KR910001162B1 - 반도체 발광소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

반도체 발광소자의 제조방법

제1도는 종래의 레이저 다이오드의 제조방법.

제2도는 종래의 표면방출형 발광다이오드의 구조상태도.

제3도는 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조방법을 나타낸 실시예.

제4도는 본 발명에 따른 표면방출형 발광다이오드의 제조방법을 나타낸 실시예이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11, 31, 41 : P형 GaAs기판 2, 13, 43 : N형 GaAs 전류장애층

4, 14 : P형 클래드층 6, 16 : N형 클레드층

5, 15 : 활성층 8, 18, 34, 46 : N형 전극

9, 19, 35, 47 : P형 전극 35, 48 : 발광영역

33, 45 : N형 투과층

본 발명은 액상결정 성장법의 특성인 불균일 성장과 멜트벡(Melt-Back) 현상을 이용하여 내부전류 장애층을 만드는 반도체 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.

반도체 발광소자는 레이저다이오드와 발광다이오드로 대별되는데 종래에 사용된 레이저다이오드와 발광다이오드는 각각 제1도 및 제2도에 나타낸 바와 같다.

즉, 레이저다이오드는 제1a도에 도시된 바와 같이 P형 GaAs 기판(1)상에 N형 GaAs 전류 장애층(2)을 성장시킨 후 포토에칭법을 사용하여 제1b도와 같이 전류주입영역(3)을 형성시킨다.

그 위에 P형 GaAlAs 클레드층(4), 활성층(5), N형 클레드층(6), N형 캡층(7)을 순차적으로 성장시키고 N형 전극(8)과, P형 전극(9)을 각각 증착시켜 줌으로써 소자 제작이 이루어진다. 그러나 이러한 제조 방법은 한번의 결정성장후 포토에칭한 후 다시 결정성장을 하여야 하므로 2회의 결정성장이 필요하게 되고, 또한 포토에칭한 요부(3)에 유기물이 전류하게 되어 이후의 결정성장시 결정의 질이 떨어질 위험이 있으므로 포토에칭후의 세정에 매우 주의하여야 하는 어려움이 있다. 한편 발광다이오드의 경우에는 제2도와 같이 소자 표면의 전극(34) 바로밑에 발광영역(35)이 형성되므로 발광영역에서 발생한 빛이 전극(34)에 막혀 효과적으로 외부로 방출되지 못하는 결점이 생기는 것이었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 액상결정 성장법의 고유특성인 불균일성장과 멜트백 현상을 이용하여 1회의 액상결정법으로 소자 내부에 효과적인 전류장애층을 만들어 주어 임의의 전류주입영역을 형성시켜 줄 수 있는 반도체 발광소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 특징은 결정성장전에 반도체 기판상에 포토에칭법으로 요철부를 형성한 후 액상결정 성장법으로 전류장애층을 성장시켜 요부에서는 두꺼운 성장층이, 철부에서는 얇은 성장층이 형성되는 불균일 성장을 한 후 다시 액상결정성장법의 멜트백 현상을 이용하여 요부에서는 성장층의 일부를, 철부에서는 전류 장애층 모두를 용해시킴으로써 요부에만 전류 장애층이 남아 있도록하여 이후 순차적인 결정성장 및 소자 제작후, 전류 주입영역이 되도록 한 것이다.

이하 첨부도면에 따라 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 제3도는 본 발명의 공정실시예로서, 먼저 고농도 P형 GaAs 기판(11)위에, 포토에칭법으로 제3a도와 같이 철부(12)를 형성시킨 후 세척한다. 그리고 제3b도와 같이 전류장애층이 되는 N형 GaAs 층(13)을 액상결정법에 의하여 만들어 준다. 이때 N형 GaAs 층(13)은 액상결정법의 고유특성에 의하여 철부(12)에는 얇게, 그외의 영역에서는 두껍게 되는 불균일한 성장을 하게된다.

이와 같은 액상결정시 연속하여 미포화용액과 접속시켜 멜트백(Melt-Back)을 시키면 이번에는 철부(12)쪽이 용액속도가 빠르고 다른 영역에서는 용해가 느려 제3도의 제3c도와 같이 철부가 드러나게 된다.

그위에 P형 클레드층(14), P형 활성층(15), N형 클레드층(16), N형 캡층(17)을 순차적으로 성장시켜 액상결정 성장을 마친다. 그리고나서 N형 전극(18)과 P형 전극(19)을 진공증착하여 반도체 레이저 다이오드를 완성시킨다.

따라서 철부(12)가 있는 곳은 P형 기판(11)과 P형 클레드(14)가 접촉하여 전류가 흐르는 전류주입영역이 되나, 전류장애층(13)이 있는 곳은 P형 기판(11)과, N형 전류 장애층(13), P형 클레드층(14)의 접합으로서, 즉, P-N-P 접합이되 전류가 흐르지 않게 됨으로 전류는 철부(12)의 폭만큼의 전류주입영역이 형성되게 된다.

같은 방법으로 구성되는 표면 방출형 발광다이오드의 경우에는 제4도 제조방법의 실시예와 같다.

먼저 제4a도와 같이 P형 기판(41)에 요부(42)를 포토 에칭법으로 형성한 후 액상 결정성장법에 의해 N형 GaAs 전류 장애층(43)을 성장시키고(제4a도) 이어서 멜트백(Melt-Back) 방식으로 용해시켜 요부(42)에서는 전류장애층(43)의 일부가 남게한 후(제4c도) 연속적으로 P형 발광층(44), N형 투과층(45)을 성장시킨다. 그리고나서 제4d도와 같이 N형 전극(46)을 리프트오프 방법이나 에칭법으로 N형 투과층(45)위에 형성하고서 P형 전극(47)은 기판(41)에 전면 증착시켜 발광다이오드 소자를 완성시킨다.

이와 같이 제작된 발광다이오드는 전류장애층(43)이 있는 곳은 P-N-P 접합이되 전류가 흐르지 않게되며 그 이외의 곳은 전류주입영역이 되어, 제4d도와 같이 N형 전극(46)이 소자의 표면중앙에 위치하여도 전극의 바로밑이 아닌 다른 위치에서 발광영역(48)이 형성됨으로 발광영역(48)에서 발생한 빛이 전극(46)의 방해를 받지않고 효과적으로 외부로 방출될 수가 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 반도체 발광소자의 제조공정에서 1회의 액상결정 성장으로 소자내부에 전류장애층을 설치할 수 있으므로 제조공정의 단순화를 기할 수 있는 동시에 액상결정 성장중 외부에 노출될 위험성이 없으므로 우수한 결정의 질을 얻을 수가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 반도체 발광소자의 제조방법에 있어서, 기판(11), (41)에 요철부(42) (12)를 형성시킨 후, 액상결정성장법을 이용하여 요철부(12), (42)에서의 불균일 성장과, 멜트백으로 용해시켜 철부의 전류장애층을 제거하고 요부에서만 전류장애층을 만든후 순차적으로 액상결정성장을 함으로써, 1회의 액상결정성장으로 소자내부에 전류 장애층을 만들어주는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, P형 GaAs 기판(11)상이 철부(12)를 포토에칭법으로 형성한 후 액상결정성장법에 의해 N형 GaAs 전류 장애층(13)을 성장시키고 멜트백으로 철부(12)에서 전류 장애층을 통해시켜 레이저 다이오드소자가 형성되게한 반도체 발광소자의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, P형 GaAs 기판(41)에 요부(42)를 포토에칭법으로 형성한 후 액상결정성장법에 의해 N형 GaAs 전류 장애층(43)를 성장시키고, 멜트백으로 요부(42)에서 전류 장애층의 일부가 남게하여 발광다이오드소자를 형성시키는 반도체 발광소자의 제조방법.

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