JPS6226570B2 - - Google Patents
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- JPS6226570B2 JPS6226570B2 JP10421779A JP10421779A JPS6226570B2 JP S6226570 B2 JPS6226570 B2 JP S6226570B2 JP 10421779 A JP10421779 A JP 10421779A JP 10421779 A JP10421779 A JP 10421779A JP S6226570 B2 JPS6226570 B2 JP S6226570B2
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- light absorption
- gaas
- epitaxial
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- Expired
Links
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- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
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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
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多数の発光ダイオードからなり図形文
字等を表示する素子の製造に適した化合物半導体
エピタキシヤルウエハに関する。
字等を表示する素子の製造に適した化合物半導体
エピタキシヤルウエハに関する。
多数の発光ダイオードからなる表示素子、例え
ば、７行５列（５×７）の発光ダイオードからな
るドツトマトリツクス表示素子は簡単な図形数
字、仮名文字、欧字等の表示に用いられる。
ば、７行５列（５×７）の発光ダイオードからな
るドツトマトリツクス表示素子は簡単な図形数
字、仮名文字、欧字等の表示に用いられる。
これらの表示素子のうち、小形のものは、モノ
リシツク型が多い。しかしながらGaP単結晶基板
を用いた緑色、黄色、橙色、赤色等の発光ダイオ
ードの場合、単結晶基板、エピタキシヤル層とも
に可視光に対して透明度の高いGaP、GaAs1-x px
（0.5≦ｘ≦１）等が用いられるため、発生した光
の一部が上記表示素子の背面で反射した後表面か
ら放射されるため、表示された図形等の輪郭がに
じみ、不鮮明になり、またクロストークが発生す
るという問題点があつた。
リシツク型が多い。しかしながらGaP単結晶基板
を用いた緑色、黄色、橙色、赤色等の発光ダイオ
ードの場合、単結晶基板、エピタキシヤル層とも
に可視光に対して透明度の高いGaP、GaAs1-x px
（0.5≦ｘ≦１）等が用いられるため、発生した光
の一部が上記表示素子の背面で反射した後表面か
ら放射されるため、表示された図形等の輪郭がに
じみ、不鮮明になり、またクロストークが発生す
るという問題点があつた。
本発明者等は、上記の問題点を解決するために
鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達したもので
ある。
鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達したもので
ある。
本発明の目的はGaP単結晶基板上に光吸収層及
びGaAs1-x px（0.5≦ｘ≦１）からなる動作層を
エピタキシヤル成長させてなる新規な化合物半導
体エピタキシヤルウエハを提供することである。
びGaAs1-x px（0.5≦ｘ≦１）からなる動作層を
エピタキシヤル成長させてなる新規な化合物半導
体エピタキシヤルウエハを提供することである。
本発明の上記の目的は、GaP単結晶基板上に
GaAs1-xPx（0.5≦ｘ≦１）からなる動作層をエ
ピタキシヤル成長させてなる化合物半導体エピタ
キシヤルウエハにおいて、上記GaP単結晶基板と
上記動作層の間にGaAs1-yPy（ｘ＞ｙ≧０）から
なる光吸収層が形成されているウエハによつて達
せられる。
GaAs1-xPx（0.5≦ｘ≦１）からなる動作層をエ
ピタキシヤル成長させてなる化合物半導体エピタ
キシヤルウエハにおいて、上記GaP単結晶基板と
上記動作層の間にGaAs1-yPy（ｘ＞ｙ≧０）から
なる光吸収層が形成されているウエハによつて達
せられる。
本発明に係るエピタキシヤルウエハを図面に基
づいて説明する。第１図は本発明に係るエピタキ
シヤルウエハの縦断面図である。第１図におい
て、１はGaP単結晶基板である。該基板の表面は
（100）面、または（100）面に対して５゜以内の
傾き（off−angle）を有する面が適当である。２
はGaPエピタキシヤル層、いわゆるプライマー層
である。３は混晶率が１、すなわちGaPからｙ、
すなわち後記する光吸収層４の混晶率まで連続的
に変化する層である。層３は混晶率の相違に起因
する結晶欠陥を最小限に抑制するために設けられ
た層である。４は光吸収層である。光吸収層４は
pn接合で発生する光を充分に吸収する層、すな
わち、禁止エネルギー間隔が動作層の禁止エネル
ギー間隔よりも充分に小さい層であることが必要
である。したがつて、層４を形成するGaAs1-yPy
混晶層の混晶率ｙは、後記する動作層６を形成す
るGaAg1-xPx混晶層の混晶率ｘよりも小さいこと
が必要である。例えば、動作層が緑色発光ダイオ
ードの製造に用いられるＮドープGaPエピタキシ
ヤル層の場合、光吸収層は混晶率ｙが0.6以下が
好ましい。また橙色、黄色系発光ダイオードの製
造に用いられる、可視光に対して透明度の高い
GaP単結晶基板上に成長させたGaAs1−ｘpｘ
（0.5≦ｘ≦１）エピタキシヤル層を動作層とする
場合、発光波長が緑色発光ダイオードに比較して
長いため光吸収層の混晶率ｙは0.5以下とするこ
とがより好ましい。５は光吸収層４と下記動作層
６の間に設けられた第２の勾配層である。上記勾
配層５の結晶率は光吸収層４の値から動作層６の
値まで連続的に変化させる。６は動作層である。
動作層６の混晶率は所望の発光波長が得られる値
に設定される。７はＮ（窒素）ドープ動作層であ
る。層６及び７を形成する混晶率ｘが0.5よりも
大きいGaAs1−ｘpｘは間接遷移型であるため発
光能率を大きくするためにアイソエレクトロニツ
クトラツプ（Iso−electronic Trap）として窒素
がドープされる。pn接合は層７中に形成され
る。
づいて説明する。第１図は本発明に係るエピタキ
シヤルウエハの縦断面図である。第１図におい
て、１はGaP単結晶基板である。該基板の表面は
（100）面、または（100）面に対して５゜以内の
傾き（off−angle）を有する面が適当である。２
はGaPエピタキシヤル層、いわゆるプライマー層
である。３は混晶率が１、すなわちGaPからｙ、
すなわち後記する光吸収層４の混晶率まで連続的
に変化する層である。層３は混晶率の相違に起因
する結晶欠陥を最小限に抑制するために設けられ
た層である。４は光吸収層である。光吸収層４は
pn接合で発生する光を充分に吸収する層、すな
わち、禁止エネルギー間隔が動作層の禁止エネル
ギー間隔よりも充分に小さい層であることが必要
である。したがつて、層４を形成するGaAs1-yPy
混晶層の混晶率ｙは、後記する動作層６を形成す
るGaAg1-xPx混晶層の混晶率ｘよりも小さいこと
が必要である。例えば、動作層が緑色発光ダイオ
ードの製造に用いられるＮドープGaPエピタキシ
ヤル層の場合、光吸収層は混晶率ｙが0.6以下が
好ましい。また橙色、黄色系発光ダイオードの製
造に用いられる、可視光に対して透明度の高い
GaP単結晶基板上に成長させたGaAs1−ｘpｘ
（0.5≦ｘ≦１）エピタキシヤル層を動作層とする
場合、発光波長が緑色発光ダイオードに比較して
長いため光吸収層の混晶率ｙは0.5以下とするこ
とがより好ましい。５は光吸収層４と下記動作層
６の間に設けられた第２の勾配層である。上記勾
配層５の結晶率は光吸収層４の値から動作層６の
値まで連続的に変化させる。６は動作層である。
動作層６の混晶率は所望の発光波長が得られる値
に設定される。７はＮ（窒素）ドープ動作層であ
る。層６及び７を形成する混晶率ｘが0.5よりも
大きいGaAs1−ｘpｘは間接遷移型であるため発
光能率を大きくするためにアイソエレクトロニツ
クトラツプ（Iso−electronic Trap）として窒素
がドープされる。pn接合は層７中に形成され
る。
基板１及びエピタキシヤル層２〜７は通常は
Si、Ｓ、Te等をドープしたｎ型である。したが
つて上記ウエハにZn等のｐ型不純物を拡散また
はイオン注入することにより発光ダイオードが形
成される。また各発光ダイオード間に分離層
（Isolation層）を形成することにより、例えば７
セグメント表示素子、５×７ドツトマトリツクス
表示素子等を製造することができる。
Si、Ｓ、Te等をドープしたｎ型である。したが
つて上記ウエハにZn等のｐ型不純物を拡散また
はイオン注入することにより発光ダイオードが形
成される。また各発光ダイオード間に分離層
（Isolation層）を形成することにより、例えば７
セグメント表示素子、５×７ドツトマトリツクス
表示素子等を製造することができる。
本発明にかかるウエハを用いることにより、に
じみ及びクロストークの少ない優れた表示素子を
製造することができ産業上の利用価値は極めて大
である。
じみ及びクロストークの少ない優れた表示素子を
製造することができ産業上の利用価値は極めて大
である。
次に本発明ウエハーの製造例に基づいて本発明
をさらに具体的に説明する。
をさらに具体的に説明する。
製造例
鏡面研摩、洗浄済の厚さ280μｍのＳドープｎ
型GaP（ｎ型キヤリアー濃度３×1017／cm３）単
結晶基板（表面の面方位は（100）面に対して＜
110＞方向へ５゜傾いた面）及び高純度Ga入り石
英ボートを内径70mm長さ100cmの水平エピタキシ
ヤル反応器内に設置した。Arガスを上記反応器
に導入して空気を充分に置換除去した後、Arの
供給を停止して高純度H2ガスをキヤリアーガス
として毎分2000ml／分導入しながら昇温を開始し
た。
型GaP（ｎ型キヤリアー濃度３×1017／cm３）単
結晶基板（表面の面方位は（100）面に対して＜
110＞方向へ５゜傾いた面）及び高純度Ga入り石
英ボートを内径70mm長さ100cmの水平エピタキシ
ヤル反応器内に設置した。Arガスを上記反応器
に導入して空気を充分に置換除去した後、Arの
供給を停止して高純度H2ガスをキヤリアーガス
として毎分2000ml／分導入しながら昇温を開始し
た。
Ga入り石英ボート及びGaP単結晶基板の温度
がそれぞれ750℃及び910℃で一定に保持されてい
ることを確認した後、H2Sを20ppm含有するN2ガ
スを20ml／分、Ga輸送用のHClガスを30ml／分及
びPH3を12％含有するH2ガスを200ml／分導入し
て第１図の層１に相当するGaPエピタキシヤル層
を15分間成長させた。
がそれぞれ750℃及び910℃で一定に保持されてい
ることを確認した後、H2Sを20ppm含有するN2ガ
スを20ml／分、Ga輸送用のHClガスを30ml／分及
びPH3を12％含有するH2ガスを200ml／分導入し
て第１図の層１に相当するGaPエピタキシヤル層
を15分間成長させた。
次に、H2Sを含有するN2及びHClの供給量を上
記の値に保つたまま、PH3を含有するH2の供給量
を30分間に100ml／分まで減少させ、一方AsH3を
12％含有するH2を０から100ml／分まで増加させ
て、混晶率が１から0.55まで連続的に変化する層
（第１図層３）を成長させた。
記の値に保つたまま、PH3を含有するH2の供給量
を30分間に100ml／分まで減少させ、一方AsH3を
12％含有するH2を０から100ml／分まで増加させ
て、混晶率が１から0.55まで連続的に変化する層
（第１図層３）を成長させた。
次に各成分の供給量を上記の値に保持して15分
間GaAs0.45P0.55エピタキシヤル層からなる光吸
収層４を成長させた。光吸収層４の成長が終了し
た後、AsH3を含有するH2ガスの供給量を30分間
に100ml／分から０まで減少させた。
間GaAs0.45P0.55エピタキシヤル層からなる光吸
収層４を成長させた。光吸収層４の成長が終了し
た後、AsH3を含有するH2ガスの供給量を30分間
に100ml／分から０まで減少させた。
また、同時にPH3の供給量を30分間に100ml／
分から200ml／分に増加させて第２の勾配層５を
形成した。層５を成長させた後GaPエピタキシヤ
ル層６を30分間成長させた。さらにＮをドープす
るために高純度NH3を200ml／分導入してＮドー
プGaPエピタキシヤル層７を30分間成長させて光
吸収層を有するGaPエピタキシヤルウエハの製造
を終了した。
分から200ml／分に増加させて第２の勾配層５を
形成した。層５を成長させた後GaPエピタキシヤ
ル層６を30分間成長させた。さらにＮをドープす
るために高純度NH3を200ml／分導入してＮドー
プGaPエピタキシヤル層７を30分間成長させて光
吸収層を有するGaPエピタキシヤルウエハの製造
を終了した。
上記ウエハを用いて製造した５×７ドツトマト
リツクス表示素子のクロストークは従来品の１／
５程度であつた。
リツクス表示素子のクロストークは従来品の１／
５程度であつた。
第１図は本発明に係るエピタキシヤルウエハの
縦断面図の１例である。 １…GaP単結晶基板、２…GaPエピタキシヤル
層、３…第１の勾配層、４…光吸収層、５…第２
の勾配層、６…動作層、７…Ｎドープ動作層。
縦断面図の１例である。 １…GaP単結晶基板、２…GaPエピタキシヤル
層、３…第１の勾配層、４…光吸収層、５…第２
の勾配層、６…動作層、７…Ｎドープ動作層。
Claims (1)
- １ GaP単結晶基板上にGaAs1-xPx（0.5≦ｘ≦
１）からなる動作層をエピタキシヤル成長させて
なる化合物半導体エピタキシヤルウエハにおい
て、上記GaP単結晶基板と上記動作層の間に
GaAs1-yPy（ｘ＞ｙ≧０）からなる光吸収層が形
成されていることを特徴とするウエハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10421779A JPS5627918A (en) | 1979-08-16 | 1979-08-16 | Compound semiconductor epitaxial wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10421779A JPS5627918A (en) | 1979-08-16 | 1979-08-16 | Compound semiconductor epitaxial wafer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5627918A JPS5627918A (en) | 1981-03-18 |
| JPS6226570B2 true JPS6226570B2 (ja) | 1987-06-09 |
Family
ID=14374784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10421779A Granted JPS5627918A (en) | 1979-08-16 | 1979-08-16 | Compound semiconductor epitaxial wafer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5627918A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63134178U (ja) * | 1987-02-25 | 1988-09-02 | ||
| US5456765A (en) * | 1992-06-09 | 1995-10-10 | Mitsubishi Kasei Corporation | Epitaxial wafer of gallium arsenide phosphide |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53136983A (en) * | 1977-05-06 | 1978-11-29 | Mitsubishi Monsanto Chem | Method of producing electronic light emitting compound semiconductor |
-
1979
- 1979-08-16 JP JP10421779A patent/JPS5627918A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53136983A (en) * | 1977-05-06 | 1978-11-29 | Mitsubishi Monsanto Chem | Method of producing electronic light emitting compound semiconductor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63134178U (ja) * | 1987-02-25 | 1988-09-02 | ||
| US5456765A (en) * | 1992-06-09 | 1995-10-10 | Mitsubishi Kasei Corporation | Epitaxial wafer of gallium arsenide phosphide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5627918A (en) | 1981-03-18 |
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