JP2543791B2 - 液相エピタキシャル成長法 - Google Patents
液相エピタキシャル成長法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上にエピタ
キシャル成長層を形成する液相エピタキシャル成長法に
関する。
キシャル成長層を形成する液相エピタキシャル成長法に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年用途が拡大している発光ダイオード
等の発光素子は、半導体基板上にエピタキシャル成長層
を形成して作製される。
等の発光素子は、半導体基板上にエピタキシャル成長層
を形成して作製される。
【0003】図2は、半導体基板上に3層のエピタキシ
ャル成長層を形成して作製した発光素子の深さ方向の構
造を示す断面図である。図において、1〜3×1019
cm−3程度の濃度のZnが不純物として添加されてい
るp型GaAs〈100〉基板10上に、不純物として
ZnがドープされたGa0.25Al0.75As混晶
型化合物半導体から成る厚さ150μmのp型クラッド
層11、不純物としてZnがドープされたGa0.62
Al0.38As混晶型化合物半導体から成る厚さ1μ
mのp型活性層12、及び不純物としてTeがドープさ
れたGa0.25Al0.75As混晶型化合物半導体
から成る厚さ50μmのn型クラッド層13の各層が、
エピタキシャル成長法により連続的に形成されている。
また、p型GaAs基板10は、上記エピタキシャル成
長層の形成後、必要に応じて選択エッチング等により除
去される場合がある。
ャル成長層を形成して作製した発光素子の深さ方向の構
造を示す断面図である。図において、1〜3×1019
cm−3程度の濃度のZnが不純物として添加されてい
るp型GaAs〈100〉基板10上に、不純物として
ZnがドープされたGa0.25Al0.75As混晶
型化合物半導体から成る厚さ150μmのp型クラッド
層11、不純物としてZnがドープされたGa0.62
Al0.38As混晶型化合物半導体から成る厚さ1μ
mのp型活性層12、及び不純物としてTeがドープさ
れたGa0.25Al0.75As混晶型化合物半導体
から成る厚さ50μmのn型クラッド層13の各層が、
エピタキシャル成長法により連続的に形成されている。
また、p型GaAs基板10は、上記エピタキシャル成
長層の形成後、必要に応じて選択エッチング等により除
去される場合がある。
【0004】上記のような発光素子等を製造するには、
半導体基板上にエピタキシャル成長層を形成する技術が
不可欠である。このエピタキシャル成長層を形成するた
めの方法としては、気相エピタキシャル成長法、液相エ
ピタキシャル成長法等があるが、良好な結晶を有する成
長層が得られる点で液相エピタキシャル成長法が多く採
用されている。
半導体基板上にエピタキシャル成長層を形成する技術が
不可欠である。このエピタキシャル成長層を形成するた
めの方法としては、気相エピタキシャル成長法、液相エ
ピタキシャル成長法等があるが、良好な結晶を有する成
長層が得られる点で液相エピタキシャル成長法が多く採
用されている。
【0005】図3は、スライド式液相エピタキシャル成
長装置を用いて液相エピタキシャル成長層の形成を行う
スライド式液相エピタキシャル成長法を示す工程図であ
る。図において、p型GaAs基板10は、その上面
が、ボート本体20の上面と同一面となるようにボート
本体20上面上に固定される。ボート本体20上をスラ
イドするスライド式溶液溜21には、p型クラッド層成
長用Ga溶液22aを収容する第1溶液溜22、p型活
性層成長用Ga溶液23aを収容する第2溶液溜23、
及びn型クラッド層成長用Ga溶液24aを収容する第
3溶液溜24がそれぞれ設けてあり、各溶液溜は底がな
く、各溶液が直接ボート本体20上面を浸漬する状態と
なっている。p型及びn型クラッド層成長用溶液22a
及び24aは、形成される両クラッド層がGa0.25
Al0.75Asに成るべく、Ga融液にAl及びGa
As多結晶を溶解したGa溶液にp型不純物としてZn
及びn型不純物としてTeを各々添加したものであり、
p型活性層成長用溶液23aは、形成されるp型活性層
がGa0.62Al0.38Asに成るべく、Ga融液
にAl及びGaAs多結晶を溶解したGa溶液にp型不
純物としてZnを添加したものである。なお、スライド
式溶液溜21は、操作棒25の操作により移動するよう
になっている。
長装置を用いて液相エピタキシャル成長層の形成を行う
スライド式液相エピタキシャル成長法を示す工程図であ
る。図において、p型GaAs基板10は、その上面
が、ボート本体20の上面と同一面となるようにボート
本体20上面上に固定される。ボート本体20上をスラ
イドするスライド式溶液溜21には、p型クラッド層成
長用Ga溶液22aを収容する第1溶液溜22、p型活
性層成長用Ga溶液23aを収容する第2溶液溜23、
及びn型クラッド層成長用Ga溶液24aを収容する第
3溶液溜24がそれぞれ設けてあり、各溶液溜は底がな
く、各溶液が直接ボート本体20上面を浸漬する状態と
なっている。p型及びn型クラッド層成長用溶液22a
及び24aは、形成される両クラッド層がGa0.25
Al0.75Asに成るべく、Ga融液にAl及びGa
As多結晶を溶解したGa溶液にp型不純物としてZn
及びn型不純物としてTeを各々添加したものであり、
p型活性層成長用溶液23aは、形成されるp型活性層
がGa0.62Al0.38Asに成るべく、Ga融液
にAl及びGaAs多結晶を溶解したGa溶液にp型不
純物としてZnを添加したものである。なお、スライド
式溶液溜21は、操作棒25の操作により移動するよう
になっている。
【0006】次に、上記装置を用いてp型GaAs基板
10上に3層のエピタキシャル成長層を形成する工程を
説明する。まず、スライド式溶液溜21を、操作棒25
を用いて図3(a)の位置から矢印の方向にスライドさ
せ、第1溶液溜22内のp型クラッド層成長用Ga溶液
22aをp型GaAs基板10上にセットし、例えば9
00℃から800℃まで1℃/minの条件で降温する
ことによりp型クラッド層11を成長させる(図3
(b))。次に、スライド式溶液溜21をさらに矢印の
方向にスライドさせ、第2溶液溜23内のp型活性層成
長用Ga溶液23aをp型GaAs基板10上にセット
し、例えば800℃から795℃までの降温でp型活性
層12をp型クラッド層11上に成長させる(図3
(c))。次に、スライド式溶液溜21をさらに矢印の
方向にスライドさせ、例えば795℃から650℃の降
温でn型クラッド層13をp型活性層12上に成長させ
る(図3(d))。その後、スライド式溶液溜21をさ
らに矢印の方向にスライドさせて成長工程を終了する
(図3(e))。
10上に3層のエピタキシャル成長層を形成する工程を
説明する。まず、スライド式溶液溜21を、操作棒25
を用いて図3(a)の位置から矢印の方向にスライドさ
せ、第1溶液溜22内のp型クラッド層成長用Ga溶液
22aをp型GaAs基板10上にセットし、例えば9
00℃から800℃まで1℃/minの条件で降温する
ことによりp型クラッド層11を成長させる(図3
(b))。次に、スライド式溶液溜21をさらに矢印の
方向にスライドさせ、第2溶液溜23内のp型活性層成
長用Ga溶液23aをp型GaAs基板10上にセット
し、例えば800℃から795℃までの降温でp型活性
層12をp型クラッド層11上に成長させる(図3
(c))。次に、スライド式溶液溜21をさらに矢印の
方向にスライドさせ、例えば795℃から650℃の降
温でn型クラッド層13をp型活性層12上に成長させ
る(図3(d))。その後、スライド式溶液溜21をさ
らに矢印の方向にスライドさせて成長工程を終了する
(図3(e))。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の液
相エピタキシャル成長法は、成長層の数だけ成長用溶液
を用意しなければならないので、溶液コストが大きくな
るという問題があった。また、この方法を例えばスライ
ド式液相エピタキシャル成長法に適用した場合には、複
数層の成長層用にそれぞれ対応した成長用溶液をスライ
ド式溶液溜に用意して成長を行う必要があるので、スラ
イド式溶液溜の操作ストロークが長くなり、作業領域が
大きくなるという問題があった。
相エピタキシャル成長法は、成長層の数だけ成長用溶液
を用意しなければならないので、溶液コストが大きくな
るという問題があった。また、この方法を例えばスライ
ド式液相エピタキシャル成長法に適用した場合には、複
数層の成長層用にそれぞれ対応した成長用溶液をスライ
ド式溶液溜に用意して成長を行う必要があるので、スラ
イド式溶液溜の操作ストロークが長くなり、作業領域が
大きくなるという問題があった。
【0008】従って本発明は、成長工程において必要な
溶液が少なくて済む液相エピタキシャル成長法を提供す
ることを目的とする。
溶液が少なくて済む液相エピタキシャル成長法を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の液相エピタキシ
ャル成長法は、ダブルヘテロ接合構造を構成する第1の
エピタキシャル成長層、第2のエピタキシャル成長層及
び第3のエピタキシャル成長層が、 (a)第1導電型の半導体基板上に、導電型を決める不
純物が添加されていない第1のエピタキシャル成長用溶
液を配置して、第1のエピタキシャル成長層を形成する
工程、 (b)前記(a)工程を行った後に、前記第1のエピタ
キシャル成長層上に第2のエピタキシャル成長用溶液を
配置して、第1導電型又は第2導電型の第2のエピタキ
シャル成長層を形成する工程、 (c)前記第1のエピタキシャル成長用溶液に第2導電
型の不純物を添加して、第3のエピタキシャル成長用溶
液を得る工程、 (d)前記(b)工程を行った後に、前記(c)工程で
得られた第3のエピタキシャル成長用溶液を前記第2の
エピタキシャル成長層上に配置して第2導電型の第3の
エピタキシャル成長層を形成する工程、により形成さ
れ、前記第1のエピタキシャル成長層への導電型を決め
る不純物のドープは前記半導体基板からの第1導電型の
不純物の拡散により行われ、その導電型は第1導電型で
あるようにした。
ャル成長法は、ダブルヘテロ接合構造を構成する第1の
エピタキシャル成長層、第2のエピタキシャル成長層及
び第3のエピタキシャル成長層が、 (a)第1導電型の半導体基板上に、導電型を決める不
純物が添加されていない第1のエピタキシャル成長用溶
液を配置して、第1のエピタキシャル成長層を形成する
工程、 (b)前記(a)工程を行った後に、前記第1のエピタ
キシャル成長層上に第2のエピタキシャル成長用溶液を
配置して、第1導電型又は第2導電型の第2のエピタキ
シャル成長層を形成する工程、 (c)前記第1のエピタキシャル成長用溶液に第2導電
型の不純物を添加して、第3のエピタキシャル成長用溶
液を得る工程、 (d)前記(b)工程を行った後に、前記(c)工程で
得られた第3のエピタキシャル成長用溶液を前記第2の
エピタキシャル成長層上に配置して第2導電型の第3の
エピタキシャル成長層を形成する工程、により形成さ
れ、前記第1のエピタキシャル成長層への導電型を決め
る不純物のドープは前記半導体基板からの第1導電型の
不純物の拡散により行われ、その導電型は第1導電型で
あるようにした。
【0010】前記第1ないし第3のエピタキシャル成長
層は、例えばGaAlAs化合物半導体からなり、ま
た、第1のエピタキシャル成長層のキャリア濃度は、第
2のエピタキシャル成長層との接合部近傍において5×
1016cm−3以下とすることが好ましい。
層は、例えばGaAlAs化合物半導体からなり、ま
た、第1のエピタキシャル成長層のキャリア濃度は、第
2のエピタキシャル成長層との接合部近傍において5×
1016cm−3以下とすることが好ましい。
【0011】
【作用】本発明においては、第1導電型半導体基板上
に、導電型を決める不純物が添加されていない第1のエ
ピタキシャル成長用溶液を配置し、第1のエピタキシャ
ル成長層(前記したように、最終的には第1導電型にな
る。)を形成した後、前記第1のエピタキシャル成長用
溶液に第2導電型の不純物を添加して第3のエピタキシ
ャル成長用溶液とし、第2導電型の第3のエピタキシャ
ル成長層を形成するので、例えば3層のエピタキシャル
成長層を形成するには、2種類の成長用溶液及び1種類
の第2導電型の添加不純物を用意すれば済み、工程数も
減少する。また、例えばスライド式液相エピタキシャル
成長法に適用した場合には、3層のエピタキシャル成長
層を得る場合でも、スライド式溶液溜の移動距離は、2
種類の溶液を相互に半導体基板上に配置させるだけの距
離で済むことになる。
に、導電型を決める不純物が添加されていない第1のエ
ピタキシャル成長用溶液を配置し、第1のエピタキシャ
ル成長層(前記したように、最終的には第1導電型にな
る。)を形成した後、前記第1のエピタキシャル成長用
溶液に第2導電型の不純物を添加して第3のエピタキシ
ャル成長用溶液とし、第2導電型の第3のエピタキシャ
ル成長層を形成するので、例えば3層のエピタキシャル
成長層を形成するには、2種類の成長用溶液及び1種類
の第2導電型の添加不純物を用意すれば済み、工程数も
減少する。また、例えばスライド式液相エピタキシャル
成長法に適用した場合には、3層のエピタキシャル成長
層を得る場合でも、スライド式溶液溜の移動距離は、2
種類の溶液を相互に半導体基板上に配置させるだけの距
離で済むことになる。
【0012】例えば、図2に示した3層構造の発光素子
においては、p型Ga 0.25 Al 0.75 Asクラッ
ド層11及びn型Ga 0.25 Al 0.75 Asクラッ
ド層13はドープする不純物以外は共通の成分を有する
ので、共通の成長用Ga溶液を用いることができる。こ
の場合、第1のエピタキシャル成長用Ga溶液として
は、不純物を添加しないGa0.25Al0.75As
成長用Ga溶液を用い、この溶液によりp型GaAs基
板10上にGa 0.25 Al 0.75 Asクラッド層1
1の成長を行う。そして、p型Ga 0.62 Al
0.38 As活性層12の成長後、第1のエピタキシャ
ル成長用Ga溶液にTeを添加して第3のエピタキシャ
ル成長用Ga溶液を得て、n型Ga 0.25 Al
0.75 Asクラッド層13の成長を行う。ここで、G
a 0.25 Al 0.75 Asクラッド層11へのp型不
純物のドープは、高濃度にZnがドープされているp型
GaAs基板10からの拡散により行われ、前記Ga
0.25 Al 0.75 Asクラッド層11は p型Ga
0.25 Al 0.75 Asクラッド層11となる。
においては、p型Ga 0.25 Al 0.75 Asクラッ
ド層11及びn型Ga 0.25 Al 0.75 Asクラッ
ド層13はドープする不純物以外は共通の成分を有する
ので、共通の成長用Ga溶液を用いることができる。こ
の場合、第1のエピタキシャル成長用Ga溶液として
は、不純物を添加しないGa0.25Al0.75As
成長用Ga溶液を用い、この溶液によりp型GaAs基
板10上にGa 0.25 Al 0.75 Asクラッド層1
1の成長を行う。そして、p型Ga 0.62 Al
0.38 As活性層12の成長後、第1のエピタキシャ
ル成長用Ga溶液にTeを添加して第3のエピタキシャ
ル成長用Ga溶液を得て、n型Ga 0.25 Al
0.75 Asクラッド層13の成長を行う。ここで、G
a 0.25 Al 0.75 Asクラッド層11へのp型不
純物のドープは、高濃度にZnがドープされているp型
GaAs基板10からの拡散により行われ、前記Ga
0.25 Al 0.75 Asクラッド層11は p型Ga
0.25 Al 0.75 Asクラッド層11となる。
【0013】また、上記成長法に使用する液相エピタキ
シャル成長装置においては、スライド式溶液溜をスライ
ドさせて1の溶液溜を半導体基板上に配置して成長を行
った後、スライド式溶液溜をさらにスライドさせて所定
の位置に移動させ、不純物収容部に収容された添加不純
物を前記1の溶液溜内のエピタキシャル成長用Ga溶液
に添加することにより、他の成長用のGa溶液として使
用することができるようになる。従って、同一の溶液溜
を用いて複数回の成長を行うことができるので、スライ
ド式溶液溜に備える溶液溜の数は成長層の数よりも少な
くて済み、その分だけスライド式溶液溜の移動距離が短
くて済む。
シャル成長装置においては、スライド式溶液溜をスライ
ドさせて1の溶液溜を半導体基板上に配置して成長を行
った後、スライド式溶液溜をさらにスライドさせて所定
の位置に移動させ、不純物収容部に収容された添加不純
物を前記1の溶液溜内のエピタキシャル成長用Ga溶液
に添加することにより、他の成長用のGa溶液として使
用することができるようになる。従って、同一の溶液溜
を用いて複数回の成長を行うことができるので、スライ
ド式溶液溜に備える溶液溜の数は成長層の数よりも少な
くて済み、その分だけスライド式溶液溜の移動距離が短
くて済む。
【0014】上記装置において、前記不純物収容部は前
記いずれかの溶液溜の上方に位置し、前記溶液溜が不純
物収容部の直下に移動したときに添加不純物が前記溶液
溜内に落下して溶液に添加されるように形成した場合に
は、スライド式溶液溜を所定の位置に移動させるだけで
自動的に添加不純物が添加されるようになる。
記いずれかの溶液溜の上方に位置し、前記溶液溜が不純
物収容部の直下に移動したときに添加不純物が前記溶液
溜内に落下して溶液に添加されるように形成した場合に
は、スライド式溶液溜を所定の位置に移動させるだけで
自動的に添加不純物が添加されるようになる。
【0015】また、スライド式溶液溜が少なくとも2個
の溶液溜を備え、いずれかの溶液溜が前記半導体基板上
にあるときに、他のいずれかの溶液溜に前記不純物収容
部から添加不純物が添加されるようにした場合には、い
ずれかの成長用溶液による成長工程と他のいずれかの成
長用溶液に添加不純物を添加する工程とを、同時に行う
ことができる。
の溶液溜を備え、いずれかの溶液溜が前記半導体基板上
にあるときに、他のいずれかの溶液溜に前記不純物収容
部から添加不純物が添加されるようにした場合には、い
ずれかの成長用溶液による成長工程と他のいずれかの成
長用溶液に添加不純物を添加する工程とを、同時に行う
ことができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について、スライド式
液相エピタキシャル成長法を適用した場合を例にとり、
添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施例にお
いては、図2に示した発光素子の3層構造を形成する場
合を例にとって説明する。図1は、本発明の液相エピタ
キシャル成長法の一例を示す工程図である。図に示した
カーボン製のスライド式液相エピタキシャル成長装置に
おいて、p型GaAs基板10は、上面がボート本体3
0の上面と同一面となるように固定される。ボート本体
30上を操作棒35によりスライドするスライド式溶液
溜31には、クラッド層成長用Ga溶液32aが収容さ
れた第1溶液溜32及びp型活性層成長用Ga溶液33
aが収容された第2溶液溜33が設けてある。また、ス
ライド式溶液溜31上方のボート本体30の所定の位置
には、n型クラッド層成長用調整液34aが収容された
不純物収容部34が設けてある。この不純物収容部34
は、第2溶液溜33がp型GaAs基板10上にあると
きに、第1溶液溜32の直上に位置する。なお、各溶液
溜には底が設けてないのは図3の場合と同様である。
液相エピタキシャル成長法を適用した場合を例にとり、
添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施例にお
いては、図2に示した発光素子の3層構造を形成する場
合を例にとって説明する。図1は、本発明の液相エピタ
キシャル成長法の一例を示す工程図である。図に示した
カーボン製のスライド式液相エピタキシャル成長装置に
おいて、p型GaAs基板10は、上面がボート本体3
0の上面と同一面となるように固定される。ボート本体
30上を操作棒35によりスライドするスライド式溶液
溜31には、クラッド層成長用Ga溶液32aが収容さ
れた第1溶液溜32及びp型活性層成長用Ga溶液33
aが収容された第2溶液溜33が設けてある。また、ス
ライド式溶液溜31上方のボート本体30の所定の位置
には、n型クラッド層成長用調整液34aが収容された
不純物収容部34が設けてある。この不純物収容部34
は、第2溶液溜33がp型GaAs基板10上にあると
きに、第1溶液溜32の直上に位置する。なお、各溶液
溜には底が設けてないのは図3の場合と同様である。
【0017】クラッド層成長用Ga溶液32aは、形成
されるクラッド層がGa0.25Al0.75Asに成
るべく、Ga融液にAl及びGaAs多結晶を溶解させ
たGa溶液であるが、このGa溶液には不純物は添加さ
れていない。また、p型活性層成長用Ga溶液33a
は、形成されるp型活性層がGa0.62Al0.38
Asに成るべく、Ga融液にAl及びGaAs多結晶を
溶解させたGa溶液にp型不純物としてZnを添加した
ものである。一方、n型クラッド層成長用調整液34a
は、後にクラッド層成長用Ga溶液32aに添加されて
n型クラッド層成長用Ga溶液36aを得るためのもの
であり、クラッド層成長用Ga溶液32aと同一組成の
Ga溶液にn型不純物としてTeを添加したものを使用
する。この調整液の代わりにTe単体を使用してもよ
い。
されるクラッド層がGa0.25Al0.75Asに成
るべく、Ga融液にAl及びGaAs多結晶を溶解させ
たGa溶液であるが、このGa溶液には不純物は添加さ
れていない。また、p型活性層成長用Ga溶液33a
は、形成されるp型活性層がGa0.62Al0.38
Asに成るべく、Ga融液にAl及びGaAs多結晶を
溶解させたGa溶液にp型不純物としてZnを添加した
ものである。一方、n型クラッド層成長用調整液34a
は、後にクラッド層成長用Ga溶液32aに添加されて
n型クラッド層成長用Ga溶液36aを得るためのもの
であり、クラッド層成長用Ga溶液32aと同一組成の
Ga溶液にn型不純物としてTeを添加したものを使用
する。この調整液の代わりにTe単体を使用してもよ
い。
【0018】次に、上記装置を用いて成長を行う工程に
ついて説明する。まず、スライド式溶液溜31を、図1
(a)の位置から矢印の方向にスライドさせ、クラッド
層成長用Ga溶液32aが収容された第1溶液溜32を
p型GaAs基板10上にセットし、例えば900℃か
ら800℃まで1℃/minの条件で降温することによ
りGa 0.25 Al 0.75 Asクラッド層11を成長
させる(図1(b))。次に、スライド式溶液溜31を
さらに矢印の方向にスライドさせ、p型活性層成長用G
a溶液33aが収容された第2溶液溜33をp型GaA
s基板10上にセットし、例えば800℃から795℃
までの降温でp型Ga 0.62 Al 0.38 As活性層
12を前記クラッド層11上に成長させる(図1
(c))。このとき同時に、第1溶液溜32が不純物収
容部34の直下にセットされ、n型クラッド層成長用調
整液34aがクラッド層成長用Ga溶液32aに添加さ
れてn型クラッド層成長用Ga溶液36aが得られる。
そして、p型活性層12の成長後、スライド式溶液溜3
1を今度は逆方向にスライドさせ、n型クラッド層成長
用Ga溶液36aが収容された第1溶液溜32を再びp
型GaAs基板10上にセットし、例えば795℃から
650℃までの降温でn型Ga 0.25 Al 0.75 A
sクラッド層13を前記p型活性層12上に成長させる
(図1(d))。この後、スライド式溶液溜31をさら
に矢印の方向に移動させ、成長工程を終了する(図1
(e))。このようにして3層ダブルヘテロ接合構造が
p型GaAs基板10上に形成される。
ついて説明する。まず、スライド式溶液溜31を、図1
(a)の位置から矢印の方向にスライドさせ、クラッド
層成長用Ga溶液32aが収容された第1溶液溜32を
p型GaAs基板10上にセットし、例えば900℃か
ら800℃まで1℃/minの条件で降温することによ
りGa 0.25 Al 0.75 Asクラッド層11を成長
させる(図1(b))。次に、スライド式溶液溜31を
さらに矢印の方向にスライドさせ、p型活性層成長用G
a溶液33aが収容された第2溶液溜33をp型GaA
s基板10上にセットし、例えば800℃から795℃
までの降温でp型Ga 0.62 Al 0.38 As活性層
12を前記クラッド層11上に成長させる(図1
(c))。このとき同時に、第1溶液溜32が不純物収
容部34の直下にセットされ、n型クラッド層成長用調
整液34aがクラッド層成長用Ga溶液32aに添加さ
れてn型クラッド層成長用Ga溶液36aが得られる。
そして、p型活性層12の成長後、スライド式溶液溜3
1を今度は逆方向にスライドさせ、n型クラッド層成長
用Ga溶液36aが収容された第1溶液溜32を再びp
型GaAs基板10上にセットし、例えば795℃から
650℃までの降温でn型Ga 0.25 Al 0.75 A
sクラッド層13を前記p型活性層12上に成長させる
(図1(d))。この後、スライド式溶液溜31をさら
に矢印の方向に移動させ、成長工程を終了する(図1
(e))。このようにして3層ダブルヘテロ接合構造が
p型GaAs基板10上に形成される。
【0019】なお、クラッド層成長用溶液32aには、
p型不純物であるZnが添加されていないので、このG
a溶液を用いて成長させたクラッド層は当初は不純物が
ほとんどドープされていないことになる。しかし、その
後の熱処理により、p型GaAs基板10にドープされ
ている高濃度のZnがクラッド層側に拡散し、いわゆる
アウトディフージョンが行われる。この結果、前記クラ
ッド層11は所定の濃度プロファイルを有するp型クラ
ッド層11となる。
p型不純物であるZnが添加されていないので、このG
a溶液を用いて成長させたクラッド層は当初は不純物が
ほとんどドープされていないことになる。しかし、その
後の熱処理により、p型GaAs基板10にドープされ
ている高濃度のZnがクラッド層側に拡散し、いわゆる
アウトディフージョンが行われる。この結果、前記クラ
ッド層11は所定の濃度プロファイルを有するp型クラ
ッド層11となる。
【0020】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、第1
導電型の半導体基板上に、導電型を決める不純物が添加
されていない第1のエピタキシャル成長用溶液を配置し
て、第1のエピタキシャル成長を行った後、前記第1の
エピタキシャル成長用溶液に第2導電型の不純物を添加
して第3のエピタキシャル成長用Ga溶液とし、第3の
エピタキシャル成長を行うので、例えば3層のエピタキ
シャル成長層を形成するには2種類の成長用溶液及び1
種類の添加不純物を用意すれば済み、工程数も減少す
る。また、スライド式液相エピタキシャル成長装置を適
用して3層のエピタキシャル成長層を得る場合、スライ
ド式溶液溜の移動距離は、2種類の溶液を相互に半導体
基板上に配置させるだけの距離で済むこととなる。従っ
て、液相エピタキシャル成長層の形成工程において作業
領域が比較的狭くて済み、且つ必要な溶液が少なく、コ
ストの削減にも寄与する。
導電型の半導体基板上に、導電型を決める不純物が添加
されていない第1のエピタキシャル成長用溶液を配置し
て、第1のエピタキシャル成長を行った後、前記第1の
エピタキシャル成長用溶液に第2導電型の不純物を添加
して第3のエピタキシャル成長用Ga溶液とし、第3の
エピタキシャル成長を行うので、例えば3層のエピタキ
シャル成長層を形成するには2種類の成長用溶液及び1
種類の添加不純物を用意すれば済み、工程数も減少す
る。また、スライド式液相エピタキシャル成長装置を適
用して3層のエピタキシャル成長層を得る場合、スライ
ド式溶液溜の移動距離は、2種類の溶液を相互に半導体
基板上に配置させるだけの距離で済むこととなる。従っ
て、液相エピタキシャル成長層の形成工程において作業
領域が比較的狭くて済み、且つ必要な溶液が少なく、コ
ストの削減にも寄与する。
【図1】本発明の液相エピタキシャル成長法の一実施例
を示す工程図である。
を示す工程図である。
【図2】3層のエピタキシャル成長層を有する発光素子
の深さ方向の構造を示す断面図である。
の深さ方向の構造を示す断面図である。
【図3】従来の液相エピタキシャル成長法の一例を示す
工程図である。
工程図である。
10 P型GaAs基板 11 p型クラッド層 12 p型活性層 13 n型クラッド層 20,30 ボート本体 21,31 スライド式溶液溜 22,32 第1溶液溜 22a p型クラッド層成長用Ga溶液 23,33 第2溶液溜 23a p型活性層成長用Ga溶液24 第3溶液溜 24a n型クラッド層成長用Ga溶液 25,35 操作棒 32a クラッド層成長用Ga溶液 33a p型活性層成長用Ga溶液34 不純物収容部 34a n型クラッド層成長用調整液 36a n型クラッド層成長用Ga溶液
Claims (3)
- 【請求項1】 ダブルヘテロ接合構造を構成する第1の
エピタキシャル成長層、第2のエピタキシャル成長層及
び第3のエピタキシャル成長層が、 (a)第1導電型の半導体基板上に、導電型を決める不
純物が添加されていない第1のエピタキシャル成長用溶
液を配置して、第1のエピタキシャル成長層を形成する
工程、 (b)前記(a)工程を行った後に、前記第1のエピタ
キシャル成長層上に第2のエピタキシャル成長用溶液を
配置して、第1導電型又は第2導電型の第2のエピタキ
シャル成長層を形成する工程、 (c)前記第1のエピタキシャル成長用溶液に第2導電
型の不純物を添加して、第3のエピタキシャル成長用溶
液を得る工程、 (d)前記(b)工程を行った後に、前記(c)工程で
得られた第3のエピタキシャル成長用溶液を前記第2の
エピタキシャル成長層上に配置して第2導電型の第3の
エピタキシャル成長層を形成する工程、 により形成され、 前記第1のエピタキシャル成長層への導電型を決める不
純物のドープは前記半導体基板からの第1導電型の不純
物の拡散により行われ、その導電型は第1導電型であ
る、液相エピタキシャル成長法 。 - 【請求項2】 前記第1のエピタキシャル成長層は、前
記第2のエピタキシャル成長層との接合部近傍における
キャリア濃度が5×10 16 cm −3 以下である、請求
項1に記載の液相エピタキシャル成長法。 - 【請求項3】 前記(a)工程ないし(d)工程により
成長させた第1ないし第3のエピタキシャル成長層がG
aAlAs化合物半導体から成る、請求項1又は請求項
2に記載の液相エピタキシャル成長法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3185182A JP2543791B2 (ja) | 1991-06-30 | 1991-06-30 | 液相エピタキシャル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3185182A JP2543791B2 (ja) | 1991-06-30 | 1991-06-30 | 液相エピタキシャル成長法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0517282A JPH0517282A (ja) | 1993-01-26 |
JP2543791B2 true JP2543791B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=16166281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3185182A Expired - Fee Related JP2543791B2 (ja) | 1991-06-30 | 1991-06-30 | 液相エピタキシャル成長法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2543791B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5125075A (en) * | 1974-08-27 | 1976-03-01 | Sharp Kk | Handotaisochi no seizosochi oyobi seizohoho |
JPH02307889A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 液相エピタキシャル成長方法 |
-
1991
- 1991-06-30 JP JP3185182A patent/JP2543791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0517282A (ja) | 1993-01-26 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |