JPH06151318A - 有機金属気相成長法を用いた結晶成長方法 - Google Patents
有機金属気相成長法を用いた結晶成長方法Info
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- JPH06151318A JPH06151318A JP29478492A JP29478492A JPH06151318A JP H06151318 A JPH06151318 A JP H06151318A JP 29478492 A JP29478492 A JP 29478492A JP 29478492 A JP29478492 A JP 29478492A JP H06151318 A JPH06151318 A JP H06151318A
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Abstract
O−CVD法を用いた結晶成長方法を提供すること 【構成】 P−InP基板(ドープZn濃度5×1018
cm-3)30上にアンドープ層32を0.2μmの厚さ
に成長させる。次に、アンドープ層32上に、P型のド
ーパントガスとしてジメチル亜鉛(DMZn)およびN
型のドーパントガスとしてシラン(SH4 )をそれぞれ
用いて、膜厚0.7μmのP−InP層(ドープZn濃
度5×1017cm-3)38、膜厚0.5μmのN−In
P層(ドープ錫濃度7×1017cm-3)34および膜厚
1.5μmのP−InP層40(ドープZn濃度2×1
017cm-3)を順次成長させ、電流阻止層36を形成す
る。
Description
(以下、「MO−CVD法」と略称することもある。)
を用いた結晶成長方法に関する。
して得られた構造体を用いて種々の素子構造が形成され
ている。例えば、半導体レーザおよび発光ダイオードの
場合には、電流から光への変換効率を向上させるため、
電流阻止層を有する素子構造が形成されている。従来の
電流阻止層の形成方法として、例えば、文献:「沖研究
開発、第138 号、Vol.55、No.2、pp15 〜20」に開示された
方法がある。この開示された方法によれば、液晶成長法
(以下、「LPE」と略称することもある。)を用いて
発光ダイオードの電流阻止層を形成しており、この電流
阻止層は、2種類の接合即ちPN接合およびNP接合を
有する。電流阻止層に素子の駆動電流が注入されると、
NP接合に逆バイアスがかかるため、駆動電流が阻止さ
れる。
に活性領域(発光層)を設けると、活性領域にのみ駆動
電流を制限するので、高い電流−光変換効率を達成する
ことができる。
Eを用いて電流阻止層を具えた発光ダイオードの形成す
る方法について説明する。図2の(A)および(B)
は、発光ダイオードの形成工程の主要段階を示した断面
図である。
度5×1018cm-3)上に電流阻止層26を形成する。
この電流阻止層は、P−InPバッファ層(ドープZn
濃度7×1017cm-3)12、N−InPブロック層
(ドープSn濃度4×1017cm-3)14およびP−I
nP層ブロック(ドープZn濃度4×1017cm-3)1
6を以って構成し、これらの層をLPEを用いて順次成
長させる(図2の(A))。
に塩酸系エッチャントを用いてV溝18を選択的に形成
する。その後、V溝18にP−InPクラッド層(ドー
プZn6×1017cm-3)20、P−InGaAsP活
性層22、N−InPクラッド層(Snドープ)24、
N−InGaAsPキャップ層28を順次成長させるこ
とによって電流阻止層を具えた発光ダイオードの主要構
造を形成する(図2の(B))。P−InGaAs活性
層22は、面方位依存性により図中に示した三日月形状
が得られる。尚、図中、上側および下側の電極の図示を
省略してある。
場合、薄膜層の厚みおよび組成の再現性、および、成長
層の厚みおよび組成の面内均一性に問題があった。
(有機金属気相成長法)を用いれば、分子オーダーの厚
さで薄膜の成長を制御することができ、成長させた層の
厚み、組成およびキャリア濃度等の均一性が優れてい
る。
を行えば、LPEを用いた場合と比べて、より均一化
し、高い歩留で、素子特性の均一化が実現できる。
III−V族化合物半導体のドーパントは、例えば、亜
鉛(Zn)が用いられる。しかしながら、キャリア濃度
の高い層の上に成長層をMO−CVD法で成長させる場
合、活性化していないZnが、この層または既に形成さ
れている他の層中へ拡散してしまう。例えば、Znをド
ープしたP型のIII−V族化合物半導体基板上にN型
層をMO−CVD法で成長させると、この層の成長中に
基板中のZnが成膜しつつあるN型層へ拡散してしま
う。その結果、N型層中のZnの拡散領域では、N型か
らP型に反転してしまう。
nの拡散を防ぐことができるMO−CVD法を用いた結
晶成長方法を提供することである。
め、この発明のMO−CVD法(有機金属気相成長法)
を用いた結晶成長方法によれば、表面に第1導電型層を
有する化合物半導体の基板を準備する工程と、この基板
上にアンドープ層を積層する工程と、このアンドープ層
上に直接または間接的に第2導電型層を有機金属結晶成
長法によって積層する工程とを有することを特徴とす
る。
層を成長させるときにはドーパントガスを導入する必要
がないので、アンドープ層はN型でキャリア濃度の低い
層となる。このアンドープ層へP型層からZnが拡散し
てくると、アンドープ層はN型からP型へ転換する。従
って、アンドープ層がP型層から拡散してきたZnをア
ンドープ層で捕らえて一種の緩衝領域として作用するの
で、ZnのN型層への拡散を防ぐことができる。
長法を用いた薄膜積層体の形成方法の実施例について説
明する。尚、以下に参照する図は、この発明が理解でき
る程度に各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概
略的に示してあるにすぎない。従って、この発明は図示
例にのみ限定されるものでないことは明らかである。
例を説明する工程図である。各図は、主要工程段階で得
られた構造体の状態を断面で概略的に示す図である。
尚、図は、断面を表すハッチングを一部省略して示して
ある。
たIII −V族の化合物半導体である第1導電型層として
のP型基板30上に、アンドープ層(不純物をドープし
ない)32をMO−CVD法を用いて成長させ、その
後、このアンドープ層32の上側に、第2導電型層とし
てのN型層34を含むP−N−P電流阻止層36をMO
−CVD法を用いて成長させる例につき説明する。
(ドープZn濃度5×1018cm-3)30を成長室内に
設置し、この基板30上に以下に述べる条件でアンドー
プ層32を0.2μmの厚さに成長させる(図1の
(B))。
である。III 族材料は、トリメチルインジウム(TM
I)を水素でバブリングして用いる。また、V族材料
は、ホスフィン(PH3 )を用いる。成長室を減圧し、
基板30を550〜650℃の範囲内の適当な温度に加
熱しておく。続いて、上述したガスを減圧の成長室に導
入し、基板上にInP層を成長させる。また、成長室に
導入するTMIとPH3 のモル比(VIII 比)を50〜
200の範囲の好適な値とするのが好適である。アンド
ープ層を成長させる場合、ドーパントガスは導入しな
い。
μmのP−InP層(ドープZn濃度5×1017c
m-3)38、膜厚0.5μmのN−InP層(ドープ錫
濃度7×1017cm-3)34および膜厚1.5μmのP
−InP層40(ドープZn濃度2×1017cm-3)
を、以下に述べる成長条件で順次成長させ、電流阻止層
36を形成する(図1の(C))。
および40の成長条件はアンドープ層を成長させたとき
と同じInPの成長条件で、P型のドーパントガスとし
てジメチル亜鉛(DMZn)およびN型のドーパントガ
スとしてシラン(SH4 )をそれぞれ用いる。成長層中
のキャリア濃度の制御は、ドーパントガスの流量を制御
することによって行う。ドーパントガスの流量および圧
力は、それぞれマスフローラ・コントローラおよびプレ
ッシャ・コントローラを用いて制御する。
および40からのZnのN型層への拡散は、電流阻止層
36中のZnの濃度が低いので実用上問題にはならな
い。
体に従来例と同様のV溝を形成し、クラッド層および発
光層、さらに必要に応じてキャップ層を形成すれば、従
来例と同様の発光ダイオードを得ることができる。
材料を使用し、また、特定の条件で形成した例につい説
明したが、この発明は多くの変更および変形を行うこと
ができる。例えば、上述した実施例では、P−InP基
板の上側にN型層を形成したが、この発明では、N型層
の上側にアンドープ層を形成した後、P型層をMO−C
VD法を用いて結晶成長させても良い。また、上述した
実施例では、アンドープ層の上にP−InP層を形成し
た後にN型層を成長させたが、この発明では、N型層を
アンドープ層の上に直接成長させても良い。また、アン
ドープ層の厚みは0.2μmに限定されるものではな
い。
長方法によれば、亜鉛等の不純物を含むP型層上に、ア
ンドープ層を介してN型層のMO−CVD法を行ってい
るので、N型層への亜鉛の拡散を防ぐことができる。こ
のため、N型層の消失を阻止することができるのみなら
ず、N型層を、実質的な厚みおよびキャリア濃度の再現
性良く成長させることができる。従って、本発明の方法
によって半導体素子を製造すれば、素子特性のより安定
した半導体素子を再現性良く得ることができる。
長法を用いた結晶成長方法の実施例の説明に供する工程
図である。
具えた発光ダイオードの製造方法の説明に供する工程図
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 表面に第1導電型層を有する化合物半導
体の基板を準備する工程と、 該基板上にアンドープ層を積層する工程と、 該アンドープ層上に直接または間接的に第2導電型層を
有機金属結晶成長法によって積層する工程とを有するこ
とを特徴とする有機金属気相成長法を用いた結晶成長方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29478492A JP3046161B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | アンドープ層を含む半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29478492A JP3046161B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | アンドープ層を含む半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06151318A true JPH06151318A (ja) | 1994-05-31 |
JP3046161B2 JP3046161B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=17812241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29478492A Expired - Fee Related JP3046161B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | アンドープ層を含む半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3046161B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-04 JP JP29478492A patent/JP3046161B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP3046161B2 (ja) | 2000-05-29 |
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