JPS6139514A - GaAlAs半導体装置の製造方法 - Google Patents
GaAlAs半導体装置の製造方法Info
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- JPS6139514A JPS6139514A JP59160030A JP16003084A JPS6139514A JP S6139514 A JPS6139514 A JP S6139514A JP 59160030 A JP59160030 A JP 59160030A JP 16003084 A JP16003084 A JP 16003084A JP S6139514 A JPS6139514 A JP S6139514A
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- H—ELECTRICITY
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/3421—Arsenides
-
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- H10P14/3442—N-type
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- H10P14/3438—Doping during depositing
- H10P14/3441—Conductivity type
- H10P14/3444—P-type
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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】
産業上の利用分野
本発明は液相エピタキシャル成長法によってG a A
鳳A s発光ダイオードに用いるエピタキシャルウェ
ハーを製造する方法に関する。
鳳A s発光ダイオードに用いるエピタキシャルウェ
ハーを製造する方法に関する。
従来の技術
一般にGaAlAs発光ダイオード装置に製造する場合
には、第3図に示すよ5にG a A sを基板1とし
て多層スライドLPE成長装置等を用いてPメルト、次
いでnメルトを接触させ、エピタキシャル成長法によっ
てP−nf&合gJk得ている。通常、アクセプター不
純物としてはZnを使用して2層2を、ドナー不純物と
してはTe1に使用し″′Cn層3を順次点騙矢印4の
方向&CrIyt長させる。発1元の中心となる、0y
はP層2fn層3は窓効果を目的・としたもの〕である
。この際、出来上ったエビタ争りヤル成、多層の混晶比
とし【はP層がX=0..35.1層が3C=0.65
のAli添加しZ (J a 1.1− XA g N
A−3にそれぞれZ n又はTe1に所定磯度麻加し
た結晶か得られるようにメルトに調整して用い1発光又
は窓効果を高めている。
には、第3図に示すよ5にG a A sを基板1とし
て多層スライドLPE成長装置等を用いてPメルト、次
いでnメルトを接触させ、エピタキシャル成長法によっ
てP−nf&合gJk得ている。通常、アクセプター不
純物としてはZnを使用して2層2を、ドナー不純物と
してはTe1に使用し″′Cn層3を順次点騙矢印4の
方向&CrIyt長させる。発1元の中心となる、0y
はP層2fn層3は窓効果を目的・としたもの〕である
。この際、出来上ったエビタ争りヤル成、多層の混晶比
とし【はP層がX=0..35.1層が3C=0.65
のAli添加しZ (J a 1.1− XA g N
A−3にそれぞれZ n又はTe1に所定磯度麻加し
た結晶か得られるようにメルトに調整して用い1発光又
は窓効果を高めている。
特に、P層は発光中心でそのZn濃度制岬は直装であ、
る。メルト中のZnは蒸発し易く、結晶のZn一度はメ
ルトのZn添加量の他に成長装置。
る。メルト中のZnは蒸発し易く、結晶のZn一度はメ
ルトのZn添加量の他に成長装置。
成長過程等にも依存するが、−例を示せばメルトのZn
:0.+5mo1%に朽シ結晶のzn濃度は2 X l
’、 o 18 −3CIn 程度となる。
:0.+5mo1%に朽シ結晶のzn濃度は2 X l
’、 o 18 −3CIn 程度となる。
また、アクセプター不純物としてGaを便用することも
あるが、アクセプター濃度を高めるため、多層のLje
&)’メルトに添加すると、格子欠陥が増大するとい
5ffi人7L欠点があり1通常Znが使用されている
。
あるが、アクセプター濃度を高めるため、多層のLje
&)’メルトに添加すると、格子欠陥が増大するとい
5ffi人7L欠点があり1通常Znが使用されている
。
上記PH4,1層のドーパントの拡散および偏析係数の
温度変比¥:無祝し、P、1層の組成変化がlよいもの
と仮定丁れば、第4図に示すように成長方向4へのアク
セプター一度NA、およびドナーg度N、の分布は一定
とlよる筈である。
温度変比¥:無祝し、P、1層の組成変化がlよいもの
と仮定丁れば、第4図に示すように成長方向4へのアク
セプター一度NA、およびドナーg度N、の分布は一定
とlよる筈である。
しかし、ZnはGeのように格子欠陥が増大する工’5
1に欠点はないが、拡散係数が大きくその拡F!!LJ
P組成の温度変化などがあるためNA、NDは成長方向
にgk度勾配を生じ、ZnがP−n接合部Ji越えて1
層に拡散した分布?とる。
1に欠点はないが、拡散係数が大きくその拡F!!LJ
P組成の温度変化などがあるためNA、NDは成長方向
にgk度勾配を生じ、ZnがP−n接合部Ji越えて1
層に拡散した分布?とる。
Nh、N0c))t″比ヲにP−n接合部JK着目する
と第5図に模式的に示すようにZn濃度NNA拡散によ
り接合部Jを越えて0層3まで拡散し実線で示すよ5は
分布となり、またn Jt!IのTe鐘fgLNDは、
成長方向4に浴って破線で示す分−(+i ’atとる
。この2つの濃夏分布Nム、NDが重する部分は、補償
幼果でその差が天ぎい方がキャリアとなって観察され、
一点鎖線で示す見掛けのキャリア一度分布5となる。
と第5図に模式的に示すようにZn濃度NNA拡散によ
り接合部Jを越えて0層3まで拡散し実線で示すよ5は
分布となり、またn Jt!IのTe鐘fgLNDは、
成長方向4に浴って破線で示す分−(+i ’atとる
。この2つの濃夏分布Nム、NDが重する部分は、補償
幼果でその差が天ぎい方がキャリアとなって観察され、
一点鎖線で示す見掛けのキャリア一度分布5となる。
このため、直接遷移領域と間接遷移領域との組成境界J
′と実際の電気的接合部J′とはずれを生じ。
′と実際の電気的接合部J′とはずれを生じ。
−゛ 電気的接合部J′
が間接遷移の領域に存在下ることKなり、極めて発光効
率の恋いものとなる。
率の恋いものとなる。
本発明が解決しようとする問題点は、@尤幼率のよいG
aAl As発光ダイオード装置を製造するため、電気
的接合部が間接遷移の領域に食込むのを防止することが
出来るようにする点にある。
aAl As発光ダイオード装置を製造するため、電気
的接合部が間接遷移の領域に食込むのを防止することが
出来るようにする点にある。
問題を解決する手段は、P型G a A s基板上に液
相エピタキシャル成長法によってアクセプター不純物と
してZoom加し之(jaAIAsメルl接触させて第
11’層を成長させ、rKいで第LP層上にZnを上記
Zn添加祉よりも少なく添加したG a A J A
sメルト・を接触させてg2P/itを成長させ、さら
にその上にドナー不純物としてTeを添加したG a
A I A sメルトを接触させて1層を成長させる方
云である。
相エピタキシャル成長法によってアクセプター不純物と
してZoom加し之(jaAIAsメルl接触させて第
11’層を成長させ、rKいで第LP層上にZnを上記
Zn添加祉よりも少なく添加したG a A J A
sメルト・を接触させてg2P/itを成長させ、さら
にその上にドナー不純物としてTeを添加したG a
A I A sメルトを接触させて1層を成長させる方
云である。
このため、第1図に示すように%第tp層【l。
g2PJlj12お工び0層3のエピタキシャル成長に
当っては、それぞれ従来と同じ量のAIを添加シy3
G a −G a A s −A 1メルトを用い、基
板上に第LP+!’abX長させメルトには、Znを添
加して成長させ1次いで、この第L)’/*の上に、前
記第tt’層成長時のメルトより少ない址のZny添加
したメルトによって、厚さ:L〜2μmの第2Plfi
lを成長させ、さらに42P)IIの上に従来と同じ1
層を成長させる。
当っては、それぞれ従来と同じ量のAIを添加シy3
G a −G a A s −A 1メルトを用い、基
板上に第LP+!’abX長させメルトには、Znを添
加して成長させ1次いで、この第L)’/*の上に、前
記第tt’層成長時のメルトより少ない址のZny添加
したメルトによって、厚さ:L〜2μmの第2Plfi
lを成長させ、さらに42P)IIの上に従来と同じ1
層を成長させる。
この際、第t)’+nttのZnがm2PI曽L2へも
拡散してくるので、@2P層L2の成長相のメルトには
Znv少址しか含まないかあるいは全(合まなくてもP
IdL3が得られる。vclitとしては。
拡散してくるので、@2P層L2の成長相のメルトには
Znv少址しか含まないかあるいは全(合まなくてもP
IdL3が得られる。vclitとしては。
・公知の多層成長用スライドボート等が使用される。
上記操作によって第LP層を成長させると、成長M後は
、 −゛ 子吟忙第1P層jLのアクセプタ
ー濃度NAは高いレベルにあるが、第2P層12および
1層の成長過程で拡散し、次第に舎鹸→→−セ→低下し
てくる。第2P層12のアクセプター濃度は、第2P層
【2とnA13との界面でドナーa度と同じレベルニr
!レバよ(。
、 −゛ 子吟忙第1P層jLのアクセプタ
ー濃度NAは高いレベルにあるが、第2P層12および
1層の成長過程で拡散し、次第に舎鹸→→−セ→低下し
てくる。第2P層12のアクセプター濃度は、第2P層
【2とnA13との界面でドナーa度と同じレベルニr
!レバよ(。
第1P層11からのZnの拡散があるので、第2P層メ
ルト中のZnn変度極く少なくてよ(、全(Zn4含ま
ないメルトを使用してもよい。キャリア濃度につぎNA
、NJ)の好ヱし−・レベル化あ1 B −3 げれば、NA : L〜3XLOcm 、ND:5
〜LOXIOcm 程度である。
ルト中のZnn変度極く少なくてよ(、全(Zn4含ま
ないメルトを使用してもよい。キャリア濃度につぎNA
、NJ)の好ヱし−・レベル化あ1 B −3 げれば、NA : L〜3XLOcm 、ND:5
〜LOXIOcm 程度である。
上記のように成長を行なえば、n#3の“reも第2P
層【3に拡散するがZnの拡故に比較して小さいため、
組成界面JK、おいて調整でき、第2PjtjlL2、
つまりIP11P¥1!【3と0層3との組成界面Jに
おいて、補償効果?考vd丁れば、キリア濃度は組成界
面JにおいてNA:NDとなり、 iml気的接合部J
′と組成界面Jは一致し効率のよい発光が行なわれる。
層【3に拡散するがZnの拡故に比較して小さいため、
組成界面JK、おいて調整でき、第2PjtjlL2、
つまりIP11P¥1!【3と0層3との組成界面Jに
おいて、補償効果?考vd丁れば、キリア濃度は組成界
面JにおいてNA:NDとなり、 iml気的接合部J
′と組成界面Jは一致し効率のよい発光が行なわれる。
実施例
〔実施例【〕
P型GaAs基板上に、第1表に示すメルトを用いて第
IP7d、第2P層およびn1舗を順次成長させた。
IP7d、第2P層およびn1舗を順次成長させた。
第 1 表
操作条件は、多層スライドボートa相エビタキ7ヤル成
長fCmを用い、820°Cで60分保愕した後、P型
層 a A S基板に第【P層成長用メルト&11g1
iL、 0 、3 °C/ m i nの速度で降温
し、第LPJ!’v成長させ、7966CVC1K ’
)T: トCロで、上記第1P層の上に第2P層成畏用
メルトを載置して795°Cに降温して第2P層を成長
させ、795°Cにおいて上rid第2P虐上にn層成
兼用メルトv装置しn層を成長させた。エピタキシャル
°成長層の厚さは第Ll’層が25μm、第2P層が1
μm、n層が28μmであった。また。
長fCmを用い、820°Cで60分保愕した後、P型
層 a A S基板に第【P層成長用メルト&11g1
iL、 0 、3 °C/ m i nの速度で降温
し、第LPJ!’v成長させ、7966CVC1K ’
)T: トCロで、上記第1P層の上に第2P層成畏用
メルトを載置して795°Cに降温して第2P層を成長
させ、795°Cにおいて上rid第2P虐上にn層成
兼用メルトv装置しn層を成長させた。エピタキシャル
°成長層の厚さは第Ll’層が25μm、第2P層が1
μm、n層が28μmであった。また。
キャリア纜度vQIJ定したところ、P−n接合部近傍
においてNA冬2,0XLOcm 。
においてNA冬2,0XLOcm 。
(’JD冬5,6XLOCtn でアッタ。
この半導体は、スキャンユングエレクトロンマイクロス
コープC8HM)におけるEBIC像(・電気的接合部
J’ )と組成界面が一致していることを確認しzo 〔実施例2〕 第2表に示すメルトヲ用いて第tt’層、第2P層Sよ
びnWIY順欠成長させ、贋の厚さ化、第1Plfl
: 24 μm、 m2 PjvI: 2 μm、n層
:26μmとしたほかは、実施例【と向じとした。
コープC8HM)におけるEBIC像(・電気的接合部
J’ )と組成界面が一致していることを確認しzo 〔実施例2〕 第2表に示すメルトヲ用いて第tt’層、第2P層Sよ
びnWIY順欠成長させ、贋の厚さ化、第1Plfl
: 24 μm、 m2 PjvI: 2 μm、n層
:26μmとしたほかは、実施例【と向じとした。
第 2 表
また、キャリア嬢度は、 P−n接合部近傍にお1g
−3− いてNAAl1.6X L g cm 、Ni
’?lフー3 5.0XlOcm であツタ。
−3− いてNAAl1.6X L g cm 、Ni
’?lフー3 5.0XlOcm であツタ。
この半導体も、実施例【りものと同t4EBIc像と組
成界面が一致していることを確認した。
成界面が一致していることを確認した。
上記実施例」、実施例20半尋体(発光ダイオード)と
、従来の方法でつくった第2P層を設げない発光ダイオ
ードと%:、穐常発光ダイオードの比較に用いられる4
度測定法によって比較したところ、不発明の方法によっ
てつくられたものが、明瞭に高い出刃を示すことが確認
された。
、従来の方法でつくった第2P層を設げない発光ダイオ
ードと%:、穐常発光ダイオードの比較に用いられる4
度測定法によって比較したところ、不発明の方法によっ
てつくられたものが、明瞭に高い出刃を示すことが確認
された。
具体的に数値で示せばピーク波長:57Q、nmにおけ
る発光出力は、第2図に示すように、実施例1′Mよび
実MIA例2においては、それぞれ従来広のり、5倍、
1.37倍の発光出力を示しzoこ2tより、不発明の
方法によってつ(もれた発光ダイオードの組成界面にお
ける補償幼果を考慮しy5NA、N、Dは、N人=ND
であることがわかる。
る発光出力は、第2図に示すように、実施例1′Mよび
実MIA例2においては、それぞれ従来広のり、5倍、
1.37倍の発光出力を示しzoこ2tより、不発明の
方法によってつ(もれた発光ダイオードの組成界面にお
ける補償幼果を考慮しy5NA、N、Dは、N人=ND
であることがわかる。
不発明の効果
以上述べたように、不発明に係る(#a A J A
s発光ダイオードは、4TLP屑とn層との間にアクセ
プター不純物供度の低い第2PI−が設けられているの
で、P型層のアクセプター不純物のn層に対する拡散が
抑制され、抽償幼釆?考1ばした1u気的朕合部がnJ
ψ内に食込むことなく、篩いS度のGaAlAs半導体
装置が得られる。
s発光ダイオードは、4TLP屑とn層との間にアクセ
プター不純物供度の低い第2PI−が設けられているの
で、P型層のアクセプター不純物のn層に対する拡散が
抑制され、抽償幼釆?考1ばした1u気的朕合部がnJ
ψ内に食込むことなく、篩いS度のGaAlAs半導体
装置が得られる。
第1図は本発明の詳細な説明図で、六←←÷゛、アクセ
プター不純 物が拡散し終りに後のキャリア旋層分布を示す図、第2
図は、fE米法と1本発明の方法によって造った半導体
の発光出力を比較した図、第3図ないし第5図は、従来
の方法によってつ(つた半4体の説明図で、第3図は半
導体の61析而図、第4図は理想的キャリア分布の仮想
図、第5図は、電気的接合部がn )dIc A−込む
状態のB!ll明図である。 【・・・・・・基板、3・・・・・・n増、4・・・・
・・電灯方向。 11・・・・・・第【P層、I2・・・・・・第2P盾
、【3・・・・・・P)dl、N人・・・・・・アクセ
グター不純物(Z n )濃度、ND・・・・・・ドナ
ー不純物(TeJ磯度、J・・・・・・p n接合部
(組成界面)、J′・・・・・・電気的接合部。 7−戊辰、+5う頗 J′匁札的停4旬 第2図 第3図 第4図
プター不純 物が拡散し終りに後のキャリア旋層分布を示す図、第2
図は、fE米法と1本発明の方法によって造った半導体
の発光出力を比較した図、第3図ないし第5図は、従来
の方法によってつ(つた半4体の説明図で、第3図は半
導体の61析而図、第4図は理想的キャリア分布の仮想
図、第5図は、電気的接合部がn )dIc A−込む
状態のB!ll明図である。 【・・・・・・基板、3・・・・・・n増、4・・・・
・・電灯方向。 11・・・・・・第【P層、I2・・・・・・第2P盾
、【3・・・・・・P)dl、N人・・・・・・アクセ
グター不純物(Z n )濃度、ND・・・・・・ドナ
ー不純物(TeJ磯度、J・・・・・・p n接合部
(組成界面)、J′・・・・・・電気的接合部。 7−戊辰、+5う頗 J′匁札的停4旬 第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- P型GaAs基板上に液相エピタキシャル成長法によ
つてアクセプター不純物としてZnを添加したGaAl
Asメルトを接触させて第1P層を成長させ、次いで第
1P層上にZnを上記Zn添加量よりも少なく添加した
GaAlAsメルトを接触させて第2P層を成長させ、
さらにその上にドナー不純物としてTeを添加したGa
AlAsメルトを接触させてn層を成長させることを特
徴とするGaAlAs半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59160030A JPS6139514A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | GaAlAs半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59160030A JPS6139514A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | GaAlAs半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6139514A true JPS6139514A (ja) | 1986-02-25 |
Family
ID=15706436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59160030A Pending JPS6139514A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | GaAlAs半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6139514A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0348467A (ja) * | 1989-04-17 | 1991-03-01 | Nec Corp | 発光ダイオード |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP59160030A patent/JPS6139514A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0348467A (ja) * | 1989-04-17 | 1991-03-01 | Nec Corp | 発光ダイオード |
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