JP3501299B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ、発光ダイ
オード等の半導体装置に関する。
オード等の半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】II−VI族化合物半導体を用いた青色
領域の発光ダイオードや青色領域の半導体レーザ等の半
導体装置(発光デバイス)が開発されている。発光ダイ
オードや半導体レーザ等の半導体装置を作製するには、
信頼性が高く且つ良好なオーミック性を有するオーミッ
ク性電極を半導体表面に形成する必要がある。
領域の発光ダイオードや青色領域の半導体レーザ等の半
導体装置(発光デバイス)が開発されている。発光ダイ
オードや半導体レーザ等の半導体装置を作製するには、
信頼性が高く且つ良好なオーミック性を有するオーミッ
ク性電極を半導体表面に形成する必要がある。
【0003】Zn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦
1)等のワイドギャップII−VI族化合物半導体に対
するオーミック性電極は、n型についてはIn、Al、G
a等の金属を用いており、これら金属は良好なオーミッ
ク性を示している。一方、p型については一般にAu等
の金属が電極材料として使用されるが、II−VI族化
合物半導体と金属(Au)との界面に電位障壁が存在す
るため、例えば順方向の立上がり印加電圧が約30Vの
ショットキー性を示すなど良好なオーミック性が得られ
ない。そこで、半導体表面に界面準位を形成しオーミッ
ク性を得る試みもなされているが良好な結果は得られて
いない。
1)等のワイドギャップII−VI族化合物半導体に対
するオーミック性電極は、n型についてはIn、Al、G
a等の金属を用いており、これら金属は良好なオーミッ
ク性を示している。一方、p型については一般にAu等
の金属が電極材料として使用されるが、II−VI族化
合物半導体と金属(Au)との界面に電位障壁が存在す
るため、例えば順方向の立上がり印加電圧が約30Vの
ショットキー性を示すなど良好なオーミック性が得られ
ない。そこで、半導体表面に界面準位を形成しオーミッ
ク性を得る試みもなされているが良好な結果は得られて
いない。
【0004】また、p型II−VI族化合物半導体に対
する電極として金属に代わりナローギャップII−VI
族化合物半導体を用いた電極、例えばZnTe(Y.Fan et
al.,Appl.Phys.Lett.61(1992)3160)やHgSe(Y.Lans
ari et al.,Appl.Phys.Lett.61(1992)2554)が提案され
ている。
する電極として金属に代わりナローギャップII−VI
族化合物半導体を用いた電極、例えばZnTe(Y.Fan et
al.,Appl.Phys.Lett.61(1992)3160)やHgSe(Y.Lans
ari et al.,Appl.Phys.Lett.61(1992)2554)が提案され
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】p型II−VI族化合
物半導体に対する電極としてのZnTeは、AuやPd/P
t/Au(積層体)とはオーミック性を示すが、Zn1-XM
gXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)、特にZnSeに対し
ては約1eVの電位障壁が存在するため、単純にZn1-X
MgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)化合物に積層した
だけではオーミック性を示さない。このため、ZnSe
1-XTeX混晶をZnTeとZn1-XMgXS1-YSeYとの間に介
在させ電位障壁を低減することが考えられるが、ZnSe
1-XTeX混晶の作製は難しく、ZnSe/ZnTe超格子を
作製し約1eVの電位障壁を階段状に分散して見掛け上
の障壁を減少させるようにしている。しかしながら、超
格子層の厚みは最小で僅かに3原子層であり、生産性に
問題があるだけでなく、半導体装置が発熱を伴う場合に
は熱による相互拡散によって合金化する不利がある。
物半導体に対する電極としてのZnTeは、AuやPd/P
t/Au(積層体)とはオーミック性を示すが、Zn1-XM
gXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)、特にZnSeに対し
ては約1eVの電位障壁が存在するため、単純にZn1-X
MgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)化合物に積層した
だけではオーミック性を示さない。このため、ZnSe
1-XTeX混晶をZnTeとZn1-XMgXS1-YSeYとの間に介
在させ電位障壁を低減することが考えられるが、ZnSe
1-XTeX混晶の作製は難しく、ZnSe/ZnTe超格子を
作製し約1eVの電位障壁を階段状に分散して見掛け上
の障壁を減少させるようにしている。しかしながら、超
格子層の厚みは最小で僅かに3原子層であり、生産性に
問題があるだけでなく、半導体装置が発熱を伴う場合に
は熱による相互拡散によって合金化する不利がある。
【0006】一方、p型II−VI族化合物半導体に対
する電極としてのHgSeは、ZnTeに比較すると電位障
壁は小さいが、Zn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦
1)化合物に積層した場合には完全なオーミック性は示
さず、またHgがZn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y
≦1)化合物に対して拡散しやすく、信頼性の面で問題
がある。
する電極としてのHgSeは、ZnTeに比較すると電位障
壁は小さいが、Zn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦
1)化合物に積層した場合には完全なオーミック性は示
さず、またHgがZn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y
≦1)化合物に対して拡散しやすく、信頼性の面で問題
がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、Zn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)な
どp型II−VI族化合物半導体上にオーミック性電極
層を形成した部分を有する半導体装置において、前記オ
ーミック性電極層を少なくともCdSeなどのp型II−
VI族化合物半導体にて構成した。
発明は、Zn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)な
どp型II−VI族化合物半導体上にオーミック性電極
層を形成した部分を有する半導体装置において、前記オ
ーミック性電極層を少なくともCdSeなどのp型II−
VI族化合物半導体にて構成した。
【0008】ここで、Zn1−XMgXS1−YSeY層
とCdSeとの間にZn1−XCdXSeの混晶を介在せし
めてもよい。
とCdSeとの間にZn1−XCdXSeの混晶を介在せし
めてもよい。
【0009】
【作用】p型CdSeはZn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、
0<Y≦1)に対してもまたAuに対しても電位障壁を小さ
くすることが可能なので、これらの間にp型CdSeを含
む層を介在させることで、良好なオーミック性を得るこ
とが可能になる。
0<Y≦1)に対してもまたAuに対しても電位障壁を小さ
くすることが可能なので、これらの間にp型CdSeを含
む層を介在させることで、良好なオーミック性を得るこ
とが可能になる。
【0010】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1は本発明に係る半導体装置の断面図であ
り、半導体装置はp型GaAs基板1下面にIn電極2が
形成され、またp型GaAs基板1上面にはp型ZnSe層
3が形成され、このp型ZnSe層3の上面にp型CdSe
4が形成され、更にp型CdSe4上面にAu電極5が形
成されている。
説明する。図1は本発明に係る半導体装置の断面図であ
り、半導体装置はp型GaAs基板1下面にIn電極2が
形成され、またp型GaAs基板1上面にはp型ZnSe層
3が形成され、このp型ZnSe層3の上面にp型CdSe
4が形成され、更にp型CdSe4上面にAu電極5が形
成されている。
【0011】ここで、前記p型ZnSe層3及びp型Cd
Se4はMBE(Molecular Beam Epitaxy)及びラジカ
ルガンを用いてp型GaAs基板1上に順次成長せしめ
た。即ち、放電室に窒素ガス(100%)をチャンバー内真
空度が1×10-6Torrになるまで導入し、次いで、2.45
GHzのマイクロ波を150W印加してラジカルを発生さ
せ、発生したラジカルを直径0.5mmの絞りから予め真空
排気された10-4Torrの成長室に導入し、このラジカル
と各々2×10-7Torr、4×10-7Torrに蒸気圧を調整
したCdとSe分子線を、予め低抵抗p型ZnSe層3を成
長させたp型GaAs基板1に同時に照射してp型CdSe
4を成長させた。成長中のp型GaAs基板1温度は23
0℃であった。この後、p型CdSe4上面に真空蒸着法
によってAuを蒸着し、不活性雰囲気中にて熱処理を施
しAu電極5を形成し、図1に示した半導体装置を得
る。
Se4はMBE(Molecular Beam Epitaxy)及びラジカ
ルガンを用いてp型GaAs基板1上に順次成長せしめ
た。即ち、放電室に窒素ガス(100%)をチャンバー内真
空度が1×10-6Torrになるまで導入し、次いで、2.45
GHzのマイクロ波を150W印加してラジカルを発生さ
せ、発生したラジカルを直径0.5mmの絞りから予め真空
排気された10-4Torrの成長室に導入し、このラジカル
と各々2×10-7Torr、4×10-7Torrに蒸気圧を調整
したCdとSe分子線を、予め低抵抗p型ZnSe層3を成
長させたp型GaAs基板1に同時に照射してp型CdSe
4を成長させた。成長中のp型GaAs基板1温度は23
0℃であった。この後、p型CdSe4上面に真空蒸着法
によってAuを蒸着し、不活性雰囲気中にて熱処理を施
しAu電極5を形成し、図1に示した半導体装置を得
る。
【0012】尚、p型半導体を形成するためのドーパン
トとしては上記実施例ではN(窒素)を用いたが、A
s、P、LiまたはNa或いは前記各元素を含む化合物若
しくは混合物、例えばLi3Nを用いてもよい。また、p
型ZnSe層はp型II−VI族化合物半導体としてのZ
n1-XMgXS1- YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)の一例として
挙げたものであり、ZnSeに限定されるものではなく、
更にプラズマ発生の手段としてはマイクロ波の他、高周
波、電子サイクロトロン共鳴を用いてもよい。
トとしては上記実施例ではN(窒素)を用いたが、A
s、P、LiまたはNa或いは前記各元素を含む化合物若
しくは混合物、例えばLi3Nを用いてもよい。また、p
型ZnSe層はp型II−VI族化合物半導体としてのZ
n1-XMgXS1- YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)の一例として
挙げたものであり、ZnSeに限定されるものではなく、
更にプラズマ発生の手段としてはマイクロ波の他、高周
波、電子サイクロトロン共鳴を用いてもよい。
【0013】図2は図1に示した半導体装置の電流−電
圧特性((A)はAu電極5間の電流電圧特性、(B)
はAu電極5とIn電極2間の電流電圧特性)を示すグラ
フであり、このグラフからは整流性は全く観察されず良
好なオーミック特性を有することが分る。
圧特性((A)はAu電極5間の電流電圧特性、(B)
はAu電極5とIn電極2間の電流電圧特性)を示すグラ
フであり、このグラフからは整流性は全く観察されず良
好なオーミック特性を有することが分る。
【0014】図3は図1に示すタイプに混晶を介在させ
た半導体装置の断面図であり、この実施例にあっては、
p型ZnSe層3とp型CdSe4との間にZn1-XCdXSe
混晶6を介在させた構造としている。このような構造
は、ZnとCdの分子線強度を制御しているセル温度を相
対的に変化させることにより実現できる。また、このよ
うな構造とすることで、電位障壁の傾きを滑らかにする
ことができる。
た半導体装置の断面図であり、この実施例にあっては、
p型ZnSe層3とp型CdSe4との間にZn1-XCdXSe
混晶6を介在させた構造としている。このような構造
は、ZnとCdの分子線強度を制御しているセル温度を相
対的に変化させることにより実現できる。また、このよ
うな構造とすることで、電位障壁の傾きを滑らかにする
ことができる。
【0015】図4は金属電極の構造を異ならせた別実施
例を示す断面図であり、この実施例にあっては、前記A
u電極5の代りにPd/Pt/Au積層電極7を用いてい
る。また、この他にもCr/Ti/Au積層体、或いはPt
/Au積層体を電極として用いることができる。
例を示す断面図であり、この実施例にあっては、前記A
u電極5の代りにPd/Pt/Au積層電極7を用いてい
る。また、この他にもCr/Ti/Au積層体、或いはPt
/Au積層体を電極として用いることができる。
【0016】図5は発光層を介在した本発明に係る半導
体装置(半導体レーザ発振器)の断面図であり、この半
導体レーザ発振器は、p型GaAs基板1下面にIn電極
2が形成され、またn型GaAs基板14上面には低抵抗
n型ZnS0.06Se0.94層11が形成され、このn型Zn
S0.06Se0.94層11上にZn0.8Cd0.2Se発光層12が
形成され、このZn0.8Cd0.2Se発光層12上に低抵抗
p型ZnS0.06Se0.94層13が形成され、この低抵抗p
型ZnS0.06Se0.94層13上に低抵抗p型ZnSe層3が
形成され、このp型ZnSe層3の上面にp型CdSe4が
形成され、更にp型CdSe4上面に絶縁層15を介して
Au電極5が形成されている。
体装置(半導体レーザ発振器)の断面図であり、この半
導体レーザ発振器は、p型GaAs基板1下面にIn電極
2が形成され、またn型GaAs基板14上面には低抵抗
n型ZnS0.06Se0.94層11が形成され、このn型Zn
S0.06Se0.94層11上にZn0.8Cd0.2Se発光層12が
形成され、このZn0.8Cd0.2Se発光層12上に低抵抗
p型ZnS0.06Se0.94層13が形成され、この低抵抗p
型ZnS0.06Se0.94層13上に低抵抗p型ZnSe層3が
形成され、このp型ZnSe層3の上面にp型CdSe4が
形成され、更にp型CdSe4上面に絶縁層15を介して
Au電極5が形成されている。
【0017】図6は図5に示した半導体装置(半導体レ
ーザ発振器)の電流−電圧特性を示すグラフであり、従
来構造の電極では順方向立上がり印加電圧が約30Vで
あったのが本発明の構造によれば約5Vに低減された。
また、本発明装置にあっては0℃で510nmに発振ピ
ークをもつ青緑発光が観察された。
ーザ発振器)の電流−電圧特性を示すグラフであり、従
来構造の電極では順方向立上がり印加電圧が約30Vで
あったのが本発明の構造によれば約5Vに低減された。
また、本発明装置にあっては0℃で510nmに発振ピ
ークをもつ青緑発光が観察された。
【0018】図7は図5に示すタイプに混晶を介在させ
た半導体装置の断面図であり、この実施例にあっては図
3に示した実施例と同様に、p型ZnSe層3とp型Cd
Se4との間にZn1-XCdXSe混晶6を介在させた構造と
している。上記図5、図7において、Au電極の代りに
Pd/Pt/Auとすることも可能であり、Inの代りにA
u/Ge/Niとすることも可能である。
た半導体装置の断面図であり、この実施例にあっては図
3に示した実施例と同様に、p型ZnSe層3とp型Cd
Se4との間にZn1-XCdXSe混晶6を介在させた構造と
している。上記図5、図7において、Au電極の代りに
Pd/Pt/Auとすることも可能であり、Inの代りにA
u/Ge/Niとすることも可能である。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、Zn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)な
どp型II−VI族化合物半導体上にp型CdSeなどの
II−VI族化合物半導体からなるオーミック性電極層
を形成したので、良好なるオーミック性が得られ、電極
半導体界面に電解集中が起こらず半導体装置の破損や発
熱による悪影響を受けることがなく、半導体装置の長寿
命化が図れる。
よれば、Zn1-XMgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)な
どp型II−VI族化合物半導体上にp型CdSeなどの
II−VI族化合物半導体からなるオーミック性電極層
を形成したので、良好なるオーミック性が得られ、電極
半導体界面に電解集中が起こらず半導体装置の破損や発
熱による悪影響を受けることがなく、半導体装置の長寿
命化が図れる。
【0020】オーミック性電極層の上に配線等のコンタ
クト層としてAu元素を含む層を形成した場合には、Au
とp型CdSeとの間にも良好なオーミック性を有する半
導体装置が得られる。
クト層としてAu元素を含む層を形成した場合には、Au
とp型CdSeとの間にも良好なオーミック性を有する半
導体装置が得られる。
【0021】また、Zn1-XMgXS1-YSeY層とCdSeと
の間にZn1-XCdXSeの混晶を介在せしめるようにすれ
ば、より滑らかな電位障壁の傾きを有するオーミック性
電極を形成することができる。
の間にZn1-XCdXSeの混晶を介在せしめるようにすれ
ば、より滑らかな電位障壁の傾きを有するオーミック性
電極を形成することができる。
【図1】本発明に係る半導体装置の断面図
【図2】図1に示した半導体装置の電流−電圧特性を示
すグラフ
すグラフ
【図3】図1に示すタイプに混晶を介在させた半導体装
置の断面図
置の断面図
【図4】金属電極の構造を異ならせた別実施例を示す断
面図
面図
【図5】発光層を介在した本発明に係る半導体装置の断
面図
面図
【図6】図5に示した半導体装置の電流−電圧特性を示
すグラフ
すグラフ
【図7】図5に示すタイプに混晶を介在させた半導体装
置の断面図
置の断面図
1…p型GaAs基板、2…In電極、3…p型ZnSe
層、4…p型CdSe、5…Au電極、6…Zn1-XCdXSe
混晶、7…Pd/Pt/Au積層電極、 11…低抵抗n型
ZnS0.06Se0.94層、12…Zn0.8Cd0.2Se発光層、
13…低抵抗p型ZnS0.06Se0.94層、14…n型Ga
As基板。
層、4…p型CdSe、5…Au電極、6…Zn1-XCdXSe
混晶、7…Pd/Pt/Au積層電極、 11…低抵抗n型
ZnS0.06Se0.94層、12…Zn0.8Cd0.2Se発光層、
13…低抵抗p型ZnS0.06Se0.94層、14…n型Ga
As基板。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 八百 隆文
広島県東広島市鏡山1丁目4番1号 広
島大学内
(56)参考文献 特開 平6−85393(JP,A)
特開 平6−85392(JP,A)
特開 平5−75217(JP,A)
特開 平5−327019(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 33/00
H01S 5/00 - 5/50
Claims (2)
- 【請求項1】 p型II−VI族化合物半導体のZn1-X
MgXS1-YSeY(0≦X<1、0<Y≦1)上にオーミック性
電極層を形成した部分を有する半導体装置において、前
記オーミック性電極層を構成するp型II−VI族化合
物半導体はCdSeを含み、Zn1-XMgXS1-YSeY層とCd
Seとの間にZn1-XCdXSeの混晶が介在していることを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、オ
ーミック性電極層を形成するためのドーピング材料は、
N、As、P、Li、Naの各元素うちの少なくとも1
つ、或いは前記各元素を含む化合物若しくは混合物であ
ることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35187693A JP3501299B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35187693A JP3501299B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07202266A JPH07202266A (ja) | 1995-08-04 |
JP3501299B2 true JP3501299B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=18420215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35187693A Expired - Fee Related JP3501299B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3501299B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7961393B2 (en) | 2004-12-06 | 2011-06-14 | Moxtek, Inc. | Selectively absorptive wire-grid polarizer |
US8027087B2 (en) | 2004-12-06 | 2011-09-27 | Moxtek, Inc. | Multilayer wire-grid polarizer with off-set wire-grid and dielectric grid |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9348076B2 (en) | 2013-10-24 | 2016-05-24 | Moxtek, Inc. | Polarizer with variable inter-wire distance |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35187693A patent/JP3501299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7961393B2 (en) | 2004-12-06 | 2011-06-14 | Moxtek, Inc. | Selectively absorptive wire-grid polarizer |
US8027087B2 (en) | 2004-12-06 | 2011-09-27 | Moxtek, Inc. | Multilayer wire-grid polarizer with off-set wire-grid and dielectric grid |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07202266A (ja) | 1995-08-04 |
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