JPH04280687A - ｐ型ＣｄＳの作製方法 - Google Patents

ｐ型ＣｄＳの作製方法

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JPH04280687A
JPH04280687A JP3043502A JP4350291A JPH04280687A JP H04280687 A JPH04280687 A JP H04280687A JP 3043502 A JP3043502 A JP 3043502A JP 4350291 A JP4350291 A JP 4350291A JP H04280687 A JPH04280687 A JP H04280687A
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JP
Japan
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cds
type
oxygen
crystallinity
doped
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Pending
Application number
JP3043502A
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English (en)
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Hiroyuki Okuyama
浩之 奥山
Katsuhiro Akimoto
秋本　克洋
Masao Ikeda
昌夫 池田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • 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
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    • H—ELECTRICITY
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    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトルミネッセンス
、レーザダイオード等の発光素子に用いて好適なｐ型Ｃ
ｄＳの作製方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】例えば光記録再生等において、高記録密
度、高解像度化の要求から短波長光源の要求が高まって
いる。
【０００３】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のＣｄＳ混晶で
は、ｐ型のＣｄＳ混晶の作製が難しい。
【０００４】通常の一般的理論によれば、ＩＩ−ＶＩ族
混晶におけるアクセプタ及びドナー不純物としてはＩ族
及び　ＶＩＩ族の元素から選ばれる。しかしながら、Ｃ
ｄＳ混晶においては、Ｓの蒸気圧が高いことからｐ型不
純物ドープのＣｄＳの形成において、Ｓが抜け出して空
孔（ヴェイカンシー；Ｖａｃａｎｃｙ　）をつくりやす
く、結晶性が低い。
【０００５】また、アクセプタ準位の浅いｐ型のＣｄＳ
も得られていない。例えばアクセプタ準位の浅いとされ
る不純物の例えばＬｉでも、そのアクセプタ準位は、１
６５ｍｅＶ、Ｎａで１６９ｍｅＶ、Ｐで１２０ｍｅＶで
ある。
【０００６】したがって、このＣｄＳ混晶を用いた短波
長発光をなすアクセプタ・ドナー対型発光素子は実用化
されるに至っていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、浅い不純物準位を有する、したがって活性
化率が高く、結晶性に優れたｐ型のＣｄＳ、すなわち短
波長の発光効率の高い発光素子を得ることができるｐ型
のＣｄＳを作製することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＣｄＳ中に酸
素を１０１６〜１０１９原子／ｃｍ３　ドープしてｐ型
のＣｄＳを作製する。
【０００９】ここにＣｄＳ中に酸素を１０１６〜１０１
９原子／ｃｍ３　に選定する理由は、１０１６原子／ｃ
ｍ３　未満ではｐ型化が充分なされないこと、また１０
１９原子／ｃｍ３　を超えると結晶性に問題が生じてく
ることを認めたことに因る。
【００１０】
【作用】上述したように、酸素をドープしたＣｄＳは空
孔の発生が抑制されて結晶性に優れ、かつｐ型化される
。
【００１１】また、そのアクセプタ準位が浅く、したが
って活性化率が大きいことから発光素子を構成する場合
、ドナー・アクセプタ対発光の５０７０Åという短波長
、高エネルギー発光を高発光効率をもって行うことがで
きる。
【００１２】
【実施例】図１を参照して本発明の一実施例を説明する
。この場合、ＧａＡｓ単結晶基板１上に周知の技術、例
えばＭＢＥ（分子線エピタキシー）法等によってＣｄＳ
層２を例えば厚さ２μｍにエピタキシャル成長する。
【００１３】その後、例えば１．２μｍの深さに酸素を
イオン注入し例えば４１９℃のアニール処理を行った。
【００１４】そして、このような構成においてそのＣｄ
Ｓ層２側から励起光Ｌを照射した。このときの４°Ｋに
おける発光スペクトル図を図２に示す。これによれば、
ドナー束縛励起子ピークＩ２　と、アクセプタ束縛励起
子ピークＩ１　が発生しており、さらにドナー・アクセ
プタ対発光Ｄ−Ａが生じている。
【００１５】尚、これがＤ−Ａ発光であることは、フォ
ノンレプリカによる発光すなわち１個のＬｏフォノン励
起による発光Ｄ−Ａ１Ｌｏ　及び２個のＬｏフォノン励
起による発光Ｄ−Ａ２Ｌｏ　が生じていることによって
わかる。
【００１６】また、さらに図３はその励起強度を変化さ
せた場合で、曲線３１及び曲線３２はその励起強度を１
：１／２０とした場合で、この場合励起強度が高められ
ることによって短波長側に発光ピークがシフトしている
。これによってＤ−Ａ発光が生じていることがわかる。
【００１７】このように酸素ドープによってｐ型のＣｄ
Ｓが作製できた。
【００１８】このように酸素をドープした本発明による
ｐ型のＣｄＳではそのＤ−Ａ発光のエネルギーが、５０
７０Åで２．４４ｅＶであるが、これは図４で示すＮａ
・ＣｌドープのＣｄＳのＤ−Ａ発光のゼロフォノン線が
５１６２Åであるものに比較しても、この酸素のアクセ
プタ準位の深さが浅いことが理解できる。すなわち、そ
の準位は１３０ｍｅＶとなり、これにより、活性化率は
、９０％にもなる。
【００１９】上述した例においては、本発明をフォトル
ミネッセンス構成としてその発光について確認したもの
であるが、本発明は例えばレーザダイオード等の発光素
子に適用して短波長発光を行うことができる。
【００２０】また、上述した例においては、ＭＢＥ法に
よってＣｄＳを形成し、これにイオン注入によって酸素
のドープを行うようにした場合であるが、酸素化合物を
含むＣＶＤ（化学的気相成長法）等を用いることによっ
て酸素がドープされたＣｄＳのエピタキーを行う方法を
採ることもできるなどその製造方法は種々の方法を適用
できる。
【００２１】
【発明の効果】上述したように本発明における酸素をド
ープしたｐ型のＣｄＳによれば、ｐ型であるにも拘らず
空孔の発生を抑制でき、したがって結晶性に優れた信頼
性の高い、したがって歩留りの高いｐ型のＣｄＳを製造
することができることになる。
【００２２】また、このｐ型のＣｄＳによれば、そのア
クセプタ準位が浅いことによって短波長発光素子を形成
でき、さらにその活性化率が高く、また結晶性に優れて
いることによって発光効率の高い発光素子を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるｐ型のＣｄＳによるフォトルミネ
ッセンスの一例の略線的断面図である。
【図２】本発明によるｐ型ＣｄＳのスペクトル図である
。
【図３】本発明によるｐ型ＣｄＳの励起強度を変化させ
た場合の発光スペクトル図である。
【図４】従来の不純物ドープＣｄＳの発光スペクトル図
である。
【符号の説明】
１　　基板 ２　　ＣｄＳ層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ＣｄＳ中に酸素を１０１６〜１０１９
    原子／ｃｍ３　ドープしてｐ型のＣｄＳを作製すること
    を特徴とするｐ型ＣｄＳの作製方法。
JP3043502A 1991-03-08 1991-03-08 ｐ型ＣｄＳの作製方法 Pending JPH04280687A (ja)

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US07/848,128 US5234842A (en) 1991-03-08 1992-03-09 Method of producing p-typed CdS

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