JPH0465036B2 - - Google Patents
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- JPH0465036B2 JPH0465036B2 JP59008219A JP821984A JPH0465036B2 JP H0465036 B2 JPH0465036 B2 JP H0465036B2 JP 59008219 A JP59008219 A JP 59008219A JP 821984 A JP821984 A JP 821984A JP H0465036 B2 JPH0465036 B2 JP H0465036B2
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高輝度の発光ダイオードの製造に適し
たりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハ
に関する。
たりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハ
に関する。
りん化ひ化ガリウム、すなわち、GaAs1-xPx混
晶エピタキシヤルウエハは黄色、橙色その他
560nmより長波長側の可視光の発光ダイオードの
製造に適する。
晶エピタキシヤルウエハは黄色、橙色その他
560nmより長波長側の可視光の発光ダイオードの
製造に適する。
かかる混晶エピタキシヤルウエハはGaP、
GaAs、Si、Ge等の単結晶基板上に上記混晶をエ
ピタキシヤル成長させて製造される。しかしなが
ら、この場合、基板に用いられる単結晶と上記
GaAs1-xPx混晶とは格子定数が異なるので、それ
に伴なう転位その他の結晶欠陥の発生を防止する
目的で、基板と所望の混晶率を有する混晶率一定
層の間に混晶率変化層が設けられる。これは第１
図に示したGaAs1-xPx混晶エピタキシヤルウエハ
の縦断面模型図によつて説明する。
GaAs、Si、Ge等の単結晶基板上に上記混晶をエ
ピタキシヤル成長させて製造される。しかしなが
ら、この場合、基板に用いられる単結晶と上記
GaAs1-xPx混晶とは格子定数が異なるので、それ
に伴なう転位その他の結晶欠陥の発生を防止する
目的で、基板と所望の混晶率を有する混晶率一定
層の間に混晶率変化層が設けられる。これは第１
図に示したGaAs1-xPx混晶エピタキシヤルウエハ
の縦断面模型図によつて説明する。
なお、本明細書において、混晶率とはりん化ひ
化ガリウムをGaAs1-xPx（０＜ｘ＜１）と表わし
た場合のｘの値をいう。
化ガリウムをGaAs1-xPx（０＜ｘ＜１）と表わし
た場合のｘの値をいう。
第１図において、１は単結晶基板、２は基板１
上に形成された混晶率変化層、３は混晶率一定層
である。単結晶基板１としてGaPを用いた場合、
混晶率変化層２の混晶率はGaPからGaAs1-xPxま
で、すなわち、ｘが１から所望のｘの値まで徐々
に変化させる。
上に形成された混晶率変化層、３は混晶率一定層
である。単結晶基板１としてGaPを用いた場合、
混晶率変化層２の混晶率はGaPからGaAs1-xPxま
で、すなわち、ｘが１から所望のｘの値まで徐々
に変化させる。
従来、りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤル
ウエハの混晶率変化層２における混晶率ｘの厚さ
に対する変化率、すなわち、△ｘ／△ｌ（△ｌ；
厚さ、△ｘ；混晶率の変化量）は一定とするのが
一般的であつた。
ウエハの混晶率変化層２における混晶率ｘの厚さ
に対する変化率、すなわち、△ｘ／△ｌ（△ｌ；
厚さ、△ｘ；混晶率の変化量）は一定とするのが
一般的であつた。
本発明者等は、りん化ひ化ガリウム混晶エピタ
キシヤルウエハを用いた発光ダイオードの輝度を
さらに向上させることを目的として鋭意研究を重
ねた結果、混晶率変化層２の基板１に接する側の
△ｘ／△ｌを混晶率変化層２の全領域における△
ｘ／△ｌの平均値よりも小さくし、かつ、層２内
に混晶率一定層を少なくとも１つ形成することよ
り、発光ダイオード輝度低下の原因となる各種の
結晶欠陥を減少できることを見出し本発明に到達
したものである。本発明の上記の目的は単結晶基
板１、上記基板１上に形成されたりん化ひ化ガリ
ウム混晶率変化層２、及び上記層２上に形成され
たりん化ひ化ガリウム混晶率一定層３からなるり
ん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハにお
いて、層２が、混晶率が一定の層を少なくとも１
つ該層中に有し、かつ、基板１と層２の界面から
層２の全厚みの1/10から3/4の厚さに相当する領
域における上記混晶率の厚さに対する変化率が、
層２の全領域における上記混晶率の厚さに対する
変化率の平均値よりも小さいウエハによつて達せ
られる。混晶率変化層２の全領域における平均値
とは、層２と基板１との界面近傍におけるｘの値
と層２と層３との界面近傍におけるｘの値の差△
ｘを層２の全厚さで除した値をいう。単結晶基板
１としてGaPまたはGaAsが好ましく、Siまたは
Geも用いることができる。基板１の面方位は
｛100｝面または｛100｝面に対して10゜以内の傾き
を有する面が好ましい。層２は基板１上に形成さ
れる。層２の厚さは30〜100μmが好ましい。層２
の混晶率は基板１と適合する混晶率から層３の混
晶率まで徐徐に変化させる。本発明に係るエピタ
キシヤルウエハにおいては、混晶率の厚さに対す
る変化率△ｘ／△ｌを層２の成長の初期、すなわ
ち、基板１に近い領域で小さく、層３に近い領域
では大とする。すなわち、基板１と層２との界面
から、層２の全厚さの1/10〜3/4の厚さに相当す
る領域好ましくは1/3〜1/2に相当する領域におけ
る△ｘ／△ｌを層２における△ｘ／△ｌの平均値
よりも小さい値、好ましくは上記平均値の3/4〜
１／１０、よりも好ましくは3/4〜5/10の値にする。
上記変化率を小さくする領域が、層２の全厚みの
１／１０未満であつても、また3/4を超えても本発明
の効果が発揮されないので好ましくない。
キシヤルウエハを用いた発光ダイオードの輝度を
さらに向上させることを目的として鋭意研究を重
ねた結果、混晶率変化層２の基板１に接する側の
△ｘ／△ｌを混晶率変化層２の全領域における△
ｘ／△ｌの平均値よりも小さくし、かつ、層２内
に混晶率一定層を少なくとも１つ形成することよ
り、発光ダイオード輝度低下の原因となる各種の
結晶欠陥を減少できることを見出し本発明に到達
したものである。本発明の上記の目的は単結晶基
板１、上記基板１上に形成されたりん化ひ化ガリ
ウム混晶率変化層２、及び上記層２上に形成され
たりん化ひ化ガリウム混晶率一定層３からなるり
ん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハにお
いて、層２が、混晶率が一定の層を少なくとも１
つ該層中に有し、かつ、基板１と層２の界面から
層２の全厚みの1/10から3/4の厚さに相当する領
域における上記混晶率の厚さに対する変化率が、
層２の全領域における上記混晶率の厚さに対する
変化率の平均値よりも小さいウエハによつて達せ
られる。混晶率変化層２の全領域における平均値
とは、層２と基板１との界面近傍におけるｘの値
と層２と層３との界面近傍におけるｘの値の差△
ｘを層２の全厚さで除した値をいう。単結晶基板
１としてGaPまたはGaAsが好ましく、Siまたは
Geも用いることができる。基板１の面方位は
｛100｝面または｛100｝面に対して10゜以内の傾き
を有する面が好ましい。層２は基板１上に形成さ
れる。層２の厚さは30〜100μmが好ましい。層２
の混晶率は基板１と適合する混晶率から層３の混
晶率まで徐徐に変化させる。本発明に係るエピタ
キシヤルウエハにおいては、混晶率の厚さに対す
る変化率△ｘ／△ｌを層２の成長の初期、すなわ
ち、基板１に近い領域で小さく、層３に近い領域
では大とする。すなわち、基板１と層２との界面
から、層２の全厚さの1/10〜3/4の厚さに相当す
る領域好ましくは1/3〜1/2に相当する領域におけ
る△ｘ／△ｌを層２における△ｘ／△ｌの平均値
よりも小さい値、好ましくは上記平均値の3/4〜
１／１０、よりも好ましくは3/4〜5/10の値にする。
上記変化率を小さくする領域が、層２の全厚みの
１／１０未満であつても、また3/4を超えても本発明
の効果が発揮されないので好ましくない。
層２上に形成される層３の混晶率は所望の発光
波長によつて決定される。例えば、橙色発光ダイ
オード用のエピウエハを製造する場合はｘ＝0.65
で一定である層を形成する。層３中にpn接合が
形成される。混晶率ｘが0.45以上であるりん化ひ
化ガリウムは間接遷移型であるので必要に応じて
アイソエレクトロニツクトラツプとして窒素をド
ープするのが好ましい。層３の厚さは50〜100μm
程度が好ましい。層２及び層３は、通気は気相成
長方法によつて形成される。層２における混晶率
の変化は段階的、すなわち、層２中に少なくとも
１つ混晶率一定の層を形成するのがよい。段階的
に行なう場合は特開昭56−96384号公報記載の方
法によるのが好ましい。
波長によつて決定される。例えば、橙色発光ダイ
オード用のエピウエハを製造する場合はｘ＝0.65
で一定である層を形成する。層３中にpn接合が
形成される。混晶率ｘが0.45以上であるりん化ひ
化ガリウムは間接遷移型であるので必要に応じて
アイソエレクトロニツクトラツプとして窒素をド
ープするのが好ましい。層３の厚さは50〜100μm
程度が好ましい。層２及び層３は、通気は気相成
長方法によつて形成される。層２における混晶率
の変化は段階的、すなわち、層２中に少なくとも
１つ混晶率一定の層を形成するのがよい。段階的
に行なう場合は特開昭56−96384号公報記載の方
法によるのが好ましい。
本発明に係るエピタキシヤルウエハを用いて製
造した発光ダイオードの輝度は、従来の発光タイ
オード、すなわち、混晶率の厚さに対する変化率
を一定にし、かつ、混晶率を連続的に変化させた
発光ダイオードに比較して1.8倍またはそれ以上
の高輝度である。
造した発光ダイオードの輝度は、従来の発光タイ
オード、すなわち、混晶率の厚さに対する変化率
を一定にし、かつ、混晶率を連続的に変化させた
発光ダイオードに比較して1.8倍またはそれ以上
の高輝度である。
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
実施例
ｎ型不純物として硫黄(S)が２×1017原子個／cm3
添加され、結晶学的面方位が（100）面より＜110
＞方向に約6゜偏位した面を有するGaP単結晶基板
を用意した。GaPは単結晶基板は、初め約360μm
の厚さであつたが、有機溶媒による脱脂工程に引
き続いた機械−化学的研磨（Mechahical−
Chemical Polishing）処理により、270μmの厚
さとなつた。
添加され、結晶学的面方位が（100）面より＜110
＞方向に約6゜偏位した面を有するGaP単結晶基板
を用意した。GaPは単結晶基板は、初め約360μm
の厚さであつたが、有機溶媒による脱脂工程に引
き続いた機械−化学的研磨（Mechahical−
Chemical Polishing）処理により、270μmの厚
さとなつた。
次に内径70mm、長さ100cmの水平型石英エピタ
キシヤル・リアクター内の所定の場所にそれぞれ
前記研磨済みGaP単結晶基板並びに高純度Ga入
り石英ボートをセツトした。エピタキシヤル・リ
アクター内にアルゴン（Ar）を導入し、空気を
充分置換除去し、次に、キヤリヤーガスとしての
高純度水素ガス（H2）を毎分2500cc導入し、Ar
の流れを止め昇温工程に入つた。前記Ga入り石
英ボートセツト領域並びにGaP単結晶基板セツト
領域の温度がそれぞれ760℃並びに950℃に保持さ
れていることを確認後、橙色発光ダイオード用エ
ピタキシヤル多層膜GaAs0.35P0.65の気相成長を開
始した。
キシヤル・リアクター内の所定の場所にそれぞれ
前記研磨済みGaP単結晶基板並びに高純度Ga入
り石英ボートをセツトした。エピタキシヤル・リ
アクター内にアルゴン（Ar）を導入し、空気を
充分置換除去し、次に、キヤリヤーガスとしての
高純度水素ガス（H2）を毎分2500cc導入し、Ar
の流れを止め昇温工程に入つた。前記Ga入り石
英ボートセツト領域並びにGaP単結晶基板セツト
領域の温度がそれぞれ760℃並びに950℃に保持さ
れていることを確認後、橙色発光ダイオード用エ
ピタキシヤル多層膜GaAs0.35P0.65の気相成長を開
始した。
気相成長開始時より、濃度30ppmに窒素ガスで
希釈したｎ型不純物である硫化水素（H2S）を毎
分10c.c.導入し、一方族成分として高純度塩化水
素ガス（HCl）を毎分40c.c.導入し、Gaと反応さ
せることにより、ほゞ100％GaClに変換生成さ
せ、他方H2で希釈された濃度12％の燐化水素
（PH3）を毎分220c.c.導入し、初めの10分間は成長
温度（基板温度に相当）を950℃に保持しつゝ、
GaP単結晶基板上にGaPエピタキシヤル層を形成
し、引続き10分間各ガスの流量を変える事なく、
成長温度のみ950℃から930℃まで徐々に降下させ
つゝGaPエピタキシヤル層を形成した。（以上を
第１層とする。） 次の20分間は、成長温度を930℃一定に保持し
つゝ、H2で希釈された濃度12％の砒化水素
（AsH3）を毎分０c.c.より20c.c.まで徐々に導入し、
上記各ガス流と共に第２のGaAs1-xPxエピタキシ
ヤル層を第１のエピタキシヤル層上に形成した。
希釈したｎ型不純物である硫化水素（H2S）を毎
分10c.c.導入し、一方族成分として高純度塩化水
素ガス（HCl）を毎分40c.c.導入し、Gaと反応さ
せることにより、ほゞ100％GaClに変換生成さ
せ、他方H2で希釈された濃度12％の燐化水素
（PH3）を毎分220c.c.導入し、初めの10分間は成長
温度（基板温度に相当）を950℃に保持しつゝ、
GaP単結晶基板上にGaPエピタキシヤル層を形成
し、引続き10分間各ガスの流量を変える事なく、
成長温度のみ950℃から930℃まで徐々に降下させ
つゝGaPエピタキシヤル層を形成した。（以上を
第１層とする。） 次の20分間は、成長温度を930℃一定に保持し
つゝ、H2で希釈された濃度12％の砒化水素
（AsH3）を毎分０c.c.より20c.c.まで徐々に導入し、
上記各ガス流と共に第２のGaAs1-xPxエピタキシ
ヤル層を第１のエピタキシヤル層上に形成した。
次の10分間は、各ガスの流量を変える事なく、
即ち、H2，H2S，HCl，PH3並びにAsH3をそれ
ぞれ毎分2500c.c.、10c.c.、40c.c.、220c.c.並びに20c
.c.
導入しつゝ、成長温度を930℃より910℃まで徐々
に降下させ、第３のGaAs1-xPxエピタキシヤル層
を、第２のエピタキシヤル層上に形成した。
即ち、H2，H2S，HCl，PH3並びにAsH3をそれ
ぞれ毎分2500c.c.、10c.c.、40c.c.、220c.c.並びに20c
.c.
導入しつゝ、成長温度を930℃より910℃まで徐々
に降下させ、第３のGaAs1-xPxエピタキシヤル層
を、第２のエピタキシヤル層上に形成した。
次の20分間は、成長温度を910℃一定に保持し、
更に、H2，H2S，HCl並びにPH3の流量をそれぞ
れ毎分2500c.c.、10c.c.、40c.c.並びに220c.c.一定に
保
持し、AsH3の流量のみを毎分20c.c.から60c.c.まで
徐々に増加させつゝ、第４のGaAs1-xPxエピタ
キシヤル層を、第３のエピタキシヤル層上に形成
した。次の10分間は、H2，H2S，HCl，PH3並び
にAsH3の流量を、それぞれ毎分2500c.c.、10c.c.、
40c.c.、220c.c.並びに60c.c.一定に保持しつゝ、成長
温度を910℃より890℃まで徐々に降下させつゝ、
第５のGaAs1-xPxエピタキシヤル層を第４のエピ
タキシヤル層上に形成した。
更に、H2，H2S，HCl並びにPH3の流量をそれぞ
れ毎分2500c.c.、10c.c.、40c.c.並びに220c.c.一定に
保
持し、AsH3の流量のみを毎分20c.c.から60c.c.まで
徐々に増加させつゝ、第４のGaAs1-xPxエピタ
キシヤル層を、第３のエピタキシヤル層上に形成
した。次の10分間は、H2，H2S，HCl，PH3並び
にAsH3の流量を、それぞれ毎分2500c.c.、10c.c.、
40c.c.、220c.c.並びに60c.c.一定に保持しつゝ、成長
温度を910℃より890℃まで徐々に降下させつゝ、
第５のGaAs1-xPxエピタキシヤル層を第４のエピ
タキシヤル層上に形成した。
次の20分間は、H2，H2S，HCl並びにPH3の流
量をそれぞれ毎分2500c.c.、10c.c.、40c.c.並びに220
c.c.一定に保持し、又、成長温度も890℃一定に保
持しつゝ、AsH3の流量のみ毎分60c.c.より120c.c.
まで徐々に増加させ、第６のGaAs1-xPxエピタキ
シヤル層を、第５のエピタキシヤル層上に形成し
た。
量をそれぞれ毎分2500c.c.、10c.c.、40c.c.並びに220
c.c.一定に保持し、又、成長温度も890℃一定に保
持しつゝ、AsH3の流量のみ毎分60c.c.より120c.c.
まで徐々に増加させ、第６のGaAs1-xPxエピタキ
シヤル層を、第５のエピタキシヤル層上に形成し
た。
次の40分間は、H2，H2S，HCl，PH3並びに
AsH3の流量を毎分それぞれ、2500c.c.、10c.c.、40
c.c.、220c.c.並びに120c.c.一定とし、更に成長温度を
890℃一定に保持し、第７のGaAs0.35P0.65エピタ
キシヤル層を、第６のエピタキシヤル層上に形成
した。
AsH3の流量を毎分それぞれ、2500c.c.、10c.c.、40
c.c.、220c.c.並びに120c.c.一定とし、更に成長温度を
890℃一定に保持し、第７のGaAs0.35P0.65エピタ
キシヤル層を、第６のエピタキシヤル層上に形成
した。
最終の40分間は、第７のエピタキシヤル層形成
条件に加え、新らたに高純度NH3ガスを毎分200
c.c.導入し、窒素(N)をアイソ・エレクトロニツク・
トラツプとしてドープした第８のGaAs1-xPxエピ
タキシヤル層を第７のエピタキシヤル層上に形成
し、エピタキシヤルウエハの全形成工程を終了し
た。
条件に加え、新らたに高純度NH3ガスを毎分200
c.c.導入し、窒素(N)をアイソ・エレクトロニツク・
トラツプとしてドープした第８のGaAs1-xPxエピ
タキシヤル層を第７のエピタキシヤル層上に形成
し、エピタキシヤルウエハの全形成工程を終了し
た。
上記エピタキシヤルウエハにおいては第１から
第６のエピタキシヤル層までが混晶率変化層（第
１図における層２）であつてその全厚みは
42.4μm、最初の30.3μmの領域での混晶率の変化
率は平均の変化率の7/10であつた。
第６のエピタキシヤル層までが混晶率変化層（第
１図における層２）であつてその全厚みは
42.4μm、最初の30.3μmの領域での混晶率の変化
率は平均の変化率の7/10であつた。
また、第７及び第８のエピタキシヤル層が混晶
率一定層（第１図層３）であつて、その厚みは
43.4μm、混晶率ｘは0.65であつた。
率一定層（第１図層３）であつて、その厚みは
43.4μm、混晶率ｘは0.65であつた。
又、ｎ型キヤリヤー濃度は、第１乃至第７のエ
ピタキシヤル層領域で概ね６×1016cm-3、窒素が
添加された第８のエピタキシヤル層領域で、2.4
×1016cm-3であつた。次に上述のエピタキシヤル
膜を有したエピタキシヤル層・ウエハーを用い、
橙色発光ダイオードを作成し、輝度値を実測し
た。
ピタキシヤル層領域で概ね６×1016cm-3、窒素が
添加された第８のエピタキシヤル層領域で、2.4
×1016cm-3であつた。次に上述のエピタキシヤル
膜を有したエピタキシヤル層・ウエハーを用い、
橙色発光ダイオードを作成し、輝度値を実測し
た。
即ち、該エピタキシヤルウエハをｐ形不純物と
しての砒化亜鉛ZnAs225mgと共に高純度石英アン
プル中に真空封入し、温度720℃で不純物拡散を
行つた。得られたpn接合深さは表面より4.3μmで
あつた。次に、得られたエピタキシヤルウエハ
を、裏面（基板）研磨工程、電極形成工程、ワイ
ヤー・ボンデイング工程等一連のデバイス製作ラ
インに投入し、橙色発光ダイオード・チツプを作
成した。
しての砒化亜鉛ZnAs225mgと共に高純度石英アン
プル中に真空封入し、温度720℃で不純物拡散を
行つた。得られたpn接合深さは表面より4.3μmで
あつた。次に、得られたエピタキシヤルウエハ
を、裏面（基板）研磨工程、電極形成工程、ワイ
ヤー・ボンデイング工程等一連のデバイス製作ラ
インに投入し、橙色発光ダイオード・チツプを作
成した。
次に、該発光ダイオード・チツプ（チツプ面積
寸法及びpn接合面積寸法は、共に500μm×500μm
角）に対し、直流電流密度10A／cm2の電流を通電
し、該チツプにエポキシ樹脂コート無しの条件下
で、輝度値を測定した。
寸法及びpn接合面積寸法は、共に500μm×500μm
角）に対し、直流電流密度10A／cm2の電流を通電
し、該チツプにエポキシ樹脂コート無しの条件下
で、輝度値を測定した。
その結果、尖頭発光波長平均632nmで、輝度値
が平均5200Ft・Ｌであり、従来品の約1.8倍と極
めて優れた高輝度値を本発明品が有している事が
判明した。
が平均5200Ft・Ｌであり、従来品の約1.8倍と極
めて優れた高輝度値を本発明品が有している事が
判明した。
比較例
（GaAs0.6P0.4エピタキシヤルウエハの製造）
ｎ型不純物としてシリコン（Si）が1.0×1018原
子個／cm添加され、結晶学的面方位が（001）面
より〔１10〕方向に2゜±0.5゜偏位した面を有する
単結晶基板を用意した。GaAs単結晶基板は初め
410μmの厚さであつたが有機溶剤による脱脂工程
に引き続き、機械−化学的研磨処理により360μm
の厚さとなつた。
子個／cm添加され、結晶学的面方位が（001）面
より〔１10〕方向に2゜±0.5゜偏位した面を有する
単結晶基板を用意した。GaAs単結晶基板は初め
410μmの厚さであつたが有機溶剤による脱脂工程
に引き続き、機械−化学的研磨処理により360μm
の厚さとなつた。
次に内径70mm、長さ1000mmの水平型石英エピタ
キシヤルリアクター内の所定の場所にそれぞれ前
記研磨済みのGaAs単結晶基板及び高純度Ga入り
石英ボートをセツトした。エピタキシヤルリアク
ター内にアルゴン（Ar）を導入し、空気を充分
置換除去し、次に、キヤリアーガスとしての高純
度水素ガス（H2）を毎分2500c.c.導入し、Arの流
れを止め昇温工程に入つた。前記Ga入り石英ボ
ートセツト領域及びGaAs単結晶基板セツト領域
の温度がそれぞれ830℃及び750℃に保持されてい
る事を確認後、GaAs0.6P0.4エピタキシヤル膜の
気相成長を開始した。
キシヤルリアクター内の所定の場所にそれぞれ前
記研磨済みのGaAs単結晶基板及び高純度Ga入り
石英ボートをセツトした。エピタキシヤルリアク
ター内にアルゴン（Ar）を導入し、空気を充分
置換除去し、次に、キヤリアーガスとしての高純
度水素ガス（H2）を毎分2500c.c.導入し、Arの流
れを止め昇温工程に入つた。前記Ga入り石英ボ
ートセツト領域及びGaAs単結晶基板セツト領域
の温度がそれぞれ830℃及び750℃に保持されてい
る事を確認後、GaAs0.6P0.4エピタキシヤル膜の
気相成長を開始した。
まずGaAs0.6P0.4エピタキシヤル層の形成に先
立ち、侵蝕性気体である高純度塩化水素ガス
（HCl）を毎分90c.c.と大量に５分間導入し、上記
GaAs単結晶基板表面を侵蝕した。次に上記基板
侵蝕用HClの供給を止め、GaAs0.6P0.4エピタキ
シヤル層の形成を図つた。
立ち、侵蝕性気体である高純度塩化水素ガス
（HCl）を毎分90c.c.と大量に５分間導入し、上記
GaAs単結晶基板表面を侵蝕した。次に上記基板
侵蝕用HClの供給を止め、GaAs0.6P0.4エピタキ
シヤル層の形成を図つた。
即ち、H2ガスで濃度10ppmに希釈したジエチ
ル・テルル｛（C2H5）2Te｝ガスを毎分15c.c.導入
し、上記基板侵蝕用気体流（HCl）とほぼ同一方
向に、エピタキシヤル層形成用第ｂ族成分気体
としてHClを毎分18c.c.石英ボート中のGaに導入
し、Gaと反応させることによりGaClを生成さ
せ、他方エピタキシヤル層形成用第ｂ族成分気
体としてH2で希釈した濃度10％のひ化水素
（AsH3）の流量を初めの53分間、毎分336c.c.より
304c.c.に連続的に減少させ、また、同時に、H2で
濃度10％に希釈したPH3の流量を毎分０c.c.から32
c.c.まで連続的に増加させた。次の27分間はAsH3
の流量を毎分304c.c.から252c.c.に連続的に減少さ
せ、PH3の流量を毎分32c.c.から80c.c.に連続的に増
加させGaAs1-xPx混晶率変化層（ｘが０から0.4
まで徐々に増大するエピタキシヤル層）を形成
し、以後GaAs1-xPx（ｘ＝0.4）組成一定層の形成
に移行した。即ち次の60分間は上記
（C2H5）2Te，Gaに接触させるHCl，AsH3及び
PH3をそれぞれ15c.c.、18c.c.、252c.c.及び80c.c.と一
定量導入しながらGaAs0.6P0.4組成一定層を成長
させたエピタキシヤルウエハーの形成を終了し
た。
ル・テルル｛（C2H5）2Te｝ガスを毎分15c.c.導入
し、上記基板侵蝕用気体流（HCl）とほぼ同一方
向に、エピタキシヤル層形成用第ｂ族成分気体
としてHClを毎分18c.c.石英ボート中のGaに導入
し、Gaと反応させることによりGaClを生成さ
せ、他方エピタキシヤル層形成用第ｂ族成分気
体としてH2で希釈した濃度10％のひ化水素
（AsH3）の流量を初めの53分間、毎分336c.c.より
304c.c.に連続的に減少させ、また、同時に、H2で
濃度10％に希釈したPH3の流量を毎分０c.c.から32
c.c.まで連続的に増加させた。次の27分間はAsH3
の流量を毎分304c.c.から252c.c.に連続的に減少さ
せ、PH3の流量を毎分32c.c.から80c.c.に連続的に増
加させGaAs1-xPx混晶率変化層（ｘが０から0.4
まで徐々に増大するエピタキシヤル層）を形成
し、以後GaAs1-xPx（ｘ＝0.4）組成一定層の形成
に移行した。即ち次の60分間は上記
（C2H5）2Te，Gaに接触させるHCl，AsH3及び
PH3をそれぞれ15c.c.、18c.c.、252c.c.及び80c.c.と一
定量導入しながらGaAs0.6P0.4組成一定層を成長
させたエピタキシヤルウエハーの形成を終了し
た。
得られたGaAs0.6P0.4混晶エピタキシヤルウエ
ハの混晶率変化層の全厚みは平均30μm、また、
最初の19.9μmの領域での混晶率の変化率は平均
の変化率の57％であつた。
ハの混晶率変化層の全厚みは平均30μm、また、
最初の19.9μmの領域での混晶率の変化率は平均
の変化率の57％であつた。
得られたGaAs0.6P0.4混晶エピタキシヤルウエ
ハを用いて実施例１と同様にして発光ダイオード
を作製した。尖頭発光波長655nm輝度はエポキシ
コートなし、直流電流密度10A／cm2、発光部直径
331μmで1200Ft・Ｌであつて、従来の発光ダイオ
ードの1.5倍であつた。
ハを用いて実施例１と同様にして発光ダイオード
を作製した。尖頭発光波長655nm輝度はエポキシ
コートなし、直流電流密度10A／cm2、発光部直径
331μmで1200Ft・Ｌであつて、従来の発光ダイオ
ードの1.5倍であつた。
第１図はGaAs1-xPx混晶エピタキシヤルウエハ
の縦断面模型図である。 １……単結晶基板、２……混晶率変化層、３…
…混晶率一定層。
の縦断面模型図である。 １……単結晶基板、２……混晶率変化層、３…
…混晶率一定層。
Claims (1)
- １ 単結晶基板１、上記基板１上に形成されたり
ん化ひ化ガリウム混晶率変化層２、及び上記層２
上に形成されたりん化ひ化ガリウム混晶率一定層
３からなるりん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤ
ルウエハにおいて、層２が、混晶率が一定の層を
少なくとも１つ該層中に有し、かつ、基板１と層
２の界面から層２の全厚みの1/10から3/4の厚さ
に相当する領域における上記混晶率の厚さに対す
る変化率が、層２の全領域における上記混晶率の
厚さに対する変化率の平均値よりも小さいことを
特徴とするウエハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59008219A JPS60155598A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59008219A JPS60155598A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155598A JPS60155598A (ja) | 1985-08-15 |
| JPH0465036B2 true JPH0465036B2 (ja) | 1992-10-16 |
Family
ID=11687091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59008219A Granted JPS60155598A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155598A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5117375A (en) * | 1974-08-03 | 1976-02-12 | Daiichi Lace Kk | Setsuchakushinjino seizohoho |
-
1984
- 1984-01-20 JP JP59008219A patent/JPS60155598A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60155598A (ja) | 1985-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |