JP2940831B2 - p-type II-VI compound semiconductor - Google Patents

p-type II-VI compound semiconductor

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JP2940831B2 JP1138691A JP1138691A JP2940831B2 JP 2940831 B2 JP2940831 B2 JP 2940831B2 JP 1138691 A JP1138691 A JP 1138691A JP 1138691 A JP1138691 A JP 1138691A JP 2940831 B2 JP2940831 B2 JP 2940831B2
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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、高エネルギー・バンド
ギャップ(Eg≧2.3eV)を有するII−VI族化
合物半導体(3元以上の固溶体を含む)を用いたp−n
接合を有する可視短波長(波長540nm以下)発光素
子の作製において必要な、高品質p型II−VI族化合
物半導体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a p-n using a II-VI compound semiconductor (including a ternary or higher solid solution) having a high energy band gap (Eg.gtoreq.2.3 eV).
The present invention relates to a high-quality p-type II-VI group compound semiconductor required for manufacturing a visible short-wavelength (540 nm or shorter) light-emitting element having a junction.

【0002】[0002]

【従来の技術】可視短波長発光素子用のII−VI族化
合物半導体(ZnSe,ZnS,CdS,およびそれら
の固溶体)では、従来リチウム(Li),窒素(N),
酸素(O)を添加することでp型伝導層の形成が試みら
れてきた。しかし、これらの不純物のうち、Liは結晶
中を動き易く、Liを添加した結晶の電気的特性は不安
定なものであった。また窒素や酸素の添加は、結晶格子
中に大きな歪を誘起し、それにより欠陥が発生して電気
的補償を起こし易く、活性化率は数%以下のきわめて低
い値となり、また再現性や信頼性にも乏しいものであっ
た。それ故、これらの3種類のいずれのアクセプタ不純
物添加によっても、実用的p−n型発光素子作製に必要
なキャリア濃度1017cm-3以上のp型伝導結晶層を再
現性良く作製することは困難であった。
2. Description of the Related Art In II-VI group compound semiconductors (ZnSe, ZnS, CdS, and solid solutions thereof) for visible and short wavelength light emitting devices, conventional lithium (Li), nitrogen (N),
Attempts have been made to form a p-type conductive layer by adding oxygen (O). However, among these impurities, Li easily moved in the crystal, and the electrical characteristics of the crystal to which Li was added were unstable. Also, the addition of nitrogen or oxygen induces large strain in the crystal lattice, which tends to cause defects and easily cause electrical compensation. The activation rate is extremely low, less than several percent, and the reproducibility and reliability are high. She was poor in sex. Therefore, by adding any of these three types of acceptor impurities, it is impossible to produce a p-type conductive crystal layer having a carrier concentration of 10 17 cm −3 or more required for producing a practical pn-type light-emitting element with good reproducibility. It was difficult.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来、Si,Geおよ
び化合物半導体のキャリア(電子または正孔)濃度制御
は、ドナー(またはアクセプタ)と呼ばれる不純物原子
を母体結晶に添加することにより行われている。Siに
対するアクセプタ原子を例にとると、価電子4のSiに
対し、それより価電子数が1つ不足しているIII族原
子(ホウ素,アルミニウムなど)が使われる。また本発
明の対象材料の1つであるZnSeに対しては、I族原
子(リチウム,ナトリウムなど)、またはV族原子(窒
素,リンなど)がアクセプタ原子として添加される。上
記アクセプタ原子は母体結晶を構成する原子の価電子数
よりも1個(または2個)少ない価電子数を有するもの
が選択され、これらを「価電子制御型アクセプタ」と呼
ぶ。上記価電子制御型アクセプタは、完全な共有結合性
結晶であるSiとGe、および共有結合性が大部分であ
るGaAs,InPなどのIII−V族化合物半導体、
などでは活性なアクセプタの役割を果たし、実用デバイ
スに使用されている。
Conventionally, carrier (electron or hole) concentration control of Si, Ge and a compound semiconductor is performed by adding an impurity atom called a donor (or acceptor) to a base crystal. . Taking an acceptor atom for Si as an example, a group III atom (boron, aluminum, etc.) having one less valence number than Si for valence electron 4 is used. A group I atom (such as lithium or sodium) or a group V atom (such as nitrogen or phosphorus) is added to ZnSe, which is one of the target materials of the present invention, as an acceptor atom. The acceptor atom is selected to have one (or two) fewer valence electrons than the number of valence electrons of the atoms constituting the host crystal, and these are referred to as "valence electron-controlled acceptors". The above-mentioned valence-electron-control-type acceptor is composed of Si and Ge, which are perfect covalent crystals, and III-V compound semiconductors such as GaAs and InP, which have most covalent bonds;
In others, it plays the role of an active acceptor and is used in practical devices.

【0004】しかしながら上記価電子制御型アクセプタ
原子は、ZnSeなどのようにイオン結合性の度合が共
有結合性のそれよりも大きい半導体では有効なアクセプ
タにはなりにくく、現在まで実用デバイスとして使える
アクセプタ元素となっていない。この原因としては、共
有結合性のみを考慮した価電子制御型アクセプタ原子を
イオン結合性の強いZnSeなどに添加すると、母体結
晶の原子を置換した不純物原子の近傍で、イオン結合性
のバランスが崩れ、原子位置が通常の位置より変位し、
微視的欠陥が必然的に形成される、ことが挙げられる。
However, the above-mentioned valence-electron-controlled acceptor atom is unlikely to be an effective acceptor in a semiconductor such as ZnSe having a higher degree of ionic bondability than that of a covalent bond, and is therefore an acceptor element which can be used as a practical device until now. Not. The reason for this is that if a valence-controlled acceptor atom considering only covalent bond properties is added to ZnSe or the like having a strong ionic bond property, the ionic bond balance will be lost in the vicinity of impurity atoms that have replaced atoms of the host crystal. , The atomic position is displaced from the normal position,
Microscopic defects are necessarily formed.

【0005】本発明は、ZnSeなどのワイド・バンド
ギャップII−VI族化合物半導体への従来型アクセプ
タ不純物(リウチム,窒素,酸素など)の有している不
安定性、低活性化率、およびアクセプタ不純物添加が引
き起こす複合欠陥発生、などの問題点を解決するために
なされたもので、本発明の目的は、p型伝導を示す結晶
層を再現性良く形成し、青色など可視短波長領域におい
て、p−n接合型半導体発光素子の実現に寄与すること
にある。
[0005] The present invention relates to the instability, low activation rate, and acceptability of conventional acceptor impurities (such as lithium, nitrogen, oxygen, etc.) in wide bandgap II-VI compound semiconductors such as ZnSe. The purpose of the present invention is to form a crystal layer exhibiting p-type conduction with good reproducibility, and to reduce p-type conductivity in a visible short wavelength region such as blue. -To contribute to the realization of an n-junction semiconductor light emitting device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は高エネルギー・バンドギャップ(Eg≧
2.3eV)を有し、かつアクセプタ不純物として弗素
(F)を含有することを特徴とするp型II−VI族化
合物半導体を発明の特徴とするものである。換言すれば
本発明では、従来の価電子制御型アクセプタ元素(リチ
ウム,窒素など)とは異なる「イオン性制御型アクセプ
タ」元素の添加によるp型伝導の実現を図るものであ
る。しかし、ZnSeなどのワイド・バンドギャップ
(Eg≧2.3eV)II−VI族化合物半導体のなか
で、このようなアクセプタ元素を探すのは容易ではな
く、いまだ適当な元素は見いだされていない。本発明者
は、この問題を解決すべく種々の研究を重ねた結果、本
発明を完成させるに至ったのである。
To achieve the above object, the present invention provides a high energy band gap (Eg ≧
The present invention is characterized by a p-type II-VI group compound semiconductor having a resistivity of 2.3 eV) and containing fluorine (F) as an acceptor impurity. In other words, the present invention achieves p-type conduction by adding an “ionic control acceptor” element different from the conventional valence control acceptor element (lithium, nitrogen, etc.). However, it is not easy to find such an acceptor element among wide band gap (Eg ≧ 2.3 eV) II-VI compound semiconductors such as ZnSe, and no suitable element has yet been found. The present inventor has conducted various studies to solve this problem, and as a result, has completed the present invention.

【0007】新アクセプタ元素である弗素(F)は、母
体結晶の構成元素より、はるかに電子親和力が強く、局
部的に負に荷電し、その結果、価電子帯中に正孔を効果
的に供給する。さらに、本発明の弗素アクセプタの特徴
は、原子半径が小さいために、母体であるZnSeなど
のII−VI族化合物半導体結晶格子に対して誘起する
歪が小さく、アクセプタとして高い活性化率を示す以外
に、添加による複合欠陥を低減させる効果を有してい
る。
[0007] Fluorine (F), a new acceptor element, has a much higher electron affinity than the constituent elements of the host crystal and is locally negatively charged, thereby effectively creating holes in the valence band. Supply. Further, the fluorine acceptor of the present invention is characterized in that since the atomic radius is small, the strain induced in a crystal lattice of a II-VI group compound semiconductor such as ZnSe as a base is small, and a high activation rate as an acceptor is exhibited. In addition, it has the effect of reducing composite defects due to addition.

【0008】[0008]

【作用】いままでのアクセプタ添加では、p型伝導II
−VI族化合物半導体のキャリア濃度は1016cm-3
が限界であったが、本発明によりキャリア濃度1017
-3台のp型結晶層が再現性良く得られるようになっ
た。これにより、可視短波長発光素子(LD,LED)
の基本構造であるp−n接合をZnSeなどのII−V
I族化合物半導体を用いて量産できるようになる。
[Function] In the conventional acceptor addition, p-type conduction II
Although the carrier concentration of the -VI group compound semiconductor was limited to the order of 10 16 cm -3 , the carrier concentration of 10 17 c
It became possible to obtain m −3 p-type crystal layers with good reproducibility. This makes visible short wavelength light emitting devices (LD, LED)
The pn junction which is the basic structure of II-V
It can be mass-produced using a group I compound semiconductor.

【0009】[0009]

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは言
うまでもない。
Next, an embodiment of the present invention will be described. It should be noted that the embodiments are merely examples, and it is needless to say that various changes or improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0010】(実施例1)本発明においては、ZnSe
への弗素イオン打ち込みの場合を説明する。MOVPE
法(有機金属気相成長法)で、半絶縁性GaAs(10
0)基板上に成長したノンドープZnSe膜(厚さ約3
μm)に、200keVの加速エネルギーで、弗素イオ
ンを5×1012cm-2のドーズ量で打ち込んだ後、45
0℃、5分間の熱アニールを施した。
(Embodiment 1) In the present invention, ZnSe
The case of fluorine ion implantation into the substrate will be described. MOVPE
Method (metalorganic vapor phase epitaxy) using semi-insulating GaAs (10
0) Non-doped ZnSe film (thickness of about 3
μm) at an acceleration energy of 200 keV and a dose of 5 × 10 12 cm −2 for fluorine ions.
Thermal annealing was performed at 0 ° C. for 5 minutes.

【0011】フォトルミネッセンス測定およびホール測
定の結果から、熱処理した後のZnSe膜がp型伝導化
していることが分かった。また、(a)弗素のアクセプ
タとしてのエネルギ準位の深さは85〜90meVであ
り、従来の窒素アクセプタなどの値より約25meV浅
いこと、(b)イオン打ち込みにより導入された弗素原
子濃度1×1017cm-3(質量微量分析法による)に対
し、1〜5×1015cm-3の正孔濃度が得られ、正孔活
性化率は従来アクセプタに比べ、1桁以上高いこと、な
どの優れたアクセプタ特性を示した。
From the results of the photoluminescence measurement and the hole measurement, it was found that the heat-treated ZnSe film became p-type conductive. Also, (a) the depth of the energy level of fluorine as an acceptor is 85 to 90 meV, which is shallower by about 25 meV than the value of a conventional nitrogen acceptor or the like. (B) The concentration of fluorine atoms introduced by ion implantation of 1 × A hole concentration of 1 to 5 × 10 15 cm −3 is obtained with respect to 10 17 cm −3 (according to mass microanalysis), and the hole activation rate is at least one order of magnitude higher than the conventional acceptor Showed excellent acceptor properties.

【0012】次の実施例では、ZnSx Se1-x (0<
x<1)およびZnx Cd1-x S(0<x<1)の結晶
膜の成長時弗素をアクセプタとして添加する成長ドーピ
ングの場合の実施例を示す。(実施例2)本実施例にお
いては、II−VI族化合物半導体としてZnS0.07
0.93、基板結晶として(100)GaAs、原料希釈
および成長雰囲気ガスとしてArを用いてMOVPE法
により弗素を添加した場合について説明する。
In the next embodiment, ZnS x Se 1-x (0 <
An example in the case of growth doping in which fluorine is added as an acceptor during the growth of a crystal film of x <1) and Zn x Cd 1 -xS (0 <x <1) will be described. (Embodiment 2) In this embodiment, ZnS 0.07 S is used as a II-VI group compound semiconductor.
The case where fluorine is added by MOVPE using e 0.93 , (100) GaAs as a substrate crystal, and Ar as a raw material dilution and growth atmosphere gas will be described.

【0013】図1は、本実施例において用いたMOVP
E装置(有機金属気相成長装置)の概略を示す。図にお
いて、1は反応炉、2は基板、3は高周波コイル、4は
基板ホルダー、5は酸素ボンベ、7は硫化水素ボンベ、
6,10,11,13,14,16はガス流量コントロ
ーラ、8は排気ボート、9はジエチル亜鉛、12はセレ
ン化水素ボンベ、15は不活性ガス導入ラインを示す。
FIG. 1 shows the MOVP used in this embodiment.
The outline of an E apparatus (organic metal vapor phase epitaxy apparatus) is shown. In the figure, 1 is a reactor, 2 is a substrate, 3 is a high frequency coil, 4 is a substrate holder, 5 is an oxygen cylinder, 7 is a hydrogen sulfide cylinder,
6, 10, 11, 13, 14, 16 are gas flow controllers, 8 is an exhaust boat, 9 is diethyl zinc, 12 is a hydrogen selenide cylinder, and 15 is an inert gas introduction line.

【0014】本実施例においては、ZnS0.07Se0.93
を成長させるための原料としてジエチル亜鉛{(C2
5 2 Zn:以下DEZと略称する}、硫化水素(H2
S)、およびセレン化水素(H2 Se)を用いた。これ
らの原料はそれぞれ図1のバブラ容器9、ボンベ7及び
12内に蓄えられている。導入ライン15より供給され
るArガスは流量コントローラ13により流量を制御さ
れてDEZのバブラ9へ送られ、DEZの蒸気をバブラ
中より運び出す。運び出されたDEZの蒸気は流量コン
トローラ14より送られてくるArガスにより希釈され
て、反応炉1内へ導入される。ボンベ7および12より
供給される硫化水素とセレン化水素は流量コントローラ
16および11で制御された後、流量コントローラ10
を経たArガスによって希釈され、反応炉1へ導入され
る。ドーパントである弗素は、ボンベ5に蓄えられた弗
素ガスを原料として流量コントローラ6により流量制御
されて供給される。これらの原料は高周波コイル3によ
って加熱された基板ホルダー4の上に置かれた(10
0)GaAs基板2の直上で混合されて弗素添加ZnS
0.07Se0.93結晶が基板上に堆積される。
In this embodiment, ZnS 0.07 Se 0.93
Diethylzinc (C 2 H) as a raw material for growing
5 ) 2 Zn: hereinafter abbreviated as DEZ}, hydrogen sulfide (H 2
S), and hydrogen selenide (H 2 Se). These raw materials are stored in the bubbler container 9 and the cylinders 7 and 12 in FIG. 1, respectively. The flow rate of the Ar gas supplied from the introduction line 15 is controlled by the flow rate controller 13 and sent to the DEZ bubbler 9 to carry out the DEZ vapor from the bubbler. The carried-out DEZ vapor is diluted with Ar gas sent from the flow controller 14 and introduced into the reactor 1. The hydrogen sulfide and hydrogen selenide supplied from the cylinders 7 and 12 are controlled by the flow controllers 16 and 11,
, And is introduced into the reaction furnace 1. Fluorine, which is a dopant, is supplied at a controlled flow rate by a flow controller 6 using fluorine gas stored in a cylinder 5 as a raw material. These raw materials were placed on a substrate holder 4 heated by a high frequency coil 3 (10
0) Fluorine-doped ZnS mixed just above the GaAs substrate 2
0.07 Se 0.93 crystals are deposited on the substrate.

【0015】図1の成長装置を用いて、次のような成長
条件の範囲内で弗素添加によるp型伝導ZnS0.07Se
0.93膜の成長が5インチGaAs基板上において可能と
なった。成長温度 230℃〜550℃反応炉圧 1T
orr〜760Torr成長速度 5μm/h以下弗素
流量 1〜10cc/min
Using the growth apparatus of FIG. 1, p-type conduction ZnS 0.07 Se by addition of fluorine within the range of the following growth conditions:
Growth of 0.93 film has become possible on a 5 inch GaAs substrate. Growth temperature 230 ℃ ~ 550 ℃ Reactor pressure 1T
orr to 760 Torr Growth rate 5 μm / h or less Fluorine flow rate 1 to 10 cc / min

【0016】得られた弗素添加p型伝導ZnSx Se
1-x (x=0〜1)のキャリア濃度は2×1016cm-3
〜1×1017cm-3、移動度は50〜20cm2 /V・
sを示した。本実施例においては、弗素の供給原料とし
て弗素ガスを用いたが、他の弗素供給源(PF3 ,CF
4 )を用いても同様の効果が確認された。また水素ベー
スのMOVPE法において、同様な手法で、弗素添加が
可能なことは自明である。
The obtained fluorine-doped p-type conductive ZnS x Se
The carrier concentration of 1-x (x = 0 to 1) is 2 × 10 16 cm −3
~ 1 × 10 17 cm -3 , mobility is 50-20 cm 2 / V ·
s. In this embodiment, fluorine gas is used as the fluorine supply material, but other fluorine supply sources (PF 3 , CF
Similar effects were confirmed by using 4 ). It is obvious that fluorine can be added in a similar manner in the hydrogen-based MOVPE method.

【0017】(実施例3)本実施例においては、II−
VI族化合物半導体としてZn0.4 Cd0.6 S、基板結
晶として(100)GaAsを選び、MBE法(分子線
エピタキシ法)で弗素を添加した場合について説明す
る。
(Embodiment 3) In this embodiment, II-
A case where Zn 0.4 Cd 0.6 S is selected as a VI group compound semiconductor, (100) GaAs is selected as a substrate crystal, and fluorine is added by MBE (molecular beam epitaxy) will be described.

【0018】図2は分子線エピタキシ装置の概略図を示
す。図において、17はMBE装置、18は基板ホルダ
ー、19はGaAs基板、20はZnSeエピタキシャ
ル膜、21はZn用クヌードセンセル、22はCd用ク
ヌードセンセル、23はS用クヌードセンセル、24は
ZnF2 用クヌードセンセルを示す。
FIG. 2 shows a schematic diagram of a molecular beam epitaxy apparatus. In the figure, 17 is an MBE apparatus, 18 is a substrate holder, 19 is a GaAs substrate, 20 is a ZnSe epitaxial film, 21 is a Knudsen cell for Zn, 22 is a Knudsen cell for Cd, and 23 is a Knudsen cell for S , 24 indicate Knudsen cells for ZnF 2 .

【0019】この実施例においては、(Zn,Cd)S
を成長するための原料であるZn,Cd,Sはそれぞれ
クヌードセンセル21,22及び23(以下、K−セル
と呼ぶ)の中に蓄えられ、成長時にK−セルを加熱する
ことで分子線として供給される。また、p型ドーパント
である弗素はZnF2 を原料として、K−セル24より
同様にして供給される。K−セルより供給された各分子
線は、ヒーターにより加熱されたGaAs基板(図中1
9)上に弗素添加Zn0.4 Cd0.6 S膜20を形成す
る。
In this embodiment, (Zn, Cd) S
Are grown in Knudsen cells 21, 22, and 23 (hereinafter referred to as K-cells), respectively, and the molecules are heated by heating the K-cells during growth. Supplied as a line. Fluorine, which is a p-type dopant, is similarly supplied from the K-cell 24 using ZnF 2 as a raw material. Each molecular beam supplied from the K-cell is a GaAs substrate (1 in the figure) heated by a heater.
9) A fluorine-added Zn 0.4 Cd 0.6 S film 20 is formed thereon.

【0020】以上のような成長装置を用いて、次のよう
な成長条件の範囲内で弗素添加Zn0.4 Cd0.6 S膜の
成長が可能となった。基板温度 200〜450℃
成長速度 3μm/h以下分子線強度比 0.2≦
(Zn+Cd)/S≦3,0.5≦Zn/Cd≦4K−
セル温度 ZnF2 セル;300〜950℃
Using the above-described growth apparatus, a fluorine-added Zn 0.4 Cd 0.6 S film can be grown under the following growth conditions. Substrate temperature 200-450 ° C
Growth rate 3 μm / h or less Molecular beam intensity ratio 0.2 ≦
(Zn + Cd) /S≦3,0.5≦Zn/Cd≦4K−
Cell temperature ZnF 2 cell; 300-950 ° C

【0021】得られた弗素添加p型伝導Znx Cd1-x
S(x=0.4〜0.7)のキャリア濃度は、2×10
16〜5×1017cm-3の範囲内で制御可能であり、移動
度は20〜50cm2 /V・sを示した。また他の弗素
供給源(CdF2 など)を用いたり、ガスソースMBE
法においてガス系弗素供給源(F2 ,NF3 ,PF3
CF4 など)を用いても同様の効果があることを確認し
た。
The obtained fluorine-doped p-type conductive Zn x Cd 1 -x
The carrier concentration of S (x = 0.4 to 0.7) is 2 × 10
The control was possible within the range of 16 to 5 × 10 17 cm −3 , and the mobility was 20 to 50 cm 2 / V · s. Further, another fluorine source (such as CdF 2 ) may be used, or a gas source MBE may be used.
Gaseous fluorine source (F 2 , NF 3 , PF 3 ,
It has been confirmed that the same effect can be obtained by using CF 4 or the like.

【0022】次に本発明を用いてMOVPE法によりp
−n接合発光ダイオードを作製した。図3に発光ダイオ
ードの構造を示す。図において、25はAu電極、26
はp−ZnS0.06Se0.94、27はn−ZnS0.06Se
0.94、28はn−GaAs基板を示す。
Next, using the present invention, the p
An -n junction light emitting diode was manufactured. FIG. 3 shows the structure of the light emitting diode. In the figure, 25 is an Au electrode, 26
Is p-ZnS 0.06 Se 0.94 and 27 is n-ZnS 0.06 Se
0.94 and 28 indicate n-GaAs substrates.

【0023】製造においては、基板にはn型GaAs2
8(キャリア濃度は1018cm-3)を用い、ヨウ素添加
n型ZnS0.06Se0.94膜27(キャリア濃度5×10
18cm-3,膜厚1.5μm)を成長した後、その上に、
NF3 をドーパント原料としてp型伝導ZnS0.06Se
0.94膜26(キャリア濃度5×1016cm-3,膜厚1.
5μm)を成長してダイオードを作製した。
In manufacturing, n-type GaAs 2
8 (carrier concentration: 10 18 cm −3 ) and an iodine-doped n-type ZnS 0.06 Se 0.94 film 27 (carrier concentration: 5 × 10
18 cm -3 and a film thickness of 1.5 μm).
P-type conductive ZnS 0.06 Se using NF 3 as a dopant material
0.94 film 26 (carrier concentration 5 × 10 16 cm −3 , film thickness 1.
5 μm) to produce a diode.

【0024】このダイオードは室温で、約3.2Vの順
方向バイアスにより図4に示すように、深い準位の発光
の抑制された、強い青色発光を示した。図4において
は、横軸に波長、縦軸に発光強度をとってある。
As shown in FIG. 4, this diode emitted strong blue light at room temperature with a forward bias of about 3.2 V, in which light emission at a deep level was suppressed. In FIG. 4, the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents emission intensity.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明に依れば、低抵抗p型II−VI
族化合物半導体薄膜を再現性良く得られるので、p−n
接合型青色発光素子の量産化が可能となる。また本発明
を3元以上の固溶体系、Znx Cd1-x ySe1-y
対して用いることにより、青色半導体レーザーダイオー
ド用のp−nヘテロ接合の開発においても効果を発揮す
るものである。
According to the present invention, a low resistance p-type II-VI
Since a group III compound semiconductor thin film can be obtained with good reproducibility,
It becomes possible to mass-produce the junction type blue light emitting element. The present invention ternary or more solid solution system, the use of relative Zn x Cd 1-x S y Se 1-y, but also be effective in the development of p-n heterojunction for the blue semiconductor laser diode It is.

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

【図1】MOVPE装置の概略図を示す。FIG. 1 shows a schematic diagram of a MOVPE apparatus.

【図2】MBE装置の概略図を示す。FIG. 2 shows a schematic diagram of an MBE device.

【図3】本発明を用いて形成したZnS0.06Se0.94
p−n接合発光ダイオードの構造を示す。
FIG. 3 shows the structure of a ZnS 0.06 Se 0.94 pn junction light emitting diode formed using the present invention.

【図4】本発明を用い形成したp−n接合発光ダイオー
ドの室温での発光スペクトルを示す。
FIG. 4 shows an emission spectrum at room temperature of a pn junction light emitting diode formed using the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応炉 2 基板 3 高周波コイル 4 基板ホルダー 5 酸素ボンベ 7 硫化水素ボンベ 6,10,11,13,14,16 ガス流量コントロ
ーラ 8 排気ボート 9 ジエチル亜鉛 12 セレン化水素ボンベ 15 不活性ガス導
入ライン 17 MBE装置 18 基板ホルダー 19 GaAs基板 20 ZnSエピタキシャ
ル膜 21 Zn用クヌードセンセル 22 Cd用ク
ヌードセンセル 23 S用クヌードセンセル 24 ZnF2
用クヌードセンセル 25 Au電極 26 p−ZnS0.06Se0.94 27 n−ZnS0.06Se0.94 28 n−Ga
As基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction furnace 2 Substrate 3 High frequency coil 4 Substrate holder 5 Oxygen cylinder 7 Hydrogen sulfide cylinder 6,10,11,13,14,16 Gas flow controller 8 Exhaust boat 9 Diethyl zinc 12 Hydrogen selenide cylinder 15 Inert gas introduction line 17 MBE apparatus 18 Substrate holder 19 GaAs substrate 20 ZnS epitaxial film 21 Knudsen cell for Zn 22 Knudsen cell for Cd 23 Knudsen cell for S 24 ZnF 2
Knudsen cell 25 Au electrode 26 p-ZnS 0.06 Se 0.94 27 n-ZnS 0.06 Se 0.94 28 n-Ga
As substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安東 孝止 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 前佛 栄 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 勝井 明憲 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−56975(JP,A) 特開 平2−87685(JP,A) 特開 平2−114677(JP,A) 特開 平2−122565(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 33/00 H01L 21/203 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takato Ando 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Sakae Mabufo 1-6-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo No. Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Akinori Katsui 1-6-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-2-56975 (JP, A) JP-A Heisei 2-87685 (JP, A) JP-A-2-114677 (JP, A) JP-A-2-122565 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 33/00 H01L 21/203

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高エネルギー・バンドギャップ(Eg≧
2.3eV)を有し、かつアクセプタ不純物として弗素
(F)を含有することを特徴とするp型II−VI族化
合物半導体。
1. A high energy band gap (Eg ≧
2.3 eV) and containing fluorine (F) as an acceptor impurity.
【請求項2】 高エネルギー・バンドギャップ(Eg≧
2.3eV)を有し、かつアクセプタ不純物として弗素
(F)を含有したZnSeまたはZnSまたはCdSま
たはこれらの3元混晶、Znx Cd1-X S,Zn Sey
1-y (ただし、0≦x≦1,0≦y≦1)であること
を特徴とするp型II−VI族化合物半導体。
2. A high energy band gap (Eg ≧
Has a 2.3 eV), and ZnSe or ZnS or CdS or ternary mixed crystal of those containing fluorine (F) as an acceptor impurity, Zn x Cd 1-X S , Z n Se y
A p-type II-VI compound semiconductor, wherein S 1-y (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1).
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