JP5399640B2 - ZnO系半導体装置の製造方法 - Google Patents
ZnO系半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
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Description
ZnO系半導体発光素子を作製する際、発光素子の機能向上のために、薄膜のエピタキシャル成長を原子レベルで制御することが非常に重要である。近年の薄膜成長の有力な研究手法の一つに、サーファクタント媒介エピタキシ(surfactant mediated epitaxy)がある。この方法は、サーファクタントと呼ばれる表面活性剤(原子あるいは分子)を用いて、薄膜の成長様式を人工的に変化させる手法であり、エピタキシャル成長制御の有用な手段になっている。特許文献3に、ZnO系化合物半導体層の成長時に、水素をサーファクタントとして用いる技術が開示されている。
G=[(kZn・JZn)−1+(kO・JO)−1]−1 ・・・(1)
Znビームフラックス量KZn・JZnについて、Znの付着係数KZnは1とし、フラックス強度JZnは膜厚モニター等を用いて得られた値を適用することができる。一方、Oラジカルビームフラックス量KO・JOについては、Znビームフラックス量KZn・JZnの分かっている条件でZnO膜を実際に成長し、成長速度Gを求め、得られた成長速度GとZnビームフラックス量KZn・JZnとを上式(1)に代入することで、設定したOラジカルガンの条件(O2流量、RFパワー等)におけるOラジカルビームフラックス量KO・JOを導出することができる。
2 Znソースガン
3 Oソースガン
4 ZnSソースガン
5 Mgソースガン
6 Nソースガン
7 Gaソースガン
8 SeまたはCdソースガン
9 ステージ
10 基板
11 (RHEED用の)ガン
12 (RHEED用の)スクリーン
13 排気ポンプ
30 基板
31 バッファー層
32 n型ZnOコンタクト層
33 n型Zn1−yMgyOクラッド層
34 MQW構造(発光層)
34b 障壁層
34w 井戸層
35 p型Zn1−yMgyOクラッド層
36 p型ZnOコンタクト層
40 n側電極
41 p側電極
42 p側ボンディング電極
Claims (6)
- (a)基板を準備する工程と、
(b)前記基板の上方に、ZnO系化合物半導体からなる井戸層をZn、O、SをZnリッチ条件で照射して成長する工程と、
(c)前記基板の上方に、ZnO系化合物半導体からなる障壁層を、サーファクタントとしてSを供給しながらZn、OをOリッチ条件で照射して成長する工程と
を有し、
前記障壁層の組成は、サーファクタントなしで前記障壁層を成長した場合に比べ、サーファクタントとしてSを供給しながら前記障壁層を成長した場合に、成長後に観察されるXRDによる2θ‐ω測定のサテライトピークが大きくなるものである、ZnO系半導体装置の製造方法。 - 前記工程(b)は、前記井戸層にSe及びCdのいずれかを導入する請求項1に記載のZnO系半導体装置の製造方法。
- 前記工程(c)は、前記障壁層を成長温度600℃以下で成長させる請求項1または2に記載のZnO系半導体装置の製造方法。
- 前記工程(b)の前記井戸層の成長温度と前記工程(c)の前記障壁層の成長温度とが等しい請求項1〜3のいずれか1項に記載のZnO系半導体装置の製造方法。
- 前記井戸層及び障壁層が、発光層を構成する請求項1〜4のいずれか1項に記載のZnO系半導体装置の製造方法。
- 前記井戸層及び障壁層が、SLS構造を構成する請求項1〜4のいずれか1項に記載のZnO系半導体装置の製造方法。
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