JPS6135514A - 半導体発光装置の製造方法とこれに用いる気相成長装置 - Google Patents

半導体発光装置の製造方法とこれに用いる気相成長装置

Info

Publication number
JPS6135514A
JPS6135514A JP15815184A JP15815184A JPS6135514A JP S6135514 A JPS6135514 A JP S6135514A JP 15815184 A JP15815184 A JP 15815184A JP 15815184 A JP15815184 A JP 15815184A JP S6135514 A JPS6135514 A JP S6135514A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
raw material
light emitting
material gas
semiconductor light
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
JP15815184A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0630340B2 (ja
Inventor
Masao Ikeda
昌夫 池田
Yoshifumi Mori
森　芳文
Hiroharu Kawai
弘治 河合
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP59158151A priority Critical patent/JPH0630340B2/ja
Priority to EP19850305361 priority patent/EP0171242B1/en
Priority to DE8585305361T priority patent/DE3578275D1/de
Publication of JPS6135514A publication Critical patent/JPS6135514A/ja
Publication of JPH0630340B2 publication Critical patent/JPH0630340B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02387—Group 13/15 materials
    • H01L21/02395—Arsenides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02455—Group 13/15 materials
    • H01L21/02461—Phosphides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02455—Group 13/15 materials
    • H01L21/02463—Arsenides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02494—Structure
    • H01L21/02496—Layer structure
    • H01L21/02505—Layer structure consisting of more than two layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02538—Group 13/15 materials
    • H01L21/02543—Phosphides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02576—N-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02579—P-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (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】 産業上の利用分野 本発明は、半導体発光装置の！ｌＩ！！造方法とこれに
用いる気相成長装置に係わり、特に、例えばＧａＡｓ基
体上にＡｌＧａＩｎＰ系すなわち、（Ａ　ｌｙ　Ｇａ１
−ｙ　）ｘ　Ｉ　ｎｔ−ｘ　Ｐにおいて０≦ｙ≦１．０
≦Ｘ≦１の■−■族化合物半導体層をＭＯＣＶＤ　（Ｍ
ｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏ
ｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって形成して、発光半
導体装置、例えば半導体レーザーダイオードを得るもの
である。
背景技術とその問題点 ｍ−ｖ族化合物半導体による半導体発光装置、例えばダ
ブルへテロ接合型半導体レーザーダイオードは、第１図
に示すように単結晶の化合物半導体基板（１）上に第１
のクラッド層（２）、活性層（３）、第２のクラフト層
（４）、キャップ層（５）が順次エピタキシャル成長さ
れて構成される。（６）はキャップ層（５）上に形成さ
れた５ｉａＮ４等の絶縁層で、これに穿設されたストラ
イプ状の窓（６ａ）を通じて一方の電極（７）が、キャ
ップ層（５）にオーミックに被着される。
（８）は基板（１）の裏面にオーミックに被着された他
方の電極を示す。
この種の化合物半導体による発光装置においては、基板
（１）としては、比較的廉価で広く利用されているＧａ
Ａｓ単結晶基体が用いられることが実用上有利である。
一方、八ｌＧａ１ｎＰによるｍ−ｖ族混晶は、例えば半
導体レーザーにおいて、上述のＧａＡｓ基板（１）上に
格子整合が可能で、しかも最も高い直接遷移型バンドギ
ャップを有し、短波長光の発振ができる上で、その利用
は大いに期待されるところである。
しかしながら、このΔｌＧａ１ｎＰ系化合物半導体は、
従来一般のエピタキシャル成長の気相エピタキシャル法
や、液相エピタキシャル法では、熱力学的制限からエピ
タキシャル成長は極めて困難である。
そこで、このＡｌＧａＩｎＰ系半導体層を？ｌ０ＣＶＤ
法で形成することの開発研究も進められているところで
あるが、このＡｌＧａＩｎＰ系の■−■族化合物の生成
において、ＭＯＣＶＤ法を適用する場合、一般的にば、
その■族金属＾１．　Ｇａ及びＩｎの各供給原料として
は夫々のトリエチル化合物による有機全屈ガス例えばト
リエチルアルミニウム、トリエチルガリウム、トリエチ
ルインジウム（以下夫々ＴＥＡＩ。
ＴＥＧａ、　ＴＥＩｎと略記する）を用い、Ｐ（りん）
の供給原料ガスとしてホスフィンＰ１（３を用いる。と
ころが、この場合、その原料気体の例えばＴＭＩｎとホ
スフィンＰＨ３とは、ＴＥＩｎは熱的に不安定であるに
比し、ＰＨ３は熱的に極めて安定であり、両者は室温で
混合すると、不揮発性の中間寄生反応物が生じ、これが
反応炉の管壁に付着し、結晶性にすぐれた良質のエピタ
キシャル層を制御性良く得ることが困難である。そこで
、この種のＭＯＣＶＤ法においては、このような中間寄
生反応を抑制するために、反応炉内を減圧するとか、Ｐ
１１３を予め分解して供給するなどの方法が採られてい
る。
しかしながら、このように減圧成長によることは、装置
が複雑となるばかりでなく制御性が低い。
また、Ｐｌｈを予備分解する方法による場合は、供給ガ
スの温度を高めることになるので、この分解されたガス
と上述したように熱的に不安定な例えばＴＥＩｎとを合
流混合して、基体表面に送り込・むに当り、その合流混
合に際してＴｌ！Ｉｎに好ましくない分解や、中間反応
を生じ易く、ＡｌＧａＩｎＰ系の特性の良いエピタキシ
ャル層を制御性良く得ることができないという欠点が依
然としである。
発明の目的 本発明は、上述した＾ＩＧａＩｎＰ系のＭＯＣＶＤ法に
おいてその原料気体の熱的安定性が相違することなどに
基く上述した欠点を回避し、電圧の反応炉を用いて装置
の簡略化をはかることができ、更に、中間寄生反応を効
果的に抑制することができて、１Ｅｌｉ品質、晶均−な
ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体層の、例えはＧａＡｓ基
板上へのエピタキシャル成長を可能にずのものである。
発明のＩ既製 ｆｊＳｌの本発明においては、基板上にＡｌＧａＩｎＰ
系ｍ−ｖ族化合物半導体層をエピタキシャル成長させて
半導体発光装置を得る半導体発光装置の製造方法におい
て、基体温度を５８０℃〜６３０　’Ｃとし、基板に対
して、■族金属のトリエチル化合物とホスフィンの両気
体を、上記■族金属のトリエチル化合物に対するホスフ
ィンの供給比が３００以上となるように送り込み、両気
体を基板に達する直前で混合させて基板上に、＾１Ｇａ
ＩｎＰ系ｌ−Ｖ族化合物半導体層をエピタキシャル成長
させるものである。
また、第２の本発明は、上述の第１の本発明に用いる気
相成長装置であり、基板上にＡｌＧａＩｎＰ系ｍ−ｖ族
化合物半導体層をエピタキシャル成長させて半導体発光
装置を得る半導体発光装置のＭ遣方法に用いる気相成長
装置において、常圧反応炉中に基板配置部がこの基板配
置部と反応炉の壁面との間に気体通路を形成するように
配置され、この気体通路の入口に近接正対して■族金属
のトリエチル化合物を供給する第１の原料気体供給口が
設けられると共に、気体通路の入口と第１の原料気体供
給口との間にホスフィンを供給する第２の原料気体供給
口が、第１の原料気体供給口に対して平行に非ざる所要
の傾きをもって配置され、第１及び第２の原料気体供給
口は互いにその形状及び大きさがほぼ等しく選定され、
第１及び第・２の原料気体供給口からの■族金属のトリ
エチル化合物気体とホスフィンとを、気体通路の入口近
傍の上記基板に向う直前で混合させてこの混合気体を基
最表面に沿って流れるようになされる。
実施例 本発明の一例を第２図以下を参照して説明する。
図中００）は本発明による気相成長装置を全体としてボ
ずもので、この装置（１０１は、例えば石英管より成る
反応炉（１１）より成る。反応炉（１１）内には八ＩＧ
ａ　ＩｎＰ系化合物半導体層をエピタキシャル成長させ
る基板（１）を載置する基板配置部、例えばグラファイ
トより成るいわゆるサセプタ（１３）を設ける。このサ
セプタ（１３）は加熱されてこれの上の基板（１）を所
要温度に加熱できるようになされる。
基板（１）はＧａＡｓ単結晶ウェファより成る。
サセプタ（１３）の加熱手段、即ち基板（１１の加熱手
段は、例えば反応炉（１１）外に設けた高周波コイル（
１４）による高周波誘導加熱手段によって構成し得る。
（１５）はサセプタ（１３）に設けられた熱電対等の温
度検出手段を示す。
サセプタ（１３）は、反応炉（１１）の１側壁面例えば
上壁面（ｌｌａ）と所要の間隔ｇを保持して対向するよ
うになしてサセプタ（１３）の上面と反応炉（１１）の
上壁面（ｌｌａ）との間に幅Ｗ、商さｇの断面長方形の
気体通路（１６）を反応＃１（１１）の炉心方向に沿っ
て形成し、サセプタ（１３）上の基板（１）の表面が、
気体通路（１６）の軸心方向に沿い、この通路（１６）
内に臨むようにする。また基板（１）は、気体通路（１
６）の入口開口端（１６ａ）に近接して配置される。
そして、この気体通路（１６）の入口側開口端（１６ａ
）に近接正対して、開口する第１の原料気体供給口（１
７）を有する気体供給管（１９）を設ける。すなわち、
この第１の供給口（１７）が通路（１６）と殆んど同軸
心上に配置されて、第１の供給口（１７）よりの気体の
流出方向が気体通路（１６）の軸方向に沿うように配置
する。
また、第１の供給口（１７）は、サセプタ（１３）上に
配置された基板（１１の全直径ないしは全幅を充分含ん
でこれより大なる範囲に亘って対向できる幅Ｗ１及び厚
さｄｌに選定される。
一方、気体通路（１６）とこれと対向する供給口（１７
）との間に開口するように第２の原料気体供給口（１８
）を有する第２の原料気体の供給管（２ｏ）を設ける。
この第２の供給口（１８）は、その軸心、ずなわちこれ
よりの気体流出方向が第１の供給口（１７）と気体通路
（１６）の軸心方向に平行にすることがなく所要の傾き
、例えば直交するように配置する。
また、これら第１及び第２の供給口（１７）及び（１８
）は、その形状、大きさが互いにほぼ一致するように選
定される。ずなわら第２の供給口（１８）の幅Ｗ２及び
厚さｄ２ば、Ｗ２二Ｗ１．ｄ２＝ｄ。
に選定される。そして、この１２の供給口（１８）は、
その幅Ｗ２の方向が、気体通路（１６）の入口側開口端
（１６ａ）と第１の供給口（１７）の各’１ｌｉｉｌ　
Ｗ及びＷ１方向に沿うように、且つその幅Ｗ２が供給口
（１７）の幅Ｗ１と一致して対向するように配置する。
また、反応炉（１１）の基板（１）に対向する壁面に沿
い気体通路（１６）と第１の供給管（１９）に対向する
位置に渡って冷却手段（２１）　、例えば冷却水を通ず
る冷却管を配置する。
この構成において、第１の原料気体供給管（１９）から
、■族金属のトリエチル化合物、例えばＴＵＧａ（すな
わち（Ｃ２＋（５）３　Ｇａ）　、　ＴＥＡＩ　（すな
わち（Ｃ２Ｈ５）　３八１）ＴＩｉｌｎ　（ずなわぢ（
Ｃ２Ｈ５）３　Ｉｎ）を所要の混合割合をもって、キ中
　リアガスの水素Ｈ２中に０．１％未満混入させて送り
込み、第２の原料気体供給管（２０）からホスフィンＰ
Ｈ３を同様にキャリアガスの水素Ｈ２中に１０％未満混
入させて送り込む。このようにして第１及び第２の供給
口（１７）及び（１８）の前方において、すなわち気体
通路（１６）の入口側開口端（１６ａ）の前方近接位置
、云い換えれば基体（１１の直前で第１及び第２の原料
気体を合流混合させて、この混合気体を気体通路（１６
）内に送り込み、矢印ａで示すように基板（１）の表面
に沿って流す。この場合、両供給口（１７）及び（１８
）の互いの前方交叉部で、第２の原料気体が第１の原料
気体に均一に混入し、しかもこの第１の供給口（１７）
よりの第１の原料気体の流れを主流としてこの主流を乱
すことなく、気体通路（１６）中を基体（１）の表面に
沿って、しかも基＆（１）の表面近傍の気相中でＴＥＩ
ｎ等の有機金属原料の分解や反応が生じないように気体
通路（１Ｇ）内を８０ｃｍ／秒程度以上の速い流速をも
って通過させるようにする。このような状恕は、第２の
供給口（１８）が第１の供給口（１７）及び気体通路（
１６）に対し所要の頭き例えば直角に配置されているこ
とと相俟って、第１及び第２の原料気体の流量の選定に
よって得ることができる。すなわち、この場合、通路（
１６）と、供給口（１７）の流速がほぼ一致するように
する。今、第１及び第２の各供給口（１７）及び（１８
）の各面積をＡ及びＢとし、これらからの各流量をａ及
びｂとし、気体通路（１６）の断面積をＣとし、これに
通ずる流量をｃ　（ｃ＝ａ＋ｂ）とすると、その流れの
乱れを小さくするには、ＣＣ の関係が満されることが望まれる。今、Ａ＝Ｂ＝３１Ｉ
鳳×３０重量＋　Ｃ＝３．５　ｍＸ３Ｑｍとするとき７
、ａ＝６７！／分、ｂ＝ｌＪ／分とすることによって上
記（１）及び（２）式を満足させることができることに
なり、これに基いて、第１及び第２の原料気体の第１及
び第２の供給管（１９）及び（２０）への各気体供給量
を夫々６ｊ！／分及び１β／分に選定する。
また、上述したように気体通路（１６）に、第１の供給
口（１７）からの第１の原料気体を主流としてこれが乱
されることなく通ずることができるようにするには、サ
セプタ（１３）の上面、厳密には、基板（１）の表面が
、供給口（１７）の下面より少し後退した位置となるよ
にすることが望まれる。
このようにして基板（１）の表面に第１の原料気体のト
リエチル化合物ＴＥＧａ、　ＴＥＡｌ、　ＴＥＩｎとホ
スフィンＰ１１３の混合ガスを送り込むことによって基
板（１）上に＾１ＧａｌｎＰ系の半導体層をエピタキシ
ャル成長させることができる。この場合、基板温度は５
８０°Ｃ〜６３０℃とされ、トリエチル化合物とホスフ
ィンとの混合比は３００以上となるようにする。
そして、この措成において冷却手段（２１）を配設する
のは、基板（１）の加！；６）温度によって炉内の他部
か温度上昇して供給原料気体が不安定に分解して中間反
応を生じることがないようにするためのものである。
上述した本発明装置によって基板（１）上に、（Δｌｙ
　Ｇ　ａＬ＃　）ｘ　Ｉ　ｎｌ−Ｘ　Ｐの半導体層をエ
ピタキシャル成長させた場合の原料気体流方向に関する
成長速度の均一性の測定結果を第５図に示す。同図にお
いて横軸は、気体通路（１６）の入口側開口端（１６ａ
）からの距離をとったもので、同図中曲線（５１ａ）。
（５１ｂ　）及び（５１ｃ）は、ｙ＝０．ｘ＝０．５の
組成とした場合、曲線（５２）はｙ＝１．ｘ＝０．５の
組成とした場合、曲線（５３）は、）’＝０．５．ｘ＝
０．５の組成とした場合である。また曲線（５４ａ　）
　。
（５４ｂ）及び（５４ｃ）は、Ａ　ＩＱ、３　Ｇａｏ、
ｒへＳを成長させた場合を比較して示したものである。
また、表１に本発明装置によってエピタキシャル成長を
行った場合の各種有機金属を用いたときの成長効率を比
較して示す。これによればＴＥＩｎ。
ＴＥ＾１においても、その成長効率を他のものと良（近
似させることができ、中間寄生反応が充分抑制されてい
ることが分る。尚、表１には上記成長速度の計算に用い
た有殻金属の蒸気圧も示しである。
表　　　１ また、表２に原料気体の気体通路（１６）における流速
Ｉを上記表のものより増した場合の成長効率を測定した
結果を示す。
表　　　２ 尚、表２中に通常のＡ３Ｈ３を用いて■族−Ａｓ系のエ
ピタキシャルを行った場合の例を比鮫して示したもので
、本発明による■族−Ｐ糸においても＋Ｏｉい成長効率
が得られることがわかる。
そして、上述の本発明方法及び装置によって、第１の供
給管（１９）からＴＥＧａ及びＴＥＩｎの気体を含むＨ
２ガスを送り、第２の供給管（２０）からＰＨ３を含む
Ｈ２ガスを送り込んでＧａＡｓ基板（１）上Ｇａｏ　、
ｓｌｌ　ｎｏ、４ｓＰのエピタキシャル層を形成してホ
トルミネセンスを作製した。この場合、基板温度は５８
０℃〜６３０℃とし、■族金属のトリエチル化合物気体
に対するホスフィンの供給比（ＰＴｏ／Ｉ［［）は３０
０以上とする。第６図はこの場合の基板温度と、発光強
度の関係を測定したものであり、第７図は、基板温度を
６２０°Ｃとしたときにおける（ＰＨ３／ｍ）と同様の
発光強度との関係を測定したものである。第６図によっ
て、明らかなように、ここに特性の良いエピタキシャル
層を得るためには基板温度を５８０℃〜６３０℃に選定
することが望ましいものであり、ここに本発明方法にお
いてその基板温度を５８０℃〜６３０℃に選定するゆえ
んがある。また、この温度範囲では、ＰＨ３の分解速度
は小さいので、成長に必要で且つ成長層の分解を抑える
に充分な燐圧を得るためにＰＨ３は過剰に供給されるこ
とが必要であり、第７図によれば円＋３／ＩＩＩは３０
０以上に選定することが望ましく、またここに本発明に
方法においてｐＨｉ／Ｉ［［を３００以上とするゆえん
がある。
また、本発明によって、半導体レーザーを作製した。こ
の場合、基板６υ、度を６００°Ｃとし、全材料気体流
量を６１／分として、Ｓｉをドーパントシたｎ型のＧａ
Ａｓ基ｔ＆（１）上に、パンツｙ層（６１＞　、第１の
クラッド層（６２）　、活性ｍ　（６３）　、第２のク
ラッド層（６４）　、キャンプ層（６５）を順次本発明
によるＭＯＣＶＤ法によってエピタキシャル成長して形
成した。この場合、ブッファ層は、Ｓｅをドーパントと
するｎ型のＧａＡｓＪｔｆ、第１のクラッド層（６２）
は、Ｓｅをドーパントするｎ型の八ｌｏ　、２Ｌ　Ｇａ
ａ、３１１　ｎｏ、　４８　Ｐ層ヨ、活性層（６３）ば
アンドープのＧａｏ　、５２　Ｉ　ｎｏ、＋　ｓＰ　Ｉ
Ｗｉ、第２のクラッド層（６４）はＺｎをドーパントす
るｐ　−型のΔ１ｏ、２１Ｇａｏ、３ｔｌｎｏ４ｓ　Ｐ
　Ｉ’Ｊ、キャップ１１（６５）は、Ｚｎをドーパント
するｐ型のＧａｏ　、５２１　ｎｏ、＋　ｅ　Ｐ層によ
って構成した場合で、これら各Ｗｊ　（６１）〜（６５
）は、夫々■族金属Ｇａ、　ＡＩ＋　ＩｎについてはＴ
ＥＧａ、　ＴＥＡ１＋ＴＩＥＩｎを原料気体として用い
て第１の供給管（１９）より形成すべき各層（６１）〜
（６５）の組成に対応する所要の割合をもって切換えな
いしは混合して送り込み、Ａｓ、　Ｐの■族については
夫々　ＡＳＨ３＋Ｐ　１１３を第２の供給管より、夫々
各層（６１）〜（６５）の組成に対応して切換えて送り
込む。尚、ここに各ドーパント、Ｓｅ及びＺｎの各供給
原料気体としては、水素化セレン及びジメチル亜鉛を用
い、これを水素化セレンはＰＨ３、或いはΔ５１１３と
共に、また、ジメチル亜鉛はＴＥＧａ、　ＴＥＡＩ、　
ＴＥＩｎ等と共に供給する。
また、キャップ層（６５）上にはＳｉ３Ｎ４より成る絶
縁層（６６）を被着し、これに穿設したストライプ状の
窓（６６ａ　）を通じてオーミックに一方の電極（６７
）をキャップ層（６５）に被着し、基板（１）の裏面に
他方の電極（６８）を被着した。このような構成による
ダブルへテロ接合型の半導体レーザーは７７°にで連続
発振した。尚、この場合、ストライブ！（ｌ（の寸法、
すなわち窓（６６ａ　）の幅は８μｍ、長さは２５０μ
ｍとした場合で、７７°　Ｋで、しきい値電流１ｔｈは
５５ｍ　Ａ、発振波長は、０．６５３μｍであった。第
７図はその出力特性、第８図は発光スペクトラムを示す
ものである。
上述したように本発明によって得た半導体レーサ゛−ダ
イオード、ずなわぢ、半導体発光装置は、旧Ｇａ　Ｉｎ
Ｐ系特有の短波長発振を示している。
発明の効果 上述したように本発明による気相成長装置によれば、各
原料気体の供給口の配置関係と、更にエピタキシャル成
長を行う基板（１）に対する気体通路の配置関係を選定
することによって■族の原料気体と■族の原料気体とが
基板（１）の直前で混合されるようにし、しかもこの基
板（１１に対する原料気体の供給は、■族気体を主流に
してこれの流れに乱れを生じることなく基板（１１上に
送り込む構成とするものである。このようにしたことに
よって■族及び■族の互いに反応性を有し、分解速度の
相違ず°るｊ京料気体を用いるにもかかわらず、中間反
応物の発生を効果的に抑制することができ、更に本発明
方法における基板温度の特定及びｍ−ｖ族各原料気体の
比の特定によって１ＵＪｕｕ質の半導体発光装置を得る
ことができるものである。そして、その■族金属原料気
体としてすべてトリエチル化合物を用い、■族原料気体
としてＰ１１３を用いるにもかかわらず、冒頭に述べた
ような中間生成物の発生を回避できるので減圧方法の適
用を回避でき、　　−ごれによって装置の簡略化、取扱
いの簡便、化をはかることができるなど、多くの利益を
もたらすものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の説明に供する半導体レーザーダイオー
ドの一例の離線的断面図、第２図は本発明による気相成
長装置の一例の路線的拡大断面図、第３図及び第４図は
夫々第２図のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線からみた断面図、第
５図は本発明方法によるエピタキシャル成長速度の均一
性を示す測定曲線図、第６図は発光強度と基板温度との
関係を示す測定曲線図、第７図は発光強度とＰＨ３／　
ｍとの関係を不ず測定曲線図、第８図は本発明によって
（ｑた半導体レーザーの拡大断面図、第９図及び第１０
図は夫々その出力特性曲線図及び発光スペクトラムであ
る。 （１１は基板、（１１）は反応炉、（１３）は基板配置
部、すなわちサセプタ、（１６）は気体通路、（１６ａ
）はその入口側開口端、（１７）及び（１８）は第１及
び第２の原料供給口、（１）は基体、（６１）はバッフ
ァ１τれ　（６２）は第１のクラッド層、（６３）は活
性層、（６４）は第２のクラッド層、（６５）はキャッ
プ層、（６６）は絶縁層、（６７）及び（６日）は電極
である。 １１図 第４図 １２図 第３図 第５図 第６図 基４本ｙｊｊＬＬ（°ｃ） ＰＨ３／　Ｉｆｆ 第８図 第９図 第１０図 波長（、ｕｍ） 手続ネＩ′１１−訳書 昭和５０年　５月２３日 特許庁長官　　志　賀　　　学　　　殿昭和５９年　特
　許　願　第１５８１５１号３、補ｉＥをする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　東京部品用８北品用６丁目７番３５号名称（２
１８）ソニー株式会社 代表取締役　大　賀　典　μｔ ４、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、基板上にＡｌＧａＩｎＰ系III−Ｖ族化合物半導体
    層をエピタキシャル成長させて半導体発光装置を得る半
    導体発光装置の製造方法において、上記基板温度を５８
    ０℃〜６３０℃とし、上記基板に対して、III族金属の
    トリエチル化合物とホスフィンの両気体を、上記III族
    金属のトリエチル化合物に対するホスフィンの供給比が
    ３００以上となるように送り込み、両気体を上記基板に
    達する直前で混合させて上記基板上に、上記ＡｌＧａＩ
    ｎＰ系III−Ｖ族化合物半導体層をエピタキシャル成長
    させることを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 ２、基板上にＡｌＧａＩｎＰ系III−Ｖ族化合物半導体
    層をエピタキシャル成長させて半導体発光装置を得る半
    導体発光装置の製造方法に用いる気相成長装置において
    、常圧反応炉中に基板配置部が該基板配置部と上記反応
    炉の壁面との間に気体通路を形成するように配置され、
    該気体通路の入口に近接正対して上記III族金属のトリ
    エチル化合物を供給する第１の原料気体供給口が設けら
    れ、上記気体通路の上記入口と上記第１の原料気体供給
    口との間にホスフィンを供給する第２の原料気体供給口
    が、上記第１の原料気体供給口に対して平行に非ざる所
    要の傾きをもって配置され、上記第１及び第２の原料気
    体供給口は互いにその形状及び大きさがほぼ等しく選定
    され、上記第１及び第２の原料気体供給口からの上記I
    II族金属のトリエチル化合物気体と上記ホスフィンとを
    上記気体通路の入口近傍の上記基体に向う直前で混合さ
    せて該混合気体を上記気体表面に沿って流すようにした
    気相成長装置。
JP59158151A 1984-07-28 1984-07-28 半導体発光装置の製造方法とこれに用いる気相成長装置 Expired - Lifetime JPH0630340B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59158151A JPH0630340B2 (ja) 1984-07-28 1984-07-28 半導体発光装置の製造方法とこれに用いる気相成長装置
EP19850305361 EP0171242B1 (en) 1984-07-28 1985-07-26 Methods of making semiconductor light-emitting devices and vapour phase growth apparatus used for carrying out the methods
DE8585305361T DE3578275D1 (de) 1984-07-28 1985-07-26 Verfahren zur herstellung lichtemittierender anordnungen und anlage fuer dampfphasenepitaxiewachstum angewandt zur durchfuehrung der verfahren.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59158151A JPH0630340B2 (ja) 1984-07-28 1984-07-28 半導体発光装置の製造方法とこれに用いる気相成長装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6135514A true JPS6135514A (ja) 1986-02-20
JPH0630340B2 JPH0630340B2 (ja) 1994-04-20

Family

ID=15665374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59158151A Expired - Lifetime JPH0630340B2 (ja) 1984-07-28 1984-07-28 半導体発光装置の製造方法とこれに用いる気相成長装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0171242B1 (ja)
JP (1) JPH0630340B2 (ja)
DE (1) DE3578275D1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5204284A (en) * 1989-01-19 1993-04-20 Hewlett-Packard Company Method of making a high band-gap opto-electronic device
JP3124209B2 (ja) * 1994-06-30 2001-01-15 シャープ株式会社 化合物半導体結晶層の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58140391A (ja) * 1982-02-08 1983-08-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気相成長装置
JPS5973495A (ja) * 1982-10-19 1984-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気相成長方法
JPS6021518A (ja) * 1983-07-15 1985-02-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ３−５族化合物半導体の気相成長方法
JPS60112694A (ja) * 1983-11-21 1985-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 化合物半導体の気相成長方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4147571A (en) * 1977-07-11 1979-04-03 Hewlett-Packard Company Method for vapor epitaxial deposition of III/V materials utilizing organometallic compounds and a halogen or halide in a hot wall system
FR2419585A1 (fr) * 1978-03-07 1979-10-05 Thomson Csf Procede d'obtention en phase gazeuse d'une couche epitaxiale de phosphure d'indium, et appareil d'application de ce procede
US4329189A (en) * 1980-02-04 1982-05-11 Northern Telecom Limited Channelled substrate double heterostructure lasers
DE3172368D1 (en) * 1980-11-18 1985-10-24 British Telecomm Improvements in the manufacture of group iiib-vb compounds

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58140391A (ja) * 1982-02-08 1983-08-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気相成長装置
JPS5973495A (ja) * 1982-10-19 1984-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気相成長方法
JPS6021518A (ja) * 1983-07-15 1985-02-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ３−５族化合物半導体の気相成長方法
JPS60112694A (ja) * 1983-11-21 1985-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 化合物半導体の気相成長方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE3578275D1 (de) 1990-07-19
EP0171242A2 (en) 1986-02-12
EP0171242B1 (en) 1990-06-13
JPH0630340B2 (ja) 1994-04-20
EP0171242A3 (en) 1987-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4659401A (en) Growth of epitaxial films by plasma enchanced chemical vapor deposition (PE-CVD)
JP3879173B2 (ja) 化合物半導体気相成長方法
US7575946B2 (en) Method for making compound semiconductor and method for making semiconductor device
JP3279528B2 (ja) 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法
US20140109831A1 (en) Vapor deposition method and vapor deposition apparatus
JP3485285B2 (ja) 気相成長方法、及び気相成長装置
Dupuis III-V semiconductor heterojunction devices grown by metalorganic chemical vapor deposition
US20020045340A1 (en) Method of manufacturing group iii-v compound semiconductor
US6544869B1 (en) Method and apparatus for depositing semiconductor film and method for fabricating semiconductor device
JPS6135514A (ja) 半導体発光装置の製造方法とこれに用いる気相成長装置
US6184049B1 (en) Method for fabricating compound semiconductor epitaxial wafer and vapor phase growth apparatus using the same
JPH1174202A (ja) 窒化ガリウム系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の気相成長装置並びに窒化ガリウム系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法
JP2500773B2 (ja) 気相成長装置
JP3274907B2 (ja) 窒化インジウムガリウム化合物半導体の成長方法
JPH08264464A (ja) 気相成長方法
JPH0387019A (ja) ３―ｖ族化合物半導体素子の製造方法
EP0477374B1 (en) Process for growing semiconductor crystal
JPH0334536A (ja) ３―ｖ族化合物半導体素子の製造方法
JPH0851234A (ja) 半導体薄膜の成長方法
JPS60176992A (ja) 有機金属気相エピタキシヤル成長装置
JPH0590161A (ja) 有機金属気相成長装置
JPH08264459A (ja) 化学ビーム堆積方法並びに化学ビーム堆積装置
JP2005085850A (ja) 気相エピタキシャル成長装置
JPS61205696A (ja) ３−５族化合物半導体の気相成長装置
JPH01318268A (ja) 半導体発光素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term