JPS60236221A - 液相エピタキシヤル成長法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長法Info
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- JPS60236221A JPS60236221A JP59093186A JP9318684A JPS60236221A JP S60236221 A JPS60236221 A JP S60236221A JP 59093186 A JP59093186 A JP 59093186A JP 9318684 A JP9318684 A JP 9318684A JP S60236221 A JPS60236221 A JP S60236221A
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- Japan
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- gap
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3418—Phosphides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/26—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition
- H10P14/263—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition using melted materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3438—Doping during depositing
- H10P14/3441—Conductivity type
- H10P14/3442—N-type
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3438—Doping during depositing
- H10P14/3441—Conductivity type
- H10P14/3444—P-type
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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】
[発明の技術分野]
本発明は液相エピタキシャル成長法に係り、特にGaP
緑色発光素子の製造方法に関する。
緑色発光素子の製造方法に関する。
[発明の技術的背景及びその問題点]
従来、GaP緑色発光素子の製造に適したJビタキシャ
ル成長装置が本出願人と同一出願人により特願昭57−
221302号明fIm<液相エピタキシA・ル成長用
ボート)に提案されている。
ル成長装置が本出願人と同一出願人により特願昭57−
221302号明fIm<液相エピタキシA・ル成長用
ボート)に提案されている。
この装置によれば、N型QaP!FWの低温度コントロ
ールが可能であり、GaP基板の特性を最大限に活用し
て高輝度化を実現できる。
ールが可能であり、GaP基板の特性を最大限に活用し
て高輝度化を実現できる。
しかしながら、その信頼性(初期残存率)に於いては、
窒素をコン1〜ロール良く添加し、N望Gap層のキレ
リア濃度を低レベルにコントロールして(窒素が多量に
入って)いるにも拘らずN型GaP層のキャリア濃度が
変動していた頃に比べて向上していない。
窒素をコン1〜ロール良く添加し、N望Gap層のキレ
リア濃度を低レベルにコントロールして(窒素が多量に
入って)いるにも拘らずN型GaP層のキャリア濃度が
変動していた頃に比べて向上していない。
[発明の目的]
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、(の目的は
、接合部近傍のP型、N型GaP層の−1ヤリア濃度差
を低減し、GaP緑色光光素了の高輝度化及び高信頼化
を実現できる液相エピタキシャル成長法を提供すること
にある。
、接合部近傍のP型、N型GaP層の−1ヤリア濃度差
を低減し、GaP緑色光光素了の高輝度化及び高信頼化
を実現できる液相エピタキシャル成長法を提供すること
にある。
[発明の概要]
本発明は、PN接合部近傍のN型GaP (ND2)層
を1ビタキシヤル成長により形成する際、従来Ar+N
1−hの混合ガスがQaと反応してできたGaN (2
Ga+2NH3d2 GaN+3ト13)中のN(窒素
)を添加していたものを、さらに、純粋NH3ガスとH
2ガスを流すことにより、GaとN l−13ガスの反
応でできるGaNと、石英(ボート)とH2ガスの反応
(Si 02 +2 )−12−8i 4”+2 H2
0)rrきるsi ’+を(−ニーパントとし、キャリ
ア濃度の補償された成長層とするものである。
を1ビタキシヤル成長により形成する際、従来Ar+N
1−hの混合ガスがQaと反応してできたGaN (2
Ga+2NH3d2 GaN+3ト13)中のN(窒素
)を添加していたものを、さらに、純粋NH3ガスとH
2ガスを流すことにより、GaとN l−13ガスの反
応でできるGaNと、石英(ボート)とH2ガスの反応
(Si 02 +2 )−12−8i 4”+2 H2
0)rrきるsi ’+を(−ニーパントとし、キャリ
ア濃度の補償された成長層とするものである。
また、P型GaP層のキャリア濃度は、表面のm極形成
に必飲な層のみを従来通り高キャリア溌i (101F
Icts ’レベル)とし、内部P型GaP (PA+
)層は光の透過しやすい低キヤリア濃度(1017c
m′3レベル)とすることにより、接合部近傍のPN領
域のキャリア濃度差を低減づるものである。
に必飲な層のみを従来通り高キャリア溌i (101F
Icts ’レベル)とし、内部P型GaP (PA+
)層は光の透過しやすい低キヤリア濃度(1017c
m′3レベル)とすることにより、接合部近傍のPN領
域のキャリア濃度差を低減づるものである。
[発明の実施例]
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
1図は本発明に用いる液相エピタキシコル成長用ボート
の長手方向に沿った断面図、第2図は第1図のx−x’
線に沿った断面図である。
1図は本発明に用いる液相エピタキシコル成長用ボート
の長手方向に沿った断面図、第2図は第1図のx−x’
線に沿った断面図である。
第1図及び第2図に於いて、11は石英製の収納部材を
示し、その底部にはGaP基板12.12・・・が載置
されている。収納部材11の上部開口には、第3図に示
すような第1間孔部13.13・・・と第2開孔部14
.14・・・とを有する石英大蓋15が設けられている
。
示し、その底部にはGaP基板12.12・・・が載置
されている。収納部材11の上部開口には、第3図に示
すような第1間孔部13.13・・・と第2開孔部14
.14・・・とを有する石英大蓋15が設けられている
。
これら第2開孔部14.14・・・はそれぞれ石英穴′
lA15の長手方向に沿いその略中心線上に設けられて
いる。なお、第1図は第3図のY−Y’線に対応した断
面図である。また、第3図に於いて、破線で示された部
分はそれぞれGaP基板12.12・・・に対応するも
ので、これにより石英大蓋15(収納部材11)とGa
P基板12.12・・・との平面的な位置関係が示され
る。石英大蓋15の長手方向に沿ったその略中心線上に
は、スライド自在に設置され、底部に注出口1G、16
・・・を有し、内部にGa、GaPff1液17をそれ
ぞれ収納するGa、GaP溶液溜部材18が設けられて
いる。
lA15の長手方向に沿いその略中心線上に設けられて
いる。なお、第1図は第3図のY−Y’線に対応した断
面図である。また、第3図に於いて、破線で示された部
分はそれぞれGaP基板12.12・・・に対応するも
ので、これにより石英大蓋15(収納部材11)とGa
P基板12.12・・・との平面的な位置関係が示され
る。石英大蓋15の長手方向に沿ったその略中心線上に
は、スライド自在に設置され、底部に注出口1G、16
・・・を有し、内部にGa、GaPff1液17をそれ
ぞれ収納するGa、GaP溶液溜部材18が設けられて
いる。
次に、上記ボートを用いて、G ap県根板1212・
・・にGa、GaPの液相成長を行なう具体例を上記第
1図乃至第3図、更に第4図及び第5図を参照して説明
する。ここに、第4図はGa、GaP溶液をGaP基板
12.12・・・上に流し込んだ状態を示すボー1−の
断面図であり、第5図は液相エピタキシャル成長詩の温
度プログラム図を示すものである。
・・にGa、GaPの液相成長を行なう具体例を上記第
1図乃至第3図、更に第4図及び第5図を参照して説明
する。ここに、第4図はGa、GaP溶液をGaP基板
12.12・・・上に流し込んだ状態を示すボー1−の
断面図であり、第5図は液相エピタキシャル成長詩の温
度プログラム図を示すものである。
(1)先ずボートのGa、GaP溶液溜部材18にGa
とGaの飽和愚に足るGaPを収容し、収納部材11に
GaPJl板12.12・・・を収容し、このボートを
反応炉のうちの主炉にセットする。また、反応炉の補助
炉にはZn用ルツボをセットする。その後、反応炉内を
真空引きし、漏れがないことを!i¥ LRL−t:
IU、1−12 (水31%) カスヲi%E!190
ff、/Hテ反応炉内に流し込み、主炉の昇温を開始す
る。そし・て、主炉内が均熱(1000℃)になってか
ら30分61過B1点(第5図のA点)で、Qa、Qa
P溶液溜部(イ18を第1図の矢印へ方向にスライドし
、当該Ga、GaPrg液溜部材18の注出口1G、1
G ・・・をでれぞれ石英大蓋15の第2開孔部14
.14・・・に合致させて、第4図に示すように当該部
材18内に収容されているGa、GaP溶液17を収納
部材11内に流し込む。続いて、Ga、GaP溶液溜部
材18を元の位置に戻した後、主炉を1000℃で12
0分間保持し、GaP基板12.12・・・上に流し込
まれた十分に飽和したQa温溶液空焼きを行なうと同時
に、H2の還元作用により、ボートの収納部材11及び
石英た15を次のように反応させ3 i 4+をGa中
に溶は込ませる。この場合、3 i 4+の量は後述の
N型GaP (NDt )層のキャリア濃度が1〜4x
10” cm ”となるように設定する。
とGaの飽和愚に足るGaPを収容し、収納部材11に
GaPJl板12.12・・・を収容し、このボートを
反応炉のうちの主炉にセットする。また、反応炉の補助
炉にはZn用ルツボをセットする。その後、反応炉内を
真空引きし、漏れがないことを!i¥ LRL−t:
IU、1−12 (水31%) カスヲi%E!190
ff、/Hテ反応炉内に流し込み、主炉の昇温を開始す
る。そし・て、主炉内が均熱(1000℃)になってか
ら30分61過B1点(第5図のA点)で、Qa、Qa
P溶液溜部(イ18を第1図の矢印へ方向にスライドし
、当該Ga、GaPrg液溜部材18の注出口1G、1
G ・・・をでれぞれ石英大蓋15の第2開孔部14
.14・・・に合致させて、第4図に示すように当該部
材18内に収容されているGa、GaP溶液17を収納
部材11内に流し込む。続いて、Ga、GaP溶液溜部
材18を元の位置に戻した後、主炉を1000℃で12
0分間保持し、GaP基板12.12・・・上に流し込
まれた十分に飽和したQa温溶液空焼きを行なうと同時
に、H2の還元作用により、ボートの収納部材11及び
石英た15を次のように反応させ3 i 4+をGa中
に溶は込ませる。この場合、3 i 4+の量は後述の
N型GaP (NDt )層のキャリア濃度が1〜4x
10” cm ”となるように設定する。
Si 02 +2 H2SSi ’+42 H20(2
) その後、970℃まで徐冷 第5図の8点)すると
、GaP基板12.12・・・上にSi ドナー不純物
が添加されたN型GaP (NDI )層が形成される
。
) その後、970℃まで徐冷 第5図の8点)すると
、GaP基板12.12・・・上にSi ドナー不純物
が添加されたN型GaP (NDI )層が形成される
。
(3次いで、8点より、純粋NH3ガスを流し、下記の
反応をさせる。
反応をさせる。
2 Ga+2 NH312GaN+382また、同時に
、H2ガスを流すことにより、下記の反応をさせる。
、H2ガスを流すことにより、下記の反応をさせる。
Si 02 +2 +2 ssi 4+4−2820そ
の結果、GaNと3iの両ドナー不純物がGa中に添加
される。
の結果、GaNと3iの両ドナー不純物がGa中に添加
される。
(4) この後、主炉内を930℃(第5図の0点)ま
r +&冷すると、N型GaP (ND+ )ii上に
GONの形でN(窒素)が添加され、また、徐冷中の温
度に平衡して溶は込まれたSiが補償され、1度に傾斜
(2X1016〜4 X 10I7(IJR” )を持
ったN型GaP (ND2 )層が形成される。
r +&冷すると、N型GaP (ND+ )ii上に
GONの形でN(窒素)が添加され、また、徐冷中の温
度に平衡して溶は込まれたSiが補償され、1度に傾斜
(2X1016〜4 X 10I7(IJR” )を持
ったN型GaP (ND2 )層が形成される。
(5) 続いて、補助炉を350℃まで昇温さぜ、Zn
(亜鉛)を蒸気状にし、主炉にアクセプタ不純物として
供給する。一方、主炉を850℃まで降温(第5図のD
点)し、低キヤリア濃度(101’m’レベル)のP型
GaP層(PA+ )を形成する。
(亜鉛)を蒸気状にし、主炉にアクセプタ不純物として
供給する。一方、主炉を850℃まで降温(第5図のD
点)し、低キヤリア濃度(101’m’レベル)のP型
GaP層(PA+ )を形成する。
ここで、この850℃までの降温中も純粋NH3ガスを
流し、PN接合を形成した後のP型GaP(PA+ )
層中にもNを添加する。
流し、PN接合を形成した後のP型GaP(PA+ )
層中にもNを添加する。
+61 D点になると、純粋NH3ガスの供給を止め、
補助炉を720℃まで昇温し、Ga中に高アクセブタ不
糺物として溶は込ませながら、8キャリア濃度(10’
gcm−3レベル)のP望GaP (PA2 )層を形
成する。
補助炉を720℃まで昇温し、Ga中に高アクセブタ不
糺物として溶は込ませながら、8キャリア濃度(10’
gcm−3レベル)のP望GaP (PA2 )層を形
成する。
上記工程により製造されたGaP緑色発光素子に於いて
は、 +l) PN接合近傍のP型GaP (PA+ >層は
、N(窒素)のドナー不純物とZnのく亜鉛)アクセプ
タ不純物の補償された層として形成されている。すなわ
ち、PN接合部のP型頭域にNが添加され、キャリア濃
度が低下する。その結果、N型GaP (ND2 )層
とP型GaP (PA+ )iiとのキャリア濃度差が
低減され、このため信頼性が向上する。第6図(a)、
(b)は、従来方法と本発明の方法により製造された発
光素子を比較して示す濃度プロファイル特性図である。
は、 +l) PN接合近傍のP型GaP (PA+ >層は
、N(窒素)のドナー不純物とZnのく亜鉛)アクセプ
タ不純物の補償された層として形成されている。すなわ
ち、PN接合部のP型頭域にNが添加され、キャリア濃
度が低下する。その結果、N型GaP (ND2 )層
とP型GaP (PA+ )iiとのキャリア濃度差が
低減され、このため信頼性が向上する。第6図(a)、
(b)は、従来方法と本発明の方法により製造された発
光素子を比較して示す濃度プロファイル特性図である。
ここに、同図(a)は従来の例、同図(b)は本発明の
例を示している。
例を示している。
(2)内部P型GaP (PAl)層のキャリア濃度が
低くコントロールされているので、光の透過率が改善さ
れる。
低くコントロールされているので、光の透過率が改善さ
れる。
[ざt明の効果]
以上のように本発明によれば、GaP緑色発光素子の製
造に際し、N型GaP層の低濃度コントロールが可能で
あり高輝度化が実現できると共に、PN接合部近傍のP
型、N型GaP層のキャリア濃度差を低減できるので、
信頼性の向上したGaP緑色発光素子を製造することが
できる。
造に際し、N型GaP層の低濃度コントロールが可能で
あり高輝度化が実現できると共に、PN接合部近傍のP
型、N型GaP層のキャリア濃度差を低減できるので、
信頼性の向上したGaP緑色発光素子を製造することが
できる。
第1図は本発明の一実施例に係る液相エピタキシャル成
長用ボートの断面図、第2図は第1図のx−x’線に沿
った断面図、第3図は第1図のボートに用いられる石英
大蓋の平面図、第4図はGa、GaP溶液をGaP基板
上に流し込んだ後の状態を示すボートの断面図、第5図
は液相エピタキシャル成長時の温度プログラム図、第6
図は従来例と本発明の発光素子を比較して示す濃度プロ
ファイル特性図である。 11・・・収納部材、12・・・GaP基板、13・・
・第1開口部、14・・・第2開口部、15・・・石英
大蓋、16・・・注出口、17−G a 、 G a
P溶液、18−G a 1G a P溶液溜部材。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 A 第2図 7 第3図 飄 第4図
長用ボートの断面図、第2図は第1図のx−x’線に沿
った断面図、第3図は第1図のボートに用いられる石英
大蓋の平面図、第4図はGa、GaP溶液をGaP基板
上に流し込んだ後の状態を示すボートの断面図、第5図
は液相エピタキシャル成長時の温度プログラム図、第6
図は従来例と本発明の発光素子を比較して示す濃度プロ
ファイル特性図である。 11・・・収納部材、12・・・GaP基板、13・・
・第1開口部、14・・・第2開口部、15・・・石英
大蓋、16・・・注出口、17−G a 、 G a
P溶液、18−G a 1G a P溶液溜部材。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 A 第2図 7 第3図 飄 第4図
Claims (1)
- N型GaPI板上に第1のN型GaP層をエピタキシャ
ル成長させる工程と、前記第1のN型GaP層上に第2
のN型GaP層をエピタキシャル成長させる共に、同層
中に窒素を添加しかつキャリア濃度に傾斜を持たせる工
程と、前記第2のN型GaP層上に第1のP型GaP層
をエピタキシャル成長させると共に、同層中に窒素を添
加する工程と、前記第1のP型GaP層上に同層よりも
高濃度の第2のP型GaP層をエピタキシャル成長させ
る工程とを具備したことを特徴とする液相エピタキシャ
ル成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59093186A JPS60236221A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 液相エピタキシヤル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59093186A JPS60236221A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 液相エピタキシヤル成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60236221A true JPS60236221A (ja) | 1985-11-25 |
Family
ID=14075543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59093186A Pending JPS60236221A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 液相エピタキシヤル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60236221A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0685892A3 (en) * | 1994-05-31 | 1998-04-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing light-emitting diode |
-
1984
- 1984-05-10 JP JP59093186A patent/JPS60236221A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0685892A3 (en) * | 1994-05-31 | 1998-04-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing light-emitting diode |
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