JPH025511A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH025511A JPH025511A JP15483088A JP15483088A JPH025511A JP H025511 A JPH025511 A JP H025511A JP 15483088 A JP15483088 A JP 15483088A JP 15483088 A JP15483088 A JP 15483088A JP H025511 A JPH025511 A JP H025511A
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- Japan
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- layer
- group
- compound semiconductor
- iii
- zn5e
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は半導体装置に関し、特ｊシニ高純度で高品質の
半導体層からなるＩＩＩ −Ｖ族／ＩＩ−ＶＩｌ族環導
体装置関するものである。
半導体層からなるＩＩＩ −Ｖ族／ＩＩ−ＶＩｌ族環導
体装置関するものである。
［従来の技術］
従来より、ＩＩ −ＶＩ族化合物半導体は、ＩＩＩ −
Ｖ族化合物半導体基板上に結晶成長し、・ていた。例え
ば、Ｚｎ５ｅはＧａＡｓ基板上に成長し、７ｎＳはＧａ
Ｐ基板上に成長していた。この理由は１ｎｓｅとＧａＡ
ｓとの格子不整が小さい、ＺｎＳとＧａＰとのＪ’ｌｌ
子不整が小さいこと、ＩＩＩ −Ｖ族化合物基板が転位
が小さいこと、高品質であること、Ｓｉ、ＧｅなとのＩ
Ｖ族基板を用いた際に発生するアンチフＪ−，イズドメ
インの生成の問題がないことなどによる。
Ｖ族化合物半導体基板上に結晶成長し、・ていた。例え
ば、Ｚｎ５ｅはＧａＡｓ基板上に成長し、７ｎＳはＧａ
Ｐ基板上に成長していた。この理由は１ｎｓｅとＧａＡ
ｓとの格子不整が小さい、ＺｎＳとＧａＰとのＪ’ｌｌ
子不整が小さいこと、ＩＩＩ −Ｖ族化合物基板が転位
が小さいこと、高品質であること、Ｓｉ、ＧｅなとのＩ
Ｖ族基板を用いた際に発生するアンチフＪ−，イズドメ
インの生成の問題がないことなどによる。
［発明が解決しようどする課題］
しかしながら、ＧａＡｓ基板−トのＺｎ５ｅ成長を例に
取って説明すると、ＧａＡｓ／Ｚｎ５ｅヘテロ界面での
相互拡散が著しく、ＺｎおよびＳｅは４００℃の成長温
度において、１時間のうちに約５００人もＧａＡｓ中に
拡散する。また、ＧａおよびＡｓは４００℃の成長温度
で１時間のうちに、約７０人もＺｎ５ｅ中に拡散する（
Ｎ。
取って説明すると、ＧａＡｓ／Ｚｎ５ｅヘテロ界面での
相互拡散が著しく、ＺｎおよびＳｅは４００℃の成長温
度において、１時間のうちに約５００人もＧａＡｓ中に
拡散する。また、ＧａおよびＡｓは４００℃の成長温度
で１時間のうちに、約７０人もＺｎ５ｅ中に拡散する（
Ｎ。
にｏｂａｙａｓｈｉ、 Ｊｐｎｊ、＾ｐｐ１．Ｐｈｙｓ
、 、に投稿中）。このペテロ界面における相互拡散に
よフて、ＧａＡｓ基板上に形成した２ｎＳｅ層はアンド
ープであってもＧａとＡｓにより自動的にドープされて
しまう。
、 、に投稿中）。このペテロ界面における相互拡散に
よフて、ＧａＡｓ基板上に形成した２ｎＳｅ層はアンド
ープであってもＧａとＡｓにより自動的にドープされて
しまう。
さらにまた、ＧａＡｓ基板に拡散したＩｎとＳｅにより
ＧａＡｓ基板のＺｎ５ｅ近傍のＧａＡｓの導電形および
抵抗率が変化する。従って、ＧａＡｓが基板上にＺｎ５
ｅのＰＮ接合を形成した場合、ＧａＡｓ基板とＺｎ５ｅ
ヘテロ界面との相互拡散による制御不可能な変成層が形
成サレ、２ｎＳｅのＰＮダイオードの特性を劣化させて
いた。また７、ｎＳｅ／ＧａＡｓ超格子、量子井戸構造
の作製はへテロ界面の相互拡散により不可能であった。
ＧａＡｓ基板のＺｎ５ｅ近傍のＧａＡｓの導電形および
抵抗率が変化する。従って、ＧａＡｓが基板上にＺｎ５
ｅのＰＮ接合を形成した場合、ＧａＡｓ基板とＺｎ５ｅ
ヘテロ界面との相互拡散による制御不可能な変成層が形
成サレ、２ｎＳｅのＰＮダイオードの特性を劣化させて
いた。また７、ｎＳｅ／ＧａＡｓ超格子、量子井戸構造
の作製はへテロ界面の相互拡散により不可能であった。
従って、本発明の目的はＩＩ−ＶＩ族／ ＩＩＩ −Ｖ
族のへテロ構造において、原子の相互拡散を抑制し、特
性の優れたＰＮ接合ＩＩ −ＶＩｌ族環導体装置特に急
峻な界面を持つＩＩ −ＶＩ族／ ＩＩＩ −Ｖ族超格
子、量子井戸構造を提供することにある。
族のへテロ構造において、原子の相互拡散を抑制し、特
性の優れたＰＮ接合ＩＩ −ＶＩｌ族環導体装置特に急
峻な界面を持つＩＩ −ＶＩ族／ ＩＩＩ −Ｖ族超格
子、量子井戸構造を提供することにある。
［課題を解決するための手段Ｊ
かかる目的を達成するために、本発明の第１の形態は、
ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体基板に、ＩＩ −ＩＶ族化
合物半導体層のＰＮ接合を形成した構造において、ＩＩ
Ｉ −Ｖ族化合物半導体基板とＰ形またはＮ形ＩＩ −
ＶＬ族化合物半導体層との間に、ＩＩＩ族原子がＡ１で
あるＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体層が挿入されているこ
とを特徴とする。
ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体基板に、ＩＩ −ＩＶ族化
合物半導体層のＰＮ接合を形成した構造において、ＩＩ
Ｉ −Ｖ族化合物半導体基板とＰ形またはＮ形ＩＩ −
ＶＬ族化合物半導体層との間に、ＩＩＩ族原子がＡ１で
あるＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体層が挿入されているこ
とを特徴とする。
本発明の第２の形態は、ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体層
とＴＩ −ＶＩ族化合物半導体層とを交互に繰り返した
構造において、ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体層とＩＩ
−ＶＩ属化合物半導体層との間に、Ｔｌｌｌ原子が＋ｌ
であるＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体層が挿入されている
ことを特徴とする。
とＴＩ −ＶＩ族化合物半導体層とを交互に繰り返した
構造において、ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体層とＩＩ
−ＶＩ属化合物半導体層との間に、Ｔｌｌｌ原子が＋ｌ
であるＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体層が挿入されている
ことを特徴とする。
［作 用］
本発明によれば、例えばＺｎ５ｅ／ＡｆｌＡｓへテロ接
合で代表されるＩＩ −ＶＩ族／Ａ１１−Ｖ族ヘテロ接
合による相互拡散は著しく少ない。この結果、Ｚｎ５ｅ
／ＧａＡｓヘテロ界面において物性の制御不可能な変成
層は形成されず、Ｚｎ５ｅ層へのＧａおよびＡｓのオー
トドーピングは著しく抑制される。
合で代表されるＩＩ −ＶＩ族／Ａ１１−Ｖ族ヘテロ接
合による相互拡散は著しく少ない。この結果、Ｚｎ５ｅ
／ＧａＡｓヘテロ界面において物性の制御不可能な変成
層は形成されず、Ｚｎ５ｅ層へのＧａおよびＡｓのオー
トドーピングは著しく抑制される。
［実施例］
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
実施例１
第１図は本発明の半導体装置の一実施例を示す断面図で
ある。第１図はｐ−ＧａＡｓ基板上にｐ−へ１＾Ｓ層を
形成し、その上にＺｎ５ｅのＰＮ接合を形成した例を示
したものである。
ある。第１図はｐ−ＧａＡｓ基板上にｐ−へ１＾Ｓ層を
形成し、その上にＺｎ５ｅのＰＮ接合を形成した例を示
したものである。
ｐ−ＧａＡＳ基板１（Ｚｎドープ量、１ ｘ １０”ｃ
ｍ−’）上に厚ざ１０００人のｐ−ＡｆｉＡｓ層２（Ｚ
ｎドープ量、１ｘ１０”ｃｍ−３）順次厚さ５０００人
のｐ−Ｚｎ５ｅ層３（ＬｉあるいはＮドープ量、１ ｘ
１０”ｃｍ−３） 、および厚さ５０００人のＮ−Ｚ
ｎ５ｅ層４（ｃｉあるいはＡＪＺドープ量、１ ｘ １
０”ｃｍ−３）を形成して、Ｚｎ５ｅのＰＮ接合を形成
した。
ｍ−’）上に厚ざ１０００人のｐ−ＡｆｉＡｓ層２（Ｚ
ｎドープ量、１ｘ１０”ｃｍ−３）順次厚さ５０００人
のｐ−Ｚｎ５ｅ層３（ＬｉあるいはＮドープ量、１ ｘ
１０”ｃｍ−３） 、および厚さ５０００人のＮ−Ｚ
ｎ５ｅ層４（ｃｉあるいはＡＪＺドープ量、１ ｘ １
０”ｃｍ−３）を形成して、Ｚｎ５ｅのＰＮ接合を形成
した。
実施例２
第２図は本発明の半導体装置の他の実施例を示す断面図
である。
である。
第２図はＮ−ＧａＡｓ基板上にＮ−ＡＪ：ｔＡｓ層を形
成し、その上にＺｎ５ｅのＰＮ接合を形成した例を示し
たものである。
成し、その上にＺｎ５ｅのＰＮ接合を形成した例を示し
たものである。
Ｎ−ＧａＡｓ基板５（Ｓｉのドープ量、１ ｘ １ｏ”
ｃｍ−３）上に厚さ１０００人のＮ−１Ａｓ層６（Ｓｅ
のドープ量、１ ｘ １０′８ｃ「３） 、順次厚さ５
０００人のＮ−Ｚｎ５ｅ層７（ｃｉあるいはＡ１ドープ
量、Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−ジ、および厚さ５０００人の
ｐ−Ｚｎ５ｅ層８（ＬｉあるいはＮドープ量、１ ｘ
１０”ｃｍ−’）を形成して、Ｚｎ５ｅのＰＮ接合を形
成した。
ｃｍ−３）上に厚さ１０００人のＮ−１Ａｓ層６（Ｓｅ
のドープ量、１ ｘ １０′８ｃ「３） 、順次厚さ５
０００人のＮ−Ｚｎ５ｅ層７（ｃｉあるいはＡ１ドープ
量、Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−ジ、および厚さ５０００人の
ｐ−Ｚｎ５ｅ層８（ＬｉあるいはＮドープ量、１ ｘ
１０”ｃｍ−’）を形成して、Ｚｎ５ｅのＰＮ接合を形
成した。
上記の各実施例において、ＡｕＡｓはＧａＡｓよりも結
合エネルギーが約１ｅＶ程度強いために、＋ｌ原子ある
いはＡｓ原子は容易にＺｎ５ｅ層に拡散しないことが予
想される。実際、Ａ１１Ａｓ／ＧａＡｓヘテロ界面のＳ
ＩＭＳ分析、 ＡＥＳ分析により界面急峻性は分解能以
下であり、ＧａＡｓ／Ｚｎ５ｅど比Ｑ１ノ下へテロ界面
における構成原子の相互拡散性は著しく抑制さ１＋丁い
ることがわかった。
合エネルギーが約１ｅＶ程度強いために、＋ｌ原子ある
いはＡｓ原子は容易にＺｎ５ｅ層に拡散しないことが予
想される。実際、Ａ１１Ａｓ／ＧａＡｓヘテロ界面のＳ
ＩＭＳ分析、 ＡＥＳ分析により界面急峻性は分解能以
下であり、ＧａＡｓ／Ｚｎ５ｅど比Ｑ１ノ下へテロ界面
における構成原子の相互拡散性は著しく抑制さ１＋丁い
ることがわかった。
このことにより従来問題となっていたＺｎ５ｅ／ＧａＡ
ｓヘテロ界面の変成層は形成されず、Ｚｎ５ｅ層へのＧ
ａとＡｓのオートドーピングの問題が解決ざね、良好な
ＰＮ接合特性を示した。
ｓヘテロ界面の変成層は形成されず、Ｚｎ５ｅ層へのＧ
ａとＡｓのオートドーピングの問題が解決ざね、良好な
ＰＮ接合特性を示した。
実施例ユ
第３図は本発明の半導体装置のさらに別の実施例を示す
断面図である。ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体ＧａＡｓ層
とＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層７ｎＳｅ層との間ＩｃＡ
ｎ Ａｓ層を挟んだ例を示ず。ＧａＡｓ基板９上に厚さ
１０人のＡＱＡｓ層１０層厚０１００ 人のＧａＡｓ層
１１、厚さ１０人のＡｆ２Ａｓ層１２、層上２厚８１０
０ 人のＺｎ５ｅ層１′３を形成したｔ）のである。以
下は同様の構造を繰り返ｌノで積層する。
断面図である。ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体ＧａＡｓ層
とＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層７ｎＳｅ層との間ＩｃＡ
ｎ Ａｓ層を挟んだ例を示ず。ＧａＡｓ基板９上に厚さ
１０人のＡＱＡｓ層１０層厚０１００ 人のＧａＡｓ層
１１、厚さ１０人のＡｆ２Ａｓ層１２、層上２厚８１０
０ 人のＺｎ５ｅ層１′３を形成したｔ）のである。以
下は同様の構造を繰り返ｌノで積層する。
このような積層構造においては、従来問題となっている
Ｚｎ５ｅ／ＧａＡｓへ″ｊ′−ロ界面における構成原子
の相互拡散による超格子構造の破壊は観測されず、良好
な折子井戸発光が観察さシまた。
Ｚｎ５ｅ／ＧａＡｓへ″ｊ′−ロ界面における構成原子
の相互拡散による超格子構造の破壊は観測されず、良好
な折子井戸発光が観察さシまた。
［発明の効果］
以上説明１ノたよう６″、、本発明によれば、例えば７
、ｎＳｅ／ＡＪ２ Ａｓヘテロ接合で代表さ才′ｐる＋
ｉ −ｖｉ族／Ａｊ２−Ｖ族ヘテロ接合による相互拡散
は著しく少ない、この結果、Ｚｎ５ｅ／ＧａＡｓヘテロ
界面において物性の制御不可能な変成層は形成されず、
Ｚｎ５ｅ層へのＧａおよびＡｓのオートドーピングは著
しく抑ル１さ、ｌする。
、ｎＳｅ／ＡＪ２ Ａｓヘテロ接合で代表さ才′ｐる＋
ｉ −ｖｉ族／Ａｊ２−Ｖ族ヘテロ接合による相互拡散
は著しく少ない、この結果、Ｚｎ５ｅ／ＧａＡｓヘテロ
界面において物性の制御不可能な変成層は形成されず、
Ｚｎ５ｅ層へのＧａおよびＡｓのオートドーピングは著
しく抑ル１さ、ｌする。
従って、ＰＮ接合を用いた可視光発光ダイオードの特性
は向上ｌ・、急峻な界面性を要求するＺｎ５ｅ／ Ａ
ｆｔ Ａｓ層 ＧａＡｓ超格子、量子井戸構造の実現が
可能どなる。
は向上ｌ・、急峻な界面性を要求するＺｎ５ｅ／ Ａ
ｆｔ Ａｓ層 ＧａＡｓ超格子、量子井戸構造の実現が
可能どなる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図、第３図は本発明のさらに
他の実施例を示す断面図である。 １・・・ｐ−ＧａＡＳ基板、 ２・・・ｐ−ＡＪ２Ａｓ層、 ３ ＝ｊｐ−４ｎＳｅ層、 ４−−−Ｎ−ＺｎＳｅ層、 ５− Ｎ−ＧａＡｓ基板、 ６・・・Ｎ−ＡρＡｓ層、 ７ ・−Ｎ−１ｎｓｅ層。 ８・・・ｐ−１ｎＳｅ層。 り ＝−Ｇ ａＡ ｓ ｊ、％ ＠ｉ 、１０−−−
ＡｆＩＡｓ層、 １１＝Ｇａ八ｓｌ’５． １２・・・ ＡＱＡｓ層、 １３−−−ＺｎＳｅ層。
明の他の実施例を示す断面図、第３図は本発明のさらに
他の実施例を示す断面図である。 １・・・ｐ−ＧａＡＳ基板、 ２・・・ｐ−ＡＪ２Ａｓ層、 ３ ＝ｊｐ−４ｎＳｅ層、 ４−−−Ｎ−ＺｎＳｅ層、 ５− Ｎ−ＧａＡｓ基板、 ６・・・Ｎ−ＡρＡｓ層、 ７ ・−Ｎ−１ｎｓｅ層。 ８・・・ｐ−１ｎＳｅ層。 り ＝−Ｇ ａＡ ｓ ｊ、％ ＠ｉ 、１０−−−
ＡｆＩＡｓ層、 １１＝Ｇａ八ｓｌ’５． １２・・・ ＡＱＡｓ層、 １３−−−ＺｎＳｅ層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）III−Ｖ族化合物半導体基板に、II−IV族化合物半
導体層のＰＮ接合を形成した構造において、III−Ｖ族
化合物半導体基板とＰ形またはＮ形II−VI族化合物半導
体層との間に、III族原子がＡｌであるIII−Ｖ族化合物
半導体層が挿入されていることを特徴とする半導体装置
。 ２）III−Ｖ族化合物半導体層とII−VI族化合物半導体
層とを交互に繰り返した構造において、III−Ｖ族化合
物半導体層とII−VI属化合物半導体層との間に、III族
原子がＡｌであるIII−Ｖ族化合物半導体層が挿入され
ていることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15483088A JPH025511A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15483088A JPH025511A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH025511A true JPH025511A (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=15592811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15483088A Pending JPH025511A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH025511A (ja) |
-
1988
- 1988-06-24 JP JP15483088A patent/JPH025511A/ja active Pending
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