JPH088376B2 - 半導体装置およびそれを利用した発光ダイオード - Google Patents
半導体装置およびそれを利用した発光ダイオードInfo
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- JPH088376B2 JPH088376B2 JP8186889A JP8186889A JPH088376B2 JP H088376 B2 JPH088376 B2 JP H088376B2 JP 8186889 A JP8186889 A JP 8186889A JP 8186889 A JP8186889 A JP 8186889A JP H088376 B2 JPH088376 B2 JP H088376B2
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- gaas
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- semiconductor device
- algaas
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はSi基板上に転位密度が低く、かつ再結合中
心となる欠陥密度も低い高品質のGaAs層,AlGaAs層を有
する半導体装置に関するものである。
心となる欠陥密度も低い高品質のGaAs層,AlGaAs層を有
する半導体装置に関するものである。
第３図は従来の半導体装置においてSi基板上にGaAsを
エピタキシヤル成長させる過程における基板及び成長層
の状態を示す断面図である。図において、（11）はSi基
板、（12）はGaAs層である。
エピタキシヤル成長させる過程における基板及び成長層
の状態を示す断面図である。図において、（11）はSi基
板、（12）はGaAs層である。
次に作用について説明する。
SiとGaAsの格子定数は４％と大きく異つており、また
両者の熱膨張係数も約３倍異つているためSiとGaAsから
数多くの転位が発生し、GaAs層（12）の膜質は非常に悪
くデバイス製作は困難である。
両者の熱膨張係数も約３倍異つているためSiとGaAsから
数多くの転位が発生し、GaAs層（12）の膜質は非常に悪
くデバイス製作は困難である。
従来法で成長させたSi基板上のGaAs層中には上記のよ
うに多くの転位が存在しているために、デバイス、特に
光デバイスに応用した場合に、良好な特性が得られない
という重要な課題があつた。
うに多くの転位が存在しているために、デバイス、特に
光デバイスに応用した場合に、良好な特性が得られない
という重要な課題があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、Si基板上に転位密度が低く、かつ再結合中
心となる欠陥密度も低い高品質のGaAs層を成長させ、光
デバイスへの応用を可能とすることを目的とする。
れたもので、Si基板上に転位密度が低く、かつ再結合中
心となる欠陥密度も低い高品質のGaAs層を成長させ、光
デバイスへの応用を可能とすることを目的とする。
この発明に係る半導体装置は、Si基板上に光デバイス
の製作が可能な、転位密度及び再結合中心となる欠陥密
度の低い高品質のGaAs及びAlGaAs層をエピタキシヤル成
長させる。Si基板上にまずGaAs層を従来法で成長させた
後、AlAs組成を0.4から0.5の間に調整したAlGaAs（200
Å）とGaAs（1000Å）とからなる超格子層を導入し、最
後に所望のGaAs若しくはAlGaAs層を成長させるようにし
たものである。
の製作が可能な、転位密度及び再結合中心となる欠陥密
度の低い高品質のGaAs及びAlGaAs層をエピタキシヤル成
長させる。Si基板上にまずGaAs層を従来法で成長させた
後、AlAs組成を0.4から0.5の間に調整したAlGaAs（200
Å）とGaAs（1000Å）とからなる超格子層を導入し、最
後に所望のGaAs若しくはAlGaAs層を成長させるようにし
たものである。
この発明におけるAlGaAsとGaAsとからなる超格子層
は、Si基板とGaAs層との界面から生じ、成長方向に伝播
してきた転位を成長方向と垂直な方向に曲げて逃がし当
該転位の上部層への伝播を防ぐとともに、異種物質を導
入することによる再結合中心となる欠陥の発生を極力抑
えることができるため、高品質のGaAs若しくはAlGaAs層
を得ることができる。
は、Si基板とGaAs層との界面から生じ、成長方向に伝播
してきた転位を成長方向と垂直な方向に曲げて逃がし当
該転位の上部層への伝播を防ぐとともに、異種物質を導
入することによる再結合中心となる欠陥の発生を極力抑
えることができるため、高品質のGaAs若しくはAlGaAs層
を得ることができる。
以下この発明に係る半導体装置の一実施例を図につい
て説明する。
て説明する。
第１図は発光ダイオードの断面図である。図におい
て、（１）はｎ型Si基板、（２）は従来法で成長したｎ
型GaAs層、（３）はAlGaAsとGaAsとからなる超格子層
で、ここではAlGaAs層中のAlAs組成比を０から１まで変
化させた。また、AlGaAs層の厚みは200Å,GaAs層の厚み
は1000Åに固定し、超格子の層数も５層に固定した。
（４）はｎ型AlGaAs層、（５）はｐ型AlGaAs層、（６）
はｐ型GaAs層、（７）はｐ型電極、（８）はｎ型電極で
ある。第２図は上記種種の超格子層を有する発光ダイオ
ードの転位密度及び再結合中心となる欠陥密度を測定
し、超格子層中のAlGaAsのAlAs組成に対する関係をプロ
ツトしたグラフである。なお、再結合中心となる欠陥密
度に関しては、電流−電圧特性を測定し、拡散長を求め
ることによつて見積つた。
て、（１）はｎ型Si基板、（２）は従来法で成長したｎ
型GaAs層、（３）はAlGaAsとGaAsとからなる超格子層
で、ここではAlGaAs層中のAlAs組成比を０から１まで変
化させた。また、AlGaAs層の厚みは200Å,GaAs層の厚み
は1000Åに固定し、超格子の層数も５層に固定した。
（４）はｎ型AlGaAs層、（５）はｐ型AlGaAs層、（６）
はｐ型GaAs層、（７）はｐ型電極、（８）はｎ型電極で
ある。第２図は上記種種の超格子層を有する発光ダイオ
ードの転位密度及び再結合中心となる欠陥密度を測定
し、超格子層中のAlGaAsのAlAs組成に対する関係をプロ
ツトしたグラフである。なお、再結合中心となる欠陥密
度に関しては、電流−電圧特性を測定し、拡散長を求め
ることによつて見積つた。
次に動作について説明する。
ｎ型AlGaAsとGaAsとから成る超格子層（３）中のAlAs
組成が0.3を超える付近から急激に転位密度低減効果が
大きくなり、0.7を超える付近からその効果は緩やかに
なる。一方、再結合中心となる欠陥密度は逆に増加して
行く傾向にある。ｎ型AlGaAsとGaAsから成る超格子層
（３）中のAlAs組成は0.4から0.5の間に調整するのが最
適であることがわかる。
組成が0.3を超える付近から急激に転位密度低減効果が
大きくなり、0.7を超える付近からその効果は緩やかに
なる。一方、再結合中心となる欠陥密度は逆に増加して
行く傾向にある。ｎ型AlGaAsとGaAsから成る超格子層
（３）中のAlAs組成は0.4から0.5の間に調整するのが最
適であることがわかる。
上記AlAs組成0.4〜0.5のｎ型AlGaAsとGaAsとから成る
超格子層（３）を導入して製作したｎ型Si基板（１）上
の発光ダイオードは、良好な特性を示す。
超格子層（３）を導入して製作したｎ型Si基板（１）上
の発光ダイオードは、良好な特性を示す。
なお、上記実施例は発光ダイオードについて説明した
が、他の光デバイスの場合にも上記実施例と同様の効果
を奏する。
が、他の光デバイスの場合にも上記実施例と同様の効果
を奏する。
以上説明したように、この発明によればAlAs組成を0.
4から0.5の間に調整したAlGaAsとGaAsとから成る超格子
層を導入したので、ｎ型Si基板上にGaAs層,AlGaAs層を
エピタキシヤル成長させる場合に転位密度が小さく、か
つ再結合中心となる欠陥密度も小さい高品質のものを得
ることができる。
4から0.5の間に調整したAlGaAsとGaAsとから成る超格子
層を導入したので、ｎ型Si基板上にGaAs層,AlGaAs層を
エピタキシヤル成長させる場合に転位密度が小さく、か
つ再結合中心となる欠陥密度も小さい高品質のものを得
ることができる。
第１図はこの発明に係る半導体装置の一実施例による発
光ダイオードの断面図、第２図はAlAs組成比の効果を示
すグラフ、第３図は従来の半導体装置において、Si基板
上へGaAsを成長させる過程の断面図である。 図において、（１）はｎ型Si基板、（２）はｎ型GaAs
層、（３）はｎ型AlGaAsとGaAsから成る超格子層、
（４）はｎ型AlGaAs層、（５）はｐ型AlGaAs層、（６）
はｐ型GaAs層、（７）はｐ型電極、（８）はｎ型電極で
ある。 なお、図中、同一符合は同一、又は相当部分を示す。
光ダイオードの断面図、第２図はAlAs組成比の効果を示
すグラフ、第３図は従来の半導体装置において、Si基板
上へGaAsを成長させる過程の断面図である。 図において、（１）はｎ型Si基板、（２）はｎ型GaAs
層、（３）はｎ型AlGaAsとGaAsから成る超格子層、
（４）はｎ型AlGaAs層、（５）はｐ型AlGaAs層、（６）
はｐ型GaAs層、（７）はｐ型電極、（８）はｎ型電極で
ある。 なお、図中、同一符合は同一、又は相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】Si基板上にGaAsやAlGaAsのエピタキシヤル
成長層を有する半導体装置において、上記エピタキシヤ
ル層間にAlAs組成を0.4から0.5の間に調整したAlGaAsと
GaAsとから成る超格子層を導入したことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項２】該超格子層の厚みをAlGaAs200Å,GaAs1000
Åとしたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】上記半導体装置構造を利用して形成した発
光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186889A JPH088376B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 半導体装置およびそれを利用した発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186889A JPH088376B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 半導体装置およびそれを利用した発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260580A JPH02260580A (ja) | 1990-10-23 |
| JPH088376B2 true JPH088376B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=13758447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8186889A Expired - Lifetime JPH088376B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 半導体装置およびそれを利用した発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088376B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP8186889A patent/JPH088376B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02260580A (ja) | 1990-10-23 |
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