JPS599983A - 燐化ガリウム緑色発光ダイオ−ドの製造方法 - Google Patents
燐化ガリウム緑色発光ダイオ−ドの製造方法Info
- Publication number
- JPS599983A JPS599983A JP57119207A JP11920782A JPS599983A JP S599983 A JPS599983 A JP S599983A JP 57119207 A JP57119207 A JP 57119207A JP 11920782 A JP11920782 A JP 11920782A JP S599983 A JPS599983 A JP S599983A
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- JP
- Japan
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- emitting diode
- gallium phosphide
- melt
- green light
- light emitting
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H10H20/8215—Bodies characterised by crystalline imperfections, e.g. dislocations; characterised by the distribution of dopants, e.g. delta-doping
-
- 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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- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高輝度な燐化ガリウム緑色発光ダイオードの製
造方法に関するっ 従来燐化ガリウム（又はガリウム燐； ＧａＰ ）を用
いた発光グイオードにおいて緑色を高効率で発光させる
のにＰｎ 接合のｎ層濃度を低くするとよい事が知られ
ていたつそして例えば特開昭５６−２４９８５号公報に
よれば単にｎ層濃度を低くすると窒素が多量に混入して
いるので色相が黄色側（長波長側）にずれると共に寿命
が短かくなるっ従って第１図（ｂ）Ｋ示すように６段階
に分けたｎ層成長（社）（ハ）シ４を行ない、その２層
目のみアンモニアを導入（ｃ）シて同図（ａ）における
低濃度ｎｍ（ト）（３４）のうちｐｎ接合に近いｎＭｌ
ｃ３４）には窒素を入れないのがよいと主張しているっ 然し乍ら実験を繰り返し検討した所、寿命や発光効率は
ｐｎ接合付近の窒素が影響を与えているのではなく、む
しろｐｎ接合付近の窒素は高発光効率に寄与し、ｎ基板
からｐｎ接合までの結晶性や他の不純物が寿命や発光効
率に影響していると判断した。
造方法に関するっ 従来燐化ガリウム（又はガリウム燐； ＧａＰ ）を用
いた発光グイオードにおいて緑色を高効率で発光させる
のにＰｎ 接合のｎ層濃度を低くするとよい事が知られ
ていたつそして例えば特開昭５６−２４９８５号公報に
よれば単にｎ層濃度を低くすると窒素が多量に混入して
いるので色相が黄色側（長波長側）にずれると共に寿命
が短かくなるっ従って第１図（ｂ）Ｋ示すように６段階
に分けたｎ層成長（社）（ハ）シ４を行ない、その２層
目のみアンモニアを導入（ｃ）シて同図（ａ）における
低濃度ｎｍ（ト）（３４）のうちｐｎ接合に近いｎＭｌ
ｃ３４）には窒素を入れないのがよいと主張しているっ 然し乍ら実験を繰り返し検討した所、寿命や発光効率は
ｐｎ接合付近の窒素が影響を与えているのではなく、む
しろｐｎ接合付近の窒素は高発光効率に寄与し、ｎ基板
からｐｎ接合までの結晶性や他の不純物が寿命や発光効
率に影響していると判断した。
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、以下本発
明を実施例に基づいて詳細に説明する。
明を実施例に基づいて詳細に説明する。
第２図は木発ＦＩＡ実施例の燐化ガリウム緑色発光ダイ
オードの液相エピタキシャル成長の温度工程図で、第６
図はそれによって形成された緑色発光ダイオードの不純
物濃度分布図であるっまずＧａのメルトにＧａＰ多結晶
とｎ型不純物を混入して融液をつくり、半導体基板と別
途保持した上で高温に保持する。１０３０″Ｃでしばら
く保持した後時点（３）で半導体基板上に融液を配置し
て基板表面をぬらすっその後１分あたり２乃至６５゛Ｃ
で降温してエピタキシャル成長を行なう７５玉、基板ボ
ートを板状にするなどして融液厚みを２． Ｉ Ｊ１Ｊ
至２．８聾とし、しかも上方をすのこ状の蓋等にするこ
とで融液が雰凹気と接しているのが好ましい。
オードの液相エピタキシャル成長の温度工程図で、第６
図はそれによって形成された緑色発光ダイオードの不純
物濃度分布図であるっまずＧａのメルトにＧａＰ多結晶
とｎ型不純物を混入して融液をつくり、半導体基板と別
途保持した上で高温に保持する。１０３０″Ｃでしばら
く保持した後時点（３）で半導体基板上に融液を配置し
て基板表面をぬらすっその後１分あたり２乃至６５゛Ｃ
で降温してエピタキシャル成長を行なう７５玉、基板ボ
ートを板状にするなどして融液厚みを２． Ｉ Ｊ１Ｊ
至２．８聾とし、しかも上方をすのこ状の蓋等にするこ
とで融液が雰凹気と接しているのが好ましい。
尚融液厚みが上述の如く薄いと成長層び〕みが薄くなる
傾向があるが、ｐｎ接合を基板から遠ざけると寿命が長
くなるので、メルト中に入れるＧａＰ多結晶を４．０重
量パーセント以上と飽和状台＞ｃｌ、ておくと戎長量を
短時間で増大する事ができるつまずエピタキシャル成長
に先立ち微量のシリコンをメルト中に付加すると共に降
温的時点ＦＢ）において硫化水素ガスを５．０呻砧ｎと
高ｃｋ度に短時間雰囲気中に流し、融液の不純物濃度を
高める。そして低速度で降温して基板の不純物濃度（１
〜５ン１０”！ｌ ）（１）より高い５〜８ｙｌＯ’証
５の濃度ｍ （２）のｎ層成長＠を行なう。その後エピタキシャル成
長の休止時間を４５分乃至１２０分ずつもたせながらｎ
層成長ｕ３１を行ない最後にアンモニアガス雰囲気の中
（Ｃ）でｎ層成長（［ＩＯを行なう。休止時間（即ち定
温保持時間）を設ける事で結晶内の転位密度が低くなる
が、同時に融液中の不純物濃度も低下するので順次低不
純物濃度のｎ層が得られる。
傾向があるが、ｐｎ接合を基板から遠ざけると寿命が長
くなるので、メルト中に入れるＧａＰ多結晶を４．０重
量パーセント以上と飽和状台＞ｃｌ、ておくと戎長量を
短時間で増大する事ができるつまずエピタキシャル成長
に先立ち微量のシリコンをメルト中に付加すると共に降
温的時点ＦＢ）において硫化水素ガスを５．０呻砧ｎと
高ｃｋ度に短時間雰囲気中に流し、融液の不純物濃度を
高める。そして低速度で降温して基板の不純物濃度（１
〜５ン１０”！ｌ ）（１）より高い５〜８ｙｌＯ’証
５の濃度ｍ （２）のｎ層成長＠を行なう。その後エピタキシャル成
長の休止時間を４５分乃至１２０分ずつもたせながらｎ
層成長ｕ３１を行ない最後にアンモニアガス雰囲気の中
（Ｃ）でｎ層成長（［ＩＯを行なう。休止時間（即ち定
温保持時間）を設ける事で結晶内の転位密度が低くなる
が、同時に融液中の不純物濃度も低下するので順次低不
純物濃度のｎ層が得られる。
そして特に最後のｎ層成長［１４）では、アンモニアガ
スと融液中のＳｉ が反応して５ｉｓＮｎ 等の析出
を行ない、実質的に融液中のＳｉ が１／４ 乃至１イ
ｄに除去できるので、窒素は含まれるが１ ｏ＋ ６
ｓ程度の極めて低不純物濃度（４）のｎ層が形成される
。
スと融液中のＳｉ が反応して５ｉｓＮｎ 等の析出
を行ない、実質的に融液中のＳｉ が１／４ 乃至１イ
ｄに除去できるので、窒素は含まれるが１ ｏ＋ ６
ｓ程度の極めて低不純物濃度（４）のｎ層が形成される
。
その後時点（Ｄ）で融液に亜鉛を導入してＰ層成長ａつ
を行なう。このようなＰ層は０．８〜１．７ Ｘ １
（］ｃｒｎ−３の高不純物濃度（５）で制御できるが、
あまり高濃０度にすると結晶性がくずれ、光吸収等を生
じるので好ましくないっ 通常上述の如＜ｐｎ接合で１０１８−３から１０１６ｃ
′ｒｎｃ′ｒｎ −３までの濃度差があると寿命が短かかったりスイッチ
ング動作を起こすが、上述の如く結晶性（特に濃度差の
ある部分の格子整合や転位）を整えながら複数のｎ層を
形成する事と、ｐｎ接合近傍のＳｉ 不純物を低減さ
せた事でスイッチング動作は生じないっまたｐｎ接合近
傍のｎ層に上述した検討結果を加味する事で従来（０２
％）よりはるかに高い０４５％の発光効率を得る事がで
き、しかも８０％輝度低下に１５００時間以上（高温大
電流試験）という長寿命な素子が得られた。尚、基板の
すぐあとの高不純物濃度層を設けたことで。
を行なう。このようなＰ層は０．８〜１．７ Ｘ １
（］ｃｒｎ−３の高不純物濃度（５）で制御できるが、
あまり高濃０度にすると結晶性がくずれ、光吸収等を生
じるので好ましくないっ 通常上述の如＜ｐｎ接合で１０１８−３から１０１６ｃ
′ｒｎｃ′ｒｎ −３までの濃度差があると寿命が短かかったりスイッチ
ング動作を起こすが、上述の如く結晶性（特に濃度差の
ある部分の格子整合や転位）を整えながら複数のｎ層を
形成する事と、ｐｎ接合近傍のＳｉ 不純物を低減さ
せた事でスイッチング動作は生じないっまたｐｎ接合近
傍のｎ層に上述した検討結果を加味する事で従来（０２
％）よりはるかに高い０４５％の発光効率を得る事がで
き、しかも８０％輝度低下に１５００時間以上（高温大
電流試験）という長寿命な素子が得られた。尚、基板の
すぐあとの高不純物濃度層を設けたことで。
上記結晶性がより安定して整のい、しかも融液厚みがう
すいので一板の基板でのエピタキシャル成長厚みが略均
−となるので電極付などの後工程が容易となり生産性が
よいっ 以上の如く本発明は、ｎ型の燐化ガリウム基板に融液を
接触させる第１の工程と、休止期間を設けながら複数の
ｎ層をエピタキシャル成長させ最後に気相から融液中に
窒素を導入してｎ層をエピタキシャル成長させる第２の
工程と、Ｐ層をエピタキシャル成長させてｐｎ接合を形
成させる第６の工程とを具備しているので安定した結晶
性の高発光効率長寿命の燐化ガリウム緑色発光ダイオー
ドを製造できる。
すいので一板の基板でのエピタキシャル成長厚みが略均
−となるので電極付などの後工程が容易となり生産性が
よいっ 以上の如く本発明は、ｎ型の燐化ガリウム基板に融液を
接触させる第１の工程と、休止期間を設けながら複数の
ｎ層をエピタキシャル成長させ最後に気相から融液中に
窒素を導入してｎ層をエピタキシャル成長させる第２の
工程と、Ｐ層をエピタキシャル成長させてｐｎ接合を形
成させる第６の工程とを具備しているので安定した結晶
性の高発光効率長寿命の燐化ガリウム緑色発光ダイオー
ドを製造できる。
第１図は従来の発光ダイオードの不純物濃度分布図（ａ
）と温度工程図（ｂ）、第２図は本発明実施例の燐化ガ
リウム緑色発光ダイオードの液相エピキシャル成長の温
度工程図で、第６図はそれによって形成された緑色発光
ダイオードの不純物濃度分布図である。
）と温度工程図（ｂ）、第２図は本発明実施例の燐化ガ
リウム緑色発光ダイオードの液相エピキシャル成長の温
度工程図で、第６図はそれによって形成された緑色発光
ダイオードの不純物濃度分布図である。
Claims (1)
- １） ｎ型の燐化ガリウム基板に融液を接触させる第
１の工程と、休止期間を設けながら複数のｎ層をエピタ
キシャル成長させ最後に気相から融液中に窒素を導入し
てｎ層をエピタキシャル成長させる第２の工程と、ｐ層
をエピタキシギル成長させてｐｎ接合を形成させる第６
の工程とを具備した事を特徴とする燐化ガリウム緑色発
光ダイオードの製造方法っ
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57119207A JPS599983A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 燐化ガリウム緑色発光ダイオ−ドの製造方法 |
| US06/509,186 US4562378A (en) | 1982-07-08 | 1983-06-29 | Gallium phosphide light-emitting diode |
| DE3324220A DE3324220C2 (de) | 1982-07-08 | 1983-07-05 | Gallium-Phosphid-Leuchtdiode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57119207A JPS599983A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 燐化ガリウム緑色発光ダイオ−ドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599983A true JPS599983A (ja) | 1984-01-19 |
| JPH0550154B2 JPH0550154B2 (ja) | 1993-07-28 |
Family
ID=14755579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57119207A Granted JPS599983A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 燐化ガリウム緑色発光ダイオ−ドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599983A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4671829A (en) * | 1982-07-28 | 1987-06-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing green light emitting diodes |
| JPH06219279A (ja) * | 1993-01-27 | 1994-08-09 | Sankosha:Kk | 多灯形色灯式信号機 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5453975A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-27 | Toshiba Corp | Manufacture for gallium phosphide green light emitting element |
| JPS5661182A (en) * | 1979-10-24 | 1981-05-26 | Toshiba Corp | Gap green light-emitting element |
-
1982
- 1982-07-08 JP JP57119207A patent/JPS599983A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5453975A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-27 | Toshiba Corp | Manufacture for gallium phosphide green light emitting element |
| JPS5661182A (en) * | 1979-10-24 | 1981-05-26 | Toshiba Corp | Gap green light-emitting element |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4671829A (en) * | 1982-07-28 | 1987-06-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing green light emitting diodes |
| JPH06219279A (ja) * | 1993-01-27 | 1994-08-09 | Sankosha:Kk | 多灯形色灯式信号機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0550154B2 (ja) | 1993-07-28 |
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