JPH0680636B2 - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents

液相エピタキシヤル成長方法

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JPH0680636B2
JPH0680636B2 JP20127383A JP20127383A JPH0680636B2 JP H0680636 B2 JPH0680636 B2 JP H0680636B2 JP 20127383 A JP20127383 A JP 20127383A JP 20127383 A JP20127383 A JP 20127383A JP H0680636 B2 JPH0680636 B2 JP H0680636B2
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Sanyo Denki Co Ltd
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Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 イ）産業上の利用分野 本発明は良好な特性のPn接合を有した発光ダイオードを
製造するための液相エピタキシャル成長方法に関する。
ロ）従来技術 近年、発光ダイオード用の化合物半導体において、第１
図に示すようにGaAs基板（１）上に同導電型のGaAlAs層
（２）を成長させ、次いで逆導電型のGaAlAs層（３）を
積層することでPn接合（４）近傍の注入効率を高める技
術が開発されている。
このような発光ダイオード用の液相エピタキシャル成長
は、第２図の温度特性図に示す如く高温における時点t1
で基板と融液を接触させ、t2からt3の間第１エピタキシ
ャル成長をさせ、時刻t3において融液を逆導電型のもの
に切りかえると共に降温速度を切りかえて、その後第２
のエピタキシャル成長を行なっていた。
この方法では時刻t3においてPn接合（４）が形成される
事になるが、ウェハは融液に対し面接触しているにもか
かわらず平面状のPn接合が得られない。即ち部分的に早
く導電型転換したり、何度も導電型転換してPnPn構造を
形成する部分が生じたりする。これらは発光効率を低下
させるのみでなく、トランジスタやサイリスタの如くス
イッチング動作を生じることになるので好ましくない。
そこで実験を重ねた結果、融液中に含まれる微量のシリ
コンがGaAsやGaAlAsに対して両性不純物として働き、エ
ピタキシャル成長の際の降温速度によってＰ型不純物に
なるかｎ型不純物になるかが定まるので、融液と温度勾
配を同時に変化させると熱慣性等により部分的にＰ型と
なったりｎ型になったりするので、これが原因となる事
がわかった。一方他の化合物半導体の液相エピタキシャ
ル成長方法で用いられるPn接合付近での定温保持やメル
トバックは、Pn接合（４）前後で３元系化合物の混晶比
が変化しているので、Pn接合における混晶比が発光に最
適な値からずれる恐れがあり、特に発光層であるＰ層へ
の電流注入効率が低下しやすいのでこのましくないこと
がわかった。
ハ）発明の目的 本発明は上述の点を考慮してなされたもので、略平坦で
均一なPn接合を形成する液相エピタキシャル成長方法を
提供するものである。
ニ）発明の構成 本発明は化合物半導体の第１のエピタキシャル成長後、
降温速度を切換える時点と融液を切換える時点を異なら
せるもので、以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
ホ）実施例 第３図は本発明実施例の液相エピタキシャル成長方法の
温度特性図である。以下の説明は第１図で説明したGaAs
基板上のGaAlAs発光ダイオードを例にとり、また雰囲気
ガスは特にことわらない限り水素とする。
まずＰ型GaAs基板とＰ型融液とｎ型融液をそれぞれ分離
してセットした黒鉛製ボートを850〜900℃の高温で数十
分間定温保持したあと、第３図における時点t1において
ボートのスライド板を摺動させ、基板とＰ型融液を接触
させる。そしてただちに昇温し、基板の表面のぬれ性を
よくすると共に少し溶出させ（メルトバック）、860〜9
50℃になった時点t2において0.1〜0.8℃/minの第１の降
温速度で温度をさげ、第１のエピタキシャル成長を行い
Ｐ型GaAlAs層を形成する。そして820〜900℃に低下した
時点t3で降温速度を早め２〜５℃/minの第２の降温速度
とし、その時の温度より５〜13℃低下した時点t4で融液
をＰ型融液からｎ型融液に切換える。その後必要に応じ
て、電極のオーミック特性向上のため最後の10℃降温を
利用してGaAs表面層（５）を形成してもよい。
このようにして成長された成長層及びPn接合は、各層の
結晶性のマッチングがよいので発光効率が高く、また微
量不純物であるシリコンはドナーかアクセプタかのいず
れか定まった導電作用を呈し、Pn接合近傍においてＰ型
となったりｎ型に反転したりすることはない。
この方法で製造した上述のGaAlAs発光ダイオードは例え
ば、基板と第１のエピタキシャル層との間に結晶性のマ
ッチングの悪さによるエッチングラインは見られず、Pn
接合附近におけるＰ型Ga1-xAlxAs層の混晶比ｘはおよそ
0.35で、エポキシ樹脂被覆後の発光効率は４〜５％、発
光波長660nm（赤）であった。
ヘ）発明の効果 以上の如く本発明は、第１の融液を基板に接触させ第１
エピタキシャル成長させる途中に於て、第１降温速度か
ら第２降温速度に切替える。故に融液中のシリコンが第
１エピタキシャル層に対して一定の導電型不純物として
作用するので、部分的Pn反転がなくなる。また第１降温
速度より第２降温速度を速くすることにより、残った第
１の融液がPn接合付近を部分的にPn反転する前に速やか
に第２のエピタキシャル層を形成する。故に上述の２つ
の構成により、部分的Pn反転をなくし、スイッチング動
作を防止する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明で対象とする発光ダイオード用の化合物
半導体の模式図、第２図は従来のエピタキシャル成長方
法の温度特性図、第３図は本発明実施例の液相エピタキ
シャル成長方法の温度特性図である。 （１）…GaAs基板、（２）（３）…GaAlAs層、（４）…
Pn接合、（５）…GaAs表面層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の融液と化合物半導体の基板を高温に
    保持し第１の融液と基板を接触させて第１降温速度で第
    １エピタキシャル成長を行う工程と、その第１降温速度
    よりも速い第２の降温速度に切替える工程と、その後に
    第２の融液と基板を接触させ第２の降温速度で第２のエ
    ピタキシャル成長を行う工程とを具備した事を特徴とす
    る液相エピタキシャル成長方法。
JP20127383A 1983-10-26 1983-10-26 液相エピタキシヤル成長方法 Expired - Lifetime JPH0680636B2 (ja)

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JPS6092609A JPS6092609A (ja) 1985-05-24
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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