JP2543791B2 - 液相エピタキシャル成長法 - Google Patents
液相エピタキシャル成長法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上にエピタ
キシャル成長層を形成する液相エピタキシャル成長法に
関する。
キシャル成長層を形成する液相エピタキシャル成長法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年用途が拡大している発光ダイオード
等の発光素子は、半導体基板上にエピタキシャル成長層
を形成して作製される。
等の発光素子は、半導体基板上にエピタキシャル成長層
を形成して作製される。
【０００３】図２は、半導体基板上に３層のエピタキシ
ャル成長層を形成して作製した発光素子の深さ方向の構
造を示す断面図である。図において、１〜３×１０１９
ｃｍ−３程度の濃度のＺｎが不純物として添加されてい
るｐ型ＧａＡｓ〈１００〉基板１０上に、不純物として
ＺｎがドープされたＧａ０．２５Ａｌ０．７５Ａｓ混晶
型化合物半導体から成る厚さ１５０μｍのｐ型クラッド
層１１、不純物としてＺｎがドープされたＧａ０．６２
Ａｌ０．３８Ａｓ混晶型化合物半導体から成る厚さ１μ
ｍのｐ型活性層１２、及び不純物としてＴｅがドープさ
れたＧａ０．２５Ａｌ０．７５Ａｓ混晶型化合物半導体
から成る厚さ５０μｍのｎ型クラッド層１３の各層が、
エピタキシャル成長法により連続的に形成されている。
また、ｐ型ＧａＡｓ基板１０は、上記エピタキシャル成
長層の形成後、必要に応じて選択エッチング等により除
去される場合がある。
ャル成長層を形成して作製した発光素子の深さ方向の構
造を示す断面図である。図において、１〜３×１０１９
ｃｍ−３程度の濃度のＺｎが不純物として添加されてい
るｐ型ＧａＡｓ〈１００〉基板１０上に、不純物として
ＺｎがドープされたＧａ０．２５Ａｌ０．７５Ａｓ混晶
型化合物半導体から成る厚さ１５０μｍのｐ型クラッド
層１１、不純物としてＺｎがドープされたＧａ０．６２
Ａｌ０．３８Ａｓ混晶型化合物半導体から成る厚さ１μ
ｍのｐ型活性層１２、及び不純物としてＴｅがドープさ
れたＧａ０．２５Ａｌ０．７５Ａｓ混晶型化合物半導体
から成る厚さ５０μｍのｎ型クラッド層１３の各層が、
エピタキシャル成長法により連続的に形成されている。
また、ｐ型ＧａＡｓ基板１０は、上記エピタキシャル成
長層の形成後、必要に応じて選択エッチング等により除
去される場合がある。
【０００４】上記のような発光素子等を製造するには、
半導体基板上にエピタキシャル成長層を形成する技術が
不可欠である。このエピタキシャル成長層を形成するた
めの方法としては、気相エピタキシャル成長法、液相エ
ピタキシャル成長法等があるが、良好な結晶を有する成
長層が得られる点で液相エピタキシャル成長法が多く採
用されている。
半導体基板上にエピタキシャル成長層を形成する技術が
不可欠である。このエピタキシャル成長層を形成するた
めの方法としては、気相エピタキシャル成長法、液相エ
ピタキシャル成長法等があるが、良好な結晶を有する成
長層が得られる点で液相エピタキシャル成長法が多く採
用されている。
【０００５】図３は、スライド式液相エピタキシャル成
長装置を用いて液相エピタキシャル成長層の形成を行う
スライド式液相エピタキシャル成長法を示す工程図であ
る。図において、ｐ型ＧａＡｓ基板１０は、その上面
が、ボート本体２０の上面と同一面となるようにボート
本体２０上面上に固定される。ボート本体２０上をスラ
イドするスライド式溶液溜２１には、ｐ型クラッド層成
長用Ｇａ溶液２２ａを収容する第１溶液溜２２、ｐ型活
性層成長用Ｇａ溶液２３ａを収容する第２溶液溜２３、
及びｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液２４ａを収容する第
３溶液溜２４がそれぞれ設けてあり、各溶液溜は底がな
く、各溶液が直接ボート本体２０上面を浸漬する状態と
なっている。ｐ型及びｎ型クラッド層成長用溶液２２ａ
及び２４ａは、形成される両クラッド層がＧａ０．２５
Ａｌ０．７５Ａｓに成るべく、Ｇａ融液にＡｌ及びＧａ
Ａｓ多結晶を溶解したＧａ溶液にｐ型不純物としてＺｎ
及びｎ型不純物としてＴｅを各々添加したものであり、
ｐ型活性層成長用溶液２３ａは、形成されるｐ型活性層
がＧａ０．６２Ａｌ０．３８Ａｓに成るべく、Ｇａ融液
にＡｌ及びＧａＡｓ多結晶を溶解したＧａ溶液にｐ型不
純物としてＺｎを添加したものである。なお、スライド
式溶液溜２１は、操作棒２５の操作により移動するよう
になっている。
長装置を用いて液相エピタキシャル成長層の形成を行う
スライド式液相エピタキシャル成長法を示す工程図であ
る。図において、ｐ型ＧａＡｓ基板１０は、その上面
が、ボート本体２０の上面と同一面となるようにボート
本体２０上面上に固定される。ボート本体２０上をスラ
イドするスライド式溶液溜２１には、ｐ型クラッド層成
長用Ｇａ溶液２２ａを収容する第１溶液溜２２、ｐ型活
性層成長用Ｇａ溶液２３ａを収容する第２溶液溜２３、
及びｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液２４ａを収容する第
３溶液溜２４がそれぞれ設けてあり、各溶液溜は底がな
く、各溶液が直接ボート本体２０上面を浸漬する状態と
なっている。ｐ型及びｎ型クラッド層成長用溶液２２ａ
及び２４ａは、形成される両クラッド層がＧａ０．２５
Ａｌ０．７５Ａｓに成るべく、Ｇａ融液にＡｌ及びＧａ
Ａｓ多結晶を溶解したＧａ溶液にｐ型不純物としてＺｎ
及びｎ型不純物としてＴｅを各々添加したものであり、
ｐ型活性層成長用溶液２３ａは、形成されるｐ型活性層
がＧａ０．６２Ａｌ０．３８Ａｓに成るべく、Ｇａ融液
にＡｌ及びＧａＡｓ多結晶を溶解したＧａ溶液にｐ型不
純物としてＺｎを添加したものである。なお、スライド
式溶液溜２１は、操作棒２５の操作により移動するよう
になっている。
【０００６】次に、上記装置を用いてｐ型ＧａＡｓ基板
１０上に３層のエピタキシャル成長層を形成する工程を
説明する。まず、スライド式溶液溜２１を、操作棒２５
を用いて図３（ａ）の位置から矢印の方向にスライドさ
せ、第１溶液溜２２内のｐ型クラッド層成長用Ｇａ溶液
２２ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９
００℃から８００℃まで１℃／ｍｉｎの条件で降温する
ことによりｐ型クラッド層１１を成長させる（図３
（ｂ））。次に、スライド式溶液溜２１をさらに矢印の
方向にスライドさせ、第２溶液溜２３内のｐ型活性層成
長用Ｇａ溶液２３ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセット
し、例えば８００℃から７９５℃までの降温でｐ型活性
層１２をｐ型クラッド層１１上に成長させる（図３
（ｃ））。次に、スライド式溶液溜２１をさらに矢印の
方向にスライドさせ、例えば７９５℃から６５０℃の降
温でｎ型クラッド層１３をｐ型活性層１２上に成長させ
る（図３（ｄ））。その後、スライド式溶液溜２１をさ
らに矢印の方向にスライドさせて成長工程を終了する
（図３（ｅ））。
１０上に３層のエピタキシャル成長層を形成する工程を
説明する。まず、スライド式溶液溜２１を、操作棒２５
を用いて図３（ａ）の位置から矢印の方向にスライドさ
せ、第１溶液溜２２内のｐ型クラッド層成長用Ｇａ溶液
２２ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９
００℃から８００℃まで１℃／ｍｉｎの条件で降温する
ことによりｐ型クラッド層１１を成長させる（図３
（ｂ））。次に、スライド式溶液溜２１をさらに矢印の
方向にスライドさせ、第２溶液溜２３内のｐ型活性層成
長用Ｇａ溶液２３ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセット
し、例えば８００℃から７９５℃までの降温でｐ型活性
層１２をｐ型クラッド層１１上に成長させる（図３
（ｃ））。次に、スライド式溶液溜２１をさらに矢印の
方向にスライドさせ、例えば７９５℃から６５０℃の降
温でｎ型クラッド層１３をｐ型活性層１２上に成長させ
る（図３（ｄ））。その後、スライド式溶液溜２１をさ
らに矢印の方向にスライドさせて成長工程を終了する
（図３（ｅ））。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の液
相エピタキシャル成長法は、成長層の数だけ成長用溶液
を用意しなければならないので、溶液コストが大きくな
るという問題があった。また、この方法を例えばスライ
ド式液相エピタキシャル成長法に適用した場合には、複
数層の成長層用にそれぞれ対応した成長用溶液をスライ
ド式溶液溜に用意して成長を行う必要があるので、スラ
イド式溶液溜の操作ストロークが長くなり、作業領域が
大きくなるという問題があった。
相エピタキシャル成長法は、成長層の数だけ成長用溶液
を用意しなければならないので、溶液コストが大きくな
るという問題があった。また、この方法を例えばスライ
ド式液相エピタキシャル成長法に適用した場合には、複
数層の成長層用にそれぞれ対応した成長用溶液をスライ
ド式溶液溜に用意して成長を行う必要があるので、スラ
イド式溶液溜の操作ストロークが長くなり、作業領域が
大きくなるという問題があった。
【０００８】従って本発明は、成長工程において必要な
溶液が少なくて済む液相エピタキシャル成長法を提供す
ることを目的とする。
溶液が少なくて済む液相エピタキシャル成長法を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の液相エピタキシ
ャル成長法は、ダブルヘテロ接合構造を構成する第１の
エピタキシャル成長層、第２のエピタキシャル成長層及
び第３のエピタキシャル成長層が、 （ａ）第１導電型の半導体基板上に、導電型を決める不
純物が添加されていない第１のエピタキシャル成長用溶
液を配置して、第１のエピタキシャル成長層を形成する
工程、 （ｂ）前記（ａ）工程を行った後に、前記第１のエピタ
キシャル成長層上に第２のエピタキシャル成長用溶液を
配置して、第１導電型又は第２導電型の第２のエピタキ
シャル成長層を形成する工程、 （ｃ）前記第１のエピタキシャル成長用溶液に第２導電
型の不純物を添加して、第３のエピタキシャル成長用溶
液を得る工程、 （ｄ）前記（ｂ）工程を行った後に、前記（ｃ）工程で
得られた第３のエピタキシャル成長用溶液を前記第２の
エピタキシャル成長層上に配置して第２導電型の第３の
エピタキシャル成長層を形成する工程、により形成さ
れ、前記第１のエピタキシャル成長層への導電型を決め
る不純物のドープは前記半導体基板からの第１導電型の
不純物の拡散により行われ、その導電型は第１導電型で
あるようにした。
ャル成長法は、ダブルヘテロ接合構造を構成する第１の
エピタキシャル成長層、第２のエピタキシャル成長層及
び第３のエピタキシャル成長層が、 （ａ）第１導電型の半導体基板上に、導電型を決める不
純物が添加されていない第１のエピタキシャル成長用溶
液を配置して、第１のエピタキシャル成長層を形成する
工程、 （ｂ）前記（ａ）工程を行った後に、前記第１のエピタ
キシャル成長層上に第２のエピタキシャル成長用溶液を
配置して、第１導電型又は第２導電型の第２のエピタキ
シャル成長層を形成する工程、 （ｃ）前記第１のエピタキシャル成長用溶液に第２導電
型の不純物を添加して、第３のエピタキシャル成長用溶
液を得る工程、 （ｄ）前記（ｂ）工程を行った後に、前記（ｃ）工程で
得られた第３のエピタキシャル成長用溶液を前記第２の
エピタキシャル成長層上に配置して第２導電型の第３の
エピタキシャル成長層を形成する工程、により形成さ
れ、前記第１のエピタキシャル成長層への導電型を決め
る不純物のドープは前記半導体基板からの第１導電型の
不純物の拡散により行われ、その導電型は第１導電型で
あるようにした。
【００１０】前記第１ないし第３のエピタキシャル成長
層は、例えばＧａＡｌＡｓ化合物半導体からなり、ま
た、第１のエピタキシャル成長層のキャリア濃度は、第
２のエピタキシャル成長層との接合部近傍において５×
１０１６ｃｍ−３以下とすることが好ましい。
層は、例えばＧａＡｌＡｓ化合物半導体からなり、ま
た、第１のエピタキシャル成長層のキャリア濃度は、第
２のエピタキシャル成長層との接合部近傍において５×
１０１６ｃｍ−３以下とすることが好ましい。
【００１１】
【作用】本発明においては、第１導電型半導体基板上
に、導電型を決める不純物が添加されていない第１のエ
ピタキシャル成長用溶液を配置し、第１のエピタキシャ
ル成長層（前記したように、最終的には第１導電型にな
る。）を形成した後、前記第１のエピタキシャル成長用
溶液に第２導電型の不純物を添加して第３のエピタキシ
ャル成長用溶液とし、第２導電型の第３のエピタキシャ
ル成長層を形成するので、例えば３層のエピタキシャル
成長層を形成するには、２種類の成長用溶液及び１種類
の第２導電型の添加不純物を用意すれば済み、工程数も
減少する。また、例えばスライド式液相エピタキシャル
成長法に適用した場合には、３層のエピタキシャル成長
層を得る場合でも、スライド式溶液溜の移動距離は、２
種類の溶液を相互に半導体基板上に配置させるだけの距
離で済むことになる。
に、導電型を決める不純物が添加されていない第１のエ
ピタキシャル成長用溶液を配置し、第１のエピタキシャ
ル成長層（前記したように、最終的には第１導電型にな
る。）を形成した後、前記第１のエピタキシャル成長用
溶液に第２導電型の不純物を添加して第３のエピタキシ
ャル成長用溶液とし、第２導電型の第３のエピタキシャ
ル成長層を形成するので、例えば３層のエピタキシャル
成長層を形成するには、２種類の成長用溶液及び１種類
の第２導電型の添加不純物を用意すれば済み、工程数も
減少する。また、例えばスライド式液相エピタキシャル
成長法に適用した場合には、３層のエピタキシャル成長
層を得る場合でも、スライド式溶液溜の移動距離は、２
種類の溶液を相互に半導体基板上に配置させるだけの距
離で済むことになる。
【００１２】例えば、図２に示した３層構造の発光素子
においては、ｐ型Ｇａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッ
ド層１１及びｎ型Ｇａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッ
ド層１３はドープする不純物以外は共通の成分を有する
ので、共通の成長用Ｇａ溶液を用いることができる。こ
の場合、第１のエピタキシャル成長用Ｇａ溶液として
は、不純物を添加しないＧａ０．２５Ａｌ０．７５Ａｓ
成長用Ｇａ溶液を用い、この溶液によりｐ型ＧａＡｓ基
板１０上にＧａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１
１の成長を行う。そして、ｐ型Ｇａ ０．６２ Ａｌ
０．３８ Ａｓ活性層１２の成長後、第１のエピタキシャ
ル成長用Ｇａ溶液にＴｅを添加して第３のエピタキシャ
ル成長用Ｇａ溶液を得て、ｎ型Ｇａ ０．２５ Ａｌ
０．７５ Ａｓクラッド層１３の成長を行う。ここで、Ｇ
ａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１１へのｐ型不
純物のドープは、高濃度にＺｎがドープされているｐ型
ＧａＡｓ基板１０からの拡散により行われ、前記Ｇａ
０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１１は ｐ型Ｇａ
０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１１となる。
においては、ｐ型Ｇａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッ
ド層１１及びｎ型Ｇａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッ
ド層１３はドープする不純物以外は共通の成分を有する
ので、共通の成長用Ｇａ溶液を用いることができる。こ
の場合、第１のエピタキシャル成長用Ｇａ溶液として
は、不純物を添加しないＧａ０．２５Ａｌ０．７５Ａｓ
成長用Ｇａ溶液を用い、この溶液によりｐ型ＧａＡｓ基
板１０上にＧａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１
１の成長を行う。そして、ｐ型Ｇａ ０．６２ Ａｌ
０．３８ Ａｓ活性層１２の成長後、第１のエピタキシャ
ル成長用Ｇａ溶液にＴｅを添加して第３のエピタキシャ
ル成長用Ｇａ溶液を得て、ｎ型Ｇａ ０．２５ Ａｌ
０．７５ Ａｓクラッド層１３の成長を行う。ここで、Ｇ
ａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１１へのｐ型不
純物のドープは、高濃度にＺｎがドープされているｐ型
ＧａＡｓ基板１０からの拡散により行われ、前記Ｇａ
０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１１は ｐ型Ｇａ
０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１１となる。
【００１３】また、上記成長法に使用する液相エピタキ
シャル成長装置においては、スライド式溶液溜をスライ
ドさせて１の溶液溜を半導体基板上に配置して成長を行
った後、スライド式溶液溜をさらにスライドさせて所定
の位置に移動させ、不純物収容部に収容された添加不純
物を前記１の溶液溜内のエピタキシャル成長用Ｇａ溶液
に添加することにより、他の成長用のＧａ溶液として使
用することができるようになる。従って、同一の溶液溜
を用いて複数回の成長を行うことができるので、スライ
ド式溶液溜に備える溶液溜の数は成長層の数よりも少な
くて済み、その分だけスライド式溶液溜の移動距離が短
くて済む。
シャル成長装置においては、スライド式溶液溜をスライ
ドさせて１の溶液溜を半導体基板上に配置して成長を行
った後、スライド式溶液溜をさらにスライドさせて所定
の位置に移動させ、不純物収容部に収容された添加不純
物を前記１の溶液溜内のエピタキシャル成長用Ｇａ溶液
に添加することにより、他の成長用のＧａ溶液として使
用することができるようになる。従って、同一の溶液溜
を用いて複数回の成長を行うことができるので、スライ
ド式溶液溜に備える溶液溜の数は成長層の数よりも少な
くて済み、その分だけスライド式溶液溜の移動距離が短
くて済む。
【００１４】上記装置において、前記不純物収容部は前
記いずれかの溶液溜の上方に位置し、前記溶液溜が不純
物収容部の直下に移動したときに添加不純物が前記溶液
溜内に落下して溶液に添加されるように形成した場合に
は、スライド式溶液溜を所定の位置に移動させるだけで
自動的に添加不純物が添加されるようになる。
記いずれかの溶液溜の上方に位置し、前記溶液溜が不純
物収容部の直下に移動したときに添加不純物が前記溶液
溜内に落下して溶液に添加されるように形成した場合に
は、スライド式溶液溜を所定の位置に移動させるだけで
自動的に添加不純物が添加されるようになる。
【００１５】また、スライド式溶液溜が少なくとも２個
の溶液溜を備え、いずれかの溶液溜が前記半導体基板上
にあるときに、他のいずれかの溶液溜に前記不純物収容
部から添加不純物が添加されるようにした場合には、い
ずれかの成長用溶液による成長工程と他のいずれかの成
長用溶液に添加不純物を添加する工程とを、同時に行う
ことができる。
の溶液溜を備え、いずれかの溶液溜が前記半導体基板上
にあるときに、他のいずれかの溶液溜に前記不純物収容
部から添加不純物が添加されるようにした場合には、い
ずれかの成長用溶液による成長工程と他のいずれかの成
長用溶液に添加不純物を添加する工程とを、同時に行う
ことができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について、スライド式
液相エピタキシャル成長法を適用した場合を例にとり、
添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施例にお
いては、図２に示した発光素子の３層構造を形成する場
合を例にとって説明する。図１は、本発明の液相エピタ
キシャル成長法の一例を示す工程図である。図に示した
カーボン製のスライド式液相エピタキシャル成長装置に
おいて、ｐ型ＧａＡｓ基板１０は、上面がボート本体３
０の上面と同一面となるように固定される。ボート本体
３０上を操作棒３５によりスライドするスライド式溶液
溜３１には、クラッド層成長用Ｇａ溶液３２ａが収容さ
れた第１溶液溜３２及びｐ型活性層成長用Ｇａ溶液３３
ａが収容された第２溶液溜３３が設けてある。また、ス
ライド式溶液溜３１上方のボート本体３０の所定の位置
には、ｎ型クラッド層成長用調整液３４ａが収容された
不純物収容部３４が設けてある。この不純物収容部３４
は、第２溶液溜３３がｐ型ＧａＡｓ基板１０上にあると
きに、第１溶液溜３２の直上に位置する。なお、各溶液
溜には底が設けてないのは図３の場合と同様である。
液相エピタキシャル成長法を適用した場合を例にとり、
添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施例にお
いては、図２に示した発光素子の３層構造を形成する場
合を例にとって説明する。図１は、本発明の液相エピタ
キシャル成長法の一例を示す工程図である。図に示した
カーボン製のスライド式液相エピタキシャル成長装置に
おいて、ｐ型ＧａＡｓ基板１０は、上面がボート本体３
０の上面と同一面となるように固定される。ボート本体
３０上を操作棒３５によりスライドするスライド式溶液
溜３１には、クラッド層成長用Ｇａ溶液３２ａが収容さ
れた第１溶液溜３２及びｐ型活性層成長用Ｇａ溶液３３
ａが収容された第２溶液溜３３が設けてある。また、ス
ライド式溶液溜３１上方のボート本体３０の所定の位置
には、ｎ型クラッド層成長用調整液３４ａが収容された
不純物収容部３４が設けてある。この不純物収容部３４
は、第２溶液溜３３がｐ型ＧａＡｓ基板１０上にあると
きに、第１溶液溜３２の直上に位置する。なお、各溶液
溜には底が設けてないのは図３の場合と同様である。
【００１７】クラッド層成長用Ｇａ溶液３２ａは、形成
されるクラッド層がＧａ０．２５Ａｌ０．７５Ａｓに成
るべく、Ｇａ融液にＡｌ及びＧａＡｓ多結晶を溶解させ
たＧａ溶液であるが、このＧａ溶液には不純物は添加さ
れていない。また、ｐ型活性層成長用Ｇａ溶液３３ａ
は、形成されるｐ型活性層がＧａ０．６２Ａｌ０．３８
Ａｓに成るべく、Ｇａ融液にＡｌ及びＧａＡｓ多結晶を
溶解させたＧａ溶液にｐ型不純物としてＺｎを添加した
ものである。一方、ｎ型クラッド層成長用調整液３４ａ
は、後にクラッド層成長用Ｇａ溶液３２ａに添加されて
ｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液３６ａを得るためのもの
であり、クラッド層成長用Ｇａ溶液３２ａと同一組成の
Ｇａ溶液にｎ型不純物としてＴｅを添加したものを使用
する。この調整液の代わりにＴｅ単体を使用してもよ
い。
されるクラッド層がＧａ０．２５Ａｌ０．７５Ａｓに成
るべく、Ｇａ融液にＡｌ及びＧａＡｓ多結晶を溶解させ
たＧａ溶液であるが、このＧａ溶液には不純物は添加さ
れていない。また、ｐ型活性層成長用Ｇａ溶液３３ａ
は、形成されるｐ型活性層がＧａ０．６２Ａｌ０．３８
Ａｓに成るべく、Ｇａ融液にＡｌ及びＧａＡｓ多結晶を
溶解させたＧａ溶液にｐ型不純物としてＺｎを添加した
ものである。一方、ｎ型クラッド層成長用調整液３４ａ
は、後にクラッド層成長用Ｇａ溶液３２ａに添加されて
ｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液３６ａを得るためのもの
であり、クラッド層成長用Ｇａ溶液３２ａと同一組成の
Ｇａ溶液にｎ型不純物としてＴｅを添加したものを使用
する。この調整液の代わりにＴｅ単体を使用してもよ
い。
【００１８】次に、上記装置を用いて成長を行う工程に
ついて説明する。まず、スライド式溶液溜３１を、図１
（ａ）の位置から矢印の方向にスライドさせ、クラッド
層成長用Ｇａ溶液３２ａが収容された第１溶液溜３２を
ｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９００℃か
ら８００℃まで１℃／ｍｉｎの条件で降温することによ
りＧａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１１を成長
させる（図１（ｂ））。次に、スライド式溶液溜３１を
さらに矢印の方向にスライドさせ、ｐ型活性層成長用Ｇ
ａ溶液３３ａが収容された第２溶液溜３３をｐ型ＧａＡ
ｓ基板１０上にセットし、例えば８００℃から７９５℃
までの降温でｐ型Ｇａ ０．６２ Ａｌ ０．３８ Ａｓ活性層
１２を前記クラッド層１１上に成長させる（図１
（ｃ））。このとき同時に、第１溶液溜３２が不純物収
容部３４の直下にセットされ、ｎ型クラッド層成長用調
整液３４ａがクラッド層成長用Ｇａ溶液３２ａに添加さ
れてｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液３６ａが得られる。
そして、ｐ型活性層１２の成長後、スライド式溶液溜３
１を今度は逆方向にスライドさせ、ｎ型クラッド層成長
用Ｇａ溶液３６ａが収容された第１溶液溜３２を再びｐ
型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば７９５℃から
６５０℃までの降温でｎ型Ｇａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａ
ｓクラッド層１３を前記ｐ型活性層１２上に成長させる
（図１（ｄ））。この後、スライド式溶液溜３１をさら
に矢印の方向に移動させ、成長工程を終了する（図１
（ｅ））。このようにして３層ダブルヘテロ接合構造が
ｐ型ＧａＡｓ基板１０上に形成される。
ついて説明する。まず、スライド式溶液溜３１を、図１
（ａ）の位置から矢印の方向にスライドさせ、クラッド
層成長用Ｇａ溶液３２ａが収容された第１溶液溜３２を
ｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９００℃か
ら８００℃まで１℃／ｍｉｎの条件で降温することによ
りＧａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａｓクラッド層１１を成長
させる（図１（ｂ））。次に、スライド式溶液溜３１を
さらに矢印の方向にスライドさせ、ｐ型活性層成長用Ｇ
ａ溶液３３ａが収容された第２溶液溜３３をｐ型ＧａＡ
ｓ基板１０上にセットし、例えば８００℃から７９５℃
までの降温でｐ型Ｇａ ０．６２ Ａｌ ０．３８ Ａｓ活性層
１２を前記クラッド層１１上に成長させる（図１
（ｃ））。このとき同時に、第１溶液溜３２が不純物収
容部３４の直下にセットされ、ｎ型クラッド層成長用調
整液３４ａがクラッド層成長用Ｇａ溶液３２ａに添加さ
れてｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液３６ａが得られる。
そして、ｐ型活性層１２の成長後、スライド式溶液溜３
１を今度は逆方向にスライドさせ、ｎ型クラッド層成長
用Ｇａ溶液３６ａが収容された第１溶液溜３２を再びｐ
型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば７９５℃から
６５０℃までの降温でｎ型Ｇａ ０．２５ Ａｌ ０．７５ Ａ
ｓクラッド層１３を前記ｐ型活性層１２上に成長させる
（図１（ｄ））。この後、スライド式溶液溜３１をさら
に矢印の方向に移動させ、成長工程を終了する（図１
（ｅ））。このようにして３層ダブルヘテロ接合構造が
ｐ型ＧａＡｓ基板１０上に形成される。
【００１９】なお、クラッド層成長用溶液３２ａには、
ｐ型不純物であるＺｎが添加されていないので、このＧ
ａ溶液を用いて成長させたクラッド層は当初は不純物が
ほとんどドープされていないことになる。しかし、その
後の熱処理により、ｐ型ＧａＡｓ基板１０にドープされ
ている高濃度のＺｎがクラッド層側に拡散し、いわゆる
アウトディフージョンが行われる。この結果、前記クラ
ッド層１１は所定の濃度プロファイルを有するｐ型クラ
ッド層１１となる。
ｐ型不純物であるＺｎが添加されていないので、このＧ
ａ溶液を用いて成長させたクラッド層は当初は不純物が
ほとんどドープされていないことになる。しかし、その
後の熱処理により、ｐ型ＧａＡｓ基板１０にドープされ
ている高濃度のＺｎがクラッド層側に拡散し、いわゆる
アウトディフージョンが行われる。この結果、前記クラ
ッド層１１は所定の濃度プロファイルを有するｐ型クラ
ッド層１１となる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、第１
導電型の半導体基板上に、導電型を決める不純物が添加
されていない第１のエピタキシャル成長用溶液を配置し
て、第１のエピタキシャル成長を行った後、前記第１の
エピタキシャル成長用溶液に第２導電型の不純物を添加
して第３のエピタキシャル成長用Ｇａ溶液とし、第３の
エピタキシャル成長を行うので、例えば３層のエピタキ
シャル成長層を形成するには２種類の成長用溶液及び１
種類の添加不純物を用意すれば済み、工程数も減少す
る。また、スライド式液相エピタキシャル成長装置を適
用して３層のエピタキシャル成長層を得る場合、スライ
ド式溶液溜の移動距離は、２種類の溶液を相互に半導体
基板上に配置させるだけの距離で済むこととなる。従っ
て、液相エピタキシャル成長層の形成工程において作業
領域が比較的狭くて済み、且つ必要な溶液が少なく、コ
ストの削減にも寄与する。
導電型の半導体基板上に、導電型を決める不純物が添加
されていない第１のエピタキシャル成長用溶液を配置し
て、第１のエピタキシャル成長を行った後、前記第１の
エピタキシャル成長用溶液に第２導電型の不純物を添加
して第３のエピタキシャル成長用Ｇａ溶液とし、第３の
エピタキシャル成長を行うので、例えば３層のエピタキ
シャル成長層を形成するには２種類の成長用溶液及び１
種類の添加不純物を用意すれば済み、工程数も減少す
る。また、スライド式液相エピタキシャル成長装置を適
用して３層のエピタキシャル成長層を得る場合、スライ
ド式溶液溜の移動距離は、２種類の溶液を相互に半導体
基板上に配置させるだけの距離で済むこととなる。従っ
て、液相エピタキシャル成長層の形成工程において作業
領域が比較的狭くて済み、且つ必要な溶液が少なく、コ
ストの削減にも寄与する。
【図１】本発明の液相エピタキシャル成長法の一実施例
を示す工程図である。
を示す工程図である。
【図２】３層のエピタキシャル成長層を有する発光素子
の深さ方向の構造を示す断面図である。
の深さ方向の構造を示す断面図である。
【図３】従来の液相エピタキシャル成長法の一例を示す
工程図である。
工程図である。
１０ Ｐ型ＧａＡｓ基板 １１ ｐ型クラッド層 １２ ｐ型活性層 １３ ｎ型クラッド層 ２０，３０ ボート本体 ２１，３１ スライド式溶液溜 ２２，３２ 第１溶液溜 ２２ａ ｐ型クラッド層成長用Ｇａ溶液 ２３，３３ 第２溶液溜 ２３ａ ｐ型活性層成長用Ｇａ溶液２４ 第３溶液溜 ２４ａ ｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液 ２５，３５ 操作棒 ３２ａ クラッド層成長用Ｇａ溶液 ３３ａ ｐ型活性層成長用Ｇａ溶液３４ 不純物収容部 ３４ａ ｎ型クラッド層成長用調整液 ３６ａ ｎ型クラッド層成長用Ｇａ溶液
Claims (3)
- 【請求項１】 ダブルヘテロ接合構造を構成する第１の
エピタキシャル成長層、第２のエピタキシャル成長層及
び第３のエピタキシャル成長層が、 （ａ）第１導電型の半導体基板上に、導電型を決める不
純物が添加されていない第１のエピタキシャル成長用溶
液を配置して、第１のエピタキシャル成長層を形成する
工程、 （ｂ）前記（ａ）工程を行った後に、前記第１のエピタ
キシャル成長層上に第２のエピタキシャル成長用溶液を
配置して、第１導電型又は第２導電型の第２のエピタキ
シャル成長層を形成する工程、 （ｃ）前記第１のエピタキシャル成長用溶液に第２導電
型の不純物を添加して、第３のエピタキシャル成長用溶
液を得る工程、 （ｄ）前記（ｂ）工程を行った後に、前記（ｃ）工程で
得られた第３のエピタキシャル成長用溶液を前記第２の
エピタキシャル成長層上に配置して第２導電型の第３の
エピタキシャル成長層を形成する工程、 により形成され、 前記第１のエピタキシャル成長層への導電型を決める不
純物のドープは前記半導体基板からの第１導電型の不純
物の拡散により行われ、その導電型は第１導電型であ
る、液相エピタキシャル成長法 。 - 【請求項２】 前記第１のエピタキシャル成長層は、前
記第２のエピタキシャル成長層との接合部近傍における
キャリア濃度が５×１０ １６ ｃｍ −３ 以下である、請求
項１に記載の液相エピタキシャル成長法。 - 【請求項３】 前記（ａ）工程ないし（ｄ）工程により
成長させた第１ないし第３のエピタキシャル成長層がＧ
ａＡｌＡｓ化合物半導体から成る、請求項１又は請求項
２に記載の液相エピタキシャル成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185182A JP2543791B2 (ja) | 1991-06-30 | 1991-06-30 | 液相エピタキシャル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185182A JP2543791B2 (ja) | 1991-06-30 | 1991-06-30 | 液相エピタキシャル成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517282A JPH0517282A (ja) | 1993-01-26 |
| JP2543791B2 true JP2543791B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=16166281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3185182A Expired - Fee Related JP2543791B2 (ja) | 1991-06-30 | 1991-06-30 | 液相エピタキシャル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543791B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5125075A (en) * | 1974-08-27 | 1976-03-01 | Sharp Kk | Handotaisochi no seizosochi oyobi seizohoho |
| JPH02307889A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 液相エピタキシャル成長方法 |
-
1991
- 1991-06-30 JP JP3185182A patent/JP2543791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0517282A (ja) | 1993-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |