JPH04247670A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH04247670A JPH04247670A JP3253234A JP25323491A JPH04247670A JP H04247670 A JPH04247670 A JP H04247670A JP 3253234 A JP3253234 A JP 3253234A JP 25323491 A JP25323491 A JP 25323491A JP H04247670 A JPH04247670 A JP H04247670A
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- Japan
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- epitaxial
- semiconductor device
- gaalas
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/0004—Devices characterised by their operation
- H01L33/0008—Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線発光ダイオ−ド
の製造の際に使用するための、半導体サブストレ−トの
上のエピタキシャルな連続半導体層に関する。殊に本発
明は、ＧａＡｌＡｓ混合結晶体からなるエピタキシャル
な連続半導体層に関する。
の製造の際に使用するための、半導体サブストレ−トの
上のエピタキシャルな連続半導体層に関する。殊に本発
明は、ＧａＡｌＡｓ混合結晶体からなるエピタキシャル
な連続半導体層に関する。
【０００２】Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉ
ｏｄｅｓ， Ｐｒｅｎｔｉｃｅ／Ｈａｌｌ Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ １９８７ １１７頁以降の
記載により、半導体ダイオ−ドを、光収率が改善された
ことにより、エピタキシャルなＧａＡｌＡｓ混合結晶体
から製造することは公知である。このために、ｎド−プ
されたＧａＡｓ半導体サブストレ−トの上に、液相エピ
タキシャル法の場合、珪素ド−プされたＧａＡｌＡｓが
、成長させられる。溶融液の温度は、ある高い温度から
、エピタキシャル成長の開始まで、より低い温度に減少
させられる。 高い温度は、最初に珪素が、エピタキシャル層のｎド−
プを生じるということになる。臨界温度の場合、エピタ
キシャル層の導電型が、ｎからｐへと変化する。ｐｎ接
合が生じるのである。同時に、アルミニウム含量は、サ
ブストレ−トの成長した層において、表面に向かって絶
えず小さくなって行く。何故なら、Ａｌの溶融液が少な
くなるからである。
ｏｄｅｓ， Ｐｒｅｎｔｉｃｅ／Ｈａｌｌ Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ １９８７ １１７頁以降の
記載により、半導体ダイオ−ドを、光収率が改善された
ことにより、エピタキシャルなＧａＡｌＡｓ混合結晶体
から製造することは公知である。このために、ｎド−プ
されたＧａＡｓ半導体サブストレ−トの上に、液相エピ
タキシャル法の場合、珪素ド−プされたＧａＡｌＡｓが
、成長させられる。溶融液の温度は、ある高い温度から
、エピタキシャル成長の開始まで、より低い温度に減少
させられる。 高い温度は、最初に珪素が、エピタキシャル層のｎド−
プを生じるということになる。臨界温度の場合、エピタ
キシャル層の導電型が、ｎからｐへと変化する。ｐｎ接
合が生じるのである。同時に、アルミニウム含量は、サ
ブストレ−トの成長した層において、表面に向かって絶
えず小さくなって行く。何故なら、Ａｌの溶融液が少な
くなるからである。
【０００３】ところで、半導体サブストレ−トが、エッ
チング停止剤を用いて除去され、かつダイオ−ドが、接
触させられ、この場合、予めサブストレ−トとの境界面
が形成された表面は、この時から発光面であるというこ
とである。サブストレ−トの除去は、発光を、むき出し
にされたＧａＡｌＡｓ表面で可能にするために、必須で
ある。
チング停止剤を用いて除去され、かつダイオ−ドが、接
触させられ、この場合、予めサブストレ−トとの境界面
が形成された表面は、この時から発光面であるというこ
とである。サブストレ−トの除去は、発光を、むき出し
にされたＧａＡｌＡｓ表面で可能にするために、必須で
ある。
【０００４】サブストレ−トの除去は工業的に莫大な費
用がかかり、従って、高価である。後に残された薄いエ
ピタキシャル層は、後加工で取り扱う際に、非常に破損
し易い。付加的に、接触は、Ａｌ含量が高いことから、
困難であることが判明した。
用がかかり、従って、高価である。後に残された薄いエ
ピタキシャル層は、後加工で取り扱う際に、非常に破損
し易い。付加的に、接触は、Ａｌ含量が高いことから、
困難であることが判明した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明には、
赤外線発光ダイオ−ドの製造の際に使用され、該ダイオ
−ドのサブストレ−ト層が、ダイオ−ド製造の際に維持
されることができるような半導体サブストレ−トの上で
、ＧａＡｌＡｓから成り立っている半導体装置を記載す
るという課題が課された。
赤外線発光ダイオ−ドの製造の際に使用され、該ダイオ
−ドのサブストレ−ト層が、ダイオ−ド製造の際に維持
されることができるような半導体サブストレ−トの上で
、ＧａＡｌＡｓから成り立っている半導体装置を記載す
るという課題が課された。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の課題は、請求項１
に記載された特徴によって解決される。本発明の別の有
利な実施態様は、従属請求項から判明する。
に記載された特徴によって解決される。本発明の別の有
利な実施態様は、従属請求項から判明する。
【０００７】以下に、本発明を図１〜３に基づいて説明
する。
する。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明による半導体構成部材である
。半導体構成部材は、裏面電極部５、有利にＡｕ：Ｇｅ
、ｎド−プしたＧａＡｓ半導体サブストレ−ト１、記載
すべきエピタキシャル連続層２ａ、２ｂ、３ならびに４
およびランド状に形成した、有利にＡｌよりなる表面電
極部６から成り立っている。連続層は、ｎ導電性帯域２
ａとｐ導電性帯域２ｂとを有する第１のエピタキシャル
層２ａ、２ｂを含んでいる。ｎ導電性帯域２ａは、２０
〜１００μｍの厚さであり、サブストレ−トとの境界面
で、１．５〜８０％のＡｌ含量を有し、かつ図２により
、層２ａ、２ｂの厚さに亘って、別の経過曲線を有して
いる。ｐ導電性帯域２ｂは、約５〜５０μｍの厚さであ
り、かつこのｐ導電性帯域２ｂにおいて、アルミニウム
濃縮経過曲線が、ｎ導電性帯域２ａから、連続して続い
ていることを示している。第２の層３は、ｎ導電性で、
約１０〜８０μｍの厚さであり、かつその下の層２ｂと
の境界面で、１０〜８０％のＡｌ含量を有している。Ａ
ｌ含量を、サブストレ−ト１との境界面での第１の層２
ａのＡｌ含量よりも大きいように選択すべきである。更
に、ｐｎ接合７でのＡｌ含量を、ｐｎ接合に向けられた
、第２の層３の表面でのＡｌ含量よりも大きくしてはな
らない。ＧａＡｌＡｓ混合結晶体の上の金属電極部の電
極抵抗は、極めて強く、アルミニウム濃度に左右され、
かつＧａＡｌＡｓにおけるＡｌ含量が高ければ高いほど
、それだけ一層高い割合で析出するので、第２の層３の
上に、接触挙動の改善のために、高ド−プしたｐ導電性
ＧａＡｓ層４を成長させ、この層４の厚さは、低オ−ム
接触が実現できるように選択すべきである。０．１〜５
μｍの典型的な厚さで十分である。こうして製造した電
極部６は、製造の際に、小さな抵抗値および良好な再現
可能性を示す。
。半導体構成部材は、裏面電極部５、有利にＡｕ：Ｇｅ
、ｎド−プしたＧａＡｓ半導体サブストレ−ト１、記載
すべきエピタキシャル連続層２ａ、２ｂ、３ならびに４
およびランド状に形成した、有利にＡｌよりなる表面電
極部６から成り立っている。連続層は、ｎ導電性帯域２
ａとｐ導電性帯域２ｂとを有する第１のエピタキシャル
層２ａ、２ｂを含んでいる。ｎ導電性帯域２ａは、２０
〜１００μｍの厚さであり、サブストレ−トとの境界面
で、１．５〜８０％のＡｌ含量を有し、かつ図２により
、層２ａ、２ｂの厚さに亘って、別の経過曲線を有して
いる。ｐ導電性帯域２ｂは、約５〜５０μｍの厚さであ
り、かつこのｐ導電性帯域２ｂにおいて、アルミニウム
濃縮経過曲線が、ｎ導電性帯域２ａから、連続して続い
ていることを示している。第２の層３は、ｎ導電性で、
約１０〜８０μｍの厚さであり、かつその下の層２ｂと
の境界面で、１０〜８０％のＡｌ含量を有している。Ａ
ｌ含量を、サブストレ−ト１との境界面での第１の層２
ａのＡｌ含量よりも大きいように選択すべきである。更
に、ｐｎ接合７でのＡｌ含量を、ｐｎ接合に向けられた
、第２の層３の表面でのＡｌ含量よりも大きくしてはな
らない。ＧａＡｌＡｓ混合結晶体の上の金属電極部の電
極抵抗は、極めて強く、アルミニウム濃度に左右され、
かつＧａＡｌＡｓにおけるＡｌ含量が高ければ高いほど
、それだけ一層高い割合で析出するので、第２の層３の
上に、接触挙動の改善のために、高ド−プしたｐ導電性
ＧａＡｓ層４を成長させ、この層４の厚さは、低オ−ム
接触が実現できるように選択すべきである。０．１〜５
μｍの典型的な厚さで十分である。こうして製造した電
極部６は、製造の際に、小さな抵抗値および良好な再現
可能性を示す。
【０００９】図２（上）は、本発明による半導体構成部
材における縦断面上のＡｌ濃度の経過曲線を示す。帯域
距離Ｅｇを、Ａｌ濃度に対して直接的に比例して、従っ
て、同時に図２中に記載している。Ａｌ濃度、ひいては
バンドギャップも、Ａｌ遊離サブストレ−ト１から、第
１のエピタキシャル層２ａへの接合部では、急激に増加
し、その後、第１のエピタキシャル層２ａ、２ｂの範囲
内で、ほぼ指数的に下降している。第２のエピタキシャ
ル層３への接合部では、Ａｌ濃度は、再び急激に増加し
、層３の範囲内で、再度、ほぼ指数的に下降している。 第３のエピタキシャル層４は、Ａｌを含有せず、その結
果、第２のエピタキシャル層３から、第３のエピタキシ
ャル層４への接合部で、Ａｌ濃度が急激に下降している
。第１のエピタキシャル層２ａ、２ｂおよび第２のエピ
タキシャル層３の範囲内でのＡｌ濃度プロフィ−ルは、
これらの層の製造の際に液相エピタキシャル法によって
生じる。成長の開始のために、溶融液が、アルミニウム
に富み、かつ高い分散係数の結果から、まず多量のアル
ミニウムを、混合結晶体の中に組み込む。このことによ
って、溶融液は急激にアルミニウムに乏しくなり、その
結果、Ａｌ濃度は結晶中で同時に迅速に減少する。
材における縦断面上のＡｌ濃度の経過曲線を示す。帯域
距離Ｅｇを、Ａｌ濃度に対して直接的に比例して、従っ
て、同時に図２中に記載している。Ａｌ濃度、ひいては
バンドギャップも、Ａｌ遊離サブストレ−ト１から、第
１のエピタキシャル層２ａへの接合部では、急激に増加
し、その後、第１のエピタキシャル層２ａ、２ｂの範囲
内で、ほぼ指数的に下降している。第２のエピタキシャ
ル層３への接合部では、Ａｌ濃度は、再び急激に増加し
、層３の範囲内で、再度、ほぼ指数的に下降している。 第３のエピタキシャル層４は、Ａｌを含有せず、その結
果、第２のエピタキシャル層３から、第３のエピタキシ
ャル層４への接合部で、Ａｌ濃度が急激に下降している
。第１のエピタキシャル層２ａ、２ｂおよび第２のエピ
タキシャル層３の範囲内でのＡｌ濃度プロフィ−ルは、
これらの層の製造の際に液相エピタキシャル法によって
生じる。成長の開始のために、溶融液が、アルミニウム
に富み、かつ高い分散係数の結果から、まず多量のアル
ミニウムを、混合結晶体の中に組み込む。このことによ
って、溶融液は急激にアルミニウムに乏しくなり、その
結果、Ａｌ濃度は結晶中で同時に迅速に減少する。
【００１０】ｐｎ接合７を、両性のＳｉド−プによって
実現したので、該ｐｎ接合は、第１のエピタキシャル層
２ａ、２ｂの範囲内にある。Ａｌ濃度の経過曲線は、ｐ
ｎ接合の両側へ連続的に続いている。２つのアルミニウ
ム含有帯域におけるｐｎ接合の埋設によって、発光され
た光線吸収は著しく減少する。
実現したので、該ｐｎ接合は、第１のエピタキシャル層
２ａ、２ｂの範囲内にある。Ａｌ濃度の経過曲線は、ｐ
ｎ接合の両側へ連続的に続いている。２つのアルミニウ
ム含有帯域におけるｐｎ接合の埋設によって、発光され
た光線吸収は著しく減少する。
【００１１】図２（下）は、本発明による半導体構成部
材の屈折率ｎの経過曲線を示す。屈折率ｎは、結晶中の
Ａｌ濃度に左右され、かつアルミニウム濃度が大きけれ
ば大きいほど、それだけ一層小さくなる。ｐｎ接合７の
範囲内の屈折率の経過曲線は、光導電性効果を生じ、こ
の場合、第１のエピタキシャル層のｎド−プした帯域２
ａは、屈折率の勾配の結果、ｐｎ接合の平面７の方向に
おける電磁線を屈折させる。このことは，ｐｎ接合７へ
平行の発光の改善に決定的な貢献をしている。
材の屈折率ｎの経過曲線を示す。屈折率ｎは、結晶中の
Ａｌ濃度に左右され、かつアルミニウム濃度が大きけれ
ば大きいほど、それだけ一層小さくなる。ｐｎ接合７の
範囲内の屈折率の経過曲線は、光導電性効果を生じ、こ
の場合、第１のエピタキシャル層のｎド−プした帯域２
ａは、屈折率の勾配の結果、ｐｎ接合の平面７の方向に
おける電磁線を屈折させる。このことは，ｐｎ接合７へ
平行の発光の改善に決定的な貢献をしている。
【００１２】エピタキシャル層の製造を、公知の液相エ
ピタキシャル法によって行った。半導体サブストレ−ト
薄片を、まず比率８：１：１のＨ２ＳＯ４、Ｈ２Ｏ２お
よびＨ２Ｏからなる１つの混合物中で精製した。エッチ
ング時間は、６０℃の典型的な温度の場合に約２分であ
る。 サブストレ−トの結晶配向は、有利に＜１００＞または
＜１１１＞であり、但し、前記実施例の場合、１００配
向によって始めた。個個のエピタキシャル溶融液の組成
は、詳細には所望のド−プ、意図した層厚、必要なアル
ミニウムプロフィ−ルおよびエピタキシャル温度によっ
て左右される。前記パラメ−タ−を、製造すべき半導体
構成部材の高い発光効率の効率を最大限に高めた。それ
ぞれのエピタキシャル溶融液の以下の成分の定量は、そ
れぞれガリウム基本的成分に関連する。第１のエピタキ
シャル層２ａ、２ｂのための第１の溶融液は、ＧａＡｓ
５．５〜６．５％、アルミニウム０．０３〜０．２％、
珪素０．７〜０．８％を含有する。第２のエピタキシャ
ル層３のための第２の溶融液は、ＧａＡｓ２．５〜３．
５％、アルミニウム０．１〜０．３％およびゲルマニウ
ム０．６〜０．７％または１つの別のド−プ剤、例えば
亜鉛、マグネシウムもしくは珪素を含有する。接触性質
の改善のためのＧａＡｓ層４の成長のための第３の溶融
液は、ＧａＡｓ０．９％およびゲルマニウム０．８％も
しくは第２の溶融液のド−プ剤を含有する。
ピタキシャル法によって行った。半導体サブストレ−ト
薄片を、まず比率８：１：１のＨ２ＳＯ４、Ｈ２Ｏ２お
よびＨ２Ｏからなる１つの混合物中で精製した。エッチ
ング時間は、６０℃の典型的な温度の場合に約２分であ
る。 サブストレ−トの結晶配向は、有利に＜１００＞または
＜１１１＞であり、但し、前記実施例の場合、１００配
向によって始めた。個個のエピタキシャル溶融液の組成
は、詳細には所望のド−プ、意図した層厚、必要なアル
ミニウムプロフィ−ルおよびエピタキシャル温度によっ
て左右される。前記パラメ−タ−を、製造すべき半導体
構成部材の高い発光効率の効率を最大限に高めた。それ
ぞれのエピタキシャル溶融液の以下の成分の定量は、そ
れぞれガリウム基本的成分に関連する。第１のエピタキ
シャル層２ａ、２ｂのための第１の溶融液は、ＧａＡｓ
５．５〜６．５％、アルミニウム０．０３〜０．２％、
珪素０．７〜０．８％を含有する。第２のエピタキシャ
ル層３のための第２の溶融液は、ＧａＡｓ２．５〜３．
５％、アルミニウム０．１〜０．３％およびゲルマニウ
ム０．６〜０．７％または１つの別のド−プ剤、例えば
亜鉛、マグネシウムもしくは珪素を含有する。接触性質
の改善のためのＧａＡｓ層４の成長のための第３の溶融
液は、ＧａＡｓ０．９％およびゲルマニウム０．８％も
しくは第２の溶融液のド−プ剤を含有する。
【００１３】明確に説明された２つの実施例ａおよびｂ
のためのエピタキシャル溶融液の正確な組成を表１より
確認できる。
のためのエピタキシャル溶融液の正確な組成を表１より
確認できる。
【００１４】
表１
例 溶融液 ＧａＡｓ％
Ａｌ％ Ｓｉ％ Ｇｅ％
番号
１ ６．
２ ０．０５ ０．７５ ａ
２ ３．３ ０．２
− ０．６５
３ １．６ −
− ０．８
１ ５．７ ０
．１４ ０．７５ ｂ ２
２．８ ０．２ −
０．６２ ３
０．９ − −
０．８ 溶融液を、エピタキシャルブ−
トの設置された容器の中に充填し、かつブ−トを、エピ
タキシャル反応器の中に装入した。反応器中の温度を第
１停止温度Ｔ１（約４００℃）に加熱し、約３０分間維
持した。前記の温度で、場合によって存在する酸化ガリ
ウム基を、サブストレ−ト薄片の上およびエピタキシャ
ルボ−トの中で分解した。
Ａｌ％ Ｓｉ％ Ｇｅ％
番号
１ ６．
２ ０．０５ ０．７５ ａ
２ ３．３ ０．２
− ０．６５
３ １．６ −
− ０．８
１ ５．７ ０
．１４ ０．７５ ｂ ２
２．８ ０．２ −
０．６２ ３
０．９ − −
０．８ 溶融液を、エピタキシャルブ−
トの設置された容器の中に充填し、かつブ−トを、エピ
タキシャル反応器の中に装入した。反応器中の温度を第
１停止温度Ｔ１（約４００℃）に加熱し、約３０分間維
持した。前記の温度で、場合によって存在する酸化ガリ
ウム基を、サブストレ−ト薄片の上およびエピタキシャ
ルボ−トの中で分解した。
【００１５】第２の停止温度Ｔ２（約１０００℃）で、
溶融液の全部の秤量分を溶解し、同時に溶融液を均一化
した。
溶融液の全部の秤量分を溶解し、同時に溶融液を均一化
した。
【００１６】この時から、温度を、エピタキシャル反応
器中で継続的に１分間当り０．８〜１℃の冷却率で低下
させた。
器中で継続的に１分間当り０．８〜１℃の冷却率で低下
させた。
【００１７】温度Ｔ３（約９００〜９２０℃）の達成の
際にサブストレ−ト円板を、第１の溶融液に浸漬した。 まずｎ導電性ＧａＡｌＡｓ層２ａを成長させ、そのＡｌ
含量を連続的に減少させた（図２）。約８７８℃で、ｎ
導電からｐ導電への変換を、行った。従って、ｐｎ接合
を、１つの溶融液中および１つの処理工程中で生じさせ
た。こうして、第１のエピタキシャル層のｎ導電性帯域
２ｂを成長させた。結晶体中のＡｌ含量を、引き続き減
少させた。
際にサブストレ−ト円板を、第１の溶融液に浸漬した。 まずｎ導電性ＧａＡｌＡｓ層２ａを成長させ、そのＡｌ
含量を連続的に減少させた（図２）。約８７８℃で、ｎ
導電からｐ導電への変換を、行った。従って、ｐｎ接合
を、１つの溶融液中および１つの処理工程中で生じさせ
た。こうして、第１のエピタキシャル層のｎ導電性帯域
２ｂを成長させた。結晶体中のＡｌ含量を、引き続き減
少させた。
【００１８】温度Ｔ４（約８４０〜８７０℃）で、円板
を、第１の溶融液から除去し、第２の溶融液中に浸漬し
た。こうして、ｐ導電性ＧａＡｌＡｓ層を成長させ、こ
の層のＡｌ含量は、先に成長させた層との境界面で、サ
ブストレ−トとの境界面での先に成長した層のＡｌ含量
よりも高い。
を、第１の溶融液から除去し、第２の溶融液中に浸漬し
た。こうして、ｐ導電性ＧａＡｌＡｓ層を成長させ、こ
の層のＡｌ含量は、先に成長させた層との境界面で、サ
ブストレ−トとの境界面での先に成長した層のＡｌ含量
よりも高い。
【００１９】所望の層厚を成長させた後、温度Ｔ５（約
７２０〜７９０℃）で、円板を第２の溶融液から除去し
た。別のエピタキシャル層を全く成長させてはならない
場合には、エピタキシャル反応器を環境温度に冷却させ
る。そうでない場合には、尚、ｐ導電性ＧａＡｓエピタ
キシャル層を、接触性質の改善のために成長させる。更
に、サブストレ−ト円板を、温度Ｔ５で、徐々にＡｓを
用いて飽和されるような第３の溶融液中に浸漬させる。 ０．４〜４μｍの範囲内の１つの典型的な厚さを有する
１つの層の成長の後で、円板を溶融液から除去する。エ
ピタキシャル反応器を環境温度に冷却する。
７２０〜７９０℃）で、円板を第２の溶融液から除去し
た。別のエピタキシャル層を全く成長させてはならない
場合には、エピタキシャル反応器を環境温度に冷却させ
る。そうでない場合には、尚、ｐ導電性ＧａＡｓエピタ
キシャル層を、接触性質の改善のために成長させる。更
に、サブストレ−ト円板を、温度Ｔ５で、徐々にＡｓを
用いて飽和されるような第３の溶融液中に浸漬させる。 ０．４〜４μｍの範囲内の１つの典型的な厚さを有する
１つの層の成長の後で、円板を溶融液から除去する。エ
ピタキシャル反応器を環境温度に冷却する。
【００２０】エピタキシャル処理の温度経過を図３中に
記載した。両方の明確に説明された実施例ａおよびｂの
ためのＴ１〜Ｔ６の正確な温度を表２より確認すること
ができる。
記載した。両方の明確に説明された実施例ａおよびｂの
ためのＴ１〜Ｔ６の正確な温度を表２より確認すること
ができる。
【００２１】
表２
例 Ｔ１ Ｔ２
Ｔ３ Ｔ４ Ｔ５
Ｔ６ ａ ４００℃ １０００℃
９１５℃ ８６５℃ ７７６℃ ７６４℃
ｂ ４００℃ １０００℃ ９１５℃ ８５
０℃ ７３０℃ ７１５℃表３には、両方の実施例
ａおよびｂのための層厚およびアルミニウム濃度を、記
載した。Ａｌ１は、サブストレ−トに向けた面のアルミ
ニウム濃度を表し、Ａｌ２は、それぞれの層のサブスト
レ−トに向けた面のアルミニウム濃度を表している。
Ｔ３ Ｔ４ Ｔ５
Ｔ６ ａ ４００℃ １０００℃
９１５℃ ８６５℃ ７７６℃ ７６４℃
ｂ ４００℃ １０００℃ ９１５℃ ８５
０℃ ７３０℃ ７１５℃表３には、両方の実施例
ａおよびｂのための層厚およびアルミニウム濃度を、記
載した。Ａｌ１は、サブストレ−トに向けた面のアルミ
ニウム濃度を表し、Ａｌ２は、それぞれの層のサブスト
レ−トに向けた面のアルミニウム濃度を表している。
【００２２】
表３
例 エピタキシャル層 ％での
％での μｍでの
Ａｌ１
Ａｌ２ 厚さ
２ａ ５
１．８ ３０ ａ ２ｂ
１．８ １．２
１５ ３
２０ ４ ５
０ ４
０ ０
３ ２ａ
１４ ５．２ ３０
ｂ ２ｂ
５．２ ３．６ １５
３ ２０
４ ５０
４ ０
０ ３半導体部材を、順次
続く処理工程で接触させた。裏面をＡｕ：Ｇｅを用いて
平面的または構造的に被覆した。半導体装置の表面上へ
ランド状に構造をもたせたアルミニウム層を塗布した。 接触を促進させるＧａＡｓ層を上側に存在させた場合、
ＧａＡｓを、接点領域の外側で、例えばＨ２Ｏ２、ＮＨ
４ＯＨおよびＨ２Ｏのようなエッチング停止剤を用いて
、電極構成化の後に再度エッチング処理した。
％での μｍでの
Ａｌ１
Ａｌ２ 厚さ
２ａ ５
１．８ ３０ ａ ２ｂ
１．８ １．２
１５ ３
２０ ４ ５
０ ４
０ ０
３ ２ａ
１４ ５．２ ３０
ｂ ２ｂ
５．２ ３．６ １５
３ ２０
４ ５０
４ ０
０ ３半導体部材を、順次
続く処理工程で接触させた。裏面をＡｕ：Ｇｅを用いて
平面的または構造的に被覆した。半導体装置の表面上へ
ランド状に構造をもたせたアルミニウム層を塗布した。 接触を促進させるＧａＡｓ層を上側に存在させた場合、
ＧａＡｓを、接点領域の外側で、例えばＨ２Ｏ２、ＮＨ
４ＯＨおよびＨ２Ｏのようなエッチング停止剤を用いて
、電極構成化の後に再度エッチング処理した。
【００２３】赤外線ダイオ−ドにとって典型的な５ｍｍ
のケ−シング中への、半導体円板の分割およびチップの
組込みの後に、以下の発光効率を得た。
のケ−シング中への、半導体円板の分割およびチップの
組込みの後に、以下の発光効率を得た。
【００２４】
表４
例 φｅ／ｍＷ
ＵＦ／Ｖ Ｐ／ｎｍ
ＩＦ＝１００ｍＡ ＩＦ＝１．５Ａ
ａ ２
６．５ ２．２
９３０ ｂ ２２．０
２．４ ９００効率、
殊に実施例ａの効率は、更に改善された製造可能性の場
合での、冒頭で記載したダイオ−ド（公知の技術水準）
の結果に相応する。
ＵＦ／Ｖ Ｐ／ｎｍ
ＩＦ＝１００ｍＡ ＩＦ＝１．５Ａ
ａ ２
６．５ ２．２
９３０ ｂ ２２．０
２．４ ９００効率、
殊に実施例ａの効率は、更に改善された製造可能性の場
合での、冒頭で記載したダイオ−ド（公知の技術水準）
の結果に相応する。
【００２５】公知のＡｌを有していないＧａＡｓダイオ
−ドは、典型的な効率φｅ（１００ｍＡ）＝１５ｍＷを
放出する。
−ドは、典型的な効率φｅ（１００ｍＡ）＝１５ｍＷを
放出する。
【図１】本発明による半導体構成部材を略示する図。
【図２】本発明による半導体構成部材における縦断面上
のＡｌ濃度の経過曲線および帯域距離Ｅｇ並びに屈折率
ｎの経過曲線を示す図。
のＡｌ濃度の経過曲線および帯域距離Ｅｇ並びに屈折率
ｎの経過曲線を示す図。
【図３】エピタキシャル処理の温度経過を示す図。
Claims (9)
- 【請求項１】 ｎ導電型の単結晶性ＧａＡｓからなる
半導体サブストレ−ト（１）の上にエピタキシャルな連
続半導体層を有し、殊に光線発光ダイオ−ドとして使用
される半導体装置において、半導体サブストレ−ト（１
）の上に第１の珪素をド−プしたエピタキシャルなＧａ
ＡｌＡｓ層（２ａ、２ｂ）が存在し、該層のアルミニウ
ムの割合が、半導体サブストレ−ト（１）との境界面で
、１．５〜８０％であり、かつ層の厚さに亘って減少す
ること、第１の層（２ａ、２ｂ）が、ｎ導電型の第１の
帯域（２ａ）とｐ導電型の第２の帯域（２ｂ）とを有し
ていること、および第１のエピタキシャルなＧａＡｌＡ
ｓ層（２ａ、２ｂ）の上に、ｐ導電型の第２のエピタキ
シャルなＧａＡｌＡｓ層（３）が存在し、該層のアルミ
ニウムの割合が、第１のエピタキシャルなＧａＡｌＡｓ
層（２ａ、２ｂ）との境界面で、１０〜８０％であり、
かつ層の厚さに亘って減少することを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項２】 第２のエピタキシャルなＧａＡｌＡｓ
層（３）のｐド−プが、Ｇｅを用いて行われたものであ
る、請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】 第２のエピタキシャルなＧａＡｌＡｓ
層（３）のアルミニウムの割合が、第１のエピタキシャ
ルなＧａＡｌＡｓ層（２ａ、２ｂ）との境界面で、２５
〜５０％である、請求項１または２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 Ａｌ濃度が、ｐｎ接合（７）において
、０．２〜３０％である、請求項１から３までのいずれ
か１項記載の半導体装置。 - 【請求項５】 Ａｌ濃度が、第２のエピタキシャルな
ＧａＡｌＡｓ層（３）のｐｎ接合（７）に向けられた表
面において、２〜３０％である、請求項１から４までの
いずれか１項記載の半導体装置。 - 【請求項６】 Ａｌ濃度が、第２のエピタキシャルな
ＧａＡｌＡｓ層（３）のｐｎ接合（７）に向けられた表
面において、ｐｎ接合（７）におけるＡｌ濃度以上に高
い、請求項１から５までのいずれか１項記載の半導体装
置。 - 【請求項７】 第１のエピタキシャルなＧａＡｌＡｓ
層（２ａ、２ｂ）の厚さが、２０〜１５０μｍであり、
この場合、第１の帯域（２ａ）が典型的に約４０μｍの
厚さであり、かつ第２の帯域（２ｂ）が、典型的に約２
０μｍ厚さである、請求項１から６までのいずれか１項
記載の半導体装置。 - 【請求項８】 赤外線ダイオ−ドとして半導体装置を
使用する際に、接点（５、６）が、サブストレ−トの裏
面の上で平面状にまたは構造をもつように形成され（５
）、かつ最も上側のエピタキシャル層の上でランド（６
）として形成されている、請求項１から７までのいずれ
か１項記載の半導体装置。 - 【請求項９】 第２のエピタキシャルなＧａＡｌＡｓ
層（３）と上側電極部（６）との間で、ゲルマニウム、
珪素、マグネシウムまたは亜鉛を用いてド−プされ、０
．１〜５μｍの厚さを有し、かつ接点領域を除いて、エ
ッチングして除去される、ｐ導電型の別のエピタキシャ
ルなＧａＡｓからなる層（４）が存在する、請求項１か
ら８までのいずれか１項記載の半導体装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4031290.9 | 1990-10-04 | ||
| DE4031290A DE4031290C2 (de) | 1990-10-04 | 1990-10-04 | Halbleiteranordnung, insbesondere Infrarotdiode und Verfahren zum Herstellen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04247670A true JPH04247670A (ja) | 1992-09-03 |
| JP3171270B2 JP3171270B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=6415516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25323491A Expired - Fee Related JP3171270B2 (ja) | 1990-10-04 | 1991-10-01 | 半導体装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5181084A (ja) |
| EP (1) | EP0479307B1 (ja) |
| JP (1) | JP3171270B2 (ja) |
| DE (2) | DE4031290C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11186601A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Showa Denko Kk | 化合物半導体発光素子 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2806146B2 (ja) * | 1992-04-17 | 1998-09-30 | 日本電気株式会社 | 半導体光結合素子 |
| JPH08139358A (ja) * | 1994-09-12 | 1996-05-31 | Showa Denko Kk | エピタキシャルウエーハ |
| US5448082A (en) * | 1994-09-27 | 1995-09-05 | Opto Diode Corporation | Light emitting diode for use as an efficient emitter or detector of light at a common wavelength and method for forming the same |
| DE19962037A1 (de) * | 1999-12-22 | 2001-07-12 | Vishay Semiconductor Gmbh | Leuchtdiode in p-oben-Konfiguration |
| DE10039945B4 (de) * | 2000-08-16 | 2006-07-13 | Vishay Semiconductor Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Halbleiteranordnung aus GaAIAs mit Doppelheterostruktur und entsprechende Halbleiteranordnung |
| US7745900B2 (en) * | 2005-08-24 | 2010-06-29 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus providing refractive index structure for a device capturing or displaying images |
| TWI392114B (zh) * | 2008-03-04 | 2013-04-01 | Huga Optotech Inc | 發光二極體及其形成方法 |
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Citations (7)
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| JPS59108386A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-22 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
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| JPS61216375A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-09-26 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置の製造方法 |
| JPS62204583A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-09 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS63208296A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-29 | Sharp Corp | 半導体装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2847451C2 (de) * | 1978-11-02 | 1986-06-12 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Halbleiterbauelement und Verfahren zum Herstellen |
| US4438446A (en) * | 1981-05-29 | 1984-03-20 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Double barrier double heterostructure laser |
| JPS5834984A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-01 | Fujitsu Ltd | 半導体発光素子 |
| CA1208752A (en) * | 1981-09-30 | 1986-07-29 | Michael Ettenberg | Semiconductor body and long-lived light emitting device thereon |
| JPS58147084A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | Nec Corp | 赤外発光ダイオ−ド及びその製造方法 |
| US4477824A (en) * | 1982-03-04 | 1984-10-16 | At&T Bell Laboratories | Light emitting device for optical switching |
| EP0115204B1 (en) * | 1982-12-27 | 1989-03-29 | Mitsubishi Kasei Polytec Company | Epitaxial wafer for use in the production of an infrared led |
| DE3721761A1 (de) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Telefunken Electronic Gmbh | Leuchtdiode aus iii/v-verbindungs-halbleitermaterial |
| US4864369A (en) * | 1988-07-05 | 1989-09-05 | Hewlett-Packard Company | P-side up double heterojunction AlGaAs light-emitting diode |
| US5060028A (en) * | 1989-01-19 | 1991-10-22 | Hewlett-Packard Company | High band-gap opto-electronic device |
-
1990
- 1990-10-04 DE DE4031290A patent/DE4031290C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-05 US US07/755,096 patent/US5181084A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-01 JP JP25323491A patent/JP3171270B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-04 DE DE59105310T patent/DE59105310D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-04 EP EP91116960A patent/EP0479307B1/de not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0479307A2 (de) | 1992-04-08 |
| EP0479307B1 (de) | 1995-04-26 |
| DE59105310D1 (de) | 1995-06-01 |
| EP0479307A3 (en) | 1992-10-07 |
| US5181084A (en) | 1993-01-19 |
| DE4031290A1 (de) | 1992-04-09 |
| JP3171270B2 (ja) | 2001-05-28 |
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