JP2002305326A - ZnTe-BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR AND ITS MANUFACTURING METHOD AND SEMICONDUCTOR DEVICE - Google Patents

ZnTe-BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR AND ITS MANUFACTURING METHOD AND SEMICONDUCTOR DEVICE

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JP2002305326A
JP2002305326A JP2001106295A JP2001106295A JP2002305326A JP 2002305326 A JP2002305326 A JP 2002305326A JP 2001106295 A JP2001106295 A JP 2001106295A JP 2001106295 A JP2001106295 A JP 2001106295A JP 2002305326 A JP2002305326 A JP 2002305326A
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JP
Japan
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znte
dopant
type
based compound
compound semiconductor
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Japanese (ja)
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Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
Atsutoshi Arakawa
篤俊 荒川
Kenji Sato
賢次 佐藤
Toshiaki Asahi
聰明 朝日
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an n-type ZnTe-based com pound semiconductor that is effective to obtain a semiconductor device having excellent characteristics and has high carrier concentration and low resistance, to provide a ZnTe-based compound semiconductor manufactured by the method, and to provide the semiconductor device using the ZnTe-based compound semi conductor. SOLUTION: In growing the ZnTe-based compound semiconductor epitaxially on a substrate, first and second dopants are implanted in a ZnTe-based compound crystal so that the number of atoms in the second dopant becomes smaller than that in the first one. In this case, the first dopant controls a conductivity type to a first conductivity type such as an n type. The second dopant controls the conductivity type to a second conductivity type such as a p type that differs from the first one.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の材料
に適したZnTe系化合物半導体の製造方法およびZn
Te系化合物半導体並びに半導体装置に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a ZnTe-based compound semiconductor suitable for a material of a semiconductor device, and a method for manufacturing the same.
The present invention relates to a Te-based compound semiconductor and a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、ZnTe系化合物半導体は、例え
ば発光ダイオード等の緑色光の発光素子に利用できる材
料として期待されている。しかしながら、II−VI族
化合物半導体は発光ダイオードを製造するのに必要な伝
導型の制御が困難であるため、発光ダイオードに利用で
きる材料が限定されていた。
2. Description of the Related Art At present, a ZnTe-based compound semiconductor is expected as a material that can be used for a green light emitting element such as a light emitting diode. However, since it is difficult to control the conduction type of a II-VI compound semiconductor required for manufacturing a light-emitting diode, materials that can be used for the light-emitting diode are limited.

【0003】例えば、GaAs基板上に分子線エピタキ
シャル成長法により何層ものZnSe系の混晶薄膜を成
長させたZnSe系化合物半導体結晶を用いてpn接合
型のダイオードが作製されている。このとき、ZnSe
系化合物半導体は、熱平衡状態ではp型半導体の制御が
困難であると考えられていたため、ラジカル粒子ビーム
源とよばれる特殊な装置を用いて形成される。しかし、
この方法で得られたp型ZnSe系化合物半導体はドー
パントの活性化率が低く低抵抗な結晶とはならなかっ
た。
For example, a pn junction diode has been manufactured using a ZnSe-based compound semiconductor crystal in which several layers of ZnSe-based mixed crystal thin films are grown on a GaAs substrate by a molecular beam epitaxial growth method. At this time, ZnSe
Since it is considered that it is difficult to control a p-type semiconductor in a thermal equilibrium state, a system compound semiconductor is formed using a special device called a radical particle beam source. But,
The p-type ZnSe-based compound semiconductor obtained by this method had a low dopant activation rate and did not become a low-resistance crystal.

【0004】一方、ZnTe系の材料においてはp型半
導体は容易に達成できるが、n型半導体はキャリア濃度
が低く低抵抗にならないという問題がある。つまり、一
般にZnTe系化合物半導体においては、分子線エピタ
キシャル成長法(MBE)や有機金属気相成長法(MO
CVD)等のエピタキシャル成長技術を用い、III族
元素であるAl,Ga,InをZnTe系化合物結晶中
にドーピングすることによりn型半導体を得られること
が知られているが、従来は半導体原料の純度が悪いため
にn型半導体を得ることができなかった。近年では原料
の高純度化とエピタキシャル成長技術の向上によりn型
半導体を達成できるようになったが、ドーパントの添加
量を増加させると自己補償効果が大きくなるため、添加
量を増加させてもキャリア濃度は増加しない、むしろキ
ャリア濃度は減少してしまい、低抵抗化の問題は解決さ
れていない。
On the other hand, in the case of a ZnTe-based material, a p-type semiconductor can be easily achieved, but there is a problem that an n-type semiconductor has a low carrier concentration and does not have low resistance. That is, generally, in a ZnTe-based compound semiconductor, a molecular beam epitaxy (MBE) or a metal organic chemical vapor deposition (MO) is used.
It is known that an n-type semiconductor can be obtained by doping a group III element Al, Ga, In into a ZnTe-based compound crystal using an epitaxial growth technique such as CVD). Was poor, so that an n-type semiconductor could not be obtained. In recent years, it has become possible to achieve an n-type semiconductor by increasing the purity of the raw material and improving the epitaxial growth technique. However, increasing the amount of dopant increases the self-compensation effect. However, the carrier concentration decreases, and the problem of lowering the resistance has not been solved.

【0005】例えば、n型ZnTe化合物半導体をMB
E法でClをドーピングして作製した場合のキャリア濃
度は〜3×1016cm−3となり、MOCVD法でA
lをドーピングして作製した場合のキャリア濃度は〜4
×1017cm−3となる。このように、結晶性に影響
を与えない程度にドーピングした場合、キャリア濃度は
1017cm−3が限界であったが、半導体装置の作製
には1018cm−3以上のキャリア濃度が必要であ
り、現在得られるn型ZnTe化合物半導体ではキャリ
ア濃度が低いため、低抵抗とならず特性の良い半導体装
置を得ることができなかった。
For example, an n-type ZnTe compound semiconductor is referred to as MB
The carrier concentration in the case of doping with Cl by the E method is up to 3 × 10 16 cm −3 ,
The carrier concentration in the case of doping with 1 is ~ 4.
× 10 17 cm −3 . As described above, when doping is performed so as not to affect the crystallinity, the carrier concentration is limited to 10 17 cm −3, but a carrier concentration of 10 18 cm −3 or more is required for manufacturing a semiconductor device. In addition, since the n-type ZnTe compound semiconductor obtained at present has a low carrier concentration, the resistance does not become low and a semiconductor device having good characteristics cannot be obtained.

【0006】また、半導体装置の作製に必要なヘテロ構
造の材料については、導電性制御の実験はなされていな
い。このような現状から、現在のところZnSe系化合
物半導体以外のII−VI族化合物半導体を用いた発光
ダイオードは実用化には至っていない。
[0006] In addition, no experiment has been conducted on conductivity control of a heterostructure material required for manufacturing a semiconductor device. Under such circumstances, a light emitting diode using a II-VI group compound semiconductor other than a ZnSe-based compound semiconductor has not been put to practical use at present.

【0007】ところで、近年、同時ドーピングにより半
導体の導電性を制御する手法が提案され、GaNやZn
O系の材料でその効果が確かめられている(NEW DIAMON
D 第60号 vol.17 No.1 p18-23)。
[0007] In recent years, a technique for controlling the conductivity of a semiconductor by simultaneous doping has been proposed.
The effect has been confirmed with O-based materials (NEW DIAMON
D 60th vol.17 No.1 p18-23).

【0008】同時ドーピング法とは、所望の導電型の半
導体を得るために、その導電性を得るための第1のドー
パントとともに別の導電性を得るための第2のドーパン
トを前記第1のドーパントの約半分の量だけ結晶中に導
入する方法である。この方法によりドーパントの禁制帯
中の準位が浅くなりキャリア濃度を増加させることがで
きる。
[0008] The co-doping method is to obtain a semiconductor of a desired conductivity type by adding a second dopant for obtaining another conductivity together with a first dopant for obtaining the conductivity. Is a method of introducing about half of the amount into the crystal. According to this method, the level of the dopant in the forbidden band becomes shallow and the carrier concentration can be increased.

【0009】また、一般に結晶中にドーパントを高濃度
で添加するとドーパント同士の斥力により結晶中にとけ
込むドーパントの量が制限されるが、同時ドーピング法
によれば第2のドーパントとの引力により第1のドーパ
ント同士の斥力が緩和されるので結晶中にとけ込む量を
増大することができ、より低抵抗の結晶を得ることがで
きる。
In general, when a dopant is added to a crystal at a high concentration, the amount of the dopant which melts into the crystal due to the repulsive force between the dopants is limited. Since the repulsive force between the dopants is alleviated, the amount of the dopant that melts into the crystal can be increased, and a crystal having lower resistance can be obtained.

【0010】また、第1のドーパントはキャリアを放出
してイオン化されるが、第2のドーパントにより結晶内
のクーロン場がスクリーニングされるのでキャリアの散
乱が抑制される。そのため、キャリアの移動度が低下す
ることなく高濃度にドーパントを添加することが可能と
なり、低抵抗の半導体結晶を得ることができる。
The first dopant emits carriers and is ionized. However, since the second dopant screens the Coulomb field in the crystal, carrier scattering is suppressed. Therefore, the dopant can be added at a high concentration without lowering the carrier mobility, and a low-resistance semiconductor crystal can be obtained.

【0011】このように、理論的には同時ドーピング法
により半導体結晶の低抵抗を実現できることが期待され
る。
As described above, it is theoretically expected that a low resistance of a semiconductor crystal can be realized by the simultaneous doping method.

【0012】ここで、GaN化合物半導体について行わ
れた同時ドーピング法の実証実験について簡単に説明す
る。
Here, a demonstration experiment of the simultaneous doping method performed on the GaN compound semiconductor will be briefly described.

【0013】従来、GaN化合物のp型半導体を形成す
ることは困難とされていた。つまり、一般にGaN化合
物半導体においてはp型ドーパントとしてMgを導入す
るが、Mgは禁制帯中の準位が比較的高くフェルミ-デ
ィラック統計からわかるとおり常温で正孔が十分に活性
化されないために低抵抗のp型半導体を得ることが困難
であった。
Conventionally, it has been difficult to form a p-type semiconductor of a GaN compound. That is, in general, Mg is introduced as a p-type dopant in a GaN compound semiconductor, but Mg has a relatively high level in the forbidden band and is low because the holes are not sufficiently activated at room temperature as can be seen from the Fermi-Dirac statistics. It was difficult to obtain a p-type semiconductor having resistance.

【0014】一方、同時ドーピング法の理論に基づき計
算すると、低抵抗のp型GaN化合物半導体を得るため
に、p型ドーパントのMgとともにn型ドーパントとな
りうる酸素をMgの約半分の量ドーピングするのが有効
であると予想された。そして、MOCVDにより前記ド
ーパントを同時にドーピングした結果、キャリア濃度が
約2桁増加していることが観察された。また、キャリア
の移動度の低下は観察されなかった。
On the other hand, according to the calculation based on the theory of the simultaneous doping method, in order to obtain a low-resistance p-type GaN compound semiconductor, about half of Mg is doped with oxygen which can be an n-type dopant together with p-type dopant Mg. Was expected to be effective. Then, as a result of simultaneously doping the dopant by MOCVD, it was observed that the carrier concentration increased by about two orders of magnitude. In addition, no decrease in carrier mobility was observed.

【0015】こうしてGaN化合物半導体においては同
時ドーピング法の理論は実証され、低抵抗の半導体を得
るのに有効であることが確認された。
Thus, the theory of the co-doping method for the GaN compound semiconductor has been proved, and it has been confirmed that the method is effective for obtaining a low-resistance semiconductor.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た同時ドーピング法はZnTe系化合物半導体に対して
は理論的検討や実験は未だなされていない。そのため、
ZnTe系化合物半導体については導電性を制御して十
分に低抵抗な半導体を得ることが未だにできていないの
が実情である。
However, the above-described co-doping method has not been theoretically studied or tested for ZnTe-based compound semiconductors. for that reason,
In fact, it has not yet been possible to obtain a sufficiently low-resistance semiconductor by controlling the conductivity of a ZnTe-based compound semiconductor.

【0017】本発明は、特性の良い半導体装置を得るた
めに有効な、キャリア濃度が高く、かつ低抵抗なn型Z
nTe系化合物半導体を製造する方法および該製造方法
により製造されるZnTe系化合物半導体並びに該Zn
Te系化合物半導体を用いた半導体装置を提供すること
を目的とする。
The present invention provides an n-type Z-type semiconductor having a high carrier concentration and a low resistance, which is effective for obtaining a semiconductor device having good characteristics.
Method for manufacturing nTe-based compound semiconductor, ZnTe-based compound semiconductor manufactured by the manufacturing method, and Zn
It is an object to provide a semiconductor device using a Te-based compound semiconductor.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するためになされたものであり、基板上にZnTe系
化合物半導体をエピタキシャル成長させる際に、ZnT
e系化合物結晶中に、導電型を第1の導電型に制御する
第1のドーパントと導電型を前記第1の導電型と異なる
第2の導電型に制御する第2のドーパントとを、前記第
1のドーパントの原子個数よりも前記第2のドーパント
の原子個数の方が少なくなるようにドーピングするよう
にしたZnTe系化合物半導体の製造方法である。な
お、ZnTe系化合物とは12(2B)族元素であるZ
nか16(6B)族元素であるTeの少なくとも一方を
含み、ZnTeと格子整合する化合物であることを意味
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and is intended to provide a method for epitaxially growing a ZnTe-based compound semiconductor on a substrate.
In the e-based compound crystal, a first dopant controlling the conductivity type to the first conductivity type and a second dopant controlling the conductivity type to a second conductivity type different from the first conductivity type, This is a method for manufacturing a ZnTe-based compound semiconductor in which doping is performed such that the number of atoms of the second dopant is smaller than the number of atoms of the first dopant. Note that the ZnTe-based compound is a group 12 (2B) element Z
It means that the compound contains at least one of Te, which is an n or 16 (6B) group element, and is a compound lattice-matched with ZnTe.

【0019】上述した2つのドーパントを同時に結晶中
にドーピングする方法(同時ドーピング法)により、Z
nTe系化合物半導体の導電型を比較的容易に制御する
ことが可能となる。つまり、同時ドーピング法によると
ドーパントの活性化率(ドーピングしたドーパントがキ
ャリアとして有効に活性化する割合)が高くなるので、
従来に比較して少量のドーピング量で所望のキャリア濃
度を達成することができ、得られる結晶の結晶性は向上
する。
By the above-described method of simultaneously doping the crystal with the two dopants (simultaneous doping method), Z
It is possible to relatively easily control the conductivity type of the nTe-based compound semiconductor. In other words, according to the simultaneous doping method, the activation rate of the dopant (the rate at which the doped dopant is effectively activated as a carrier) increases.
A desired carrier concentration can be achieved with a small doping amount as compared with the related art, and the crystallinity of the obtained crystal is improved.

【0020】特に、前記第1の導電型をn型、前記第2
の導電型をp型として、n型ZnTe系化合物半導体を
製造する場合に適用して有効である。
In particular, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is n-type.
Is effective when applied to a case where an n-type ZnTe-based compound semiconductor is manufactured, where the conductivity type is p-type.

【0021】具体的には、前記第1のドーパントを13
(3B)族元素とし、前記第2のドーパントを15(5
B)族元素とする。例えば、前記13(3B)族元素は
Al,Ga,Inのうちの少なくとも一つを含み、前記
15(5B)族元素はN,P,Asのうちの少なくとも
一つを含むようにする。つまり、13(3B)族元素は
Al、Ga、Inのうちの少なくとも1元素を含むよう
にすればよく、例えばAlとGaを一緒にドーピングし
てもよい。この場合、15(5B)族元素のドーピング
量はドーピングする13(3B)族のAl原子個数とG
a原子個数を足し合わせた数よりも少ない原子個数とす
る。なお、15(5B)族元素についても、ドーピング
する原子個数がドーピングする13(3B)族元素の原
子個数より少なくすれば、N、P、Asのうちの1元素
に限らず、2元素同時にドーピングしてもよい。
Specifically, the first dopant is 13
(3B) group element, and the second dopant is 15 (5
Group B). For example, the group 13 (3B) element includes at least one of Al, Ga, and In, and the group 15 (5B) element includes at least one of N, P, and As. In other words, the group 13 (3B) element may include at least one element of Al, Ga, and In, and for example, Al and Ga may be doped together. In this case, the doping amount of the 15 (5B) group element depends on the number of Al atoms of the 13 (3B) group to be doped and G
a The number of atoms is smaller than the number obtained by adding the number of atoms. It is to be noted that the doping of the group 15 (5B) element is not limited to one of N, P, and As, as long as the number of atoms to be doped is smaller than the number of atoms of the group 13 (3B) element. May be.

【0022】また、前記第1のドーパントを17(7
B)族元素とし、前記第2のドーパントを1(1A)族
元素としても同様の効果を得ることができる。この場
合、前記17(7B)族元素はCl,Br,Iのうちの
少なくとも一つを含み、前記1(1A)族元素は少なく
ともLiを含むようにする。
The first dopant is 17 (7
A similar effect can be obtained when the second dopant is a Group 1 element and a second dopant is a Group 1 (1A) element. In this case, the group 17 (7B) element includes at least one of Cl, Br, and I, and the group 1 (1A) element includes at least Li.

【0023】また、前記第1および第2のドーパントは
ともに14(4B)族元素であり、前記第1のドーパン
トは少なくともCを含み、前記第2のドーパントはS
i,Geのうちの少なくとも一つを含むようにしてもよ
い。IV族元素は占有する原子位置によりZnTe系化
合物半導体の導電型をn型にもp型にも制御できるが、
SiおよびGeはZnの原子位置に入りZnTe系化合
物半導体の導電型をn型にしやすく、一方CはTeの原
子位置に入りZnTe系化合物半導体の導電型をp型に
しやすい。
Further, the first and second dopants are both 14 (4B) group elements, the first dopant contains at least C, and the second dopant is S
At least one of i and Ge may be included. The group IV element can control the conductivity type of the ZnTe-based compound semiconductor to n-type or p-type depending on the occupied atomic position.
Si and Ge easily enter the atomic position of Zn and make the conductivity type of the ZnTe-based compound semiconductor n-type, while C easily enter the atomic position of Te and make the conductivity type of the ZnTe-based compound semiconductor p-type.

【0024】また、ZnTe系化合物半導体を形成する
場合、基板はZnTe結晶とするのが望ましい。この場
合、ZnTe基板と格子整合するZnTe系化合物結晶
を成長させるとよい。なお、格子整合条件としては0.
5%以内、好ましくは0.2%以内が望ましい。例え
ば、ZnTe、ZnMgSeTe、CdSeTe、Cd
ZnSeTe、BeMgTe、BeZnMgTeの何れ
かをZnTe基板上に成長させることにより高品質の結
晶を成長させることができる。
When a ZnTe-based compound semiconductor is formed, the substrate is preferably made of ZnTe crystal. In this case, it is preferable to grow a ZnTe-based compound crystal that lattice-matches with the ZnTe substrate. Note that the lattice matching condition is set to 0.
It is desirable to be within 5%, preferably within 0.2%. For example, ZnTe, ZnMgSeTe, CdSeTe, Cd
By growing any one of ZnSeTe, BeMgTe, and BeZnMgTe on a ZnTe substrate, a high-quality crystal can be grown.

【0025】なお、ZnTe基板と非格子整合系の化合
物半導体を利用して半導体装置を作製した場合、半導体
装置の使用中に欠陥増殖によるリーク電流で光電変換効
率が低下したり、欠陥増殖による寿命低下したりする可
能性があるので同時ドーピングによる効果が薄れてしま
う。
When a semiconductor device is manufactured using a ZnTe substrate and a non-lattice-matched compound semiconductor, the photoelectric conversion efficiency decreases due to leak current due to the growth of defects during use of the semiconductor device, or the lifetime due to the growth of defects increases. The effect of co-doping is diminished because of the possibility of lowering.

【0026】また、上述した同時ドーピング法は、エピ
タキシャル成長技術により実現することができ、特に、
分子線エピタキシャル法(MBE)または化学気相成長
法であるMOCVDやVPEやが適している。
The above-described simultaneous doping method can be realized by an epitaxial growth technique.
MOCVD or VPE, which is a molecular beam epitaxy method (MBE) or a chemical vapor deposition method, is suitable.

【0027】また、上述した同時ドーピング法によりキ
ャリア濃度が1×1017cm−3以上で、かつキャリ
ア移動度が300cm/Vsec以上であるZnTe
系化合物半導体を得ることができる。また、上述した同
時ドーピング法によりキャリア濃度が1×1018cm
−3以上で、かつキャリア移動度が130cm/Vs
ec以上であるZnTe系化合物半導体を得ることがで
きる。また、これらのZnTe系化合物半導体は抵抗値
が0.5Ω・m以下となる。
Further, a carrier concentration of 1 × 10 17 cm -3 or more by co-doping method described above, and is the carrier mobility is 300 cm 2 / Vsec or more ZnTe
A compound semiconductor can be obtained. Further, the carrier concentration is 1 × 10 18 cm by the simultaneous doping method described above.
−3 or more, and the carrier mobility is 130 cm 2 / Vs
A ZnTe-based compound semiconductor having an ec or more can be obtained. Further, these ZnTe-based compound semiconductors have a resistance value of 0.5 Ω · m or less.

【0028】これにより、低抵抗なn型半導体を実現で
きるので、半導体装置材料として利用できる。また、同
時ドーピング法ではドーパントの活性化率が高くなるた
め従来の方法に比較してドーピング量を少量に抑えるこ
とができるので、得られるZnTe系化合物半導体は結
晶性に優れ半導体装置材料として好適である。
As a result, a low-resistance n-type semiconductor can be realized, and can be used as a semiconductor device material. In addition, in the simultaneous doping method, the activation rate of the dopant is high, so that the doping amount can be suppressed to a small amount as compared with the conventional method. Therefore, the obtained ZnTe-based compound semiconductor has excellent crystallinity and is suitable as a semiconductor device material. is there.

【0029】また、このn型ZnTe系化合物半導体を
基板として有する半導体装置によれば、ドーパントの活
性化率が高いため活性化しないドーパントによる深い準
位等の形成がないため量子効率の高い光電変換が得られ
るだけでなく、n型電極とのコンタクト抵抗が低減する
ので動作電圧による発熱を低減させることができ、半導
体装置の長寿命化の実現が期待できる。
Further, according to the semiconductor device having the n-type ZnTe-based compound semiconductor as a substrate, since the activation rate of the dopant is high, there is no formation of a deep level or the like due to the non-activated dopant, so that the photoelectric conversion with high quantum efficiency is achieved. Not only is obtained, but also the contact resistance with the n-type electrode is reduced, so that the heat generation due to the operating voltage can be reduced, and a longer life of the semiconductor device can be expected.

【0030】以下に本発明の詳細について具体的に説明
する。従来はZnTe化合物のn型半導体層を得るため
に、MBEやMOCVD等のエピタキシャル成長技術を
用いて13(3B)族元素であるAl、Ga、In等を
単独でドーピングしていた。しかし、ドーパントのドー
ピング量を増加させると自己補償効果が大きくなるの
で、ドーピング量を増加させてもキャリア濃度は増加し
ない、または、キャリア濃度が減少するという現象が観
察された。また、結晶性に影響を与えない程度にドーピ
ングした場合、キャリア濃度は1017cm−3が限界
であった。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. Conventionally, in order to obtain an n-type semiconductor layer of a ZnTe compound, Al, Ga, In, or the like, which is a Group 13 (3B) element, is doped alone using an epitaxial growth technique such as MBE or MOCVD. However, when the doping amount of the dopant is increased, the self-compensation effect is increased. Therefore, a phenomenon was observed in which the carrier concentration did not increase or the carrier concentration decreased even when the doping amount was increased. When doping was performed so as not to affect the crystallinity, the carrier concentration was limited to 10 17 cm −3 .

【0031】一方、本発明の同時ドーピング法を用いて
ZnTe化合物結晶に13(3B)族元素であるAl、
Ga、Inと15(5B)族元素であるN,P,Asと
を、15(5B)族元素の原子個数が13(3B)族元
素の原子個数の約半分になるよう同時にドーピングする
とキャリア濃度が向上する効果が得られた。なお、13
(3B)族元素のドーピング量を100としたときに1
5(5B)族元素のドーピング量を10〜90とした場
合に良好な結果が得られた。
On the other hand, using the co-doping method of the present invention, Zn
When Ga, In and N, P, As, which are 15 (5B) group elements, are simultaneously doped so that the number of atoms of the 15 (5B) group becomes about half the number of atoms of the 13 (3B) group, the carrier concentration is increased. The effect of improving was obtained. Note that 13
When the doping amount of the (3B) group element is 100, 1
Good results were obtained when the doping amount of the Group 5 (5B) element was 10 to 90.

【0032】特に、13(3B)族元素としてInを用
いた場合はキャリアの移動度が低下することなく、また
深い準位の形成もないので、効果的にキャリア濃度を増
加させることができた。これは、ZnTeの場合、同時
ドーピングが可能である15(5B)族元素の共有結合
半径はTeの共有結合半径に比べて小さいので、Znよ
り共有結合半径の小さなAlやGaを高濃度にドーピン
グするとひずみが大きくなるためと考えられる。それに
対してInは、共有結合半径がZnより大きくひずみを
緩和するため、より同時ドーピングの効果が得られると
考えられる。
In particular, when In is used as the 13 (3B) group element, the mobility of carriers does not decrease and no deep level is formed, so that the carrier concentration can be effectively increased. . This is because in the case of ZnTe, the covalent radius of the 15 (5B) group element that can be simultaneously doped is smaller than the covalent radius of Te, so that Al or Ga having a smaller covalent radius than Zn is doped at a high concentration. Then, it is considered that the strain increases. On the other hand, In has a covalent bond radius larger than that of Zn and relaxes the strain, so that the effect of simultaneous doping is considered to be obtained.

【0033】また、17(7B)族元素であるCl,B
r,Iをn型ドーパントとして用いる場合は、1(1
A)族元素であるLiをp型ドーパントとして用いるこ
とにより同時ドーピングの効果が得られた。しかし、1
(1A)族元素としてLi以外、例えばNaをp型ドー
パントとして用いた場合は同時ドーピングの効果は得ら
れなかった。これは、Naはイオン性が高く同時ドーパ
ントとして有効に働かないためと考えられる。なお、1
7(7B)族元素のドーピング量を100としたときに
Liのドーピング量を10〜90とした場合に、17
(7B)族元素を単独でドーピングした場合に比べてキ
ャリア濃度の高いn型半導体を得ることができた。
Further, Cl, B, which is a 17 (7B) group element,
When r and I are used as n-type dopants, 1 (1
The effect of simultaneous doping was obtained by using Li which is a group A element as a p-type dopant. However, 1
When, for example, Na was used as a p-type dopant other than Li as the (1A) group element, the effect of simultaneous doping was not obtained. This is considered to be because Na has high ionicity and does not work effectively as a simultaneous dopant. In addition, 1
When the doping amount of Li is set to 10 to 90 when the doping amount of the Group 7 (7B) element is set to 100, 17
An n-type semiconductor having a higher carrier concentration than that obtained by doping the group 7B element alone was obtained.

【0034】また、ドーパントとして14(4B)族を
用いる場合は、SiおよびGeはZnの原子位置に入り
半導体の導電型をn型にしやすく、CはTeの原子位置
に入り導電型をp型にしやすいので、SiおよびGeを
n型ドーパントとし、Cをp型ドーパントとすることに
より同時ドーピングの効果が得られた。なお、Siまた
はGeの少なくとも1元素のドーピング量を100とし
たときにCのドーピング量を10〜90とした場合に、
キャリア濃度の高いn型半導体を得ることができた。
When the 14 (4B) group is used as the dopant, Si and Ge easily enter the atomic position of Zn and make the conductivity type of the semiconductor n-type, and C enters the atomic position of Te and change the conductivity type to p-type. Therefore, the effect of simultaneous doping was obtained by using Si and Ge as n-type dopants and C as a p-type dopant. When the doping amount of C is 10 to 90 when the doping amount of at least one element of Si or Ge is 100,
An n-type semiconductor having a high carrier concentration was obtained.

【0035】また、ZnTe化合物半導体結晶のエピタ
キシャル成長方法としてMBEやMOCVD、またはL
PEを利用することにより同時ドーピングが実現でき、
どの方法でも同時ドーピングの効果が得られた。特にM
OCVDを利用した場合に良好な結果が得られた。これ
は、MOCVD法はドーパント量の制御性にすぐれてい
ること、育成温度が比較的高くとれるためドーパントが
十分に基板上を移動でき安定なサイトに入りやすいこと
が原因と考えられる。なお、ZnTe化合物半導体結晶
をエピタキシャル成長させるときの育成温度としては3
50℃以上が望ましい。
As a method for epitaxially growing a ZnTe compound semiconductor crystal, MBE, MOCVD, L
Simultaneous doping can be realized by using PE,
In each case, the co-doping effect was obtained. Especially M
Good results have been obtained using OCVD. It is considered that this is because the MOCVD method has excellent controllability of the dopant amount, and the growth temperature can be set relatively high, so that the dopant can sufficiently move on the substrate and easily enter a stable site. The growth temperature for epitaxially growing a ZnTe compound semiconductor crystal is 3
50 ° C. or higher is desirable.

【0036】上述した同時ドーピングの手法は、ZnT
e化合物半導体に制限されず、ZnTe基板上にZnT
eに格子整合する系であるZnMgSeTe、CdSe
Te、CdZnSeTe、BeMgTe、BeZnMg
Teを形成する場合も有効であり、単独のドーパントを
用いた場合に比較してキャリア濃度を増大させることが
できる。
The above-described co-doping method uses ZnT
Not limited to e-compound semiconductors, ZnT on ZnTe substrate
ZnMgSeTe, CdSe that are lattice-matched to e
Te, CdZnSeTe, BeMgTe, BeZnMg
It is also effective when forming Te, and the carrier concentration can be increased as compared with the case where a single dopant is used.

【0037】なお、ZnTe系化合物半導体を作製する
にあたり、例えばGaAs基板等のIII−V族化合物
系の基板やサファイア基板等の酸化物系の基板を用いた
場合、または、成長させるZnTe系化合物と異種のI
I−VI族基板を用いた場合には、同時ドーピングの効
果は得られるものの、格子不整合を生じるので信頼性の
高い素子を得ることは困難である。
In producing a ZnTe-based compound semiconductor, for example, when a III-V compound-based substrate such as a GaAs substrate or an oxide-based substrate such as a sapphire substrate is used, or when a ZnTe-based compound to be grown is used. Heterogeneous I
When an I-VI group substrate is used, the effect of simultaneous doping can be obtained, but it is difficult to obtain a highly reliable device because lattice mismatch occurs.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】(実施例1)本実施例は、p型Z
nTe結晶を基板としてMOCVDによりZnTe化合
物半導体をエピタキシャル成長させるにあたり、n型ド
ーパントとしてInを用い、p型ドーパントとしてPを
用い、これらのドーパントを同時にドーピングしてn型
半導体を形成する例である。
(Embodiment 1) In this embodiment, a p-type Z
In this example, when an ZnTe compound semiconductor is epitaxially grown by MOCVD using nTe crystal as a substrate, In is used as an n-type dopant, P is used as a p-type dopant, and these dopants are simultaneously doped to form an n-type semiconductor.

【0039】まず、p型ZnTe基板上にZnTeバッ
ファ層を形成した。このとき、半導体原料であるZn源
としてはTMZn(トリメチル亜鉛)を用い、Te源と
してはTETeトリエチルテルル)を用いた。
First, a ZnTe buffer layer was formed on a p-type ZnTe substrate. At this time, TMZn (trimethylzinc) was used as a Zn source as a semiconductor raw material, and TETe triethyltellurium) was used as a Te source.

【0040】次に、InとPを同時ドーピングをして前
記ZnTeバッファ層上にn型ZnTe化合物半導体層
を形成した。このとき、n型ドーパント源としてはTM
In(トリメチルインジウム)を用い、p型ドーパント
源としてはPHを用いた。なお、Inのドーピング量
は結晶中のキャリア濃度が〜1019cm−3になる量
とし、Pのドーピング量はInの約半分の量とした。
Next, an n-type ZnTe compound semiconductor layer was formed on the ZnTe buffer layer by simultaneously doping In and P. At this time, TM is used as the n-type dopant source.
In (trimethyl indium) was used, and PH 3 was used as a p-type dopant source. Note that the doping amount of In was set so that the carrier concentration in the crystal became 10 19 cm −3 , and the doping amount of P was set to approximately half the amount of In.

【0041】n型ZnTe化合物半導体層を厚さ1μm
までエピタキシャル成長させた後、結晶成長装置から取
り出しファンデアポー法でキャリア濃度を測定した。そ
の結果、〜5×1018cm−3のn型のキャリア濃度
が得られた。また、キャリア移動度は200cm/V
secであり、十分に高い値であった。
An n-type ZnTe compound semiconductor layer having a thickness of 1 μm
After the epitaxial growth, the carrier was taken out of the crystal growth apparatus and the carrier concentration was measured by the van deapo method. As a result, an n-type carrier concentration of 55 × 10 18 cm −3 was obtained. The carrier mobility is 200 cm 2 / V
sec, which was a sufficiently high value.

【0042】また、SIMS(2次イオン質量分析器)
で結晶中のドーパント濃度を測定した結果、In濃度は
〜1019cm−3で、P濃度はIn濃度の30〜40
%であることを確認した。
SIMS (secondary ion mass spectrometer)
As a result of measuring the dopant concentration in the crystal, the In concentration was 10 19 cm −3 and the P concentration was 30 to 40% of the In concentration.
%.

【0043】比較のために、n型ドーパントとしてIn
を単独でドーピングして作製したZnTe化合物半導体
について同様の測定を行ったところ、n型のキャリア濃
度は〜1016cm−3であり、移動度も10cm
Vsecと低かった。
For comparison, In as an n-type dopant,
The same measurement was performed on a ZnTe compound semiconductor manufactured by doping singly, and the n-type carrier concentration was 10 16 cm −3 and the mobility was 10 cm 2 /
Vsec was low.

【0044】また、同時ドーピングする際のPの濃度を
In濃度の1%程度とした場合は、キャリア濃度が〜1
16cm−3で低いままであった。
When the concentration of P at the time of simultaneous doping is set to about 1% of the In concentration, the carrier concentration is
It remained low at 0 16 cm -3 .

【0045】(実施例2)本実施例は、p型ZnTe結
晶を基板としてMBE法によりZnTe化合物半導体を
エピタキシャル成長させるにあたり、n型ドーパントと
してClを用い、p型ドーパントとしてLiを用い、こ
れらのドーパントを同時にドーピングしてn型半導体を
形成する例である。
Embodiment 2 In this embodiment, when a ZnTe compound semiconductor is epitaxially grown by MBE using a p-type ZnTe crystal as a substrate, Cl is used as an n-type dopant, and Li is used as a p-type dopant. Is simultaneously doped to form an n-type semiconductor.

【0046】まず、p型ZnTe基板上にZnTeバッ
ファ層を形成した。このとき、半導体原料であるZn源
としては高純度のZnメタルを用い、Te源としては高
純度のTeメタルを用いた。
First, a ZnTe buffer layer was formed on a p-type ZnTe substrate. At this time, a high-purity Zn metal was used as a Zn source as a semiconductor raw material, and a high-purity Te metal was used as a Te source.

【0047】次に、ClとLiを同時ドーピングをして
前記ZnTeバッファ層上にn型ZnTe化合物半導体
層を形成した。このとき、n型ドーパント源としてはZ
nClを用いた。なお、Clのドーピング量は結晶中
のキャリア濃度が〜1019cm−3になる量とし、L
iのドーピング量はClの約半分の量とした。
Next, an n-type ZnTe compound semiconductor layer was formed on the ZnTe buffer layer by simultaneously doping Cl and Li. At this time, as the n-type dopant source, Z
nCl 2 was used. The doping amount of Cl is such that the carrier concentration in the crystal becomes -10 19 cm -3 and L
The doping amount of i was about half the amount of Cl.

【0048】n型ZnTe化合物半導体層を厚さ1μm
までエピタキシャル成長させた後、結晶成長装置から取
り出しファンデアポー法でキャリア濃度を測定した。そ
の結果、〜5×1018cm−3のn型のキャリア濃度
が得られた。また、キャリア移動度は250cm/V
secであり、十分に高い値であった。
An n-type ZnTe compound semiconductor layer having a thickness of 1 μm
After the epitaxial growth, the carrier was taken out of the crystal growth apparatus and the carrier concentration was measured by the van deapo method. As a result, an n-type carrier concentration of 55 × 10 18 cm −3 was obtained. The carrier mobility is 250 cm 2 / V
sec, which was a sufficiently high value.

【0049】また、SIMSで結晶中のドーパント濃度
を測定した結果、Cl濃度は〜10 19cm−3で、L
i濃度はCl濃度の60〜70%であることを確認し
た。
The dopant concentration in the crystal by SIMS
As a result of the measurement, 19cm-3And L
Confirm that the i concentration is 60-70% of the Cl concentration
Was.

【0050】比較のために、n型ドーパントとしてCl
を単独でドーピングして作製したZnTe化合物半導体
について同様の測定を行ったところ、n型のキャリア濃
度は〜5×1016cm−3であり、移動度も10cm
/Vsecと低かった。また、フォトルミネッセンス
で基板を評価したところ長波長側にブロードな深い準位
が形成されていた。同時ドープのサンプルではほとんど
深い準位からの発光は確認されなかった。
For comparison, Cl is used as an n-type dopant.
The same measurement was performed on a ZnTe compound semiconductor manufactured by doping singly, the n-type carrier concentration was up to 5 × 10 16 cm −3 and the mobility was also 10 cm.
2 / Vsec. When the substrate was evaluated by photoluminescence, a broad deep level was formed on the long wavelength side. In the co-doped sample, emission from a deep level was hardly observed.

【0051】(実施例3)本実施例は、p型ZnTe結
晶を基板としてMOCVDによりZnTe系化合物半導
体をエピタキシャル成長させるにあたり、n型ドーパン
トとしてInを用い、p型ドーパントとしてNを用い、
これらのドーパントを同時にドーピングしてn型半導体
を形成する例である。
Embodiment 3 In this embodiment, when a ZnTe-based compound semiconductor is epitaxially grown by MOCVD using a p-type ZnTe crystal as a substrate, In is used as an n-type dopant, and N is used as a p-type dopant.
In this example, an n-type semiconductor is formed by simultaneously doping these dopants.

【0052】まず、p型ドーパントとしてNをドーピン
グしてp型ZnTe基板上にp型ZnTeバッファ層を
形成した。さらに、p型ドーパントとしてNをドーピン
グしてp型ZnTeバッファ層上にp型ZnMgSeT
eクラッド層を形成した。このとき、半導体原料である
Zn源としてはTMZn(トリメチル亜鉛)を用い、T
e源としてはHTeを用いた。また、p型ドーパント
であるN源としてはNHを用いた。
First, a p-type ZnTe buffer layer was formed on a p-type ZnTe substrate by doping N as a p-type dopant. Further, N is doped as a p-type dopant to form p-type ZnMgSeT on the p-type ZnTe buffer layer.
An e-clad layer was formed. At this time, TMZn (trimethylzinc) was used as a Zn source as a semiconductor material, and T
H 2 Te was used as an e source. Further, NH 3 was used as an N source as a p-type dopant.

【0053】その後、p型ZnMgSeTeクラッド層
上にアンドープのCdZnSeTe活性層を育成した。
Thereafter, an undoped CdZnSeTe active layer was grown on the p-type ZnMgSeTe cladding layer.

【0054】次に、InとNを同時ドーピングをして前
記CdZnSeTe活性層上にn型ZnMgSeTeク
ラッド層を形成した。さらに、同時ドーピングをして前
記ZnMgSeTeクラッド層上にn型ZnTeコンタ
クト層を形成してZnTe系化合物半導体を作製した。
なお、Nのドーピング量はInの約半分の量とした。
Next, an n-type ZnMgSeTe cladding layer was formed on the CdZnSeTe active layer by simultaneously doping In and N. Furthermore, simultaneous doping was performed to form an n-type ZnTe contact layer on the ZnMgSeTe cladding layer, thereby producing a ZnTe-based compound semiconductor.
Note that the doping amount of N was set to about half the amount of In.

【0055】得られたZnTe系化合物半導体における
n型ZnMgSeTeクラッド層のキャリア濃度は7×
1017cm−3であり、n型ZnTeコンタクト層の
キャリア濃度は5×1018cm−3であった。
The carrier concentration of the n-type ZnMgSeTe cladding layer in the obtained ZnTe-based compound semiconductor is 7 ×.
A 10 17 cm -3, the carrier concentration of the n-type ZnTe contact layer was 5 × 10 18 cm -3.

【0056】その後、ZnTe基板側に金電極を形成
し、n型ZnTeコンタクト層側にW(タングステン)
電極を形成して発光ダイオードを作製した。
Thereafter, a gold electrode is formed on the ZnTe substrate side, and W (tungsten) is formed on the n-type ZnTe contact layer side.
An electrode was formed to produce a light emitting diode.

【0057】この発光ダイオードに通電して発光特性を
評価した結果、2.5Vの動作電圧で高輝度の緑色発光
を観察できた。また、n型ZnTeコンタクト層とW電
極とのコンタクト抵抗が低減するので、発熱を低減させ
ることができ、長寿命の実現が期待できる。
The light-emitting diode was energized to evaluate the light-emitting characteristics. As a result, high-luminance green light was observed at an operating voltage of 2.5 V. Further, since the contact resistance between the n-type ZnTe contact layer and the W electrode is reduced, heat generation can be reduced, and a long life can be expected.

【0058】比較のために、n型ドーパントとしてIn
を単独でドーピングしてn型半導体層を形成したZnT
e系化合物半導体において、n型半導体層のキャリア濃
度を測定したところ〜1016cm−3であった。ま
た、このZnTe系化合物半導体を用いて作製した発光
ダイオードにおいては、動作電圧は5Vと高く、深い準
位からの発光も観察され発光効率が低下した。また、n
型ZnTeコンタクト層側の電極部分で発熱による劣化
が観測され寿命の長い素子が得られなかった。
For comparison, In as an n-type dopant, In
Doped alone to form an n-type semiconductor layer
In the e-type compound semiconductor, the carrier concentration of the n-type semiconductor layer was measured to be 10 16 cm −3 . Further, in the light emitting diode manufactured using this ZnTe-based compound semiconductor, the operating voltage was as high as 5 V, and light emission from a deep level was observed, and the light emission efficiency was reduced. Also, n
Deterioration due to heat generation was observed in the electrode portion on the side of the type ZnTe contact layer, and a long-life element could not be obtained.

【0059】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではない。例えば、同時ドーピング
に用いられるドーパントの組み合わせは、13(3B)
族元素であるAl、Ga、Inの少なくとも一つを含む
n型ドーパントと、15(5B)族元素であるN,P,
Asの少なくとも一つを含むp型ドーパントの組み合わ
せであってもよい。また、17(7B)族元素であるC
l,Br,Iの少なくとも一つを含むn型ドーパント
と、1(1A)族元素であるLiからなるp型ドーパン
トの組み合わせでもよい。さらに、SiおよびGeから
なるn型ドーパントとCからなるp型ドーパントの組み
合わせでもよい。
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the combination of dopants used for co-doping is 13 (3B)
An n-type dopant containing at least one of Al, Ga, and In that is a group 15 element, and N, P, and a group 15 (5B) element.
It may be a combination of p-type dopants containing at least one of As. In addition, C that is a group 17 (7B) element
A combination of an n-type dopant containing at least one of l, Br, and I and a p-type dopant made of Li which is a 1 (1A) group element may be used. Further, a combination of an n-type dopant made of Si and Ge and a p-type dopant made of C may be used.

【0060】なお、本実施例では同時ドーピングに用い
られるp型ドーパントの量をn型ドーパントの約半分の
量としているが、n型ドーパントのドーピング量を10
0としたときにp型ドーパントのドーピング量を10〜
90の範囲で調整すればよい。また、ZnTe化合物半
導体結晶をエピタキシャル成長させるときの育成温度と
しては350℃以上が望ましい。
In this embodiment, the amount of the p-type dopant used for the simultaneous doping is set to about half the amount of the n-type dopant.
When the value is 0, the doping amount of the p-type dopant is 10 to 10.
It may be adjusted in the range of 90. The growth temperature for epitaxially growing the ZnTe compound semiconductor crystal is desirably 350 ° C. or higher.

【0061】また、本実施例で説明したZnTe化合物
半導体やZnMgSeTe化合物半導体以外にも、Zn
Teに格子整合する系であるCdSeTe、CdZnS
eTe、BeMgTe、BeZnMgTeのn型半導体
を形成する場合にも適用できる。
In addition to the ZnTe compound semiconductor and ZnMgSeTe compound semiconductor described in this embodiment,
CdSeTe, CdZnS, which are lattice matched to Te
The present invention can also be applied to the case of forming an n-type semiconductor of eTe, BeMgTe, BeZnMgTe.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によれば、導電型を第1の導電型
に制御する第1のドーパントと導電型を前記第1の導電
型と異なる第2の導電型に制御する第2のドーパントと
を、前記第1のドーパントの原子個数よりも前記第2の
ドーパントの原子個数の方が少なくなるようにドーピン
グする同時ドーピング法によりZnTe系化合物半導体
を形成するようにしたので、ZnTe系化合物半導体の
導電型を比較的容易に制御することができるという効果
を奏する。
According to the present invention, a first dopant for controlling the conductivity type to the first conductivity type and a second dopant for controlling the conductivity type to the second conductivity type different from the first conductivity type are provided. Is formed so as to form a ZnTe-based compound semiconductor by a simultaneous doping method in which the number of atoms of the second dopant is smaller than the number of atoms of the first dopant. Has the effect that the conductivity type can be controlled relatively easily.

【0063】特に、前記第1の導電型をn型、前記第2
の導電型をp型として、n型ZnTe系化合物半導体を
製造する場合に適用して有効である。
In particular, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is n-type.
Is effective when applied to a case where an n-type ZnTe-based compound semiconductor is manufactured, where the conductivity type is p-type.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 賢次 埼玉県戸田市新曽南3丁目17番35号 株式 会社日鉱マテリアルズ戸田工場内 (72)発明者 朝日 聰明 埼玉県戸田市新曽南3丁目17番35号 株式 会社日鉱マテリアルズ戸田工場内 Fターム(参考) 5F041 AA44 CA41 CA49 CA57 CA65 CA83 5F045 AA04 AA05 AB22 AC19 CA10 DA52 DA57 DA60  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Sato 3--17-3 Nishinaminami, Toda City, Saitama Prefecture Inside the Nikko Materials Toda Factory (72) Inventor Tomoaki Asahi 3-17 Niisaminami, Toda City, Saitama Prefecture No. 35 F-term in Nikko Materials Toda Factory (reference) 5F041 AA44 CA41 CA49 CA57 CA65 CA83 5F045 AA04 AA05 AB22 AC19 CA10 DA52 DA57 DA60

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にZnTe系化合物半導体をエピ
タキシャル成長させる際に、ZnTe系化合物結晶中
に、導電型を第1の導電型に制御する第1のドーパント
と導電型を前記第1の導電型と異なる第2の導電型に制
御する第2のドーパントとを、前記第1のドーパントの
原子個数よりも前記第2のドーパントの原子個数の方が
少なくなるようにドーピングすることを特徴とするZn
Te系化合物半導体の製造方法。
When a ZnTe-based compound semiconductor is epitaxially grown on a substrate, a first dopant for controlling a conductivity type to a first conductivity type and a conductivity type of the first conductivity type are set in a ZnTe-based compound crystal. And doping with a second dopant controlled to a second conductivity type different from that of the first dopant so that the number of atoms of the second dopant is smaller than the number of atoms of the first dopant.
A method for producing a Te-based compound semiconductor.
【請求項2】 前記第1の導電型はn型で、前記第2の
導電型はp型であることを特徴とする請求項1に記載の
ZnTe系化合物半導体の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the first conductivity type is an n-type, and the second conductivity type is a p-type.
【請求項3】 前記第1のドーパントは13(3B)族
元素であり、前記第2のドーパントは15(5B)族元
素であることを特徴とする請求項2に記載のZnTe系
化合物半導体の製造方法。
3. The ZnTe-based compound semiconductor according to claim 2, wherein the first dopant is a group 13 (3B) element, and the second dopant is a group 15 (5B) element. Production method.
【請求項4】 前記13(3B)族元素はAl,Ga,
Inのうちの少なくとも一つを含み、前記15(5B)
族元素はN,P,Asのうちの少なくとも一つを含むこ
とを特徴とする請求項3に記載のZnTe系化合物半導
体の製造方法。
4. The group 13 (3B) element is Al, Ga,
15 (5B) containing at least one of In
4. The method according to claim 3, wherein the group III element includes at least one of N, P, and As.
【請求項5】 前記第1のドーパントは17(7B)族
元素であり、前記第2のドーパントは1(1A)族元素
であることを特徴とする請求項2に記載のZnTe系化
合物半導体の製造方法。
5. The ZnTe-based compound semiconductor according to claim 2, wherein the first dopant is a group 17 (7B) element and the second dopant is a group 1 (1A) element. Production method.
【請求項6】 前記17(7B)族元素はCl,Br,
Iのうちの少なくとも一つを含み、前記1(1A)族元
素は少なくともLiを含むことを特徴とする請求項5に
記載のZnTe系化合物半導体の製造方法。
6. The 17 (7B) group element is Cl, Br,
The method for producing a ZnTe-based compound semiconductor according to claim 5, wherein at least one of I is included, and the 1 (1A) group element includes at least Li.
【請求項7】 前記第1および第2のドーパントはとも
に4(4B)族元素であり、前記第1のドーパントはS
i,Geのうちの少なくとも一つを含み、前記第2のド
ーパントは少なくともCを含むことを特徴とする請求項
2に記載のZnTe系化合物半導体の製造方法。
7. The first and second dopants are both Group 4 (4B) elements, and the first dopant is S
3. The method of claim 2, wherein the second dopant contains at least one of i and Ge, and the second dopant contains at least C. 4.
【請求項8】 前記基板はZnTe結晶であることを特
徴とする請求項1から請求項7の何れかに記載のZnT
e系化合物半導体の製造方法。
8. The ZnT according to claim 1, wherein the substrate is a ZnTe crystal.
A method for producing an e-based compound semiconductor.
【請求項9】 前記ZnTe系化合物半導体は、ZnT
e、ZnMgSeTe、CdSeTe、CdZnSeT
e、BeMgTe、BeZnMgTeの何れかであるこ
とを特徴とする請求項1から請求項8の何れかに記載の
ZnTe系化合物半導体の製造方法。
9. The method according to claim 1, wherein the ZnTe-based compound semiconductor is ZnT.
e, ZnMgSeTe, CdSeTe, CdZnSeT
The method for producing a ZnTe-based compound semiconductor according to any one of claims 1 to 8, wherein the method is any one of e, BeMgTe, and BeZnMgTe.
【請求項10】 前記ZnTe系化合物半導体は、Zn
Te基板上に分子線エピタキシャル法、または、有機金
属気相成長法により形成されることを特徴とする請求項
1から請求項9の何れかに記載のZnTe系化合物半導
体の製造方法。
10. The ZnTe-based compound semiconductor is Zn
The method for producing a ZnTe-based compound semiconductor according to any one of claims 1 to 9, wherein the ZnTe-based compound semiconductor is formed on a Te substrate by a molecular beam epitaxy method or a metal organic chemical vapor deposition method.
【請求項11】 請求項1から請求項10の何れかに記
載の製造方法により得られるn型ZnTe系化合物半導
体であって、キャリア濃度が1×1017cm−3以上
で、かつキャリア移動度が300cm/Vsec以上
であることを特徴とするZnTe系化合物半導体。
11. An n-type ZnTe-based compound semiconductor obtained by the method according to claim 1, wherein the carrier concentration is 1 × 10 17 cm −3 or more and the carrier mobility is 11. Is not less than 300 cm 2 / Vsec.
【請求項12】 請求項1から請求項10の何れかに記
載の製造方法により得られるn型ZnTe系化合物半導
体であって、キャリア濃度が1×1018cm−3以上
で、かつキャリア移動度が130cm/Vsec以上
であることを特徴とするZnTe系化合物半導体。
12. An n-type ZnTe-based compound semiconductor obtained by the method according to claim 1, wherein the carrier concentration is 1 × 10 18 cm −3 or more, and the carrier mobility is 12. Is not less than 130 cm 2 / Vsec.
【請求項13】 抵抗が0.05Ω・m以下であること
を特徴とする請求項11または請求項12に記載のZn
Te系化合物半導体。
13. The Zn according to claim 11, wherein the resistance is 0.05 Ω · m or less.
Te-based compound semiconductor.
【請求項14】 請求項11から請求項13の何れかに
記載のZnTe系化合物半導体を基板として有すること
を特徴とする半導体装置。
14. A semiconductor device comprising the ZnTe-based compound semiconductor according to claim 11 as a substrate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518449A (en) * 2004-10-26 2008-05-29 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Photovoltaic cell having photovoltaic active semiconductor material
JP2013050561A (en) * 2011-08-31 2013-03-14 Jx Nippon Mining & Metals Corp ZnTe THIN FILM FOR TERAHERTZ BAND DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

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