超高輝度LED用厚膜電流拡散層型4元エピタキシャルウエハー - LEDのポータルサイト

1、信越半導体(株)では、GaAs基板上に発光層となるAlGaInP(4元)エピタキシャル層をMOVPE法により成長させた後、ハイドライドVPE法(以下VPE)を用いて発光波長に対し透明であるGaP厚膜電流拡散層を50～150μm程度成長させることにより、高品質の超高輝度LED用エピタキシャルウエハー量産技術の開発に成功しました。従来の4元LED用エピタキシャルウエハーでは、MOVPE法により発光層(約3μm)とその上部に電流拡散層(約8μm)を連続して成長させる方法が一般的に用いられてきましたが、この電流拡散層の厚さでは、LED素子を作成した場合、電極から発光層領域への電流拡散が不十分であり、さらには側面方向の光取り出しには適しておらず、全体での光取り出し効率を低下させていました。しかしながら、この電流拡散層の厚さは原料効率が低く、成長速度の遅いMOVPE法では、コスト面と長時間の熱履歴による発光層の劣化を防止するために限界とされてきました。しかし、当社では、熱履歴に対し劣化しにくい発光層部を開発するとともに成長速度が速く、原料効率の高いVPE法を電流拡散層のエピタキシャルに用いることにより50～150μmの厚膜の電流拡散層を持つエピタキシャルウエハーを実現しました。これにより、従来のMOVPE法のみによるLED用エピタキシャルウエハーと比較し、発光層全域での発光と側面からの光取り出し効率を飛躍的に向上させ、従来型MOVPE素子の2倍以上の高輝度化を可能としました。

2、超高輝度LED用厚膜4元エピタキシャルウエハーは、500～1000μm角の大型チップ(従来型汎用LEDチップは250μm角程度)においても、厚膜の電流拡散層により、低VFで素子面全体をほぼ均等に発光させることが可能となります。そのため、今後大きな需要が見込まれる屋外表示灯、信号機、照明用に用いる大電流用超高輝度LEDデバイス用途の利用にも適した構造となります。