JPS5821819B2 - 半導体基板の製造方法

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【発明の詳細な説明】本発明はＧａｐ単結晶基板の製造方法に関し、Ｇａｐ
エピタキシャル層を剥離して基板とする半導体基板の製
造方法に関する。

本発明の目的は光電変換装置、特に発光ダイオードを用
いた表示装置に使用されるＧａｐ単結晶基板を安価に製
造することにある。

従来のＧａｐ結晶基板の製造方法は高圧引上法により結
晶塊を成長させ、この結晶塊を切断研摩して結晶基板と
した。

Ｇａｐはｐの蒸気圧が高い為、従来の方法により結
晶成長を行なう場合には高圧を加えて成長きせねばなら
ず、このため高圧引上げ装置は非常に大樹りなものとな
り、この結晶塊を薄片に切断し、研磨して結晶基板とし
ていたため、非常に高価なものとなっていた。

またこの基板にＰＮ接合を形成し、発光ダイオードを形
成すると結晶性が悪いため発光効率が上がらず問題とな
っていた。

ところが最近、Ｇａｐ単結晶基板上に周期率表■族及
び■族の中の一元素とＧａｐとの三元系よりなるエピ
タキシャル層を薄く成長させ、その上にＧａｐを成長さ
せた後、硫酸系のエツチング液に漬けて三元系エピタキ
シャル層をエツチングしてＧａｐのエビ層を剥離して基
板として用いる技術が開発された。

しかしＧａｐのエビ層を基板として用いるには問題が多
く残されている。

第１〜３図に例を挙げて以下に従来の方法について説明
する。

第１図に示される様にＧａｐ単結晶基板１上に液層エビ
クキシャルによって数μ厚の三元系エピタキシャル層２
をエピタキシャル成長させ、その上に第２図に示す様に
２０μ程度のＧａｐ膜３をエピタキシャル成長する。

ＰＮ接合は薄膜の成長過程中に亜鉛やスズをドープした
り拡散して形成していく。

更に第３図に示される様に硫酸系のエツチング液の中に
漬けて三元系エピタキシャル層２をエツチング除去して
Ｇａｐ膜３を剥離する。

以上の様に従来の方法によって１０〜２０μ程度の厚み
のＧａｐ膜を得ることが可能であるが１０〜２０μ程度
だと後の処理工程で剥れ易く歩留りを悪くする。

また割れない様に厚みを１００〜２００μと厚くすると
種結晶であるＧａｐ基板とさほど大差のないコストにな
る。

更にＰＮ接合に必要な厚みは高々２〜４μ程度であるの
で残りの厚みは無駄な部分となり、改良の余地がある。

本発明は以上の様な欠点について改良を加えたもので実
施例に従って詳しく説明する。

第４図に示される様にＧａｐ単結晶基板４上に液層エピ
タキシャル層により、三元系エピタキシャル層５を数μ
成長させ、その上に２〜４μ厚のＧａｐ膜６を成長す
る。

ＰＮ接合の形成は薄膜の成長過程中で亜鉛やスズをドー
プしたり拡散して形成してもよい。

更に第５図に示される様に補強材として１０〜２００μ
厚の多結晶Ｓｉ層７を形成した後、第６図に示される様
に硫酸系のエツチング液に浸漬して、三元系エピタキシ
ャル層５をエツチング除去して、多結晶Ｓｉ層層上上Ｇ
ａｐ膜６として三元系エピタキシャル層を剥離する。

以上の様に多結晶Ｓｉを補強材に用いるので必要とする
Ｇａｐ膜を２〜４μと従来より薄くすることが出来、多
結晶Ｓｉを用いた補強によって、更にプロセス工程で処
理しやすくなり、種々の光電変換装置の製造を容易にし
た。

更に多結晶Ｓｉ等はコスト的にＧａｐよりも安価なので
十分なメリットが得られる。

尚、本実施例では多結晶Ｓｉを補強材として用いた場合
を説明したが、この他Ｇａｐ膜６の補強材となる物質
であったら何を用いてもよい。

またＧａｐ膜６の上にＳｉ窒化膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ｓ
ｉＯ２膜などの絶縁膜を成長させた後、更にその上に多
結晶Ｓｉを成長させる等の多層構造をとってもよい。

更に、Ｇａｐ膜６と三元系エピタキシャル層５の形成
を液層エピタキシャル法を用いて説明したが気相エピタ
キシャル法を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は従来の方法によるＧａｐエピタキシャ
ル基板形成の断面略図である。第４〜６図は本発明の方法によるＧａｐエピタキシ
ャル基板形成の断面略図である。１，４・・・・・・Ｇａｐ単結晶基板、２，５・・・・
・・三元系エピタキシャル層、３，６・・・・・・Ｇａ
ｐ膜、７・・・・・・多結晶Ｓｉ層。

【特許請求の範囲】