JPS6043879A - 発光素子の製造方法 - Google Patents
発光素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS6043879A JPS6043879A JP58151521A JP15152183A JPS6043879A JP S6043879 A JPS6043879 A JP S6043879A JP 58151521 A JP58151521 A JP 58151521A JP 15152183 A JP15152183 A JP 15152183A JP S6043879 A JPS6043879 A JP S6043879A
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- JP
- Japan
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- type
- layer
- forming
- hole
- wafer
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- 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]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
Landscapes
- 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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は光通信用の光源として用いる発光素子の製造
方法に関するっ 〔従来技術とその問題点〕 ＧａＡｓ及びＧａＡｌＡｓを用いたダブルへテロ接合型
の発光素子はこれまでに数多くの発表がなされている。
方法に関するっ 〔従来技術とその問題点〕 ＧａＡｓ及びＧａＡｌＡｓを用いたダブルへテロ接合型
の発光素子はこれまでに数多くの発表がなされている。
その中でも特に発光索子内に流れる電流路を絞り、電流
密度金増すことによって点光源に近く且つ高輝度の得ら
れる光源開発が最近強くめられている。例えば雑誌ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎＣｏｍｐｏｎｅ
ｎｔｓ Ｈｙｂｒｉｄ Ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ
ｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌ。
密度金増すことによって点光源に近く且つ高輝度の得ら
れる光源開発が最近強くめられている。例えば雑誌ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎＣｏｍｐｏｎｅ
ｎｔｓ Ｈｙｂｒｉｄ Ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ
ｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌ。
ｇｙ 、ＶＯＬ Ｃ１（ＭＴ−３ＮＯ４Ｄｅｃ 、 １
９８０に第１図に示すような構造の発光素子が発表され
ている。しかしながらこのような最新技術の製造方法に
関しては企業秘密となる場合が多く、一般的には公開さ
れないのが通例である。前記の雑誌に示された発光素子
の構造を第１図に示す。第１図においてｎ型ＧａＡｓ基
板１上にｎ型ＧａＡｓ層２が成長されており、このｎ型
ＧａＡｓ層に穴部３が設けられておシ、その上にｐ型Ｇ
ａｋｌＡｓクラッド層４、ｐ型ＧａＡ、θ、Ｓ活性層５
、ｎ型ＧａＡ／Ａｓクラッド層６、ｎ型ＧａＡｓキャッ
プ層７、が設けられている。そして光取シ出し窓には窒
化シリコン膜８が設けられ、主面及び裏面にオーム性電
極９，１０を設けた構成となっている。この場合の製造
方法において次に述べる事が従来の問題となっていたつ
まず、ｎ型ＧａＡｓ層２に設けた穴部３は後から結晶成
長する各成長層によって埋められて主面側から穴部の位
置を確認できなくなる。従って主面に設けるオーム性電
極９の光取シ出し窓を穴部３の上部に合わせることが不
可能となり１第１図に示す発光素子を製辛することが極
めて困難であった。
９８０に第１図に示すような構造の発光素子が発表され
ている。しかしながらこのような最新技術の製造方法に
関しては企業秘密となる場合が多く、一般的には公開さ
れないのが通例である。前記の雑誌に示された発光素子
の構造を第１図に示す。第１図においてｎ型ＧａＡｓ基
板１上にｎ型ＧａＡｓ層２が成長されており、このｎ型
ＧａＡｓ層に穴部３が設けられておシ、その上にｐ型Ｇ
ａｋｌＡｓクラッド層４、ｐ型ＧａＡ、θ、Ｓ活性層５
、ｎ型ＧａＡ／Ａｓクラッド層６、ｎ型ＧａＡｓキャッ
プ層７、が設けられている。そして光取シ出し窓には窒
化シリコン膜８が設けられ、主面及び裏面にオーム性電
極９，１０を設けた構成となっている。この場合の製造
方法において次に述べる事が従来の問題となっていたつ
まず、ｎ型ＧａＡｓ層２に設けた穴部３は後から結晶成
長する各成長層によって埋められて主面側から穴部の位
置を確認できなくなる。従って主面に設けるオーム性電
極９の光取シ出し窓を穴部３の上部に合わせることが不
可能となり１第１図に示す発光素子を製辛することが極
めて困難であった。
この発明の目的は発光素子内に形成した電流狭さく用の
結晶層に設けた穴部とオーム性電極との位置合わせを簡
便に行左うことのできる発光素子の製造方法を提供する
ことである。
結晶層に設けた穴部とオーム性電極との位置合わせを簡
便に行左うことのできる発光素子の製造方法を提供する
ことである。
この発明は電流狭さく用の穴部と主面に設けるオーム性
電極の光取り出し用窓との位置合わせを簡便に行なうた
めに、電流狭さく用の結晶層上に設けた結晶成長層を結
晶ウェーッ・の端部においてエツチング除去し、穴部を
露出させることにより主面に設ける電極との位置合わせ
を可能にしたものである。
電極の光取り出し用窓との位置合わせを簡便に行なうた
めに、電流狭さく用の結晶層上に設けた結晶成長層を結
晶ウェーッ・の端部においてエツチング除去し、穴部を
露出させることにより主面に設ける電極との位置合わせ
を可能にしたものである。
上述した本発明のように電流狭さく用穴部が露出するこ
とによって、穴部と主面の電極との位置合わせが可能と
なり、生産性が向上する。
とによって、穴部と主面の電極との位置合わせが可能と
なり、生産性が向上する。
以下本発明の実施例を第２図（ａ）〜（ｆ）を参照して
説明する。第２図は製造工程を説明するための半導体ウ
ェーハの断面図である。この半導体ウェーハ一枚は直径
約５ｃｒｎの大きさの円形であり、この一枚によって発
光素子は約１万個得られるものである。まず第２図（ａ
）において、ｎ型ＧａＡｓ基板ウェーハ２１を用意し、
この主面にｎ型ＧａＡｓ結晶層２２を約５μｍ成長させ
る。成長方法は液相エピタキシャル成長で、ＴｅとＧａ
Ａｓを含むＧａ溶液を８５０″Ｃ程度の温度でｎ型Ｇａ
Ａｓ基板に接触させた状態で徐冷したものである。次に
（ｂ）において、ｎ型ＧａＡｓ成長層２２に穴部２３を
形成する。穴の形成方法は半導体製造ブロセスブは一般
化しているホトエングレイビ／グプロセス（ＰＥＰ）で
パターンを形成した後、リン酸と過酸化水素とメチルア
ルコールからなる溶液でｎ型ＧａＡｓ成長層を選択的に
エツチングする。次に（Ｃ）において、（ｂ）で完成し
た基板の主面に連続的にｐ型ＧａｋＬｋｓクラッド層２
４、ｎ型Ｇａんｕｓ活性層２５、ｎ型Ｇａん仏Ｓクラッ
ド層２６を液相エピタキシャル結晶成長方法で形成する
。成長溶液はＧａＡｓとＭを含むＧａ溶液を用い、ｐ型
を作るナイ合例えばＧｅ、Ｚｎ％ｎ型を作る場合例えば
Ｓｉ、Ｔｅ４９１Ｇａ溶液に添加すればよい。結晶成長
温度は８５０℃〜８００℃の間で、溶液と（ｂ）の基板
を接触させた状態で徐冷する操作を各成長層についてく
シ返せばよい。なおここで成長したｎ型ＧａＡｌＡｓ活
性層２５はＭ濃度がクラッド層に比べて少なく、高い発
光効率の得られる発光層となる。又、成長層の厚さは各
々数ミクロンメータである。次に（ｄ）において、ウェ
ーハの端部の少なくとも２箇所についてｋｔを含む成長
層をエツチング除去し、ウェーハ主面側から穴部２３を
確認できるようにする。エツチング除去にあたっては、
ウェーハ端部を除いたウェーハ主面の大部分に樹脂を塗
布し、ＧａＡ２ＡＳ混晶だけをエツチングする特殊な溶
液で処理する。用いたエツチング液はｌ−１２ｓＯ４゜
Ｈ２Ｏ２及びＨｚＯからなる溶液でまず処理し、次に■
２及びＫＩ＝ｉ含む水溶液で処理する。エツチング処理
後にはウェーハの主面側から穴部２３が確認できるよう
になる。次に（ｅ）において、ウェーッ・の主面にオー
ム性電極２７と、裏面にオーム性電極２８を形成する。
説明する。第２図は製造工程を説明するための半導体ウ
ェーハの断面図である。この半導体ウェーハ一枚は直径
約５ｃｒｎの大きさの円形であり、この一枚によって発
光素子は約１万個得られるものである。まず第２図（ａ
）において、ｎ型ＧａＡｓ基板ウェーハ２１を用意し、
この主面にｎ型ＧａＡｓ結晶層２２を約５μｍ成長させ
る。成長方法は液相エピタキシャル成長で、ＴｅとＧａ
Ａｓを含むＧａ溶液を８５０″Ｃ程度の温度でｎ型Ｇａ
Ａｓ基板に接触させた状態で徐冷したものである。次に
（ｂ）において、ｎ型ＧａＡｓ成長層２２に穴部２３を
形成する。穴の形成方法は半導体製造ブロセスブは一般
化しているホトエングレイビ／グプロセス（ＰＥＰ）で
パターンを形成した後、リン酸と過酸化水素とメチルア
ルコールからなる溶液でｎ型ＧａＡｓ成長層を選択的に
エツチングする。次に（Ｃ）において、（ｂ）で完成し
た基板の主面に連続的にｐ型ＧａｋＬｋｓクラッド層２
４、ｎ型Ｇａんｕｓ活性層２５、ｎ型Ｇａん仏Ｓクラッ
ド層２６を液相エピタキシャル結晶成長方法で形成する
。成長溶液はＧａＡｓとＭを含むＧａ溶液を用い、ｐ型
を作るナイ合例えばＧｅ、Ｚｎ％ｎ型を作る場合例えば
Ｓｉ、Ｔｅ４９１Ｇａ溶液に添加すればよい。結晶成長
温度は８５０℃〜８００℃の間で、溶液と（ｂ）の基板
を接触させた状態で徐冷する操作を各成長層についてく
シ返せばよい。なおここで成長したｎ型ＧａＡｌＡｓ活
性層２５はＭ濃度がクラッド層に比べて少なく、高い発
光効率の得られる発光層となる。又、成長層の厚さは各
々数ミクロンメータである。次に（ｄ）において、ウェ
ーハの端部の少なくとも２箇所についてｋｔを含む成長
層をエツチング除去し、ウェーハ主面側から穴部２３を
確認できるようにする。エツチング除去にあたっては、
ウェーハ端部を除いたウェーハ主面の大部分に樹脂を塗
布し、ＧａＡ２ＡＳ混晶だけをエツチングする特殊な溶
液で処理する。用いたエツチング液はｌ−１２ｓＯ４゜
Ｈ２Ｏ２及びＨｚＯからなる溶液でまず処理し、次に■
２及びＫＩ＝ｉ含む水溶液で処理する。エツチング処理
後にはウェーハの主面側から穴部２３が確認できるよう
になる。次に（ｅ）において、ウェーッ・の主面にオー
ム性電極２７と、裏面にオーム性電極２８を形成する。
電極は真空蒸着方法でＡｕ−Ｚｎ合金を主面に、ＡｕＧ
ｅ合金を裏面に被着する。次に（旬において、前述のＰ
ＥＰ工程によって穴部２３の少なくとも２箇所がエツチ
ング除去できるようにパターン合わぜを行なう。このパ
ターン合わせ工程によってウェーハ主面側から確認でき
ないウェーッ・中央部の穴部２３１とウェーハ主面の電
極の窓２９とが位置合わせ可能となる。この際穴部２３
及び２３１と電極窓２９とは同一ピッチで配列されてい
ることが必要である。
ｅ合金を裏面に被着する。次に（旬において、前述のＰ
ＥＰ工程によって穴部２３の少なくとも２箇所がエツチ
ング除去できるようにパターン合わぜを行なう。このパ
ターン合わせ工程によってウェーハ主面側から確認でき
ないウェーッ・中央部の穴部２３１とウェーハ主面の電
極の窓２９とが位置合わせ可能となる。この際穴部２３
及び２３１と電極窓２９とは同一ピッチで配列されてい
ることが必要である。
パターン合わせ後に実質的に穴部２３１上に窓２９が合
うような選択的エツチングを行左いウェーハ主面のオー
ム性電極のパターン形成金する。次に（ｆ）のウェーハ
に５００℃１０分間の熱処理を施こした後、ウェーハを
切断して発光素子を完成する。第３図に完成した発光素
子の斜視断面図を示した。第３図は主面側のオーム性電
極３１の大きさを素子の太きさより少さくパターン形成
したもので、素子側面での漏れ電流をなくす効果があっ
た。第３図の発光素子のオーム性電極３１と３２間に約
２Ｖの電圧全印加することによって活性層３３で発光が
得られるわけだが、特に直流の流れる径路が中央部に集
中するために素子中央部で極めて強い発光が得られ、電
極の窓３４から点光源に近い鋭い光が出射する。従って
光ファイバー（図示せず）との結合をこの窓部で行なえ
ば光通傷用の光源として適した発光素子となる。
うような選択的エツチングを行左いウェーハ主面のオー
ム性電極のパターン形成金する。次に（ｆ）のウェーハ
に５００℃１０分間の熱処理を施こした後、ウェーハを
切断して発光素子を完成する。第３図に完成した発光素
子の斜視断面図を示した。第３図は主面側のオーム性電
極３１の大きさを素子の太きさより少さくパターン形成
したもので、素子側面での漏れ電流をなくす効果があっ
た。第３図の発光素子のオーム性電極３１と３２間に約
２Ｖの電圧全印加することによって活性層３３で発光が
得られるわけだが、特に直流の流れる径路が中央部に集
中するために素子中央部で極めて強い発光が得られ、電
極の窓３４から点光源に近い鋭い光が出射する。従って
光ファイバー（図示せず）との結合をこの窓部で行なえ
ば光通傷用の光源として適した発光素子となる。
第１図は従来の発光素子を説明するための断面図、第２
図（ａ）〜（ｆＪは本発明の発光素子の製造方法を説明
するためのウェーハ断面図、第３図は本発明によって完
成した発光素子の斜視断面図である。 １．２１；基板、２，２２：電流狭さく層、３，２３．
２３１；穴部、４，２４，６，２６；クラッド層、 ５
，２５，３３：活性層、９．１０，２７，２８，３１，
３２；オーム像型む■シ、２９，３４；光取り出し窓。 代理人 弁理士 則近憲佑（ほか１名）第 ２ 区 ブ ２ 図
図（ａ）〜（ｆＪは本発明の発光素子の製造方法を説明
するためのウェーハ断面図、第３図は本発明によって完
成した発光素子の斜視断面図である。 １．２１；基板、２，２２：電流狭さく層、３，２３．
２３１；穴部、４，２４，６，２６；クラッド層、 ５
，２５，３３：活性層、９．１０，２７，２８，３１，
３２；オーム像型む■シ、２９，３４；光取り出し窓。 代理人 弁理士 則近憲佑（ほか１名）第 ２ 区 ブ ２ 図
Claims (2)
- （１）−導電型結晶基板上に逆導電型結晶層を形成する
工程と、該逆導電型結晶層に選択的に複数の穴を設ける
工程と、該穴部及び逆導電型結晶層上にｐ型及びｎ型結
晶層を成長させて発光に寄、与するダブルヘテ四型ｐ、
ｎ接合を形成する工程と、該ｐ型及びｎ型結晶成長層の
一部をエツチング除去して前記穴部を露出させる工程と
、前記−４電型結晶基板裏面に第１のオーム性電極を形
成する工程と、前記ｐ型もしくはｎ型結晶成長層表面に
竿２のオーム性電極を形成する工程と、前記エツチング
除去によって・露出した穴部に位置合わぜして第２のオ
ーム性電極をパターン形成する工程とを具備したことを
特徴とする発光素子の製造方法。 - （２）前記−導電型結晶基板にｐ型ＧａＡ≦を用い、逆
導電型結晶層がｐ型（）ａＡｓ結晶層であって、該ｎ型
ＧａＡｓ結晶層に選択的に複数の穴をエツチングによっ
て設ける工程と一１該穴部及びｎ型ＧａＡｓ結晶層上に
ｐ型Ｇａｌ’ｌＡｓクラッド層、ｐ型ＧａＡＡＡｓ活性
層−ｎ型ＧａＡパＳクラッド層を順次形成す−る工程と
、該ｐ型ＧａＡＩＡＳクラッド層、ｐ型ＧａＡｚＡｓ活
性層、ｐ型（ＪａＡＭｓクラッド層の一部をエツチング
除去して前記穴部を露させる工程と、前記ｐ！！ａ−Ｇ
ａＡｓ基級裏面に第１のオーム性電極金形成する工程と
、前記ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層に形成した第２０オ
ーム性電極を前記穴部に位置合わせしてパターン形成す
る工程とを具備したことを特徴とす−る前記特許請求の
範囲第１項記載の発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151521A JPS6043879A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151521A JPS6043879A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043879A true JPS6043879A (ja) | 1985-03-08 |
| JPH0578196B2 JPH0578196B2 (ja) | 1993-10-28 |
Family
ID=15520327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58151521A Granted JPS6043879A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043879A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007103433A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Dowa Holdings Co Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP58151521A patent/JPS6043879A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007103433A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Dowa Holdings Co Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0578196B2 (ja) | 1993-10-28 |
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