JPS5916391A - 負性抵抗緑色発光素子の製造方法 - Google Patents
負性抵抗緑色発光素子の製造方法Info
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- JPS5916391A JPS5916391A JP57126377A JP12637782A JPS5916391A JP S5916391 A JPS5916391 A JP S5916391A JP 57126377 A JP57126377 A JP 57126377A JP 12637782 A JP12637782 A JP 12637782A JP S5916391 A JPS5916391 A JP S5916391A
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Classifications
-
- 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
- H01L33/02—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 characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
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- Power Engineering (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
ｐｎｐｎ構造を有する負性抵抗発光素子はスイッチを内
蔵した発光素子であり、これを集積化すると駆動方式が
簡単な画像等の記録装置を実現できる。捷だ、受光素子
との組合せによりスイッチ素子としての動作状態を電源
回路とは独立に確認できる機能素子としても作用する。
蔵した発光素子であり、これを集積化すると駆動方式が
簡単な画像等の記録装置を実現できる。捷だ、受光素子
との組合せによりスイッチ素子としての動作状態を電源
回路とは独立に確認できる機能素子としても作用する。
本発明は、上記の多層構造を具備する負性抵抗発光素子
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
従来例の構成とその問題点
一般に燐化ガリウム（ＧａＰ）緑色発光素子はｎ型Ｇａ
Ｐ基板を準備し、この上に液相エピタキシャル成長によ
り所定導電型のＧａＰエピタキシャル層を成長させて形
成される。
Ｐ基板を準備し、この上に液相エピタキシャル成長によ
り所定導電型のＧａＰエピタキシャル層を成長させて形
成される。
負性抵抗発光素子はｐｎｐｎ多層檎造であり、これの形
成は多種類のメルトを有するスライドボードを用いるこ
とにより可能である。しかしながら、この方法には、ガ
リウム（Ｇａ）の消費量が多く不経済であること、ボー
ト構造が複雑でその操作が離しいことなどの問題がある
。寸だ、この方法で形成された接合面には機械的な損傷
が入り易く、このため得られる素子の発光出力が低下す
る不都合もあった。この方法にかえて、ドナー不純物と
アクセプタ不純物を気体でドーピングする不純物補償方
式を採用することにより負性抵抗発光素子を形成するこ
とも可能である。この方法では、ｎ型基板上にアクセプ
タをドーピングしてｐ層を成長し、次にこのアクセプタ
濃度以上のドナーをドーピングしてｎ層を成長した後、
さらに１・す−濃度以上にアクセプタをドーピングして
ｐ層を成長することによって多層構造が得られる。しか
しながら、この方法により形成した負性抵抗発光素子の
発光領域であるｎ型エピタキンヤル層中にはドナー不純
物とアクセプタ不純物が高濃度に入っており、これらに
よって発光がさまたげられ、やはり高ｒ発光出力を有る
ことができなかった。
成は多種類のメルトを有するスライドボードを用いるこ
とにより可能である。しかしながら、この方法には、ガ
リウム（Ｇａ）の消費量が多く不経済であること、ボー
ト構造が複雑でその操作が離しいことなどの問題がある
。寸だ、この方法で形成された接合面には機械的な損傷
が入り易く、このため得られる素子の発光出力が低下す
る不都合もあった。この方法にかえて、ドナー不純物と
アクセプタ不純物を気体でドーピングする不純物補償方
式を採用することにより負性抵抗発光素子を形成するこ
とも可能である。この方法では、ｎ型基板上にアクセプ
タをドーピングしてｐ層を成長し、次にこのアクセプタ
濃度以上のドナーをドーピングしてｎ層を成長した後、
さらに１・す−濃度以上にアクセプタをドーピングして
ｐ層を成長することによって多層構造が得られる。しか
しながら、この方法により形成した負性抵抗発光素子の
発光領域であるｎ型エピタキンヤル層中にはドナー不純
物とアクセプタ不純物が高濃度に入っており、これらに
よって発光がさまたげられ、やはり高ｒ発光出力を有る
ことができなかった。
発明の目的
本発明は高発光出力を有する負性抵抗緑色発光素子を簡
単な装置で、しかも安価に製造することを可能にした負
性抵抗緑色発光素子の製造方法に関する。
単な装置で、しかも安価に製造することを可能にした負
性抵抗緑色発光素子の製造方法に関する。
た゛
発明の構造
ＧａＰ緑色発光素子は、主にｎ型エピタキシャル層で発
光するが、ｎ型エピタキシャル層内のドナー不純物は、
この発光を妨げるように作用する。
光するが、ｎ型エピタキシャル層内のドナー不純物は、
この発光を妨げるように作用する。
したがって、高発光出力のＧａＰ緑色発光素子を得るた
ゆには、低ドナー濃度のｎ型エピタキンヤル層を形成す
ることが必要となる。甘だ、ＧａＰ緑色発光素子のエピ
タキシャル層を形成するｆｔ メ（Ｄｆｉ相エピタキン
ヤル成長工程では、一般にカーボンボートが用いられて
いる。
ゆには、低ドナー濃度のｎ型エピタキンヤル層を形成す
ることが必要となる。甘だ、ＧａＰ緑色発光素子のエピ
タキシャル層を形成するｆｔ メ（Ｄｆｉ相エピタキン
ヤル成長工程では、一般にカーボンボートが用いられて
いる。
コノカー ホンホードを用い、徐冷法によってｎ型Ｇａ
Ｐ基板上にｎ型エビタキンヤル層を成長させた場合、成
長開始直後のｎ型エピタキンヤル層部分のドナー濃度が
極端に低下する現象がみられる。
Ｐ基板上にｎ型エビタキンヤル層を成長させた場合、成
長開始直後のｎ型エピタキンヤル層部分のドナー濃度が
極端に低下する現象がみられる。
この現象の発生原因は、詳らかではないが、カーボンが
微量ではあるが、エピタキシャル成長用の融液に溶は込
み、アクセプタ不純物として作用すること、カーボンが
不純物を吸着し易く、カーボンボートに吸着されたアク
セプタ不純物が影響することなどによるものと推察され
る。
微量ではあるが、エピタキシャル成長用の融液に溶は込
み、アクセプタ不純物として作用すること、カーボンが
不純物を吸着し易く、カーボンボートに吸着されたアク
セプタ不純物が影響することなどによるものと推察され
る。
本発明は、上記のドナー濃度の低下現象を積極的に利用
し、高発光出力の負性抵抗緑色発光素子を製造する方法
を提供するものであって、徐冷法によりｎ型ＧａＰ基板
もしくは、ｎ型層上にｎ型のＧａＰエピタキシャル層を
液相成長させるにあたり、ドナー濃度を残留アクセプタ
濃度以下の低ドナー濃度に設定してエピタキシャル層を
成長させ、同ｎ型エビタキンヤル層とｎ型ＧａＰ基板も
しくはｎ型層との間にｐ型反転層を発生させ、こののち
、低ドナー濃度のｎ型エピタキシャル層上にｐ型エピタ
キシャル層を成長させる製造方法である。本発明の方法
では、低ドナー濃度のｎ型エビタキンヤル層を形成する
ことが、ｐ層の１つを形成するための要件となっている
ため、必然的に高発光出力をつるだめの要件が満たされ
るところとなり、得られる負性抵抗緑色発光素子は高い
発光出力特性を具備するところとなる。
し、高発光出力の負性抵抗緑色発光素子を製造する方法
を提供するものであって、徐冷法によりｎ型ＧａＰ基板
もしくは、ｎ型層上にｎ型のＧａＰエピタキシャル層を
液相成長させるにあたり、ドナー濃度を残留アクセプタ
濃度以下の低ドナー濃度に設定してエピタキシャル層を
成長させ、同ｎ型エビタキンヤル層とｎ型ＧａＰ基板も
しくはｎ型層との間にｐ型反転層を発生させ、こののち
、低ドナー濃度のｎ型エピタキシャル層上にｐ型エピタ
キシャル層を成長させる製造方法である。本発明の方法
では、低ドナー濃度のｎ型エビタキンヤル層を形成する
ことが、ｐ層の１つを形成するための要件となっている
ため、必然的に高発光出力をつるだめの要件が満たされ
るところとなり、得られる負性抵抗緑色発光素子は高い
発光出力特性を具備するところとなる。
実施例
ＧａＰ緑色発光素子の出発材料となるｎ型ＧａＰ基板を
準備し、液相エヒリキシャル成長により、先ずｎ層を成
長させる。このエピタキシャル成長は、ドナー不純物と
してテルル（Ｔｅ）をドーピングした融液を用いるとと
もに融液の冷却速度を１℃／分に定め、１０００’Ｃか
ら９ｏ○°ｃｔて徐冷することにより行った。次いで、
上記の融液にアクセプタ不純物である亜鉛（Ｚ’ｎ）を
気相でＴｅ以上にドーピングし、この融液を上記と同様
の冷却速度て９００°Ｃから８ｏｏ′Ｃまで徐冷するこ
とによりｐ層を成長させた。
準備し、液相エヒリキシャル成長により、先ずｎ層を成
長させる。このエピタキシャル成長は、ドナー不純物と
してテルル（Ｔｅ）をドーピングした融液を用いるとと
もに融液の冷却速度を１℃／分に定め、１０００’Ｃか
ら９ｏ○°ｃｔて徐冷することにより行った。次いで、
上記の融液にアクセプタ不純物である亜鉛（Ｚ’ｎ）を
気相でＴｅ以上にドーピングし、この融液を上記と同様
の冷却速度て９００°Ｃから８ｏｏ′Ｃまで徐冷するこ
とによりｐ層を成長させた。
第１図はＧａに対してＴｅ濃度を５×１０−’ｗｔ係と
した融液を用いて形成した発光素子の不純物濃度分布を
示す図であり、ｎ型Ｇａ基板１の上に成長させるｎ型エ
ピタキシャル層３の成長開始時にｐ型反転層２が約５μ
ｍ発生した。ｐ型反転層２のアクセプタ濃度は２ＸＩＣ
５６ｃ、’ −３であった。したがってドナー濃度を
これ以下にすれば必ずｐ型反転層２は発生し、ｎ層の形
成と同時にｐ層が形成されるｏ ｐ層４ｉｄ上述した後
者の徐冷過程で形成された層である。図示する発光素子
はｐ型反転層２が形成されたことによりＰｎ ｐ ｎ構
造となり、第２図に示すように負性抵抗領域をもつ順方
向電流−電圧特性を示す。なお、この発生素子のスイッ
チング電圧は、融液中にドープしたＴｅ濃度でｆｌｔ制
御することができる。
した融液を用いて形成した発光素子の不純物濃度分布を
示す図であり、ｎ型Ｇａ基板１の上に成長させるｎ型エ
ピタキシャル層３の成長開始時にｐ型反転層２が約５μ
ｍ発生した。ｐ型反転層２のアクセプタ濃度は２ＸＩＣ
５６ｃ、’ −３であった。したがってドナー濃度を
これ以下にすれば必ずｐ型反転層２は発生し、ｎ層の形
成と同時にｐ層が形成されるｏ ｐ層４ｉｄ上述した後
者の徐冷過程で形成された層である。図示する発光素子
はｐ型反転層２が形成されたことによりＰｎ ｐ ｎ構
造となり、第２図に示すように負性抵抗領域をもつ順方
向電流−電圧特性を示す。なお、この発生素子のスイッ
チング電圧は、融液中にドープしたＴｅ濃度でｆｌｔ制
御することができる。
第３図は本発明の方法に減圧法を採用して形成した発光
素子の不純物濃度を示す図である。この不純物濃度をも
つ発光素子は、ｎ型ＧａＰ基板１上にＧａに対してＴｅ
ａ度を１×１σ３ｗｔ％とじて融液を用いて比較的高ド
ナー濃度のエピタキンヤル層５を成長させた後、９５０
℃で成長を一旦停止して０．○ｓ Ｔｏｒｒの真空度で
減圧状態を３時間形成することにより融液中にドープさ
れているＴｅを蒸発させ、次に低ドナー濃度層３を成長
させ、さらにＺｎを気相でドーピングして２層４を成長
させることによシ形成したものである。この方法では減
圧効果により低ドナー濃度層３の成長開始時にｐ型反転
層２が発生する。このように形成した発光素子も負性抵
抗を示す。この発光素子のスイッチング電圧ＶＳは真空
度と減圧時間により制御することができる。
素子の不純物濃度を示す図である。この不純物濃度をも
つ発光素子は、ｎ型ＧａＰ基板１上にＧａに対してＴｅ
ａ度を１×１σ３ｗｔ％とじて融液を用いて比較的高ド
ナー濃度のエピタキンヤル層５を成長させた後、９５０
℃で成長を一旦停止して０．○ｓ Ｔｏｒｒの真空度で
減圧状態を３時間形成することにより融液中にドープさ
れているＴｅを蒸発させ、次に低ドナー濃度層３を成長
させ、さらにＺｎを気相でドーピングして２層４を成長
させることによシ形成したものである。この方法では減
圧効果により低ドナー濃度層３の成長開始時にｐ型反転
層２が発生する。このように形成した発光素子も負性抵
抗を示す。この発光素子のスイッチング電圧ＶＳは真空
度と減圧時間により制御することができる。
以上説明したいずれの方法によっても、発光領域である
ｎ型エピタキシャル層が低トナー濃度となり、高発光出
力を有する負性抵抗緑色発光素子が得られた。
ｎ型エピタキシャル層が低トナー濃度となり、高発光出
力を有する負性抵抗緑色発光素子が得られた。
発明の詳細
な説明してきたところから明らかなように本発明の方法
を用いれば、簡単な装置でしかも安価に高発光出力を有
する負性抵抗緑色発光素子を得ることができる。
を用いれば、簡単な装置でしかも安価に高発光出力を有
する負性抵抗緑色発光素子を得ることができる。
第１図は不純物補償法を採用した本発明の方法で形成し
た負性抵抗緑色発光素子の不純物濃度分布を示す図、第
２図は第１図で示す負性抵抗緑色法で形成した負性抵抗
発光素子の不純物濃度分布を示す図である。 １・ ・・ｎ型ＧａＰ基板、２・・・・・・ｐ型反転層
、３・・・・・・低ドナー濃度ｎ型ＧａＰエピタキノヤ
ル層、４・・・・ｐ型ｃａＰエピタキシャル層、５ ・
・・高ドナー濃度ｎ型ｃａｐエピタキシャル層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 しＦ （ｖ） 第３図 基波りヅの匣超＜）１創
た負性抵抗緑色発光素子の不純物濃度分布を示す図、第
２図は第１図で示す負性抵抗緑色法で形成した負性抵抗
発光素子の不純物濃度分布を示す図である。 １・ ・・ｎ型ＧａＰ基板、２・・・・・・ｐ型反転層
、３・・・・・・低ドナー濃度ｎ型ＧａＰエピタキノヤ
ル層、４・・・・ｐ型ｃａＰエピタキシャル層、５ ・
・・高ドナー濃度ｎ型ｃａｐエピタキシャル層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 しＦ （ｖ） 第３図 基波りヅの匣超＜）１創
Claims (3)
- （１）ｎ型燐化ガリウム（ＧａＰ ）層上に徐冷法でｎ
型ＧａＰエピタキシャル層を液相成長させるための融液
のドナー濃度を、残留アクセプタ濃度よりも低いドナー
濃度に設定して前記ｎ型ＧａＰエピタキシャル層を形成
し、同ｎ型ＧａＰエピタキシャル層の成長開始直後の部
分をＰ型反転となし、こののち、ｎ型エピタキシャル層
上にｐ型エピタキシツル層を成長させ、ｐｎｐｎ構造の
形成をなすことを特徴とする負性抵抗緑色発光素子の製
造方法。 - （２）ｎ型ＧａＰ層がｎ型（、ａＰ基板であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の負性抵抗緑色発
光素子の製造方法。 - （３）融液の低ドナー濃度設定が、ｎ型エピタキシャル
層の液相成長の途中で一旦成長を停止し、融液中のドナ
ー不純物を蒸発させてなされることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の負性抵抗緑色発光素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126377A JPS5916391A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | 負性抵抗緑色発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126377A JPS5916391A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | 負性抵抗緑色発光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5916391A true JPS5916391A (ja) | 1984-01-27 |
Family
ID=14933652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57126377A Pending JPS5916391A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | 負性抵抗緑色発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916391A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032539A (en) * | 1988-07-08 | 1991-07-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing green light emitting diode |
-
1982
- 1982-07-19 JP JP57126377A patent/JPS5916391A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032539A (en) * | 1988-07-08 | 1991-07-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing green light emitting diode |
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