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JPH10107314A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JPH10107314A
JPH10107314A JP23531697A JP23531697A JPH10107314A JP H10107314 A JPH10107314 A JP H10107314A JP 23531697 A JP23531697 A JP 23531697A JP 23531697 A JP23531697 A JP 23531697A JP H10107314 A JPH10107314 A JP H10107314A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
aluminum content
gaalas
type
thickness
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.)
Pending
Application number
JP23531697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ulrich Bommer
ウルリヒ・ボンメル
Jochen Gerner
ヨツヘン・ゲルネル
Klaus Gillessen
クラウス・ギレツセン
Albert Marshall
アルバート・マーシヤル
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.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Temic Telefunken Microelectronic GmbH
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 Temic Telefunken Microelectronic GmbH filed Critical Temic Telefunken Microelectronic GmbH
Publication of JPH10107314A publication Critical patent/JPH10107314A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/822Materials of the light-emitting regions
    • H10H20/824Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/811Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 簡単に製造可能で、機械的に安定であり、高
い光度を持つ発光ダイオードの製造を可能にする赤外光
発生発光ダイオード用の半導体装置を提供。 【解決手段】 赤外光を発生する発光ダイオードの半導
体装置は、2つのGaAlAs層を持ち、シリコンによ
り両性にドーピングされる第1のGaAlAsP形層
3.2,n形層3.1の、アルミニウム含有量がp形部
分層の表面側から指数関数的に第1の層厚さにわたつて
増大し、p形層の表面側で約0原子%、pn接合3.3
の区域で約5〜10原子%、n形層の表面側で25〜4
0原子%であり、第1のGaAlAs層のn形層の表面
側に設けられてテルルでドーピングされる第2のn形G
aAlAs層2のアルミニウム含有量が、第1のGaA
lAs層に対する境界面から指数関数的に第2の層にわ
たつて増大し、第1のGaAlAs層に対する境界面に
おいて約6〜16原子%である。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device for an infrared light emitting light emitting diode which can be easily manufactured, is mechanically stable, and can manufacture a light emitting diode having a high luminous intensity. . SOLUTION: A semiconductor device of a light emitting diode which generates infrared light has two GaAlAs layers, and a first GaAlAsP type layer 3.2 and an n type layer 3.1, which are amphoteric doped with silicon, are made of aluminum. The content increases exponentially from the surface side of the p-type partial layer to the first layer thickness, and is about 0 atomic% at the surface side of the p-type layer, and the pn junction 3.3
5 to 10 atomic% in the area of
0 at%, a second n-type G layer provided on the surface side of the n-type layer of the first GaAlAs layer and doped with tellurium.
The aluminum content of the aAlAs layer 2 is lower than that of the first GaAs.
It increases exponentially from the interface to the 1As layer to the second layer and is about 6-16 atomic% at the interface to the first GaAlAs layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は発光を改善する窓層を持
つ、特に赤外光を発生する発光ダイオード用の半導体装
置、及びこのような半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a window layer for improving light emission, particularly for a light emitting diode which emits infrared light, and a method for manufacturing such a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】欧州特許出願公開第0356037号明
細書は、二重ヘテロ構造を持つ発光ダイオードの製造方
法を記載している。GaAs基板上に、示されている順
序で順次に異なる融体により、異なるアルミニウム含有
量を持つGaAlAsから成る後述の層が形成される。
即ちまず40〜90原子%のアルミニウム含有量を持つ
p形分散層が形成される。このp形電流分散層は、表面
接触子から電流を均一に活性層へ分布する。それから6
0〜90原子%のアルミニウム含有量を持つp形外被層
が形成される。35〜45原子%のアルミニウム含有量
を持つp形活性層が続く。このp形活性層は、p形外被
層と共に第1のヘテロ接合を形成する。p形活性層上
に、60〜90原子%のアルミニウム含有量を持つn形
外被層が成長せしめられる。p形活性層はn形外被層と
共に第2のヘテロ接合を形成する。最後にn形の透明な
担体層が境界面外被層上に形成され、最初の基板が除去
される。n形の透明な担体層はできるだけ厚く形成され
て、ダイオードチツプの個別化及びケースへの組込みの
際、続く方法段階のために充分な機械的安定性を与え
る。この半導体装置から製造される発光ダイオードは、
高い光度を持つている。しかし製造方法は非常に費用を
要し、従つて高価である。
2. Description of the Related Art EP-A-0356037 describes a method for producing a light-emitting diode having a double heterostructure. On a GaAs substrate, the following layers are formed of GaAlAs with different aluminum contents by sequentially different melts in the order shown.
That is, first, a p-type dispersion layer having an aluminum content of 40 to 90 atomic% is formed. This p-type current distribution layer uniformly distributes current from the surface contact to the active layer. Then 6
A p-type jacket layer having an aluminum content of 0 to 90 atomic% is formed. This is followed by a p-type active layer with an aluminum content of 35-45 atomic%. This p-type active layer forms a first heterojunction with the p-type jacket layer. On the p-type active layer, an n-type jacket layer having an aluminum content of 60 to 90 atomic% is grown. The p-type active layer forms a second heterojunction with the n-type jacket layer. Finally, an n-type transparent carrier layer is formed on the interface covering layer and the first substrate is removed. The n-type transparent carrier layer is made as thick as possible to provide sufficient mechanical stability for the subsequent method steps when individualizing and assembling the diode chip in the case. The light emitting diode manufactured from this semiconductor device is:
Has high luminosity. However, the manufacturing method is very expensive and therefore expensive.

【0003】Gillessen und Schai
rer ″Light−Emitting Diode
s″,Prentice Hall Internat
ional,1987,Seiten 118〜125
には、いわゆるグレーデツド・バンド・ギヤツプ構造を
持ち赤外光を発生するダイオードが記載されている。G
aAs基板上に、シリコンによりドーピングされるGa
AlAs層が液相エピタキシー法により成長せしめられ
る。融体の組成及び形状寸法は、成長せしめられる層の
アルミニウム含有量が厚さに沿つて成長方向に連続的に
減少するように選ばれている。融体に含まれるシリコン
は、融体の温度に応じてアクセプタ又はドナとして格子
へ組込まれるので、発光ダイオードの発光pn接合は1
つの融体のみからエピタキシー過程中に特定の温度で生
ずる。GaAs基板の除去後接触子層が形成され、かつ
構造化される。続いてダイオードチツプが個別化され
る。
[0003] Gillessen und Schai
rr "Light-Emitting Diode
s ", Prentice Hall Internet
ionical, 1987, Seiten 118-125.
Describes a diode having a so-called graded band gap structure and generating infrared light. G
Ga doped with silicon on aAs substrate
An AlAs layer is grown by liquid phase epitaxy. The composition and geometry of the melt are chosen such that the aluminum content of the layer to be grown decreases continuously in the growth direction along the thickness. Since the silicon contained in the melt is incorporated into the lattice as an acceptor or a donor depending on the temperature of the melt, the light emitting pn junction of the light emitting diode is 1
Only at the specified temperature during the epitaxy process from only one melt. After removal of the GaAs substrate, a contact layer is formed and structured. Subsequently, the diode chips are individualized.

【0004】比較的簡単な構造のため、このような半導
体装置は有利に製造可能である。これらの半導体装置か
ら製造されるダイオードチツプを持つ発光ダイオード
は、二重ヘテロ構造を持つものに比較して光度が低い。
半導体装置の一方の表面側は、その高いアルミニウム含
有量のため接触子を設けるのが困難である。
[0004] Due to the relatively simple structure, such a semiconductor device can be advantageously manufactured. Light emitting diodes having diode chips manufactured from these semiconductor devices have lower luminous intensity than those having a double heterostructure.
It is difficult to provide a contact on one surface side of the semiconductor device due to its high aluminum content.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従つて本発明の課題
は、簡単に製造可能で、機械的に安定であり、高い光度
を持つ発光ダイオードの製造を可能にする赤外光発生発
光ダイオード用の半導体装置を提示すること、及びこの
ような半導体装置の製造方法を提示することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an infrared light emitting light emitting diode which can be easily manufactured, is mechanically stable, and allows the production of light emitting diodes with high luminous intensity. It is to present a semiconductor device and to present a method of manufacturing such a semiconductor device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
半導体装置に関して本発明によれば、シリコンにより両
性にドーピングされる第1のGaAlAs層が、p形部
分層とその上に設けられるn形部分層とから成り、アル
ミニウム含有量がp形部分層の表面側から始まつて連続
的に指数関数的に第1の層全体の厚さにわたつて増大
し、p形部分層の表面側で約0原子%、pn接合の区域
で約5〜10原子%、n形部分層の表面側で25〜40
原子%であり、第1のGaAlAs層のn形部分層の表
面側に設けられてテルルでドーピングされる第2のn形
GaAlAs層のアルミニウム含有量が、第1のGaA
lAs層に対する境界面から始まつて連続的に指数関数
的に第2の層全体の厚さにわたつて増大し、第1のGa
AlAs層に対する境界面において約6〜16原子%で
あり、ただしいかなる場合にもpn接合の区域における
より大きく、表面で少なくとも24原子%でありただし
最大でもn形部分層の表面側におけるアルミニウム含有
量に等しい。半導体装置の製造方法に関して本発明は、
GaAsから成る単結晶基板を準備し、第1の融体の液
相から、n形GaAlAsから成る第2のエピタキシヤ
ル層を成長させ、その際第2のエピタキシヤル層全体の
厚さにわたつてアルミニウム含有量を、成長方向に連続
的に指数関数的に減少させ、かつエピタキシヤル成長の
始めに少なくとも24原子%とし、第2の融体の液相か
ら、GaAlAsから成る第1のエピタキシヤル層を成
長させ、その際第1のエピタキシヤル層全体の厚さにわ
たつてアルミニウム含有量を、成長方向に連続的に指数
関数的に減少させ、かつエピタキシヤル成長の始めに2
5〜40原子%とし、第2の融体をシリコンでドーピン
グして、まずn形部分層が成長し、遅れてp形部分層が
成長し、これらの部分層が発光するpn接合を形成しか
つ含むようにし、エツチングにより基板を除去すること
を特徴としている。本発明の有利な構成は従属請求項の
特徴に従つて行われる。
According to the present invention, there is provided, in accordance with the present invention, a semiconductor device in which a first GaAlAs layer doped amphoteric with silicon comprises a p-type partial layer and an n-type partial layer provided thereon. The aluminum content increases exponentially over the entire thickness of the first layer, starting from the surface side of the p-type partial layer, and increasing at the surface side of the p-type partial layer. About 0 at%, about 5 to 10 at% in the area of the pn junction, 25 to 40 at the surface side of the n-type partial layer
Atomic%, and the second n-type GaAlAs layer provided on the surface side of the n-type partial layer of the first GaAlAs layer and doped with tellurium has an aluminum content of the first GaAs.
Starting at the interface to the As layer, it increases exponentially continuously over the entire thickness of the second layer and the first Ga
About 6 to 16 atomic% at the interface to the AlAs layer, but in any case greater than in the area of the pn junction, at least 24 atomic% at the surface, but at most on the surface side of the n-type sublayer be equivalent to. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device,
A single-crystal substrate made of GaAs is prepared, and a second epitaxial layer made of n-type GaAlAs is grown from the liquid phase of the first melt, with the second epitaxial layer covering the entire thickness. The aluminum content is continuously exponentially reduced in the growth direction and is at least 24 at.% At the beginning of the epitaxial growth, from the liquid phase of the second melt, a first epitaxial layer of GaAlAs With the aluminum content continuously and exponentially decreasing in the direction of growth over the entire thickness of the first epitaxial layer and at the beginning of the epitaxial growth
The second melt is doped with silicon so that the n-type partial layer grows first, and the p-type partial layer grows later, and these partial layers form a pn junction which emits light. In addition, the substrate is removed by etching. Advantageous refinements of the invention are achieved according to the features of the dependent claims.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の実施例を図により以下に説明する。
図1には、本発明による半導体装置から製造された発光
ダイオードチツプの断面が示されている。半導体装置
は、シリコンにより両性にドーピングされる第1のGa
AlAs層3.2,3.1から成つている。この第1の
GaAlAs層はp形部分層3.2とn形部分層3.1
とに区分されている。n形部分層3.1の表面には第2
のGaAlAs層2が設けられ、例えばテルル(Te)
のドーピングによりn形になつている。第1のGaAl
As層及び第2のGaAlAs層2の表面側には接触子
層4.5が設けられている。両方のGaAlAs層のア
ルミニウム含有量は、それぞれの層の厚さにわたつて連
続的指数関数的に変化している。層厚に関してアルミニ
ウム含有量の推移が図2の(a)にグラフで示されてい
る。図2の(b)は半導体装置の断面の対応する点を示
している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a cross section of a light emitting diode chip manufactured from a semiconductor device according to the present invention. The semiconductor device comprises a first Ga doped amphoteric with silicon.
It consists of an AlAs layer 3.2, 3.1. The first GaAlAs layer has a p-type partial layer 3.2 and an n-type partial layer 3.1.
It is divided into and. The surface of the n-type partial layer 3.1 has a second
Is provided, for example, tellurium (Te)
To form an n-type. First GaAl
On the surface side of the As layer and the second GaAlAs layer 2, a contact layer 4.5 is provided. The aluminum content of both GaAlAs layers varies continuously and exponentially over the thickness of each layer. The transition of the aluminum content with respect to the layer thickness is shown graphically in FIG. FIG. 2B shows corresponding points on the cross section of the semiconductor device.

【0008】第1のGaAlAs層におけるアルミニウ
ム含有量は、半導体装置の裏側(p形部分層3.2の表
面)から見て、ほぼ0原子%の値で始まつて指数関数的
に約32原子%の値まで増大する。この増大は発光する
pn接合3.3にわたつても不連続性なしに継続するの
で、p形部分層3.2とn形部分層3.1はアルミニウ
ム含有量に関して連続的に移行し合う。
The aluminum content in the first GaAlAs layer starts at a value of approximately 0 atomic% as viewed from the back side of the semiconductor device (the surface of the p-type partial layer 3.2), and is approximately 32 atomic% exponentially. % Value. Since this increase continues without discontinuity over the emitting pn junction 3.3, the p-type sublayer 3.2 and the n-type sublayer 3.1 transition continuously with respect to the aluminum content.

【0009】pn接合3.3の所でアルミニウム含有量
は約8原子%であり、これは発生される光の約880n
mの波長に相当している。第2のGaAlAs層2に対
する境界面で、第1のGaAlAs層従つてn形部分層
3.1のアルミニウム含有量は結局約32%である。こ
の個所でアルミニウム含有量は第2のGaAlAs層2
の約13原子%へ跳躍する。この個所で重要なことは、
ここでpn接合3.3の範囲におけるより多くのアルミ
ニウムが結晶へ組込まれていることである。その場合バ
ンド間隔は十分大きいので、pn接合3.3で発生され
る光の著しい吸収が行われず、従つて第2のGaAlA
s層2はこの光に対して透明である。
At the pn junction 3.3, the aluminum content is about 8 atomic%, which is about 880 n of the light generated.
m wavelength. At the interface to the second GaAlAs layer 2, the aluminum content of the first GaAlAs layer and thus of the n-type sublayer 3.1 is eventually about 32%. At this point, the aluminum content is the second GaAlAs layer 2
Jump to about 13 atomic% of The important thing here is that
Here, more aluminum in the region of the pn junction 3.3 is incorporated into the crystal. In that case, the band spacing is large enough that no significant absorption of the light generated at the pn junction 3.3 takes place and therefore the second GaAlA
The s layer 2 is transparent to this light.

【0010】第2のGaAlAs層2内でも、アルミニ
ウム含有量は表面の方へ指数関数的に連続的に増大す
る。表面ではアルミニウム含有量は約25原子%であ
る。この場合表面におけるアルミニウム含有量をできる
だけ小さくして、第2のGaAlAs層が良い電気接触
子を設けられるようにすることが重要であり、他方、な
お後述する製造方法が、この個所における特定の最小ア
ルミニウム含有量を必要とする。上述した25原子%は
特に有利なことがわかつた。第1のGaAlAs層のp
形部分層3.2の表面は、図1によるダイオードチツプ
では、全面にわたる裏側接触子4を備えている。この層
におけるアルミニウム含有量はpn接合3.3における
より小さいので、そこに発生される光に対してこの層は
透明でない。従つて光は吸収され、裏側接触子4まで達
しない。第2のGaAlAs層2の表面には、図3に示
すように、構造化された前側接触子5が設けられる。
[0010] Even in the second GaAlAs layer 2, the aluminum content increases exponentially continuously toward the surface. At the surface, the aluminum content is about 25 atomic%. In this case, it is important that the aluminum content at the surface be as low as possible so that the second GaAlAs layer can provide a good electrical contact, while the manufacturing method still described below requires certain minimums at this point. Requires aluminum content. The above 25 atomic% has proven to be particularly advantageous. P of the first GaAlAs layer
The surface of the profile layer 3.2 is provided with a rear contact 4 over the entire surface in the diode chip according to FIG. Since the aluminum content in this layer is smaller than in the pn junction 3.3, this layer is not transparent to the light generated therein. Accordingly, the light is absorbed and does not reach the back contact 4. On the surface of the second GaAlAs layer 2, a structured front contact 5 is provided, as shown in FIG.

【0011】このような赤外線ダイオードは、約1.5
Aのパルス電流におけるパルス運転で、約870nmの
放射波長及び約2.8Vの流れ電圧で約300mWの放
射出力を放射する。それによりこのダイオードは、特に
2つの素電池から成る3V電池から運転可能なので、遠
隔制御の目的、光電障壁、光結合器及びデータ伝送のた
めに特に適している。
[0011] Such an infrared diode has a capacity of about 1.5.
A pulsed operation at a pulse current of A emits a radiation power of about 300 mW at a radiation wavelength of about 870 nm and a flow voltage of about 2.8 V. The diode is thereby particularly suitable for remote control purposes, photoelectric barriers, optical couplers and data transmission, since it can be operated from a 3 V battery consisting of two cells.

【0012】上述した半導体装置は液相エピタキシー法
により製造される。まずGaAsから成る基板1の表面
に、第1の融体から第2のGaAlAs層が成長せしめ
られる。融体の組成と形状寸法及び成長中の温度推移
は、成長せしめられる層の厚さに沿うアルミニウム含有
量が図2の(a)に示すように変化するように、選ばれ
ている。成長の始めに、瞬間的に成長する層のアルミニ
ウム含有量は約25原子%である。成長の終りに、融体
のアルミニウムが急速に少なくなるので、アルミニウム
含有量は約13原子%に低下する。融体は、層をn形に
するドーピング物質を付加的に含んでいる。そのために
テルル(Te)が特に有利なことがわかつた。
The above-described semiconductor device is manufactured by a liquid phase epitaxy method. First, a second GaAlAs layer is grown from a first melt on a surface of a substrate 1 made of GaAs. The composition and geometry of the melt and the temperature profile during growth are chosen such that the aluminum content along the thickness of the grown layer changes as shown in FIG. At the beginning of the growth, the aluminum content of the layer grown instantaneously is about 25 atomic%. At the end of the growth, the aluminum content in the melt drops rapidly, so that the aluminum content drops to about 13 atomic%. The melt additionally contains a doping substance which renders the layer n-type. For this reason tellurium (Te) has proven to be particularly advantageous.

【0013】それから第2のGaAlAs層2の表面
に、第2の融体から第1のGaAlAs層3.1,3.
2が成長せしめられる。第2の融体はドーピング物質と
してシリコンを含んでいる。シリコンは、GaAlAs
層の成長が行われる温度に関係してドナ又はアクセプタ
として組込まれるという、最初に述べた性質を持つてい
る。従つて融体から、成長温度の変化のみによつてpn
接合3.3を形成することができる。第1のGaAlA
s層3.1,3.2の成長の際にも、成長中に成長方向
に沿うアルミニウム含有量が図2の(a)に示す推移に
従つて変化するように、融体の組成及び形状寸法が選ば
れている。約150μmの厚さの層の成長中に、アルミ
ニウム含有量は約32原子%からほぼ0原子%に減少す
る。pn接合3.3の所でアルミニウム含有量は約8原
子%であり、その際前もつて約30μmの厚さのn形部
分層3.1が成長せしめられている。僅かなアルミニウ
ム含有量のためp形部分層3.2は、pn接合3.3の
所に発生される光に対して透明でない。
Then, on the surface of the second GaAlAs layer 2, the first GaAlAs layers 3.1, 3..
2 is allowed to grow. The second melt contains silicon as a doping substance. Silicon is GaAlAs
It has the first-mentioned property that it is incorporated as a donor or an acceptor depending on the temperature at which the layer is grown. Therefore, from the melt, pn is determined only by the change of the growth temperature.
A joint 3.3 can be formed. First GaAlA
Also during the growth of the s-layers 3.1 and 3.2, the composition and shape of the melt so that the aluminum content along the growth direction during the growth changes according to the transition shown in FIG. The dimensions are chosen. During the growth of a layer about 150 μm thick, the aluminum content decreases from about 32 atomic% to almost 0 atomic%. At the pn junction 3.3, the aluminum content is about 8 at.%, the n-type sublayer 3.1 having a thickness of about 30 μm being grown before. Due to the low aluminum content, the p-type sublayer 3.2 is not transparent to the light generated at the pn junction 3.3.

【0014】両方のGaAlAs層2及び3.1,3.
2が成長せしめられた後、基板が除去される。そのため
エツチング剤としてNHOHとHとの混合物が
適している。基板の方への第2のGaAlAs層2の境
界面は、この境界面におけるアルミニウム含有量が24
原子%より大きいと、エツチングの際限界として作用す
る。その時エツチング剤の作用で、エツチング剤に溶解
しない酸化物が形成されて、エツチング剤のそれ以上の
侵食を阻止する。
Both GaAlAs layers 2 and 3.1, 3..
After 2 is grown, the substrate is removed. Therefore, a mixture of NH 4 OH and H 2 O 2 is suitable as an etching agent. The interface of the second GaAlAs layer 2 towards the substrate has an aluminum content of 24 at this interface.
If it is larger than atomic%, it acts as a limit in etching. At this time, the action of the etching agent forms an oxide that is insoluble in the etching agent, thereby preventing further erosion of the etching agent.

【0015】最後に、後で製造されるダイオードチツプ
の裏側に相当する第1のGaAlAs層3.2の表面
に、全面に及ぶ裏側接触子4が設けられる。n形の第2
のGaAlAs層2の表面は、図3に示すように、構造
化された接触子4を設けられる。続いて半導体装置はダ
イオードチツプに細分され、これらのダイオードチツプ
が最後にケースへ組込まれる。
Finally, on the surface of the first GaAlAs layer 3.2 corresponding to the back side of the diode chip to be manufactured later, a back side contact 4 covering the whole surface is provided. n-type second
The surface of the GaAlAs layer 2 is provided with a structured contact 4 as shown in FIG. Subsequently, the semiconductor device is subdivided into diode chips, which are finally assembled into the case.

【0016】本方法は、その簡単さの点で優れ、比較的
僅かな費用で高い光度のダイオードの製造を可能にす
る。
The method is distinguished by its simplicity and allows the production of high-luminance diodes at relatively low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による半導体装置から製造された発光ダ
イオードチツプの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a light emitting diode chip manufactured from a semiconductor device according to the present invention.

【図2】(a)は半導体装置のアルミニウム含有量の推
移を層厚に関して示すグラフ、(b)は半導体装置の断
面図である。
2A is a graph showing a change in the aluminum content of a semiconductor device with respect to a layer thickness, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the semiconductor device.

【図3】図1よる発光ダイオードチツプの平面図であ
る。
FIG. 3 is a plan view of the light emitting diode chip according to FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 n形の第2のGaAlAs層 3.1 第1のGaAlAs層のn形部分層 3.2 第1のGaAlAs層のp形部分層 Reference Signs List 1 substrate 2 n-type second GaAlAs layer 3.1 n-type partial layer of first GaAlAs layer 3.2 p-type partial layer of first GaAlAs layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨツヘン・ゲルネル ドイツ連邦共和国ヴイースロツホ・アム・ レーメルブツケル22 (72)発明者 クラウス・ギレツセン ドイツ連邦共和国ハイルブロン・フイルヒ ヨウシユトラーセ10 (72)発明者 アルバート・マーシヤル ドイツ連邦共和国フライン・トラウベンシ ユトラーセ2/1 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Joschen Gerner Vieslotscho am Römerbützer 22 Germany (72) Inventor Klaus Giletssen Heilbronn Firch Germany Germany 10 (72) Inventor Albert Marshallal Germany Flein Traubenssi Utrath 2/1

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコンにより両性にドーピングされる
第1のGaAlAs層(3.2,3.1)が、p形部分
層(3.2)とその上に設けられるn形部分層(3.
1)とから成り、アルミニウム含有量がp形部分層の表
面側から始まつて連続的に指数関数的に第1の層全体の
厚さにわたつて増大し、p形部分層(3.2)の表面側
で約0原子%、pn接合(3.3)の区域で約5〜10
原子%、n形部分層の表面側で25〜40原子%であ
り、 第1のGaAlAs層のn形部分層(3.1)の表面側
に設けられてテルルでドーピングされる第2のn形Ga
AlAs層(2)のアルミニウム含有量が、第1のGa
AlAs層(3.1,3.2)に対する境界面から始ま
つて連続的に指数関数的に第2の層全体の厚さにわたつ
て増大し、第1のGaAlAs層に対する境界面におい
て約6〜16原子%であり、ただしいかなる場合にもp
n接合(3.3)の区域におけるより大きく、表面で少
なくとも24原子%であり、ただし最大でもn形部分層
(3.1)の表面側におけるアルミニウム含有量に等し
いことを特徴とする、半導体装置。
1. A first GaAlAs layer (3.2, 3.1), which is amphoteric doped with silicon, comprises a p-type partial layer (3.2) and an n-type partial layer (3.
1) wherein the aluminum content continuously and exponentially increases from the surface side of the p-type partial layer over the entire thickness of the first layer, and the p-type partial layer (3.2 ) At the surface side, about 5-10 at the area of the pn junction (3.3)
Atomic%, 25 to 40 atomic% on the surface side of the n-type partial layer, the second n being provided on the surface side of the n-type partial layer (3.1) of the first GaAlAs layer and being doped with tellurium. Ga
The aluminum content of the AlAs layer (2) is lower than the first Ga
Starting at the interface to the AlAs layer (3.1, 3.2), it increases continuously and exponentially over the thickness of the entire second layer, approximately 6 at the interface to the first GaAlAs layer. 1616 atomic%, except that in any case p
semiconductor, characterized in that it is larger in the area of the n-junction (3.3), at least 24 at.% at the surface, but at most equal to the aluminum content on the surface side of the n-type partial layer (3.1) apparatus.
【請求項2】 p形部分層(3.2)の厚さが約100
〜140μm、n形部分層(3.1)の厚さが約20〜
40μmであることを特徴とする、請求項1に記載の半
導体装置。
2. The thickness of the p-type partial layer (3.2) is about 100
140 μm, the thickness of the n-type partial layer (3.1) is about 20 to
The semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness is 40 μm.
【請求項3】 第2のGaAlAs層(2)の厚さが4
0〜60μmであることを特徴とする、請求項1又は2
に記載の半導体装置。
3. The thickness of the second GaAlAs layer (2) is 4
The thickness is 0 to 60 μm.
3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項4】 pn接合(3.3)の区域におけるアル
ミニウム含有量が約8原子%であることを特徴とする、
請求項1ないし3の1つに記載の半導体装置。
4. An aluminum content in the area of the pn junction (3.3) of about 8 atomic%,
The semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 第1のGaAlAs層のp形部分層
(3.2)の裏側が全面に及ぶ接触子(4)を備えてい
ることを特徴とする、請求項1ないし4の1つに記載の
半導体装置。
5. The method according to claim 1, wherein the back side of the p-type partial layer of the first GaAlAs layer is provided with a contact extending over the entire surface. 13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項6】 第2のn形GaAlAs層(2)の表面
に構造化された前側接触子(5)が設けられていること
を特徴とする、請求項1ないし5の1つに記載の半導体
装置。
6. The method according to claim 1, wherein a structured front contact is provided on the surface of the second n-type GaAlAs layer. Semiconductor device.
【請求項7】 GaAsから成る単結晶基板(1)を準
備し、 第1の融体の液相から、n形GaAlAsから成る第2
のエピタキシヤル層(2)を成長させ、その際第2のエ
ピタキシヤル層全体の厚さにわたつてアルミニウム含有
量を、成長方向に連続的に指数関数的に減少させ、かつ
エピタキシヤル成長の始めに少なくとも24原子%と
し、 第2の融体の液相から、GaAlAsから成る第1のエ
ピタキシヤル層(3.2,3.1)を成長させ、その際
第1のエピタキシヤル層全体の厚さにわたつてアルミニ
ウム含有量を、成長方向に連続的に指数関数的に減少さ
せ、かつエピタキシヤル成長の始めに25〜40原子%
とし、第2の融体をシリコンでドーピングして、まずn
形部分層(3.1)が成長し、遅れてp形部分層(3.
2)が成長し、これらの部分層が発光するpn接合
(3.3)を形成しかつ含むようにし、 エツチングにより基板(1)を除去することを特徴とす
る、半導体装置の製造方法。
7. A single crystal substrate (1) made of GaAs is prepared, and a second phase made of n-type GaAlAs is formed from a liquid phase of a first melt.
Is grown, the aluminum content being continuously and exponentially reduced in the growth direction over the entire thickness of the second epitaxial layer, and the beginning of the epitaxial growth. A first epitaxial layer (3.2, 3.1) of GaAlAs is grown from the liquid phase of the second melt, with the thickness of the entire first epitaxial layer being Over time, the aluminum content is reduced continuously and exponentially in the growth direction, and at the beginning of the epitaxial growth, 25 to 40 at.
And doping the second melt with silicon,
The p-type partial layer (3.1) grows and, with delay, the p-type partial layer (3.1.
2) A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: growing and forming a pn junction (3.3) in which these partial layers emit light; and removing the substrate (1) by etching.
【請求項8】 pn接合(3.3)の区域におけるアル
ミニウム含有量を約5〜10原子%とすることを特徴と
する、請求項7に記載の方法。
8. The method according to claim 7, wherein the aluminum content in the area of the pn junction is about 5 to 10 atomic%.
【請求項9】 第2のエピタキシヤル層(2)のエピタ
キシヤル成長の始めにアルミニウム含有量が、最大でも
第1のエピタキシヤル層(3.1,3.2)のエピタキ
シヤル成長の始めにおけるアルミニウム含有量に等しい
ことを特徴とする、請求項7又は8に記載の方法。
9. An aluminum content at the beginning of the epitaxial growth of the second epitaxial layer (2), at most at the beginning of the epitaxial growth of the first epitaxial layer (3.1, 3.2). 9. The method according to claim 7, wherein the content is equal to the aluminum content.
【請求項10】 第2のエピタキシヤル層(2)の成長
を、約6〜16原子%ただしいかなる場合にもpn接合
(3.3)の区域におけるより大きいアルミニウム含有
量で終了することを特徴とする、請求項7ないし9の1
つに記載の方法。
10. The method according to claim 1, wherein the growth of the second epitaxial layer is terminated at about 6 to 16 at.% But in any case with a higher aluminum content in the area of the pn junction. 10. The method according to claim 7, wherein
The method described in one.
【請求項11】 第1の融体がドーピング物質としてテ
ルルを含んでいることを特徴とする、請求項7ないし1
0の1つに記載の方法。
11. The method according to claim 7, wherein the first melt contains tellurium as a doping substance.
0. The method according to one of the preceding claims.
【請求項12】 第1のエピタキシヤル層(3.2,
3.1)のエピタキシヤル成長を約150μmの全厚さ
まで行い、その際n形部分層(3.1)を約30μmの
厚さとすることを特徴とする、請求項7ないし11の1
つに記載の方法。
12. The first epitaxial layer (3.2,
12. The method according to claim 7, wherein the epitaxial growth according to 3.1) is carried out to a total thickness of about 150 [mu] m, the n-type partial layer (3.1) having a thickness of about 30 [mu] m.
The method described in one.
【請求項13】 第1のエピタキシヤル層(3.2,
3.1)のアルミニウム含有量を、成長の終りにほぼ0
原子%に低下させることを特徴とする、請求項7ないし
12の1つに記載の方法。
13. The first epitaxial layer (3.2,
The aluminum content of 3.1) is reduced to almost 0 at the end of the growth.
13. Method according to one of claims 7 to 12, characterized in that it is reduced to atomic%.
【請求項14】 NHOH及びHから成るエツ
チング溶液により基板(1)を除去することを特徴とす
る、請求項7ないし13の1つに記載の方法。
14. The method as claimed in claim 7, wherein the substrate is removed by means of an etching solution comprising NH 4 OH and H 2 O 2 .
【請求項15】 基板(1)に対する境界面における第
2のエピタキシヤル層(2)のアルミニウム含有量を、
基板の除去の際境界面がエツチング侵食を終了するよう
に選ぶことを特徴とする、請求項14に記載の方法。
15. The aluminum content of the second epitaxial layer (2) at the interface with the substrate (1)
15. The method of claim 14, wherein upon removal of the substrate, the interface is selected to terminate etching erosion.
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