JPH0992877A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
半導体発光素子の製造方法Info
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- JPH0992877A JPH0992877A JP24323295A JP24323295A JPH0992877A JP H0992877 A JPH0992877 A JP H0992877A JP 24323295 A JP24323295 A JP 24323295A JP 24323295 A JP24323295 A JP 24323295A JP H0992877 A JPH0992877 A JP H0992877A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 従来法と同程度の容易さで、外部取り出し効
率の高い半導体発光素子を得ることができる半導体発光
素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 化合物半導体基板の表面を、該化合物半
導体基板の材料とは異なる材料を溶解させた溶液(液相
エピタキシャル工程において用いる溶液)により溶解さ
せて、該化合物半導体基板の表面を多数の凹部2が形成
された面とし、該化合物半導体基板の凹部2が形成され
た面上に、半導体発光素子を構成する複合エピタキシャ
ル層3を、液相エピタキシャル成長法により成長させて
該化合物半導体基板と該複合エピタキシャル層との積層
体4を形成する。該積層体から該化合物半導体基板を選
択的にエッチング除去して、該積層体を、該複合エピタ
キシャル層の該化合物半導体基板が除去された面に該化
合物半導体基板の表面に形成された凹部2に対応した凸
部5が形成された複合エピタキシャル層体6とする。
率の高い半導体発光素子を得ることができる半導体発光
素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 化合物半導体基板の表面を、該化合物半
導体基板の材料とは異なる材料を溶解させた溶液(液相
エピタキシャル工程において用いる溶液)により溶解さ
せて、該化合物半導体基板の表面を多数の凹部2が形成
された面とし、該化合物半導体基板の凹部2が形成され
た面上に、半導体発光素子を構成する複合エピタキシャ
ル層3を、液相エピタキシャル成長法により成長させて
該化合物半導体基板と該複合エピタキシャル層との積層
体4を形成する。該積層体から該化合物半導体基板を選
択的にエッチング除去して、該積層体を、該複合エピタ
キシャル層の該化合物半導体基板が除去された面に該化
合物半導体基板の表面に形成された凹部2に対応した凸
部5が形成された複合エピタキシャル層体6とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子の
製造方法の改良に関する。
製造方法の改良に関する。
【0002】
【関連技術】従来、一般的に採用されている半導体発光
素子の製造方法について、AlGaAs発光素子を例に
して説明する。図4(a)〜(f)は上記半導体発光素
子の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。p型
GaAs基板41〔図4(a)〕の鏡面研磨面41a上
に発光素子を構成する複合エピタキシャル層42、すな
わち、p型AlGaAsクラッド層42a、p型AlG
aAs活性層42b及びn型AlGaAsクラッド層4
2cにより構成されるAlGaAsダブルヘテロ構造層
42を、液相エピタキシャル成長法により成長して積層
体43を形成する〔図4(b)〕。この積層体43から
基板41を適宜の方法で除去することにより、片面が鏡
面研磨面41aに対応して平坦鏡面44となった複合エ
ピタキシャル層体45が得られる〔図4(c)〕。
素子の製造方法について、AlGaAs発光素子を例に
して説明する。図4(a)〜(f)は上記半導体発光素
子の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。p型
GaAs基板41〔図4(a)〕の鏡面研磨面41a上
に発光素子を構成する複合エピタキシャル層42、すな
わち、p型AlGaAsクラッド層42a、p型AlG
aAs活性層42b及びn型AlGaAsクラッド層4
2cにより構成されるAlGaAsダブルヘテロ構造層
42を、液相エピタキシャル成長法により成長して積層
体43を形成する〔図4(b)〕。この積層体43から
基板41を適宜の方法で除去することにより、片面が鏡
面研磨面41aに対応して平坦鏡面44となった複合エ
ピタキシャル層体45が得られる〔図4(c)〕。
【0003】前記複合エピタキシャル層体45の両面
に、常法により、夫々電極46,47を形成した後〔図
4(d)〕、ダイシングにより分割して、半導体発光素
子ペレット50,50・・・を得る〔図4(e)〕。こ
の半導体発光素子ペレット50を銀ペースト等の導電性
固着剤51で支持体(フレーム)52に固着し、ワイヤ
ボンディング後エポキシ樹脂等の封止材料53でモール
ドして半導体発光素子60が製造される〔図4
(f)〕。
に、常法により、夫々電極46,47を形成した後〔図
4(d)〕、ダイシングにより分割して、半導体発光素
子ペレット50,50・・・を得る〔図4(e)〕。こ
の半導体発光素子ペレット50を銀ペースト等の導電性
固着剤51で支持体(フレーム)52に固着し、ワイヤ
ボンディング後エポキシ樹脂等の封止材料53でモール
ドして半導体発光素子60が製造される〔図4
(f)〕。
【0004】半導体発光素子の輝度(外部出力)は、一
般的に内部発光効率と、発生した光の外部取り出し効率
によって決まることはよく知られている。また、内部発
光効率が主に発光素子を形成する材料結晶の品質に依存
し、外部取り出し効率が発光素子ペレットの構造・形状
に大きく左右することも知られている。
般的に内部発光効率と、発生した光の外部取り出し効率
によって決まることはよく知られている。また、内部発
光効率が主に発光素子を形成する材料結晶の品質に依存
し、外部取り出し効率が発光素子ペレットの構造・形状
に大きく左右することも知られている。
【0005】発光素子(発光素子ペレット)を形成して
いる化合物半導体結晶の屈折率は3以上と非常に大きい
ため、発光した光を外部に取り出す際、化合物半導体結
晶の表面(上表面、側表面)に臨界角(エポキシ樹脂モ
ールドの場合20数度)以上に傾いて入射する光は全反
射してしまい外部に取り出すことができず、外部取り出
し効率ひいては輝度が大きく低下する大きな要因となっ
ている。それ故、図4(e)に示すような形状の発光素
子ペレットでは、発光した光の発光素子ペレット表面で
の全反射する割合が大きく、発光した光を効率よく外部
に取り出すことができない。
いる化合物半導体結晶の屈折率は3以上と非常に大きい
ため、発光した光を外部に取り出す際、化合物半導体結
晶の表面(上表面、側表面)に臨界角(エポキシ樹脂モ
ールドの場合20数度)以上に傾いて入射する光は全反
射してしまい外部に取り出すことができず、外部取り出
し効率ひいては輝度が大きく低下する大きな要因となっ
ている。それ故、図4(e)に示すような形状の発光素
子ペレットでは、発光した光の発光素子ペレット表面で
の全反射する割合が大きく、発光した光を効率よく外部
に取り出すことができない。
【0006】そこで、外部取り出し効率を向上させるた
めに、半導体発光素子を構成するエピタキシャル層の上
部に、機械研磨等の加工を施して複数の球面状凸部(ペ
レット化後、各々の球面状凸部は該ペレット上部の球面
凸形状部になる。)を形成したもの、化合物半導体発光
素子ペレットの上表面及び/又は側表面を薬液で処理し
て該表面に微細な凹凸を多数形成したものなど前記全反
射の割合を低減させる工夫がなされている。
めに、半導体発光素子を構成するエピタキシャル層の上
部に、機械研磨等の加工を施して複数の球面状凸部(ペ
レット化後、各々の球面状凸部は該ペレット上部の球面
凸形状部になる。)を形成したもの、化合物半導体発光
素子ペレットの上表面及び/又は側表面を薬液で処理し
て該表面に微細な凹凸を多数形成したものなど前記全反
射の割合を低減させる工夫がなされている。
【0007】また、半導体発光素子ペレットの上部を球
面凸形状にする技術として、特開平7−147429号
公報に、半導体基板に燐酸系のエッチング液を用い球面
形状の凹部を複数形成する工程と、該基板の球面形状の
凹部形成面に半導体発光素子を形成するエピタキシャル
層(複合エピタキシャル層)を成長して積層体となす工
程と、この積層体から前記基板を選択的にエッチング除
去する工程とにより、前記エピタキシャル層の基板除去
面に、前記基板の球面形状の凹部に対応した球面形状の
凸部(ペレット化後、該ペレット上部の球面凸形状部に
なる。)を形成する技術も提案されている。
面凸形状にする技術として、特開平7−147429号
公報に、半導体基板に燐酸系のエッチング液を用い球面
形状の凹部を複数形成する工程と、該基板の球面形状の
凹部形成面に半導体発光素子を形成するエピタキシャル
層(複合エピタキシャル層)を成長して積層体となす工
程と、この積層体から前記基板を選択的にエッチング除
去する工程とにより、前記エピタキシャル層の基板除去
面に、前記基板の球面形状の凹部に対応した球面形状の
凸部(ペレット化後、該ペレット上部の球面凸形状部に
なる。)を形成する技術も提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、下記に示す様な問題点があった。即ち、基板と複合
エピタキシャル層との積層体或いは該積層体から基板を
エッチング除去した複合エピタキシャル層体の複合エピ
タキシャル層の上部に、機械研磨等の加工を施して複数
の球面状凸部を形成する技術においては、球面凸形状に
加工することが極めて難しく、加工中に前記積層体或い
は前記複合エピタキシャル層体に亀裂、割れが起こりや
すい等の問題点があった。特に、複合エピタキシャル層
の材料結晶がAlGaAsの場合、大きな反りを生じて
いるため、上記した問題は顕著となる。
は、下記に示す様な問題点があった。即ち、基板と複合
エピタキシャル層との積層体或いは該積層体から基板を
エッチング除去した複合エピタキシャル層体の複合エピ
タキシャル層の上部に、機械研磨等の加工を施して複数
の球面状凸部を形成する技術においては、球面凸形状に
加工することが極めて難しく、加工中に前記積層体或い
は前記複合エピタキシャル層体に亀裂、割れが起こりや
すい等の問題点があった。特に、複合エピタキシャル層
の材料結晶がAlGaAsの場合、大きな反りを生じて
いるため、上記した問題は顕著となる。
【0009】半導体発光素子ペレットの表面を薬液で処
理して該表面に微細な凹凸を多数形成する技術において
は、凹凸が小さいため、顕著な外部取り出し効率の向上
が図れないという問題点、所望の形状・サイズの凸形
状、特に球面凸形状を形成するための適切なエッチャン
トが見出せない等の問題点があった。
理して該表面に微細な凹凸を多数形成する技術において
は、凹凸が小さいため、顕著な外部取り出し効率の向上
が図れないという問題点、所望の形状・サイズの凸形
状、特に球面凸形状を形成するための適切なエッチャン
トが見出せない等の問題点があった。
【0010】また、基板に球面形状の凹部を形成し、該
基板の凹部形成面に複合エピタキシャル層を成長する技
術においては、基板に球面形状の凹部を形成するため
に、フォトリソグラフィー工程と凹部を形成するための
エッチング工程が加わり、工程数が増加するという問題
点があった。
基板の凹部形成面に複合エピタキシャル層を成長する技
術においては、基板に球面形状の凹部を形成するため
に、フォトリソグラフィー工程と凹部を形成するための
エッチング工程が加わり、工程数が増加するという問題
点があった。
【0011】本発明者らは、上記した問題を解決すべく
鋭意研究した結果、化合物半導体基板の表面を、該化合
物半導体基板の材料とは異なる材料を溶解した溶液で、
溶解させると、前記基板表面に多数凹部が形成されるこ
とを見出し、本発明に至った。
鋭意研究した結果、化合物半導体基板の表面を、該化合
物半導体基板の材料とは異なる材料を溶解した溶液で、
溶解させると、前記基板表面に多数凹部が形成されるこ
とを見出し、本発明に至った。
【0012】本発明の目的は、従来法と同程度の容易さ
で、外部取り出し効率の高い半導体発光素子を得ること
ができるようにした半導体発光素子の製造方法を提供す
ることにある。
で、外部取り出し効率の高い半導体発光素子を得ること
ができるようにした半導体発光素子の製造方法を提供す
ることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体発光
素子の製造方法は、化合物半導体基板の表面を、該化合
物半導体基板の材料とは異なる材料を溶解させた溶液
(液相エピタキシャル工程において用いる溶液)により
溶解させて、該化合物半導体基板の表面を多数の凹部が
形成された面とする工程と、該化合物半導体基板の凹部
が形成された面上に、半導体発光素子を構成する複合エ
ピタキシャル層を、液相エピタキシャル成長法により成
長して該化合物半導体基板と該複合エピタキシャル層と
の積層体を形成する工程と、該積層体から該化合物半導
体基板を選択的にエッチング除去して、該積層体を、該
複合エピタキシャル層の該化合物半導体基板が除去され
た面に該化合物半導体基板の表面に形成された凹部に対
応した凸部が形成された複合エピタキシャル層体とする
工程とを含むことを特徴とする。
素子の製造方法は、化合物半導体基板の表面を、該化合
物半導体基板の材料とは異なる材料を溶解させた溶液
(液相エピタキシャル工程において用いる溶液)により
溶解させて、該化合物半導体基板の表面を多数の凹部が
形成された面とする工程と、該化合物半導体基板の凹部
が形成された面上に、半導体発光素子を構成する複合エ
ピタキシャル層を、液相エピタキシャル成長法により成
長して該化合物半導体基板と該複合エピタキシャル層と
の積層体を形成する工程と、該積層体から該化合物半導
体基板を選択的にエッチング除去して、該積層体を、該
複合エピタキシャル層の該化合物半導体基板が除去され
た面に該化合物半導体基板の表面に形成された凹部に対
応した凸部が形成された複合エピタキシャル層体とする
工程とを含むことを特徴とする。
【0014】なお、上記した化合物半導体基板の材料と
は異なる材料には、化合物半導体基板の材料に、化合物
半導体の結晶成分である他の材料を加えたものも含まれ
る。
は異なる材料には、化合物半導体基板の材料に、化合物
半導体の結晶成分である他の材料を加えたものも含まれ
る。
【0015】本発明方法の好ましい実施態様として、前
記化合物半導体基板の表面を溶解させる溶液と前記複合
エピタキシャル層を構成する第1のエピタキシャル層を
成長させる溶液は同一であり、前記基板の表面を溶解さ
せる工程と前記第1のエピタキシャル層を成長する工程
を連続的に行う方法が挙げられ、また化合物半導体基板
の表面に形成された凹部の形状として略球面形状が挙げ
られる。
記化合物半導体基板の表面を溶解させる溶液と前記複合
エピタキシャル層を構成する第1のエピタキシャル層を
成長させる溶液は同一であり、前記基板の表面を溶解さ
せる工程と前記第1のエピタキシャル層を成長する工程
を連続的に行う方法が挙げられ、また化合物半導体基板
の表面に形成された凹部の形状として略球面形状が挙げ
られる。
【0016】前記化合物半導体基板の材料結晶は、例え
ばGaAsであり、前記複合エピタキシャル層の材料結
晶は、例えばAlGaAsである。また前記複合エピタ
キシャル層として、p型AlGaAsクラッド層、Al
GaAs活性層及びn型AlGaAsクラッド層で構成
されるAlGaAsダブルヘテロ接合構造層を含む複合
エピタキシャル層が挙げられる。
ばGaAsであり、前記複合エピタキシャル層の材料結
晶は、例えばAlGaAsである。また前記複合エピタ
キシャル層として、p型AlGaAsクラッド層、Al
GaAs活性層及びn型AlGaAsクラッド層で構成
されるAlGaAsダブルヘテロ接合構造層を含む複合
エピタキシャル層が挙げられる。
【0017】前記化合物半導体基板の表面を溶解させる
溶液は、例えばGa融液にGaAsとAlを溶解させた
Ga溶液であり、前記複合エピタキシャル層を成長する
に用いる液相エピタキシャル成長用溶液は、例えば、G
a融液にGaAsとAlを溶解させたGa溶液である。
溶液は、例えばGa融液にGaAsとAlを溶解させた
Ga溶液であり、前記複合エピタキシャル層を成長する
に用いる液相エピタキシャル成長用溶液は、例えば、G
a融液にGaAsとAlを溶解させたGa溶液である。
【0018】
【実施例】本発明に係る半導体発光素子の製造方法を実
施例を挙げてさらに詳細に説明する。
施例を挙げてさらに詳細に説明する。
【0019】(実施例1)本発明方法の1実施例を、図
1、図2及び図3を参照して説明する。図1(a)〜
(f)は半導体発光素子ペレットの製造方法を工程順に
示す断面図、図2(a)〜(e)は複合エピタキシャル
層を成長するに用いるスライド式液相エピタキシャル成
長装置及びその操作手順を示す図、並びに図3は前記複
合エピタキシャル層(p型AlGaAsクラッド層、p
型AlGaAs活性層及びn型AlGaAsクラッド層
で構成されるAlGaAsダブルヘテロ接合構造層)を
液相エピタキシャル成長する際の成長プログラムを示す
図である。
1、図2及び図3を参照して説明する。図1(a)〜
(f)は半導体発光素子ペレットの製造方法を工程順に
示す断面図、図2(a)〜(e)は複合エピタキシャル
層を成長するに用いるスライド式液相エピタキシャル成
長装置及びその操作手順を示す図、並びに図3は前記複
合エピタキシャル層(p型AlGaAsクラッド層、p
型AlGaAs活性層及びn型AlGaAsクラッド層
で構成されるAlGaAsダブルヘテロ接合構造層)を
液相エピタキシャル成長する際の成長プログラムを示す
図である。
【0020】まず、図1(c)に示す基板と複合エピタ
キシャル層との積層体を形成する工程について、図1
(a)〜(c)、図2及び図3を参照して説明する。図
2に示すスライド式液相エピタキシャル成長装置30に
おいて、p型GaAs基板1は、その上面がボート本体
20の上面と同一面となる様に固定される。
キシャル層との積層体を形成する工程について、図1
(a)〜(c)、図2及び図3を参照して説明する。図
2に示すスライド式液相エピタキシャル成長装置30に
おいて、p型GaAs基板1は、その上面がボート本体
20の上面と同一面となる様に固定される。
【0021】ボート本体20上を操作棒25によりスラ
イドするスライド式溶液溜21には、p型Al0.75Ga
0.25Asクラッド層3a成長用Ga溶液22aを収容す
る第1溶液溜22、p型Al0.38Ga0.62As活性層3
b成長用Ga溶液23aを収容する第2溶液溜23及び
n型Al0.75Ga0.25Asクラッド層3c成長用Ga溶
液24aを収容する第3溶液溜24がそれぞれ設けてあ
り、各溶液溜には底がなく、直接ボート本体20上面に
接触する様になっている。
イドするスライド式溶液溜21には、p型Al0.75Ga
0.25Asクラッド層3a成長用Ga溶液22aを収容す
る第1溶液溜22、p型Al0.38Ga0.62As活性層3
b成長用Ga溶液23aを収容する第2溶液溜23及び
n型Al0.75Ga0.25Asクラッド層3c成長用Ga溶
液24aを収容する第3溶液溜24がそれぞれ設けてあ
り、各溶液溜には底がなく、直接ボート本体20上面に
接触する様になっている。
【0022】前記Ga溶液22a及び前記Ga溶液24
aは、形成される前記両AlGaAsクラッド層3a、
3cがAl0.75Ga0.25Asに成るべく、Ga融液にA
l及びGaAs多結晶を溶解したGa溶液にp型ドーパ
ントとしてZn及びn型ドーパントとしてTeを夫々溶
解させたものであり、Ga溶液23aは、形成される前
記AlGaAs活性層3bがAl0.38Ga0.62Asに成
るべく、Ga融液にAl、GaAs多結晶及びp型ドー
パントとしてZnを溶解させたものである。
aは、形成される前記両AlGaAsクラッド層3a、
3cがAl0.75Ga0.25Asに成るべく、Ga融液にA
l及びGaAs多結晶を溶解したGa溶液にp型ドーパ
ントとしてZn及びn型ドーパントとしてTeを夫々溶
解させたものであり、Ga溶液23aは、形成される前
記AlGaAs活性層3bがAl0.38Ga0.62Asに成
るべく、Ga融液にAl、GaAs多結晶及びp型ドー
パントとしてZnを溶解させたものである。
【0023】次に、上記装置30を用いてp型GaAs
基板1の鏡面研磨された表面1a〔図1(a)〕に略球
面形状の凹部を多数形成し〔図1(b)〕、該凹部を形
成した面上に3層の複合エピタキシャル層3を成長して
積層体を形成する〔図1(c)〕工程を図2及び図3を
参照して説明する。
基板1の鏡面研磨された表面1a〔図1(a)〕に略球
面形状の凹部を多数形成し〔図1(b)〕、該凹部を形
成した面上に3層の複合エピタキシャル層3を成長して
積層体を形成する〔図1(c)〕工程を図2及び図3を
参照して説明する。
【0024】p型GaAs基板1を図2(a)の位置に
固定し、第1溶液溜22に所望量のAl、GaAs多結
晶及びZn、第2溶液溜23に所望量のAl、GaAs
多結晶及びZn並びに第3溶液溜24に所望量のAl、
GaAs多結晶及びTeを添加したGa融液を収容した
後、装置30を成長炉(図示せず)の所定の位置に挿入
し、然る後、900℃に昇温そして該温度で60分保持
して、Ga融液にAl、GaAs、ドーパント(Zn、
Te)が溶解されたGa溶液(22a、23a、24
a)を形成する〔図2(a)及び図3のステップA→B
→C〕。この時Ga溶液22aはGaAsの飽和Ga溶
液となっている。
固定し、第1溶液溜22に所望量のAl、GaAs多結
晶及びZn、第2溶液溜23に所望量のAl、GaAs
多結晶及びZn並びに第3溶液溜24に所望量のAl、
GaAs多結晶及びTeを添加したGa融液を収容した
後、装置30を成長炉(図示せず)の所定の位置に挿入
し、然る後、900℃に昇温そして該温度で60分保持
して、Ga融液にAl、GaAs、ドーパント(Zn、
Te)が溶解されたGa溶液(22a、23a、24
a)を形成する〔図2(a)及び図3のステップA→B
→C〕。この時Ga溶液22aはGaAsの飽和Ga溶
液となっている。
【0025】次に、スライド式溶液溜21を、操作棒2
5を用いて図2(a)の位置から矢印の方向にスライド
させ、第1溶液溜22に収容されているp型Al0.75G
a0. 25Asクラッド層3a成長用Ga溶液22aをp型
GaAs基板1の表面1aに接触させた後、900℃か
ら910℃まで昇温そして910℃で約10分保持し、
前記基板の表面部をGa溶液22aに溶解させる〔図2
(b)及び図3のステップC→D→E〕。この工程によ
り前記基板1の表面は、略球面形状の凹部2〔図1
(b)〕が多数形成された面状態となる。
5を用いて図2(a)の位置から矢印の方向にスライド
させ、第1溶液溜22に収容されているp型Al0.75G
a0. 25Asクラッド層3a成長用Ga溶液22aをp型
GaAs基板1の表面1aに接触させた後、900℃か
ら910℃まで昇温そして910℃で約10分保持し、
前記基板の表面部をGa溶液22aに溶解させる〔図2
(b)及び図3のステップC→D→E〕。この工程によ
り前記基板1の表面は、略球面形状の凹部2〔図1
(b)〕が多数形成された面状態となる。
【0026】上記溶解工程が終了後、図2(b)のセッ
ト状態で、910℃から850℃まで降温することによ
り、厚さ約70μmのp型Al0.75Ga0.25Asクラッ
ド層3aを成長させる〔図2(b)及び図3のステップ
E→F〕。
ト状態で、910℃から850℃まで降温することによ
り、厚さ約70μmのp型Al0.75Ga0.25Asクラッ
ド層3aを成長させる〔図2(b)及び図3のステップ
E→F〕。
【0027】次に、スライド式溶液溜21をさらに矢印
の方向にスライドさせ、第2溶液溜23に収容されてい
るp型Al0.38Ga0.62As活性層3b成長用Ga溶液
23aをp型クラッド層3aに接触させた後、850℃
から845℃まで降温することにより厚さ約1μmのp
型Al0.38Ga0.62As活性層3bを成長させる〔図2
(c)及び図3のステップF→G→H〕。
の方向にスライドさせ、第2溶液溜23に収容されてい
るp型Al0.38Ga0.62As活性層3b成長用Ga溶液
23aをp型クラッド層3aに接触させた後、850℃
から845℃まで降温することにより厚さ約1μmのp
型Al0.38Ga0.62As活性層3bを成長させる〔図2
(c)及び図3のステップF→G→H〕。
【0028】次に、スライド式溶液溜21をさらに矢印
の方向にスライドさせ、845℃から650℃まで降温
することにより厚さ約120μmのn型Al0.75Ga
0.25Asクラッド層3cを成長させる〔図2(d)及び
図3のステップH→I→J〕。その後、スライド式溶液
溜21をさらに矢印の方向にスライドさせて成長工程を
終了する〔図2(e)及び図3のステップJ→〕。
の方向にスライドさせ、845℃から650℃まで降温
することにより厚さ約120μmのn型Al0.75Ga
0.25Asクラッド層3cを成長させる〔図2(d)及び
図3のステップH→I→J〕。その後、スライド式溶液
溜21をさらに矢印の方向にスライドさせて成長工程を
終了する〔図2(e)及び図3のステップJ→〕。
【0029】上記した工程により、略球面形状の凹部2
を多数有するp型GaAs基板1上に複合エピタキシャ
ル層3(p型Al0.75Ga0.25Asクラッド層3a、p
型Al0.38Ga0.62As活性層3b及びn型Al0.75G
a0.25Asクラッド層3cで構成されたAlGaAsダ
ブルヘテロ接合構造層)が積層された積層体4が得られ
る〔図1(c)〕。
を多数有するp型GaAs基板1上に複合エピタキシャ
ル層3(p型Al0.75Ga0.25Asクラッド層3a、p
型Al0.38Ga0.62As活性層3b及びn型Al0.75G
a0.25Asクラッド層3cで構成されたAlGaAsダ
ブルヘテロ接合構造層)が積層された積層体4が得られ
る〔図1(c)〕。
【0030】次に、上記積層体4を用いて、半導体発光
素子ペレットを製造する工程を図1(c)〜(f)を参
照して説明する。積層体4〔図1(c)〕をアンモニア
・過酸化水素水溶液に浸漬して、基板1を選択的に溶解
除去することにより、前記基板に形成された略球面形状
の凹部2に対応する形状の略球面形状の凸部5が、前記
複合エピタキシャル層の前記基板除去面側に形成された
複合エピタキシャル層体6が得られる〔図1(d)〕。
素子ペレットを製造する工程を図1(c)〜(f)を参
照して説明する。積層体4〔図1(c)〕をアンモニア
・過酸化水素水溶液に浸漬して、基板1を選択的に溶解
除去することにより、前記基板に形成された略球面形状
の凹部2に対応する形状の略球面形状の凸部5が、前記
複合エピタキシャル層の前記基板除去面側に形成された
複合エピタキシャル層体6が得られる〔図1(d)〕。
【0031】この複合エピタキシャル層体6の両面に各
々電極7,8を形成した後〔図1(e)〕。ダイシング
により分割して、半導体発光素子ペレット10,10・
・・が得られる〔図1(f)〕。前記半導体発光素子ペ
レット10を素子化することにより半導体発光素子を得
る。なお、図1(f)に示す半導体発光素子ペレット1
0において、同図の下面が支持体固着面である。
々電極7,8を形成した後〔図1(e)〕。ダイシング
により分割して、半導体発光素子ペレット10,10・
・・が得られる〔図1(f)〕。前記半導体発光素子ペ
レット10を素子化することにより半導体発光素子を得
る。なお、図1(f)に示す半導体発光素子ペレット1
0において、同図の下面が支持体固着面である。
【0032】(比較例1)比較例1(従来例1)を図
2、図4及び図6を参照して説明する。図6は、比較例
1における複合エピタキシャル層(図4の符号42)を
成長する際の成長プログラムを示す図である。
2、図4及び図6を参照して説明する。図6は、比較例
1における複合エピタキシャル層(図4の符号42)を
成長する際の成長プログラムを示す図である。
【0033】まず、図4(b)に示す基板41と複合エ
ピタキシャル層(p型Al0.75Ga 0.25Asクラッド層
42a、p型Al0.38Ga0.62As活性層42b及びn
型Al0.75Ga0.25Asクラッド層42cで構成される
ダブルヘテロ接合構造層)42との積層体43を形成す
る工程について図2、図4(a)〜(b)及び図6を参
照して説明する。
ピタキシャル層(p型Al0.75Ga 0.25Asクラッド層
42a、p型Al0.38Ga0.62As活性層42b及びn
型Al0.75Ga0.25Asクラッド層42cで構成される
ダブルヘテロ接合構造層)42との積層体43を形成す
る工程について図2、図4(a)〜(b)及び図6を参
照して説明する。
【0034】スライド式液相エピタキシャル成長装置3
0の図2(a)の位置にp型GaAs基板41を固定
し、第1溶液溜22、第2溶液溜23及第3溶液溜24
に、夫々実施例1と同一にして、Al、GaAs多結
晶、Znを添加したGa融液、Al、GaAs多結晶、
Znを添加したGa融液及びAl、GaAs多結晶、T
eを添加したGa融液を収容した後、前記装置30を成
長炉(図示せず)の所定の位置に挿入し、然る後915
℃に昇温そして該温度で60分保持して、Ga融液に、
Al、GaAs、ドーパント(Zn、Te)が溶解され
たGa溶液22a、23a、24aを形成する〔図2
(a)及び図6のA' →B' →C' 〕。この時Ga溶液
22aはGaAsの飽和Ga溶液となっている。
0の図2(a)の位置にp型GaAs基板41を固定
し、第1溶液溜22、第2溶液溜23及第3溶液溜24
に、夫々実施例1と同一にして、Al、GaAs多結
晶、Znを添加したGa融液、Al、GaAs多結晶、
Znを添加したGa融液及びAl、GaAs多結晶、T
eを添加したGa融液を収容した後、前記装置30を成
長炉(図示せず)の所定の位置に挿入し、然る後915
℃に昇温そして該温度で60分保持して、Ga融液に、
Al、GaAs、ドーパント(Zn、Te)が溶解され
たGa溶液22a、23a、24aを形成する〔図2
(a)及び図6のA' →B' →C' 〕。この時Ga溶液
22aはGaAsの飽和Ga溶液となっている。
【0035】次に、図2(a)の状態で、温度を915
℃から910℃に降温した後、スライド式溶液溜21を
スライド棒25を用いて図2(a)の位置から矢印の方
向にスライドさせ、p型Al0.75Ga0.25Asクラッド
層成長用Ga溶液22a(この時、Ga溶液22aは過
飽和状態になっている)をp型GaAs基板41の鏡面
研磨面41aに接触させ、然る後、910℃から850
℃まで降温することにより、厚さ約70μmp型Al
0.75Ga0.25Asクラッド層42aを成長させる〔図2
(b)及び図6のステップC' →D' →E' →F' 〕。
℃から910℃に降温した後、スライド式溶液溜21を
スライド棒25を用いて図2(a)の位置から矢印の方
向にスライドさせ、p型Al0.75Ga0.25Asクラッド
層成長用Ga溶液22a(この時、Ga溶液22aは過
飽和状態になっている)をp型GaAs基板41の鏡面
研磨面41aに接触させ、然る後、910℃から850
℃まで降温することにより、厚さ約70μmp型Al
0.75Ga0.25Asクラッド層42aを成長させる〔図2
(b)及び図6のステップC' →D' →E' →F' 〕。
【0036】以下、実施例1と同じ方法で、厚さ1μm
のp型Al0.38Ga0.62As活性層42b、厚さ約12
0μmのn型Al0.75Ga0.25Asクラッド層42cを
成長し、p型GaAs基板41と前記複合エピタキシャ
ル層42との積層体43を得た〔図2(c)〜(e)、
図4(b)及び図6のステップF' →G' →H' →I '
→J' 〕。
のp型Al0.38Ga0.62As活性層42b、厚さ約12
0μmのn型Al0.75Ga0.25Asクラッド層42cを
成長し、p型GaAs基板41と前記複合エピタキシャ
ル層42との積層体43を得た〔図2(c)〜(e)、
図4(b)及び図6のステップF' →G' →H' →I '
→J' 〕。
【0037】上記積層体42を用い、実施例1と同じ方
法で、図4(e)に示す半導体発光素子ペレット50を
製造した〔図4(c)〜(e)〕。なお、複合エピタキ
シャル層体45のGaAs基板除去面44は、基板の鏡
面研磨面41aに対応して平坦鏡面になっており〔図4
(c)〕、図4(e)に示す半導体発光素子ペレット5
0において、同図の下面が支持体固着面である。
法で、図4(e)に示す半導体発光素子ペレット50を
製造した〔図4(c)〜(e)〕。なお、複合エピタキ
シャル層体45のGaAs基板除去面44は、基板の鏡
面研磨面41aに対応して平坦鏡面になっており〔図4
(c)〕、図4(e)に示す半導体発光素子ペレット5
0において、同図の下面が支持体固着面である。
【0038】(比較例2)比較例1で得られたペレット
50の上面及び下面にフッ化水素酸でエッチング処理を
施し、前記上表面及び側表面を微細な凹凸を有する面4
8と成した半導体発光素子ペレット70を得た〔図
5〕。
50の上面及び下面にフッ化水素酸でエッチング処理を
施し、前記上表面及び側表面を微細な凹凸を有する面4
8と成した半導体発光素子ペレット70を得た〔図
5〕。
【0039】実施例1、比較例1及び比較例2で得られ
た半導体発光素子の輝度(相対値)を測定し、その結果
を表1に示す。なお、表1において、輝度(相対値)
は、おのおの50サンプルの平均値である。
た半導体発光素子の輝度(相対値)を測定し、その結果
を表1に示す。なお、表1において、輝度(相対値)
は、おのおの50サンプルの平均値である。
【0040】
【表1】
【0041】表1に示した結果から、本発明の実施例1
で得られた半導体発光素子の輝度は、比較例1(従来
法)に対し約30%、比較例2(従来法)に対し約10
%の輝度の向上がはかれることが分かる。
で得られた半導体発光素子の輝度は、比較例1(従来
法)に対し約30%、比較例2(従来法)に対し約10
%の輝度の向上がはかれることが分かる。
【0042】本発明の特徴点としては次のことをあげる
ことができる。即ち、本発明の半導体発光素子の製造方
法は、化合物半導体基板の表面を液相エピタキシャル工
程で用いる溶液により溶解させる工程を加えただけで、
従来法(比較例1)とほとんど同じ製造工程を採用して
おり、したがって、従来法(比較例1)とほとんど同程
度の容易さで外部取り出し効率の高い半導体発光素子を
製造することができる。
ことができる。即ち、本発明の半導体発光素子の製造方
法は、化合物半導体基板の表面を液相エピタキシャル工
程で用いる溶液により溶解させる工程を加えただけで、
従来法(比較例1)とほとんど同じ製造工程を採用して
おり、したがって、従来法(比較例1)とほとんど同程
度の容易さで外部取り出し効率の高い半導体発光素子を
製造することができる。
【0043】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明方法によれ
ば、従来法と同程度の容易さで、外部取り出し効率の高
い半導体発光素子を得ることができるという効果を奏す
る。
ば、従来法と同程度の容易さで、外部取り出し効率の高
い半導体発光素子を得ることができるという効果を奏す
る。
【図1】本発明に係る半導体発光素子ペレットの製造方
法の一例を工程順に示す断面図である。
法の一例を工程順に示す断面図である。
【図2】複合エピタキシャル層を成長するに用いるスラ
イド式液相エピタキシャル成長装置及びその操作手順を
示す図である。
イド式液相エピタキシャル成長装置及びその操作手順を
示す図である。
【図3】実施例1における複合エピタキシャル層を液相
エピタキシャル成長する際の成長プログラムを示す図で
ある。
エピタキシャル成長する際の成長プログラムを示す図で
ある。
【図4】従来の半導体発光素子ペレットの製造方法を工
程順に示す断面図である。
程順に示す断面図である。
【図5】比較例2で得られた半導体発光素子ペレットの
断面図である。
断面図である。
【図6】比較例1における複合エピタキシャル層を成長
する際の成長プログラムを示す図である。
する際の成長プログラムを示す図である。
1,41 p型GaAs基板 1a,41a 鏡面研磨面 2 凹部 3,42 複合エピタキシャル層 3a p型Al0.75Ga0.25Asクラッド層 3b p型Al0.38Ga0.62As活性層 3c n型Al0.75Ga0.25Asクラッド層 4,43 積層体 5 凸部 6,45 複合エピタキシャル層体 7,8,46,47 電極 10,50,70 半導体発光素子ペレット 20 ボート本体 21 スライド式溶液溜 22 第1溶液溜 23 第2溶液溜 24 第3溶液溜 22a p型Al0.75Ga0.25Asクラッド層成長用G
a溶液 23a p型Al0.38Ga0.62As活性層成長用Ga溶
液 24a n型Al0.75Ga0.25Asクラッド層成長用G
a溶液 25 操作棒 30 スライド式液相エピタキシャル成長装置 42a p型AlGaAsクラッド層、p型Al0.75G
a0.25Asクラッド層 42b p型AlGaAs活性層、p型Al0.38Ga
0.62As活性層 42c n型AlGaAsクラッド層、n型Al0.75G
a0.25Asクラッド層 44 GaAs基板除去面 48 微細な凹凸を有する面 51 導電性固着剤 52 支持体(フレーム) 53 封止部材 60 半導体発光素子
a溶液 23a p型Al0.38Ga0.62As活性層成長用Ga溶
液 24a n型Al0.75Ga0.25Asクラッド層成長用G
a溶液 25 操作棒 30 スライド式液相エピタキシャル成長装置 42a p型AlGaAsクラッド層、p型Al0.75G
a0.25Asクラッド層 42b p型AlGaAs活性層、p型Al0.38Ga
0.62As活性層 42c n型AlGaAsクラッド層、n型Al0.75G
a0.25Asクラッド層 44 GaAs基板除去面 48 微細な凹凸を有する面 51 導電性固着剤 52 支持体(フレーム) 53 封止部材 60 半導体発光素子
Claims (7)
- 【請求項1】 化合物半導体基板の表面を、該化合物半
導体基板の材料とは異なる材料を溶解させた溶液(液相
エピタキシャル工程において用いる溶液)により溶解さ
せて、該化合物半導体基板の表面を多数の凹部が形成さ
れた面とする工程と、該化合物半導体基板の凹部が形成
された面上に、半導体発光素子を構成する複合エピタキ
シャル層を、液相エピタキシャル成長法により成長して
該化合物半導体基板と該複合エピタキシャル層との積層
体を形成する工程と、該積層体から該化合物半導体基板
を選択的にエッチング除去して、該積層体を、該複合エ
ピタキシャル層の該化合物半導体基板が除去された面に
該化合物半導体基板の表面に形成された凹部に対応した
凸部が形成された複合エピタキシャル層体とする工程と
を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項2】 前記化合物半導体基板の表面を溶解させ
る溶液と前記複合エピタキシャル層を構成する第1のエ
ピタキシャル層を成長させる溶液は同一であり、前記基
板の表面を溶解させる工程と前記第1のエピタキシャル
層を成長する工程を連続して行うことを特徴とする請求
項1に記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項3】 前記化合物半導体基板の表面に形成され
た凹部の形状は略球面凹形状であることを特徴とする請
求項1又は2に記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項4】 前記化合物半導体の材料結晶はGaAs
であり、前記複合エピタキシャル層の材料結晶はAlG
aAsであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
1項に記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項5】 前記複合エピタキシャル層は、p型Al
GaAsクラッド層、AlGaAs活性層及びn型Al
GaAsクラッド層で構成されるAlGaAsダブルヘ
テロ接合構造層を含む複合エピタキシャル層であること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導
体発光素子の製造方法。 - 【請求項6】 前記化合物半導体の表面を溶解させるに
用いる溶液は、Ga融液にGaAsとAlを溶解させた
Ga溶液であることを特徴とする請求項1〜5のいずれ
か1項に記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項7】 前記半導体発光素子を構成する複合エピ
タキシャル層を成長するに用いる液相エピタキシャル成
長用溶液は、Ga融液にGaAsとAlを溶解させたG
a溶液であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか
1項に記載の半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24323295A JPH0992877A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24323295A JPH0992877A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 半導体発光素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0992877A true JPH0992877A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17100807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24323295A Pending JPH0992877A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0992877A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1681727A1 (en) * | 2003-11-04 | 2006-07-19 | Pioneer Corporation | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same |
JP2006196543A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
JP2006352129A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Lg Electronics Inc | 発光ダイオードの製造方法 |
KR100668966B1 (ko) * | 2005-07-14 | 2007-01-12 | 엘지전자 주식회사 | 발광 소자의 제조 방법 |
JP2007036240A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 垂直構造の窒化ガリウム系発光ダイオード素子、及びその製造方法 |
JP2009267418A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Samsung Electronics Co Ltd | 発光装置、これを含むパッケージとシステム、およびその製造方法 |
EP1798780A3 (en) * | 2005-12-15 | 2014-06-25 | LG Electronics, Inc. | Method for fabricating a substrate with nano structures, light emitting device and manufacturing method thereof |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP24323295A patent/JPH0992877A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1681727A4 (en) * | 2003-11-04 | 2009-12-16 | Pioneer Corp | SEMICONDUCTOR LIGHT EMISSION ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
EP1681727A1 (en) * | 2003-11-04 | 2006-07-19 | Pioneer Corporation | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same |
JP2006196543A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
JP4626306B2 (ja) * | 2005-01-11 | 2011-02-09 | 三菱化学株式会社 | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
US8709835B2 (en) | 2005-06-16 | 2014-04-29 | Lg Electronics Inc. | Method for manufacturing light emitting diodes |
US8008646B2 (en) | 2005-06-16 | 2011-08-30 | Lg Electronics Inc. | Light emitting diode |
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JP2007036240A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 垂直構造の窒化ガリウム系発光ダイオード素子、及びその製造方法 |
EP1798780A3 (en) * | 2005-12-15 | 2014-06-25 | LG Electronics, Inc. | Method for fabricating a substrate with nano structures, light emitting device and manufacturing method thereof |
JP2009267418A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Samsung Electronics Co Ltd | 発光装置、これを含むパッケージとシステム、およびその製造方法 |
US8937321B2 (en) | 2008-04-25 | 2015-01-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Luminous devices, packages and systems containing the same, and fabricating methods thereof |
US9287479B2 (en) | 2008-04-25 | 2016-03-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Luminous devices, packages and systems containing the same, and fabricating methods thereof |
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