JP2002043615A - Led array - Google Patents

Led array

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JP2002043615A
JP2002043615A JP2000223790A JP2000223790A JP2002043615A JP 2002043615 A JP2002043615 A JP 2002043615A JP 2000223790 A JP2000223790 A JP 2000223790A JP 2000223790 A JP2000223790 A JP 2000223790A JP 2002043615 A JP2002043615 A JP 2002043615A
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JP
Japan
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layer
ohmic contact
semiconductor layer
substrate
conductivity type
Prior art date
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Application number
JP2000223790A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Fujimoto
和良 藤本
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance productivity and to reduce a manufacturing cost by reducing a film thickness as a whole, shortening a film growing time, and decreasing a consumption of a raw material. SOLUTION: A buffer layer 2 and a one-conductivity type semiconductor layer 3 (an ohmic contact layer 3a, a single layer stressed layer or a stressed superlattice layer 3a and a clad layer (electron injected layer) 3c) are sequentially laminated on a substrate 1. A heat cycle for reducing a dislocation density is conducted during formation or after formation of the layer 3a, and thereby at least a part of the layer region of the layer 3a is subjected to a heat cycle treatment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は基板上に一導電型半
導体層と逆導電型半導体層とを順次積層してなる島状の
半導体層を複数個配列し、特にページプリンタ用感光ド
ラムの露光用光源などに好適なLEDアレイに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of arranging a plurality of island-shaped semiconductor layers formed by sequentially laminating a semiconductor layer of one conductivity type and a semiconductor layer of the opposite conductivity type on a substrate. The present invention relates to an LED array suitable for a light source and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のLEDアレイを図3および図4に
示す。図3はその断面図、図4はその平面図である。
2. Description of the Related Art A conventional LED array is shown in FIGS. FIG. 3 is a sectional view, and FIG. 4 is a plan view.

【0003】21は単結晶半導体や単結晶絶縁体などか
ら成る基板であり、この基板21の上にバッファ層22
と一導電型半導体層23と逆導電型半導体層24とをM
OCVD法などで順次積層した構成であり、このような
島状の半導体層を複数個配列したものである。
[0003] Reference numeral 21 denotes a substrate made of a single crystal semiconductor, a single crystal insulator, or the like.
And the one conductivity type semiconductor layer 23 and the opposite conductivity type semiconductor layer 24
It has a configuration in which layers are sequentially stacked by an OCVD method or the like, and a plurality of such island-shaped semiconductor layers are arranged.

【0004】上記バッファ層22は転位低減のためのも
のであり、第一のバッファ層22aと、歪み超格子層ま
たは単層歪み層22bからなる。このバッファ層22を
成膜した後、一導電型半導体層23と逆導電型半導体層
24を成膜する。一導電型半導体層23は第一のオーミ
ックコンタクト層23aと第一のクラッド層23bから
なり、逆導電型半導体層24は発光層24a、第二のク
ラッド層24b、および第二のオーミックコンタクト層
24cからなる。
[0004] The buffer layer 22 is for reducing dislocations and comprises a first buffer layer 22a and a strained superlattice layer or a single-layer strained layer 22b. After forming the buffer layer 22, a one-conductivity-type semiconductor layer 23 and a reverse-conductivity-type semiconductor layer 24 are formed. The one conductivity type semiconductor layer 23 includes a first ohmic contact layer 23a and a first cladding layer 23b, and the opposite conductivity type semiconductor layer 24 includes a light emitting layer 24a, a second cladding layer 24b, and a second ohmic contact layer 24c. Consists of

【0005】この第一のオーミックコンタクト層23a
の露出部に共通電極26を接続させ、第二のオーミック
コンタクト層24cに個別電極25を接続させている。
The first ohmic contact layer 23a
Is connected to the common electrode 26, and the individual electrode 25 is connected to the second ohmic contact layer 24c.

【0006】27aおよび27bは窒化シリコン膜など
から成る保護膜であり、このような島状の半導体層がL
EDチップとして複数並べることで、LEDアレイを形
成する。
Reference numerals 27a and 27b denote protective films made of a silicon nitride film or the like.
By arranging a plurality of ED chips, an LED array is formed.

【0007】以上の通り、基板21上にバッファ層22
を形成しているが、仮に、バッファ層22を設けない場
合には、基板21上にそれとは異なる材料でもって半導
体層を成膜することになり、これによって両者の格子定
数や熱膨張係数の違いに起因して、半導体層中に転位が
生じる。したがって、基板21と半導体層との間にバッ
ファ層22を設けることで、転位密度を小さくしてい
る。
As described above, the buffer layer 22 is formed on the substrate 21.
However, if the buffer layer 22 is not provided, a semiconductor layer is formed on the substrate 21 using a different material from the semiconductor layer. Dislocations occur in the semiconductor layer due to the difference. Therefore, the dislocation density is reduced by providing the buffer layer 22 between the substrate 21 and the semiconductor layer.

【0008】バッファ層22でもって転位密度を下げる
手法として、2ステップ成長、熱サイクル、歪み超格
子、格子定数の異なる単層ひずみ層の挿入などが提案さ
れている(特開平8−330234号参照)。
As a method for lowering the dislocation density with the buffer layer 22, two-step growth, thermal cycling, strained superlattices, insertion of a single-layer strained layer having a different lattice constant, and the like have been proposed (see JP-A-8-330234). ).

【0009】図5はSi基板上にGaAsバッファー層
22を成膜する際の温度プロファイルの例を示す。
FIG. 5 shows an example of a temperature profile when a GaAs buffer layer 22 is formed on a Si substrate.

【0010】横軸は加熱サイクルに要する時間であり、
縦軸はその加熱温度である。
[0010] The horizontal axis is the time required for the heating cycle,
The vertical axis is the heating temperature.

【0011】基板21を水素雰囲気中で800〜100
0℃で前処理し、400〜500℃の低温で数百Å程度
のアモルファス層を成膜した後、通常の単結晶膜成長温
度でバッファー層を成膜する(このような2段階の成膜
工程を2ステップ成長と呼ぶ)。そして、一旦成膜を中
断して、昇温と降温を繰り返す熱サイクルを行なって転
位密度を下げ、さらに歪み超格子または単層歪み層を成
膜する。
The substrate 21 is placed in a hydrogen atmosphere at 800 to 100
After pretreating at 0 ° C. and forming an amorphous layer of about several hundreds of degrees at a low temperature of 400 to 500 ° C., a buffer layer is formed at a normal single crystal film growth temperature (such a two-stage film forming). The process is called two-step growth). Then, the film formation is temporarily interrupted, and a thermal cycle in which the temperature is raised and lowered is repeated to lower the dislocation density, and further, a strained superlattice or a single-layer strained layer is formed.

【0012】このような熱サイクルを行ったり、さらに
かかる歪み層を形成したことで、図6に示されるよう
に、バッファ層の膜厚が大きいほど転位低減効果が顕著
にある。同図において、横軸はバッファ層の膜厚であ
り、縦軸は転位密度を示す。
By performing such a thermal cycle or forming such a strained layer, as shown in FIG. 6, the dislocation reduction effect becomes more remarkable as the thickness of the buffer layer becomes larger. In the figure, the horizontal axis indicates the thickness of the buffer layer, and the vertical axis indicates the dislocation density.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2ステ
ップ成長によりバッファー層を成膜し、転位低減を効果
的にしたが、その反面、バッファー層の膜厚が大きくな
ると、これに伴って成膜時間が長く、原材料消費が大き
くなり、その結果、生産性が低下し、製造コストが上が
るという課題がある。
However, a buffer layer is formed by two-step growth to effectively reduce dislocations. On the other hand, when the thickness of the buffer layer increases, the film forming time increases. However, there is a problem that the raw material consumption is increased, and as a result, the productivity is reduced and the production cost is increased.

【0014】本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努
めた結果、基板上に、この基板とは異なる材料でもっ
て、島状の半導体層を一導電型半導体層と逆導電型半導
体層を積層することで複数個に並べ、さらに一導電型半
導体層の一部を露出させて個別電極と共通電極をいずれ
も基板表面に配置したLEDアレイにおいて、転位密度
低減のための熱サイクルをオーミックコンタクト層の成
膜中に行い、同じく転位低減のための歪み超格子または
単層歪み層の成膜をオーミックコンタクト層成膜後に行
なうことで、転位密度を維持したままバッファ層の膜厚
を低減させ、生産性を向上させることができることを見
出した。
The inventor of the present invention has made intensive studies in view of the above circumstances. As a result, an island-shaped semiconductor layer is formed on a substrate by using a material different from that of this substrate. In an LED array in which a plurality of layers are arranged by laminating, and furthermore, a part of one conductive semiconductor layer is exposed and individual electrodes and a common electrode are both arranged on the substrate surface, a thermal cycle for reducing dislocation density is performed by ohmic contact. The film thickness of the buffer layer is reduced while maintaining the dislocation density by performing the same during the formation of the layer and also after forming the ohmic contact layer to form the distorted superlattice or the single-layer strained layer for dislocation reduction. And that productivity can be improved.

【0015】本発明は上記知見により完成されたもので
あり、その目的は生産性を向上させることで、製造コス
トを下げ、これによって、低コストのLEDアレイを提
供することにある。
The present invention has been accomplished based on the above findings, and an object of the present invention is to provide a low-cost LED array by improving the productivity and reducing the manufacturing cost.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明のLEDアレイで
は、基板上に、この基板の構成材とは異なる材料でもっ
てバッファ層と一導電型半導体層と逆導電型半導体層と
を順次積層してなる島状の半導体層を複数個配列し、個
々の一導電型半導体層の一部を露出させて個別電極と共
通電極とを設けた構造であって、前記一導電型半導体層
はオーミックコンタクト層、単層歪み層もしくは歪み超
格子層およびクラッド層とを順次積層して成り、このオ
ーミックコンタクト層の少なくとも一部の層領域が熱サ
イクル処理を施してなることを特徴とする。
In the LED array of the present invention, a buffer layer, a one-conductivity-type semiconductor layer, and a reverse-conductivity-type semiconductor layer are sequentially laminated on a substrate by using a material different from that of the substrate. A plurality of island-shaped semiconductor layers are arranged, and a part of each one-conductivity-type semiconductor layer is exposed to provide an individual electrode and a common electrode. A layer, a single-layer strained layer or strained superlattice layer, and a clad layer are sequentially laminated, and at least a part of the ohmic contact layer is subjected to a thermal cycle treatment.

【作用】本発明のLEDアレイによれば、基板上に、た
とえば2ステップ成長にてバッファ層を成膜し、そし
て、一導電型半導体層のオーミックコンタクト層を成膜
するが、そのオーミックコンタクト層の成膜中に一旦成
膜を中断して、昇温と高温を繰り返す熱サイクルを行な
って転位密度を下げ、これによってオーミックコンタク
ト層の少なくとも一部の層領域に対し熱サイクル処理を
施し、その後、コンタクト層の成膜を続行する。そし
て、歪み超格子または単層歪み層を成膜する。しかる
後、一導電型半導体層のクラッド層と逆導電型半導体層
を成膜する。
According to the LED array of the present invention, a buffer layer is formed on a substrate by, for example, two-step growth, and an ohmic contact layer of a semiconductor layer of one conductivity type is formed. During the film formation, the film formation is temporarily interrupted, and a thermal cycle of repeating a temperature rise and a high temperature is performed to lower the dislocation density, thereby performing a heat cycle process on at least a part of the ohmic contact layer, Then, the formation of the contact layer is continued. Then, a strained superlattice or a single-layer strained layer is formed. Thereafter, a cladding layer of the semiconductor layer of one conductivity type and a semiconductor layer of the opposite conductivity type are formed.

【0017】このような層構成にしたことで、バッファ
層の膜厚を従来と同じ程度に小さくしても、その上のオ
ーミックコンタクト層に対し熱サイクル処理を施したこ
とで、転位密度の小さい半導体層が得られ、その結果、
全体としての膜厚を小さくでき、これに伴って従来に比
べ、成膜時間が短くなり、原材料の消費が少なくなり、
その結果、生産性が向上し、製造コストが下がるという
ものである。
With such a layer structure, even if the thickness of the buffer layer is reduced to the same extent as the conventional one, the thermal cycling process is performed on the ohmic contact layer thereon, so that the dislocation density is small. A semiconductor layer is obtained, and as a result,
As a whole, the film thickness can be reduced, and as a result, the film formation time is shortened and the consumption of raw materials is reduced,
As a result, productivity is improved and manufacturing costs are reduced.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図1と図2は本発明に係るLEDアレ
イの一実施形態を示し、図1はその断面図、図2はその
平面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show an embodiment of an LED array according to the present invention. FIG. 1 is a sectional view thereof, and FIG. 2 is a plan view thereof.

【0019】図1において、1は基板、2はバッファー
層、3は一導電型半導体層、4は逆導電型半導体層、5
は個別電極、6は絶縁膜である。
In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is a buffer layer, 3 is a semiconductor layer of one conductivity type, 4 is a semiconductor layer of opposite conductivity type, and 5
Is an individual electrode, and 6 is an insulating film.

【0020】基板1はシリコン(Si)などの単結晶半
導体基板やサファイア(Al23)などの単結晶絶縁
基板から成る。シリコンの場合、(100)面を<01
1>方向に2〜7°オフさせた基板などが好適に用いら
れる。サファイアの場合、C面基板が好適に用いられ
る。
The substrate 1 comprises a single crystal semiconductor substrate such as silicon (Si) or a single crystal insulating substrate such as sapphire (Al 2 O 3 ). In the case of silicon, the (100) plane is <01
A substrate or the like turned off by 2 to 7 ° in the 1> direction is preferably used. In the case of sapphire, a C-plane substrate is preferably used.

【0021】バッファ層2は2ステップ成長等を用いて
アルミニウムガリウム砒素などで1〜4μm程度の厚み
に形成される。
The buffer layer 2 is formed to a thickness of about 1 to 4 μm using aluminum gallium arsenide or the like by using two-step growth or the like.

【0022】このバッファ層2は基板1と半導体層との
格子定数の不整合に基づくミスフィット転位を防止する
ために設けるものであり、特に半導体不純物を含有させ
ないでもよい。
The buffer layer 2 is provided to prevent misfit dislocation due to mismatch of the lattice constant between the substrate 1 and the semiconductor layer, and may not particularly contain semiconductor impurities.

【0023】一導電型半導体層3は、オーミックコンタ
クト層3a、単層歪み層または歪み超格子層3b、クラ
ッド層(電子の注入層)3cで構成される。
The one-conductivity-type semiconductor layer 3 comprises an ohmic contact layer 3a, a single-layer strained or strained superlattice layer 3b, and a cladding layer (electron injection layer) 3c.

【0024】オーミックコンタクト層3a、クラッド3
cはそれぞれ0.1〜1.0μm程度の厚みに形成さ
れ、単層歪み層または歪み超格子層3bは0.01〜
0.5μm程度の厚みに形成される。
Ohmic contact layer 3a, clad 3
c is formed to a thickness of about 0.1 to 1.0 μm, and the single-layer strained layer or strained superlattice layer 3b is formed to a thickness of 0.01 to 1.0 μm.
It is formed to a thickness of about 0.5 μm.

【0025】これら各オーミックコンタクト層3a、単
層歪み層または歪み超格子層3b、クラッド層3cは、
それぞれガリウム砒素、インジウムガリウム砒素、アル
ミニウムガリウム砒素などで形成され、シリコンなどの
一導電型半導体不純物を1×1016〜101 8atoms
/cm3 程度含有する。
Each of the ohmic contact layer 3a, the single-layer strained layer or strained superlattice layer 3b, and the clad layer 3c
Each gallium arsenide, indium gallium arsenide, are formed like an aluminum gallium arsenide, 1 × 10 16 ~10 1 8 atoms of one conductivity type semiconductor impurity such as silicon
/ Cm 3 .

【0026】上記のようにインジウムガリウム砒素でも
って成す単層歪み層または歪み超格子層3bのIn組成
は、その比率を0.05〜0.3程度にするとよい。ま
た、クラッド層3cについては、そのAl組成の比率を
0.2〜0.5程度にするとよい。
As described above, the ratio of the In composition of the single-layer strained layer or strained superlattice layer 3b made of indium gallium arsenide is preferably about 0.05 to 0.3. In the cladding layer 3c, the Al composition ratio is preferably set to about 0.2 to 0.5.

【0027】そして、本発明においては、転位密度低減
のための熱サイクルは、オーミックコンタクト層3aの
成膜中または成膜後に行い、これによってオーミックコ
ンタクト層3aの少なくとも一部の層領域に熱サイクル
処理を施している。
In the present invention, the thermal cycle for reducing the dislocation density is performed during or after the formation of the ohmic contact layer 3a, whereby the thermal cycle is performed on at least a part of the ohmic contact layer 3a. Has been treated.

【0028】この熱サイクル処理は、基板材料と成長し
た膜との間の熱膨張係数差を利用し、昇温と降温を繰り
返すことで、膜に応力を加えて、格子不整合に起因する
貫通転位を曲げ、発光層における転位密度を低減する目
的で行なうものであり、図5に示すように、2ステップ
成長の後に行う昇温と降温を繰り返す熱サイクルでよい
が、特に、このような熱サイクルに限定されるものでは
ない。
This thermal cycling process utilizes the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate material and the grown film, and repeatedly raises and lowers the temperature, thereby applying stress to the film and causing penetration due to lattice mismatch. This is performed for the purpose of bending dislocations and reducing the dislocation density in the light emitting layer. As shown in FIG. 5, a thermal cycle in which the temperature is raised and lowered repeatedly after the two-step growth may be used. It is not limited to a cycle.

【0029】単層歪み層または歪み超格子層3bも格子
定数の異なる層を挿入することにより、膜に応力を与
え、層界面で転位を曲げて発光層に到達する貫通転位を
低減するものである。
The single-layer strained layer or strained superlattice layer 3b also inserts a layer having a different lattice constant to apply stress to the film and reduce threading dislocations reaching the light emitting layer by bending dislocations at the layer interface. is there.

【0030】逆導電型半導体層4は、発光層4a、第2
のクラッド層4bおよび第2のオーミックコンタクト層
4cで構成される。
The opposite conductivity type semiconductor layer 4 includes the light emitting layer 4a, the second
And a second ohmic contact layer 4c.

【0031】発光層4aと第2のクラッド層4bは0.
1〜1.0μm程度の厚みに形成され、オーミックコン
タクト層4cは0.01〜0.1μm程度の厚みに形成
される。
The light emitting layer 4a and the second cladding layer 4b have a thickness of 0.1 mm.
The ohmic contact layer 4c is formed to a thickness of about 0.01 to 0.1 μm.

【0032】第2のオーミックコンタクト層4cはガリ
ウム砒素などから成る。また、発光層3aと第2のクラ
ッド層3bは、電子の閉じ込め効果と光の取り出し効果
を考慮してアルミニウム砒素(AlAs)とガリウム砒
素(GaAs)との混晶比を違えるとよい。
The second ohmic contact layer 4c is made of gallium arsenide or the like. The light emitting layer 3a and the second cladding layer 3b preferably have different mixed crystal ratios of aluminum arsenide (AlAs) and gallium arsenide (GaAs) in consideration of an electron confinement effect and a light extraction effect.

【0033】発光層3aと第2のクラッド層3bは亜鉛
(Zn)などの逆導電型半導体不純物を1×1016〜1
18atoms/cm3 程度含有し、第2のオーミック
コンタクト層3cは亜鉛などの逆導電型半導体不純物を
1×1019〜1020atoms/cm3 程度含有すると
よい。
The light emitting layer 3a and the second cladding layer 3b contain opposite conductivity type semiconductor impurities such as zinc (Zn) in an amount of 1 × 10 16 to 1 × 10 16.
0 18 contained about atoms / cm 3, the second ohmic contact layer 3c is may contain about 1 × 10 19 ~10 20 atoms / cm 3 the opposite conductivity type semiconductor impurity such as zinc.

【0034】絶縁膜7a、7bは窒化シリコンなどから
成り、厚み2000〜5000Å程度に形成される。ま
た、個別電極5と共通電極6は金/クロム(Au/Au
Ge/Cr)などから成り、厚み1μm程度に形成され
る。
The insulating films 7a and 7b are made of silicon nitride or the like and have a thickness of about 2000 to 5000 °. The individual electrode 5 and the common electrode 6 are made of gold / chrome (Au / Au).
Ge / Cr) or the like, and is formed to a thickness of about 1 μm.

【0035】本発明のLEDアレイにおいては、図2に
示すように、一導電型半導体層2と逆導電型半導体層3
から成る島状半導体層を基板1上に一列状に並べて、個
別電極5と共通電極6との間に電流を流して、各発光ダ
イオードを選択的に発光させることで、ページプリンタ
用感光ドラムの露光用光源として用いられる。
In the LED array of the present invention, as shown in FIG.
Are arranged in a line on the substrate 1 and a current is passed between the individual electrode 5 and the common electrode 6 to selectively emit light from each of the light emitting diodes. Used as a light source for exposure.

【0036】次に、上述のようなLEDアレイの製造方
法を説明する。まず、単結晶基板1上に、バッファ層
2、一導電型半導体層3、逆導電型半導体層4をMOC
VD法などで順次積層して形成する。
Next, a method for manufacturing the above-described LED array will be described. First, a buffer layer 2, one conductivity type semiconductor layer 3, and a reverse conductivity type semiconductor layer 4 are formed on a single crystal substrate 1 by MOC.
It is formed by sequentially laminating by a VD method or the like.

【0037】これらの半導体層2、3、4を形成する場
合、基板温度をまず300〜500℃に設定して200
〜2000Åの厚みにアモルファス状のガリウム砒素膜
を形成した後、基板温度を600〜800℃に上げて所
望厚みの半導体層2、3、4を形成する。
When these semiconductor layers 2, 3, and 4 are formed, the substrate temperature is first set to 300 to 500 ° C.
After forming an amorphous gallium arsenide film to a thickness of about 2000 °, the substrate temperature is raised to 600 to 800 ° C. to form semiconductor layers 2, 3, and 4 having a desired thickness.

【0038】この場合、原料ガスとしてはTMG((C
33 Ga)、アルシン(AsH 3 )、TMA((C
33 Al)、TMI((CH33 In)などが用
いられ、導電型を制御するためのガスとしては、シラン
(SiH4 )、セレン化水素(H2 Se)、DMZ
((CH33 Zn)などが用いられ、キャリアガスと
しては、H2などが用いられる。
In this case, TMG ((C
HThree )Three Ga), arsine (AsH) Three ), TMA ((C
HThree )Three Al), TMI ((CHThree )Three In) etc.
The gas for controlling the conductivity type is silane
(SiHFour ), Hydrogen selenide (HTwo Se), DMZ
((CHThree )Three Zn) or the like is used, and a carrier gas and
HTwoAre used.

【0039】次に、隣接する素子同志が電気的に分離さ
れるように、半導体層2、3、4が島状にパターニング
される。このエッチングは、硫酸過酸化水素系のエッチ
ング液を用いたウエットエッチングやCCl22 ガス
を用いたドライエッチングなどで行われる。
Next, the semiconductor layers 2, 3, and 4 are patterned in an island shape so that adjacent elements are electrically separated from each other. This etching is performed by wet etching using a sulfuric acid-hydrogen peroxide-based etchant, dry etching using CCl 2 F 2 gas, or the like.

【0040】次に、一導電型半導体層3の一端部側の一
部が露出するためにエッチングする。このエッチングも
硫酸過酸化水素系のエッチング液を用いたウェットエッ
チングやCCl22 ガスを用いたドライエッチングな
どで行なわれる。
Next, etching is performed to expose a part of the one conductivity type semiconductor layer 3 on one end side. This etching is also performed by wet etching using a sulfuric acid / hydrogen peroxide based etchant, dry etching using CCl 2 F 2 gas, or the like.

【0041】次に、プラズマCVD法で、シランガス
(SiH4 )とアンモニアガス(NH 3 )を用いて窒化
シリコンから成る絶縁膜を形成してパターニングする。
次に、クロムと金を蒸着法やスパッタリング法で形成し
てパターニングし、さらに、もう一度プラズマCVD法
で、シランガス(SiH4 )とアンモニアガス(N
3)を用いて窒化シリコンから成る絶縁膜を形成して
パターニングすることにより完成する。
Next, a silane gas is formed by a plasma CVD method.
(SiHFour ) And ammonia gas (NH Three ) Using nitridation
An insulating film made of silicon is formed and patterned.
Next, chromium and gold are formed by evaporation or sputtering.
Patterning, and plasma CVD again
And the silane gas (SiHFour ) And ammonia gas (N
HThree) To form an insulating film made of silicon nitride
It is completed by patterning.

【0042】かくして本発明のLEDアレイによれば、
たとえば2ステップ成長にてバッファ層2を成膜し、そ
して、一導電型半導体層3のオーミックコンタクト層3
aを成膜するが、そのオーミックコンタクト層3aの成
膜中に一旦成膜を中断して、昇温と高温を繰り返す熱サ
イクルを行なって転位密度を下げ、これによってオーミ
ックコンタクト層3aの少なくとも一部の層領域に対し
熱サイクル処理を施し、このような層構成にしたこと
で、バッファ層2の膜厚を従来と同じ程度に小さくして
も、その上のオーミックコンタクト層3aに対し熱サイ
クル処理を施したことで、転位密度の小さい半導体層が
得られ、その結果、全体としての膜厚を小さくできた。
Thus, according to the LED array of the present invention,
For example, the buffer layer 2 is formed by two-step growth, and the ohmic contact layer 3 of the one conductivity type semiconductor layer 3 is formed.
is formed, the film formation is temporarily interrupted during the formation of the ohmic contact layer 3a, and a thermal cycle in which the temperature is raised and the high temperature is repeated to lower the dislocation density, whereby at least one of the ohmic contact layers 3a is formed. The thermal cycling treatment is performed on the layer region of the portion to form such a layer structure, so that even if the thickness of the buffer layer 2 is reduced to the same extent as the conventional one, the thermal cycling process is performed on the ohmic contact layer 3a thereon. By performing the treatment, a semiconductor layer having a low dislocation density was obtained, and as a result, the overall film thickness could be reduced.

【0043】例えば、図3と図4に示すような従来のL
EDアレイにおいては、転位低減のためにバッファ層2
2aの膜厚が2μm、オーミックコンタクトのためにオ
ーミックコンタクト層23aの膜厚が1μmであるが、
これに対し本発明のLEDアレイによれば、バッファ層
2が1μm、オーミックコンタクト層3aが1μmにし
たことで、従来と同程度の転位低減効果が得られること
を確認した。
For example, a conventional L as shown in FIGS.
In the ED array, the buffer layer 2 is used to reduce dislocations.
The thickness of the ohmic contact layer 23a is 1 μm, while the thickness of the ohmic contact layer 23a is 2 μm.
On the other hand, according to the LED array of the present invention, it was confirmed that the buffer layer 2 was 1 μm and the ohmic contact layer 3a was 1 μm, so that a dislocation reduction effect equivalent to that of the related art could be obtained.

【0044】また、従来通りの膜厚であれば、バッファ
層22aを3μm成膜したのと同等の転位低減効果が得
られ、素子の特性が向上する。
If the film thickness is the same as the conventional one, the same effect of reducing dislocations as when the buffer layer 22a is formed to a thickness of 3 μm is obtained, and the characteristics of the element are improved.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係るLEDアレ
イによれば、基板上に異種材料で島状の半導体層を一導
電型半導体層と逆導電型半導体層を積層して形成し複数
に並べ、一導電型半導体層の一部を露出させて個別電極
と共通電極をいずれも基板表面に配置した構成におい
て、転位密度低減のための熱サイクルをオーミックコン
タクト層中に行い、同じく転位低減のための単層歪み層
または歪み超格子層の成膜をオーミックコンタクト層成
膜後に行なうことで、転位密度を維持したままバッファ
層の膜厚が低減され、あるいはバッファ層の膜厚を維持
したまま転位密度の低減でき、その結果、全体としての
膜厚を小さくでき、これに伴って従来に比べ、成膜時間
が短くなり、原材料の消費が少なくなり、その結果、生
産性が向上し、製造コストが下がるというものである。
As described above, according to the LED array of the present invention, an island-like semiconductor layer made of a different material is formed on the substrate by stacking the one conductivity type semiconductor layer and the opposite conductivity type semiconductor layer. In a configuration in which the individual electrodes and the common electrode are both arranged on the substrate surface while exposing a part of the semiconductor layer of one conductivity type, a thermal cycle for reducing the dislocation density is performed in the ohmic contact layer, and the dislocation reduction is also performed. The formation of the single-layer strained layer or strained superlattice layer after the formation of the ohmic contact layer for the purpose of reducing the thickness of the buffer layer while maintaining the dislocation density or maintaining the thickness of the buffer layer The dislocation density can be reduced, and as a result, the overall film thickness can be reduced. As a result, the film formation time is shortened and the consumption of raw materials is reduced as compared with the conventional method. It is that strike is lowered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のLEDアレイを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an LED array of the present invention.

【図2】本発明のLEDアレイを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an LED array of the present invention.

【図3】従来のLEDアレイを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional LED array.

【図4】従来のLEDアレイを示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a conventional LED array.

【図5】従来におけるバッファ層の温度プロファイルを
示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a temperature profile of a conventional buffer layer.

【図6】従来におけるバッファ層の膜厚と半導体層転位
密度との関係を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the thickness of a buffer layer and the dislocation density of a semiconductor layer in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………基板、2………バッファ層、3………一導電型
半導体層、4………逆導電型半導体層、5………個別電
極、6………共通電極、7………絶縁膜、21………基
板、22………バッファ層、23………一導電型半導体
層、24………逆導電型半導体層、25………個別電
極、26………共通電極、27………絶縁膜、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... board | substrate, 2 ... buffer layer, 3 ... one conductivity type semiconductor layer, 4 ... reverse conductivity type semiconductor layer, 5 ... individual electrode, 6 ... common electrode, 7 ... ... insulating film, 21 ... substrate, 22 ... buffer layer, 23 ... one conductivity type semiconductor layer, 24 ... reverse conductivity type semiconductor layer, 25 ... individual electrode, 26 ... common electrode , 27 ... insulating film,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に、この基板の構成材とは異なる材
料でもってバッファ層と一導電型半導体層と逆導電型半
導体層とを順次積層してなる島状の半導体層を複数個配
列し、個々の一導電型半導体層の一部を露出させて個別
電極と共通電極とを設けたLEDアレイであって、前記
一導電型半導体層はオーミックコンタクト層、単層歪み
層もしくは歪み超格子層およびクラッド層とを順次積層
して成り、このオーミックコンタクト層の少なくとも一
部の層領域が熱サイクル処理を施してなることを特徴と
するLEDアレイ。
1. A plurality of island-shaped semiconductor layers each comprising a buffer layer, a one-conductivity-type semiconductor layer, and a reverse-conductivity-type semiconductor layer sequentially laminated with a material different from a constituent material of the substrate. An LED array provided with an individual electrode and a common electrode by exposing a part of each semiconductor layer of one conductivity type, wherein the semiconductor layer of one conductivity type is an ohmic contact layer, a single-layer strained layer or a strained superlattice. An LED array comprising a layer and a cladding layer sequentially laminated, and wherein at least a part of a layer region of the ohmic contact layer is subjected to a thermal cycling process.
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