JPH04215422A - ＩｎＰ系半導体の液相エピタキシャル成長方法 - Google Patents
ＩｎＰ系半導体の液相エピタキシャル成長方法Info
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- JPH04215422A JPH04215422A JP2410120A JP41012090A JPH04215422A JP H04215422 A JPH04215422 A JP H04215422A JP 2410120 A JP2410120 A JP 2410120A JP 41012090 A JP41012090 A JP 41012090A JP H04215422 A JPH04215422 A JP H04215422A
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Landscapes
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子、受光素子な
どの製造に用いられるＩｎＰ系半導体の液相エピタキシ
ャル成長方法に関する。
どの製造に用いられるＩｎＰ系半導体の液相エピタキシ
ャル成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、面発光型発光ダイオードの断面
図であり、ｎ型ＩｎＰ基板１の上にｎ型ＩｎＰクラッド
層２、ｐ型Ｉｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−ｙ活性
層３、ｐ型ＩｎＰクラッド層４、ｐ型Ｉｎ１−ｉ Ｇａ
ｉ Ａｓｊ Ｐ１−ｊコンタクト層５の４種類の結晶層
を順次形成した構造となっている。そして、ｐ型コンタ
クト層５の表面には、電流狭窄用絶縁膜６が形成され、
さらに、ｐ側電極７が形成されている。 また、ｎ型ＩｎＰ基板１の反対側表面にはドーナツ状の
ｎ側電極８が形成され、集光用球レンズ９がドーナツ状
電極８の中央のｎ型ＩｎＰ基板１の表面にシリコン樹脂
等で固定され、光ファイバへの集光を可能にする。
図であり、ｎ型ＩｎＰ基板１の上にｎ型ＩｎＰクラッド
層２、ｐ型Ｉｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−ｙ活性
層３、ｐ型ＩｎＰクラッド層４、ｐ型Ｉｎ１−ｉ Ｇａ
ｉ Ａｓｊ Ｐ１−ｊコンタクト層５の４種類の結晶層
を順次形成した構造となっている。そして、ｐ型コンタ
クト層５の表面には、電流狭窄用絶縁膜６が形成され、
さらに、ｐ側電極７が形成されている。 また、ｎ型ＩｎＰ基板１の反対側表面にはドーナツ状の
ｎ側電極８が形成され、集光用球レンズ９がドーナツ状
電極８の中央のｎ型ＩｎＰ基板１の表面にシリコン樹脂
等で固定され、光ファイバへの集光を可能にする。
【０００３】活性層の結晶組成としては、結晶のバンド
ギャップ波長が発光ダイオードの目的とする発光波長と
一致し、かつ、ＩｎＰ基板と格子整合するように調整さ
れる。この時、光通信分野でよく用いられる発光ダイオ
ードの発光波長としては、１．３ μｍ や １．５μ
ｍ 等がある。また、活性層の厚みの設計は、発光ダイ
オードの目的とする特性によって変わるが、０．１ μ
ｍ 程度の薄いものから２μｍ 程度の厚いものまで様
々である。成長温度と、通常６５０℃以下であるが、例
えば、発光波長 １．３μｍ 帯の活性層については６
３０〜６４０℃の温度範囲で行われることが多く、発光
波長 １．５μｍ 帯の活性層の結晶成長は６００℃以
下の低温成長がよく採用される。 １．５μｍ の活性層で成長温度を下げる理由は、
１．５μｍ の活性層の上にＩｎＰクラッド層を成長す
るが、そのクラッド層成長時に、先に成長させた活性層
がクラッド層成長用溶液に再溶解して結晶が破壊される
おそれがあるので、これを防止するためである。
ギャップ波長が発光ダイオードの目的とする発光波長と
一致し、かつ、ＩｎＰ基板と格子整合するように調整さ
れる。この時、光通信分野でよく用いられる発光ダイオ
ードの発光波長としては、１．３ μｍ や １．５μ
ｍ 等がある。また、活性層の厚みの設計は、発光ダイ
オードの目的とする特性によって変わるが、０．１ μ
ｍ 程度の薄いものから２μｍ 程度の厚いものまで様
々である。成長温度と、通常６５０℃以下であるが、例
えば、発光波長 １．３μｍ 帯の活性層については６
３０〜６４０℃の温度範囲で行われることが多く、発光
波長 １．５μｍ 帯の活性層の結晶成長は６００℃以
下の低温成長がよく採用される。 １．５μｍ の活性層で成長温度を下げる理由は、
１．５μｍ の活性層の上にＩｎＰクラッド層を成長す
るが、そのクラッド層成長時に、先に成長させた活性層
がクラッド層成長用溶液に再溶解して結晶が破壊される
おそれがあるので、これを防止するためである。
【０００４】液相エピタキシャル成長の温度プロファイ
ルは、この活性層の成長温度を基にして決定されること
が多い。成長用溶液を十分均一に溶かし込むために、結
晶の成長温度より高温で一定期間保持した後、成長用溶
液と基板結晶を成長温度に達するまで所定の冷却速度で
冷却される。この温度プロファイルは、通常±０．２
℃程度の温度制御性の下で実現される。冷却速度として
は、０．１℃／ 分より速いことが多い（例えば、特公
昭６１−１７７９７号公報）。
ルは、この活性層の成長温度を基にして決定されること
が多い。成長用溶液を十分均一に溶かし込むために、結
晶の成長温度より高温で一定期間保持した後、成長用溶
液と基板結晶を成長温度に達するまで所定の冷却速度で
冷却される。この温度プロファイルは、通常±０．２
℃程度の温度制御性の下で実現される。冷却速度として
は、０．１℃／ 分より速いことが多い（例えば、特公
昭６１−１７７９７号公報）。
【０００５】また、結晶成長直前の、成長用溶液に結晶
成分を十分に溶かし込む過程において、雰囲気ガス中に
曝されるＩｎＰ基板の表面から燐が抜けて基板結晶を劣
化するという問題があるが、この劣化を防止する方法と
しては、■別のＩｎＰウエハで蓋をするもの、■フォス
フィンガス（ＰＨ３）を雰囲気ガスとともに流すもの、
■ＩｎＰ／Ｓｎ溶液から発生する燐蒸気をＩｎＰ基板上
にもたらすもの、などの方法がある。
成分を十分に溶かし込む過程において、雰囲気ガス中に
曝されるＩｎＰ基板の表面から燐が抜けて基板結晶を劣
化するという問題があるが、この劣化を防止する方法と
しては、■別のＩｎＰウエハで蓋をするもの、■フォス
フィンガス（ＰＨ３）を雰囲気ガスとともに流すもの、
■ＩｎＰ／Ｓｎ溶液から発生する燐蒸気をＩｎＰ基板上
にもたらすもの、などの方法がある。
【０００６】他方、Ｉｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１
−ｙ結晶の熱力学を用いた理論計算によると、広範囲に
渡る組成領域で均質な結晶を成長することが困難である
と報告されている（例えば、Ｐｒｏｃｃｅｄｉｎｇｓ
ｏｆ ｔｈｅ １９８０ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ＧａＡｓ ａｎｄ Ｒｅ
ｌａｔｅｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ， ｐｐ１１５〜１２４
、あるいは、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ
．２１，Ｎｏ．６ （１９８２），ｐｐｌ，３２３〜３
２５）。図３は熱力学の理論計算から求めた結晶成長の
不安定領域を示した図である。図中、１０は、ＩｎＰ基
板と格子整合するための結晶組成条件を示す線であり、
線分ＰＱで示す１１は、ＩｎＰ基板と格子整合する結晶
組成領域のうちで、成長温度７００℃において、結晶成
長が不安定となる領域を示したものであり、この領域で
は、均質な結晶を成長することができないとされていた
。この理論計算によれば、液相エピタキシャル成長によ
って室温のバンドギャップ波長が１．３ 〜１．５ μ
ｍ の範囲にあるＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−
ｙをＩｎＰ基板上に均質に成長させるには、成長温度７
００℃を越える高温にする必要があるとされていた。一
方、一般的には理論計算に反して６５０℃より低い温度
で結晶成長が行われており、そのような条件で成長した
半導体を用いて発光ダイオード等のデバイスを作製して
も、デバイスの電気特性あるいは光学特性は正常である
といわれている。
−ｙ結晶の熱力学を用いた理論計算によると、広範囲に
渡る組成領域で均質な結晶を成長することが困難である
と報告されている（例えば、Ｐｒｏｃｃｅｄｉｎｇｓ
ｏｆ ｔｈｅ １９８０ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ＧａＡｓ ａｎｄ Ｒｅ
ｌａｔｅｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ， ｐｐ１１５〜１２４
、あるいは、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ
．２１，Ｎｏ．６ （１９８２），ｐｐｌ，３２３〜３
２５）。図３は熱力学の理論計算から求めた結晶成長の
不安定領域を示した図である。図中、１０は、ＩｎＰ基
板と格子整合するための結晶組成条件を示す線であり、
線分ＰＱで示す１１は、ＩｎＰ基板と格子整合する結晶
組成領域のうちで、成長温度７００℃において、結晶成
長が不安定となる領域を示したものであり、この領域で
は、均質な結晶を成長することができないとされていた
。この理論計算によれば、液相エピタキシャル成長によ
って室温のバンドギャップ波長が１．３ 〜１．５ μ
ｍ の範囲にあるＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−
ｙをＩｎＰ基板上に均質に成長させるには、成長温度７
００℃を越える高温にする必要があるとされていた。一
方、一般的には理論計算に反して６５０℃より低い温度
で結晶成長が行われており、そのような条件で成長した
半導体を用いて発光ダイオード等のデバイスを作製して
も、デバイスの電気特性あるいは光学特性は正常である
といわれている。
【０００７】従って、６５０〜７００℃という温度は、
理論計算からは不均質な結晶しか成長できない温度領域
とされ、また、従来一般的に使われる温度より高温側に
外れているため、この範囲の温度は利用されてこなかっ
た。
理論計算からは不均質な結晶しか成長できない温度領域
とされ、また、従来一般的に使われる温度より高温側に
外れているため、この範囲の温度は利用されてこなかっ
た。
【０００８】本発明者等の実験によれば、ＩｎＰ基板と
格子整合したＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−ｙ結
晶を成長温度６３０〜６４０℃で、 ０．５μｍ 以上
の厚みで成長させた場合、室温におけるバンドギャップ
波長が １．３〜１．５ μｍ となる結晶組成では、
フォトルミネッセンス（ＰＬ）のスペクトル半値幅が異
常に広くなるという現象が現れ、良好な結晶を安定して
得ることが困難であることを見いだした。この成長の不
安定性は、成長温度の制御性に大いに保存しており、±
０．２ ℃程度で顕著となる。即ち、ＩｎＰ基板に格子
整合し、室温におけるバンドギャップ波長が １．３〜
１．５ μｍ となる組成の結晶を ０．５μｍ 以上
の厚みで成長するときに顕著となる。同じ結晶成長でも
、厚みが ０．５μｍ より薄い場合は、ほとんど問題
になることはなく、ＰＬスペクトル半値幅も正常になる
ことも確認している。
格子整合したＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−ｙ結
晶を成長温度６３０〜６４０℃で、 ０．５μｍ 以上
の厚みで成長させた場合、室温におけるバンドギャップ
波長が １．３〜１．５ μｍ となる結晶組成では、
フォトルミネッセンス（ＰＬ）のスペクトル半値幅が異
常に広くなるという現象が現れ、良好な結晶を安定して
得ることが困難であることを見いだした。この成長の不
安定性は、成長温度の制御性に大いに保存しており、±
０．２ ℃程度で顕著となる。即ち、ＩｎＰ基板に格子
整合し、室温におけるバンドギャップ波長が １．３〜
１．５ μｍ となる組成の結晶を ０．５μｍ 以上
の厚みで成長するときに顕著となる。同じ結晶成長でも
、厚みが ０．５μｍ より薄い場合は、ほとんど問題
になることはなく、ＰＬスペクトル半値幅も正常になる
ことも確認している。
【０００９】そこで、本発明は、室温において格子定数
がＩｎＰ基板と ０．１％以内で整合し、かつ、活性層
の室温におけるバンドギャップ波長が １．３〜１．５
μｍ で、しかも厚みが ０．５μｍ 以上の、発光
ダイオードの作製に適したウエハを歩留まり良く成長さ
せる方法を提供しようとするものである。
がＩｎＰ基板と ０．１％以内で整合し、かつ、活性層
の室温におけるバンドギャップ波長が １．３〜１．５
μｍ で、しかも厚みが ０．５μｍ 以上の、発光
ダイオードの作製に適したウエハを歩留まり良く成長さ
せる方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、室温において
、格子定数がＩｎＰ基板と ０．１％以内で整合し、か
つ、バンドギャップ波長が １．３〜１．５ μｍ の
範囲にあるように定められ、 ０．５μｍ 以上の厚さ
を有するＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−ｙ結晶を
ＩｎＰ基板上に液相エピタキシャル成長する方法におい
て、６５０〜７００℃の成長範囲で原料溶液とＩｎＰ基
板と接触させ、かつ、毎分０．０９±０．０１℃の冷却
速度で冷却することを特徴とするＩｎＰ系半導体の液相
エピタキシャル成長方法である。
、格子定数がＩｎＰ基板と ０．１％以内で整合し、か
つ、バンドギャップ波長が １．３〜１．５ μｍ の
範囲にあるように定められ、 ０．５μｍ 以上の厚さ
を有するＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−ｙ結晶を
ＩｎＰ基板上に液相エピタキシャル成長する方法におい
て、６５０〜７００℃の成長範囲で原料溶液とＩｎＰ基
板と接触させ、かつ、毎分０．０９±０．０１℃の冷却
速度で冷却することを特徴とするＩｎＰ系半導体の液相
エピタキシャル成長方法である。
【００１１】なお、原料溶液を±０．１ ℃以内の温度
で制御してＩｎＰ基板と接触させることが好ましく、ま
たＩｎＰ基板を原料溶液と接触させるまで、ＩｎＰ基板
表面にＩｎＰ／Ｉｎ１−ｚＳｎｚ （Ｚ≧０．４）溶液
から発生する燐蒸気をもたらすことが好ましい。
で制御してＩｎＰ基板と接触させることが好ましく、ま
たＩｎＰ基板を原料溶液と接触させるまで、ＩｎＰ基板
表面にＩｎＰ／Ｉｎ１−ｚＳｎｚ （Ｚ≧０．４）溶液
から発生する燐蒸気をもたらすことが好ましい。
【００１２】
【作用】本発明者等は、室温において、格子定数がＩｎ
Ｐ基板と ０．１％以内で整合し、かつ、バンドギャッ
プ波長が １．３〜１．５ μｍの範囲にあるように定
められ、 ０．５μｍ 以上の厚さを有するＩｎ１−ｘ
Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−ｙ結晶をＩｎＰ基板上に液相
エピタキシャル成長するために、成長温度を種々変化さ
せて結晶成長を行ったところ、６５０〜７００℃の成長
温度範囲で原料溶液とＩｎＰ基板と接触させ、かつ、毎
分０．０９±０．０１℃の冷却速度で冷却することによ
り、歩留まり良くＩｎＰ系半導体の液相エピタキシャル
成長を行うことができることを見いだした。即ち、７０
０℃を越える成長温度では、成長終了後にウエハが高温
にさらされるために劣化して良好なウエハを安定して得
ることができなかった。また、６５０℃より低い成長温
度では、 ０．５μｍ 以上の厚みの結晶成長を安定し
て行うことができなかった。
Ｐ基板と ０．１％以内で整合し、かつ、バンドギャッ
プ波長が １．３〜１．５ μｍの範囲にあるように定
められ、 ０．５μｍ 以上の厚さを有するＩｎ１−ｘ
Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１−ｙ結晶をＩｎＰ基板上に液相
エピタキシャル成長するために、成長温度を種々変化さ
せて結晶成長を行ったところ、６５０〜７００℃の成長
温度範囲で原料溶液とＩｎＰ基板と接触させ、かつ、毎
分０．０９±０．０１℃の冷却速度で冷却することによ
り、歩留まり良くＩｎＰ系半導体の液相エピタキシャル
成長を行うことができることを見いだした。即ち、７０
０℃を越える成長温度では、成長終了後にウエハが高温
にさらされるために劣化して良好なウエハを安定して得
ることができなかった。また、６５０℃より低い成長温
度では、 ０．５μｍ 以上の厚みの結晶成長を安定し
て行うことができなかった。
【００１３】また、原料溶液の温度制御は、温度プロフ
ァイルに対して±０．１ ℃以内で制御することにより
、上記の結晶成長を一層安定にすることが可能になった
。
ァイルに対して±０．１ ℃以内で制御することにより
、上記の結晶成長を一層安定にすることが可能になった
。
【００１４】さらに、成長用溶液を十分均一に溶かし込
むために、一定時間溶液を高温に保持する必要があるが
、従来の溶液温度よりさらに高温にするため、ＩｎＰ基
板表面から燐を抜け出して熱劣化する可能性が高くなる
ため、ＩｎＰ基板を原料溶液と接触するまで、ＩｎＰ基
板表面にＩｎＰ／Ｉｎ１−ｚＳｎｚ （Ｚ≧０．４）溶
液から発生する燐蒸気をもたらすことが好ましい。従来
の熱劣化防止方法のフォスフィンガス（ＰＨ３）を雰囲
気ガスと共に流す方法は、フォスフィンガスが毒性が強
いので安全性の面から適切でなく、別のＩｎＰウエハで
基板に蓋をする方法は、６５０℃以上の温度で活性層を
成長するには有効でないことが実験の結果確認された。 これに対して、Ｓｎ溶媒にＩｎＰ飽和させた溶液を用い
ることによって、熱劣化を防止できる。
むために、一定時間溶液を高温に保持する必要があるが
、従来の溶液温度よりさらに高温にするため、ＩｎＰ基
板表面から燐を抜け出して熱劣化する可能性が高くなる
ため、ＩｎＰ基板を原料溶液と接触するまで、ＩｎＰ基
板表面にＩｎＰ／Ｉｎ１−ｚＳｎｚ （Ｚ≧０．４）溶
液から発生する燐蒸気をもたらすことが好ましい。従来
の熱劣化防止方法のフォスフィンガス（ＰＨ３）を雰囲
気ガスと共に流す方法は、フォスフィンガスが毒性が強
いので安全性の面から適切でなく、別のＩｎＰウエハで
基板に蓋をする方法は、６５０℃以上の温度で活性層を
成長するには有効でないことが実験の結果確認された。 これに対して、Ｓｎ溶媒にＩｎＰ飽和させた溶液を用い
ることによって、熱劣化を防止できる。
【００１５】しかし、室温におけるバンドギャップが
１．３〜１．５ μｍ のＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ
Ｐ１−ｙ結晶を成長温度６５０〜７００℃で歩留り良
く、安定して成長するために、ＩｎＰ飽和のＳｎ溶液に
限定されず、Ｉｎ１−ｚＳｎｚ （Ｚ≧０．４）の溶媒
にＩｎＰを飽和させた溶液を用いれば良い。即ち、Ｚ＜
０．４ の溶液では、ＩｎＰ基板表面から燐が抜け出し
、劣化するのが観察された。しかし、Ｚ≧０．４ の溶
液については、劣化は全く認められなかった。
１．３〜１．５ μｍ のＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ
Ｐ１−ｙ結晶を成長温度６５０〜７００℃で歩留り良
く、安定して成長するために、ＩｎＰ飽和のＳｎ溶液に
限定されず、Ｉｎ１−ｚＳｎｚ （Ｚ≧０．４）の溶媒
にＩｎＰを飽和させた溶液を用いれば良い。即ち、Ｚ＜
０．４ の溶液では、ＩｎＰ基板表面から燐が抜け出し
、劣化するのが観察された。しかし、Ｚ≧０．４ の溶
液については、劣化は全く認められなかった。
【００１６】
【実施例】面発光型ダイオードを構成する各層は、Ｉｎ
Ｐ系結晶成分を過剰に仕込んだ成長用飽和溶液に基板を
接触させて成長する方法（二層溶液法）により成長させ
た。成長装置は、図４に示した横型ボート式成長装置を
用いた。各層の溶液組成は、熱力学より求められる液相
線で決定した。活性層の成長温度は、６６０℃並びに６
３０℃に設定し、成長中の冷却速度を０．０９℃とし、
±０．１ ℃の範囲で成長温度を制御した。なお、いず
れの場合も、ＩｎＰ基板を原料溶液に接触させるまでの
間、ＩｎＰ／Ｉｎ０．１Ｓｎ０．９溶液を用いて、Ｉｎ
Ｐ基板表面に燐蒸気を供給した。
Ｐ系結晶成分を過剰に仕込んだ成長用飽和溶液に基板を
接触させて成長する方法（二層溶液法）により成長させ
た。成長装置は、図４に示した横型ボート式成長装置を
用いた。各層の溶液組成は、熱力学より求められる液相
線で決定した。活性層の成長温度は、６６０℃並びに６
３０℃に設定し、成長中の冷却速度を０．０９℃とし、
±０．１ ℃の範囲で成長温度を制御した。なお、いず
れの場合も、ＩｎＰ基板を原料溶液に接触させるまでの
間、ＩｎＰ／Ｉｎ０．１Ｓｎ０．９溶液を用いて、Ｉｎ
Ｐ基板表面に燐蒸気を供給した。
【００１７】その結果、厚さ３５０μｍ のＳドープＩ
ｎＰ基板の上に厚さ７μｍ のＳｎドープＩｎＰクラッ
ド層、厚さ １．５μｍ のＺｎドープＩｎＧａＡｓＰ
活性層（バンドギャップ波長が１．３５μｍ）、厚さ１
μｍ のＺｎドープＩｎＰクラッド層、厚さ１μｍ の
ＺｎドープＩｎＧａＡｓＰコンタクト層（バンドギャッ
プ波長が１．１５μｍ）を順次形成することができた。 これらの２種類のウエハを用いて面発光型発光ダイオー
ドを作製し、ダイオードのスペクトル半値幅を測定した
ところ、図１のフォトルミネッセンススペクトル半値幅
の測定結果と同様に６３０℃のウエハから作製したダイ
オードは、６６０℃のダイオードに比べて、半値幅が４
０％程度幅広いものしか得られなかった。
ｎＰ基板の上に厚さ７μｍ のＳｎドープＩｎＰクラッ
ド層、厚さ １．５μｍ のＺｎドープＩｎＧａＡｓＰ
活性層（バンドギャップ波長が１．３５μｍ）、厚さ１
μｍ のＺｎドープＩｎＰクラッド層、厚さ１μｍ の
ＺｎドープＩｎＧａＡｓＰコンタクト層（バンドギャッ
プ波長が１．１５μｍ）を順次形成することができた。 これらの２種類のウエハを用いて面発光型発光ダイオー
ドを作製し、ダイオードのスペクトル半値幅を測定した
ところ、図１のフォトルミネッセンススペクトル半値幅
の測定結果と同様に６３０℃のウエハから作製したダイ
オードは、６６０℃のダイオードに比べて、半値幅が４
０％程度幅広いものしか得られなかった。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、室温で格子定数がＩｎＰ基板と０．１ ％以内で
整合し、かつ、バンドギャップ波長が １．３〜１．５
μｍ の範囲にあるように定められ、 ０．５μｍ
以上の厚さを有するＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１
−ｙ結晶を、ＩｎＰ基板上に安定して液相エピタキシャ
ル成長することができ、高品質で高信頼性を有する発光
素子及び受光素子を容易に作製することができるように
なった。
より、室温で格子定数がＩｎＰ基板と０．１ ％以内で
整合し、かつ、バンドギャップ波長が １．３〜１．５
μｍ の範囲にあるように定められ、 ０．５μｍ
以上の厚さを有するＩｎ１−ｘ Ｇａｘ Ａｓｙ Ｐ１
−ｙ結晶を、ＩｎＰ基板上に安定して液相エピタキシャ
ル成長することができ、高品質で高信頼性を有する発光
素子及び受光素子を容易に作製することができるように
なった。
【００１９】
【図１】２種類の成長温度（６３０℃、６６０℃）でＩ
ｎＰ基板と格子整合し、かつ、厚さが ０．５μｍ 以
上となる様に成長したＩｎＧａＡｓＰ結晶のスペクトル
半値幅の測定値を示したグラフである。
ｎＰ基板と格子整合し、かつ、厚さが ０．５μｍ 以
上となる様に成長したＩｎＧａＡｓＰ結晶のスペクトル
半値幅の測定値を示したグラフである。
【図２】面発光型発光ダイオードの断面構造を示した図
である。
である。
【図３】熱力学の理論計算から求めた結晶成長の不安定
領域を示した図である。
領域を示した図である。
【図４】実施例で使用した横型ボート式液相エピタキシ
ャル成長装置の概念図である。
ャル成長装置の概念図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 室温において、格子定数がＩｎＰ基板
と０．１ ％以内で整合し、かつ、バンドギャップ波長
が １．３〜１．５ μｍ の範囲にあるように定めら
れ、０．５ μｍ 以上の厚さを有するＩｎ１−ｘ Ｇ
ａｘ Ａｓｙ Ｐ１−ｙ結晶をＩｎＰ基板上に液相エピ
タキシャル成長する方法において、６５０〜７００℃の
成長温度範囲で原料溶液とＩｎＰ基板と接触させ、かつ
、毎分０．０９±０．０１℃の冷却速度で冷却すること
を特徴とするＩｎＰ系半導体の液相エピタキシャル成長
方法。 - 【請求項２】 原料溶液の温度制御を温度プロファイ
ルに対し、±０．１ ℃以内で制御してＩｎＰ基板と接
触させることを特徴とする請求項１記載のＩｎＰ系半導
体の液相エピタキシャル成長方法。 - 【請求項３】 ＩｎＰ基板を原料溶液と接触させるま
で、ＩｎＰ基板表面にＩｎＰ／Ｉｎ１−ｚＳｎｚ （Ｚ
≧０．４）溶液から発生する燐蒸気をもたらすことを特
徴とする請求項１又は２記載のＩｎＰ系半導体の液相エ
ピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2410120A JPH04215422A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | ＩｎＰ系半導体の液相エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2410120A JPH04215422A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | ＩｎＰ系半導体の液相エピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215422A true JPH04215422A (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=18519336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2410120A Pending JPH04215422A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | ＩｎＰ系半導体の液相エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04215422A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020196735A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
| JP2020167223A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
| CN113646907A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-11-12 | 优志旺电机株式会社 | 红外led元件 |
-
1990
- 1990-12-13 JP JP2410120A patent/JPH04215422A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020196735A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
| JP2020167219A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
| JP2020167223A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
| TWI721841B (zh) * | 2019-03-28 | 2021-03-11 | 日商牛尾電機股份有限公司 | 紅外線ｌｅｄ元件 |
| CN113632248A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-11-09 | 优志旺电机株式会社 | 红外led元件 |
| CN113646907A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-11-12 | 优志旺电机株式会社 | 红外led元件 |
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