JPS6158971B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6158971B2 JPS6158971B2 JP15833177A JP15833177A JPS6158971B2 JP S6158971 B2 JPS6158971 B2 JP S6158971B2 JP 15833177 A JP15833177 A JP 15833177A JP 15833177 A JP15833177 A JP 15833177A JP S6158971 B2 JPS6158971 B2 JP S6158971B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- mixed crystal
- constant
- epitaxial film
- group
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
本発明は周期律表第族及び第V族元素からな
る化合物半導体(以下「−V族半導体」とい
う。)混晶エピタキシヤル膜の気相成長方法に関
するものである。
一般に、赤外及び可視部発光ダイオードは、
−V族半導体エピタキシヤル膜から製造される。
特にリン化ヒ化ガリウム(Ga Asl-xPX,O<
x<1)、またはリン化ガリウム・インジウム
(Gay Inl-yP,O<y<1)等に代表される−
族半導体混晶エピタキシヤル膜は混晶率(前記
xまたはy)を適当な値にすることにより赤外及
び可視部において比較的自由に尖頭発光波長を変
化させることができるため、発光ダイオードの素
材としてよく用いられている。
これらの混晶エピタキシヤル膜からなる発光ダ
イオードは、一般に混晶の構成元素及び混晶率を
容易に変化しうることが特徴である気相成長方法
により、−半導体であるヒ化ガリウム(Ga
As)あるいはリン化ガリウム(GaP)または第
族元素半導体であるゲルマニウム(Ge)等か
らなる単結晶基板上に形成することにより製造さ
れる。
しかしながら、従来気相長法により製造された
発光ダイオードの輝度は、理論値に比較して低
く、したがつて実際の応用面においても満足し得
るものではなかつた。
本発明者等は、鋭意研究の結果、混晶エピタキ
シヤル膜の場合、基板とエピタキシヤル膜とが異
なる物質からなること、すなわち格子定数が相互
に相違することに起因してエピタキシヤル膜中に
発生する転位のために生じるキヤリヤーの非発光
性再結合が主な原因であることを見出し本発明に
到達したものである。
本発明の目的は、高輝度の発光ダイオード等の
発光素子の製造に適した−族半導体混晶エピ
タキシヤル膜の新規な気相成長法を提供すること
にある。
しかして、上述の目的は、単結晶基板上に−
族化合物半導体2種またはそれ以上からなる混
晶からなり、混晶率が連続的に変化する第1の層
(以下「混晶率変化層」という)及び前記第1層
上に第1の層と同一の−族半導体からなり混
晶率が一定である第2の層(以下「混晶率一定
層」という。)からなるエピタキシヤル膜を気相
成長させるにあたり、混晶率一定層を成長させる
工程が、第族元素または第族元素のどちらか
一方の元素の供給量を混晶率一定層の成長に必要
とされる量の90%以下であつて0でない量に減少
させることにより混晶率一定層の成長速度を減少
させる過程を含むことを特徴とする方法により達
せられる。
−族半導体混晶を構成する周期律表第族
元素としては、アルミニユーム(Al)、ガリウム
(Ga)インジウム(In)等が例示される。
また、第族元素としてはチツ素(N)、リン
(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)などが例示
される。
本発明における、−半導体混晶とは、結晶
学上「混晶」もしくは「固溶体」と定義される組
織を有し、かつ、リン化ヒ化ガリウム(Ga
As(l-x)Px,O<x<1)のように1種の第族
元素と2種またはそれ以上の第族元素からなる
−族半導体、リン化ガリウム・インジウム
(Ga1-yInyP,O<y<1)のように2種またはそ
れ以上の第族元素と1種の第族元素からなる
−族半導体及びリン化ヒ化ガリウム、インジ
ウム(Ga(1-y)InyAs(1-x)Px,O<x<1,O<
y<1)ように2種またはそれ以上の第族及び
第族及び第族元素からなる−族半導体を
いう。
すなわち、これらの混晶は、二種またはそれ以
上の−族半導体が混合して混晶を形成したも
のと考えられる。
第1図は、本発明方法により製造された−
族化合物半導体混晶エピタキシヤル膜の縦断面拡
大模型図である。第1図において1はエピタキシ
ヤル膜を成長させる基礎となる基板である。2,
3,4及び5は気相成長法により形成した−
半導体混晶エピタキシヤル膜である。しかして2
は混晶率変化層、3は混晶率一定層、また4は該
エピタキシヤル膜を構成する第族元素、または
第族元素の供給量を、所望の混晶率を得るのに
必要な供給量の90%以下であつて0ではない供給
量に減少させて形成した層(以下「遷移層」とい
う。)である。
5と3と同じ混晶率を有する混晶率一定層であ
る。
基板1は、単結晶からなる基板であればよく通
常ヒ化ガリウム、リン化ガリウム等の−族半
導体単結晶または、ケイ素(Si)、ゲルマニウム
(Ge)等の第族元素半導体単結晶からなる基板
が用いられる。また基板の厚みは通常、取り扱い
の容易さ等から100μm以上1000μm以下の範囲
で選択することが好ましく、300μm以上、450μ
m以下の範囲内であることが最も好ましい。
また、要すれば基板表面にヒ化ガリウム、リン
化ガリウム等のホモエピタキシヤル層を形成して
もよい。
また、混晶率変化層2は、混晶率を連続的に変
化させた層である。例えば、基板1としてヒ化ガ
リウムを用い、混晶率一定層3として混晶率x=
0.4でありリン化ヒ化ガリウム(GaAs1-xPx,x
=0.4)を成長させる場合、混晶率変化層2とし
て混晶率xが0から0.4まで連続的に変化させた
層を設ける。すなわち、混晶率変化層2は、混晶
率一定層3と基板1との間に格子定数の不一致が
ある場合に、格子定数の不一致に基づく歪を可能
な限り少なくして、結晶性の良好な混晶率一定層
を得るために設けるものである。
混晶率変化層2の厚みは通常10μm以上、好ま
しくは30μm以上に選ばれる。
混晶率変化層2の混晶率が、所望の混晶率に達
した後、混晶率を一定とした混晶率一定層3を形
成する。混晶率一定層3の厚みは10μm以上であ
ることが好ましいが、それ以下であつてもよい。
上記混晶率一定層3に連続して遷移層4、すな
わち、混晶率一定層3を構成する第族元素、ま
たは第族元素を、前記層3を形成するために必
要とされる供給量の90%以下であつて0でない供
給量、さらに好ましくは50%以下1%以上の供給
量に減少して得られる層4を形成した後、該元素
の供給量を増加して混晶率一定層3と同一の混晶
率を有する混晶率一定層5を成長させる。供給量
を変化させようとする第族元素または、第族
元素が2種またはそれ以上の元素からなるとき
は、同じ族に属する元素全部の供給量を変化させ
なければならない。
上記のように供給量を減少させると混晶率一定
層の成長速度は減少し、特に20%以下では著るし
く減少する。
遷移層4の厚みは1μm以下、好ましくは、
0.2μm以下に選ばれる。また混晶率一定層5の
厚みは、10μm以上であることが望ましく、さら
に好ましくは20μm以上であることが望ましい。
混晶率一定層5にはp−n接合等が形成され、
発光ダイオード等の素子の動作領域を形成する。
本発明方法を実施するに当り使用する気相エピ
タキシヤル反応装置としては、混晶を構成する元
素のうち少なくとも一つの供給量を調節できる装
置であればよい。また、反応ガスは混晶を構成す
る各元素のうち少なくとも1つの供給量を他の元
素に対して独立して変化できる組成であればよ
い。
後述する各実施例、各比較例、第1表及び第2
表に示す通り、本発明方法により、遷移層4を形
成した−族半導体混晶エピタキシヤル膜を用
いて製造した発光ダイオードの輝度は、従来法に
よる、すなわち遷移層4を有しないエピタキシヤ
ル膜を用いた発光ダイオードの輝度と比較して、
同一発光条件で約1.5〜1.6倍と著るしく向上して
おり、産業上の利用価値が極めて大である。
本発明方法を以下に実施例及び比較例に基づき
さらに具体的に説明する。
実施例 1
実験 1
内径80mm、長さ100cmの水平型石英エピタキシ
ヤル反応器に、(100)面より<110>方向に2゜
の偏位を有する面を表面とする化学研磨済みのヒ
化ガリウム単結晶基板を装入する。また、金属ガ
リウム(Ga)で満たした石英容器を、該反応器
の所定の場所に装入する。
該反応器内の空気を、アルゴン(Ar)により
置換した後、エピタキシヤル反応器の基板装入部
の温度を810℃、また金属ガリウム装入部の温度
を790℃に設定し、混晶率40%のリン化ヒ化ガリ
ウム(GaAs0.6P0.4)からなるエピタキシヤル膜
の気相成長を開始した。
該エピタキシヤル膜の気相成長開始時より水素
ガスで濃度10ppm(容積比、以下同じ)に稀釈
したジエチルテルル((C2H5)2Te)を20ml/分の
流量で導入した。塩化水素(HCl)ガスを25ml/
分導入して金属ガリウムと反応させ、生成した塩
化ガリウム(GaCl)を、反応器の基板装入部に
供給した。混晶率変化層2を形成するために、ア
ルシン(AsH3)を12%(容積比以下同じ)含有す
る水素ガスを最初280ml/分の流量で供給し、そ
の後90分の間徐々に220ml/分まで減少しホスフ
イン(PH3)を12%含有する水素ガスの供給量を
90分間に0から60ml/分まで徐々に増加させる。
その後、40分間、ジエチルテルルを10ppm含
有する水素ガス20ml/分、塩化水素を25ml/分、
アルシンを12%含有する水素ガスを220ml/分、
及びホスフインを12%含有する水素ガスを60ml/
分の流量でそれぞれ供給し、混晶率40%のリン化
ヒ化ガリウム・エピタキシヤル膜の混晶率一定層
を形成した。その後10分間、塩化水素の供給量の
みを5ml/分に減少して遷移層を形成した後、塩
化水素の供給量を25ml/分にもどして、さらに60
分間混晶率40%の混晶率一定層を形成して、反応
を終了した。
形成されたエピタキシヤル膜は、基板側から順
次混晶率変化層の厚みは35μm、最初の混晶率一
定層の厚みは14μm、遷移層の厚みは、0.1μ
m、また、第二の混晶率一定層の厚みは21μmで
あつた。
実験 2〜5
上記実験1の再現性をみるため、これと同一の
条件で混晶率40%のリン化ヒ化ガリウム
(GaAs0.6P0.4)からなるエピタキシヤル膜の気相
成長を4回実施した。
実施例 2
実験 1
実施例1で用いたのと同様のエピタキシヤル反
応器に、(100)面から、<110>方向に4゜の偏位
を有する面を表面とする化学研磨済みのリン化ガ
リウム単結晶基板を装入した。さらに、金属ガリ
ウムを満たした石英容器を、該反応器内の所定の
位置に装入した。アルゴン(Ar)ガスにより反
応器内の空気を置換した後、水素ガスを2000ml/
分で導入しアルゴンガスの供給を停止した後、昇
温し、基板装入部を860℃、金属ガリウム装入部
を、760℃に設定した後、混晶率86%のリン化ヒ
化ガリウム(GaAs0.14P0.86)からなるエピタキ
シヤル膜の気相成長を開始した。
すなわち、硫化水素(H2S)を500ppm含有す
る水素ガスを20ml/分及び塩化水素40ml/分をエ
ピタキシヤル反応器に導入した。さらにホスフイ
ン12%を含有する水素ガスを310ml/分、15分間
供給し、リン化ガリウムからホモエピタキシヤル
層を形成した。その後、ホスフインを含有した水
素ガスの供給量を60分間に310ml/分から260ml/
分に徐々に減少させ、アルシンを12%含有した水
素ガスの供給量を0から40ml/分ま徐々に増加さ
せて混晶率変化層を形成した。アルシン及びホス
フインの供給量が、上記の供給量に達した後、一
定に保持し、さらに40分間、混晶率一定層を形成
させた。
次に、塩化水素の供給量を4ml/分に減少させ
て15分間反応を続行し、遷移層を形成した。15分
経過後、塩化水素の供給量を40ml/分にもどし
て、さらに50分間混晶率一定層を成長させた。そ
の後、上述の各成分の供給量を変化させずに、さ
らにアンモニア(NH3)を180ml/分反応器に導入
して、45分間、窒素ドープ層をアイソ・エレクト
ロニツク層として成長させて反応を終了した。
本実施例により得られたエピタキシヤル膜は、
基板表面から順次11μmのリン化ガリウム・ホモ
エピタキシヤル層34μmの混晶率変化層、30μm
の混晶率一定層、0.11μmの遷移層34μmの混晶
率一定層、及び20μmの窒素ドーブ層からなるこ
とが化学腐触法により測定された。
実験 2〜4
上記実験1の再現性をみるため、これと同一の
条件で混晶率86%のリン化ヒ化ガリウム
(GaAs0.14P0.86)からなるエピタキシヤル膜の気
相成長を3回実施した。
比較例 1
遷移層の形成過程以外は実施例1と同一の条件
で、遷移層を有しない混晶率40%のリン化ヒ化ガ
リウム(GaAs0.6P0.4)からなるエピタキシヤル
膜を形成した。この実験を5回繰返し実施した。
比較例 2
遷移層を形成する過程以外は実施例6と同一の
条件で、遷移層を有しない、混晶率86%のリン化
ヒ化ガリウム(GaAs0.14P0.86)からなるエピタ
キシヤル膜を形成した。この実験を4回実施し
た。
実施例1及び比較例1において製造されたエピ
タキシヤル膜より製造された赤色発光ダイオード
(尖頭発光波長660nm±10nm)の輝度を第1表に
示した。
なお、輝度の測定は10A/cm2の電流密度で行つ
た。さらに、実施例2及び比較例2において製造
されたエピタキシヤル膜を用いて製造された黄色
発光ダイオード(尖頭発光波長590nm±10nm)
の輝度を第2表に示した。
なお、輝度の測定は20A/cm2の電流密度で行つ
た。
The present invention relates to a method for vapor phase growth of a compound semiconductor (hereinafter referred to as "-V group semiconductor") mixed crystal epitaxial film consisting of elements of Groups and V of the periodic table. In general, infrared and visible light emitting diodes are
- Manufactured from a Group V semiconductor epitaxial film. In particular, gallium arsenide phosphide (Ga As lx PX, O<
x<1), or gallium indium phosphide (Gay In ly P, O<y<1), etc.
The group semiconductor mixed crystal epitaxial film can relatively freely change the peak emission wavelength in the infrared and visible regions by setting the mixed crystal ratio (x or y) to an appropriate value, so it is suitable for use in light-emitting diodes. It is often used as a material. Light-emitting diodes made of these mixed crystal epitaxial films are generally produced using a vapor phase growth method, which is characterized by the ability to easily change the constituent elements of the mixed crystal and the mixed crystal ratio.
It is manufactured by forming it on a single crystal substrate made of gallium phosphide (GaP), germanium (Ge), a group element semiconductor, or the like. However, the brightness of light emitting diodes conventionally manufactured by the vapor phase length method is lower than the theoretical value, and therefore is not satisfactory in practical applications. As a result of intensive research, the present inventors have discovered that in the case of a mixed crystal epitaxial film, the substrate and the epitaxial film are made of different materials, that is, their lattice constants are different from each other. The present invention was achieved by discovering that the main cause is non-radiative recombination of carriers caused by dislocations. An object of the present invention is to provide a novel vapor phase growth method for a - group semiconductor mixed crystal epitaxial film suitable for manufacturing light emitting devices such as high brightness light emitting diodes. Therefore, the above purpose is to produce -
a first layer (hereinafter referred to as "mixed crystal ratio changing layer") consisting of a mixed crystal consisting of two or more types of group compound semiconductors and whose mixed crystal ratio changes continuously; and a first layer on the first layer. When growing an epitaxial film consisting of a second layer made of the same - group semiconductor and having a constant mixed crystal content (hereinafter referred to as "constant mixed crystal content layer") in a vapor phase, a constant mixed crystal content layer is grown. The mixing step is performed by reducing the supply amount of either the group element or the group element to an amount that is 90% or less of the amount required for growth of the constant mixed crystal layer and is not 0. This is achieved by a method characterized in that it includes a step of reducing the growth rate of the constant crystalline layer. Examples of the group element of the periodic table constituting the - group semiconductor mixed crystal include aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and the like. Examples of group elements include nitrogen (N), phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb). In the present invention, -semiconductor mixed crystal has a structure defined as a "mixed crystal" or "solid solution" in terms of crystallography, and has a structure of gallium arsenide phosphide (Ga
Gallium indium phosphide (Ga 1-y In y P , O<y<1), - group semiconductors consisting of two or more group elements and one group element, and gallium arsenide phosphide, indium (Ga (1-y) InyAs (1- x) Px, O<x<1, O<
It refers to a − group semiconductor consisting of two or more group elements and group elements such that y<1). That is, these mixed crystals are considered to be a mixture of two or more - group semiconductors to form a mixed crystal. Figure 1 shows - produced by the method of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional model diagram of a group compound semiconductor mixed crystal epitaxial film. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate that serves as a basis for growing an epitaxial film. 2,
3, 4 and 5 were formed by vapor phase growth method.
It is a semiconductor mixed crystal epitaxial film. However, 2
3 is the mixed crystal ratio variable layer, 3 is the constant mixed crystal ratio layer, and 4 is the group element constituting the epitaxial film, or the supply amount of the group element necessary to obtain the desired mixed crystal ratio. This is a layer (hereinafter referred to as "transition layer") formed by reducing the supply amount to 90% or less of the amount and not 0. This is a constant mixed crystal ratio layer having the same mixed crystal ratio as No. 5 and No. 3. The substrate 1 may be a substrate made of a single crystal, and is usually a substrate made of a - group semiconductor single crystal such as gallium arsenide or gallium phosphide, or a group element semiconductor single crystal such as silicon (Si) or germanium (Ge). is used. In addition, the thickness of the substrate is usually preferably selected in the range of 100 μm or more and 1000 μm or less for ease of handling, etc., and 300 μm or more and 450 μm or more.
Most preferably, it is within the range of m or less. Furthermore, if necessary, a homoepitaxial layer of gallium arsenide, gallium phosphide, or the like may be formed on the surface of the substrate. Further, the mixed crystal ratio changing layer 2 is a layer in which the mixed crystal ratio is continuously changed. For example, if gallium arsenide is used as the substrate 1, and as the constant mixed crystal ratio layer 3, the mixed crystal ratio x=
0.4 and gallium arsenide phosphide (GaAs 1-x Px, x
=0.4), a layer in which the mixed crystal ratio x is continuously changed from 0 to 0.4 is provided as the mixed crystal ratio changing layer 2. That is, when there is a mismatch in lattice constant between the constant mixed crystal content layer 3 and the substrate 1, the mixed crystal percentage variable layer 2 minimizes distortion due to the mismatch in the lattice constant, and improves the crystallinity. This is provided in order to obtain a layer with a good constant mixed crystal ratio. The thickness of the mixed crystal ratio changing layer 2 is usually selected to be 10 μm or more, preferably 30 μm or more. After the mixed crystal percentage of the mixed crystal percentage change layer 2 reaches a desired mixed crystal percentage, a constant mixed crystal percentage layer 3 having a constant mixed crystal percentage is formed. The thickness of the constant mixed crystal ratio layer 3 is preferably 10 μm or more, but may be less than that. The amount of supply of the transition layer 4, that is, the group element constituting the constant mixed crystal content layer 3, or the group element, which is continuous to the constant mixed crystal content layer 3, is required to form the layer 3. After forming a layer 4 obtained by reducing the supply amount to 90% or less and not 0, more preferably 50% or more and 1% or more, the supply amount of the element is increased to keep the mixed crystal ratio constant. A constant mixed crystal content layer 5 having the same mixed crystal content as layer 3 is grown. When the supply amount of a group element is to be changed, or when the group element is composed of two or more elements, the supply amount of all elements belonging to the same group must be changed. As mentioned above, when the supply amount is reduced, the growth rate of the constant mixed crystal ratio layer decreases, and the growth rate decreases markedly especially below 20%. The thickness of the transition layer 4 is 1 μm or less, preferably
Selected to be 0.2 μm or less. Further, the thickness of the constant mixed crystal ratio layer 5 is desirably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more. A p-n junction or the like is formed in the constant mixed crystal ratio layer 5,
Forms an operating region for elements such as light emitting diodes. The gas phase epitaxial reaction apparatus used in carrying out the method of the present invention may be any apparatus as long as it is capable of adjusting the supply amount of at least one of the elements constituting the mixed crystal. Further, the reactive gas may have a composition that allows the supply amount of at least one of the elements constituting the mixed crystal to be changed independently with respect to other elements. Each Example, each Comparative Example, Table 1 and Table 2 described below
As shown in the table, the brightness of the light emitting diode manufactured using the - group semiconductor mixed crystal epitaxial film with the transition layer 4 formed by the method of the present invention is higher than that of the conventional method, that is, the luminance of the epitaxial film without the transition layer 4. Compared to the brightness of the light emitting diode used,
This is a remarkable improvement of approximately 1.5 to 1.6 times under the same light emission conditions, and has extremely high industrial utility value. The method of the present invention will be explained in more detail below based on Examples and Comparative Examples. Example 1 Experiment 1 In a horizontal quartz epitaxial reactor with an inner diameter of 80 mm and a length of 100 cm, chemically polished gallium arsenide with a surface having a deviation of 2 degrees in the <110> direction from the (100) plane was placed. Load the single crystal substrate. Additionally, a quartz container filled with metallic gallium (Ga) is placed in a predetermined location of the reactor. After replacing the air in the reactor with argon (Ar), the temperature of the substrate charging part of the epitaxial reactor was set to 810°C, and the temperature of the metal gallium charging part was set to 790°C, and the mixed crystal ratio was We started vapor phase growth of an epitaxial film consisting of 40 % gallium arsenide phosphide (GaAs 0.6 P 0.4 ) . From the start of the vapor phase growth of the epitaxial film, diethyl tellurium ((C 2 H 5 ) 2 Te) diluted with hydrogen gas to a concentration of 10 ppm (volume ratio, same hereinafter) was introduced at a flow rate of 20 ml/min. Hydrogen chloride (HCl) gas 25ml/
The resulting gallium chloride (GaCl) was supplied to the substrate loading section of the reactor. In order to form the mixed crystal ratio change layer 2, hydrogen gas containing 12% arsine (AsH 3 ) (same by volume) was initially supplied at a flow rate of 280 ml/min, and then gradually supplied at a flow rate of 220 ml/min for 90 minutes. Feed amount of hydrogen gas containing 12% phosphine ( PH3 ) reduced to min.
Gradually increase from 0 to 60 ml/min over 90 minutes. Then, for 40 minutes, 20 ml/min of hydrogen gas containing 10 ppm diethyl tellurium, 25 ml/min of hydrogen chloride,
220ml/min of hydrogen gas containing 12% arsine,
and 60ml/hydrogen gas containing 12% phosphine.
A constant mixed crystal content layer of a gallium arsenide phosphide epitaxial film with a mixed crystal content of 40% was formed. After that, for 10 minutes, the hydrogen chloride supply rate was reduced to 5 ml/min to form a transition layer, and then the hydrogen chloride supply rate was returned to 25 ml/min, and a further 60 ml/min was added.
The reaction was completed by forming a layer with a constant mixed crystal ratio of 40% per minute. The formed epitaxial film has a thickness of 35 μm in which the mixed crystal concentration changes sequentially from the substrate side, a thickness of the first constant mixed crystal concentration layer of 14 μm, and a thickness of the transition layer of 0.1 μm.
m, and the thickness of the second constant mixed crystal ratio layer was 21 μm. Experiments 2 to 5 To check the reproducibility of Experiment 1 above, an epitaxial film made of gallium arsenide phosphide (GaAs 0.6 P 0.4 ) with a mixed crystal ratio of 40 % was grown in the vapor phase under the same conditions . was carried out four times. Example 2 Experiment 1 In an epitaxial reactor similar to that used in Example 1, a chemically polished phosphide film having a surface having a 4° deviation in the <110> direction from the (100) plane was placed. A gallium single crystal substrate was charged. Furthermore, a quartz container filled with metallic gallium was placed in a predetermined position within the reactor. After replacing the air in the reactor with argon (Ar) gas, add 2000ml/h of hydrogen gas.
After stopping the supply of argon gas, the temperature was raised, and the temperature was set at 860℃ for the substrate charging area and 760℃ for the metal gallium charging area. We started vapor phase growth of an epitaxial film consisting of (GaAs 0.14 P 0.86 ) . That is, 20 ml/min of hydrogen gas containing 500 ppm of hydrogen sulfide (H 2 S) and 40 ml/min of hydrogen chloride were introduced into the epitaxial reactor. Further, hydrogen gas containing 12% phosphine was supplied at 310 ml/min for 15 minutes to form a homoepitaxial layer from gallium phosphide. After that, the supply amount of hydrogen gas containing phosphine was increased from 310 ml/min to 260 ml/min for 60 minutes.
The supply rate of hydrogen gas containing 12% arsine was gradually increased from 0 to 40 ml/min to form a mixed crystal ratio change layer. After the supply amounts of arsine and phosphine reached the above amounts, they were kept constant and a layer with a constant mixed crystal ratio was formed for an additional 40 minutes. Next, the hydrogen chloride feed rate was reduced to 4 ml/min and the reaction was continued for 15 minutes to form a transition layer. After 15 minutes, the hydrogen chloride supply rate was returned to 40 ml/min, and a constant mixed crystal ratio layer was grown for another 50 minutes. After that, without changing the supply amount of each component mentioned above, ammonia (NH 3 ) was further introduced into the reactor at 180 ml/min, and the reaction was carried out by growing a nitrogen-doped layer as an isoelectronic layer for 45 minutes. finished. The epitaxial film obtained in this example was
11 μm gallium phosphide homoepitaxial layer from the substrate surface, 34 μm mixed crystal ratio variable layer, 30 μm
It was determined by a chemical corrosion method that the layer consisted of a layer with a constant mixed crystal content of , a transition layer of 0.11 μm, a constant mixed crystal layer with a thickness of 34 μm, and a nitrogen doped layer of 20 μm. Experiments 2 to 4 To check the reproducibility of Experiment 1 above, an epitaxial film made of gallium arsenide phosphide (GaAs 0.14 P 0.86 ) with a mixed crystal ratio of 86 % was grown in the vapor phase under the same conditions as above. was carried out three times. Comparative Example 1 An epitaxial film made of gallium arsenide phosphide ( GaAs 0.6 P 0.4 ) with a mixed crystal content of 40% without a transition layer was prepared under the same conditions as in Example 1 except for the process of forming the transition layer . was formed. This experiment was repeated five times. Comparative Example 2 Epitaxy made of gallium arsenide phosphide (GaAs 0.14 P 0.86 ) with a mixed crystal content of 86 % without a transition layer was performed under the same conditions as in Example 6 except for the process of forming the transition layer. A membrane was formed. This experiment was performed four times. Table 1 shows the brightness of red light emitting diodes (peak emission wavelength 660 nm±10 nm) manufactured from the epitaxial films manufactured in Example 1 and Comparative Example 1. Note that the brightness was measured at a current density of 10 A/cm 2 . Furthermore, a yellow light emitting diode (peak emission wavelength 590nm±10nm) was manufactured using the epitaxial film manufactured in Example 2 and Comparative Example 2.
The brightness is shown in Table 2. Note that the brightness was measured at a current density of 20 A/cm 2 .
【表】【table】
第1図は本発明方法により製造された混晶エピ
タキシヤル膜の縦断模型図である。
1……基板、2……混晶率変化層、3……混晶
率一定層、4……遷移層、5……混晶率一定層。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a mixed crystal epitaxial film produced by the method of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate, 2... Layer with variable crystal content, 3... Layer with constant mixed crystal content, 4... Transition layer, 5... Layer with constant mixed crystal content.
Claims (1)
V族元素からなる化合物半導体2種またはそれ以
上からなる混晶からなり混晶率が連続的に変化す
る第1の層及び前記第1の層上に第1の層と同一
の化合物半導体からなり混晶率が一定である第2
の層からなるエピタキシヤル膜を気相成長させる
にあたり、前記第2の層を成長させる工程が、第
族元素または第V族元素のどちらか一方の元素
の供給量を第2の層の成長に必要とされる量の90
%以下であつて0でない量に減少させることによ
り第2の層の成長速度を減少させる過程を含むこ
とを特徴とする方法。1. On a single crystal substrate, a first layer consisting of a mixed crystal consisting of two or more compound semiconductors consisting of a group element and a group V element of the periodic table and in which the mixed crystal percentage continuously changes, and the first layer A second layer, which is made of the same compound semiconductor as the first layer and has a constant mixed crystal percentage, is formed on the layer.
In vapor phase growing an epitaxial film consisting of a layer of 90 of the amount needed
%, but not zero, thereby reducing the growth rate of the second layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15833177A JPS5491050A (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | Method of growing vapor of compound semiconductor epitaxial film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15833177A JPS5491050A (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | Method of growing vapor of compound semiconductor epitaxial film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5491050A JPS5491050A (en) | 1979-07-19 |
| JPS6158971B2 true JPS6158971B2 (en) | 1986-12-13 |
Family
ID=15669295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15833177A Granted JPS5491050A (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | Method of growing vapor of compound semiconductor epitaxial film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5491050A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01152960A (en) * | 1987-12-07 | 1989-06-15 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | Arc power source device |
-
1977
- 1977-12-28 JP JP15833177A patent/JPS5491050A/en active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JOURNAL OF APPLIED PHYSICS#V46#M4=1975 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01152960A (en) * | 1987-12-07 | 1989-06-15 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | Arc power source device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5491050A (en) | 1979-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4378259A (en) | Method for producing mixed crystal wafer using special temperature control for preliminary gradient and constant layer deposition suitable for fabricating light-emitting diode | |
| JP3124861B2 (en) | Thin film growth method and semiconductor device manufacturing method | |
| US4404265A (en) | Epitaxial composite and method of making | |
| JPS63240012A (en) | Iii-v compound semiconductor and formation thereof | |
| US4987472A (en) | Compound semiconductor epitaxial wafer | |
| US4216484A (en) | Method of manufacturing electroluminescent compound semiconductor wafer | |
| US4504329A (en) | Process for the epitaxial deposition of III-V compounds utilizing a binary alloy as the metallic source | |
| US5856208A (en) | Epitaxial wafer and its fabrication method | |
| JPS581539B2 (en) | epitaxial wafer | |
| EP0806495B1 (en) | Metal-organic chemical vapor-phase deposition process | |
| JPS6158971B2 (en) | ||
| JP3301371B2 (en) | Method for manufacturing compound semiconductor epitaxial wafer | |
| JPH0463040B2 (en) | ||
| US5751026A (en) | Epitaxial wafer of gallium arsenide phosphide | |
| JPH08335555A (en) | Epitaxial wafer manufacturing method | |
| JP3109149B2 (en) | Compound semiconductor crystal growth method | |
| JPS60214524A (en) | Growing method of gallium phosphide arsenide epitaxial film | |
| JP2754549B2 (en) | Ga <bottom 0>. ▲ lower 5 ▼ In ▲ lower 0 ▼. (5) Method of growing P crystal | |
| JPH04328823A (en) | Manufacture of epitaxial wafer for light emitting diode | |
| JPS63102222A (en) | Epitaxial growth method | |
| JPH05343740A (en) | Gallium arsenide arsenide epitaxial wafer | |
| JPS58115818A (en) | Growing method of silicon carbide epitaxial film | |
| DenBaars | Light emitting diodes: materials growth and properties | |
| JP3785705B2 (en) | Gallium arsenide mixed crystal epitaxial wafer and light emitting diode | |
| JPH02141498A (en) | Method for growing ingap crystal |