JP2001019599A - ＺｎＳｅ基板及びその製造方法、並びに発光素子 - Google Patents
ＺｎＳｅ基板及びその製造方法、並びに発光素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 青から緑色の発光波長を有する発光素子の作
製に適したＺｎＳｅ基板及びその作製方法、並びに発光
素子を提供しようとするものである。 【解決手段】 ドーパントとしてＩ族元素及びVII 族元
素を含有することを特徴とするＺｎＳｅ基板、及び、ハ
ロゲン輸送法で成長させたVII 族元素含有のＺｎＳｅ結
晶をＩ族元素とＺｎ又はＳｅ蒸気雰囲気の下で熱処理し
てVII 族元素をドーピングするＺｎＳｅ基板の作製方
法、並びに、該基板を用いた青から緑の発光波長を有す
る発光素子である。
製に適したＺｎＳｅ基板及びその作製方法、並びに発光
素子を提供しようとするものである。 【解決手段】 ドーパントとしてＩ族元素及びVII 族元
素を含有することを特徴とするＺｎＳｅ基板、及び、ハ
ロゲン輸送法で成長させたVII 族元素含有のＺｎＳｅ結
晶をＩ族元素とＺｎ又はＳｅ蒸気雰囲気の下で熱処理し
てVII 族元素をドーピングするＺｎＳｅ基板の作製方
法、並びに、該基板を用いた青から緑の発光波長を有す
る発光素子である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青から緑色の発光
波長を持つ発光素子に適したＺｎＳｅ基板及びその製造
方法、並びに該基板を用いて作製した発光素子に関す
る。
波長を持つ発光素子に適したＺｎＳｅ基板及びその製造
方法、並びに該基板を用いて作製した発光素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】II-VI 族化合物半導体の１種であるＺｎ
Ｓｅは、室温で２．７ｅＶと青色に相当する広いバンド
ギャップを有し、さらにｐ型やｎ型の導電性の制御が可
能なことから、青から緑色の発光素子用材料として注目
されている。この発光素子はＺｎＳｅ基板上に発光を担
う活性層を含む種々のＺｎＳｅ系薄膜を成長させて作製
する。この素子に電流を注入すると発光する。ここで、
ＺｎＳｅ基板を導電性にするためにはＺｎＳｅ基板にVI
I 族元素をドーピングすればよい。このドーピングはハ
ロゲン輸送法でＺｎＳｅ結晶を作製すると自動的に達成
される。例えば、ヨウ素輸送法で作製したＺｎＳｅ結晶
にはヨウ素が混入しており、この結晶をＺｎ蒸気雰囲気
で熱処理することによってキャリア密度が１×１０17ｃ
ｍ-3以上の導電性ＺｎＳｅ基板が得られることが知られ
ている。
Ｓｅは、室温で２．７ｅＶと青色に相当する広いバンド
ギャップを有し、さらにｐ型やｎ型の導電性の制御が可
能なことから、青から緑色の発光素子用材料として注目
されている。この発光素子はＺｎＳｅ基板上に発光を担
う活性層を含む種々のＺｎＳｅ系薄膜を成長させて作製
する。この素子に電流を注入すると発光する。ここで、
ＺｎＳｅ基板を導電性にするためにはＺｎＳｅ基板にVI
I 族元素をドーピングすればよい。このドーピングはハ
ロゲン輸送法でＺｎＳｅ結晶を作製すると自動的に達成
される。例えば、ヨウ素輸送法で作製したＺｎＳｅ結晶
にはヨウ素が混入しており、この結晶をＺｎ蒸気雰囲気
で熱処理することによってキャリア密度が１×１０17ｃ
ｍ-3以上の導電性ＺｎＳｅ基板が得られることが知られ
ている。
【０００３】例えば、ヨウ素のようなVII 族元素をドー
ピングした基板を使用して発光素子を作製すると、活性
層で発光した青から緑色の光が基板に吸収され、この吸
収された光が黄色の光に変換されて放出される。従っ
て、青から緑色の発光波長を有する発光素子を作製する
つもりでも、黄色が混じり青から緑色の発光を得ること
ができない。基板の光吸収は、光の波長が長波長になれ
ば少なくなるので長波長、即ち緑から黄緑色の発光素子
を作製するときには問題にならない。H.Wenischらによ
ると(J.Appl.Phys.82(1997)4690)ヨウ素輸送法で作製し
た基板では５２０ｎｍより長波長のＬＥＤであればこの
問題は回避されると報告されている。このように前記の
方法でＺｎＳｅ基板を作製するときには、５２０ｎｍよ
り短波長の発光素子を作製することはできない。
ピングした基板を使用して発光素子を作製すると、活性
層で発光した青から緑色の光が基板に吸収され、この吸
収された光が黄色の光に変換されて放出される。従っ
て、青から緑色の発光波長を有する発光素子を作製する
つもりでも、黄色が混じり青から緑色の発光を得ること
ができない。基板の光吸収は、光の波長が長波長になれ
ば少なくなるので長波長、即ち緑から黄緑色の発光素子
を作製するときには問題にならない。H.Wenischらによ
ると(J.Appl.Phys.82(1997)4690)ヨウ素輸送法で作製し
た基板では５２０ｎｍより長波長のＬＥＤであればこの
問題は回避されると報告されている。このように前記の
方法でＺｎＳｅ基板を作製するときには、５２０ｎｍよ
り短波長の発光素子を作製することはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
青から緑色の発光波長を持つ発光素子に適したＺｎＳｅ
基板及びその作製方法を提供しようとするものである。
青から緑色の発光波長を持つ発光素子に適したＺｎＳｅ
基板及びその作製方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、次の構成を採
用することにより、上記の課題の解決に成功した。 (1) ドーパントとしてＩ族元素及びVII 族元素を含有す
ることを特徴とするＺｎＳｅ基板。 (2) 前記Ｉ族元素としてリチウムを含有することを特徴
とする前記(1) 記載のＺｎＳｅ基板。 (3) 前記VII 族元素としてヨウ素を含有することを特徴
とする前記(1) 又は(2) 記載のＺｎＳｅ基板。 (4) キャリア密度が１×１０17ｃｍ-3以上であることを
特徴とする前記(1) 〜(3) のいずれか１つに記載のＺｎ
Ｓｅ基板。
用することにより、上記の課題の解決に成功した。 (1) ドーパントとしてＩ族元素及びVII 族元素を含有す
ることを特徴とするＺｎＳｅ基板。 (2) 前記Ｉ族元素としてリチウムを含有することを特徴
とする前記(1) 記載のＺｎＳｅ基板。 (3) 前記VII 族元素としてヨウ素を含有することを特徴
とする前記(1) 又は(2) 記載のＺｎＳｅ基板。 (4) キャリア密度が１×１０17ｃｍ-3以上であることを
特徴とする前記(1) 〜(3) のいずれか１つに記載のＺｎ
Ｓｅ基板。
【０００６】(5) VII 族元素をドーパントとして含有す
るＺｎＳｅウエハをハロゲン輸送法で製造した後、前記
ウエハにＩ族元素を拡散法でドーピングすることを特徴
とするＺｎＳｅ基板の作製方法。 (6) 前記VII 族元素としてヨウ素を用い、かつ前記Ｉ族
元素としてリチウムを用い、５００〜６５０℃の温度で
亜鉛及びリチウムの蒸気雰囲気下で加熱してリチウムを
拡散させることを特徴とする前記(5) 記載のＺｎＳｅ基
板の作製方法。 (7) 前記VII 族元素としてヨウ素を用い、かつ前記Ｉ族
元素としてリチウムを用い、５００〜１４２０℃、好ま
しくは５００〜１０００℃の温度でセレン及びリチウム
の蒸気雰囲気下で加熱してリチウムを拡散させることを
特徴とする前記(5) 記載のＺｎＳｅ基板の作製方法。 (8) 前記(1) 〜(4) のいずれか１つに記載の基板を使用
して作製した青から緑の発光波長を有することを特徴と
する発光素子。
るＺｎＳｅウエハをハロゲン輸送法で製造した後、前記
ウエハにＩ族元素を拡散法でドーピングすることを特徴
とするＺｎＳｅ基板の作製方法。 (6) 前記VII 族元素としてヨウ素を用い、かつ前記Ｉ族
元素としてリチウムを用い、５００〜６５０℃の温度で
亜鉛及びリチウムの蒸気雰囲気下で加熱してリチウムを
拡散させることを特徴とする前記(5) 記載のＺｎＳｅ基
板の作製方法。 (7) 前記VII 族元素としてヨウ素を用い、かつ前記Ｉ族
元素としてリチウムを用い、５００〜１４２０℃、好ま
しくは５００〜１０００℃の温度でセレン及びリチウム
の蒸気雰囲気下で加熱してリチウムを拡散させることを
特徴とする前記(5) 記載のＺｎＳｅ基板の作製方法。 (8) 前記(1) 〜(4) のいずれか１つに記載の基板を使用
して作製した青から緑の発光波長を有することを特徴と
する発光素子。
【０００７】
【発明の実施の形態】VII 族元素をドーピングしたＺｎ
Ｓｅ結晶の黄色発光は自己付活発光（ＳＡ発光）として
良く知られている。このＳＡ発光はＺｎＳｅ結晶中のセ
レンに置換したヨウ素と亜鉛空孔の複合体（ＳＡセンタ
ー）に起因すると言われている。ＺｎＳｅ結晶のバンド
ギャップは室温で２．７ｅＶであり、それよりエネルギ
ーの小さい、即ち長波長（＞４６０ｎｍ）の光は、Ｚｎ
Ｓｅ結晶には吸収されないはずである。しかしながら、
VII 族元素をドーピングしたＺｎＳｅ結晶では、吸収端
が長波長側にシフトし、その結果青から緑色の光も吸収
され、ＳＡセンターを励起してＳＡ発光を誘起する。
Ｓｅ結晶の黄色発光は自己付活発光（ＳＡ発光）として
良く知られている。このＳＡ発光はＺｎＳｅ結晶中のセ
レンに置換したヨウ素と亜鉛空孔の複合体（ＳＡセンタ
ー）に起因すると言われている。ＺｎＳｅ結晶のバンド
ギャップは室温で２．７ｅＶであり、それよりエネルギ
ーの小さい、即ち長波長（＞４６０ｎｍ）の光は、Ｚｎ
Ｓｅ結晶には吸収されないはずである。しかしながら、
VII 族元素をドーピングしたＺｎＳｅ結晶では、吸収端
が長波長側にシフトし、その結果青から緑色の光も吸収
され、ＳＡセンターを励起してＳＡ発光を誘起する。
【０００８】そこで、ヨウ素輸送法でヨウ素をドーピン
グしたＺｎＳｅ結晶をＺｎ蒸気雰囲気の下で５００℃、
６００℃、８００℃及び１０００℃でそれぞれ熱処理し
たところ、ＺｎＳｅ結晶の入射光の光子エネルギーと光
吸収係数（ｃｍ-1）の関係は図５に示すようになり、低
温で熱処理するときには高温で熱処理するより吸収端の
長波長側へのシフトが小さくなることが判明した（図５
参照）。しかし、低温で熱処理すると、キャリア密度が
小さくなり、発光素子用基板に適したものが得られない
ことが分かった。具体的には１０００℃で熱処理する
と、キャリア密度は７×１０17ｃｍ-3であったが、６０
０℃で熱処理すると、キャリア密度は５×１０16ｃｍ-3
まで低下した。
グしたＺｎＳｅ結晶をＺｎ蒸気雰囲気の下で５００℃、
６００℃、８００℃及び１０００℃でそれぞれ熱処理し
たところ、ＺｎＳｅ結晶の入射光の光子エネルギーと光
吸収係数（ｃｍ-1）の関係は図５に示すようになり、低
温で熱処理するときには高温で熱処理するより吸収端の
長波長側へのシフトが小さくなることが判明した（図５
参照）。しかし、低温で熱処理すると、キャリア密度が
小さくなり、発光素子用基板に適したものが得られない
ことが分かった。具体的には１０００℃で熱処理する
と、キャリア密度は７×１０17ｃｍ-3であったが、６０
０℃で熱処理すると、キャリア密度は５×１０16ｃｍ-3
まで低下した。
【０００９】本発明者は、熱処理のＺｎ蒸気雰囲気にＬ
ｉ蒸気を加えると、図６に示すように、５００〜６５０
℃という低温で熱処理しても吸収端のシフトが小さく、
キャリア密度も５×１０17ｃｍ-3程度を確保できること
を発見した。この結晶を基板として使用することによ
り、ＳＡ発光の少ない、青から緑の発光波長を有する発
光素子の作製が可能になった。
ｉ蒸気を加えると、図６に示すように、５００〜６５０
℃という低温で熱処理しても吸収端のシフトが小さく、
キャリア密度も５×１０17ｃｍ-3程度を確保できること
を発見した。この結晶を基板として使用することによ
り、ＳＡ発光の少ない、青から緑の発光波長を有する発
光素子の作製が可能になった。
【００１０】ＺｎとＬｉ蒸気雰囲気での熱処理は、７０
０℃以上の高温で熱処理すると、吸収端のシフトが更に
小さくなるが（図６）、キャリア密度が小さくなる上に
多量の析出（光学顕微鏡で確認）が生成し、発光素子用
基板に使用できないことが判明した。Ｚｎ蒸気の代わり
にＳｅ蒸気を使用してＳｅとＬｉ蒸気雰囲気下で６００
℃と８００℃で熱処理すると、高抵抗で導電性ではない
が、図７に示すように吸収端のシフトが小さくなり、ほ
とんどＳＡ発光が無く、析出もなく透明な基板を作製で
きることが判明した。
０℃以上の高温で熱処理すると、吸収端のシフトが更に
小さくなるが（図６）、キャリア密度が小さくなる上に
多量の析出（光学顕微鏡で確認）が生成し、発光素子用
基板に使用できないことが判明した。Ｚｎ蒸気の代わり
にＳｅ蒸気を使用してＳｅとＬｉ蒸気雰囲気下で６００
℃と８００℃で熱処理すると、高抵抗で導電性ではない
が、図７に示すように吸収端のシフトが小さくなり、ほ
とんどＳＡ発光が無く、析出もなく透明な基板を作製で
きることが判明した。
【００１１】本発明で使用可能なＩ族元素は、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ等を挙げることができ、また、VII 族元素として
使用可能なものは、Ｉ、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ等を挙げること
ができる。Ｉ族元素の中ではＬｉが、反応性が弱く扱い
易いので適している。VII 族元素の中では、ヨウ素を輸
送媒体とする化学輸送法でＺｎＳｅ結晶を成長するとき
に所定量を容易に含有させることができるところから、
ヨウ素が適している。また、熱処理雰囲気には、前記Ｉ
族元素に加えて結晶を構成するＺｎ又はＳｅ蒸気を用い
ることが好ましい。
ａ、Ｋ等を挙げることができ、また、VII 族元素として
使用可能なものは、Ｉ、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ等を挙げること
ができる。Ｉ族元素の中ではＬｉが、反応性が弱く扱い
易いので適している。VII 族元素の中では、ヨウ素を輸
送媒体とする化学輸送法でＺｎＳｅ結晶を成長するとき
に所定量を容易に含有させることができるところから、
ヨウ素が適している。また、熱処理雰囲気には、前記Ｉ
族元素に加えて結晶を構成するＺｎ又はＳｅ蒸気を用い
ることが好ましい。
【００１２】本発明で亜鉛とリチウム蒸気雰囲気下で加
熱してリチウムを拡散するときには、加熱温度を５００
〜６５０℃の範囲に調整することが好ましい。５００℃
を下回ると、ＺｎＳｅ結晶のキャリア密度が低下し、６
５０℃を超えると析出が発生するので好ましくない。
熱してリチウムを拡散するときには、加熱温度を５００
〜６５０℃の範囲に調整することが好ましい。５００℃
を下回ると、ＺｎＳｅ結晶のキャリア密度が低下し、６
５０℃を超えると析出が発生するので好ましくない。
【００１３】本発明でセリウムとリチウム蒸気雰囲気下
で加熱してリチウムを拡散するときには、加熱温度を５
００〜１４２０℃、好ましくは５００〜１０００℃の範
囲に調整するのがよい。５００℃を下回ると、ＳＡ発光
の抑制効果が弱い。１４２０℃を超えると、ＺｎＳｅ結
晶が相転移して結晶性を悪化させる。また、１０００℃
を超えると、Ｓｅ蒸気圧が高くなり熱処理が難しくなる
ので、１０００℃以下で行う方がよい。
で加熱してリチウムを拡散するときには、加熱温度を５
００〜１４２０℃、好ましくは５００〜１０００℃の範
囲に調整するのがよい。５００℃を下回ると、ＳＡ発光
の抑制効果が弱い。１４２０℃を超えると、ＺｎＳｅ結
晶が相転移して結晶性を悪化させる。また、１０００℃
を超えると、Ｓｅ蒸気圧が高くなり熱処理が難しくなる
ので、１０００℃以下で行う方がよい。
【００１４】熱処理時間は２４時間以上が望ましいが、
それ以下でも効果はある。熱処理後の冷却速度は、熱処
理状態を固定するために１０℃／分以上で冷却すること
が望ましく、結晶性を悪化させない範囲で冷却速度は速
い方がよいが、その上限は熱処理温度に依存し、２００
℃／分が一つの目安である。
それ以下でも効果はある。熱処理後の冷却速度は、熱処
理状態を固定するために１０℃／分以上で冷却すること
が望ましく、結晶性を悪化させない範囲で冷却速度は速
い方がよいが、その上限は熱処理温度に依存し、２００
℃／分が一つの目安である。
【００１５】図１は、本発明の熱処理方法を実施する装
置の１例を示したものである。石英、ＳｉＣ等の耐熱性
容器の底部にＩ族元素とＺｎ又はＳｅとを収容し、上方
には石英板を一定の間隔を置いて配置し、その石英板の
上にはハロゲン輸送法で作製したVI族元素をドーピング
したＺｎＳｅウエハを載せる。石英板の周囲には底部に
収容した金属蒸気を通気させる孔を設ける。そして、容
器に蓋をしてから炉内にセットして所定の熱処理温度ま
で加熱する。
置の１例を示したものである。石英、ＳｉＣ等の耐熱性
容器の底部にＩ族元素とＺｎ又はＳｅとを収容し、上方
には石英板を一定の間隔を置いて配置し、その石英板の
上にはハロゲン輸送法で作製したVI族元素をドーピング
したＺｎＳｅウエハを載せる。石英板の周囲には底部に
収容した金属蒸気を通気させる孔を設ける。そして、容
器に蓋をしてから炉内にセットして所定の熱処理温度ま
で加熱する。
【００１６】本発明の発光素子は青から緑の発光波長を
有する。素子の構造は特に限定されない。図２は導電性
基板を使用した例である。ｎ型ＺｎＳｅ基板上にｎ型Ｚ
ｎＳｅバッファー層、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、
ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多重量子井戸からなる活性層、
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、及びｐ型ＺｎＴｅ／Ｚ
ｎＳｅ超格子コンタクト層を順次成長させ、ｎ型ＺｎＳ
ｅ基板の裏面にはＩｎのｎ型電極を、ｐ型ＺｎＴｅ／Ｚ
ｎＳｅ超格子コンタクト層の上にはＡｕのｐ型電極を形
成したものである。
有する。素子の構造は特に限定されない。図２は導電性
基板を使用した例である。ｎ型ＺｎＳｅ基板上にｎ型Ｚ
ｎＳｅバッファー層、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、
ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多重量子井戸からなる活性層、
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、及びｐ型ＺｎＴｅ／Ｚ
ｎＳｅ超格子コンタクト層を順次成長させ、ｎ型ＺｎＳ
ｅ基板の裏面にはＩｎのｎ型電極を、ｐ型ＺｎＴｅ／Ｚ
ｎＳｅ超格子コンタクト層の上にはＡｕのｐ型電極を形
成したものである。
【００１７】この素子に電極を介して電流を流すと、ク
ラッドに挟まれた活性層中で電子、ホールが再結合し、
活性層のＣｄ組成比に応じた波長の発光が得られる。こ
こで、クラッド層は電子、ホールを活性層中に閉じ込め
るために設けたものであり、クラッド層のバンドギャッ
プは活性層のバンドギャップより大きくなるように設計
されている。
ラッドに挟まれた活性層中で電子、ホールが再結合し、
活性層のＣｄ組成比に応じた波長の発光が得られる。こ
こで、クラッド層は電子、ホールを活性層中に閉じ込め
るために設けたものであり、クラッド層のバンドギャッ
プは活性層のバンドギャップより大きくなるように設計
されている。
【００１８】図４は本発明のもう１つの発光素子であ
り、高抵抗の導電性を持たないＺｎＳｅ基板を使用した
例である。図２との違いは、導電性を持たないＺｎＳｅ
基板上に形成したｎ型バッファー層の上にｎ型電極を形
成したものである。作動原理は図２の素子と同じであ
る。
り、高抵抗の導電性を持たないＺｎＳｅ基板を使用した
例である。図２との違いは、導電性を持たないＺｎＳｅ
基板上に形成したｎ型バッファー層の上にｎ型電極を形
成したものである。作動原理は図２の素子と同じであ
る。
【００１９】
【実施例】（実施例１）ヨウ素輸送法でＺｎＳｅ結晶を
作製した。この結晶から面方位（１００）、サイズ１０
ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍのＺｎＳｅウエハを切り出し
た。石英アンプルの底部にＺｎとＬｉを収容した後、石
英板に載せたＺｎＳｅウエハを１０枚、図１に示すよう
に配置し蓋をして封止した。ここでＺｎを７．１ｇ、Ｌ
ｉを０．０５３ｇとした。このアンプルを電気炉中で６
００℃で５０時間加熱した後、アンプルを炉外に取り出
し空気中で室温まで冷却した。得られたウエハは（１０
０）表面をミラー研磨し、顕微鏡で観察したところ、析
出物は観察されなかった。このウエハのうち５枚を抜き
出し、キャリア密度を測定したところ、５．１〜６．２
×１０17ｃｍ-3であった。
作製した。この結晶から面方位（１００）、サイズ１０
ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍのＺｎＳｅウエハを切り出し
た。石英アンプルの底部にＺｎとＬｉを収容した後、石
英板に載せたＺｎＳｅウエハを１０枚、図１に示すよう
に配置し蓋をして封止した。ここでＺｎを７．１ｇ、Ｌ
ｉを０．０５３ｇとした。このアンプルを電気炉中で６
００℃で５０時間加熱した後、アンプルを炉外に取り出
し空気中で室温まで冷却した。得られたウエハは（１０
０）表面をミラー研磨し、顕微鏡で観察したところ、析
出物は観察されなかった。このウエハのうち５枚を抜き
出し、キャリア密度を測定したところ、５．１〜６．２
×１０17ｃｍ-3であった。
【００２０】このウエハをｎ型ＺｎＳｅ基板として用
い、図２に示すように、基板上にＣｌをドーピングした
ｎ型ＺｎＳｅバッファー層、Ｃｌをドーピングしたｎ型
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、ＺｎＳｅとＺｎＣｄＳｅか
らなる多重量子井戸（活性層）、Ｎをドーピングしたｐ
型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、Ｎをドーピングしたｐ型
ＺｎＴｅとＺｎＳｅからなる超格子コンタクト層を順次
ＭＢＥ法で成長させ、基板の裏面にはＩｎからなるｎ型
電極を設け、また、前記超格子コンタクト層の上にはＡ
ｕからなるｐ型電極を設けて緑色発光素子とした。
い、図２に示すように、基板上にＣｌをドーピングした
ｎ型ＺｎＳｅバッファー層、Ｃｌをドーピングしたｎ型
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、ＺｎＳｅとＺｎＣｄＳｅか
らなる多重量子井戸（活性層）、Ｎをドーピングしたｐ
型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、Ｎをドーピングしたｐ型
ＺｎＴｅとＺｎＳｅからなる超格子コンタクト層を順次
ＭＢＥ法で成長させ、基板の裏面にはＩｎからなるｎ型
電極を設け、また、前記超格子コンタクト層の上にはＡ
ｕからなるｐ型電極を設けて緑色発光素子とした。
【００２１】得られた発光素子の分光分布は、図３に示
すように、５１０ｎｍにピークを持つＬＥＤ光と５９０
ｎｍにピークを持つ基板からのＳＡ発光からなるもので
あった。図３から明らかなように５９０ｎｍの発光は存
在するものの、その発光強度は弱く、目視では緑色のＬ
ＥＤであった。
すように、５１０ｎｍにピークを持つＬＥＤ光と５９０
ｎｍにピークを持つ基板からのＳＡ発光からなるもので
あった。図３から明らかなように５９０ｎｍの発光は存
在するものの、その発光強度は弱く、目視では緑色のＬ
ＥＤであった。
【００２２】（実施例２）実施例１において、熱処理雰
囲気をＺｎとＬｉ蒸気からＳｅとＬｉ蒸気に変更した以
外は実施例１と同様にしてＬｉとＩをドーピングしたＺ
ｎＳｅウエハを作製した。ここでＳｅを４．８ｇ、Ｌｉ
を０．０５３ｇと、熱処理温度は８００℃とした。得ら
れたウエハは（１００）表面をミラー研磨し、顕微鏡で
観察したところ、析出物は観察されなかった。このウエ
ハのうち５枚を抜き出し、キャリア密度を測定したとこ
ろ導電性はなかった。
囲気をＺｎとＬｉ蒸気からＳｅとＬｉ蒸気に変更した以
外は実施例１と同様にしてＬｉとＩをドーピングしたＺ
ｎＳｅウエハを作製した。ここでＳｅを４．８ｇ、Ｌｉ
を０．０５３ｇと、熱処理温度は８００℃とした。得ら
れたウエハは（１００）表面をミラー研磨し、顕微鏡で
観察したところ、析出物は観察されなかった。このウエ
ハのうち５枚を抜き出し、キャリア密度を測定したとこ
ろ導電性はなかった。
【００２３】このウエハをｎ型ＺｎＳｅ基板として用
い、図４に示すように、基板上にＣｌをドーピングした
ｎ型ＺｎＳｅバッファー層を成長させ、その一部にＣｌ
をドーピングしたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、Ｚｎ
ＳｅとＺｎＣｄＳｅからなる多重量子井戸（活性層）、
Ｎをドーピングしたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、Ｎ
をドーピングしたｐ型ＺｎＴｅとＺｎＳｅからなる超格
子コンタクト層を順次ＭＢＥ法で成長させた後、前記ｎ
型ＺｎＳｅバッファー層の上にＩｎからなるｎ型電極を
設け、また、前記超格子コンタクト層の上にはＡｕから
なるｐ型電極を設けて青緑色発光素子とした。得られた
発光素子の分光分布は４８５ｎｍにピークを有し、基板
からのＳＡ発光は全く観察されなかった。
い、図４に示すように、基板上にＣｌをドーピングした
ｎ型ＺｎＳｅバッファー層を成長させ、その一部にＣｌ
をドーピングしたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、Ｚｎ
ＳｅとＺｎＣｄＳｅからなる多重量子井戸（活性層）、
Ｎをドーピングしたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、Ｎ
をドーピングしたｐ型ＺｎＴｅとＺｎＳｅからなる超格
子コンタクト層を順次ＭＢＥ法で成長させた後、前記ｎ
型ＺｎＳｅバッファー層の上にＩｎからなるｎ型電極を
設け、また、前記超格子コンタクト層の上にはＡｕから
なるｐ型電極を設けて青緑色発光素子とした。得られた
発光素子の分光分布は４８５ｎｍにピークを有し、基板
からのＳＡ発光は全く観察されなかった。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、青から緑色の発光波長を持つ発光素子、及びそれ
に適したＺｎＳｅ基板の提供を可能にした。
より、青から緑色の発光波長を持つ発光素子、及びそれ
に適したＺｎＳｅ基板の提供を可能にした。
【図１】本発明にかかる熱処理を実施するための装置の
概念断面図である。
概念断面図である。
【図２】実施例１で作製した緑色発光素子の概念図であ
る。
る。
【図３】実施例１で作製した緑色発光素子の分光分布を
示した図である。
示した図である。
【図４】実施例２で作製した青緑色発光素子の概念図で
ある。
ある。
【図５】ヨウ素ドープＺｎＳｅ結晶とアンドープＺｎＳ
ｅ結晶をＺｎ蒸気雰囲気の下で熱処理したときの入射光
の光子エネルギーと光吸収係数の関係を示したグラフで
ある。
ｅ結晶をＺｎ蒸気雰囲気の下で熱処理したときの入射光
の光子エネルギーと光吸収係数の関係を示したグラフで
ある。
【図６】ヨウ素ドープＺｎＳｅ結晶をＺｎとＬｉ蒸気雰
囲気の下で熱処理したときの入射光の光子エネルギーと
光吸収係数の関係を示したグラフである。
囲気の下で熱処理したときの入射光の光子エネルギーと
光吸収係数の関係を示したグラフである。
【図７】ヨウ素ドープＺｎＳｅ結晶をＳｅとＬｉ蒸気雰
囲気の下で熱処理したときの入射光の光子エネルギーと
光吸収係数の関係を示したグラフである。
囲気の下で熱処理したときの入射光の光子エネルギーと
光吸収係数の関係を示したグラフである。
Claims (8)
- 【請求項１】 ドーパントとしてＩ族元素及びVII 族元
素を含有することを特徴とするＺｎＳｅ基板。 - 【請求項２】 前記Ｉ族元素としてリチウムを含有する
ことを特徴とする請求項１記載のＺｎＳｅ基板。 - 【請求項３】 前記VII 族元素としてヨウ素を含有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のＺｎＳｅ基板。 - 【請求項４】 キャリア密度が１×１０17ｃｍ-3以上で
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
載のＺｎＳｅ基板。 - 【請求項５】 VII 族元素をドーパントとして含有する
ＺｎＳｅウエハをハロゲン輸送法で製造した後、前記ウ
エハにＩ族元素を拡散法でドーピングすることを特徴と
するＺｎＳｅ基板の作製方法。 - 【請求項６】 前記VII 族元素としてヨウ素を用い、か
つ前記Ｉ族元素としてリチウムを用い、５００〜６５０
℃の温度で亜鉛及びリチウムの蒸気雰囲気下で加熱して
リチウムを拡散させることを特徴とする請求項５記載の
ＺｎＳｅ基板の作製方法。 - 【請求項７】 前記VII 族元素としてヨウ素を用い、か
つ前記Ｉ族元素としてリチウムを用い、５００〜１４２
０℃の温度でセレン及びリチウムの蒸気雰囲気下で加熱
してリチウムを拡散させることを特徴とする請求項５記
載のＺｎＳｅ基板の作製方法。 - 【請求項８】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の基
板を使用して作製した青から緑の発光波長を有すること
を特徴とする発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18870099A JP2001019599A (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | ＺｎＳｅ基板及びその製造方法、並びに発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18870099A JP2001019599A (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | ＺｎＳｅ基板及びその製造方法、並びに発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001019599A true JP2001019599A (ja) | 2001-01-23 |
Family
ID=16228295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18870099A Pending JP2001019599A (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | ＺｎＳｅ基板及びその製造方法、並びに発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001019599A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003017386A1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-27 | Nikko Materials Co., Ltd. | Ii-vi compound semiconductor crystal and photo-electric conversion function element |
| JP2014527709A (ja) * | 2011-07-13 | 2014-10-16 | ユーリー・ゲオルギヴィッチ・シュレター | エピタキシャル半導体構造の成長基板からエピタキシャル膜又はエピタキシャル膜層をレーザ分離する方法 |
-
1999
- 1999-07-02 JP JP18870099A patent/JP2001019599A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003017386A1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-27 | Nikko Materials Co., Ltd. | Ii-vi compound semiconductor crystal and photo-electric conversion function element |
| US6933519B2 (en) | 2001-08-10 | 2005-08-23 | Nikko Materials Co., Ltd. | II-VI compound semiconductor crystal |
| US7045871B2 (en) | 2001-08-10 | 2006-05-16 | Nikko Materials Co., Ltd. | II-VI compound semiconductor crystal and photoelectric conversion device |
| JP2014527709A (ja) * | 2011-07-13 | 2014-10-16 | ユーリー・ゲオルギヴィッチ・シュレター | エピタキシャル半導体構造の成長基板からエピタキシャル膜又はエピタキシャル膜層をレーザ分離する方法 |
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