JPH0579163B2 - - Google Patents
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- JPH0579163B2 JPH0579163B2 JP62060784A JP6078487A JPH0579163B2 JP H0579163 B2 JPH0579163 B2 JP H0579163B2 JP 62060784 A JP62060784 A JP 62060784A JP 6078487 A JP6078487 A JP 6078487A JP H0579163 B2 JPH0579163 B2 JP H0579163B2
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- 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]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/822—Materials of the light-emitting regions
- H10H20/824—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
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- H10H20/81—Bodies
- H10H20/817—Bodies characterised by the crystal structures or orientations, e.g. polycrystalline, amorphous or porous
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- Led Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、発光ダイオード用燐化砒化ガリウム
（GaAs1-xPx、ただし混晶比で、０＜Ｘ＜１）の
単結晶混晶エピタキシヤルウエーハに関し、特に
その単結晶基板表面の面方向に係わる。
（GaAs1-xPx、ただし混晶比で、０＜Ｘ＜１）の
単結晶混晶エピタキシヤルウエーハに関し、特に
その単結晶基板表面の面方向に係わる。
（従来の技術）
従来、黄色、橙色及び赤色発光ダイオード用エ
ピタキシヤルウエーハとして、燐化ガリウム
（GaP）もしくは砒化ガリウム（GaAs）の単結
晶基板上に、燐化砒化ガリウム（GaAs1-xPx、た
だし０＜Ｘ＜１）エピタキシヤル層を形成したも
のが知られている。このエピタキシヤル層は、混
晶比の制御が容易な気相エピタキシヤル成長によ
り製造されるが、通常単結晶基板表面の面方向と
して｛001｝面から＜110＞方向に１度〜数度傾け
た面を使用している。
ピタキシヤルウエーハとして、燐化ガリウム
（GaP）もしくは砒化ガリウム（GaAs）の単結
晶基板上に、燐化砒化ガリウム（GaAs1-xPx、た
だし０＜Ｘ＜１）エピタキシヤル層を形成したも
のが知られている。このエピタキシヤル層は、混
晶比の制御が容易な気相エピタキシヤル成長によ
り製造されるが、通常単結晶基板表面の面方向と
して｛001｝面から＜110＞方向に１度〜数度傾け
た面を使用している。
（発明が解決しようとする問題点）
上記従来の技術による基板を用いた場合には、
気相成長によるエピタキシヤル層表面に、しばし
ばヒロツクと呼ばれる表面欠陥が形成され、これ
が、このウエーハからなる発光ダイオードを利用
してランプ表示装置を製造する際の歩留まり低下
の大きな原因となつている。さらに発光ダイオー
ドは、実用上個別のランプ、表示装置等に用いら
れるため、高輝度化に対する要求は年々高まつて
いるが、従来の技術によるものでは前記要求にこ
たえられない。
気相成長によるエピタキシヤル層表面に、しばし
ばヒロツクと呼ばれる表面欠陥が形成され、これ
が、このウエーハからなる発光ダイオードを利用
してランプ表示装置を製造する際の歩留まり低下
の大きな原因となつている。さらに発光ダイオー
ドは、実用上個別のランプ、表示装置等に用いら
れるため、高輝度化に対する要求は年々高まつて
いるが、従来の技術によるものでは前記要求にこ
たえられない。
近年この分野における技術の進歩に伴つて、デ
バイス構造による改良ととともに、より高品質の
エピタキシヤルウエーハが要求されるようになつ
た。
バイス構造による改良ととともに、より高品質の
エピタキシヤルウエーハが要求されるようになつ
た。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、GaPまたはGaAs化合物半導体単結
晶基板を用いて、気相成長により所望の混晶比の
燐化砒化ガリウム（GaAs1-xPx、ただし０＜Ｘ＜
１）エピタキシヤルウエーハを製造するに際し、
その単結晶基板表面を下記、 (イ) （001）面から〔110〕方向もしくは〔１ １
０〕方向に８〜20°、 (ロ) （00１）面から〔１１０〕方向もしくは〔１
10〕方向に８〜20°、 (ハ) （001）面から〔110〕方向もしくは〔０11〕
方向に８〜20°、 (ニ) （１00）面から〔01１〕方向もしくは〔０１
１〕方向に８〜20°、 (ホ) （001）面から〔110〕方向もしくは〔１０
１〕方向に８〜20°、 (ヘ) （０１０）面から〔10１〕方向もしくは〔１
01〕方向に８〜20° の中のいずれか一つの方向に傾けることによつ
て、表面欠陥のない良好なエヒタキシヤル層の形
状が可能になるとともに高輝度化に成功したもの
である。
晶基板を用いて、気相成長により所望の混晶比の
燐化砒化ガリウム（GaAs1-xPx、ただし０＜Ｘ＜
１）エピタキシヤルウエーハを製造するに際し、
その単結晶基板表面を下記、 (イ) （001）面から〔110〕方向もしくは〔１ １
０〕方向に８〜20°、 (ロ) （00１）面から〔１１０〕方向もしくは〔１
10〕方向に８〜20°、 (ハ) （001）面から〔110〕方向もしくは〔０11〕
方向に８〜20°、 (ニ) （１00）面から〔01１〕方向もしくは〔０１
１〕方向に８〜20°、 (ホ) （001）面から〔110〕方向もしくは〔１０
１〕方向に８〜20°、 (ヘ) （０１０）面から〔10１〕方向もしくは〔１
01〕方向に８〜20° の中のいずれか一つの方向に傾けることによつ
て、表面欠陥のない良好なエヒタキシヤル層の形
状が可能になるとともに高輝度化に成功したもの
である。
以上の(イ)、…、(ヘ)の各項の面は、周期律表ｂ
族元素と第Ｂ族元素から成るセン亜鉛構造型の
結晶構造を有する−族化合物半導体（ここで
族の表現のｂ及びｂは1977年６月１日発行岩
波理化学辞典第３版第1484頁〜1485頁記載の元素
周期表による）において、結晶学的に等価な面で
あるので、以下本発明面群と略記し、その中の一
つとして(イ)における（001）面から〔110〕方向に
傾けた面を代表として本発明を説明する。なお、
結晶面方位の表記方法は、一般に使用されている
H.C.Gatosらの方法（Journal of
Electrochemical Society Vol.107No.５（1960）
P427−436）に基いて行なつた。
族元素と第Ｂ族元素から成るセン亜鉛構造型の
結晶構造を有する−族化合物半導体（ここで
族の表現のｂ及びｂは1977年６月１日発行岩
波理化学辞典第３版第1484頁〜1485頁記載の元素
周期表による）において、結晶学的に等価な面で
あるので、以下本発明面群と略記し、その中の一
つとして(イ)における（001）面から〔110〕方向に
傾けた面を代表として本発明を説明する。なお、
結晶面方位の表記方法は、一般に使用されている
H.C.Gatosらの方法（Journal of
Electrochemical Society Vol.107No.５（1960）
P427−436）に基いて行なつた。
すなわち、（111）面は族元素により、（１
11）面は族元素によつて構成される。
11）面は族元素によつて構成される。
本発明の傾け角度の代表としてあげた（001）
面から〔110〕方向に傾けた面は、前記のように
結晶学的に等価な本発明群の一例であるが、これ
と同様に（001）面から〔１10〕方向に傾けた面
に対し、それ自身を含めてつぎの結晶学的に等価
な各項の面群がある。すなわち (イ) （001）面から〔１１０〕方向もしくは〔１
10〕方向に傾けた面。
面から〔110〕方向に傾けた面は、前記のように
結晶学的に等価な本発明群の一例であるが、これ
と同様に（001）面から〔１10〕方向に傾けた面
に対し、それ自身を含めてつぎの結晶学的に等価
な各項の面群がある。すなわち (イ) （001）面から〔１１０〕方向もしくは〔１
10〕方向に傾けた面。
(ロ) （00１）面から〔110〕方向もしくは〔１ １
０〕方向に傾けた面。
０〕方向に傾けた面。
(ハ) （100）面から〔01１〕方向もしくは〔０１
１〕方向に傾けた面。
１〕方向に傾けた面。
(ニ) （１00）面から〔011〕方向もしくは〔０１
１〕方向に傾けた面。
１〕方向に傾けた面。
(ホ) （010）面から〔10１〕方向もしくは〔１01〕
方向に傾けた面。
方向に傾けた面。
(ヘ) （０１０〕面から〔101〕方向もしくは〔１
０１〕方向に傾けた面。
０１〕方向に傾けた面。
これらの面を以下比較面群と略記し、本発明の
効果を、本発明群と同時に比較面群の例をあげ、
実施例において説明する。
効果を、本発明群と同時に比較面群の例をあげ、
実施例において説明する。
まず第１図に示すように橙色発光ダイオード用
GaAs1-xPxエピタキシヤルウエーハ（ただし、混
晶比一定層のＸ＝0.65）を製造する方法をのべ
る。
GaAs1-xPxエピタキシヤルウエーハ（ただし、混
晶比一定層のＸ＝0.65）を製造する方法をのべ
る。
実施例 １
基 板
ｎ型不純物としてテルル（Te）が2.5×1017原
子数／cm3添加され、結晶方位〔001〕を結晶軸と
するGaP単結晶棒をスライスして厚さ350μｍの
基板とした後、通常の化学研磨と機械化学研磨を
施し、厚さ約300μｍのGaP鏡面基板１ａを得た。
この場合当該鏡面基板表面の結晶方向は（001）
面から〔110〕±1°方向及び〔１10〕±1°方向へそ
れぞれ0.3、５、８、10、12、15および20度傾け
た面を選択した。
子数／cm3添加され、結晶方位〔001〕を結晶軸と
するGaP単結晶棒をスライスして厚さ350μｍの
基板とした後、通常の化学研磨と機械化学研磨を
施し、厚さ約300μｍのGaP鏡面基板１ａを得た。
この場合当該鏡面基板表面の結晶方向は（001）
面から〔110〕±1°方向及び〔１10〕±1°方向へそ
れぞれ0.3、５、８、10、12、15および20度傾け
た面を選択した。
使用ガス
水素（H2）、H2希釈の濃度50ppmの硫化水素
（H2S）、H2希釈の濃度10％の燐化水素（PH3）、
H2希釈の濃度10％の砒化水素（AsH3）、高純度
塩化水素（HCl）及び高純度アンモニアガス
（NH3）を用いた。以下、使用ガスをそれぞれ
H2、H2S、PH3、AsH3、HClおよびNH3と略記
する。
（H2S）、H2希釈の濃度10％の燐化水素（PH3）、
H2希釈の濃度10％の砒化水素（AsH3）、高純度
塩化水素（HCl）及び高純度アンモニアガス
（NH3）を用いた。以下、使用ガスをそれぞれ
H2、H2S、PH3、AsH3、HClおよびNH3と略記
する。
反応工程
まず縦型反応機内の所定の場所に、洗浄した前
記GaP単結晶基板１ａと高純度ガリウム（Ga）
入り容器をセツトした。反応機内に高純度窒素ガ
ス（N2）、ついでキヤリアガスとしてのH2を導
入して反応機内を充分に置換した後、昇温を開始
した。上記GaP基板領域の温度が所定の温度に達
したことを確認した後、つぎのようにして橙色発
光ダイオード用GaAs1-xPx（ただし混晶比一定層
のＸ＝0.65）エピタキシヤル層の成長を開始し
た。まず始めに、H2Sを10c.c.／分、HClを42c.c.／
分の流量で導入し、Ga容器内のGaと反応させ
GaClを形成させ、同時に170c.c.／分の流量で導入
したPH3により、GaP単結晶基板上に10分間Ga
エピタキシヤル層（第一エピタキシヤル層）１ｂ
を成長させた。
記GaP単結晶基板１ａと高純度ガリウム（Ga）
入り容器をセツトした。反応機内に高純度窒素ガ
ス（N2）、ついでキヤリアガスとしてのH2を導
入して反応機内を充分に置換した後、昇温を開始
した。上記GaP基板領域の温度が所定の温度に達
したことを確認した後、つぎのようにして橙色発
光ダイオード用GaAs1-xPx（ただし混晶比一定層
のＸ＝0.65）エピタキシヤル層の成長を開始し
た。まず始めに、H2Sを10c.c.／分、HClを42c.c.／
分の流量で導入し、Ga容器内のGaと反応させ
GaClを形成させ、同時に170c.c.／分の流量で導入
したPH3により、GaP単結晶基板上に10分間Ga
エピタキシヤル層（第一エピタキシヤル層）１ｂ
を成長させた。
つぎに、前記エピタキシヤル層１ｂの上に
GaAs1-xPx混晶率変化層（第二エピタキシヤル
層）１ｃを下記の方法で成長させた。最初に、
H2S、HCl及びPH3の流量をそれぞれ100c.c.／分、
42c.c.／分および170c.c.／分に保ち、AsH3の流量
を０c.c.／分から98c.c.／分までに徐々に増加させ
て、混晶比Ｘが１から0.65まで変化するGaAs1-x
Pxエピタキシヤル層を140分間で成長させた。
GaAs1-xPx混晶率変化層（第二エピタキシヤル
層）１ｃを下記の方法で成長させた。最初に、
H2S、HCl及びPH3の流量をそれぞれ100c.c.／分、
42c.c.／分および170c.c.／分に保ち、AsH3の流量
を０c.c.／分から98c.c.／分までに徐々に増加させ
て、混晶比Ｘが１から0.65まで変化するGaAs1-x
Pxエピタキシヤル層を140分間で成長させた。
ついでH2S、HCl、PH3及びAsH3の流量をそ
れぞれ10c.c.／分、42c.c.／分、170c.c.／分及び98
c.c.／分に固定し、混晶比ｘが一定値0.65である混
晶比一定層、すなわちGaAs0.35P0.65（第三エピタ
キシヤル層）１ｄを第二エピタキシヤル層１ｃ上
に50分間で成長させた。
れぞれ10c.c.／分、42c.c.／分、170c.c.／分及び98
c.c.／分に固定し、混晶比ｘが一定値0.65である混
晶比一定層、すなわちGaAs0.35P0.65（第三エピタ
キシヤル層）１ｄを第二エピタキシヤル層１ｃ上
に50分間で成長させた。
最後に、前記第三エピタキシヤル層１ｄと同じ
成長条件で、さらにNH3を350c.c.／分の割合で導
入して、窒素添加混晶比一定層（第四エピタキシ
ヤル層）１ｅを100分間で成長させ、GaAs0.35
P0.65エピタキシヤル膜の形成を終了して、橙色発
光ダイオード用エピタキシヤルウエーハを得た。
成長条件で、さらにNH3を350c.c.／分の割合で導
入して、窒素添加混晶比一定層（第四エピタキシ
ヤル層）１ｅを100分間で成長させ、GaAs0.35
P0.65エピタキシヤル膜の形成を終了して、橙色発
光ダイオード用エピタキシヤルウエーハを得た。
上記により得たGaP単結晶基板表面の面方向と
エピタキシヤル層の品質について以下詳細に説明
する。
エピタキシヤル層の品質について以下詳細に説明
する。
第２図は、（001）面を中心に、（001）面から
〔110〕方向（本発明面群の一つ）と〔１10〕方向
（比較面群の一つ）に20度まで傾けた面を表面と
するGaP単結晶基板として用いて、燐化砒化ガリ
ウムGaAs1-xPx、（ただし混晶比一定層のＸ＝
0.65）エピタキシヤル層を、気相成長させた場合
の成長速度を示す。第２図に示す範囲において
は、（001）面から〔110〕方向または、〔１10〕方
向への傾ける角度の大きい単結晶基板を用いた方
が成長速度は速く、所望の厚さのエピタキシヤル
層を形成するための成長時間を短縮することがで
き、生産性を向上させることが可能となつた。
〔110〕方向（本発明面群の一つ）と〔１10〕方向
（比較面群の一つ）に20度まで傾けた面を表面と
するGaP単結晶基板として用いて、燐化砒化ガリ
ウムGaAs1-xPx、（ただし混晶比一定層のＸ＝
0.65）エピタキシヤル層を、気相成長させた場合
の成長速度を示す。第２図に示す範囲において
は、（001）面から〔110〕方向または、〔１10〕方
向への傾ける角度の大きい単結晶基板を用いた方
が成長速度は速く、所望の厚さのエピタキシヤル
層を形成するための成長時間を短縮することがで
き、生産性を向上させることが可能となつた。
本発明面群の中の（001）面から〔110〕方向に
傾けた面を表面とする単結晶基板を用い、気相成
長により燐化砒化ガリウム（GaAs1-xPxただし０
＜Ｘ＜１）エピタキシヤル層を成長させる場合、
傾ける角度が０度〜５度の基板を用いると、エピ
タキシヤル層の表面に第３図ａに示すヒロツクと
呼ばれる結晶欠陥が形成されるが、８〜20度傾け
た単結晶基板を用いると第３図ｂに示すような表
面欠陥がない良好なエピタキシヤル層を形成でき
る。
傾けた面を表面とする単結晶基板を用い、気相成
長により燐化砒化ガリウム（GaAs1-xPxただし０
＜Ｘ＜１）エピタキシヤル層を成長させる場合、
傾ける角度が０度〜５度の基板を用いると、エピ
タキシヤル層の表面に第３図ａに示すヒロツクと
呼ばれる結晶欠陥が形成されるが、８〜20度傾け
た単結晶基板を用いると第３図ｂに示すような表
面欠陥がない良好なエピタキシヤル層を形成でき
る。
前記比較面群の中の（001）面から〔１10〕±1°
方向に傾けた面を表面とする単結晶基板を用い
て、気相成長により燐化砒化ガリウム（GaAs1-x
Pxただし０＜Ｘ＜１）エピタキシヤル層を成長
させる場合、傾ける角度が０度〜５度の基板を用
いると、エピタキシヤル層の表面に第４図ａに示
すヒロツクと呼ばれる結晶欠陥が形成され、また
傾けた角度が、12度〜20度の単結晶基板を用いる
と、第４図ｂに示す別の種類の結晶欠陥が形成さ
れる。これらの結晶欠陥は、発光ダイオードのデ
バイスを製造する工程において妨げになるととも
に、成長させた１枚のエピタキシヤルウエーハか
ら製造できる発光ダイオードの数を著しく減少さ
せる原因となる。
方向に傾けた面を表面とする単結晶基板を用い
て、気相成長により燐化砒化ガリウム（GaAs1-x
Pxただし０＜Ｘ＜１）エピタキシヤル層を成長
させる場合、傾ける角度が０度〜５度の基板を用
いると、エピタキシヤル層の表面に第４図ａに示
すヒロツクと呼ばれる結晶欠陥が形成され、また
傾けた角度が、12度〜20度の単結晶基板を用いる
と、第４図ｂに示す別の種類の結晶欠陥が形成さ
れる。これらの結晶欠陥は、発光ダイオードのデ
バイスを製造する工程において妨げになるととも
に、成長させた１枚のエピタキシヤルウエーハか
ら製造できる発光ダイオードの数を著しく減少さ
せる原因となる。
この際GaP単結晶基板面の面方位（001）面か
らの傾け方向として〔110〕に指定されたとき、
当該基板の実際の傾け方向が完全にその指定傾け
方向に一致する必要はなく、±（プラスマイナス）
数度の許容範囲のあることが別途確かめられた。
らの傾け方向として〔110〕に指定されたとき、
当該基板の実際の傾け方向が完全にその指定傾け
方向に一致する必要はなく、±（プラスマイナス）
数度の許容範囲のあることが別途確かめられた。
実施例 ２
実施例１と同様な基板をもとに、実施例１と同
様の条件または必要な場合PH3及びAsH3の流量
比を別条件で調節し、燐化砒化ガリウム
（GaAs1-xPx、ただし混晶比一定層のＸ＝0.65及
び0.85）エピタキシヤル層を、気相成長によつて
形成した。ついでこのエピタキシヤルウエーハ
に、亜鉛を拡散してＰ−Ｎ接合を形成し、発光ダ
イオード（樹脂コートなし）を製作した。このダ
イオードの場合の発光輝度を第５図に示す。本発
明面群から選ばれた面を表面とする単結晶基板
（（001）面から〔110〕方向に傾けた面）を用いて
成長させたエピタキシヤルウエーハを使用した場
合の方が、比較的群から選ばれた面を表面とする
単結晶基板（（001）面から〔１10〕方向に傾けた
面）を用いて成長させたエピタキシヤルウエーハ
を使用した場合より、発光輝度が高くなつてい
る。
様の条件または必要な場合PH3及びAsH3の流量
比を別条件で調節し、燐化砒化ガリウム
（GaAs1-xPx、ただし混晶比一定層のＸ＝0.65及
び0.85）エピタキシヤル層を、気相成長によつて
形成した。ついでこのエピタキシヤルウエーハ
に、亜鉛を拡散してＰ−Ｎ接合を形成し、発光ダ
イオード（樹脂コートなし）を製作した。このダ
イオードの場合の発光輝度を第５図に示す。本発
明面群から選ばれた面を表面とする単結晶基板
（（001）面から〔110〕方向に傾けた面）を用いて
成長させたエピタキシヤルウエーハを使用した場
合の方が、比較的群から選ばれた面を表面とする
単結晶基板（（001）面から〔１10〕方向に傾けた
面）を用いて成長させたエピタキシヤルウエーハ
を使用した場合より、発光輝度が高くなつてい
る。
前記本発明面群から選ばれた面を表面とする単
結晶基板を用いて成長させたエピタキシヤルウエ
ーハを使用した場合においては、その傾ける角度
が、それぞれ黄色発光ダイオード（エピタキシヤ
ル層の混晶比一定層がGaAs0.15P0.85）においては
12度〜15度、橙色発光ダイオード（エピタキシヤ
ル層の混晶比一定層がGaAs0.35P0.65）においては
10度近傍の場合に、最も高輝度になつている。こ
れは成長速度が速く結晶欠陥の形成を伴わないこ
とから、より高品質のエピタキシヤル層が形成さ
れ、発光ダイオードの発光輝度が向上していると
考えられる。
結晶基板を用いて成長させたエピタキシヤルウエ
ーハを使用した場合においては、その傾ける角度
が、それぞれ黄色発光ダイオード（エピタキシヤ
ル層の混晶比一定層がGaAs0.15P0.85）においては
12度〜15度、橙色発光ダイオード（エピタキシヤ
ル層の混晶比一定層がGaAs0.35P0.65）においては
10度近傍の場合に、最も高輝度になつている。こ
れは成長速度が速く結晶欠陥の形成を伴わないこ
とから、より高品質のエピタキシヤル層が形成さ
れ、発光ダイオードの発光輝度が向上していると
考えられる。
上記実施例により、本発明面群から選ばれた面
を表面とする単結晶基板（例えば（001）面から
〔110〕方向に傾けた面）において、その傾ける角
度が８〜20度の場合に表面欠陥のない良好なエピ
タキシヤル層の形成ができ、より高輝度な発光ダ
イオードの製造が可能となつた。
を表面とする単結晶基板（例えば（001）面から
〔110〕方向に傾けた面）において、その傾ける角
度が８〜20度の場合に表面欠陥のない良好なエピ
タキシヤル層の形成ができ、より高輝度な発光ダ
イオードの製造が可能となつた。
前記実施例では、（001）面から〔110〕方向に
傾けた基板の場合のみであつたが、本発明の特許
請求の範囲のその他の面群は結晶学的に等価であ
るから、本発明面群の場合でも同じ結果が得られ
ることは当然である。
傾けた基板の場合のみであつたが、本発明の特許
請求の範囲のその他の面群は結晶学的に等価であ
るから、本発明面群の場合でも同じ結果が得られ
ることは当然である。
以上は、単結晶基板が燐化ガリウム（GaP）の
場合について説明したが、砒化ガリウム
（GaAs）の場合についても同様に適用が可能で
ある。
場合について説明したが、砒化ガリウム
（GaAs）の場合についても同様に適用が可能で
ある。
成長させる所定混晶比のGaAs1-xPxエピタキシ
ヤル層に、Ｐが多い場合にはGaP基板が用いら
れ、Asが多い場合にはGaAs基板が選択される。
ヤル層に、Ｐが多い場合にはGaP基板が用いら
れ、Asが多い場合にはGaAs基板が選択される。
（発明の効果）
本発明により、所望の厚さのエピタキシヤル層
を形成するのに必要な成長時間を短縮することが
可能になり、生産性が向上した。また表面欠陥の
ない良好なエピタキシヤル層の形成が可能にな
り、発光ダイオードを製造する際の歩留まりが著
しく向上した。さらに、本発明に基いて製造され
たエピタキシヤルウエーハを用いて製作された発
光ダイオードは、従来品に比べ約20％発光輝度の
向上が達成され、本発明により製造したエピタキ
シヤルウエーハが、高輝度発光ダイオード用の材
料として産業上きわめて有為なものであることは
明白である。
を形成するのに必要な成長時間を短縮することが
可能になり、生産性が向上した。また表面欠陥の
ない良好なエピタキシヤル層の形成が可能にな
り、発光ダイオードを製造する際の歩留まりが著
しく向上した。さらに、本発明に基いて製造され
たエピタキシヤルウエーハを用いて製作された発
光ダイオードは、従来品に比べ約20％発光輝度の
向上が達成され、本発明により製造したエピタキ
シヤルウエーハが、高輝度発光ダイオード用の材
料として産業上きわめて有為なものであることは
明白である。
第１図は、本発明に基づいて製造した橙色発光
ダイオード用（GaAs1-xPx、ただし、混晶比一定
層のＸ＝0.65）エピタキシヤルウエーハの断面図
を、第２図は、（001）面よりそれぞれ〔110〕方
向（本発明面群の中の一つ）と〔１10〕方向（比
較面群の中の一つ）に０度から20度まで傾けた面
を表面とするGaP単結晶基板を用いてGaAs1-xPx
（ただし、混晶比一定層のＸ＝0.65）エピタキシ
ヤル層を成長させた場合のエピタキシヤル層の成
長速度を、第３図ａは、（001）面から〔110〕方
向（本発明面群の中の一つ）へ５度傾けた面を表
面とするGaP単結晶基板を用いて成長させた
GaAs1-xPx（ただし、混晶比一定層のＸ＝0.65）
エピタキシヤル層の表面に形成されたヒロツクの
光学顕微鏡写真（倍率50倍）を、第３図ｂは、
（001）面から〔110〕方向（本発明面群の中の一
つ）へ12度傾けた面を表面とするGaP単結晶基板
を用いて成長させたGaAs1-xPx（ただし混晶比一
定層のＸ＝0.65）エピタキシヤル層の表面の光学
顕微鏡写真（倍率50倍）を、第４図ａは、（001）
面から〔１10〕方向（比較面群の中の一つ）へ５
度傾けた面を表面とするGaP単結晶基板を用いて
成長させたGaAs1-xPx（ただし、混晶比一定層の
Ｘ＝0.65）エピタキシヤル層の表面に形成された
ヒロツクの光学顕微鏡写真（倍率50倍）を、第４
図ｂは、（001）面から〔１10〕方向（比較面群の
中の一つ）へ12度傾けた面を表面とするGaP単結
晶基板を用いて成長させたGaAs1-xPx（ただし混
晶比一定層のＸ＝0.65）エピタキシヤル層の表面
に形成された表面欠陥の光学顕微鏡写真（倍率
100倍）を、第５図は、（001）面よりそれぞれ
〔110〕方向（本発明面群の中の一つ）と〔１10〕
方向（比較面群の中の一つ）に０度から20度まで
傾けた面を表面とするGaP単結晶基板を用いて成
長させたGaAs1-xPx（ただし、混晶比一定層のＸ
＝0.65及び0.85）エピタキシヤルウエーハを用い
て製造した発光ダイオード（樹脂コートなし）ラ
ンプの発光輝度を示す。 １ａ……GaP基板、１ｂ……GaPエピタキシヤ
ル層、１ｃ……GaAs1-xPx混晶比変化層、１ｄ…
…GaAs0.35P0.65混晶比一定層、１ｅ……GaAs0.35
P0.65窒素添加混晶比一定層。
ダイオード用（GaAs1-xPx、ただし、混晶比一定
層のＸ＝0.65）エピタキシヤルウエーハの断面図
を、第２図は、（001）面よりそれぞれ〔110〕方
向（本発明面群の中の一つ）と〔１10〕方向（比
較面群の中の一つ）に０度から20度まで傾けた面
を表面とするGaP単結晶基板を用いてGaAs1-xPx
（ただし、混晶比一定層のＸ＝0.65）エピタキシ
ヤル層を成長させた場合のエピタキシヤル層の成
長速度を、第３図ａは、（001）面から〔110〕方
向（本発明面群の中の一つ）へ５度傾けた面を表
面とするGaP単結晶基板を用いて成長させた
GaAs1-xPx（ただし、混晶比一定層のＸ＝0.65）
エピタキシヤル層の表面に形成されたヒロツクの
光学顕微鏡写真（倍率50倍）を、第３図ｂは、
（001）面から〔110〕方向（本発明面群の中の一
つ）へ12度傾けた面を表面とするGaP単結晶基板
を用いて成長させたGaAs1-xPx（ただし混晶比一
定層のＸ＝0.65）エピタキシヤル層の表面の光学
顕微鏡写真（倍率50倍）を、第４図ａは、（001）
面から〔１10〕方向（比較面群の中の一つ）へ５
度傾けた面を表面とするGaP単結晶基板を用いて
成長させたGaAs1-xPx（ただし、混晶比一定層の
Ｘ＝0.65）エピタキシヤル層の表面に形成された
ヒロツクの光学顕微鏡写真（倍率50倍）を、第４
図ｂは、（001）面から〔１10〕方向（比較面群の
中の一つ）へ12度傾けた面を表面とするGaP単結
晶基板を用いて成長させたGaAs1-xPx（ただし混
晶比一定層のＸ＝0.65）エピタキシヤル層の表面
に形成された表面欠陥の光学顕微鏡写真（倍率
100倍）を、第５図は、（001）面よりそれぞれ
〔110〕方向（本発明面群の中の一つ）と〔１10〕
方向（比較面群の中の一つ）に０度から20度まで
傾けた面を表面とするGaP単結晶基板を用いて成
長させたGaAs1-xPx（ただし、混晶比一定層のＸ
＝0.65及び0.85）エピタキシヤルウエーハを用い
て製造した発光ダイオード（樹脂コートなし）ラ
ンプの発光輝度を示す。 １ａ……GaP基板、１ｂ……GaPエピタキシヤ
ル層、１ｃ……GaAs1-xPx混晶比変化層、１ｄ…
…GaAs0.35P0.65混晶比一定層、１ｅ……GaAs0.35
P0.65窒素添加混晶比一定層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 化合物半導体単結晶基板上に、気相成長によ
つて形成された所望の混晶比Ｘをもつ燐化砒化ガ
リウム（GaAs1-xPx、ただし０＜Ｘ＜１）エピタ
キシヤル層を有する混晶エピタキシヤルウエーハ
において、前記単結晶基板表面が下記、 (イ) （001）面から［110］方向もしくは［１ １
０］方向へ、 (ロ) （00１）面から［１１０］方向もしくは［１
10］方向へ、 (ハ) （100）面から［011］方向もしくは［０１
１］方向へ、 (ニ) （１00）面から［01１］方向もしくは［０１
１］方向へ、 (ホ) （010）面から［101］方向もしくは［１０
１］方向へ、 (ヘ) （０１０）面から［10１］方向もしくは［１
01］方向へ、 それぞれ８度以上20度以下の角度傾いた面のい
ずれか一つであることを特徴とする燐化砒化ガリ
ウム混晶エピタキシヤルウエーハ。 ２ 前記単結晶基板が燐化ガリウム（GaP）ある
いは砒化ガリウム（GaAs）よりなる特許請求の
範囲第１項記載の混晶エピタキシヤルウエーハ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62060784A JPS63226918A (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 燐化砒化ガリウム混晶エピタキシヤルウエ−ハ |
| EP19880400584 EP0283392A3 (en) | 1987-03-16 | 1988-03-11 | Compound semiconductor epitaxial wafer |
| US07/409,132 US4987472A (en) | 1987-03-16 | 1989-09-19 | Compound semiconductor epitaxial wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62060784A JPS63226918A (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 燐化砒化ガリウム混晶エピタキシヤルウエ−ハ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63226918A JPS63226918A (ja) | 1988-09-21 |
| JPH0579163B2 true JPH0579163B2 (ja) | 1993-11-01 |
Family
ID=13152263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62060784A Granted JPS63226918A (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 燐化砒化ガリウム混晶エピタキシヤルウエ−ハ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4987472A (ja) |
| EP (1) | EP0283392A3 (ja) |
| JP (1) | JPS63226918A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010518600A (ja) * | 2007-02-02 | 2010-05-27 | ネクストリーム・サーマル・ソリューションズ，インコーポレイテッド | クラックおよび／または表面欠陥密度が減少したエピタキシャル熱電膜を堆積させる方法および関連する装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786603B2 (ja) * | 1988-08-24 | 1995-09-20 | 松下電器産業株式会社 | 光応用センサ |
| JPH03278542A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-10 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| DE4011145A1 (de) * | 1990-04-06 | 1991-10-10 | Telefunken Electronic Gmbh | Lumineszenz-halbleiterelement |
| JP2905667B2 (ja) * | 1992-12-17 | 1999-06-14 | シャープ株式会社 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体薄膜の製造方法およびｉｉ−ｖｉ族化合物半導体装置 |
| US5850410A (en) * | 1995-03-16 | 1998-12-15 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser and method for fabricating the same |
| US5976905A (en) * | 1996-02-16 | 1999-11-02 | Cielo Communications, Inc. | Method of manufacturing VCSEL arrays using vapor phase epitaxy to achieve uniform device-to-device operating characteristics |
| JP3643665B2 (ja) * | 1996-12-20 | 2005-04-27 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子 |
| US6465809B1 (en) * | 1999-06-09 | 2002-10-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Bonding type semiconductor substrate, semiconductor light emitting element, and preparation process thereof |
| JP2001233698A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエハ |
| JP4089354B2 (ja) * | 2002-08-30 | 2008-05-28 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | エピタキシャルウェーハとその製造方法 |
| TWI298209B (en) * | 2006-03-27 | 2008-06-21 | Epistar Corp | Semiconductor light-emitting device and method for fabricating the same |
| JP7351241B2 (ja) * | 2020-03-02 | 2023-09-27 | 信越半導体株式会社 | 化合物半導体エピタキシャルウェーハ及びその製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3476592A (en) * | 1966-01-14 | 1969-11-04 | Ibm | Method for producing improved epitaxial films |
| JPS5389367A (en) * | 1977-01-18 | 1978-08-05 | Hitachi Cable Ltd | Substrate crystal for semiconductor epitaxial growth |
| JPS5856963B2 (ja) * | 1977-05-06 | 1983-12-17 | 三菱化成ポリテック株式会社 | 電子発光化合物半導体の製造方法 |
| JPS59207897A (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-26 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | りん化ひ化ガリウム単結晶薄膜の気相エピタキシヤル成長方法 |
| JPS61291491A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシヤルウエハ |
| JPS6235614A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-16 | New Japan Radio Co Ltd | 気相成長用基板 |
| DE3676019D1 (de) * | 1985-09-03 | 1991-01-17 | Daido Steel Co Ltd | Epitaktische gallium-arsenid-halbleiterscheibe und verfahren zu ihrer herstellung. |
| US4927778A (en) * | 1988-08-05 | 1990-05-22 | Eastman Kodak Company | Method of improving yield of LED arrays |
-
1987
- 1987-03-16 JP JP62060784A patent/JPS63226918A/ja active Granted
-
1988
- 1988-03-11 EP EP19880400584 patent/EP0283392A3/en not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-09-19 US US07/409,132 patent/US4987472A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010518600A (ja) * | 2007-02-02 | 2010-05-27 | ネクストリーム・サーマル・ソリューションズ，インコーポレイテッド | クラックおよび／または表面欠陥密度が減少したエピタキシャル熱電膜を堆積させる方法および関連する装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4987472A (en) | 1991-01-22 |
| EP0283392A2 (en) | 1988-09-21 |
| EP0283392A3 (en) | 1991-02-06 |
| JPS63226918A (ja) | 1988-09-21 |
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