JP2010219320A - 発光素子の製造方法及び発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の面方位に対し傾斜した方向を引き上げ方向として引き上げた単結晶インゴットを前記引き上げ方向に対して略垂直な方向にスライスし切り出された第1の傾斜基板を準備する工程と、前記第1の傾斜基板の主面と略平行な面方位の主面を有する第2の傾斜基板を準備する工程と、前記第2の傾斜基板上に発光層を有する積層体を成長する工程と、前記積層体と前記第1の傾斜基板を重ね合わせ加熱接着後、前記第2の傾斜基板を除去する工程とを備え、前記第1の傾斜基板の面方位は(100)面から[011]方向に傾斜した面及び(−100)から[0−1−1]方向に傾斜した面のいずれか一方であり、前記第2の傾斜基板の面方位は(100)面から[011]方向に傾斜した面及び(−100)から[0−1−1]方向に傾斜した面のいずれか他方である。
【選択図】図2
Description
しかしながら、このようにしても接合後のウェーハ面内の特性分布の変動(バラツキ)を低減するのに十分とは言えない。
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる発光素子の模式断面図である。
p型GaPなどからなる(第1の)傾斜基板10の上に、p型GaPなどからなる接着層12が結晶成長されている。他方、n型GaAsなどからなるコンタクト層20、n型InGaAlPからなる電流拡散層22、n型InGaAlPからなるクラッド層24、InGaAlPからなる発光層26、p型InGaAlPからなるクラッド層28、及びp型InGaAlPからなる接着層30が、積層体32を構成している。なお、導電型はこれに限定されず、例えば、n型GaP基板とし、積層体の導電型を反対としても良い。
Siなどがドープされたn型GaAsなどからなる(第2の)傾斜基板34は、ジャストシードを用いて引き上げられた単結晶インゴットからスライスされたものとするが、オフシードを用いた単結晶インゴットからスライスされたものであってもよい。
なお、この場合、Zn及びSiのドーピング量を制御すると、所望のキャリア濃度とすることができる。
図5(a)に表すように、本実施形態の動作電圧VFの最大値は2.306V,最小値は2.239V、平均値は2.273V、及び標準偏差は0.019Vであった。他方、図5(b)の比較例の動作電圧VFの最大値は2.375V、最小値は2.189V、平均値は2.270v、及び標準偏差は0.049Vであった。すなわち、比較例において動作電圧の変動が大きくその標準偏差は本実施形態の略2.6倍であった。
なお、本実施形態において、積層体は図1に表す第1の実施形態と同じ形状とするが、基板10のドーピングが異なる。
これに対して、発明者は、図3(c)の領域Sで表すシード側からの傾斜基板を用いた発光素子において、エッチピット密度が高くても光出力の低下が少ないとの知見を得た。シード側では、Siをドープしないにもかかわらず、略1×1016cm−3のSi濃度が検出されていることから、SiがZnの拡散に対して抑制効果があると考えることができる。
Zn濃度は7.0×1017cm−3とし、Si濃度は、5.0×1016cm−3、1.0×1017cm−3、1.5×1017cm−3、及び2.0×1017cm−3とした。光出力Po(輝度)は、Si濃度が低い程高く、1.5×1017cm−3と2.0×1017cm−3の間で急峻に低下する。すなわち、Si濃度は、略1.5×1017cm−3以下であることが好ましい。なお、いずれのSi濃度においても、1000時間経過時における光出力Poの変動は±2%以下と小さかった。すなわち、Si濃度を、単結晶インゴット引き上げにおけるオートドーピングよりも高く、且つ1.5×1017cm−3以下とすると、光出力Poを保ちつつ光出力低下が抑制され、ウェーハ面内特性変動(バラツキ)が抑制された発光素子とすることが容易となる。
Claims (5)
- 第1の面方位に対して傾斜した方向を引き上げ方向として引き上げた単結晶インゴットを前記引き上げ方向に対して略垂直な方向にスライスして切り出された第1の傾斜基板を準備する工程と、
前記第1の傾斜基板の主面と略平行な面方位の主面を有する第2の傾斜基板を準備する工程と、
前記第2の傾斜基板の前記主面上に発光層を有する積層体を結晶成長する工程と、
前記積層体と前記第1の傾斜基板の前記主面側とを重ね合わせ加熱接着したのち、前記第2の傾斜基板を除去する工程と、
を備え、
前記第1の傾斜基板の前記主面の面方位は、(100)面から[011]方向に傾斜した面及び(−100)から[0−1−1]方向に傾斜した面のいずれか一方であり、
前記第2の傾斜基板の前記主面の面方位は、(100)面から[011]方向に傾斜した面及び(−100)から[0−1−1]方向に傾斜した面のいずれか他方であることを特徴とする発光素子の製造方法。 - 前記第1の傾斜基板の前記主面上に接着層を結晶成長する工程をさらに備え、
前記積層体と前記第1の傾斜基板とは、前記接着層を介して接着されることを特徴とする請求項1記載の発光素子の製造方法。 - 前記第1の傾斜基板は、GaPからなり、
前記第2の傾斜基板は、GaAsからなり、
前記積層体は、Inx(GayAl1−y)1−xP(但し、0≦x≦1、0≦y≦1)を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の発光素子の製造方法。 - 第1の面方位に対して傾斜した方向を引き上げ方向として引き上げられた単結晶インゴットから、前記引き上げ方向に対して略垂直な方向にスライスして切り出され、Znと、前記Zn濃度よりも低い濃度を有するSiと、がドープされた傾斜基板と、
前記傾斜基板の主面と略平行な面方位を有する主面が前記傾斜基板の前記主面側と接着され、且つ発光層を有する積層体と、
を備え、
前記積層体の前記主面の面方位は、(100)面から[011]方向に傾斜した面及び(−100)から[0−1−1]方向に傾斜した面のいずれか一方とされ、
前記傾斜基板の前記主面の面方位は、(100)面から[011]方向に傾斜した面及び(−100)から[0−1−1]方向に傾斜した面のいずれか他方とされ、
前記傾斜基板は、前記発光層からの放出光を透過可能であることを特徴とする発光素子。 - 前記傾斜基板は、GaPからなり、
前記積層体は、Inx(GayAl1−y)1−xP(但し、0≦x≦1、0≦y≦1)を含むことを特徴とする請求項4記載の発光素子。
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US20080012087A1 (en) * | 2006-04-19 | 2008-01-17 | Henri Dautet | Bonded wafer avalanche photodiode and method for manufacturing same |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5624985A (en) * | 1979-08-08 | 1981-03-10 | Toshiba Corp | Manufacture of gallium phosphide green light emitting element |
JPS62119191A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-05-30 | Nec Corp | 半導体結晶製造方法 |
JPH0537018A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-12 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体単結晶 |
JPH11116373A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-04-27 | Kobe Steel Ltd | 低転位密度の化合物半導体単結晶及びその製造方法並びに製造装置 |
JP2002111052A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-12 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
JP2005005345A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及びその製造方法並びに半導体発光装置 |
JP2007123435A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Toshiba Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
JP2008251569A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体装置とその製造方法、及びテンプレート基板 |
JP2008252151A (ja) * | 1999-06-09 | 2008-10-16 | Toshiba Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
Family Cites Families (4)
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---|---|---|---|---|
US6005258A (en) * | 1994-03-22 | 1999-12-21 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using group III Nitrogen compound having emission layer doped with donor and acceptor impurities |
DE60042187D1 (de) * | 1999-06-09 | 2009-06-25 | Toshiba Kawasaki Kk | Bond-typ Halbleitersubstrat, lichtemittierendes Halbleiterbauelement und Herstellungsverfahren |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5624985A (en) * | 1979-08-08 | 1981-03-10 | Toshiba Corp | Manufacture of gallium phosphide green light emitting element |
JPS62119191A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-05-30 | Nec Corp | 半導体結晶製造方法 |
JPH0537018A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-12 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体単結晶 |
JPH11116373A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-04-27 | Kobe Steel Ltd | 低転位密度の化合物半導体単結晶及びその製造方法並びに製造装置 |
JP2008252151A (ja) * | 1999-06-09 | 2008-10-16 | Toshiba Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
JP2002111052A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-12 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
JP2005005345A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及びその製造方法並びに半導体発光装置 |
JP2007123435A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Toshiba Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
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