JP2663787B2 - Light emitting element - Google Patents

Light emitting element

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JP2663787B2
JP2663787B2 JP6802992A JP6802992A JP2663787B2 JP 2663787 B2 JP2663787 B2 JP 2663787B2 JP 6802992 A JP6802992 A JP 6802992A JP 6802992 A JP6802992 A JP 6802992A JP 2663787 B2 JP2663787 B2 JP 2663787B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、表示装置などに用いら
れるII−VI族化合物半導体発光素子に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a II-VI compound semiconductor light emitting device used for a display device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、壁掛けテレビなどのディスプレー
用光源として、実用上十分な輝度と効率をもつ青色発光
ダイオード(以下、LEDと記す。)の開発が望まれて
いる。II−VI族化合物半導体であるZnSeやZnSま
たはZnSSeは、バンドギャップが室温で2.7〜3.
7eVあり、直接遷移型のバンド構造を有することか
ら、青色LED用半導体材料として期待されている。一
般に、高輝度、高効率の青色LEDを実現するために
は、これらの材料に不純物を添加して伝導型の制御をお
こない、p−n接合構造を形成する必要がある。しか
し、ZnSe、ZnSまたはその混晶のZnSSeは、
ともに低抵抗のp型伝導が得にくい材料であることが知
られている。
2. Description of the Related Art Recently, it has been desired to develop a blue light-emitting diode (hereinafter, referred to as an LED) having sufficient luminance and efficiency for practical use as a display light source for a wall-mounted television or the like. ZnSe or ZnS or ZnSSe which is a II-VI compound semiconductor has a band gap of 2.7 to 3.3 at room temperature.
Since it has 7 eV and has a direct transition band structure, it is expected as a semiconductor material for blue LEDs. Generally, in order to realize a blue LED with high luminance and high efficiency, it is necessary to form a pn junction structure by adding impurities to these materials to control the conduction type. However, ZnSe, ZnS or a mixed crystal ZnSSe is
It is known that both materials are difficult to obtain low resistance p-type conduction.

【0003】そこで、現在までに、低抵抗p型をめざし
て新しいアクセプター不純物の検討が数多くなされてき
た。そして、ZnSe中にNやLiを添加することで、
p型伝導が得られたとの報告もいくつかある(参考文
献:J. Nishizawa et al.;ジャーナル・オブ・アプライ
ド・フィジクス J. Appl. Phys. 59(1986)2256., A.O
hki et al.;ジャーナル・オブ・クリスタル・グロウス
J. Cryst. Growth 93(1988)692., Y. Yasuda et al.;
アプライド・フィジクス・レターズ Appl. Phys. Let
t. 52(1988)57.)。
[0003] To date, many studies have been made on new acceptor impurities with the aim of achieving a low resistance p-type. Then, by adding N or Li into ZnSe,
There have been some reports that p-type conduction has been obtained (references: J. Nishizawa et al .; Journal of Applied Physics J. Appl. Phys. 59 (1986) 2256., AO
hki et al .; Journal of Crystal Grouse
J. Cryst. Growth 93 (1988) 692., Y. Yasuda et al .;
Applied Physics Letters Appl. Phys. Let
t. 52 (1988) 57.).

【0004】従来のII−VI族化合物半導体の発光素子と
してとして、ZnSe中にN不純物を添加して得られた
p−n接合型青色LEDの構造を図16に示す。201
はSiをドープしたn型GaAs基板、202はClを
ドープしたn型ZnSeエピタキシャル層、203はN
をドープしたp型ZnSeエピタキシャル層、204お
よび205はそれぞれAuおよびAuSn電極である。
このp−n接合構造に順方向のバイアスをかけると、少
数キャリアである電子がn型ZnSeエピタキシャル層
202からp型ZnSeエピタキシャル層203へ注入
されて発光が得られる。
FIG. 16 shows a structure of a pn junction type blue LED obtained by adding an N impurity to ZnSe as a conventional II-VI compound semiconductor light emitting device. 201
Is an n-type GaAs substrate doped with Si; 202 is an n-type ZnSe epitaxial layer doped with Cl;
Is doped p-type ZnSe epitaxial layers, 204 and 205 are Au and AuSn electrodes, respectively.
When a forward bias is applied to the pn junction structure, electrons as minority carriers are injected from the n-type ZnSe epitaxial layer 202 into the p-type ZnSe epitaxial layer 203, and light emission is obtained.

【0005】一方、II−VI族化合物半導体としてZnS
を用いた発光素子についてはこれらのような不純物を添
加して低抵抗のp型伝導が得られたという報告はまだな
く、p−n接合型の青色LEDは得られていないのが実
状である。
On the other hand, as a II-VI group compound semiconductor, ZnS
There is no report that a light-emitting element using a P-type conduction of low resistance was obtained by adding such an impurity, and a pn junction type blue LED has not been obtained. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のII
−VI族化合物半導体であるZnSe発光素子には次のよ
うな課題がある。
However, the conventional II
The ZnSe light emitting device which is a group VI compound semiconductor has the following problems.

【0007】従来のZnSe発光素子に、NやLiを不
純物としてZnSe中に添加しても、キャリア濃度がp
〜1016cm-3以上の実用上十分な正孔濃度がえられな
い。したがって、十分な青色発光が実現できない。そこ
で、高濃度にNやLiの不純物をZnSe中に添加する
と、図17に示すように、発光特性においてZnSeの
バンドギャップ中にできた深いアクセプタ準位からの発
光が支配的となり、青色の発光色が得られなくなってし
まうといった問題点があった。
[0007] Even if N or Li is added as an impurity to ZnSe to a conventional ZnSe light emitting device, the carrier concentration becomes p.
A practically sufficient hole concentration of 10 to 10 16 cm -3 or more cannot be obtained. Therefore, sufficient blue light emission cannot be realized. Therefore, when impurities such as N and Li are added to ZnSe at a high concentration, as shown in FIG. 17, light emission from a deep acceptor level formed in a band gap of ZnSe becomes dominant in light emission characteristics, and blue light emission is obtained. There was a problem that a color could not be obtained.

【0008】さらに従来のZnSe発光素子の構造は、
p型ZnSe層とn型ZnSe層のpn接合のシングル
ヘテロ構造であり、バンドギャップエネルギーの異なる
半導体層を3層以上積層した二重ヘテロ構造ではないた
め、発光を生じる活性領域に高密度の電子および光子を
閉じ込めることができない。そのために、高い発光効
率、さらには誘導放出(レーザ発振)が従来の構造では
得られないといった問題点があった。
Further, the structure of a conventional ZnSe light emitting device is as follows:
It has a single heterostructure of a pn junction of a p-type ZnSe layer and an n-type ZnSe layer, and is not a double heterostructure in which three or more semiconductor layers having different band gap energies are stacked. And cannot confine photons. Therefore, there is a problem that high luminous efficiency and further, stimulated emission (laser oscillation) cannot be obtained by the conventional structure.

【0009】またII−VI族化合物半導体としてZnSを
用いた発光素子では、不純物を添加しても低抵抗のp型
伝導が得られておらず十分が青色の発光は得られない。
In addition, in a light emitting device using ZnS as a II-VI compound semiconductor, even if an impurity is added, p-type conduction with low resistance is not obtained and blue light emission is not sufficient.

【0010】そこで本発明は、高密度のキャリアの注入
と高い効率の青色発光が得られ、高輝度、高発光効率の
青色発光素子を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a blue light emitting device having high luminance and high luminous efficiency, in which high-density carrier injection and high efficiency blue light emission can be obtained.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段は次の通りである。第1のZnTeまたはZnSTe
と、ZnSを交互に積層した構造と、前記第1のZnT
eまたはZnSTeと、ZnSを交互に積層した構造上
に、第2のp伝導型を有したZnTeまたはp導電型を
有したZnSTeと、ZnSを交互に積層した構造とを
有する発光素子とする。また、n伝導型を有したZnS
結晶と、前記n伝導型を有したZnS結晶上に、第1の
ZnTeまたはZnSTeと、ZnSを交互に積層した
構造と、前記第1のZnTeまたはZnSTeとZnS
を交互に積層した構造上に、第2のp伝導型を有したZ
nTeまたはp導電型を有したZnSTeと、ZnSを
交互に積層した構造とを有する発光素子とする。
Means for solving the problem are as follows. First ZnTe or ZnSTe
And a structure in which ZnS is alternately stacked, and the first ZnT
e or ZnSTe and ZnS alternately laminated
A ZnTe having the second p-conductivity type or a p-conductivity type.
Having ZnSTe and a structure in which ZnS is alternately laminated
Light emitting element. Also, ZnS having n conductivity type
A first crystal on the ZnS crystal having the n-conductivity type;
ZnTe or ZnSTe and ZnS were alternately laminated
Structure and the first ZnTe or ZnSTe and ZnS
Having a second p-conductivity type on a structure in which
ZnSTe having nTe or p conductivity type and ZnS
A light-emitting element having a structure in which the layers are alternately stacked.

【0012】[0012]

【作用】本発明は上記手段により次の作用を有する。 (1)II−VI族化合物半導体としてZnSやZnSeを
用いた発光素子の場合、アクセプタ不純物をZnSやZ
nSe結晶中に添加しても、キャリア濃度p〜1016
-3以上の実用に足る正孔濃度が得られない。
The present invention has the following effects by the above means. (1) In the case of a light emitting element using ZnS or ZnSe as a II-VI compound semiconductor, acceptor impurities are changed to ZnS or Z
Carrier concentration p-10 16 c
A practically sufficient hole concentration of m −3 or more cannot be obtained.

【0013】一方、本発明を構成するZnTeまたはZ
nSTe結晶は、アクセプター不純物を添加することに
より十分な正孔濃度(p〜1018cm-3)が得られる。
しかし、p型ZnTe結晶およびZnSTe結晶のバン
ドギャップの大きさはそれぞれ2.26eV近傍であり、
この大きさでは青色発光は得られずグリーン色の発光し
か得られない。そこでバンドギャップをグリーン色の大
きさから青色の大きさまで大きくするために、本発明の
構造で示したように、p型ZnTeとノンドープZnS
を交互に積層した多重量子井戸構造、あるいはp型Zn
STeとノンドープZnSを交互に積層した多重量子井
戸構造とするのである。
On the other hand, ZnTe or Z
nSTe crystals, sufficient hole concentration (p~10 18 cm -3) is obtained by adding an acceptor impurity.
However, the band gaps of the p-type ZnTe crystal and the ZnSTe crystal are each near 2.26 eV,
At this size, blue light emission cannot be obtained and only green light emission can be obtained. Therefore, in order to increase the band gap from green to blue, as shown in the structure of the present invention, p-type ZnTe and undoped ZnS
Multiple quantum well structure where p is alternately stacked or p-type Zn
This is a multiple quantum well structure in which STe and non-doped ZnS are alternately stacked.

【0014】p型層をこのような多重量子井戸構造に
し、この多重量子井戸構造のp型ZnTe層とノンドー
プZnS層の膜厚を所定の大きさに制御することによ
り、p型多重量子井戸層の実効的なバンドギャップを、
波長換算でZnTeのもつバンドギャップ550nmか
らZnSのもつバンドギャップ340nmまでの間の希
望の大きさに設定できる。
By forming the p-type layer into such a multiple quantum well structure and controlling the thicknesses of the p-type ZnTe layer and the non-doped ZnS layer of the multiple quantum well structure to predetermined sizes, the p-type multiple quantum well layer is formed. The effective bandgap of
It can be set to a desired size between the band gap 550 nm of ZnTe and the band gap 340 nm of ZnS in terms of wavelength.

【0015】同じように、p型層を多重量子井戸構造の
p型ZnSTe層とノンドープZnS層にして、その層
の膜厚を所定の大きさに制御することにより、p型多重
量子井戸層の実効的なバンドギャップを、波長換算でZ
eSTeのもつバンドギャップ550nmからZnSの
もつバンドギャップ340nmまでの間の希望の大きさ
に設定できる。
Similarly, by forming the p-type layer into a p-type ZnSTe layer and a non-doped ZnS layer having a multiple quantum well structure and controlling the thicknesses of the layers to a predetermined size, the p-type multiple quantum well layer The effective band gap is calculated as Z
The desired size can be set between the band gap of eSTe of 550 nm and the band gap of ZnS of 340 nm.

【0016】したがって、本発明によれば実用上十分な
正孔濃度をもち、かつバンドギャップが広く、青色発光
に十分な大きさのバンドギャップをもつp型層が得られ
る。 (2)p型ZnTeとノンドープZnSを交互に積層し
た多重量子井戸構造、またはp型ZnSTeとノンドー
プZnSを交互に積層した多重量子井戸構造において、
ZnTe層,ZnSTe層に、十分なp型キャリア濃度
をもたせるためp型不純物をドープしてもZnTe層,
ZnSTe層に、深いアクセプター準位は存在しないた
めに、青色発光以外の発光は存在しない。したがって強
い青色発光を室温で示す青色発光素子が得られる。 (3)ZnTeとZnSを交互に積層した多重量子井戸
構造またはZnSTeとZnSを交互に積層した多重量
子井戸構造では、その状態密度は階段状の分布をもつよ
うになり、バンドギャップ付近における状態密度が著し
く増加する。そのため、室温で高い青色発光効率が得ら
れる。 (4)第1の多重量子井戸構造の実効的バンドギャップ
を第2の多重量子井戸構造の実効的バンドギャップより
小さくなるよう構造を設定することにより、ZnSと第
1および第2の多重量子井戸構造とでバンドギャップエ
ネルギーの異なる3種類の半導体層を積層した二重ヘテ
ロ構造が形成できる。そのため、活性領域である第1の
多重量子井戸構造に高密度の電子および光子を閉じ込め
ることができ、発光効率も向上し、誘導放出(レーザ発
振)も可能となる。
Therefore, according to the present invention, a p-type layer having a practically sufficient hole concentration, a wide band gap, and a band gap large enough for blue light emission can be obtained. (2) In a multiple quantum well structure in which p-type ZnTe and non-doped ZnS are alternately stacked, or in a multiple quantum well structure in which p-type ZnSTe and non-doped ZnS are alternately stacked,
Even if a ZnTe layer and a ZnSTe layer are doped with a p-type impurity to have a sufficient p-type carrier concentration, the ZnTe layer,
Since there is no deep acceptor level in the ZnSTe layer, there is no emission other than blue emission. Therefore, a blue light-emitting element that emits strong blue light at room temperature can be obtained. (3) In a multiple quantum well structure in which ZnTe and ZnS are alternately stacked or a multiple quantum well structure in which ZnSTe and ZnS are alternately stacked, the state density has a stepwise distribution, and the state density near the band gap is obtained. Significantly increase. Therefore, high blue luminous efficiency can be obtained at room temperature. (4) By setting the structure such that the effective band gap of the first multiple quantum well structure is smaller than the effective band gap of the second multiple quantum well structure, ZnS and the first and second multiple quantum well structures are set. A double hetero structure in which three types of semiconductor layers having different band gap energies are laminated with each other can be formed. Therefore, high-density electrons and photons can be confined in the first multiple quantum well structure, which is the active region, the luminous efficiency is improved, and stimulated emission (laser oscillation) is also possible.

【0017】[0017]

【実施例】(実施例1) 本発明の第1の実施例を図面に基づいて説明する。図1
(a)は、本発明の青色発光素子(以下、LEDと書
く。)の構造断面図を示す。111はI(インジウム)
ドープn型ZnS基板、112はSb(アンチモン)ド
ープZnTe/ZnS多重量子井戸層である。Iおよび
Sbの添加濃度はともにキャリア濃度で1×1018cm
-3とした。ここで、ZnS基板111にIをドープして
1×1018cm-3のキャリア濃度をもつn型にし、p型
はZnTe112aをもちいるからZnSe,ZnSで
は得られない、1×1018cm-3の高濃度のキャリア濃
度をもつp型にできる。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
(A) is a structural sectional view of a blue light emitting device (hereinafter, referred to as an LED) of the present invention. 111 is I (indium)
A doped n-type ZnS substrate 112 is a Sb (antimony) doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer. The addition concentration of both I and Sb is 1 × 10 18 cm in carrier concentration.
-3 . Here, I is doped into the ZnS substrate 111 to make it an n-type having a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 , and the p-type uses ZnTe 112a, so that it cannot be obtained with ZnSe or ZnS and is 1 × 10 18 cm −. A p-type having a high carrier concentration of 3 can be obtained.

【0018】113および114はそれぞれp型電極と
してAu電極およびn型電極としてIn電極である。
Reference numerals 113 and 114 denote an Au electrode as a p-type electrode and an In electrode as an n-type electrode, respectively.

【0019】ZnTe/ZnS多重量子井戸層112を
構成するZnTe層112aにSbが添加されると、Z
nTe層112aはp伝導型となり、正孔がキャリアと
して働くようになる。ここでZnTeはZnS,ZnS
eに比べて高濃度のp型にできるため非常に好都合であ
る。ただZnTeのバンドギャップは波長換算で550
nmであり、発光色はグリーンになる。よって、青色L
EDにするためには波長換算でバンドギャップを現在の
550nmから480nm程度に大きくする必要があ
る。そのために、p型層として、p型の高濃度にできる
ZnTeと、さらにバンドギャップが波長換算で340
nmのZnSとを用い、p型のZnTeとノンドープの
ZnSとの多重量子井戸構造にすることにより、p型層
のバンドギャップを青色にまで大きくするのである。
When Sb is added to the ZnTe layer 112a constituting the ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 112, Z
The nTe layer 112a is of p-conductivity type, and holes serve as carriers. Here, ZnTe is ZnS, ZnS
This is very convenient because the p-type can be formed at a higher concentration than that of e. However, the band gap of ZnTe is 550 in wavelength conversion.
nm, and the emission color is green. Therefore, blue L
In order to achieve ED, it is necessary to increase the band gap in wavelength conversion from the current 550 nm to about 480 nm. For this purpose, the p-type layer is made of ZnTe which can be made to have a high p-type concentration, and the band gap is 340 in terms of wavelength.
The band gap of the p-type layer is increased to blue by forming a multiple quantum well structure of p-type ZnTe and non-doped ZnS using ZnS of nm.

【0020】ZnTe/ZnS多重量子井戸層112内
のキャリアは、ヘテロ接合によって形成されるポテンシ
ャル井戸に閉じ込められると、自由度が制限されるよう
になる。この結果、ZnTe/ZnS多重量子井戸層1
12内には量子準位が形成される。この量子井戸中に形
成される量子準位は井戸層の膜厚によって変化するた
め、ZnTe112aおよびZnS112bの各層の膜
厚を変えることによって、実効バンドギャップを波長換
算で約550nmから340nmまで短波長化できる。
本実施例ではZnTe112aおよびZnS112bの
各層の膜厚をそれぞれ1nmとしたため、実効的バンド
ギャップは波長換算で450nmとなる。
When the carriers in the ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 112 are confined in a potential well formed by a heterojunction, the degree of freedom is limited. As a result, the ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 1
A quantum level is formed in 12. Since the quantum level formed in the quantum well changes depending on the thickness of the well layer, the effective band gap can be reduced from about 550 nm to 340 nm in terms of wavelength by changing the thickness of each layer of ZnTe 112 a and ZnS 112 b. it can.
In the present embodiment, the thickness of each layer of ZnTe 112a and ZnS 112b is set to 1 nm, and the effective band gap is 450 nm in terms of wavelength.

【0021】p型層であるp型ZnTeとノンドープZ
nSとの多重量子井戸構造にした時のバンドギャップの
大きさは、次に示す式によって計算できる。
P-type ZnTe as a p-type layer and non-doped Z
The size of the band gap in the case of a multiple quantum well structure with nS can be calculated by the following equation.

【0022】[0022]

【数1】 (Equation 1)

【0023】ここで、Here,

【0024】[0024]

【数2】 (Equation 2)

【0025】であり、kzは波数ベクトルのz成分、mz
*、mB *はそれぞれ井戸層および障壁層の電子(正孔)
の有効質量、ΔEはバンドオフセットの大きさとする。
Where k z is the z component of the wave number vector, m z
* And m B * are the electrons (holes) in the well layer and the barrier layer, respectively.
And the effective mass ΔE is the magnitude of the band offset.

【0026】この(数1)により計算すると、ZnTe
112aおよびZnS112bの各層の膜厚が1nmの
ときバンドギャップは450nmになり、青色発光のバ
ンドギャップの大きさに制御できる。
Calculating from this (Equation 1), ZnTe
When the thickness of each layer of 112a and ZnS112b is 1 nm, the band gap becomes 450 nm, and the band gap of blue light emission can be controlled.

【0027】またZnTe/ZnS多重量子井戸層11
2はp伝導型を示し、平均の正孔キャリア濃度は4×1
17cm-3が得られた。したがって、本発明のAu電極
113側に正、In電極114側に負バイアスをかける
と、n型ZnS111からSbドープZnTe/ZnS
多重量子井戸層112の領域に電子が注入された。その
結果、この少数キャリアである電子がSbドープZnT
e/ZnS多重量子井戸層112中の多数キャリア(正
孔)と発光再結合することにより青色発光が生じた。図
1(b)にこの本発明のZnS青色LEDのバンド構造
とともに、発光のメカニズムを示した。
The ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 11
2 indicates a p-conduction type, and the average hole carrier concentration is 4 × 1
0 17 cm -3 was obtained. Therefore, when a positive bias is applied to the Au electrode 113 side and a negative bias is applied to the In electrode 114 side of the present invention, the n-type ZnS 111 changes from the Sb-doped ZnTe / ZnS
Electrons were injected into the region of the multiple quantum well layer 112. As a result, the electrons serving as the minority carriers are converted to Sb-doped ZnT.
Blue light emission was generated by radiative recombination with majority carriers (holes) in the e / ZnS multiple quantum well layer 112. FIG. 1B shows the light emission mechanism together with the band structure of the ZnS blue LED of the present invention.

【0028】図2は作製した本構造のLEDにおける電
流−電圧特性を示す。縦軸はLEDの駆動電流、横軸は
駆動電圧である。この図に示すように、電圧−電流特性
においてはp−n接合構造の形成を示す良好な整流特性
であることがわかる。立ち上がり電圧は(Turn-on volt
age)は約2.5V、逆バイアス・ブレークダウン電圧
は(Reverse bias breakdown)は12Vであった。
FIG. 2 shows the current-voltage characteristics of the fabricated LED of this structure. The vertical axis is the driving current of the LED, and the horizontal axis is the driving voltage. As shown in this figure, the voltage-current characteristics show good rectification characteristics indicating the formation of a pn junction structure. Rise voltage is (Turn-on volt
age) was about 2.5 V, and the reverse bias breakdown voltage (Reverse bias breakdown) was 12 V.

【0029】従来報告されているZnSeのp−n接合
LEDは、ZnSeLEDに大きな寄生抵抗を持つこと
により、非常に大きな立ち上がり電圧を持つ。しかし図
1に示す本構造のLEDは極めて低い立ち上がり電圧を
示し、寄生抵抗の低い良好なp−n接合構造が形成され
ていることがこの結果より確認される。
The conventionally reported ZnSe pn junction LED has a very large rising voltage due to the large parasitic resistance of the ZnSe LED. However, the LED of the present structure shown in FIG. 1 has an extremely low rising voltage, and this result confirms that a good pn junction structure with low parasitic resistance is formed.

【0030】図3も本発明のLEDの電流−電圧特性を
示す。縦軸は順方向電流、横軸は順方向電圧である。こ
の図より、LEDに印加する順方向電圧を大きくしてい
くと、それにつれて順方向電流も大きくなる。この図に
おいてn=1.3の値が得られる。ここでn値とは、 I=I0exp(eV/nkT)で表わされるnであ
る。
FIG. 3 also shows the current-voltage characteristics of the LED of the present invention. The vertical axis represents the forward current, and the horizontal axis represents the forward voltage. As shown in this figure, as the forward voltage applied to the LED increases, the forward current increases accordingly. In this figure, a value of n = 1.3 is obtained. Here, the n value is n represented by I = I 0 exp (eV / nkT).

【0031】 I:駆動電流 I0:定数 e:素電荷 V:駆動電圧 n:diode ideality factor k:ボルツマン定数 T:温度 このなかでn値とは、pn接合ダイオードが理想的な駆
動状態にあるか、そうでないかを表わす数値であり、こ
の値はn=1であれば理想的なpn接合の順方向バイア
スと拡散電流の関係であることを示す。また、pn接合
の遷移領域でバンドギャップ中のトラップによるキャリ
アの発生、消滅が存在して、ダイオードの理想的な駆動
状態からはずれると、nの値は1からはずれ、2に近づ
く。本発明のLEDのn値(Diode ideality factor)
は順方向電流10-3Aの付近までn=1.3の値が得ら
れている。したがって、本発明のLEDは非常に良好な
pn接合特性を有していることがわかる。本構造のLE
Dによって、波長約460nmの強い青色発光が室温に
おいて得られた。
I: drive current I 0 : constant e: elementary charge V: drive voltage n: diode ideality factor k: Boltzmann constant T: temperature In this, the n value means that the pn junction diode is in an ideal drive state It is a numerical value indicating whether or not this is the case. If n = 1, this value indicates an ideal relationship between the forward bias of the pn junction and the diffusion current. Further, when the generation and extinction of carriers due to traps in the band gap exist in the transition region of the pn junction, and the diode deviates from the ideal driving state, the value of n deviates from 1 and approaches 2. N value (Diode ideality factor) of the LED of the present invention
Has a value of n = 1.3 up to the vicinity of the forward current of 10 −3 A. Therefore, it is understood that the LED of the present invention has very good pn junction characteristics. LE with this structure
By D, strong blue luminescence with a wavelength of about 460 nm was obtained at room temperature.

【0032】図4は作製したLEDの室温におけるエレ
クトロルミネッセンススペクトル(Electroluminescenc
e(EL) spectrum)およびSbドープZnTe/ZnS多
重量子井戸層112の室温におけるフォトルミネッセン
ススペクトル(Photoluminescence spectrum)を示す。
ダイオードの順方向電流(Forward bias voltage)は4
Vである。EL spectrumは2.7eVの青色領域にピー
クを有する。LEDのEL スペクトルとSbドープZn
Te/ZnS多重量子井戸層のPL スペクトルが良く一
致することから、LEDのEL発光はLED構造のSb
ドープZnTe/ZnS多重量子井戸層112中におけ
る多数キャリアである正孔と、少数キャリアである電子
との再結合(Electron-hole recombination)によるも
のと考えられる。外部量子効率は1%であった。
FIG. 4 shows the electroluminescence spectrum (Electroluminescenc) of the fabricated LED at room temperature.
(e (EL) spectrum) and photoluminescence spectrum (Photoluminescence spectrum) of the Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 112 at room temperature are shown.
The forward bias voltage of the diode is 4
V. EL spectrum has a peak in a blue region of 2.7 eV. LED EL spectrum and Sb-doped Zn
Since the PL spectra of the Te / ZnS multiple quantum well layer match well, the EL emission of the LED is Sb of the LED structure.
This is considered to be due to recombination (electron-hole recombination) of holes as majority carriers and electrons as minority carriers in the doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 112. The external quantum efficiency was 1%.

【0033】図5は横軸に駆動電流、縦軸に青色光の大
きさを示した特性図である。この図より、発光パワーは
電流の増加と共にリニアに増加することから、pn接合
ダイオード中に非発光再結合中心がほとんど存在しない
ことがわかる。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the driving current on the horizontal axis and the magnitude of blue light on the vertical axis. From this figure, it can be seen that the light emission power increases linearly with the increase in current, so that there is almost no non-radiative recombination center in the pn junction diode.

【0034】(実施例2) 次に、本発明のLEDの製造方法の一例を図6を用いて
説明する。本実施例ではZnS111の成長方法とし
て、ヨウ素輸送法を採用した。まずヨウ素輸送法による
成長について説明する。
Embodiment 2 Next, an example of a method for manufacturing an LED of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, an iodine transport method was employed as a growth method of ZnS111. First, growth by the iodine transport method will be described.

【0035】ZnSの粉末を高純度水素中で850℃、
3時間還元処理を行った後、石英アンプル等の中に2×
10-6Torr程度で真空封入し1000℃、50時間
焼成した。これを原料として用いた。また、鏡面ラップ
し、化学エッチを施した(111)面をもつZnS単結
晶を種結晶として用いた。成長用アンプルの体積に対し
て5mg/cm2の分量のヨウ素とともに、この焼成し
たZnSと種結晶ZnSを成長用アンプルに封入し、封
管中で成長を行った。成長用アンプルにおいて焼成した
ZnSの部分の温度は850℃とし、ZnS種結晶の部
分の温度は840℃として温度勾配をつけ、10日程度
の成長を行った。
The ZnS powder is placed in high-purity hydrogen at 850 ° C.
After performing the reduction treatment for 3 hours, 2 ×
Vacuum sealing was performed at about 10 −6 Torr, and firing was performed at 1000 ° C. for 50 hours. This was used as a raw material. A ZnS single crystal having a mirror-wrapped and chemically etched (111) plane was used as a seed crystal. The calcined ZnS and the seed crystal ZnS were sealed in a growth ampule together with iodine in an amount of 5 mg / cm 2 based on the volume of the growth ampule, and growth was performed in a sealed tube. In the growth ampoule, the temperature of the baked ZnS portion was set to 850 ° C., and the temperature of the ZnS seed crystal portion was set to 840 ° C., and a temperature gradient was applied to perform growth for about 10 days.

【0036】次に、こうして得られた図6(a)のZn
S結晶111上に有機金属化学気相成長(以下、MOC
VDと記す。)法によりZnTe/ZnS多重量子井戸
構造を形成した(図6(b))。ZnTe/ZnS多重
量子井戸層112を構成するZnTe層112aの原料
にはジメチル亜鉛およびジメチルテルル、ZnS層11
2bの原料にはジメチル亜鉛および硫化水素を用いた。
ドーパントであるSbの原料にはトリメチルアンチモン
を用いた。ジメチル亜鉛、ジメチルテルル、硫化水素、
およびトリメチルアンチモンの典型的な供給量は、それ
ぞれ4×10-5mol/min、5〜100×10-6
ol/min、6〜40×10-6mol/min、およ
び6〜30×10-6mol/minである。基板温度は
350〜450℃、成長圧力は50Torrとした。ま
ず、50%NaOH水溶液のエッチャントによりZnS
基板111の表面酸化膜を除去する。次に図6(b)に
示すように、ジメチル亜鉛とジメチルテルルおよびトリ
メチルアンチモンを用いてSbドープZnTe層112
aを1nm、ジメチル亜鉛、硫化水素を用いてZnS層
112bを1nm、原料ガスを交互供給することにより
交互に100周期成長させた。その後図6(c)、
(d)に示すようにAuおよびInの金属蒸着により電
極113および114を形成した。
Next, the Zn thus obtained in FIG.
Metal organic chemical vapor deposition (hereinafter referred to as MOC)
Notated as VD. ) Method to form a ZnTe / ZnS multiple quantum well structure (FIG. 6B). Dimethyl zinc and dimethyl tellurium are used as raw materials for the ZnTe layer 112a constituting the ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 112, and the ZnS layer 11
Dimethyl zinc and hydrogen sulfide were used as raw materials for 2b.
Trimethylantimony was used as a raw material for Sb as a dopant. Dimethyl zinc, dimethyl tellurium, hydrogen sulfide,
And trimethylantimony are typically 4 × 10 −5 mol / min and 5 to 100 × 10 −6 m / min, respectively.
ol / min, 6 to 40 × 10 −6 mol / min, and 6 to 30 × 10 −6 mol / min. The substrate temperature was 350-450 ° C., and the growth pressure was 50 Torr. First, ZnS was etched with an etchant of 50% NaOH aqueous solution.
The surface oxide film of the substrate 111 is removed. Next, as shown in FIG. 6B, the Sb-doped ZnTe layer 112 is formed using dimethylzinc, dimethyltellurium and trimethylantimony.
a was 1 nm, dimethyl zinc and hydrogen sulfide were used, and the ZnS layer 112b was 1 nm, and the material gas was alternately supplied to grow 100 periods alternately. After that, FIG.
As shown in (d), the electrodes 113 and 114 were formed by metal deposition of Au and In.

【0037】図7はトリメチルアンチモンの供給流量に
対する正孔キャリア濃度の変化を示す。ZnTe層およ
びSbドープZnTe/ZnS量子井戸構造のキャリア
濃度はトリメチルアンチモンの供給量に対して単調に増
加する。これから電気的特性を良好に制御可能であるこ
とがわかる。ここではSbドープZnTe/ZnS量子
井戸構造のキャリア濃度は1×1017cm-3の高い値が
得られた。
FIG. 7 shows the change in the hole carrier concentration with respect to the supply flow rate of trimethylantimony. The carrier concentration of the ZnTe layer and the Sb-doped ZnTe / ZnS quantum well structure monotonically increases with the supply amount of trimethylantimony. This shows that the electric characteristics can be controlled well. Here, a high carrier concentration of 1 × 10 17 cm −3 was obtained in the Sb-doped ZnTe / ZnS quantum well structure.

【0038】ここで、ZnTe層112aとZnS層1
12bの膜厚を1nmとしたが、量子効果を有する範囲
内で、またコヒーレント成長の臨界膜厚範囲内であれば
それぞれの膜厚を変えることも可能である。すなわち、
ZnTeのバンドギャップ550nmとZnS340n
mの間の範囲にあるバンドギャップであれば、ZnTe
の膜厚と、ZnSの膜厚を設定してやればよい。
Here, the ZnTe layer 112a and the ZnS layer 1
Although the film thickness of 12b is set to 1 nm, each film thickness can be changed within a range having a quantum effect and within a critical film thickness range for coherent growth. That is,
ZnTe band gap of 550 nm and ZnS340n
m, a band gap in the range between m
And the thickness of ZnS may be set.

【0039】なお、本発明の第1、第2の実施例におい
て、基板にn型ZnS基板を用いたが、n型ZnSe基
板やn型ZnSSe基板でも同様に利用でき、これらの
基板はヨウ素輸送法によって容易に得られる。また、Z
nS基板上にバッファー層としてn型ZnS層を形成し
たものをn型ZnS基板111の代わりに用いても同様
な効果が期待できる。
Although the n-type ZnS substrate is used in the first and second embodiments of the present invention, an n-type ZnSe substrate or an n-type ZnSSe substrate can be similarly used. It is easily obtained by the method. Also, Z
Similar effects can be expected by using an nS substrate having an n-type ZnS layer formed as a buffer layer instead of the n-type ZnS substrate 111.

【0040】ZnS結晶より簡単に手にはいるGaAs
基板を用いることにより、ZnS結晶のかわりに、n型
GaAs基板上にMOCVD法により形成したn型Zn
S、n型ZnSeまたはn型ZnSSeエピタキシャル
層を用いることで図1の実施例に示した構造をGaAs
基板上に作ることができる。
GaAs which can be obtained more easily than ZnS crystal
By using a substrate, n-type Zn formed by MOCVD on an n-type GaAs substrate instead of a ZnS crystal
By using S, n-type ZnSe or n-type ZnSSe epitaxial layers, the structure shown in the embodiment of FIG.
Can be made on a substrate.

【0041】(実施例3) 次に第3の実施例を図面に基づいて説明する。この第3
の実施例の基本的には図1を用いて説明した第1の実施
例と同じである。異なる点は基板にGaAs31を用い
ているところである。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described with reference to the drawings. This third
This embodiment is basically the same as the first embodiment described with reference to FIG. The difference is that GaAs 31 is used for the substrate.

【0042】図8において、31はSiドープn型Ga
As基板、32はClドープn型ZnS層、33はSb
ドープZnTe/ZnS多重量子井戸層、34および3
5はAuおよびAuSn電極である。n型ZnS層32
はバッファー層としてGaAs基板31上に形成されて
おり、そのために図1で示したZnS基板111を用い
る必要がなく、比較的簡単に手にはいるGaAsを使用
できる。
In FIG. 8, reference numeral 31 denotes a Si-doped n-type Ga
As substrate, 32 is a Cl-doped n-type ZnS layer, 33 is Sb
Doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layers, 34 and 3
5 is an Au and AuSn electrode. n-type ZnS layer 32
Is formed on a GaAs substrate 31 as a buffer layer. Therefore, it is not necessary to use the ZnS substrate 111 shown in FIG. 1, and GaAs can be used relatively easily.

【0043】本実施例のLEDのAu電極34側に正、
AuSn電極35側に負バイアスをかけると、n型Zn
S層32からSbドープZnTe/ZnS多重量子井戸
層33の領域に正孔が注入された。その結果、この少数
キャリアがp型SbドープZnTe/ZnS多重量子井
戸層33中の多数キャリアと発光再結合することにより
発光が生じた。電圧−電流特性においては(図示せず)
p−n接合構造の形成を示す整流特性が得られた。本構
造のLEDによって、ZnTe/ZnS多重量子井戸層
33の量子準位間の発光に相当する波長約450nmの
強い青色発光が室温において得られた。また外部量子効
率は1.2%が得られた。
The LED of this embodiment has a positive
When a negative bias is applied to the AuSn electrode 35 side, n-type Zn
Holes were injected from the S layer 32 into the region of the Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 33. As a result, light emission was caused by the light-emitting recombination of the minority carriers with the majority carriers in the p-type Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 33. In the voltage-current characteristics (not shown)
Rectification characteristics indicating the formation of a pn junction structure were obtained. With the LED having this structure, strong blue light emission having a wavelength of about 450 nm corresponding to light emission between quantum levels of the ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 33 was obtained at room temperature. The external quantum efficiency was 1.2%.

【0044】次に本発明の第4の実施例である製造の工
程の一例を図9を用いて説明する。まず、GaAs基板
の酸化膜を除去した後、図9(b)のように例えばMO
CVD法により、原料にジメチル亜鉛と硫化水素、ドー
パント原料に1−クロロオクタンを用いて、成長温度3
50〜450℃、成長圧力50TorrでZnS層32
を成長させた。ジメチル亜鉛、硫化水素、および1−ク
ロロオクタンの典型的な供給量は、それぞれ4×10-5
mol/min、5〜100×10-6mol/min、
および5〜20×10-7mol/minである。これに
よりキャリア濃度n〜1×1018cm-3のClドープn
型ZnSが得られる。またドーパントとしてI、Al、
Ga等を用いてもn型結晶が得られる。次に連続して、
ZnS層32上にMOCVD法によりZnTe/ZnS
多重量子井戸構造を形成した(図9(c))。ZnTe
/ZnS多重量子井戸層33を構成するZnTe層33
aの原料にはジメチル亜鉛およびジメチルテルル、Zn
S層33bの原料にはジメチル亜鉛および硫化水素を用
いた。ドーパントであるSbの原料にはトリメチルアン
チモンを用いた。ジメチル亜鉛、ジメチルテルル、硫化
水素、およびトリメチルアンチモンの典型的な供給量
は、それぞれ4×10-5mol/min、5〜100×
10-6mol/min、6〜40×10-6mol/mi
n、および6〜30×10-6mol/minである。基
板温度は350〜450℃、成長圧力は50Torrと
した。図9(c)に示すように、ジメチル亜鉛とジメチ
ルテルルを用いてZnTe層33aを1nm、ジメチル
亜鉛、硫化水素を用いてZnS層33bを1nm、原料
ガスを交互供給することにより交互に100周期成長さ
せた。その後図9(d)に示すようにAuおよびAuS
nの金属蒸着により電極34および35を形成した。
Next, an example of a manufacturing process according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, after removing the oxide film of the GaAs substrate, as shown in FIG.
Using dimethyl zinc and hydrogen sulfide as raw materials and 1-chlorooctane as a dopant raw material, the growth temperature was 3
ZnS layer 32 at a temperature of 50 to 450 ° C. and a growth pressure of 50 Torr
Grew. A typical feed of dimethylzinc, hydrogen sulfide and 1-chlorooctane is 4 × 10 −5 each.
mol / min, 5-100 × 10 −6 mol / min,
And 5 to 20 × 10 −7 mol / min. As a result, the Cl concentration n of the carrier concentration n to 1 × 10 18 cm −3
Type ZnS is obtained. In addition, I, Al,
Even if Ga or the like is used, an n-type crystal can be obtained. Then successively,
ZnTe / ZnS is formed on the ZnS layer 32 by MOCVD.
A multiple quantum well structure was formed (FIG. 9C). ZnTe
/ ZnS Multiple Quantum Well Layer 33 Constituting ZnTe Layer 33
The raw materials of a are dimethylzinc and dimethyltellurium, Zn
Dimethyl zinc and hydrogen sulfide were used as raw materials for the S layer 33b. Trimethylantimony was used as a raw material for Sb as a dopant. Typical feed rates of dimethylzinc, dimethyltellurium, hydrogen sulfide, and trimethylantimony are 4 × 10 −5 mol / min and 5-100 ×, respectively.
10 -6 mol / min, 6 to 40 × 10 -6 mol / mi
n, and 6 to 30 × 10 −6 mol / min. The substrate temperature was 350-450 ° C., and the growth pressure was 50 Torr. As shown in FIG. 9 (c), the ZnTe layer 33a is 1 nm using dimethyl zinc and dimethyl tellurium, and the ZnS layer 33b is 1 nm using dimethyl zinc and hydrogen sulfide. Grew. Thereafter, as shown in FIG. 9D, Au and AuS
Electrodes 34 and 35 were formed by vapor deposition of n metal.

【0045】(実施例4) さらに例えば上述のようにn型GaAs基板を用いる場
合は、その上に形成する結晶として、n型ZnS層にか
えて、ZnSSeエピタキシャル層を用いれば、GaA
s基板31と格子整合可能となり品質の向上がはかれ
る。
(Example 4) Further, for example, when an n-type GaAs substrate is used as described above, if a ZnSSe epitaxial layer is used instead of the n-type ZnS layer as a crystal to be formed thereon, GaAs
Lattice matching with the s-substrate 31 is possible, and quality is improved.

【0046】尚、本発明は、図15に示したように、あ
らかじめ電子デバイスや光デバイスを形成したGaAs
を基板として用いることで、青色LEDとこれらの電子
デバイスや光デバイスを集積化を可能とするものであ
る。
The present invention, as shown in FIG. 15, uses a GaAs device in which an electronic device or an optical device is formed in advance.
Is used as a substrate to enable integration of a blue LED and these electronic devices and optical devices.

【0047】本発明の実施例において多重量子井戸層を
構成するp型ZnTe層のかわりに、p型ZnSTe混
晶を用いて、ZnSTe/ZnS多重量子井戸としても
同様な効果が期待できる。
In the embodiment of the present invention, a similar effect can be expected even if a ZnSTe / ZnS multiple quantum well is formed by using a p-type ZnSTe mixed crystal instead of the p-type ZnTe layer constituting the multiple quantum well layer.

【0048】(実施例5) 本発明の第5の実施例を図面に基づいて説明する。図1
0は、ZnS青色LEDの構造断面図を示す。51はI
ドープn型ZnS基板、52は第1のZnTe/ZnS
多重量子井戸層、53は第2のSbドープZnTe/Z
nS多重量子井戸層である。
(Embodiment 5) A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
0 shows a structural sectional view of the ZnS blue LED. 51 is I
A doped n-type ZnS substrate, 52 is a first ZnTe / ZnS
The multiple quantum well layer 53 has a second Sb-doped ZnTe / Z
This is an nS multiple quantum well layer.

【0049】第1のZnTe/ZnS多重量子井戸層5
2はZnTe52aとZnS52bによって構成され
る。ここでZnTe52aはノンドープで膜厚は3nm
で、ZnS52bはノンドープで膜厚は3nmである。
First ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 5
2 is composed of ZnTe 52a and ZnS 52b. Here, ZnTe52a is non-doped and has a thickness of 3 nm.
The ZnS 52b is non-doped and has a thickness of 3 nm.

【0050】第2のSbドープZnTe/ZnS多重量
子井戸層53はZnTe53aとZnS53bとにより
構成される。ZnTe53aはp型不純物ドープしてあ
り、膜厚は2nm、ZnS53bはノンドープ層でその
膜厚は3nmである。
The second Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 53 is composed of ZnTe 53a and ZnS 53b. ZnTe 53a is doped with a p-type impurity and has a thickness of 2 nm. ZnS 53b is a non-doped layer and has a thickness of 3 nm.

【0051】本実施例のLEDの構造はp型のZnTe
/ZnS多重量子井戸層53とn型のZnS基板51と
の間にノンドープのZnTe/ZnS多重量子井戸層5
2をはさんだダブルヘテロ構造となっている。
The structure of the LED of this embodiment is p-type ZnTe
Non-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 5 between ZnS / ZnS multiple quantum well layer 53 and n-type ZnS substrate 51
It has a double hetero structure sandwiching two.

【0052】ZnTe/ZnS多重量子井戸層52と5
3の実効的バンドギャップは、ヘテロ接合によって形成
されるポテンシャル井戸中の量子準位により決定され
る。この井戸中に形成される量子準位の深さは井戸層お
よび障壁層の膜厚に依存するため、ZnTeおよびZn
Sの各層の膜厚を変えることによって、実効的バンドギ
ャップを波長換算で約550nm(ZnTeのバンドギ
ャップに相当)から340nm(ZnSのハンドギャッ
プに相当)まで変化できる。
The ZnTe / ZnS multiple quantum well layers 52 and 5
The effective bandgap of 3 is determined by the quantum level in the potential well formed by the heterojunction. Since the depth of the quantum level formed in the well depends on the thicknesses of the well layer and the barrier layer, ZnTe and Zn
By changing the thickness of each layer of S, the effective band gap can be changed from about 550 nm (corresponding to the band gap of ZnTe) to 340 nm (corresponding to the hand gap of ZnS) in terms of wavelength.

【0053】本実施例では第1の多重量子井戸52と第
2の多重量子井戸53の実効的な吸収端は、それぞれ4
70nmと440nmとなった。IおよびSbの添加濃
度はともにキャリア濃度で1×1018cm-3とした。5
4および55はそれぞれAuおよびIn電極である。
In this embodiment, the effective absorption edges of the first multiple quantum well 52 and the second multiple quantum well 53 are 4
70 nm and 440 nm. The addition concentrations of I and Sb were both set to 1 × 10 18 cm −3 in carrier concentration. 5
4 and 55 are Au and In electrodes, respectively.

【0054】第2のZnTe/ZnS多重量子井戸層5
3を構成するZnTe層53aにSbを添加すると、Z
nTe層53aはp伝導型となり、ZnS53bはノン
ドープであるが、第2のZnTe/ZnS多重量子井戸
層53においては正孔がキャリアとして働くようにな
る。第1の多重量子井戸構造52の実効的バンドギャッ
プは470nmであり、第2の多重量子井戸構造53の
実効的バンドギャップ440nmより小さいため、Zn
Sと第1および第2の多重量子井戸構造とでバンドギャ
ップエネルギーの異なる3種類の半導体層を積層した二
重ヘテロ(ダブルヘテロ)構造となる。第2のZnTe
/ZnS多重量子井戸層53はp伝導型を示し、平均の
正孔キャリア濃度は4×1017cm-3が得られた。
Second ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 5
When Sb is added to the ZnTe layer 53a constituting Z3, Z
The nTe layer 53a is of a p-conductivity type, and the ZnS 53b is non-doped. However, holes function as carriers in the second ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 53. The effective bandgap of the first multiple quantum well structure 52 is 470 nm, which is smaller than the effective bandgap of the second multiple quantum well structure 53 of 440 nm.
S and the first and second multiple quantum well structures form a double hetero structure in which three types of semiconductor layers having different band gap energies are stacked. Second ZnTe
The / ZnS multiple quantum well layer 53 showed a p-conduction type, and an average hole carrier concentration of 4 × 10 17 cm −3 was obtained.

【0055】本発明のAu電極54側に正、In電極5
5側に負バイアスをかけると、第2のSbドープZnT
e/ZnS多重量子井戸層53から第1のZnTe/Z
nS多重量子井戸層52に正孔が注入され、同様にn型
ZnS51から第1のZnTe/ZnS多重量子井戸層
52に電子が注入される。そのため、活性領域である第
1の多重量子井戸構造52に高密度の電子および光子を
閉じ込めることができる。電圧−電流特性においてはp
−n接合構造の形成を示す整流特性が得られた。本構造
のLEDによって、波長約470nmの強い青色発光が
室温において得られた。また外部量子効率は5%が得ら
れた。
In the present invention, the positive electrode, the In electrode 5
When a negative bias is applied to the 5th side, the second Sb-doped ZnT
e / ZnS multiple quantum well layer 53 to first ZnTe / Z
Holes are injected into the nS multiple quantum well layer 52, and electrons are similarly injected from the n-type ZnS 51 into the first ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 52. Therefore, high-density electrons and photons can be confined in the first multiple quantum well structure 52 that is the active region. In the voltage-current characteristics, p
Rectification characteristics indicating the formation of a -n junction structure were obtained. With the LED of this structure, strong blue light with a wavelength of about 470 nm was obtained at room temperature. The external quantum efficiency was 5%.

【0056】(実施例6) 図10に示した本発明のLEDに共振器を形成すること
ができる。それを図61に示す。図11に示したよう
に、第2のZnTe/ZnS多重量子井戸層53の上に
SiO2を形成し、ストライプ状に溝を形成してある。
Embodiment 6 A resonator can be formed in the LED of the present invention shown in FIG. It is shown in FIG. As shown in FIG. 11, on the second ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 53,
SiO2 is formed, and grooves are formed in a stripe shape.

【0057】この構造にしておいて、p電極であるAu
電極54から注入される正孔をSiO256に形成した溝に
効率よく注入するものである。
In this structure, the p-electrode Au
The holes injected from the electrodes 54 are efficiently injected into the grooves formed in the SiO2 56.

【0058】以上、図11に示すように本積層構造に電
極ストライプを形成し、端面へき開により共振器(キャ
ビティ)を形成することにより、半導体レーザも製造可
能となる。
As described above, a semiconductor laser can be manufactured by forming an electrode stripe in the present laminated structure and forming a resonator (cavity) by cleaving an end face as shown in FIG.

【0059】(実施例7) 次に、実施例6に示した半導体レーザの製造工程の一例
を図12を用いて説明する。本実施例でもZnS51の
成長方法として、ヨウ素輸送法を採用した。
Embodiment 7 Next, an example of a manufacturing process of the semiconductor laser shown in Embodiment 6 will be described with reference to FIG. Also in this example, the iodine transport method was adopted as a growth method of ZnS51.

【0060】まず、ZnSの粉末を高純度水素中で85
0℃、3時間還元処理を行った後、石英アンプル等の中
に2×10-6Torr程度で真空封入し1000℃、50時
間焼成した。これを原料として用いた。また、鏡面ラッ
プし、化学エッチを施した(111)面をもつZnS単
結晶を種結晶として用いた。成長用アンプルの体積に対
して5mg/cm2の分量のヨウ素とともに、この焼成
したZnSと種結晶ZnSを成長用アンプルに封入し、
封管中で成長を行った。成長用アンプルにおいて焼成し
たZnSの部分の温度は850℃とし、ZnS種結晶の
部分の温度は840℃として温度勾配をつけ、10日程
度の成長を行った。
First, a ZnS powder was dissolved in high-purity hydrogen for 85 days.
After reduction treatment at 0 ° C. for 3 hours, the resultant was vacuum-sealed in a quartz ampoule or the like at about 2 × 10 −6 Torr and baked at 1000 ° C. for 50 hours. This was used as a raw material. A ZnS single crystal having a mirror-wrapped and chemically etched (111) plane was used as a seed crystal. The baked ZnS and seed crystal ZnS were sealed in a growth ampule together with iodine in an amount of 5 mg / cm 2 based on the volume of the growth ampule,
Growth was performed in a sealed tube. In the growth ampoule, the temperature of the baked ZnS portion was set to 850 ° C., and the temperature of the ZnS seed crystal portion was set to 840 ° C., and a temperature gradient was applied to perform growth for about 10 days.

【0061】次に、こうして得られた図12(a)のZ
nS結晶51上にMOCVD法によりZnTe/ZnS
多重量子井戸構造52と53を形成した(図12
(b))。ZnTe/ZnS多重量子井戸層52と53
を構成するZnTe層52aと53aの原料にはジメチ
ル亜鉛およびジメチルテルル、ZnS層52bと53b
の原料にはジメチル亜鉛および硫化水素を用いた。ドー
パントであるSbの原料にはトリメチルアンチモンを用
いた。ジメチル亜鉛、ジメチルテルル、硫化水素、およ
びトリメチルアンチモンの典型的な供給量は、それぞれ
4×10-5mol/min、5〜100×10-6mol
/min、6〜40×10-6mol/min、および6
〜30×10-6mol/minである。基板温度は35
0〜450℃、成長圧力は50Torrとした。まず、50
%NaOH水溶液のエッチャントによりZnS基板51
の表面酸化膜を除去する。
Next, the Z shown in FIG.
ZnTe / ZnS on the nS crystal 51 by MOCVD
Multiple quantum well structures 52 and 53 were formed (FIG. 12).
(B)). ZnTe / ZnS multiple quantum well layers 52 and 53
Dimethyl zinc and dimethyl tellurium, and ZnS layers 52b and 53b
Dimethyl zinc and hydrogen sulfide were used as raw materials. Trimethylantimony was used as a raw material for Sb as a dopant. Typical feed rates for dimethylzinc, dimethyltellurium, hydrogen sulfide, and trimethylantimony are 4 × 10 −5 mol / min and 5-100 × 10 −6 mol, respectively.
/ Min, 6 to 40 × 10 −6 mol / min, and 6
3030 × 10 −6 mol / min. Substrate temperature is 35
The temperature was 0 to 450 ° C. and the growth pressure was 50 Torr. First, 50
% NaOH aqueous solution etchant, ZnS substrate 51
The surface oxide film is removed.

【0062】次に図12(b)に示すように、ジメチル
亜鉛とジメチルテルルを用いてZnTe層52aを3n
m、ジメチル亜鉛、硫化水素を用いてZnS層52bを
3nm、原料ガスを交互供給することにより交互に50
周期成長させた。次にジメチル亜鉛とジメチルテルル、
およびトリメチルアンチモンを用いてSbドープZnT
e層53aを2nm、ジメチル亜鉛、硫化水素を用いて
ZnS層53bを3nm、原料ガスを交互供給すること
により交互に200周期成長させた。その後図12
(c)、(d)に示すようにAuおよびInの金属蒸着
により電極54および55を形成した。
Next, as shown in FIG. 12B, the ZnTe layer 52a is
m, dimethyl zinc, and hydrogen sulfide, and the ZnS layer 52b is alternately supplied with a raw material gas of 3 nm in thickness of 3 nm.
Periodically grown. Then dimethyl zinc and dimethyl tellurium,
-Doped ZnT using AlN and trimethylantimony
The e-layer 53a was 2 nm, the ZnS layer 53b was 3 nm using dimethyl zinc and hydrogen sulfide, and the source gas was alternately supplied to grow 200 periods alternately. Then FIG.
Electrodes 54 and 55 were formed by metal deposition of Au and In as shown in (c) and (d).

【0063】ここで、ZnTe層52aとZnS層52
bの膜厚を1nmとしたが、量子効果を有する範囲内
で、またコヒーレント成長の臨界膜厚範囲内であればそ
れぞれの膜厚を変えることも可能である。
Here, the ZnTe layer 52a and the ZnS layer 52
Although the film thickness of b is set to 1 nm, each film thickness can be changed within a range having a quantum effect and within a critical film thickness range for coherent growth.

【0064】尚、本発明の第5、第6、第7の実施例に
おいて、基板にn型ZnS基板を用いたが、n型ZnS
e基板やn型ZnSSe基板でも同様に利用でき、これ
らの基板はヨウ素輸送法によって容易に得られる。
In the fifth, sixth, and seventh embodiments of the present invention, the n-type ZnS substrate is used as the substrate.
An e-substrate and an n-type ZnSSe substrate can be similarly used, and these substrates can be easily obtained by an iodine transport method.

【0065】また、ZnS基板上にバッファー層として
n型ZnS層を形成したものをZnS基板51の代わり
に用いても同様な効果が期待できる。
A similar effect can be expected by using a structure in which an n-type ZnS layer is formed as a buffer layer on a ZnS substrate instead of the ZnS substrate 51.

【0066】(実施例8) ZnS結晶より簡単に手にはいるGaAs基板を用いる
ことにより、ZnS結晶のかわりに、n型GaAs基板
上にMOCVD法により形成したn型ZnS、n型Zn
Seまたはn型ZnSSeエピタキシャル層を用いるこ
とで図1の実施例に示した構造をGaAs基板上に作る
ことができる。次に第8の実施例を図面に基づいて説明
する。図13において、81はSiドープn型GaAs
基板、82はClドープn型ZnS層、83は第1のZ
nTe/ZnS多重量子井戸層、84は第2のSbドー
プZnTe/ZnS多重量子井戸層、85および86は
AuおよびAuSn電極である。
(Embodiment 8) By using a GaAs substrate which can be obtained more easily than a ZnS crystal, instead of a ZnS crystal, n-type ZnS and n-type ZnS are formed on an n-type GaAs substrate by MOCVD.
The structure shown in the embodiment of FIG. 1 can be formed on a GaAs substrate by using the Se or n-type ZnSSe epitaxial layer. Next, an eighth embodiment will be described with reference to the drawings. In FIG. 13, reference numeral 81 denotes Si-doped n-type GaAs.
A substrate, 82 a Cl-doped n-type ZnS layer, 83 a first Z
An nTe / ZnS multiple quantum well layer, 84 is a second Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer, and 85 and 86 are Au and AuSn electrodes.

【0067】本発明のAu電極85側に正、AuSn電
極86側に負バイアスをかけると、第2のSbドープZ
nTe/ZnS多重量子井戸層84から第1のZnTe
/ZnS多重量子井戸層83に正孔が注入され、同様に
n型ZnS82から第1のZnTe/ZnS多重量子井
戸層83に電子が注入される。そのため、活性領域であ
る第1の多重量子井戸構造83に高密度の電子および光
子を閉じ込めることができる。電圧−電流特性において
はp−n接合構造の形成を示す整流特性が得られた。本
構造のLEDによって、波長約470nmの強い青色発
光が室温において得られた。また外部量子効率は1.2
%が得られた。
When a positive bias is applied to the Au electrode 85 side and a negative bias is applied to the AuSn electrode 86 side of the present invention, the second Sb-doped Z
From the nTe / ZnS multiple quantum well layer 84 to the first ZnTe
Holes are injected into the / ZnS multiple quantum well layer 83, and similarly electrons are injected from the n-type ZnS 82 into the first ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 83. Therefore, high-density electrons and photons can be confined in the first multiple quantum well structure 83 that is the active region. In the voltage-current characteristics, rectification characteristics indicating the formation of a pn junction structure were obtained. With the LED of this structure, strong blue light with a wavelength of about 470 nm was obtained at room temperature. The external quantum efficiency is 1.2
%was gotten.

【0068】(実施例9) 次に本発明の第9の実施例である製造の工程の一例を図
14を用いて説明する。まず、GaAs基板81の酸化
膜を除去した後、図14(b)のように例えばMOCV
D法により、原料にジメチル亜鉛と硫化水素、ドーパン
ト原料に1−クロロオクタンを用いて、成長温度350
〜450℃、成長圧力50TorrでZnS層42を成長さ
せた。ジメチル亜鉛、硫化水素、および1−クロロオク
タンの典型的な供給量は、それぞれ4×10-5mol/
min、5〜100×10-6mol/min、および5
〜20×10-7mol/minである。これによりキャ
リア濃度n〜1×1018cm-3のClドープn型ZnS
が得られる。またドーパントとしてI、Al、Ga等を
用いてもn型結晶が得られる。次に連続して、ZnS層
82上にMOCVD法によりZnTe/ZnS多重量子
井戸構造83と84を形成した(図14(c))。Zn
Te/ZnS多重量子井戸層83と84を構成するZn
Te層83aと84aの原料にはジメチル亜鉛およびジ
メチルテルル、ZnS層83bと84bの原料にはジメ
チル亜鉛および硫化水素を用いた。ドーパントであるS
bの原料にはトリメチルアンチモンを用いた。ジメチル
亜鉛、ジメチルテルル、硫化水素、およびトリメチルア
ンチモンの典型的な供給量は、それぞれ4×10-5mo
l/min、5〜100×10-6mol/min、6〜
40×10-6mol/min、および6〜30×10-6
mol/minである。基板温度は350〜450℃、
成長圧力は50Torrとした。まずジメチル亜鉛とジメチ
ルテルルを用いてZnTe層83aを3nm、ジメチル
亜鉛、硫化水素を用いてZnS層83bを3nm、原料
ガスを交互供給することにより交互に50周期成長させ
た。次にジメチル亜鉛とジメチルテルル、およびトリメ
チルアンチモンを用いてSbドープZnTe層84aを
2nm、ジメチル亜鉛、硫化水素を用いてZnS層84
bを3nm、原料ガスを交互供給することにより交互に
200周期成長させた。その後図14(d)に示すよう
にAuおよびInの金属蒸着により電極85および86
を形成した。
Embodiment 9 Next, an example of a manufacturing process according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, after removing the oxide film of the GaAs substrate 81, for example, as shown in FIG.
According to Method D, dimethylzinc and hydrogen sulfide are used as raw materials, and 1-chlorooctane is used as a dopant raw material.
The ZnS layer 42 was grown at 450 ° C. and a growth pressure of 50 Torr. Typical feeds of dimethylzinc, hydrogen sulfide and 1-chlorooctane are each 4 × 10 −5 mol / mol.
min, 5 to 100 × 10 −6 mol / min, and 5
2020 × 10 −7 mol / min. As a result, Cl-doped n-type ZnS having a carrier concentration of n to 1 × 10 18 cm −3 is obtained.
Is obtained. Also, an n-type crystal can be obtained by using I, Al, Ga, or the like as a dopant. Next, ZnTe / ZnS multiple quantum well structures 83 and 84 were successively formed on the ZnS layer 82 by MOCVD (FIG. 14C). Zn
Zn constituting Te / ZnS multiple quantum well layers 83 and 84
Dimethyl zinc and dimethyl tellurium were used as raw materials for the Te layers 83a and 84a, and dimethyl zinc and hydrogen sulfide were used as raw materials for the ZnS layers 83b and 84b. S as a dopant
Trimethylantimony was used as the material for b. Typical feeds of dimethylzinc, dimethyltellurium, hydrogen sulfide, and trimethylantimony are each 4 × 10 −5 mo
1 / min, 5-100 × 10 −6 mol / min, 6-
40 × 10 −6 mol / min, and 6 to 30 × 10 −6
mol / min. The substrate temperature is 350-450 ° C,
The growth pressure was 50 Torr. First, a ZnTe layer 83a of 3 nm using dimethylzinc and dimethyltellurium, and a ZnS layer 83b of 3 nm using dimethylzinc and hydrogen sulfide, were alternately supplied with a source gas to grow 50 periods alternately. Next, a 2 nm thick Sb-doped ZnTe layer 84a is formed using dimethylzinc, dimethyltellurium, and trimethylantimony, and a ZnS layer 84a is formed using dimethylzinc and hydrogen sulfide.
The b was grown alternately for 200 cycles by alternately supplying 3 nm and a source gas. Thereafter, as shown in FIG. 14D, electrodes 85 and 86 are deposited by metal deposition of Au and In.
Was formed.

【0069】さらに例えば上述のようにn型GaAs基
板を用いる場合は、その上に形成する結晶としてZnS
Seエピタキシャル層を用いれば、格子整合可能となり
品質の向上がはかれる。
Further, for example, when an n-type GaAs substrate is used as described above, ZnS is used as a crystal formed thereon.
If the Se epitaxial layer is used, lattice matching becomes possible, and the quality is improved.

【0070】尚、図15に示すように、本発明は、あら
かじめ電子デバイスや光デバイスを形成したGaAsを
基板として用いることで、青色LEDとこれらの電子デ
バイスや光デバイスを集積化を可能とするものである。
As shown in FIG. 15, the present invention makes it possible to integrate a blue LED and these electronic and optical devices by using GaAs on which electronic devices and optical devices have been formed in advance as a substrate. Things.

【0071】図15に示すように、GaAs基板81上
に図13で示したLED103と、LED103からの
発光を受けるフォトダイオード101と、LED103
を駆動するGaAs電界効果とトランジスタ(GaAs
FET)102とをすべて形成した集積回路を構成する
ことができる。
As shown in FIG. 15, on the GaAs substrate 81, the LED 103 shown in FIG.
Field effect driving transistor and transistor (GaAs)
FET) 102 can be formed.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明の効果は、本発明によれば、p伝
導型正孔注入層を再現性よく容易に得ることができ、高
密度のキャリアの注入と高い効率の青色発光が得られる
という効果がある。そのため、従来にないLEDや半導
体レーザなどの高輝度、高効率の青色発光素子が実現で
き、工業的価値は極めて高い。
According to the present invention, a p-conduction type hole injection layer can be easily obtained with good reproducibility, and high-density carrier injection and high efficiency blue light emission can be obtained according to the present invention. This has the effect. Therefore, a high-brightness, high-efficiency blue light-emitting element such as an LED or a semiconductor laser, which has never existed before, can be realized, and the industrial value is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例であるZnS青色LED
の構造断面図とバンド図
FIG. 1 shows a ZnS blue LED according to a first embodiment of the present invention.
Cross section and band diagram

【図2】本発明の第1の実施例であるZnS青色LED
の電流電圧特性を示す図
FIG. 2 shows a ZnS blue LED according to a first embodiment of the present invention.
Figure showing current-voltage characteristics of

【図3】本発明の第1の実施例であるZnS青色LED
の電流電圧特性を示す図
FIG. 3 shows a ZnS blue LED according to a first embodiment of the present invention.
Figure showing current-voltage characteristics of

【図4】本発明の第1の実施例であるZnS青色LED
の室温におけるエレクトロルミネッセンススペクトルお
よびSbドープZnTe/ZnS多重量子井戸層の室温
におけるフォトルミネッセンススペクトルを示す図
FIG. 4 shows a ZnS blue LED according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows an electroluminescence spectrum at room temperature and a photoluminescence spectrum of a Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer at room temperature.

【図5】本発明の第1の実施例であるZnS青色LED
の駆動電流と青色光の強度との関係を示す図
FIG. 5 shows a ZnS blue LED according to a first embodiment of the present invention.
Diagram showing the relationship between the driving current of blue light and the intensity of blue light

【図6】本発明の第2の実施例であるZnS青色LED
の製造工程断面図
FIG. 6 shows a ZnS blue LED according to a second embodiment of the present invention.
Manufacturing process cross section

【図7】SbドープZnTe、ZnSTe、およびZn
Te/ZnS多重量子井戸層におけるトリメチルアンチ
モンの供給流量に対する正孔キャリア濃度の変化を示す
FIG. 7 shows Sb-doped ZnTe, ZnSTe, and Zn
The figure which shows the change of the hole carrier density | concentration with respect to the supply flow rate of trimethylantimony in a Te / ZnS multiple quantum well layer.

【図8】本発明の第3の実施例であるZnS青色LED
の構造断面図
FIG. 8 shows a ZnS blue LED according to a third embodiment of the present invention.
Cross section of the structure

【図9】本発明の第4の実施例であるZnS青色LED
の製造工程断面図
FIG. 9 shows a ZnS blue LED according to a fourth embodiment of the present invention.
Manufacturing process cross section

【図10】本発明の第5の実施例である青色LEDの構
造断面図とバンド図
FIG. 10 is a structural sectional view and band diagram of a blue LED according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第6の実施例である青色半導体レー
ザの構造図
FIG. 11 is a structural diagram of a blue semiconductor laser according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第7の実施例である青色LEDの製
造工程断面図
FIG. 12 is a sectional view showing a manufacturing process of a blue LED according to a seventh embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第8の実施例である青色LEDの構
造断面図
FIG. 13 is a structural sectional view of a blue LED according to an eighth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第9の実施例である青色LEDの製
造工程断面図
FIG. 14 is a sectional view showing a manufacturing process of a blue LED according to a ninth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第10の実施例である青色LEDと
GaAs素子との集積化素子の構造断面図
FIG. 15 is a structural sectional view of an integrated device of a blue LED and a GaAs device according to a tenth embodiment of the present invention.

【図16】ZnSeを用いた従来のLEDの構造断面図FIG. 16 is a structural sectional view of a conventional LED using ZnSe.

【図17】深い準位を介した発光を示すZnSeのバン
ド図
FIG. 17 is a band diagram of ZnSe showing light emission through a deep level.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 GaAs基板 32 Clドープn型ZnS層 33 SbドープZnTe/ZnS多重量子井戸層 34 Au電極 35 AuSn電極 51 Iドープn型ZnS基板 52 第1のZnTe/ZnS多重量子井戸層 53 第2のSbドープZnTe/ZnS多重量子井戸
層 54 Au電極 55 In電極 81 GaAs基板 82 Clドープn型ZnS層 83 第1のZnTe/ZnS多重量子井戸層 84 第2のSbドープZnTe/ZnS多重量子井戸
層 85 Au電極 86 AuSn電極 111 Iドープn型ZnS基板 112 SbドープZnTe/ZnS多重量子井戸層 113 Au電極 114 In電極
31 GaAs substrate 32 Cl-doped n-type ZnS layer 33 Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 34 Au electrode 35 AuSn electrode 51 I-doped n-type ZnS substrate 52 first ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 53 second Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 54 Au electrode 55 In electrode 81 GaAs substrate 82 Cl-doped n-type ZnS layer 83 First ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 84 Second Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 85 Au electrode 86 AuSn electrode 111 I-doped n-type ZnS substrate 112 Sb-doped ZnTe / ZnS multiple quantum well layer 113 Au electrode 114 In electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−26271(JP,A) 特開 昭61−263288(JP,A) 特開 昭63−245984(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-26271 (JP, A) JP-A-61-263288 (JP, A) JP-A-63-245984 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のZnTeまたはZnSTeと、Z
nSを交互に積層した構造と、 前記第1のZnTeまたはZnSTeと、ZnSを交互
に積層した構造上に、第2のp伝導型を有したZnTe
またはp導電型を有したZnSTeと、ZnSを交互に
積層した構造とを有する発光素子。
A first ZnTe or ZnSTe;
a structure in which nS is alternately laminated; a structure in which the first ZnTe or ZnSTe is alternately laminated with ZnS;
Alternatively, a light-emitting element having a structure in which ZnSTe having p-type conductivity and ZnS are alternately stacked.
【請求項2】 n伝導型を有したZnS結晶と、 前記n伝導型を有したZnS結晶上に、第1のZnTe
またはZnSTeと、ZnSを交互に積層した構造と、 前記第1のZnTeまたはZnSTeとZnSを交互に
積層した構造上に、第2のp伝導型を有したZnTeま
たはp導電型を有したZnSTeと、ZnSを交互に積
層した構造とを有する発光素子。
2. A ZnS crystal having an n-conductivity type and a first ZnTe crystal on the ZnS crystal having an n-conductivity type.
Or a structure in which ZnSTe and ZnS are alternately stacked; a structure in which the first ZnTe or ZnSTe and ZnS are alternately stacked; , A structure in which ZnS is alternately stacked.
【請求項3】 ZnS結晶に代えてn伝導型ZnSeま
たはn伝導型ZnSSe結晶を用いる請求項1または2
記載の発光素子。
3. The method according to claim 1, wherein n-type ZnSe or n-type ZnSSe crystal is used instead of the ZnS crystal.
The light-emitting element according to any one of the preceding claims.
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