JPS63312629A - ＧａＡｌＡｓエピタキシヤルウエハ− - Google Patents
ＧａＡｌＡｓエピタキシヤルウエハ−Info
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- JPS63312629A JPS63312629A JP62149347A JP14934787A JPS63312629A JP S63312629 A JPS63312629 A JP S63312629A JP 62149347 A JP62149347 A JP 62149347A JP 14934787 A JP14934787 A JP 14934787A JP S63312629 A JPS63312629 A JP S63312629A
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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
〔産業上の利用分野〕
本発明はＧａＡｌＡｓエピタキシャルウェハーに関し、
特に液相エピタキシャル成長工程において、基板ウェハ
ーとして適用する場合に、エピタキシャル成長の生産歩
留並びに品質向上に寄与できるエピタキシャルウェハー
の構造に関する。 〔従来の技術〕 現在、主として民生分野においてＧａＡｌ Ａｓを用い
友高出力（高輝度）かつ高速のダブルへテロＬＥＤが市
販され始めている。このＬＥＤは第７図゛に示すＰ型Ｇ
ａ Ａｓ基板７上にＰ型ＧａＡｌＡｓ層９およびＮ型Ｇ
ａＡｌＡｓ層１０を成長させた従来のウェノ・−を用い
たシングルへテロＬＥＤに比較すると、その構造上当然
のことながら出力及び応答速度の点においてはるかに優
れていることは明らかである。 しかしながら、生産する側からみれば、特にエピタキシ
ャル成長工程に於いて成長技術的に後に詳述するような
困難を伴なう。 この種のダブルへテロＬＥＤエピタキシャルウェハーの
特徴は第４図に示されているように活性層５内に発生し
た光を有効に上面よシ引き出す為に、後に除去されるＰ
型ＧａＡｓ基板３上に発光波長に対して充分な透過率が
得られる高ＡｌＡｓ混晶比を有する厚膜のＰ型ＧａＩ−
ｘＡ１ｘＡｓエピタキシャル層１が通常液相成長法によ
り形成される。次にこのＰ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ層】
にやはり液相成長法によ、９Ｐ型ＧａＩ＝ ｙＡ１ｙＡ
ｓクラッド層４．アンドープ（又はＰ型） Ｇａ１
ｚＡｌｚＡｓ活性層５．及びＮ型Ｇａｌ−ｖＡ１ｖＡｓ
クラッド層６が１１ｍ次形成されるわけであるが、この
ときの形成方法としては、前記厚ＵＰ型Ｇａ１−ｘＡ１
ｘＡ、ｓ ｆｆｊ １を形成後、一旦つエバーを成長炉
外へ取り出し、改めて前述のダブルへテロエピタキシャ
ル成長をする方法と厚膜Ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ層１
を形成後連続してダブルへテロエピタキシャル成長する
方法が考、先られる。 しかしながら、通常の徐冷液相エピタキシャル成長法を
適用した場合、前記のＰ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ層Ｊが
通常〜１５０μｍ以上であることと、成長処理枚数の大
型化を考慮すると、後者は実用的にはかなシ困難である
といえる。従って成長方式としては基本的には前者の方
法を用いることが生産性の点からみて望ましい（例えば
アプライド・フィジックス・レターズ４３巻１１号］０
３４頁〜１０３６頁参照）。 〔発明が解決しようとする問題点） 上述した従来のＧａＡｌ Ａｓ液相成長法を用いてエピ
タキシャル成長層を得る場合には以下に示すように、厚
膜エピタキシャル表面に起因する技術的課題を残してい
る。即ち、例えは発光中心波長（λｐ）が６６０ηｍの
赤色ＧａＡＬＡｓダブルへテロＬＥＤエビタキシャルウ
ヱハーを成長する場合、厚膜ＧａＩ−ｘＡＩｘＡｓエピ
タキシャル層１におけるＡ Ｉ Ａ ｓ混晶比Ｘはその
透過率を考慮すると０．４０以上が必要となる。従って
この厚膜Ｇａ、−ｘ Ａｌ ｘＡｓエピタキシャル層１
を成長後、前述したように一旦成長炉外へ取り出し、適
当な前処理を施１−た後、（この時通常Ｐ型Ｇ ａＡ
ｓ基板３を除去する）再びダブルへテロエピタキシャル
層を形成する為に成長炉内へ他の成長材料と共にチャー
ジする。この後、必要な真空排気を行なった後成長炉を
昇温するわけであるが、このときに昇温前の成長炉内の
排気を充分行なった場合においてさえ、昇温中に成長ボ
ート又は炉芯管内壁等に吸着していた酸素（及び水分）
がはき出され、前述した高ＡｌＡｓ混晶比の厚膜Ｇａ、
−ｘ ＡｌｘＡｓエピタキシャルｊ仰１の表面がＡＩの
高い活性の為に容易に酸化されるという事態を招くこと
になる。この場合、酸化された厚膜Ｇａ−ηＩｘＡｓエ
ピタキシャル層１上へのＧａ溶液のぬれは極めて悪い為
に、ダブルへテロの液相エピタキシャル成長層が例えば
島状にのみ形成されるという結果となる。このため、通
常Ｐ型Ｇａ１−ｙＧｌｙＡｓクラッド層４′ｉ＆７形成
するときのＧａ成長溶液は、そのＡＩ、 Ａｓの溶質に
対し、熱平衡組成よりも仕込量を小さくすることにより
、未飽和状態として前述の厚膜Ｇａｌ−ｘＡＩ ｘＡ４
１に接したときにおいてこのエピタキシャル層表面をメ
ルトバックすることにより対処するが、表面が酸化され
たＧａ、−ｘ ＡｌｘＡｓエピタキシャル屓に対しては
均一にメルトバックすること自体が困難であり、抜本的
な対策とはなり得ない。 ｒ開端点を解決するための手段〕 本発明の目的は前述した従来の厚＠Ｇａ１−ｘＡｌｘＡ
ｓエビタキシャＡ／層上への液相成長法の困難さに謹み
なされたもので、従来の厚膜エピタキシャル層を使用し
た場合に比し、生産比並びに品質の向上の面で罹立って
優れた結果を得ることができる。 ＧａＡｌ Ａｓエピタキシャルウェハー構造を提供する
ものである。 本発明のＧａＡｌＡｓエピタキシャルウエノ１−は１０
０／ｊｍ以上の厚さを有するＧａ、−ｘＡｌｘＡｓ（０
，１＜ｘ＜１）結晶の一主面上に０．０５〜１００μｍ
の厚さを有するＧａ１−ｕ ＡＩｕＡｓ （Ｑ≦ｘ（０
，１）結晶が隣接して存在する構造を有するものである
。 すなわち、従来のＧａＡｌＡｓ液相エピタキシャル成長
法においてはダブルへテロの液相成長に用いられる基板
は、表面において高ＡｌＡｓ混晶比を有スフ６Ｒ膜Ｇａ
１−ｘＡｌｘＡｓエピタキシャルウエノ八−である為に
、本質的に表面酸化の問題を解決することは不可能であ
る。これに対し、本発明は酸化され易い高ＡｌＡｓ混晶
比のＧａＩ−ｘＡｌｘＡｓ結晶上に酸化防止膜としての
低ＡｌＡｓ混晶比のＧａ１−ｕＡＩｕＡｓ結晶又はＧａ
Ａｓ結晶を隣接させているので、従来の表面酸化の間唄
はな（なる。 〔実施例〕 次に、本発明
特に液相エピタキシャル成長工程において、基板ウェハ
ーとして適用する場合に、エピタキシャル成長の生産歩
留並びに品質向上に寄与できるエピタキシャルウェハー
の構造に関する。 〔従来の技術〕 現在、主として民生分野においてＧａＡｌ Ａｓを用い
友高出力（高輝度）かつ高速のダブルへテロＬＥＤが市
販され始めている。このＬＥＤは第７図゛に示すＰ型Ｇ
ａ Ａｓ基板７上にＰ型ＧａＡｌＡｓ層９およびＮ型Ｇ
ａＡｌＡｓ層１０を成長させた従来のウェノ・−を用い
たシングルへテロＬＥＤに比較すると、その構造上当然
のことながら出力及び応答速度の点においてはるかに優
れていることは明らかである。 しかしながら、生産する側からみれば、特にエピタキシ
ャル成長工程に於いて成長技術的に後に詳述するような
困難を伴なう。 この種のダブルへテロＬＥＤエピタキシャルウェハーの
特徴は第４図に示されているように活性層５内に発生し
た光を有効に上面よシ引き出す為に、後に除去されるＰ
型ＧａＡｓ基板３上に発光波長に対して充分な透過率が
得られる高ＡｌＡｓ混晶比を有する厚膜のＰ型ＧａＩ−
ｘＡ１ｘＡｓエピタキシャル層１が通常液相成長法によ
り形成される。次にこのＰ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ層】
にやはり液相成長法によ、９Ｐ型ＧａＩ＝ ｙＡ１ｙＡ
ｓクラッド層４．アンドープ（又はＰ型） Ｇａ１
ｚＡｌｚＡｓ活性層５．及びＮ型Ｇａｌ−ｖＡ１ｖＡｓ
クラッド層６が１１ｍ次形成されるわけであるが、この
ときの形成方法としては、前記厚ＵＰ型Ｇａ１−ｘＡ１
ｘＡ、ｓ ｆｆｊ １を形成後、一旦つエバーを成長炉
外へ取り出し、改めて前述のダブルへテロエピタキシャ
ル成長をする方法と厚膜Ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ層１
を形成後連続してダブルへテロエピタキシャル成長する
方法が考、先られる。 しかしながら、通常の徐冷液相エピタキシャル成長法を
適用した場合、前記のＰ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ層Ｊが
通常〜１５０μｍ以上であることと、成長処理枚数の大
型化を考慮すると、後者は実用的にはかなシ困難である
といえる。従って成長方式としては基本的には前者の方
法を用いることが生産性の点からみて望ましい（例えば
アプライド・フィジックス・レターズ４３巻１１号］０
３４頁〜１０３６頁参照）。 〔発明が解決しようとする問題点） 上述した従来のＧａＡｌ Ａｓ液相成長法を用いてエピ
タキシャル成長層を得る場合には以下に示すように、厚
膜エピタキシャル表面に起因する技術的課題を残してい
る。即ち、例えは発光中心波長（λｐ）が６６０ηｍの
赤色ＧａＡＬＡｓダブルへテロＬＥＤエビタキシャルウ
ヱハーを成長する場合、厚膜ＧａＩ−ｘＡＩｘＡｓエピ
タキシャル層１におけるＡ Ｉ Ａ ｓ混晶比Ｘはその
透過率を考慮すると０．４０以上が必要となる。従って
この厚膜Ｇａ、−ｘ Ａｌ ｘＡｓエピタキシャル層１
を成長後、前述したように一旦成長炉外へ取り出し、適
当な前処理を施１−た後、（この時通常Ｐ型Ｇ ａＡ
ｓ基板３を除去する）再びダブルへテロエピタキシャル
層を形成する為に成長炉内へ他の成長材料と共にチャー
ジする。この後、必要な真空排気を行なった後成長炉を
昇温するわけであるが、このときに昇温前の成長炉内の
排気を充分行なった場合においてさえ、昇温中に成長ボ
ート又は炉芯管内壁等に吸着していた酸素（及び水分）
がはき出され、前述した高ＡｌＡｓ混晶比の厚膜Ｇａ、
−ｘ ＡｌｘＡｓエピタキシャルｊ仰１の表面がＡＩの
高い活性の為に容易に酸化されるという事態を招くこと
になる。この場合、酸化された厚膜Ｇａ−ηＩｘＡｓエ
ピタキシャル層１上へのＧａ溶液のぬれは極めて悪い為
に、ダブルへテロの液相エピタキシャル成長層が例えば
島状にのみ形成されるという結果となる。このため、通
常Ｐ型Ｇａ１−ｙＧｌｙＡｓクラッド層４′ｉ＆７形成
するときのＧａ成長溶液は、そのＡＩ、 Ａｓの溶質に
対し、熱平衡組成よりも仕込量を小さくすることにより
、未飽和状態として前述の厚膜Ｇａｌ−ｘＡＩ ｘＡ４
１に接したときにおいてこのエピタキシャル層表面をメ
ルトバックすることにより対処するが、表面が酸化され
たＧａ、−ｘ ＡｌｘＡｓエピタキシャル屓に対しては
均一にメルトバックすること自体が困難であり、抜本的
な対策とはなり得ない。 ｒ開端点を解決するための手段〕 本発明の目的は前述した従来の厚＠Ｇａ１−ｘＡｌｘＡ
ｓエビタキシャＡ／層上への液相成長法の困難さに謹み
なされたもので、従来の厚膜エピタキシャル層を使用し
た場合に比し、生産比並びに品質の向上の面で罹立って
優れた結果を得ることができる。 ＧａＡｌ Ａｓエピタキシャルウェハー構造を提供する
ものである。 本発明のＧａＡｌＡｓエピタキシャルウエノ１−は１０
０／ｊｍ以上の厚さを有するＧａ、−ｘＡｌｘＡｓ（０
，１＜ｘ＜１）結晶の一主面上に０．０５〜１００μｍ
の厚さを有するＧａ１−ｕ ＡＩｕＡｓ （Ｑ≦ｘ（０
，１）結晶が隣接して存在する構造を有するものである
。 すなわち、従来のＧａＡｌＡｓ液相エピタキシャル成長
法においてはダブルへテロの液相成長に用いられる基板
は、表面において高ＡｌＡｓ混晶比を有スフ６Ｒ膜Ｇａ
１−ｘＡｌｘＡｓエピタキシャルウエノ八−である為に
、本質的に表面酸化の問題を解決することは不可能であ
る。これに対し、本発明は酸化され易い高ＡｌＡｓ混晶
比のＧａＩ−ｘＡｌｘＡｓ結晶上に酸化防止膜としての
低ＡｌＡｓ混晶比のＧａ１−ｕＡＩｕＡｓ結晶又はＧａ
Ａｓ結晶を隣接させているので、従来の表面酸化の間唄
はな（なる。 〔実施例〕 次に、本発明
【ついて図面を参照して説明する。
第１図は本発明によるＧａＡｌＡｓエピタキシャルウェ
ハーの断面図である。通常のスライド式ボード使用の徐
冷液相エピタキシャル成長法により第２図に示されるよ
うに、（１００）Ｐ型ＧａＡｓ基板３上にＺｎドープの
Ｐ型Ｇａｌ”ｘＡ】ｘＡｓ エピタキ’／ −？ ／ｌ
／層１及びアンドープＧ ａＡ ｓ層２を形成する。こ
のときの成長開始温度は９００℃で、第１溶液組成はＧ
ａｌ、９に対し、ＧａＡｓ ５５ｒｎｇ、 Ａｆｉ４．
７ｍｇ、及びＺｎ０、５ ｍｇである。０．１℃／ｍｉ
ｎで降温し、７５０℃になった時点で第１溶液を切り離
し、Ｐ型Ｇａ１− ｘＡＩ ｘＡｓエピタキシャル層１
の成長を停止すると共にそのままスライドボードを操作
し、このエピタキシャルウェハーに第２溶液を接触させ
る。第２溶液組成はＧａ ｌ ｊｊに対し、ＧａＡｓ
２６ｍｇであり、７４７℃でこの第２溶液を切シ離し、
成長を完了する。このときＧａ１− ｘＡＩｘＡｓ層１
の厚さは〜２００μｍであり、ＡｌＡｓ混晶比はＰ型Ｇ
ａＡｓ基板３との界面で０．６５゜成長終了後のエピタ
キシャル層表面で０．４０であった。また、Ｐ型Ｇａ１
−ｘＡｌｘＡｓ層１上のアンドープＧａＡｓエピタキシ
ャル層２の層厚は〜３μｍであった。 次にこのようにして得られたエピタキシャルウェハーの
Ｐ型Ｇａ Ａｓ基板３を機械研磨又はケミカルエツチン
グにより完全に除去し、第１図に示されるように本発明
によるエピタキシャルウェハーを完成する。 本発明のエピタキシャルウェハー釦よる効果を示スため
に、本エピタキシャルウェハー上へ発光波長６６０ｎｍ
のＬＥＤ用ダブルへテロエビタギシャル層を液相成長法
によシ形成する。アンドープＧａＡｓエピタキシャル層
２を損なわない範囲で適当な前処理を施した後、ダブル
へテロ液相成長を行なう。このときの成長開始温度は８
８０℃であるが、第３溶液（Ｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ
クラッド層４成長用）組成をＧａ１ｇに対し、ＧａＡｓ
３．８ｍｇ、 Ａｓ ５，３ｒｎ￥。 及びＺｎＱ、５ｍｇとすることにより上記成長開始温度
において溶質の未飽和状態とする。この温度で前述のア
ンドープＧａＡｓエピタキシャル層２を有した本発明の
エピタキシャルウェハーを溶液に接触させ２０分間保持
した後、０．３℃／ ｍ ｉ ｎで徐冷する。 このとき８８０℃において溶質未飽和状態のＧａ溶液に
より、アンドープＧａＡｓエピタキシャル層２が完全に
、しかも均一性よ（メルトバックされ（第３図）、その
後の徐冷〈よりＰ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓクラヅド層４
が形成される。８５０℃において第３溶液を切々離し、
ひき続きＰ型Ｇａ１−ｚＡ１ｚＡｓ活性層５及びＮ型Ｇ
ａ、−ｖＡ１ｖＡｓクラッド層６を順釦成長させる。こ
のときの各層のＡＩ Ａｓ混晶比けｙ：〜０．７． Ｚ
：０．３５． Ｖ：〜０．７であ抄、また層厚はとの顆
に〜２０μｍ、〜１μｍ、〜２５μｍとなった（第４図
）にのエピタキシャル成長において極めて特徴的なこと
はメルトバックに続くＰ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓクラッ
ド層４のエピタキシャル成長がウェハー面内において極
めて均一に行なわれ、最終の成長層であるＮ型Ｇａ１−
ｖＡ１ｖＡｓクラッド層６０表面は全域にわたって鏡面
であることのみならず、このエピタキシャルウェハーの
ＬＥＤとしてのデバイス特性（発光出力）、及び信頼度
（通電寿命）の中心値の大巾力面上、並びにバラツキが
改善されたことである。 比較の為、アンドープＧａＡｓエピタキシャル層２を成
長せず、表面のＡｌＡｓ混晶比が０．４の厚膜Ｐ Ｗ
Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓエピタキシャルウェハーを基板と
して用いた従来の方法でダブルへテロエピタキシャル成
長したが、高ＡＩ Ａｓ混晶比を有するエピタキシャル
層表面へのＧａ溶液のぬれ性は表面酸化の影響を受は易
いととＫよシ極めて悪く、成長は部分的にしか行なわれ
ていなかつ九。 尚、本実施例におけるＰ型Ｇａ１−ｙＡＩｙＡｓクラッ
ド層４のＡｌＡｓ混晶比についてはアンドープＧａＡｓ
エピタキシャル層２０層厚を考慮し、成長溶液組成を調
整することにより設計値に対し、バラツキを含め充分に
一致する値が再現性良く得られることが確認された。 第５図は本発明の他の実施例によるエピタキシャルウェ
ハーの断面図である。前述の実施例と基本的に異なる点
はＰ型ＧａＡｓ基板７上に厚膜ＰｉＱａ１−ｘＡｌｘＡ
ｓエピタキシャル層８を形成した後成長を終了し、その
後、Ｐ型ＧａＡｓ基板７を機械研磨又はケミカルエツチ
ングによシその厚さが〜２０μｍになるまで加工するこ
とにある。即ち、前述の実施例においてはアンドープＧ
ａＡｓエピタキシャル層２が酸化防止膜としての機能を
果すが、本実雄側においては同一の機能をＰ型ＧａＡｓ
基板の一部（２０μｍの厚さの領域）にもたせることが
その特徴である。この場合、加工後のＰ型Ｇａ Ａｓ基
板７の厚さの精度は実施例１の場合よシ若干劣るが、例
えば実施例】において述べたＬＥＤ用のダブルへテロエ
ピタキシャル成長に際しては、Ｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡ
ｓクラッド層４の許容ＡｌＡｓ混晶比の範囲は特に上限
については比較的ラフであってもデバイス特性において
直接的な影響が小さい為に、大実施例におけるＰ型Ｇａ
Ａｓ基板７の厚さ加工精度であっても充分に実用的であ
り、このことは実験的に確認された。 〔発明の効果〕 以上、実施例を用いて具体的に説明したように大発明に
よるＧａＡ Ｉ Ａｓエピタキシャルウェハーは本質的
に表面酸化の問題を生じるＧａ１−ｘＡｌｘＡｓ（Ｏｊ
＜Ｘ≦１）結晶の一主面上に酸化防止用としてのＧａ１
−ｕＡＩｕＡｓ （０≦ｕ（Ｑ、１）結晶を隣接するこ
とにより、後工程であるエピタキシャル成長において使
用された場合に均一な成長層が得られ、生産性並びに品
質の向上に多大な寄与が実現できろ効果がある。 この場合、ｔｅａｌ−ｕＡｌｕＡｓ （０≦ｕ＜０．１
）／ｉ４の層厚は実用的には０．０５μｍ以上あれば処
理上の問題を含め、その機能を充分満足（１、かつ後工
程での完全かつ均一なメルトバックによる除去を考蕉す
ると１００μ定以下であることが製造プロセスからの制
約となる。一方、Ｇａ１−ｘＡｌｘＡ、ｓ （Ｑ、 １
（ｘ≦１）結晶の層厚については、本発明は〔発明が解
決しようとする問題点〕において述べたようにＧａＡｓ
基板を除去して使用する場合を前提としておシ、その場
合において１００μｍ以上が必要となり、また逆にそれ
以下の層厚の場合には、徐冷の叡相成長法においても１
回のプロセスで成長可能となる。 尚、本実施例においてはいずれもＰ型ＵａＡｓ基板の上
へＰ型の厚膜Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ層を成長する場合を
述べたが、Ｎ型の場合も全く同様に本発明のエピタキシ
ャルウェハー構造が実現でき、また、それによる効果も
同程度に期待できることを付記する。
ハーの断面図である。通常のスライド式ボード使用の徐
冷液相エピタキシャル成長法により第２図に示されるよ
うに、（１００）Ｐ型ＧａＡｓ基板３上にＺｎドープの
Ｐ型Ｇａｌ”ｘＡ】ｘＡｓ エピタキ’／ −？ ／ｌ
／層１及びアンドープＧ ａＡ ｓ層２を形成する。こ
のときの成長開始温度は９００℃で、第１溶液組成はＧ
ａｌ、９に対し、ＧａＡｓ ５５ｒｎｇ、 Ａｆｉ４．
７ｍｇ、及びＺｎ０、５ ｍｇである。０．１℃／ｍｉ
ｎで降温し、７５０℃になった時点で第１溶液を切り離
し、Ｐ型Ｇａ１− ｘＡＩ ｘＡｓエピタキシャル層１
の成長を停止すると共にそのままスライドボードを操作
し、このエピタキシャルウェハーに第２溶液を接触させ
る。第２溶液組成はＧａ ｌ ｊｊに対し、ＧａＡｓ
２６ｍｇであり、７４７℃でこの第２溶液を切シ離し、
成長を完了する。このときＧａ１− ｘＡＩｘＡｓ層１
の厚さは〜２００μｍであり、ＡｌＡｓ混晶比はＰ型Ｇ
ａＡｓ基板３との界面で０．６５゜成長終了後のエピタ
キシャル層表面で０．４０であった。また、Ｐ型Ｇａ１
−ｘＡｌｘＡｓ層１上のアンドープＧａＡｓエピタキシ
ャル層２の層厚は〜３μｍであった。 次にこのようにして得られたエピタキシャルウェハーの
Ｐ型Ｇａ Ａｓ基板３を機械研磨又はケミカルエツチン
グにより完全に除去し、第１図に示されるように本発明
によるエピタキシャルウェハーを完成する。 本発明のエピタキシャルウェハー釦よる効果を示スため
に、本エピタキシャルウェハー上へ発光波長６６０ｎｍ
のＬＥＤ用ダブルへテロエビタギシャル層を液相成長法
によシ形成する。アンドープＧａＡｓエピタキシャル層
２を損なわない範囲で適当な前処理を施した後、ダブル
へテロ液相成長を行なう。このときの成長開始温度は８
８０℃であるが、第３溶液（Ｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ
クラッド層４成長用）組成をＧａ１ｇに対し、ＧａＡｓ
３．８ｍｇ、 Ａｓ ５，３ｒｎ￥。 及びＺｎＱ、５ｍｇとすることにより上記成長開始温度
において溶質の未飽和状態とする。この温度で前述のア
ンドープＧａＡｓエピタキシャル層２を有した本発明の
エピタキシャルウェハーを溶液に接触させ２０分間保持
した後、０．３℃／ ｍ ｉ ｎで徐冷する。 このとき８８０℃において溶質未飽和状態のＧａ溶液に
より、アンドープＧａＡｓエピタキシャル層２が完全に
、しかも均一性よ（メルトバックされ（第３図）、その
後の徐冷〈よりＰ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓクラヅド層４
が形成される。８５０℃において第３溶液を切々離し、
ひき続きＰ型Ｇａ１−ｚＡ１ｚＡｓ活性層５及びＮ型Ｇ
ａ、−ｖＡ１ｖＡｓクラッド層６を順釦成長させる。こ
のときの各層のＡＩ Ａｓ混晶比けｙ：〜０．７． Ｚ
：０．３５． Ｖ：〜０．７であ抄、また層厚はとの顆
に〜２０μｍ、〜１μｍ、〜２５μｍとなった（第４図
）にのエピタキシャル成長において極めて特徴的なこと
はメルトバックに続くＰ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓクラッ
ド層４のエピタキシャル成長がウェハー面内において極
めて均一に行なわれ、最終の成長層であるＮ型Ｇａ１−
ｖＡ１ｖＡｓクラッド層６０表面は全域にわたって鏡面
であることのみならず、このエピタキシャルウェハーの
ＬＥＤとしてのデバイス特性（発光出力）、及び信頼度
（通電寿命）の中心値の大巾力面上、並びにバラツキが
改善されたことである。 比較の為、アンドープＧａＡｓエピタキシャル層２を成
長せず、表面のＡｌＡｓ混晶比が０．４の厚膜Ｐ Ｗ
Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓエピタキシャルウェハーを基板と
して用いた従来の方法でダブルへテロエピタキシャル成
長したが、高ＡＩ Ａｓ混晶比を有するエピタキシャル
層表面へのＧａ溶液のぬれ性は表面酸化の影響を受は易
いととＫよシ極めて悪く、成長は部分的にしか行なわれ
ていなかつ九。 尚、本実施例におけるＰ型Ｇａ１−ｙＡＩｙＡｓクラッ
ド層４のＡｌＡｓ混晶比についてはアンドープＧａＡｓ
エピタキシャル層２０層厚を考慮し、成長溶液組成を調
整することにより設計値に対し、バラツキを含め充分に
一致する値が再現性良く得られることが確認された。 第５図は本発明の他の実施例によるエピタキシャルウェ
ハーの断面図である。前述の実施例と基本的に異なる点
はＰ型ＧａＡｓ基板７上に厚膜ＰｉＱａ１−ｘＡｌｘＡ
ｓエピタキシャル層８を形成した後成長を終了し、その
後、Ｐ型ＧａＡｓ基板７を機械研磨又はケミカルエツチ
ングによシその厚さが〜２０μｍになるまで加工するこ
とにある。即ち、前述の実施例においてはアンドープＧ
ａＡｓエピタキシャル層２が酸化防止膜としての機能を
果すが、本実雄側においては同一の機能をＰ型ＧａＡｓ
基板の一部（２０μｍの厚さの領域）にもたせることが
その特徴である。この場合、加工後のＰ型Ｇａ Ａｓ基
板７の厚さの精度は実施例１の場合よシ若干劣るが、例
えば実施例】において述べたＬＥＤ用のダブルへテロエ
ピタキシャル成長に際しては、Ｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡ
ｓクラッド層４の許容ＡｌＡｓ混晶比の範囲は特に上限
については比較的ラフであってもデバイス特性において
直接的な影響が小さい為に、大実施例におけるＰ型Ｇａ
Ａｓ基板７の厚さ加工精度であっても充分に実用的であ
り、このことは実験的に確認された。 〔発明の効果〕 以上、実施例を用いて具体的に説明したように大発明に
よるＧａＡ Ｉ Ａｓエピタキシャルウェハーは本質的
に表面酸化の問題を生じるＧａ１−ｘＡｌｘＡｓ（Ｏｊ
＜Ｘ≦１）結晶の一主面上に酸化防止用としてのＧａ１
−ｕＡＩｕＡｓ （０≦ｕ（Ｑ、１）結晶を隣接するこ
とにより、後工程であるエピタキシャル成長において使
用された場合に均一な成長層が得られ、生産性並びに品
質の向上に多大な寄与が実現できろ効果がある。 この場合、ｔｅａｌ−ｕＡｌｕＡｓ （０≦ｕ＜０．１
）／ｉ４の層厚は実用的には０．０５μｍ以上あれば処
理上の問題を含め、その機能を充分満足（１、かつ後工
程での完全かつ均一なメルトバックによる除去を考蕉す
ると１００μ定以下であることが製造プロセスからの制
約となる。一方、Ｇａ１−ｘＡｌｘＡ、ｓ （Ｑ、 １
（ｘ≦１）結晶の層厚については、本発明は〔発明が解
決しようとする問題点〕において述べたようにＧａＡｓ
基板を除去して使用する場合を前提としておシ、その場
合において１００μｍ以上が必要となり、また逆にそれ
以下の層厚の場合には、徐冷の叡相成長法においても１
回のプロセスで成長可能となる。 尚、本実施例においてはいずれもＰ型ＵａＡｓ基板の上
へＰ型の厚膜Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ層を成長する場合を
述べたが、Ｎ型の場合も全く同様に本発明のエピタキシ
ャルウェハー構造が実現でき、また、それによる効果も
同程度に期待できることを付記する。
第１図〜第４図は本発明の一実施例で製作されたＧａＡ
ｌＡｓダブルへテロ赤色ＬＥＤエピタキシャルウェハー
の各製造工程での断面図であシ、順にＰ型Ｇ ａ Ａ
ｓ基板除去後、アンドープＧａＡｓエピタキシャル成長
後、アンドープＧａＡｓエピタキシャル層メルトバック
除去後及びダブルへテロエピタキシャル成長後のものを
各々示す。第５図及び第６図は本発明の他の実施例で製
作されたＧａＡｌＡｓエピタキシャルウェハーの各製造
工程での断面図であシ、第５図はＰ型ＧａＡｓ基板加工
後、第６図は厚膜Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓエピタキシャル
成長後のものを各々示す。第７図は従来のＧａＡｌＡｓ
シングルへテロＬＥＤエピタキシャルウェハーの断面図
である。 １・・・・・・厚膜Ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓエピタキ
シャル層、２・・・・・・アンドープＧａＡｓエピタキ
シャル層、３・・ｂ−Ｐ型ＧａＡｓ基板、 ４−・−・
−Ｐ型Ｇａ、−ｙＡ１ｙＡｓクラッド層、５・・・・・
・Ｐ型Ｇａ１−ｚＡ１ｚＡｓ活性層、６・・・・・・Ｎ
型Ｇａ１−ｖＡｌｖＡｓクラッド層、７・・・・・・Ｐ
型ＧａＡｓ基板、８・・・・・・厚膜Ｐ型Ｇａ１−ｘＡ
１ｘＡａエピタキシャル層、９・・・・・・Ｐ型Ｇａ１
−ｘＡｌｘＡｓエピタキシャル層、１０・・・・・・Ｎ
型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓエピタキシャル層。 代理人 弁理士 内 原 音 第１回 箭２回 Ｍ３０ 石４図 ｚ Ｎ型ｅｔ−ＩＡＡり２；ト屑 万５図 箔Ｚ図 肩７旧
ｌＡｓダブルへテロ赤色ＬＥＤエピタキシャルウェハー
の各製造工程での断面図であシ、順にＰ型Ｇ ａ Ａ
ｓ基板除去後、アンドープＧａＡｓエピタキシャル成長
後、アンドープＧａＡｓエピタキシャル層メルトバック
除去後及びダブルへテロエピタキシャル成長後のものを
各々示す。第５図及び第６図は本発明の他の実施例で製
作されたＧａＡｌＡｓエピタキシャルウェハーの各製造
工程での断面図であシ、第５図はＰ型ＧａＡｓ基板加工
後、第６図は厚膜Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓエピタキシャル
成長後のものを各々示す。第７図は従来のＧａＡｌＡｓ
シングルへテロＬＥＤエピタキシャルウェハーの断面図
である。 １・・・・・・厚膜Ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓエピタキ
シャル層、２・・・・・・アンドープＧａＡｓエピタキ
シャル層、３・・ｂ−Ｐ型ＧａＡｓ基板、 ４−・−・
−Ｐ型Ｇａ、−ｙＡ１ｙＡｓクラッド層、５・・・・・
・Ｐ型Ｇａ１−ｚＡ１ｚＡｓ活性層、６・・・・・・Ｎ
型Ｇａ１−ｖＡｌｖＡｓクラッド層、７・・・・・・Ｐ
型ＧａＡｓ基板、８・・・・・・厚膜Ｐ型Ｇａ１−ｘＡ
１ｘＡａエピタキシャル層、９・・・・・・Ｐ型Ｇａ１
−ｘＡｌｘＡｓエピタキシャル層、１０・・・・・・Ｎ
型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓエピタキシャル層。 代理人 弁理士 内 原 音 第１回 箭２回 Ｍ３０ 石４図 ｚ Ｎ型ｅｔ−ＩＡＡり２；ト屑 万５図 箔Ｚ図 肩７旧
Claims (1)
- １００μｍ以上の厚さを有するＧａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿
ｘＡｓ（０．１＜ｘ≦１）結晶の一主面上に０．０５〜
１００μｍの厚さを有するＧａ＿１＿−＿ｕＡｌ＿ｕＡ
ｓ（０≦ｕ＜０．１）結晶が隣接しているることを特徴
とするＧａＡｌＡｓエピタキシャルウェハー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14934787A JPH0636438B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | ＧａＡｌＡｓエピタキシヤルウエハ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14934787A JPH0636438B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | ＧａＡｌＡｓエピタキシヤルウエハ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63312629A true JPS63312629A (ja) | 1988-12-21 |
| JPH0636438B2 JPH0636438B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=15473134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14934787A Expired - Lifetime JPH0636438B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | ＧａＡｌＡｓエピタキシヤルウエハ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636438B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61135170A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-23 | Sharp Corp | 発光ダイオ−ドの製造方法 |
-
1987
- 1987-06-15 JP JP14934787A patent/JPH0636438B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61135170A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-23 | Sharp Corp | 発光ダイオ−ドの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0636438B2 (ja) | 1994-05-11 |
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