JPS63312685A - 発光ダイオ−ドの製造方法 - Google Patents
発光ダイオ−ドの製造方法Info
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- JPS63312685A JPS63312685A JP62149407A JP14940787A JPS63312685A JP S63312685 A JPS63312685 A JP S63312685A JP 62149407 A JP62149407 A JP 62149407A JP 14940787 A JP14940787 A JP 14940787A JP S63312685 A JPS63312685 A JP S63312685A
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Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
(:aAs / GaA IAs系のダブルヘテロ構造
を有する発光ダイオード(LEDと略記する)の製造に
おいて。
を有する発光ダイオード(LEDと略記する)の製造に
おいて。
?1OCVD法を用いてGaAlAs基板にエピタキシ
アル成長を行うことにより、均一性の良い大口径エピタ
キシアルウェハを作製し、これにより量産性の向上を可
能とした。
アル成長を行うことにより、均一性の良い大口径エピタ
キシアルウェハを作製し、これにより量産性の向上を可
能とした。
本発明は通信用高輝度面発光型LEDに係り、とくに、
そのエピタキシアルウェハの製造方法に関する。
そのエピタキシアルウェハの製造方法に関する。
光通信システムに用いられるLEDにおいても。
高性能、低価格に対する要求が厳しい。このために、大
面積で均一性の良いエピタキシアルウェハを提供するこ
とによって、その量産性を高めるとともに低コスト化を
計る必要がある。
面積で均一性の良いエピタキシアルウェハを提供するこ
とによって、その量産性を高めるとともに低コスト化を
計る必要がある。
第3図(a)ないしくC)は従来の通信用面発光型LE
Dの製造工程の断面図を示す。同図(a)に示すGaA
s単結晶基板31の上に、同図(b)に示すように*
Ga+−xAlx As (xは例えば0.3)から成
るN型のクラッド層32+ GaAsから成るP型の活
性層33およびGa1−xAlxAs (xは例えば0
.3)から成るP型のクラッド層34を順次形成する。
Dの製造工程の断面図を示す。同図(a)に示すGaA
s単結晶基板31の上に、同図(b)に示すように*
Ga+−xAlx As (xは例えば0.3)から成
るN型のクラッド層32+ GaAsから成るP型の活
性層33およびGa1−xAlxAs (xは例えば0
.3)から成るP型のクラッド層34を順次形成する。
クラッド層32は1例えば70μm程度の比較的大きな
厚さを有する。活性層33およびクラッド層34は、1
μm程度と比較的薄い。従来、クラッド層32および3
4と活性層33は、スライドボート法と呼ばれる液相エ
ピタキシアル成長法(LPEと略記する)によって形成
されていた。
厚さを有する。活性層33およびクラッド層34は、1
μm程度と比較的薄い。従来、クラッド層32および3
4と活性層33は、スライドボート法と呼ばれる液相エ
ピタキシアル成長法(LPEと略記する)によって形成
されていた。
第3図(JeI−)に示す構成から1機械研磨等の方法
を用いて、 GaAs単結晶基板31を除去し、クラッ
ド層34の側には、中心部に開口35を有する絶縁層3
6と電極37を順次形成し、クラッド層32の側には。
を用いて、 GaAs単結晶基板31を除去し、クラッ
ド層34の側には、中心部に開口35を有する絶縁層3
6と電極37を順次形成し、クラッド層32の側には。
リング状の電極38を形成する。絶縁層36は電極37
および38間の電流通路を狭窄し9発光面積を絞るため
に設けられる。
および38間の電流通路を狭窄し9発光面積を絞るため
に設けられる。
上記のように、従来のGaAs/GaAlAs系LED
の製造において、基板上へのエピタキシアル成長は。
の製造において、基板上へのエピタキシアル成長は。
スライドボートを用いるLPHによって行われていた。
このために、大面積のエピタキシアル層を有する基板(
エピタキシアルウェハ)を得るのが困難であった。また
、活性層で発生した光を効率よく外部へ取り出すために
、 GaAs単結晶基板を除去していた。このようにし
て得られた厚さが70μm余りのエピタキシアル層から
成るウェハは機械的強度が低く、取り扱いが困難であっ
た。
エピタキシアルウェハ)を得るのが困難であった。また
、活性層で発生した光を効率よく外部へ取り出すために
、 GaAs単結晶基板を除去していた。このようにし
て得られた厚さが70μm余りのエピタキシアル層から
成るウェハは機械的強度が低く、取り扱いが困難であっ
た。
これに対して+ GaAlAsを基板として、この上に
LPE法によりエピタキシアル成長を行うことが望まし
い。しかしながら、このようなエピタキシアル成長は容
易でなく9通常、基板表面のメルトバックあるいはこれ
に伴う溶液の組成管理等のために、余分な工程を必要と
し、しかも前述のように大面積のエピタキシアルウェハ
が得られ難いという問題があった。
LPE法によりエピタキシアル成長を行うことが望まし
い。しかしながら、このようなエピタキシアル成長は容
易でなく9通常、基板表面のメルトバックあるいはこれ
に伴う溶液の組成管理等のために、余分な工程を必要と
し、しかも前述のように大面積のエピタキシアルウェハ
が得られ難いという問題があった。
本発明者は、有機金属気相成長(MOCVD i法を用
いることによって、 LPE法におけるような余分な工
程を必要とせず、 GaAlAs基板上にGaAs/G
aAlAs系のエピタキシアル成長を行うことが可能で
あることを見い出した。その結果、上記した従来のLE
Dの製造における問題点は、以下に述べるような、 M
OCVD法を用いてGa、アAIX Asで表わされる
組成を有する基板上にGa+−yAly Asで表され
る組成を有する活性層(ただし0≦y<x)を生成させ
ることによってダブルヘテロ構造の面発光ダイオードを
作製することを特徴とする本発明に係る発光ダイオード
の製造方法によって解決される。
いることによって、 LPE法におけるような余分な工
程を必要とせず、 GaAlAs基板上にGaAs/G
aAlAs系のエピタキシアル成長を行うことが可能で
あることを見い出した。その結果、上記した従来のLE
Dの製造における問題点は、以下に述べるような、 M
OCVD法を用いてGa、アAIX Asで表わされる
組成を有する基板上にGa+−yAly Asで表され
る組成を有する活性層(ただし0≦y<x)を生成させ
ることによってダブルヘテロ構造の面発光ダイオードを
作製することを特徴とする本発明に係る発光ダイオード
の製造方法によって解決される。
MOCVD法により、 GaAlAs基板上にエピタキ
シアル成長が可能であり、これにより、大面積のエピタ
キシアルウェハが提供でき+ GaAs/GaAlAs
系のダブルヘテロ構造を有するLEDを量産性よく、か
つ、低コストで製造することができる。
シアル成長が可能であり、これにより、大面積のエピタ
キシアルウェハが提供でき+ GaAs/GaAlAs
系のダブルヘテロ構造を有するLEDを量産性よく、か
つ、低コストで製造することができる。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図(a)および(b)は本発明の製造方法の工程を
説明するための断面図である。同図(a)に示すように
、 cat−XAtX Asで表される組成を有するN
型(またはP型)の基板10を用意する。次いで、同図
(b)に示すように、基板IOの上に。
説明するための断面図である。同図(a)に示すように
、 cat−XAtX Asで表される組成を有するN
型(またはP型)の基板10を用意する。次いで、同図
(b)に示すように、基板IOの上に。
Gal−2Alz Asで表される組成を有するN型(
またはP型)のクラッド層11とGa1−yAly A
sで表される組成のN型またはP型の活性層12とクラ
ッド層11とGa、−2AIz Asで表される組成を
有するP型(またはN型)のクラフト層13を順次形成
する。
またはP型)のクラッド層11とGa1−yAly A
sで表される組成のN型またはP型の活性層12とクラ
ッド層11とGa、−2AIz Asで表される組成を
有するP型(またはN型)のクラフト層13を順次形成
する。
上記の各組成式の間には、0≦y<x<zの関係がある
。また、クラッドN11および13と活性層12はエピ
タキシアル層であり、いずれもMOCVD法を用いて生
成される。このMOCVDの条件の例は下記の通りであ
る。
。また、クラッドN11および13と活性層12はエピ
タキシアル層であり、いずれもMOCVD法を用いて生
成される。このMOCVDの条件の例は下記の通りであ
る。
(1)原料ガス:トリメチルガリウム(Ga・3 (C
H3))、l−リメチルアルミニウム(Al・3 (C
H3)〕、アルシン(AsH3)の混合ガスにp型不純
物源としてのジメチル亜鉛(Zn・2 (CH3) )
マたはn型不純物源としてのセレン化水素(H2Se
)ガスを添加したもの (2)流量:、101/m1n (3)圧カニ常圧 (4)温度=800℃ (5)生成時間:1時間 第2図は本発明の方法によって作製された面発光型LE
Dの構造を示す断面図である。図において。
H3))、l−リメチルアルミニウム(Al・3 (C
H3)〕、アルシン(AsH3)の混合ガスにp型不純
物源としてのジメチル亜鉛(Zn・2 (CH3) )
マたはn型不純物源としてのセレン化水素(H2Se
)ガスを添加したもの (2)流量:、101/m1n (3)圧カニ常圧 (4)温度=800℃ (5)生成時間:1時間 第2図は本発明の方法によって作製された面発光型LE
Dの構造を示す断面図である。図において。
第1図におけると同一部分には、同一符号を付しである
。基板10は、N型不純物として、2xlO1e(1/
c+d)のテルル(Te)をドープした。厚さ約400
μmのGa1−xAlxAs結晶(ただしx =0.1
5) 。
。基板10は、N型不純物として、2xlO1e(1/
c+d)のテルル(Te)をドープした。厚さ約400
μmのGa1−xAlxAs結晶(ただしx =0.1
5) 。
クラッド層11は、N型不純物として+ 7 xlo
17(1/Ci〕のセレン(Se)をドープした。厚さ
約1pmのGa、zAlz Asエピタキシアル層(た
だし2=0.3 ) 、活性層12は、P型不純物とし
て、亜鉛(Zn)をドープした。厚さ約1μmのGaA
sエピタキシアル層、クラッドJi13は、同じくP型
不純物として、 3 xlow3(1/ad)のZn
をドープした。厚さ約1μmのGa、−2Al□Asエ
ピタキシアルN(ただしz =0.3 )である。
17(1/Ci〕のセレン(Se)をドープした。厚さ
約1pmのGa、zAlz Asエピタキシアル層(た
だし2=0.3 ) 、活性層12は、P型不純物とし
て、亜鉛(Zn)をドープした。厚さ約1μmのGaA
sエピタキシアル層、クラッドJi13は、同じくP型
不純物として、 3 xlow3(1/ad)のZn
をドープした。厚さ約1μmのGa、−2Al□Asエ
ピタキシアルN(ただしz =0.3 )である。
クラッド層13の背面には、中央に開口14が設けられ
た1例えば5i02から成る電流通路狭窄用の絶縁層1
5が形成されており、その上には開口14によってクラ
ッド層13に接する1例えばAu−Zn合金から成る電
極(P電極)16が形成されている。一方。
た1例えば5i02から成る電流通路狭窄用の絶縁層1
5が形成されており、その上には開口14によってクラ
ッド層13に接する1例えばAu−Zn合金から成る電
極(P電極)16が形成されている。一方。
基板10の前面には9例えばAu−Ge合金から成るリ
ング状の電極(N電極)17が形成されている。
ング状の電極(N電極)17が形成されている。
電極16および17の間に、順方向に電圧を印加すると
、電流は絶縁層15の開口部14に集中して流れ。
、電流は絶縁層15の開口部14に集中して流れ。
その結果、活性層12における発光領域が絞られる。
また、電極16は活性層12における発光に対して反射
面として作用し、基板lOの側への光出力を増大させる
効果がある。
面として作用し、基板lOの側への光出力を増大させる
効果がある。
上記LEDに、順方向電流100m八を流した場合。
発光波長880 nm、発光出力4.5mWが得られた
。また、基板10の混晶比(x)を0.15≦X≦0.
3の範囲で変えても2発光出力は変わらなかった。さら
に、基板10におけるTe濃度(n)が、5xlO7(
1/cd)の場合には、順方向の電流−電圧特性に負性
抵抗特性を示すものがあった。しかしながら。
。また、基板10の混晶比(x)を0.15≦X≦0.
3の範囲で変えても2発光出力は変わらなかった。さら
に、基板10におけるTe濃度(n)が、5xlO7(
1/cd)の場合には、順方向の電流−電圧特性に負性
抵抗特性を示すものがあった。しかしながら。
n = 1 xlO” (1/cr1)の場合には、
負性抵抗は全く見られず1.正常であった。この負性抵
抗特性が生じる原因として、エピタキシアル成長時に。
負性抵抗は全く見られず1.正常であった。この負性抵
抗特性が生じる原因として、エピタキシアル成長時に。
サセプタ等に付着したP型不純物であるZnによって、
基板10の表面あるいは基板10−エピタキシアル成長
層界面がP型に変換してしまったたことが考えられる。
基板10の表面あるいは基板10−エピタキシアル成長
層界面がP型に変換してしまったたことが考えられる。
本発明によれば、基板による出力光の吸収の問題が排除
され、従来のLEDにおけるようなGaAs基板の除去
が必要でなくなる。その結果、大面積のGaAlAsウ
ェハを用いてLEDを製造でき、量産性の向上と製造コ
ストの低減を可能とする効果がある。
され、従来のLEDにおけるようなGaAs基板の除去
が必要でなくなる。その結果、大面積のGaAlAsウ
ェハを用いてLEDを製造でき、量産性の向上と製造コ
ストの低減を可能とする効果がある。
第1図(a)および(b)は本発明の製造方法の工程を
説明するための断面図。 第2図は本発明の方法によって作製された面発光型LE
Dの構造を示す断面図、および。 第3図(a)ないしくC)は従来の通信用面発光型LI
EDの製造工程の断面図 である。 図において。 10は基板。 11および13はクラッド層。 12は活性層。 14は開口。 15は絶縁層、および。 16および17は電極 である。 本発明の製造方法の工程 第 1 図 本発明の方法によって作製されたLED第 2 図 従来の製造工程 第 3 図
説明するための断面図。 第2図は本発明の方法によって作製された面発光型LE
Dの構造を示す断面図、および。 第3図(a)ないしくC)は従来の通信用面発光型LI
EDの製造工程の断面図 である。 図において。 10は基板。 11および13はクラッド層。 12は活性層。 14は開口。 15は絶縁層、および。 16および17は電極 である。 本発明の製造方法の工程 第 1 図 本発明の方法によって作製されたLED第 2 図 従来の製造工程 第 3 図
Claims (2)
- (1)有機金属気相成長法を用いてGa_1_−_xA
l_xAsで表わされる組成を有する基板上にGa_1
_−_yAl_yAsで表される組成を有する活性層(
ただし0≦y<x)を生成させることによってダブルヘ
テロ構造の面発光ダイオードを作製することを特徴とす
る発光ダイオードの製造方法。 - (2)該基板は5×10^1^7〔1/cm^2〕もし
くはそれ以上の濃度の不純物を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62149407A JPS63312685A (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 発光ダイオ−ドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62149407A JPS63312685A (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 発光ダイオ−ドの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63312685A true JPS63312685A (ja) | 1988-12-21 |
Family
ID=15474453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62149407A Pending JPS63312685A (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 発光ダイオ−ドの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63312685A (ja) |
Cited By (1)
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 |
-
1987
- 1987-06-16 JP JP62149407A patent/JPS63312685A/ja active Pending
Cited By (1)
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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