JP2001111107A - 光電変換機能素子用基板の製造方法および光電変換機能素子 - Google Patents
光電変換機能素子用基板の製造方法および光電変換機能素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 II−VI族化合物半導体単結晶を用いて安定し
た発光特性を有する光電変換機能素子用基板を製造する
方法および高い光取り出し効率を有する光電変換機能素
子を簡易かつ安価に提供する。 【解決手段】 II−VI族化合物半導体単結晶基板を用
い、該基板とは異なる導電性を示す拡散源を基板表面に
配置し、所定の拡散処理条件にて前記拡散源に熱処理を
施して、熱拡散によりｐｎ接合を形成する光電変換機能
素子の製造方法において、前記拡散源の膜厚を５ｎｍか
ら５０ｎｍ、好ましくは５ｎｍから２０ｎｍとするよう
にした。
た発光特性を有する光電変換機能素子用基板を製造する
方法および高い光取り出し効率を有する光電変換機能素
子を簡易かつ安価に提供する。 【解決手段】 II−VI族化合物半導体単結晶基板を用
い、該基板とは異なる導電性を示す拡散源を基板表面に
配置し、所定の拡散処理条件にて前記拡散源に熱処理を
施して、熱拡散によりｐｎ接合を形成する光電変換機能
素子の製造方法において、前記拡散源の膜厚を５ｎｍか
ら５０ｎｍ、好ましくは５ｎｍから２０ｎｍとするよう
にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、周期表第１２（２
Ｂ）族元素および第１６（６Ｂ）族元素からなる化合物
半導体単結晶基板を用いて作製されるＬＥＤ（発光ダイ
オード）やＬＤ（レーザーダイオード）等の光電変換機
能素子および当該光電変換機能素子用基板の製造方法に
適用して有用な技術に関する。
Ｂ）族元素および第１６（６Ｂ）族元素からなる化合物
半導体単結晶基板を用いて作製されるＬＥＤ（発光ダイ
オード）やＬＤ（レーザーダイオード）等の光電変換機
能素子および当該光電変換機能素子用基板の製造方法に
適用して有用な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】周期表第１２（２Ｂ）族元素および第１
６（６Ｂ）族元素からなる化合物半導体（以下、II−VI
族化合物半導体という。）は、ＣｄＴｅを除き、一般に
ｐ型、ｎ型の伝導型の自由な制御が困難であるため、こ
れらの材料を用いて実用化された光電変換機能素子およ
びその製造方法は極めて少なく、限定されたものとなっ
ている。
６（６Ｂ）族元素からなる化合物半導体（以下、II−VI
族化合物半導体という。）は、ＣｄＴｅを除き、一般に
ｐ型、ｎ型の伝導型の自由な制御が困難であるため、こ
れらの材料を用いて実用化された光電変換機能素子およ
びその製造方法は極めて少なく、限定されたものとなっ
ている。
【０００３】例えば、ＺｎＳｅ系の材料を用いた光電変
換機能素子としての発光ダイオードは、分子線エピタキ
シャル成長法（ＭＢＥ）により、ＧａＡｓ基板上に何層
ものＺｎＳｅ系の混晶薄膜を形成され、その後に電極を
形成されて作製される。このとき、ＺｎＳｅ系材料は、
熱平衡状態ではｐ型半導体の制御が困難であるため、ラ
ジカル粒子ビーム源と呼ばれる特殊な装置を用いて、熱
平衡状態でないエピタキシャル成長法を適用してＧａＡ
ｓ基板上に形成されなければならない。
換機能素子としての発光ダイオードは、分子線エピタキ
シャル成長法（ＭＢＥ）により、ＧａＡｓ基板上に何層
ものＺｎＳｅ系の混晶薄膜を形成され、その後に電極を
形成されて作製される。このとき、ＺｎＳｅ系材料は、
熱平衡状態ではｐ型半導体の制御が困難であるため、ラ
ジカル粒子ビーム源と呼ばれる特殊な装置を用いて、熱
平衡状態でないエピタキシャル成長法を適用してＧａＡ
ｓ基板上に形成されなければならない。
【０００４】ＺｎＳｅ系材料と同様に、ＣｄＴｅを除く
他のII−VI族化合物半導体を用いた発光ダイオードにお
いても、エピタキシャル成長法を用いるため生産性が低
くなり、さらにラジカル粒子ビーム源などの高価な装置
を必要とするため製造コストが嵩むという難点がある。
他のII−VI族化合物半導体を用いた発光ダイオードにお
いても、エピタキシャル成長法を用いるため生産性が低
くなり、さらにラジカル粒子ビーム源などの高価な装置
を必要とするため製造コストが嵩むという難点がある。
【０００５】そこで、本発明者は、II−VI族化合物半導
体単結晶基板を用い、該基板とは異なる導電性を示す拡
散源を基板表面に配置し、該拡散源に熱処理を施し、熱
拡散によりｐｎ接合を形成する光電変換機能素子の製造
方法を提案した（特願平１１−０２９１３８号）。
体単結晶基板を用い、該基板とは異なる導電性を示す拡
散源を基板表面に配置し、該拡散源に熱処理を施し、熱
拡散によりｐｎ接合を形成する光電変換機能素子の製造
方法を提案した（特願平１１−０２９１３８号）。
【０００６】この製造方法によると、基板の導電型とは
異なる導電型を形成する不純物を有する拡散源を基板表
面に配置するので、拡散プロセス中に基板表面から揮発
性の高い基板の構成元素が抜け出し基板内に空孔が形成
されるのを阻止でき、自己補償効果を抑制することがで
きた。また、拡散処理温度において、基板内の残留不純
物が基板の構成元素よりも拡散源の構成元素と化合しや
すくなるように拡散源を選択するので、拡散源により基
板表面の不純物がゲッタリングされ、結晶表面の純度を
上げることができた。
異なる導電型を形成する不純物を有する拡散源を基板表
面に配置するので、拡散プロセス中に基板表面から揮発
性の高い基板の構成元素が抜け出し基板内に空孔が形成
されるのを阻止でき、自己補償効果を抑制することがで
きた。また、拡散処理温度において、基板内の残留不純
物が基板の構成元素よりも拡散源の構成元素と化合しや
すくなるように拡散源を選択するので、拡散源により基
板表面の不純物がゲッタリングされ、結晶表面の純度を
上げることができた。
【０００７】そして、前記先願ではその実施形態におい
て、ＺｎＴｅ単結晶を基板とした発光素子の例を挙げ
て、ＣｄＴｅ以外のII−VI族化合物半導体を基板として
も、導電型を制御して光電変換機能素子を製造できるこ
とを示した。
て、ＺｎＴｅ単結晶を基板とした発光素子の例を挙げ
て、ＣｄＴｅ以外のII−VI族化合物半導体を基板として
も、導電型を制御して光電変換機能素子を製造できるこ
とを示した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者のその後の研究により、前記方法により製造された光
電変換機能素子の発光特性は拡散源の作製条件や拡散処
理条件により大きく変化してしまうため、前記製造方法
は安定した発光特性を備えた光電変換機能素子を作製す
るには十分でないことが判明した。
者のその後の研究により、前記方法により製造された光
電変換機能素子の発光特性は拡散源の作製条件や拡散処
理条件により大きく変化してしまうため、前記製造方法
は安定した発光特性を備えた光電変換機能素子を作製す
るには十分でないことが判明した。
【０００９】また、光取り出し効率の良好な高輝度の光
電変換機能素子を製造するためには、拡散源を拡散して
ｐｎ接合を形成した後に光透過率の低い該拡散源を除去
し、新たに光透過率の高いＩＴＯ（Indium Tin Oxide）
のような透明電極を形成しなければならないため、製造
工程が複雑になるとともに製造コストが嵩むという問題
があった。
電変換機能素子を製造するためには、拡散源を拡散して
ｐｎ接合を形成した後に光透過率の低い該拡散源を除去
し、新たに光透過率の高いＩＴＯ（Indium Tin Oxide）
のような透明電極を形成しなければならないため、製造
工程が複雑になるとともに製造コストが嵩むという問題
があった。
【００１０】本発明は、上述のような問題点を解決すべ
くなされたものであり、II−VI族化合物半導体単結晶を
用いて安定した発光特性を有する光電変換機能素子用基
板を製造する方法および高い光取り出し効率を有する光
電変換機能素子を簡易かつ安価に提供することを主な目
的とする。
くなされたものであり、II−VI族化合物半導体単結晶を
用いて安定した発光特性を有する光電変換機能素子用基
板を製造する方法および高い光取り出し効率を有する光
電変換機能素子を簡易かつ安価に提供することを主な目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、周期表１２（２Ｂ）族元
素および第１６（６Ｂ）族元素からなる化合物半導体単
結晶基板を用い、該基板とは異なる導電性を示す拡散源
の薄膜を前記基板表面に形成し、所定の拡散処理条件で
前記拡散源に熱処理を施して、熱拡散によりｐｎ接合を
形成する光電変換機能素子用基板の製造方法において、
前記拡散源の膜厚を５ｎｍから５０ｎｍとするようにし
たものである。これにより、基板内に拡散される拡散源
の量（濃度）を制御できるので、拡散源に起因する欠陥
により発光特性が変化するのを防止することができ、発
光特性に優れた光電変換機能素子を生産することができ
る。
成するためになされたもので、周期表１２（２Ｂ）族元
素および第１６（６Ｂ）族元素からなる化合物半導体単
結晶基板を用い、該基板とは異なる導電性を示す拡散源
の薄膜を前記基板表面に形成し、所定の拡散処理条件で
前記拡散源に熱処理を施して、熱拡散によりｐｎ接合を
形成する光電変換機能素子用基板の製造方法において、
前記拡散源の膜厚を５ｎｍから５０ｎｍとするようにし
たものである。これにより、基板内に拡散される拡散源
の量（濃度）を制御できるので、拡散源に起因する欠陥
により発光特性が変化するのを防止することができ、発
光特性に優れた光電変換機能素子を生産することができ
る。
【００１２】特に、前記拡散源の膜厚は５〜２０ｎｍと
するとより効果的である。これにより、拡散処理後に基
板表面に残留した拡散源は充分な光透過率を有する薄さ
となるので、拡散源を透過する光の強度が強くなり、Ｉ
ＴＯ等の透明電極を形成しなくとも光取り出し効率が良
好な光電変換機能素子を簡易な工程で比較的安価に製造
することができる。
するとより効果的である。これにより、拡散処理後に基
板表面に残留した拡散源は充分な光透過率を有する薄さ
となるので、拡散源を透過する光の強度が強くなり、Ｉ
ＴＯ等の透明電極を形成しなくとも光取り出し効率が良
好な光電変換機能素子を簡易な工程で比較的安価に製造
することができる。
【００１３】また、前記拡散の処理温度は３００〜５５
０℃とするのがよい。また、前記拡散の処理時間は前記
拡散源が拡散処理後に所定の厚さ、例えば３〜１５ｎｍ
の厚さで残留する範囲とするのがよい。これにより、安
定した発光特性を備えた光電変換機能素子を容易に製造
できるようになる。
０℃とするのがよい。また、前記拡散の処理時間は前記
拡散源が拡散処理後に所定の厚さ、例えば３〜１５ｎｍ
の厚さで残留する範囲とするのがよい。これにより、安
定した発光特性を備えた光電変換機能素子を容易に製造
できるようになる。
【００１４】また、前記II−VI族化合物半導体単結晶基
板は、ＺｎＴｅ，ＺｎＳｅ，ＺｎＯとするとよい。Ｚｎ
Ｔｅ，ＺｎＳｅ，ＺｎＯ基板上に拡散源を蒸着しアニー
ルを行うことにより、自己補償効果を抑制できバンド端
発光を利用した光電変換機能素子を安定して生産するこ
とができる。
板は、ＺｎＴｅ，ＺｎＳｅ，ＺｎＯとするとよい。Ｚｎ
Ｔｅ，ＺｎＳｅ，ＺｎＯ基板上に拡散源を蒸着しアニー
ルを行うことにより、自己補償効果を抑制できバンド端
発光を利用した光電変換機能素子を安定して生産するこ
とができる。
【００１５】また、前記拡散源は、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ、
またはそれらを含む混合物とするとよい。前記Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｉｎは、基板表面付近に存在する酸素等の不純物と
安定した化合物を形成しやすく、それらの不純物をゲッ
タリングすることができるため、基板表面の純度を上げ
ることができ、緑色光の発光特性に優れた光電変換機能
素子を安定して生産することができる。
またはそれらを含む混合物とするとよい。前記Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｉｎは、基板表面付近に存在する酸素等の不純物と
安定した化合物を形成しやすく、それらの不純物をゲッ
タリングすることができるため、基板表面の純度を上げ
ることができ、緑色光の発光特性に優れた光電変換機能
素子を安定して生産することができる。
【００１６】さらに、上記の製造方法によって製造され
た光電変換機能素子用基板の裏面側に電極を形成してな
る光電変換機能素子にあっては、発光強度が強く、発光
色の安定した光電変換機能素子となる。
た光電変換機能素子用基板の裏面側に電極を形成してな
る光電変換機能素子にあっては、発光強度が強く、発光
色の安定した光電変換機能素子となる。
【００１７】特に、拡散源の膜厚を５〜２０ｎｍとして
製造した光電変換機能素子用基板を用いると、拡散処理
後に残留した拡散源は光透過率が極めて高いので、その
拡散源をそのまま電極として利用することにより、良好
な光取り出し効率を有する光電変換機能素子を製造する
ことができる。
製造した光電変換機能素子用基板を用いると、拡散処理
後に残留した拡散源は光透過率が極めて高いので、その
拡散源をそのまま電極として利用することにより、良好
な光取り出し効率を有する光電変換機能素子を製造する
ことができる。
【００１８】これにより、光取り出し効率の良好な光電
変換機能素子を製造するために、拡散処理後の拡散源を
除去して新たに透明電極を形成する必要はなくなり、製
造コストを大幅に低減することができる。
変換機能素子を製造するために、拡散処理後の拡散源を
除去して新たに透明電極を形成する必要はなくなり、製
造コストを大幅に低減することができる。
【００１９】以下、本発明者が、本発明に至るまでの考
察内容及び研究経過について概説する。
察内容及び研究経過について概説する。
【００２０】まず、本発明者等が、前記先願（特願平１
１−０２９１３８号）に基づき実験を行ったところ、低
温（３００〜５５０℃）でかつ比較的長時間（拡散処理
後に拡散源が残留していることを要する）拡散処理を行
った方が均一に拡散源を構成する元素が拡散されるた
め、発光特性も安定することが判明した。
１−０２９１３８号）に基づき実験を行ったところ、低
温（３００〜５５０℃）でかつ比較的長時間（拡散処理
後に拡散源が残留していることを要する）拡散処理を行
った方が均一に拡散源を構成する元素が拡散されるた
め、発光特性も安定することが判明した。
【００２１】そして次に、本発明者は、拡散処理条件が
同じならば、拡散後に拡散源を介して得られる発光特性
は拡散源に起因するはずであるという推論のもと、発光
特性をより安定させるのに最適な拡散源の作製条件を決
定すべく実験を重ねた。
同じならば、拡散後に拡散源を介して得られる発光特性
は拡散源に起因するはずであるという推論のもと、発光
特性をより安定させるのに最適な拡散源の作製条件を決
定すべく実験を重ねた。
【００２２】ここで、本発明者により行われた先の実験
結果を参考にして、拡散処理条件は４２０℃×１６Ｈｒ
ｓとした。また、基板には、II−VI族化合物半導体の一
つであるｐ型ＺｎＴｅ基板を用い、拡散源にはＡｌを用
いて実験を行った。
結果を参考にして、拡散処理条件は４２０℃×１６Ｈｒ
ｓとした。また、基板には、II−VI族化合物半導体の一
つであるｐ型ＺｎＴｅ基板を用い、拡散源にはＡｌを用
いて実験を行った。
【００２３】まず、前記ＺｎＴｅ基板上に真空蒸着によ
り、５ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，５０ｎｍ，１００ｎ
ｍ，２００ｎｍ，５００ｎｍの厚さで前記Ａｌ拡散源の
薄膜を形成し、４２０℃×１６Ｈｒｓの拡散処理を行
い、ｐｎ接合を形成した。このとき、前記拡散条件によ
る拡散処理を終えた後、何れの厚さの拡散源も基板上に
残留していた。その後、前記ＺｎＴｅ基板の裏面側に電
極を設けて発光ダイオードとし、拡散源の拡散前の厚さ
と拡散源を介して観察される光の発光特性との相関関係
を調べた。
り、５ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，５０ｎｍ，１００ｎ
ｍ，２００ｎｍ，５００ｎｍの厚さで前記Ａｌ拡散源の
薄膜を形成し、４２０℃×１６Ｈｒｓの拡散処理を行
い、ｐｎ接合を形成した。このとき、前記拡散条件によ
る拡散処理を終えた後、何れの厚さの拡散源も基板上に
残留していた。その後、前記ＺｎＴｅ基板の裏面側に電
極を設けて発光ダイオードとし、拡散源の拡散前の厚さ
と拡散源を介して観察される光の発光特性との相関関係
を調べた。
【００２４】その結果、拡散源の膜厚が５〜５０ｎｍの
場合、Ａｌ拡散源を介して観察される光は、発光強度が
高くかつ安定した緑色光であるのに対し、Ａｌ拡散源の
膜厚が５０ｎｍを越えた場合には、黄色光が緑色光に比
べ相対強度が強くなり、また、全体的には発光強度が低
下することが判った。
場合、Ａｌ拡散源を介して観察される光は、発光強度が
高くかつ安定した緑色光であるのに対し、Ａｌ拡散源の
膜厚が５０ｎｍを越えた場合には、黄色光が緑色光に比
べ相対強度が強くなり、また、全体的には発光強度が低
下することが判った。
【００２５】この結果より、本発明者は、黄色の発光中
心は過剰なＡｌに起因する欠陥にあるのではないかと考
えた。すなわち、Ａｌ拡散源の膜厚が増加するとＺｎＴ
ｅ基板内に拡散するＡｌの濃度が増加するため、ＺｎＴ
ｅ基板内にＡｌに起因する欠陥が増加して黄色発光の強
度が増加するのではないかと推論した。
心は過剰なＡｌに起因する欠陥にあるのではないかと考
えた。すなわち、Ａｌ拡散源の膜厚が増加するとＺｎＴ
ｅ基板内に拡散するＡｌの濃度が増加するため、ＺｎＴ
ｅ基板内にＡｌに起因する欠陥が増加して黄色発光の強
度が増加するのではないかと推論した。
【００２６】そして、上記推論に基づいて検討を重ねた
結果、拡散源の膜厚を適当に制限することにより良好な
発光特性を有する光電変換素子を製造することに成功し
て本発明に至った。
結果、拡散源の膜厚を適当に制限することにより良好な
発光特性を有する光電変換素子を製造することに成功し
て本発明に至った。
【００２７】さらに、本発明者は、拡散源の基板への拡
散距離について検討し、ＺｎＴｅ基板上にＡｌ拡散源が
残っていれば拡散距離は拡散処理条件に強く依存し、Ａ
ｌ拡散源の膜厚はほとんど影響しないことに気づいた。
これより、拡散処理条件が同じならＡｌの拡散距離も同
じになるので、ｐｎ接合位置で発光した光が基板と拡散
源との界面に達したときの光強度も同じになると考えら
れる。
散距離について検討し、ＺｎＴｅ基板上にＡｌ拡散源が
残っていれば拡散距離は拡散処理条件に強く依存し、Ａ
ｌ拡散源の膜厚はほとんど影響しないことに気づいた。
これより、拡散処理条件が同じならＡｌの拡散距離も同
じになるので、ｐｎ接合位置で発光した光が基板と拡散
源との界面に達したときの光強度も同じになると考えら
れる。
【００２８】しかし、Ａｌ拡散源を介して得られる光強
度はＡｌ拡散源の膜厚によって異なっていた。そして、
さらに検討を重ねた結果、Ａｌ拡散源の膜厚に伴ってＡ
ｌ拡散源の透過率が変化するためＡｌ拡散源を介して得
られる光の強度が変化することに気づいた。そこで、拡
散源の膜厚を薄くして光を透過しやすくしたところ、光
強度が強くかつ安定した緑色発光を得ることができた。
度はＡｌ拡散源の膜厚によって異なっていた。そして、
さらに検討を重ねた結果、Ａｌ拡散源の膜厚に伴ってＡ
ｌ拡散源の透過率が変化するためＡｌ拡散源を介して得
られる光の強度が変化することに気づいた。そこで、拡
散源の膜厚を薄くして光を透過しやすくしたところ、光
強度が強くかつ安定した緑色発光を得ることができた。
【００２９】こうして、初期の拡散源の膜厚を薄くすれ
ば、拡散処理後に残留した拡散源も極めて光透過率が高
くなるので、拡散処理後に拡散源を除去して新たに透明
電極を形成しなくても、拡散源を電極として利用して光
取り出し効率を向上させることができるようになるとい
う結論に達して、本発明を完成するに至った。
ば、拡散処理後に残留した拡散源も極めて光透過率が高
くなるので、拡散処理後に拡散源を除去して新たに透明
電極を形成しなくても、拡散源を電極として利用して光
取り出し効率を向上させることができるようになるとい
う結論に達して、本発明を完成するに至った。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態と
して、光電変換機能素子の一種である発光ダイオードに
ついて、図面を参照して具体的に説明する。
して、光電変換機能素子の一種である発光ダイオードに
ついて、図面を参照して具体的に説明する。
【００３１】図１は本実施形態に係る発光ダイオードの
製造工程の概略を示す参考図である。
製造工程の概略を示す参考図である。
【００３２】まず、ＺｎＴｅ半導体単結晶を転位密度が
５０００個以下になるように融液成長させた。そして、
前記ＺｎＴｅ結晶を研磨して、本実施形態に係る発光ダ
イオードの基板２とした。
５０００個以下になるように融液成長させた。そして、
前記ＺｎＴｅ結晶を研磨して、本実施形態に係る発光ダ
イオードの基板２とした。
【００３３】次に、前記ＺｅＴｅ基板２の表面を臭素系
のエッチャントで数ミクロン除去した後、該基板２を真
空蒸着装置内に配置した。そして、ＥＢ加熱（Electron
Beam加熱）によりＡｌ拡散源１をそれぞれ５ｎｍ、１
０ｎｍ、２０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎ
ｍ、５００ｎｍの膜厚で蒸着した（図１（ａ））。
のエッチャントで数ミクロン除去した後、該基板２を真
空蒸着装置内に配置した。そして、ＥＢ加熱（Electron
Beam加熱）によりＡｌ拡散源１をそれぞれ５ｎｍ、１
０ｎｍ、２０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎ
ｍ、５００ｎｍの膜厚で蒸着した（図１（ａ））。
【００３４】次に、表面にＡｌ拡散源１を蒸着した基板
２を拡散炉に配置し、窒素雰囲気中で４２０℃×１６ｈ
ｒｓの拡散処理を行い、ｎ型のＡｌ拡散層３を形成した
（図１（ｂ））。ここで、何れの試料についても拡散処
理後に拡散源は残留していた。
２を拡散炉に配置し、窒素雰囲気中で４２０℃×１６ｈ
ｒｓの拡散処理を行い、ｎ型のＡｌ拡散層３を形成した
（図１（ｂ））。ここで、何れの試料についても拡散処
理後に拡散源は残留していた。
【００３５】拡散処理後、基板２のＡｌ拡散源１´が形
成されている面とは反対側の面に、無電解メッキ液によ
りＡｕをメッキした。メッキ後、合金加熱処理を行いＡ
ｕ電極４を形成し、本実施形態に係る発光ダイオードＤ
を作製した。
成されている面とは反対側の面に、無電解メッキ液によ
りＡｕをメッキした。メッキ後、合金加熱処理を行いＡ
ｕ電極４を形成し、本実施形態に係る発光ダイオードＤ
を作製した。
【００３６】作製したそれぞれの発光ダイオードＤに対
して、Ａｌ拡散源１´を介して得られた光Ｌを観察した
結果を表１に示す。
して、Ａｌ拡散源１´を介して得られた光Ｌを観察した
結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】Ａｌ拡散源１の膜厚を５、１０、２０、５
０ｎｍとして作製した発光ダイオードでは緑色の発光が
観察された。特に、Ａｌ拡散源１の膜厚を５、１０、２
０ｎｍとして作製した発光ダイオードでは、光強度が強
くかつ安定した緑色光を視認することができた。
０ｎｍとして作製した発光ダイオードでは緑色の発光が
観察された。特に、Ａｌ拡散源１の膜厚を５、１０、２
０ｎｍとして作製した発光ダイオードでは、光強度が強
くかつ安定した緑色光を視認することができた。
【００３９】一方、Ａｌ拡散源１の膜厚を１００、２０
０、５００ｎｍとして作製した発光ダイオードでは、黄
色光の方が緑色光よりも相対強度が強くなった。また、
５、１０、２０、５０ｎｍとして作製した発光ダイオー
ドの場合に比較して、電流値が減少し、全体の発光強度
も減少した。
０、５００ｎｍとして作製した発光ダイオードでは、黄
色光の方が緑色光よりも相対強度が強くなった。また、
５、１０、２０、５０ｎｍとして作製した発光ダイオー
ドの場合に比較して、電流値が減少し、全体の発光強度
も減少した。
【００４０】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではない。例えば、ＺｎＴｅ基板中への
Ａｌ拡散を例として挙げたが、基板や拡散源はこれらに
限定されるものではなく、基板としてＺｎＳｅやＺｎＯ
等のII−VI族基板を用いても同様の効果が期待できる。
また、拡散源もＡｌに限られるものではなく、例えばＧ
ａやＩｎ、またはそれらの合金についても同様な効果が
期待できる。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではない。例えば、ＺｎＴｅ基板中への
Ａｌ拡散を例として挙げたが、基板や拡散源はこれらに
限定されるものではなく、基板としてＺｎＳｅやＺｎＯ
等のII−VI族基板を用いても同様の効果が期待できる。
また、拡散源もＡｌに限られるものではなく、例えばＧ
ａやＩｎ、またはそれらの合金についても同様な効果が
期待できる。
【００４１】さらに、拡散処理条件も、本実施形態で設
定した４２０℃×１６ｈｒｓに制限されないが、拡散温
度は３００〜５５０℃、拡散時間は拡散源がすべて基板
内に拡散してしまわない程度にするのが望ましい。
定した４２０℃×１６ｈｒｓに制限されないが、拡散温
度は３００〜５５０℃、拡散時間は拡散源がすべて基板
内に拡散してしまわない程度にするのが望ましい。
【００４２】
【発明の効果】本願において開示される発明によって得
られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００４３】すなわち、II−VI族化合物半導体単結晶基
板を用い、前記基板とは異なる導電性を示す拡散源の薄
膜を基板表面に形成し、所定の拡散処理条件にて前記拡
散源に拡散処理を施し、熱拡散によりｐｎ接合を形成す
る光電変換機能素子において、基板表面の拡散源の膜厚
を５〜５０ｎｍに限定することで、均一な緑色光を発光
する光電変換機能素子を安定して製造することができ
る。
板を用い、前記基板とは異なる導電性を示す拡散源の薄
膜を基板表面に形成し、所定の拡散処理条件にて前記拡
散源に拡散処理を施し、熱拡散によりｐｎ接合を形成す
る光電変換機能素子において、基板表面の拡散源の膜厚
を５〜５０ｎｍに限定することで、均一な緑色光を発光
する光電変換機能素子を安定して製造することができ
る。
【００４４】さらに、拡散源の膜厚を５〜２０ｎｍに限
定して製造することにより、前記拡散源を透明電極とし
て利用できるため、拡散源を除去して新たに透明電極を
設けなくても光取り出し効率が向上し、優れた発光特性
を有する光電変換機能素子を低コストで製造することが
できる。
定して製造することにより、前記拡散源を透明電極とし
て利用できるため、拡散源を除去して新たに透明電極を
設けなくても光取り出し効率が向上し、優れた発光特性
を有する光電変換機能素子を低コストで製造することが
できる。
【００４５】
【図１】図１は、本実施形態に係る発光ダイオードの製
造工程の概略を示す参考図である。
造工程の概略を示す参考図である。
１ Ａｌ拡散源（初期） １’ Ａｌ拡散源（拡散後） ２ ＺｎＴｅ基板 ３ Ａｌ拡散層 ４ Ａｕオーミック電極 Ｄ 発光ダイオード Ｌ 光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 AA03 AA09 AA41 CA02 CA41 CA43 CA49 CA57 CA72 CA73 CA77 CA83 5F073 CA22 DA12 DA23 DA35
Claims (7)
- 【請求項１】 周期表１２（２Ｂ）族元素および第１６
（６Ｂ）族元素からなる化合物半導体単結晶基板を用
い、該基板とは異なる導電性を示す拡散源の薄膜を前記
基板表面に形成し、所定の拡散処理条件で前記拡散源に
熱処理を施して、熱拡散によりｐｎ接合を形成する光電
変換機能素子用基板の製造方法において、 前記拡散源の膜厚を５ｎｍから５０ｎｍとすることを特
徴とする光電変換機能素子用基板の製造方法。 - 【請求項２】 前記拡散源の膜厚を５ｎｍから２０ｎｍ
とすることを特徴とする請求項１に記載の光電変換機能
素子用基板の製造方法。 - 【請求項３】 前記熱拡散の処理温度は、３００℃から
５５０℃であることを特徴とする請求項１又は請求項２
に記載の光電変換機能素子用基板の製造方法。 - 【請求項４】 前記熱拡散の処理時間は、前記拡散源が
拡散処理終了後に所定の厚さで残留する範囲とすること
を特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の光
電変換機能素子用基板の製造方法。 - 【請求項５】 前記基板は、ＺｎＴｅ，ＺｎＳｅ，Ｚｎ
Ｏの何れかであることを特徴とする請求項１から請求項
４の何れかに記載の光電変換機能素子用基板の製造方
法。 - 【請求項６】 前記拡散源は、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ、また
はそれらの混合物であることを特徴とする請求項１から
請求項５の何れかに記載の光電変換機能素子用基板の製
造方法。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６に記載の製造方法
によって製造される光電変換機能素子用基板の裏面側に
電極を形成してなることを特徴とする光電変換機能素
子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28656799A JP2001111107A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 光電変換機能素子用基板の製造方法および光電変換機能素子 |
| US09/890,774 US6791257B1 (en) | 1999-02-05 | 2000-02-02 | Photoelectric conversion functional element and production method thereof |
| PCT/JP2000/000562 WO2000046862A1 (fr) | 1999-02-05 | 2000-02-02 | Element fonctionnel de conversion photoelectrique et procede de fabrication correspondant |
| CNB008060118A CN1206746C (zh) | 1999-02-05 | 2000-02-02 | 光电变换功能元件及其制造方法 |
| TW89102010A TW463391B (en) | 1999-02-05 | 2000-02-03 | Photoelectric conversion functional element and production method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28656799A JP2001111107A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 光電変換機能素子用基板の製造方法および光電変換機能素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001111107A true JP2001111107A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17706091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28656799A Pending JP2001111107A (ja) | 1999-02-05 | 1999-10-07 | 光電変換機能素子用基板の製造方法および光電変換機能素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001111107A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006072976A1 (ja) * | 2005-01-05 | 2008-08-07 | 国立大学法人佐賀大学 | 半導体素子製造方法 |
-
1999
- 1999-10-07 JP JP28656799A patent/JP2001111107A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006072976A1 (ja) * | 2005-01-05 | 2008-08-07 | 国立大学法人佐賀大学 | 半導体素子製造方法 |
| JP5156945B2 (ja) * | 2005-01-05 | 2013-03-06 | 国立大学法人佐賀大学 | 半導体素子製造方法 |
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|---|---|---|---|
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