JPH01212483A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH01212483A JPH01212483A JP63036863A JP3686388A JPH01212483A JP H01212483 A JPH01212483 A JP H01212483A JP 63036863 A JP63036863 A JP 63036863A JP 3686388 A JP3686388 A JP 3686388A JP H01212483 A JPH01212483 A JP H01212483A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- substrate
- compound semiconductor
- semiconductor device
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- 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
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＳｉを基板とした■−Ｖ族化合物半導体装置の
構造に関する。
構造に関する。
近年、Ｓｉ基板上に■−Ｖ族化合物半導体結晶を成長さ
せる試みがなされており、特に■−Ｖ族化合物半導体結
晶の中でもＧａＡｓについて最も活発に研究開発がなさ
れている（ジャパニーズジャーナル オブ アプライド
フィジックス（Ｊｐｎ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、）２３
（１９８４） Ｌ８４３）、またＳｉ基板上の■−ｖ族
化合物半導体装置についても単体デバイスについては半
導体レーザやＦＥＴなと各種デバイスが開発されている
。
せる試みがなされており、特に■−Ｖ族化合物半導体結
晶の中でもＧａＡｓについて最も活発に研究開発がなさ
れている（ジャパニーズジャーナル オブ アプライド
フィジックス（Ｊｐｎ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、）２３
（１９８４） Ｌ８４３）、またＳｉ基板上の■−ｖ族
化合物半導体装置についても単体デバイスについては半
導体レーザやＦＥＴなと各種デバイスが開発されている
。
ところで光電子集積回路（ＯＥＩＣ）や発光ダイオ−ト
ナレイ（ＬＥＤアレイ）等の複数の機能を有する■−ｖ
族化合物半導体装置は一般的に半絶縁性■−ｖ族化合物
半導体結晶基板上に構成されることが多い、これは半絶
縁性基板を用いると、導電性基板を用いるより素子分離
が有利なためである。
ナレイ（ＬＥＤアレイ）等の複数の機能を有する■−ｖ
族化合物半導体装置は一般的に半絶縁性■−ｖ族化合物
半導体結晶基板上に構成されることが多い、これは半絶
縁性基板を用いると、導電性基板を用いるより素子分離
が有利なためである。
とことがＳｉ基板には半絶縁性■−ｖ族化合物半導体結
晶基板はど高抵抗基板がなく、その比抵抗は１０３Ω１
程度で素子分離には不十分である。このためＳｉ基板上
に光電子集積回路（ＯＥＩＣ）やＬＥＤアレイ等の複数
の素子を有する■−Ｖ族化合物半導体装置を形成すると
各半導体装置からＳｉ基板に電流が漏洩し、隣接した
′半導体素子、に影響を及ぼしてしまい実質的にＳｉ基
板側を共通接地で用いざるを得なかった。
晶基板はど高抵抗基板がなく、その比抵抗は１０３Ω１
程度で素子分離には不十分である。このためＳｉ基板上
に光電子集積回路（ＯＥＩＣ）やＬＥＤアレイ等の複数
の素子を有する■−Ｖ族化合物半導体装置を形成すると
各半導体装置からＳｉ基板に電流が漏洩し、隣接した
′半導体素子、に影響を及ぼしてしまい実質的にＳｉ基
板側を共通接地で用いざるを得なかった。
本発明によればシリコン（ＳＬ）基板上のＩ［［−Ｖ族
化合物半導体結晶に作成された複数の素子を有する半導
体装置において、Ｐ型の導電性を有するバッファー層を
用いてＳｉ基板と素子間の電気的な分離を行なうことに
よってＳｉ基板上の複数の素子を電気的に分離した■−
■族化合物半導体装置が得られる。
化合物半導体結晶に作成された複数の素子を有する半導
体装置において、Ｐ型の導電性を有するバッファー層を
用いてＳｉ基板と素子間の電気的な分離を行なうことに
よってＳｉ基板上の複数の素子を電気的に分離した■−
■族化合物半導体装置が得られる。
Ｓｉ基板上に■−Ｖ族化合物半導体結晶を成長させると
基板材料のＳｉが■−■族化合物半導体結晶中に拡散す
ることがＳＩＭＳ分析の結果かられかり、またＧａＡｓ
、ＩｎＰ等多くの■−■族化合物半導体結晶中にＳｉが
不純物として取り込まれるとｎ型ドーパンとして作用し
、成長界面に数百人程度のｎ′″高濃度層が形成されて
いることがＣ−■測定の結果明らかになった。
基板材料のＳｉが■−■族化合物半導体結晶中に拡散す
ることがＳＩＭＳ分析の結果かられかり、またＧａＡｓ
、ＩｎＰ等多くの■−■族化合物半導体結晶中にＳｉが
不純物として取り込まれるとｎ型ドーパンとして作用し
、成長界面に数百人程度のｎ′″高濃度層が形成されて
いることがＣ−■測定の結果明らかになった。
またさらに数μｍにわたってＳｔの拡散によるｎ型拡散
領域が形成されていることが判った。
領域が形成されていることが判った。
このようなｎ型不純物の拡散領域が存在する場合には、
深い準位を形成する不純物をドーピングすることによっ
て浅い準位を形成する不純物を補償する高抵抗層の成長
が拡散不純物の影響で極めて難しい。
深い準位を形成する不純物をドーピングすることによっ
て浅い準位を形成する不純物を補償する高抵抗層の成長
が拡散不純物の影響で極めて難しい。
そこでｎ型高濃度拡散領域成長後に■−■族化合物半導
体結晶中にＰ型不純物をドーピングすることによりｐ型
窩濃度層をバッファー層として成長することによって、
Ｓｉ基板に流れる漏洩電流をブロックすることができる
ことを見出した。またｐ壁高濃度バッファー層およびｎ
型高濃度層を流れる横方向電流についてはＳｉ基板に達
するメサエッチングを施すことによって防ぐことができ
る。
体結晶中にＰ型不純物をドーピングすることによりｐ型
窩濃度層をバッファー層として成長することによって、
Ｓｉ基板に流れる漏洩電流をブロックすることができる
ことを見出した。またｐ壁高濃度バッファー層およびｎ
型高濃度層を流れる横方向電流についてはＳｉ基板に達
するメサエッチングを施すことによって防ぐことができ
る。
このＰ型バッファー層により■−Ｖ族化合物半導体結晶
中にｐｎ逆接合が形成され各■−ｖ族化合物半導体装置
がＳｉ基板から電気的に独立し、複数の半導体素子を各
々独立に駆動させることが可能となる。
中にｐｎ逆接合が形成され各■−ｖ族化合物半導体装置
がＳｉ基板から電気的に独立し、複数の半導体素子を各
々独立に駆動させることが可能となる。
以下本発明をＬＥＤアレイに適用した実施例を図面を参
照して詳細に説明する。第１図は本発明の実施例を示す
ＬＥＤアレイの構造断面図である。本実施例ではＳｉ基
板１１上にｐ型バッファー層１２として亜鉛（Ｚｎ）を
Ｉ Ｘ １０１９Ｃ１ｌ−’ドープしたＧａＡｓ層、ｐ
型クラッド層１３として亜鉛（Ｚｎ）をｌＸｌ０”ｃ＋
ａ−’ドープしたＧ ａ Ｏ，８５Ａ Ｉ （Ｈ，（ｇ
Ａ ｓ層、活性層１４としてノンドープＧ ａ Ｏ，
８５Ａ Ｉ ０．１５ Ａ ｓ層、ｎ型クラッド層１５
としてＳｉをＩ Ｘ １０１８ｃｍ−’ドープしたＧ
ａ Ｏ，５５Ａ 、１ ｏ、４ｑ Ａ ｓ層をＭＯＣＶ
Ｄ法にて順次積層してダブルへテロ構造結晶を形成した
。ｐ型バッファ層１２中には結晶成長時にＳｉが拡散し
てできたｎ型領域（Ｓｉ拡散層１９）が形成されている
。次に得られたダブルへテロ構造結晶の上にストライプ
状の５ｉ０２層を形成し、これをマスクとしてＳｉ基板
に届くメサエッチングを施し、更に一部Ｐ型電極を形成
するためのエツチングを施し、メサ部を形成すると共に
ｐ型クラッド層１３の一部を露出した。この後メサ側面
に５ｉ０２層１８を形成し、メサ部頂上及びｐ型クラッ
ド層１３を露出面にそれぞれ電極を１６゜１７を形成し
てＬＥＤアレイとした。前記ＬＥＤアレイのｎ型電極１
６とｐ型電極１７に通電すると、ｐ型バッファ層１２と
Ｓ′Ｌ拡散層１９とで構成されるｐｎブロック層と５ｉ
０２層１８の電流阻止効果により各ＬＥＤは独立に動作
し、電気的に完全に独立していることが確認された。ま
たＳｉ基板は熱伝導が■−ｖ族化合物半導体と比べ極め
て良いため各デバイスが熱的に干渉する現象は認められ
なかった。
照して詳細に説明する。第１図は本発明の実施例を示す
ＬＥＤアレイの構造断面図である。本実施例ではＳｉ基
板１１上にｐ型バッファー層１２として亜鉛（Ｚｎ）を
Ｉ Ｘ １０１９Ｃ１ｌ−’ドープしたＧａＡｓ層、ｐ
型クラッド層１３として亜鉛（Ｚｎ）をｌＸｌ０”ｃ＋
ａ−’ドープしたＧ ａ Ｏ，８５Ａ Ｉ （Ｈ，（ｇ
Ａ ｓ層、活性層１４としてノンドープＧ ａ Ｏ，
８５Ａ Ｉ ０．１５ Ａ ｓ層、ｎ型クラッド層１５
としてＳｉをＩ Ｘ １０１８ｃｍ−’ドープしたＧ
ａ Ｏ，５５Ａ 、１ ｏ、４ｑ Ａ ｓ層をＭＯＣＶ
Ｄ法にて順次積層してダブルへテロ構造結晶を形成した
。ｐ型バッファ層１２中には結晶成長時にＳｉが拡散し
てできたｎ型領域（Ｓｉ拡散層１９）が形成されている
。次に得られたダブルへテロ構造結晶の上にストライプ
状の５ｉ０２層を形成し、これをマスクとしてＳｉ基板
に届くメサエッチングを施し、更に一部Ｐ型電極を形成
するためのエツチングを施し、メサ部を形成すると共に
ｐ型クラッド層１３の一部を露出した。この後メサ側面
に５ｉ０２層１８を形成し、メサ部頂上及びｐ型クラッ
ド層１３を露出面にそれぞれ電極を１６゜１７を形成し
てＬＥＤアレイとした。前記ＬＥＤアレイのｎ型電極１
６とｐ型電極１７に通電すると、ｐ型バッファ層１２と
Ｓ′Ｌ拡散層１９とで構成されるｐｎブロック層と５ｉ
０２層１８の電流阻止効果により各ＬＥＤは独立に動作
し、電気的に完全に独立していることが確認された。ま
たＳｉ基板は熱伝導が■−ｖ族化合物半導体と比べ極め
て良いため各デバイスが熱的に干渉する現象は認められ
なかった。
本発明ではＰ型バッファー層にＰ型クラッド層を形成し
たが、Ｐ型クラッド層がＰ型バッファー層を兼ねる構造
であっても本発明の趣旨からして同様の効果を有するこ
とは明らかである。
たが、Ｐ型クラッド層がＰ型バッファー層を兼ねる構造
であっても本発明の趣旨からして同様の効果を有するこ
とは明らかである。
本発明の複数の機能を有する半導体装置として本実施例
ではＳｉ基板上のＬＥＤアレイの例を述ベたが、複数の
機能を有する半導体装置としてはＳｉ基板上の半導体レ
ーザアレイでも０ＢＩＣでもＡＰＤアレイでも化合物半
導体集積回路でも本発明を適用できることは明らかであ
る。
ではＳｉ基板上のＬＥＤアレイの例を述ベたが、複数の
機能を有する半導体装置としてはＳｉ基板上の半導体レ
ーザアレイでも０ＢＩＣでもＡＰＤアレイでも化合物半
導体集積回路でも本発明を適用できることは明らかであ
る。
本発明によればシリコン（Ｓｉ）基板上の■−Ｖ族化合
物半導体結晶に作成された複数の素子を有する半導体装
置において、Ｐ型の導電性を有するバッファー層を用い
てＳｉ基板と素子間の電気的な分離を行うことによって
、Ｓｉ基板状に複数の素子を有する■−■族化合物半導
体装置が得られる。
物半導体結晶に作成された複数の素子を有する半導体装
置において、Ｐ型の導電性を有するバッファー層を用い
てＳｉ基板と素子間の電気的な分離を行うことによって
、Ｓｉ基板状に複数の素子を有する■−■族化合物半導
体装置が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示すＬＥＤアレイの構造断
面図である。 図において、１１・・・Ｓｉ基板、１２・・・ｐ型バッ
ファー層、１３・・・ｐ型クラッド層、１４・・・活性
層、１５・・・ｎ型クラッド層、１６・・・ｎ型電極、
１７−−− ｐ型電極、１８−５ｉ０２層、１９・・・
Ｓｉ拡散層を示す。
面図である。 図において、１１・・・Ｓｉ基板、１２・・・ｐ型バッ
ファー層、１３・・・ｐ型クラッド層、１４・・・活性
層、１５・・・ｎ型クラッド層、１６・・・ｎ型電極、
１７−−− ｐ型電極、１８−５ｉ０２層、１９・・・
Ｓｉ拡散層を示す。
Claims (1)
- シリコン（Ｓｉ）基板上のIII−Ｖ族化合物半導体結
晶に作成された複数の素子を有する半導体装置において
、Ｓｉ基板とIII−Ｖ族化合物半導体中の活性領域の間
にＰ型の導電性を示すIII−Ｖ族化合物半導体から成る
バッファー層を有することを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63036863A JPH01212483A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63036863A JPH01212483A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01212483A true JPH01212483A (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=12481621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63036863A Pending JPH01212483A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01212483A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6054724A (en) * | 1996-10-09 | 2000-04-25 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Light-emitting diode, light-emitting diode array |
| WO2001015243A1 (en) * | 1999-08-23 | 2001-03-01 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Light-emitting thyristor and self-scanning light-emitting device |
| US6274399B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-08-14 | Lumileds Lighting, U.S. Llc | Method of strain engineering and impurity control in III-V nitride semiconductor films and optoelectronic devices |
| JP2015191894A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 京セラ株式会社 | 受発光素子およびこれを用いたセンサ装置 |
-
1988
- 1988-02-19 JP JP63036863A patent/JPH01212483A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6054724A (en) * | 1996-10-09 | 2000-04-25 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Light-emitting diode, light-emitting diode array |
| US6271051B1 (en) | 1996-10-09 | 2001-08-07 | Oki Data Corporation | Light-emitting diode, light-emitting diode array, and method of their fabrication |
| US6274399B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-08-14 | Lumileds Lighting, U.S. Llc | Method of strain engineering and impurity control in III-V nitride semiconductor films and optoelectronic devices |
| WO2001015243A1 (en) * | 1999-08-23 | 2001-03-01 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Light-emitting thyristor and self-scanning light-emitting device |
| US6825500B1 (en) | 1999-08-23 | 2004-11-30 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Light-emitting thyristor and self-scanning light-emitting device |
| US7009221B2 (en) | 1999-08-23 | 2006-03-07 | Nippon Sheet Glass Company Limited | Light-emitting thyristor and self-scanning light-emitting device |
| JP2015191894A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 京セラ株式会社 | 受発光素子およびこれを用いたセンサ装置 |
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