JPH1197741A - 発光素子、発光素子アレイ及び発光素子の製造方法 - Google Patents
発光素子、発光素子アレイ及び発光素子の製造方法Info
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- JPH1197741A JPH1197741A JP9256599A JP25659997A JPH1197741A JP H1197741 A JPH1197741 A JP H1197741A JP 9256599 A JP9256599 A JP 9256599A JP 25659997 A JP25659997 A JP 25659997A JP H1197741 A JPH1197741 A JP H1197741A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＬＥＤアレイにおける発光領域の基板表面領
域での注入キャリアの非発光再結合確率を減少させ、発
光効率の高い発光素子、発光素子アレイ及び発光素子の
製造方法を提供する。 【解決手段】 ＬＥＤアレイは、ｎ型ＧａＡｓ1-xＰx基
板１０１、ｎ型ＧａＡｓ1-xＰx基板１０１上にＺｎを拡
散して形成した選択Ζｎ拡散領域１０２、ｐｎ接合面１
０３、選択拡散のための拡散マスク１０４、Ｚｎ拡散の
マスク材となる層間絶縁膜１０５、ｐ側電極１０６及び
ｎ側電極１０７を備え、拡散マスク１０４をマスクにし
て発光領域となる拡散領域表面をエッチング除去した構
造とする。
域での注入キャリアの非発光再結合確率を減少させ、発
光効率の高い発光素子、発光素子アレイ及び発光素子の
製造方法を提供する。 【解決手段】 ＬＥＤアレイは、ｎ型ＧａＡｓ1-xＰx基
板１０１、ｎ型ＧａＡｓ1-xＰx基板１０１上にＺｎを拡
散して形成した選択Ζｎ拡散領域１０２、ｐｎ接合面１
０３、選択拡散のための拡散マスク１０４、Ｚｎ拡散の
マスク材となる層間絶縁膜１０５、ｐ側電極１０６及び
ｎ側電極１０７を備え、拡散マスク１０４をマスクにし
て発光領域となる拡散領域表面をエッチング除去した構
造とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード素
子等の発光素子、発光素子アレイ及び発光素子の製造方
法に関する。
子等の発光素子、発光素子アレイ及び発光素子の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオード（light emitting diod
e：ＬＥＤという）素子は、発光が鮮やかであること、
駆動電圧が低く周辺回路が容易になるなどの理由により
従来より表示デバイスとして幅広く使用されている。
e：ＬＥＤという）素子は、発光が鮮やかであること、
駆動電圧が低く周辺回路が容易になるなどの理由により
従来より表示デバイスとして幅広く使用されている。
【０００３】従来、光プリンタに使用するＬＥＤアレイ
は、例えば「光プリンタ設計；武木田義祐監修、トリケ
ップス」に開示されているように、ＧａＡｓＰをＧａＡ
ｓ基板上にエピタキシャル成長させた基板（以下、Ｇａ
ＡｓＰ基板とよぶ）へＺｎを選択的に拡散して製造す
る。
は、例えば「光プリンタ設計；武木田義祐監修、トリケ
ップス」に開示されているように、ＧａＡｓＰをＧａＡ
ｓ基板上にエピタキシャル成長させた基板（以下、Ｇａ
ＡｓＰ基板とよぶ）へＺｎを選択的に拡散して製造す
る。
【０００４】図９は従来のＬＥＤの構造を模式的に示す
図である。
図である。
【０００５】図９において、ＬＥＤは、ｎ型ＧａＡｓ基
板１１、ｎ型ＧａＡｓ基板１１上にＴｅをドープしエピ
タキシャル成長させたｎ型ＧａＡｓＰエピタキシャル層
１２、ｎ型ＧａＡｓＰ層内にＺｎを拡散して形成された
ｐ型ＧａＡｓＰ領域１３、Ｚｎ拡散のマスク材となるＳ
ｉＮ絶縁膜１４、Ａｌ電極１５及びＡｕ−Ｇｅ電極１６
から構成され、ｎ型ＧａＡｓＰ基板にｐ型不純物である
Ｚｎを拡散してｐｎ接合を形成した構造である。
板１１、ｎ型ＧａＡｓ基板１１上にＴｅをドープしエピ
タキシャル成長させたｎ型ＧａＡｓＰエピタキシャル層
１２、ｎ型ＧａＡｓＰ層内にＺｎを拡散して形成された
ｐ型ＧａＡｓＰ領域１３、Ｚｎ拡散のマスク材となるＳ
ｉＮ絶縁膜１４、Ａｌ電極１５及びＡｕ−Ｇｅ電極１６
から構成され、ｎ型ＧａＡｓＰ基板にｐ型不純物である
Ｚｎを拡散してｐｎ接合を形成した構造である。
【０００６】図９に示した気相拡散の他に、Ｚｎを含む
薄膜から拡散する固相拡散も可能である。Ζｎを基板に
拡散する際には基板を高温に加熱するために、基板から
Ａｓなどの構成元素が蒸発するなどの欠陥が発生する。
薄膜から拡散する固相拡散も可能である。Ζｎを基板に
拡散する際には基板を高温に加熱するために、基板から
Ａｓなどの構成元素が蒸発するなどの欠陥が発生する。
【０００７】このような欠陥は、非発光再結合中心とな
るために多数の欠陥が発生した場合には発光効率が減少
する。また、基板表面にはエネルギーレベルの深い表面
準位が形成されており、これも非発光再結合の原因とな
り、発光効率を減少させる要素であった。
るために多数の欠陥が発生した場合には発光効率が減少
する。また、基板表面にはエネルギーレベルの深い表面
準位が形成されており、これも非発光再結合の原因とな
り、発光効率を減少させる要素であった。
【０００８】図１０は基板表面に到達する注入キャリア
を示す模式図である。図１０中、２１は基板、２２は拡
散領域、２２ａは拡散領域表面領域、ｐｎ接合面から注
入される注入キャリアである。
を示す模式図である。図１０中、２１は基板、２２は拡
散領域、２２ａは拡散領域表面領域、ｐｎ接合面から注
入される注入キャリアである。
【０００９】図９に示したような基板へ選択的にΖｎを
拡散して作製する発光素子では、図１０に模式的に示し
たように、接合から拡散領域へ注入された電子は非発光
再結合確率の高い基板表面付近に到達し正孔と再結合す
るフラクションが必ず存在する。
拡散して作製する発光素子では、図１０に模式的に示し
たように、接合から拡散領域へ注入された電子は非発光
再結合確率の高い基板表面付近に到達し正孔と再結合す
るフラクションが必ず存在する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の発光
素子においては、表面付近の再結合によって発生した光
は拡散領域内部を通過するパスが短いため光吸収による
強度の減衰が小さいので、深い場所で発生した光と比較
すると光取り出し効率が高い。したがって、表面での非
発光再結合の確率を減少させることができれば、発光効
率が向上する。
素子においては、表面付近の再結合によって発生した光
は拡散領域内部を通過するパスが短いため光吸収による
強度の減衰が小さいので、深い場所で発生した光と比較
すると光取り出し効率が高い。したがって、表面での非
発光再結合の確率を減少させることができれば、発光効
率が向上する。
【００１１】本発明は、ＬＥＤアレイにおける発光領域
の基板表面領域での注入キャリアの非発光再結合確率を
減少させ、発光効率の高い発光素子、発光素子アレイ及
び発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
の基板表面領域での注入キャリアの非発光再結合確率を
減少させ、発光効率の高い発光素子、発光素子アレイ及
び発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る発光素子
は、第１導電型の半導体基板に第２導電型の不純物を選
択的に拡散して作製した発光素子において、少なくとも
発光領域の基板表面がエッチング除去されていることを
特徴とする。
は、第１導電型の半導体基板に第２導電型の不純物を選
択的に拡散して作製した発光素子において、少なくとも
発光領域の基板表面がエッチング除去されていることを
特徴とする。
【００１３】本発明に係る発光素子は、第１導電型半導
体層が、ｐｎ接合を形成する第１導電型半導体層として
ＧａＡｓ1-xＰx層（１≧ｘ≧０）、ΑｌyＧａ1-yＡｓ層
（１≧ｙ≧０）またはＧａＡｓ層であってもよい。
体層が、ｐｎ接合を形成する第１導電型半導体層として
ＧａＡｓ1-xＰx層（１≧ｘ≧０）、ΑｌyＧａ1-yＡｓ層
（１≧ｙ≧０）またはＧａＡｓ層であってもよい。
【００１４】本発明に係る発光素子は、第２導電型不純
物が、Ζｎであってもよい。
物が、Ζｎであってもよい。
【００１５】本発明に係る発光素子アレイは、複数の発
光素子を所定列に配置した発光素子アレイにおいて、発
光素子は、請求項１、２又は３の何れかに記載の発光素
子であることを特徴とする。
光素子を所定列に配置した発光素子アレイにおいて、発
光素子は、請求項１、２又は３の何れかに記載の発光素
子であることを特徴とする。
【００１６】本発明に係る発光素子の製造方法は、第１
導電型の半導体基板に第２導電型の不純物を選択的に拡
散して作製した発光素子の製造方法において、第２導電
型不純物拡散を選択的に行う半導体基板表面において固
相拡散によってΖｎ拡散領域を形成する工程と、拡散
後、基板表面をエッチングする工程とを含むことを特徴
とする。
導電型の半導体基板に第２導電型の不純物を選択的に拡
散して作製した発光素子の製造方法において、第２導電
型不純物拡散を選択的に行う半導体基板表面において固
相拡散によってΖｎ拡散領域を形成する工程と、拡散
後、基板表面をエッチングする工程とを含むことを特徴
とする。
【００１７】本発明に係る発光素子の製造方法は、第２
導電型不純物が、Ｚｎであり、Ｚｎ拡散を固相拡散によ
って行うとともに、拡散源膜がΖｎΟ膜またはＺｎxＳ
ｉyＯzであることを特徴とする。
導電型不純物が、Ｚｎであり、Ｚｎ拡散を固相拡散によ
って行うとともに、拡散源膜がΖｎΟ膜またはＺｎxＳ
ｉyＯzであることを特徴とする。
【００１８】本発明に係る発光素子の製造方法は、第２
導電型不純物が、Ζｎであり、Ζｎ拡散を固相拡散によ
って行うとともに、拡散源膜がＺｎを含む酸化物膜であ
ることを特徴とする。
導電型不純物が、Ζｎであり、Ζｎ拡散を固相拡散によ
って行うとともに、拡散源膜がＺｎを含む酸化物膜であ
ることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明に係る発光素子及び発光素
子アレイは、ＬＥＤアレイに適用することができる。
子アレイは、ＬＥＤアレイに適用することができる。
【００２０】図１は本発明の実施形態に係るＬＥＤアレ
イの構造を示す図であり、多数のＬＥＤを一列に配置し
たＬＥＤアレイについて１素子に着目してその断面構造
を模式的に示した図である。
イの構造を示す図であり、多数のＬＥＤを一列に配置し
たＬＥＤアレイについて１素子に着目してその断面構造
を模式的に示した図である。
【００２１】図１において、ＬＥＤ１００は、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板上にＧａＡｓ1-xＰx（０≦ｘ≦１）をエピタキ
シャル成長させたｎ型ＧａＡｓ1-xＰx基板１０１（以
下、ＧａＡｓＰ基板と呼ぶ。）、ｎ型ＧａＡｓＰ基板１
０１上に亜鉛（Ｚｎ）を拡散して形成した選択Ζｎ拡散
領域１０２、ｐｎ接合面１０３、選択拡散のための拡散
マスク１０４、Ｚｎ拡散のマスク材となる例えばＳｉＮ
絶縁膜からなる層間絶縁膜１０５、ｐ側電極１０６及び
ｎ側電極１０７により構成される。
Ａｓ基板上にＧａＡｓ1-xＰx（０≦ｘ≦１）をエピタキ
シャル成長させたｎ型ＧａＡｓ1-xＰx基板１０１（以
下、ＧａＡｓＰ基板と呼ぶ。）、ｎ型ＧａＡｓＰ基板１
０１上に亜鉛（Ｚｎ）を拡散して形成した選択Ζｎ拡散
領域１０２、ｐｎ接合面１０３、選択拡散のための拡散
マスク１０４、Ｚｎ拡散のマスク材となる例えばＳｉＮ
絶縁膜からなる層間絶縁膜１０５、ｐ側電極１０６及び
ｎ側電極１０７により構成される。
【００２２】選択Ζｎ拡散領域１０２の拡散深さ（接合
深さ）Ｘjは例えば、約１μｍであり、拡散領域１０２
のＺｎ濃度は約１×１０20／ｃｍ3である。
深さ）Ｘjは例えば、約１μｍであり、拡散領域１０２
のＺｎ濃度は約１×１０20／ｃｍ3である。
【００２３】ここで、拡散領域１０２の表面はエッチン
グ除去した構造であり、表面除去領域１０２ａとなる。
電極コンタタト領域の基板表面もエッチング除去されて
いる。
グ除去した構造であり、表面除去領域１０２ａとなる。
電極コンタタト領域の基板表面もエッチング除去されて
いる。
【００２４】図２及び図３はΖｎ選択拡散領域１０２の
表面及びその断面のＳＥΜ写真を示す図である。
表面及びその断面のＳＥΜ写真を示す図である。
【００２５】図２の写真から明らかなように、Ζｎ拡散
領域表面にはΑｓ抜けに起因した欠陥が多数発生してい
る。また、図３の断面の写真から欠陥発生の幅は１００
０Å程度と判断できる。この結果から、基板表面の除去
層の厚さを例えば、約０．２μｍとすることができる。
この場合、拡散領域の深さは約０．８μｍとなる。
領域表面にはΑｓ抜けに起因した欠陥が多数発生してい
る。また、図３の断面の写真から欠陥発生の幅は１００
０Å程度と判断できる。この結果から、基板表面の除去
層の厚さを例えば、約０．２μｍとすることができる。
この場合、拡散領域の深さは約０．８μｍとなる。
【００２６】拡散領域には高濃度のΖｎを拡散してある
ために拡散領域の抵抗率は低く、約２ｍΩｃｍ程度にす
ることができる。拡散領域の深さが約０．８μｍの場
合、拡散領域面内の電流広がりに関わる拡散領域の抵抗
は、拡散領域の面積にも依存するが、拡散領域開口部を
１０μｍ□とすると約２５Ωである。この抵抗値は基板
表面をエッチング除去したことによって拡散深さが約８
０％となったことにともなって約２０％増加した値であ
る。この拡散領域に、例えば３ｍＡの電流を流した場合
の電圧降下は約０．０７５Ｖであり駆動上影響が小さ
い。
ために拡散領域の抵抗率は低く、約２ｍΩｃｍ程度にす
ることができる。拡散領域の深さが約０．８μｍの場
合、拡散領域面内の電流広がりに関わる拡散領域の抵抗
は、拡散領域の面積にも依存するが、拡散領域開口部を
１０μｍ□とすると約２５Ωである。この抵抗値は基板
表面をエッチング除去したことによって拡散深さが約８
０％となったことにともなって約２０％増加した値であ
る。この拡散領域に、例えば３ｍＡの電流を流した場合
の電圧降下は約０．０７５Ｖであり駆動上影響が小さ
い。
【００２７】ＧａＡｓＰ基板の上には、選択拡散のため
の拡散マスク１０４がある。拡散マスク膜上には層間絶
縁膜１０５を設けてある。層間絶縁膜１０５は、電極と
基板間の絶縁性を確実に行う目的で設ける膜で、必ずし
も必要ではない。拡散マスク１０４は例えば、ΑｌＮ膜
を使用することができる。また、層間絶縁膜１０５には
例えばＳｉΝ膜を使用できる。
の拡散マスク１０４がある。拡散マスク膜上には層間絶
縁膜１０５を設けてある。層間絶縁膜１０５は、電極と
基板間の絶縁性を確実に行う目的で設ける膜で、必ずし
も必要ではない。拡散マスク１０４は例えば、ΑｌＮ膜
を使用することができる。また、層間絶縁膜１０５には
例えばＳｉΝ膜を使用できる。
【００２８】層間絶縁膜１０５上には、基板表面とオー
ミックコンタクトを有するｐ側電極１０６がある。ｐ側
電極１０６は例えばＡｌ系の材料で形成できる。ＧａＡ
ｓＰ基板１０１の裏面にはｎ側電極１０７が共通電極と
して形成してある。ｎ側電極は例えばＡｕ合金を使用す
ることができる。
ミックコンタクトを有するｐ側電極１０６がある。ｐ側
電極１０６は例えばＡｌ系の材料で形成できる。ＧａＡ
ｓＰ基板１０１の裏面にはｎ側電極１０７が共通電極と
して形成してある。ｎ側電極は例えばＡｕ合金を使用す
ることができる。
【００２９】以下、上述のように構成されたＬＥＤアレ
イ１００の動作を説明する。
イ１００の動作を説明する。
【００３０】ＬＥＤアレイ１００の素子に順方向電圧を
かけて拡散領域にキャリア（電子）を注入すると電子は
拡散領域を拡散し拡散領域内の正孔と再結合して光が発
生する。電子の平均自由工程が約１μｍであるので拡散
領域底１０２ｂから注入された電子の略３０〜４０％
（略１／ｅ）は基板表面に到達し再結合する。横方向拡
散領域の接合面から注入された電子のうち、基板表面付
近の横方向接合から注入されるフラクションは略基板表
面付近で再結合する。
かけて拡散領域にキャリア（電子）を注入すると電子は
拡散領域を拡散し拡散領域内の正孔と再結合して光が発
生する。電子の平均自由工程が約１μｍであるので拡散
領域底１０２ｂから注入された電子の略３０〜４０％
（略１／ｅ）は基板表面に到達し再結合する。横方向拡
散領域の接合面から注入された電子のうち、基板表面付
近の横方向接合から注入されるフラクションは略基板表
面付近で再結合する。
【００３１】この際、拡散工程で形成された欠陥などの
密度が高い基板表面はエッチング除去されているので、
これらの欠陥によって非発光の再結合によって消滅する
電子の割合は、表面を除去していない場合と比較すると
減少する。
密度が高い基板表面はエッチング除去されているので、
これらの欠陥によって非発光の再結合によって消滅する
電子の割合は、表面を除去していない場合と比較すると
減少する。
【００３２】したがって、基板表面での非発光再結合の
確率が減少し、発光効率を向上させることができる。表
面層を除去した分、この層での光吸収が減少し発光効率
が上昇する効果もある。
確率が減少し、発光効率を向上させることができる。表
面層を除去した分、この層での光吸収が減少し発光効率
が上昇する効果もある。
【００３３】なお、基板の表面層はＧａＡｓ1-xＰxでは
なくＧａＡｓやΑｌxＧａ1-xＡｓ層であってもよい。ま
た、ＧａＡｓ基板はＳｉ基板であってもよく基板構造は
適宜定めることができる。
なくＧａＡｓやΑｌxＧａ1-xＡｓ層であってもよい。ま
た、ＧａＡｓ基板はＳｉ基板であってもよく基板構造は
適宜定めることができる。
【００３４】次に、上記ＬＥＤアレイの製造方法につい
て説明する。
て説明する。
【００３５】図４〜図８は上記ＬＥＤアレイの製造方法
を説明するための工程断面図である。
を説明するための工程断面図である。
【００３６】選択Ｚｎ拡散の方法として固相拡散を実施
する場合を例にとり説明する。
する場合を例にとり説明する。
【００３７】まず、図４に示すようにＧａＡｓＰ半導体
基板３０１上に拡散マスク膜３０２を形成し、拡散領域
形成予定領域に開口部３０３を形成する。拡散マスクは
例えば、ΑｌΝ膜を使用することができる。
基板３０１上に拡散マスク膜３０２を形成し、拡散領域
形成予定領域に開口部３０３を形成する。拡散マスクは
例えば、ΑｌΝ膜を使用することができる。
【００３８】次いで、図５に示すように拡散源膜３０４
とアニールキャップ膜３０５を膜付けする。拡散源膜３
０４として例えばΖｎＯ・ＳｉＯ2膜を使用し、拡散源
膜厚を例えば３５０Åとする。アニールキャップ膜３０
５として例えば、ＳｉΝ膜を使用し、その膜厚を例えば
５００Åとする。ここで、例として挙げた膜材料と膜厚
は一例にすぎず、本発明を限定するものではない。
とアニールキャップ膜３０５を膜付けする。拡散源膜３
０４として例えばΖｎＯ・ＳｉＯ2膜を使用し、拡散源
膜厚を例えば３５０Åとする。アニールキャップ膜３０
５として例えば、ＳｉΝ膜を使用し、その膜厚を例えば
５００Åとする。ここで、例として挙げた膜材料と膜厚
は一例にすぎず、本発明を限定するものではない。
【００３９】その後、Ν2雰囲気中、例えば、７００℃
で１時間、アニールを行う。このアニールにより、拡散
深さが約１μｍの拡散領域３０６が形成される。また、
この方法で拡散することによってΖｎ拡散濃度を約１×
１０20／ｃｍ3と高くすることができ、拡散領域の比抵
抗を小さくできる。アニール時間、温度は所望の拡散深
さに応じて適宜調節することができる。
で１時間、アニールを行う。このアニールにより、拡散
深さが約１μｍの拡散領域３０６が形成される。また、
この方法で拡散することによってΖｎ拡散濃度を約１×
１０20／ｃｍ3と高くすることができ、拡散領域の比抵
抗を小さくできる。アニール時間、温度は所望の拡散深
さに応じて適宜調節することができる。
【００４０】次いで、図６に示すようにアニールキャッ
プ膜３０５と拡散源膜３０４をエッチング除去する。拡
散源膜３０４、アニールキャプ膜３０５のエッチング除
去は例えば、ＨＦまたは、バッファードＨＦを使用する
ことができる。
プ膜３０５と拡散源膜３０４をエッチング除去する。拡
散源膜３０４、アニールキャプ膜３０５のエッチング除
去は例えば、ＨＦまたは、バッファードＨＦを使用する
ことができる。
【００４１】膜をエッチング除去した後、拡散マスク膜
をエッチングマスクとして使用して、リン酸過酸化水に
よって拡散領域表面領域３０７をエッチング除去する。
エッチング除去する厚さを例えば約０．２μｍとする。
エッチング量の最大値はエッチングによる拡散領域の厚
さ減少によって拡散領域の抵抗が上昇し、電流が拡散領
域全面に広がらなくなり、拡散領域面内で均一な発光が
得られなくなる限界を最大エッチング厚さとすればよ
い。
をエッチングマスクとして使用して、リン酸過酸化水に
よって拡散領域表面領域３０７をエッチング除去する。
エッチング除去する厚さを例えば約０．２μｍとする。
エッチング量の最大値はエッチングによる拡散領域の厚
さ減少によって拡散領域の抵抗が上昇し、電流が拡散領
域全面に広がらなくなり、拡散領域面内で均一な発光が
得られなくなる限界を最大エッチング厚さとすればよ
い。
【００４２】次いで、図７に示すように層間絶縁膜３０
８として例えばＳｉΝ膜を形成する。層間絶縁膜３０８
は少なくとも電極コンタクト形成予定領域３０９に開口
部を有する。その後、拡散領域の表面にコンタクトを有
するｐ側電極３１０を形成する。ｐ側電極形成は例えば
ＡｌをΕＢ蒸着によって膜付けした後、標準的なフォト
リソグラフィ、エッチングの手法により形成することが
できる。電極パターン形成後シンタして良好なオーミッ
クコンタタトを形成する。
８として例えばＳｉΝ膜を形成する。層間絶縁膜３０８
は少なくとも電極コンタクト形成予定領域３０９に開口
部を有する。その後、拡散領域の表面にコンタクトを有
するｐ側電極３１０を形成する。ｐ側電極形成は例えば
ＡｌをΕＢ蒸着によって膜付けした後、標準的なフォト
リソグラフィ、エッチングの手法により形成することが
できる。電極パターン形成後シンタして良好なオーミッ
クコンタタトを形成する。
【００４３】次いで、図８に示すようにｎ型ＧａＡｓＰ
基板３０１裏面にｎ側電極３１１を形成する。例えば、
ＡｕＧｅ／Ｎｉ／ＡｕをＥＢ蒸着し、シシタして良好な
オーミックコンタクトを形成することができる。
基板３０１裏面にｎ側電極３１１を形成する。例えば、
ＡｕＧｅ／Ｎｉ／ＡｕをＥＢ蒸着し、シシタして良好な
オーミックコンタクトを形成することができる。
【００４４】以上でＬＥＤアレイが完成する。
【００４５】以上説明したように、本実施形態に係るＬ
ＥＤアレイは、ｎ型ＧａＡｓＰ基板１０１、ｎ型ＧａＡ
ｓＰ基板１０１上にＺｎを拡散して形成した選択Ζｎ拡
散領域１０２、ｐｎ接合面１０３、選択拡散のための拡
散マスク１０４、Ｚｎ拡散のマスク材となる層間絶縁膜
１０５、ｐ側電極１０６及びｎ側電極１０７を備え、拡
散マスク１０４をマスクにして発光領域となる拡散領域
表面をエッチング除去した構造としたので、基板表面領
域で非発光再結合の確率を減少させることができ、発光
効率を向上させることができる。また、基板表面領域で
の光吸収を減少させることができ発光効率を向上させる
ことができる。
ＥＤアレイは、ｎ型ＧａＡｓＰ基板１０１、ｎ型ＧａＡ
ｓＰ基板１０１上にＺｎを拡散して形成した選択Ζｎ拡
散領域１０２、ｐｎ接合面１０３、選択拡散のための拡
散マスク１０４、Ｚｎ拡散のマスク材となる層間絶縁膜
１０５、ｐ側電極１０６及びｎ側電極１０７を備え、拡
散マスク１０４をマスクにして発光領域となる拡散領域
表面をエッチング除去した構造としたので、基板表面領
域で非発光再結合の確率を減少させることができ、発光
効率を向上させることができる。また、基板表面領域で
の光吸収を減少させることができ発光効率を向上させる
ことができる。
【００４６】また、拡散領域１０２の拡散濃度を高くし
て抵抗を低くし、エッチング除去する基板表面領域の層
厚を拡散領域の抵抗上昇が大きくなく、発光領域面内で
均一な発光が得られるようにしたので、発光効率を向上
させることができる。
て抵抗を低くし、エッチング除去する基板表面領域の層
厚を拡散領域の抵抗上昇が大きくなく、発光領域面内で
均一な発光が得られるようにしたので、発光効率を向上
させることができる。
【００４７】したがって、高発光効率の超高密度ＬＥＤ
アレイが可能である。
アレイが可能である。
【００４８】なお、本実施形態では、拡散源膜としてＺ
ｎＯ・ＳｉＯ2膜を使用したが、例えばＺｎを含む酸化
物膜、例えば、ΖｎＯ膜でもよい。
ｎＯ・ＳｉＯ2膜を使用したが、例えばＺｎを含む酸化
物膜、例えば、ΖｎＯ膜でもよい。
【００４９】また、図７に示すように、ｐ側電極形成後
にレジストをマスクとして、拡散領域表面をエッチング
除去することも可能である。この場合には電極直下の基
板表面領域は残留するが、電極直下の領域からは光を取
り出すことができないので、影響を与えない。
にレジストをマスクとして、拡散領域表面をエッチング
除去することも可能である。この場合には電極直下の基
板表面領域は残留するが、電極直下の領域からは光を取
り出すことができないので、影響を与えない。
【００５０】また、上記実施形態では、発光素子アレイ
として、ＧａＡｓ1-xＰx基板を用いたＬＥＤアレイに適
用した例であるが、少なくとも発光領域の基板表面がエ
ッチング除去されているものであればどのような半導体
素子にも適用できることは言うまでもない。
として、ＧａＡｓ1-xＰx基板を用いたＬＥＤアレイに適
用した例であるが、少なくとも発光領域の基板表面がエ
ッチング除去されているものであればどのような半導体
素子にも適用できることは言うまでもない。
【００５１】また、上記実施形態に係る発光素子アレイ
が、上述した構造をとるものであれば、どのような構成
でもよく、その製造プロセス、基板の種類、アレイ等の
個数、配置状態等は上記実施形態に限定されない。
が、上述した構造をとるものであれば、どのような構成
でもよく、その製造プロセス、基板の種類、アレイ等の
個数、配置状態等は上記実施形態に限定されない。
【００５２】
【発明の効果】本発明に係る発光素子、発光素子アレイ
及び発光素子の製造方法は、第１導電型の半導体基板に
第２導電型の不純物を選択的に拡散して作製した発光素
子において、少なくとも発光領域の基板表面がエッチン
グ除去されているので、発光領域の基板表面領域での注
入キャリアの非発光再結合確率を減少させることがで
き、発光効率を高めることができる。
及び発光素子の製造方法は、第１導電型の半導体基板に
第２導電型の不純物を選択的に拡散して作製した発光素
子において、少なくとも発光領域の基板表面がエッチン
グ除去されているので、発光領域の基板表面領域での注
入キャリアの非発光再結合確率を減少させることがで
き、発光効率を高めることができる。
【図１】本発明を適用した実施形態に係る発光素子アレ
イの基本構造を示す図である。
イの基本構造を示す図である。
【図２】上記発光素子アレイの選択拡散領域の表面のＳ
ＥΜ写真を示す図である。
ＥΜ写真を示す図である。
【図３】上記発光素子アレイの選択拡散領域の断面のＳ
ＥΜ写真を示す図である。
ＥΜ写真を示す図である。
【図４】上記発光素子アレイの製造方法を説明するため
の工程断面図である。
の工程断面図である。
【図５】上記発光素子アレイの製造方法を説明するため
の工程断面図である。
の工程断面図である。
【図６】上記発光素子アレイの製造方法を説明するため
の工程断面図である。
の工程断面図である。
【図７】上記発光素子アレイの製造方法を説明するため
の工程断面図である。
の工程断面図である。
【図８】上記発光素子アレイの製造方法を説明するため
の工程断面図である。
の工程断面図である。
【図９】従来のＬＥＤの構造を模式的に示す図である。
【図１０】従来の基板表面に到達する注入キャリアを示
す模式図である。
す模式図である。
１００ ＬＥＤ、１０１ ｎ型ＧａＡｓＰ基板、１０２
選択Ζｎ拡散領域、１０２ａ 表面除去領域、１０２
ｂ 拡散領域底、１０３ ｐｎ接合面、１０４拡散マス
ク、１０５ 層間絶縁膜、１０６ ｐ側電極、１０７
ｎ側電極
選択Ζｎ拡散領域、１０２ａ 表面除去領域、１０２
ｂ 拡散領域底、１０３ ｐｎ接合面、１０４拡散マス
ク、１０５ 層間絶縁膜、１０６ ｐ側電極、１０７
ｎ側電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜野 広 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
Claims (7)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体基板に第２導電型の
不純物を選択的に拡散して作製した発光素子において、 少なくとも発光領域の基板表面がエッチング除去されて
いることを特徴とする発光素子。 - 【請求項２】 前記第１導電型半導体層は、ｐｎ接合を
形成する第１導電型半導体層としてＧａＡｓ1-xＰx層
（１≧ｘ≧０）、ΑｌyＧａ1-yＡｓ層（１≧ｙ≧０）ま
たはＧａＡｓ層であることを特徴とする請求項１の発光
素子アレイ。 - 【請求項３】 前記第２導電型不純物は、Ζｎであるこ
とを特徴とする請求項１の発光素子。 - 【請求項４】 複数の発光素子を所定列に配置した発光
素子アレイにおいて、 前記発光素子は、請求項１、２又は３の何れかに記載の
発光素子であることを特徴とする発光素子アレイ。 - 【請求項５】 第１導電型の半導体基板に第２導電型の
不純物を選択的に拡散して作製した発光素子の製造方法
において、 第２導電型不純物拡散を選択的に行う半導体基板表面に
おいて固相拡散によってΖｎ拡散領域を形成する工程
と、 拡散後、基板表面をエッチングする工程とを含むことを
特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記第２導電型不純物は、Ｚｎであり、 Ｚｎ拡散を固相拡散によって行うとともに、拡散源膜が
ΖｎΟ膜であることを特徴とする請求項５記載の発光素
子の製造方法。 - 【請求項７】 前記第２導電型不純物は、Ζｎであり、 Ζｎ拡散を固相拡散によって行うとともに、拡散源膜が
Ｚｎを含む酸化物膜であることを特徴とする請求項５記
載の発光素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256599A JPH1197741A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 発光素子、発光素子アレイ及び発光素子の製造方法 |
| US09/145,278 US6063644A (en) | 1997-09-22 | 1998-09-02 | Light-emitting element and array with etched surface, and fabrication method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256599A JPH1197741A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 発光素子、発光素子アレイ及び発光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197741A true JPH1197741A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17294879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9256599A Pending JPH1197741A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 発光素子、発光素子アレイ及び発光素子の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6063644A (ja) |
| JP (1) | JPH1197741A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4221818B2 (ja) * | 1999-05-28 | 2009-02-12 | 沖電気工業株式会社 | 光半導体素子の製造方法 |
| US6448582B1 (en) * | 2000-09-21 | 2002-09-10 | Yale University | High modulation frequency light emitting device exhibiting spatial relocation of minority carriers to a non-radiative recombination region |
| TW518741B (en) * | 2001-02-09 | 2003-01-21 | Ind Tech Res Inst | Fabrication method of edge-emitting or edge-coupled waveguide electro-optic device |
| DE102012221908A1 (de) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | Osram Gmbh | Leuchtmodul für eine Fahrzeug-Leuchtvorrichtung mit Halbleiterlichtquelle |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3653989A (en) * | 1970-04-02 | 1972-04-04 | Rca Corp | Zn DIFFUSION INTO GAP |
| US3728784A (en) * | 1971-04-15 | 1973-04-24 | Monsanto Co | Fabrication of semiconductor devices |
| JPH03256371A (ja) * | 1990-03-06 | 1991-11-15 | Eastman Kodak Japan Kk | 発光ダイオード及びそのアレイ |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP9256599A patent/JPH1197741A/ja active Pending
-
1998
- 1998-09-02 US US09/145,278 patent/US6063644A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6063644A (en) | 2000-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031202 |