DE2449931C2 - Method for producing a red glowing gallium phosphide light-emitting diode - Google Patents

Method for producing a red glowing gallium phosphide light-emitting diode

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer rotleuciitenden Galliumphosphid-Leuchtdiode, bei dem auf einem N-leitenden Galliumphosphid-Substrat zuerst eine N-ieitende Galliumphosphid-Schicht durch epitaxiales Wachstum und jarauf eine P-leitende Galliumphosphid-Schicht durch epitaxiales Wachstum aus einer Flüssigphase gebildet werden, wobei das Substrat mit Tellur, Schwefel oder Selen in einer Konzentration von 1 ... 3 χ 10'7Cm-3 und die N-leitende Schicht mit Tellur, Schwefel oder Selen mit einer Konzentration No von 2... 5,5 χ 10" cm-3 in der Nähe des PN-Überganges dotiert werden und wobei die P-leitende Schicht mit Zink und Sauerstoff derart dotiert wird, daß die Zinkkonzentration NA in der Nähe des PN-Übergangsl...3 χ 3O'7cm-'beträgt.The invention relates to a method for producing a red-lucent gallium phosphide light-emitting diode, in which an N-conductive gallium phosphide layer is first formed on an N-conductive gallium phosphide substrate by epitaxial growth and then a P-conductive gallium phosphide layer is formed by epitaxial growth from a liquid phase the substrate with tellurium, sulfur or selenium in a concentration of 1 ... 3 χ 10 ' 7 Cm- 3 and the N-conductive layer with tellurium, sulfur or selenium with a concentration No of 2 ... 5, 5 χ 10 "cm- 3 are doped in the vicinity of the PN junction and the P-conductive layer is doped with zinc and oxygen in such a way that the zinc concentration N A in the vicinity of the PN junction ... 3 χ 3O ' 7 cm- 'is.

Ein Verfahren der oben genannten Art, bei dem das Substrat in einer Konzentration von 2 χ 10" cm-J, die N-leitende Schicht mit einer Konzentration ND von 3 χ 10" bis 20 χ 10" cm-3 und die P-leitende Schicht mit Zink in einer Konzentration NA in der Nähe des PN-Übergangs von 3 χ ΙΟ17 bis 10 χ 10" cm-3 dotiert werden, ist aus der US-PS 36 90 964 bekannt.A method of the type mentioned above, wherein the substrate χ in a concentration of 2 10 "cm- J, the N-type layer having a concentration N D of 3 χ 10" to 20 χ 10 "cm- 3 and the P A conductive layer is doped with zinc in a concentration N A in the vicinity of the PN junction of 3 χ ΙΟ 17 to 10 χ 10 "cm -3 , is known from US Pat. No. 3,690,964.

Bei diesem bekannten Verfahren wird eine Erhöhung der Quantenausbeute durch eine hohe Dotierstoffkonzentration, insbesondere in der P-Ieitenden Schicht, zur Erhöhung der Konzentration der Zn-0-Paare angestrebt. Diese Auffassung, daß eine Erhöhung der Quantenausbeute bereits dadurch möglich ist, daß die Dotierstoffkonzentration, insbesondere in der P-Ieitenden Schicht, erhöht wird, läßt jedoch den Einfluß des Kristallaufbaues der P-Ieitenden Schicht und den Einfluß der Anzahl der strahlungslosen Rckonibinationszentren in dieser Schicht unberücksichtigt. Hohe Doticrstoffkorizentrationen stören den Kristallaufbau und führen zu einer höheren Anzahl von strahlungslosen Rekombinationszentren, was zur Folge hai. daß durch höhere Dotierung allein nur eine begrenzte Steigerung der Quantenausbeute möglich ist.In this known method, an increase in the quantum yield is achieved through a high dopant concentration, especially in the P-conductive layer, aimed at increasing the concentration of the Zn-0 pairs. This view that an increase in the quantum yield is already possible by increasing the dopant concentration, especially in the P-type layer, but leaves the influence of the crystal structure the P-conductive layer and the influence of the number of radiationless reaction centers in this layer is not taken into account. High Doticrstoffkorizentrationen disrupt the crystal structure and lead to a higher number of radiationless recombination centers, resulting in hai. that through higher doping alone only a limited increase in the quantum yield is possible.

Es ist allgemein bekannt, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit bei dem epitaxialen Wachstum der P-Ieitenden Schicht aus der Flüssigphase in einem engen Zusammenhang mit der sich ergebenden Sauerstoffkonzentration stehtIt is well known that the cooling rate in the epitaxial growth of the P-type ends Layer from the liquid phase closely related to the resulting oxygen concentration stands

Aus »Fujitsu Scientific and Technical Journal«, September 1973, Seiten 173 bis 195 ist es bekannt, bei der Herstellung einer rotleuchtenden Galliumphosphid-Diode auf einem N-leitenden Substrat zunächst eine N-leitende, mit Tellur dotierte Galliumphosphid-Schicht ίο und darauf eine P-leitende, mit Zink dotierte Galliumphosphid-Schicht aus der Flüssigphase auszubilden, wobei die Abkühlungsgeschwindigkeit bei l°C/min liegt.From "Fujitsu Scientific and Technical Journal", September 1973, pages 173 to 195, it is known in the First manufacture a red glowing gallium phosphide diode on an N-conductive substrate N-conductive, tellurium-doped gallium phosphide layer ίο and on top of it a P-conductive, zinc-doped gallium phosphide layer from the liquid phase, the cooling rate being 1 ° C / min.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das bekannte Verfahren der eingangs geh> nannten Art so weiterzubilden, daß mit ihm eine roi-Ieuchtende Galliumphosphid-Leuchtdiode mit einer Quantenausbeute von mehr als 4% hergestellt werden kann.The object on which the invention is based is to develop the known method of the above-mentioned> called Art so that with him a red-luminescent gallium phosphide light-emitting diode with a Quantum yield of more than 4% can be produced.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei der Ausbildung der P-Ieitenden Schicht die Epitaxiaifiüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von 02... 3° C/min abgekühlt wird.According to the invention, this object is achieved in that the epitaxial fluid is cooled at a rate of 02 ... 3 ° C./min when the P-conductive layer is formed.

Gemäß der Erfindung wird daher die Dotierung der einzelnen Schichten und die Abkühlungsgeschwindigkeit der Epitaxiaifiüssigkeit bei der Ausbildung der P-leitenden Schicht so gewählt, daß die strahlenden Bereiche in der Umgebung des PN-Überganges eine möglichst gute Kristaliinität und somit eine möglichst geringe Anzahl von strahlungslosen Rekombinationszentren aufweisen.According to the invention, the doping of the individual layers and the cooling rate are therefore determined the epitaxial fluid selected in the formation of the P-conductive layer so that the radiating areas in the vicinity of the PN junction the best possible crystallinity and thus the lowest possible Have number of radiationless recombination centers.

Vorzugsweise gilt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren für die Konzentration: No = \$..A NA. In the method according to the invention, the following preferably applies to the concentration: No = \ $ .. AN A.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigtIn the following the invention is based on the drawing explained in more detail It shows

J5 F i g. 1 in einer schematischen Querschnittsansicht die Hauptbauteile einer Vorrichtung zum Ausbilden einer Galliumphosphid-Schicht durch epitaxiales Wachstum aus der Flüssigphase,J5 F i g. 1 in a schematic cross-sectional view the Main components of an apparatus for forming a gallium phosphide layer by epitaxial growth from the liquid phase,

F i g. 2 den Aufbau einer rotleuchtenden Galliumphosphid-Diode, F i g. 2 the structure of a glowing red gallium phosphide diode,

F i g. 3 in einer grafischen Darstellung die Beziehung zwischen der Donatorkonzentration No der N-leitenden Galliumphosphid-Schicht und der äußeren Quantenausbeute η der entsprechenden Galliumphosphid-Diode, F i g. 3 in a graphical representation the relationship between the donor concentration No of the N-conducting gallium phosphide layer and the external quantum yield η of the corresponding gallium phosphide diode,

F i g. 4 in einer grafischen Darstellung die Beziehung zwischen der Akzeptorkonzentration NA in der P-Ieitenden GalliumjiJiosphid-Schicht und der äußeren Quantenausbeute // der entsprechenden Gal'iumphosphid-Diode, F i g. 4 in a graphical representation the relationship between the acceptor concentration N A in the P-conductive gallium phosphide layer and the external quantum yield // of the corresponding gallium phosphide diode,

F i g. 5 die Beziehung zwischen der Donatorkonzentration im N-leitenden Galliumphosphid-Substrat und der äußeren Quantenausbeute η der entsprechenden Galliumphosphid-Diode, undF i g. 5 shows the relationship between the donor concentration in the N-type gallium phosphide substrate and the external quantum yield η of the corresponding gallium phosphide diode, and

F i g. 6 in einer grafischen Darstellung die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, mit der die Epitaxiaifiüssigkeit für das epitaxiale Wachstum der P-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht aus der Flüssigphase abgekühlt wird, und der äußeren Quantenausbeute /; der bo entsprechenden Galliumphösphid-Diode.F i g. 6 in a graphical representation the relationship between the speed with which the epitaxial fluid cooled for the epitaxial growth of the P-conductive gallium phosphide layer from the liquid phase becomes, and the external quantum yield /; the bo corresponding gallium phosephid diode.

Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden mehrere Beispiele gegeben. To further explain the process according to the invention, several examples are given below.

b5 Beispiel 1b5 example 1

Fig. I zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer Schlittenvorrichtung zur Bildung einer N-IeilcndcnFig. I shows schematically a cross-sectional view of a Carriage device for the formation of a N-line index

Gailiuinphosphid-Schicht und einer P-leitenden GaIIiumphosphid-Schicht auf einem N-leilenden Galliumphosphid-Substral durch cpilaxiales Wachstum aus der Flüssigphase. In F i g. 1 ist das Gestell 11 der Vorrichtung dargestellt, das aus Kohlenstoff besteht. Das Gestell weist eine vertikal verlaufer.de zylindrische öffnung 12 auf, wobei eine getrennte Bodenplatte 13 aus Kohlenstoff eng an der Unterseite des Gestelles 11 so angeordnet ist, daß diase horizontal gleiten kann, um die vertikale öffnung 12 zu schließen. Die Bodenplatte 13 und die vertikale öffnung 12 bilden zusammen eine Kammer 14, die in dem Gestell 11 der Vorrichtung nach oben geöffnet ist Die Kammer 14 ist mit einer Epitaxialleitung 15 aus Galliumphosphid gefüllt, die N- oder P-Dotierstoffe enthält Ein Teil der Oberfläche der Bodenplatte 13 ist mit einer kreisförmigen Aussparung 16 versehen, deren Durchmesser ungefähr gleich dem der vertikalen öffnung 12 ist wobei die Aussparung 16 zur Aufnahme eines Substrates 17 aus Galliumphosphid dient Wenn folglich die Bodenplatte 13 so bewegt wird, daß die Aussparung 16 direkt unterhalb der vertikalen Öffnung 12 zu liegen kommt berührt die obere Oberfläche des Galliumphosphid-Substrates 17 die Galliomphosphid-Epitaxiallösung 15.Gailiuin phosphide layer and a P-type GaIIium phosphide layer on an N-denoted gallium phosphide substrate through cpilaxial growth from the liquid phase. In Fig. 1 is the frame 11 of the device shown, which consists of carbon. The frame has a vertically verlaufer.de cylindrical opening 12, with a separate bottom plate 13 made of carbon close to the underside of the frame 11 so is arranged that the diase can slide horizontally to the vertical opening 12 to close. The base plate 13 and the vertical opening 12 together form one Chamber 14, which is opened upwards in the frame 11 of the device. The chamber 14 is with an epitaxial line 15 filled from gallium phosphide containing N or P dopants Part of the surface of the floor slab 13 is provided with a circular recess 16, the diameter of which is approximately equal to that of the vertical Opening 12 is the recess 16 for receiving a substrate 17 made of gallium phosphide If consequently the bottom plate 13 is moved so that the recess 16 is directly below the vertical Opening 12 comes to rest, the upper surface of the gallium phosphide substrate 17 contacts the gallium phosphide epitaxial solution 15th

Zur Veranschaulichung wird im folgenden das Verfahren zur Herstellung einer rotleuchtenden Galliumphosphid-Diode unter Verwendung der oben angegebenen Schlittenvorrichtung beschrieben.As an illustration, the following is the method for producing a red-glowing gallium phosphide diode using the carriage device indicated above.

Es wurde von einem Einkristall aus mit Tellur (Te) dotiertem N-leitendem Galliumphosphid mit einer Donatorkonzentration von 2 χ 10l7cm-3 ausgegangen. Aus diesem Einkristall wurde ein 300 μπι dickes Substrat geschnitten und mit der Ebene (111)S des K.ristal-Ies nach oben in die Aussparung 16 der Bodenplatte 13 eingelegt Die Kammer 14 wurde mit 40 g Galliumlösung beschickt, die 5 g polykristallines Galliumphosphid und 8 mg Tellur (Te) enthielt Die in dieser Weise beschickte Vorrichtung wurde 30 Minuten lang bei 1050° C in einem Elektroofen erhitzt um die Galliumlösung zu homogenisieren. Die Bodenplatte 13 ist horizontal gleitend verschiebbar, so daß die Oberfläche des Substrates 17 mit der Tellur enthaltenden Galliumlösung in Berührung gebracht werden kann, wie es in F i g. 1 dargestellt ist. Die Abkühlung erfolgte bei einer Geschwindigkeit von 2°C/min für das Aufwachsen einer N-'eitenden GaI-liumphosphid-Schicht auf dem Substrat 17, wobei die Dicke der N-ieitenden Schicht zwischen 60 und 70 μπι lag. Die Oberfläche der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht wurde um 20 μσι aivsgeläppt und eine dünne Schicht aus Gold wurde durch Aufdampfen auf die Oberfläche des verbleibenden Restes der N-Ieitenden Galiiumphosphid-Schicht aufgebracht, um eine Schottky-Sperrschicht zu bilden. Daraufhin wurden Messungen zur Bestimmung der elektrischen Kapazität der Schottky-Sperrschicht durchgeführt. Aus der elektrischen Kapazität wurde die Donatorkonzentralion No an der Oberfläche der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht als 4 χ 1017Cm-3 berechnet. Nach der Entfernung der Goldschicht von der Oberfläche der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht wurde eine P-Ieitende Galliumphosphid-Schicht auf der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht in der folgenden Weise aufwachsen gelassen. Die Kammer 14 wurde mit 40 g Galliumlösung beschickt, die 5 g polykristallines Galliumphosphid, 0,5 g Galliumoxid (Ga2Oj) una 10 rng Zink (Zn) enthielt. Die so beschickte Vorrichtung vnrde 30 Minuten lang bei 10500C in einem Elektroofen erhitzt, um die Galliumlösung zu homogenisieren. Die Bodenplatte 13 ist horizonüil gleitend verschiebbar, so daß die Oberfläche der N-Ieiienden Schicht, die auf dem Substrat J7 aufgewachsen war, nut der Zink enthaltenden Galliumlösung in Berührung gebracht werden konnte. Die Abkühlung erfolgte bei einer Geschwindigkeit von 2°C/min für das Abwachsen der P-Ieitenden Gailiumphosphid-Schicht auf der N-Ieitenden Schicht, wobei die Dicke der P-Ieitenden Schicht zwischen 60 und 70 μιτι lag.
Die Oberfläche der P-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht wurde bis auf einen Teil mit einer Stärke von 20 μπι geläppt Ein Goldfilm wurde auf die geläppte Oberfläche aufgedampft wodurch eine Schottky-Sperrschicht wie beim Aufwachsen der N-Ieitenden GaP-Schicht gebildet wurde. Dann wurde die elektrische Kais pazität der Schottky-Sperrschicht gemessen, wobei sich eine Akzeptorkonzentration ΝΛ in dieser Schicht an einer Stelle ungefähr 20 μπι vom PN-Übergang entfernt von 2 χ 1017 cm-3 ergab. Das Substrat wurde geläppt um die Gesarntdicke des Plättchens auf ungefähr 200 μπι zu verringern. Die Substratseitr- iJieses Plättchens wurde mit einer Elektrode aus indium (In) versehen, während die P-Leitende Galliumphosphid-Schicht mit einer Elektrode aus einer Indium-Zink-Legierung (In/Zn) versehen wurde. Diese Anordnung wurde bei einer Temperatur von ungefähr 5000C gesindert Der auf die P-Ieitende Galiiumphosphid-Schicht aufgebrachte Goldfilm wurde vor der Bildung der leitenden Elektrode entfernt. Das so erhaltene Plättchen wurde in eine Anzahl von rechtwinkligen parallelepipcdförmigen Stücken geschnitten, die einen quadratischen Querschnitt mit einer Seitenlänge von 1 mm aufwiesen. Jedes so geschnittene Stück wurde auf einem TO-18-Sockel angeordnet, wobei die P-leitende Galliumphosphid-Schicht oben angeordnet war, so daß sich die Galliumphosphid-Diode ergab, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist. In Fig.2 sind das Diodenplättchen 21, die leitenden Elektroden 22 und 23 und ein Fuß 24 dargestellt. Wenn die Diode mit einem Strom von 2 mA in Durchlaßrichtung durchflossen wird, leuchtet sie rot auf. Ohne Epoxydharzbeschichtung wiesen die Galliumphosphid-Dioden eine äußere Quantenausbeute von im Mittel 7% auf. Mit einem Epoxydharzüberzug ergab sich eine äußere Quantenausbeute von 10%.
Bekanntlich hat die Verteilung der Akzept^rkonzentration in dem Bereich der P-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht, die zuerst durch das epitaxiale Wachstum aus der Flüssigphase gebildet worden ist, insbesondere in dem Bereich, der sich bis ungefähr 20 μπι vom PN-Übergang nach außen erstreckt, einen geringen Gradienten. Deshalb tritt unjefähr dieselbe Akzeptorkonzentration in dem Bereich der P-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht, der direkt an den PN-Übergang angrenzt wie in dem Bereich dieser Galliumphosphid-Schicht, der ungefähr 20 pm vom PN-Übergang entfernt ist, ?uf.
A single crystal of tellurium (Te) -doped N-conducting gallium phosphide with a donor concentration of 2 × 10 17 cm -3 was used as the starting point. A 300 μm thick substrate was cut from this single crystal and placed with the plane (111) S of the K.ristal-Ies facing up into the recess 16 of the base plate 13. The chamber 14 was charged with 40 g of gallium solution containing 5 g of polycrystalline gallium phosphide and 8 mg of tellurium (Te). The device loaded in this way was heated for 30 minutes at 1050 ° C. in an electric furnace in order to homogenize the gallium solution. The bottom plate 13 is horizontally slidable so that the surface of the substrate 17 can be brought into contact with the tellurium-containing gallium solution, as shown in FIG. 1 is shown. The cooling took place at a rate of 2 ° C./min for the growth of an N-conducting GaI-liumphosphid layer on the substrate 17, the thickness of the N-conducting layer being between 60 and 70 μm. The surface of the N-conductive gallium phosphide layer was lapped by 20 μσι and a thin layer of gold was applied by vapor deposition to the surface of the remainder of the N-conductive gallium phosphide layer in order to form a Schottky barrier layer. Measurements were then carried out to determine the electrical capacitance of the Schottky barrier layer. The donor concentration No on the surface of the N-conductive gallium phosphide layer was calculated from the electrical capacitance as 4 × 10 17 cm -3. After removing the gold layer from the surface of the N-type gallium phosphide layer, a P-type gallium phosphide layer was grown on the N-type gallium phosphide layer in the following manner. The chamber 14 was charged with 40 g of gallium solution containing 5 g of polycrystalline gallium phosphide, 0.5 g of gallium oxide (Ga 2 Oj) and 10 mg of zinc (Zn). The so loaded device vnrde for 30 minutes at 1050 0 C in an electric furnace heated to homogenize the gallium. The bottom plate 13 is horizontally slidable so that the surface of the nitrogen layer grown on the substrate J7 could be brought into contact with the zinc-containing gallium solution. The cooling took place at a rate of 2 ° C./min for the growth of the P-conductive gailium phosphide layer on the N-conductive layer, the thickness of the P-conductive layer being between 60 and 70 μm.
The surface of the P-conductive gallium phosphide layer was lapped to a part with a thickness of 20 μm. A gold film was evaporated onto the lapped surface, whereby a Schottky barrier layer was formed as when the N-conductive GaP layer was grown. Then, the electric capacity of the quays has been measured Schottky barrier, wherein an acceptor Ν Λ in this layer μπι at a position approximately 20 from the PN junction from 2 χ 10 17 cm- 3 yielded. The substrate was lapped in order to reduce the total thickness of the platelet to approximately 200 μm. The substrate side of this chip was provided with an electrode made of indium (In), while the P-type gallium phosphide layer was provided with an electrode made of an indium-zinc alloy (In / Zn). This assembly was gesindert at a temperature of about 500 0 C. The pressure applied to the P-Ieitende Galiiumphosphid-layer gold film was removed prior to formation of the conductive electrode. The plate thus obtained was cut into a number of rectangular parallelepiped-shaped pieces having a square cross-section with a side of 1 mm. Each piece so cut was placed on a TO-18 socket with the P-type gallium phosphide layer on top to form the gallium phosphide diode as shown in FIG. 2 is shown. In Figure 2, the diode plate 21, the conductive electrodes 22 and 23 and a foot 24 are shown. When a current of 2 mA flows through the diode in the forward direction, it lights up red. Without an epoxy resin coating, the gallium phosphide diodes had an external quantum yield of 7% on average. With an epoxy resin coating, the external quantum yield was 10%.
As is known, the distribution of the acceptor concentration in the area of the P-conductive gallium phosphide layer, which was first formed by the epitaxial growth from the liquid phase, in particular in the area that extends to about 20 μm from the PN junction to the outside , a low gradient. Therefore, approximately the same acceptor concentration occurs in the area of the P-conductive gallium phosphide layer which directly adjoins the PN junction as in the area of this gallium phosphide layer which is about 20 μm away from the PN junction.

Beispiel 2Example 2

Es wurden Dioden ir derselben Weise wie beim Beispiel 1 hergestellt und dabei die DonatorkonzentrationDiodes were used in the same manner as in Example 1 and the donor concentration

bo Np zu 1 χ 10»em-J, 2 χ 10» cm*-3, 3 χ 1O17Cm-3, 5 χ 1017cm-J bzw. 6 χ 1Ol7cm~3 gewählt, was durch eine entsprechende Änderung des Gehaltes an Tellur (Te) in der Epitaxiallösung erzielt wurde. Die verschiedenen GalliumphosphidO'oden, die auf diese Weise erhplten wurden, wurden mit einem Strom von 2 mA in Durchlaßrichtung versorgt, um die Elektrolumineszenz-Ausbeute dieser Dioden zu messen. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, treten verschiedene Werte von äußerenbo Np to 1 χ 10 »em- J , 2 χ 10» cm * - 3 , 3 χ 1O 17 cm- 3 , 5 χ 10 17 cm- J or 6 χ 1O l7 cm ~ 3 , which is selected by a corresponding Change in the content of tellurium (Te) in the epitaxial solution was achieved. The various gallium phosphide o'odes which were raised in this way were supplied with a current of 2 mA in the forward direction in order to measure the electroluminescence yield of these diodes. As shown in Fig. 3, different values occur from external

Quantenausbeuten // ohne Epoxydharzüberzug auf. die den oben aufgeführten verschiedenen Tellur-Donatorkonzentrationen Nu entsprechend 2,3%, 4,3%, 6%, 6,6% und 3,8% betragen. Die Kreise im Kurvenzug von Fig. 3 bezeichnen die Mittelwerte der äußeren Quantenausbeuten η der Probedioden. Die oberen und unteren Enden der vertikalen Linien, die parallel zur Ordinate verlaufen und die Kreise schneiden, stellen die maximalen und minimalen Werte der äußeren Quantenausbeute verschiedenen Dioden mit gleichem M) dar. Bezüglich des in F i g. 3 dargestellten Kurvenzuges zeigt der Wert η = 7%, der Nn = 4 χ 10"cm-J entspricht, das Ergebnis, das beim Beispiel I erzielt worden ist. Wie es aus Fig. 3 zu entnehmen ist. wurde eine höhere äußere Quantenausbeute η als 4% ohne Epoxydharzüberzug dann erzielt, wenn die Donatorkonzentration Np in der N-leitenden Schicht ungefähr 2 χ 1O17Cm^' bis 5.5 χ 10'7 cm-'betrug. Der Grund dafür, daß die äußere Qüufiicfiausbeuie η unter 4% fäiit, wenn die Donatorkonzentration Npüber55 χ tO17 cm-'ansteigt.liegt vermutlich darin, daß die erhöhte Donatorkonzentration zu einer weniger vollständigen Kristallbildung der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht selbst führt. Das Auftreten einer größeren Anzahl von strahlungslosen Rekombinationszentren in dieser N-Ieitenden Gailiumphosphid-Schicht vermindert die Injektion von Elektronen von der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht in die P-leitende Galliumphosphid-Schicht. Die sich ergebende weniger vollständige Kristallbildung der P-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht. die auf der N-leitenden Galliumphosphid-Schicht aufgewachsen ist, erhöht die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Gitterfehlern, die strahlungslose Rekombinationszentren in der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht bilden. Der Grund dafür, daß weiterhin die äußere Quantenausbeute η gleichfalls abfällt, wenn die Donatorkonzentration Np in der N-Ieitenden Gaüiürnphosphid-Schicht unterQuantum yields // without epoxy resin coating. which are 2.3%, 4.3%, 6%, 6.6% and 3.8%, respectively, of the various tellurium donor concentrations Nu listed above. The circles in the curve of FIG. 3 denote the mean values of the external quantum yields η of the sample diodes. The upper and lower ends of the vertical lines, which run parallel to the ordinate and intersect the circles, represent the maximum and minimum values of the external quantum efficiency of various diodes with the same M). 3 shows the value η = 7%, which corresponds to N n = 4 × 10 "cm- J , the result that was achieved in Example I. As can be seen from FIG. 3, there was a higher external quantum yield η was then achieved as 4% without epoxy resin coating when the donor concentration Np in the N-conductive layer was approximately 2 χ 10 17 cm ^ 'to 5.5 χ 10' 7 cm-'. The reason that the outer Qüufiicfiausbeuie η was below 4% fäiit when the donor concentration Np over 5 χ 5 tO 17 cm-'ansteigt.liegt presumably that the increased donor concentration results in a less complete crystal formation of the N-type gallium phosphide layer itself. the occurrence of a greater number of non-radiative recombination centers in the N -Galium phosphide conductive layer reduces the injection of electrons from the N-type gallium phosphide layer into the P-type gallium phosphide layer, resulting in less complete crystallization of the P-type gallium phosphide sphid layer. which has grown on the N-type gallium phosphide layer increases the likelihood of the occurrence of lattice defects which form radiationless recombination centers in the P-type gallium phosphide layer. The reason why the external quantum efficiency η also drops when the donor concentration Np in the N-type Gaüiürnphosphid layer falls

2 χ ΙΟ17 cm-3 liegt, besteht vermutlich darin, daß eine Donatorkonzentration in der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht. die kleiner als die Akzeptorkonzentration in der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht ist, die Injektion von Elektronen von der N-Ieitenden in die P-leitenden Galliumphosphid-Schicht begrenzt.2 χ ΙΟ 17 cm -3 is presumably that there is a donor concentration in the N-conductive gallium phosphide layer. which is less than the acceptor concentration in the P-type gallium phosphide layer, limits the injection of electrons from the N-type into the P-type gallium phosphide layer.

Obwohl auch eine Einstellung der Akzeptorkonzentration in der P-leitenden Gaüiumphosphid-Schicht auf einen geringeren Wert von beispielsweise etwa 5 χ 10'6Cm-Mn Betracht zu ziehen wäre, wenn die Donatorkonzentration in der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht kleiner als 1 χ 10l7cm-J ist. damit eine größere Menge von Elektronen von der N-Ieitenden zu der P-Ieitenden Galiiumphosphid-Schicht geleitet werden kann, ist eine derartige Vorgehensweise nicht empfehlenswert, da die verringerte Akzeptorkonzentration in der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht zu einer geringeren Konzentration von ZnO-Paaren in dieser P-leitenden Galliumphosphid-Schicht führt, die Lumineszenz-Zentren bilden, so daß sich eine Abnahme in der äußeren Quantenausbeute //der rotleutenden Galliumphosphid-Diode ergibt.Although setting the acceptor concentration in the P-conductive gallium phosphide layer to a lower value of, for example, about 5 10 ' 6 Cm-Mn would also have to be considered if the donor concentration in the N-conductive gallium phosphide layer is less than 1 χ 10 l7 cm- J is. So that a larger amount of electrons can be conducted from the N-conductive to the P-conductive gallium phosphide layer, such a procedure is not recommended, since the reduced acceptor concentration in the P-conductive gallium phosphide layer leads to a lower concentration of ZnO pairs leads in this P-conducting gallium phosphide layer, which form luminescence centers, so that there is a decrease in the external quantum yield // of the red-luminous gallium phosphide diode.

Beispiel 3Example 3

Diese Dioden wurden in der gleichen Weise wie beim Beispiel ! hergestellt und dabei die Akzeptorkonzentration Na variiert. Die Ergebnisse, die bei der Messung der Dioden des Beispiels 3 erhalten wurde, sind in Fig.4 aufgeführt, aus der ersichtlich ist, daß eine höhere äußere Quantenausbeute als 4% dann erreicht werden kann. wenn die Akzeptorkonzentration Na in der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht im Bereich von 1 χ 1O17Cm-3 bis 3 χ IOl7cm-J liegt. Wenn die Akzeptorkonzentration in der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht auf weniger als 1 χ 10l7cm—3 verringert wird, wird es schwierig eine leitende Elektrode auf der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht zu erhalten. Obwohl diese Elektrode leitend gemacht werden kann, nimmt der Widerstand im Übergang zwischen der P-leitenden GaIIiumphosphid-Schicht und der Elektrode so zu, daß es erforderlich ist, eine höhere Betriebsspannung anzulegen, so daß sich eine Abnahme der äußeren Quantenausbeute ergibt. Der Grund dafür, daß die äußere Quantenausbeute unter 4% abfällt, wenn die Akzeptorkonzentration in der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht 3 χ I017 cm-J überschreitet, liegt darin, daß eine höhere Akzeptorkonzentration zu einer weniger vollständigen Kristallbildung der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht selbst führt und somit eine größere Anzahl von strahlungslosen Rekombinationszentren auftritt.These diodes were made in the same way as in the example! produced and thereby the acceptor concentration Na varies. The results obtained when measuring the diodes of Example 3 are shown in FIG. 4, from which it can be seen that an external quantum yield higher than 4% can then be achieved. if the acceptor concentration Na in the P-type layer of gallium phosphide is in the range of 1 χ 1O 17 Cm-3 to 3 χ IO l7 cm- J. If the acceptor concentration in the P-type gallium phosphide layer is reduced to less than 1 × 10 17 cm −3, it becomes difficult to obtain a conductive electrode on the P-type gallium phosphide layer. Although this electrode can be made conductive, the resistance in the junction between the P-type galium phosphide layer and the electrode increases so that it is necessary to apply a higher operating voltage, so that there is a decrease in the external quantum yield. The reason that the external quantum yield drops below 4% when the acceptor concentration in the P-type gallium phosphide layer exceeds 3 χ 10 17 cm- J is that a higher acceptor concentration results in less complete crystal formation of the P-type gallium phosphide -Layer itself leads and thus a larger number of radiationless recombination centers occurs.

Eine hohe äußere Quantenausbeute erreicht man, wenn zwischen der Donatorkonzentration Np in der N-leitenden Galliumphosphid-Schicht und der Akzeptorkonzentration Na in der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht die Beziehung No > Na besteht. Insbesondere bei 4 N,\ ä No ä 1.5 Na ergibt sich eine rotleuchtende Galliumphosphid-Diode mit hoher Elektrolumineszenzausbeute. Konzentrationen von No < Na verhindern den Elektronentransport von der N-Ieitenden zur P-leitenden Galliumphosphid-Schicht und selbst bei Nn < 1,5 Na ist dieser Transport beschränkt, so daß keine rotleuchtende Galliumphosphid-Diode mit hoher äußerer Quantenausbeute erhalten werden kann. Die Beziehung Np ä 1,5 Na bewirkt andererseits, daß eine J5 große Menge an Elektronen von der N-leitenden Schicht in die P-Ieitende Schicht injiziert werden kann, wodurch möglicherweise die äußere Quanienausbeute erhöht werden kann. Die Beziehung Np > 4,0 N,\ führt zu einem merklich höheren Elektronenstrom von der N-Ieitenden zur P-Ieiienden Galliumphosphid-Schicht und sollte naturgemäß die äußere Quantenausbeute erhöhen; tatsächlich tritt jedoch der umgekehrte Vorgang ein. Dieser Abfall in der äußeren Quantenausbeute beruht vermutlich darauf, daß eine große Differenz zwisehen der Donatorkonzentration Np in N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht und der Akzeptorkonzentration Na in der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht Nachteile bei der Einstellung der Akzeptorkonzentration der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht mit sich bringt, die auf der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht aufgewachsen ist. Das beruht darauf, daß dann, wenn die P-Ieitende Galliumphosphid-Schicht auf der N-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht durch epitaxiales Wachstum aus der Flüssigphase gebildet wird, die Donatorverunreinigung der N-Galliumphosphid-Schicht in die P-Galiiumphosphid-Schicht infolge der Donatoren und Akzeptoren getragen wird, die sich im PN-Übergang kompensieren, so daß es schwierig ist, die Akzeptorkonzentration der P-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht in der Umgebung des PN-Überganges einzustellen. Die oben aufgeführte Kompensation zwischen Donatoren und Akzeptoren im PN-Übergang bewirkt, daß die Akzeptorkonzentration in der Nähe dieses Überganges geringer als die Akzeptorkonzentration an der Oberfläche des P-Ieitenden Galliumphosphid-Schicht ist Andererseits ist die Donatorkonzentration an der Oberfläche der N-leitenden Galliumphosphid-Schicht ungefähr gleich der Donatorkonzentration imA high external quantum yield is achieved if the relationship No> Na exists between the donor concentration Np in the N-conducting gallium phosphide layer and the acceptor concentration Na in the P-conducting gallium phosphide layer. In particular with 4 N, \ ä No ä 1.5 Na , a red-glowing gallium phosphide diode with a high electroluminescence yield results. Concentrations of No <Na prevent electron transport from the N-conductive to the P-conductive gallium phosphide layer and even with N n <1.5 Na this transport is limited, so that no red-glowing gallium phosphide diode with a high external quantum yield can be obtained. The relationship of Np = 1.5 Na , on the other hand, has the effect that a large amount of electrons can be injected from the N-type layer into the P-type layer, whereby the external quantum efficiency can possibly be increased. The relationship Np> 4.0 N, \ leads to a noticeably higher electron flow from the N-conducting to the P-conducting gallium phosphide layer and should naturally increase the external quantum yield; however, in fact, the reverse occurs. This drop in the external quantum yield is presumably due to the fact that a large difference between the donor concentration Np in the N-conductive gallium phosphide layer and the acceptor concentration Na in the P-conductive gallium phosphide layer has disadvantages in adjusting the acceptor concentration of the P-conductive gallium phosphide layer brings with it, which has grown on the N-conductive gallium phosphide layer. This is because, when the P-type gallium phosphide layer is formed on the N-type gallium phosphide layer by epitaxial growth from the liquid phase, the donor contamination of the N-gallium phosphide layer into the P-gallium phosphide layer due to the donors and acceptors are carried which compensate each other in the PN junction, so that it is difficult to adjust the acceptor concentration of the P-type gallium phosphide layer in the vicinity of the PN junction. The above compensation between donors and acceptors in the PN junction has the effect that the acceptor concentration in the vicinity of this junction is lower than the acceptor concentration on the surface of the P-conductive gallium phosphide layer. Layer approximately equal to the donor concentration in the

Bereich der Schicht direkt am PN-Übergang, da die Donatorkonzentration beim fortschreitenden epitaxialen Wachstum aus der Flüssigphase bei der N-Ieitenden Galiiumphosphid-Schicht zunimmt. Nachdem jedoch die P-Ieitende Galiiumphosphid-Schicht epitaxial auf der N-Ieitenden Galiiumphosphid-Schicht aufgewachsen ist, tritt die Kompensation zwischen den Donatoren und den Akzeptoren in der Umgebung des PN-Überganges auf, wodurch vermutlich die Donatorkonzentration der N-Ieitenden Schicht in diesem Bereich geringer als die Donatorkonzentration in der N-Ieitcnden Galiiumphosphid-Schicht vor der Ausbildung der P-Ieitenden Galiiumphosphid-Schicht ist.Area of the layer directly at the PN junction, since the donor concentration as the epitaxial progresses Growth from the liquid phase in the N-conductive galium phosphide layer increases. After, however the P-type gallium phosphide layer is epitaxially grown on the N-type gallium phosphide layer is, the compensation occurs between the donors and the acceptors in the vicinity of the PN junction on, which presumably means that the donor concentration of the N-conductive layer is lower in this area than the donor concentration in the N-conductive galium phosphide layer before the formation of the P-conductive galium phosphide layer is.

Beispiel 4Example 4

Bei diesem Beispiel wurde in der gleichen Weise wie beim Beispiel 1 vorgegangen, jedoch die Galliumphosphid-Probedioden mit verschiedenen Donaiorkonzcntrationen in den entsprechenden N-Ieitenden Galliumphosphid-Substraten gebildet. Die bei diesem Beispiel 4 ermittelten Werte sind in F i g. 5 aufgeführt, aus der ersichtlich ist, daß bei einer Donatorkonzentration im N-leitenden Galliumphosphid-Substrat von 1 χ 10" cm-' bis 3 χ 10" cm-3 die äußere Quantenausbeute ohne Epoxydharzschicht bei über 4% lag. Eine Donatorkonzentration von unter 1 χ 10l7cm-3 in dem Substrat hat den Nachteil, daß die Elektroden auf diesem Substrat schwer vollkommen leitend zu halten sind, wie es auch bei der P-leitenden Galiiumphosphid-Schicht der Fall ist. Obwohl diese Elektrode leitend gemacht werden kann, nimmt der Widerstand im Übergang zwischen dem Substrat und der Elektrode zu, so daß es erforderlich ist, eine höhere Betriebsspannung anzulegen, was insgesamt zu einer geringeren äußeren Quantenausbeute der in dieser Weise hergestellten rotleuchtenden GaI-iiumphosphid-Üiode führt. Wenn die Donatorkonzentration im N-leitenden Substrat 3 χ 10l7cm-3 überschreitet, ist die Kristallbildung dieses Substrates gestört. Dadurch kann Licht absorbiert werden, was zu einer Abnahme der äußeren Quantenausbeute führt. Diese Störung der vollständigen Kristallbildung des N-leitenden Substrates beeinflußt auch die Kristallbildung der N-Ieitenden Galiiumphosphid-Schicht, die auf dem Substrat aufwächst, und die der P-leitenden Galiiumphosphid-Schicht, die auf der N-leitenden Galiiumphosphid-Schicht ausgebildet wird, so daß die vollständige Kristallbildung des strahlenden Bereiches in der Umgebung des PN-Überganges und folglich auch die äußere Quantenausbeute vermindert istIn this example the procedure was the same as in Example 1, but the gallium phosphide sample diodes with different donor concentrations were formed in the corresponding N-conductive gallium phosphide substrates. The values determined in this example 4 are shown in FIG. 5, from which it can be seen that with a donor concentration in the N-conductive gallium phosphide substrate of 1 × 10 "cm -3 to 3 × 10" cm -3 the external quantum yield without epoxy resin layer was over 4%. A donor concentration of less than 1 × 10 17 cm -3 in the substrate has the disadvantage that the electrodes on this substrate are difficult to keep completely conductive, as is also the case with the P-type galium phosphide layer. Although this electrode can be made conductive, the resistance in the junction between the substrate and the electrode increases, so that it is necessary to apply a higher operating voltage, which overall leads to a lower external quantum yield of the red-luminous GaIium-iiumphosphid-Üiode produced in this way leads. If the donor concentration in the N-conductive substrate exceeds 3 χ 10 l7 cm -3 , the crystal formation of this substrate is disturbed. This allows light to be absorbed, which leads to a decrease in the external quantum yield. This disruption of the complete crystal formation of the N-type substrate also affects the crystal formation of the N-type galium phosphide layer which grows on the substrate and that of the P-type galium phosphide layer which is formed on the N-type galium phosphide layer, so that the complete crystal formation of the radiating area in the vicinity of the PN junction and consequently also the external quantum yield is reduced

Beispiel 5Example 5

Eine N-leitende Galiiumphosphid-Schicht wurde durch epitaxiales Wachstum aus der Dampfphase mit einer Stärke von 40 μΐη unter Verwendung desselben Substrates wie beim Beispiel 1 gebildet Diese N-leitende Galiiumphosphid-Schicht enthielt einen Donator mit einer Konzentration von 4 χ 1017 cm-3. Bei dem epitaxialen Wachstum aus der Dampfphase wurde als Träger Wasserstoffgas und als Donator Tellur verwendet Bei einer Temperatur von 825° C reagieren Gallium und PClj miteinander unter Bildung einer N-leitenden Galiiumphosphid-Schicht An N-type galium phosphide layer was formed by epitaxial growth from the vapor phase with a thickness of 40 μm using the same substrate as in Example 1. This N-type galium phosphide layer contained a donor with a concentration of 4 χ 10 17 cm -3 . In the epitaxial growth from the vapor phase, hydrogen gas was used as the carrier and tellurium as the donor. At a temperature of 825 ° C., gallium and PClj react with one another to form an N-conducting layer of galium phosphide

Ein Plättchen, das das oben aufgeführte N-leitende Galliumphosphid-Substrat und die N-ieitende Galiiumphosphid-Schicht aufweist, wurde einige Sekunden lang unter Verwendung von Königswasser geätzt Eine P-Ieitende Galiiumphosphid-Schicht, die einen Akzeptor in einer Konzentration von 2 χ 10" cm-J enthielt, wurde auf dieser N-Ieitenden Galiiumphosphid-Schicht durch cpituxiales Wachstum aus der Flüssigphasc gebildet. Bei in dieser Weise hergestellten Galliumphosphid-Dioden wurden äußere Quantenausbeuten von im Mittel 4,5% gemessen.A plate which has the above-mentioned N-type gallium phosphide substrate and the N-type gallium phosphide layer was etched for a few seconds using aqua regia. A P-type galium phosphide layer containing an acceptor in a concentration of 2 10 "cm- J was formed on this N-conducting galium phosphide layer by cpituxial growth from the liquid phase. In gallium phosphide diodes produced in this way, external quantum yields of an average of 4.5% were measured.

Weiterhin wurde in der oben beschriebenen Weise eine Mehrzahl von Galliumphosphid-Probedioden gebildet, deren N-leitende Galiiumphosphid-Schicht einen Donator mit einer Konzentration von 6 χ 10"cm-J enthielt. Diese Galliumphosphid-Dioden wiesen eine äußere Quantenausbeute von im Mittel 2% auf.Furthermore, in the manner described above, a plurality of gallium phosphide test diodes were formed, the N-conducting gallium phosphide layer of which contained a donor with a concentration of 6 × 10 "cm- J . These gallium phosphide diodes had an external quantum yield of 2% on average on.

BeispieleExamples

Es wurde in der gleichen Weise wie beim Beispiel I vorgegangen und dabei lediglich die P- leitende Galiiumphosphid-Schicht bei verschiedenen Abkühlungsgeschwindigkeitcn gebildet. Die dabei erhaltenen Werte sind in F i g. 6 aufgeführt, aus der ersichtlich ist, daß bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit von weniger als 3°C/ min die Galliumphosphid-Dioden eine äußere Quantenausbeute von mehr als 4% ausweisen. Vorzugsweise liegt die Abkühlungsgeschwindigkeit im Bereich von 0,2 bis 3"C/min. Eine geringere Abkühlungsgeschwindigkeit als 0,2°C/min ergibt zwar eine vollständigere Kristallbildung der P-leitenden Schicht, so daß die Elektrolumineszenzausbeute zunimmt, die Einstellung der Temperatur für das epitaxiale Wachstum aus der Flüssigphase ist jedoch mit großem Aufwand verbunden und deshalb für eine Massenproduktion ungeeignet, da eine unnötig lange Zeit für das epitaxiale Wachstum aus der Flüssigphase der P-leitenden Galliumphosphid-Schicht bei derartigen Abkühlungsgeschwindigkeiten benötigt wird. Die geringere äußere Quantenausbeute bei einer höheren Akühlungsgeschwindigkeit als 3° C/ min beruht vermutlich darauf, daß sich bei einer hohen Abkühlungsgeschwindigkeit eine unvollständige Kri-Stallbildung ergibt, so daß eine erhebliche Zahl an strahlungslosen Rekombinationszentren auftritt.The procedure was the same as in Example I, with only the P-conducting galium phosphide layer formed at different cooling rates. The values obtained thereby are in Fig. 6, from which it can be seen that at a cooling rate of less than 3 ° C / min the gallium phosphide diodes show an external quantum yield of more than 4%. Preferably the cooling rate is in the range of 0.2 to 3 "C / min. A lower cooling rate than 0.2 ° C / min results in a more complete crystal formation of the P-conductive layer, so that the electroluminescence yield increases, adjusting the temperature for the epitaxial growth from the liquid phase however, it involves great effort and is therefore unsuitable for mass production because an unnecessarily long time for the epitaxial growth from the liquid phase of the P-type gallium phosphide layer is needed at such cooling rates. The lower external quantum yield at a higher cooling rate than 3 ° C / min is presumably based on the fact that incomplete crystal formation occurs at a high cooling rate results, so that a considerable number of radiationless recombination centers occurs.

Es wurde weiterhin in derselben Weise wie beim Beispiel 1 vorgegangen und dabei die N-leitende Galiiumphosphid-Schicht bei verschiedenen Abkühlungsgeschwindigkeiten gebildet. Auch hierbei erhält man bei einer geringeren Abkühlungsgeschwindigkeit als 3° C/ min eine äußere Quantenausbeute von mehr als 4%.The same procedure as in Example 1 was followed, with the N-type galium phosphide layer being used formed at different cooling rates. Here too you get at a lower cooling rate than 3 ° C / min an external quantum yield of more than 4%.

Bei allen vorhergehenden Beispielen erfolgte das epitaxiale Wachstum aus der Flüssigphase über die gesamte Dicke bei einerAbkühlungsgeschwindigkeit von weniger als 3cC/min. Es ist jedoch ebenfalls möglich, wenigstens jene Bereiche der P-Ieitenden und N-leitenden Schichten, die zu der Emission des Lichtes beitragen, insbesondere jene Schichten, die sich vom PN-Übergang bis zu einer Stelle etwa 10 um von diesem Übergang entfernt erstrecken, mit einer geringeren Abkühlungsgeschwindigkeit als 3°C/min zu bilden, während die restlichen Bereiche mit einer größeren Abkühlungsgeschwindigkeit als 3°C/min gebildet werden können. In all of the preceding examples, the epitaxial growth from the liquid phase occurred over the entire thickness with a cooling rate of less than 3 c C / min. However, it is also possible to use at least those areas of the P-conductive and N-conductive layers which contribute to the emission of the light, in particular those layers which extend from the PN junction up to a point about 10 .mu.m away from this junction, with a cooling rate lower than 3 ° C / min, while the remaining areas can be formed with a greater cooling rate than 3 ° C / min.

Die Konzentrationswerte wurden alle unter Verwendung der Schottky-Sperrschicht ermittelt Wenn sowohl der Zinkakzeptor als auch der Sauerstoffdonator beispielsweise in die P-leitende Galiiumphosphid-Schicht dotiert sind, ist bei jeder Dotierungskonzentration im Zusammenhang mit der entsprechenden P-Ieitenden Galiiumphosphid-Schicht ein Unterschied zwischen der Menge des Zinkakzeptors und derjenigen des Sauer-The concentration values were all using The Schottky barrier determines if both the zinc acceptor and the oxygen donor for example are doped into the P-type galium phosphide layer is im at each doping concentration In connection with the corresponding P-conductive galium phosphide layer, there is a difference between the Amount of zinc acceptor and that of the acid

Stoffakzeptors insbesondere bei einer gebundenen Akzeptorkonzentration festzustellen. Ferner sind die Dotierungskonzentrationen bezüglich der P-Icitenden GaI-liumphosphid-Schicht 1,2 bis l,5mal größer als jene, die bei freien Ladungsträgerkonzentrationen unter Verwendung des Haii-Effektes ermittelt werden.Substance acceptor especially with a bound acceptor concentration ascertain. Furthermore, the doping concentrations with respect to the P-Icite are the GaI-lium-phosphide layer 1.2 to 1.5 times greater than those using free carrier concentrations the Haii effect can be determined.

Während bei allen vorhergehenden Beispielen das N-leitende Galliuipphosphid-Substrat und die N-leitcnde Galliumphosphid-Sehicht mit Tellur als Donator dotiert waren, kann Tellur auch durch andere Donatoren, wie /.. B. Schwefel oder Selen, ersetzt werden.While in all of the preceding examples, the N-type substrate and the N-Galliuipphosphid-leitcnde Sehicht gallium phosphide doped with tellurium as a donor, tellurium can be replaced by other donors such as / .., sulfur or selenium.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

1515th

2020th

ψψ

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Claims (2)

. Patentansprüche:. Patent claims: 1. Verfahren zum Herstellen einer rotleuchtenden Galliumphosphid-Leuchtdiode. bei dem auf einem N-leitenden Galliumphosphid-Substrat zuerst eine N-leitende Galliumphosphid-Schicht durch epitaxiales Wachstum und darauf eine P-Ieitende Galliumphosphid-Schicht durch epitaxiales Wachstum aus der Flüssigphase gebildet werden, wobei das Substrat mit Tellur, Schwefel oder Selen in einer Konzentration von 1.. 3 χ 10!7cm-J und die N-leitende Schicht mit Tellur, Schwefel oder Selen mit einer Konzentration ND von 2 ... 5,5 χ 1017cm-3 in der Nähe des PN-Obergangs dotiert werden und wobei die P-leitende Schicht mit Zink und Sauerstoff derart dotiert wird, daß die Zinkkonzentration NA in der Nähe des PN-Obergangs 1 ... 3 χ 10'7Cm-3 beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausfaulung der P-Ieitenden Schicht die Epitaxiaifiüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von 0,2 ... 3°C/min abgekühlt wird.1. Method for producing a red-glowing gallium phosphide light-emitting diode. in the case of an N-conductive gallium phosphide substrate first an N-conductive gallium phosphide layer by epitaxial growth and then a P-conductive gallium phosphide layer by epitaxial growth from the liquid phase, the substrate with tellurium, sulfur or selenium in one Concentration of 1 .. 3 χ 10 ! 7 cm- J and the N-conductive layer with tellurium, sulfur or selenium with a concentration N D of 2 ... 5.5 χ 10 17 cm- 3 near the PN- Transition are doped and the P-conductive layer is doped with zinc and oxygen in such a way that the zinc concentration N A in the vicinity of the PN transition is 1 ... 3 χ 10 '7 Cm- 3 , characterized in that at the Digestion of the P-conductive layer the epitaxial fluid is cooled at a rate of 0.2 ... 3 ° C / min. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Konzentration gilt: ND = 1,5...2. The method according to claim 1, characterized in that the following applies to the concentration: N D = 1.5 ...
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US3727115A (en) * 1972-03-24 1973-04-10 Ibm Semiconductor electroluminescent diode comprising a ternary compound of gallium, thallium, and phosphorous

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