JPH06105797B2 - 半導体基板及びその製造方法 - Google Patents
半導体基板及びその製造方法Info
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- JPH06105797B2 JPH06105797B2 JP27202889A JP27202889A JPH06105797B2 JP H06105797 B2 JPH06105797 B2 JP H06105797B2 JP 27202889 A JP27202889 A JP 27202889A JP 27202889 A JP27202889 A JP 27202889A JP H06105797 B2 JPH06105797 B2 JP H06105797B2
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- Japan
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- substrate
- epitaxial growth
- semiconductor substrate
- grown
- seed
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、化合物半導体を用いた発光素子及びその製造
方法に係り、特に高出力化を実現できる発光素子及びそ
の製造方法に関する。
方法に係り、特に高出力化を実現できる発光素子及びそ
の製造方法に関する。
現在発光ダイオード（LED）は、ランプ、ディスプレ
イ、リモコン光源等に広く用いられているが、その応用
分野が拡大するに伴い、より高輝度、高出力のものが求
められている。
イ、リモコン光源等に広く用いられているが、その応用
分野が拡大するに伴い、より高輝度、高出力のものが求
められている。
LEDについては、従来より様々な物質を用いたものが作
成されており、現在化合物半導体のGaP、GaAs、GaAlAs
等を用いた各種構造のものが市販されている。これらの
LEDは単結晶基板上に薄膜単結晶をエピタキシャル成長
させ、PN接合を形成することにより能動層を作成してい
る。発光効率に影響を与える要因として能動層中に存在
する転位等の各種結晶欠陥の存在があり、これらを低減
化することが、LEDの高効率化のキーポイントとなって
いる。
成されており、現在化合物半導体のGaP、GaAs、GaAlAs
等を用いた各種構造のものが市販されている。これらの
LEDは単結晶基板上に薄膜単結晶をエピタキシャル成長
させ、PN接合を形成することにより能動層を作成してい
る。発光効率に影響を与える要因として能動層中に存在
する転位等の各種結晶欠陥の存在があり、これらを低減
化することが、LEDの高効率化のキーポイントとなって
いる。
しかし、上記工程で使用する単結晶基板は、通常LEC法
やHB法で作成されたものであり、エピタキシャル成長に
用いる温度より高温高圧で結晶成長が行なわれるため結
晶欠陥を多く含み、特にLEC法を用いた単結晶では転位
密度が大きく、転位密度の低減化には限界がある。液相
エピタキシャル成長では、結晶が成長する際に基板の転
位の多くをエピタキシャル成長層に引き継ぐため、エピ
タキシャル成長層内の能動層部分にも多くの転位が存在
してしまうという問題がある。こられらの転位は、非発
光センターとして働くことにより輝度を低下させたり、
通電中に増殖して信頼性を低下させる等LEC特性に好ま
しくない影響を与える。
やHB法で作成されたものであり、エピタキシャル成長に
用いる温度より高温高圧で結晶成長が行なわれるため結
晶欠陥を多く含み、特にLEC法を用いた単結晶では転位
密度が大きく、転位密度の低減化には限界がある。液相
エピタキシャル成長では、結晶が成長する際に基板の転
位の多くをエピタキシャル成長層に引き継ぐため、エピ
タキシャル成長層内の能動層部分にも多くの転位が存在
してしまうという問題がある。こられらの転位は、非発
光センターとして働くことにより輝度を低下させたり、
通電中に増殖して信頼性を低下させる等LEC特性に好ま
しくない影響を与える。
例えば間接遷移のバンド構造を持つGaP緑色LEDにおいて
は、発光効率が転位の存在の影響を受け易く、第５図に
示す様に転位密度と輝度とに明確な相関が見られるた
め、転位密度の低い基板を用いれば、輝度を向上させる
ことができる。しかし、現状ではGaP基板はLEC法で作ら
れているので転位の低減化が困難であり、通常用いられ
ているものではEPDが104〜２×105個／cm2であり十分な
特性とは言えず、基板の低転位化が大きな課題となって
いる。
は、発光効率が転位の存在の影響を受け易く、第５図に
示す様に転位密度と輝度とに明確な相関が見られるた
め、転位密度の低い基板を用いれば、輝度を向上させる
ことができる。しかし、現状ではGaP基板はLEC法で作ら
れているので転位の低減化が困難であり、通常用いられ
ているものではEPDが104〜２×105個／cm2であり十分な
特性とは言えず、基板の低転位化が大きな課題となって
いる。
またInGaP等の混晶を液相エピタキシャル成長させる際
に、基板とエピタキシャル成長層の格子定数が厳密に一
致しない場合、基板とエピタキシャル成長層との界面に
ミスフィット転位が発生し、それがエピタキシャル成長
層中に伝播するため、特定の基板上に成長できる混晶の
組成に大きな制約があり、望む特性のものを作成できな
いという問題点がある。
に、基板とエピタキシャル成長層の格子定数が厳密に一
致しない場合、基板とエピタキシャル成長層との界面に
ミスフィット転位が発生し、それがエピタキシャル成長
層中に伝播するため、特定の基板上に成長できる混晶の
組成に大きな制約があり、望む特性のものを作成できな
いという問題点がある。
これらの課題を解決し、低転位密度の結晶基板を使用し
てLED特性の改善を図るのが本発明の目的である。
てLED特性の改善を図るのが本発明の目的である。
結晶の低転位化をはかる方法として、最近化合物半導体
の液相エピタキシャル成長において、いわゆる横方向成
長を用いることにより無転位結晶が作成できることが報
告された。（T.Nishinagaet.ol.Japanese Journal of A
pplied PhysicsVol 27.NO.6 L964〜967（1988））。こ
れは論文中に記述がある様に、単結晶基板表面に特定方
向をもった絶縁物膜を形成し、その窓部の単結晶基板上
に選択的にエピタキシャル成長を行なう方法で、その際
結晶成長速度の結晶方位依存性を用いて単結晶を基板表
面に平行な方向に成長（以下横方向成長とよぶ）させる
ことにより、基板からの転位の伝播が遮断されるという
原理に基づいて無転位結晶を作成するというものであ
る。その原理を模式的に結晶の断面図として示したのが
第３図である。
の液相エピタキシャル成長において、いわゆる横方向成
長を用いることにより無転位結晶が作成できることが報
告された。（T.Nishinagaet.ol.Japanese Journal of A
pplied PhysicsVol 27.NO.6 L964〜967（1988））。こ
れは論文中に記述がある様に、単結晶基板表面に特定方
向をもった絶縁物膜を形成し、その窓部の単結晶基板上
に選択的にエピタキシャル成長を行なう方法で、その際
結晶成長速度の結晶方位依存性を用いて単結晶を基板表
面に平行な方向に成長（以下横方向成長とよぶ）させる
ことにより、基板からの転位の伝播が遮断されるという
原理に基づいて無転位結晶を作成するというものであ
る。その原理を模式的に結晶の断面図として示したのが
第３図である。
第３図において化合物半導体基板１上に絶縁物膜２を被
覆し、その一部分を除去して窓部７を設ける。このよう
にして基板上にエピタキシャル成長を行なうと、基板に
平行な方向に成長し、この際、基板中の転位６の大部分
が絶縁膜２によって遮断され、横方向に成長した結晶3b
中の転位を実質的に消滅させることができる。転位は窓
７上に成長した窓部成長層3aにしか存在しないので、こ
の方法によって得られる結晶成長層３の転位密度は多く
ても２×104個／cm2以下となる。
覆し、その一部分を除去して窓部７を設ける。このよう
にして基板上にエピタキシャル成長を行なうと、基板に
平行な方向に成長し、この際、基板中の転位６の大部分
が絶縁膜２によって遮断され、横方向に成長した結晶3b
中の転位を実質的に消滅させることができる。転位は窓
７上に成長した窓部成長層3aにしか存在しないので、こ
の方法によって得られる結晶成長層３の転位密度は多く
ても２×104個／cm2以下となる。
この無転位である横方向成長部分にLEDを作成すること
により欠陥が少なく特性の良いLEDが得られると考えら
れる。しかし論文の方法では、得られた横方向成長は幅
100μｍ程度の細長いものであり、この上に液相エピタ
キシャル法でLED用の結晶の成長を行なうこと、及びそ
の後のチップ化工程は著しく困難である。
により欠陥が少なく特性の良いLEDが得られると考えら
れる。しかし論文の方法では、得られた横方向成長は幅
100μｍ程度の細長いものであり、この上に液相エピタ
キシャル法でLED用の結晶の成長を行なうこと、及びそ
の後のチップ化工程は著しく困難である。
そこで我々はこの点を改善すべく、横方向成長同志を接
続させることを試み、隣接する種部から成長した横方向
成長同志をつなぎめなく接続させることが可能であるこ
と、さらにその接続部分には転位の発生はなく結晶学的
に完全に接続することを発見した。
続させることを試み、隣接する種部から成長した横方向
成長同志をつなぎめなく接続させることが可能であるこ
と、さらにその接続部分には転位の発生はなく結晶学的
に完全に接続することを発見した。
そしてこの横方向成長を行なった基板を通常の単結晶基
板と同様に用いて通常のエピタキシャル成長方法でPN接
合を形成し、LEDを形成することによりLED特性の大幅な
改善を容易に行なうことができた。
板と同様に用いて通常のエピタキシャル成長方法でPN接
合を形成し、LEDを形成することによりLED特性の大幅な
改善を容易に行なうことができた。
先ず、本発明による半導体発光素子の製造方法について
説明する。第１図にその工程を模式的に示す。
説明する。第１図にその工程を模式的に示す。
先ず、化合物単結晶基板１の（111）面上に、スパッタ
法等を用いて厚さ200〜400nmのSiO2等膜２を作成する
（工程（ｂ））。次にフォトリソ法を用いて例えば＜２
＞方向に幅ｄ＝２μｍ、間隔Ｄ＝100μｍ程度に窓
部７をあける加工を行う（工程（ｃ））。加工後の基板
を上から見ると第２図のとおりとなる。
法等を用いて厚さ200〜400nmのSiO2等膜２を作成する
（工程（ｂ））。次にフォトリソ法を用いて例えば＜２
＞方向に幅ｄ＝２μｍ、間隔Ｄ＝100μｍ程度に窓
部７をあける加工を行う（工程（ｃ））。加工後の基板
を上から見ると第２図のとおりとなる。
方向を＜２＞としたのは、この方向に窓を設けた場
合に最も横方向成長の伸びが大きくなるためであり、物
質や基板面方位が異なる場合は適宜方向を選択する。ま
た窓の幅ｄは狭いほど転位の伝播が少ないため、加工可
能な範囲でなるべく狭い方が望ましい。またD/dを大き
くすることで窓部に対する横方向成長部分の比を大きく
することにより、転位の低減効果をより大きくすること
ができるが、Ｄをあまり大きくすると隣接横方向成長同
志が接続しなくなるため、エピタキシャル成長条件に応
じて10〜500μｍで適宜選択する必要がある。
合に最も横方向成長の伸びが大きくなるためであり、物
質や基板面方位が異なる場合は適宜方向を選択する。ま
た窓の幅ｄは狭いほど転位の伝播が少ないため、加工可
能な範囲でなるべく狭い方が望ましい。またD/dを大き
くすることで窓部に対する横方向成長部分の比を大きく
することにより、転位の低減効果をより大きくすること
ができるが、Ｄをあまり大きくすると隣接横方向成長同
志が接続しなくなるため、エピタキシャル成長条件に応
じて10〜500μｍで適宜選択する必要がある。
次にこの窓部を持つ膜をつけた単結晶基板上に、例えば
液相エピタキシャル成長法によって横方向成長を行って
横方向成長結晶３を得る（工程（ｄ））。液相エピタキ
シャル成長は通常行われているいずれの方法でよい。
液相エピタキシャル成長法によって横方向成長を行って
横方向成長結晶３を得る（工程（ｄ））。液相エピタキ
シャル成長は通常行われているいずれの方法でよい。
この方法で作成した結晶３は、隣接する種部から伸びた
横方向成長部同志がつなぎめなく接続する。
横方向成長部同志がつなぎめなく接続する。
この基板上にさらに液相エピタキシャル法等を用いてLE
D用のPN接合を形成するエピタキシャル成長を行い（工
程（ｅ））半導体エピタキシャルウエハを得る。横方向
成長部が接続した基板は、通常の単結晶基板と全く同様
に扱うことができるため、PN接合形成は従来から一般的
に行っている方法を用いればよい。
D用のPN接合を形成するエピタキシャル成長を行い（工
程（ｅ））半導体エピタキシャルウエハを得る。横方向
成長部が接続した基板は、通常の単結晶基板と全く同様
に扱うことができるため、PN接合形成は従来から一般的
に行っている方法を用いればよい。
この様にして作成したLEDエピタキシャルウエハは、そ
のままチップ化を行ってもよいが、エッチングにより基
板部及びSiO2膜を除去した後に通常の方法で、電極形
成、素子分離を行い、LED素子を作成しても良い（工程
（ｆ））。
のままチップ化を行ってもよいが、エッチングにより基
板部及びSiO2膜を除去した後に通常の方法で、電極形
成、素子分離を行い、LED素子を作成しても良い（工程
（ｆ））。
以上の工程で作成したGaP純緑色LEDの発光効率は、基板
に直接LEDエピタキシャル成長を行ったものに比べて例
えば1.8倍にもなり明るさを大幅に向上させることがで
きる。
に直接LEDエピタキシャル成長を行ったものに比べて例
えば1.8倍にもなり明るさを大幅に向上させることがで
きる。
上記の例では基板上に窓部を作成する絶縁膜としてSiO2
を示したが、その上に横方向成長を行なおうとする化合
物半導体が成長しないものならば何でも良く、他にSi3N
4やAl2O3等を用いることができ、またＷ、Mo、Ta、Nb等
の高融点の金属を用いることも可能である。また膜作成
方法もスパッタ以外に、CVD法、蒸着法などを用いても
良い。
を示したが、その上に横方向成長を行なおうとする化合
物半導体が成長しないものならば何でも良く、他にSi3N
4やAl2O3等を用いることができ、またＷ、Mo、Ta、Nb等
の高融点の金属を用いることも可能である。また膜作成
方法もスパッタ以外に、CVD法、蒸着法などを用いても
良い。
上記では横方向成長を１回行う例について説明したが、
横方向成長を２回くり返すことにより表面層が実質的に
無転位である半導体基板を得ることもできる。すなわ
ち、第６図に示すように、１回目の横方向成長によって
得られるエピタキシャル成長層３には、絶縁膜２の窓部
７の部分に転位６が存在する場合がある。そこでこの窓
部７に有る転位６の上部にさらに絶縁膜２′を置き、無
転位部分に新たな窓部７′を設けて再度横方向成長をさ
せると、得られるエピタキシャル成長層３′は基板１か
らの転位の伝播が完全に遮断され、実質的に無転位のエ
ピタキシャル成長層が得られる。このような欠陥の無い
結晶表面にPN接合を形成して得られた半導体ウエハは、
極めて優れた電気特性を有し、LEDとした場合は高い発
光効率が得られる。
横方向成長を２回くり返すことにより表面層が実質的に
無転位である半導体基板を得ることもできる。すなわ
ち、第６図に示すように、１回目の横方向成長によって
得られるエピタキシャル成長層３には、絶縁膜２の窓部
７の部分に転位６が存在する場合がある。そこでこの窓
部７に有る転位６の上部にさらに絶縁膜２′を置き、無
転位部分に新たな窓部７′を設けて再度横方向成長をさ
せると、得られるエピタキシャル成長層３′は基板１か
らの転位の伝播が完全に遮断され、実質的に無転位のエ
ピタキシャル成長層が得られる。このような欠陥の無い
結晶表面にPN接合を形成して得られた半導体ウエハは、
極めて優れた電気特性を有し、LEDとした場合は高い発
光効率が得られる。
本方法が適用できる化合物半導体はGaP、InP、InGaP等
があり、従来無転位の単結晶が得られないとされていた
化合物半導体に対して特に効果を発揮する。
があり、従来無転位の単結晶が得られないとされていた
化合物半導体に対して特に効果を発揮する。
本発明は低転位基板を用いることによりLED特性の向上
を図るという原理に基づき、低転位基板として横方向成
長層を有する基板を用いることを要旨とし、現実にLED
の作成を可能とするために無転位の隣接横方向成長部分
を接合させたエピタキシャル基板を作成し、LED用基板
として利用するということを特徴としている。
を図るという原理に基づき、低転位基板として横方向成
長層を有する基板を用いることを要旨とし、現実にLED
の作成を可能とするために無転位の隣接横方向成長部分
を接合させたエピタキシャル基板を作成し、LED用基板
として利用するということを特徴としている。
本発明の発光素子の製造方法による実施例を、GaP純緑
色発光ダイオードの例を用いて説明する。
色発光ダイオードの例を用いて説明する。
先ず、GaP単結晶基板１の（111）面上に、スパッタ法を
用いて厚さ400nmのSiO2膜２を作成する（工程
（ｂ））。フォトリソ法を用いて＜２＞方向に幅ｄ
＝２μｍ、間隔Ｄ＝100μｍに窓部７をあける加工を行
った（工程（ｃ））。
用いて厚さ400nmのSiO2膜２を作成する（工程
（ｂ））。フォトリソ法を用いて＜２＞方向に幅ｄ
＝２μｍ、間隔Ｄ＝100μｍに窓部７をあける加工を行
った（工程（ｃ））。
方向を＜２＞としたのはGaP（111）Ｂ面を用いた場
合は、この方向に窓を設けた場合に最も横方向成長の伸
びが大きくなるためである。
合は、この方向に窓を設けた場合に最も横方向成長の伸
びが大きくなるためである。
次にこの窓部７を持つSiO2膜２をつけた単結晶基板上
に、液相エピタキシャル成長法によって横方向成長を行
って横方向成長結晶３を得た（工程（ｄ））。液相エピ
タキシャル成長は通常行われているいずれの方法でもよ
いが、ここでは徐冷法を用いた例を示した。成長治具に
は黒鉛性スライドボートを用い、治具中に金属ガリウム
30g、GaP多結晶2g、Ｎ型のドーパントとしてSiを0.1mg
を入れ、上記SiO2膜付きのGaP単結晶基板を配置した。
この黒鉛性スライドボートを成長炉の均熱部に設置し、
真空置換後水素気流中で1020℃まで昇温した。1020℃で
120分保持し、ガリウム中にGaP多結晶を飽和させた後、
0.5℃／分の冷却速度で冷却を開始し、２℃冷却してガ
リウム溶液を過飽和にした状態でGaP基板に接触させエ
ピタキシャル成長を開始し、１時間経過後に再び基板と
ガリウム溶液を分離してエピタキシャル成長を終了させ
た。温度プロファイルを示せば第４図のとおりである。
に、液相エピタキシャル成長法によって横方向成長を行
って横方向成長結晶３を得た（工程（ｄ））。液相エピ
タキシャル成長は通常行われているいずれの方法でもよ
いが、ここでは徐冷法を用いた例を示した。成長治具に
は黒鉛性スライドボートを用い、治具中に金属ガリウム
30g、GaP多結晶2g、Ｎ型のドーパントとしてSiを0.1mg
を入れ、上記SiO2膜付きのGaP単結晶基板を配置した。
この黒鉛性スライドボートを成長炉の均熱部に設置し、
真空置換後水素気流中で1020℃まで昇温した。1020℃で
120分保持し、ガリウム中にGaP多結晶を飽和させた後、
0.5℃／分の冷却速度で冷却を開始し、２℃冷却してガ
リウム溶液を過飽和にした状態でGaP基板に接触させエ
ピタキシャル成長を開始し、１時間経過後に再び基板と
ガリウム溶液を分離してエピタキシャル成長を終了させ
た。温度プロファイルを示せば第４図のとおりである。
この方法で作成したGaPは、隣接する種部から伸びた横
方向成長部同志がつなぎめなく接続していた。この結晶
表面をRCエッチング液（AgNO3（mg）：HNO3（cc）:HF
（cc）：H2O（cc）＝4:3:2:4）でエッチングを行ない、
転位の観察を行ったところ、窓部分７の直上部3aには基
板から伝播した転位６が存在するものの、横方向成長部
3b及び接続部3cには転位は見られず、平均EPDは1000個
／cm2と基板の転位密度50,000個／cm2に比べ著しく低下
していた。
方向成長部同志がつなぎめなく接続していた。この結晶
表面をRCエッチング液（AgNO3（mg）：HNO3（cc）:HF
（cc）：H2O（cc）＝4:3:2:4）でエッチングを行ない、
転位の観察を行ったところ、窓部分７の直上部3aには基
板から伝播した転位６が存在するものの、横方向成長部
3b及び接続部3cには転位は見られず、平均EPDは1000個
／cm2と基板の転位密度50,000個／cm2に比べ著しく低下
していた。
この基板上にさらに液相エピタキシャル法を用いて純緑
色LED用の成長を行った（工程（ｅ））。横方向成長部
が接続した基板は通常の単結晶基板と全く同様に扱うこ
とができるため、従来から一般的に行っている方法を用
いればよい。我々の場合は、スライドボートを用いた徐
冷法を用い、Ｎ型ドーパントとしてH2Sを用いてＳを、
Ｐ型ドーパントとしてZnをガス状で順冷添加するオーバ
ーコンペンセーション法を用いた。
色LED用の成長を行った（工程（ｅ））。横方向成長部
が接続した基板は通常の単結晶基板と全く同様に扱うこ
とができるため、従来から一般的に行っている方法を用
いればよい。我々の場合は、スライドボートを用いた徐
冷法を用い、Ｎ型ドーパントとしてH2Sを用いてＳを、
Ｐ型ドーパントとしてZnをガス状で順冷添加するオーバ
ーコンペンセーション法を用いた。
この様にして作成したLEDエピタキシャル基板は、その
ままチップ化を行ってもよいが、我々はエッチングによ
り基板部及びSiO2膜を除却した後に通常の方法で、電極
形成、素子分離を行い、LED素子を作成した（工程
（ｆ））。
ままチップ化を行ってもよいが、我々はエッチングによ
り基板部及びSiO2膜を除却した後に通常の方法で、電極
形成、素子分離を行い、LED素子を作成した（工程
（ｆ））。
以上の工程で作成したGaP純緑色LEDは、発光効率は基板
に直接LEDエピタキシャル成長を行ったものに比べて約
1.8倍になり大幅に明るさが向上した。
に直接LEDエピタキシャル成長を行ったものに比べて約
1.8倍になり大幅に明るさが向上した。
以上GaPの例で示したが、全く同様に液相エピタキシャ
ル成長で作成する他の化合物半導体LEDにも、本発明を
適用することができる。特に、InGaP等の混晶を用いる
場合、従来基板との格子定数の差が大きく、良質な結晶
成長層が得られなかった組成の混晶を、本発明を用いる
ことにより成長させることが可能となった。
ル成長で作成する他の化合物半導体LEDにも、本発明を
適用することができる。特に、InGaP等の混晶を用いる
場合、従来基板との格子定数の差が大きく、良質な結晶
成長層が得られなかった組成の混晶を、本発明を用いる
ことにより成長させることが可能となった。
以上説明した様に、本発明によれば次の様な効果が発揮
される。
される。
（１）従来の単結晶基板より大幅に欠陥の少ない結晶上
にLEDを作成することにより、その特性、特に発光出力
を大幅に向上させることができる。
にLEDを作成することにより、その特性、特に発光出力
を大幅に向上させることができる。
（２）従来高品質な結晶を得ることが困難であった格子
定数の異なる基板上への混晶成長が可能となり、利用で
きる混晶の範囲が広がる。
定数の異なる基板上への混晶成長が可能となり、利用で
きる混晶の範囲が広がる。
（３）横方向成長が接合した基板は、従来の単結晶基板
と全く同様に扱えるため、従来のLED作成のエピタキシ
ャル成長法やチップ化工程をそのまま適用することがで
きるため応用範囲が広く、かつ経済性が高い。
と全く同様に扱えるため、従来のLED作成のエピタキシ
ャル成長法やチップ化工程をそのまま適用することがで
きるため応用範囲が広く、かつ経済性が高い。
第１図は本発明の一実施例に係る発光素子形成方法を示
す工程図、第２図は第１図（ｃ）工程で得られた基板を
上面から見た図で、皮膜の加工パターンを示し、第３図
は本発明で使用する横方向成長による基板を模式的に示
した図、第４図は、横方向成長工程の温度プログラム、
第５図は、ｎ型GaP基板のEPDと発光効率の関係を示す
図、第６図は横方向成長層を２層有する基板を模式的に
示した図である。 図中、１は基板、２は皮膜、３は横方向成長結晶、４は
エピタキシャル成長層（Ｎ型）、５はエピタキシャル成
長層（Ｐ型）、６は転位を示す。
す工程図、第２図は第１図（ｃ）工程で得られた基板を
上面から見た図で、皮膜の加工パターンを示し、第３図
は本発明で使用する横方向成長による基板を模式的に示
した図、第４図は、横方向成長工程の温度プログラム、
第５図は、ｎ型GaP基板のEPDと発光効率の関係を示す
図、第６図は横方向成長層を２層有する基板を模式的に
示した図である。 図中、１は基板、２は皮膜、３は横方向成長結晶、４は
エピタキシャル成長層（Ｎ型）、５はエピタキシャル成
長層（Ｐ型）、６は転位を示す。
Claims (7)
- 【請求項１】化合物半導体基板表面に部分的に複数の窓
部を設けた絶縁物薄膜又は高融点金属薄膜を有し、該薄
膜上に上記窓部に露出した基板部分を種として、種部よ
り基板表面に平行な方向に連続してかつ隣接する種部よ
り成長したエピタキシャル成長部分と接合して一体化し
た化合物半導体エピタキシャル成長層を有することを特
徴とする半導体基板。 - 【請求項２】第１項記載の半導体基板上にPN接合を有す
るエピタキシャル成長層を具備してなることを特徴とす
る半導体エピタキシャルウエハ。 - 【請求項３】化合物半導体エピタキシャル成長層が、転
位密度２×104個／cm2以下のリン化ガリウムであること
を特徴とする第１項記載の半導体基板。 - 【請求項４】化合物半導体基板表面に絶縁物薄膜又は高
融点金属薄膜を形成した後、該膜を部分的に除去して複
数の窓部を設け、エピタキシャル成長により上記窓部に
露出した基板部分を種として化合物半導体単結晶を成長
させ、種部より基板表面に平行な方向に成長した単結晶
が隣接する種部より成長した単結晶部分と接合するまで
成長させることを特徴とする半導体基板の成長方法。 - 【請求項５】第４項記載の方法により得られた半導体基
板上に、さらにエピタキシャル成長によりPN接合を形成
することを特徴とする半導体エピタキシャルウエハの製
造方法。 - 【請求項６】第１項記載の半導体基板上に、さらに転位
のない部分を種として種部より基板表面に平行な方向に
連続して、かつ隣接する種部より成長したエピタキシャ
ル部分と接合して一体化した化合物半導体エピタキシャ
ル成長層を有することを特徴とする半導体基板。 - 【請求項７】表面のエピタキシャル成長層が実質的に無
転位であることを特徴とする第６項記載の半導体基板。
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| JP27202889A JPH06105797B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 半導体基板及びその製造方法 |
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| JP27202889A JPH06105797B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 半導体基板及びその製造方法 |
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