JPH088461A - 発光受光素子 - Google Patents
発光受光素子Info
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- JPH088461A JPH088461A JP16303994A JP16303994A JPH088461A JP H088461 A JPH088461 A JP H088461A JP 16303994 A JP16303994 A JP 16303994A JP 16303994 A JP16303994 A JP 16303994A JP H088461 A JPH088461 A JP H088461A
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- compound semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶に対してオ
ーミック接触を得ることができるｐ型電極構造を備えた
発光受光素子を提供する。 【構成】発光受光素子は、Ｓｅを含む第１のｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層２０、ＨｇＳｅ層２１、第２
のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２２及び金属層
２３が順次積層されて成るｐ型電極構造を備えている。
Ｓｅを含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層
２０は（Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｄ）Ｓｅから成り、第２のｐ型
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２２はＺｎＴｅから成
ることが好ましい。
ーミック接触を得ることができるｐ型電極構造を備えた
発光受光素子を提供する。 【構成】発光受光素子は、Ｓｅを含む第１のｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層２０、ＨｇＳｅ層２１、第２
のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２２及び金属層
２３が順次積層されて成るｐ型電極構造を備えている。
Ｓｅを含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層
２０は（Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｄ）Ｓｅから成り、第２のｐ型
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２２はＺｎＴｅから成
ることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光受光素子に関し、特
に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体から成る発光受光素子の
ｐ型電極構造の改良に関する。
に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体から成る発光受光素子の
ｐ型電極構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＭｇＳＳｅ
等のワイドギャップＩＩ−ＶＩ族化合物半導体が、短波
長（緑色、青色）の発光ダイオードや半導体レーザ用の
材料として有望視されている。かかるＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を用いたＬＥＤの基本構造は、例えば、ＧａＡ
ｓ又はＺｎＳｅから成るｎ型化合物半導体基板の上に形
成された、ｎ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層、ｐ型
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層、ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体結晶から成るキャップ層、及び金属電極から
構成されている。また、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いた二重ヘテロ構造を有する半導体レーザの基本構造
は、例えば、ｎ型化合物半導体基板、ｎ型ＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体結晶層から成る第１のクラッド層、活性
層、ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層から成る第２
のクラッド層、ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶から
成るキャップ層、及び金属電極から構成されている。
尚、キャップ層は、コンタクト層としての機能、及びそ
の下に形成されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層の酸
化防止層としての機能を有する。
等のワイドギャップＩＩ−ＶＩ族化合物半導体が、短波
長（緑色、青色）の発光ダイオードや半導体レーザ用の
材料として有望視されている。かかるＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を用いたＬＥＤの基本構造は、例えば、ＧａＡ
ｓ又はＺｎＳｅから成るｎ型化合物半導体基板の上に形
成された、ｎ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層、ｐ型
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層、ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体結晶から成るキャップ層、及び金属電極から
構成されている。また、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いた二重ヘテロ構造を有する半導体レーザの基本構造
は、例えば、ｎ型化合物半導体基板、ｎ型ＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体結晶層から成る第１のクラッド層、活性
層、ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層から成る第２
のクラッド層、ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶から
成るキャップ層、及び金属電極から構成されている。
尚、キャップ層は、コンタクト層としての機能、及びそ
の下に形成されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層の酸
化防止層としての機能を有する。
【０００３】金属電極は、例えばＡｕから構成されてい
る。そして、キャップ層と金属電極との間には、低い接
触比抵抗及び信頼性の高いオーミック接触が要求され
る。然るに、例えばｐ型ＺｎＳｅと金属との接触界面に
は１ｅＶ以上の高さのポテンシャル障壁が存在する。一
方、これまで実現されているｐ型ＺｎＳｅ中のキャリア
濃度は最大でも１×１０18／ｃｍ3程度である。このた
め、ＺｎＳｅ系のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶を用い
た発光素子においては、ｐ型ＺｎＳｅから成るキャップ
層に対する金属電極のオーミック接触を得ることは本質
的に困難である。その結果、発光素子に動作に必要な印
加電圧が高くなり、また、金属電極とｐ型キャップ層と
の接触界面での電力損失による熱の発生によって発光素
子が劣化するといった問題がある。
る。そして、キャップ層と金属電極との間には、低い接
触比抵抗及び信頼性の高いオーミック接触が要求され
る。然るに、例えばｐ型ＺｎＳｅと金属との接触界面に
は１ｅＶ以上の高さのポテンシャル障壁が存在する。一
方、これまで実現されているｐ型ＺｎＳｅ中のキャリア
濃度は最大でも１×１０18／ｃｍ3程度である。このた
め、ＺｎＳｅ系のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶を用い
た発光素子においては、ｐ型ＺｎＳｅから成るキャップ
層に対する金属電極のオーミック接触を得ることは本質
的に困難である。その結果、発光素子に動作に必要な印
加電圧が高くなり、また、金属電極とｐ型キャップ層と
の接触界面での電力損失による熱の発生によって発光素
子が劣化するといった問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体結晶から成るキャップ層とｐ型電極との間にオ
ーミック接触を形成するために、ｐ型ＺｎＳｅ層から成
るキャップ層及びｐ型ＺｎＴｅ層から成る超格子構造と
し、このｐ型ＺｎＴｅ上に金属層を形成するｐ型電極構
造が検討されている（例えば、特開平６−５９２０号公
報参照）。しかしながら、このような超格子構造を形成
した場合、ｐ型ＺｎＳｅ層に空乏層が形成されるという
問題がある。
物半導体結晶から成るキャップ層とｐ型電極との間にオ
ーミック接触を形成するために、ｐ型ＺｎＳｅ層から成
るキャップ層及びｐ型ＺｎＴｅ層から成る超格子構造と
し、このｐ型ＺｎＴｅ上に金属層を形成するｐ型電極構
造が検討されている（例えば、特開平６−５９２０号公
報参照）。しかしながら、このような超格子構造を形成
した場合、ｐ型ＺｎＳｅ層に空乏層が形成されるという
問題がある。
【０００５】ｐ型クラッド層との間で優れたオーミック
接触を得るためのｐ型電極構造として、下からキャップ
層に相当するｐ型ＺｎＳｅ、セミメタルであるＨｇＳ
ｅ、及び金属層から成るｐ型電極構造が報告がされてい
る（"Improved ohmic contactsfor p-type ZnSe and re
lated p-on-n diode structure", Y.Lansari, et al,Ap
pl. Phys. Lett. 61(21), 23 November 1992, pp 2554-
2556 参照）。このようなｐ型電極構造は有害なＨｇを
含むＨｇＳｅ層が表面側に存在するために、発光素子の
製造における安全性に乏しいという問題を有する。ま
た、ＨｇＳｅ層上に形成する金属層として適切な材料が
無いという問題もある。
接触を得るためのｐ型電極構造として、下からキャップ
層に相当するｐ型ＺｎＳｅ、セミメタルであるＨｇＳ
ｅ、及び金属層から成るｐ型電極構造が報告がされてい
る（"Improved ohmic contactsfor p-type ZnSe and re
lated p-on-n diode structure", Y.Lansari, et al,Ap
pl. Phys. Lett. 61(21), 23 November 1992, pp 2554-
2556 参照）。このようなｐ型電極構造は有害なＨｇを
含むＨｇＳｅ層が表面側に存在するために、発光素子の
製造における安全性に乏しいという問題を有する。ま
た、ＨｇＳｅ層上に形成する金属層として適切な材料が
無いという問題もある。
【０００６】従って、本発明の目的は、ｐ型ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体結晶に対してオーミック接触を得ること
ができるｐ型電極構造を備えた発光受光素子を提供する
ことにある。
族化合物半導体結晶に対してオーミック接触を得ること
ができるｐ型電極構造を備えた発光受光素子を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の発光受光素子は、Ｓｅを含む第１のｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体結晶層、ＨｇＳｅ層、第２のｐ
型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層及び金属層が順次積
層されて成るｐ型電極構造を備えていることを特徴とす
る。
めの本発明の発光受光素子は、Ｓｅを含む第１のｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体結晶層、ＨｇＳｅ層、第２のｐ
型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層及び金属層が順次積
層されて成るｐ型電極構造を備えていることを特徴とす
る。
【０００８】本発明の発光受光素子においては、Ｓｅを
含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層は、
（Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｄ）Ｓｅから成り、第２のｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層はＺｎＴｅから成ることが好
ましい。金属層として、例えばＡｕ、Ｐｄ／Ｐｔ／Ａ
ｕ、Ｐｄ／Ａｕ等を例示することができる。ＨｇＳｅ層
は、ＨｇＳｅから構成される場合のみならず、ＨｇＳｅ
層と第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層の界面
近傍においてはＨｇ1-XＺｎXＳｅ組成を有していてもよ
く、更にはＨｇ1-XＺｎXＳｅ組成を有するグレーテッド
構造とすることもできる。また、ＨｇＳｅ層と第２のｐ
型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層の界面近傍において
はＨｇ1-YＺｎYＴｅ組成を有していてもよく、更にはＨ
ｇ1-YＺｎYＴｅ組成を有するグレーテッド構造とするこ
ともできる。
含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層は、
（Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｄ）Ｓｅから成り、第２のｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層はＺｎＴｅから成ることが好
ましい。金属層として、例えばＡｕ、Ｐｄ／Ｐｔ／Ａ
ｕ、Ｐｄ／Ａｕ等を例示することができる。ＨｇＳｅ層
は、ＨｇＳｅから構成される場合のみならず、ＨｇＳｅ
層と第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層の界面
近傍においてはＨｇ1-XＺｎXＳｅ組成を有していてもよ
く、更にはＨｇ1-XＺｎXＳｅ組成を有するグレーテッド
構造とすることもできる。また、ＨｇＳｅ層と第２のｐ
型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層の界面近傍において
はＨｇ1-YＺｎYＴｅ組成を有していてもよく、更にはＨ
ｇ1-YＺｎYＴｅ組成を有するグレーテッド構造とするこ
ともできる。
【０００９】第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶
層の下地層としては、ｐ型ＺｎＳＳｅ層、ｐ型ＺｎＭｇ
ＳＳｅ層を例示することができる。これらのｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層から成る下地層は、ｐ型クラ
ッド層、発光層、あるいは又光電変換層として機能す
る。一方、第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層
は、キャップ層として機能し、場合によっては、クラッ
ド層、発光層、あるいは又、光電変換層として機能す
る。
層の下地層としては、ｐ型ＺｎＳＳｅ層、ｐ型ＺｎＭｇ
ＳＳｅ層を例示することができる。これらのｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層から成る下地層は、ｐ型クラ
ッド層、発光層、あるいは又光電変換層として機能す
る。一方、第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層
は、キャップ層として機能し、場合によっては、クラッ
ド層、発光層、あるいは又、光電変換層として機能す
る。
【００１０】本明細書における発光受光素子という用語
には、発光素子及び受光素子が包含される。本発明にお
ける発光受光素子には、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶
層から構成された発光受光素子ならば如何なるものも包
含され、例えば、二重ヘテロ構造（ＤＨ）、分離閉じ込
めヘテロ構造（ＳＣＨ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）
を有し、端面発光型あるいは面発光型の発光ダイオード
や半導体レーザ、フォトダイオード、多重量子井戸構造
（ＭＱＷ）を有する光吸収変調器を挙げることができ
る。あるいは又、本発明における発光受光素子には、１
次元量子井戸構造や２次元量子井戸構造を有する半導体
レーザを含むことができ、更に、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ半導
体レーザ、横方向電流注入ＭＱＷ半導体レーザ、多重ス
トライプ形半導体レーザ等を含むことができる。
には、発光素子及び受光素子が包含される。本発明にお
ける発光受光素子には、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶
層から構成された発光受光素子ならば如何なるものも包
含され、例えば、二重ヘテロ構造（ＤＨ）、分離閉じ込
めヘテロ構造（ＳＣＨ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）
を有し、端面発光型あるいは面発光型の発光ダイオード
や半導体レーザ、フォトダイオード、多重量子井戸構造
（ＭＱＷ）を有する光吸収変調器を挙げることができ
る。あるいは又、本発明における発光受光素子には、１
次元量子井戸構造や２次元量子井戸構造を有する半導体
レーザを含むことができ、更に、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ半導
体レーザ、横方向電流注入ＭＱＷ半導体レーザ、多重ス
トライプ形半導体レーザ等を含むことができる。
【００１１】
【作用】本発明の発光受光素子のｐ型電極構造において
は、第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層と第２
のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層との間にセミメ
タル（半金属）であるＨｇＳｅ層が形成されている。例
えば第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層がｐ型
ＺｎＳｅから成る場合、第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体結晶層とＨｇＳｅ層の接触界面におけるポテンシ
ャル障壁の高さ（価電子帯のバンドギャップ）は、コモ
ンカチオンルールに則ると０ｅＶ程度である。従って、
第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層とＨｇＳｅ
層の接触界面において、オーミック接触を得ることがで
きる。
は、第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層と第２
のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層との間にセミメ
タル（半金属）であるＨｇＳｅ層が形成されている。例
えば第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層がｐ型
ＺｎＳｅから成る場合、第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体結晶層とＨｇＳｅ層の接触界面におけるポテンシ
ャル障壁の高さ（価電子帯のバンドギャップ）は、コモ
ンカチオンルールに則ると０ｅＶ程度である。従って、
第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層とＨｇＳｅ
層の接触界面において、オーミック接触を得ることがで
きる。
【００１２】一方、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体結晶層として適切な組成（例えば、ＺｎＴｅ）を選択
すれば、Ａｓ、Ｐ、Ｎ、Ｓｂ等のＶ族元素のドーパント
を用いることにより、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体結晶層のキャリア濃度を１０19／ｃｍ3程度に増加
させることが可能である。このため、第２のｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層と金属層との接触界面、及び
第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層とＨｇＳｅ
層の接触界面において、オーミック接触を得ることがで
きる。更には、第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶層と第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層との
間にＨｇＳｅ層が形成されているので、第１のｐ型ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体結晶層に空乏層が形成されること
を抑制し得る。
体結晶層として適切な組成（例えば、ＺｎＴｅ）を選択
すれば、Ａｓ、Ｐ、Ｎ、Ｓｂ等のＶ族元素のドーパント
を用いることにより、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体結晶層のキャリア濃度を１０19／ｃｍ3程度に増加
させることが可能である。このため、第２のｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層と金属層との接触界面、及び
第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層とＨｇＳｅ
層の接触界面において、オーミック接触を得ることがで
きる。更には、第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶層と第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層との
間にＨｇＳｅ層が形成されているので、第１のｐ型ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体結晶層に空乏層が形成されること
を抑制し得る。
【００１３】更には、ＨｇＳｅ層は第２のｐ型ＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体結晶層で完全に被覆されているので、
発光受光素子の作製工程における安全性が高い。
Ｉ族化合物半導体結晶層で完全に被覆されているので、
発光受光素子の作製工程における安全性が高い。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。
明を説明する。
【００１５】（実施例１）図１に実施例１の発光受光素
子の模式的な断面図を示す。実施例１の発光素子は、分
離閉じ込めヘテロ構造（ＳＣＨ）を有する端面発光型の
半導体レーザから成る。即ち、例えばＳｉドープのｎ型
ＧａＡｓから成る化合物半導体基板１０の上に順次形成
された、０．８μｍ厚のｎ型ＺｎＭｇＳＳｅから成るｎ
型クラッド層１１、６０ｎｍ厚のｎ型ＺｎＳｅから成る
第１の光ガイド層１２、７ｎｍ厚のＺｎＣｄＳｅから成
る活性層１３、６０ｎｍ厚のｐ型ＺｎＳｅから成る第２
のガイド層１４、０．６μｍ厚のｐ型ＺｎＭｇＳＳｅか
ら成るｐ型クラッド層１５から構成されている。尚、必
要に応じてバッファ層（図示せず）を化合物半導体基板
１０とｎ型クラッド層１１の間に形成してもよい。化合
物半導体基板１０の裏面にはＩｎから成るｎ型電極１７
が設けられている。
子の模式的な断面図を示す。実施例１の発光素子は、分
離閉じ込めヘテロ構造（ＳＣＨ）を有する端面発光型の
半導体レーザから成る。即ち、例えばＳｉドープのｎ型
ＧａＡｓから成る化合物半導体基板１０の上に順次形成
された、０．８μｍ厚のｎ型ＺｎＭｇＳＳｅから成るｎ
型クラッド層１１、６０ｎｍ厚のｎ型ＺｎＳｅから成る
第１の光ガイド層１２、７ｎｍ厚のＺｎＣｄＳｅから成
る活性層１３、６０ｎｍ厚のｐ型ＺｎＳｅから成る第２
のガイド層１４、０．６μｍ厚のｐ型ＺｎＭｇＳＳｅか
ら成るｐ型クラッド層１５から構成されている。尚、必
要に応じてバッファ層（図示せず）を化合物半導体基板
１０とｎ型クラッド層１１の間に形成してもよい。化合
物半導体基板１０の裏面にはＩｎから成るｎ型電極１７
が設けられている。
【００１６】ｐ型クラッド層１５が第１のｐ型ＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体結晶層の下地層に相当する。そして、
ｐ型クラッド層１５の上に、以下の各層が順次形成され
たｐ型電極構造が設けられている。即ち、ｐ型電極構造
は、Ｓｅを含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶層２０（具体的には、厚さ０．６μｍのｐ型ＺｎＳｅ
層）、厚さ０．１μｍのＨｇＳｅ層２１、第２のｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２２（具体的には、厚さ
０．１μｍのｐ型ＺｎＴｅ層）、及びＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ
から成る金属層２３から構成されている。第１のｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２０はキャップ層に相当
する。尚、ｐ型クラッド層１５の一部分の上には、例え
ばポリイミドやＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁材
料から成る電流狭窄層１６が形成されている。
Ｉ族化合物半導体結晶層の下地層に相当する。そして、
ｐ型クラッド層１５の上に、以下の各層が順次形成され
たｐ型電極構造が設けられている。即ち、ｐ型電極構造
は、Ｓｅを含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶層２０（具体的には、厚さ０．６μｍのｐ型ＺｎＳｅ
層）、厚さ０．１μｍのＨｇＳｅ層２１、第２のｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２２（具体的には、厚さ
０．１μｍのｐ型ＺｎＴｅ層）、及びＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ
から成る金属層２３から構成されている。第１のｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２０はキャップ層に相当
する。尚、ｐ型クラッド層１５の一部分の上には、例え
ばポリイミドやＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁材
料から成る電流狭窄層１６が形成されている。
【００１７】各化合物半導体結晶層及びＨｇＳｅ層は、
公知のＭＯＣＶＤ法あるいはＭＢＥ法にて形成すること
ができる。例えば、ＭＢＥ法にて各化合物半導体結晶層
を形成する場合、ｎ型化合物半導体結晶層を形成する際
には例えばＣｌ（塩素）をドーパントとして用い、ｐ型
化合物半導体結晶層を形成する際には例えばＮ（窒素）
をドーパントとして用いる。具体的には、Ｃｌのドーピ
ングのためにＺｎＣｌ2を用いればよく、一方、Ｎのド
ーピングはＲＦプラズマ法にて行うことができる。ま
た，ＭＯＣＶＤ法にて各化合物半導体結晶層を形成する
場合、ｎ型化合物半導体結晶層を形成する際には、ドー
パントとして、例えばＣ2Ｈ5Ｉ、ＣＨ3Ｉ、ｎ−Ｃ4Ｈ9
Ｉ、ｔｅｒｔ−Ｃ4Ｈ9Ｉを使用することができる。ま
た、ｐ型化合物半導体結晶層を形成する際には、ドーパ
ントとして、例えばｔｅｒｔ−Ｃ4Ｈ9ＮＨ2、ＮＨ3、Ｃ
Ｈ3Ｎ3、Ｃ2Ｈ5Ｎ3、（ＣＨ3）2ＮＮＨ2を使用すること
ができる。
公知のＭＯＣＶＤ法あるいはＭＢＥ法にて形成すること
ができる。例えば、ＭＢＥ法にて各化合物半導体結晶層
を形成する場合、ｎ型化合物半導体結晶層を形成する際
には例えばＣｌ（塩素）をドーパントとして用い、ｐ型
化合物半導体結晶層を形成する際には例えばＮ（窒素）
をドーパントとして用いる。具体的には、Ｃｌのドーピ
ングのためにＺｎＣｌ2を用いればよく、一方、Ｎのド
ーピングはＲＦプラズマ法にて行うことができる。ま
た，ＭＯＣＶＤ法にて各化合物半導体結晶層を形成する
場合、ｎ型化合物半導体結晶層を形成する際には、ドー
パントとして、例えばＣ2Ｈ5Ｉ、ＣＨ3Ｉ、ｎ−Ｃ4Ｈ9
Ｉ、ｔｅｒｔ−Ｃ4Ｈ9Ｉを使用することができる。ま
た、ｐ型化合物半導体結晶層を形成する際には、ドーパ
ントとして、例えばｔｅｒｔ−Ｃ4Ｈ9ＮＨ2、ＮＨ3、Ｃ
Ｈ3Ｎ3、Ｃ2Ｈ5Ｎ3、（ＣＨ3）2ＮＮＨ2を使用すること
ができる。
【００１８】尚、実施例１における活性層１３、光ガイ
ド層１２，１４、クラッド層１１，１５、及びキャップ
層に相当する第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶
層２０の組成を以下に（構成例１）として纏めるが、そ
の他、（構成例２）〜（構成例４）に置き換えることも
できる。 （構成例１） 活性層 ＺｎＣｄＳｅ 光ガイド層 ＺｎＳｅ クラッド層 ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層 ＺｎＳｅ （構成例２） 活性層 ＺｎＣｄＳｅ 光ガイド層 ＺｎＳｅ クラッド層 ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層 ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄＳｅ （構成例３） 活性層 ＺｎＣｄＳｅ 光ガイド層 ＺｎＳＳｅ クラッド層 ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層 ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄＳｅ （構成例４） 活性層 ＺｎＣｄＳｅ 光ガイド層 ＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ又はＺｎＭｇＳＳｅ クラッド層 ＺｎＳＳｅ キャップ層 ＺｎＳｅ、ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄ
Ｓｅ
ド層１２，１４、クラッド層１１，１５、及びキャップ
層に相当する第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶
層２０の組成を以下に（構成例１）として纏めるが、そ
の他、（構成例２）〜（構成例４）に置き換えることも
できる。 （構成例１） 活性層 ＺｎＣｄＳｅ 光ガイド層 ＺｎＳｅ クラッド層 ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層 ＺｎＳｅ （構成例２） 活性層 ＺｎＣｄＳｅ 光ガイド層 ＺｎＳｅ クラッド層 ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層 ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄＳｅ （構成例３） 活性層 ＺｎＣｄＳｅ 光ガイド層 ＺｎＳＳｅ クラッド層 ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層 ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄＳｅ （構成例４） 活性層 ＺｎＣｄＳｅ 光ガイド層 ＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ又はＺｎＭｇＳＳｅ クラッド層 ＺｎＳＳｅ キャップ層 ＺｎＳｅ、ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄ
Ｓｅ
【００１９】（実施例２）図２に模式的な断面図を示す
実施例２の発光素子は、端面発光型の二重ヘテロ構造を
有する半導体レーザである。この半導体レーザから成る
発光素子は、ｎ型化合物半導体基板３０、その上に形成
された、バッファ層３１、ｎ型クラッド層３２、活性層
３３、ｐ型クラッド層３４から構成されている。ｐ型ク
ラッド層３４が第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶層の下地層に相当する。そして、このｐ型クラッド層
３４の上に、実施例１と同様に、Ｓｅを含む第１のｐ型
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２０（具体的にはｐ型
ＺｎＳｅ層）、ＨｇＳｅ層２１、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体結晶層２２（具体的には、ｐ型ＺｎＴｅ
層）、及びＰｄ／Ｐｔ／Ａｕから成る金属層２３から構
成されたｐ型電極構造が設けられている。第１のｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２０はキャップ層に相当
する。尚、ｐ型クラッド層３４の一部分の上には、絶縁
材料から成る電流狭窄層３６が形成されている。尚、図
２中、参照番号３７は、化合物半導体基板３０の裏面に
設けられたｎ型電極である。各層の組成を以下に例示す
る。
実施例２の発光素子は、端面発光型の二重ヘテロ構造を
有する半導体レーザである。この半導体レーザから成る
発光素子は、ｎ型化合物半導体基板３０、その上に形成
された、バッファ層３１、ｎ型クラッド層３２、活性層
３３、ｐ型クラッド層３４から構成されている。ｐ型ク
ラッド層３４が第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶層の下地層に相当する。そして、このｐ型クラッド層
３４の上に、実施例１と同様に、Ｓｅを含む第１のｐ型
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２０（具体的にはｐ型
ＺｎＳｅ層）、ＨｇＳｅ層２１、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体結晶層２２（具体的には、ｐ型ＺｎＴｅ
層）、及びＰｄ／Ｐｔ／Ａｕから成る金属層２３から構
成されたｐ型電極構造が設けられている。第１のｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２０はキャップ層に相当
する。尚、ｐ型クラッド層３４の一部分の上には、絶縁
材料から成る電流狭窄層３６が形成されている。尚、図
２中、参照番号３７は、化合物半導体基板３０の裏面に
設けられたｎ型電極である。各層の組成を以下に例示す
る。
【００２０】（構成例５） 活性層 ：ＺｎＳｅ クラッド層：ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層：ＺｎＳｅ、ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄ
Ｓｅ （構成例６） 活性層 ：ＺｎＳＳｅ クラッド層：ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層：ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄＳｅ
Ｓｅ （構成例６） 活性層 ：ＺｎＳＳｅ クラッド層：ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層：ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄＳｅ
【００２１】（実施例３）図３に模式的な断面図を示す
実施例３の発光素子は、実施例２の変形である。端面発
光型の二重ヘテロ構造を有する半導体レーザから成る実
施例３の発光素子は、実施例２と異なり、キャップ層が
省略されている。即ち、実施例３の発光素子は、ｎ型化
合物半導体基板３０、その上に形成された、バッファ層
３１、ｎ型クラッド層３２、活性層３３、ｐ型クラッド
層２０から構成されている。ｐ型クラッド層２０がＳｅ
を含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層に相
当する。そして、この第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体結晶層に相当するｐ型クラッド層２０の上に、実施
例１と同様に、ＨｇＳｅ層２１、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体結晶層２２（具体的には、ｐ型ＺｎＴｅ
層）、及びＰｄ／Ｐｔ／Ａｕから成る金属層２３が形成
されている。各層の組成を以下に例示する。
実施例３の発光素子は、実施例２の変形である。端面発
光型の二重ヘテロ構造を有する半導体レーザから成る実
施例３の発光素子は、実施例２と異なり、キャップ層が
省略されている。即ち、実施例３の発光素子は、ｎ型化
合物半導体基板３０、その上に形成された、バッファ層
３１、ｎ型クラッド層３２、活性層３３、ｐ型クラッド
層２０から構成されている。ｐ型クラッド層２０がＳｅ
を含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層に相
当する。そして、この第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体結晶層に相当するｐ型クラッド層２０の上に、実施
例１と同様に、ＨｇＳｅ層２１、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体結晶層２２（具体的には、ｐ型ＺｎＴｅ
層）、及びＰｄ／Ｐｔ／Ａｕから成る金属層２３が形成
されている。各層の組成を以下に例示する。
【００２２】（構成例７） 活性層 ：ＺｎＳｅ クラッド層：ＺｎＭｇＳｅ
【００２３】（実施例４）図４に模式的な断面図を示す
実施例４の発光素子は、発光ダイオードである。実施例
４の発光素子は、ｎ型化合物半導体基板４０、その上に
形成されたＧａがドープされたｎ型ＺｎＳｅ層４１、Ｎ
がドープされたｐ型ＺｎＳｅ層２０から構成されてい
る。ｐ型ＺｎＳｅ層２０がＳｅを含む第１のｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層に相当する。そして、この第
１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層に相当するｐ
型クラッド層２０の上に、実施例１と同様に、ＨｇＳｅ
層２１、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２
２（具体的には、ｐ型ＺｎＴｅ層）、及びＰｄ／Ｐｔ／
Ａｕから成る金属層２３が形成されている。尚、図４
中、参照番号４２は、化合物半導体基板４０の裏面に設
けられたｎ型電極である。
実施例４の発光素子は、発光ダイオードである。実施例
４の発光素子は、ｎ型化合物半導体基板４０、その上に
形成されたＧａがドープされたｎ型ＺｎＳｅ層４１、Ｎ
がドープされたｐ型ＺｎＳｅ層２０から構成されてい
る。ｐ型ＺｎＳｅ層２０がＳｅを含む第１のｐ型ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体結晶層に相当する。そして、この第
１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層に相当するｐ
型クラッド層２０の上に、実施例１と同様に、ＨｇＳｅ
層２１、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層２
２（具体的には、ｐ型ＺｎＴｅ層）、及びＰｄ／Ｐｔ／
Ａｕから成る金属層２３が形成されている。尚、図４
中、参照番号４２は、化合物半導体基板４０の裏面に設
けられたｎ型電極である。
【００２４】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例にて説明した構造や数値は例示であり、
適宜変更することができる。
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例にて説明した構造や数値は例示であり、
適宜変更することができる。
【００２５】例えば、実施例１にて説明した発光素子の
活性層１３を多重量子井戸構造とすることもできる。こ
の場合、活性層、クラッド層及びキャップ層を以下に例
示する組成の化合物半導体結晶から構成することができ
る。 （構成例８） 活性層 ：ＺｎＳｅ又はＺｎＳＳｅ（井戸層）／Ｚｎ
ＭｇＳＳｅ（障壁層） クラッド層：ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層：ＺｎＭｇＳｅ （構成例９） 活性層 ：ＺｎＣｄＳｅ（井戸層）／ＺｎＳｅ又はＺ
ｎＳＳｅ（障壁層） クラッド層：ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層：ＺｎＳｅ、ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄ
Ｓｅ
活性層１３を多重量子井戸構造とすることもできる。こ
の場合、活性層、クラッド層及びキャップ層を以下に例
示する組成の化合物半導体結晶から構成することができ
る。 （構成例８） 活性層 ：ＺｎＳｅ又はＺｎＳＳｅ（井戸層）／Ｚｎ
ＭｇＳＳｅ（障壁層） クラッド層：ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層：ＺｎＭｇＳｅ （構成例９） 活性層 ：ＺｎＣｄＳｅ（井戸層）／ＺｎＳｅ又はＺ
ｎＳＳｅ（障壁層） クラッド層：ＺｎＭｇＳＳｅ キャップ層：ＺｎＳｅ、ＺｎＭｇＳｅ又はＺｎＭｇＣｄ
Ｓｅ
【００２６】あるいは又、実施例１の発光素子における
第１及び／又は第２の光ガイド層１２，１４を、所謂グ
レーテッド構造とすることもできる。即ち、発光素子の
活性領域をＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造とすることもできる。
第１及び／又は第２の光ガイド層１２，１４を、所謂グ
レーテッド構造とすることもできる。即ち、発光素子の
活性領域をＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造とすることもできる。
【００２７】あるいは又、本発明の発光受光素子を、フ
ォトダイオードとすることもできる。この場合、フォト
ダイオードの構造は、基本的には図２〜図４に示した発
光素子と同様の構造とすればよい。但し、ｐ型電極構造
の配置を変えて、フォトダイオードを入射する光がｐ型
電極構造によって遮蔽されないようにする。更には、本
発明の発光受光素子を、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）を
有する光吸収変調器とすることができる。この光吸収変
調器においては多重量子井戸構造の井戸層面に垂直に電
界を印加する。これによって、伝導帯及び価電子帯の量
子準位が変化し、且つ波動関数の形が変化する。その結
果、多重量子井戸構造の光吸収スペクトルを電界印加に
よって変化させることができる。
ォトダイオードとすることもできる。この場合、フォト
ダイオードの構造は、基本的には図２〜図４に示した発
光素子と同様の構造とすればよい。但し、ｐ型電極構造
の配置を変えて、フォトダイオードを入射する光がｐ型
電極構造によって遮蔽されないようにする。更には、本
発明の発光受光素子を、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）を
有する光吸収変調器とすることができる。この光吸収変
調器においては多重量子井戸構造の井戸層面に垂直に電
界を印加する。これによって、伝導帯及び価電子帯の量
子準位が変化し、且つ波動関数の形が変化する。その結
果、多重量子井戸構造の光吸収スペクトルを電界印加に
よって変化させることができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明の発光受光素子のｐ型電極構造に
おいては第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層と
ＨｇＳｅ層の接触界面、及び第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体結晶層とＨｇＳｅ層の接触界面においては、
オーミック接触を得ることができる。従って、発光素子
に動作に必要な印加電圧を低下させることができ、ま
た、ｐ型電極構造における電力損失による熱の発生を抑
制することができ、発光受光素子の劣化を防止すること
ができる。また、ＨｇＳｅ層は第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体結晶層で完全に被覆されているので、発光
受光素子の作製工程における安全性が高い。
おいては第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層と
ＨｇＳｅ層の接触界面、及び第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体結晶層とＨｇＳｅ層の接触界面においては、
オーミック接触を得ることができる。従って、発光素子
に動作に必要な印加電圧を低下させることができ、ま
た、ｐ型電極構造における電力損失による熱の発生を抑
制することができ、発光受光素子の劣化を防止すること
ができる。また、ＨｇＳｅ層は第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体結晶層で完全に被覆されているので、発光
受光素子の作製工程における安全性が高い。
【図１】実施例１の発光素子の模式的な断面図である。
【図２】実施例２の発光素子の模式的な断面図である。
【図３】実施例３の発光素子の模式的な断面図である。
【図４】実施例４の発光素子の模式的な断面図である。
１０，３０，４０ 化合物半導体基板 １１，３２ ｎ型クラッド層 １２ 第１の光ガイド層 １３，３３ 活性層 １４ 第２のガイド層 １５，３４ ｐ型クラッド層 １６，３６ 電流狭窄層 １７，３７，４２ ｎ型電極 ２０ Ｓｅを含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
結晶層 ２１ ＨｇＳｅ層 ２２ 第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層 ２３ 金属層 ３１ バッファ層
結晶層 ２１ ＨｇＳｅ層 ２２ 第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層 ２３ 金属層 ３１ バッファ層
Claims (2)
- 【請求項１】Ｓｅを含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体結晶層、ＨｇＳｅ層、第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体結晶層及び金属層が順次積層されて成るｐ型
電極構造を備えていることを特徴とする発光受光素子。 - 【請求項２】Ｓｅを含む第１のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体結晶層は、（Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｄ）Ｓｅから成り、
第２のｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層はＺｎＴｅ
から成ることを特徴とする請求項１に記載の発光受光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16303994A JPH088461A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 発光受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16303994A JPH088461A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 発光受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088461A true JPH088461A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15766024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16303994A Pending JPH088461A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 発光受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088461A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009512181A (ja) * | 2005-10-06 | 2009-03-19 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 光起電活性の半導体材料を含む光電池 |
| US9192214B2 (en) | 2008-01-25 | 2015-11-24 | Raymond Gambill | Pole caddy for display of indicia and method of displaying said indicia |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP16303994A patent/JPH088461A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009512181A (ja) * | 2005-10-06 | 2009-03-19 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 光起電活性の半導体材料を含む光電池 |
| US9192214B2 (en) | 2008-01-25 | 2015-11-24 | Raymond Gambill | Pole caddy for display of indicia and method of displaying said indicia |
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