JPH0578196B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0578196B2 JPH0578196B2 JP15152183A JP15152183A JPH0578196B2 JP H0578196 B2 JPH0578196 B2 JP H0578196B2 JP 15152183 A JP15152183 A JP 15152183A JP 15152183 A JP15152183 A JP 15152183A JP H0578196 B2 JPH0578196 B2 JP H0578196B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- hole
- ohmic electrode
- crystal
- Prior art date
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は光通信用の光源として用いる発光素
子の製造方法に関する。
子の製造方法に関する。
〔従来技術とその問題点〕
GaAs及びGaAlAsを用いてダブルヘテロ接合
型の発光素子はこれまでに数多くの発表がなされ
ている。その中でも特に発光素子内に流れる電流
路を絞り、電流密度を増すことによつて点光源に
近く且つ高輝度の得られる光源開発が最近強く求
められている。例えば雑誌IEEE Transactions
on Components Hybrid And Manufactuing
Technology、VOL CHMT−３ NO4 Dec、
1980に第１図に示すような構造の発光素子が発表
されている。しかしながらこのような最新技術の
製造方法に関しては企業秘密となる場合が多く、
一般的には公開されないのが通例である。前記の
雑誌に示された発光素子の構造を第１図に示す。
第１図においてｐ型GaAs基板１上にｎ型GaAs
層２が成長されており、このｎ型GaAs層に穴部
３が設けられており、その上にｐ型GaAlAsクラ
ツド層４、ｐ型GaAlAs活性層５、ｎ型GaAlAs
クラツド層６、ｎ型GaAsキヤツプ層７、が設け
られている。そして光取り出し窓には窒化シリコ
ン膜８が設けられ、主面及び裏面にオーム性電極
９，１０を設けた構成となつている。この場合の
製造方法において次に述べる事が従来の問題とな
つていた。まず、ｎ型GaAs層２に設けた穴部３
は後から結晶成長する各成長層によつて埋められ
て主面側から穴部の位置を確認できなくなる。従
つて主面に設けるオーム性電極９の光取り出し窓
を穴部３の上部に合わせることが不可能となり、
第１図に示す発光素子を製造することが極めて困
難であつた。
型の発光素子はこれまでに数多くの発表がなされ
ている。その中でも特に発光素子内に流れる電流
路を絞り、電流密度を増すことによつて点光源に
近く且つ高輝度の得られる光源開発が最近強く求
められている。例えば雑誌IEEE Transactions
on Components Hybrid And Manufactuing
Technology、VOL CHMT−３ NO4 Dec、
1980に第１図に示すような構造の発光素子が発表
されている。しかしながらこのような最新技術の
製造方法に関しては企業秘密となる場合が多く、
一般的には公開されないのが通例である。前記の
雑誌に示された発光素子の構造を第１図に示す。
第１図においてｐ型GaAs基板１上にｎ型GaAs
層２が成長されており、このｎ型GaAs層に穴部
３が設けられており、その上にｐ型GaAlAsクラ
ツド層４、ｐ型GaAlAs活性層５、ｎ型GaAlAs
クラツド層６、ｎ型GaAsキヤツプ層７、が設け
られている。そして光取り出し窓には窒化シリコ
ン膜８が設けられ、主面及び裏面にオーム性電極
９，１０を設けた構成となつている。この場合の
製造方法において次に述べる事が従来の問題とな
つていた。まず、ｎ型GaAs層２に設けた穴部３
は後から結晶成長する各成長層によつて埋められ
て主面側から穴部の位置を確認できなくなる。従
つて主面に設けるオーム性電極９の光取り出し窓
を穴部３の上部に合わせることが不可能となり、
第１図に示す発光素子を製造することが極めて困
難であつた。
この発明の目的は発光素子内に形成した電流狭
さく用の結晶層に設けた穴部とオーム性電極との
位置合わせを簡便に行なうことのできる発光素子
の製造方法を提供することである。
さく用の結晶層に設けた穴部とオーム性電極との
位置合わせを簡便に行なうことのできる発光素子
の製造方法を提供することである。
この発明は一導電型結晶基板上に逆導電型結晶
層を形成する工程と、該逆導電型結晶層に選択的
に複数の穴を設ける工程と、該穴部及び逆導電型
結晶層上にｐ型及びｎ型結晶層を成長させて発光
に寄与するダブルヘテロ型ｐ、ｎ接合を形成する
工程と、該ｐ型置及びｎ型結晶成長層の一部をエ
ツチング除去して前記穴部を露出させる工程と、
前記一導電型結晶基板裏面に第１のオーム性電極
を形成する工程と、前記ｐ型もしくはｎ型結晶成
長層表面及び露出した穴に第２のオーム性電極を
形成する工程と、前記穴部によつてできた凹パタ
ーンに位置合わせして第２のオーム性電極をパタ
ーン形成する工程とを具備したことを特徴とする
発光素子の製造方法を提供するものである。
層を形成する工程と、該逆導電型結晶層に選択的
に複数の穴を設ける工程と、該穴部及び逆導電型
結晶層上にｐ型及びｎ型結晶層を成長させて発光
に寄与するダブルヘテロ型ｐ、ｎ接合を形成する
工程と、該ｐ型置及びｎ型結晶成長層の一部をエ
ツチング除去して前記穴部を露出させる工程と、
前記一導電型結晶基板裏面に第１のオーム性電極
を形成する工程と、前記ｐ型もしくはｎ型結晶成
長層表面及び露出した穴に第２のオーム性電極を
形成する工程と、前記穴部によつてできた凹パタ
ーンに位置合わせして第２のオーム性電極をパタ
ーン形成する工程とを具備したことを特徴とする
発光素子の製造方法を提供するものである。
上述した本発明のように電流狭さく用穴部が露
出することによつて、穴部と主面の電極との位置
合わせが可能となり、生産性が向上する。
出することによつて、穴部と主面の電極との位置
合わせが可能となり、生産性が向上する。
以下本発明の実施例を第２図ａ〜ｆを参照して
説明する。第２図は製造工程を説明するための半
導体ウエーハの断面図である。この半導体ウエー
ハ一枚は直径約５cmの大きさの円形であり、この
一枚によつて発光素子は約１万個得られるもので
ある。まず第２図ａにおいて、ｐ型GaAs基板ウ
エーハ２１を用意し、この主面にｎ型GaAs結晶
層２２を約5μｍ成長させる。成長方法は液相エ
ピタキシヤル成長で、TeとGaAsを含むGa溶液
を850℃程度の温度でｐ型GaAs基板に接触させ
た状態で徐冷したものである。次にｂにおいて、
ｎ型GaAs成長層２２に穴部２３を形成する。穴
の形成方法は半導体製造プロセスブは一般化して
いるホトエングレイビングプロセス（PEP）で
パターンを形成した後、リン酸と過酸化水素とメ
チルアルコールからなる溶液でｎ型GaAs成長層
を選択的にエツチングする。次にｃにおいて、ｂ
で完成した基板の主面に連続的にｐ型GaAlAsク
ラツド層２４、ｐ型GaAlAs活性層２５、ｎ型
GaAlAsクラツド層２６を液相エピタキシヤル結
晶成長方法で形成する。成長溶液はGaAsとAlを
含むGa溶液を用い、ｐ型を作る場合例えばGe、
Zn、ｎ型を作る場合例えばSi、Te等をGa溶液に
添加すればよい。結晶成長温度は850℃〜800℃の
間で、溶液とｂの基板を接触させた状態で徐冷す
る操作を各成長層についてくり返せばよい。なお
ここで成長したｐ型GaAlAs活性層２５はAl濃度
がクラツド層に比べて少なく、高い発光効率の得
られる発光層となる。又、成長層の厚さは各々数
ミクロメータである。次にｄにおいて、ウエーハ
の端部の少なくとの２個所についてAlを含む成
長層をエツチング除去し、ウエーハ主面側から穴
部２３を確認できるようにする。エツチング除去
にあたつては、ウエーハ端部を除いたウエーハ主
面の大部分に樹脂を塗布し、GaAlAs混晶だけを
エツチングする特殊な溶液で処理する。用いたエ
ツチング液はH2SO4、H2O2及びH2Oからなる溶
液でまず処理し、次にI2及びKIを含む水溶液で処
理する。エツチング処理後にはウエーハの主面側
から穴部２３が確認できるようになる。次にｅに
おいて、ウエーハの主面にオーム性電極２７と、
裏面にオーム性電極２８を形成する。電極は真空
蒸着方法でAu−Zn合金を主面に、AuGe合金を
裏面に被着する。次にｆにおいて、前述のPEP
工程によつて穴部２３の少なくとも２個所がエツ
チング除去できるようにパターン合わせを行な
う。このパターン合わせ工程によつてウエーハ主
面側から確認できないウエーハ中央部の穴部２３
１とウエーハ主面の電極の窓２９とが位置合わせ
可能となる。この際穴部２３及び２３１と電極窓
２９とは同一ピツチで配列されていることが必要
である。パターン合わせ後に実質的に穴部２３１
上に窓２９が合うような選択的エツチングを行な
いウエーハ主面のオーム性電極のパターン形成を
する。次にｆのウエーハに500℃10分間の熱処理
を施こした後、ウエーハを切断して発光素子を完
成する。第３図に完成した発光素子の斜視断面図
を示した。第３図は主面側のオーム性電極３１の
大きさを素子の大きさより小さくパターン形成し
たもので、素子側面での漏れ電流をなくす効果が
あつた。第３図の発光素子のオーム性電極３１と
３２間に約2Vの電圧を印加することによつて活
性層３３で発光が得られるわけだが、特に電流の
流れる径路が中央に集中するために素子中央部で
極めて強い発光が得られ、電極の窓３４から点光
源に近い鋭い光が出射する。従つて光フアイバー
（図示せず）との結合をこの窓部で行なえば光通
信用の光源として適した発光素子となる。
説明する。第２図は製造工程を説明するための半
導体ウエーハの断面図である。この半導体ウエー
ハ一枚は直径約５cmの大きさの円形であり、この
一枚によつて発光素子は約１万個得られるもので
ある。まず第２図ａにおいて、ｐ型GaAs基板ウ
エーハ２１を用意し、この主面にｎ型GaAs結晶
層２２を約5μｍ成長させる。成長方法は液相エ
ピタキシヤル成長で、TeとGaAsを含むGa溶液
を850℃程度の温度でｐ型GaAs基板に接触させ
た状態で徐冷したものである。次にｂにおいて、
ｎ型GaAs成長層２２に穴部２３を形成する。穴
の形成方法は半導体製造プロセスブは一般化して
いるホトエングレイビングプロセス（PEP）で
パターンを形成した後、リン酸と過酸化水素とメ
チルアルコールからなる溶液でｎ型GaAs成長層
を選択的にエツチングする。次にｃにおいて、ｂ
で完成した基板の主面に連続的にｐ型GaAlAsク
ラツド層２４、ｐ型GaAlAs活性層２５、ｎ型
GaAlAsクラツド層２６を液相エピタキシヤル結
晶成長方法で形成する。成長溶液はGaAsとAlを
含むGa溶液を用い、ｐ型を作る場合例えばGe、
Zn、ｎ型を作る場合例えばSi、Te等をGa溶液に
添加すればよい。結晶成長温度は850℃〜800℃の
間で、溶液とｂの基板を接触させた状態で徐冷す
る操作を各成長層についてくり返せばよい。なお
ここで成長したｐ型GaAlAs活性層２５はAl濃度
がクラツド層に比べて少なく、高い発光効率の得
られる発光層となる。又、成長層の厚さは各々数
ミクロメータである。次にｄにおいて、ウエーハ
の端部の少なくとの２個所についてAlを含む成
長層をエツチング除去し、ウエーハ主面側から穴
部２３を確認できるようにする。エツチング除去
にあたつては、ウエーハ端部を除いたウエーハ主
面の大部分に樹脂を塗布し、GaAlAs混晶だけを
エツチングする特殊な溶液で処理する。用いたエ
ツチング液はH2SO4、H2O2及びH2Oからなる溶
液でまず処理し、次にI2及びKIを含む水溶液で処
理する。エツチング処理後にはウエーハの主面側
から穴部２３が確認できるようになる。次にｅに
おいて、ウエーハの主面にオーム性電極２７と、
裏面にオーム性電極２８を形成する。電極は真空
蒸着方法でAu−Zn合金を主面に、AuGe合金を
裏面に被着する。次にｆにおいて、前述のPEP
工程によつて穴部２３の少なくとも２個所がエツ
チング除去できるようにパターン合わせを行な
う。このパターン合わせ工程によつてウエーハ主
面側から確認できないウエーハ中央部の穴部２３
１とウエーハ主面の電極の窓２９とが位置合わせ
可能となる。この際穴部２３及び２３１と電極窓
２９とは同一ピツチで配列されていることが必要
である。パターン合わせ後に実質的に穴部２３１
上に窓２９が合うような選択的エツチングを行な
いウエーハ主面のオーム性電極のパターン形成を
する。次にｆのウエーハに500℃10分間の熱処理
を施こした後、ウエーハを切断して発光素子を完
成する。第３図に完成した発光素子の斜視断面図
を示した。第３図は主面側のオーム性電極３１の
大きさを素子の大きさより小さくパターン形成し
たもので、素子側面での漏れ電流をなくす効果が
あつた。第３図の発光素子のオーム性電極３１と
３２間に約2Vの電圧を印加することによつて活
性層３３で発光が得られるわけだが、特に電流の
流れる径路が中央に集中するために素子中央部で
極めて強い発光が得られ、電極の窓３４から点光
源に近い鋭い光が出射する。従つて光フアイバー
（図示せず）との結合をこの窓部で行なえば光通
信用の光源として適した発光素子となる。
第１図は従来の発光素子を説明するための断面
図、第２図ａ〜ｆは本発明の発光素子の製造方法
を説明するためのウエーハ断面図、第３図は本発
明によつて完成した発光素子の斜視断面図であ
る。 １，２１；基板、２，２２；電流狭さく層、
３，２３，２３１；穴部、４，２４，６，２６；
クラツド層、５，２５，３３；活性層、９，１
０，２７，２８，３１，３２；オーム性電極、２
９，３４；光取り出し窓。
図、第２図ａ〜ｆは本発明の発光素子の製造方法
を説明するためのウエーハ断面図、第３図は本発
明によつて完成した発光素子の斜視断面図であ
る。 １，２１；基板、２，２２；電流狭さく層、
３，２３，２３１；穴部、４，２４，６，２６；
クラツド層、５，２５，３３；活性層、９，１
０，２７，２８，３１，３２；オーム性電極、２
９，３４；光取り出し窓。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一導電型結晶基板上に逆導電型結晶層を形成
する工程と、 該逆導電型結晶層に選択的に複数の穴を設ける
工程と、 該穴部及び逆導電型結晶層上にｐ型及びｎ型結
晶層を成長させて発光に寄与するダブルヘテロ型
ｐ、ｎ接合を形成する工程と、 該ｐ型及びｎ型結晶成長層の一部をエツチング
除去して前記穴部を露出させる工程と、 前記一導電型結晶基板裏面に第１のオーム性電
極を形成する工程と、 前記ｐ型もしくはｎ型結晶成長層表面及び露出
した穴に第２のオーム性電極を形成する工程と、 前記穴部によつてできた凹パターンに位置合わ
せして第２のオーム性電極をパターン形成する工
程とを具備したことを特徴とする発光素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151521A JPS6043879A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151521A JPS6043879A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043879A JPS6043879A (ja) | 1985-03-08 |
| JPH0578196B2 true JPH0578196B2 (ja) | 1993-10-28 |
Family
ID=15520327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58151521A Granted JPS6043879A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043879A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007103433A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Dowa Holdings Co Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP58151521A patent/JPS6043879A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6043879A (ja) | 1985-03-08 |
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