JPS5856250B2 - ＧａＡｌＡｓ半導体装置の製造方法 - Google Patents
ＧａＡｌＡｓ半導体装置の製造方法Info
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- JPS5856250B2 JPS5856250B2 JP54150491A JP15049179A JPS5856250B2 JP S5856250 B2 JPS5856250 B2 JP S5856250B2 JP 54150491 A JP54150491 A JP 54150491A JP 15049179 A JP15049179 A JP 15049179A JP S5856250 B2 JPS5856250 B2 JP S5856250B2
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- manufacturing
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶液相に高・低の温度差を生じさせ、その低
温側溶液に半導体基板を接触させて液相エピタキシャル
成長を施こす半導体装置の製造方法に関する。
温側溶液に半導体基板を接触させて液相エピタキシャル
成長を施こす半導体装置の製造方法に関する。
最近高輝度ＧａＡ／！、Ａｓ発光ダイオードが開発され
実用化が試みられている。
実用化が試みられている。
この種のＧａＡｔＡｓ発光ダイオードは、特公昭５３−
１８１５１号公報に記載されている如く、溶質を溶解さ
せた溶液に高・低の温度差を生じさせ、溶媒中に溶質を
溶解させた高温状態の溶液と、この溶液と溶媒を介して
接続され、より低温に保持された溶質が飽和状態の溶液
を設け、該低温の溶質飽和溶液に半導体基板を接触させ
てエピタキシャル成長層を得るものである。
１８１５１号公報に記載されている如く、溶質を溶解さ
せた溶液に高・低の温度差を生じさせ、溶媒中に溶質を
溶解させた高温状態の溶液と、この溶液と溶媒を介して
接続され、より低温に保持された溶質が飽和状態の溶液
を設け、該低温の溶質飽和溶液に半導体基板を接触させ
てエピタキシャル成長層を得るものである。
上記エピタキシャル成長法は、半導体基板が一定温度に
保たれたままで行われるため温度差法と呼ばれ、制御要
素が少なく、比較的一定の性質をもった高品位の結晶析
出をもたらすことができるため従来の発光ダイオードに
比べて輝度を高めることができた。
保たれたままで行われるため温度差法と呼ばれ、制御要
素が少なく、比較的一定の性質をもった高品位の結晶析
出をもたらすことができるため従来の発光ダイオードに
比べて輝度を高めることができた。
しかし上記温度差法のみを用いたＧａＡ、ｆｆＡｓ発光
ダイオードのＡ７分布を調べると、第１図ａに示すよう
にＰ形ＧａＡｓ基板１上に上記温度差法によって連続的
に結晶析出され＆Ｐ形ＧａＡｌＡｓエピタキシャル層２
及びＮ形ＧａＡｌＡｓエピタキシャル層３が作成された
半導体について、Ｐ形ＧａＡｌＡｓ発光層２内でのＡｔ
分布が第１図すに示す如く均一な状態に作成される。
ダイオードのＡ７分布を調べると、第１図ａに示すよう
にＰ形ＧａＡｓ基板１上に上記温度差法によって連続的
に結晶析出され＆Ｐ形ＧａＡｌＡｓエピタキシャル層２
及びＮ形ＧａＡｌＡｓエピタキシャル層３が作成された
半導体について、Ｐ形ＧａＡｌＡｓ発光層２内でのＡｔ
分布が第１図すに示す如く均一な状態に作成される。
同図縦軸はＡ、５濃度、横軸は距離を示す。
図のようにＭ濃度が均一なためＰ形見光層２は発光波長
における吸収係数が極めて大きく、（通常２００ｃｍ−
’以上）、素子の横からの発光をみた場合ＰＮ接合近傍
の２〜３μｍにあるＰ側領域が発光して見えるだけであ
る。
における吸収係数が極めて大きく、（通常２００ｃｍ−
’以上）、素子の横からの発光をみた場合ＰＮ接合近傍
の２〜３μｍにあるＰ側領域が発光して見えるだけであ
る。
このように素子様からの発光が極めて少なく、Ｇａ Ｐ
やＧａＰ基板上にＧａＡｓＰを形成した素子に適用され
ている如く反射フレームを利用したとしても光出力の向
上は余り期待できず、せいぜい２割向上するに留まって
いた。
やＧａＰ基板上にＧａＡｓＰを形成した素子に適用され
ている如く反射フレームを利用したとしても光出力の向
上は余り期待できず、せいぜい２割向上するに留まって
いた。
本発明は上記温度差法による欠点に鑑みてなされたもの
で、ＧａＡｌＡｓ発光ダイオードの素子横からの発光を
多くしてより高輝度化を図るもので次に実施例を挙げて
本発明の詳細な説明する。
で、ＧａＡｌＡｓ発光ダイオードの素子横からの発光を
多くしてより高輝度化を図るもので次に実施例を挙げて
本発明の詳細な説明する。
第２図は半導体基板を結晶成長させるための、半導体支
持用スライダー４及びボート５で、従来の製造方法に用
いられているものと同種の構造に作製されている。
持用スライダー４及びボート５で、従来の製造方法に用
いられているものと同種の構造に作製されている。
ボート５の第１槽６には、第１液としてＱａ ５ Ｆ中
にＺｎ２０■を添加したものにＧａＡｓソース３００１
ｎ９にＡ、！ ５．５７Ｖを添加したものを配合して充
填され、第２槽７には、Ｑａ５Ｓ’中にＴｅ０．１ｍ９
を添加し、更にＧａＡｓソース２００■にＡｔ２０ｍ９
を添加したものが第２液として充填されている。
にＺｎ２０■を添加したものにＧａＡｓソース３００１
ｎ９にＡ、！ ５．５７Ｖを添加したものを配合して充
填され、第２槽７には、Ｑａ５Ｓ’中にＴｅ０．１ｍ９
を添加し、更にＧａＡｓソース２００■にＡｔ２０ｍ９
を添加したものが第２液として充填されている。
上記第１液及び第２液は第３図の温度コントロール図に
示す如く８００℃まで昇温され、溶解された溶液はスラ
イダー４に接触する側が低温になるように５°Ｃ／ｃ１
ｒＬの温度勾配がつけられて保持される。
示す如く８００℃まで昇温され、溶解された溶液はスラ
イダー４に接触する側が低温になるように５°Ｃ／ｃ１
ｒＬの温度勾配がつけられて保持される。
８００℃で約１２０分程度保持された後、ボートとスラ
イダーの相対的移動によってスライダー４上に支持され
たＰ形ＧａＡｓ基板１′が時刻ｔ１で上記５℃／ｃｍ、
の温度差をもった第１液中に浸漬され、溶液の低温側が
基板１′に接触して第４図ａに示すＧ ａ Ａｓ基板１
′上にＰ形ＧａＡｌＡｓ層２が結晶析出されて成長層が
形成される。
イダーの相対的移動によってスライダー４上に支持され
たＰ形ＧａＡｓ基板１′が時刻ｔ１で上記５℃／ｃｍ、
の温度差をもった第１液中に浸漬され、溶液の低温側が
基板１′に接触して第４図ａに示すＧ ａ Ａｓ基板１
′上にＰ形ＧａＡｌＡｓ層２が結晶析出されて成長層が
形成される。
ここで上記Ｐ形Ｇａ Ａハｓ層２１の成長に際して、基
板１′は０．１℃／分の冷却速度で徐冷されながら、６
０分間第１液に浸漬されて成長される。
板１′は０．１℃／分の冷却速度で徐冷されながら、６
０分間第１液に浸漬されて成長される。
該基板１′に徐冷処理を施こすことにより、２〜１０℃
程度基板温度は降下し、その結果成長初期に比べてＡハ
ｓ混晶比を０．０２〜０．１減少させることができ、Ｐ
形ＧａＡｔＡｓ層２′の発光波長に対する吸収係数を１
００ＣＩｎ−’以下に下げることができる。
程度基板温度は降下し、その結果成長初期に比べてＡハ
ｓ混晶比を０．０２〜０．１減少させることができ、Ｐ
形ＧａＡｔＡｓ層２′の発光波長に対する吸収係数を１
００ＣＩｎ−’以下に下げることができる。
上記第１液による結晶成長が施こされた後基板１′は時
刻ｔ２で第２液中に浸漬され、７９４℃の一定温度に９
０分間保持されて温度差をもつ第２溶液からＮ形ＧａＡ
、／ＩＩＪｓ層３′が結晶成長されＧａＡυＳ発光ダイ
オード半導体基板が作成される。
刻ｔ２で第２液中に浸漬され、７９４℃の一定温度に９
０分間保持されて温度差をもつ第２溶液からＮ形ＧａＡ
、／ＩＩＪｓ層３′が結晶成長されＧａＡυＳ発光ダイ
オード半導体基板が作成される。
作成された半導体基板のＡｔ分布は、第４図すに示す如
くＰ形ＧａＡｌＡｓ層２′において、成長するにつれて
成長初期に比べてＡｔ濃度がわずかに低下し、濃度分布
に差をもった半導体基板が得られる。
くＰ形ＧａＡｌＡｓ層２′において、成長するにつれて
成長初期に比べてＡｔ濃度がわずかに低下し、濃度分布
に差をもった半導体基板が得られる。
即ちＰ形Ｇａ１−ＸＡｔＸＡｓ層２１内ではＰＮ接合か
ら基板１′に近づくにつれてＡ、ｆｆＡｓ混晶比Ｘは増
太し、従ってバンドギャップも大きくなって基板１′に
近づくにつれて吸収係数は減少し、ＰＮ接合近傍２〜３
ｐで発光した光はＰ形ＧａＡＩＩ’−ｓ層内を伝播して
側面から外部へ光が取り出され、側面からの光は第４図
Ｃの実線で示す如くＰ形見光層２′の全体から発光強度
が得られる。
ら基板１′に近づくにつれてＡ、ｆｆＡｓ混晶比Ｘは増
太し、従ってバンドギャップも大きくなって基板１′に
近づくにつれて吸収係数は減少し、ＰＮ接合近傍２〜３
ｐで発光した光はＰ形ＧａＡＩＩ’−ｓ層内を伝播して
側面から外部へ光が取り出され、側面からの光は第４図
Ｃの実線で示す如くＰ形見光層２′の全体から発光強度
が得られる。
尚同図破線は従来の温度差法のみによる場合の発光強度
を示している。
を示している。
図より明らかなように、少なくともＰ形ＧａＡ、５Ａｓ
層の成長時に半導体基板を降温させてＡ、ｆｆ濃度分布
に差を生じさせることによりＰ形見光層２′の外部発光
を高めることができる。
層の成長時に半導体基板を降温させてＡ、ｆｆ濃度分布
に差を生じさせることによりＰ形見光層２′の外部発光
を高めることができる。
このように素子の横からの発光を反射フレームを利用し
て導くことにより素子の発光を４〜５割程度も高め得る
。
て導くことにより素子の発光を４〜５割程度も高め得る
。
以上本発明によれば、温度差法による半導体基板の結晶
成長にあたって、スライダーに保持された半導体基板を
所定の冷却速度で降温させながら過飽和の低温溶液から
エビクキシャル成長させることにより、温度差法による
結晶成長のすぐれた特徴を損うことなく、更にＰ形Ｇａ
Ａ、υ、Ｓ成長層内のＡｔ濃度に分布をもたせることが
でき、従ってＰＮ接合部で生じた発光が結晶内部で光吸
収されるのを抑えて発光効率を高め、簡単な温度制御を
付加するのみでより輝度の高いＧａＡｔＡｓ発光ダイオ
ードを得ることができる。
成長にあたって、スライダーに保持された半導体基板を
所定の冷却速度で降温させながら過飽和の低温溶液から
エビクキシャル成長させることにより、温度差法による
結晶成長のすぐれた特徴を損うことなく、更にＰ形Ｇａ
Ａ、υ、Ｓ成長層内のＡｔ濃度に分布をもたせることが
でき、従ってＰＮ接合部で生じた発光が結晶内部で光吸
収されるのを抑えて発光効率を高め、簡単な温度制御を
付加するのみでより輝度の高いＧａＡｔＡｓ発光ダイオ
ードを得ることができる。
第１図ａは従来素子の断面図、同図すは同素子のＡｔ濃
度分布図、第２図は本発明による半導体基板製造の断面
図、第３図は本発明の製造方法を説明するための温度コ
ントロール図、第４図ａは本発明による半導体素子の断
面図、同図すは同素子のＡｔ濃度分布図、同図Ｃは同素
子及び従来素子の発光強度を示す図である。 １′：Ｐ形ＧａＡｓ基板、２′：Ｐ形ＧａＡハｓ成長層
、３’：Ｎ形Ｇａ Ａｔｌ’−ｓ成長層。
度分布図、第２図は本発明による半導体基板製造の断面
図、第３図は本発明の製造方法を説明するための温度コ
ントロール図、第４図ａは本発明による半導体素子の断
面図、同図すは同素子のＡｔ濃度分布図、同図Ｃは同素
子及び従来素子の発光強度を示す図である。 １′：Ｐ形ＧａＡｓ基板、２′：Ｐ形ＧａＡハｓ成長層
、３’：Ｎ形Ｇａ Ａｔｌ’−ｓ成長層。
Claims (1)
- １ 温度差をもつ溶液をＧａＡｓ基板上に接触させて、
ＧａＡｓ基板上に第１及び第２のＧａＡ、ｇＡｓ層とし
て発光のためのＰ−Ｎ接合をもつＧａＡｌ！ＡＳ層を液
相エピタキシャル成長させる半導体装置の製造方法にお
いて、溶液相からＧａＡｓ基板上に第１のＧａ〜込ｓ層
を成長させろ過程でＧａＡｓ基板を降温させてなり、第
１ＧａＡｔＡＳ層中のＡｔＡｓ混晶比を減少させながら
成長させることを特徴とするＧａ Ａｔ脳半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54150491A JPS5856250B2 (ja) | 1979-11-19 | 1979-11-19 | ＧａＡｌＡｓ半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54150491A JPS5856250B2 (ja) | 1979-11-19 | 1979-11-19 | ＧａＡｌＡｓ半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5673432A JPS5673432A (en) | 1981-06-18 |
| JPS5856250B2 true JPS5856250B2 (ja) | 1983-12-14 |
Family
ID=15498024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54150491A Expired JPS5856250B2 (ja) | 1979-11-19 | 1979-11-19 | ＧａＡｌＡｓ半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856250B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037440A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-26 | フオード モーター カンパニー | 緩衝駆動ギヤ装置 |
| JPS6319470A (ja) * | 1986-07-10 | 1988-01-27 | Akai Electric Co Ltd | 動力伝達機構 |
-
1979
- 1979-11-19 JP JP54150491A patent/JPS5856250B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037440A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-26 | フオード モーター カンパニー | 緩衝駆動ギヤ装置 |
| JPS6319470A (ja) * | 1986-07-10 | 1988-01-27 | Akai Electric Co Ltd | 動力伝達機構 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5673432A (en) | 1981-06-18 |
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