JPH02166775A - 発光ダイオード用化合物半導体の製造方法及び発光ダイオード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は発光ダイオード用化合物半導体の製造方法及び
発光ダイオードに関するものである。

［従来技術］ 発光ダイオード用化合物半導体の製造技術として、（り
液相成長法、（２）気相成長法、（３）有機金属気相成
長法、（４）分子線蒸着法等がある。

本発明は液相成長法によるものである。液相成長法には
種々のものがあり、その内代表的なものは、横型電気炉
中でのスライドポート法と縦型電気炉によるデツピング
法である。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の方法では、２インチもしくは３インチ径で厚さ３
００〜５００１１鵬の基板の片面にエピタキシャル成長
するので、基板とエピタキシャル膜結晶の格子定数が異
なる場合、エピタキシャル膜成長後の基板は大きく湾曲
し、さらに表面状態は凸凹となり、このような基板を用
いて発光デバイスを製造する際の障害となっていた。ま
た、上記工程で製造した発光ダイオードの構造は一面に
しか発光層がないので発光光量に制限があった。

［発明の構成］ 本発明は上記基板片面におけるエピタキシャル膜結晶成
長における格子定数相違によって生じる基板湾曲の課題
を解決するものであり、角柱の化合物半導体結晶の４面
に半導体エピタキシャル膜を製造する方法とこの製造方
法によって作成された発光ダイオードにある。

以下、図面により本発明を説明する。

第１図は本発明による発光ダイオード膜の製造方法を実
施できる装置を示すものである。また、第２図（ａ）は
本発明によりＡｊｘＧａＩ−、Ａｓエピタキシャル膜を
備えるＧａ１ｇ結晶角柱基材を示し、同（ｂ）は（ａ）
図の角柱基材１を用いて作成した発光ダイオードを示し
、又、第４図は上記説明の従来方法によって製造された
ＡＪ）（Ｇａｌ−ｘＡｓエピタキシャル膜を備えるＧａ
Ａｓ結晶基板を示す。

第１図において、６は石英もしくはステンレス製反応管
を示し、この中にＰＢＮもしくは石英ルツボ５が複数個
直線上に配置され、順に２で示す融液として、例えば入
１゜、７（ｉａ６．３Ａｓを含むＧａ融液、３で示す融
液としてＡＪ６．３ＧＢｇ、７ＡＳを含むＣａ融液、４
として２と同様組成の融液が溝たされる。もちろんこれ
らの融液は加熱により融液に保たれているものである。

７はホルダーを示し、１はこのホルダー７によって固定
された角柱ＧａＡｓ結晶基材を示す。ホルダー７は具体
的に図示していないが、炉外よりの操作により、各ルツ
ボ５の上で停止し、下降して複数の角柱（ｉａＡｓ結晶
を各融液中に浸漬し、引上げ、移行させることができる
。又、反応管８にはＨＱガスが導入される。

底面積１　ａｍ角、長さ５０■鵬の角柱ＧａＡｓ結晶基
材１を複数個ホルダー７に固定し、過飽和状態にあるＡ
ｊＸＧａ、−、ムＳを含むＧａ融液２．３．４に順に浸
し、３層のムｊ、、Ｇａ＋−ｇムＳ薄膜結晶を成長させ
る。

第４図に示した従来の方法で製造したＨＸ（ｊａｌ−。

Ａｓエピタキシャル膜２２を備えるＧａＡｓ結晶基板２
ｘは、基板２１の格子定数が、エピタキシャル膜Ａ１．
Ｇａ１−ｙＡｓの格子定数より小さいので、図示のよう
に湾曲する。この場合湾曲の度合はＡｊＸ（ｉａ、−Ｘ
Ａｓの組成比により変るが、通常の発光ダイオードでは
、ｘ　＝　０．１〜０．８のＡｊ）（Ｇａ＋−ＸＡｓを
第−層に成長させるので、０．５■腸厚の２インチ基板
にｌ０１１ｍエピタキシャル成長させた場合、周辺部は
中心に比べ５μ−程度反る。

これに対し、本発明では、第２図（ａ）に示すように角
柱ＧａＡｓ結晶基材１の相対する面にＡ１．Ｇａ。

−ｘＡｓのエピタキシャル１！Ｘ８を成長しているので
反りは生じない。

第２図（ｂ）は同（ａ）の結晶を用いて作成した発光ダ
イオードを示しているが、図において、９はＧａＡｓ結
晶面上に形成したオーミック電極、１Ｇはエピタキシャ
ルＡｊＸＧａｔ−ｘＡＳ膜８上に形成したオーミック電
極である。従来の発光ダイオードに比べ、発光する活性
層面積を大きくするのが容易である。

［実施例］ 角柱ＧａＡｓ結晶としてＺｎをＩ　Ｘ　１０”ａｍ−’
程度ドープしたＰ型ＨＢＧａＡｓウエノ＼より底面積１
１１■角、長さ５０ｍ１の角柱を切り出したものを用い
、３ｔｉｌ！類のＡＩＸｃ＆＋−Ｘｉｓを含むＧａ融液
中に順次浸すことにより３層構造のエピタキシャル膜を
成長させた。

第１層は、混晶比がＸ＝ｏ、ｓｓ〜０．８５でホール濃
度ｐ−０，５〜ＩＸ菫０”ａ＋ｓ−’、厚さｄ　：　２
５”　４０ｐｍ。

第２ｙａは、混晶比がＸ＝０．３〜０．４、ホール濃度
ｐ二１Ｘ１０ｃ論　、厚さｄ＝１〜５ｊ腸、第３７ｉ！
は、Ｘ：０．６５〜０．８５、電子濃度ｎ＝１〜２　Ｘ
　１０”Ｃ纏−３、厚さｄ＝２５〜４０ｘｔ＊である。

上記３層のエピタキシャル膜が成長したＧａＡｓ角柱よ
り１１の長さを切り出し、第３＠に示すように、ＧａＡ
ｓ角柱の中心と４面のエピタキシャル結晶膜の中心に２
０１■径のオーミック電極１１を作製した。角柱ＣａＡ
ｓ側に正、エピタキシャル結晶膜側に負の電圧を印加し
て、総量２０ｍＡの電流を流した時、従来の平面構造ダ
イオードに比較し、２．５倍の光度が得られた。従来の
発光ダイオードの光度は自社製品で２０ｍＡの電流に対
し、１２００（ミリカンデラ）である。また発光波長は
８６０ｎｍである。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明は、従来の方法のように、
広い面積をもつ一枚の基板上にエピタキシャル成長しな
いで、細い角柱結晶表面に異なる材料をエピタキシャル
成長させるので、（ｔ）成長薄膜を均一にできること、
（２）ＡｊＸＧａ、−にＡａを含むＧａ融液に角柱Ｇａ
Ａｓ結晶を浸し、ＡｌｘＧａ、−、Ａｓを成長させた後
、角柱ＧａＡｓを融液より引き上げる際、前記融液が容
易に分離するので表面状態良好なエピタキシャル膜を得
ることができる。

従って、本発明は、ｍ−ｖ族化合物半導体を用いた可視
光から赤外光領域の光を発する発光ダイオードの量産に
利用すると効果的である。

また製造された発光ダイオードは角柱の４面を用いるこ
とで活性層面積を大きくするのが容易である。

【図面の簡単な説明】

第１♀は、本発明を実施する装置を示す。 第２図（ａ）は、本発明によるＡＪｘＧａｌ−）（Ａｓ
エピタキシャル膜を備える角柱基材を示し、同（ｂ）は
（ａ）の角柱基材より作成された発光ダイオードを示す
。 第３図は、本発明による発光ダイオードを示す。 第４図は、従来の製造法によるＡｊｘＧａｔ−ｘＡｓＷ
Ｘを備える基板の反りの説明図である。 １・・・角柱結晶基材、２．３．４・・・融液、５・・
・ルツボ、６・・・反応管、７・・・ホルダー、８・・
・エピタキシャル膜、θ、１０．１１・・・オーミック
電極。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）角柱の化合物半導体結晶の４面に半導体エピタキ
   シャル膜を作成することを特徴とする発光ダイオード用
   化合物半導体の製造方法。
2. （２）請求項（１）の方法で製造した発光ダイオード用
   化合物半導体を用いた発光ダイオード。