JPS61154124A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS61154124A
JPS61154124A JP59278204A JP27820484A JPS61154124A JP S61154124 A JPS61154124 A JP S61154124A JP 59278204 A JP59278204 A JP 59278204A JP 27820484 A JP27820484 A JP 27820484A JP S61154124 A JPS61154124 A JP S61154124A
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JP
Japan
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layer
substrate
etching
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semiconductor
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Hirohisa Abe
阿部 洋久
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H01L21/02625Liquid deposition using melted materials

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に、GaAJ
2Asによる赤外発光ダイオード素子を製造するのに適
した方法の改良に係る。
〔発明の技術的背景〕
発光ダイオード(以下LEDという)はリモコン或いは
フォトカプラ等として応用範囲が広いこともあって早く
から工業化が図られ、その材料としてはGaAsが用い
られた。LED材料とてのGaAsは発光効率が高く、
且つ一回の液相エピタキシャル成長でPN接合を形成で
きる利点を有しており、これが赤外発光LED素子の材
料に選ばれた理由である。
ところで、上記のようにGaAsを用いたLED素子の
内部発光効率はもともと非常に高いため、更なる発光効
率向上の要求に応えようとすれば、もはや結晶内部での
光の再吸収を防止する以外に有効な手段はない、そこで
、外部発光効率を更に高めるために第2図(A)(B)
に示す製造方法が従来性なわれている。
第2図(A)において、1はN型GaAs基板である。
該GaAs基板l上には、両性不純物Siをドーパント
としたN型Ga、−xAffxAs層2およびP型Ga
1−xAfixAs暦3が順次エピタキシャル成長され
、両者によるPN接合が形成されているa S lは高
温ではN型不純物、低温ではP型不純物となるから、上
記N型およびP型のGa、−xAlxAs層2.3は一
回の徐冷エピタキシャル成長により形成することができ
る。
こうしてPN接合を形成した後、GaAs基板1のみを
エツチング除去することにより第2図(B)の状態とす
る。その際、エツチング液としては過酸化水素水とアン
モニア水との混合液を用いる。このエツチング液は混合
比および液温を調製することによりGaAs基板1のみ
を選択的にエツチングすることができる。即ち、上記の
エツチング液はGa1−!AnxAS層2.3の表面に
酸化膜を形成し、この酸化膜がエツチングに対して抵抗
性を有するため、Ga1−xAlxAsAlxAs層2
チングされずに残る。
こうしてGaAs基板l基板面して新しく現れた表面か
ら光を取り出す構造とすることにより。
赤外LEDチップの外部発光効率を更に向上することが
可能となった。
〔背景技術の問題点〕
ところが、Ga1−xAffxAs層2.3におけるA
ff混晶比が比較的小さいSiドープの赤外発光ダイオ
ード等においては、エツチング条件を精密に制御しない
とGa、−xAffxAs層2.3も−gにエツチング
されてしまい、特に結晶欠陥がある部分はその速度が大
きい。
このため、従来の製造方法の場合、GaAs基板1のみ
を選択的にエツチング除去する工程において量産上の大
きな困難を伴っているのが現状である。
〔発明の目的〕
本発明は上記喜情に鑑みてなされたもので、半導体基板
上に能動層としての半導体層・をエピタキシャル成長し
た後、前記半導体基板をエツチングにより除去して前記
エピタキシャル層のみで半導体装置を製造する際に、前
記基板のエフチグ除去を確実に行なうことができる半導
体装置の製造方法を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体基板上に能動層としての半導体層をエ
ピタキシャル成長する前に、前記半導体基板をエツチン
グするためのエツチング液に侵されない保護半導体層を
半導体基板上にエピタキシャル成長させておくことを特
徴とするものである。
本発明における前記保護半導体層としては、前記半導体
基板としてGaAs、前記能動層としてGa1−xAl
xAs、前記エツチング液としてアンモニア水と過酸化
水素水との混合液を用いる場合、Ga1−yAny A
s (V>0.4)を用いることができる。
本発明では上記の保護半導体層の作用により、半導体基
板をエツチング除去する際に能動層が侵されるのを防止
できる。従って、本発明を第2図(A)(B)に示した
Ga1−xAffxAsによる赤外LED素子の製造に
適用すれば、その量産性を著しく向上することがきる。
〔発明の実施例〕
以下に第1図(A)(B)を参照し1本発明をGaAf
fAsによる赤外LED素子の製造に適用した実施例を
説明する。
(1)  まず液相エピタキシャル成長法を用いること
により、GaAs基板1上にAfi混晶比yが略0.6
膜厚が略10終鵬のN型Ga1−yAJ2yAs(y=
0.8)層4を成長させる。
この液相エピタキシャル成長は次のようにして行なう、
即ち、Ga融液中にGaAs多結晶、Aff、  ドー
パントとしてのTeを適量混合した溶融液を850℃ま
で昇温し、所定の時間(例えば2時間)その温度に保持
して組成を均一化した後、該溶融液をGaAs基板l基
板面に接触させる。
続いて、0.4℃/mixの冷却速度で835℃まで降
温することにより、前記N型Ga1−yAfl!As層
4が成長する。所定の膜厚だけエピタキシャル成長させ
た後、溶融液を基板から分離する。
(2)次に、今度はGaAa多結晶、Aff及びドーパ
ントとしてのStをGa融液に適量混合した溶融液を9
20℃まで昇温し、一定時間(例えば2時間)その温度
に保持して組成を均一化した後、該溶融液を用いて能動
層を成長させる。即ち、このエピタキシャル成長用の溶
融液を前記N型Ga、−yAffyAs暦4の表面に接
触させ、冷却速度0.5℃7/+nで750℃まで降温
させることにより、Ga1−xAI2xAs(x≦0.
4)を成長させる0周知のようにStは降温でドナー不
純物、低温で7クセブタ不純物となるため、このエピタ
キシャル成長によりN型Ga1−xAflxAs層2お
よびP型Ga1−xAflxAs層3が順次形成され、
第1図(A)に示す構造が得られる。
なお、これら能動層におけるAρ混晶比XはLEDの発
光波長を決定する要素であるから、所定の波長が得られ
るように混晶比Xの値を*itrする。
(3)上記のようにして第1図(A)の積層構造を形成
した後、アンモニア水と過酸化水素水との混合液(混合
比は、例えば1:20)によりGaAs基板1をエツチ
ングする。その際、前記のN型G a 1−yAΩyA
S層4がこのエツチング液に対して耐性を有しているた
め、エツチングはGaAs基板l基板力された段階で停
止され、能動層2.3が浸食されることはない、即ち、
この実施例では基板1と能動層2,3との間に介在され
たN型Ga1−yAflvAs層4が保護半導体層とし
て機能する。
(0その後は従来の製法と同じプロセスにより赤外LE
D素子を製造する。
上記実施例の製造方法によれば、GaAs基板1のエツ
チング条件を精密に制御しなくても能動層2.3がエツ
チングされるのを防止できるため、量産時における製造
歩留は著しく向上する。
即ち、第2図(A)(B)の従来の製造方法ではGaA
s基板l基板力する工程での製造歩留は65%であった
のに対し、上記実施例ではこの歩留が99%と大幅に向
上した。
また、上記実施例で保護半導体層として用いたGa1−
2AfiyAs暦4は赤外領域の光に対して透明である
から、これを第1図CB)の状態でそのまま残しておい
ても外部発光効率が低下することはない、のみならず、
この保護半導体層4を積極的に厚く形成しておくことに
よりウェハーの強度を補い、基板1を除去した後の工程
におけるクラック発生を顕著に低減する効果が得られる
〔発明の効果〕
以上詳述したように1本発明は、例えばGaAffAs
による赤外発光ダイオードの製造に適用してその製造歩
留を大幅に向上できる等、顕著な効果が得られるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)(B)は本発明をGaAffAs赤外LE
Dの製造に適用した一実施例を示す説明図、第2図(A
)CB)はGaAlAs赤外LEDの従来の製造方法を
示す説明図である。 1−−− G a A s基板、2 ・N型Ga1−x
AI2xAs層、3−P型Ga1−xAffxAs層(
X≦0.4)、4 ・N型Ga1−xAffxAs層(
x=0.8)第1図 (A)                 (B)12
  図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に能動層としての半導体結晶をエピ
    タキシャル成長した後、前記半導体基板をエッチングに
    より除去し、エピタキシャル層のみを用いて半導体装置
    を製造する方法において、前記基板と能動層としての半
    導体層との間に前記エッチングで除去されない保護半導
    体層を少なくとも基板のエッチングが終了するまで設け
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)前記半導体基板としてGaAs、前記濃度層とし
    てGaAlAsを用い、前記エッチングをアンモニア水
    と過酸化水素水との混合液をエッチング液に用いて行な
    い、前記保護半導体層としてGa_1_−_yAl_y
    As(y>0.4)を用いることを特徴とする特許請求
    の範囲第(1)項記載の半導体装置の製造方法。
JP59278204A 1984-12-27 1984-12-27 半導体装置の製造方法 Pending JPS61154124A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4921817A (en) * 1987-07-09 1990-05-01 Mitsubishi Monsanto Chemical Co. Substrate for high-intensity led, and method of epitaxially growing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4921817A (en) * 1987-07-09 1990-05-01 Mitsubishi Monsanto Chemical Co. Substrate for high-intensity led, and method of epitaxially growing same

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