(57)【要約】【課題】白色光が特定の色に偏ることを抑制でき、光量を向上させることができる半導体白色発光装置を提供する。【解決手段】半導体白色発光装置１は、半導体発光素子２と、パッケージ３と、支持部材４と、外部端子５とを備えている。半導体発光素子２は、緑色光を発光可能な緑色発光層１５と、青色光を発光可能な青色発光層１６とを備えている。青色発光層１６は、緑色発光層１５よりも光の照射側に形成されている。パッケージ３には、青色光の波長以下の光を赤色光に変換可能な蛍光体６が混入されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎを含む緑色発光層及び青色発光層を有する半導体発光素子と、
赤色光を発光可能な蛍光体とを備えたことを特徴とする半導体白色発光装置。
【請求項２】
前記青色発光層は、前記緑色発光層よりも光の照射側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体白色発光装置。
【請求項３】
前記緑色発光層は、前記青色発光層よりも光の照射側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体白色発光装置。
【請求項４】
前記蛍光体は、青色光の波長以下の光によって赤色光を発光することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体白色発光装置。
【請求項５】
前記半導体発光素子は、紫外線発光層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体白色発光装置。
【請求項６】
前記紫外線発光層は、前記青色発光層及び前記緑色発光層よりも光の照射側に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体白色発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体は、紫外線の波長以下の光によって赤色光を発光することを特徴とする請求項５又は６のいずれか１項に記載の半導体白色発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる色を発光可能な複数の発光層を有する半導体発光素子を備えた半導体白色発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異なる色を発光可能な複数の発光層を有する半導体発光素子を備えた半導体白色発光装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、赤色光を発光可能な赤色発光層及び青色光を発光可能な青色発光層を有する半導体発光素子と、黄緑色光を照射できる蛍光体を含むパッケージとを備えた第１の半導体白色発光装置が開示されている。
【０００４】
この第１の半導体白色発光装置では、半導体発光素子に電流が供給されると、赤色発光層及び青色発光層からそれぞれ赤色光及び青色光が発光される。そして、赤色光は、パッケージをそのまま透過して外部へと照射される。一方、青色光は、一部はそのまま透過して外部へ照射され、残りの一部は蛍光体によって黄緑色光に変換された後、外部へと照射される。これによって、赤色光、青色光及び黄緑色光の３色が混色されて白色光が外部へと照射される。
【０００５】
また、特許文献１には、紫外線を発光可能な紫外線発光層及び青色光を発光可能な青色発光層を有する半導体発光素子と、黄緑色光及び赤色光を照射できる２種類の蛍光体を含むパッケージとを備えた第２の半導体白色発光装置が開示されている。
【０００６】
この第２の半導体白色発光装置では、半導体発光素子に電流が供給されると、紫外線発光層及び青色発光層からそれぞれ紫外線及び青色光が発光される。そして、蛍光体によって、紫外線の一部は黄緑色光に変換され、一部は赤色光に変換された後、外部へと照射される。また、青色光は、一部はそのまま外部へと照射され、残りが蛍光体によって黄緑色又は赤色光に変換されて外部へと照射される。これによって、赤色光、青色光及び黄緑色光の３色が混色されて白色光が外部へと照射される。
【特許文献１】特開２００５−２１７３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上述した特許文献１の第１の半導体白色発光装置では、赤色光を発光する赤色発光層をＩｎＧａＮ層によって構成しているが、ＩｎＧａＮ層によって赤色光を発光させるためには、Ｉｎの比率を大きくしなければならない。しかしながら、ＩｎＧａＮ層中のＩｎの比率を大きくすると、結晶性が低下するので、赤色光の発光強度が所望の発光強度よりも小さくなるといった問題がある。この結果、白色光の色が特定の色に偏るといった課題や、白色光の光量が低下するといった課題がある。
【０００８】
また、上述した特許文献２の第２の半導体白色発光装置では、紫外線及び青色光の２種類の光を２種類の蛍光体により黄緑色光及び赤色光の２種類の光に変換して白色光を照射しているが、黄緑色光及び赤色光に変換する２種類の蛍光体の比率や、それらの蛍光体をパッケージ内に均等に混入させることが難しく、この結果、白色光が特定の色に偏るといった課題がある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、白色光が特定の色に偏ることを抑制でき、光量を向上させることができる半導体白色発光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、Ｉｎを含む緑色発光層及び青色発光層を有する半導体発光素子と、赤色光を発光可能な蛍光体とを備えたことを特徴とする半導体白色発光装置である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記青色発光層は、前記緑色発光層よりも光の照射側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体白色発光装置である。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記緑色発光層は、前記青色発光層よりも光の照射側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体白色発光装置である。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、前記蛍光体は、青色光の波長以下の光によって赤色光を発光することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体白色発光装置である。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、前記半導体発光素子は、紫外線発光層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体白色発光装置である。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、前記紫外線発光層は、前記青色発光層及び前記緑色発光層よりも光の照射側に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体白色発光装置である。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、前記蛍光体は、紫外線の波長以下の光によって赤色光を発光することを特徴とする請求項５又は６のいずれか１項に記載の半導体白色発光装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体発光素子が赤色光を発光可能な発光層に比べてＩｎの比率が小さい緑色発光層及び青色発光層を備えているので、両発光層の結晶性を向上させることができる。これにより、緑色光及び青色光の発光強度を容易に所望の発光強度にすることができるので、白色光が特定の色に偏ることを抑制でき、白色光の光量を向上させることができる。
【００１８】
また、緑色発光層及び青色発光層を備えているので、赤色光を発光させるための蛍光体を１種類だけ備えれば白色光を照射できるので、赤色光及び黄緑色光の２つを発光させるための２種類の蛍光体をパッケージなどに混入させる場合のように蛍光体同士の比率を考慮する必要がなく、また、パッケージなどに蛍光体を容易に均一に混入させることができる。これによって、白色光が特定の色に偏ることを抑制できる。
【００１９】
また、緑色発光層よりもバンドギャップの大きい青色発光層を、緑色発光層よりも光の照射側に形成することによって、青色光を吸収可能な緑色発光層を青色光が通ることなく外部へ照射されるので、青色光の光量を容易に制御できる。
【００２０】
また、Ｉｎの比率が大きく発光強度が小さい緑色発光層を青色発光層よりも光の照射側に形成することによって、青色発光層から発光された青色光によっても緑色発光層において緑色光を発光させることができるので、緑色光の光量を向上させることができる。
【００２１】
また、青色光の波長以下の光によって赤色光を発光可能な蛍光体を設けることによって、２つの光によって赤色光を発光させる蛍光体を適用した場合に比べて、赤色光の光量を容易に制御できる。
【００２２】
また、紫外線発光層を設けることによって、白色光に影響しない紫外線によって赤色光を発光させることができる。これにより青色光と緑色光とを変換することなくそのまま外部へ照射することができるので、青色光と緑色光の光量を容易に制御できる。
【００２３】
また、バンドギャップが大きく青色発光層及び緑色発光層に吸収される紫外線を発光する紫外線発光層を光の照射側に設けることによって、光の照射側に進行する紫外線が他の発光層に吸収されることを抑制することができるので、紫外線の光量を容易に制御できる。
【００２４】
また、紫外線の波長以下の光によって赤色光を発光可能な蛍光体を設けることによって、紫外線によってのみ赤色光を発光させることができるので、赤色光の光量を容易に制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態による半導体白色発光装置の概略図である。図２は、半導体発光素子の断面図である。図３は、半導体発光素子の発光層の断面図である。
【００２６】
図１に示すように、半導体白色発光装置１は、半導体発光素子２と、パッケージ３と、支持部材４と、外部端子５とを備えている。
【００２７】
図２に示すように、半導体発光素子２は、サファイア基板１１上に、バッファー層１２と、ｎ型コンタクト層１３と、ｎ型クラッド層１４と、緑色発光層１５と、青色発光層１６と、ｐ型クラッド層１７と、ｐ型コンタクト層１８と、透明電極１９とが順に積層されている。また、半導体発光素子２は、外部と電気的に接続するための一対のｐ側電極２０とｎ側電極２１とを備えている。
【００２８】
バッファー層１２は、約２００Åの厚みを有するＡｌＮからなる。ｎ型コンタクト層１３は、約４μｍの厚みを有し、ｎ型のドーパントとしてＳｉがドープされたｎ型ＧａＮ層からなる。ｎ型コンタクト層１３の上面の一部が露出するようにｎ型コンタクト層１３よりも上層の各層１４〜１９がエッチングされている。ｎ型クラッド層１４は、約３００ｎｍの厚みを有し、ｎ型のドーパントとしてＳｉがドープされたｎ型ＡｌＧａＮ層からなる。尚、ｎ型クラッド層１４におけるＡｌ及びＧａ内でのＡｌの比率は、約５％〜約２０％に構成されている。
【００２９】
緑色発光層１５は、緑色光（波長約４９０ｎｍ〜約５９０ｎｍ）を発光するためのものである。図３に示すように、緑色発光層１５は、井戸層１５ａとバリア層１５ｂとが交互に周期的に８ペア積層されたＭＱＷ構造を有する。井戸層１５ａは、約３ｎｍの厚みを有し、ＩｎとＧａ内でのＩｎの比率が約２５％〜約５０％のＩｎＧａＮ層からなる。バリア層１５ｂは、約１０ｎｍの厚みを有し、ＡｌとＧａ内でのＡｌの比率が約２５％以下のＡｌＧａＮ層からなる。
【００３０】
青色発光層１６は、青色光（波長約４３０ｎｍ〜約４９０ｎｍ）を発光するためのものである。図２及び図３に示すように、青色発光層１６は、緑色発光層１５と連続して且つ緑色発光層１５よりも光の照射側に形成されている。青色発光層１６は、井戸層１６ａとバリア層１６ｂとが交互に周期的に８ペア積層されたＭＱＷ構造を有する。井戸層１６ａは、約３ｎｍの厚みを有し、ＩｎとＧａ内でのＩｎの比率が約１０％〜約２５％のＩｎＧａＮ層からなる。バリア層１６ｂは、約１０ｎｍの厚みを有し、ＡｌとＧａ内でのＡｌの比率が約２５％以下のＡｌＧａＮ層からなる。
【００３１】
ｐ型クラッド層１７は、約１００ｎｍの厚みを有し、ｐ型のドーパントしてＭｇがドープされたｐ型ＡｌＧａＮ層からなる。尚、ｐ型クラッド層１７におけるＡｌ及びＧａ内でのＡｌの比率は、約５％〜約２０％に構成されている。ｐ型コンタクト層１８は、約２００ｎｍの厚みを有し、ｐ型のドーパントとしてＭｇがドープされたｐ型ＧａＮ層からなる。
【００３２】
透明電極１９は、約３００ｎｍの厚みを有し、緑色発光層１５及び青色発光層１６から発光された光を透過可能なＺｎＯ層からなる。
【００３３】
ｐ側電極２０は、透明電極１９とオーミック接続された約３０００ｎｍの厚みを有するＴｉ／Ａｕの積層構造からなる。ｎ側電極２１は、ｎ型コンタクト層１３の露出した上面とオーミック接続されている。ｎ側電極２１は、約２５００ｎｍの厚みを有するＡｌ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造からなる。
【００３４】
パッケージ３は、光を透過可能な合成樹脂からなり、半導体発光素子２を保護するためのものである。また、パッケージ３には、青色光の波長以下の光を赤色光（波長約５９０ｎｍ〜約７８０ｎｍ）に変換可能な蛍光体６が混入されている。従って、この蛍光体６は、半導体発光素子２の青色発光層１６から発光された青色光の波長以下の光を赤色光に変換する。このような蛍光体６として、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓ：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋及びＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋などを適用することができる。
【００３５】
支持部材４は、半導体発光素子２を支持するためのものであり、導体からなる。また、支持部材４は、ｎ側電極２１とワイヤ７によって接続され、外部端子４ａを介して半導体発光素子２のｎ側電極２１と外部とを電気的に接続する。
【００３６】
外部端子５は、導体からなり、ワイヤ８を介して半導体発光素子２のｐ側電極２０と外部とを電気的に接続するためのものである。
【００３７】
次に、上述した半導体白色発光装置１の動作説明をする。
【００３８】
まず、外部端子４ａ、５を介して外部から電流が供給されると、ホールがｐ側電極２０から注入され、電子がｎ側電極２１から注入される。その後、ホールは透明電極１９、ｐ型コンタクト層１８及びｐ型クラッド層１７を介して青色発光層１６及び緑色発光層１５に注入される。一方、電子は、ｎ型コンタクト層１３及びｎ型クラッド層１４を介して緑色発光層１５及び青色発光層１６に注入される。そして、ホール及び電子の一部は、青色発光層１６において結合し、青色光を発光する。また、残りのホール及び電子は、緑色発光層１５において結合し、緑色光を発光する。
【００３９】
発光された青色光は、ｐ型クラッド層１７、ｐ型コンタクト層１８及び透明電極１９を透過した後、パッケージ３に入射する。パッケージ３に入射した青色光のうち一部は青色光のまま外部へ照射され、残りの青色光は蛍光体６によって赤色光に変換されて外部へ照射される。
【００４０】
また、発光された緑色光は、青色発光層１６、ｐ型クラッド層１７、ｐ型コンタクト層１８及び透明電極１９を透過した後、パッケージ３に入射する。ここで、青色発光層１６のバンドギャップは、緑色発光層１５のバンドギャップよりも大きいため、青色発光層１６に入射した緑色光は青色発光層１６に吸収されることなく、透過する。そして、パッケージ３に入射した緑色光は、蛍光体６によって赤色光に変換されることなく、パッケージ３を透過して緑色光のまま外部へ照射される。
【００４１】
この結果、青色光、緑色光及び赤色光が外部へ照射されるので、これらの３色の光が混色されて白色光となる。
【００４２】
次に、上述した半導体白色発光装置の製造方法について説明する。
【００４３】
まず、サファイア基板１１をＭＯＣＶＤ装置に導入し、基板温度を約５００℃〜約１１００℃に設定する。
【００４４】
次に、キャリアガス（Ｈ２ガス）によってトリメチルアルミニウム（以下、ＴＭＡ）及びアンモニアを供給して、サファイア基板１１上にＡｌＮからなるバッファー層１２を形成する。
【００４５】
次に、キャリアガスによってトリメチルガリウム（以下、ＴＭＧ）、アンモニア及びシランを供給して、シリコンがドープされたｎ型ＧａＮ層からなるｎ型コンタクト層１３を形成する。
【００４６】
次に、キャリアガスによってＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア及びシランを供給して、シリコンがドープされたｎ型ＡｌＧａＮ層からなるｎ型クラッド層１４を形成する。
【００４７】
次に、キャリアガスによってＴＭＧ、トリメチルインジウム（以下、ＴＭＩ）及びアンモニアを供給してＩｎＧａＮ層からなる井戸層１５ａを形成する。その後、ＴＭＩをＴＭＡに切り換えてＡｌＧａＮ層からなるバリア層１５ｂを形成する。このようにして井戸層１５ａ及びバリア層１５ｂを交互に８ペア成長させて、緑色発光層１５を形成する。
【００４８】
次に、キャリアガスによってＴＭＧ、ＴＭＩ及びアンモニアを供給してＩｎＧａＮ層からなる井戸層１６ａを形成する。ここで、ＴＭＩの流量は、上述した緑色発光層１５のＩｎＧａＮ層からなる井戸層１５ａを形成する際の流量よりも小さく設定されている。その後、ＴＭＩをＴＭＡに切り換えてＡｌＧａＮ層からなるバリア層１６ｂを形成する。このようにして井戸層１６ａ及びバリア層１６ｂを交互に８ペア成長させて、青色発光層１６を形成する。
【００４９】
次に、キャリアガスによってＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア及びビスシクロペンタジエニルマグネシウム（以下、Ｃｐ２Ｍｇ）を供給して、Ｍｇがドープされたｐ型ＡｌＧａＮ層からなるｐ型クラッド層１７を形成する。
【００５０】
次に、キャリアガスによってＴＭＧ、アンモニア及びＣｐ２Ｍｇを供給して、Ｍｇがドープされたｐ型ＧａＮ層からなるｐ型コンタクト層１８を形成する。
【００５１】
次に、キャリアガスによってジメチル亜鉛（Ｚｎ（ＣＨ３）２）及びテトラヒドロフラン（Ｃ４Ｈ８Ｏ）を供給して、ＺｎＯ層からなる透明電極１９を形成する。
【００５２】
次に、ｎ型コンタクト層１３が露出するように、透明電極１９〜ｎ型クラッド層１４までの一部をエッチングによって除去する。
【００５３】
次に、ｐ側電極２０及びｎ側電極２１を順次形成した後、各半導体発光素子２に分割して、半導体発光素子２が完成する。
【００５４】
次に、半導体発光素子２を支持部材４に接着した後、半導体発光素子２と支持部材４及び外部端子５とをワイヤボンディングする。最後に、蛍光体６を含むパッケージ３によって半導体発光素子２などを被覆して半導体白色発光装置１が完成する。
【００５５】
上述したように第１実施形態による半導体白色発光装置１では、半導体発光素子２に赤色光を発光可能な発光層に比べてＩｎの比率が小さい緑色発光層１５及び青色発光層１６を設けることによって、発光層１５、１６の結晶性を向上させることができるので、緑色光及び青色光の発光強度を容易に所望の発光強度にすることができる。これによって白色光が特定の色に偏ることを抑制でき、白色光の光量を向上させることができる。
【００５６】
また、緑色発光層１５及び青色発光層１６を備えているので、赤色光を発光させるための蛍光体６を１種類だけパッケージ３に混入させれば白色光を照射できる。これにより、赤色光及び黄緑色光の２つの光を発光させるための２種類の蛍光体をパッケージに混入させる場合のように蛍光体同士の比率を考慮する必要がなく、また、パッケージ３内に蛍光体６を容易に均一に混入させることができる。更に、青色光の波長以下の光によって赤色光を発光可能な蛍光体６を適用することによって、２つの光（例えば、紫外線と青色光）によって赤色光を発光させる蛍光体を適用した場合に比べて、赤色光の光量を容易に制御できる。これによって、白色光が特定の色に偏ることをより抑制できる。
【００５７】
また、緑色発光層１５と比べてバンドギャップの大きい青色発光層１６を、緑色発光層１５よりも光の照射側に形成することによって、緑色発光層１５に吸収される青色光が緑色発光層１５を通ることなく外部へ照射されるので、青色光の光量を容易に制御できる。
【００５８】
次に、上述した第１実施形態の半導体白色発光装置の半導体発光素子の一部を変更した第２実施形態による半導体白色発光装置について図面を参照して説明する。図４は、第２実施形態による半導体発光素子の断面図である。尚、第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００５９】
図４に示すように、半導体発光素子２Ａには、青色発光層１６とｐ型クラッド層１７との間に、紫外線（波長約１００ｎｍ〜約４３０ｎｍ）を発光させるための紫外線発光層２５が形成されている。紫外線発光層２５は、井戸層（図示略）とバリア層（図示略）とが交互に周期的に８ペア積層されたＭＱＷ構造を有する。井戸層は、青色発光層１６の井戸層１６ａを構成するＩｎＧａＮ層よりもＩｎの比率が低く、約３ｎｍの厚みを有するＩｎＧａＮ層からなる。具体的には、紫外線発光層２５の井戸層におけるＩｎとＧａ内でのＩｎの比率は、約０％〜約１５％である。紫外線発光層２５のバリア層は、約１０ｎｍの厚みを有し、ＡｌとＧａ内でのＡｌの比率が約２５％以下のＡｌＧａＮ層からなる。
【００６０】
また、第２実施形態では、紫外線の波長以下の光によって赤色光を発光可能な蛍光体６がパッケージ３に混入されている。このような蛍光体６としては、Ｙ２Ｏ３Ｓ：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ６：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ２＋、などを適用することができる。
【００６１】
次に、紫外線発光層２５の形成方法について説明する。青色発光層１６を形成した後、キャリアガスによってＴＭＧ、ＴＭＩ及びアンモニアを供給してＩｎＧａＮ層からなる井戸層を形成する。ここで、ＴＭＩの流量は、上述した青色発光層１６のＩｎＧａＮ層からなる井戸層１６ａを形成する際の流量よりも小さく設定されている。その後、ＴＭＩをＴＭＡに切り換えてＡｌＧａＮ層からなるバリア層を形成する。このようにして井戸層及びバリア層を交互に８ペア成長させて、紫外線発光層２５を形成する。
【００６２】
第２実施形態による半導体白色発光装置では、半導体発光素子２Ａに電流が供給されると、緑色発光層１５、青色発光層１６及び紫外線発光層２５のそれぞれにおいて緑色光、青色光及び紫外線が発光される。そして、発光された緑色光及び青色光は、各半導体層１６〜１９、２５及びパッケージ３を透過して外部へと照射される。一方、紫外線は、各半導体層１７〜１９を透過してパッケージ３に入射すると、蛍光体６によって赤色光に変換され、赤色光として外部へ照射される。これによって、赤色光、緑色光及び青色光が混色されて白色光が外部へと照射される。
【００６３】
上述したように第２実施形態による半導体白色発光装置では、緑色発光層１５及び青色発光層１６を有する半導体発光素子２Ａ及び赤色光を発光する蛍光体６を備えているので第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
更に、紫外線発光層２５を半導体発光素子２Ａに設け、紫外線の波長以下の光によって赤色光を発光可能な蛍光体６を適用することにより、白色光の色に影響を与えない紫外線によってのみ赤色光を発光させることができる。これにより、緑色発光層１５及び青色発光層１６から発光された光を変換することなくそのまま外部へ照射することができるので、赤色光、緑色光及び青色光の光量を容易に制御できる。これによって、白色光の色の偏りをより抑制することができる。
【００６５】
また、光の照射側からバンドギャップの大きい順に紫外線発光層２５、青色発光層１６、緑色発光層１５を形成することによって、各発光層２５、１６、１５で発光されて照射側に進行する光が各発光層２５、１６、１５で吸収されることがないので各光の光量の制御が容易にできる。
【００６６】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００６７】
例えば、上述した半導体発光素子２、２Ａの各層や蛍光体６などを構成する材料は適宜変更可能である。
【００６８】
また、半導体発光素子２、２Ａの各発光層１５、１６、２５の順序は適宜変更可能である。例えば、緑色発光層１５を青色発光層１６よりも光の照射側に形成することにより、緑色発光層１５に入射した青色光によっても緑色光を発光させることができる。これにより、青色発光層１６に比べてＩｎの比率が大きく発光強度の小さい緑色発光層１５の発光強度を高めることができる。
【００６９】
また、発光層１５、１６、２５における井戸層とバリア層のペア数は、例えば、１ペア〜１０ペアの間で適宜変更可能である。更に、各発光層１５、１６、２５において、ペア数を異ならせてもよい。例えば、青色光の比率を高くしたい場合は、青色発光層における井戸層とバリア層を８ペア形成し、緑色発光層における井戸層とバリア層を４ペア形成することなどが考えられる。
【００７０】
また、上述の実施形態では、サファイア基板を用いたが、他の導電性の基板を適用することもできる。
【００７１】
例えば、基板としてｎ型ＧａＮ基板を用いてもよい。この場合、図５に示すように、半導体発光素子２Ｂは、ｎ型ＧａＮ基板１１Ｂ上に順次積層されたｎ型コンタクト層１３Ｂと、ｎ型クラッド層１４と、緑色発光層１５と、青色発光層１６と、ｐ型クラッド層１７と、ｐ型コンタクト層１８と、透明電極１９とを備えている。また、半導体発光素子２Ｂは、ｐ側電極２０と、ｎ型ＧａＮ基板１１Ｂの下面に形成されたｎ側電極２１とを備えている。ｎ型コンタクト層１３Ｂは、約１μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ層からなる。尚、ｎ型ＧａＮ基板の代わりに、ｎ型ＳｉＣ基板を用いてもよい。
【００７２】
また、基板としてｐ型Ｓｉ基板を用いてもよい。この場合、図６に示すように、半導体発光素子２Ｃは、ｐ型Ｓｉ基板１１Ｃ上に順次積層された、反射層３０と、ｐ型コンタクト層１８Ｃと、ｐ型クラッド層１７Ｃと、緑色発光層１５と、青色発光層１６と、ｎ型クラッド層１４Ｃと、ｎ型コンタクト層１３Ｃと、透明電極１９とを備えている。また、半導体発光素子２Ｃは、透明電極１９の上面に形成されたｎ側電極２１Ｃと、ｐ型Ｓｉ基板１１Ｃの下面に形成されたｐ側電極２０Ｃとを備えている。反射層３０には、数μｍの厚みを有するＡｇ／ＴｉＷ／Ｐｔが積層されている。ｐ型コンタクト層１８Ｃ及びｐ型クラッド層１７Ｃは、それぞれ約３００ｎｍの厚みを有するｐ型ＡｌＧａＮ層からなる。ｎ型クラッド層１４Ｃ及びｎ型コンタクト層１３Ｃは、それぞれ約１００ｎｍの厚み及び約５００ｎｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮ層からなる。ｎ側電極２１Ｃ及びｐ側電極２０Ｃは、それぞれｐ側電極２０及びｎ側電極２１と同じ構成である。尚、ｐ型Ｓｉ基板の代わりにｎ型Ｓｉ基板を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施形態による半導体白色発光装置の概略図である。
【図２】半導体発光素子の断面図である。
【図３】半導体発光素子の発光層の断面図である。
【図４】第２実施形態による半導体発光素子の断面図である。
【図５】変更形態による半導体発光素子の断面図である。
【図６】別の変更形態による半導体発光素子の断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１    半導体白色発光装置
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ       半導体発光素子
３    パッケージ
４    支持部材
６    蛍光体
１１  サファイア基板
１１Ｂ       ｎ型ＧａＮ基板
１１Ｃ       ｐ型Ｓｉ基板
１２  バッファー層
１３、１３Ｂ、１３Ｃ       ｎ型コンタクト層
１４、１４Ｃ ｎ型クラッド層
１５  緑色発光層
１５ａ       井戸層
１５ｂ       バリア層
１６  青色発光層
１６ａ       井戸層
１６ｂ       バリア層
１７、１７Ｃ ｐ型クラッド層
１８、１８Ｃ ｐ型コンタクト層
１９  透明電極
２０、２０Ｃ ｐ側電極
２１、２１Ｃ ｎ側電極
２５  紫外線発光層
３０  反射層
【図１】
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【図２】
2008141118.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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