JPH0738203A - ｐ形ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体用電極およびＩＩ−ＶＩ族化合物半導体発光素子 - Google Patents
ｐ形ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体用電極およびＩＩ−ＶＩ族化合物半導体発光素子Info
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- JPH0738203A JPH0738203A JP17792993A JP17792993A JPH0738203A JP H0738203 A JPH0738203 A JP H0738203A JP 17792993 A JP17792993 A JP 17792993A JP 17792993 A JP17792993 A JP 17792993A JP H0738203 A JPH0738203 A JP H0738203A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ビルトイン電圧が低くかつ接触抵抗も小さい
ｐ形II−VI族化合物半導体用電極、および低駆動電圧で
動作するII−VI族化合物半導体発光素子を実現すること
を目的とする。 【構成】 ｐ形II−VI族化合物半導体層の直上に、ｐ形
III−Ｖ族化合物半導体層を介して金属電極１３，１４
を形成する。また、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層とし
て、ＩnＡlＰ９，ＩnＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ１０，ＧaＡs
１１の内の少なくとも１層を用いる。また、ｐ形 III−
Ｖ族化合物半導体層として、ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ，
ＩnＧaＰ,ＧaＡsの内の２層以上を用い、かつｐ形II−V
I族化合物半導体に対して価電子帯の不連続が連続的に
小さくなる積層構造とする。
ｐ形II−VI族化合物半導体用電極、および低駆動電圧で
動作するII−VI族化合物半導体発光素子を実現すること
を目的とする。 【構成】 ｐ形II−VI族化合物半導体層の直上に、ｐ形
III−Ｖ族化合物半導体層を介して金属電極１３，１４
を形成する。また、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層とし
て、ＩnＡlＰ９，ＩnＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ１０，ＧaＡs
１１の内の少なくとも１層を用いる。また、ｐ形 III−
Ｖ族化合物半導体層として、ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ，
ＩnＧaＰ,ＧaＡsの内の２層以上を用い、かつｐ形II−V
I族化合物半導体に対して価電子帯の不連続が連続的に
小さくなる積層構造とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ｐ形II−VI族化合物半
導体用電極およびその電極形成技術を用いて形成された
電極を有するII−VI族化合物半導体発光素子に関する。
なお、II−VI族化合物半導体発光素子は、青色発光する
半導体レーザとして開発が進められている。
導体用電極およびその電極形成技術を用いて形成された
電極を有するII−VI族化合物半導体発光素子に関する。
なお、II−VI族化合物半導体発光素子は、青色発光する
半導体レーザとして開発が進められている。
【０００２】
【従来の技術】現在一般に用いられている III−Ｖ族化
合物半導体レーザでは、オーミック接触でかつ接触抵抗
の小さい電極形成技術が確立している。
合物半導体レーザでは、オーミック接触でかつ接触抵抗
の小さい電極形成技術が確立している。
【０００３】一方、青色発光するワイドバンドギャップ
II−VI族化合物半導体レーザでは、良好な特性が得られ
る電極形成技術は未だ確立していない。なお、II−VI族
化合物半導体レーザは、たとえばｎ形ＧaＡs基板上にエ
ピタキシャル成長させたｐ形ＺnＳe層とｎ形ＺnＳe層の
間に、ＺnＣdＳe／ＺnＳe 量子井戸構造の活性層を有す
る構造になっている。このＺnＳeは、伝導型制御可能な
II−VI族化合物半導体の代表的なものである。
II−VI族化合物半導体レーザでは、良好な特性が得られ
る電極形成技術は未だ確立していない。なお、II−VI族
化合物半導体レーザは、たとえばｎ形ＧaＡs基板上にエ
ピタキシャル成長させたｐ形ＺnＳe層とｎ形ＺnＳe層の
間に、ＺnＣdＳe／ＺnＳe 量子井戸構造の活性層を有す
る構造になっている。このＺnＳeは、伝導型制御可能な
II−VI族化合物半導体の代表的なものである。
【０００４】このII−VI族化合物半導体に対して現在用
いられている電極形成技術には、次のようなものがあ
る。その一つは、ｐ形ＺnＳe層に直接に金その他の金属
を蒸着して一方の電極を形成し、ｎ形ＧaＡs基板の裏面
に他方の電極を形成するものである。なお、このときの
電流−電圧特性の立ち上がり電圧（ビルトイン電圧）は
30Ｖ程度であった。また、他には、ｐ形ＺnＳe層の上に
低抵抗のｐ形ＺnＴeあるいは半金属のＨgＳeによるｐ形
電極用キャップ層を形成するものがある。なお、このと
きのビルトイン電圧は最小で９Ｖ程度であった。
いられている電極形成技術には、次のようなものがあ
る。その一つは、ｐ形ＺnＳe層に直接に金その他の金属
を蒸着して一方の電極を形成し、ｎ形ＧaＡs基板の裏面
に他方の電極を形成するものである。なお、このときの
電流−電圧特性の立ち上がり電圧（ビルトイン電圧）は
30Ｖ程度であった。また、他には、ｐ形ＺnＳe層の上に
低抵抗のｐ形ＺnＴeあるいは半金属のＨgＳeによるｐ形
電極用キャップ層を形成するものがある。なお、このと
きのビルトイン電圧は最小で９Ｖ程度であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、II−VI族
化合物半導体のｐ形結晶に電極を形成する従来技術は、
その表面に直接電極となる金属を蒸着するか、あるいは
その表面にｐ形ＺnＴe等でキャップ層を形成し、その上
に電極となる金属を蒸着するものであった。
化合物半導体のｐ形結晶に電極を形成する従来技術は、
その表面に直接電極となる金属を蒸着するか、あるいは
その表面にｐ形ＺnＴe等でキャップ層を形成し、その上
に電極となる金属を蒸着するものであった。
【０００６】しかし、前者の場合には、電極となる金属
とｐ形II−VI族化合物半導体との間に大きなビルトイン
電圧が存在した。また、後者の場合には、電極となる金
属とｐ形II−VI族化合物半導体との間の電圧障壁は小さ
くなるが、キャップ層を形成する物質（例えばＺnＴe）
とｐ形II−VI族化合物半導体との間に電圧障壁が新たに
生じる。そのために、ビルトイン電圧が III−Ｖ族化合
物半導体の場合のように低くならず、さらに接触抵抗も
大きくなるために良好な電極とは言えなかった。
とｐ形II−VI族化合物半導体との間に大きなビルトイン
電圧が存在した。また、後者の場合には、電極となる金
属とｐ形II−VI族化合物半導体との間の電圧障壁は小さ
くなるが、キャップ層を形成する物質（例えばＺnＴe）
とｐ形II−VI族化合物半導体との間に電圧障壁が新たに
生じる。そのために、ビルトイン電圧が III−Ｖ族化合
物半導体の場合のように低くならず、さらに接触抵抗も
大きくなるために良好な電極とは言えなかった。
【０００７】このようなことから青色発光するII−VI族
化合物半導体レーザでは、電極形成技術が特性向上の大
きな課題になっていた。本発明は、ビルトイン電圧が低
くかつ接触抵抗も小さいｐ形II−VI族化合物半導体用電
極、および低駆動電圧で動作するII−VI族化合物半導体
発光素子を提供することを目的とする。
化合物半導体レーザでは、電極形成技術が特性向上の大
きな課題になっていた。本発明は、ビルトイン電圧が低
くかつ接触抵抗も小さいｐ形II−VI族化合物半導体用電
極、および低駆動電圧で動作するII−VI族化合物半導体
発光素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
ｐ形II−VI族化合物半導体用電極は、ｐ形II−VI族化合
物半導体層の直上に、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層を
介して金属電極を形成する。
ｐ形II−VI族化合物半導体用電極は、ｐ形II−VI族化合
物半導体層の直上に、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層を
介して金属電極を形成する。
【０００９】請求項２に記載の発明のｐ形II−VI族化合
物半導体用電極は、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層とし
て、ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡs の内の
少なくとも１層を用いる。
物半導体用電極は、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層とし
て、ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡs の内の
少なくとも１層を用いる。
【００１０】請求項３に記載の発明のｐ形II−VI族化合
物半導体用電極は、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層とし
て、ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡs の内の
２層以上を用い、かつｐ形II−VI族化合物半導体に対し
て価電子帯の不連続が連続的に小さくなる積層構造とす
る。
物半導体用電極は、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層とし
て、ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡs の内の
２層以上を用い、かつｐ形II−VI族化合物半導体に対し
て価電子帯の不連続が連続的に小さくなる積層構造とす
る。
【００１１】請求項４に記載の発明のｐ形II−VI族化合
物半導体用電極は、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層の直
下に、ＺnＳe，ＺnＴe，ＣdＴe，またはこれらの混晶も
しくは超格子を配置する。
物半導体用電極は、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層の直
下に、ＺnＳe，ＺnＴe，ＣdＴe，またはこれらの混晶も
しくは超格子を配置する。
【００１２】請求項５に記載の発明のII−VI族化合物半
導体発光素子は、請求項１ないし請求項４のいずれかに
記載のｐ形II−VI族化合物半導体用電極を有する。
導体発光素子は、請求項１ないし請求項４のいずれかに
記載のｐ形II−VI族化合物半導体用電極を有する。
【００１３】
【作用】請求項１，２に記載の発明のｐ形II−VI族化合
物半導体用電極では、ｐ形II−VI族化合物半導体層と電
極となる金属との間に、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層
（ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡs の内の少
なくとも１層）を挿入する。この構造により、ｐ形II−
VI族化合物半導体層と金属電極との間でホールの障壁と
なるような価電子帯の不連続を小さくすることができ
る。したがって、ビルトイン電圧を低下させ、接触抵抗
を小さくすることができる。また、ｐ形 III−Ｖ族化合
物半導体層に金属電極が形成されることになるので、電
極形成を容易にすることができる。
物半導体用電極では、ｐ形II−VI族化合物半導体層と電
極となる金属との間に、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層
（ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡs の内の少
なくとも１層）を挿入する。この構造により、ｐ形II−
VI族化合物半導体層と金属電極との間でホールの障壁と
なるような価電子帯の不連続を小さくすることができ
る。したがって、ビルトイン電圧を低下させ、接触抵抗
を小さくすることができる。また、ｐ形 III−Ｖ族化合
物半導体層に金属電極が形成されることになるので、電
極形成を容易にすることができる。
【００１４】請求項３に記載の発明では、ＩnＡlＰ，Ｉ
nＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡs のｐ形 III−Ｖ族化合物
半導体層を２層以上積層する。この構造により、ｐ形II
−VI族化合物半導体層から金属電極に向けて、バンドギ
ャップを大から小に徐々に変化させることができ、さら
に価電子帯の不連続を小さくすることができる。
nＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡs のｐ形 III−Ｖ族化合物
半導体層を２層以上積層する。この構造により、ｐ形II
−VI族化合物半導体層から金属電極に向けて、バンドギ
ャップを大から小に徐々に変化させることができ、さら
に価電子帯の不連続を小さくすることができる。
【００１５】また、電極形成が極めて容易なｐ形 III−
Ｖ族化合物半導体層(例えばＧaＡs)を最上層に配置した
積層構造とすることにより、さらに電極形成を容易にす
ることができる。
Ｖ族化合物半導体層(例えばＧaＡs)を最上層に配置した
積層構造とすることにより、さらに電極形成を容易にす
ることができる。
【００１６】また、積層したｐ形 III−Ｖ族化合物半導
体層（例えばＩnＡlＰとＩnＧaＰ）の間に、下層から上
層へ連続的に組成を変化させるｐ形 III−Ｖ族化合物半
導体層（例えばＩnＧaＡlＰ ）を挿入すれば、その間に
存在する価電子帯の不連続を解消することができる。し
たがって、さらにビルトイン電圧を低下させ、接触抵抗
を小さくすることができる。
体層（例えばＩnＡlＰとＩnＧaＰ）の間に、下層から上
層へ連続的に組成を変化させるｐ形 III−Ｖ族化合物半
導体層（例えばＩnＧaＡlＰ ）を挿入すれば、その間に
存在する価電子帯の不連続を解消することができる。し
たがって、さらにビルトイン電圧を低下させ、接触抵抗
を小さくすることができる。
【００１７】請求項４に記載の発明では、ｐ形 III−Ｖ
族化合物半導体層の直下となるｐ形II−VI族化合物半導
体の最上層に、ＺnＳe，ＺnＴe，ＣdＴe，またはこれら
の混晶もしくは超格子を配置する。このとき、ｐ形 III
−Ｖ族化合物半導体との価電子帯の不連続は、ＺnＳe，
ＺnＴe，ＣdＴeの順に小さくなるので、さらにビルトイ
ン電圧を低下させ、接触抵抗を小さくすることが可能で
ある。なお、ｐ形II−VI族化合物半導体の最上層にＣd
Ｔeを配置した場合には、その上に積層されるｐ形 III
−Ｖ族化合物半導体はＩnＡlＰを除くものとなる。
族化合物半導体層の直下となるｐ形II−VI族化合物半導
体の最上層に、ＺnＳe，ＺnＴe，ＣdＴe，またはこれら
の混晶もしくは超格子を配置する。このとき、ｐ形 III
−Ｖ族化合物半導体との価電子帯の不連続は、ＺnＳe，
ＺnＴe，ＣdＴeの順に小さくなるので、さらにビルトイ
ン電圧を低下させ、接触抵抗を小さくすることが可能で
ある。なお、ｐ形II−VI族化合物半導体の最上層にＣd
Ｔeを配置した場合には、その上に積層されるｐ形 III
−Ｖ族化合物半導体はＩnＡlＰを除くものとなる。
【００１８】請求項５に記載の発明のII−VI族化合物半
導体発光素子では、本発明によりビルトイン電圧が低
く、接触抵抗が小さいｐ形II−VI族化合物半導体用電極
を用いる。この構造により駆動電圧を低下させ、素子特
性を改善することができる。
導体発光素子では、本発明によりビルトイン電圧が低
く、接触抵抗が小さいｐ形II−VI族化合物半導体用電極
を用いる。この構造により駆動電圧を低下させ、素子特
性を改善することができる。
【００１９】
【実施例】図１は、本発明によるｐ形II−VI族化合物半
導体用電極を用いたII−VI族化合物半導体レーザの実施
例を示す。なお、本図は、レーザ共振器を光の伝搬方向
（共振器の軸方向）に垂直に切断した断面構造を示す。
導体用電極を用いたII−VI族化合物半導体レーザの実施
例を示す。なお、本図は、レーザ共振器を光の伝搬方向
（共振器の軸方向）に垂直に切断した断面構造を示す。
【００２０】図において、ＧaＡs基板１の上方には、Ｇ
aＡsに格子整合した組成のｎ形ＺnＳＳe ／ＺnＳe超格
子バッファ層２、ｎ形ＺnＳＳe光閉じ込め層３、ｎ形Ｚ
nＳeキャリア閉じ込め層４、ＺnＣdＳe 活性層５、ｐ形
ＺnＳeキャリア閉じ込め層６、ｐ形ＺnＳＳe光閉じ込め
層７が形成され、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体の最上層
としてｐ形ＺnＳe層８が形成される。
aＡsに格子整合した組成のｎ形ＺnＳＳe ／ＺnＳe超格
子バッファ層２、ｎ形ＺnＳＳe光閉じ込め層３、ｎ形Ｚ
nＳeキャリア閉じ込め層４、ＺnＣdＳe 活性層５、ｐ形
ＺnＳeキャリア閉じ込め層６、ｐ形ＺnＳＳe光閉じ込め
層７が形成され、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体の最上層
としてｐ形ＺnＳe層８が形成される。
【００２１】本実施例では、その上にキャップ層とし
て、ｐ形ＩnＡlＰ９、ＩnＧaＰ１０、ｐ形ＧaＡs１１が
積層される。ｐ形ＧaＡs１１の上面を除いてキャップ層
およびｐ形ＺnＳe層８の上に絶縁膜１２が形成され、そ
の上に電極となる金属クロム１３および金電極１４が形
成される。また、ＧaＡs基板１の下には、インジウム電
極１５が形成される。
て、ｐ形ＩnＡlＰ９、ＩnＧaＰ１０、ｐ形ＧaＡs１１が
積層される。ｐ形ＧaＡs１１の上面を除いてキャップ層
およびｐ形ＺnＳe層８の上に絶縁膜１２が形成され、そ
の上に電極となる金属クロム１３および金電極１４が形
成される。また、ＧaＡs基板１の下には、インジウム電
極１５が形成される。
【００２２】このような構造により、正孔はｐ形ＧaＡs
１１から、電子はインジウム電極１５からそれぞれ、ｎ
形ＺnＳeキャリア閉じ込め層４、ＺnＣdＳe 活性層５、
ｐ形ＺnＳeキャリア閉じ込め層６の領域に注入され、こ
の領域で両者が発光再結合する。
１１から、電子はインジウム電極１５からそれぞれ、ｎ
形ＺnＳeキャリア閉じ込め層４、ＺnＣdＳe 活性層５、
ｐ形ＺnＳeキャリア閉じ込め層６の領域に注入され、こ
の領域で両者が発光再結合する。
【００２３】以下、本素子製作法の一例について説明す
る。ｎ形ＧaＡs基板１上に分子線エピタキシャル成長法
（以下ＭＢＥ法という。）を用いて、厚さ10ｎｍのｎ形
ＺnＳＳeと厚さ10ｎｍのｎ形ＺnＳeを繰り返し５回成長
させてｎ形ＺnＳＳe／ＺnＳe超格子バッファ層２を形成
する（キャリア濃度は共に１×1018/cｍ3 ，塩素ドー
プ）。続いて、厚さ 2.5μｍのｎ形Ｚn Ｓ0.07Ｓe0.93
光閉じ込め層３（キャリア濃度１×1017/cｍ3,塩素ドー
プ）、厚さ１μｍのｎ形ＺnＳeキャリア閉じ込め層４
（同１×1017/cｍ3,塩素ドープ）、厚さ20ｎｍのＺn0.8
Ｃd0.2Ｓe 活性層５（同１×1017/cｍ3,ノンドープ）、
厚さ１μｍのｐ形ＺnＳeキャリア閉じ込め層６（同２×
1017/cｍ3,窒素ドープ）、厚さ 1.5μｍのｐ形ＺnＳ
0.07Ｓe0.93光閉じ込め層７（同２×1017/cｍ3,窒素ド
ープ）、厚さ 0.1μｍのｐ形ＺnＳe層８（同１×1018/c
ｍ3,窒素ドープ）を連続して成長させる。
る。ｎ形ＧaＡs基板１上に分子線エピタキシャル成長法
（以下ＭＢＥ法という。）を用いて、厚さ10ｎｍのｎ形
ＺnＳＳeと厚さ10ｎｍのｎ形ＺnＳeを繰り返し５回成長
させてｎ形ＺnＳＳe／ＺnＳe超格子バッファ層２を形成
する（キャリア濃度は共に１×1018/cｍ3 ，塩素ドー
プ）。続いて、厚さ 2.5μｍのｎ形Ｚn Ｓ0.07Ｓe0.93
光閉じ込め層３（キャリア濃度１×1017/cｍ3,塩素ドー
プ）、厚さ１μｍのｎ形ＺnＳeキャリア閉じ込め層４
（同１×1017/cｍ3,塩素ドープ）、厚さ20ｎｍのＺn0.8
Ｃd0.2Ｓe 活性層５（同１×1017/cｍ3,ノンドープ）、
厚さ１μｍのｐ形ＺnＳeキャリア閉じ込め層６（同２×
1017/cｍ3,窒素ドープ）、厚さ 1.5μｍのｐ形ＺnＳ
0.07Ｓe0.93光閉じ込め層７（同２×1017/cｍ3,窒素ド
ープ）、厚さ 0.1μｍのｐ形ＺnＳe層８（同１×1018/c
ｍ3,窒素ドープ）を連続して成長させる。
【００２４】次に、第２の成長室でガスソースＭＢＥ法
を用いて、キャップ層として、厚さ0.2μｍのｐ形ＩnＡ
lＰ９（同１×1018/cｍ3 ，Ｂe ドープ）、厚さ 0.2μ
ｍのＩnＧaＰ１０（同１×1018/cｍ3, Ｂeドープ）、厚
さ 0.2μｍのｐ形ＧaＡs１１（同１×1018/cｍ3 ，Ｂe
ドープ）を成長させる。この成長に当たっては、下層の
II−VI族化合物半導体に影響を与えないようにするため
に、低温で成長できるＭＥＥ（マイグレーション・エン
ハンスト・エピタキシ）モードとする。
を用いて、キャップ層として、厚さ0.2μｍのｐ形ＩnＡ
lＰ９（同１×1018/cｍ3 ，Ｂe ドープ）、厚さ 0.2μ
ｍのＩnＧaＰ１０（同１×1018/cｍ3, Ｂeドープ）、厚
さ 0.2μｍのｐ形ＧaＡs１１（同１×1018/cｍ3 ，Ｂe
ドープ）を成長させる。この成長に当たっては、下層の
II−VI族化合物半導体に影響を与えないようにするため
に、低温で成長できるＭＥＥ（マイグレーション・エン
ハンスト・エピタキシ）モードとする。
【００２５】次に、ｐ形ＩnＡlＰ９、ＩnＧaＰ１０、ｐ
形ＧaＡs１１のうち、電流注入領域以外の領域をエンチ
ングして除去する。このとき、さらにｐ形ＺnＳe層８，
ｐ形ＺnＳＳe光閉じ込め層７の一部をエッチングしても
よい。なお、このエッチングが行われてもリブ導波形レ
ーザ構造となるだけなので、本来の素子特性を損なうこ
とはない。
形ＧaＡs１１のうち、電流注入領域以外の領域をエンチ
ングして除去する。このとき、さらにｐ形ＺnＳe層８，
ｐ形ＺnＳＳe光閉じ込め層７の一部をエッチングしても
よい。なお、このエッチングが行われてもリブ導波形レ
ーザ構造となるだけなので、本来の素子特性を損なうこ
とはない。
【００２６】次に、絶縁膜１２として、高周波スパッタ
でシリコン酸化膜を形成し、電流注入領域の部分のシリ
コン酸化膜をフォトリソグラフィ技術でエンチングして
除去する。次に、電子ビーム蒸着装置を用いて、厚さ
0.1μｍの金属クロム１３と厚さ 0.5μｍの金電極１４
を連続して形成する。一方、ＧaＡs基板１側の電極とな
るインジウム電極１５は、インジウム箔をヒートシンク
上に敷き、その上に素子を融着して形成される。
でシリコン酸化膜を形成し、電流注入領域の部分のシリ
コン酸化膜をフォトリソグラフィ技術でエンチングして
除去する。次に、電子ビーム蒸着装置を用いて、厚さ
0.1μｍの金属クロム１３と厚さ 0.5μｍの金電極１４
を連続して形成する。一方、ＧaＡs基板１側の電極とな
るインジウム電極１５は、インジウム箔をヒートシンク
上に敷き、その上に素子を融着して形成される。
【００２７】ところで、 III−Ｖ族化合物半導体への電
極形成技術はすでに確立しており、特にｐ形ＧaＡs１１
の電極金属として金属クロム１３を用いると、良好な電
極特性が得られることが知られている。
極形成技術はすでに確立しており、特にｐ形ＧaＡs１１
の電極金属として金属クロム１３を用いると、良好な電
極特性が得られることが知られている。
【００２８】ここで、 III−Ｖ族化合物半導体とII−VI
族化合物半導体のバンドラインアップを図２に示す。II
−VI族化合物半導体のｐ形ＺnＳe層８と金属電極との間
に、キャップ層を形成する III−Ｖ族化合物半導体とし
て、ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ,ＩnＧaＰ，ＧaＡsの内の少
なくとも１層を用いれば、ｐ形II−VI族化合物半導体層
から金属電極へ向けての価電子帯の不連続を小さくする
ことができることがわかる。これにより、ビルトイン電
圧を低下させ、接触抵抗を小さくして素子特性を改善す
ることができる。
族化合物半導体のバンドラインアップを図２に示す。II
−VI族化合物半導体のｐ形ＺnＳe層８と金属電極との間
に、キャップ層を形成する III−Ｖ族化合物半導体とし
て、ＩnＡlＰ，ＩnＧaＡlＰ,ＩnＧaＰ，ＧaＡsの内の少
なくとも１層を用いれば、ｐ形II−VI族化合物半導体層
から金属電極へ向けての価電子帯の不連続を小さくする
ことができることがわかる。これにより、ビルトイン電
圧を低下させ、接触抵抗を小さくして素子特性を改善す
ることができる。
【００２９】また、ｐ形ＺnＳe層８と金属電極との間
に、図１に示す実施例のように、キャップ層としてＩn
ＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡsをその順に積層して挿入する
ことにより、バンドギャップが大から小に徐々に変化す
ることがわかる。これにより、ｐ形II−VI族化合物半導
体層から金属電極へ向けての価電子帯の不連続をさらに
小さくすることができ、さらに素子特性を改善すること
ができる。
に、図１に示す実施例のように、キャップ層としてＩn
ＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡsをその順に積層して挿入する
ことにより、バンドギャップが大から小に徐々に変化す
ることがわかる。これにより、ｐ形II−VI族化合物半導
体層から金属電極へ向けての価電子帯の不連続をさらに
小さくすることができ、さらに素子特性を改善すること
ができる。
【００３０】また、ＩnＡlＰとＩnＧaＰとの間に、連続
的に組成が変化するＩnＧaＡlＰ を挿入すれば、ＩnＡl
ＰとＩnＧaＰとの間に存在する価電子帯の不連続が解消
され、さらにビルトイン電圧を低下させ、接触抵抗を小
さくすることができる。
的に組成が変化するＩnＧaＡlＰ を挿入すれば、ＩnＡl
ＰとＩnＧaＰとの間に存在する価電子帯の不連続が解消
され、さらにビルトイン電圧を低下させ、接触抵抗を小
さくすることができる。
【００３１】一方、ｐ形II−VI族化合物半導体におい
て、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体との価電子帯の不連続
は、図２に示すように、ＺnＳe，ＺnＴe，ＣdＴeの順に
小さくなる。したがって、ｐ形ＺnＳe層８に代えて、ｐ
形ＺnＴe，ｐ形ＣdＴeまたはｐ形ＺnＳeを含むこれらの
混晶もしくは超格子を配置した場合にも、ビルトイン電
圧を低下させ、接触抵抗を小さくすることができる。な
お、ＣdＴeのバンドギャップが0.53（eV) であり、Ｉn
ＡlＰが0.62（eV) であるので、ｐ形ＺnＳe層８に代え
てｐ形ＣdＴeを用いた場合には、その上にｐ形 III−Ｖ
族化合物半導体としてＩnＡlＰを配置することはできな
い。
て、ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体との価電子帯の不連続
は、図２に示すように、ＺnＳe，ＺnＴe，ＣdＴeの順に
小さくなる。したがって、ｐ形ＺnＳe層８に代えて、ｐ
形ＺnＴe，ｐ形ＣdＴeまたはｐ形ＺnＳeを含むこれらの
混晶もしくは超格子を配置した場合にも、ビルトイン電
圧を低下させ、接触抵抗を小さくすることができる。な
お、ＣdＴeのバンドギャップが0.53（eV) であり、Ｉn
ＡlＰが0.62（eV) であるので、ｐ形ＺnＳe層８に代え
てｐ形ＣdＴeを用いた場合には、その上にｐ形 III−Ｖ
族化合物半導体としてＩnＡlＰを配置することはできな
い。
【００３２】次に、本素子の電流−電圧特性を図３に示
す。図において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は電流（ｍ
Ａ）であり、実線が本実施例構造による特性を示す。な
お、参考のために、 III−Ｖ族化合物半導体によるキャ
ップ層がない場合の構造（従来構造）による特性を破線
で示す。
す。図において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は電流（ｍ
Ａ）であり、実線が本実施例構造による特性を示す。な
お、参考のために、 III−Ｖ族化合物半導体によるキャ
ップ層がない場合の構造（従来構造）による特性を破線
で示す。
【００３３】従来構造はビルトイン電圧が30Ｖ以上であ
るのに対して、本実施例の構造では6.5 Ｖとなってお
り、大幅に低減されているのがわかる。さらに、上述し
た他の従来構造においても９Ｖ程度となっているので、
それと比べても改善されていることがわかる。また、図
に示すように、ビルトイン電圧以上での曲線の傾きが本
実施例構造の方が急であることから、 III−Ｖ族化合物
半導体によるキャップ層を導入することにより、素子抵
抗も小さくなっていることがわかる。
るのに対して、本実施例の構造では6.5 Ｖとなってお
り、大幅に低減されているのがわかる。さらに、上述し
た他の従来構造においても９Ｖ程度となっているので、
それと比べても改善されていることがわかる。また、図
に示すように、ビルトイン電圧以上での曲線の傾きが本
実施例構造の方が急であることから、 III−Ｖ族化合物
半導体によるキャップ層を導入することにより、素子抵
抗も小さくなっていることがわかる。
【００３４】次に、本素子の室温におけるパルス駆動の
光−電流特性を図４に示す。図において、横軸は注入電
流（ｍＡ）、縦軸は光出力（ｍＷ）であり、実線が本実
施例構造による特性を示す。なお、参考のために、 III
−Ｖ族化合物半導体によるキャップ層がない場合の構造
（従来構造）による特性を破線で示す。
光−電流特性を図４に示す。図において、横軸は注入電
流（ｍＡ）、縦軸は光出力（ｍＷ）であり、実線が本実
施例構造による特性を示す。なお、参考のために、 III
−Ｖ族化合物半導体によるキャップ層がない場合の構造
（従来構造）による特性を破線で示す。
【００３５】本実施例の構造ではビルトイン電圧および
素子抵抗が低下するので、従来構造に比べて閾値電流も
約１／３に低減され、外部微分量子効率も改善されてい
ることがわかる。
素子抵抗が低下するので、従来構造に比べて閾値電流も
約１／３に低減され、外部微分量子効率も改善されてい
ることがわかる。
【００３６】なお、図１に示す実施例構造では絶縁膜１
２があるが、キャップ層の有無によってビルトイン電圧
がまったく異なることから、絶縁膜１２は必ずしも設け
なくてもよい。ただし、高注入電流駆動時に高電圧がか
かる場合には絶縁膜１２の効果が発揮され、光出力効率
の低下を防ぐことができる。
２があるが、キャップ層の有無によってビルトイン電圧
がまったく異なることから、絶縁膜１２は必ずしも設け
なくてもよい。ただし、高注入電流駆動時に高電圧がか
かる場合には絶縁膜１２の効果が発揮され、光出力効率
の低下を防ぐことができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ｐ形II−
VI族化合物半導体の電極形成において、ｐ形 III−Ｖ族
化合物半導体を用いたキャップ層を介する構造とするこ
とにより、ビルトイン電圧が低く、接触抵抗の小さい電
極を容易に形成することができる。また、ｐ形II−VI族
化合物半導体層から金属電極に向けて、価電子帯の不連
続が小さくなるようにｐ形 III−Ｖ族化合物半導体を積
層構造とすることにより、さらにビルトイン電圧を低
く、接触抵抗を小さくすることができる。
VI族化合物半導体の電極形成において、ｐ形 III−Ｖ族
化合物半導体を用いたキャップ層を介する構造とするこ
とにより、ビルトイン電圧が低く、接触抵抗の小さい電
極を容易に形成することができる。また、ｐ形II−VI族
化合物半導体層から金属電極に向けて、価電子帯の不連
続が小さくなるようにｐ形 III−Ｖ族化合物半導体を積
層構造とすることにより、さらにビルトイン電圧を低
く、接触抵抗を小さくすることができる。
【００３８】したがって、II−VI族化合物半導体発光素
子の電極として、本発明によるｐ形II−VI族化合物半導
体用電極を用いることにより、素子特性を大幅に改善す
ることができる。このように、本発明による電極形成技
術は、II−VI族化合物半導体を用いて発光素子その他を
作製するときに最も基本となる技術であり、応用範囲は
極めて広い。
子の電極として、本発明によるｐ形II−VI族化合物半導
体用電極を用いることにより、素子特性を大幅に改善す
ることができる。このように、本発明による電極形成技
術は、II−VI族化合物半導体を用いて発光素子その他を
作製するときに最も基本となる技術であり、応用範囲は
極めて広い。
【図１】本発明によるｐ形II−VI族化合物半導体用電極
を用いたII−VI族化合物半導体レーザの実施例構造を示
す断面図。
を用いたII−VI族化合物半導体レーザの実施例構造を示
す断面図。
【図２】III−Ｖ族化合物半導体とII−VI族化合物半導
体のバンドラインアップを示す図。
体のバンドラインアップを示す図。
【図３】本素子の電流−電圧特性を示す図。
【図４】本素子の室温におけるパルス駆動の光−電流特
性を示す図。
性を示す図。
１ ＧaＡs基板 ２ ｎ形ＺnＳＳe／ＺnＳe超格子バッファ層 ３ ｎ形ＺnＳＳe光閉じ込め層 ４ ｎ形ＺnＳeキャリア閉じ込め層 ５ ＺnＣdＳe 活性層 ６ ｐ形ＺnＳeキャリア閉じ込め層 ７ ｐ形ＺnＳＳe光閉じ込め層 ８ ｐ形ＺnＳe層 ９ ｐ形ＩnＡlＰ １０ ｐ形ＩnＧaＰ １１ ｐ形ＧaＡs １２ 絶縁膜 １３ 金属クロム １４ 金電極 １５ インジウム電極
Claims (5)
- 【請求項１】 亜鉛を含むｐ形II−VI族化合物半導体に
形成される電極において、 ｐ形II−VI族化合物半導体層の直上に、ｐ形 III−Ｖ族
化合物半導体層を介して金属電極を形成したことを特徴
とするｐ形II−VI族化合物半導体用電極。 - 【請求項２】 請求項１記載のｐ形II−VI族化合物半導
体用電極において、 ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層として、ＩnＡlＰ，Ｉn
ＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡsの内の少なくとも１層を用
いたことを特徴とするｐ形II−VI族化合物半導体用電
極。 - 【請求項３】 請求項１記載のｐ形II−VI族化合物半導
体用電極において、 ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層として、ＩnＡlＰ，Ｉn
ＧaＡlＰ，ＩnＧaＰ，ＧaＡsの内の２層以上を用い、か
つｐ形II−VI族化合物半導体に対して価電子帯の不連続
が連続的に小さくなる積層構造としたことを特徴とする
ｐ形II−VI族化合物半導体用電極。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載のｐ形II−VI族化合物半導体用電極において、 ｐ形 III−Ｖ族化合物半導体層の直下に、ＺnＳe，Ｚn
Ｔe，ＣdＴe，またはこれらの混晶もしくは超格子を配
置したことを特徴とするｐ形II−VI族化合物半導体用電
極。 - 【請求項５】 亜鉛を含むII−VI族化合物半導体発光素
子において、 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のｐ形II−VI
族化合物半導体用電極を有することを特徴とするII−VI
族化合物半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17792993A JPH0738203A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | ｐ形ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体用電極およびＩＩ−ＶＩ族化合物半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17792993A JPH0738203A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | ｐ形ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体用電極およびＩＩ−ＶＩ族化合物半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0738203A true JPH0738203A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16039541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17792993A Pending JPH0738203A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | ｐ形ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体用電極およびＩＩ−ＶＩ族化合物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738203A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009245973A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Tdk Corp | 発光素子 |
-
1993
- 1993-07-19 JP JP17792993A patent/JPH0738203A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009245973A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Tdk Corp | 発光素子 |
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