JPH0521844A - Ｌｅｄ表示装置の製造方法 - Google Patents
Ｌｅｄ表示装置の製造方法Info
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- JPH0521844A JPH0521844A JP19988191A JP19988191A JPH0521844A JP H0521844 A JPH0521844 A JP H0521844A JP 19988191 A JP19988191 A JP 19988191A JP 19988191 A JP19988191 A JP 19988191A JP H0521844 A JPH0521844 A JP H0521844A
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- liquid phase
- epitaxial growth
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液相エピタキシャル結晶内に空洞を生じるこ
となく、ＬＥＤ表示装置の歩留まりを向上できる半絶縁
性ＧａＰ基板への埋め込み型エピタキシャル成長方法。 【構成】 Ｇａ中のＰを成長開始温度で飽和量に達しな
いように調整した液相エピタキシャル成長用融液を、液
相エピタキシャル成長領域以外をマスクした半絶縁性Ｇ
ａＰ基板に接触させ、該基板のＧａＰを該液相エピタキ
シャル成長用融液中に融解させ窪みを形成させ、該窪み
の長辺ａ、短辺ｂ、深さｃとしたときｃ／ａを０．２以
下となるようにエピタキシャル結晶を成長させることを
特徴とする。
となく、ＬＥＤ表示装置の歩留まりを向上できる半絶縁
性ＧａＰ基板への埋め込み型エピタキシャル成長方法。 【構成】 Ｇａ中のＰを成長開始温度で飽和量に達しな
いように調整した液相エピタキシャル成長用融液を、液
相エピタキシャル成長領域以外をマスクした半絶縁性Ｇ
ａＰ基板に接触させ、該基板のＧａＰを該液相エピタキ
シャル成長用融液中に融解させ窪みを形成させ、該窪み
の長辺ａ、短辺ｂ、深さｃとしたときｃ／ａを０．２以
下となるようにエピタキシャル結晶を成長させることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数のＬＥＤ素子を２次
元的に配列した面状の表示装置の製造方法に関し、さら
に詳しくは半絶縁性ＧａＰ基板への埋め込み型エピタキ
シャル成長方法に関する。
元的に配列した面状の表示装置の製造方法に関し、さら
に詳しくは半絶縁性ＧａＰ基板への埋め込み型エピタキ
シャル成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数のＬＥＤ素子を半絶縁性ＧａＰ基板
へ埋め込んで２次元的に配列した面状のＬＥＤ表示装置
を製造する際、該基板のＬＥＤ素子形成部分に窪みを形
成し、その後液相エピタキシャル法により該窪み内にの
みエピタキシャル結晶を成長させる。ＧａＰ基板に窪み
を形成する方法として、二酸化けい素膜等を保護膜とし
てエッチングする方法があるが、この方法では該窪みの
側面部分にエピタキシャル結晶が成長しないという問題
がある。その他の有効な方法として、たとえば特願平３
−４３９７４号公報に説明されているように、成長領域
以外の部分を二酸化けい素膜でマスクした該基板にＧａ
中のＰを成長開始温度で飽和量に達しないように調整し
た液相エピタキシャル成長用融液を接触させ、該基板を
メルトバックさせる事により窪みを形成する方法があ
る。この方法では該窪みの側面部分にエピタキシャル結
晶成長しないという問題はなくなるが、エピタキシャル
結晶内に空洞が生じる（以後、異常成長と呼ぶ）事があ
り、製品の歩留まりが悪かった。
へ埋め込んで２次元的に配列した面状のＬＥＤ表示装置
を製造する際、該基板のＬＥＤ素子形成部分に窪みを形
成し、その後液相エピタキシャル法により該窪み内にの
みエピタキシャル結晶を成長させる。ＧａＰ基板に窪み
を形成する方法として、二酸化けい素膜等を保護膜とし
てエッチングする方法があるが、この方法では該窪みの
側面部分にエピタキシャル結晶が成長しないという問題
がある。その他の有効な方法として、たとえば特願平３
−４３９７４号公報に説明されているように、成長領域
以外の部分を二酸化けい素膜でマスクした該基板にＧａ
中のＰを成長開始温度で飽和量に達しないように調整し
た液相エピタキシャル成長用融液を接触させ、該基板を
メルトバックさせる事により窪みを形成する方法があ
る。この方法では該窪みの側面部分にエピタキシャル結
晶成長しないという問題はなくなるが、エピタキシャル
結晶内に空洞が生じる（以後、異常成長と呼ぶ）事があ
り、製品の歩留まりが悪かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
異常成長を起こさず、かつＬＥＤ表示装置の歩留まりを
向上させるための半絶縁性ＧａＰ基板への改良された埋
め込み型エピタキシャル成長方法を提供することであ
る。
異常成長を起こさず、かつＬＥＤ表示装置の歩留まりを
向上させるための半絶縁性ＧａＰ基板への改良された埋
め込み型エピタキシャル成長方法を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、Ｇａ中のＰを成長開始温度で飽和量に達し
ないように調整した液相エピタキシャル成長用融液を、
液相エピタキシャル成長領域以外をマスクした半絶縁性
ＧａＰ基板に接触させ、該基板のＧａＰを該液相エピタ
キシャル成長用融液中に溶解させることにより長辺ａ、
短辺ｂ、深さｃ（ただしａ≦ｂ）の窪みを形成した後、
該窪み内にｃ／ａ値を０．２以下となるようにエピタキ
シャル結晶を成長させる方法を用いることに特徴があ
る。
に本発明は、Ｇａ中のＰを成長開始温度で飽和量に達し
ないように調整した液相エピタキシャル成長用融液を、
液相エピタキシャル成長領域以外をマスクした半絶縁性
ＧａＰ基板に接触させ、該基板のＧａＰを該液相エピタ
キシャル成長用融液中に溶解させることにより長辺ａ、
短辺ｂ、深さｃ（ただしａ≦ｂ）の窪みを形成した後、
該窪み内にｃ／ａ値を０．２以下となるようにエピタキ
シャル結晶を成長させる方法を用いることに特徴があ
る。
【０００５】
【作用】本発明ではｎ型及びｐ型のＧａＰを液相エピタ
キシャル法で順次成長させてＬＥＤ素子を形成する。該
液相エピタキシャル成長用融液は、金属ＧａとＧａＰ結
晶を原料とし、それぞれの重量を調整することによりＧ
ａ中のＰを成長開始温度で飽和量に達しないように調整
しなければならない。高品質ＬＥＤ素子を形成するため
に原料はなるべく高純度のものを用いるのが好ましい。
液相エピタキシャル成長の過程で種々の不純物を添加す
ることにより、ＬＥＤの発光色を変えることができる。
例えば、窒素を添加すれば黄緑色に、亜鉛と酸素を添加
すれば赤色のＬＥＤが作製できる。また、無添加ならば
緑色のＬＥＤが作製できる。本発明で用いる半絶縁性Ｇ
ａＰ基板とは、不純物を実質上含有せず、シリコン濃度
が１×１０16ｃｍ-3以下で、かつ比抵抗が４００Ｋで１
×１０9 Ωｃｍ以上のＧａＰ基板である。該基板に埋め
込み型のエピタキシャル結晶を成長させるにはまず、該
基板上のエピタキシャル成長領域以外を、二酸化けい素
膜等、基板のメルトバックを防ぎ、かつフォトリソ工程
により簡単にパターン形成ができるものでマスクする。
該液相エピタキシャル成長用融液を該基板に成長開始温
度で接触させ５〜６０分、望ましくは５〜２０分間放置
すると、Ｐが飽和量に達するまで該基板の該エピタキシ
ャル成長領域のＧａＰが該融液中に溶解する。従って、
該融液中に溶けたＧａＰの量だけ該エピタキシャル成長
領域が窪む。成長開始温度は通常８５０℃から９５０℃
の間である。その後、降温し成長を行なうと、該窪み内
にエピタキシャル結晶が成長し、該基板内に埋め込まれ
たエピタキシャル結晶が形成される。該エピタキシャル
結晶表面は凹凸があるので、該エピタキシャル結晶は該
窪みの深さより若干厚く成長させ、成長後基板表面をポ
リッシュすることによりフラットな基板表面を形成す
る。フラットな基板表面を得ることは、以後のフォトリ
ソ工程を歩留まり良く行なうために、重要な事である。
キシャル法で順次成長させてＬＥＤ素子を形成する。該
液相エピタキシャル成長用融液は、金属ＧａとＧａＰ結
晶を原料とし、それぞれの重量を調整することによりＧ
ａ中のＰを成長開始温度で飽和量に達しないように調整
しなければならない。高品質ＬＥＤ素子を形成するため
に原料はなるべく高純度のものを用いるのが好ましい。
液相エピタキシャル成長の過程で種々の不純物を添加す
ることにより、ＬＥＤの発光色を変えることができる。
例えば、窒素を添加すれば黄緑色に、亜鉛と酸素を添加
すれば赤色のＬＥＤが作製できる。また、無添加ならば
緑色のＬＥＤが作製できる。本発明で用いる半絶縁性Ｇ
ａＰ基板とは、不純物を実質上含有せず、シリコン濃度
が１×１０16ｃｍ-3以下で、かつ比抵抗が４００Ｋで１
×１０9 Ωｃｍ以上のＧａＰ基板である。該基板に埋め
込み型のエピタキシャル結晶を成長させるにはまず、該
基板上のエピタキシャル成長領域以外を、二酸化けい素
膜等、基板のメルトバックを防ぎ、かつフォトリソ工程
により簡単にパターン形成ができるものでマスクする。
該液相エピタキシャル成長用融液を該基板に成長開始温
度で接触させ５〜６０分、望ましくは５〜２０分間放置
すると、Ｐが飽和量に達するまで該基板の該エピタキシ
ャル成長領域のＧａＰが該融液中に溶解する。従って、
該融液中に溶けたＧａＰの量だけ該エピタキシャル成長
領域が窪む。成長開始温度は通常８５０℃から９５０℃
の間である。その後、降温し成長を行なうと、該窪み内
にエピタキシャル結晶が成長し、該基板内に埋め込まれ
たエピタキシャル結晶が形成される。該エピタキシャル
結晶表面は凹凸があるので、該エピタキシャル結晶は該
窪みの深さより若干厚く成長させ、成長後基板表面をポ
リッシュすることによりフラットな基板表面を形成す
る。フラットな基板表面を得ることは、以後のフォトリ
ソ工程を歩留まり良く行なうために、重要な事である。
【０００６】該窪みの大きさを長辺ａ、短辺ｂ、深さｃ
（ただしａ≦ｂ）とし、ｄをエピタキシャル成長後に平
面を得るために必要な表面除去厚さとしたときのｃ／ａ
値とｄ／ｃ値との関係を図１に示す。ｄ／ｃ＝１は該窪
みの底まで異常成長による空洞部があり最も好ましくな
い状態であり、ｄ／ｃ＝０は異常成長が起こらず、メル
トバックにより形成した窪み全体がエピタキシャル結晶
で埋まっている最も好ましい状態である。種々のａ，
ｂ，ｃ値と異常成長との関係を調べたところ、図１から
分かるように、ｃ／ａ値が０．２以下ならば異常成長は
全く起こらず、ｃ／ａ値が０．２を越えると異常成長の
頻度が急激に増加することが判明した。ａ，ｂは二酸化
けい素膜のパターン設計で制御でき、ｃは該エピタキシ
ャル成長用融液中のＰの量を調整することにより制御で
きる。該エピタキシャル成長領域は長方形には限らず、
たとえば長軸長ａ、短軸長ｂである楕円形でもよい。ｃ
／ａ値の最小値は０であるが、これは埋め込むエピタキ
シャル結晶の深さが０ということで無意味である。実際
にはｃ／ａ値は０．１〜０．２に設定するのが望まし
い。
（ただしａ≦ｂ）とし、ｄをエピタキシャル成長後に平
面を得るために必要な表面除去厚さとしたときのｃ／ａ
値とｄ／ｃ値との関係を図１に示す。ｄ／ｃ＝１は該窪
みの底まで異常成長による空洞部があり最も好ましくな
い状態であり、ｄ／ｃ＝０は異常成長が起こらず、メル
トバックにより形成した窪み全体がエピタキシャル結晶
で埋まっている最も好ましい状態である。種々のａ，
ｂ，ｃ値と異常成長との関係を調べたところ、図１から
分かるように、ｃ／ａ値が０．２以下ならば異常成長は
全く起こらず、ｃ／ａ値が０．２を越えると異常成長の
頻度が急激に増加することが判明した。ａ，ｂは二酸化
けい素膜のパターン設計で制御でき、ｃは該エピタキシ
ャル成長用融液中のＰの量を調整することにより制御で
きる。該エピタキシャル成長領域は長方形には限らず、
たとえば長軸長ａ、短軸長ｂである楕円形でもよい。ｃ
／ａ値の最小値は０であるが、これは埋め込むエピタキ
シャル結晶の深さが０ということで無意味である。実際
にはｃ／ａ値は０．１〜０．２に設定するのが望まし
い。
【０００７】
【実施例】以下に、緑色のＬＥＤ表示装置を作製した例
を示す。まず、半絶縁性ＧａＰ基板上にフォトリソ技術
を用い、１４０×２４０μｍの成長領域が０．３８ｍｍ
ピッチで１６×１６、計２５６個整列しているように二
酸化けい素のマスクパターンを形成する。二酸化けい素
の膜厚は約７０００Ａである。ｎ型エピタキシャル成長
用融液の原料として純度９９．９９９９重量％のＧａ４
０ｇ，半絶縁製ＧａＰ結晶３２０ｍｇを用いた。カーボ
ン製のスライド式液相エピタキシャル成長ボートに該エ
ピタキシャル成長用融液原料と該ＧａＰ基板をお互いに
接触しないようにセットした後、成長ボートを水素雰囲
気中で成長開始温度９００℃まで昇温する。温度が安定
した後、成長ボートをスライドさせエピタキシャル成長
用融液とＧａＰ基板を接触させる。この状態で１５分間
放置し、基板の成長領域のＧａＰをメルトバックさせ、
深さ２８μｍの窪みを形成した（ｃ／ａ＝０．２）。引
き続き０．１℃／ｍｉｎの降温速度で８６０℃まで徐冷
することにより、該窪みに埋め込まれたｎ型ＧａＰ結晶
を得た。その後、基板表面を、ポリッシュする事により
平面とした。
を示す。まず、半絶縁性ＧａＰ基板上にフォトリソ技術
を用い、１４０×２４０μｍの成長領域が０．３８ｍｍ
ピッチで１６×１６、計２５６個整列しているように二
酸化けい素のマスクパターンを形成する。二酸化けい素
の膜厚は約７０００Ａである。ｎ型エピタキシャル成長
用融液の原料として純度９９．９９９９重量％のＧａ４
０ｇ，半絶縁製ＧａＰ結晶３２０ｍｇを用いた。カーボ
ン製のスライド式液相エピタキシャル成長ボートに該エ
ピタキシャル成長用融液原料と該ＧａＰ基板をお互いに
接触しないようにセットした後、成長ボートを水素雰囲
気中で成長開始温度９００℃まで昇温する。温度が安定
した後、成長ボートをスライドさせエピタキシャル成長
用融液とＧａＰ基板を接触させる。この状態で１５分間
放置し、基板の成長領域のＧａＰをメルトバックさせ、
深さ２８μｍの窪みを形成した（ｃ／ａ＝０．２）。引
き続き０．１℃／ｍｉｎの降温速度で８６０℃まで徐冷
することにより、該窪みに埋め込まれたｎ型ＧａＰ結晶
を得た。その後、基板表面を、ポリッシュする事により
平面とした。
【０００８】引き続きｐ型ＧａＰ結晶を成長させる。ま
ず、ｎ型エピタキシャル成長時と同じ二酸化化けい素の
マスクパターンを、ｐ型エピタキシャル成長領域がｎ型
エピタキシャル結晶成長領域とその長軸がお互いに直交
するように形成する。それらの交差部分がｐｎ接合発光
領域となる。ｐ型エピタキシャル成長用融液の原料とし
て純度９９．９９９９重量％のＧａ４０ｇ，半絶縁製Ｇ
ａＰ結晶３５０ｍｇ、純度９９．９９９９重量％のＺｎ
８００ｍｇを用いた。エピタキシャル成長方法はｎ型の
成長方法と同様である。ただし、ｐ型エピタキシャル成
長用融液原料である半絶縁製ＧａＰ結晶を３５０ｍｇと
することにより、基板の成長領域の窪みの深さを１８μ
ｍに調整した（ｃ／ａ＝０．１３）。ｐ型ＧａＰ結晶成
長後、基板表面のポリッシュを行い平面を得た。ｎ層、
ｐ層とも、ｃ／ａ値を０．２以下に調整したので、異常
成長は全く発生しなかった。
ず、ｎ型エピタキシャル成長時と同じ二酸化化けい素の
マスクパターンを、ｐ型エピタキシャル成長領域がｎ型
エピタキシャル結晶成長領域とその長軸がお互いに直交
するように形成する。それらの交差部分がｐｎ接合発光
領域となる。ｐ型エピタキシャル成長用融液の原料とし
て純度９９．９９９９重量％のＧａ４０ｇ，半絶縁製Ｇ
ａＰ結晶３５０ｍｇ、純度９９．９９９９重量％のＺｎ
８００ｍｇを用いた。エピタキシャル成長方法はｎ型の
成長方法と同様である。ただし、ｐ型エピタキシャル成
長用融液原料である半絶縁製ＧａＰ結晶を３５０ｍｇと
することにより、基板の成長領域の窪みの深さを１８μ
ｍに調整した（ｃ／ａ＝０．１３）。ｐ型ＧａＰ結晶成
長後、基板表面のポリッシュを行い平面を得た。ｎ層、
ｐ層とも、ｃ／ａ値を０．２以下に調整したので、異常
成長は全く発生しなかった。
【０００９】引き続き、アノード電極（金−亜鉛合
金）、カソード電極（金−シリコン合金）をフォトリソ
技術を用い配線して、５．７ｍｍ角の面積内に、１６×
１６、計２５６個のＬＥＤが０．３８ｍｍ毎に配列され
ているＬＥＤ表示装置を作製した。
金）、カソード電極（金−シリコン合金）をフォトリソ
技術を用い配線して、５．７ｍｍ角の面積内に、１６×
１６、計２５６個のＬＥＤが０．３８ｍｍ毎に配列され
ているＬＥＤ表示装置を作製した。
【００１０】
【発明の効果】本発明を実施する事により、窪み全体が
エピタキシャル結晶で埋まる良好な埋め込みエピタキシ
ャル結晶を再現性良く得ることができるようになったの
で、ＬＥＤ表示装置の製品歩留まりが飛躍的に向上し
た。
エピタキシャル結晶で埋まる良好な埋め込みエピタキシ
ャル結晶を再現性良く得ることができるようになったの
で、ＬＥＤ表示装置の製品歩留まりが飛躍的に向上し
た。
【図１】ｃ／ａ値と、ｄ／ｃ値の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ｇａ中のＰを成長開始温度で飽和量に達
しないように調整した液相エピタキシャル成長用融液
を、液相エピタキシャル成長領域以外をマスクした半絶
縁性ＧａＰ基板に接触させ、該基板のＧａＰを該液相エ
ピタキシャル成長用融液中に溶解させることにより長辺
ａ、短辺ｂ、深さｃ（ただしａ≦ｂ）の窪みを該基板上
に形成した後、該窪み内にｃ／ａ値を０．２以下となる
ようにエピタキシャル結晶を成長させる方法を用いるこ
とを特徴としたＬＥＤ表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19988191A JPH0521844A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Ｌｅｄ表示装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19988191A JPH0521844A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Ｌｅｄ表示装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521844A true JPH0521844A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16415168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19988191A Pending JPH0521844A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Ｌｅｄ表示装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521844A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7497089B2 (en) | 2001-02-21 | 2009-03-03 | Mitsubishi Chemical Corporation | Adsorption heat pump and use of adsorbent as adsorbent for adsorption heat pump |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP19988191A patent/JPH0521844A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7497089B2 (en) | 2001-02-21 | 2009-03-03 | Mitsubishi Chemical Corporation | Adsorption heat pump and use of adsorbent as adsorbent for adsorption heat pump |
| US8333079B2 (en) | 2001-02-21 | 2012-12-18 | Mitsubishi Plastics, Inc. | Adsorption heat pump and use of adsorbent as adsorbent for adsorption heat pump |
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