JPH04359480A - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents
発光ダイオードの製造方法Info
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- JPH04359480A JPH04359480A JP3134116A JP13411691A JPH04359480A JP H04359480 A JPH04359480 A JP H04359480A JP 3134116 A JP3134116 A JP 3134116A JP 13411691 A JP13411691 A JP 13411691A JP H04359480 A JPH04359480 A JP H04359480A
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- Japan
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- epitaxial layer
- emitting diode
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- light emitting
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Links
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Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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】この発明は、発光ダイオードの製
造方法に関し、例えば赤色発光するＧａＡｌＡｓ発光ダ
イオードと同時に使用されるＧａＰ緑色発光ダイオード
の製造方法に関する。
造方法に関し、例えば赤色発光するＧａＡｌＡｓ発光ダ
イオードと同時に使用されるＧａＰ緑色発光ダイオード
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、屋外用の電光表示素子として、ｐ
型基板を用いたＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードとｎ型
基板を用いたＧａＰ緑色発光ダイオードとを同一ステム
上で組み合わせた二色発光用発光ダイオードが実用化さ
れている。上記ＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードは、ｐ
型ＧａＡｌＡｓ基板上にｐｎ接合（ＧａＡｌＡｓエピタ
キシャル層からなる）を形成してなり、上記基板側を下
にしてステムに取り付けられる。一方、上記ＧａＰ緑色
発光ダイオードは、ｎ型ＧａＰ基板上にｐｎ接合（Ｇａ
Ｐエピタキシャル層からなる）を形成してなり、上記基
板側を上にして上記ステムに取り付けられる。この配置
では、上記ＧａＰ緑色発光ダイオードのｐｎ接合の位置
はＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードのｐｎ接合の位置よ
り下にくる。したがって、光の取り出し効果を上げ、か
つ簡単に組み立てることができるように、ＧａＰ緑色発
光ダイオードのｐｎ接合の位置を可能な限り上方、すな
わちＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードのｐｎ接合位置の
近くに形成する必要がある。
型基板を用いたＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードとｎ型
基板を用いたＧａＰ緑色発光ダイオードとを同一ステム
上で組み合わせた二色発光用発光ダイオードが実用化さ
れている。上記ＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードは、ｐ
型ＧａＡｌＡｓ基板上にｐｎ接合（ＧａＡｌＡｓエピタ
キシャル層からなる）を形成してなり、上記基板側を下
にしてステムに取り付けられる。一方、上記ＧａＰ緑色
発光ダイオードは、ｎ型ＧａＰ基板上にｐｎ接合（Ｇａ
Ｐエピタキシャル層からなる）を形成してなり、上記基
板側を上にして上記ステムに取り付けられる。この配置
では、上記ＧａＰ緑色発光ダイオードのｐｎ接合の位置
はＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードのｐｎ接合の位置よ
り下にくる。したがって、光の取り出し効果を上げ、か
つ簡単に組み立てることができるように、ＧａＰ緑色発
光ダイオードのｐｎ接合の位置を可能な限り上方、すな
わちＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードのｐｎ接合位置の
近くに形成する必要がある。
【０００３】そこで、図４に示すように、上記ＧａＰ緑
色発光ダイオードとして、ｎ型ＧａＰ基板上（図４では
下向き）に形成したｎ型ＧａＰエピタキシャル層１２，
第１ｐ型エピタキシャル層１３の上に、単独で動作する
観点からは余分なｐ型ＧａＰエピタキシャル層１４を形
成したものが提案されている。このＧａＰ緑色発光ダイ
オードを作製する場合、まず通常の液相エピタキシャル
法によって、高温度１０００℃でｎ型ＧａＰ基板１１と
成長融液とを接触させた後、アンモニアを含む水素雰囲
気中で８８０℃まで冷却しながらｎ型ＧａＰエピタキシ
ャル層１２を形成する。続いて、亜鉛蒸気を添加した状
態で温度８８０℃にしばらく保持した後、さらに温度を
低下させながら第１ｐ型ＧａＰエピタキシャル層（厚さ
１５μｍ）１３を形成する。この後、温度が８３０℃に
なった時点で上記基板１１と上記成長融液とを切り離す
（ＧａＰエピタキシャル・ウェハ１の作製）。次に、高
温度１０００℃で別の成長融液と上記ＧａＰエピタキシ
ャル・ウェハ１の第１ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１３
とを接触させて冷却しながら、この層１３の上に、この
第１ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１３と同型の第２ｐ型
ＧａＰエピタキシャル層１４を重ねて成長させている（
ＧａＰエピタキシャル・ウェハ２の作製）。最後に、電
極１５，１６を形成する。このようにして作製された緑
色ＧａＰ発光ダイオードは、第１，第２ｐ型ＧａＰエピ
タキシャル層１３，１４のトータルの厚さを厚くするこ
とができ、ｐｎ接合３の位置を上方に形成することがで
きる。
色発光ダイオードとして、ｎ型ＧａＰ基板上（図４では
下向き）に形成したｎ型ＧａＰエピタキシャル層１２，
第１ｐ型エピタキシャル層１３の上に、単独で動作する
観点からは余分なｐ型ＧａＰエピタキシャル層１４を形
成したものが提案されている。このＧａＰ緑色発光ダイ
オードを作製する場合、まず通常の液相エピタキシャル
法によって、高温度１０００℃でｎ型ＧａＰ基板１１と
成長融液とを接触させた後、アンモニアを含む水素雰囲
気中で８８０℃まで冷却しながらｎ型ＧａＰエピタキシ
ャル層１２を形成する。続いて、亜鉛蒸気を添加した状
態で温度８８０℃にしばらく保持した後、さらに温度を
低下させながら第１ｐ型ＧａＰエピタキシャル層（厚さ
１５μｍ）１３を形成する。この後、温度が８３０℃に
なった時点で上記基板１１と上記成長融液とを切り離す
（ＧａＰエピタキシャル・ウェハ１の作製）。次に、高
温度１０００℃で別の成長融液と上記ＧａＰエピタキシ
ャル・ウェハ１の第１ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１３
とを接触させて冷却しながら、この層１３の上に、この
第１ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１３と同型の第２ｐ型
ＧａＰエピタキシャル層１４を重ねて成長させている（
ＧａＰエピタキシャル・ウェハ２の作製）。最後に、電
極１５，１６を形成する。このようにして作製された緑
色ＧａＰ発光ダイオードは、第１，第２ｐ型ＧａＰエピ
タキシャル層１３，１４のトータルの厚さを厚くするこ
とができ、ｐｎ接合３の位置を上方に形成することがで
きる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記製
造方法では、第２ｐ型エピタキシャル層１４を形成する
ときの高温によってｐｎ接合３が何らかの悪影響を受け
る。このため、ＧａＰエピタキシャル・ウェハ２を用い
て作製した発光ダイオードは、ＧａＰエピタキシャル・
ウェハ１を用いて作製した発光ダイオードに対して、５
０〜７０％の輝度しか得られないという欠点がある。
造方法では、第２ｐ型エピタキシャル層１４を形成する
ときの高温によってｐｎ接合３が何らかの悪影響を受け
る。このため、ＧａＰエピタキシャル・ウェハ２を用い
て作製した発光ダイオードは、ＧａＰエピタキシャル・
ウェハ１を用いて作製した発光ダイオードに対して、５
０〜７０％の輝度しか得られないという欠点がある。
【０００５】そこで、この発明の目的は、実装状態での
ｐｎ接合下のエピタキシャル層を厚くしてｐｎ接合の位
置を上方に形成できる上、輝度低下を防止できる発光ダ
イオードの製造方法を提供することにある。
ｐｎ接合下のエピタキシャル層を厚くしてｐｎ接合の位
置を上方に形成できる上、輝度低下を防止できる発光ダ
イオードの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、この発明の発光ダイオードの製造方法は、
高温度でｐ型あるいはｎ型の半導体基板と成長融液とを
接触させた後、上記温度を低下させて上記半導体基板上
に上記半導体基板と同型の単結晶のエピタキシャル層を
形成させ、次に、上記温度をさらに低下させて、上記エ
ピタキシャル層上に上記エピタキシャル層と逆型の単結
晶の第１エピタキシャル層を形成させた後、上記成長融
液を切り離し、次に、高温度で成長融液と上記エピタキ
シャル・ウェハの第１エピタキシャル層とを接触させた
後、温度を低下させて上記第１エピタキシャル層上にこ
の第１エピタキシャル層と同種同型の単結晶の第２エピ
タキシャル層を形成させる発光ダイオードの製造方法に
おいて、上記第１エピタキシャル層を３５μｍ以上の厚
さに形成することを特徴としている。
成するため、この発明の発光ダイオードの製造方法は、
高温度でｐ型あるいはｎ型の半導体基板と成長融液とを
接触させた後、上記温度を低下させて上記半導体基板上
に上記半導体基板と同型の単結晶のエピタキシャル層を
形成させ、次に、上記温度をさらに低下させて、上記エ
ピタキシャル層上に上記エピタキシャル層と逆型の単結
晶の第１エピタキシャル層を形成させた後、上記成長融
液を切り離し、次に、高温度で成長融液と上記エピタキ
シャル・ウェハの第１エピタキシャル層とを接触させた
後、温度を低下させて上記第１エピタキシャル層上にこ
の第１エピタキシャル層と同種同型の単結晶の第２エピ
タキシャル層を形成させる発光ダイオードの製造方法に
おいて、上記第１エピタキシャル層を３５μｍ以上の厚
さに形成することを特徴としている。
【０００７】本発明者らは、上記発光ダイオードのｐｎ
接合下のエピタキシャル層を形成条件を種々変えて作製
し、検討した結果、完成後の上記発光ダイオードの輝度
が第１エピタキシャル層の厚さが厚くなるにつれて改善
されることを発見した。そして、上記第１エピタキシャ
ル層を３５μｍ以上（従来（１５μｍ）の２倍以上）の
厚さに形成した場合、完成後の輝度が、第２エピタキシ
ャル層を形成しない場合と略同程度に維持できることを
発見した。したがって、ｐｎ接合下のエピタキシャル層
を厚くしてｐｎ接合の位置を上方に形成できる上、輝度
低下が防止される。
接合下のエピタキシャル層を形成条件を種々変えて作製
し、検討した結果、完成後の上記発光ダイオードの輝度
が第１エピタキシャル層の厚さが厚くなるにつれて改善
されることを発見した。そして、上記第１エピタキシャ
ル層を３５μｍ以上（従来（１５μｍ）の２倍以上）の
厚さに形成した場合、完成後の輝度が、第２エピタキシ
ャル層を形成しない場合と略同程度に維持できることを
発見した。したがって、ｐｎ接合下のエピタキシャル層
を厚くしてｐｎ接合の位置を上方に形成できる上、輝度
低下が防止される。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の発光ダイオードの製造方法
を実施例により詳細に説明する。なお、図４に示したの
と同タイプのＧａＰ緑色発光ダイオードを作製するもの
とし、簡単のため、同一符号を用いて説明する。
を実施例により詳細に説明する。なお、図４に示したの
と同タイプのＧａＰ緑色発光ダイオードを作製するもの
とし、簡単のため、同一符号を用いて説明する。
【０００９】図３は、上記ＧａＰ緑色発光ダイオードを
作製するのに用いる成長用ボート２１を示している。こ
の成長用ボート２１は、高純度カーボンからなり、基板
受け部２４が形成されたボート本体２５と、このボート
本体上を摺動可能なスライダ２２からなっている。ボー
ト本体２５には基板受け部２４が形成される一方、スラ
イダ２２には上下に貫通する浴槽２３が形成されている
。
作製するのに用いる成長用ボート２１を示している。こ
の成長用ボート２１は、高純度カーボンからなり、基板
受け部２４が形成されたボート本体２５と、このボート
本体上を摺動可能なスライダ２２からなっている。ボー
ト本体２５には基板受け部２４が形成される一方、スラ
イダ２２には上下に貫通する浴槽２３が形成されている
。
【００１０】上記ＧａＰ緑色発光ダイオードを作製する
場合、まず、上記基板受け部２４にｎ型ＧａＰ基板１１
をセットし、上記浴槽２３に所定の成長融液を図３中に
示すレベルＡ（破線Ｂで示す従来レベルの２倍）まで入
れる。次に、図１に示すように、高温度１０００℃でｎ
型ＧａＰ基板１１と成長融液とを接触させ、９２０℃ま
で降下させた後、アンモニアを含む水素雰囲気中で８９
０℃（従来よりも１０℃だけ高温）まで冷却しながらｎ
型ＧａＰエピタキシャル層１２を形成する。続いて、亜
鉛蒸気を添加した状態で温度８９０℃にしばらく保持し
た後、さらに温度を低下させながら第１ｐ型ＧａＰエピ
タキシャル層１３を形成する。このように、成長融液の
量を増やし、成長温度を１０℃だけ高くすることによっ
て、第１ｐ型ＧａＰエピタキシャル層を３５μｍ（従来
（１５μｍ）の２倍）の厚さに成長することができる。 この後、温度が８３０℃になった時点で上記基板１１と
上記成長融液とを切り離す（ＧａＰエピタキシャル・ウ
ェハ１の作製）。 次に、図２に示すように、高温度１０００℃で別の成長
融液と上記ＧａＰエピタキシャル・ウェハ１の第１ｐ型
ＧａＰエピタキシャル層１３とを接触させ、冷却しなが
ら、この層１３の上に、この第１ｐ型ＧａＰエピタキシ
ャル層１３と同型の第２ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１
４を重ねて成長させる（ＧａＰエピタキシャル・ウェハ
２の作製）。最後に、電極１５，１６を形成する。この
ようにして作製された緑色ＧａＰ発光ダイオードは、第
１，第２ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１３，１４のトー
タルの厚さを従来に比して２０μｍ以上厚くして、ｐｎ
接合３の位置をその分だけ上方に形成することができる
。しかも、上記ＧａＰエピタキシャル・ウェハ２を用い
て作製した発光ダイオードは、完成後の輝度が、従来の
第１エピタキシャル・ウェハ（第１エピタキシャル層１
３の厚さが１５μｍのもの）を用いて作製した発光ダイ
オードに対して９０〜１００％のレベルに維持すること
ができた。
場合、まず、上記基板受け部２４にｎ型ＧａＰ基板１１
をセットし、上記浴槽２３に所定の成長融液を図３中に
示すレベルＡ（破線Ｂで示す従来レベルの２倍）まで入
れる。次に、図１に示すように、高温度１０００℃でｎ
型ＧａＰ基板１１と成長融液とを接触させ、９２０℃ま
で降下させた後、アンモニアを含む水素雰囲気中で８９
０℃（従来よりも１０℃だけ高温）まで冷却しながらｎ
型ＧａＰエピタキシャル層１２を形成する。続いて、亜
鉛蒸気を添加した状態で温度８９０℃にしばらく保持し
た後、さらに温度を低下させながら第１ｐ型ＧａＰエピ
タキシャル層１３を形成する。このように、成長融液の
量を増やし、成長温度を１０℃だけ高くすることによっ
て、第１ｐ型ＧａＰエピタキシャル層を３５μｍ（従来
（１５μｍ）の２倍）の厚さに成長することができる。 この後、温度が８３０℃になった時点で上記基板１１と
上記成長融液とを切り離す（ＧａＰエピタキシャル・ウ
ェハ１の作製）。 次に、図２に示すように、高温度１０００℃で別の成長
融液と上記ＧａＰエピタキシャル・ウェハ１の第１ｐ型
ＧａＰエピタキシャル層１３とを接触させ、冷却しなが
ら、この層１３の上に、この第１ｐ型ＧａＰエピタキシ
ャル層１３と同型の第２ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１
４を重ねて成長させる（ＧａＰエピタキシャル・ウェハ
２の作製）。最後に、電極１５，１６を形成する。この
ようにして作製された緑色ＧａＰ発光ダイオードは、第
１，第２ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１３，１４のトー
タルの厚さを従来に比して２０μｍ以上厚くして、ｐｎ
接合３の位置をその分だけ上方に形成することができる
。しかも、上記ＧａＰエピタキシャル・ウェハ２を用い
て作製した発光ダイオードは、完成後の輝度が、従来の
第１エピタキシャル・ウェハ（第１エピタキシャル層１
３の厚さが１５μｍのもの）を用いて作製した発光ダイ
オードに対して９０〜１００％のレベルに維持すること
ができた。
【００１１】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の発
光ダイオードの製造方法は、高温度でｐ型あるいはｎ型
の半導体基板と成長融液とを接触させた後、上記温度を
低下させて上記半導体基板上に上記半導体基板と同型の
単結晶のエピタキシャル層を形成させ、次に、上記温度
をさらに低下させて、上記エピタキシャル層上に上記エ
ピタキシャル層と逆型の単結晶の第１エピタキシャル層
を形成させた後、上記成長融液を切り離し、次に、高温
度で成長融液と上記エピタキシャル・ウェハの第１エピ
タキシャル層とを接触させた後、温度を低下させて上記
第１エピタキシャル層上にこの第１エピタキシャル層と
同種同型の単結晶の第２エピタキシャル層を形成させる
発光ダイオードの製造方法において、上記第１エピタキ
シャル層を３５μｍ以上の厚さに形成しているので、上
記第１，第２エピタキシャル層のトータルの厚さを従来
よりも厚くしてｐｎ接合の位置を上方に形成することが
できる。したがって、例えば二色発光用発光ダイオード
としてＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードとＧａＰ緑色発
光ダイオードとを組み合わせて同時に使用する際におい
て、ＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードのｐｎ接合位置と
ＧａＰ緑色発光ダイオードのｐｎ接合位置とを近付ける
ことができ、光の取り出し効果を上げることができると
共に、簡単に組み立てることができる。しかも、上記第
１エピタキシャル層の厚さを厚くしているので、第２エ
ピタキシャル層を成長するときに、ｐｎ接合に悪影響が
生ずるのを略完全に防止できる。したがって、発光ダイ
オードの完成後の輝度が低下するのを効果的に防止でき
る。
光ダイオードの製造方法は、高温度でｐ型あるいはｎ型
の半導体基板と成長融液とを接触させた後、上記温度を
低下させて上記半導体基板上に上記半導体基板と同型の
単結晶のエピタキシャル層を形成させ、次に、上記温度
をさらに低下させて、上記エピタキシャル層上に上記エ
ピタキシャル層と逆型の単結晶の第１エピタキシャル層
を形成させた後、上記成長融液を切り離し、次に、高温
度で成長融液と上記エピタキシャル・ウェハの第１エピ
タキシャル層とを接触させた後、温度を低下させて上記
第１エピタキシャル層上にこの第１エピタキシャル層と
同種同型の単結晶の第２エピタキシャル層を形成させる
発光ダイオードの製造方法において、上記第１エピタキ
シャル層を３５μｍ以上の厚さに形成しているので、上
記第１，第２エピタキシャル層のトータルの厚さを従来
よりも厚くしてｐｎ接合の位置を上方に形成することが
できる。したがって、例えば二色発光用発光ダイオード
としてＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードとＧａＰ緑色発
光ダイオードとを組み合わせて同時に使用する際におい
て、ＧａＡｌＡｓ赤色発光ダイオードのｐｎ接合位置と
ＧａＰ緑色発光ダイオードのｐｎ接合位置とを近付ける
ことができ、光の取り出し効果を上げることができると
共に、簡単に組み立てることができる。しかも、上記第
１エピタキシャル層の厚さを厚くしているので、第２エ
ピタキシャル層を成長するときに、ｐｎ接合に悪影響が
生ずるのを略完全に防止できる。したがって、発光ダイ
オードの完成後の輝度が低下するのを効果的に防止でき
る。
【図１】 この発明の一実施例の発光ダイオードの製
造方法を説明するタイムチャートを示す図である。
造方法を説明するタイムチャートを示す図である。
【図２】 この発明の一実施例の発光ダイオードの製
造方法を説明するタイムチャートを示す図である。
造方法を説明するタイムチャートを示す図である。
【図３】 上記発光ダイオードの製造方法に使用する
成長用ボートを示す図である。
成長用ボートを示す図である。
【図４】 作製すべきＧａＰ緑色発光ダイオードを示
す断面図である。
す断面図である。
１ 第１エピタキシャル・ウェハ
２ 第２エピタキシャル・ウェハ
１１ ｎ型ＧａＰ基板
１２ ｎ型ＧａＰエピタキシャル層
１３ 第１ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１４ 第２
ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１５，１６ 電極
ｐ型ＧａＰエピタキシャル層１５，１６ 電極
Claims (1)
- 【請求項１】 高温度でｐ型あるいはｎ型の半導体基
板と成長融液とを接触させた後、上記温度を低下させて
上記半導体基板上に上記半導体基板と同型の単結晶のエ
ピタキシャル層を形成させ、次に、上記温度をさらに低
下させて、上記エピタキシャル層上に上記エピタキシャ
ル層と逆型の単結晶の第１エピタキシャル層を形成させ
た後、上記成長融液を切り離し、次に、高温度で成長融
液と第１エピタキシャル層とを接触させた後、温度を低
下させて上記第１エピタキシャル層上にこの第１エピタ
キシャル層と同種同型の単結晶の第２エピタキシャル層
を形成させる発光ダイオードの製造方法において、上記
第１エピタキシャル層を３５μｍ以上の厚さに形成する
ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3134116A JPH04359480A (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 発光ダイオードの製造方法 |
| US07/798,130 US5707891A (en) | 1989-04-28 | 1991-11-26 | Method of manufacturing a light emitting diode |
| US08/466,279 US5652178A (en) | 1989-04-28 | 1995-06-06 | Method of manufacturing a light emitting diode using LPE at different temperatures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3134116A JPH04359480A (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 発光ダイオードの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04359480A true JPH04359480A (ja) | 1992-12-11 |
Family
ID=15120838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3134116A Pending JPH04359480A (ja) | 1989-04-28 | 1991-06-05 | 発光ダイオードの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04359480A (ja) |
-
1991
- 1991-06-05 JP JP3134116A patent/JPH04359480A/ja active Pending
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