JPH0992930A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0992930A JPH0992930A JP24636295A JP24636295A JPH0992930A JP H0992930 A JPH0992930 A JP H0992930A JP 24636295 A JP24636295 A JP 24636295A JP 24636295 A JP24636295 A JP 24636295A JP H0992930 A JPH0992930 A JP H0992930A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 良オーミック接触が可能で且つ結晶性のよい
一導電型半導体層上に電極を備える半導体装置を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 ＺｎとＳｅを含むII−ＶＩ族化合物半導
体からなるｐ型半導体層７上にｐ型側電極９を備える半
導体装置であって、このｐ型半導体層７は、ｐ型側電極
９側近傍にｐ型半導体層７よりアクセプタ濃度が大きい
窒素含有領域膜８を有する。
一導電型半導体層上に電極を備える半導体装置を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 ＺｎとＳｅを含むII−ＶＩ族化合物半導
体からなるｐ型半導体層７上にｐ型側電極９を備える半
導体装置であって、このｐ型半導体層７は、ｐ型側電極
９側近傍にｐ型半導体層７よりアクセプタ濃度が大きい
窒素含有領域膜８を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＺｎとＳｅを含む
II−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ型半導体層上にｐ型
側電極を備える半導体装置に関する。
II−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ型半導体層上にｐ型
側電極を備える半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】直接遷移型の広禁止帯を有するＺｎＳ
ｅ、ＺｎＳＳｅ、ＭｇＺｎＳＳｅ等のII−ＶI族化合物
半導体は紫外光から青色、緑色の帯域の発光が可能なこ
とから、主に発光素子の材料として活発に研究が行われ
ている。
ｅ、ＺｎＳＳｅ、ＭｇＺｎＳＳｅ等のII−ＶI族化合物
半導体は紫外光から青色、緑色の帯域の発光が可能なこ
とから、主に発光素子の材料として活発に研究が行われ
ている。
【０００３】しかしながら、上述のようなＺｎとＳｅを
含むｐ型II−ＶI族化合物半導体層（コンタクト層）上
に、Ａｕ、Ｐｔ等からなる電極を単に形成するのみで
は、良好な特性のオーミック接触を得ることは困難であ
る。
含むｐ型II−ＶI族化合物半導体層（コンタクト層）上
に、Ａｕ、Ｐｔ等からなる電極を単に形成するのみで
は、良好な特性のオーミック接触を得ることは困難であ
る。
【０００４】これは、上記材料系では、アクセプター濃
度を１×１０18ｃｍ-3を越えるように製造することが困
難であることに起因する。
度を１×１０18ｃｍ-3を越えるように製造することが困
難であることに起因する。
【０００５】即ち、斯る材料系では、ｐ型コンタクト層
を高濃度のアクセプター濃度にできないため、例えばｐ
型コンタクト層がＺｎＳｅである場合、コンタクト層と
電極間に、価電子帯において約０．７５ｅＶのエネルギ
ー障壁が存在する。この結果、このｐ型ＺｎＳｅコンタ
クト層中の表面近傍に高抵抗の空乏層ができ、オーミッ
ク接触を妨げるためである。
を高濃度のアクセプター濃度にできないため、例えばｐ
型コンタクト層がＺｎＳｅである場合、コンタクト層と
電極間に、価電子帯において約０．７５ｅＶのエネルギ
ー障壁が存在する。この結果、このｐ型ＺｎＳｅコンタ
クト層中の表面近傍に高抵抗の空乏層ができ、オーミッ
ク接触を妨げるためである。
【０００６】この問題を解決する方法として、例えば実
開昭６３−１９１６５７号（Ｈ０１Ｌ ３３／００）公
報には、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層上に、ｐ型ＺｎＳｅ
膜／ｐ型ＺｎＴｅ膜からなる超格子構造層、及びｐ型Ｚ
ｎＴｅ層をこの順序で形成し、このｐ型ＺｎＴｅ層上に
Ａｕ電極を形成する構成が提案されている。
開昭６３−１９１６５７号（Ｈ０１Ｌ ３３／００）公
報には、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層上に、ｐ型ＺｎＳｅ
膜／ｐ型ＺｎＴｅ膜からなる超格子構造層、及びｐ型Ｚ
ｎＴｅ層をこの順序で形成し、このｐ型ＺｎＴｅ層上に
Ａｕ電極を形成する構成が提案されている。
【０００７】また、別の方法としては、ｐ型ＺｎＳｅ層
又はｐ型ＺｎＴｅ層上に、半金属ＨｇＳｅ層を介してＡ
ｕ電極を形成する構成が提案されている。
又はｐ型ＺｎＴｅ層上に、半金属ＨｇＳｅ層を介してＡ
ｕ電極を形成する構成が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の方法では、超格子構造層を構成する各膜の膜厚を正
確に制御する必要があるが、この制御を再現性よく行う
ことが困難である。
１の方法では、超格子構造層を構成する各膜の膜厚を正
確に制御する必要があるが、この制御を再現性よく行う
ことが困難である。
【０００９】また、II−ＶI族化合物半導体を用いた発
光素子を代表とする半導体装置では、一般に基板として
ＧａＡｓ単結晶基板を用いられ、このＧａＡｓ基板と格
子整合するようにII−ＶI族化合物半導体層が結晶成長
される。しかしながら、ＺｎＴｅ結晶はＧａＡｓ結晶に
対して格子不整合が著しく大きい。このため、半導体装
置内の結晶に転位が発生する等、良好な半導体結晶を得
ることが困難であり、装置抵抗、即ち、消費電力が大き
くなる恐れがある。
光素子を代表とする半導体装置では、一般に基板として
ＧａＡｓ単結晶基板を用いられ、このＧａＡｓ基板と格
子整合するようにII−ＶI族化合物半導体層が結晶成長
される。しかしながら、ＺｎＴｅ結晶はＧａＡｓ結晶に
対して格子不整合が著しく大きい。このため、半導体装
置内の結晶に転位が発生する等、良好な半導体結晶を得
ることが困難であり、装置抵抗、即ち、消費電力が大き
くなる恐れがある。
【００１０】また、第２の方法では、水銀は蒸気圧が高
いため、結晶成長が困難であるといった問題がある。
いため、結晶成長が困難であるといった問題がある。
【００１１】本発明は上述の問題点を鑑み成されたもの
であり、良オーミック接触が可能で且つ結晶性のよいＺ
ｎとＳｅを含むII−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ型半
導体層上にｐ型側電極を備える半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
であり、良オーミック接触が可能で且つ結晶性のよいＺ
ｎとＳｅを含むII−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ型半
導体層上にｐ型側電極を備える半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
ＺｎとＳｅを含むII−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ型
半導体層上にｐ型側電極を備える半導体装置であって、
前記ｐ型半導体層は、前記ｐ型側電極側近傍に該ｐ型半
導体層よりアクセプタ濃度が大きい窒素含有領域膜を有
することを特徴とする。
ＺｎとＳｅを含むII−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ型
半導体層上にｐ型側電極を備える半導体装置であって、
前記ｐ型半導体層は、前記ｐ型側電極側近傍に該ｐ型半
導体層よりアクセプタ濃度が大きい窒素含有領域膜を有
することを特徴とする。
【００１３】特に、前記ｐ型側電極と前記窒素含有領域
膜との距離が２６Å以下であることを特徴とする。
膜との距離が２６Å以下であることを特徴とする。
【００１４】更に、前記ｐ型半導体層は、前記ｐ型側電
極側近傍の他に該ｐ型半導体層よりアクセプタ濃度が大
きい窒素含有領域膜を有する。
極側近傍の他に該ｐ型半導体層よりアクセプタ濃度が大
きい窒素含有領域膜を有する。
【００１５】特に、前記窒素含有領域膜は、超薄膜であ
ることを特徴とする。
ることを特徴とする。
【００１６】更に、前記窒素含有領域膜は、窒素のデル
タドープ膜であることを特徴とする。
タドープ膜であることを特徴とする。
【００１７】また、前記ｐ型半導体層は、ＺｎＳｅ、Ｚ
ｎＳＳｅ、ＺｎＳＳｅＴｅ又はＭｇＺｎＳＳｅからなる
ことを特徴とする。
ｎＳＳｅ、ＺｎＳＳｅＴｅ又はＭｇＺｎＳＳｅからなる
ことを特徴とする。
【００１８】更に、前記ｐ型半導体層は、ＧａＡｓ基板
上に形成されていることを特徴とする。
上に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る半導
レーザを模式断面構造図である図１を用いて説明する。
レーザを模式断面構造図である図１を用いて説明する。
【００２０】図１中、１はｎ型ＧａＡｓ単結晶基板であ
る。この基板１上には層厚１μｍのｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ
クラッド層２、層厚０．１μｍのｎ型ＺｎＳＳｅ光ガイ
ド層３、アンドープのＺｎＳｅ活性層４、層厚０．１μ
ｍのｐ型ＺｎＳＳｅ光ガイド層５、及び層厚１μｍのｐ
型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層６がこの順序にエピタキシ
ャル成長されている。
る。この基板１上には層厚１μｍのｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ
クラッド層２、層厚０．１μｍのｎ型ＺｎＳＳｅ光ガイ
ド層３、アンドープのＺｎＳｅ活性層４、層厚０．１μ
ｍのｐ型ＺｎＳＳｅ光ガイド層５、及び層厚１μｍのｐ
型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層６がこの順序にエピタキシ
ャル成長されている。
【００２１】ｐ型クラッド層６上には、窒素がドープさ
れたアクセプタ濃度が１×１０18ｃｍ-3の層厚５ｎｍの
ｐ型ＺｎＳｅ結晶膜７ａとアクセプタ濃度が１．２×１
０19ｃｍ-3の層厚約２Åのｐ型となる窒素デルタドープ
膜８が交互に例えば１０組エピタキシャル成長された積
層構造層と、その最上に窒素がドープされたアクセプタ
濃度が１×１０18ｃｍ-3の層厚ｔÅのｐ型ＺｎＳｅ結晶
膜７ｂがエピタキャル成長され、このｐ型ＺｎＳｅ結晶
膜７ａ、７ｂが所謂従来のｐ型コンタクト層７を構成す
る。
れたアクセプタ濃度が１×１０18ｃｍ-3の層厚５ｎｍの
ｐ型ＺｎＳｅ結晶膜７ａとアクセプタ濃度が１．２×１
０19ｃｍ-3の層厚約２Åのｐ型となる窒素デルタドープ
膜８が交互に例えば１０組エピタキシャル成長された積
層構造層と、その最上に窒素がドープされたアクセプタ
濃度が１×１０18ｃｍ-3の層厚ｔÅのｐ型ＺｎＳｅ結晶
膜７ｂがエピタキャル成長され、このｐ型ＺｎＳｅ結晶
膜７ａ、７ｂが所謂従来のｐ型コンタクト層７を構成す
る。
【００２２】９はコンタクト層７上形成されたＡｕから
なるｐ型側電極、１０は基板１の下面に形成されたＩｎ
からなるｎ型側電極である。
なるｐ型側電極、１０は基板１の下面に形成されたＩｎ
からなるｎ型側電極である。
【００２３】このように本半導体装置では、ｐ型ＺｎＳ
ｅコンタクト層７がｐ型側電極９近傍に高濃度窒素デル
タドープ膜（高濃度窒素含有領域膜）８を有する他、互
いに所定距離離間する複数の高濃度窒素デルタドープ膜
（高濃度窒素含有領域膜）８、８、・・・を含む。
ｅコンタクト層７がｐ型側電極９近傍に高濃度窒素デル
タドープ膜（高濃度窒素含有領域膜）８を有する他、互
いに所定距離離間する複数の高濃度窒素デルタドープ膜
（高濃度窒素含有領域膜）８、８、・・・を含む。
【００２４】斯る半導体装置の一製造工程を簡単に説明
する。尚、図２はこの実施例で用いられるＭＢＥ（分子
線エピタキシー）装置の模式構成図である。
する。尚、図２はこの実施例で用いられるＭＢＥ（分子
線エピタキシー）装置の模式構成図である。
【００２５】図２中、１１は真空容器、１２は図示しな
い真空ポンプに接続され真空容器１１内を真空排気する
ための排気口、１３は真空容器内に設置された基板１を
支持し、該基板１を加熱して所望の結晶成長温度に保持
するための基板ホルダーである。１４、１５、１６、１
７は真空容器１１内に設置された上記基板１表面上に分
子線を照射するための、高純度のＺｎ（亜鉛）、高純度
のＳｅ（セレン）、高純度のＳ（硫黄）、高純度のＭｇ
（マグネシウム）がそれぞれ格納された分子線源として
のセル、１８は上記分子線と同時に基板１表面上にｐ型
ドーパント用ガスを照射するための真空容器１１内に設
置されたプラズマドーピング法用窒素セル、１９は上記
分子線と同時に基板１表面上にｎ型ドーパント用分子線
を照射するための高純度のＺｎＣｌ2が格納された分子
線源としての塩素セルである。
い真空ポンプに接続され真空容器１１内を真空排気する
ための排気口、１３は真空容器内に設置された基板１を
支持し、該基板１を加熱して所望の結晶成長温度に保持
するための基板ホルダーである。１４、１５、１６、１
７は真空容器１１内に設置された上記基板１表面上に分
子線を照射するための、高純度のＺｎ（亜鉛）、高純度
のＳｅ（セレン）、高純度のＳ（硫黄）、高純度のＭｇ
（マグネシウム）がそれぞれ格納された分子線源として
のセル、１８は上記分子線と同時に基板１表面上にｐ型
ドーパント用ガスを照射するための真空容器１１内に設
置されたプラズマドーピング法用窒素セル、１９は上記
分子線と同時に基板１表面上にｎ型ドーパント用分子線
を照射するための高純度のＺｎＣｌ2が格納された分子
線源としての塩素セルである。
【００２６】以下、この装置を用いた上記半導体レーザ
の製造方法の一例を示す。尚、従来と異なる点は、ｐ型
コンタクト層７がデルタドープ膜８を含有する点の作製
方法のみであるので、この点のみを詳細に述べる。
の製造方法の一例を示す。尚、従来と異なる点は、ｐ型
コンタクト層７がデルタドープ膜８を含有する点の作製
方法のみであるので、この点のみを詳細に述べる。
【００２７】最初に、基板１としてＧａＡｓ半導体基板
を基板ホルダー１３に装着した後、真空容器１１内を好
ましくは１０-9Ｔｏｒｒ程度の高真空になるまで排気す
る。
を基板ホルダー１３に装着した後、真空容器１１内を好
ましくは１０-9Ｔｏｒｒ程度の高真空になるまで排気す
る。
【００２８】その後、基板１を結晶成長温度（基板温
度）２６０℃に保持した状態でセル１４、１５、１６、
１７を加熱して、これら各セルからそれぞれＺｎからな
る分子線、Ｓｅからなる分子線、Ｓからなる分子線、Ｍ
ｇからなる分子線を適宜出射すると共に、ｐ型ドーパン
トとしては、窒素分子（Ｎ2）が内蔵されたガスボンベ
（図示せず）に連結された上記窒素セル１８にて窒素分
子を高周波電力１４０Ｗの条件下でプラズマ化した窒素
プラズマガスを照射し、ｎ型ドーパントとしては、塩素
セル１９からのＣｌからなる分子線を照射する。
度）２６０℃に保持した状態でセル１４、１５、１６、
１７を加熱して、これら各セルからそれぞれＺｎからな
る分子線、Ｓｅからなる分子線、Ｓからなる分子線、Ｍ
ｇからなる分子線を適宜出射すると共に、ｐ型ドーパン
トとしては、窒素分子（Ｎ2）が内蔵されたガスボンベ
（図示せず）に連結された上記窒素セル１８にて窒素分
子を高周波電力１４０Ｗの条件下でプラズマ化した窒素
プラズマガスを照射し、ｎ型ドーパントとしては、塩素
セル１９からのＣｌからなる分子線を照射する。
【００２９】上記ｐ型コンタクト層７のｐ型ＺｎＳｅ結
晶膜７ａ、ｐ型ＺｎＳｅ結晶膜７ｂは、従来と同様に、
上記各セル１４、１５、１８から、１．２×１０-7Ｔｏ
ｒｒのＺｎからなる分子線、１．８×１０-7Ｔｏｒｒの
Ｓｅからなる分子線、及び１×１０-6Ｔｏｒｒの窒素プ
ラズマガスを同時に照射して形成される。他方、窒素デ
ルタドープ膜８は、Ｓｅからなる分子線の照射を停止し
つつ、Ｚｎの蒸発を押さえるために１．２×１０-7Ｔｏ
ｒｒのＺｎからなる分子線を照射すると共に、１×１０
-6Ｔｏｒｒの窒素プラズマガスを照射して形成される。
晶膜７ａ、ｐ型ＺｎＳｅ結晶膜７ｂは、従来と同様に、
上記各セル１４、１５、１８から、１．２×１０-7Ｔｏ
ｒｒのＺｎからなる分子線、１．８×１０-7Ｔｏｒｒの
Ｓｅからなる分子線、及び１×１０-6Ｔｏｒｒの窒素プ
ラズマガスを同時に照射して形成される。他方、窒素デ
ルタドープ膜８は、Ｓｅからなる分子線の照射を停止し
つつ、Ｚｎの蒸発を押さえるために１．２×１０-7Ｔｏ
ｒｒのＺｎからなる分子線を照射すると共に、１×１０
-6Ｔｏｒｒの窒素プラズマガスを照射して形成される。
【００３０】斯る装置における高濃度窒素デルタドープ
膜８の形成は、例えば容量−電圧特性の測定より確認で
きる。図３は一例としてＳｅの供給を停止しつつＺｎ分
子線と窒素プラズマガスとを１０分間照射して形成した
窒素デルタドープ膜８のアクセプタ濃度のプロファイル
である。
膜８の形成は、例えば容量−電圧特性の測定より確認で
きる。図３は一例としてＳｅの供給を停止しつつＺｎ分
子線と窒素プラズマガスとを１０分間照射して形成した
窒素デルタドープ膜８のアクセプタ濃度のプロファイル
である。
【００３１】この図３から、このように形成した窒素デ
ルタドープ膜８のアクセプタ濃度は１．２×１０19ｃｍ
-3と高濃度に形成できることが判る。しかも、上記プロ
フィールが疑似ガウス分布近似であることから、この窒
素デルタドープ膜８の面密度が６×１０12ｃｍ-2の高ア
クセプタ濃度であることが判る。
ルタドープ膜８のアクセプタ濃度は１．２×１０19ｃｍ
-3と高濃度に形成できることが判る。しかも、上記プロ
フィールが疑似ガウス分布近似であることから、この窒
素デルタドープ膜８の面密度が６×１０12ｃｍ-2の高ア
クセプタ濃度であることが判る。
【００３２】このことから、窒素のドープは膜厚が大き
い場合、アクセプタ濃度を１×１０ 18ｃｍ-3より大きく
することは困難であるが、膜厚が小さい場合には高アク
セプタ濃度にできることが判る。
い場合、アクセプタ濃度を１×１０ 18ｃｍ-3より大きく
することは困難であるが、膜厚が小さい場合には高アク
セプタ濃度にできることが判る。
【００３３】このように、窒素のドープはドープ領域の
幅を小さくすることにより、高アクセプタ濃度にでき
る。ところで、上述では理想的には単原子層からなる窒
素デルタドープ膜を例に示したが、これより幅広の超薄
膜である高濃度窒素含有領域膜を用いることもできる。
幅を小さくすることにより、高アクセプタ濃度にでき
る。ところで、上述では理想的には単原子層からなる窒
素デルタドープ膜を例に示したが、これより幅広の超薄
膜である高濃度窒素含有領域膜を用いることもできる。
【００３４】図４は上記半導体レーザのコンタクト層７
の模式バンド構造図である。
の模式バンド構造図である。
【００３５】この図４から判るように、各高濃度窒素デ
ルタドープ膜８での価電子帯項は、ゼロバイアス時のフ
ェルミ準位より高く位置し、その結果、縮退する。
ルタドープ膜８での価電子帯項は、ゼロバイアス時のフ
ェルミ準位より高く位置し、その結果、縮退する。
【００３６】この縮退により、ｐ型側電極９に隣接する
高濃度窒素デルタドープ膜８で正孔が局在化するので、
この隣接するドープ膜８からｐ型側電極９とコンタクト
層７の間に生じる空乏層側に正孔が供給される。従っ
て、この空乏層の幅を小さくできる。
高濃度窒素デルタドープ膜８で正孔が局在化するので、
この隣接するドープ膜８からｐ型側電極９とコンタクト
層７の間に生じる空乏層側に正孔が供給される。従っ
て、この空乏層の幅を小さくできる。
【００３７】しかも、この構造に電界が印加（装置動
作）されると、ｐ型側電極９とコンタクト層７の間に生
じる空乏層は高抵抗であるので、印加された電界が集中
し、この空乏層のエネルギーバンドが極端に曲がる。こ
れにより、ｐ型側電極９に隣接する高濃度窒素デルタド
ープ膜８での上記局在化した正孔の波動関数がｐ型側電
極９にしみだすように変化する。この結果、電界印加に
よりｐ型側電極９からコンタクト層７側への正孔のトン
ネル確率（トンネル電流）が大きくなり、よって良好な
オーミック接触が得られる。
作）されると、ｐ型側電極９とコンタクト層７の間に生
じる空乏層は高抵抗であるので、印加された電界が集中
し、この空乏層のエネルギーバンドが極端に曲がる。こ
れにより、ｐ型側電極９に隣接する高濃度窒素デルタド
ープ膜８での上記局在化した正孔の波動関数がｐ型側電
極９にしみだすように変化する。この結果、電界印加に
よりｐ型側電極９からコンタクト層７側への正孔のトン
ネル確率（トンネル電流）が大きくなり、よって良好な
オーミック接触が得られる。
【００３８】加えて、上記ｐ型側電極９に隣接する高濃
度窒素デルタドープ膜８の他、互いに所定距離離間する
複数の高濃度窒素デルタドープ膜８は、隣接する膜８の
正孔の波動関数が重なるように前記所定距離離間（好ま
しくは１０ｎｍ以下）が設定されているので、装置抵抗
が小さくなる。しかも、空乏層の幅を小さくする効果が
ある。
度窒素デルタドープ膜８の他、互いに所定距離離間する
複数の高濃度窒素デルタドープ膜８は、隣接する膜８の
正孔の波動関数が重なるように前記所定距離離間（好ま
しくは１０ｎｍ以下）が設定されているので、装置抵抗
が小さくなる。しかも、空乏層の幅を小さくする効果が
ある。
【００３９】図５は、上記ｐ型側電極９に接触するｐ型
ＺｎＳｅ結晶膜７ｂの層厚ｔと装置の特性接触抵抗の関
係を示す計算結果である。
ＺｎＳｅ結晶膜７ｂの層厚ｔと装置の特性接触抵抗の関
係を示す計算結果である。
【００４０】この図５から、一般に接触抵抗は１０-4Ω
ｃｍ2程度以下であるのが好ましいので、上記接触する
ｐ型ＺｎＳｅ結晶膜７ｂの好ましい膜厚は、ｐ型側電極
９の材料などに依存するが、典型的には２６Å以下がよ
い。
ｃｍ2程度以下であるのが好ましいので、上記接触する
ｐ型ＺｎＳｅ結晶膜７ｂの好ましい膜厚は、ｐ型側電極
９の材料などに依存するが、典型的には２６Å以下がよ
い。
【００４１】尚、上述では窒素のプラズマドーピング法
を用いたが、窒素のガスドーピング法でも同様にでき
る。
を用いたが、窒素のガスドーピング法でも同様にでき
る。
【００４２】また、上述では、ｐ型ＺｎＳｅ結晶コンタ
クト層について述べたが、ｐ型ＭｇＺｎＳＳｅ結晶コン
タクト層やｐ型ＺｎＳＳｅＴｅ結晶コンタクト層等のＺ
ｎとＳｅを主成分とするII−ＶＩ族化合物半導体からな
るｐ型半導体結晶コンタクト層についても同様にでき
る。
クト層について述べたが、ｐ型ＭｇＺｎＳＳｅ結晶コン
タクト層やｐ型ＺｎＳＳｅＴｅ結晶コンタクト層等のＺ
ｎとＳｅを主成分とするII−ＶＩ族化合物半導体からな
るｐ型半導体結晶コンタクト層についても同様にでき
る。
【００４３】また、ｐ型コンタクト層は少なくともｐ型
側電極近傍にｐ型高濃度窒素含有領域膜を有すれば、良
オーミック接触にできるので、複数の高濃度窒素含有領
域膜を設けなくてもよい。
側電極近傍にｐ型高濃度窒素含有領域膜を有すれば、良
オーミック接触にできるので、複数の高濃度窒素含有領
域膜を設けなくてもよい。
【００４４】加えて、上記一実施形態は半導体レーザに
ついて説明したが、発光ダイオードなど他の半導体装置
にも適宜用いることができる。
ついて説明したが、発光ダイオードなど他の半導体装置
にも適宜用いることができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明の半導体装置は、ＺｎとＳｅを含
むII−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ型半導体層上にｐ
型側電極を備える半導体装置であって、前記ｐ型半導体
層は、前記ｐ型側電極側近傍に該ｐ型半導体層よりアク
セプタ濃度が大きい窒素含有領域膜を有する。この窒素
含有領域膜はアクセプタ濃度を大きく容易に形成可能で
あり、またこの膜厚は高精度に制御する必要もないの
で、容易に且つ再現性よく製造が可能である。
むII−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ型半導体層上にｐ
型側電極を備える半導体装置であって、前記ｐ型半導体
層は、前記ｐ型側電極側近傍に該ｐ型半導体層よりアク
セプタ濃度が大きい窒素含有領域膜を有する。この窒素
含有領域膜はアクセプタ濃度を大きく容易に形成可能で
あり、またこの膜厚は高精度に制御する必要もないの
で、容易に且つ再現性よく製造が可能である。
【００４６】そして、アクセプタ濃度が大きい窒素含有
領域膜での価電子帯項は、０バイアス時のフェルミ準位
より高く位置し、縮退させることができる。
領域膜での価電子帯項は、０バイアス時のフェルミ準位
より高く位置し、縮退させることができる。
【００４７】この縮退により、窒素含有領域膜で正孔が
局在化するので、この窒素含有領域膜からｐ型側電極と
ｐ型半導体層の間に生じる空乏層側に正孔が供給され
る。従って、この空乏層の幅を小さくできる。
局在化するので、この窒素含有領域膜からｐ型側電極と
ｐ型半導体層の間に生じる空乏層側に正孔が供給され
る。従って、この空乏層の幅を小さくできる。
【００４８】しかも、この構造に電界が印加（装置動
作）されると、ｐ型側電極とｐ型半導体層の間に生じる
空乏層は高抵抗であるので、印加された電界が集中し、
この空乏層のエネルギーバンドが極端に曲がり、これに
より、窒素含有領域膜での上記局在化した正孔の波動関
数がｐ型側電極にしみだすように変化する。この結果、
電界印加によりｐ型側電極からｐ型半導体層への正孔の
トンネル確率（トンネル電流）が大きくなり、よって良
好なオーミック接触が得られる。
作）されると、ｐ型側電極とｐ型半導体層の間に生じる
空乏層は高抵抗であるので、印加された電界が集中し、
この空乏層のエネルギーバンドが極端に曲がり、これに
より、窒素含有領域膜での上記局在化した正孔の波動関
数がｐ型側電極にしみだすように変化する。この結果、
電界印加によりｐ型側電極からｐ型半導体層への正孔の
トンネル確率（トンネル電流）が大きくなり、よって良
好なオーミック接触が得られる。
【００４９】斯る構成では、ｐ型半導体層と窒素含有領
域膜の格子定数は殆ど差がないので、これらは例えばＧ
ａＡｓ半導体基板やＺｎＳｅ基板と良好に格子整合が可
能となる。この結果、ｐ型半導体層と窒素含有領域膜は
良結晶性である。
域膜の格子定数は殆ど差がないので、これらは例えばＧ
ａＡｓ半導体基板やＺｎＳｅ基板と良好に格子整合が可
能となる。この結果、ｐ型半導体層と窒素含有領域膜は
良結晶性である。
【００５０】また、前記ｐ型側電極と前記窒素含有領域
膜との距離が２６Å以下である場合、接触抵抗が非常に
好ましい値になる。
膜との距離が２６Å以下である場合、接触抵抗が非常に
好ましい値になる。
【００５１】更に、前記窒素含有領域膜が超薄膜である
場合、窒素を容易に高濃度にドープできるので、アクセ
プタ濃度を容易に高めることができる。特に、前記窒素
含有領域膜が窒素のデルタドープ膜である場合、より高
濃度にドープできるので、アクセプタ濃度を容易により
高めることができる。
場合、窒素を容易に高濃度にドープできるので、アクセ
プタ濃度を容易に高めることができる。特に、前記窒素
含有領域膜が窒素のデルタドープ膜である場合、より高
濃度にドープできるので、アクセプタ濃度を容易により
高めることができる。
【００５２】また、前記ｐ型半導体層は、前記ｐ型側電
極側近傍の他に該ｐ型半導体層よりアクセプタ濃度が大
きい窒素含有領域膜を有する場合、複数の窒素含有領域
膜は、隣接する領域膜の正孔の波動関数が重なるように
前記所定距離離間が設定できるので、装置抵抗を小さく
できる。
極側近傍の他に該ｐ型半導体層よりアクセプタ濃度が大
きい窒素含有領域膜を有する場合、複数の窒素含有領域
膜は、隣接する領域膜の正孔の波動関数が重なるように
前記所定距離離間が設定できるので、装置抵抗を小さく
できる。
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体レーザの模式
断面構造図である。
断面構造図である。
【図２】上記半導体レーザを製造するのに用いたＭＢＥ
装置を示す模式構造図である。
装置を示す模式構造図である。
【図３】窒素デルタドープ膜のアクセプタ濃度のプロフ
ァイルを示す図である。
ァイルを示す図である。
【図４】上記半導体レーザのコンタクト層部分の模式バ
ンド構造図である。
ンド構造図である。
【図５】ｐ型側電極とそれに隣接する高濃度窒素含有領
域膜との距離と特性接触抵抗の関係を示す図である。
域膜との距離と特性接触抵抗の関係を示す図である。
【符号の説明】 １ ｎ型ＧａＡｓ基板 ７ ｐ型コンタクト層（ｐ型半導体層） ７ａ ｐ型ＺｎＳｅ層 ７ｂ ｐ型ＺｎＳｅ層 ８ ｐ型高濃度窒素デルタドープ膜（高濃度窒素含有
領域膜） ９ ｐ型側電極
領域膜） ９ ｐ型側電極
Claims (7)
- 【請求項１】 ＺｎとＳｅを含むII−ＶＩ族化合物半導
体からなるｐ型半導体層上にｐ型側電極を備える半導体
装置であって、 前記ｐ型半導体層は、前記ｐ型側電極側近傍に該ｐ型半
導体層よりアクセプタ濃度が大きい窒素含有領域膜を有
することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記ｐ型側電極と前記窒素含有領域膜と
の距離が２６Å以下であることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記ｐ型半導体層は、前記ｐ型側電極側
近傍の他に該ｐ型半導体層よりアクセプタ濃度が大きい
窒素含有領域膜を有することを特徴とする請求項１又は
２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記窒素含有領域膜は、超薄膜であるこ
とを特徴とする請求項１、２、又は３記載の半導体装
置。 - 【請求項５】 前記窒素含有領域膜は、窒素のデルタド
ープ膜であることを特徴とする請求項４記載の半導体装
置。 - 【請求項６】 前記ｐ型半導体層は、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ
Ｓｅ、ＺｎＳＳｅＴｅ又はＭｇＺｎＳＳｅからなること
を特徴とする請求項１、２、３、４、又は５記載の半導
体装置。 - 【請求項７】 前記ｐ型半導体層は、ＧａＡｓ基板上に
形成されていることを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、又は６記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24636295A JPH0992930A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24636295A JPH0992930A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0992930A true JPH0992930A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17147432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24636295A Pending JPH0992930A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0992930A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6087725A (en) * | 1997-09-29 | 2000-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Low barrier ohmic contact for semiconductor light emitting device |
| WO2003030273A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-04-10 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting element and method for manufacture thereof |
| JP2007036300A (ja) * | 2006-11-13 | 2007-02-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子、およびコンタクトを形成する方法 |
-
1995
- 1995-09-25 JP JP24636295A patent/JPH0992930A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6087725A (en) * | 1997-09-29 | 2000-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Low barrier ohmic contact for semiconductor light emitting device |
| WO2003030273A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-04-10 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting element and method for manufacture thereof |
| US6982438B2 (en) | 2001-07-25 | 2006-01-03 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting device and method for fabricating the same |
| JP2007036300A (ja) * | 2006-11-13 | 2007-02-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子、およびコンタクトを形成する方法 |
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