JPH0547996B2 - - Google Patents
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- JPH0547996B2 JPH0547996B2 JP57192678A JP19267882A JPH0547996B2 JP H0547996 B2 JPH0547996 B2 JP H0547996B2 JP 57192678 A JP57192678 A JP 57192678A JP 19267882 A JP19267882 A JP 19267882A JP H0547996 B2 JPH0547996 B2 JP H0547996B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は窒素及びシリコンのほとんど含まれな
い高輝度短波長緑色発光をするガリウム燐緑色発
光ダイオードの製造方法に関する。
い高輝度短波長緑色発光をするガリウム燐緑色発
光ダイオードの製造方法に関する。
従来ガリウム燐(Gap)を用いて発光波長
555nmの純緑色を発光する発光ダイオードとして
はpn接合近傍に窒素を混入しない事とn層濃度
を低くする必要があるとされてきた。そして例え
ば特公昭57−31184号公報においては窒素を含む
n層上に窒素を含まないn層を積層してpn接合
をつくるとして第1図a,bに示すように2回の
n層エピタキシヤル成長32,33を施こし不純
物濃度は1016cm-3だが基板側では窒素が多く接合
側では窒素の含まれないn層23を形成してい
る。
555nmの純緑色を発光する発光ダイオードとして
はpn接合近傍に窒素を混入しない事とn層濃度
を低くする必要があるとされてきた。そして例え
ば特公昭57−31184号公報においては窒素を含む
n層上に窒素を含まないn層を積層してpn接合
をつくるとして第1図a,bに示すように2回の
n層エピタキシヤル成長32,33を施こし不純
物濃度は1016cm-3だが基板側では窒素が多く接合
側では窒素の含まれないn層23を形成してい
る。
しかし乍ら発明者の研究ではこのようにpn接
合の数+μm近傍に窒素が存在すると短波長光の
吸収が起きやすい事、また基板からすぐ低不純物
層を成長させると界面で結晶性がくずれ、発光に
寄与しない電流や発熱現象が生じやすいこと、お
よび上記文献では主たるドナー不純物にシリコン
を用いているが、ガリウム燐中のシリコンは扱い
にくく一寸した事で発光層の結晶性をこわし寿命
が短かくなる事から好ましくないとの結論を得
た。
合の数+μm近傍に窒素が存在すると短波長光の
吸収が起きやすい事、また基板からすぐ低不純物
層を成長させると界面で結晶性がくずれ、発光に
寄与しない電流や発熱現象が生じやすいこと、お
よび上記文献では主たるドナー不純物にシリコン
を用いているが、ガリウム燐中のシリコンは扱い
にくく一寸した事で発光層の結晶性をこわし寿命
が短かくなる事から好ましくないとの結論を得
た。
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、
短波長の光を高発光効率で安定に発光するガリウ
ム燐緑色発光ダイオードの製造方法に関するもの
で、以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。
短波長の光を高発光効率で安定に発光するガリウ
ム燐緑色発光ダイオードの製造方法に関するもの
で、以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。
第2図は本発明実施例のガリウム燐緑色発光ダ
イオードの製造方法を説明するための液相エピタ
キシヤル成長の温度工程図で、第3図はそのよう
にして製造されたガリウム燐緑色発光ダイオード
の不純物濃度図である。まずカーボンボートを用
い1乃至317×1017cm-3の不純物濃度を有するn型
ガリウム燐基板1を融液と共に水素雰囲気中で高
温保持する11。この時硫化水素を約1分間水素
雰囲気中に混ぜて、融液中に主ドナー不純物とな
るイオウを導入したあと、降温して第1のn層の
エピタキシヤル成長をする12。この時形成され
た第1のn層2は1乃至5×1017cm-3と、基板1
と同程度の不純物濃度で、厚みは30乃至50μmで
ある。その後長時間保持13するが、その前半に
おいては上述の段階で導入したイオウが飛散し、
後半の最初においてアンモニアガスを0.1乃至0.4
%の濃度で15乃至30分導入する事により、融液中
にシリコン窒化物(Si3N4)が析出して、その結
果融液のイオウ濃度およびシリコン濃度が低下す
る。好ましくはシリコンは1ppm以下となる様に
窒化物を析出させるのがよい。そして最後に雰囲
気を水素からアルゴンガスに切換えて、反応管等
からのシリコンの混入を防ぎ、アンモニアガスか
ら導入された窒素の飛散をまつて降温し、第2の
n層をエピタキシヤル成長させる14。このよう
にして形成された第2のn層4は0.5乃至5×
1016cm-3で厚みは10乃至20μmである。続いて亜
鉛蒸気を導入して5乃至10×1018cm-3のP層5を
液相エピタキシヤル成長させる15。
イオードの製造方法を説明するための液相エピタ
キシヤル成長の温度工程図で、第3図はそのよう
にして製造されたガリウム燐緑色発光ダイオード
の不純物濃度図である。まずカーボンボートを用
い1乃至317×1017cm-3の不純物濃度を有するn型
ガリウム燐基板1を融液と共に水素雰囲気中で高
温保持する11。この時硫化水素を約1分間水素
雰囲気中に混ぜて、融液中に主ドナー不純物とな
るイオウを導入したあと、降温して第1のn層の
エピタキシヤル成長をする12。この時形成され
た第1のn層2は1乃至5×1017cm-3と、基板1
と同程度の不純物濃度で、厚みは30乃至50μmで
ある。その後長時間保持13するが、その前半に
おいては上述の段階で導入したイオウが飛散し、
後半の最初においてアンモニアガスを0.1乃至0.4
%の濃度で15乃至30分導入する事により、融液中
にシリコン窒化物(Si3N4)が析出して、その結
果融液のイオウ濃度およびシリコン濃度が低下す
る。好ましくはシリコンは1ppm以下となる様に
窒化物を析出させるのがよい。そして最後に雰囲
気を水素からアルゴンガスに切換えて、反応管等
からのシリコンの混入を防ぎ、アンモニアガスか
ら導入された窒素の飛散をまつて降温し、第2の
n層をエピタキシヤル成長させる14。このよう
にして形成された第2のn層4は0.5乃至5×
1016cm-3で厚みは10乃至20μmである。続いて亜
鉛蒸気を導入して5乃至10×1018cm-3のP層5を
液相エピタキシヤル成長させる15。
以上の如く本発明はn型のガリウム燐基板上に
形成された基板と略等しい不純物濃度の第1のn
層と、第1のn層上に形成された不純物濃度が第
1のn層より1桁以上低く、厚みもうすい第2の
n層と、第2のn層上に形成されたP層とを具備
したガリウム燐緑色発光ダイオードであるから、
各層の結晶性を荒らす事なくpn接合近傍のn層
濃度を下げる事ができるから高発光効率となり、
窒素がほとんどどの層にもないので純緑色の発光
となる。具体的にはチツプコート後の状態で発光
効率0.12%、平均輝度115mcd、発光波長555nm
で高温多湿寿命試験でも従来の約10倍の長時間に
わたり輝度低下がなかつた。
形成された基板と略等しい不純物濃度の第1のn
層と、第1のn層上に形成された不純物濃度が第
1のn層より1桁以上低く、厚みもうすい第2の
n層と、第2のn層上に形成されたP層とを具備
したガリウム燐緑色発光ダイオードであるから、
各層の結晶性を荒らす事なくpn接合近傍のn層
濃度を下げる事ができるから高発光効率となり、
窒素がほとんどどの層にもないので純緑色の発光
となる。具体的にはチツプコート後の状態で発光
効率0.12%、平均輝度115mcd、発光波長555nm
で高温多湿寿命試験でも従来の約10倍の長時間に
わたり輝度低下がなかつた。
また上述のような発光ダイオードをn型のガリ
ウム燐基板上に第1のn層を液相エピタキシヤル
成長させた後、融液内にSiの窒化物を析出させ、
その後アルゴン雰囲気中で第2のn層を液相エピ
タキシヤル成長させ、その後にP層を形成するの
で、pn接合附近のn層において特にシリコンを
容易に除去し、生産しやすい方法となつた。
ウム燐基板上に第1のn層を液相エピタキシヤル
成長させた後、融液内にSiの窒化物を析出させ、
その後アルゴン雰囲気中で第2のn層を液相エピ
タキシヤル成長させ、その後にP層を形成するの
で、pn接合附近のn層において特にシリコンを
容易に除去し、生産しやすい方法となつた。
第1図は従来の温度工程図aと不純物濃度図
b、第2図は本発明実施例のガリウム燐緑色発光
ダイオードの液相エピタキシヤル成長の温度工程
図、第3図は本発明実施例のガリウム燐緑色発光
ダイオードの不純物濃度図である。 1……基板、2……第1のn層、4……第2の
n層、5……P層。
b、第2図は本発明実施例のガリウム燐緑色発光
ダイオードの液相エピタキシヤル成長の温度工程
図、第3図は本発明実施例のガリウム燐緑色発光
ダイオードの不純物濃度図である。 1……基板、2……第1のn層、4……第2の
n層、5……P層。
Claims (1)
- 1 気相から融液中にイオウを導入しながらn型
のガリウム燐基板上に第1のn層を液相エピタキ
シヤル成長させた後、前記融液の温度を保持する
期間の1部に於てのみ前記融液中に窒素を導入し
て窒化イオウと窒化シリコンを析出させ、その後
アルゴン雰囲気中で第2のn層を液相エピタキシ
ヤル成長させ、その後にP層を形成した事を特徴
とするガリウム燐緑色発光ダイオードの製造方
法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57192678A JPS5980981A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | ガリウム燐緑色発光ダイオードの製造方法 |
JP5001109A JPH05335621A (ja) | 1982-11-01 | 1993-01-07 | ガリウム燐緑色発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57192678A JPS5980981A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | ガリウム燐緑色発光ダイオードの製造方法 |
JP5001109A JPH05335621A (ja) | 1982-11-01 | 1993-01-07 | ガリウム燐緑色発光ダイオード |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5001109A Division JPH05335621A (ja) | 1982-11-01 | 1993-01-07 | ガリウム燐緑色発光ダイオード |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5980981A JPS5980981A (ja) | 1984-05-10 |
JPH0547996B2 true JPH0547996B2 (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=26334274
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57192678A Granted JPS5980981A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | ガリウム燐緑色発光ダイオードの製造方法 |
JP5001109A Pending JPH05335621A (ja) | 1982-11-01 | 1993-01-07 | ガリウム燐緑色発光ダイオード |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5001109A Pending JPH05335621A (ja) | 1982-11-01 | 1993-01-07 | ガリウム燐緑色発光ダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JPS5980981A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5922374A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 緑色発光ダイオ−ドの製造方法 |
JP3163217B2 (ja) * | 1994-05-31 | 2001-05-08 | シャープ株式会社 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
JP4032224B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2008-01-16 | 信越半導体株式会社 | 燐化ガリウム発光素子及びその製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5453975A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-27 | Toshiba Corp | Manufacture for gallium phosphide green light emitting element |
JPS5513884A (en) * | 1978-07-17 | 1980-01-31 | Shionogi & Co Ltd | Aggregation reacting antigen and its manufacture |
JPS5694678A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-31 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of lightemitting diode |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5945234B2 (ja) * | 1976-10-12 | 1984-11-05 | サンケン電気株式会社 | GaP 発光ダイオ−ド |
JPS606552B2 (ja) * | 1979-02-15 | 1985-02-19 | 株式会社東芝 | リン化ガリウム緑色発光素子 |
-
1982
- 1982-11-01 JP JP57192678A patent/JPS5980981A/ja active Granted
-
1993
- 1993-01-07 JP JP5001109A patent/JPH05335621A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5453975A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-27 | Toshiba Corp | Manufacture for gallium phosphide green light emitting element |
JPS5513884A (en) * | 1978-07-17 | 1980-01-31 | Shionogi & Co Ltd | Aggregation reacting antigen and its manufacture |
JPS5694678A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-31 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of lightemitting diode |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5980981A (ja) | 1984-05-10 |
JPH05335621A (ja) | 1993-12-17 |
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