JP2001233698A - りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエハ - Google Patents
りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエハInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光出力のばらつきの少ないＬＥＤアレイの製
造に適したりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエ
ハを提供する。 【解決手段】 閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する周期律表
第III ｂ族元素及び第Ｖｂ族元素からなる化合物の単結
晶基板及び該基板上に形成されたりん化ひ化ガリウム混
晶エピタキシヤル層を含むりん化ひ化ガリウム混晶エピ
タキシヤルウエハにおいて、単結晶基板の表面の面方位
として、（１００）面から３〜３０°偏位した面に、キ
ャリア濃度が０．９５〜２０×１０17ｃｍ-3であるＧａ
Ａｓ1-xＰx（０＜ｘ≦０．４５）混晶エピタキシャル層
を有することを特徴とするエピタキシャルウエハ。
造に適したりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエ
ハを提供する。 【解決手段】 閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する周期律表
第III ｂ族元素及び第Ｖｂ族元素からなる化合物の単結
晶基板及び該基板上に形成されたりん化ひ化ガリウム混
晶エピタキシヤル層を含むりん化ひ化ガリウム混晶エピ
タキシヤルウエハにおいて、単結晶基板の表面の面方位
として、（１００）面から３〜３０°偏位した面に、キ
ャリア濃度が０．９５〜２０×１０17ｃｍ-3であるＧａ
Ａｓ1-xＰx（０＜ｘ≦０．４５）混晶エピタキシャル層
を有することを特徴とするエピタキシャルウエハ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードな
どに用いられるエピタキシヤルウエハに関するものであ
り、特に、ウエハの表面に形成される格子しま（縞）模
様、いわゆるクロスハッチ(Cross hatch) が細かく、凹
凸が少ないりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエ
ハに関する。
どに用いられるエピタキシヤルウエハに関するものであ
り、特に、ウエハの表面に形成される格子しま（縞）模
様、いわゆるクロスハッチ(Cross hatch) が細かく、凹
凸が少ないりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエ
ハに関する。
【０００２】
【従来の技術】静電プリンター、すなわち、静電感光材
料からなる層を形成した感光面に、文字又は図形の静電
潜像を作り、これにトナーを振りかけて現像したあと、
紙等に転写する方式のプリンターは、高速、かつ、低騒
音であるので、コンピューター、ワードプロセッサー等
のプリンターとして普及している。従来、静電プリンタ
ーの光源として、半導体レーザー等が用いられていた
が、半導体レーザーの発光波長が、一般的に用いられる
静電感光材料が実用的な感度を示す波長領域と一致しな
いので、高い効率が得られないという問題点があった。
さらに、印字の解像度は３００〜４００ｄｐｉ（１イン
チ当たり３００〜４００ドット）であって、汎用のモノ
クロ印刷に適していた。しかし、最近の印字の解像度の
飛躍的な向上や、Ａ１〜Ａ３のサイズ用長尺には機構上
対応が困難となってきた。一方、発光ダイオード（以
下、「ＬＥＤ」という。）は、発光波長が赤外領域から
緑色光までの広範囲にわたるので、任意の波長を選択す
ることができる。その結果、ＬＥＤを光源として用いる
と、感光材料との波長整合が容易にできるという特長が
ある。ＬＥＤは構造が簡単で、かつ長寿命であるという
特長を有するので、静電プリンターの光源として実用化
されている。さらに、ＬＥＤは最近の高解像度６００〜
１２００ｄｐｉや、カラー印刷用途として極めて有望で
あることが明らかになってきた。
料からなる層を形成した感光面に、文字又は図形の静電
潜像を作り、これにトナーを振りかけて現像したあと、
紙等に転写する方式のプリンターは、高速、かつ、低騒
音であるので、コンピューター、ワードプロセッサー等
のプリンターとして普及している。従来、静電プリンタ
ーの光源として、半導体レーザー等が用いられていた
が、半導体レーザーの発光波長が、一般的に用いられる
静電感光材料が実用的な感度を示す波長領域と一致しな
いので、高い効率が得られないという問題点があった。
さらに、印字の解像度は３００〜４００ｄｐｉ（１イン
チ当たり３００〜４００ドット）であって、汎用のモノ
クロ印刷に適していた。しかし、最近の印字の解像度の
飛躍的な向上や、Ａ１〜Ａ３のサイズ用長尺には機構上
対応が困難となってきた。一方、発光ダイオード（以
下、「ＬＥＤ」という。）は、発光波長が赤外領域から
緑色光までの広範囲にわたるので、任意の波長を選択す
ることができる。その結果、ＬＥＤを光源として用いる
と、感光材料との波長整合が容易にできるという特長が
ある。ＬＥＤは構造が簡単で、かつ長寿命であるという
特長を有するので、静電プリンターの光源として実用化
されている。さらに、ＬＥＤは最近の高解像度６００〜
１２００ｄｐｉや、カラー印刷用途として極めて有望で
あることが明らかになってきた。
【０００３】ＬＥＤを静電プリンターの光源として用い
る場合、長さ７〜８mm、幅２〜３mmのチップ上に６４個
または１２８個のＬＥＤを形成したＬＥＤアレイが用い
られる。ＬＥＤアレイを直線上に感光面に接近した位置
に配備して使用される。プリントヘッドとしてはＬＥＤ
アレイ・チップが印字幅に複数配置される。しかも、こ
のようなＬＥＤアレイに含まれる各ＬＥＤの光出力は、
均一であることが必要とされる。各ＬＥＤの光出力は、
そのアレイに含まれる全ＬＥＤの光出力の平均値の±２
０％以内であることが要求される。これは、光出力が不
均一であるとプリントの濃度にムラが生じるからであ
る。高解像度が進むにつれ、ＬＥＤアレイの光出力の均
一性が悪くなるという問題が生じてきた。上記のよう
に、均一な光出力特性を有するＬＥＤアレイの製造歩留
まりは、解像度が高い用途になると低くなってしまう問
題があった。また、光出力が低くなると印刷速度が遅く
なるため、光出力が高いまま、均一性の向上をしなけれ
ばならなかった。さらに、ＬＥＤアレイ・チップをプリ
ントヘッドに並べるにあたって、そのチップ間の接続も
重要である。並べられたＬＥＤチップの隙間ができるだ
け少ないことが要求された。りん化ひ化ガリウムエピタ
キシヤルウエハは、プリントヘッド用のＬＥＤアレイの
製造の際の基板として用いられる。得られる素子の収率
（良品率）、性能等は基板として用いるりん化ひ化ガリ
ウムエピタキシヤルウエハの性質に左右される。
る場合、長さ７〜８mm、幅２〜３mmのチップ上に６４個
または１２８個のＬＥＤを形成したＬＥＤアレイが用い
られる。ＬＥＤアレイを直線上に感光面に接近した位置
に配備して使用される。プリントヘッドとしてはＬＥＤ
アレイ・チップが印字幅に複数配置される。しかも、こ
のようなＬＥＤアレイに含まれる各ＬＥＤの光出力は、
均一であることが必要とされる。各ＬＥＤの光出力は、
そのアレイに含まれる全ＬＥＤの光出力の平均値の±２
０％以内であることが要求される。これは、光出力が不
均一であるとプリントの濃度にムラが生じるからであ
る。高解像度が進むにつれ、ＬＥＤアレイの光出力の均
一性が悪くなるという問題が生じてきた。上記のよう
に、均一な光出力特性を有するＬＥＤアレイの製造歩留
まりは、解像度が高い用途になると低くなってしまう問
題があった。また、光出力が低くなると印刷速度が遅く
なるため、光出力が高いまま、均一性の向上をしなけれ
ばならなかった。さらに、ＬＥＤアレイ・チップをプリ
ントヘッドに並べるにあたって、そのチップ間の接続も
重要である。並べられたＬＥＤチップの隙間ができるだ
け少ないことが要求された。りん化ひ化ガリウムエピタ
キシヤルウエハは、プリントヘッド用のＬＥＤアレイの
製造の際の基板として用いられる。得られる素子の収率
（良品率）、性能等は基板として用いるりん化ひ化ガリ
ウムエピタキシヤルウエハの性質に左右される。
【０００４】りん化ひ化ガリウムエピタキシヤルウエハ
は混晶率の制御が容易な気相エピタキシヤル成長法によ
り製造されるが、気相エピタキシヤル成長法によるウエ
ハの表面にはクロスハッチと称される格子状のしま模様
が表われる。四元系混晶エピタキシヤルウエハの基板と
しては、このクロスハッチの少なくとも一方が直線状と
なるものが適していることが知られていた。また、特開
平５−３１５２１０にあるように、プリントヘッド用の
ＬＥＤアレイにはクロスハッチの少なくとも一方が直線
状であるウエハを用いるとよいことが見出された。
は混晶率の制御が容易な気相エピタキシヤル成長法によ
り製造されるが、気相エピタキシヤル成長法によるウエ
ハの表面にはクロスハッチと称される格子状のしま模様
が表われる。四元系混晶エピタキシヤルウエハの基板と
しては、このクロスハッチの少なくとも一方が直線状と
なるものが適していることが知られていた。また、特開
平５−３１５２１０にあるように、プリントヘッド用の
ＬＥＤアレイにはクロスハッチの少なくとも一方が直線
状であるウエハを用いるとよいことが見出された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかるＬＥＤアレイの
光出力は印刷品質を高めるために、チップ内ですべての
ＬＥＤの光出力が均一である必要がある。実際には１チ
ップ内で２０〜３０％の光出力のばらつきが生じた。こ
のため、ＬＥＤアレイを使用したプリンタでは、すべて
のＬＥＤに光出力の調整をする電気回路をつけて、光出
力を均一化して使用していた。光出力のばらつきが大き
ければ、そのアレイの一番低いＬＥＤに他のすべてのＬ
ＥＤの光出力を調整しなければならず、ＬＥＤアレイ・
チップとしての光出力の低下を引き起こす。従って、Ｌ
ＥＤの光出力のばらつきをできるだけ抑える必要があっ
た。
光出力は印刷品質を高めるために、チップ内ですべての
ＬＥＤの光出力が均一である必要がある。実際には１チ
ップ内で２０〜３０％の光出力のばらつきが生じた。こ
のため、ＬＥＤアレイを使用したプリンタでは、すべて
のＬＥＤに光出力の調整をする電気回路をつけて、光出
力を均一化して使用していた。光出力のばらつきが大き
ければ、そのアレイの一番低いＬＥＤに他のすべてのＬ
ＥＤの光出力を調整しなければならず、ＬＥＤアレイ・
チップとしての光出力の低下を引き起こす。従って、Ｌ
ＥＤの光出力のばらつきをできるだけ抑える必要があっ
た。
【０００６】ＬＥＤの光出力がばらつく原因は、これま
での検討の結果、エピタキシャルウエハのクロスハッチ
であることが分かってきた。クロスハッチはジャーナル
・オブ・エレクトロケミカル・ソサイアティ誌１９７２
年１１９巻の６１７〜６２２ページに記載されるよう
に、結晶の歪みで結晶がクロスハッチに沿って不規則に
変形したものである。クロスハッチが一方に強く出る場
合、クロスハッチそれぞれにも強いところと弱いところ
が発生する。特に強く出るところは結晶が大きく歪んで
いるため、ＬＥＤアレイ化したときにそのクロスハッチ
に沿って線状の光出力に弱い部分（以下「ダークライ
ン」という）となって現れる。ＬＥＤアレイを形成した
場合、このダークラインの分布に従って光出力の変動が
生じていた。高解像度になるとＬＥＤアレイの密度は高
くなるため、ＬＥＤの光出力はクロスハッチの分布の影
響をますます受ける。ＧａＡｓＰエピタキシャルウエハ
の場合、良質の結晶を得るためには、通常は３０μｍ〜
３００μｍの厚いエピタキシャル層厚が必要となるた
め、クロスハッチが強くなる問題があった。一方、かか
るＬＥＤアレイを歩留りよく製造するには、劈開によっ
てウエハからチップを分離する際、チップに欠けが生じ
ないようにする必要がある。これには、通常はエピタキ
シャルウエハに使用されるＧａＡｓ基板の主面方位は
（１００）であるが、偏位の方向により、劈開の面の方
向が違ってくる。劈開方向と素子分離方向とのずれが大
きくなると、スクライビングによる劈開面の凹凸が大き
かったり、欠けたりした。劈開面はＬＥＤアレイ配列方
向に対して、できるだけ直角かつ垂直であることも必要
であった。本発明は、係る事情に鑑み、光出力のばらつ
きの少ないＬＥＤアレイの製造に適したリン化ひ化ガリ
ウム混晶エピタキシャルウエハを提供することを目的と
する。
での検討の結果、エピタキシャルウエハのクロスハッチ
であることが分かってきた。クロスハッチはジャーナル
・オブ・エレクトロケミカル・ソサイアティ誌１９７２
年１１９巻の６１７〜６２２ページに記載されるよう
に、結晶の歪みで結晶がクロスハッチに沿って不規則に
変形したものである。クロスハッチが一方に強く出る場
合、クロスハッチそれぞれにも強いところと弱いところ
が発生する。特に強く出るところは結晶が大きく歪んで
いるため、ＬＥＤアレイ化したときにそのクロスハッチ
に沿って線状の光出力に弱い部分（以下「ダークライ
ン」という）となって現れる。ＬＥＤアレイを形成した
場合、このダークラインの分布に従って光出力の変動が
生じていた。高解像度になるとＬＥＤアレイの密度は高
くなるため、ＬＥＤの光出力はクロスハッチの分布の影
響をますます受ける。ＧａＡｓＰエピタキシャルウエハ
の場合、良質の結晶を得るためには、通常は３０μｍ〜
３００μｍの厚いエピタキシャル層厚が必要となるた
め、クロスハッチが強くなる問題があった。一方、かか
るＬＥＤアレイを歩留りよく製造するには、劈開によっ
てウエハからチップを分離する際、チップに欠けが生じ
ないようにする必要がある。これには、通常はエピタキ
シャルウエハに使用されるＧａＡｓ基板の主面方位は
（１００）であるが、偏位の方向により、劈開の面の方
向が違ってくる。劈開方向と素子分離方向とのずれが大
きくなると、スクライビングによる劈開面の凹凸が大き
かったり、欠けたりした。劈開面はＬＥＤアレイ配列方
向に対して、できるだけ直角かつ垂直であることも必要
であった。本発明は、係る事情に鑑み、光出力のばらつ
きの少ないＬＥＤアレイの製造に適したリン化ひ化ガリ
ウム混晶エピタキシャルウエハを提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決すべく鋭意検討を進めた結果、基板の方位とクロ
スハッチの関係、およびエピタキシャル層のキャリア濃
度を最適化することで、上記目的を達成し得ることを知
り本発明に到達した。すなわち本発明の要旨は、閃亜鉛
鉱型の結晶構造を有する周期律表第III ｂ族元素及び第
Ｖｂ族元素からなる化合物の単結晶基板及び該基板上に
形成されたりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤル層を
含むりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハにお
いて、単結晶基板の表面の面方位として、（１００）面
から３〜３０°偏位した面に、キャリア濃度が０．９５
〜２０×１０17ｃｍ-3であるＧａＡｓ1-xＰx（０＜ｘ≦
０．４５）混晶エピタキシャル層を有することを特徴と
するエピタキシャルウエハに存する。
を解決すべく鋭意検討を進めた結果、基板の方位とクロ
スハッチの関係、およびエピタキシャル層のキャリア濃
度を最適化することで、上記目的を達成し得ることを知
り本発明に到達した。すなわち本発明の要旨は、閃亜鉛
鉱型の結晶構造を有する周期律表第III ｂ族元素及び第
Ｖｂ族元素からなる化合物の単結晶基板及び該基板上に
形成されたりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤル層を
含むりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハにお
いて、単結晶基板の表面の面方位として、（１００）面
から３〜３０°偏位した面に、キャリア濃度が０．９５
〜２０×１０17ｃｍ-3であるＧａＡｓ1-xＰx（０＜ｘ≦
０．４５）混晶エピタキシャル層を有することを特徴と
するエピタキシャルウエハに存する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明のエピタキシャルウ
エハおよびＬＥＤアレイにつき、図１に基づいて説明す
る。本発明のエピタキシャルウエハは、閃亜鉛鉱型の結
晶構造を有する周期律表第III ｂ族元素及び第Ｖｂ族元
素からなる化合物（以下「III −Ｖ族化合物」とい
う。）の単結晶基板及び該基板上に形成されたりん化ひ
化ガリウム混晶エピタキシヤル層を含むりん化ひ化ガリ
ウム混晶エピタキシヤルウエハにおいて、単結晶基板の
表面の面方位として、（１００）面から３〜３０°偏位
した面でクロスハッチが細かく、凹凸の少ない表面であ
ることと、該エピタキシャル層にはキャリア濃度が０．
９５〜２０×１０17ｃｍ-3であるＧａＡｓ1-xＰx（０＜
ｘ≦０．４５）混晶エピタキシャル層を有するものであ
る。図１は本発明のエピタキシャルウエハの代表的な層
構成を示す断面説明図である。図１のエピタキシャルウ
エハは、単結晶１０の上にホモ層１３、グレード組成層
１１、一定組成層１２をこの順にエピタキシャル成長さ
せたものである。
エハおよびＬＥＤアレイにつき、図１に基づいて説明す
る。本発明のエピタキシャルウエハは、閃亜鉛鉱型の結
晶構造を有する周期律表第III ｂ族元素及び第Ｖｂ族元
素からなる化合物（以下「III −Ｖ族化合物」とい
う。）の単結晶基板及び該基板上に形成されたりん化ひ
化ガリウム混晶エピタキシヤル層を含むりん化ひ化ガリ
ウム混晶エピタキシヤルウエハにおいて、単結晶基板の
表面の面方位として、（１００）面から３〜３０°偏位
した面でクロスハッチが細かく、凹凸の少ない表面であ
ることと、該エピタキシャル層にはキャリア濃度が０．
９５〜２０×１０17ｃｍ-3であるＧａＡｓ1-xＰx（０＜
ｘ≦０．４５）混晶エピタキシャル層を有するものであ
る。図１は本発明のエピタキシャルウエハの代表的な層
構成を示す断面説明図である。図１のエピタキシャルウ
エハは、単結晶１０の上にホモ層１３、グレード組成層
１１、一定組成層１２をこの順にエピタキシャル成長さ
せたものである。
【０００９】単結晶基板の製造に用いられる閃亜鉛鉱型
の結晶構造を有するIII −Ｖ族化合物としては第III ｂ
族元素がＡｌ、Ｇａ、Ｉｎのうちのいずれか１種の元
素、第Ｖｂ族元素がＰ、Ａｓ、Ｓｂのうちのいずれか１
種の元素からなる化合物、好ましくはりん化ガリウム
（ＧａＰ）またはひ化ガリウム（ＧａＡｓ）が適当であ
る。上記化合物の単結晶はチョクラルスキ法（ＣＺ
法）、ボート成長法等により製造することができる。単
結晶基板としては、エピタキシャル層の一定組成層の組
成がＧａＡｓ1-xＰx（０＜ｘ≦０．４５）またはＧａＡ
ｓの場合は、格子定数の整合させやすさ、入手容易であ
ること、直径３インチ以上の良質の基板が得られること
等から、ＧａＡｓを用いることが好ましい。単結晶基板
の厚さとしては１００〜２０００μｍが好ましいが、用
途によってはこの範囲以外でもよい。
の結晶構造を有するIII −Ｖ族化合物としては第III ｂ
族元素がＡｌ、Ｇａ、Ｉｎのうちのいずれか１種の元
素、第Ｖｂ族元素がＰ、Ａｓ、Ｓｂのうちのいずれか１
種の元素からなる化合物、好ましくはりん化ガリウム
（ＧａＰ）またはひ化ガリウム（ＧａＡｓ）が適当であ
る。上記化合物の単結晶はチョクラルスキ法（ＣＺ
法）、ボート成長法等により製造することができる。単
結晶基板としては、エピタキシャル層の一定組成層の組
成がＧａＡｓ1-xＰx（０＜ｘ≦０．４５）またはＧａＡ
ｓの場合は、格子定数の整合させやすさ、入手容易であ
ること、直径３インチ以上の良質の基板が得られること
等から、ＧａＡｓを用いることが好ましい。単結晶基板
の厚さとしては１００〜２０００μｍが好ましいが、用
途によってはこの範囲以外でもよい。
【００１０】閃亜鉛鉱型の結晶構造を有するIII −Ｖ族
化合物は劈開性をもち、図２に示すように（１００）面
に対して（０１１）、（０−１１）、（０−１−１）、
（０１−１）の４つの結晶学的面があり、これらの面で
劈開性をしめす。（１００）ジャストの面の基板では４
回対称で、各劈開面は直交して垂直な劈開面をもつこと
がわかる。（１００）から偏位した面は劈開面にずれが
生じてくることが分かる。これらは（００−１）面、
（−１００）面、（００１）面、（０１０）面、（０−
１０）面でも全く同様である。なお、”劈開”とは、こ
の結晶面を保ちながら割れやすいことで、多くの半導体
デバイスで利用されている重要な性質である。結晶学的
には（１１１）面はIII族元素で構成される面、（−１
−１−１）はＶ族元素で構成される面と定義される。
化合物は劈開性をもち、図２に示すように（１００）面
に対して（０１１）、（０−１１）、（０−１−１）、
（０１−１）の４つの結晶学的面があり、これらの面で
劈開性をしめす。（１００）ジャストの面の基板では４
回対称で、各劈開面は直交して垂直な劈開面をもつこと
がわかる。（１００）から偏位した面は劈開面にずれが
生じてくることが分かる。これらは（００−１）面、
（−１００）面、（００１）面、（０１０）面、（０−
１０）面でも全く同様である。なお、”劈開”とは、こ
の結晶面を保ちながら割れやすいことで、多くの半導体
デバイスで利用されている重要な性質である。結晶学的
には（１１１）面はIII族元素で構成される面、（−１
−１−１）はＶ族元素で構成される面と定義される。
【００１１】単結晶基板は、具体的には下記に示す群に
含まれる面方位の内の１つの面方位を有する。なお、下
記６種の面は結晶学的に等価な面である。 (1)（００１）面から［−１１０］方向または［１−１
０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (2)（００−１）面から［１１０］方向または［−１−
１０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (3)（１００）面から［０１−１］方向または［０−１
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (4)（−１００）面から［０１１］方向または［０−１
−１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (5)（０１０）面から［−１０１］方向または［１０−
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (6)（０−１０）面から［１０１］方向または［−１０
−１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (1)〜(6)はエピタキシャルウエハの基板の劈開面が偏位
方向に対して、垂直かつ平行になるため、ＬＥＤアレイ
の素子分離に有効である。劈開方向が基板面上で直角に
なる利点がある。特に偏位方向に垂直にＬＥＤアレイを
配置したチップの場合、プリントヘッドに配列する場合
の素子分離面が劈開で直角、かつウエハ面に垂直にとれ
る利点がある。また、下記の(7)〜(12)に比較してクロ
スハッチが気相成長で結晶欠陥が発生し難い利点もあ
る。偏位方向の誤差は±１０°以下であればよいが、劈
開面とＬＥＤアレイ配列の方向とのずれが少なくなるた
めにはできるだけ小さい方が良く、好ましくは±５°以
下、さらに好ましくは±１°以下である。
含まれる面方位の内の１つの面方位を有する。なお、下
記６種の面は結晶学的に等価な面である。 (1)（００１）面から［−１１０］方向または［１−１
０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (2)（００−１）面から［１１０］方向または［−１−
１０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (3)（１００）面から［０１−１］方向または［０−１
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (4)（−１００）面から［０１１］方向または［０−１
−１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (5)（０１０）面から［−１０１］方向または［１０−
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (6)（０−１０）面から［１０１］方向または［−１０
−１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (1)〜(6)はエピタキシャルウエハの基板の劈開面が偏位
方向に対して、垂直かつ平行になるため、ＬＥＤアレイ
の素子分離に有効である。劈開方向が基板面上で直角に
なる利点がある。特に偏位方向に垂直にＬＥＤアレイを
配置したチップの場合、プリントヘッドに配列する場合
の素子分離面が劈開で直角、かつウエハ面に垂直にとれ
る利点がある。また、下記の(7)〜(12)に比較してクロ
スハッチが気相成長で結晶欠陥が発生し難い利点もあ
る。偏位方向の誤差は±１０°以下であればよいが、劈
開面とＬＥＤアレイ配列の方向とのずれが少なくなるた
めにはできるだけ小さい方が良く、好ましくは±５°以
下、さらに好ましくは±１°以下である。
【００１２】または、単結晶基板は、具体的には下記に
示す群に含まれる面方位の内の１つの面方位を有する。
なお、下記６種の面は結晶学的に等価な面である。 (7)（００１）面から［１１０］方向または［−１−１
０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (8)（００−１）面から［１−１０］方向または［−１
１０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (9)（１００）面から［０１１］方向または［０−１−
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (10)（−１００）面から［０１−１］方向または［０−
１１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (11)（０１０）面から［１０１］方向または［−１０−
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (12)（０−１０）面から［１０−１］方向または［−１
０１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (7)〜(8)はエピタキシャルウエハの基板の劈開面が偏位
方向に対して、垂直かつ平行になるため、ＬＥＤアレイ
の素子分離に有効である。劈開方向が基板面上で直角に
なる利点がある。特に偏位方向に垂直にＬＥＤアレイを
配置したチップの場合、プリントヘッドに配列する場合
の素子分離面が劈開で直角、かつウエハ面に垂直にとれ
る利点がある。また、上記の(1)〜(6)に比較して光出力
が高くなる利点もある。偏位方向の誤差は±１０°以下
であればよいが、劈開面とＬＥＤアレイ配列の方向との
ずれが少なくなるためにはできるだけ小さい方が良く、
好ましくは±５°以下、さらに好ましくは±１°以下で
ある。
示す群に含まれる面方位の内の１つの面方位を有する。
なお、下記６種の面は結晶学的に等価な面である。 (7)（００１）面から［１１０］方向または［−１−１
０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (8)（００−１）面から［１−１０］方向または［−１
１０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (9)（１００）面から［０１１］方向または［０−１−
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (10)（−１００）面から［０１−１］方向または［０−
１１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (11)（０１０）面から［１０１］方向または［−１０−
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (12)（０−１０）面から［１０−１］方向または［−１
０１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (7)〜(8)はエピタキシャルウエハの基板の劈開面が偏位
方向に対して、垂直かつ平行になるため、ＬＥＤアレイ
の素子分離に有効である。劈開方向が基板面上で直角に
なる利点がある。特に偏位方向に垂直にＬＥＤアレイを
配置したチップの場合、プリントヘッドに配列する場合
の素子分離面が劈開で直角、かつウエハ面に垂直にとれ
る利点がある。また、上記の(1)〜(6)に比較して光出力
が高くなる利点もある。偏位方向の誤差は±１０°以下
であればよいが、劈開面とＬＥＤアレイ配列の方向との
ずれが少なくなるためにはできるだけ小さい方が良く、
好ましくは±５°以下、さらに好ましくは±１°以下で
ある。
【００１３】単結晶基板は、具体的には下記に示す群に
含まれる面方位の内の１つの面方位を有する。なお、下
記６種の面は結晶学的に等価な面である。 (13)（１００）面から［０１０］、［００１］、［０−
１０］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (14)（−１００）面から［０１０］、［００１］、［０
−１０］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (15)（０１０）面から［１００］、［−１００］、［０
０１］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (16)（０−１０）面から［１００］、［−１００］、
［００１］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位し
た面。 (17)（００１）面から［１００］、［−１００］、［０
１０］または［０−１０］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (18)（００−１）面から［１００］、［−１００］、
［０１０］または［０−１０］方向へ３〜３０゜偏位し
た面。(13)〜(18)はクロスハッチが最も細やかで、凹凸
の少ない表面が得られるため、ＬＥＤアレイの光出力の
均一性が最も優れる。劈開方向が基板面上で直角になら
ないが、一方の劈開方向をＬＥＤアレイの配列方向に垂
直または平行にすることでＬＥＤアレイの素子分離は容
易になる。さらに好ましくはＬＥＤアレイ方向に直角に
劈開方向の一方を配置することで、プリントヘッドに配
列する場合の素子分離面が劈開で直角にとれる利点があ
る。偏位方向の誤差は±２０°以下であればよいが、ク
ロスハッチが凹凸が大きくなるためできるだけ小さい方
が良く、好ましくは±１０°以下、さらに好ましくは±
５°以下である。
含まれる面方位の内の１つの面方位を有する。なお、下
記６種の面は結晶学的に等価な面である。 (13)（１００）面から［０１０］、［００１］、［０−
１０］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (14)（−１００）面から［０１０］、［００１］、［０
−１０］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (15)（０１０）面から［１００］、［−１００］、［０
０１］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (16)（０−１０）面から［１００］、［−１００］、
［００１］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位し
た面。 (17)（００１）面から［１００］、［−１００］、［０
１０］または［０−１０］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (18)（００−１）面から［１００］、［−１００］、
［０１０］または［０−１０］方向へ３〜３０゜偏位し
た面。(13)〜(18)はクロスハッチが最も細やかで、凹凸
の少ない表面が得られるため、ＬＥＤアレイの光出力の
均一性が最も優れる。劈開方向が基板面上で直角になら
ないが、一方の劈開方向をＬＥＤアレイの配列方向に垂
直または平行にすることでＬＥＤアレイの素子分離は容
易になる。さらに好ましくはＬＥＤアレイ方向に直角に
劈開方向の一方を配置することで、プリントヘッドに配
列する場合の素子分離面が劈開で直角にとれる利点があ
る。偏位方向の誤差は±２０°以下であればよいが、ク
ロスハッチが凹凸が大きくなるためできるだけ小さい方
が良く、好ましくは±１０°以下、さらに好ましくは±
５°以下である。
【００１４】上記(1)〜(18)の面において、偏位角度が
３°以上５°以下であれば、（１００）面に対して４回
対称の劈開面が直角に近く、かつ劈開面は垂直に近いた
め、ＬＥＤアレイ・チップにするための素子分離が容易
である。偏位角度が４°以上５°以下であれば、クロス
ハッチが更に細かくなるので好ましい。上記(1)〜(18)
の面において、偏位角度が５°を超え、１０°以下であ
れば、クロスハッチは細かく、凹凸が少なくる。上記
(1)〜(18)の面において、偏位角度が１０°を超え、２
０°以下であると、クロスハッチは非常に細かく、凹凸
が少なくなるのでＬＥＤアレイの光出力の均一性を大変
良くすることができる。さらに好ましくは、クロスハッ
チがより細かくなるので１１°以上２０°以下である。
上記(1)〜(18)の面において、偏位角度が２０°を超
え、３０°以下であると、クロスハッチは細かく、凹凸
が少なくなる。上記(1)〜(18)の面において、偏位角度
が３°未満ではクロスハッチは凹凸が大きく好ましくな
い。３０°を超えると、通常はＣＺ法ではインゴットは
（１００）面方向に成長させるため、斜めに結晶のイン
ゴットをスライスすることになり、加工ロスが増大して
コストが高くなってしまうので好ましくない。
３°以上５°以下であれば、（１００）面に対して４回
対称の劈開面が直角に近く、かつ劈開面は垂直に近いた
め、ＬＥＤアレイ・チップにするための素子分離が容易
である。偏位角度が４°以上５°以下であれば、クロス
ハッチが更に細かくなるので好ましい。上記(1)〜(18)
の面において、偏位角度が５°を超え、１０°以下であ
れば、クロスハッチは細かく、凹凸が少なくる。上記
(1)〜(18)の面において、偏位角度が１０°を超え、２
０°以下であると、クロスハッチは非常に細かく、凹凸
が少なくなるのでＬＥＤアレイの光出力の均一性を大変
良くすることができる。さらに好ましくは、クロスハッ
チがより細かくなるので１１°以上２０°以下である。
上記(1)〜(18)の面において、偏位角度が２０°を超
え、３０°以下であると、クロスハッチは細かく、凹凸
が少なくなる。上記(1)〜(18)の面において、偏位角度
が３°未満ではクロスハッチは凹凸が大きく好ましくな
い。３０°を超えると、通常はＣＺ法ではインゴットは
（１００）面方向に成長させるため、斜めに結晶のイン
ゴットをスライスすることになり、加工ロスが増大して
コストが高くなってしまうので好ましくない。
【００１５】りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤル層
は、上記単結晶から切り出した単結晶基板上にエピタキ
シヤル成長法、好ましくは気相エピタキシヤル成長法に
より成長させる。気相エピタキシヤル成長法によると、
肉眼でも見えるが、微分干渉顕微鏡観察であればさらに
明瞭に表面にクロスハッチが観察される。また、気相成
長法では、りん化ひ化ガリウムの混晶率、すなわち、式
ＧａＡｓ1-xＰxのｘ値（ただし、１＞ｘ＞０）の調整が
容易であるので好ましい。通常は必要とする発光波長を
得る一定の混晶率をもつ一定組成層１２と単結晶基板と
の間にそれらの間の格子不整合を緩和するためのグレー
ド組成層１１を基板との間に少なくとも成長させる。グ
レード組成層１１はなくとも可能であるが、一般にはグ
レード組成層１１を設けることで、一定組成層１２の結
晶の品質は飛躍的に向上し、ＬＥＤアレイの光出力を向
上させるために必要である。グレード組成層１１は中間
の組成をもつ層を有すればその組成変化様式は任意であ
る。一般には組成を連続的に変化させる。また一定組成
層はグレード組成層の後に少なくとも１μｍ以上、好ま
しくは５〜２５０μｍあればよい。グレード組成層と単
結晶基板の間にホモ層１３を成長すれば、グレード組成
層の品質が向上してさらに好ましい。
は、上記単結晶から切り出した単結晶基板上にエピタキ
シヤル成長法、好ましくは気相エピタキシヤル成長法に
より成長させる。気相エピタキシヤル成長法によると、
肉眼でも見えるが、微分干渉顕微鏡観察であればさらに
明瞭に表面にクロスハッチが観察される。また、気相成
長法では、りん化ひ化ガリウムの混晶率、すなわち、式
ＧａＡｓ1-xＰxのｘ値（ただし、１＞ｘ＞０）の調整が
容易であるので好ましい。通常は必要とする発光波長を
得る一定の混晶率をもつ一定組成層１２と単結晶基板と
の間にそれらの間の格子不整合を緩和するためのグレー
ド組成層１１を基板との間に少なくとも成長させる。グ
レード組成層１１はなくとも可能であるが、一般にはグ
レード組成層１１を設けることで、一定組成層１２の結
晶の品質は飛躍的に向上し、ＬＥＤアレイの光出力を向
上させるために必要である。グレード組成層１１は中間
の組成をもつ層を有すればその組成変化様式は任意であ
る。一般には組成を連続的に変化させる。また一定組成
層はグレード組成層の後に少なくとも１μｍ以上、好ま
しくは５〜２５０μｍあればよい。グレード組成層と単
結晶基板の間にホモ層１３を成長すれば、グレード組成
層の品質が向上してさらに好ましい。
【００１６】通常はこの一定組成層１２内には、キャリ
ア濃度が０．９５〜２０×１０17ｃｍ-3である層を少な
くとも１μｍ以上有することがＬＥＤアレイの光出力が
高いので好ましい。さらに好ましいキャリア濃度は１〜
８×１０17ｃｍ-3未満であり、１．２〜６×１０17ｃｍ
-3であれば最も高い光出力が得られる。キャリア濃度が
０．９５×１０17ｃｍ-3未満であると、ＬＥＤ・アレイ
の均一性が悪くなるので好ましくなく、２０×１０17ｃ
ｍ-3を超えると光出力の低下が著しく好ましくない。通
常はすべてのエピタキシャル層のｎ型ドーパントとして
ＳまたはＴｅをドープしている。なおエピタキシャル層
のキャリア濃度は一定組成層内以外はｎ型で０．１〜４
０×１０17ｃｍ-3のキャリア濃度であることが一般的で
ある。しかし、ＬＥＤアレイの構造によっては、必ずし
もドープする必要はない。ＬＥＤアレイのｐｎ接合はこ
のキャリア濃度の一定組成層１２内にｐ型ドーパント、
一般には亜鉛（Ｚｎ）を選択拡散することで形成され
る。また気相成長法によって、上記ｎ型のキャリア濃度
の層に隣接してｐ型層を形成した後でデバイス加工をす
ることでも得られる。気相成長の場合、同じ気相成長工
程で連続で成長させることが好ましい。
ア濃度が０．９５〜２０×１０17ｃｍ-3である層を少な
くとも１μｍ以上有することがＬＥＤアレイの光出力が
高いので好ましい。さらに好ましいキャリア濃度は１〜
８×１０17ｃｍ-3未満であり、１．２〜６×１０17ｃｍ
-3であれば最も高い光出力が得られる。キャリア濃度が
０．９５×１０17ｃｍ-3未満であると、ＬＥＤ・アレイ
の均一性が悪くなるので好ましくなく、２０×１０17ｃ
ｍ-3を超えると光出力の低下が著しく好ましくない。通
常はすべてのエピタキシャル層のｎ型ドーパントとして
ＳまたはＴｅをドープしている。なおエピタキシャル層
のキャリア濃度は一定組成層内以外はｎ型で０．１〜４
０×１０17ｃｍ-3のキャリア濃度であることが一般的で
ある。しかし、ＬＥＤアレイの構造によっては、必ずし
もドープする必要はない。ＬＥＤアレイのｐｎ接合はこ
のキャリア濃度の一定組成層１２内にｐ型ドーパント、
一般には亜鉛（Ｚｎ）を選択拡散することで形成され
る。また気相成長法によって、上記ｎ型のキャリア濃度
の層に隣接してｐ型層を形成した後でデバイス加工をす
ることでも得られる。気相成長の場合、同じ気相成長工
程で連続で成長させることが好ましい。
【００１７】クロスハッチが細かく、凹凸は少ないため
ＬＥＤアレイを同じエピタキシャルウエハ上に形成した
場合、ＬＥＤの光出力の均一性の向上が達せられる。通
常は上記のキャリア濃度の一定組成層中に選択拡散でＺ
ｎを拡散することでＬＥＤアレイが形成される。本発明
のエピタキシャルウエハで製造した発光ダイオード・ア
レイにおいては、該発光ダイオード・アレイの配列方向
に垂直または平行である劈開面を少なくとも有すること
で、劈開で素子分離をした場合には、プリントヘッドに
配列したときにＬＥＤアレイチップの接続部が密着し易
くなり、プリントヘッドの組立には有利である。ＬＥＤ
ダイオード・アレイにおいて発光部のｐｎ接合を形成す
る一方のｎ型の層は、本発明のキャリア濃度が０．９５
〜２０×１０17ｃｍ-3であるＧａＡｓ1- xＰx（０＜ｘ≦
０．４５）混晶エピタキシャル層とすることがＬＥＤア
レイの高い光出力にを得るために必要である。なお、上
記のエピタキシャル層の混晶率は感光体の感度特性に合
わせて決定されるが、発光波長が７８０ｎｍ、７４０ｎ
ｍ、６６０ｎｍに対して、それぞれｘ＝０．１、０．
２、０．４が選択される。りん化ひ化ガリウム混晶エピ
タキシヤル層は気相成長法が好まししい。厚いエピタキ
シャル層を得る成長法としてはハロゲン原料を使用した
気相成長法が好ましい。さらに好ましくはハロゲン輸送
法として知られる、量産性に優れるハイドライド法や高
純度の結晶が得られるクロライド法など従来知られてい
る方法を使用して差支えない。
ＬＥＤアレイを同じエピタキシャルウエハ上に形成した
場合、ＬＥＤの光出力の均一性の向上が達せられる。通
常は上記のキャリア濃度の一定組成層中に選択拡散でＺ
ｎを拡散することでＬＥＤアレイが形成される。本発明
のエピタキシャルウエハで製造した発光ダイオード・ア
レイにおいては、該発光ダイオード・アレイの配列方向
に垂直または平行である劈開面を少なくとも有すること
で、劈開で素子分離をした場合には、プリントヘッドに
配列したときにＬＥＤアレイチップの接続部が密着し易
くなり、プリントヘッドの組立には有利である。ＬＥＤ
ダイオード・アレイにおいて発光部のｐｎ接合を形成す
る一方のｎ型の層は、本発明のキャリア濃度が０．９５
〜２０×１０17ｃｍ-3であるＧａＡｓ1- xＰx（０＜ｘ≦
０．４５）混晶エピタキシャル層とすることがＬＥＤア
レイの高い光出力にを得るために必要である。なお、上
記のエピタキシャル層の混晶率は感光体の感度特性に合
わせて決定されるが、発光波長が７８０ｎｍ、７４０ｎ
ｍ、６６０ｎｍに対して、それぞれｘ＝０．１、０．
２、０．４が選択される。りん化ひ化ガリウム混晶エピ
タキシヤル層は気相成長法が好まししい。厚いエピタキ
シャル層を得る成長法としてはハロゲン原料を使用した
気相成長法が好ましい。さらに好ましくはハロゲン輸送
法として知られる、量産性に優れるハイドライド法や高
純度の結晶が得られるクロライド法など従来知られてい
る方法を使用して差支えない。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
さらに具体的に説明する。 実施例１ ＧａＡｓ単結晶基板はｎ型不純物としてシリコン（Ｓ
ｉ）が１〜２０×１０17原子個／cm3 添加され、機械−
化学的研磨処理された３６０μｍの厚さで、直径５０ｍ
ｍの円形基板を用いた。ＧａＡｓ単結晶基板の結晶学的
面方位は（００１）面より［０１１］方向に２°、５
°、１５°偏位した面の３種類を用意した。石英エピタ
キシヤルリアクター内の所定の場所にそれぞれ前記研磨
済みのＧａＡｓ単結晶基板及び高純度Ｇａ入り石英ボー
トをセットした。エピタキシヤルリアクター内に窒素
（Ｎ2）を導入し、空気を充分置換除去し、次に、キャ
リアガスとしての高純度水素ガス（Ｈ2 ）を導入し、Ｎ
2の流れを止め昇温工程に入った。前記Ｇａ入り石英ボ
ートセット領域及びＧａＡｓ単結晶基板セット領域の温
度がそれぞれ８００℃及び７５０℃に保持されているこ
とを確認後、以下の如くＧａＡｓ0.8Ｐ0.2 エピタキシ
ヤル層の気相成長を開始した。
さらに具体的に説明する。 実施例１ ＧａＡｓ単結晶基板はｎ型不純物としてシリコン（Ｓ
ｉ）が１〜２０×１０17原子個／cm3 添加され、機械−
化学的研磨処理された３６０μｍの厚さで、直径５０ｍ
ｍの円形基板を用いた。ＧａＡｓ単結晶基板の結晶学的
面方位は（００１）面より［０１１］方向に２°、５
°、１５°偏位した面の３種類を用意した。石英エピタ
キシヤルリアクター内の所定の場所にそれぞれ前記研磨
済みのＧａＡｓ単結晶基板及び高純度Ｇａ入り石英ボー
トをセットした。エピタキシヤルリアクター内に窒素
（Ｎ2）を導入し、空気を充分置換除去し、次に、キャ
リアガスとしての高純度水素ガス（Ｈ2 ）を導入し、Ｎ
2の流れを止め昇温工程に入った。前記Ｇａ入り石英ボ
ートセット領域及びＧａＡｓ単結晶基板セット領域の温
度がそれぞれ８００℃及び７５０℃に保持されているこ
とを確認後、以下の如くＧａＡｓ0.8Ｐ0.2 エピタキシ
ヤル層の気相成長を開始した。
【００１９】所定のキャリア濃度を得るため、Ｈ2 ガス
で希釈したジエチルテルル（（Ｃ2Ｈ5 ）2 Ｔｅ）ガス
の所定量を導入した。同時に、エピタキシヤル層形成用
第III ｂ族成分気体としてＨＣｌを石英ボート中のＧａ
に導入し、Ｇａと反応させることによりＧａＣｌを生成
させ、他方エピタキシヤル層形成用第Ｖｂ族成分気体と
して、Ｈ2 で希釈した濃度１０％のひ化水素を所定量導
入した。基板と同一組成であるＧａＡｓホモ層を約５μ
ｍ以上成長させた後、エピタキシヤル層形成用Ｖ族成分
気体であるＨ2 で希釈された濃度１０％のりん化水素
（ＰＨ3)の流量を所定の組成ｘ＝０．２になるまで徐々
に増加させて、グレード組成層を２５μｍ成長させた。
その後はＰＨ3の導入量を一定にして、組成ｘ＝０．２
なる一定組成層を３０μｍ成長させた。また、ｎ型ドー
パントであるジエチルテルル（ＤＥＴｅ）の供給量を変
化させてキャリア濃度を変化させたエピタキシャルウエ
ハを前記と同様にして成長させた。
で希釈したジエチルテルル（（Ｃ2Ｈ5 ）2 Ｔｅ）ガス
の所定量を導入した。同時に、エピタキシヤル層形成用
第III ｂ族成分気体としてＨＣｌを石英ボート中のＧａ
に導入し、Ｇａと反応させることによりＧａＣｌを生成
させ、他方エピタキシヤル層形成用第Ｖｂ族成分気体と
して、Ｈ2 で希釈した濃度１０％のひ化水素を所定量導
入した。基板と同一組成であるＧａＡｓホモ層を約５μ
ｍ以上成長させた後、エピタキシヤル層形成用Ｖ族成分
気体であるＨ2 で希釈された濃度１０％のりん化水素
（ＰＨ3)の流量を所定の組成ｘ＝０．２になるまで徐々
に増加させて、グレード組成層を２５μｍ成長させた。
その後はＰＨ3の導入量を一定にして、組成ｘ＝０．２
なる一定組成層を３０μｍ成長させた。また、ｎ型ドー
パントであるジエチルテルル（ＤＥＴｅ）の供給量を変
化させてキャリア濃度を変化させたエピタキシャルウエ
ハを前記と同様にして成長させた。
【００２０】エピタキシヤルウエハの表面を顕微鏡によ
り観察すると図３のようにクロスハッチは５°偏位する
とクロスハッチが細かく、凹凸が少なくなる。図４のよ
うにクロスハッチは１５°偏位するとクロスハッチが非
常に細かく、凹凸が少なくなる。特に偏位角度が大きく
なると、クロスハッチは偏位方向によらずに細かく、凹
凸がよくなる。さらに図５のように従来の２°偏位で
は、クロスハッチは著しく強くなる。キャリア濃度の変
化したエピタキシャルウエハで表面に亜鉛を拡散してｐ
型層を形成してＬＥＤを作製したところ、キャリア濃度
が１．２〜６×１０17ｃｍ-3で光出力は最大となった。
り観察すると図３のようにクロスハッチは５°偏位する
とクロスハッチが細かく、凹凸が少なくなる。図４のよ
うにクロスハッチは１５°偏位するとクロスハッチが非
常に細かく、凹凸が少なくなる。特に偏位角度が大きく
なると、クロスハッチは偏位方向によらずに細かく、凹
凸がよくなる。さらに図５のように従来の２°偏位で
は、クロスハッチは著しく強くなる。キャリア濃度の変
化したエピタキシャルウエハで表面に亜鉛を拡散してｐ
型層を形成してＬＥＤを作製したところ、キャリア濃度
が１．２〜６×１０17ｃｍ-3で光出力は最大となった。
【００２１】
【発明の効果】図３〜図５から明らかな様に、本発明の
りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハは、クロ
スハッチがきめ細やかで、凹凸の少ない形態をなす。本
発明のウエハを用いてＬＥＤアレイを製造すると、クロ
スハッチに起因する光出力むらが生じないのでアレイの
歩留まりが向上する。本発明のエピタキシャルウエハを
用いれば光出力の均一性に優れたＬＥＤアレイが製造で
きるので、ＬＥＤアレイを使用したプリントヘッドを使
用したプリンタが可能となり、カラー印刷、高解像度の
プリンタを提供することができる。
りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハは、クロ
スハッチがきめ細やかで、凹凸の少ない形態をなす。本
発明のウエハを用いてＬＥＤアレイを製造すると、クロ
スハッチに起因する光出力むらが生じないのでアレイの
歩留まりが向上する。本発明のエピタキシャルウエハを
用いれば光出力の均一性に優れたＬＥＤアレイが製造で
きるので、ＬＥＤアレイを使用したプリントヘッドを使
用したプリンタが可能となり、カラー印刷、高解像度の
プリンタを提供することができる。
【００２２】
【図１】本発明のエピタキシャルウエハの代表的な層構
成を示す説明図。
成を示す説明図。
【図２】閃亜鉛鉱型結晶の結晶学的面方位を示す図。
【図３】本発明に係るりん化ひ化ガリウム混晶エピタキ
シヤルウエハの一例の表面の結晶構造を表す顕微鏡写真
（倍率６２．５倍）。
シヤルウエハの一例の表面の結晶構造を表す顕微鏡写真
（倍率６２．５倍）。
【図４】本発明に係わるりん化ひ化ガリウム混晶エピタ
キシヤルウエハの一例の表面の結晶構造を表す顕微鏡写
真（倍率６２．５倍）。
キシヤルウエハの一例の表面の結晶構造を表す顕微鏡写
真（倍率６２．５倍）。
【図５】従来技術によるりん化ひ化ガリウム混晶エピタ
キシヤルウエハの表面の結晶構造を表す顕微鏡写真（倍
率６２．５倍）。
キシヤルウエハの表面の結晶構造を表す顕微鏡写真（倍
率６２．５倍）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G077 AA03 AB01 BE48 DB04 DB05 ED05 ED06 HA02 5F041 AA05 AA40 CA23 CA38 CA64 CB22 DB07 FF03 FF13 5F045 AA03 AB17 AC01 AC03 AC09 AC15 AD11 AF04 BB01 BB12 CA12
Claims (8)
- 【請求項１】 閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する周期律表
第III ｂ族元素及び第Ｖｂ族元素からなる化合物の単結
晶基板及び該基板上に形成されたりん化ひ化ガリウム混
晶エピタキシヤル層を含むりん化ひ化ガリウム混晶エピ
タキシヤルウエハにおいて、単結晶基板の表面の面方位
として、（１００）面から３〜３０°偏位した面に、キ
ャリア濃度が０．９５〜２０×１０17ｃｍ-3であるＧａ
Ａｓ1- xＰx（０＜ｘ≦０．４５）混晶エピタキシャル層
を有することを特徴とするエピタキシャルウエハ。 - 【請求項２】 単結晶基板は、下記に示す群に含まれる
面方位の内の１つの面方位を有することを特徴とする請
求項１記載のエピタキシヤルウエハ。 (1)（００１）面から［−１１０］方向または［１−１
０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (2)（００−１）面から［１１０］方向または［−１−
１０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (3)（１００）面から［０１−１］方向または［０−１
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (4)（−１００）面から［０１１］方向または［０−１
−１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (5)（０１０）面から［−１０１］方向または［１０−
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (6)（０−１０）面から［１０１］方向または［−１０
−１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 - 【請求項３】 単結晶基板は、下記に示す群に含まれる
面方位の内の１つの面方位を有することを特徴とする請
求項１記載のエピタキシヤルウエハ。 (7)（００１）面から［１１０］方向または［−１−１
０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (8)（００−１）面から［１−１０］方向または［−１
１０］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (9)（１００）面から［０１１］方向または［０−１−
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (10)（−１００）面から［０１−１］方向または［０−
１１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (11)（０１０）面から［１０１］方向または［−１０−
１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 (12)（０−１０）面から［１０−１］方向または［−１
０１］方向へ、偏位角度３〜３０°偏位した面。 - 【請求項４】 単結晶基板は、下記に示す群に含まれる
面方位の内の１つの面方位を有することを特徴とする請
求項１記載のエピタキシヤルウエハ。 (13)（１００）面から［０１０］、［００１］、［０−
１０］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (14)（−１００）面から［０１０］、［００１］、［０
−１０］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (15)（０１０）面から［１００］、［−１００］、［０
０１］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (16)（０−１０）面から［１００］、［−１００］、
［００１］または［００−１］方向へ３〜３０゜偏位し
た面。 (17)（００１）面から［１００］、［−１００］、［０
１０］または［０−１０］方向へ３〜３０゜偏位した
面。 (18)（００−１）面から［１００］、［−１００］、
［０１０］または［０−１０］方向へ３〜３０゜偏位し
た面。 - 【請求項５】 閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する周期律表
第III ｂ族元素及び第Ｖｂ族元素からなる化合物がひ化
ガリウムであり、かつ、偏位角度が３°以上５°以下で
あることを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載のエ
ピタキシヤルウエハ。 - 【請求項６】 閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する周期律表
第III ｂ族元素及び第Ｖｂ族元素からなる化合物がひ化
ガリウムであり、かつ、偏位角度が５°を超え、１０°
以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか記
載のエピタキシヤルウエハ。 - 【請求項７】 閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する周期律表
第III ｂ族元素及び第Ｖｂ族元素からなる化合物がひ化
ガリウムであり、かつ、偏位角度が１０°を超え、２０
°以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか
記載のエピタキシヤルウエハ。 - 【請求項８】 請求項１乃至７の何れか記載のエピタキ
シャルウエハで製造した発光ダイオード・アレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000045515A JP2001233698A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000045515A JP2001233698A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエハ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001233698A true JP2001233698A (ja) | 2001-08-28 |
Family
ID=18568087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000045515A Pending JP2001233698A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001233698A (ja) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-02-23 JP JP2000045515A patent/JP2001233698A/ja active Pending
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