystal substrate have excellent crystallinity, and thus can emit red, green and blue light with high luminance. Therefore, for example, when ultraviolet light emission is generated from the diode, it is possible to realize a white light emitting diode structure having high luminance and excellent color rendering.

本発明に係る第４の半導体発光素子の製造方法において、第１の基板を前記ダイオードから分離する工程の後に、ダイオードにおける透明電極が形成されている面とは反対側の面の上に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる電極を形成する工程をさらに備えることが好ましい。   In the fourth method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, after the step of separating the first substrate from the diode, Al is formed on the surface of the diode opposite to the surface on which the transparent electrode is formed. It is preferable to further include a step of forming an electrode made of Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any one of these metals or a multilayer metal film.

このようにすると、高反射特性を有する電極を実現できるため、ダイオードからの発光は高反射電極で反射されるので、より高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   In this way, since an electrode having high reflection characteristics can be realized, light emission from the diode is reflected by the high reflection electrode, so that it is possible to realize a white light emitting diode structure with higher luminance and excellent color rendering. Become.

本発明に係る第３又は第４の半導体発光素子の製造方法において、第１の基板をダイオードから分離する工程は、第１の基板における前記ダイオードが形成されている面とは反対側の面から光を照射することにより、第１の基板を除去する工程を含むことが好ましい。   In the third or fourth method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the step of separating the first substrate from the diode is performed from a surface of the first substrate opposite to the surface on which the diode is formed. It is preferable to include a step of removing the first substrate by irradiating light.

このようにすると、基板上に形成されたＩｎＧａＡｌＮ層を含むダイオードの一部分を光に照射することによって分解するこにより、大面積で再現性良く第１の基板をダイオードから分離することが可能となる。   By doing so, it is possible to separate the first substrate from the diode in a large area with good reproducibility by disassembling a part of the diode including the InGaAlN layer formed on the substrate by irradiating with light. .

本発明に係る第３又は第４の半導体発光素子の製造方法において、光の光源は、パルス状に発振するレーザであることが好ましい。   In the third or fourth method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the light source is preferably a laser that oscillates in a pulsed manner.

このようにすると、光の出力パワーを著しく増加させることができるので、第１の基板をダイオードから容易に分離できる。   In this way, the output power of light can be remarkably increased, so that the first substrate can be easily separated from the diode.

本発明に係る第３又は第４の半導体発光素子の製造方法において、光の光源は、水銀灯の輝線であることが好ましい。   In the third or fourth method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the light source is preferably a bright line of a mercury lamp.

このようにすると、光パワーではレーザに劣るものの、スポットサイズを大きくできるので、第１の基板をダイオードから短時間で分離できる。   In this way, although the optical power is inferior to that of a laser, the spot size can be increased, so that the first substrate can be separated from the diode in a short time.

本発明に係る第３又は第４の半導体発光素子の製造方法において、第１の基板をダイオードから分離する工程は、第１の基板を研磨によって除去することにより、第１の基板を分離する工程を含むことが好ましい。   In the third or fourth method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the step of separating the first substrate from the diode is a step of separating the first substrate by removing the first substrate by polishing. It is preferable to contain.

このようにすると、大面積であって且つ低コストにて、第１の基板をダイオードから分離することが可能となる。   In this way, it is possible to separate the first substrate from the diode with a large area and low cost.

本発明に係る蛍光体によると、発光ダイオードからの青色又は紫外光により、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the phosphor according to the present invention, it is possible to realize a white light emitting diode structure excellent in color rendering because blue or ultraviolet light from the light emitting diode can emit red light with high luminance from the semiconductor layer. .

本発明に係る第１の半導体発光素子によると、発光ダイオードチップからの青色又は紫外発光により、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を特殊なパッケージを用いることなく実現することが可能となる。   According to the first semiconductor light emitting device of the present invention, the blue or ultraviolet light emission from the light emitting diode chip can emit a high-luminance red light from the semiconductor layer. Therefore, a white light emitting diode structure excellent in color rendering is specially used. This can be realized without using a package.

本発明に係る第２の半導体発光素子によると、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に、蛍光層から黄色発光が可能であるので、発光ダイオードから青色発光が生じる場合には、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を特殊なパッケージを用いることなく実現することが可能となる。   According to the second semiconductor light emitting device of the present invention, high-luminance red light emission is possible from the semiconductor layer and yellow light emission is possible from the fluorescent layer. Therefore, when blue light emission occurs from the light emitting diode, color rendering is performed. It is possible to realize a white light emitting diode structure excellent in performance without using a special package.

本発明に係る第３の半導体発光素子によると、組成が互いに異なる複数の半導体層の各々からそれぞれ高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能であるので、例えば発光ダイオードから紫外発光が生じる場合には、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を特殊なパッケージを用いることなく実現することが可能となる。   According to the third semiconductor light emitting device of the present invention, high-brightness red, green, and blue light can be emitted from each of the plurality of semiconductor layers having different compositions. Can realize a white light emitting diode structure excellent in color rendering without using a special package.

本発明に係る第４の半導体発光素子によると、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に、蛍光層から黄色発光が可能であるので、例えば、ダイオードから青色発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the fourth semiconductor light emitting device of the present invention, since high-luminance red light emission is possible from the semiconductor layer and yellow light emission is possible from the fluorescent layer, for example, when blue light emission occurs from the diode, It becomes possible to realize a white light emitting diode structure with high luminance and excellent color rendering.

本発明に係る第５の半導体発光素子によると、組成の異なる複数の半導体層の各々からはそれぞれ高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能であるので、例えば、ダイオードから紫外発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the fifth semiconductor light emitting device of the present invention, since each of the plurality of semiconductor layers having different compositions can emit red, green, and blue light with high luminance, for example, when ultraviolet light is emitted from a diode. Can realize a white light emitting diode structure having high luminance and excellent color rendering.

本発明に係る第１の蛍光体の製造方法によると、単結晶基板上に形成された半導体層は結晶性に優れるので、半導体層から例えば高輝度の赤色発光が可能になる。この場合、例えば発光ダイオードから青色発光が生じて蛍光層を励起すると、蛍光層から黄色発光が生じるので、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the first phosphor manufacturing method of the present invention, the semiconductor layer formed on the single crystal substrate is excellent in crystallinity, and thus, for example, high-luminance red light emission is possible from the semiconductor layer. In this case, for example, when blue light emission is generated from the light emitting diode and the fluorescent layer is excited, yellow light emission is generated from the fluorescent layer, so that a white light emitting diode structure with excellent color rendering can be realized.

本発明に係る第２の蛍光体の製造方法によると、単結晶基板上に形成された組成が互いに異なる複数の半導体層の各々は結晶性に優れるので、それぞれ高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能である。この場合、例えば発光ダイオードから紫外発光が生じる場合には、演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the second phosphor manufacturing method of the present invention, each of a plurality of semiconductor layers having different compositions formed on a single crystal substrate is excellent in crystallinity, and therefore emits red, green, and blue light with high luminance. Is possible. In this case, for example, when ultraviolet light emission is generated from the light emitting diode, it is possible to realize a white light emitting diode structure having excellent color rendering properties.

本発明に係る第１の半導体発光素子の製造方法によると、単結晶よりなる第２の基板上には結晶性に優れた半導体層を形成できるため、半導体層から高輝度の赤色発光が可能であると共に、蛍光層から黄色発光が可能であるので、例えば、ダイオードから青色発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the first method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, a semiconductor layer having excellent crystallinity can be formed on a second substrate made of a single crystal, and therefore, high-luminance red light can be emitted from the semiconductor layer. In addition, since yellow light can be emitted from the fluorescent layer, for example, when blue light is emitted from the diode, it is possible to realize a white light emitting diode structure with high luminance and excellent color rendering.

本発明に係る第２の半導体発光素子の製造方法によると、単結晶よりなる第２の基板上に形成された組成が互いに異なる複数の半導体層は結晶性に優れるため、各々の半導体層からそれぞれ高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能であるので、例えば発光ダイオードから紫外発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the second method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the plurality of semiconductor layers having different compositions formed on the second substrate made of single crystal are excellent in crystallinity. Since high-luminance red, green, and blue light emission is possible, for example, when ultraviolet light emission is generated from the light-emitting diode, a white light-emitting diode structure having high luminance and excellent color rendering can be realized.

本発明に係る第３の半導体発光素子の製造方法によると、単結晶基板上に形成された半導体層は結晶性に優れるために高輝度の赤色発光が可能であると共に、蛍光層から黄色発光が可能であるので、例えば、発光ダイオードから青色発光が生じる場合には、高輝度でで演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the third method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the semiconductor layer formed on the single crystal substrate is excellent in crystallinity, so that it is possible to emit red light with high brightness and to emit yellow light from the fluorescent layer. Therefore, for example, when blue light emission occurs from the light emitting diode, it is possible to realize a white light emitting diode structure with high luminance and excellent color rendering.

本発明に係る第４の半導体発光素子の製造方法によると、単結晶基板上に形成された組成が互いに異なる複数の半導体層は結晶性に優れるために高輝度の赤色、緑色及び青色発光が可能であるので、例えばダイオードから紫外発光が生じる場合には、高輝度で演色性に優れた白色発光ダイオード構造を実現することが可能となる。   According to the fourth method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, a plurality of semiconductor layers having different compositions formed on a single crystal substrate have excellent crystallinity, and thus can emit red, green and blue light with high luminance. Therefore, for example, when ultraviolet light emission is generated from the diode, it is possible to realize a white light emitting diode structure having high luminance and excellent color rendering.

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、以下の各実施形態において、ＩｎＧａＡｌＰとは、ある組成のＩｎｘ１Ｇａ１−ｘ１−ｙ１Ａｌｙ１Ｐ（但し、０≦ｘ１≦１、０≦ｙ１≦１）を表しており、ＩｎＧａＡｌＮとは、ある組成のＩｎｘ２Ｇａ１−ｘ２−ｙ２Ａｌｙ２Ｎ（但し、０≦ｘ２≦１、０≦ｙ２≦１）を表している。また、ＺｎＭｇＳＳｅとは、ある組成のＺｎ１−ｘ３Ｍｇｘ３Ｓｙ３Ｓｅ１−ｙ３（但し、０≦ｘ３≦１、０≦ｙ３≦１）を表している。 In each of the following embodiments, InGaAlP represents In x1 Ga 1-x1-y1 Al y1 P (where 0 ≦ x1 ≦ 1, 0 ≦ y1 ≦ 1), and InGaAlN represents represents a certain composition in x2 Ga 1-x2-y2 Al y2 N ( where, 0 ≦ x2 ≦ 1,0 ≦ y2 ≦ 1). Further, the ZnMgSSe, represents Zn 1-x3 of a composition Mg x3 S y3 Se 1-y3 ( where, 0 ≦ x3 ≦ 1,0 ≦ y3 ≦ 1) a.

（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る発光体について、図１、図２、及び図３（ａ）〜（ｅ）を参照しながら説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, the light emitter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3 </ b> A to 3 </ b> E.

第１に、本発明の第１の実施形態に係る発光体の構造について、図１及び図２を参照しながら説明する。   First, the structure of the light emitter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光体と該発光体を励起するために用いる青色発光ダイオードとが示された断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light emitter and a blue light emitting diode used for exciting the light emitter according to the first embodiment of the present invention.

図１に示すように、石英基板２の主面の一方には、青色発光ダイオード４による励起によって赤色発光するアンドープのＩｎＧａＡｌＰ層１が貼り合わせられており、石英基板２の主面の他方には、青色発光ダイオード４による励起によって黄色発光するＹＡＧ蛍光体３が形成されている。   As shown in FIG. 1, an undoped InGaAlP layer 1 that emits red light by excitation by a blue light emitting diode 4 is bonded to one of the main surfaces of the quartz substrate 2, and the other main surface of the quartz substrate 2 is bonded to the other surface. A YAG phosphor 3 that emits yellow light when excited by the blue light emitting diode 4 is formed.

このように、本発明の第１の実施形態に係る発光体は、ＩｎＧａＡｌＰ層１、石英基板２、及びＹＡＧ蛍光体３よりなる構造を有している。   Thus, the light emitter according to the first embodiment of the present invention has a structure including the InGaAlP layer 1, the quartz substrate 2, and the YAG phosphor 3.

ここで、ＩｎＧａＡｌＰ層１は、例えばＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層よりなり、禁制体幅１．９ｅＶを有し、６５０ｎｍの波長を有する赤色発光する。また、ＩｎＧａＡｌＰ層１をＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層とすると、ＩｎＧａＡｌＰ層１はＧａＡｓと格子整合して結晶成長できるため、後述する製造方法でも説明するように、ＩｎＧａＡｌＰ層１は低欠陥密度を実現できるので、ＩｎＧａＡｌＰ層１から高い発光効率を有する発光を期待できる。 Here, the InGaAlP layer 1 is made of, for example, an In 0.49 Ga 0.51 P layer, has a forbidden body width of 1.9 eV, and emits red light having a wavelength of 650 nm. In addition, if the InGaAlP layer 1 is an In 0.49 Ga 0.51 P layer, the InGaAlP layer 1 can be crystal-grown with lattice matching with GaAs, so that the InGaAlP layer 1 has a low defect, as will be described later in the manufacturing method. Since the density can be realized, light emission having high light emission efficiency can be expected from the InGaAlP layer 1.

このような構造を有する本発明の第１の実施形態に係る発光体に対して、高出力の青色発光ダイオード４から例えば４７０ｎｍの波長を有する励起光を照射することにより、本発明の第１の実施形態に係る蛍光体は、図２に示すスペクトルを有する白色光を得ることができる。図２から明らかなように、発光スペクトルは、青色発光ダイオード４からの青色発光の透過分(波長４７０ｎｍ)と、ＹＡＧ蛍光体３からの黄色発光(ピーク波長５５０ｎｍと)、ＩｎＧａＡｌＰ層１からの赤色発光(波長６５０ｎｍ)とによって構成されている。このため、本発明の第１の実施形態に係る発光体と青色発光ダイオード４とによって、白色光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   By irradiating the light emitter according to the first embodiment of the present invention having such a structure with excitation light having a wavelength of, for example, 470 nm from the high-power blue light-emitting diode 4, The phosphor according to the embodiment can obtain white light having the spectrum shown in FIG. As is clear from FIG. 2, the emission spectrum includes the blue light transmission from the blue light emitting diode 4 (wavelength 470 nm), the yellow light emission from the YAG phosphor 3 (peak wavelength 550 nm), and the red color from the InGaAlP layer 1. Light emission (wavelength 650 nm). For this reason, the white light emitting diode structure which performs white light is realizable by the light-emitting body and blue light emitting diode 4 which concern on the 1st Embodiment of this invention.

以上のように、本発明の第１の実施形態では、ＩｎＧａＡｌＰ層１とＹＡＧ蛍光体３とを青色発光ダイオード４にて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   As described above, in the first embodiment of the present invention, the InGaAlP layer 1 and the YAG phosphor 3 are excited by the blue light emitting diode 4 to excite the YAG phosphor by the blue light emitting diode and emit white light. Compared with the conventional white light emitting diode that has obtained the above, since the light emission in the red region is strong, a white light emitting diode structure that emits white light with excellent color rendering can be realized.

第２に、図１に示した本発明の第１の実施形態に係る蛍光体の製造方法と該蛍光体を集積化した半導体発光素子の製造方法とについて、図３（ａ）〜（ｅ）を参照しながら説明する。   Secondly, with respect to the method for manufacturing the phosphor according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and the method for manufacturing the semiconductor light emitting device in which the phosphor is integrated, FIGS. Will be described with reference to FIG.

図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係る蛍光体の製造方法と該蛍光体を集積化した半導体発光素子の製造方法とを示す要部工程断面図である。なお、図３（ａ）〜（ｅ）において、図１に示した構成要素と同様の部分には同一の符号を付している。   FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views of main steps showing a method for manufacturing a phosphor according to the first embodiment of the present invention and a method for manufacturing a semiconductor light emitting device in which the phosphor is integrated. . 3A to 3E, the same reference numerals are given to the same parts as those shown in FIG.

まず、図３（ａ）に示すように、例えＧａＡｓ基板５の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、アンドープのＩｎＧａＡｌＰ層１を形成する。ＧａＡｓ基板５として、（１００）面にて（０１１）方向に約１０°オフされた面方位を有する基板を用いている。また、ＩｎＧａＡｌＰ層１はＧａＡｓ基板５に格子整合する組成を有しており、ここでは、ＩｎＧａＡｌＰ層１は、約１μｍの膜厚を有するＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層よりなる。このようにすると、ＩｎＧａＡｌＰ層１は低欠陥密度を実現できるので、ＩｎＧａＡｌＰ層１から高い発光効率を有する発光を期待できる。 First, as shown in FIG. 3A, an undoped InGaAlP layer 1 is formed on a GaAs substrate 5, for example, by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). As the GaAs substrate 5, a substrate having a plane orientation which is off by about 10 ° in the (011) direction on the (100) plane is used. The InGaAlP layer 1 has a composition lattice-matched to the GaAs substrate 5, and here, the InGaAlP layer 1 is composed of an In 0.49 Ga 0.51 P layer having a thickness of about 1 μm. In this way, since the InGaAlP layer 1 can realize a low defect density, light emission with high luminous efficiency can be expected from the InGaAlP layer 1.

次に、図３（ｂ）に示すように、ＩｎＧａＡｌＰ層１上に接着するように、石英基板２をＩｎＧａＡｌＰ層１を有するＧａＡｓ基板５に貼り合わせる。ここで、石英基板２とＩｎＧａＡｌＰ層１とを貼り合わせる方法は、水溶液中で接着させる方法でもよいし、加熱又は加圧によって接着させる方法でもよい。例えばエポキシのような接着剤を用いて貼り合わせてもよい。また、例えばガラスフリットを用いて接着させてもよい。   Next, as shown in FIG. 3B, the quartz substrate 2 is bonded to the GaAs substrate 5 having the InGaAlP layer 1 so as to adhere to the InGaAlP layer 1. Here, the method of bonding the quartz substrate 2 and the InGaAlP layer 1 may be a method of bonding in an aqueous solution or a method of bonding by heating or pressing. For example, bonding may be performed using an adhesive such as epoxy. Further, for example, glass frit may be used for adhesion.

次に、図３（ｃ）に示すように、例えばＨ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との混合液中に、ＧａＡｓ基板５を浸すことにより、ＧａＡｓ基板５をウエット・エッチングにより除去する。これにより、ＩｎＧａＡｌＰ層１が石英基板２に接着した構造を得る。 Next, as shown in FIG. 3C, the GaAs substrate 5 is removed by wet etching, for example, by immersing the GaAs substrate 5 in a mixed solution of H 2 SO 4 and H 2 O 2 . Thereby, a structure in which the InGaAlP layer 1 is bonded to the quartz substrate 2 is obtained.

次に、図３（ｄ）に示すように、石英基板２におけるＩｎＧａＡｌＰ層１が形成されていない側の面上に、ＹＡＧ蛍光体３を塗布する。ここでは、石英基板２の膜厚が例えば１００μｍ以下になるように、ＹＡＧ蛍光体３を塗布する前に、石英基板２を研磨して膜化しておいてもよい。このようにして、図１に示した蛍光体の構造を実現できる。   Next, as shown in FIG. 3D, a YAG phosphor 3 is applied to the surface of the quartz substrate 2 where the InGaAlP layer 1 is not formed. Here, the quartz substrate 2 may be polished into a film before applying the YAG phosphor 3 so that the thickness of the quartz substrate 2 is, for example, 100 μm or less. In this way, the structure of the phosphor shown in FIG. 1 can be realized.

さらに、図３（ｅ）に示すように、図３（ｅ）に示した構造を有する蛍光体を例えば１ｍｍ角程度にダイシングした後、このダイシングされた蛍光体を例えば接着剤８などを用いてパッケージ７に接着すると共に、青色発光ダイオードチップ６をパッケージ７内に集積化する。これにより、図１における青色発光ダイオード４と同様に、青色発光ダイオードチップ６から例えば４７０ｎｍの波長を有する青色発光による励起によって、ＩｎＧａＡｌＰ層１から赤色発光を得ることができるので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオードを得ることができる。   Further, as shown in FIG. 3E, after the phosphor having the structure shown in FIG. 3E is diced to about 1 mm square, for example, the diced phosphor is used using, for example, an adhesive 8 or the like. The blue light emitting diode chip 6 is integrated in the package 7 while being bonded to the package 7. Thus, similarly to the blue light emitting diode 4 in FIG. 1, red light emission can be obtained from the InGaAlP layer 1 by excitation by blue light emission having a wavelength of, for example, 470 nm from the blue light emitting diode chip 6, so that the color rendering property is excellent. A white light emitting diode that emits white light can be obtained.

なお、本実施形態において、石英基板２の代わりにサファイア基板を用いてもよい。   In this embodiment, a sapphire substrate may be used instead of the quartz substrate 2.

また、本実施形態において、石英基板２と青色発光ダイオードチップ６とがパッケージ７内に集積化された構造である場合であっても、上述と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, even when the quartz substrate 2 and the blue light emitting diode chip 6 are integrated in the package 7, the same effect as described above can be obtained.

（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光体について、前述した図３（ａ）〜（ｅ）、図４及び図５を参照しながら説明する。 (Second Embodiment)
Hereinafter, the phosphor according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (e), FIG. 4 and FIG.

第１に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光体の構造について、図４を参照しながら説明する。   First, the structure of the phosphor according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図４は、本発明の第２の実施形態に係る蛍光体と該蛍光体を励起するために用いる紫外発光ダイオードとが示された断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a phosphor according to a second embodiment of the present invention and an ultraviolet light emitting diode used for exciting the phosphor.

図４に示すように、石英基板２の主面の一方には、紫外発光ダイオード１１による励起によって赤色発光するアンドープのＩｎＧａＡｌＰ層１が貼り合わせられており、石英基板２の主面の他方には、紫外発光ダイオード１１による励起によって緑色発光する緑色発光蛍光体９及び紫外発光ダイオード１１による励起によって青色発光する青色発光蛍光体１０が順に形成されている。   As shown in FIG. 4, an undoped InGaAlP layer 1 that emits red light by excitation by the ultraviolet light-emitting diode 11 is bonded to one of the main surfaces of the quartz substrate 2, and the other main surface of the quartz substrate 2 is bonded to the other surface. A green light-emitting phosphor 9 that emits green light when excited by the ultraviolet light-emitting diode 11 and a blue light-emitting phosphor 10 that emits blue light when excited by the ultraviolet light-emitting diode 11 are sequentially formed.

ここで、緑色発光蛍光体９を構成する材料としては、Ｍｎが添加されたＺｎ２ＳｉＯ４（Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ） 、Ｍｎが添加されたＢａＡｌ１２Ｏ１９（ＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎ）、Ｔｂが添加されたＣｅＭｇＡｌ１１（ＣｅＭｇＡｌ１１：Ｔｂ）、Ｅｕ２＋及びＭｎ２＋が添加されたＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋）、又はＣｅ３＋及びＴｂ３＋が添加されたＹ２ＳｉＯ５（Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋）を用いるとよい。 Here, as a material constituting the green light emitting phosphor 9, Zn 2 SiO 4 (Zn 2 SiO 4 : Mn) to which Mn is added is used. BaAl 12 O 19 added with Mn (BaAl 12 O 19 : Mn), CeMgAl 11 added with Tb (CeMgAl 11 : Tb), Eu 2+ and BaMgAl 10 O 17 added with Mn 2+ (BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , Mn 2+ ), or Y 2 SiO 5 to which Ce 3+ and Tb 3+ are added (Y 2 SiO 5 : Ce 3+ , Tb 3+ ) may be used.

また、青色発光蛍光体１０を構成する材料としては、Ｅｕが添加されたＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３（ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ）、ＹＰ０．８５Ｖ０．１５Ｏ４、Ｅｕが添加されたＢａＭｇ２Ａｌ１４（ＢａＭｇ２Ａｌ１４：Ｅｕ）、Ｅｕ２＋が添加された（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２（（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋）、又はＥｕ２＋が添加されたＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋）を用いるとよい。 Further, as materials constituting the blue light emitting phosphor 10, BaMgAl 14 O 23 (BaMgAl 14 O 23 : Eu) to which Eu is added, YP 0.85 V 0.15 O 4 , and BaMg 2 to which Eu is added. Al 14 (BaMg 2 Al 14 : Eu), Eu 2+ added (Sr, Ca) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 ((Sr, Ca) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu 2+ ), or BaMgAl 10 O 17 added with Eu 2+ (BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ ) may be used.

このように、本発明の第２の実施形態に係る発光体は、ＩｎＧａＡｌＰ層１、石英基板２、緑色発光蛍光体９、及び青色発光蛍光体１０よりなる構造を有している。   Thus, the light emitter according to the second embodiment of the present invention has a structure including the InGaAlP layer 1, the quartz substrate 2, the green light emitting phosphor 9, and the blue light emitting phosphor 10.

ここで、ＩｎＧａＡｌＰ層１は、第１の実施形態と同様に、例えばＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層よりなり、禁制体幅１．９ｅＶを有し、６５０ｎｍの波長を有する赤色発光する。また、ＩｎＧａＡｌＰ層１をＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層とすると、ＩｎＧａＡｌＰ層１はＧａＡｓと格子整合して結晶成長できるため、後述する製造方法でも説明するように、ＩｎＧａＡｌＰ層１は低欠陥密度を実現できるので、ＩｎＧａＡｌＰ層１から高い発光効率を有する発光を期待できる。 Here, the InGaAlP layer 1 is formed of, for example, an In 0.49 Ga 0.51 P layer, has a forbidden body width of 1.9 eV, and emits red light having a wavelength of 650 nm, as in the first embodiment. In addition, if the InGaAlP layer 1 is an In 0.49 Ga 0.51 P layer, the InGaAlP layer 1 can be crystal-grown with lattice matching with GaAs, so that the InGaAlP layer 1 has a low defect, as will be described later in the manufacturing method. Since the density can be realized, light emission having high light emission efficiency can be expected from the InGaAlP layer 1.

このような構造を有する本発明の第２の実施形態に係る発光体に対して、高出力の紫外発光ダイオード１１から例えば３４０ｎｍの波長を有する励起光を照射することにより、本発明の第２の実施形態に係る蛍光体は、図５に示すスペクトルを有する白色光を得ることができる。図５から明らかなように、発光スペクトルは、ごく微少ではあるが紫外発光ダイオード１１からの紫外光の透過分(波長３４０ｎｍ)と、緑色発光蛍光体９からの緑色発光(ピーク波長５５０ｎｍ）と、青色発光蛍光体１０からの青色発光（ピーク波長４７０ｎｍ）と、ＩｎＧａＡｌＰ層１からの赤色発光(波長６５０ｎｍ)とによって構成されている。このため、本発明の第２の実施形態に係る発光体と紫外発光ダイオード１１とによって、白色光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   By irradiating the light emitter according to the second embodiment of the present invention having such a structure with excitation light having a wavelength of, for example, 340 nm from the high-power ultraviolet light-emitting diode 11, the second embodiment of the present invention. The phosphor according to the embodiment can obtain white light having the spectrum shown in FIG. As is clear from FIG. 5, the emission spectrum is very small, but the ultraviolet light transmitted from the ultraviolet light emitting diode 11 (wavelength 340 nm), the green light emission from the green light emitting phosphor 9 (peak wavelength 550 nm), It is constituted by blue light emission (peak wavelength 470 nm) from the blue light emitting phosphor 10 and red light emission (wavelength 650 nm) from the InGaAlP layer 1. For this reason, the white light emitting diode structure which performs white light is realizable with the light-emitting body and ultraviolet light emitting diode 11 which concern on the 2nd Embodiment of this invention.

以上のように、本発明の第２の実施形態では、ＩｎＧａＡｌＰ層１と緑色発光蛍光体９と青色発光蛍光体１０とを紫外発光ダイオード１１にて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いと共に青色緑色及び赤色の３色の出力バランスが良いので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   As described above, in the second embodiment of the present invention, the InGaAlP layer 1, the green light-emitting phosphor 9, and the blue light-emitting phosphor 10 are excited by the ultraviolet light-emitting diode 11, thereby making the YAG phosphor a blue light-emitting diode. Compared with the conventional white light emitting diodes that were excited by the white light emission, the light emission in the red region is strong and the output balance of the three colors of blue green and red is good, so the white light emission with excellent color rendering properties A white light emitting diode structure for performing the above can be realized.

第２に、図４に示した本発明の第２の実施形態に係る蛍光体の製造方法と該蛍光体を集積化した半導体発光素子の製造方法とについて説明する。   Secondly, a method for manufacturing the phosphor according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 and a method for manufacturing a semiconductor light emitting device in which the phosphor is integrated will be described.

図４に示した本発明の第２の実施形態に係る蛍光体の製造方法と該蛍光体を集積化した半導体発光素子の製造方法とは、本発明の第１の実施形態に係る蛍光体の製造方法と該蛍光体を集積化した半導体発光素子の製造方法と共通する部分が多いので、前述の図３（ａ）〜（ｅ）を再度参照しながら説明する。   The method for manufacturing a phosphor according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 and the method for manufacturing a semiconductor light emitting device in which the phosphor is integrated are the same as those of the phosphor according to the first embodiment of the present invention. Since there are many parts in common with the manufacturing method and the manufacturing method of the semiconductor light emitting device in which the phosphor is integrated, the description will be given with reference to FIGS. 3A to 3E again.

まず、前述した図３（ａ）〜（ｃ）を用いた説明と同様にして、ＩｎＧａＡｌＰ層１と石英基板２とが接着された構造を得る。   First, similarly to the description using FIGS. 3A to 3C described above, a structure in which the InGaAlP layer 1 and the quartz substrate 2 are bonded is obtained.

次に、前述した図３（ｄ）に示すように、石英基板２におけるＩｎＧａＡｌＰ層１が形成されていない側の面上に、緑色発光蛍光体９及び青色発光蛍光体１０を順に形成する。これにより、図４に示した蛍光体の構造を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 3D described above, a green light emitting phosphor 9 and a blue light emitting phosphor 10 are sequentially formed on the surface of the quartz substrate 2 where the InGaAlP layer 1 is not formed. Thereby, the structure of the phosphor shown in FIG. 4 can be obtained.

さらに、前述した図３（ｅ）に示すように、同図を用いた説明と同様に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光体をダイシングした後、このダイシングされた蛍光体を例えば接着剤８などを用いてパッケージ７に接着すると共に、紫外発光ダイオードチップをパッケージ７内に集積化する。これにより、図４における紫外発光ダイオード１１と同様に、紫外発光ダイオードチップから例えば３４０ｎｍの波長を有する紫外発光による励起によって、ＩｎＧａＡｌＰ層１から赤色発光を得ることができるので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオードを得ることができる。   Further, as shown in FIG. 3 (e), after the phosphor according to the second embodiment of the present invention is diced, the diced phosphor is bonded, for example, as described with reference to FIG. The adhesive 8 is adhered to the package 7 using an agent 8 or the like, and the ultraviolet light emitting diode chip is integrated in the package 7. As a result, similar to the ultraviolet light emitting diode 11 in FIG. 4, red light emission can be obtained from the InGaAlP layer 1 by excitation with ultraviolet light having a wavelength of, for example, 340 nm from the ultraviolet light emitting diode chip. A white light emitting diode that emits light can be obtained.

なお、本実施形態において、石英基板２の代わりにサファイア基板を用いてもよい。   In this embodiment, a sapphire substrate may be used instead of the quartz substrate 2.

また、本実施形態において、石英基板２と紫外発光ダイオードチップとがパッケージ７内に集積化された構造である場合であっても、上述と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, even when the quartz substrate 2 and the ultraviolet light emitting diode chip are integrated in the package 7, the same effect as described above can be obtained.

（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光体について、前述した図５、図６及び図７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。 (Third embodiment)
Hereinafter, a phosphor according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 7 (a) to 7 (d) described above.

第１に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光体の構造について、図６を参照しながら説明する。   First, the structure of the phosphor according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図６は、本発明の第３の実施形態に係る蛍光体と該蛍光体を励起するために用いる紫外発光ダイオードとが示された断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a phosphor according to a third embodiment of the present invention and an ultraviolet light-emitting diode used for exciting the phosphor.

図６に示すように、石英基板２の主面を有する一方の面には、紫外発光ダイオード１１による励起によって青色発光するＺｎＭｇＳＳｅ層１４、紫外発光ダイオード１１による励起によって緑色発光するアンドープの第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、及び紫外発光ダイオードによる励起によって赤色発光するアンドープの第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２が順に形成されている。   As shown in FIG. 6, on one surface having the main surface of the quartz substrate 2, a ZnMgSSe layer 14 that emits blue light when excited by the ultraviolet light emitting diode 11, and an undoped second layer that emits green light when excited by the ultraviolet light emitting diode 11. An InGaAlP layer 13 and an undoped first InGaAlP layer 12 that emits red light by excitation with an ultraviolet light emitting diode are sequentially formed.

このように、本発明の第３の実施形態に係る発光体は、石英基板２、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４よりなる構造を有している。   As described above, the light emitter according to the third embodiment of the present invention has a structure including the quartz substrate 2, the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14.

ここで、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２は、例えばＩｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐ層よりなり、禁制体幅１．９ｅＶを有し、６５０ｎｍの波長を有する赤色で発光する。また、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３は、例えばＩｎ０．４８Ｇａ０．０８Ａｌ０．０４Ｐ層よりなり、禁制体幅２．３ｅＶを有し、５５０ｎｍの波長を有する緑色で発光する。また、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４は、例えばＺｎ０．９５Ｍｇ０．０５Ｓ０．０６Ｓｅ０．９４層よりなり、禁制体幅２．６ｅＶを有し、４７０ｎｍの波長を有する青色で発光する。 Here, the first InGaAlP layer 12 is made of, for example, an In 0.48 Ga 0.52 P layer, has a forbidden body width of 1.9 eV, and emits light in red having a wavelength of 650 nm. The second InGaAlP layer 13 is made of, for example, an In 0.48 Ga 0.08 Al 0.04 P layer, has a forbidden body width of 2.3 eV, and emits green light having a wavelength of 550 nm. The ZnMgSSe layer 14 is made of, for example, a Zn 0.95 Mg 0.05 S 0.06 Se 0.94 layer, has a forbidden body width of 2.6 eV, and emits light in blue having a wavelength of 470 nm.

また、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２をＩｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐ層とし、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３をＩｎ０．４８Ｇａ０．０８Ａｌ０．０４Ｐ層とし、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４をＺｎ０．９５Ｍｇ０．０５Ｓ０．０６Ｓｅ０．９４層とすると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４はＧａＡｓと格子整合して結晶成長できるため、後述する製造方法でも説明するように、各々の層は低欠陥密度を実現できるので、各々の層から高い発光効率を有する発光を期待できる。 The first InGaAlP layer 12 is an In 0.48 Ga 0.52 P layer, the second InGaAlP layer 13 is an In 0.48 Ga 0.08 Al 0.04 P layer, and the ZnMgSSe layer 14 is Zn 0. .95 Mg 0.05 S 0.06 Se 0.94 layer allows the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 to be crystal-growth lattice-matched with GaAs. As will be described in the method, each layer can realize a low defect density, and thus light emission having high luminous efficiency can be expected from each layer.

このような構造を有する本発明の第３の実施形態に係る発光体に対して、高出力の紫外発光ダイオード１１から例えば３４０ｎｍの波長を有する励起光を照射することにより、本発明の第３の実施形態に係る蛍光体は、第２の実施形態と同様に、図５に示すスペクトルを有する白色光を得ることができる。図５から明らかなように、発光スペクトルは、紫外発光ダイオード１１からの紫外発光の透過分(波長３４０ｎｍ)と、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２からの赤色発光(波長６５０ｎｍ)と、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３からの緑色発光(波長５５０ｎｍ)と、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４からの青色発光（波長４７０ｎｍ）とによって構成されている。このため、本発明の第３の実施形態に係る発光体と紫外発光ダイオード１１とによって、白色光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   By irradiating the light emitter according to the third embodiment of the present invention having such a structure with excitation light having a wavelength of, for example, 340 nm from the high-power ultraviolet light-emitting diode 11, the third embodiment of the present invention. The phosphor according to the embodiment can obtain white light having the spectrum shown in FIG. 5 as in the second embodiment. As is apparent from FIG. 5, the emission spectrum includes the ultraviolet light transmission from the ultraviolet light emitting diode 11 (wavelength 340 nm), the red light emission from the first InGaAlP layer 12 (wavelength 650 nm), and the second InGaAlP layer. 13, and green light emission (wavelength 550 nm) from 13 and blue light emission (wavelength 470 nm) from the ZnMgSSe layer 14. For this reason, the white light emitting diode structure which performs white light is realizable with the light-emitting body and ultraviolet light emitting diode 11 which concern on the 3rd Embodiment of this invention.

以上のように、本発明の第３の実施形態では、ＩｎＧａＡｌＰ層１とＹＡＧ蛍光体３とを青色発光ダイオード４にて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いと共に青色緑色及び赤色の３色の出力バランスが良いので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   As described above, in the third embodiment of the present invention, the InGaAlP layer 1 and the YAG phosphor 3 are excited by the blue light emitting diode 4 to excite the YAG phosphor by the blue light emitting diode and emit white light. Compared with the conventional white light emitting diodes that have achieved the above, the white light emitting diode structure that emits white light with excellent color rendering properties because the light emission in the red region is strong and the output balance of blue green and red is good. Can be realized.

第２に、図６に示した本発明の第３の実施形態に係る蛍光体の製造方法と該蛍光体を集積化した半導体発光素子の製造方法とについて、図７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。   Secondly, with respect to the method for manufacturing the phosphor according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6 and the method for manufacturing the semiconductor light emitting device in which the phosphor is integrated, FIGS. Will be described with reference to FIG.

図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施形態に係る蛍光体の製造方法と該蛍光体を集積化した半導体発光素子の製造方法とを示す要部工程断面図である。なお、図７（ａ）〜（ｄ）において、図６に示した構成要素と同様の部分には同一の符号を付している。   7 (a) to 7 (d) are cross-sectional views of essential steps showing a method for manufacturing a phosphor according to a third embodiment of the present invention and a method for manufacturing a semiconductor light emitting device in which the phosphor is integrated. . 7A to 7D, the same reference numerals are given to the same components as those shown in FIG.

まず、図７（ａ）に示すように、例えＧａＡｓ基板５の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、アンドープの第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２及びアンドープの第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３を順に形成する。さらに、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３の上に、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４を形成する。   First, as shown in FIG. 7A, an undoped first InGaAlP layer 12 and an undoped second layer are formed on a GaAs substrate 5 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The InGaAlP layers 13 are sequentially formed. Further, a ZnMgSSe layer 14 is formed on the second InGaAlP layer 13.

ここで、ＧａＡｓ基板５として、（１００）面にて（０１１）方向に約１０°オフされた面方位を有する基板を用いている。また、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４は、いずれもＧａＡｓ基板５に格子整合する組成を有しており、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１は、約１μｍの膜厚を有するＩｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐ層よりなり、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３は、約１μｍの膜厚を有するＩｎ０．４８Ｇａ０．０８Ａｌ０．０４Ｐ層よりなり、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４は、約１μｍの膜厚を有するＺｎ０．９５Ｍｇ０．０５Ｓ０．０６Ｓｅ０．９４層よりなる。このようにすると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４の各々の層は、低欠陥密度を実現できるので、各々の層から高い発光効率を有する発光を期待できる。 Here, as the GaAs substrate 5, a substrate having a plane orientation which is turned off by about 10 ° in the (011) direction on the (100) plane is used. The first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 all have a composition lattice-matched to the GaAs substrate 5, and the first InGaAlP layer 1 is a film having a thickness of about 1 μm. The In 0.48 Ga 0.52 P layer having a thickness, and the second InGaAlP layer 13 is composed of an In 0.48 Ga 0.08 Al 0.04 P layer having a thickness of about 1 μm, and a ZnMgSSe layer 14 consists of a Zn 0.95 Mg 0.05 S 0.06 Se 0.94 layer having a thickness of about 1 μm. By doing so, each of the first InGaAlP layer 1, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 can realize a low defect density, and therefore light emission with high luminous efficiency can be expected from each layer.

また、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２は紫外光による励起によって赤色発光し、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３は紫外光による励起によって緑色発光し、さらに、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４は紫外光の励起によって青色発光する。   The first InGaAlP layer 12 emits red light by excitation with ultraviolet light, the second InGaAlP layer 13 emits green light by excitation with ultraviolet light, and the ZnMgSSe layer 14 emits blue light by excitation with ultraviolet light.

次に、図７（ｂ）に示すように、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４上に接着するように、石英基板２を、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４を有するＧａＡｓ基板５に貼り合わせる。ここで、石英基板２とＺｎＭｇＳＳｅ層１４とを貼り合わせる方法は、水溶液中で接着させる方法でもよいし、加熱又は加圧によって接着させる方法でもよい。例えばエポキシのような接着剤を用いて貼り合わせてもよい。   Next, as shown in FIG. 7B, the quartz substrate 2 is bonded to the ZnMgSSe layer 14 and the GaAs substrate 5 having the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14. Paste to. Here, the method of bonding the quartz substrate 2 and the ZnMgSSe layer 14 may be a method of bonding in an aqueous solution or a method of bonding by heating or pressing. For example, bonding may be performed using an adhesive such as epoxy.

次に、図７（ｃ）に示すように、例えばＨ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との混合液中に、ＧａＡｓ基板５を浸すことにより、ＧａＡｓ基板５をウエット・エッチングにより除去する。これにより、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４が石英基板２と接着された構造を得る。ここでは、石英基板２の膜厚が例えば１００μｍ以下になるように、石英基板２を研磨して膜化しておいてもよい。このようにして、図６に示した蛍光体の構造を得ることができる。 Next, as shown in FIG. 7C, the GaAs substrate 5 is removed by wet etching, for example, by immersing the GaAs substrate 5 in a mixed solution of H 2 SO 4 and H 2 O 2 . Thus, a structure in which the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 are bonded to the quartz substrate 2 is obtained. Here, the quartz substrate 2 may be polished into a film so that the thickness of the quartz substrate 2 is, for example, 100 μm or less. In this way, the structure of the phosphor shown in FIG. 6 can be obtained.

さらに、図７（ｄ）に示すように、図７（ｃ）に示した構造を有する蛍光体を例えば１ｍｍ角程度にダイシングした後、このダイシングされた蛍光体を例えば接着剤８などを用いてパッケージ７に接着すると共に、紫外発光ダイオードチップ１５をパッケージ７内に集積化する。これにより、図６における紫外発光ダイオード１１と同様に、紫外発光ダイオードチップ１５から例えば３４０ｎｍの波長を有する紫外発光による励起によって、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２から赤色発光を得ることができるので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   Further, as shown in FIG. 7D, after the phosphor having the structure shown in FIG. 7C is diced to, for example, about 1 mm square, the diced phosphor is used, for example, with an adhesive 8 or the like. While being bonded to the package 7, the ultraviolet light emitting diode chip 15 is integrated in the package 7. Thus, similarly to the ultraviolet light-emitting diode 11 in FIG. 6, red light emission can be obtained from the first InGaAlP layer 12 by excitation by ultraviolet light having a wavelength of, for example, 340 nm from the ultraviolet light-emitting diode chip 15. It is possible to realize a white light emitting diode structure that emits excellent white light.

なお、本実施形態において、石英基板２の代わりにサファイア基板を用いてもよい。   In this embodiment, a sapphire substrate may be used instead of the quartz substrate 2.

また、本実施形態において、石英基板２と紫外発光ダイオードチップ１５とがパッケージ７内に集積化された構造である場合であっても、上述と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, even when the quartz substrate 2 and the ultraviolet light-emitting diode chip 15 are integrated in the package 7, the same effects as described above can be obtained.

（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子について、前述した図２、図８及び図９（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。 (Fourth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 8, and 9 </ b> A to 9 </ b> G.

第１に、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の構造について説明する。   First, the structure of the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention will be described.

図８は、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の構造を示す断面図であって、具体的には、ＹＡＧ蛍光体とＩｎＧａＡｌＰよりなる蛍光層と青色発光ダイオードとを組み合わせてなる白色発光ダイオード構造を示している。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention. Specifically, the YAG phosphor, a fluorescent layer made of InGaAlP, and a blue light emitting diode are combined. A white light emitting diode structure is shown.

図８に示すように、パッケージ表面２３にはサファイア基板１６が形成されており、該サファイア基板１６の上には、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９が下から順に形成されている。また、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７の上には、Ｔｉ／Ａｕよりなる電極２０が形成されており、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の上には、ＩＴＯ透明電極２１が形成されている。ここで、電極２０の材料として、Ｔｉ／Ａｕの他に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる材料を用いることにより、高反射特性を有する電極を実現できる。ＩＴＯ透明電極２１の上には、Ａｕよりなる電極２２が選択的に形成されている。また、ＩＴＯ透明電極２１の上には、アンドープのＩｎＧａＡｌＰ層１が形成されている。そして、パッケージ表面２３において、このような構造は、ＹＡＧ蛍光体３によって覆われている。   As shown in FIG. 8, a sapphire substrate 16 is formed on the package surface 23, and an n-type InGaAlN layer 17, an active layer 18 made of InGaAlN, and a p-type InGaAlN layer 19 are formed on the sapphire substrate 16. It is formed in order from the bottom. An electrode 20 made of Ti / Au is formed on the n-type InGaAlN layer 17, and an ITO transparent electrode 21 is formed on the p-type InGaAlN layer 19. Here, in addition to Ti / Au, the material of the electrode 20 is Al, Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any of these metals or a material made of a multilayer metal film. An electrode having high reflection characteristics can be realized. An electrode 22 made of Au is selectively formed on the ITO transparent electrode 21. An undoped InGaAlP layer 1 is formed on the ITO transparent electrode 21. Such a structure is covered with the YAG phosphor 3 on the package surface 23.

このように、図８に示す半導体発光素子は、ＹＡＧ蛍光体３とＩｎＧａＡｌＰ層１と青色発光ダイオードとが組み合わされてなる白色発光ダイオードとして機能する構造を有している。すなわち、図８に示す半導体発光素子は、ＩｎＧａＡｌＮ活性層１８を有する青色発光ダイオードの上に、ＩＴＯ透明電極２１を挟んで、青色発光ダイオードによる励起によって赤色発光するＩｎＧａＡｌＰ層１と青色発光ダイオードによる励起によって黄色発光するＹＡＧ蛍光体３とが形成された構造を有しているので、白色発光ダイオードとして機能する。   As described above, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 8 has a structure that functions as a white light emitting diode formed by combining the YAG phosphor 3, the InGaAlP layer 1, and the blue light emitting diode. That is, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 8 is excited by the InGaAlP layer 1 that emits red light when excited by the blue light emitting diode with the ITO transparent electrode 21 sandwiched on the blue light emitting diode having the InGaAlN active layer 18. Therefore, it functions as a white light-emitting diode.

ここで、ＩｎＧａＡｌＰ層１は、例えばＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層よりなり、禁制体幅１．９ｅＶを有し、６５０ｎｍの波長を有する赤色発光する。また、ＩｎＧａＡｌＰ層１をＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層とすると、ＩｎＧａＡｌＰ層１はＧａＡｓと格子整合して結晶成長できるため、後述する製造方法でも説明するように、ＩｎＧａＡｌＰ層１は低欠陥密度を実現できるので、ＩｎＧａＡｌＰ層１から高い発光効率を有する発光を期待できる。 Here, the InGaAlP layer 1 is made of, for example, an In 0.49 Ga 0.51 P layer, has a forbidden body width of 1.9 eV, and emits red light having a wavelength of 650 nm. In addition, if the InGaAlP layer 1 is an In 0.49 Ga 0.51 P layer, the InGaAlP layer 1 can be crystal-grown with lattice matching with GaAs, so that the InGaAlP layer 1 has a low defect, as will be described later in the manufacturing method. Since the density can be realized, light emission having high light emission efficiency can be expected from the InGaAlP layer 1.

ＩｎＧａＡｌＰ層１及びＹＡＧ蛍光体３に対して、活性層１８を有する高出力の青色発光ダイオードから例えば４７０ｎｍの波長を有する励起光を照射することにより、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子は、前述した図２に示したスペクトルと同様のスペクトルを有する白色光を得ることができる。前述した図２から明らかなように、発光スペクトルは、青色発光ダイオードからの青色発光の透過分(波長４７０ｎｍ)と、ＹＡＧ蛍光体３からの黄色発光(ピーク波長５５０ｎｍと)、ＩｎＧａＡｌＰ層１からの赤色発光(波長６５０ｎｍ)とによって構成されている。このため、図８に示す半導体発光素子は、白色光を行なう発光ダイオードとして機能することができる。   Semiconductor light emission according to the fourth embodiment of the present invention is performed by irradiating the InGaAlP layer 1 and the YAG phosphor 3 with excitation light having a wavelength of, for example, 470 nm from a high-power blue light-emitting diode having the active layer 18. The element can obtain white light having a spectrum similar to the spectrum shown in FIG. 2 described above. As is clear from FIG. 2 described above, the emission spectrum includes the transmission of blue light emission from the blue light emitting diode (wavelength 470 nm), the yellow light emission from the YAG phosphor 3 (peak wavelength 550 nm), and from the InGaAlP layer 1. And red light emission (wavelength 650 nm). Therefore, the semiconductor light emitting element shown in FIG. 8 can function as a light emitting diode that emits white light.

以上のように、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子によると、ＩｎＧａＡｌＰ層１とＹＡＧ蛍光体３とを青色発光ダイオードにて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   As described above, according to the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention, the YAG phosphor is excited by the blue light emitting diode by exciting the InGaAlP layer 1 and the YAG phosphor 3 by the blue light emitting diode. Compared with a conventional white light emitting diode that has been excited to obtain white light emission, the light emission in the red region is stronger, so that a white light emitting diode structure that emits white light with excellent color rendering can be realized.

第２に、図８に示した本発明の第４の実施形態に係る蛍光体の製造方法と該蛍光体を集積化した半導体発光素子の製造方法とについて、図９（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。   Secondly, with respect to the method for manufacturing the phosphor according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 8 and the method for manufacturing the semiconductor light emitting device in which the phosphor is integrated, FIGS. Will be described with reference to FIG.

図９（ａ）に示すように、サファイア基板１６の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９を順にエピタキシャル成長させる。ここで、サファイア基板１６とｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７との間に、例えば５００℃程度で成長するＧａＮバッファ層又はアンドープのＧａＮ層を挿入してもよい。また、活性層１８は、Ｉｎの組成比が異なるＩｎＧａＮによる多重量子井戸構造を含んでもよい。続いて、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９を活性化するために、例えばＮ２ガス雰囲気中、７００℃で約１時間熱処理する。続いて、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の上に、例えばＲＦスパッタ法によってＩＴＯ透明電極２１を約３００ｎｍ形成する。ＩＴＯ透明電極２１を低抵抗化するために、例えばＯ２雰囲気中で熱処理をしてもよい。この場合は、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の活性化の熱処理を省略して、ＩＴＯ透明電極２１の低抵抗化の熱処理のみとしてもよい。このようにして、図９（ａ）に示すウエハ１を形成する。ウエハ１は青色発光ダイオード構造を有し、ｐｎ接合に順方向電流を流すことにより、例えば４７０ｎｍの波長を有する青色発光を生じる。 As shown in FIG. 9A, an n-type InGaAlN layer 17, an active layer 18 made of InGaAlN, and a p-type layer are formed on a sapphire substrate 16 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The InGaAlN layer 19 is epitaxially grown in order. Here, for example, a GaN buffer layer or an undoped GaN layer grown at about 500 ° C. may be inserted between the sapphire substrate 16 and the n-type InGaAlN layer 17. The active layer 18 may include a multiple quantum well structure made of InGaN having different In composition ratios. Subsequently, in order to activate the p-type InGaAlN layer 19, heat treatment is performed at 700 ° C. for about 1 hour, for example, in an N 2 gas atmosphere. Subsequently, an ITO transparent electrode 21 of about 300 nm is formed on the p-type InGaAlN layer 19 by RF sputtering, for example. In order to reduce the resistance of the ITO transparent electrode 21, for example, heat treatment may be performed in an O 2 atmosphere. In this case, the heat treatment for activating the p-type InGaAlN layer 19 may be omitted and only the heat treatment for reducing the resistance of the ITO transparent electrode 21 may be used. In this way, the wafer 1 shown in FIG. 9A is formed. The wafer 1 has a blue light emitting diode structure, and a blue light having a wavelength of, for example, 470 nm is generated by passing a forward current through the pn junction.

図９（ｂ）に示すように、例えＧａＡｓ基板５の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、アンドープのＩｎＧａＡｌＰ層１を形成する。このようにして、図９（ｂ）に示すウェハ２を形成する。ＧａＡｓ基板５として、（１００）面にて（０１１）方向に約１０°オフされた面方位を有する基板を用いている。また、ＩｎＧａＡｌＰ層１はＧａＡｓ基板５に格子整合する組成を有しており、ここでは、ＩｎＧａＡｌＰ層１は、約１μｍの膜厚を有するＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層よりなる。このようにすると、ＩｎＧａＡｌＰ層１は低欠陥密度を実現できるので、ＩｎＧａＡｌＰ層１から高い発光効率を有する発光を期待できる。 As shown in FIG. 9B, an undoped InGaAlP layer 1 is formed on the GaAs substrate 5 by, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). In this way, the wafer 2 shown in FIG. 9B is formed. As the GaAs substrate 5, a substrate having a plane orientation which is off by about 10 ° in the (011) direction on the (100) plane is used. The InGaAlP layer 1 has a composition lattice-matched to the GaAs substrate 5, and here, the InGaAlP layer 1 is composed of an In 0.49 Ga 0.51 P layer having a thickness of about 1 μm. In this way, since the InGaAlP layer 1 can realize a low defect density, light emission with high luminous efficiency can be expected from the InGaAlP layer 1.

図９（ｃ）に示すように、ウェハ１におけるＩＴＯ透明電極２１とウェハ２におけるＩｎＧａＡｌＮ層１とが接着するように、ウェハ１とウェハ２とを貼り合わせる。ここで、ＩＴＯ透明電極２１とＩｎＧａＡｌＰ層１とを貼り合わせる方法は、水溶液中で接着させる方法でもよいし、加熱又は加圧によって接着させる方法でもよい。例えばエポキシのような接着剤を用いて貼り合わせてもよい。また、例えばガラスフリットを用いて接着させてもよい。   As shown in FIG. 9C, the wafer 1 and the wafer 2 are bonded so that the ITO transparent electrode 21 in the wafer 1 and the InGaAlN layer 1 in the wafer 2 are bonded. Here, the method of bonding the ITO transparent electrode 21 and the InGaAlP layer 1 may be a method of bonding in an aqueous solution or a method of bonding by heating or pressurization. For example, bonding may be performed using an adhesive such as epoxy. Further, for example, glass frit may be used for adhesion.

図９（ｄ）に示すように、例えばＨ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との混合液中に、ＧａＡｓ基板５を浸すことにより、ＧａＡｓ基板５をウエット・エッチングにより除去する。これにより、ＩｎＧａＡｌＰ層１が青色発光ダイオード構造を有するウェハ１の上に接着された構造を得る。 As shown in FIG. 9D, the GaAs substrate 5 is removed by wet etching, for example, by immersing the GaAs substrate 5 in a mixed solution of H 2 SO 4 and H 2 O 2 . As a result, a structure in which the InGaAlP layer 1 is bonded onto the wafer 1 having the blue light emitting diode structure is obtained.

次に、図９（ｅ）に示すように、例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching:RIE）及びフォトリソグラフィ技術を繰り返し用いて、ＩｎＧａＡｌＰ層１、ＩＴＯ透明電極２１、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１９、及び活性層１８を加工する。   Next, as shown in FIG. 9E, for example, by using reactive ion etching (RIE) and photolithography technology repeatedly, the InGaAlP layer 1, the ITO transparent electrode 21, the p-type InGaAlP layer 19, and The active layer 18 is processed.

次に、図９（ｆ）に示すように、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の上に、電子ビーム蒸着により、Ｔｉ／Ａｕ電極２０を形成する。ここで、電極２０の材料として、Ｔｉ／Ａｕの他に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる材料を用いることにより、高反射特性を有する電極を実現できる。また、ＩＴＯ透明電極２１の上に、電子ビーム蒸着により、Ａｕ電極２２を形成する。   Next, as shown in FIG. 9F, a Ti / Au electrode 20 is formed on the n-type InGaAlN layer 19 by electron beam evaporation. Here, in addition to Ti / Au, the material of the electrode 20 is Al, Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any of these metals or a material made of a multilayer metal film. An electrode having high reflection characteristics can be realized. An Au electrode 22 is formed on the ITO transparent electrode 21 by electron beam evaporation.

次に、図９（ｆ）に示す構造を有するウェハが例えば約１５０μｍの膜厚となるように、サファイア基板１６を研磨除去した後に、３００μｍ角の大きさにダイシングする。その後、図９（ｇ）に示すように、Ａｇペーストを用いてダイシング後のウェハをパッケージ表面２３に接着する。そして、該ウェハの表面を覆うように、ＹＡＧ蛍光体３を塗布する。これにより、図８に示した白色発光ダイオード構造を実現できる。   Next, the sapphire substrate 16 is polished and removed so that the wafer having the structure shown in FIG. 9F has a thickness of, for example, about 150 μm, and then diced to a size of 300 μm square. Thereafter, as shown in FIG. 9G, the diced wafer is bonded to the package surface 23 using an Ag paste. Then, YAG phosphor 3 is applied so as to cover the surface of the wafer. Thereby, the white light emitting diode structure shown in FIG. 8 can be realized.

以上のように、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によると、ＩｎＧａＡｌＰ層１とＹＡＧ蛍光体３とを青色発光ダイオードにて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention, the YAG phosphor emits blue light by exciting the InGaAlP layer 1 and the YAG phosphor 3 with the blue light emitting diode. Compared with conventional white light emitting diodes that have been excited by diodes to obtain white light emission, the light emission in the red region is stronger, so a white light emitting diode structure that emits white light with excellent color rendering can be realized. .

なお、本実施形態において、図示していないが、Ｔｉ／Ａｕ電極２０及びＡｕ電極２２にはワイヤボンディングを行なう。   In the present embodiment, although not shown, wire bonding is performed on the Ti / Au electrode 20 and the Au electrode 22.

また、本実施形態において、ＩＴＯ透明電極２１はなくてもよい。但し、この場合は、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の抵抗率を下げるとか、微細パターンにする等によって電流を横方向に拡げる必要がある。   In the present embodiment, the ITO transparent electrode 21 may not be provided. However, in this case, it is necessary to expand the current in the lateral direction by reducing the resistivity of the p-type InGaAlN layer 19 or by forming a fine pattern.

また、本実施形態において、サファイア基板１６の代わりに膜厚が厚い金属を用いてもよい。この場合は、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９上の電極２０を形成する必要はない。   In the present embodiment, a thick metal may be used instead of the sapphire substrate 16. In this case, it is not necessary to form the electrode 20 on the n-type InGaAlN layer 19.

また、本実施形態において、青色発光ダイオード構造とする代わりに紫外発光ダイオード構造とし、紫外発光による励起を用いる場合には、ＹＡＧ蛍光体３の代わりに青色蛍光体及び緑色蛍光体が混合された蛍光材料を用いることもできる。この場合の緑色蛍光体の材料としては、前述の第２の実施形態と同様に、Ｍｎが添加されたＺｎ２ＳｉＯ４、Ｍｎが添加されたＢａＡｌ１２Ｏ１９、Ｔｂが添加されたＣｅＭｇＡｌ１１、Ｅｕ２＋及びＭｎ２＋が添加されたＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７、又はＣｅ３＋及びＴｂ３＋が添加されたＹ２ＳｉＯ５を用いるとよく、また、青色蛍光体の材料としては、前述の第２の実施形態と同様に、Ｅｕが添加されたＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３、ＹＰ０．８５Ｖ０．１５Ｏ４、Ｅｕが添加されたＢａＭｇ２Ａｌ１４、Ｅｕ２＋が添加された（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２、又はＥｕ２＋が添加されたＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７を用いるとよい。 In the present embodiment, instead of the blue light-emitting diode structure, an ultraviolet light-emitting diode structure is used, and when excitation by ultraviolet light is used, a fluorescence in which a blue phosphor and a green phosphor are mixed instead of the YAG phosphor 3 is used. Materials can also be used. As the green phosphor material in this case, as in the second embodiment, Zn 2 SiO 4 to which Mn is added, BaAl 12 O 19 to which Mn is added, CeMgAl 11 to which Tb is added, BaMgAl 10 O 17 to which Eu 2+ and Mn 2+ are added or Y 2 SiO 5 to which Ce 3+ and Tb 3+ are added may be used, and the material of the blue phosphor may be the second embodiment described above. Similarly, BaMgAl 14 O 23 , Eu 0.85 V 0.15 O 4 to which Eu was added, BaMg 2 Al 14 to which Eu was added, and Eu 2+ were added (Sr, Ca) 10 (PO 4 It is preferable to use BaMgAl 10 O 17 to which 6 Cl 2 or Eu 2+ is added.

（第５の実施形態）
以下に、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子について、前述した図５、図１０及び図１１（ａ）〜（ｆ）を参照しながら説明する。 (Fifth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 10, and 11 (a) to 11 (f).

第１に、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の構造について図１０を参照しながら説明する。   First, the structure of the semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図１０は、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の構造を示す断面図であって、具体的には、第１及び第２のＩｎＧａＡｌＰよりなる蛍光層とＺｎＭｇＳＳｅ層と紫外発光ダイオードとを組み合わせてなる白色発光ダイオード構造を示している。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention. Specifically, the fluorescent layer, the ZnMgSSe layer, and the ultraviolet light emitting diode made of the first and second InGaAlP. The white light emitting diode structure which combines these is shown.

図１０に示すように、サファイア基板１６の上には、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９が下から順に形成されている。また、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７の上には、Ｔｉ／Ａｕよりなる電極２０が形成されており、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の上には、ＩＴＯ透明電極２１が形成されている。ここで、電極２０の材料としては、Ｔｉ／Ａｕの他に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる材料を用いることにより、高反射電極を実現できる。ＩＴＯ透明電極２１の上には、Ａｕよりなる電極２２が選択的に形成されている。また、ＩＴＯ透明電極２１の上には、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４、アンドープの第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、及びアンドープの第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２が順に形成されている。   As shown in FIG. 10, on the sapphire substrate 16, an n-type InGaAlN layer 17, an active layer 18 made of InGaAlN, and a p-type InGaAlN layer 19 are formed in order from the bottom. An electrode 20 made of Ti / Au is formed on the n-type InGaAlN layer 17, and an ITO transparent electrode 21 is formed on the p-type InGaAlN layer 19. Here, as the material of the electrode 20, in addition to Ti / Au, Al, Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any of these metals or a material made of a multilayer metal film is used. A highly reflective electrode can be realized. An electrode 22 made of Au is selectively formed on the ITO transparent electrode 21. On the ITO transparent electrode 21, a ZnMgSSe layer 14, an undoped second InGaAlP layer 13, and an undoped first InGaAlP layer 12 are sequentially formed.

このように、図１０に示す半導体発光素子は、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２と第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３とＺｎＭｇＳＳｅ層１４と紫外発光ダイオードとが組み合わされてなる白色発光ダイオードとして機能する構造を有している。すなわち、図１０に示す半導体発光素子は、ＩｎＧａＡｌＮ活性層１８を有する紫外発光ダイオードの上に、ＩＴＯ透明電極２１を挟んで、紫外発光ダイオードによる励起によって赤色発光する第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２と、紫外発光ダイオードによる励起によって緑色発光する第１のＩｎＧａＡｌＰ層１３と、紫外発光ダイオードによる励起によって青色発光するＺｎＭｇＳＳｅ層１４とが形成された構造を有しているので、白色発光ダイオードとして機能する。   As described above, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 10 has a structure that functions as a white light emitting diode formed by combining the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, the ZnMgSSe layer 14, and the ultraviolet light emitting diode. ing. That is, the semiconductor light-emitting device shown in FIG. 10 includes a first InGaAlP layer 12 that emits red light by excitation with an ultraviolet light-emitting diode with an ITO transparent electrode 21 sandwiched between an ultraviolet light-emitting diode having an InGaAlN active layer 18 and an ultraviolet light-emitting diode. Since it has a structure in which a first InGaAlP layer 13 that emits green light when excited by a light emitting diode and a ZnMgSSe layer 14 that emits blue light when excited by an ultraviolet light emitting diode are formed, it functions as a white light emitting diode.

ここで、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２は、例えばＩｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐ層よりなり、禁制体幅１．９ｅＶを有し、６５０ｎｍの波長を有する赤色で発光する。また、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３は、例えばＩｎ０．４８Ｇａ０．０８Ａｌ０．０４Ｐ層よりなり、禁制体幅２．３ｅＶを有し、５５０ｎｍの波長を有する緑色で発光する。また、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４は、例えばＺｎ０．９５Ｍｇ０．０５Ｓ０．０６Ｓｅ０．９４層よりなり、禁制体幅２．６ｅＶを有し、４７０ｎｍの波長を有する青色で発光する。 Here, the first InGaAlP layer 12 is made of, for example, an In 0.48 Ga 0.52 P layer, has a forbidden body width of 1.9 eV, and emits light in red having a wavelength of 650 nm. The second InGaAlP layer 13 is made of, for example, an In 0.48 Ga 0.08 Al 0.04 P layer, has a forbidden body width of 2.3 eV, and emits green light having a wavelength of 550 nm. The ZnMgSSe layer 14 is made of, for example, a Zn 0.95 Mg 0.05 S 0.06 Se 0.94 layer, has a forbidden body width of 2.6 eV, and emits light in blue having a wavelength of 470 nm.

また、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２をＩｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐ層とし、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３をＩｎ０．４８Ｇａ０．０８Ａｌ０．０４Ｐ層とし、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４をＺｎ０．９５Ｍｇ０．０５Ｓ０．０６Ｓｅ０．９４層とすると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４はＧａＡｓと格子整合して結晶成長できるため、後述する製造方法でも説明するように、各々の層は低欠陥密度を実現できるので、各々の層から高い発光効率を有する発光を期待できる。 The first InGaAlP layer 12 is an In 0.48 Ga 0.52 P layer, the second InGaAlP layer 13 is an In 0.48 Ga 0.08 Al 0.04 P layer, and the ZnMgSSe layer 14 is Zn 0. .95 Mg 0.05 S 0.06 Se 0.94 layer allows the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 to be crystal-growth lattice-matched with GaAs. As will be described in the method, each layer can realize a low defect density, and thus light emission having high luminous efficiency can be expected from each layer.

第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４に対して、高出力の紫外発光ダイオードから例えば３４０ｎｍの波長を有する励起光を照射することにより、本発明の第５の実施形態に係る蛍光体は、第２及び第３の実施形態と同様に、図５に示すスペクトルを有する白色光を得ることができる。図５から明らかなように、発光スペクトルは、紫外発光ダイオードからの紫外発光の透過分(波長３４０ｎｍ)と、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２からの赤色発光(波長６５０ｎｍ)と、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３からの緑色発光(波長５５０ｎｍ)と、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４からの青色発光（波長４７０ｎｍ）とによって構成されている。このため、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子は、白色光を行なう白色発光ダイオードとして機能する。   The fifth embodiment of the present invention is performed by irradiating the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 with excitation light having a wavelength of, for example, 340 nm from a high-power ultraviolet light-emitting diode. The phosphor according to the embodiment can obtain white light having the spectrum shown in FIG. 5 similarly to the second and third embodiments. As is apparent from FIG. 5, the emission spectrum includes the ultraviolet light transmission from the ultraviolet light emitting diode (wavelength 340 nm), the red light emission from the first InGaAlP layer 12 (wavelength 650 nm), and the second InGaAlP layer 13. And green light emission (wavelength 470 nm) from the ZnMgSSe layer 14. For this reason, the semiconductor light emitting element according to the fifth embodiment of the present invention functions as a white light emitting diode that emits white light.

以上のように、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子によると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２と第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３とＺｎＭｇＳＳｅ層１４とを紫外発光ダイオードにて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いと共に青色緑色及び赤色の３色の出力バランスが良いので、演色性に優れた白色発光を行なう発光ダイオードを実現することができる。   As described above, according to the semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention, the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 are excited by the ultraviolet light emitting diode. Compared with the conventional white light emitting diode, where the YAG phosphor is excited with a blue light emitting diode to obtain white light emission, the light emission in the red region is strong and the output balance of blue green and red is good. A light emitting diode that emits white light with excellent color rendering can be realized.

第２に、図１０に示した本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法について、図１１（ａ）〜（ｆ）を参照しながら説明する。   Secondly, a method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 10 will be described with reference to FIGS.

図１１（ａ）に示すように、サファイア基板１６の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９を順にエピタキシャル成長させる。ここで、サファイア基板１６とｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７との間に、例えば５００℃程度で成長するＧａＮバッファ層又はアンドープのＧａＮ層を挿入してもよい。また、活性層１８は、Ｉｎの組成比が異なるＩｎＧａＮによる多重量子井戸構造を含んでもよい。続いて、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９を活性化するために、例えばＮ２ガス雰囲気中、７００℃で約１時間熱処理する。続いて、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の上に、例えばＲＦスパッタ法によってＩＴＯ透明電極２１を約３００ｎｍ形成する。ＩＴＯ透明電極２１を低抵抗化するために、例えばＯ２雰囲気中で熱処理をしてもよい。この場合は、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の活性化の熱処理を省略して、ＩＴＯ透明電極２１の低抵抗化の熱処理のみとしてもよい。このようにして、図１１（ａ）に示すウエハ１を形成する。ウエハ１は紫外発光ダイオード構造を有し、ｐｎ接合に順方向電流を流すことにより、例えば３４０ｎｍの波長を有する紫外発光を生じる。 As shown in FIG. 11A, an n-type InGaAlN layer 17, an active layer 18 made of InGaAlN, and a p-type are formed on a sapphire substrate 16 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The InGaAlN layer 19 is epitaxially grown in order. Here, for example, a GaN buffer layer or an undoped GaN layer grown at about 500 ° C. may be inserted between the sapphire substrate 16 and the n-type InGaAlN layer 17. The active layer 18 may include a multiple quantum well structure made of InGaN having different In composition ratios. Subsequently, in order to activate the p-type InGaAlN layer 19, heat treatment is performed at 700 ° C. for about 1 hour, for example, in an N 2 gas atmosphere. Subsequently, an ITO transparent electrode 21 of about 300 nm is formed on the p-type InGaAlN layer 19 by RF sputtering, for example. In order to reduce the resistance of the ITO transparent electrode 21, for example, heat treatment may be performed in an O 2 atmosphere. In this case, the heat treatment for activating the p-type InGaAlN layer 19 may be omitted and only the heat treatment for reducing the resistance of the ITO transparent electrode 21 may be used. In this way, the wafer 1 shown in FIG. 11A is formed. The wafer 1 has an ultraviolet light emitting diode structure, and generates ultraviolet light having a wavelength of, for example, 340 nm by passing a forward current through the pn junction.

次に、図１１（ｂ）に示すように、例えＧａＡｓ基板５の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、アンドープの第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、アンドープの第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、及びＺｎＭｇＳＳｅ１４層を順に形成する。このようにして、図１１（ｂ）に示すウェハ２を形成する。ＧａＡｓ基板５として、（１００）面にて（０１１）方向に約１０°オフされた面方位を有する基板を用いている。また、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、及びＺｎＭｇＳＳｅ１４層はいずれもＧａＡｓ基板５に格子整合する組成を有しており、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１は、約１μｍの膜厚を有するＩｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐ層よりなり、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３は、約１μｍの膜厚を有するＩｎ０．４８Ｇａ０．０８Ａｌ０．０４Ｐ層よりなり、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４は、約１μｍの膜厚を有するＺｎ０．９５Ｍｇ０．０５Ｓ０．０６Ｓｅ０．９４層よりなる。このようにすると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４の各々の層は、低欠陥密度を実現できるので、各々の層から高い発光効率を有する発光を期待できる。 Next, as shown in FIG. 11B, the undoped first InGaAlP layer 12 and the undoped first layer are formed on the GaAs substrate 5 by, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Two InGaAlP layers 13 and a ZnMgSSe14 layer are sequentially formed. In this way, the wafer 2 shown in FIG. 11B is formed. As the GaAs substrate 5, a substrate having a plane orientation which is off by about 10 ° in the (011) direction on the (100) plane is used. The first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe14 layer all have a composition lattice-matched to the GaAs substrate 5, and the first InGaAlP layer 1 has a thickness of about 1 μm. The In 0.48 Ga 0.52 P layer, the second InGaAlP layer 13 is an In 0.48 Ga 0.08 Al 0.04 P layer having a thickness of about 1 μm, and the ZnMgSSe layer 14 is And a Zn 0.95 Mg 0.05 S 0.06 Se 0.94 layer having a thickness of about 1 μm. In this way, each of the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 can realize a low defect density, and therefore, light emission with high luminous efficiency can be expected from each layer.

次に、図１１（ｃ）に示すように、ウェハ１におけるＩＴＯ透明電極２１とウェハ２におけるＺｎＭｇＳＳｅ層１４とが接着するように、ウェハ１とウェハ２とを貼り合わせる。ここで、ＩＴＯ透明電極２１とＺｎＭｇＳＳｅ層１４とを貼り合わせる方法は、水溶液中で接着させる方法でもよいし、加熱又は加圧によって接着させる方法でもよい。例えばエポキシのような接着剤を用いて貼り合わせてもよい。また、例えばガラスフリットを用いて接着させてもよい。   Next, as shown in FIG. 11C, the wafer 1 and the wafer 2 are bonded together so that the ITO transparent electrode 21 in the wafer 1 and the ZnMgSSe layer 14 in the wafer 2 are bonded. Here, the method of bonding the ITO transparent electrode 21 and the ZnMgSSe layer 14 may be a method of bonding in an aqueous solution or a method of bonding by heating or pressurization. For example, bonding may be performed using an adhesive such as epoxy. Further, for example, glass frit may be used for adhesion.

次に、図１１（ｄ）に示すように、例えばＨ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との混合液中に、ＧａＡｓ基板５を浸すことにより、ＧａＡｓ基板５をウエット・エッチングにより除去する。これにより、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４が紫外発光ダイオード構造を有するウェハ１の上に接着された構造を得る。 Next, as shown in FIG. 11D, the GaAs substrate 5 is removed by wet etching, for example, by immersing the GaAs substrate 5 in a mixed solution of H 2 SO 4 and H 2 O 2 . As a result, a structure in which the ZnMgSSe layer 14 is bonded onto the wafer 1 having the ultraviolet light emitting diode structure is obtained.

次に、図１１（ｅ）に示すように、例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching:RIE）及びフォトリソグラフィ技術を繰り返し用いて、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、ＩＴＯ透明電極２１、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１９、及び活性層１８を加工する。   Next, as shown in FIG. 11E, the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ITO transparent material are repeatedly used by, for example, reactive ion etching (RIE) and photolithography techniques. The electrode 21, the p-type InGaAlP layer 19, and the active layer 18 are processed.

次に、図１１（ｆ）に示すように、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７の上に、電子ビーム蒸着により、Ｔｉ／Ａｕ電極２０を形成する。また、ＩＴＯ透明電極２１の上に、電子ビーム蒸着により、Ａｕ電極２２を形成する。ここで、電極２０の材料として、Ｔｉ／Ａｕの他に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる材料を用いることにより、高反射特性を有する電極を実現できる。続いて、図１１（ｆ）に示す構造を有するウェハが例えば約１５０μｍの膜厚となるように、サファイア基板１６を研磨除去した後に、３００μｍ角の大きさにダイシングする。これにより、図１０に示した白色発光ダイオード構造を実現できる。   Next, as shown in FIG. 11F, a Ti / Au electrode 20 is formed on the n-type InGaAlN layer 17 by electron beam evaporation. An Au electrode 22 is formed on the ITO transparent electrode 21 by electron beam evaporation. Here, in addition to Ti / Au, the material of the electrode 20 is Al, Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any of these metals or a material made of a multilayer metal film. An electrode having high reflection characteristics can be realized. Subsequently, the sapphire substrate 16 is polished and removed so that the wafer having the structure shown in FIG. 11F has a thickness of, for example, about 150 μm, and then diced to a size of 300 μm square. Thereby, the white light emitting diode structure shown in FIG. 10 can be realized.

以上のように、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２及び第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３とＺｎＭｇＳＳｅ層１４とをとを紫外発光ダイオードにて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention, the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 are combined using an ultraviolet light emitting diode. When excited, the YAG phosphor is excited with a blue light-emitting diode and emits white light, which is stronger than the conventional white light-emitting diode, which emits white light with excellent color rendering. A white light emitting diode structure can be realized.

なお、本実施形態において、図示していないが、Ｔｉ／Ａｕ電極２０及びＡｕ電極２２にはワイヤボンディングを行なう。   In the present embodiment, although not shown, wire bonding is performed on the Ti / Au electrode 20 and the Au electrode 22.

また、本実施形態において、ＩＴＯ透明電極２１はなくてもよい。但し、この場合は、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の抵抗率を下げるとか、微細パターンにする等によって電流を横方向に拡げる必要がある。   In the present embodiment, the ITO transparent electrode 21 may not be provided. However, in this case, it is necessary to expand the current in the lateral direction by reducing the resistivity of the p-type InGaAlN layer 19 or by forming a fine pattern.

また、本実施形態において、サファイア基板１６の代わりに膜厚が厚い金属を用いてもよい。この場合は、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９上のＴｉ／Ａｕ電極２０を形成する必要はない。   In the present embodiment, a thick metal may be used instead of the sapphire substrate 16. In this case, it is not necessary to form the Ti / Au electrode 20 on the n-type InGaAlN layer 19.

また、本実施形態において、紫外発光ダイオード構造とする代わりに青色発光ダイオード構造とし、青色発光による励起を用いる場合には、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４を形成する必要はない。   In this embodiment, when the blue light emitting diode structure is used instead of the ultraviolet light emitting diode structure and excitation by blue light emission is used, the ZnMgSSe layer 14 need not be formed.

（第６の実施形態）
以下に、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子について、前述した図２、図１２及び図１３（ａ）〜（ｊ）を参照しながら説明する。 (Sixth embodiment)
Hereinafter, a semiconductor light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 12, and 13 (a) to (j) described above.

第１に、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の構造について、図１２を参照しながら説明する。   First, the structure of the semiconductor light emitting device according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図１２は、ＹＡＧ蛍光体とＩｎＧａＡｌＰ蛍光層と青色発光ダイオードとを組み合わせた白色発光ダイオード構造を示している。   FIG. 12 shows a white light emitting diode structure in which a YAG phosphor, an InGaAlP phosphor layer, and a blue light emitting diode are combined.

図１２に示すように、パッケージ表面２３の上には、Ａｇバンプ２４が形成されており、Ａｇバンプ２４の一方の上には、Ｔｉ／Ａｕ電極２０、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１６、ＩｎＧａＡｌＮ層よりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９が順に形成されている。ここで、電極２０の材料として、Ｔｉ／Ａｕの他に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる材料を用いることにより、高反射電極を実現できる。また、Ａｇバンプ２４の他方の上には、Ａｕ電極２２が形成されている。ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９及びＡｕ電極２１の上には、ＩＴＯ透明電極２１が形成されている。ＩＴＯ透明電極２１の上には、ＩｎＧａＡｌＰ層１、石英基板２、及びＹＡＧ蛍光体３が形成されている。   As shown in FIG. 12, an Ag bump 24 is formed on the package surface 23, and the Ti / Au electrode 20, the n-type InGaAlN layer 16, and the InGaAlN layer are formed on one side of the Ag bump 24. An active layer 18 and a p-type InGaAlN layer 19 are sequentially formed. Here, in addition to Ti / Au, the material of the electrode 20 is Al, Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any of these metals or a material made of a multilayer metal film. A highly reflective electrode can be realized. An Au electrode 22 is formed on the other side of the Ag bump 24. An ITO transparent electrode 21 is formed on the p-type InGaAlN layer 19 and the Au electrode 21. On the ITO transparent electrode 21, an InGaAlP layer 1, a quartz substrate 2, and a YAG phosphor 3 are formed.

このように、図１２に示す半導体発光素子は、活性層１８を有する青色発光ダイオード構造を有する半導体層が、ＩＴＯ透明電極を挟むようにして、ＩｎＧａＡｌＰ層１及びＹＡＧ蛍光体３を有する石英基板２に密着した構造を有している。   Thus, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 12 is in close contact with the quartz substrate 2 having the InGaAlP layer 1 and the YAG phosphor 3 so that the semiconductor layer having the blue light emitting diode structure having the active layer 18 sandwiches the ITO transparent electrode. It has the structure.

ここで、ＩｎＧａＡｌＰ層１は、例えばＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層よりなり、禁制体幅１．９ｅＶを有し、６５０ｎｍの波長を有する赤色発光する。また、ＩｎＧａＡｌＰ層１をＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層とすると、ＩｎＧａＡｌＰ層１はＧａＡｓと格子整合して結晶成長できるため、後述する製造方法でも説明するように、ＩｎＧａＡｌＰ層１は低欠陥密度を実現できるので、ＩｎＧａＡｌＰ層１から高い発光効率を有する発光を期待できる。 Here, the InGaAlP layer 1 is made of, for example, an In 0.49 Ga 0.51 P layer, has a forbidden body width of 1.9 eV, and emits red light having a wavelength of 650 nm. In addition, if the InGaAlP layer 1 is an In 0.49 Ga 0.51 P layer, the InGaAlP layer 1 can be crystal-grown with lattice matching with GaAs, so that the InGaAlP layer 1 has a low defect, as will be described later in the manufacturing method. Since the density can be realized, light emission having high light emission efficiency can be expected from the InGaAlP layer 1.

ＩｎＧａＡｌＰ層１及びＹＡＧ蛍光体３に対して、活性層１８を有する高出力の青色発光ダイオードから例えば４７０ｎｍの波長を有する励起光を照射することにより、図２に示すスペクトルを有する白色光が得られる。図２から明らかなように、発光スペクトルは、活性層１８を有する青色発光ダイオードからの青色発光の透過分(波長４７０ｎｍ)と、ＹＡＧ蛍光体３からの黄色発光(ピーク波長５５０ｎｍと)、ＩｎＧａＡｌＰ層１からの赤色発光(波長６５０ｎｍ)とによって構成されている。このため、図１２に示す半導体発光素子は、白色光を行なう白色発光ダイオードとして機能する。   By irradiating the InGaAlP layer 1 and the YAG phosphor 3 with excitation light having a wavelength of, for example, 470 nm from a high-power blue light-emitting diode having the active layer 18, white light having the spectrum shown in FIG. 2 is obtained. . As is apparent from FIG. 2, the emission spectrum includes the blue light transmission (wavelength 470 nm) from the blue light emitting diode having the active layer 18, the yellow light emission (peak wavelength 550 nm) from the YAG phosphor 3, and the InGaAlP layer. 1 and red light emission (wavelength 650 nm). For this reason, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 12 functions as a white light emitting diode that emits white light.

なお、Ａｇバンプ２４の上には、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ層１７、活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１９が下から順に形成されている場合について説明したが、Ａｇバンプ２４の上に、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１９、活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１７の順に形成されている構成でもよい。また、Ａｇバンプ２４上に、ＩＴＯ透明電極２１が形成されていない場合であってもよい。   In addition, although the case where the n-type InGaAlP layer 17, the active layer 18, and the p-type InGaAlP layer 19 are formed in order from the bottom has been described on the Ag bump 24, the p-type InGaAlP is formed on the Ag bump 24. The layer 19, the active layer 18, and the p-type InGaAlP layer 17 may be formed in this order. Further, the ITO transparent electrode 21 may not be formed on the Ag bump 24.

以上のように、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子によると、ＩｎＧａＡｌＰ層１とＹＡＧ蛍光体３とを青色発光ダイオードにて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いので、演色性に優れた白色発光を行なう発光ダイオードを実現することができる。   As described above, according to the semiconductor light emitting device according to the sixth embodiment of the present invention, the YAG phosphor is excited by the blue light emitting diode by exciting the InGaAlP layer 1 and the YAG phosphor 3 by the blue light emitting diode. Compared with a conventional white light emitting diode that has been excited to obtain white light emission, the light emission in the red region is stronger, and thus a light emitting diode that emits white light with excellent color rendering can be realized.

第２に、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法について、図１３（ａ）〜（ｊ）を参照しながら説明する。   Secondly, a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、図１３（ａ）に示すように、例えＧａＡｓ基板５の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、アンドープのＩｎＧａＡｌＰ層１を形成する。ＧａＡｓ基板５として、（１００）面にて（０１１）方向に約１０°オフされた面方位を有する基板を用いている。また、ＩｎＧａＡｌＰ層１はＧａＡｓ基板５に格子整合する組成を有しており、ここでは、ＩｎＧａＡｌＰ層１は、約１μｍの膜厚を有するＩｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ層よりなる。このようにすると、ＩｎＧａＡｌＰ層１は低欠陥密度を実現できるので、ＩｎＧａＡｌＰ層１から高い発光効率を有する発光を期待できる。 First, as shown in FIG. 13A, an undoped InGaAlP layer 1 is formed on a GaAs substrate 5 by, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). As the GaAs substrate 5, a substrate having a plane orientation which is off by about 10 ° in the (011) direction on the (100) plane is used. The InGaAlP layer 1 has a composition lattice-matched to the GaAs substrate 5, and here, the InGaAlP layer 1 is composed of an In 0.49 Ga 0.51 P layer having a thickness of about 1 μm. In this way, since the InGaAlP layer 1 can realize a low defect density, light emission with high luminous efficiency can be expected from the InGaAlP layer 1.

次に、図１３（ｂ）に示すように、ＩｎＧａＡｌＰ層１上に接着するように、石英基板２をＩｎＧａＡｌＰ層１を有するＧａＡｓ基板５に貼り合わせる。ここで、石英基板２とＩｎＧａＡｌＰ層１とを貼り合わせる方法は、水溶液中で接着させる方法でもよいし、加熱又は加圧によって接着させる方法でもよい。例えばエポキシのような接着剤を用いて貼り合わせてもよい。また、例えばガラスフリットを用いて接着させてもよい。   Next, as illustrated in FIG. 13B, the quartz substrate 2 is bonded to the GaAs substrate 5 having the InGaAlP layer 1 so as to adhere to the InGaAlP layer 1. Here, the method of bonding the quartz substrate 2 and the InGaAlP layer 1 may be a method of bonding in an aqueous solution or a method of bonding by heating or pressing. For example, bonding may be performed using an adhesive such as epoxy. Further, for example, glass frit may be used for adhesion.

次に、図１３（ｃ）に示すように、例えばＨ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との混合液中に、ＧａＡｓ基板５を浸すことにより、ＧａＡｓ基板５をウエット・エッチングにより除去する。これにより、ＩｎＧａＡｌＰ層１が石英基板２に接着した構造を得る。 Next, as shown in FIG. 13C, the GaAs substrate 5 is removed by wet etching, for example, by immersing the GaAs substrate 5 in a mixed solution of H 2 SO 4 and H 2 O 2 . Thereby, a structure in which the InGaAlP layer 1 is bonded to the quartz substrate 2 is obtained.

次に、図１３（ｄ）に示すように、石英基板２におけるＩｎＧａＡｌＰ層１が形成されていない側の面上に、ＹＡＧ蛍光体３を塗布する。ここでは、石英基板２の膜厚が例えば１００μｍ以下になるように、ＹＡＧ蛍光体３を塗布する前に、石英基板２を研磨して膜化しておいてもよい。このようにして、図１３（ｄ）に示すウェハ１を形成する。   Next, as shown in FIG. 13D, a YAG phosphor 3 is applied on the surface of the quartz substrate 2 where the InGaAlP layer 1 is not formed. Here, the quartz substrate 2 may be polished into a film before applying the YAG phosphor 3 so that the thickness of the quartz substrate 2 is, for example, 100 μm or less. In this way, the wafer 1 shown in FIG. 13D is formed.

次に、図１３（ｅ）に示すように、サファイア基板１６の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９を順にエピタキシャル成長させる。ここで、サファイア基板１６とｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７との間に、例えば５００℃程度で成長するＧａＮバッファ層又はアンドープのＧａＮ層を挿入してもよい。また、活性層１８は、Ｉｎの組成比が異なるＩｎＧａＮによる多重量子井戸構造を含んでもよい。続いて、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９を活性化するために、例えばＮ２ガス雰囲気中、７００℃で約１時間熱処理する。続いて、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の上に、例えばＲＦスパッタ法によってＩＴＯ透明電極２１を約３００ｎｍ形成する。ＩＴＯ透明電極２１を低抵抗化するために、例えばＯ２雰囲気中で熱処理をしてもよい。この場合は、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の活性化の熱処理を省略して、ＩＴＯ透明電極２１の低抵抗化の熱処理のみとしてもよい。このようにして、図１３（ｅ）に示すウエハ２を形成する。ウエハ２は青色発光ダイオード構造を有し、ｐｎ接合に順方向電流を流すことにより、例えば４７０ｎｍの波長を有する青色発光を生じる。 Next, as shown in FIG. 13E, an n-type InGaAlN layer 17 and an active layer 18 made of InGaAlN are formed on the sapphire substrate 16 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Then, the p-type InGaAlN layer 19 is epitaxially grown in order. Here, for example, a GaN buffer layer or an undoped GaN layer grown at about 500 ° C. may be inserted between the sapphire substrate 16 and the n-type InGaAlN layer 17. The active layer 18 may include a multiple quantum well structure made of InGaN having different In composition ratios. Subsequently, in order to activate the p-type InGaAlN layer 19, heat treatment is performed at 700 ° C. for about 1 hour, for example, in an N 2 gas atmosphere. Subsequently, an ITO transparent electrode 21 of about 300 nm is formed on the p-type InGaAlN layer 19 by RF sputtering, for example. In order to reduce the resistance of the ITO transparent electrode 21, for example, heat treatment may be performed in an O 2 atmosphere. In this case, the heat treatment for activating the p-type InGaAlN layer 19 may be omitted and only the heat treatment for reducing the resistance of the ITO transparent electrode 21 may be used. In this way, the wafer 2 shown in FIG. The wafer 2 has a blue light-emitting diode structure, and a blue light having a wavelength of, for example, 470 nm is generated by passing a forward current through the pn junction.

図１３（ｆ）に示すように、ウェハ１におけるＩｎＧａＡｌＮ層１とウェハ２におけるＩＴＯ透明電極２１とが接着するように、ウェハ１とウェハ２とを貼り合わせる。ここで、ＩＴＯ透明電極２１とＩｎＧａＡｌＰ層１とを貼り合わせる方法は、水溶液中で接着させる方法でもよいし、加熱又は加圧によって接着させる方法でもよい。例えばエポキシのような接着剤を用いて貼り合わせてもよい。また、例えばガラスフリットを用いて接着させてもよい。   As shown in FIG. 13F, the wafer 1 and the wafer 2 are bonded together so that the InGaAlN layer 1 in the wafer 1 and the ITO transparent electrode 21 in the wafer 2 are bonded. Here, the method of bonding the ITO transparent electrode 21 and the InGaAlP layer 1 may be a method of bonding in an aqueous solution or a method of bonding by heating or pressurization. For example, bonding may be performed using an adhesive such as epoxy. Further, for example, glass frit may be used for adhesion.

図１３（ｇ）に示すように、ウェハ２におけるサファイア基板１６が形成されている側から、ウエハ２の面内をスキャンするように、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ)を照射する。照射されたレーザ光は、サファイア基板１６で吸収されず、ＧａＮによってのみ吸収される。したがって、サファイア基板１６とｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７との界面付近において、局所的な発熱が生じてＧａＮの結合が分解するので、サファイア基板１６がｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７から分離される。このようにして、ＧａＮ系の半導体層（ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９）がＩＴＯ透明電極２１及びＩｎＧａＡｌＰ層１を介して石英基板２に接着されたデバイス構造が得られる。   As shown in FIG. 13G, irradiation with a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is performed so that the surface of the wafer 2 is scanned from the side of the wafer 2 where the sapphire substrate 16 is formed. The irradiated laser light is not absorbed by the sapphire substrate 16 but is absorbed only by GaN. Accordingly, local heat generation occurs near the interface between the sapphire substrate 16 and the n-type InGaAlN layer 17 and GaN bonds are decomposed, so that the sapphire substrate 16 is separated from the n-type InGaAlN layer 17. In this way, the GaN-based semiconductor layers (the n-type InGaAlN layer 17, the active layer 18 made of InGaAlN, and the p-type InGaAlN layer 19) were bonded to the quartz substrate 2 via the ITO transparent electrode 21 and the InGaAlP layer 1. A device structure is obtained.

また、サファイア基板１６を分離するために用いる光源としては、ここでは、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ)を用いたが、ＹＡＧレーザの第三高調波(波長３５５ｎｍ)を使用してもよい。または、水銀灯輝線(波長３６５ｎｍ)を使用してもよい。この場合は、光パワーではレーザに劣るものの、スポットサイズを大きくできるので、短時間での分離を可能にする。また、サファイア基板１６を分離する方法としては、研磨することによって除去してもよい。このようにすると、大面積且つ低コストでの分離を可能にする。   In addition, as a light source used for separating the sapphire substrate 16, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is used here, but a third harmonic (wavelength 355 nm) of a YAG laser may be used. Alternatively, a mercury lamp emission line (wavelength 365 nm) may be used. In this case, although the optical power is inferior to that of a laser, the spot size can be increased, so that separation in a short time is possible. Further, as a method of separating the sapphire substrate 16, it may be removed by polishing. In this way, separation with a large area and low cost is possible.

次に、図１３（ｈ）に示すように、例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching:RIE）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１９を加工する。   Next, as shown in FIG. 13H, the n-type InGaAlN layer 17, the active layer 18, and the p-type InGaAlP layer 19 are formed by using, for example, reactive ion etching (RIE) and photolithography technology. Process.

次に、図１３（ｉ）に示すように、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７における活性層１８が形成されていない側の面上に、電子ビーム蒸着により、Ｔｉ／Ａｕ電極２０を形成する。ここで、電極２０の材料として、Ｔｉ／Ａｕの他に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる材料を用いることにより、高反射特性を有する電極を実現できる。また、ＩＴＯ透明電極２１におけるＩｎＧａＡｌＰ層１が形成されていない側の面上に、電子ビーム蒸着により、Ａｕ電極２２を形成する。   Next, as shown in FIG. 13I, a Ti / Au electrode 20 is formed by electron beam evaporation on the surface of the n-type InGaAlN layer 17 where the active layer 18 is not formed. Here, in addition to Ti / Au, the material of the electrode 20 is Al, Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any of these metals or a material made of a multilayer metal film. An electrode having high reflection characteristics can be realized. Further, the Au electrode 22 is formed by electron beam evaporation on the surface of the ITO transparent electrode 21 where the InGaAlP layer 1 is not formed.

次に、図１３（ｊ）に示すように、Ｔｉ／Ａｕ電極２０におけるｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７が形成されていない側及びＡｕ電極２２におけるＩＴＯ透明電極２１が形成されていない側の面上に、Ａｇバンプ２４を形成する。その後、このような構造を有するウェハを３００μｍ角の大きさにダイシングし、パーケージ表面２３にフリップチップ実装する。このようにして、図１２に示した白色発光ダイオード構造を実現できる。   Next, as shown in FIG. 13 (j), on the surface of the Ti / Au electrode 20 where the n-type InGaAlN layer 17 is not formed and the surface of the Au electrode 22 where the ITO transparent electrode 21 is not formed, Ag bumps 24 are formed. Thereafter, the wafer having such a structure is diced to a size of 300 μm square and flip-chip mounted on the package surface 23. In this way, the white light emitting diode structure shown in FIG. 12 can be realized.

以上のように、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によると、ＩｎＧａＡｌＰ層１とＹＡＧ蛍光体３とを青色発光ダイオードにて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the sixth embodiment of the present invention, the YAG phosphor emits blue light by exciting the InGaAlP layer 1 and the YAG phosphor 3 with the blue light emitting diode. Compared with conventional white light emitting diodes that have been excited by diodes to obtain white light emission, the light emission in the red region is stronger, so a white light emitting diode structure that emits white light with excellent color rendering can be realized. .

なお、本実施形態において、石英基板２の代わりにサファイア基板を用いてもよい。   In this embodiment, a sapphire substrate may be used instead of the quartz substrate 2.

また、本実施形態において、ｐ型層とｎ型層とが上下逆になってもよい。   In the present embodiment, the p-type layer and the n-type layer may be turned upside down.

また、本実施形態においては、ウェハ２におけるＩＴＯ電極２１の上に、ウェハ１におけるＩｎＧａＡｌＰ層１が貼り合わされる構造の場合について説明したが、ウェハ２におけるサファイア基板１６の上に、ＩｎＧａＡｌＰ層１を貼り合わせてＹＡＧ蛍光体３を塗布する構造であってもよい。この場合は、ＩＴＯ透明電極２１を形成する必要はない。   In the present embodiment, the case where the InGaAlP layer 1 in the wafer 1 is bonded onto the ITO electrode 21 in the wafer 2 has been described. However, the InGaAlP layer 1 is formed on the sapphire substrate 16 in the wafer 2. A structure in which the YAG phosphor 3 is applied by bonding is also possible. In this case, it is not necessary to form the ITO transparent electrode 21.

（第７の実施形態）
以下に、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子について、前述した図５、図１４及び図１３（ａ）〜（ｉ）を参照しながら説明する。 (Seventh embodiment)
Hereinafter, a semiconductor light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 14, and 13 (a) to (i) described above.

第１に、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の構造について、図１４を参照しながら説明する。   First, the structure of the semiconductor light emitting device according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図１４は、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２及び第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３と、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４と紫外発光ダイオードとを組み合わせた白色発光ダイオードの構造を示している。   FIG. 14 shows the structure of a white light emitting diode in which a first InGaAlP layer 12 and a second InGaAlP layer 13, a ZnMgSSe layer 14, and an ultraviolet light emitting diode are combined.

図１４に示すように、パッケージ表面２３の上には、Ａｇバンプ２４が形成されており、Ａｇバンプ２４の一方の上には、Ｔｉ／Ａｕ電極２０、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１６、ＩｎＧａＡｌＮ層よりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９が順に形成されている。ここで、電極２０の材料として、Ｔｉ／Ａｕの他に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる材料を用いることにより、高反射特性を有する電極２０を実現できる。また、Ａｇバンプ２４の他方の上には、Ａｕ電極２２が形成されている。ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９及びＡｕ電極２１の上には、ＩＴＯ透明電極２１が形成されている。ＩＴＯ透明電極２１の上には、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４、及び石英基板２、及びＹＡＧ蛍光体３が順に形成されている。   As shown in FIG. 14, an Ag bump 24 is formed on the package surface 23, and the Ti / Au electrode 20, the n-type InGaAlN layer 16, and the InGaAlN layer are formed on one of the Ag bumps 24. An active layer 18 and a p-type InGaAlN layer 19 are sequentially formed. Here, in addition to Ti / Au, the material of the electrode 20 is Al, Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any of these metals or a material made of a multilayer metal film. The electrode 20 having high reflection characteristics can be realized. An Au electrode 22 is formed on the other side of the Ag bump 24. An ITO transparent electrode 21 is formed on the p-type InGaAlN layer 19 and the Au electrode 21. On the ITO transparent electrode 21, the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, the ZnMgSSe layer 14, the quartz substrate 2, and the YAG phosphor 3 are formed in this order.

このように、図１４に示す半導体発光素子は、活性層１８を有する紫外発光ダイオード構造を有する半導体層が、ＩＴＯ透明電極２１を挟むようにして、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４を有する石英基板２に密着した構造を有している。   As described above, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 14 has the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the semiconductor layer having the ultraviolet light emitting diode structure having the active layer 18 sandwiching the ITO transparent electrode 21. And a structure in close contact with the quartz substrate 2 having the ZnMgSSe layer 14.

ここで、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２は、例えばＩｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐ層よりなり、禁制体幅１．９ｅＶを有し、６５０ｎｍの波長を有する赤色で発光する。また、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３は、例えばＩｎ０．４８Ｇａ０．０８Ａｌ０．０４Ｐ層よりなり、禁制体幅２．３ｅＶを有し、５５０ｎｍの波長を有する緑色で発光する。また、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４は、例えばＺｎ０．９５Ｍｇ０．０５Ｓ０．０６Ｓｅ０．９４層よりなり、禁制体幅２．６ｅＶを有し、４７０ｎｍの波長を有する青色で発光する。 Here, the first InGaAlP layer 12 is made of, for example, an In 0.48 Ga 0.52 P layer, has a forbidden body width of 1.9 eV, and emits light in red having a wavelength of 650 nm. The second InGaAlP layer 13 is made of, for example, an In 0.48 Ga 0.08 Al 0.04 P layer, has a forbidden body width of 2.3 eV, and emits green light having a wavelength of 550 nm. The ZnMgSSe layer 14 is made of, for example, a Zn 0.95 Mg 0.05 S 0.06 Se 0.94 layer, has a forbidden body width of 2.6 eV, and emits light in blue having a wavelength of 470 nm.

また、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２をＩｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐ層とし、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３をＩｎ０．４８Ｇａ０．０８Ａｌ０．０４Ｐ層とし、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４をＺｎ０．９５Ｍｇ０．０５Ｓ０．０６Ｓｅ０．９４層とすると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４はＧａＡｓと格子整合して結晶成長できるため、後述する製造方法でも説明するように、各々の層は低欠陥密度を実現できるので、各々の層から高い発光効率を有する発光を期待できる。 The first InGaAlP layer 12 is an In 0.48 Ga 0.52 P layer, the second InGaAlP layer 13 is an In 0.48 Ga 0.08 Al 0.04 P layer, and the ZnMgSSe layer 14 is Zn 0. .95 Mg 0.05 S 0.06 Se 0.94 layer allows the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 to be crystal-growth lattice-matched with GaAs. As will be described in the method, each layer can realize a low defect density, and thus light emission having high luminous efficiency can be expected from each layer.

第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４に対して、活性層１８を有する高出力の紫外発光ダイオードから例えば３４０ｎｍの波長を有する励起光を照射することにより、図１４に示す半導体発光素子は、第２の実施形態と同様に、図５に示すスペクトルを有する白色光を得ることができる。図５から明らかなように、発光スペクトルは、紫外発光ダイオード１１からの紫外発光の透過分(波長３４０ｎｍ)と、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２からの赤色発光(波長６５０ｎｍ)と、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３からの緑色発光(波長５５０ｎｍ)と、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４からの青色発光（波長４７０ｎｍ）とによって構成されている。このため、図１４に示す半導体発光素子は、白色光を行なう白色発光ダイオードとして機能する。   By irradiating the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 with excitation light having a wavelength of, for example, 340 nm from a high-power ultraviolet light-emitting diode having the active layer 18, FIG. The semiconductor light emitting element shown can obtain white light having the spectrum shown in FIG. 5 as in the second embodiment. As is apparent from FIG. 5, the emission spectrum includes the ultraviolet light transmission from the ultraviolet light emitting diode 11 (wavelength 340 nm), the red light emission from the first InGaAlP layer 12 (wavelength 650 nm), and the second InGaAlP layer. 13, and green light emission (wavelength 550 nm) from 13 and blue light emission (wavelength 470 nm) from the ZnMgSSe layer 14. For this reason, the semiconductor light emitting element shown in FIG. 14 functions as a white light emitting diode that performs white light.

なお、Ａｇバンプ２４の上には、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ層１７、活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１９が下から順に形成されている場合について説明したが、Ａｇバンプ２４の上に、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１９、活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１７の順に形成されている構成でもよい。また、Ａｇバンプ２４上に、ＩＴＯ透明電極２１が形成されていない場合であってもよい。   In addition, although the case where the n-type InGaAlP layer 17, the active layer 18, and the p-type InGaAlP layer 19 are formed in order from the bottom has been described on the Ag bump 24, the p-type InGaAlP is formed on the Ag bump 24. The layer 19, the active layer 18, and the p-type InGaAlP layer 17 may be formed in this order. Further, the ITO transparent electrode 21 may not be formed on the Ag bump 24.

以上のように、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子によると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４を紫外発光ダイオードにて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いと共に青色緑色及び赤色の３色の出力バランスが良いので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   As described above, according to the semiconductor light emitting device according to the seventh embodiment of the present invention, the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 are excited by the ultraviolet light emitting diode, thereby generating YAG. Compared with conventional white light emitting diodes, where phosphors are excited by blue light emitting diodes to obtain white light emission, the light emission in the red region is strong and the output balance of blue, green and red is good. A white light-emitting diode structure that emits white light with excellent properties can be realized.

第２に、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法について、図１５（ａ）〜（ｉ）を参照しながら説明する。   Secondly, a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、図１５（ａ）に示すように、例えＧａＡｓ基板５の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、アンドープの第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２及びアンドープの第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３を順に形成する。さらに、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３の上に、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４を形成する。   First, as shown in FIG. 15A, an undoped first InGaAlP layer 12 and an undoped second layer are formed on a GaAs substrate 5 by, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The InGaAlP layers 13 are sequentially formed. Further, a ZnMgSSe layer 14 is formed on the second InGaAlP layer 13.

ここで、ＧａＡｓ基板５として、（１００）面にて（０１１）方向に約１０°オフされた面方位を有する基板を用いている。また、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３、及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４は、いずれもＧａＡｓ基板５に格子整合する組成を有しており、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１は、約１μｍの膜厚を有するＩｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐ層よりなり、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３は、約１μｍの膜厚を有するＩｎ０．４８Ｇａ０．０８Ａｌ０．０４Ｐ層よりなり、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４は、約１μｍの膜厚を有するＺｎ０．９５Ｍｇ０．０５Ｓ０．０６Ｓｅ０．９４層よりなる。このようにすると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４の各々の層は、低欠陥密度を実現できるので、各々の層から高い発光効率を有する発光を期待できる。 Here, as the GaAs substrate 5, a substrate having a plane orientation which is turned off by about 10 ° in the (011) direction on the (100) plane is used. The first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 all have a composition lattice-matched to the GaAs substrate 5, and the first InGaAlP layer 1 is a film having a thickness of about 1 μm. The In 0.48 Ga 0.52 P layer having a thickness, and the second InGaAlP layer 13 is composed of an In 0.48 Ga 0.08 Al 0.04 P layer having a thickness of about 1 μm, and a ZnMgSSe layer 14 consists of a Zn 0.95 Mg 0.05 S 0.06 Se 0.94 layer having a thickness of about 1 μm. By doing so, each of the first InGaAlP layer 1, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 can realize a low defect density, and therefore light emission with high luminous efficiency can be expected from each layer.

また、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２は紫外光による励起によって赤色発光し、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３は紫外光による励起によって緑色発光し、さらに、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４は紫外光の励起によって青色発光する。   The first InGaAlP layer 12 emits red light by excitation with ultraviolet light, the second InGaAlP layer 13 emits green light by excitation with ultraviolet light, and the ZnMgSSe layer 14 emits blue light by excitation with ultraviolet light.

次に、図１５（ｂ）に示すように、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４上に接着するように、石英基板２を、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４を有するＧａＡｓ基板５に貼り合わせる。ここで、石英基板２とＺｎＭｇＳＳｅ層１４との貼り合わせる方法は、水溶液中で接着させる方法でもよいし、加熱又は加圧によって接着させる方法でもよい。例えばエポキシのような接着剤を用いて貼り合わせてもよい。   Next, as illustrated in FIG. 15B, the quartz substrate 2 is bonded to the ZnMgSSe layer 14, and the GaAs substrate 5 having the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14. Paste to. Here, the method of bonding the quartz substrate 2 and the ZnMgSSe layer 14 may be a method of bonding in an aqueous solution, or a method of bonding by heating or pressing. For example, bonding may be performed using an adhesive such as epoxy.

次に、図１５（ｃ）に示すように、例えばＨ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との混合液中に、ＧａＡｓ基板５を浸すことにより、ＧａＡｓ基板５をウエット・エッチングにより除去する。これにより、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４が石英基板２と接着された構造を得る。このようにして、図１５（ｃ）に示すウェハ１を形成する。 Next, as shown in FIG. 15C, the GaAs substrate 5 is removed by wet etching, for example, by immersing the GaAs substrate 5 in a mixed solution of H 2 SO 4 and H 2 O 2 . Thus, a structure in which the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 13, and the ZnMgSSe layer 14 are bonded to the quartz substrate 2 is obtained. In this way, the wafer 1 shown in FIG. 15C is formed.

次に、図１５（ｄ）に示すように、サファイア基板１６の上に、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD）により、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９を順にエピタキシャル成長させる。ここで、サファイア基板１６とｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７との間に、例えば５００℃程度で成長するＧａＮバッファ層又はアンドープのＧａＮ層を挿入してもよい。また、活性層１８は、Ｉｎの組成比が異なるＩｎＧａＮによる多重量子井戸構造を含んでもよい。続いて、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９を活性化するために、例えばＮ２ガス雰囲気中、７００℃で約１時間熱処理する。続いて、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の上に、例えばＲＦスパッタ法によってＩＴＯ透明電極２１を約３００ｎｍ形成する。ＩＴＯ透明電極２１を低抵抗化するために、例えばＯ２雰囲気中で熱処理をしてもよい。この場合は、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９の活性化の熱処理を省略して、ＩＴＯ透明電極２１の低抵抗化の熱処理のみとしてもよい。このようにして、図１３（ｅ）に示すウエハ２を形成する。ウエハ２は紫外発光ダイオード構造であり、ｐｎ接合に順方向電流を流すことにより、例えば３４０ｎｍの波長を有する紫外発光を生じる。 Next, as shown in FIG. 15D, an n-type InGaAlN layer 17 and an active layer 18 made of InGaAlN are formed on the sapphire substrate 16 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Then, the p-type InGaAlN layer 19 is epitaxially grown in order. Here, for example, a GaN buffer layer or an undoped GaN layer grown at about 500 ° C. may be inserted between the sapphire substrate 16 and the n-type InGaAlN layer 17. The active layer 18 may include a multiple quantum well structure made of InGaN having different In composition ratios. Subsequently, in order to activate the p-type InGaAlN layer 19, heat treatment is performed at 700 ° C. for about 1 hour, for example, in an N 2 gas atmosphere. Subsequently, an ITO transparent electrode 21 of about 300 nm is formed on the p-type InGaAlN layer 19 by RF sputtering, for example. In order to reduce the resistance of the ITO transparent electrode 21, for example, heat treatment may be performed in an O 2 atmosphere. In this case, the heat treatment for activating the p-type InGaAlN layer 19 may be omitted and only the heat treatment for reducing the resistance of the ITO transparent electrode 21 may be used. In this way, the wafer 2 shown in FIG. The wafer 2 has an ultraviolet light emitting diode structure, and ultraviolet light having a wavelength of, for example, 340 nm is generated by passing a forward current through the pn junction.

図１５（ｅ）に示すように、ウェハ１における第１のＩｎＧａＡｌＮ層１４とウェハ２におけるＩＴＯ透明電極２１とが接着するように、ウェハ１とウェハ２とを貼り合わせる。ここで、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１４とＩＴＯ透明電極２１とを貼り合わせる方法は、水溶液中で接着させる方法でもよいし、加熱又は加圧によって接着させる方法でもよい。例えばエポキシのような接着剤を用いて貼り合わせてもよい。また、例えばガラスフリットを用いて接着させてもよい。   As shown in FIG. 15E, the wafer 1 and the wafer 2 are bonded together so that the first InGaAlN layer 14 in the wafer 1 and the ITO transparent electrode 21 in the wafer 2 are bonded. Here, the method of bonding the first InGaAlP layer 14 and the ITO transparent electrode 21 may be a method of bonding in an aqueous solution or a method of bonding by heating or pressing. For example, bonding may be performed using an adhesive such as epoxy. Further, for example, glass frit may be used for adhesion.

図１５（ｆ）に示すように、ウェハ２におけるサファイア基板１６が形成されている側から、ウエハ２の面内をスキャンするように、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ)を照射する。照射されたレーザ光は、サファイア基板１６で吸収されず、ＧａＮによってのみ吸収される。したがって、サファイア基板１６とｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７との界面付近において、局所的な発熱が生じてＧａＮの結合が分解するので、サファイア基板１６がｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７から分離される。このようにして、ＧａＮ系の半導体層（ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、ＩｎＧａＡｌＮよりなる活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層１９）が、ＩＴＯ透明電極２１、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２、第２のＩｎＧａＡｌＰ層１３及びＺｎＭｇＳＳｅ層１４を介して石英基板２に接着されたデバイス構造が得られる。   As shown in FIG. 15 (f), KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is irradiated from the side of the wafer 2 where the sapphire substrate 16 is formed so as to scan the in-plane of the wafer 2. The irradiated laser light is not absorbed by the sapphire substrate 16 but is absorbed only by GaN. Accordingly, local heat generation occurs near the interface between the sapphire substrate 16 and the n-type InGaAlN layer 17 and GaN bonds are decomposed, so that the sapphire substrate 16 is separated from the n-type InGaAlN layer 17. In this way, the GaN-based semiconductor layers (the n-type InGaAlN layer 17, the active layer 18 made of InGaAlN, and the p-type InGaAlN layer 19) are the ITO transparent electrode 21, the first InGaAlP layer 12, and the second InGaAlP layer. 13 and a device structure bonded to the quartz substrate 2 through the ZnMgSSe layer 14 are obtained.

また、サファイア基板１６を分離するために用いる光源としては、ここでは、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ)を用いたが、ＹＡＧレーザの第三高調波(波長３５５ｎｍ)を使用してもよい。または、水銀灯輝線(波長３６５ｎｍ)を使用してもよい。この場合は、光パワーではレーザには劣るものの、スポットサイズを大きくできるので、短時間での分離を可能にする。また、サファイア基板１６を分離する方法としては、研磨することによって分離除去してもよい。このようにすると、大面積且つ低コストでの分離を可能にする。   In addition, as a light source used for separating the sapphire substrate 16, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is used here, but a third harmonic (wavelength 355 nm) of a YAG laser may be used. Alternatively, a mercury lamp emission line (wavelength 365 nm) may be used. In this case, although the optical power is inferior to that of a laser, the spot size can be increased, so that separation in a short time is possible. Further, as a method for separating the sapphire substrate 16, it may be separated and removed by polishing. In this way, separation with a large area and low cost is possible.

次に、図１５（ｇ）に示すように、例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching:RIE）及びフォトリソグラフィ技術を用いて、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７、活性層１８、及びｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層１９を加工する。   Next, as shown in FIG. 15G, the n-type InGaAlN layer 17, the active layer 18, and the p-type InGaAlP layer 19 are formed by using, for example, reactive ion etching (RIE) and photolithography technology. Process.

次に、図１５（ｈ）に示すように、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７における活性層１８が形成されていない側の面上に、電子ビーム蒸着により、Ｔｉ／Ａｕ電極２０を形成する。ここで、電極２０の材料として、Ｔｉ／Ａｕの他に、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、又はこれらの金属のうちのいずれかを含んでなる合金若しくは多層金属膜よりなる材料を用いることにより、高反射特性を有する電極を実現できる。また、ＩＴＯ透明電極２１における第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２が形成されていない側の面上に、電子ビーム蒸着により、Ａｕ電極２２を形成する。   Next, as shown in FIG. 15H, a Ti / Au electrode 20 is formed by electron beam evaporation on the surface of the n-type InGaAlN layer 17 where the active layer 18 is not formed. Here, in addition to Ti / Au, the material of the electrode 20 is Al, Ag, Rh, Pt, or an alloy containing any of these metals or a material made of a multilayer metal film. An electrode having high reflection characteristics can be realized. Further, the Au electrode 22 is formed by electron beam evaporation on the surface of the ITO transparent electrode 21 where the first InGaAlP layer 12 is not formed.

次に、図１５（ｉ）に示すように、Ｔｉ／Ａｕ電極２０におけるｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層１７が形成されていない側及びＡｕ電極２２におけるＩＴＯ透明電極２１が形成されていない側の面上に、Ａｇバンプ２４を形成する。その後、このような構造を有するウェハを３００μｍ角の大きさにダイシングし、パーケージ表面２３にフリップチップ実装する。このようにして、図１４に示した白色発光ダイオード構造を実現できる。   Next, as shown in FIG. 15 (i), on the surface of the Ti / Au electrode 20 where the n-type InGaAlN layer 17 is not formed and the surface of the Au electrode 22 where the ITO transparent electrode 21 is not formed, Ag bumps 24 are formed. Thereafter, the wafer having such a structure is diced to a size of 300 μm square and flip-chip mounted on the package surface 23. In this way, the white light emitting diode structure shown in FIG. 14 can be realized.

以上のように、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によると、第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２と第２のＩｎＧａＡｌＰ層１２とＺｎＭｇＳＳｅ層１４とを紫外発光ダイオードにて励起することにより、ＹＡＧ蛍光体を青色発光ダイオードにて励起して白色発光を得ていた従来の白色発光ダイオードと比較して、赤色領域での発光が強いと共に青色緑色及び赤色の３色の出力バランスが良いので、演色性に優れた白色発光を行なう白色発光ダイオード構造を実現することができる。   As described above, according to the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the seventh embodiment of the present invention, the first InGaAlP layer 12, the second InGaAlP layer 12, and the ZnMgSSe layer 14 are excited by the ultraviolet light emitting diode. As a result, compared with the conventional white light emitting diode in which the YAG phosphor is excited by the blue light emitting diode to obtain white light emission, the light emission in the red region is strong and the output balance of the three colors of blue green and red is achieved. Therefore, it is possible to realize a white light emitting diode structure that emits white light with excellent color rendering.

なお、本実施形態において、石英基板２の代わりにサファイア基板を用いてもよい。   In this embodiment, a sapphire substrate may be used instead of the quartz substrate 2.

また、本実施形態において、ｐ型層とｎ層とが上下逆になってもよい。   In the present embodiment, the p-type layer and the n-layer may be turned upside down.

また、本実施形態においては、ウェハ２が紫外発光ダイオード構造を有する場合について説明したが、ウェハ２が青色発光ダイオード構造を有する場合には、ＺｎＭｇＳＳｅ層１４を形成する必要はない。   In the present embodiment, the case where the wafer 2 has an ultraviolet light emitting diode structure has been described. However, when the wafer 2 has a blue light emitting diode structure, the ZnMgSSe layer 14 need not be formed.

また、本実施形態においては、ウェハ２が紫外発光ダイオード構造を有する場合について説明したが、ウェハ２が青色発光ダイオード構造を有する場合には、ＹＡＧ蛍光体をさらに用いてもよい。   In the present embodiment, the case where the wafer 2 has an ultraviolet light emitting diode structure has been described. However, when the wafer 2 has a blue light emitting diode structure, a YAG phosphor may be further used.

また、本実施形態においては、ウェハ２におけるＩＴＯ電極２１の上に、ウェハ１における第１のＩｎＧａＡｌＰ層１２が貼り合わされる構造の場合について説明したが、ウェハ２におけるサファイア基板１６の上に、ウェハ１におけるＩｎＧａＡｌＰ層１２を貼り合わせ構造であってもよい。この場合は、ＩＴＯ透明電極２１を形成する必要はない。   In the present embodiment, the case where the first InGaAlP layer 12 in the wafer 1 is bonded onto the ITO electrode 21 in the wafer 2 has been described. However, the wafer is formed on the sapphire substrate 16 in the wafer 2. 1 may have a bonded structure. In this case, it is not necessary to form the ITO transparent electrode 21.

また、以上の各実施形態のいずれかで用いたサファイア又はＧａＡｓよりなる基板は、いかなる面方位を有していてもよく、例えば、サファイアよりなる基板の場合には、（０００１）面等の代表面からオフアングルのついた面方位であってもよい。また、ＧａＡｓよりなる基板の代わりの基板としては、例えばＳｉなどの除去が容易な半導体材料よりなる基板を用いてもよい。   Further, the substrate made of sapphire or GaAs used in any of the above embodiments may have any plane orientation. For example, in the case of a substrate made of sapphire, a representative such as (0001) plane or the like. It may be a plane orientation with an off-angle from the plane. Further, as the substrate instead of the substrate made of GaAs, for example, a substrate made of a semiconductor material that can be easily removed such as Si may be used.

また、以上の各実施形態において、ＩｎＧａＡｌＮ層、ＩｎＧａＡｌＰ層、又はＺｎＭｇＳＳｅ層は、いかなる組成比を有していてもよく、また、量子井戸構造のような多層構造を含んでいてもよい。また、これらの層の結晶成長方法は、ＭＯＣＶＤ法に限定されるものではなく、これらの層の少なくとも１以上の層を、例えば、ＭＢＥ法又はＨＶＰＥ法によって結晶成長させた層としてもよい。また、ＩｎＧａＡｌＮ層は、Ａｓ若しくはＰなどのＶ族元素又はＢなどのIII族元素を構成元素として含んでいてもよい。   In each of the above embodiments, the InGaAlN layer, InGaAlP layer, or ZnMgSSe layer may have any composition ratio, and may include a multilayer structure such as a quantum well structure. The crystal growth method of these layers is not limited to the MOCVD method, and at least one of these layers may be a layer obtained by crystal growth using, for example, the MBE method or the HVPE method. Further, the InGaAlN layer may contain a group V element such as As or P or a group III element such as B as a constituent element.

また、ＩｎＧａＡｌＮ層は、サファイア基板上に成長させる場合について説明したが、可視発光の大部分を透過するＳｉＣ基板であってもよく、成長後に基板を分離除去する場合には、例えばＳｉ又はＧａＡｓなどの半導体基板であってもよく、さらに、ＭｇＯ、ＬｉＧａＯ２、ＬｉＡｌＯ２、又はＬｉＧａＯ２及びＬｉＡｌＯ２の混晶よりなる基板であってもよい。また、ＩｎＧａＡｌＮ層の結晶成長については、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層、ＩｎＧａＡｌＮ活性層、及びｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層の順に形成してもよい。 Moreover, although the case where the InGaAlN layer is grown on the sapphire substrate has been described, it may be an SiC substrate that transmits most of the visible light emission. When the substrate is separated and removed after the growth, for example, Si or GaAs is used. Further, it may be a substrate made of MgO, LiGaO 2 , LiAlO 2 , or a mixed crystal of LiGaO 2 and LiAlO 2 . As for crystal growth of the InGaAlN layer, a p-type InGaAlN layer, an InGaAlN active layer, and an n-type InGaAlN layer may be formed in this order.

以上説明したように、演色性に優れた蛍光体及び該蛍光体が集積化された半導体素子並びにこれらの製造方法に有用である。   As described above, the phosphor is excellent in color rendering properties, a semiconductor element in which the phosphor is integrated, and a method for manufacturing the same.

本発明の第１の実施形態に係る蛍光体と該蛍光体を励起するために用いる青色発光ダイオードとが示された構造断面図である。1 is a structural cross-sectional view showing a phosphor according to a first embodiment of the present invention and a blue light-emitting diode used for exciting the phosphor. 本発明の第１の実施形態に係る蛍光体を青色発光ダイオードにて励起した場合の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum at the time of exciting the fluorescent substance which concerns on the 1st Embodiment of this invention with a blue light emitting diode. （ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係る蛍光体の製造方法及び蛍光体が集積化された半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。(A)-(e) is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the fluorescent substance which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device with which the fluorescent substance was integrated. 本発明の第２の実施形態に係る蛍光体と該蛍光体を励起するために用いる青色発光ダイオードとが示された構造断面図である。6 is a structural cross-sectional view showing a phosphor according to a second embodiment of the present invention and a blue light emitting diode used for exciting the phosphor. FIG. 本発明の第２の実施形態係る蛍光体を紫外発光ダイオードにて励起した場合の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum at the time of exciting the fluorescent substance which concerns on the 2nd Embodiment of this invention with an ultraviolet light emitting diode. 本発明の第３の実施形態に係る蛍光体と該蛍光体を励起するために用いる紫外発光ダイオードとが示された構造構成図である。It is a structural block diagram by which the fluorescent substance which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, and the ultraviolet light emitting diode used in order to excite this fluorescent substance were shown. （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施形態に係る蛍光体及び蛍光体が集積化された半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。(A)-(d) is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device with which the fluorescent substance and the fluorescent substance which concern on the 3rd Embodiment of this invention were integrated. 本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子を示す構造断面図である。It is a structure sectional view showing a semiconductor light emitting element concerning a 4th embodiment of the present invention. （ａ）〜（ｇ）は、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。(A)-(g) is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device based on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子を示す構造断面図である。It is a structural sectional view showing a semiconductor light emitting element concerning a 5th embodiment of the present invention. （ａ）〜（ｆ）は、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。(A)-(f) is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device based on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子を示す構造断面図である。It is a structure sectional view showing a semiconductor light emitting element concerning a 6th embodiment of the present invention. （ａ）〜（ｊ）は、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す構造断面図である。(A)-(j) is structure sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device based on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子を示す構造断面図である。It is a structure sectional view showing a semiconductor light emitting element concerning a 7th embodiment of the present invention. （ａ）〜（ｉ）は、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。(A)-(i) is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device based on the 7th Embodiment of this invention. 従来例に係る半導体発光素子を示す構造断面図である。It is structural sectional drawing which shows the semiconductor light-emitting device concerning a prior art example. 従来例に係る半導体発光素子の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum of the semiconductor light-emitting device which concerns on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１ ＩｎＧａＡｌＰ層（半導体層）
２ 石英基板
３ ＹＡＧ蛍光体（蛍光層）
４ 青色発光ダイオード
５ ＧａＡｓ基板
６ 青色発光ダイオードチップ
７ パッケージ
８ 接着剤
９ 緑色発光蛍光体（蛍光層）
１０ 青色発光蛍光体（蛍光層）
１１ 紫外発光ダイオード
１２ 第１のＩｎＧａＡｌＰ層（半導体層）
１３ 第２のＩｎＧａＡｌＰ層（半導体層）
１４ ＺｎＭｇＳＳｅ層（半導体層）
１５ 紫外発光ダイオードチップ
１６ サファイア基板
１７ ｎ型ＩｎＧａＡｌＮ層
１８ 活性層
１９ ｐ型ＩｎＧａＡｌＮ層
２０ Ｔｉ／Ａｕ電極
２１ ＩＴＯ透明電極
２２ Ａｕ電極
２３ パッケージ表面
２４ Ａｇバンプ 1 InGaAlP layer (semiconductor layer)
2 Quartz substrate 3 YAG phosphor (phosphor layer)
4 Blue light emitting diode 5 GaAs substrate 6 Blue light emitting diode chip 7 Package 8 Adhesive 9 Green light emitting phosphor (fluorescent layer)
10 Blue-emitting phosphor (phosphor layer)
11 Ultraviolet light emitting diode 12 First InGaAlP layer (semiconductor layer)
13 Second InGaAlP layer (semiconductor layer)
14 ZnMgSSe layer (semiconductor layer)
15 Ultraviolet light emitting diode chip 16 Sapphire substrate 17 n-type InGaAlN layer 18 active layer 19 p-type InGaAlN layer 20 Ti / Au electrode 21 ITO transparent electrode 22 Au electrode 23 package surface 24 Ag bump

Claims (3)

白色発光を生じる半導体発光素子の製造方法であって、
第１の基板上に、青色又は紫外発光が可能なダイオードを形成する工程と、
前記ダイオードにおける前記第１の基板が形成されている面とは反対側の面上に、前記ダイオードからの発光を透過し得る透明電極を形成する工程と、
前記透明電極における前記ダイオードが形成されている面とは反対側の面に、半導体層と、可視光を透過し得る第２の基板と、蛍光材料よりなる蛍光層とが順に積層された蛍光体を接着させる工程と、
前記第１の基板を前記ダイオードから分離する工程とを備える、半導体発光素子の製造
方法。 A method of manufacturing a semiconductor light emitting device that generates white light emission,
Forming a diode capable of emitting blue or ultraviolet light on a first substrate;
Forming a transparent electrode capable of transmitting light emitted from the diode on a surface of the diode opposite to the surface on which the first substrate is formed;
A phosphor in which a semiconductor layer, a second substrate capable of transmitting visible light, and a fluorescent layer made of a fluorescent material are sequentially laminated on a surface of the transparent electrode opposite to the surface on which the diode is formed. Bonding the
And a step of separating the first substrate from the diode. 白色発光を生じる半導体発光素子の製造方法であって、
第１の基板上に、青色又は紫外発光が可能なダイオードを形成する工程と、
前記ダイオードにおける前記第１の基板が形成されている面とは反対側の面の上に、前記ダイオードからの発光を透過し得る透明電極を形成する工程と、
前記透明電極における前記ダイオードが形成されている面とは反対側の面に、複数の半導体層と、可視光を透過し得る第２の基板とが順に積層された蛍光体を接着させる工程と、
前記第１の基板を前記ダイオードから分離する工程とを備える、半導体発光素子の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor light emitting device that generates white light emission,
Forming a diode capable of emitting blue or ultraviolet light on a first substrate;
Forming a transparent electrode capable of transmitting light emitted from the diode on a surface of the diode opposite to the surface on which the first substrate is formed;
Adhering a phosphor in which a plurality of semiconductor layers and a second substrate capable of transmitting visible light are sequentially laminated on a surface of the transparent electrode opposite to the surface on which the diode is formed;
And a step of separating the first substrate from the diode. 前記第１の基板を前記ダイオードから分離する工程は、
前記第１の基板における前記ダイオードが形成されている面とは反対側の面から光を照射することにより、前記第１の基板を除去する工程を含む、請求項１又は２に記載の半導体発光素子の製造方法。 Separating the first substrate from the diode,
By the first of said diodes is formed a surface of the substrate is irradiated with light from the surface opposite, comprising removing the first substrate, the semiconductor light emitting according to claim 1 or 2 Device manufacturing method.
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