JPS61198789A - 光半導体素子の連続製造方法 - Google Patents
光半導体素子の連続製造方法Info
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- JPS61198789A JPS61198789A JP60039383A JP3938385A JPS61198789A JP S61198789 A JPS61198789 A JP S61198789A JP 60039383 A JP60039383 A JP 60039383A JP 3938385 A JP3938385 A JP 3938385A JP S61198789 A JPS61198789 A JP S61198789A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- 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
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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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】
■五豆見
本発明は、光半導体素子の連続製造方法に関するもので
ある。
ある。
鵞Ｊ（１０桁
従来、光半導体素子を製造する場合は、第２図に示した
如くエピタキシャル成長法によりＧａＡｓ基板上に厚み
の異なるＰ、層、２２層、Ｎ層を形成することによりダ
ブル・ヘテロ（ＤＨ）構造のウェハｌを作成し、第３図
に示した如くエツチングにより酸ウェハ１からＧａＡｓ
基板（発生した光の吸収層となる）を除去した後両面に
Ａｕ電極を形成することによりＤＨ構造のチップ２を製
造するようになっている。ところが、このように厚みの
異なる層を多層にする場合、各層の成長に必要な時間が
著しく異なるため、スライダーの各メルト槽に滞在する
時間を一定にし、連続的にスライダーを移動させただけ
ではエピタキシャル成長を行わせることはできない。即
ち、時系列的に連続してエピタキシャル成長を行わせる
ことはできない。
如くエピタキシャル成長法によりＧａＡｓ基板上に厚み
の異なるＰ、層、２２層、Ｎ層を形成することによりダ
ブル・ヘテロ（ＤＨ）構造のウェハｌを作成し、第３図
に示した如くエツチングにより酸ウェハ１からＧａＡｓ
基板（発生した光の吸収層となる）を除去した後両面に
Ａｕ電極を形成することによりＤＨ構造のチップ２を製
造するようになっている。ところが、このように厚みの
異なる層を多層にする場合、各層の成長に必要な時間が
著しく異なるため、スライダーの各メルト槽に滞在する
時間を一定にし、連続的にスライダーを移動させただけ
ではエピタキシャル成長を行わせることはできない。即
ち、時系列的に連続してエピタキシャル成長を行わせる
ことはできない。
従って、光半導体素子を連続製造する方法としては、第
４図に示した如く生産性の低い方法を採用してＤＨウェ
ハｌの閉じ込め層（２２層）を形成セざるを得ない。即
ち、この方法では、連結スライダー、ダミー基板を支持
するスライダー、 ＤＨ用用板板支持するスライダー
を繰り返し連続して成るスライダー３を各メルト層４．
５．６．７の下を間欠的に移動せしめるようにしている
が、メルト槽６は９０分間過飽和の状態にあるので、Ｇ
ａＡｓ基板がメルト槽６の下に来た時にエビタキシャル
成長の速度が速すぎ、２２層の厚さをｌμに制御し難い
。そこで、この現象を避けるためにダミー基板上に９０
分間エピタキシャル成長させて成長速度が遅くなった時
点でＤＨ用用板板メルト槽６の下に来るようにする必要
があり、そのため連結スライダー及びダミーの基板骨の
二つが無効なものとなっている。
４図に示した如く生産性の低い方法を採用してＤＨウェ
ハｌの閉じ込め層（２２層）を形成セざるを得ない。即
ち、この方法では、連結スライダー、ダミー基板を支持
するスライダー、 ＤＨ用用板板支持するスライダー
を繰り返し連続して成るスライダー３を各メルト層４．
５．６．７の下を間欠的に移動せしめるようにしている
が、メルト槽６は９０分間過飽和の状態にあるので、Ｇ
ａＡｓ基板がメルト槽６の下に来た時にエビタキシャル
成長の速度が速すぎ、２２層の厚さをｌμに制御し難い
。そこで、この現象を避けるためにダミー基板上に９０
分間エピタキシャル成長させて成長速度が遅くなった時
点でＤＨ用用板板メルト槽６の下に来るようにする必要
があり、そのため連結スライダー及びダミーの基板骨の
二つが無効なものとなっている。
又、通常半導体素子の製造において、特に結晶基板上へ
エピタキシャル成長を行う場合、気相法が液相法のいず
れかを単独に使用している。そして、気相成長法によっ
てエピタキシャル成長を行う場合、より完全な良質結晶
を得るためにはその成長速度を１秒間に１原子層（２〜
４人／５ｅｃ）というように極めて遅くしている場合も
ある。また、通常のＭＯＣＶＤ （有機金属ＣＶＤ）法
では、５〜３０人／５ｅｃ）のオーダーである。従って
、気相成長法は液晶成長法に比較して１〜２折成長速度
が遅く、この事は実際上半導体素子を作る場合に極めて
重要な問題となる。即ち、気相成長法は、良質なエピタ
キシャル膜を形成できる長所とエピタキシャル成長時間
が長いという短所を併せ持つ方法といえる。
エピタキシャル成長を行う場合、気相法が液相法のいず
れかを単独に使用している。そして、気相成長法によっ
てエピタキシャル成長を行う場合、より完全な良質結晶
を得るためにはその成長速度を１秒間に１原子層（２〜
４人／５ｅｃ）というように極めて遅くしている場合も
ある。また、通常のＭＯＣＶＤ （有機金属ＣＶＤ）法
では、５〜３０人／５ｅｃ）のオーダーである。従って
、気相成長法は液晶成長法に比較して１〜２折成長速度
が遅く、この事は実際上半導体素子を作る場合に極めて
重要な問題となる。即ち、気相成長法は、良質なエピタ
キシャル膜を形成できる長所とエピタキシャル成長時間
が長いという短所を併せ持つ方法といえる。
一方、液相成長法は、成長速度を早くしてもその結晶性
は比較的良質であるという特色を有している。しかし、
液相成長法の場合、１原子層また１分子層を規則正しく
制御してエピタキシャル成長させることは不可能に近い
。従って、この点では気相法よりも劣るといえる。
は比較的良質であるという特色を有している。しかし、
液相成長法の場合、１原子層また１分子層を規則正しく
制御してエピタキシャル成長させることは不可能に近い
。従って、この点では気相法よりも劣るといえる。
一則一」扛
本発明は、蒸気問題点に漏み、複数のエピタキシャル層
の厚みが異っても時系列的に連続したエピタキシャル成
長ができるようにし、生産性が向上するようにした光半
導体素子の連続製造方法を提供せんとするものである。
の厚みが異っても時系列的に連続したエピタキシャル成
長ができるようにし、生産性が向上するようにした光半
導体素子の連続製造方法を提供せんとするものである。
本発明による光半導体素子の連続製造方法は、蒸気圧制
ｍ温度差法連続液相成長法（以下液相法と称す）と気相
成長法とを一連の系にて組み合せＧａＡｓ基板を連続的
に移送した時厚いエピタキシャル層の形成には液相法が
適用され且つ薄くて精度が要求されるエピタキシャル層
の形成には気相法が適用されるようにして、ＧａＡｓ基
板の各成長室に滞在する時間が一定になるようにしたも
のである。
ｍ温度差法連続液相成長法（以下液相法と称す）と気相
成長法とを一連の系にて組み合せＧａＡｓ基板を連続的
に移送した時厚いエピタキシャル層の形成には液相法が
適用され且つ薄くて精度が要求されるエピタキシャル層
の形成には気相法が適用されるようにして、ＧａＡｓ基
板の各成長室に滞在する時間が一定になるようにしたも
のである。
災ｌ巖
以下、第１図に示した一実施例に基づき本発明の詳細な
説明すれば、第１図は第２図に示した如きウェハを作る
場合の方法を示しており、１１は液相成長室において液
相法によりＧａＡｓ基板へ２１層を約１０’Ｏμエピタ
キシヤル成長させるＰ１層エビタキンヤル工程であって
、この厚さはＧａＡｓ基板結晶の欠陥を２９層でカバー
し且つ第３図に示した如きチップ構造にするために光の
吸収層となるＧａＡｓ基板を除去した時ウェハ及びチッ
プのハンドリングができる最低の厚さとなっている。こ
の約１００μ厚の２１層の形成には成長速度の速い方法
をとることが得策であるから、液相法が採用されている
。１２は２１層を形成したウェハをゲートパルプ等で隔
離され且つ連続移送が可能なチャンバーに移送して、不
活性気体中又は高真空中でＰ７層表面に微量存在する液
相成長後のメルト残りを除去するための表面気相クリー
ニング工程であって、Ｐ１層表面を気相でエツチングす
ることも可能となっている。１３は前述の処理が完了し
たウェハを気相成長室に移送して２１層の表面に２２層
をエピタキシャル成長させる２２層エピタキシャル成長
工程であって、この層の厚さ及び結晶性はデバイスとな
った時の量子効率に大きく関与し、必要厚さは約１μ前
後である。この９２層の形成には、ＭＯＣＶＤ法、Ｍ、
ＢＥ（分子線エピタキシャル）法、光励起分子層エピタ
キシャル法等の気相成長法が使用される。１４は２２層
形成後にウェハを液相成長室に移送し、光の取出し部及
び表面電極を形成し、ポンディング時の歪を考慮に入れ
た厚さ約５０μのＮ層を液相法でエピタキシャル成長さ
せるＮ層エビタキシャル工程である。そして、上記各工
程は連続的に行われるようになっている。
説明すれば、第１図は第２図に示した如きウェハを作る
場合の方法を示しており、１１は液相成長室において液
相法によりＧａＡｓ基板へ２１層を約１０’Ｏμエピタ
キシヤル成長させるＰ１層エビタキンヤル工程であって
、この厚さはＧａＡｓ基板結晶の欠陥を２９層でカバー
し且つ第３図に示した如きチップ構造にするために光の
吸収層となるＧａＡｓ基板を除去した時ウェハ及びチッ
プのハンドリングができる最低の厚さとなっている。こ
の約１００μ厚の２１層の形成には成長速度の速い方法
をとることが得策であるから、液相法が採用されている
。１２は２１層を形成したウェハをゲートパルプ等で隔
離され且つ連続移送が可能なチャンバーに移送して、不
活性気体中又は高真空中でＰ７層表面に微量存在する液
相成長後のメルト残りを除去するための表面気相クリー
ニング工程であって、Ｐ１層表面を気相でエツチングす
ることも可能となっている。１３は前述の処理が完了し
たウェハを気相成長室に移送して２１層の表面に２２層
をエピタキシャル成長させる２２層エピタキシャル成長
工程であって、この層の厚さ及び結晶性はデバイスとな
った時の量子効率に大きく関与し、必要厚さは約１μ前
後である。この９２層の形成には、ＭＯＣＶＤ法、Ｍ、
ＢＥ（分子線エピタキシャル）法、光励起分子層エピタ
キシャル法等の気相成長法が使用される。１４は２２層
形成後にウェハを液相成長室に移送し、光の取出し部及
び表面電極を形成し、ポンディング時の歪を考慮に入れ
た厚さ約５０μのＮ層を液相法でエピタキシャル成長さ
せるＮ層エビタキシャル工程である。そして、上記各工
程は連続的に行われるようになっている。
尚、本実施例は液相成長法−気相成長法一液相成長法と
いう系に構成されているが、液相成長法−気相成長法−
気相成長法一液相成長法という系も本発明に含まれるの
である。
いう系に構成されているが、液相成長法−気相成長法−
気相成長法一液相成長法という系も本発明に含まれるの
である。
ｌ豆亘羞見
上述の如く、本発明による光半導体素子の連続製造方法
によれば、ＧａＡｓ基板を連続的に移送した時厚いエピ
タキシャル層の形成には液相法が適用され且つ薄くて精
度が要求されるエピタキシャル層の形成には気相法が適
用されるので、ＧａＡｓ基板の各成長室に滞在する時間
が一定になるようにすることができる。従って、時系列
的に連続したエピタキシャル成長ができ、無効な部分が
なくなるので、生産性が向上する。又、■−ｖ族の基板
となる結晶は未だ完全とはいえないが、その不完全な基
板の上に厚く液相エピタキシャル成長させることで欠陥
を少なくできる。更に基板除去後もハンドリングできる
厚さが確保できる。又、ダブル・ヘテロ構造の要となる
閉じ込め層（２２層・・・・ウェル）は良く制御された
精度の高い気相エピタキシャル成長法で行うので、電気
−光変換効率が上昇する。又、閉じ込め層は熱的に低い
温度で成長させ得るので、熱拡散等がなく且つ急峻な組
成にすることができる。又、本発明方法は、結晶の格子
歪を緩和する場合に好都合である。
によれば、ＧａＡｓ基板を連続的に移送した時厚いエピ
タキシャル層の形成には液相法が適用され且つ薄くて精
度が要求されるエピタキシャル層の形成には気相法が適
用されるので、ＧａＡｓ基板の各成長室に滞在する時間
が一定になるようにすることができる。従って、時系列
的に連続したエピタキシャル成長ができ、無効な部分が
なくなるので、生産性が向上する。又、■−ｖ族の基板
となる結晶は未だ完全とはいえないが、その不完全な基
板の上に厚く液相エピタキシャル成長させることで欠陥
を少なくできる。更に基板除去後もハンドリングできる
厚さが確保できる。又、ダブル・ヘテロ構造の要となる
閉じ込め層（２２層・・・・ウェル）は良く制御された
精度の高い気相エピタキシャル成長法で行うので、電気
−光変換効率が上昇する。又、閉じ込め層は熱的に低い
温度で成長させ得るので、熱拡散等がなく且つ急峻な組
成にすることができる。又、本発明方法は、結晶の格子
歪を緩和する場合に好都合である。
第１図は本発明による光半導体素子の連続製造方法の一
実施例を示す系統図、第２図はダブル・ヘテロ構造のウ
ェハの断面図、第３図はダブル・ヘテロ構造のチップの
断面図、第４図は従来の製造方法を示す概略図である。 ■・・・・ウェハ、２・・・・チップ、１１・・・・Ｐ
１層エビタキシャル工程、１２・・・・表面気相クリー
ニング工程、１３・・・・Ｐ２層エビタキンヤル工程、
１４・・・、Ｎ層エピタキシャル工程。
実施例を示す系統図、第２図はダブル・ヘテロ構造のウ
ェハの断面図、第３図はダブル・ヘテロ構造のチップの
断面図、第４図は従来の製造方法を示す概略図である。 ■・・・・ウェハ、２・・・・チップ、１１・・・・Ｐ
１層エビタキシャル工程、１２・・・・表面気相クリー
ニング工程、１３・・・・Ｐ２層エビタキンヤル工程、
１４・・・、Ｎ層エピタキシャル工程。
Claims (1)
- 蒸気圧制御温度差法連続液相成長法と気相成長法とを一
連の系にて組み合せ、厚いエピタキシャル層の形成には
前記液相成長法が適用され且つ薄くて精度が要求される
エピタキシャル層の形成には前記気相成長法が適用され
るようにした、光半導体素子の連続製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60039383A JPS61198789A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光半導体素子の連続製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60039383A JPS61198789A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光半導体素子の連続製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198789A true JPS61198789A (ja) | 1986-09-03 |
Family
ID=12551486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60039383A Pending JPS61198789A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光半導体素子の連続製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198789A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415913A (en) * | 1987-07-09 | 1989-01-19 | Mitsubishi Monsanto Chem | Epitaxial growth method of substrate for high-brightness led |
| JPH01187883A (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-27 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | 高輝度ｌｅｄ用エピタキシャル基板及びその製造方法 |
| US5192710A (en) * | 1990-05-02 | 1993-03-09 | Alcatel N.V. | Method of making a semiconductor laser with a liquid phase epitaxy layer and a plurality of gas phase or molecular beam epitaxy layers |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP60039383A patent/JPS61198789A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415913A (en) * | 1987-07-09 | 1989-01-19 | Mitsubishi Monsanto Chem | Epitaxial growth method of substrate for high-brightness led |
| JPH01187883A (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-27 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | 高輝度ｌｅｄ用エピタキシャル基板及びその製造方法 |
| US5192710A (en) * | 1990-05-02 | 1993-03-09 | Alcatel N.V. | Method of making a semiconductor laser with a liquid phase epitaxy layer and a plurality of gas phase or molecular beam epitaxy layers |
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