JPH0682861B2 - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents
発光ダイオードの製造方法Info
- Publication number
- JPH0682861B2 JPH0682861B2 JP10527788A JP10527788A JPH0682861B2 JP H0682861 B2 JPH0682861 B2 JP H0682861B2 JP 10527788 A JP10527788 A JP 10527788A JP 10527788 A JP10527788 A JP 10527788A JP H0682861 B2 JPH0682861 B2 JP H0682861B2
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- Japan
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- layer
- light emitting
- emitting diode
- manufacturing
- epitaxial
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Led Devices (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の製造方法に関し、特に液相エ
ピタキシャル法を用いてGaAlAs発光ダイオードを製造す
る方法に関する。
ピタキシャル法を用いてGaAlAs発光ダイオードを製造す
る方法に関する。
（従来の技術） 発光ダイオード（以下、必要に応じて「LED」と略称す
る）、例えばGaAlAs高輝度LEDの構成を第４図に示す。
このようなLEDの製造は次のように行われている。先
ず、ｐ−GaAs基板の上に液相エピタキシャル法によりｐ
−Ga１−ｙAlｙAs基板層31を成長させる（第１のエピタ
キシャル工程）。次に、このｐ−Ga１−ｙAlｙAs基板層
31の上に、ｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層32、ｐ−Ga
１−ｘAlｘAs発光層33（０＜ｘ＜ｙ＜１）、及びｎ−Ga
１−ｙAlｙAsクラッド層34を液相エピタキシャル法によ
り順次成長させる（第２のエピタキシャル工程）。その
後、ｐ−GaAs基板を化学エッチングにより除去し、ｐ側
電極35及びｎ側電極36を形成した後に各チップに分割す
ることによって、第４図に示すようなｐ−Ga１−ｙAlｙ
As基板層31上に積層構造が形成されたGaAlAs高輝度LED
が得られる。
る）、例えばGaAlAs高輝度LEDの構成を第４図に示す。
このようなLEDの製造は次のように行われている。先
ず、ｐ−GaAs基板の上に液相エピタキシャル法によりｐ
−Ga１−ｙAlｙAs基板層31を成長させる（第１のエピタ
キシャル工程）。次に、このｐ−Ga１−ｙAlｙAs基板層
31の上に、ｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層32、ｐ−Ga
１−ｘAlｘAs発光層33（０＜ｘ＜ｙ＜１）、及びｎ−Ga
１−ｙAlｙAsクラッド層34を液相エピタキシャル法によ
り順次成長させる（第２のエピタキシャル工程）。その
後、ｐ−GaAs基板を化学エッチングにより除去し、ｐ側
電極35及びｎ側電極36を形成した後に各チップに分割す
ることによって、第４図に示すようなｐ−Ga１−ｙAlｙ
As基板層31上に積層構造が形成されたGaAlAs高輝度LED
が得られる。
（発明が解決しようとする課題） このように従来のLED製造方法では、LEDチップの基板と
なる層（上述の例では基板層31）を第１のエピタキシャ
ル工程に於いて成長させ、その後に第２のエピタキシャ
ル工程を行って必要な積層構造を形成している。これ
は、スライド成長による従来の液相エピタキシャル法で
は１度の成長で得られる成長層の層厚は一般には70μｍ
までが限度であり、LEDチップとして使用できる程の層
厚（一般には100μｍ以上）を有する成長層を一度の成
長によって形成させることが困難なためである。それ
故、従来のLED製造方法に於いては、エピタキシャル工
程を２回行わなければならず、製造工程が複雑になり、
製造に要する時間が長くなるという問題がある。
なる層（上述の例では基板層31）を第１のエピタキシャ
ル工程に於いて成長させ、その後に第２のエピタキシャ
ル工程を行って必要な積層構造を形成している。これ
は、スライド成長による従来の液相エピタキシャル法で
は１度の成長で得られる成長層の層厚は一般には70μｍ
までが限度であり、LEDチップとして使用できる程の層
厚（一般には100μｍ以上）を有する成長層を一度の成
長によって形成させることが困難なためである。それ
故、従来のLED製造方法に於いては、エピタキシャル工
程を２回行わなければならず、製造工程が複雑になり、
製造に要する時間が長くなるという問題がある。
また、第１のエピタキシャル工程で成長させた層（ｐ−
Ga１−ｙAlｙAs基板層31）の上にそのまま第２のエピタ
キシャル工程で他の層（ｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層
32）を成長させることは困難である。従って、従来は第
１のエピタキシャル工程に於いてｐ−Ga１−ｙAlｙAs基
板層31の上に保護層としてｐ−GaAs層を形成し、第２の
エピタキシャル工程に於いて、基板層31の表面に形成さ
れているｐ−GaAs層の除去等の処理を行わなければなら
ず、製造工程がより複雑になる。
Ga１−ｙAlｙAs基板層31）の上にそのまま第２のエピタ
キシャル工程で他の層（ｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層
32）を成長させることは困難である。従って、従来は第
１のエピタキシャル工程に於いてｐ−Ga１−ｙAlｙAs基
板層31の上に保護層としてｐ−GaAs層を形成し、第２の
エピタキシャル工程に於いて、基板層31の表面に形成さ
れているｐ−GaAs層の除去等の処理を行わなければなら
ず、製造工程がより複雑になる。
一方、LEDを高輝度にするためには、結晶欠陥を少なく
しなければならないが、LEDを多層構造にすると各ヘテ
ロ界面で結晶欠陥が発生する可能性が多くなる。従っ
て、LEDの輝度向上のためには層の数を減らしてヘテロ
界面の数を減少させることが望ましい。
しなければならないが、LEDを多層構造にすると各ヘテ
ロ界面で結晶欠陥が発生する可能性が多くなる。従っ
て、LEDの輝度向上のためには層の数を減らしてヘテロ
界面の数を減少させることが望ましい。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、１回のエピタキシャル工程に
よって必要な成長を行うことができ、しかも高輝度品を
製造することのできる発光ダイオードの製造方法を提供
することにある。
その目的とするところは、１回のエピタキシャル工程に
よって必要な成長を行うことができ、しかも高輝度品を
製造することのできる発光ダイオードの製造方法を提供
することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の発光ダイオードの製造方法は、半導体基板を原
料メルト中に立てた状態で回転しつつ第１のクラッド層
をエピタキシャル成長させること、及びその後引続き同
じ温度サイクルに於いて発光層及び第２のクラッド層を
エピタキシャル成長させることをを包含しており、その
ことにより上記目的が達成される。
料メルト中に立てた状態で回転しつつ第１のクラッド層
をエピタキシャル成長させること、及びその後引続き同
じ温度サイクルに於いて発光層及び第２のクラッド層を
エピタキシャル成長させることをを包含しており、その
ことにより上記目的が達成される。
（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。
本発明の１実施例で用いる液相エピタキシャルボートの
概略構成を第１図に示し、この手法は「液相回転エピタ
キシャル法」の一種である。この装置は第２図に示すLE
Dを製造するためのものであり、上部にはｐ−Ga１−ｙA
lｙAsクラッド層用原料メルト１、ｐ−Ga１−ｘAlｘAs
発光層用原料メルト２、及びｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッ
ド層用原料メルト３が水平方向に配列されている。成長
セル４を有するスライダ５は中央部を矢印Ｃの方向に水
平に移動する。スライダ５の移動路の上方には、各メル
ト用の開口A1〜A3が設けられている。また、スライダ５
の移動路の下方には、開口B1〜B3を有する廃メルト溜６
が設けられている。成長セル４内には、その保持面が垂
直であるホルダ７が設けられている。ホルダ７の保持面
にはGaAs基板９が取り付けられる。ホルダ７は図外の駆
動手段によって水平の回転軸7a回りに回転させられる。
従って、GaAs基板９は成長セル４内で、立てられた状態
で、即ち垂直面内を回転させられる。
概略構成を第１図に示し、この手法は「液相回転エピタ
キシャル法」の一種である。この装置は第２図に示すLE
Dを製造するためのものであり、上部にはｐ−Ga１−ｙA
lｙAsクラッド層用原料メルト１、ｐ−Ga１−ｘAlｘAs
発光層用原料メルト２、及びｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッ
ド層用原料メルト３が水平方向に配列されている。成長
セル４を有するスライダ５は中央部を矢印Ｃの方向に水
平に移動する。スライダ５の移動路の上方には、各メル
ト用の開口A1〜A3が設けられている。また、スライダ５
の移動路の下方には、開口B1〜B3を有する廃メルト溜６
が設けられている。成長セル４内には、その保持面が垂
直であるホルダ７が設けられている。ホルダ７の保持面
にはGaAs基板９が取り付けられる。ホルダ７は図外の駆
動手段によって水平の回転軸7a回りに回転させられる。
従って、GaAs基板９は成長セル４内で、立てられた状態
で、即ち垂直面内を回転させられる。
スライダ５が矢印Ｃの方向に移動して成長セル４が開口
A1の下方に達すると、ｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層用
の原料メルトが成長セル４内に注入され、GaAs基板９上
でのｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層21のエピタキシャル
成長が行われる。この時、GaAs基板９は回転しつつ原料
メルトと接触する。成長セル４が開口B1の位置に達する
と、原料メルトは廃メルト溜６に流出する。本実施例で
は、このエピタキシャル成長により120μｍ以上の成長
層が得られた。
A1の下方に達すると、ｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層用
の原料メルトが成長セル４内に注入され、GaAs基板９上
でのｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層21のエピタキシャル
成長が行われる。この時、GaAs基板９は回転しつつ原料
メルトと接触する。成長セル４が開口B1の位置に達する
と、原料メルトは廃メルト溜６に流出する。本実施例で
は、このエピタキシャル成長により120μｍ以上の成長
層が得られた。
続いて、同様に基板を回転させながらｐ−Ga１−ｘAlｘ
As発光層用原料メルト２及びｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッ
ド層用原料メルト３と順次接触させて、ｐ−Ga１−ｘAl
ｘAs発光層22及びｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層23のエ
ピタキシャル成長を行う。その後、GaAs基板９を化学エ
ッチングにより除去し、ｐ側電極24及びｎ側電極25を形
成した後に各チップに分割することによって、第２図に
示すｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層21、ｐ−Ga１−ｘAl
ｘAs発光層22、及びｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層23の
積層構造を有するGaAlAs高輝度LEDが得られた。前述の
ようにｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層21の厚さは120μ
ｍ以上であるので、得られたLEDは充分な強度を有する
ものであった。
As発光層用原料メルト２及びｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッ
ド層用原料メルト３と順次接触させて、ｐ−Ga１−ｘAl
ｘAs発光層22及びｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層23のエ
ピタキシャル成長を行う。その後、GaAs基板９を化学エ
ッチングにより除去し、ｐ側電極24及びｎ側電極25を形
成した後に各チップに分割することによって、第２図に
示すｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層21、ｐ−Ga１−ｘAl
ｘAs発光層22、及びｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層23の
積層構造を有するGaAlAs高輝度LEDが得られた。前述の
ようにｐ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層21の厚さは120μ
ｍ以上であるので、得られたLEDは充分な強度を有する
ものであった。
尚、GaAs基板９の回転速度は、原料メルトの種類、成長
温度、スライダ５の移動速度等によって異なるが、一般
には0.5〜2.0rpm程度とするのが好適である。
温度、スライダ５の移動速度等によって異なるが、一般
には0.5〜2.0rpm程度とするのが好適である。
第３図（ｂ）に本発明方法により製造された発光ダイオ
ードの発光出力分布を従来例（第３図（ｂ））と比較し
て示す。第３図は発光ダイオードに5mAの順方向電流を
流したときの出力分布を示しており、本発明による場合
はサンプル数319個について平均出力が18.01VＬであっ
たのに対し、従来例による場合はサンプル数444個につ
いて平均出力が11.14VＬであった。本発明により平均光
出力は62％増加し、且つその分布幅は20％狭くなり、均
一化し高出力化できたことを示している。
ードの発光出力分布を従来例（第３図（ｂ））と比較し
て示す。第３図は発光ダイオードに5mAの順方向電流を
流したときの出力分布を示しており、本発明による場合
はサンプル数319個について平均出力が18.01VＬであっ
たのに対し、従来例による場合はサンプル数444個につ
いて平均出力が11.14VＬであった。本発明により平均光
出力は62％増加し、且つその分布幅は20％狭くなり、均
一化し高出力化できたことを示している。
この光出力の増加は、結晶基板が１度しか高い温度に曝
されなかったこと、及びクラッド層31、32の界面による
結晶の乱れがないことが主な原因と考えられる。
されなかったこと、及びクラッド層31、32の界面による
結晶の乱れがないことが主な原因と考えられる。
（発明の効果） 本発明の発光ダイオードの製造方法は、このように、従
来の製造方法では２回行うことが必要であったエピタキ
シャル工程を１回行うだけで発光ダイオードを製造する
ことができるので、発光ダイオードの製造工程が簡略化
され、製造に要する時間を大幅に短縮することができ
る。
来の製造方法では２回行うことが必要であったエピタキ
シャル工程を１回行うだけで発光ダイオードを製造する
ことができるので、発光ダイオードの製造工程が簡略化
され、製造に要する時間を大幅に短縮することができ
る。
また、得られるLED中のヘテロ界面の数は、従来法によ
り得られるLEDに比べて少なくなる。従って、界面に於
いて結晶欠陥が発生する可能性が減少し、LEDの輝度の
向上を図ることができる。
り得られるLEDに比べて少なくなる。従って、界面に於
いて結晶欠陥が発生する可能性が減少し、LEDの輝度の
向上を図ることができる。
更に、必要とする原料メルトは、上述の従来例では４層
分であるのに対して、上述の実施例では３層分のみでよ
い。従って、製造がより簡単になり、製造装置にも余裕
が生ずるようになるので、製造数量を増すことが容易に
なる。
分であるのに対して、上述の実施例では３層分のみでよ
い。従って、製造がより簡単になり、製造装置にも余裕
が生ずるようになるので、製造数量を増すことが容易に
なる。
第１図は本発明の一実施例に用いるエピタキシャル装置
の概略構成を示す図、第２図はその実施例により製造さ
れる発光ダイオードの構成を示す断面図、第３図はその
実施例により製造された発光ダイオード及び従来例によ
り製造された発光ダイオードの光出力分布を示す図、第
４図は従来例により製造される発光ダイオードの構成を
示す断面図である。 １〜３……原料メルト、４……成長セル、５……スライ
ダ、７……ホルダ、7a……回転軸、21……ｐ−Ga１−ｙ
AlｙAsクラッド層、22……ｐ−Ga１−ｘAlｘAs発光層、
23……ｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層。
の概略構成を示す図、第２図はその実施例により製造さ
れる発光ダイオードの構成を示す断面図、第３図はその
実施例により製造された発光ダイオード及び従来例によ
り製造された発光ダイオードの光出力分布を示す図、第
４図は従来例により製造される発光ダイオードの構成を
示す断面図である。 １〜３……原料メルト、４……成長セル、５……スライ
ダ、７……ホルダ、7a……回転軸、21……ｐ−Ga１−ｙ
AlｙAsクラッド層、22……ｐ−Ga１−ｘAlｘAs発光層、
23……ｎ−Ga１−ｙAlｙAsクラッド層。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板を原料メルト中に立てた状態で
回転しつつ第１のクラッド層をエピタキシャル成長させ
ること、及びその後引続き同じ温度サイクルに於いて発
光層及び第２のクラッド層をエピタキシャル成長させる
ことを包含する発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10527788A JPH0682861B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 発光ダイオードの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10527788A JPH0682861B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 発光ダイオードの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01276677A JPH01276677A (ja) | 1989-11-07 |
| JPH0682861B2 true JPH0682861B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=14403178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10527788A Expired - Fee Related JPH0682861B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 発光ダイオードの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682861B2 (ja) |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP10527788A patent/JPH0682861B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01276677A (ja) | 1989-11-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |