JPS6181679A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
半導体発光素子の製造方法Info
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- JPS6181679A JPS6181679A JP59203669A JP20366984A JPS6181679A JP S6181679 A JPS6181679 A JP S6181679A JP 59203669 A JP59203669 A JP 59203669A JP 20366984 A JP20366984 A JP 20366984A JP S6181679 A JPS6181679 A JP S6181679A
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- Japan
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- layer
- light emitting
- emitting device
- semiconductor light
- film
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- Pending
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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]
- H10H20/01—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】
産業上の利用分野
本発明は高出力、高速応答等の優れた性能を有する半導
体発光素子の製造方法に関する。
体発光素子の製造方法に関する。
従来の技術
従来G a A e A s半導体発光素子を製造する
場合には、p型G a A @単結晶を基板として多層
スライドLPE成長装置等を用い、先ずG&AgAaに
n型不純物を添加したnメルトを接触させて31/i!
を形成し、次いでn層面YCG a A 11 A g
にp型不純物を添加したpメルトを接触させてp層を形
成する液相エピタキシャル成長法によってp−ユ接合を
得ている。
場合には、p型G a A @単結晶を基板として多層
スライドLPE成長装置等を用い、先ずG&AgAaに
n型不純物を添加したnメルトを接触させて31/i!
を形成し、次いでn層面YCG a A 11 A g
にp型不純物を添加したpメルトを接触させてp層を形
成する液相エピタキシャル成長法によってp−ユ接合を
得ている。
ところで、上記従来のエピタキシャル成長では、nメル
トを接触させるp層表面が一度ガス雰囲気に−Fらされ
、しかる後n層が形成寧れるので、p −n接触面が波
打ち、均一な接合面を形成することは困難であった。
トを接触させるp層表面が一度ガス雰囲気に−Fらされ
、しかる後n層が形成寧れるので、p −n接触面が波
打ち、均一な接合面を形成することは困難であった。
そのため性能面でバラつきの大きなものとなり、信頼性
に乏しく、低発光出力、或いは低応答速度等性能の悪い
ものも多く出来る欠点がある。さらに、液相エピタキシ
ャル成長法による多層成長は、p又はnメルトを貯留す
る複数のメタル溜めを必要とするので、その分、ウェハ
ー1枚が使用する治具の面積が大きくなり、量産性が劣
る欠点がある。
に乏しく、低発光出力、或いは低応答速度等性能の悪い
ものも多く出来る欠点がある。さらに、液相エピタキシ
ャル成長法による多層成長は、p又はnメルトを貯留す
る複数のメタル溜めを必要とするので、その分、ウェハ
ー1枚が使用する治具の面積が大きくなり、量産性が劣
る欠点がある。
発明が よう る ・
本発明が解決しようとする問題点は、p −n接合部が
均一な状態で形成され、常に高出力、高速応答の性能に
優れた半導体発光素子が得られ、かつ液相エピタキシャ
ル成長による量産性の低ざを改善するようにした点にあ
る。
均一な状態で形成され、常に高出力、高速応答の性能に
優れた半導体発光素子が得られ、かつ液相エピタキシャ
ル成長による量産性の低ざを改善するようにした点にあ
る。
問題点を解決するための手段
本発明はかかる問題点を解決するため、Q&A11基板
表面に液相エピタキシャル成長法によりユ型GaA#A
s+層を形成した後、Q a A s基板を除去し、残
ったn厘GaAgAa表面KZnを拡散づせ、該n型G
& A I A tx層内にp −n接合を形成する
ものである。
表面に液相エピタキシャル成長法によりユ型GaA#A
s+層を形成した後、Q a A s基板を除去し、残
ったn厘GaAgAa表面KZnを拡散づせ、該n型G
& A I A tx層内にp −n接合を形成する
ものである。
K1図■〜0は本発明に係る半導体発光素子の製造方法
の一実施例をftに示す図で、■図はG&AI基板1で
ある。このG & A−基板10表面に液相エピタキシ
ャル成長によって0図に示すLう忙層厚雫250〜50
0 p mのn型G a A ll A a層Cn層)
2を形成する。このn層2のドーパントとしては、To
、S、Se等が用いられ、濃度ND’:;: I Q
1m ((g−3に調整される。次いで、エッチャント
として、NH,0H−H,O,系を用いるエツチングお
よびラッピング等の併用K1って、■図に示すようにG
a A s基板lを除去してn層2のみとするととも
に1これをポリッシングして表面をミラー面とし、ミラ
ーウェハーに仕上げられたnI鱒2′とする。このn層
2′の表面に、塗布法、CVD等によって0図に示すよ
うに膜厚:2000Aの5int膜3を形成して4層2
中のA88介の分解、Zn化合物との反応を防止する。
の一実施例をftに示す図で、■図はG&AI基板1で
ある。このG & A−基板10表面に液相エピタキシ
ャル成長によって0図に示すLう忙層厚雫250〜50
0 p mのn型G a A ll A a層Cn層)
2を形成する。このn層2のドーパントとしては、To
、S、Se等が用いられ、濃度ND’:;: I Q
1m ((g−3に調整される。次いで、エッチャント
として、NH,0H−H,O,系を用いるエツチングお
よびラッピング等の併用K1って、■図に示すようにG
a A s基板lを除去してn層2のみとするととも
に1これをポリッシングして表面をミラー面とし、ミラ
ーウェハーに仕上げられたnI鱒2′とする。このn層
2′の表面に、塗布法、CVD等によって0図に示すよ
うに膜厚:2000Aの5int膜3を形成して4層2
中のA88介の分解、Zn化合物との反応を防止する。
このS10゜[3の表面1cZ)lの有機化合物を含む
液を接触させ、■図に示すように膜厚+ 20(10〜
50GOA (7)zrLを含んだS iOx (Zn
+S iot )膜4を形成する。さら忙このZn+
Si、O*膜4の表面にプラズマCVD、CVDなどK
よって、■図に示すようKl[d厚:2[100〜50
00Aの5iONx膜5を形成し、上記Zn+S LO
t 膜中のZnの蒸発を防止する。
液を接触させ、■図に示すように膜厚+ 20(10〜
50GOA (7)zrLを含んだS iOx (Zn
+S iot )膜4を形成する。さら忙このZn+
Si、O*膜4の表面にプラズマCVD、CVDなどK
よって、■図に示すようKl[d厚:2[100〜50
00Aの5iONx膜5を形成し、上記Zn+S LO
t 膜中のZnの蒸発を防止する。
次いで、上記り層?、、S 10.N3、Zn+SiO
。
。
膜4、SiS10Nx工りなるfR)#1体6を〜8、
Ar等の不活性雰囲気中で、温度=800〜900”C
K30〜120分間保持する。この熱処理によってZn
+5i01膜4中のZnは810.tJ3を透過してn
層2′中に拡散し、0図に示すように表部に9層7&が
形成され、下部Kn層7bが残留したウェハー7が得ら
れる。この場合、IL層2′中のAs+は、V族物質特
有の分散し易い性質を有するが、S10を膜3くよって
分散が抑制されるので組成が変ることなく、またZu+
SiO,膜4中のZnはS LONx膜5に二ってその
蒸発が防止される。従って、n層2の組成は一定に保持
はれ、z!Lは熱処理条件を一定とすれば常忙同じ状態
でユ層2表面に拡散し、厚さ25〜10μm、Znの表
面濃度:15〜2 X 10”cr” 、平均濃度45
X1 G”Cm−”f)II層7aが形成され、p−n
接合も波打つことなく均一なものが得られる。
Ar等の不活性雰囲気中で、温度=800〜900”C
K30〜120分間保持する。この熱処理によってZn
+5i01膜4中のZnは810.tJ3を透過してn
層2′中に拡散し、0図に示すように表部に9層7&が
形成され、下部Kn層7bが残留したウェハー7が得ら
れる。この場合、IL層2′中のAs+は、V族物質特
有の分散し易い性質を有するが、S10を膜3くよって
分散が抑制されるので組成が変ることなく、またZu+
SiO,膜4中のZnはS LONx膜5に二ってその
蒸発が防止される。従って、n層2の組成は一定に保持
はれ、z!Lは熱処理条件を一定とすれば常忙同じ状態
でユ層2表面に拡散し、厚さ25〜10μm、Znの表
面濃度:15〜2 X 10”cr” 、平均濃度45
X1 G”Cm−”f)II層7aが形成され、p−n
接合も波打つことなく均一なものが得られる。
次いでHF系エッチャントを用いてS10.膜3、Zn
+5iO1膜4.5LONx膜5をエツチング除去し、
0図に示すように9層7h、nN7b工りなる1枚のウ
ェハー7とする。
+5iO1膜4.5LONx膜5をエツチング除去し、
0図に示すように9層7h、nN7b工りなる1枚のウ
ェハー7とする。
この2層7区の表面に、0図に示すようにAIを1.5
p mの厚さに蒸着し、Alt!、甑8を形成し、4
00〜500℃の温度で5〜10分熱処理してAlt極
8を9層7&に強固に密着させる。次いで、電層7b面
K A u −G・を1μ禦の厚さに蒸着して、@図忙
示すようにA u −(3e電極9を形成し、これを4
00〜500℃の温度で5〜10分熱処哩して、Au−
Ge電極9を3層7bに強固に密着させる。
p mの厚さに蒸着し、Alt!、甑8を形成し、4
00〜500℃の温度で5〜10分熱処理してAlt極
8を9層7&に強固に密着させる。次いで、電層7b面
K A u −G・を1μ禦の厚さに蒸着して、@図忙
示すようにA u −(3e電極9を形成し、これを4
00〜500℃の温度で5〜10分熱処哩して、Au−
Ge電極9を3層7bに強固に密着させる。
p電極形成、1111L極形成の為の熱処理は上記のご
とく各工種ごとに行っても良く、また、p′yL極とn
*極について同時に行っても良い。
とく各工種ごとに行っても良く、また、p′yL極とn
*極について同時に行っても良い。
上記p層に密着したAJiE極8に、フォトレジストを
塗布し、フォトマスクを透し″′C紫外線を照射し、現
像液によって7オトレジストre7オトマスクのパター
ンに除去した後エツチングする通常のフォトリゾグラフ
ィによって、0図に示すような所定のパターンのAJ電
極8を形成し、しかる後、0図に示すようにダイシング
し、これを分層して、0図に示す半導体発光素子が得ら
れる。
塗布し、フォトマスクを透し″′C紫外線を照射し、現
像液によって7オトレジストre7オトマスクのパター
ンに除去した後エツチングする通常のフォトリゾグラフ
ィによって、0図に示すような所定のパターンのAJ電
極8を形成し、しかる後、0図に示すようにダイシング
し、これを分層して、0図に示す半導体発光素子が得ら
れる。
上記方法においてZnの拡散け、固本拡教を例として説
明したがアンプル内にG a A a又けG a A
I A tr基板を入れてZn蒸気2介してZnを拡散
ζせる通常の気相拡散法を使用しても良い。
明したがアンプル内にG a A a又けG a A
I A tr基板を入れてZn蒸気2介してZnを拡散
ζせる通常の気相拡散法を使用しても良い。
上記半導体発光素子10は均一なp −n接合を有し、
発光波長のバラつきが少なく、農品に対する信頼性があ
り、高出力で、かつ応答速度は従来のものが50nse
c程度であるのに対し10nSec程度の高応答速度を
有し、波長も可視(660皿)から赤外(940nm)
までAぎの混晶比を変えることにより自由に選択出来る
など極めて優れた性能を有し、高速フォトカプラー用と
して最適なものである。
発光波長のバラつきが少なく、農品に対する信頼性があ
り、高出力で、かつ応答速度は従来のものが50nse
c程度であるのに対し10nSec程度の高応答速度を
有し、波長も可視(660皿)から赤外(940nm)
までAぎの混晶比を変えることにより自由に選択出来る
など極めて優れた性能を有し、高速フォトカプラー用と
して最適なものである。
実施例
次に実施例を示して本発明の方法の優れていることを具
体的に示す。
体的に示す。
a)GaAs基板上にTettα5×10′?〜lX1
0”の濃度でドーグしたユ型GaA久8層を液相エピタ
キシャル成長法によって層厚:300μmに形成した。
0”の濃度でドーグしたユ型GaA久8層を液相エピタ
キシャル成長法によって層厚:300μmに形成した。
b)エピタキシャル成長面を約20〜30μmラップし
て平滑にした後、G a A g基板を、NH4OH+
H,O,混合液をエッチャントとしてエツチング除去し
た。残ったG&AJAa表面をポリッシングしてミラー
面状に加工した。
て平滑にした後、G a A g基板を、NH4OH+
H,O,混合液をエッチャントとしてエツチング除去し
た。残ったG&AJAa表面をポリッシングしてミラー
面状に加工した。
a)上記ミラー面に5iOt膜をスピンナー法で厚さ:
1000Aに塗布した。
1000Aに塗布した。
d)上記S10!膜面上KZnを含んだS10゜をスピ
ンナー法で厚さ:2000AK塗布した。
ンナー法で厚さ:2000AK塗布した。
e)ζらに上記zn+5iotllJ面KSiON:c
膜をブラ、(?CVDK!J厚−g:2000Aく形成
した。
膜をブラ、(?CVDK!J厚−g:2000Aく形成
した。
f)次に上記GaAJAg−810,−(Zn+S 1
0. )−8iONxの積層体をN、気流中で、900
°C11時間熱処理し、n型G&AeAs層表面に2ユ
を拡散ブせ、層厚:10μmのpmG&klAI層を形
成した。
0. )−8iONxの積層体をN、気流中で、900
°C11時間熱処理し、n型G&AeAs層表面に2ユ
を拡散ブせ、層厚:10μmのpmG&klAI層を形
成した。
g)Znの拡散した積層体を、HF系(フッ竣20%の
水溶液)エッチャントによってエツチングして上記S
i Ox 4zn+ S i o、)−s i ON
x膜を除去した。
水溶液)エッチャントによってエツチングして上記S
i Ox 4zn+ S i o、)−s i ON
x膜を除去した。
h)次いでp層表面にAJを厚さ21.5μmに蒸着し
てA/iIC極を形成する。
てA/iIC極を形成する。
1) また、n層にA u −G eを厚さ: ’ l
’ m K蒸着。
’ m K蒸着。
j)5oo℃、10分熱処理してn層および2層に電極
を密着させた。
を密着させた。
k) 通常の7オトリゾグラフイーによって、上記Ae
電極に電極パターンを形成し、ダイシングして半導体発
光素子を作った。
電極に電極パターンを形成し、ダイシングして半導体発
光素子を作った。
上記発光素子を用いて各種測定を行なった。結果を纂1
表に示す。
表に示す。
l@1 表
上記測定は、同じウェハーより分割したチップは勿論、
同じ条件で作成した他のウェハーのチップにおりても極
めて再現性のよい数値が得られた。
同じ条件で作成した他のウェハーのチップにおりても極
めて再現性のよい数値が得られた。
発明の効果
以上述べたように本発明の方法によってつくられた半導
体発光素子は、n型Q a A e A n層の表面K
Znを拡散させてn層を形成し、残りをn層として、1
枚のウェハーによって均一なp −n接合を形成してい
るため、品質のバラつきが少なく、製品の信頼性が高く
、高出力、高応答速度等の優れた性能を有し、さらに液
相成長時のAe濃度を制御すれば波長は可視から赤外ま
での広い幅の波長から自由に選択出来る等の長所を有す
る。
体発光素子は、n型Q a A e A n層の表面K
Znを拡散させてn層を形成し、残りをn層として、1
枚のウェハーによって均一なp −n接合を形成してい
るため、品質のバラつきが少なく、製品の信頼性が高く
、高出力、高応答速度等の優れた性能を有し、さらに液
相成長時のAe濃度を制御すれば波長は可視から赤外ま
での広い幅の波長から自由に選択出来る等の長所を有す
る。
gt図■〜0は、本発明に係る半導体発光素子の製造方
法の一例を示すもので、その製造過程を1@に示した図
である。 1・・・・・・G a A a基板、2・・・・・・1
層、2′・・・・・・ミラーウェハーに仕上げられたn
層(n層)、3・・・・・・S10.膜、4 ”・Z
!1 + S L 0pj4.5 = ・・・S 1O
Nx膜、6・・・・・・積層体、7・・・・・・p −
nj−エリなるウエバー、7a・・・・・・1層、7b
・・・・・・n層、8・・・・・・A6電極、9・・・
・・・A u −G l @、極、10・・・・・・発
光素子。 ■ ■
法の一例を示すもので、その製造過程を1@に示した図
である。 1・・・・・・G a A a基板、2・・・・・・1
層、2′・・・・・・ミラーウェハーに仕上げられたn
層(n層)、3・・・・・・S10.膜、4 ”・Z
!1 + S L 0pj4.5 = ・・・S 1O
Nx膜、6・・・・・・積層体、7・・・・・・p −
nj−エリなるウエバー、7a・・・・・・1層、7b
・・・・・・n層、8・・・・・・A6電極、9・・・
・・・A u −G l @、極、10・・・・・・発
光素子。 ■ ■
Claims (1)
- GaAs基板表面に液相エピタキシャル成長法により
n型GaAlAs層を形成した後、GlAs基板を除去
し、残つたn型GaAlAs層表面にZnを拡散させて
、該n型GaAlAs層内にp−n接合を形成すること
を特徴とする半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59203669A JPS6181679A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59203669A JPS6181679A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 半導体発光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6181679A true JPS6181679A (ja) | 1986-04-25 |
Family
ID=16477889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59203669A Pending JPS6181679A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6181679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136223A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | Sony Corp | 熱拡散法 |
| US5501990A (en) * | 1994-05-09 | 1996-03-26 | Motorola, Inc. | High density LED arrays with semiconductor interconnects |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP59203669A patent/JPS6181679A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136223A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | Sony Corp | 熱拡散法 |
| US5501990A (en) * | 1994-05-09 | 1996-03-26 | Motorola, Inc. | High density LED arrays with semiconductor interconnects |
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