JPS6186500A - GaAlAs発光素子の製造方法 - Google Patents

GaAlAs発光素子の製造方法

Info

Publication number
JPS6186500A
JPS6186500A JP59207944A JP20794484A JPS6186500A JP S6186500 A JPS6186500 A JP S6186500A JP 59207944 A JP59207944 A JP 59207944A JP 20794484 A JP20794484 A JP 20794484A JP S6186500 A JPS6186500 A JP S6186500A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
type layer
solution
slider
light emitting
Prior art date
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
Application number
JP59207944A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0522677B2 (ja
Inventor
Susumu Doi
進 土井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP59207944A priority Critical patent/JPS6186500A/ja
Publication of JPS6186500A publication Critical patent/JPS6186500A/ja
Publication of JPH0522677B2 publication Critical patent/JPH0522677B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B19/00Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/06Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
    • C30B19/063Sliding boat system

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 発光素子の製造方法の改良に関するものである。
近年、光通信用あるいは屋外での表示用などとして高効
率の発光素子の需要が強くなっている。
高効率発光素子の半導体材料としては、GaAlAs系
の特性が最も優れていることが知られている。
Ga1−xA2xAs混晶は組成x = 0からx =
 0. 4付近まで直接遷移型のバンド構造を有し、6
500λ〜900り久の間で高効率の発光を得ることが
でさる・Ga1−xAtxAS混晶の場合パンドギャッ
7°(Eg単泣eV)と組成(X)の関係は近似的に次
の関係式で表わさJすることか知られている。
Eg(x)=1.424+1.247x  (0<X<
0.45)一般に、GaAlAs発光素子はP型GaA
s基板上に液相エピタキシャル成長により発光波長に対
応したバンドギヤツプEgを持つP型Ga1−xAtx
As層及びこの波長に対して透明となるようなバンドギ
ヤ、 7’ s脩( rgi〉z4 )の広いn W 
Ga1−yAtyAs層をV > Xなる関係のもとに
順次成長させた構造となっている。
発光はP型GaAlAs層で起きる為、発光波長はP型
層のイJ)成(X)に依存する。
発光波長+3600Xの典型的な赤色発光素子では組成
x=0.35のP型層及び組成y = Q、 6〜0.
13のN型層より構成されている。
従来技術では第1図のようなP型成長溶液4及びN型成
長溶液5の2つの溶液で構成された横型スライドホ゛−
トを用い、P型層−1N型層を徐冷法まだは温度差法に
より順次成長する方式がとられでいる。この方式の欠点
は、P型層を成長させた後、基板結晶が一旦成長溶液か
ら切シ離されること、および基板結晶をスライドするこ
とによるキズの発生などによ、!pp−N界面付近に種
々の欠陥が導入され、特性劣化及びバラツキが問題とな
ることである。一方、リン化ガリウム(GaP)緑色発
光素子の場合にもN層及びP層を各々別個の溶液から成
長させる方式よりも、1つの溶液からN層及びP層を連
続して成長させる所謂不純物補償法による発光素子の方
が発光特性が優れていることが知られている。
第1の発明は上記事実に鑑みなされたもので、亜’A 
(Zn )とテルル(Te)を同時に添加したP型成長
溶液からP型層を成長させた後、溶液中のZnを減圧処
理によ)除去し、さらにアルミニウムを追加1〜/こ後
N型層を同一溶液から連続して成長さぜ、■〕−N界面
付近に種々の欠陥が導入されることを防ぐことによ多安
定した特性を持つGaA7As発元素1′−の製造方法
を提供するものである。
しかしながらこの場合でもN型層を成長した後スライド
させることにより溶液の分離させる為に、多結晶のまき
込みによるウェハー表面のキズ、及びウェハー表面に溶
液が残留することによる表面不良などの発生が問題とな
る。また横型スライドボート法は上述した以外に下記問
題点がある。
■GaAlAs0液相エピタキシャル成長の場合、非常
に酸化され易いアルミニウムを溶液に添加している為に
、成長前に十分な空焼きにより溶液中の酸素及び成長用
治具等に吸着した酸素を十分除去しなければならない。
しかしスライドボート法では溶液と基板結晶が常に同じ
温度ゾーンにちる為に溶液の空焼きの時間が余シ長くな
ると基4に結晶の熱劣化の問題が出て来る。したがって
、酸素の除去と云5観点だけで空焼き時間を独立に選択
することができない。
・:・スライドボート法で基板結晶を多数枚チャージす
る場合溝造が複離となり、操作性が悪く量産的な製造方
法としては問題がある。
そこで本発明の第2の発明は、上記事実に鑑みなされた
ものである。本発明者は踵々の検討の、結果縦型浸漬法
を採用することにより上述した問題の解決を計ったGa
AlAs発光素子の量産的な製造方法を提供するに至っ
たものである。
以下図を参照して実施例を説明する。
実1強(列 1 第2図は第1の発明の実施において用いた黒鉛製スライ
ドボートを模式的に示したものである。
下部スライダー1にP型GaAs基板3が設置され、成
長、・容液4は金属ガリウム50 F、GaAs多結晶
4.!7、アルミニウム(Al)807+19、亜鉛5
0mg、テルル2 m9を配合した組成となっている。
まだ上部バラ2イグー8にはA7(9)300m9が設
置されている。
スライダーをこの状態で電気炉の均熱帯に設置し真空置
換した後、水素ガスを流しながら900℃tで外心する
。900℃で1時間保持した後スライダーlを移動し、
基板4と成長溶液4を接融させ、に)加速度0.5℃/
分で860℃まで冷却しP型層を成長させる。この温度
で成長を一時停止し、Arガスを流しながら約2 To
rrの減圧下で約2時間保持し溶液中のZnを除去する
。次に常圧(で戻し再び水素ガスを流し、上部スライダ
ー3を移動しAt9を溶液に追加する。追加後約10分
間経た後、10℃再昇温する。870℃で約10分間保
持した後、再び冷却速度0.5℃/分で830℃まで徐
令し、N型層を成長させ830℃に達した時スライダー
1を移動し、成長溶液を分離する。この工僅により、約
20μmLニア)P型層、及び約20μmのN型層が成
長した。EPMAによる組成分析の結果P型層はGan
、66AtQ、34As 、、N層はGaO,42At
0.58ASであった。
イ4)られだ発光素子の発光波長は6650X発光出力
はP型層及びN型層を別個の溶液から成長させたもの約
1.5倍であった。
丑記例で(−、L減圧処理時間を2時間としたが、1時
間の場合はZnの除去が不十分でN型層が得られない場
合があ)2時間以上の場合はN型層が再現良く得られた
実に布r2”す2 第3図・は第2の発明の実施において用いた縦型浸n法
の装置を模式的に示しだものである。電気炉11及び石
英反応管12によ)構成される。炉内には、金属ガリウ
ム3 Kg、GaAs多結晶240,9゜テルル120
m9を配合した組成の成長溶′ti、4が、炉外の反応
管上部には、P型GaAs基板3を装着した基板ホルダ
ー13が設置されている。また反応管上部にはZn投入
器6及びAt投入器7が設置されている。この状態で、
真空置換後水素ガスを流しながら900℃まで昇温する
。900℃で2.5時間保持した後、Zn投入器6から
Zn 3 りをAt投入器7からAt4.8gを添加す
る。更に30分間900℃で保持した後、基板ホルダー
13を成長溶液の直上部で予熱した後成長溶液に′I2
1青し、冷却速度05℃/分で860cまで徐冷しP型
層を成長させる。この温度で成長を一時停止しArガス
を流しながら約2 Torrの減圧下で2時間保持し溶
液中のZnを除去した後、常圧に戻し再び水素ガスを流
してA、を投入器7より At 18 gを追加する。
追加後:30分間経た後、10℃昇温し870℃で10
分間保持して再び冷却速度0.5℃/分で830Cまで
徐冷しN層を成長させ、830℃に達した時基板ホルダ
ー13を成長溶液よシ分離して反応管上部寸で引き上げ
る。この工程により約25訓p型層及び約25μmのN
型層が成長した。まだEPMAでの組成分析の結果はP
型層ばGaO,68Ato、ss’、N型層はGaO,
38AtO,6□Asであった。得られた発光素子の発
光波長は6700 A %発光出力は実施例1のものと
ほぼ同一であった。
実施例1ではN型層の表面にスライダーによるキズ溶液
の残留による表面不良がみられたが実施例2ではほぼ完
全な鏡面が得られた。
同一溶液から連続してP型層及びN型層を成長させるこ
とにより安定した特性のGaAlAs発光素子の製造が
可能となシガリウムの原単位も従来の約半分と7(tっ
た。また縦型浸漬法の採用し多数枚束ねた!′1り造の
基板ホルダーを用いることによ)、1回の成長で直径約
50mmφのウェハー30枚の処理が可能となシはぼ完
全な鏡面が得られるようになっ 、′こ 。
上記実施例では発光波長が6600〜6700Xの赤色
発光であったがP型GaAlAs層のアルミニウムの組
成を変えることにより6500〜9000 Xの発光が
可能である。またN型添加剤としてテルル(Tc)を用
いたがイオウ(S)、セレン(Se)であっても良くP
型添加剤としてはカドミニウム(Ca)でちっても良い
【図面の簡単な説明】
繁1図は従来技術の横型スライドボートを示す説明図で
ある。 1・・・下部スライダー、2・・・上部スライダー、3
・・・P型GaAs基板、4・・・P型成長溶液、5・
・・N型成長溶液。 第2図は本発明に使用する横型スライド+l:” −ト
の一例を示す図である。 1・・・下部スライダー、2・・・中部スライダー、3
・・・P型GaAs基板、・1・・・成長溶液、8・・
・上部スライダー、9・・・追加用アルミニウム。 第3図は本発明に使用する縦型浸漬法の装置の一例を示
す図である。 3・・・P型GaAs基板、4・・・成長溶液、6・・
・Zn投入器、7・・・At投入器、11・・・電気炉
、12・・・石英反応管、13・・・基板ホルダー。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)P型ヒ化ガリウム基板上に、P型GaAlAs層
    さらに該層上にN型GaAlAs層を有するGaAlA
    s発光素子を液相エピタキシャル成長により製造するに
    際して、亜鉛(Zn)とテルル(Te)を添加したアル
    ミニウム(Al)−ガリウム(Ga)溶液よりまずP型
    GaAlAs層を成長させた後減圧処理により溶液中の
    Znを除去し、次いでAlを追加した後引き続きN型G
    aAlAs層を同一溶液から連続して成長させることを
    特徴とするGaAlAs発光素子の製造方法。
  2. (2)液相エピタキシャル成長に際して、縦型浸漬法を
    用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のG
    aAlAs発光素子の製造方法。
JP59207944A 1984-10-05 1984-10-05 GaAlAs発光素子の製造方法 Granted JPS6186500A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59207944A JPS6186500A (ja) 1984-10-05 1984-10-05 GaAlAs発光素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59207944A JPS6186500A (ja) 1984-10-05 1984-10-05 GaAlAs発光素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6186500A true JPS6186500A (ja) 1986-05-01
JPH0522677B2 JPH0522677B2 (ja) 1993-03-30

Family

ID=16548119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59207944A Granted JPS6186500A (ja) 1984-10-05 1984-10-05 GaAlAs発光素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6186500A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61127699A (ja) * 1984-11-26 1986-06-14 Mitsubishi Monsanto Chem Co ひ化ガリウム・アルミニウム混晶エピタキシヤルウエハ及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61127699A (ja) * 1984-11-26 1986-06-14 Mitsubishi Monsanto Chem Co ひ化ガリウム・アルミニウム混晶エピタキシヤルウエハ及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0522677B2 (ja) 1993-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6115577B2 (ja)
JPH06105797B2 (ja) 半導体基板及びその製造方法
JPS6037076B2 (ja) 3−6族化合物半導体の温度液相成長法
US4944811A (en) Material for light emitting element and method for crystal growth thereof
US4218270A (en) Method of fabricating electroluminescent element utilizing multi-stage epitaxial deposition and substrate removal techniques
JPH01232732A (ja) 半導体結晶製造方法
JPS6186500A (ja) GaAlAs発光素子の製造方法
JP4235711B2 (ja) 縦型ボート法によるGaAs単結晶の製造方法
CA1234036A (en) Lpe growth on group iii-v compound semiconductor substrates containing phosphorus
US3619304A (en) Method of manufacturing gallium phosphide electro luminescent diodes
JPH0463040B2 (ja)
JPH1197740A (ja) GaP発光ダイオード用エピタキシャルウェーハおよびGaP発光ダイオード
JP3560180B2 (ja) ZnSeホモエピタキシャル単結晶膜の製造法
JPH05335621A (ja) ガリウム燐緑色発光ダイオード
JP3097587B2 (ja) 発光半導体素子用エピタキシャルウェーハ
JP2003146791A (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
JPS60115271A (ja) リン化ガリウム赤色発光素子の製造方法
JPH0260209B2 (ja)
GB2193035A (en) Semiconductor material
JPS60236220A (ja) 液相エピタキシヤル成長法
JPH0525396B2 (ja)
Su et al. The growth and characterization of ZnSe epilayers grown by VPE and MOCVD
JPS61106491A (ja) 液相エピタキシヤル成長方法
JPS62163310A (ja) 化合物半導体結晶の製造方法
JPH04133316A (ja) 気相成長方法