JPH0577194B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0577194B2 JPH0577194B2 JP59248834A JP24883484A JPH0577194B2 JP H0577194 B2 JPH0577194 B2 JP H0577194B2 JP 59248834 A JP59248834 A JP 59248834A JP 24883484 A JP24883484 A JP 24883484A JP H0577194 B2 JPH0577194 B2 JP H0577194B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- conductivity type
- epitaxial layer
- semiconductor device
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P30/00—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
- H10P30/20—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
- H10P30/202—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping characterised by the semiconductor materials
- H10P30/206—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping characterised by the semiconductor materials into Group III-V semiconductors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/8215—Bodies characterised by crystalline imperfections, e.g. dislocations; characterised by the distribution of dopants, e.g. delta-doping
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P30/00—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
- H10P30/20—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
- H10P30/208—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping of electrically inactive species
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、狭いスペクトル範囲を有するエレク
トロルミネセントダイオードから成る半導体装置
であつて、メンデレーフの周期表の族と族の
元素の化合物から成る第一導電型の単結晶基板
と、やはり−族化合物から成り第一導電型の
上記基板上のエピタキシヤル層とを備え、該エピ
タキシヤル層がエレクトロルミネセントのpn接
合を有する半導体装置に関するものである。
トロルミネセントダイオードから成る半導体装置
であつて、メンデレーフの周期表の族と族の
元素の化合物から成る第一導電型の単結晶基板
と、やはり−族化合物から成り第一導電型の
上記基板上のエピタキシヤル層とを備え、該エピ
タキシヤル層がエレクトロルミネセントのpn接
合を有する半導体装置に関するものである。
本発明は、更にこの装置の製造方法に関するも
のである。かかる装置は、公開された英国特許出
願第GB−Ａ−2070859号公報により知られてい
る。
のである。かかる装置は、公開された英国特許出
願第GB−Ａ−2070859号公報により知られてい
る。
その極めて好適なる性質（特に安定性および量
子効率）のために、Ga1-XAlXAsは可視赤色光ま
たは赤外において極めて高い効率を有する発光ダ
イオードの製造用の材料に最も適している。
子効率）のために、Ga1-XAlXAsは可視赤色光ま
たは赤外において極めて高い効率を有する発光ダ
イオードの製造用の材料に最も適している。
しかし、液相からのエピタキシーによりGaAs
基板上に堆積したGa1-XAlXAsの放射スペクトル
を考えた場合、最大の発光強度は800nｍの波長
近傍にあることが確かめられたが、900nｍの波
長領域の近傍に寄生放射が存在することも確かめ
られた。
基板上に堆積したGa1-XAlXAsの放射スペクトル
を考えた場合、最大の発光強度は800nｍの波長
近傍にあることが確かめられたが、900nｍの波
長領域の近傍に寄生放射が存在することも確かめ
られた。
エレクトロルミネセントダイオードおよび波長
多重化を利用する光フアイバーを備える電気通信
方式においては、密に近接する周波数で光源から
発せられた信号が、これら周波数が互いに重なり
合わないように狭いスペクトル範囲を有すること
が必要である。
多重化を利用する光フアイバーを備える電気通信
方式においては、密に近接する周波数で光源から
発せられた信号が、これら周波数が互いに重なり
合わないように狭いスペクトル範囲を有すること
が必要である。
このためGa1-XAlXAsより得られたダイオード
においては900nｍ近傍で寄生放射が発生するた
めに、かかるダイオードは実際上使用できなくな
る。発明者等は上記ダイオードで行なつた若干の
実験により、寄生放射はおそらくGaAs基板のル
ミネセント特性のためであること、およびこのル
ミネセンスの発生はダイオードの作動中かかるダ
イオード自体によつて放射される光子によつて生
ずる再活性化によることを知り得た。エレクトロ
ルミネセントGa1-XAlXAs／GaAsダイオードに
おいて見い出されたこの現象は、異なる−族
化合物から造られた他のタイプイのダイオードで
も起こり、ダイオードの作動により基板が活性化
され、この際同時に寄生放射が異なる波長で生ず
ることが確かめられた。
においては900nｍ近傍で寄生放射が発生するた
めに、かかるダイオードは実際上使用できなくな
る。発明者等は上記ダイオードで行なつた若干の
実験により、寄生放射はおそらくGaAs基板のル
ミネセント特性のためであること、およびこのル
ミネセンスの発生はダイオードの作動中かかるダ
イオード自体によつて放射される光子によつて生
ずる再活性化によることを知り得た。エレクトロ
ルミネセントGa1-XAlXAs／GaAsダイオードに
おいて見い出されたこの現象は、異なる−族
化合物から造られた他のタイプイのダイオードで
も起こり、ダイオードの作動により基板が活性化
され、この際同時に寄生放射が異なる波長で生ず
ることが確かめられた。
従つて本発明の目的は、これら総べてのタイプ
のダイオードについて、特にGa1-XAlXAs／
GaAsダイオードについて、基板により生ずる寄
生発光放射をなくすことにある。
のダイオードについて、特にGa1-XAlXAs／
GaAsダイオードについて、基板により生ずる寄
生発光放射をなくすことにある。
本発明においては、最初に述べた種類の半導体
装置が、基板により発生する寄生放射を回避する
ために、基板がホウ素不純物を注入された薄層を
エピタキシヤル層との界面で有することを特徴と
する。
装置が、基板により発生する寄生放射を回避する
ために、基板がホウ素不純物を注入された薄層を
エピタキシヤル層との界面で有することを特徴と
する。
好適例においては、基板がヒ化ガリウムから成
り、エピタキシヤル層がヒ化アルミニウムガリウ
ムから成る。ホウ素不純物を注入された層は約
3μｍの厚さを有するのが有利であり、またこれ
は少なくとも５・1014ホウ素原子／cm2のドーズ量
のホウ素を含む。実際、ホウ素はGaAsの発光特
性を表面で低下させるという性質を有する。この
低下は上記GaAsの伝導特性の低下を伴うが、本
発明者等は、かかる伝導特性は上層のエピタキシ
ヤル層の製造の際に必要な熱処理後完全に回復す
ることを見い出した。
り、エピタキシヤル層がヒ化アルミニウムガリウ
ムから成る。ホウ素不純物を注入された層は約
3μｍの厚さを有するのが有利であり、またこれ
は少なくとも５・1014ホウ素原子／cm2のドーズ量
のホウ素を含む。実際、ホウ素はGaAsの発光特
性を表面で低下させるという性質を有する。この
低下は上記GaAsの伝導特性の低下を伴うが、本
発明者等は、かかる伝導特性は上層のエピタキシ
ヤル層の製造の際に必要な熱処理後完全に回復す
ることを見い出した。
また、上記エピタキシヤル層の結晶特性は、予
め基板上で行なわれたイオン注入によつて悪影響
を受けないため、得られるエレクトロルミネセン
トダイオードは非注入型のダイオードのそれに匹
敵する光出力を呈する。
め基板上で行なわれたイオン注入によつて悪影響
を受けないため、得られるエレクトロルミネセン
トダイオードは非注入型のダイオードのそれに匹
敵する光出力を呈する。
エレクトロルミネセントのpn接合は、第一導
電型のエピタキシヤル層と、この上層の第二導電
型でヒ化アルミニウムガリウムの第二エピタキシ
ヤル層との間に位置するのが好ましい。
電型のエピタキシヤル層と、この上層の第二導電
型でヒ化アルミニウムガリウムの第二エピタキシ
ヤル層との間に位置するのが好ましい。
更に、本発明は上記半導体装置の製造方法に関
するものである。この方法は、第一導電型のエピ
タキシヤル層を成長させる前に不純物を基板の表
面薄層に注入し、これにより基板の導伝型を変化
させることなく上記表面薄層の発光特性を低下さ
せることを特徴とする。
するものである。この方法は、第一導電型のエピ
タキシヤル層を成長させる前に不純物を基板の表
面薄層に注入し、これにより基板の導伝型を変化
させることなく上記表面薄層の発光特性を低下さ
せることを特徴とする。
次に本発明を図面を参照して実施例に基づき説
明する。
明する。
尚、明瞭にするために図の中の寸法は拡大して
あり、従つて正確な比で描かれていないことに注
意を要する。
あり、従つて正確な比で描かれていないことに注
意を要する。
第１図に示す如く、本発明に係るエレクトロル
ミネセントダイオードは、例えばｐ型のGaAs基
板１を備える。
ミネセントダイオードは、例えばｐ型のGaAs基
板１を備える。
約0.3μｍの厚さと少なくとも５・1014／cm2のド
ーズ量のホウ素とを有するホウ素不純物層２を上
記基板１の上に形成する。この処理工程を150〜
180KeVのエネルギーでイオン注入法により行な
う。
ーズ量のホウ素とを有するホウ素不純物層２を上
記基板１の上に形成する。この処理工程を150〜
180KeVのエネルギーでイオン注入法により行な
う。
次に、Ga1-XAlXAsの２種のエピタキシヤル層
３および４を基板１の上に連続的に成長させる。
層３は、例えばＰ型のGa0.9Al0.1Asから成り、一
方層４は、例えばｎ型のGa0.7Al0.3ASから成り、
この結果エレクトロルミネセントのpn接合Ｊは
層３により形成されることになる。
３および４を基板１の上に連続的に成長させる。
層３は、例えばＰ型のGa0.9Al0.1Asから成り、一
方層４は、例えばｎ型のGa0.7Al0.3ASから成り、
この結果エレクトロルミネセントのpn接合Ｊは
層３により形成されることになる。
pn接合Ｊの電気的活性のために、基板１を再
活性化する光子が発生し、且つこの光子が既知の
エレクトロルミネセント装置においては寄生放射
を生ぜしめる。
活性化する光子が発生し、且つこの光子が既知の
エレクトロルミネセント装置においては寄生放射
を生ぜしめる。
この現象は、第２図（図中の電流１は任意単位
で表わされている）におけるｌとｆ（λ）との関
係を示す線図〓の曲線１１によつて図式で示され
る。この図において、曲線１１はエレクトロルミ
ネセントの接合の通常の放射に対応する第１極大
値１１ａ（約830nｍ）と、寄生放射に対応する第
２極大値１１ｂ（900nｍ近傍）とを有する。
で表わされている）におけるｌとｆ（λ）との関
係を示す線図〓の曲線１１によつて図式で示され
る。この図において、曲線１１はエレクトロルミ
ネセントの接合の通常の放射に対応する第１極大
値１１ａ（約830nｍ）と、寄生放射に対応する第
２極大値１１ｂ（900nｍ近傍）とを有する。
本発明を用いることにより、エレクトロルミネ
セントダイオードのスペクトルは曲線１２に減ぜ
られ、この曲線１２は曲線１１の極大値１１ａと
一致する極大値１２ａのただ１つだけを有し、従
つて、寄生放射はホウ素不純物を注入された層２
の存在により回避されたことになる。
セントダイオードのスペクトルは曲線１２に減ぜ
られ、この曲線１２は曲線１１の極大値１１ａと
一致する極大値１２ａのただ１つだけを有し、従
つて、寄生放射はホウ素不純物を注入された層２
の存在により回避されたことになる。
ホウ素注入法を用い５・10-15cm-2のドーズ量
および180KeVのエネルギーで行なつた実験で
は、80〓〜300〓の温度範囲内において寄生放射
を1/15〜1/25にすることができることが示され
た。
および180KeVのエネルギーで行なつた実験で
は、80〓〜300〓の温度範囲内において寄生放射
を1/15〜1/25にすることができることが示され
た。
第１図は、本発明の装置の１例構造を示す断面
図、第２図は、本発明に係るダイオードと既知ダ
イオードの発光スペクトルの比較を示す線図であ
る。 １……基板、２……ホウ素不純物層、３……エ
ピタキシヤル層（ｐ型）、４……エピタキシヤル
層（ｎ型）、Ｊ……pn接合、１１……既知ダイオ
ードの発光スペクトルを示す曲線、１１ａ……第
１極大値、１１ｂ……第２極大値、１２……本発
明に係るダイオードの発光スペクトルを示す曲
線、１２ａ……極大値。
図、第２図は、本発明に係るダイオードと既知ダ
イオードの発光スペクトルの比較を示す線図であ
る。 １……基板、２……ホウ素不純物層、３……エ
ピタキシヤル層（ｐ型）、４……エピタキシヤル
層（ｎ型）、Ｊ……pn接合、１１……既知ダイオ
ードの発光スペクトルを示す曲線、１１ａ……第
１極大値、１１ｂ……第２極大値、１２……本発
明に係るダイオードの発光スペクトルを示す曲
線、１２ａ……極大値。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 狭いスペクトル範囲を有するエレクトロルミ
ネセントダイオードから成る半導体装置であつ
て、メンデレーフの周期表の族と族の元素の
化合物から成る第一導電型の単結晶基板と、やは
り−族化合物から成り第一導電型の上記基板
上のエピタキシヤル層とを備え、該エピタキシヤ
ル層がエレクトロルミネセントのpn接合を有す
る半導体装置において、基板によつて発生する寄
生放射を回避するために、基板がホウ素不純物を
注入された薄層をエピタキシヤル層との界面で有
することを特徴とする半導体装置。 ２ 基板がヒ化ガリウムから成り、エピタキシヤ
ル層がヒ化アルミニウムガリウムから成る特許請
求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３ ホウ素不純物を注入された層が約0.3μｍの厚
さを有し、且つ少なくとも５・1014ホウ素原子／
cm2のドーズ量のホウ素を含む特許請求の範囲第２
項記載の半導体装置。 ４ エレクトロルミネセントのpn接合が第一導
電型のエピタキシヤル層と、この上層の第二導電
型でヒ化アルミニウムガリウムの第二エピタキシ
ヤル層との間に位置する特許請求の範囲第３項記
載の半導体装置。 ５ 狭いスペクトル範囲を有するエレクトロルミ
ネセントダイオードから成る半導体装置であつ
て、メンデレーフの周期表の族と族の元素の
化合物から成る第一導電型の単結晶基板と、やは
り−族化合物から成り第一導電型の上記基板
上のエピタキシヤル層とを備え、該エピタキシヤ
ル層がエレクトロルミネセントのpn接合を有し、
この際基板によつて発生する寄生放射を回避する
ために、基板がホウ素不純物を注入された薄層を
エピタキシヤル層との界面で有する半導体装置を
製造するにあたり、第一導電型のエピタキシヤル
層を成長させる前にホウ素不純物を基板の表面薄
層に注入して、基板の導電型を変化させることな
く上記表面薄層の発光特性を低下させることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8319109A FR2555811B1 (fr) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Procede de realisation de diodes electroluminescentes a faible largeur spectrale, et diodes obtenues par ce procede |
| FR8319109 | 1983-11-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60134487A JPS60134487A (ja) | 1985-07-17 |
| JPH0577194B2 true JPH0577194B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=9294685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59248834A Granted JPS60134487A (ja) | 1983-11-30 | 1984-11-27 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4646116A (ja) |
| JP (1) | JPS60134487A (ja) |
| DE (1) | DE3441709A1 (ja) |
| FR (1) | FR2555811B1 (ja) |
| GB (1) | GB2150752B (ja) |
| NL (1) | NL188487C (ja) |
| SE (1) | SE460003B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04258182A (ja) * | 1991-02-12 | 1992-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体発光装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5037995B1 (ja) * | 1969-05-28 | 1975-12-06 | ||
| FR2175571B1 (ja) * | 1972-03-14 | 1978-08-25 | Radiotechnique Compelec | |
| DE2409016C3 (de) * | 1973-02-26 | 1981-12-03 | Matsushita Electronics Corp., Kadoma, Osaka | Doppel-Heterostruktur-Laser |
| US3962716A (en) * | 1973-11-12 | 1976-06-08 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Reduction of dislocations in multilayer structures of zinc-blend materials |
| FR2315173A1 (fr) * | 1975-06-19 | 1977-01-14 | Akimov Jury | Procede de preparation de matrice a semi-conducteurs a elements luminescents |
| DE2752107A1 (de) * | 1976-11-22 | 1978-06-01 | Mitsubishi Monsanto Chem | Elektrolumineszenzelement und verfahren zu seiner herstellung |
| JPS55132034A (en) * | 1979-03-31 | 1980-10-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of semiconductor thin film |
| JPS55132036A (en) * | 1979-04-02 | 1980-10-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Adding method for impurity to semiconductor |
| US4354140A (en) * | 1979-05-28 | 1982-10-12 | Zaidan Hojin Handotai Kenkyu Shinkokai | Light-emitting semiconductor |
| GB2070859B (en) * | 1980-02-07 | 1984-03-21 | Stanley Electric Co Ltd | Hetero-junction light-emitting diode |
| CA1165851A (en) * | 1980-06-16 | 1984-04-17 | Subhash Mahajan | Epitaxial devices having reduced dislocation count |
| CA1208752A (en) * | 1981-09-30 | 1986-07-29 | Michael Ettenberg | Semiconductor body and long-lived light emitting device thereon |
-
1983
- 1983-11-30 FR FR8319109A patent/FR2555811B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-11-15 DE DE19843441709 patent/DE3441709A1/de not_active Ceased
- 1984-11-26 GB GB08429800A patent/GB2150752B/en not_active Expired
- 1984-11-27 NL NLAANVRAGE8403594,A patent/NL188487C/xx not_active IP Right Cessation
- 1984-11-27 JP JP59248834A patent/JPS60134487A/ja active Granted
- 1984-11-27 SE SE8405980A patent/SE460003B/sv not_active IP Right Cessation
- 1984-11-28 US US06/675,483 patent/US4646116A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE460003B (sv) | 1989-08-28 |
| FR2555811B1 (fr) | 1986-09-05 |
| GB2150752B (en) | 1987-11-25 |
| NL8403594A (nl) | 1985-06-17 |
| SE8405980L (sv) | 1985-05-31 |
| NL188487B (nl) | 1992-02-03 |
| GB8429800D0 (en) | 1985-01-03 |
| US4646116A (en) | 1987-02-24 |
| GB2150752A (en) | 1985-07-03 |
| SE8405980D0 (sv) | 1984-11-27 |
| JPS60134487A (ja) | 1985-07-17 |
| FR2555811A1 (fr) | 1985-05-31 |
| DE3441709A1 (de) | 1985-06-05 |
| NL188487C (nl) | 1992-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6288415B1 (en) | Optoelectronic semiconductor devices | |
| US10593838B2 (en) | Semiconductor device | |
| US5008718A (en) | Light-emitting diode with an electrically conductive window | |
| JP5496104B2 (ja) | 半導体発光デバイス用コンタクト | |
| US6846686B2 (en) | Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same | |
| TWI399865B (zh) | 具有降低溫度相依性之鋁銦鎵磷發光二極體 | |
| JP3643665B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2549723B2 (ja) | シリコンエレクトロルミネセント素子 | |
| TWI420687B (zh) | 偏光反向之三族氮化物發光裝置 | |
| JPH02114591A (ja) | 広バンドギャップ半導体発光装置 | |
| KR20080040770A (ko) | 더블 헤테로 구조 발광 영역을 갖는 ⅲ-질화물 발광 장치 | |
| WO2008027896A2 (en) | Improved films and structures for metal oxide semiconductor light emitting devices and methods | |
| GB2346010A (en) | Solar cell arrangements | |
| JP2833438B2 (ja) | 単一波長受光素子 | |
| CA2057977C (en) | Semiconductor light emitting device | |
| US5250814A (en) | Semiconductor light-emitting devices | |
| JPH0577194B2 (ja) | ||
| JP3209233B2 (ja) | 青色発光ダイオードおよびその製造方法 | |
| JPH09172197A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3353703B2 (ja) | エピタキシャルウエーハ及び発光ダイオード | |
| Aidaraliev et al. | Optically pumped “immersion-lens” infrared light emitting diodes based on narrow-gap III–V semiconductors | |
| JP2929632B2 (ja) | 光素子の製造方法 | |
| JPH03270278A (ja) | ＺｎＴｅとＺｎＳｅからなる超格子 | |
| JPH08306957A (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 | |
| KR20180009107A (ko) | 반도체 소자 |