JPS6214420A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents

半導体素子の製造方法

Info

Publication number
JPS6214420A
JPS6214420A JP60153064A JP15306485A JPS6214420A JP S6214420 A JPS6214420 A JP S6214420A JP 60153064 A JP60153064 A JP 60153064A JP 15306485 A JP15306485 A JP 15306485A JP S6214420 A JPS6214420 A JP S6214420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solution
thick film
wafer
crystal growth
growth solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60153064A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumi Unno
海野 和美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60153064A priority Critical patent/JPS6214420A/ja
Publication of JPS6214420A publication Critical patent/JPS6214420A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • H01L21/02387Group 13/15 materials
    • H01L21/02395Arsenides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02538Group 13/15 materials
    • H01L21/02546Arsenides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/02623Liquid deposition
    • H01L21/02628Liquid deposition using solutions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Led Devices (AREA)

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〕 本発明は半導体素子の製造方法に関し、特にGaArA
s系の発光ダイオードに係るものである。
〔発明の技術的背景〕
最近、1ed(カンデラ)以上の明るさをもつ発光ダイ
オードが市販されるようになった。
従来、この発光ダイオードは、例えば第3図に示す装置
を用いて製造されている。図中の1は基板収納部材であ
り、上部に成長溶液収納部材2がかつ下部に廃液収納部
材3が設けられている。前記基板収納部材1にはフェノ
・収納室が設けられ、この収納室にフェノ・ホルダ4が
設けられている。このクエハホルダ4には、P型Gaへ
8基板5がセットされている。前記成長溶液収納部材2
には、例えば4つの溶液溜が設けられ、これらの溶液溜
には夫々第1〜第4の結晶成長溶液σ、7.g、9が収
容されている。ここで、第1の結晶成長溶液6は、Ga
金属、GaAs多結晶、A/金金属Zn金属が夫々12
5p、10P、970q1115wqからなる。第2の
結晶成長溶液7は、Ga金属、Ga As多結晶、Al
金属が夫に125?、4f、59019からなる。第3
の結晶成長溶液8は、Ga金属、GaAs多結晶、A/
金金属夫々125?、6.2?、137w9からなる。
第4の結晶成長溶液9は、G8金属、GaAa多結晶、
At金属が夫々1255’、45’、59ONからなる
。更に、前記廃液収納部材3には廃液室10が設けられ
ている。
以下、発光ダイオードの!!!造方決方法いて説明する
■まず、P−GaAa基板5をウェノ・収納室のウェハ
ホルダ4に載せセットする。つづいて、前記成長溶液収
納部材2の各溶液溜に前述した組成の第1〜第4の結晶
成長溶液6〜9を収容した後、液相エピタキシャル成長
炉にセットする。
次いで、水素ガス雰囲気中で昇温し、所定の温度例えば
950℃に到達したならその温度を一定時間例えば12
0分保持する。しかる後、外部からの操作によって第1
の結晶成長溶液6をウェハ収納室に注入する。そして、
それとほぼ同時に炉温を例えば0.4℃/分の一定冷却
速度で低下させる。炉温か例えば750℃になりた時に
水素ガスをアルゴンガスに置換し炉のスイッチを切る。
炉温が100℃以下になったらボートを取り出し、ウェ
ハ収納室の溶液を前記廃液収納部材3の廃液室10に排
出する。
■次に、第2の結晶成長溶液7にZn金属を80 q、
第3の結晶成長溶液8にZn金属を63q、@4の結晶
成長溶液9にTe金属を1.4q夫々添加し、しかる後
ポートを再び成長炉にセットする。つづいて、水素ガス
雰囲気中で昇温し所定の温度例えば850℃に到達した
らこの温度を一定1時間例えば120分保持し、しかる
後外部操作によって第2の結晶成長溶液7をウェハ収納
室に注入する。それとほぼ同時に炉温を例えば0.3℃
/分の一定冷却速度で低下させる。そして、温度が例え
ば830℃になったら外部操作によりウェハ収納室の溶
液を前記廃液室Z□に排出する。
■欠く、第3の結晶成長溶液8をクエ・・収納室に注入
する。注入後30秒経過したら外部操作によシクエハ収
納室の溶液を廃液室10に排出する。
■次に、第4の結晶成長溶液8をウニ・・収納室に注入
する。炉温か750℃になった時に水素ガスをアルゴン
ガスに5を換し、炉のスイッチを切る。
このようにして成長させたウェハは第5図に示すW4a
をもっている。なお、図中の11はP型GaAs基板、
I2は第1の結晶成長溶液6により堆積された厚さ15
0μmOp型Ga x AII−xAa厚膜層(X=0
.25〜3)、13は第2の結晶成長溶液7により堆積
させた厚さ約10μmのP型GaxA/ 1−x As
クラッド層(X=0.25〜3)、14は第3の結晶成
長溶液8によシ堆積させた厚さ約2μmのP型GaxA
4 s −x As活性層(X=O,SS)、15は第
4の結晶成長溶液9によシ堆積させた厚さ約30μm 
(Q n ii Gaz At I −x Asクラッ
ド層(X = 0.25〜3)を示す。ところで、この
ようKして得られたダブルヘテロジャンクシラン構造を
持つ発光ダイオードはピーク波長660 nmの赤色発
光を示す。従って、この発光はp型GaAs基板11に
吸収されるので、外部発光効率を向上させるためには、
p型GaAs基板IIを除去しなければならない。しか
るに、最適条件で上記結晶成長を行い、pWGaAs基
板11を除去してベレットを作ると、1〜5cdの輝度
を持つ赤色発光ダイオードが得られる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、従来技術によれば、非常に酸化され易い
Atを用いることから来る欠点に対し消極的対策しか施
していないため、歩留シの点で難点があった。即ち、第
1の結晶成長溶液5で成長させたp fjl aaxA
e 1−x All厚膜II J zはAtの混晶比が
非常に高い(X = o、 25〜3)ため、酸化され
易い。そのため、この厚膜層12の上に前記クラッド層
13や活性層14を堆積するため、前肥厚膜層12を成
長後ボートをいったん炉外に取り出し、クラッド層13
や活性層14成長のための溶液を調整しいる間に厚膜層
12が酸化される。しかるに、この酸化をできるだけ防
止するためボートの炉外作業時間を極力短かくしたυ、
非酸化雰囲気状態を利用する等の対策が必要であるが、
この方法にも限度があり厚膜層12の酸化を完全には防
止できなかった。そして、厚膜層12に酸化膜が形成さ
れるとその部分は高抵抗になるため電気抵抗が悪化し歩
留を低下させる。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、厚;、1層
が酸化されるのを阻止して歩留りの改善をなし得る半導
体素子の製造方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、化合物半導体基板上に厚膜1を成長させる工
程々、との厚膜層上に核層膜層の酸夕して除去する工程
と、前記厚膜層上にクラッド層及び活性層を夫々形成す
る工程とを具備することを特徴とするもので、前記厚膜
層の酸化を阻止して歩留りの改善を図ったものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図及び第2図を参照して
説明する。ここで、基本的なボート構造や液相エピタキ
シャル炉は従来例と同一じてあり、同部材は同符号を付
して説明を省略する。
■まず、p型Ga As基板5をウェハ収納室のウェハ
ホルダ4に載せセットする。つづいて、溶液収納部材2
の2つの溶液溜に第1の結晶成長溶液21、第2の結晶
成長溶液22を夫々収容する。ここで、前記第1の結晶
成長溶液21は、 GaxA/I−xAs厚模厚膜層成
するための溶液で、その組成は()a金属125 P、
 GaAs多結晶10?、A/金属97C1f% Z9
金属115岬からなるr、また、第2の結晶成長溶液2
2はGaAs保護膜を形成するための溶液で、その組成
はGa金it 25 P、GaA13多5貼晶6?、Z
n60岬からなる。前記GaAs基板5と第1、第2の
結晶成長溶液21.22をボートにした後、該ボートを
液相エピタキシャル炉に入れ水素ガス雰囲気中で昇温す
る。次いで、所定の温度例えば950℃に到達し六ら、
そ、の温度を一定時間例えば120分保持する。しかる
後、外部操作により第1の結晶成長溶液21をフェノ・
収納室に注入する。そして、それとほぼ同時に炉温を例
えば0.4℃/分の一定冷却速度で低下させる。炉温か
例えば750℃になったら、外部操作によりクエ・・収
納室の溶液を廃液室IOに排出する。
■次に、第2の結晶成長溶液z2をウェハ収納室に注入
する。注入後例えば5分経過したら外部操作によりウェ
ハ収納室の溶液を排出し、更に水素ガスをアルゴンガス
に置換し、炉のスイッチを切る。このようにして成長さ
せたウェハは、第3図に示す通電である。同図において
23は第1の結晶成長溶液21により堆積させた厚さ約
140μmのp型GaxA/x−1As厚模層膜 X 
= 0.25〜3)、24は第2の結晶成長溶液22に
より堆積させた厚さ約5μmのpffiGaAs保護膜
を示す。しかるに、上記ウェハは保護膜24により保護
されているため、厚膜層23の酸化を回避できる。
■次K、こうしたウェハを第2図に示す如く、基板収納
部材1のフェノ・収納室のフェノ・ホルダ4に前記保護
膜24yIAを上にしてセットとする。
つづいて、成長溶液収納部材2の各溶液溜に第1〜第4
溶液25.26,27.211を夫々収容した後、ボー
トも液相エピタキシャル成長炉にセットする。ここで、
前記第11¥!液25の組成はGa金属125p、Zn
金!A3011Fからなる。第2溶液26の組成は、G
a金属125?、GaAs多結晶4P、A/金属590
Mq%Zn金鳴8(lvから々る。第3溶液27の組成
は、Ga金属125?、Ga As多結晶6.2?、A
e金属137NISZn金属63岬からなるo m 4
溶液28の組成は、Ga金属125?、GaAs多結晶
4?、A/金属5909、T8金属1.411P  か
らなる。こうしたボートをセットした後、水素ガス雰囲
気中で昇温し所定の温度例えば850℃に達したら、こ
の温度を一定時間例えば120分保持し、更に外部操作
によシ第1溶液25をウェハ収納室に注入する。次いで
、5分間850℃を維持した後、この過程でGaAs保
護膜24はメルトバックされて消失する。この後、炉温
を例えば0.3℃/分の一定冷却速度で低下させると同
時に外部操作によりクエ・・収納室内の第1溶液25を
廃液室10に排出する。
0次に1第2溶液26をウニ・・収納室に注入する。こ
こで、温度が例えば830℃になったら外部操作により
ウェハ収納室の第2溶液26を廃液室10に排出する。
■次に、第3溶液27をウェハ収納室に注入し、注入後
30秒後緑過したら外部操作によりウェハ収納室の第3
溶液21を排出する。
■最後に、第4溶液28をウェハ収納室に注入する。炉
温か750℃になった時に水素ガスをアルゴンガスに置
換し、炉のスイッチを切る。
このようにして成長させたウェハの構造は第5図と同様
である。
以下、従来と同様にしてウェハをペレット化し赤色発光
ダイオードを製作する。
しかして、本発明によれば、p型GaAs基板5上にp
型GaxA/1−xAs厚膜層23を形成後、耐酸化被
膜としてのp型C)aAs保護膜24を形成して前記厚
膜層23の表面を深IIするため、この厚膜層23上に
活性:+、474等を形成するまでの間、)曜模層23
の酸化を山上することができ、歩留りを向上できる。
事実、従来法によれば、製造歩留りが50〜70チで不
良の大部分はp li GaxA/+−xAsyJ1層
にできた酸化膜による電気特性の不良であった。これに
対し、本発明によれば、製造歩留りは90%台と著しく
向上し、特に前^eJl膜膚が酸化して電気特性が不良
になるということは皆無となった。
なお、上記実施例では、()aAs基板上にGaxAe
l−xAs からなる厚膜層等を形成した場合について
述べたが、GaxAe+−xAs以外の材料にも適用で
きることは勿論のことである。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば 113j膜層の酸化
を阻止して歩留りを向上し得る半導体素不の製造方法を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るGaxAel−xAs厚膜層及び
Ga As保護膜を形成するための装置の断面図、第2
図は本発明に係るGaxA/+−xAsクラクド層及び
0axAl 1−x As活性;−を形成するための装
置の断面図、第3図は本発明に係る表面に()aAs保
護膜を形成したウェハの断面図、第4図は従来の液相成
長装置の断面図、第5図は各液相成長を終了したウェハ
の断面図である。 l・・・基板収納部材、2・・・成長溶液収納部材、3
・・・廃液収納部材、4・・・ウェハホルダ、5゜11
−−・p型GaAs基板、10・・・廃液室、12゜2
3−−・p型GaxA/ 1−XA13 i’i Fi
1層、13・・・pをGaxAls−1ASクラッド層
、14 …p !!1GaxA/1−XA5活性層、1
5 ・・・n型GaxA/ 1−xAaクラッド層、2
1.22・・・結晶成長溶液、24・・・p型Ga A
s保護膜、25〜28・・・溶液。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第3図 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)化合物半導体基板上に厚膜層を成長させる工程と
    、この厚膜層上に該厚膜層の酸化を防止する耐酸化被膜
    を成長させる工程と、前記基板を炉内にセットした状態
    で前記耐酸化被膜をメルトバックして除去する工程と、
    前記厚膜層上にクラッド層及び活性層を夫々形成する工
    程とを具備することを特徴とする半導体素子の製造方法
  2. (2)化合物半導体基板がGaAs基板であり、厚膜層
    がGa_xAl_1_−_xAs厚膜(X=0.25〜
    3)であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の半導体素子の製造方法。
JP60153064A 1985-07-11 1985-07-11 半導体素子の製造方法 Pending JPS6214420A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60153064A JPS6214420A (ja) 1985-07-11 1985-07-11 半導体素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60153064A JPS6214420A (ja) 1985-07-11 1985-07-11 半導体素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6214420A true JPS6214420A (ja) 1987-01-23

Family

ID=15554192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60153064A Pending JPS6214420A (ja) 1985-07-11 1985-07-11 半導体素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6214420A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5401684A (en) * 1988-10-19 1995-03-28 Shin-Etsu Handatai Co., Ltd. Method of manufacturing a light-emitting semiconductor device substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5401684A (en) * 1988-10-19 1995-03-28 Shin-Etsu Handatai Co., Ltd. Method of manufacturing a light-emitting semiconductor device substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3703671A (en) Electroluminescent device
US4273594A (en) Gallium arsenide devices having reduced surface recombination velocity
US3841927A (en) Aluminum metaphosphate source body for doping silicon
JPS62173775A (ja) MIS型ZnS青色発光素子
US3585087A (en) Method of preparing green-emitting gallium phosphide diodes by epitaxial solution growth
US3859148A (en) Epitaxial crystal growth of group iii-v compound semiconductors from solution
US3762968A (en) Method of forming region of a desired conductivity type in the surface of a semiconductor body
JPS6214420A (ja) 半導体素子の製造方法
KR20020077557A (ko) 아연산화물 반도체 제조 방법
TWI359514B (ja)
Bloem p—n Junctions in photosensitive pbs layers
JPH0692792A (ja) 溶融又は部分溶融金属によるダイヤモンド基体のエッチング
US6406984B1 (en) Method of making improved electrical contact to porous silicon using intercalated conductive materials
US3723177A (en) Method of producing a group iii-v semiconductor compound
US3392066A (en) Method of vapor growing a homogeneous monocrystal
JPS6136395B2 (ja)
US4233614A (en) Light emitting diode
JPH036069A (ja) 半導体発光素子の保護膜形成方法
JPS6013317B2 (ja) 発光ダイオ−ドの製造方法
JPH022840B2 (ja)
JPS6154618A (ja) 半導体素子の製造方法
JPS6276614A (ja) 化合物半導体基板の液相成長方法
JPS61276316A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3097587B2 (ja) 発光半導体素子用エピタキシャルウェーハ
JPS6136396B2 (ja)