JPH077846B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents
発光素子の製造方法Info
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- JPH077846B2 JPH077846B2 JP18348184A JP18348184A JPH077846B2 JP H077846 B2 JPH077846 B2 JP H077846B2 JP 18348184 A JP18348184 A JP 18348184A JP 18348184 A JP18348184 A JP 18348184A JP H077846 B2 JPH077846 B2 JP H077846B2
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- light emitting
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-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は発光部内の輝度が均一となる発光素子の製造
方法に関する。
方法に関する。
（従来の技術） 従来から、電極が発光部の領域内に部分的に局在した構
造のプレーナ型発光素子が提案されている。この発光素
子は適当な拡散保護膜を用いて不純物を選択拡散してpn
接合を形成し発光部を形成している。この拡散により得
られるpn接合の断面形状は通常矩形となっており、発光
は注入された拡散電流によって生ずるように構成されて
いる。
造のプレーナ型発光素子が提案されている。この発光素
子は適当な拡散保護膜を用いて不純物を選択拡散してpn
接合を形成し発光部を形成している。この拡散により得
られるpn接合の断面形状は通常矩形となっており、発光
は注入された拡散電流によって生ずるように構成されて
いる。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、電極が局在する構造の発光素子において
は、電極の近傍では電流密度が大きいが電極から離れる
にしたがって電流密度が小さくなるので、電極の近傍で
発光輝度が高く電極から離れるにつれて輝度が低下する
という欠点があった。
は、電極の近傍では電流密度が大きいが電極から離れる
にしたがって電流密度が小さくなるので、電極の近傍で
発光輝度が高く電極から離れるにつれて輝度が低下する
という欠点があった。
この欠点を解決するため、多くの実験を行ったところ、
この出願の発明者は発光部の領域の低輝度となる部分に
おける拡散層のうち光吸収作用を有する高濃度不純物層
を無くしてやるか極薄くすればその部分の輝度を高める
ことが出来ることを発見した。
この出願の発明者は発光部の領域の低輝度となる部分に
おける拡散層のうち光吸収作用を有する高濃度不純物層
を無くしてやるか極薄くすればその部分の輝度を高める
ことが出来ることを発見した。
従って、この発明の目的は電極が局在する構造の発光素
子であっても、輝度を均一とすることが出来る発光素子
の製造方法を提供することにある。
子であっても、輝度を均一とすることが出来る発光素子
の製造方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） この発明の目的の達成を図るため、この発明の方法によ
れば、半導体基板に拡散保護膜を用いて不純物を熱拡散
することにより発光部の拡散層を形成して発光素子を製
造するに当り、前記拡散保護膜を、前記発光部の領域内
においては、拡散深さの２倍未満の幅を有する島状拡散
保護膜として形成し、該島状拡散保護膜を用いて前記熱
拡散を行うことを特徴とする。
れば、半導体基板に拡散保護膜を用いて不純物を熱拡散
することにより発光部の拡散層を形成して発光素子を製
造するに当り、前記拡散保護膜を、前記発光部の領域内
においては、拡散深さの２倍未満の幅を有する島状拡散
保護膜として形成し、該島状拡散保護膜を用いて前記熱
拡散を行うことを特徴とする。
（作用） このように構成すれば、発光部の領域内における低輝度
となる恐れのある部分の基板に島状拡散保護膜を設け、
不純物の値鵜拡散を所定の拡散深さまで行えば、島状拡
散保護膜の下側の基板部分では横方向の拡散が行われ、
その場合、島状拡散保護膜の幅を拡散深さの２倍未満に
設定してあるので、その基板部分の拡散層のうち光吸収
作用のある高濃度不純物層が実質的に形成されず低濃度
不純物層が形成されるにすぎず、これがため、この部分
での光の吸収が極めて少なくなって輝度が上り、よっ
て、発光部全体の輝度を均一に出来る。
となる恐れのある部分の基板に島状拡散保護膜を設け、
不純物の値鵜拡散を所定の拡散深さまで行えば、島状拡
散保護膜の下側の基板部分では横方向の拡散が行われ、
その場合、島状拡散保護膜の幅を拡散深さの２倍未満に
設定してあるので、その基板部分の拡散層のうち光吸収
作用のある高濃度不純物層が実質的に形成されず低濃度
不純物層が形成されるにすぎず、これがため、この部分
での光の吸収が極めて少なくなって輝度が上り、よっ
て、発光部全体の輝度を均一に出来る。
（実施例） 以下、第１図（Ａ）〜（Ｄ）、第２図及び第３図を参照
して、この発明の実施例を説明する。尚、これら図にお
いて、同一の構成成分については同一の符合を付して示
すと共に、断面を表わすハッチング等を一部分省略して
示す。また、この実施例をGaAs系半導体素子の製造方法
を例に取って説明するが、これに限定されるものではな
く、この発明はInP系その他の材料を用いて形成される
発光素子に適用出来ること明らかである。
して、この発明の実施例を説明する。尚、これら図にお
いて、同一の構成成分については同一の符合を付して示
すと共に、断面を表わすハッチング等を一部分省略して
示す。また、この実施例をGaAs系半導体素子の製造方法
を例に取って説明するが、これに限定されるものではな
く、この発明はInP系その他の材料を用いて形成される
発光素子に適用出来ること明らかである。
第１図（Ａ）〜（Ｄ）はこの発明の製造方法を説明する
ための製造工程図で、各図は主要製造段階でのウエハの
状態を断面図で略線的に示し、第２図は発光部を主とし
て略線的に示す平面図であり、第３図は拡散層の様子を
略線的に示す部分的断面図である。
ための製造工程図で、各図は主要製造段階でのウエハの
状態を断面図で略線的に示し、第２図は発光部を主とし
て略線的に示す平面図であり、第３図は拡散層の様子を
略線的に示す部分的断面図である。
先ず、第１図（Ａ）に示すように、半導体基板１として
GaAs層1aとGaAsP層1bとからなるｎ型のGaAsP/GaAs基板
を用い、この基板１のGaAsP層1b上に、適当な方法例え
ばプラズマCVD法によって、窒化珪素膜２を被着する。
尚、この窒化珪素膜２の成膜に当り、基板１のGaAsP層1
bの表面の残留歪層を除去するため、トリクロルエチレ
ン、メタノールアルコールその他の適当な洗浄液を用い
て表面の有機洗浄を行った後、H2SO4：H2O：H2O2＝4:1:
1のエッチング液を用いて室温で数分間エッチングする
のが好適である。
GaAs層1aとGaAsP層1bとからなるｎ型のGaAsP/GaAs基板
を用い、この基板１のGaAsP層1b上に、適当な方法例え
ばプラズマCVD法によって、窒化珪素膜２を被着する。
尚、この窒化珪素膜２の成膜に当り、基板１のGaAsP層1
bの表面の残留歪層を除去するため、トリクロルエチレ
ン、メタノールアルコールその他の適当な洗浄液を用い
て表面の有機洗浄を行った後、H2SO4：H2O：H2O2＝4:1:
1のエッチング液を用いて室温で数分間エッチングする
のが好適である。
続いて、第１図（Ａ）に示すように、この窒化珪素膜２
の全面上にホトレジスト３を形成した後、通常の方法
で、窒化珪素膜２に選択拡散用の後述する拡散窓５を形
成するための穴４を形成する。
の全面上にホトレジスト３を形成した後、通常の方法
で、窒化珪素膜２に選択拡散用の後述する拡散窓５を形
成するための穴４を形成する。
次に、第１図（Ｂ）に示すように、パターニングされた
ホトレジスト３をエッチングマスクとして用いて、下側
の窒化珪素膜２に対し、CF4ガスとかその他の反応性ガ
スでドライエッチングを行って、この膜２に前述した拡
散窓５を開け、然る後通常の方法で、残留しているホト
レジスト３を除去する。
ホトレジスト３をエッチングマスクとして用いて、下側
の窒化珪素膜２に対し、CF4ガスとかその他の反応性ガ
スでドライエッチングを行って、この膜２に前述した拡
散窓５を開け、然る後通常の方法で、残留しているホト
レジスト３を除去する。
窒化珪素膜２は拡散保護膜として供するが、この拡散保
護膜２は発光部６とすべき領域外の基板面上と、発光部
の領域内の輝度が低下する恐れがある部分すなわち輝度
を高める必要のある部分の基板面上とに残存するように
形成する。従って、発光部の領域内ではこの拡散保護膜
２は島状の拡散保護膜2aとなる（第２図参照）。また、
この島状拡散保護膜2aの幅ｗを後述する拡散層７の所定
の拡散深さｄの２倍未満となるように、前述した穴４す
なわち拡散窓５を形成する。
護膜２は発光部６とすべき領域外の基板面上と、発光部
の領域内の輝度が低下する恐れがある部分すなわち輝度
を高める必要のある部分の基板面上とに残存するように
形成する。従って、発光部の領域内ではこの拡散保護膜
２は島状の拡散保護膜2aとなる（第２図参照）。また、
この島状拡散保護膜2aの幅ｗを後述する拡散層７の所定
の拡散深さｄの２倍未満となるように、前述した穴４す
なわち拡散窓５を形成する。
次に、この拡散窓５が形成された島状拡散保護膜2aを含
む拡散保護膜２を用いて、例えば封管熱拡散法により、
この拡散窓５を介して例えば亜鉛又はその他の適切なｐ
型不純物を、その拡散深さが所定の深さ（通常は例えば
約３μｍ〜５μｍ）となるように主として温度及び時間
とを制御しながら、拡散して、第１図（Ｃ）に示すよう
な、基板１の一部分にｐ型拡散層７を形成する。この拡
散層７により基板１との間でpn接合が形成される。
む拡散保護膜２を用いて、例えば封管熱拡散法により、
この拡散窓５を介して例えば亜鉛又はその他の適切なｐ
型不純物を、その拡散深さが所定の深さ（通常は例えば
約３μｍ〜５μｍ）となるように主として温度及び時間
とを制御しながら、拡散して、第１図（Ｃ）に示すよう
な、基板１の一部分にｐ型拡散層７を形成する。この拡
散層７により基板１との間でpn接合が形成される。
第３図はこの拡散層７従ってpn接合の形成状態を示す。
この図にも示したように、この不純物の熱拡散により形
成される拡散層７は拡散の最前部付近の低濃度不純物層
８（不純物濃度は約1017cm-3）とその内側の高濃度不純
物層９（不純物濃度は約1019cm-3）とからなっていて、
この高濃度不純物層９が光吸収作用を有した吸収層を形
成する。この場合、前述したように、島状拡散保護膜2a
の幅ｗを拡散深さｄの２倍未満となるように設定してあ
るので、島状拡散保護膜2aの下側の基板部分に横方向に
拡散して得られる拡散層７は主として低濃度不純物層８
であり、高濃度不純物層９は形成されないか或いは形成
されても極めて薄くほとんど光吸収に寄与しない。従っ
て、pn接合の深さも島状拡散保護膜2aに下側の基板内で
は浅くなっている。
この図にも示したように、この不純物の熱拡散により形
成される拡散層７は拡散の最前部付近の低濃度不純物層
８（不純物濃度は約1017cm-3）とその内側の高濃度不純
物層９（不純物濃度は約1019cm-3）とからなっていて、
この高濃度不純物層９が光吸収作用を有した吸収層を形
成する。この場合、前述したように、島状拡散保護膜2a
の幅ｗを拡散深さｄの２倍未満となるように設定してあ
るので、島状拡散保護膜2aの下側の基板部分に横方向に
拡散して得られる拡散層７は主として低濃度不純物層８
であり、高濃度不純物層９は形成されないか或いは形成
されても極めて薄くほとんど光吸収に寄与しない。従っ
て、pn接合の深さも島状拡散保護膜2aに下側の基板内で
は浅くなっている。
続いて、拡散層７が形成された基板１の面及び拡散保護
膜２上に、適当な方法例えばCVD法で、絶縁膜10を成長
させ、続いて、ｐ型電極を形成するための溝11を通常の
方法で開けて、第１図（Ｃ）に示すようなウエハ構造を
得る。
膜２上に、適当な方法例えばCVD法で、絶縁膜10を成長
させ、続いて、ｐ型電極を形成するための溝11を通常の
方法で開けて、第１図（Ｃ）に示すようなウエハ構造を
得る。
次に、一方の電極であるｐ側電極12として例えばAlを蒸
着し、他方の電極であるｎ側電極13としてAu-Ge-Niを基
板１の下面に蒸着し、これらを合金化して第１図（Ｄ）
に示すような構造の発光素子を完成する。
着し、他方の電極であるｎ側電極13としてAu-Ge-Niを基
板１の下面に蒸着し、これらを合金化して第１図（Ｄ）
に示すような構造の発光素子を完成する。
上述した島状拡散保護膜2aの形状及び形成する基板上の
位置は形成すべき電極の形状及び位置に対応して任意に
設定することが出来る。
位置は形成すべき電極の形状及び位置に対応して任意に
設定することが出来る。
また、上述した実施例ではｎ型基板を用いたがｐ型基板
を用いて形成し、その上側に設ける各構成成分の導電型
を反転しても同一の効果を達成することが出来る。
を用いて形成し、その上側に設ける各構成成分の導電型
を反転しても同一の効果を達成することが出来る。
（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明によれ
ば、発光部の領域内の低輝度となる恐れのある部分の基
板面上に所定の拡散深さの２倍未満の幅をもった島状拡
散保護膜を形成して、これをマスクとして用いてpn接合
を形成するための不純物の熱拡散をこの所定の拡散深さ
まで行って拡散層を形成するので、島状拡散保護膜の下
側の基板部分での拡散層は実質的に低濃度不純物層とな
り、その部分での光の吸収による損失がなくなり、輝度
が高くなる。これがため、電極が偏って存在する発光素
子の場合であっても、電極から離れているために電流密
度が小さくても、その部分での輝度の低下を軽減するこ
とが出来る。
ば、発光部の領域内の低輝度となる恐れのある部分の基
板面上に所定の拡散深さの２倍未満の幅をもった島状拡
散保護膜を形成して、これをマスクとして用いてpn接合
を形成するための不純物の熱拡散をこの所定の拡散深さ
まで行って拡散層を形成するので、島状拡散保護膜の下
側の基板部分での拡散層は実質的に低濃度不純物層とな
り、その部分での光の吸収による損失がなくなり、輝度
が高くなる。これがため、電極が偏って存在する発光素
子の場合であっても、電極から離れているために電流密
度が小さくても、その部分での輝度の低下を軽減するこ
とが出来る。
第１図（Ａ）〜（Ｄ）はこの発明の製造方法を説明する
ための製造工程図、 第２図は発光部の領域に形成する拡散窓を主として略線
的に示す平面図、 第３図は拡散層の様子を略線的に示す部分的断面図であ
る。 １……半導体基板（GaAsP/GaAs基板）、1a……GaAs層、
1b……GaAsP層、２……窒化珪素膜（拡散保護膜）、2a
……島状拡散保護膜、３……ホトレジスト、４……（ホ
トレジストの）穴、５……拡散窓、６……発光部、７…
…拡散層、８……低濃度不純物層、９……高濃度不純物
層、10……絶縁膜、11……溝、12……ｐ側電極、13……
ｎ側電極。
ための製造工程図、 第２図は発光部の領域に形成する拡散窓を主として略線
的に示す平面図、 第３図は拡散層の様子を略線的に示す部分的断面図であ
る。 １……半導体基板（GaAsP/GaAs基板）、1a……GaAs層、
1b……GaAsP層、２……窒化珪素膜（拡散保護膜）、2a
……島状拡散保護膜、３……ホトレジスト、４……（ホ
トレジストの）穴、５……拡散窓、６……発光部、７…
…拡散層、８……低濃度不純物層、９……高濃度不純物
層、10……絶縁膜、11……溝、12……ｐ側電極、13……
ｎ側電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 紘 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−70782（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−14239（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板に拡散保護膜を用いて不純物を
熱拡散することにより発光部の拡散層を形成して発光素
子を製造するに当り、前記拡散保護膜を、前記発光部の
領域内においては、拡散深さの２倍未満の幅を有する島
状拡散保護膜として形成し、該島状拡散保護膜を用いて
前記熱拡散を行うことを特徴とする発光素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18348184A JPH077846B2 (ja) | 1984-09-01 | 1984-09-01 | 発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18348184A JPH077846B2 (ja) | 1984-09-01 | 1984-09-01 | 発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161479A JPS6161479A (ja) | 1986-03-29 |
| JPH077846B2 true JPH077846B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=16136562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18348184A Expired - Fee Related JPH077846B2 (ja) | 1984-09-01 | 1984-09-01 | 発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077846B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6480562A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-27 | Fuji Xerox Co Ltd | Light emitting element array printer head |
| US5297097A (en) * | 1988-06-17 | 1994-03-22 | Hitachi Ltd. | Large scale integrated circuit for low voltage operation |
| USRE40132E1 (en) | 1988-06-17 | 2008-03-04 | Elpida Memory, Inc. | Large scale integrated circuit with sense amplifier circuits for low voltage operation |
| JPH02178980A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-11 | Kyocera Corp | 発光ダイオード |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3937925A (en) * | 1974-06-25 | 1976-02-10 | Ibm Corporation | Modular transaction terminal with microprocessor control |
| JPS6070782A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光ダイオ−ドの製造方法 |
-
1984
- 1984-09-01 JP JP18348184A patent/JPH077846B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6161479A (ja) | 1986-03-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |