JPH05110137A - ＧａＰ赤色発光素子 - Google Patents
ＧａＰ赤色発光素子Info
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- JPH05110137A JPH05110137A JP3294998A JP29499891A JPH05110137A JP H05110137 A JPH05110137 A JP H05110137A JP 3294998 A JP3294998 A JP 3294998A JP 29499891 A JP29499891 A JP 29499891A JP H05110137 A JPH05110137 A JP H05110137A
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- Japan
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- red light
- epitaxial layer
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- brightness
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- 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
- H01L33/305—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system characterised by the doping materials
-
- 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
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＧａＰ赤色発光素子において、輝度の低下を
解消する。 【構成】 ｎ型ＧａＰ基板上にｎ型ＧａＰエピタキシャ
ル層を成長させ、その上にｐ型ＧａＰエピタキシャル層
を成長させてなるＧａＰ赤色発光素子において、前記ｎ
型エピタキシャル層中のＳｉ濃度が５×１０17atoms/cc
以下でかつＳ濃度が１×１０18atoms/cc以下であるよう
にする。
解消する。 【構成】 ｎ型ＧａＰ基板上にｎ型ＧａＰエピタキシャ
ル層を成長させ、その上にｐ型ＧａＰエピタキシャル層
を成長させてなるＧａＰ赤色発光素子において、前記ｎ
型エピタキシャル層中のＳｉ濃度が５×１０17atoms/cc
以下でかつＳ濃度が１×１０18atoms/cc以下であるよう
にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、輝度の向上を図るよう
にしたＧａＰ赤色発光素子に関する。
にしたＧａＰ赤色発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般にＧａＰ赤色発光素子は液相
エピタキシャル成長法によりつくられる。即ち、ｎ型Ｇ
ａＰ基板上にまずＴｅをドープしたｎ型ＧａＰエピタキ
シャル層を成長する。次にＧａ中にＺｎとＧａ2 Ｏ3 を
添加した融液からｐ型ＧａＰエピタキシャル層を形成し
てｐ−ｎ接合を形成している。できた結晶を約５００℃
でアニールするとＺｎ・Ｏペアが形成され、このＺｎ・
Ｏペアを発光中心として赤色の発光が行われる。
エピタキシャル成長法によりつくられる。即ち、ｎ型Ｇ
ａＰ基板上にまずＴｅをドープしたｎ型ＧａＰエピタキ
シャル層を成長する。次にＧａ中にＺｎとＧａ2 Ｏ3 を
添加した融液からｐ型ＧａＰエピタキシャル層を形成し
てｐ−ｎ接合を形成している。できた結晶を約５００℃
でアニールするとＺｎ・Ｏペアが形成され、このＺｎ・
Ｏペアを発光中心として赤色の発光が行われる。
【０００３】しかし、この種のＧａＰ赤色発光素子は、
輝度の低下が発生することが多く、その輝度の改善が要
求されているが、輝度低下の直接的な原因を究明するこ
とはなかなか困難なことであった。
輝度の低下が発生することが多く、その輝度の改善が要
求されているが、輝度低下の直接的な原因を究明するこ
とはなかなか困難なことであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記した
現状に鑑みて、ＧａＰ赤色発光素子の輝度低下の原因を
究明すべく研究を続けた結果、輝度低下とｎ型エピタキ
シャル層中の不純物濃度、特にＳｉ濃度及びＳ濃度との
間に関連性が存在することを見出し本発明を完成したも
のである。
現状に鑑みて、ＧａＰ赤色発光素子の輝度低下の原因を
究明すべく研究を続けた結果、輝度低下とｎ型エピタキ
シャル層中の不純物濃度、特にＳｉ濃度及びＳ濃度との
間に関連性が存在することを見出し本発明を完成したも
のである。
【０００５】本発明は、輝度の低下を解消したＧａＰ赤
色発光素子を提供することを目的とする。
色発光素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、ｎ型ＧａＰ基板上にｎ型ＧａＰエピ
タキシャル層を成長させ、その上にｐ型ＧａＰエピタキ
シャル層を成長させてなるＧａＰ赤色発光素子におい
て、前記ｎ型エピタキシャル層中のＳｉ濃度が５×１０
17atoms/cc以下でかつＳ濃度が１×１０18atoms/cc以下
であるようにしたものである。
ために、本発明は、ｎ型ＧａＰ基板上にｎ型ＧａＰエピ
タキシャル層を成長させ、その上にｐ型ＧａＰエピタキ
シャル層を成長させてなるＧａＰ赤色発光素子におい
て、前記ｎ型エピタキシャル層中のＳｉ濃度が５×１０
17atoms/cc以下でかつＳ濃度が１×１０18atoms/cc以下
であるようにしたものである。
【０００７】Ｓｉ濃度が５×１０17atoms/ccを越える
と、ＧａＰ赤色発光素子の輝度の低下が発生し、本発明
の目的を達成することはできない。
と、ＧａＰ赤色発光素子の輝度の低下が発生し、本発明
の目的を達成することはできない。
【０００８】Ｓ濃度が１×１０18atoms/ccを越えると、
ＧａＰ赤色発光素子の輝度の低下が発生し、やはり本発
明の目的を達成することはできない。また、両者の濃度
がともにこの限界値に近ずくと相乗効果で輝度が低下す
る場合がある。
ＧａＰ赤色発光素子の輝度の低下が発生し、やはり本発
明の目的を達成することはできない。また、両者の濃度
がともにこの限界値に近ずくと相乗効果で輝度が低下す
る場合がある。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げて説明する。
【００１０】実施例１ 図１に示すスライドボート２を用いて、下記の〜の
手順でｎ型ＧａＰエピタキシャル層を成長させた。
手順でｎ型ＧａＰエピタキシャル層を成長させた。
【００１１】Ｇａメルト４を収容部６に収容しかつ単
結晶基板Ｗを凹部８に装填したスライドボート２を反応
炉内に挿入する。Ｇａメルト４には、ＧａＰ多結晶１０
及びＧａＴｅが添加されている。
結晶基板Ｗを凹部８に装填したスライドボート２を反応
炉内に挿入する。Ｇａメルト４には、ＧａＰ多結晶１０
及びＧａＴｅが添加されている。
【００１２】Ｈ2 １００％を流しながら、１０００℃
に昇温させて、９０分間保持し、Ｇａメルト中のＧａＰ
多結晶を溶液中に溶かしこむ。
に昇温させて、９０分間保持し、Ｇａメルト中のＧａＰ
多結晶を溶液中に溶かしこむ。
【００１３】スライド板１２をＸ方向に移動させ、ス
ライド板１２の孔１４を単結晶基板Ｗ上に移動させ、Ｇ
ａメルトと単結晶基板Ｗを接触させる。
ライド板１２の孔１４を単結晶基板Ｗ上に移動させ、Ｇ
ａメルトと単結晶基板Ｗを接触させる。
【００１４】１０１０℃まで昇温し、３０分間保持を
してメルトバックを行う。
してメルトバックを行う。
【００１５】１〜３℃／ｍｉｎで冷却を開始し、液相
成長を行う。
成長を行う。
【００１６】７００℃まで冷却した後、スライド板１
２をＹ方向に移動させ、液相成長を終了する。
２をＹ方向に移動させ、液相成長を終了する。
【００１７】成長させたｎ型ＧａＰエピタキシャル層中
のＳ、Ｓｉ濃度をＳＩＭＳ分析した結果、Ｓ＝２．１×
１０17ケ／ｃｃ及びＳｉ＝６．５×１０16ケ／ｃｃであ
った。
のＳ、Ｓｉ濃度をＳＩＭＳ分析した結果、Ｓ＝２．１×
１０17ケ／ｃｃ及びＳｉ＝６．５×１０16ケ／ｃｃであ
った。
【００１８】次に、図１と同様の構成のスライドボート
２を用いて、このｎ型ＧａＰエピタキシャル層の上に下
記の（１）〜（６）の手順でｐ型ＧａＰエピタキシャル
層を成長させて、ＧａＰ赤色発光素子を作った。
２を用いて、このｎ型ＧａＰエピタキシャル層の上に下
記の（１）〜（６）の手順でｐ型ＧａＰエピタキシャル
層を成長させて、ＧａＰ赤色発光素子を作った。
【００１９】（１）Ｇａメルト４を収容部６に収容しか
つ単結晶基板Ｗを凹部８に装填したスライドボート２を
反応炉内に挿入する。Ｇａメルト４には、ＧａＰ多結晶
１０、Ｚｎ及びＧａ2 Ｏ3 が添加されている。
つ単結晶基板Ｗを凹部８に装填したスライドボート２を
反応炉内に挿入する。Ｇａメルト４には、ＧａＰ多結晶
１０、Ｚｎ及びＧａ2 Ｏ3 が添加されている。
【００２０】（２）Ａｒを流しながら１０００℃に昇温
させて３０分間保持し、Ｇａメルト中にＧａＰ多結晶、
Ｚｎ、Ｇａ2 Ｏ3 を溶かしこむ。 （３）スライド板１２をＸ方向に移動させ、スライド板
１２の孔１４を単結晶基板Ｗ上に移動させ、Ｇａメルト
と単結晶基板Ｗを接触させる。 （４）１０１０℃まで昇温し、３０分間保持をしてメル
トバックを行う。
させて３０分間保持し、Ｇａメルト中にＧａＰ多結晶、
Ｚｎ、Ｇａ2 Ｏ3 を溶かしこむ。 （３）スライド板１２をＸ方向に移動させ、スライド板
１２の孔１４を単結晶基板Ｗ上に移動させ、Ｇａメルト
と単結晶基板Ｗを接触させる。 （４）１０１０℃まで昇温し、３０分間保持をしてメル
トバックを行う。
【００２１】（５）３〜５℃／ｍｉｎで冷却を開始し、
液相成長を行う。
液相成長を行う。
【００２２】（６）８００℃まで冷却した後、スライド
板１２をＹ方向に移動させ、液相成長を終了する。
板１２をＹ方向に移動させ、液相成長を終了する。
【００２３】次に、できたエピタキシャルウェーハをＡ
ｒ雰囲気中で、５００℃、２０時間アニールし、Ｚｎ・
Ｏペアを形成し、赤色発光を行うようにした。
ｒ雰囲気中で、５００℃、２０時間アニールし、Ｚｎ・
Ｏペアを形成し、赤色発光を行うようにした。
【００２４】できたエピタキシャルウェーハは、０．３
ｍｍ×０．３ｍｍのチップに加工し、ＴＯ−１８にマウ
ントして輝度を測定した結果、相対輝度＝１．００で良
好なエピタキシャルウェーハが得られた。
ｍｍ×０．３ｍｍのチップに加工し、ＴＯ−１８にマウ
ントして輝度を測定した結果、相対輝度＝１．００で良
好なエピタキシャルウェーハが得られた。
【００２５】比較例１ ｎ型ＧａＰエピタキシャル層を成長させる時、ｎ型のド
ーパントとしてＧａＴｅ＋Ｓを添加して成長を行った。
ーパントとしてＧａＴｅ＋Ｓを添加して成長を行った。
【００２６】ｎ型ＧａＰエピタキシャル層中のＳ、Ｓｉ
濃度をＳＩＭＳ分析した結果、Ｓ＝１．４×１０18ケ／
ｃｃ、Ｓｉ＝３．５×１０16ケ／ｃｃであった。
濃度をＳＩＭＳ分析した結果、Ｓ＝１．４×１０18ケ／
ｃｃ、Ｓｉ＝３．５×１０16ケ／ｃｃであった。
【００２７】次に、実施例１と同様にｐ型ＧａＰエピタ
キシャル層を成長させた後、５００℃、２０時間アニー
ルし、チップにして輝度を測定した。相対輝度＝０．８
７で、低輝度であった。
キシャル層を成長させた後、５００℃、２０時間アニー
ルし、チップにして輝度を測定した。相対輝度＝０．８
７で、低輝度であった。
【００２８】比較例２ ｎ型ＧａＰエピタキシャル層を成長させる時、ｎ型のド
ーパントとしてＧａＴｅ＋Ｓｉを添加して成長を行っ
た。
ーパントとしてＧａＴｅ＋Ｓｉを添加して成長を行っ
た。
【００２９】ｎ型ＧａＰエピタキシャル層中のＳ、Ｓｉ
濃度をＳＩＭＳ分析した結果、Ｓ＝３．２×１０17ケ／
ｃｃ、Ｓｉ＝７．０×１０17ケ／ｃｃであった。
濃度をＳＩＭＳ分析した結果、Ｓ＝３．２×１０17ケ／
ｃｃ、Ｓｉ＝７．０×１０17ケ／ｃｃであった。
【００３０】次に、実施例１と同様にｐ型ＧａＰエピタ
キシャル層を成長させた後、５００℃、２０時間アニー
ルし、チップにして輝度を測定した。相対輝度＝０．９
１で、低輝度であった。
キシャル層を成長させた後、５００℃、２０時間アニー
ルし、チップにして輝度を測定した。相対輝度＝０．９
１で、低輝度であった。
【００３１】上記のような実験を繰り返し、輝度不良と
なる相対輝度＝０．９５で、輝度良好：○と輝度不良：
×に分類して、図２に示した。
なる相対輝度＝０．９５で、輝度良好：○と輝度不良：
×に分類して、図２に示した。
【００３２】図２の結果から、ｎ型エピタキシャル層中
のＳｉ濃度が５×１０17atoms/cc以下でかつＳ濃度が１
×１０18atoms/cc以下の範囲で良好な輝度が得られるこ
とが判明した。
のＳｉ濃度が５×１０17atoms/cc以下でかつＳ濃度が１
×１０18atoms/cc以下の範囲で良好な輝度が得られるこ
とが判明した。
【００３３】
【発明の効果】以上のべたごとく、本発明によれば、輝
度の低下を解消したＧａＰ赤色発光素子を得ることがで
きる利点がある。
度の低下を解消したＧａＰ赤色発光素子を得ることがで
きる利点がある。
【図１】実施例１で用いられるスライドボートの一例を
示す概略的断面説明図である。
示す概略的断面説明図である。
【図２】各実施例及び比較例におけるＧａＰ赤色発光素
子の輝度とｎ型エピタキシャル層中のＳ濃度及びＳｉ濃
度との関係を示すグラフである。
子の輝度とｎ型エピタキシャル層中のＳ濃度及びＳｉ濃
度との関係を示すグラフである。
２ スライドボート ４ Ｇａメルト １２ スライド板 １４ 孔 Ｗ 単結晶基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大滝 紀夫 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越半 導体株式会社磯部工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 ｎ型ＧａＰ基板上にｎ型ＧａＰエピタキ
シャル層を成長させ、その上にｐ型ＧａＰエピタキシャ
ル層を成長させてなるＧａＰ赤色発光素子において、前
記ｎ型エピタキシャル層中のＳｉ濃度が５×１０17atom
s/cc以下でかつＳ濃度が１×１０18atoms/cc以下である
ことを特徴とするＧａＰ赤色発光素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3294998A JPH05110137A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | ＧａＰ赤色発光素子 |
| US07/960,330 US5300792A (en) | 1991-10-15 | 1992-10-13 | Gap red light emitting diode |
| EP92117561A EP0537716A1 (en) | 1991-10-15 | 1992-10-14 | GaP red light emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3294998A JPH05110137A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | ＧａＰ赤色発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110137A true JPH05110137A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17815018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3294998A Pending JPH05110137A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | ＧａＰ赤色発光素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5300792A (ja) |
| EP (1) | EP0537716A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05110137A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3992117B2 (ja) * | 1996-07-18 | 2007-10-17 | 昭和電工株式会社 | ＧａＰ発光素子用基板 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49119589A (ja) * | 1973-03-14 | 1974-11-15 | ||
| JPS52152164A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Epitaxial wafer of group iii-v compound |
| JPS53123659A (en) * | 1977-04-05 | 1978-10-28 | Futaba Denshi Kogyo Kk | Method of producing compound semiconductor wafer |
| JPS5453974A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-27 | Toshiba Corp | Manufacture for gallium phosphide green light emitting element |
| JPS5591186A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-10 | Futaba Corp | Light emitting diode display device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4001056A (en) * | 1972-12-08 | 1977-01-04 | Monsanto Company | Epitaxial deposition of iii-v compounds containing isoelectronic impurities |
| US4017880A (en) * | 1973-02-12 | 1977-04-12 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Red light emitting gallium phosphide device |
| US4017800A (en) * | 1975-04-29 | 1977-04-12 | General Instrument Corporation | Delinearization circuit |
| DE2843983C2 (de) * | 1977-10-07 | 1983-09-15 | Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki, Kanagawa | Verfahren zum Herstellen einer Grünlicht emittierenden GaP-Lumineszenzdiode |
| JPS6028800B2 (ja) * | 1977-10-17 | 1985-07-06 | 住友電気工業株式会社 | 低欠陥密度りん化ガリウム単結晶 |
| JPS54130888A (en) * | 1978-04-03 | 1979-10-11 | Toshiba Corp | Semiconductor luminous display device |
| JPS5918686A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-31 | Sanyo Electric Co Ltd | ガリウム燐発光ダイオ−ド |
| JPS59165476A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Sanyo Electric Co Ltd | ガリウム燐赤色発光ダイオ−ド |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP3294998A patent/JPH05110137A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-13 US US07/960,330 patent/US5300792A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-14 EP EP92117561A patent/EP0537716A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49119589A (ja) * | 1973-03-14 | 1974-11-15 | ||
| JPS52152164A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Epitaxial wafer of group iii-v compound |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0537716A1 (en) | 1993-04-21 |
| US5300792A (en) | 1994-04-05 |
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