JP2004260198A - 低抵抗型化合物半導体材料を形成する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 低抵抗のp型化合物半導体材料の製造方法を提供することである。
【解決手段】 基板上に低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法であって、(a)基板上にp型不純物ドープIII-V族化合物半導体材料を形成する段階と、(b)p型不純物ドープIII-V族化合物半導体材料上に対してマイクロ波処理を施す段階と、を備えたことをを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 基板上に低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法であって、(a)基板上にp型不純物ドープIII-V族化合物半導体材料を形成する段階と、(b)p型不純物ドープIII-V族化合物半導体材料上に対してマイクロ波処理を施す段階と、を備えたことをを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、化合物半導体材料の製造方法、特に低抵抗のp型化合物半導体材料の製造方法に関するものである。
発光ダイオード、レーザーダイオード、フォトダイオード、さらにはトランジスタのような半導体装置のほとんどは、通常、n型ドーパントでドープした層とp型ドーパントでドープした層とを必要とする。しかしながら、III-V族化合物半導体材料及びII-VI族化合物半導体材料は、高キャリヤ濃度のp型不純物をドープするのは困難であり、あるいは、p型導電性を得ることはできない。例えば、p型InP、AlGaInP及びAlGaInNのIII-V族化合物半導体材料、及びZeSSeのII-VI族化合物半導体材料は、高p型導電性を得るのが困難か、あるいはp型導電性を得ることはできない典型的な例である。これらp型ドーピング材料について高キャリヤ濃度を得ることが困難な主な理由の一つは、意図的ではない水素の取込みに起因しており、これはエピタキシャル成長中あるいは成長の冷却工程後のアクセプター不活性化(passivation)の原因になるものである。
大気圧OMVPEによって成長させたInPにおけるZnアクセプターの不活性化における冷却雰囲気の影響は、最初にAntellら[Appl.Phys.Lett.,53,(1988), 748]、及びColeら[Electron.Lett.,24,(1988), 929]によって研究された。彼らは、p型InGaAsでキャップしかつAsH3雰囲気で冷却したp型InP層において、正孔濃度がn型キャップ層を有するZnドープInP層に比較して、約80%も激減していることを見つけた。正孔濃度は、窒素雰囲気中でのアニールによって簡単に期待の値に回復させることができる。
水素不活性化は、p型AlGaInP材料、特に高アルミニウム含有AlGaInP材料においてはさらに深刻である。Hamadaら[IEEE J.Quantum Electron. 27,(1991), 1483]は、不活性化の程度がアルミニウム組成によって増加することを見つけた。500℃でのアニール後の正孔濃度の増加がSIMS分析を利用した水素含有量の減少として観察されて証明された。
水素不活性化効果は、AlGaInN材料において最も深刻な問題である。これが、AlGaInN材料のp型導電性が達成できない原因である。Arakiら[Japanese J.Appl.Phys. 28, (1989),L2112]は、低エネルギー電子ビーム照射(LEEBI)を使って、補償型MgドープGaNを導電性p型材料にした。しかしながら、5kVから15keVの加速電圧を使ったので、電子ビームは約0.5μmの深さまでしか到達しなかった。装置の構成においては、通常、0.5μm以上の層厚のp型GaN材料が必要となる。従って、LEEBIは、層が厚い高抵抗MgドープGaN材料をp型導電性材料に変換するには有効な方法ではない。それに、p型GaNの変換は全ウェハにわたって電子ビームを走査することによって行われる。この電子ビーム走査法は、極めて時間のかかる方法である。従って、電子ビーム走査法を使って、大量生産工程を行うことは非常に困難である。
米国特許第5,306,662号明細書において、Nakamuraらは約400℃を越えた窒素雰囲気におけるアニール工程によってp型GaNの抵抗を低減する方法を開示した。しかし、さらに効果的にするためには、アニール工程は600℃から1200℃までの温度範囲で行うべきである。従って、この方法は、保護キャップ層を有せず、低温でも高い解離蒸気圧を有するIII-V族化合物半導体材料に対しては適切ではない。
従って、本発明の第一の目的は、上記問題を解決する低抵抗p型化合物半導体材料を製造する方法を提供することである。
本発明の第一の態様は、基板上に低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法を提供する。この発明の方法は:基板上にp型不純物ドープIII-V族化合物半導体材料を形成する段階と、p型不純物ドープIII-V族化合物半導体材料上に対してマイクロ波処理を施す段階と、を備えている。
本発明の第二の態様は、基板上に低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法を提供する。この発明の方法は:基板上にp型不純物ドープII-VI族化合物半導体材料を形成する段階と、p型不純物ドープII-VI族化合物半導体材料上に対してマイクロ波処理を施す段階と、を備えている。
本発明の第三の態様は、発光ダイオードを製造する方法を提供する。発光ダイオードは、基板と、この基板上に形成されたn型下部クラッディングと、このn型下部クラッディング上に形成された活性層とを備えている。この発明の方法は:活性層上にp型不純物ドープ上部クラッディング層を形成する段階と、このp型不純物ドープ上部クラッディング層上に対してマイクロ波処理を施す段階と、を備えている。
本発明の第四の態様は、発光ダイオードを製造する方法を提供する。発光ダイオードは基板を備えている。この発明の方法は:基板上にp型不純物ドープ下部クラッディング層を形成する段階と、このp型不純物ドープ下部クラッディング層上に対してマイクロ波処理を施す段階と、このp型不純物ドープ下部クラッディング層上に活性層を形成する段階と、この活性層上にn型上部層を形成する段階と、を備えている。
本発明は、高抵抗p型不純物ドープIII-V族あるいはII-VI族化合物半導体材料を導電性p型材料に変換する単純でかつ有効な方法を提供することである。本発明によれば、水素化物気相エピタキシー(HVPE)、有機化合物気相エピタキシー(OMVPE)、あるいは分子線ビームエピタキシー(MBE)のいずれかによって、p型不純物ドープIII-V族あるいはII-VI族化合物半導体材料を成長させる。p型不純物ドープIII-V族あるいはII-VI族化合物半導体材料は、通常水素不活性化効果により高い抵抗を有する。高抵抗p型不純物ドープIII-V族あるいはII-VI族化合物半導体材料を、マイクロ波装置において適当な時間、処理して高導電性p型材料に変換する。
本発明のこれらの目的及び他の目的は、様々な図面に示した好適な実施形態についての以下の詳細な説明を読めば、当業者には明らかであろう。
本発明は、低抵抗p型化合物半導体材料の製造の容易でかつ効果的な方法を提供するものである。本発明の方法によると、第一に、p型不純物ドープ化合物半導体層は、HVPE、OMVPE、あるいはMBEのいずれかによって基板上に直接的あるいは間接的に成長させる。III-V族化合物半導体材料に対しては、p型不純物ドープ化合物半導体層は、AlxGayIn1-x-yP(ここで、0≦x≦1,0≦y≦1-x)層あるいはAlGaInN層であってよい。p型ドーパントは、Zn,Cd,Be,Mg,Ca及びBaから成るグループから選択してよい。II-VI族化合物半導体材料に対しては、p型不純物ドープ化合物半導体層はZnSSe層であってよい。p型ドーパントは、Li,Na,K,N,P及びOから成るグループの中から選択された元素であってよい。水素不活性化のために、p型不純物ドープ化合物半導体層は、低めの正孔濃度あるいは非常に高い抵抗を有する。第二には、基板は400℃以下の温度まで予備加熱してp型不純物ドープ化合物半導体層にクラックが入ることを防止する。基板を室温以上で400℃以下の温度に維持する目的は、基板を予備加熱して、マイクロ波処理の間に基板にクラックが入るのを防止するためである。マイクロ波処理は非常に低温の工程なので、AlxGayIn1-x-yN(ここで、0≦x≦1,0≦y≦1-x)材料に対してだけでなく、低温で高い解離蒸気圧を有するInP,AlGaInP,及びZnSeに対しても適用可能である。基板の予備加熱は、抵抗加熱工程あるいは赤外線ランプ加熱工程によって実施することができる。また、本発明では、p型不純物ドープ化合物半導体材料も、400℃以上の温度で予備加熱する。最後に、p型不純物ドープ化合物半導体層に対して、抵抗加熱機能も有するマイクロ波装置においてマイクロ波処理を行う。そして、p型不純物ドープ化合物半導体層はマイクロ波装置で適当な時間だけ処理されて、低抵抗p型化合物半導体材料に変換する。
ここでは、本発明を以下の実施形態及び添付の図面を参照して詳細に説明する。
実施形態1
図1は、本発明による成長直後(as-grown)試料10を示す概略図である。エピタキシー準備済みサファイア基板12をOMVPE反応炉(図示せず)に導入する。サファイア基板12を1150℃で10分間予備加熱する。次にサファイア基板12の温度を約500℃-600℃まで冷却する。520℃では、サファイア基板12上に25nmの厚さのGaNバッファ層14が成長する。再度、温度を1100℃まで上げ、成長速度約2μm/hrでバッファ層14上に4μm厚のMgドープGaN層16を成長させる。
図1は、本発明による成長直後(as-grown)試料10を示す概略図である。エピタキシー準備済みサファイア基板12をOMVPE反応炉(図示せず)に導入する。サファイア基板12を1150℃で10分間予備加熱する。次にサファイア基板12の温度を約500℃-600℃まで冷却する。520℃では、サファイア基板12上に25nmの厚さのGaNバッファ層14が成長する。再度、温度を1100℃まで上げ、成長速度約2μm/hrでバッファ層14上に4μm厚のMgドープGaN層16を成長させる。
図2は、図1に示したMgドープGaN層16の活性化時間と抵抗との関係を示す図である。次に、成長直後試料10を、抵抗加熱機能も有するマイクロ波装置(図示せず)に入れる。まず、成長直後試料10を約60℃で予備加熱して,ウェーハ10全体の温度分布を均一にする。その後、560Wの出力電力の2.45GHzマイクロ波を5分間MgドープGaN層16層に当てて、p型ドーパントを活性化する。マイクロ波処理済みMgドープGaN層16の対応する抵抗は、図2の点Aとして示している。比較として、同じ成長条件によるMgドープGaN試料(図示せず)は、730℃で20分間アニールした。炉でアニールしたMgドープGaN試料の対応する抵抗を図2において点Bとして示した。マイクロ波処理をしたMgドープGaN層16のキャリア濃度は、ホール測定によって1×1017/cm3である以上であることがわかった。炉でアニールしたMgドープGaN試料のキャリア濃度は約1×1017/cm3であり、図3における点Aと点Bとの比較によって、マイクロ波処理をしたMgドープGaN層16のキャリア濃度よりやや小さい。さらに、図2と図3とで示したように、MgドープGaN層に30秒程度マイクロ波処理を行ったものも、低抵抗でかつ高キャリア濃度というよい結果を示している。
図4は、MgドープしたGaN16のフォトルミネセンススペクトルを示す図であり、そのGaNに対して(a)何も処理をしていない場合、(b)抵抗炉内アニールをした場合、(c)マイクロ波処理をした場合、である。マイクロ波処理をしたMgドープGaN層16と抵抗炉内アニールをしたMgドープGaN層16とは共に、何も処理をしていない成長直後試料と比較して強い4375Å青色ピークを示している。ホール測定及びフォトルミネセンススペクトルから、マイクロ波処理は、高抵抗材料を高導電性p型材料へ変換する際に、抵抗炉内アニールと同様に有効であることを証明している。
実施形態2
図5は、本発明による発光ダイオード20の概略図である。本発明は、サファイア基板22を有する発光ダイオード20の製造方法を提供するものである。GaNバッファ層24をサファイア基板22上に成長させる。次に、サファイア基板22を約1130℃まで加熱する。4μmのn型SiドープGaN層26をバッファ層24上に成長させる。次いで、サファイア基板22を約820℃まで冷却する。n型SiドープGaN層26上にInGaN/GaN多重量子井戸構造28を形成する。最後に、p型MgドープGaN層30をそのInGaN/GaN多重量子井戸構造28上に成長させて、発光ダイオード20を作り上げる。そして、発光ダイオード20を抵抗加熱機能を有するマイクロ波装置(図示せず)に入れる。発光ダイオード20を約60℃で予備加熱する。その後、560Wの出力電力の2.45GHzマイクロ波を3分間発光ダイオード20に当てて、p型ドーパントを活性化する。
図5は、本発明による発光ダイオード20の概略図である。本発明は、サファイア基板22を有する発光ダイオード20の製造方法を提供するものである。GaNバッファ層24をサファイア基板22上に成長させる。次に、サファイア基板22を約1130℃まで加熱する。4μmのn型SiドープGaN層26をバッファ層24上に成長させる。次いで、サファイア基板22を約820℃まで冷却する。n型SiドープGaN層26上にInGaN/GaN多重量子井戸構造28を形成する。最後に、p型MgドープGaN層30をそのInGaN/GaN多重量子井戸構造28上に成長させて、発光ダイオード20を作り上げる。そして、発光ダイオード20を抵抗加熱機能を有するマイクロ波装置(図示せず)に入れる。発光ダイオード20を約60℃で予備加熱する。その後、560Wの出力電力の2.45GHzマイクロ波を3分間発光ダイオード20に当てて、p型ドーパントを活性化する。
さらに、マイクロ波処理を行った発光ダイオード20を以下のステップに従って、LEDチップの中に組み込む。
(1)p型GaN層30の表面をn型GaN層26が露出するまで部分的にエッチングする。
(2)Ni/Auオーミック接触金属32をp型GaN層30上に形成し、また、Ti/Alオーミック接触金属34をn型GaN層26上に形成する。
(3)金属被覆した(metallize)発光ダイオード20に線を刻み、350μm×350μmのサイズの正方形状チップに切断する。最後に、上述のように製造したLEDチップは、順電圧で約3.5Vを有し、かつこの順電圧値は炉内アニールによって製造したLEDチップの場合に近い値である。
(1)p型GaN層30の表面をn型GaN層26が露出するまで部分的にエッチングする。
(2)Ni/Auオーミック接触金属32をp型GaN層30上に形成し、また、Ti/Alオーミック接触金属34をn型GaN層26上に形成する。
(3)金属被覆した(metallize)発光ダイオード20に線を刻み、350μm×350μmのサイズの正方形状チップに切断する。最後に、上述のように製造したLEDチップは、順電圧で約3.5Vを有し、かつこの順電圧値は炉内アニールによって製造したLEDチップの場合に近い値である。
実施形態3
図6は、本発明による他の発光ダイオード40の概略図である。この発明も、サファイア基板42を有する発光ダイオード40を製造する方法を提供するものである。GaNバッファ層44はサファイア基板42上に成長させる。サファイア基板42を約1120℃まで加熱する。4μmのp型MgドープGaN層50をバッファ層44上に成長させる。p型MgドープGaN層50を抵抗加熱機能を有するマイクロ波装置(図示せず)に入れる。サファイア基板42を約60℃で予備加熱する。その後、560Wの出力電力の2.45GHzマイクロ波を3分間MgドープGaN層50に当てて、p型ドーパントを活性化する。次に、サファイア基板42は約820℃まで冷却する。p型MgドープGaN層50上にInGaN/GaN多重量子井戸構造48を形成する。次に、サファイア基板42を約1130℃まで加熱する。n型SiドープGaN層46をInGaN/GaN多重量子井戸構造48上に形成して発光ダイオード40が製造される。
図6は、本発明による他の発光ダイオード40の概略図である。この発明も、サファイア基板42を有する発光ダイオード40を製造する方法を提供するものである。GaNバッファ層44はサファイア基板42上に成長させる。サファイア基板42を約1120℃まで加熱する。4μmのp型MgドープGaN層50をバッファ層44上に成長させる。p型MgドープGaN層50を抵抗加熱機能を有するマイクロ波装置(図示せず)に入れる。サファイア基板42を約60℃で予備加熱する。その後、560Wの出力電力の2.45GHzマイクロ波を3分間MgドープGaN層50に当てて、p型ドーパントを活性化する。次に、サファイア基板42は約820℃まで冷却する。p型MgドープGaN層50上にInGaN/GaN多重量子井戸構造48を形成する。次に、サファイア基板42を約1130℃まで加熱する。n型SiドープGaN層46をInGaN/GaN多重量子井戸構造48上に形成して発光ダイオード40が製造される。
さらに、マイクロ波処理を行った発光ダイオード40を以下のステップに従って、LEDチップの中に組み込む。
(1)n型GaN層46の表面をp型GaN層50が露出するまで部分的にエッチングする。
(2)Ni/Auオーミック接触金属52をp型GaN層50上に形成し、また、Ti/Alオーミック接触金属54をn型GaN層46上に形成する。
(3)金属被覆した発光ダイオード40に線を刻み、350μm×350μmのサイズの正方形状チップに切断する。
最後に、上述のように製造したLEDチップは順電圧で約3.5Vを有し、かつこの順電圧値は炉内アニールによって製造したLEDチップの場合に近い値である。
(1)n型GaN層46の表面をp型GaN層50が露出するまで部分的にエッチングする。
(2)Ni/Auオーミック接触金属52をp型GaN層50上に形成し、また、Ti/Alオーミック接触金属54をn型GaN層46上に形成する。
(3)金属被覆した発光ダイオード40に線を刻み、350μm×350μmのサイズの正方形状チップに切断する。
最後に、上述のように製造したLEDチップは順電圧で約3.5Vを有し、かつこの順電圧値は炉内アニールによって製造したLEDチップの場合に近い値である。
実施形態4
本発明は、サファイア基板42を有する発光ダイオード40を製造する方法を提供するものである。GaNバッファ層44はサファイア基板42上に成長させる。サファイア基板42を約1120℃まで加熱する。層厚4μmのp型MgドープGaN層50をバッファ層44上に成長させる。次いで、サファイア基板42を約820℃まで冷却する。p型MgドープGaN層50上にInGaN/GaN多重量子井戸構造48を形成する。次に、サファイア基板42を約1130℃まで加熱する。n型SiドープGaN層46をInGaN/GaN多重量子井戸構造48上に成長させて、発光ダイオード40を製造する。そして、発光ダイオード40を抵抗加熱機能を有するマイクロ波装置(図示せず)に入れる。サファイア基板42を約60℃で予備加熱する。その後、560Wの出力電力の2.45GHzマイクロ波を3分間MgドープGaN層50に当てて、p型ドーパントを活性化する。
本発明は、サファイア基板42を有する発光ダイオード40を製造する方法を提供するものである。GaNバッファ層44はサファイア基板42上に成長させる。サファイア基板42を約1120℃まで加熱する。層厚4μmのp型MgドープGaN層50をバッファ層44上に成長させる。次いで、サファイア基板42を約820℃まで冷却する。p型MgドープGaN層50上にInGaN/GaN多重量子井戸構造48を形成する。次に、サファイア基板42を約1130℃まで加熱する。n型SiドープGaN層46をInGaN/GaN多重量子井戸構造48上に成長させて、発光ダイオード40を製造する。そして、発光ダイオード40を抵抗加熱機能を有するマイクロ波装置(図示せず)に入れる。サファイア基板42を約60℃で予備加熱する。その後、560Wの出力電力の2.45GHzマイクロ波を3分間MgドープGaN層50に当てて、p型ドーパントを活性化する。
さらに、マイクロ波処理を行った発光ダイオード40を以下のステップに従って、LEDチップの中に組み込む。
(1)n型GaN層46の表面をp型GaN層50が露出するまで部分的にエッチングする。
(2)Ni/Auオーミック接触金属52をp型GaN層50上に形成し、また、Ti/Alオーミック接触金属54をn型GaN層46上に形成する。
(3)金属被覆した発光ダイオード40に線を刻み、350μm×350μmのサイズの正方形状チップに切断する。
最後に、上述のように製造したLEDチップは順電圧で約3.5Vを有し、かつこの順電圧値は炉内アニールによって製造したLEDチップの場合に近い値である。
(1)n型GaN層46の表面をp型GaN層50が露出するまで部分的にエッチングする。
(2)Ni/Auオーミック接触金属52をp型GaN層50上に形成し、また、Ti/Alオーミック接触金属54をn型GaN層46上に形成する。
(3)金属被覆した発光ダイオード40に線を刻み、350μm×350μmのサイズの正方形状チップに切断する。
最後に、上述のように製造したLEDチップは順電圧で約3.5Vを有し、かつこの順電圧値は炉内アニールによって製造したLEDチップの場合に近い値である。
上記の例と説明によって、本発明の特徴と精神とが十分に説明された。当業者は多くの変形例をすぐに観察するだろうし、また、本発明が示すことことを維持しつつ、装置の代替も行われるだろう。従って、上記の開示は、添付のクレームの境界によってのみ制限されるように構成されるべきである。
10 試料
12,22,42 サファイア基板
14,24,44 GaNバッファ層
16 MgドープGaN層
20 発光ダイオード
26 n型SiドープGaN層
28 InGaN/GaN多重量子井戸構造
30,50 p型MgドープGaN層
32,52 Ni/Auオーミック接触金属
34,54 Ti/Alオーミック接触金属
12,22,42 サファイア基板
14,24,44 GaNバッファ層
16 MgドープGaN層
20 発光ダイオード
26 n型SiドープGaN層
28 InGaN/GaN多重量子井戸構造
30,50 p型MgドープGaN層
32,52 Ni/Auオーミック接触金属
34,54 Ti/Alオーミック接触金属
Claims (70)
- 基板上に低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法であって、
(a)基板上にp型不純物ドープIII-V族又はII-VI族化合物半導体層を形成する段階であって、p型不純物ドープ化合物半導体層はp型ドーパントと水素とから成る複合物を有するところの段階と、
(b)水素が前記複合物のマイクロ波エネルギーの吸収によって前記複合物から離脱し、かつ、p型ドーパントがアクセプター能力を回復するように、p型不純物ドープ化合物半導体材料層に対してマイクロ波処理を施す段階と、を備えた低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。 - 前記段階(a)と段階(b)との間に、所定の温度範囲で基板を予備加熱する段階(c)をさらに備えた請求項1に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記所定の温度範囲が400℃以下である請求項2に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記段階(c)が抵抗加熱工程によって実施される請求項3に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記段階(c)が赤外線ランプ加熱工程によって実施される請求項3に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記段階(a)が水素化物気相エピタキシー工程によって実施される請求項1に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記段階(a)が有機化合物気相エピタキシー工程によって実施される請求項1に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記段階(a)が分子線ビームエピタキシー工程によって実施される請求項1に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記p型不純物ドープ化合物半導体層がAlxGayIn1-x-yP層であり、ここで、0≦x≦1,0≦y≦1-xである請求項1に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記p型不純物ドープ化合物半導体層がAlxGayIn1-x-yN層であり、かつ、0≦x≦1,0≦y≦1-xである請求項1に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記p型不純物ドープ化合物半導体層がZnSSe層である請求項1に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記p型不純物が少なくともZn,Cd,Be,Mg,Ca及びBaから成るグループから選択された一つである請求項9に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記p型不純物が少なくともZn,Cd,Be,Mg,Ca及びBaから成るグループから選択された一つである請求項10に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記p型不純物が少なくともLi,Na,K,N,P及びOから成るグループから選択された一つである請求項11に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記基板がエピタキシー準備済みサファイア基板である請求項1に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 前記段階(b)が出力電力560Wの2.45GHzによって実施される請求項1に記載の低抵抗p型化合物半導体材料を形成する方法。
- 基板と、該基板上に形成された第一の導電型の下部クラッディング層と、該下部クラッディング層上に形成された活性層とを備えた発光ダイオードを製造する方法であって、
(a)前記活性層上に第二の導電型の上部クラッディング層を形成する段階であって、上部クラッディング層は第二の導電型ドーパントと水素とから成る複合物を有するところの段階と、
(b)水素が前記複合物のマイクロ波エネルギーの吸収によって前記複合物から離脱し、かつ、第二の導電型ドーパントがアクセプター能力を回復するように、該上部クラッディング層に対してマイクロ波処理を施す段階と、を備えた発光ダイオードを製造する方法。 - 前記第一の導電型がn型であり、かつ第二の導電型がp型である請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)と段階(b)との間に、所定の温度範囲で基板を予備加熱する段階(c)をさらに備えた請求項18に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記所定の温度範囲が400℃以下である請求項19に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(c)が抵抗加熱工程によって実施される請求項20に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(c)が赤外線ランプ加熱工程によって実施される請求項20に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)が水素化物気相エピタキシー工程によって実施される請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)が有機化合物気相エピタキシー工程によって実施される請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)が分子線ビームエピタキシー工程によって実施される請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記上部クラッディング層がAlxGayIn1-x-yP層であり、ここで、0≦x≦1,0≦y≦1-xである請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記上部クラッディング層がAlxGayIn1-x-yN層であり、かつ、0≦x≦1,0≦y≦1-xである請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記上部クラッディング層がZnSSe層である請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記上部クラッディング層が少なくともZn,Cd,Be,Mg,Ca及びBaから成るグループから選択された一つによってドープされている請求項26に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記上部クラッディング層が少なくともZn,Cd,Be,Mg,Ca及びBaから成るグループから選択された一つによってドープされている請求項27に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記p型不純物が少なくともLi,Na,K,N,P及びOから成るグループから選択された一つである請求項28に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記基板がエピタキシー準備済みサファイア基板である請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(b)が出力電力560Wの2.45GHzによって実施される請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記活性層が多重量子井戸構造である請求項17に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 基板を備えた発光ダイオードを製造する方法において、
(a)基板上に第一の導電型の下部クラッディング層を形成する段階であって、下部クラッディング層は第一の導電型ドーパントと水素とから成る複合物を有するところの段階と、
(b)水素が前記複合物のマイクロ波エネルギーの吸収によって前記複合物から離脱し、かつ、第一の導電型ドーパントがアクセプター能力を回復するように、該下部クラッディング層に対してマイクロ波処理を施す段階と、
(c)前記第一の導電型の下部クラッディング層上に活性層を形成する段階と、
(d)前記活性層上に第二の導電型の上部層を形成する段階と、を備えた発光ダイオードを製造する方法。 - 前記第一の導電型がp型であり、かつ第二の導電型がn型である請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)と段階(b)との間に、所定の温度範囲で基板を予備加熱する段階(e)をさらに備えた請求項36に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記所定の温度範囲が400℃以下である請求項37に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(e)が抵抗加熱工程によって実施される請求項38に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(e)が赤外線ランプ加熱工程によって実施される請求項38に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)が水素化物気相エピタキシー工程によって実施される請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)が有機化合物気相エピタキシー工程によって実施される請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)が分子線ビームエピタキシー工程によって実施される請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層がAlxGayIn1-x-yP層であり、ここで、0≦x≦1,0≦y≦1-xである請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層がAlxGayIn1-x-yN層であり、かつ、0≦x≦1,0≦y≦1-xである請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層がZnSSe層である請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層が少なくともZn,Cd,Be,Mg,Ca及びBaから成るグループから選択された一つによってドープされている請求項44に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層が少なくともZn,Cd,Be,Mg,Ca及びBaから成るグループから選択された一つによってドープされている請求項45に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記p型不純物が少なくともLi,Na,K,N,P及びOから成るグループから選択された一つである請求項46に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記基板がエピタキシー準備済みサファイア基板である請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(b)が出力電力560Wの2.45GHzによって実施される請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記活性層が多重量子井戸構造である請求項35に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 基板を備えた発光ダイオードを製造する方法であって、
(a)基板上に第一の導電型の下部クラッディング層を形成する段階であって、下部クラッディング層は第一の導電型ドーパントと水素とから成る複合物を有するところの段階と、
(b)該第一の導電型の下部クラッディング層上に活性層を形成する段階と、
(c)該活性層上に第二の導電型の上部層を形成する段階と、
(d)水素が前記複合物のマイクロ波エネルギーの吸収によって前記複合物から離脱し、かつ、第一の導電型ドーパントがアクセプター能力を回復するように、前記下部クラッディング層に対してマイクロ波処理を施す段階と、を備えた発光ダイオードを製造する方法。 - 前記第一の導電型がp型であり、かつ第二の導電型がn型である請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(c)と段階(d)との間に、所定の温度範囲で基板を予備加熱する段階(e)をさらに備えた請求項54に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記所定の温度範囲が400℃以下である請求項55に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(e)が抵抗加熱工程によって実施される請求項56に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(e)が赤外線ランプ加熱工程によって実施される請求項56に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)が水素化物気相エピタキシー工程によって実施される請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)が有機化合物気相エピタキシー工程によって実施される請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(a)が分子線ビームエピタキシー工程によって実施される請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層がAlxGayIn1-x-yP層であり、ここで、0≦x≦1,0≦y≦1-xである請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層がAlxGayIn1-x-yN層であり、かつ、0≦x≦1,0≦y≦1-xである請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層がZnSSe層である請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層が少なくともZn,Cd,Be,Mg,Ca及びBaから成るグループから選択された一つによってドープされている請求項62に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記下部クラッディング層が少なくともZn,Cd,Be,Mg,Ca及びBaから成るグループから選択された一つによってドープされている請求項63に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記p型不純物が少なくともLi,Na,K,N,P及びOから成るグループから選択された一つである請求項64に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記基板がエピタキシー準備済みサファイア基板である請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記段階(b)が出力電力560Wの2.45GHzによって実施される請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
- 前記活性層が多重量子井戸構造である請求項53に記載の発光ダイオードを製造する方法。
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