JP6116989B2 - Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer and manufacturing method thereof - Google Patents

Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP6116989B2
JP6116989B2 JP2013089560A JP2013089560A JP6116989B2 JP 6116989 B2 JP6116989 B2 JP 6116989B2 JP 2013089560 A JP2013089560 A JP 2013089560A JP 2013089560 A JP2013089560 A JP 2013089560A JP 6116989 B2 JP6116989 B2 JP 6116989B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zno
layer
doped
atoms
based semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013089560A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014216343A (en
Inventor
佐野 道宏
道宏 佐野
加藤 裕幸
裕幸 加藤
山本 哲也
哲也 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP2013089560A priority Critical patent/JP6116989B2/en
Publication of JP2014216343A publication Critical patent/JP2014216343A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6116989B2 publication Critical patent/JP6116989B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

本発明は、Cuドープp型ZnO系半導体結晶層とその製造方法に関する。II族元素としてZn,VI族元素としてOを含むII−VI族半導体をZnO系半導体と呼ぶ。Cuドープの量を、陽元素の原子比(%)として、表す。   The present invention relates to a Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer and a method for manufacturing the same. A II-VI group semiconductor containing Zn as a group II element and O as a group VI element is called a ZnO-based semiconductor. The amount of Cu dope is expressed as the atomic ratio (%) of the positive element.

酸化亜鉛(ZnO)は、室温で3.37eVのバンドギャップエネルギーを持つ直接遷移型の半導体で、励起子の束縛エネルギーが60meVと他の半導体に比べて比較的大きい。また、原材料が安価で有るとともに、環境や人体への影響が少ないという特徴を有する。このため、ZnOを用いた高効率・低消費電力で環境性に優れた発光素子の実現が期待されている。   Zinc oxide (ZnO) is a direct transition type semiconductor having a band gap energy of 3.37 eV at room temperature, and the exciton binding energy is 60 meV, which is relatively large compared to other semiconductors. In addition, the raw material is inexpensive and has little influence on the environment and the human body. For this reason, realization of a light-emitting element excellent in environmental performance with high efficiency and low power consumption using ZnO is expected.

ZnO系半導体のn型導電性は、不純物をドープしなくても得ることができる。n型導電性を高めるために、ドナー不純物、例えばGa等をドープすることができる。ZnO系酸化物半導体は、強いイオン性に起因する自己補償効果のために、p型の導電型制御が困難である。 そこで、現在、実用的な性能を有するp型のZnO系酸化物半導体を得るため、分子線エピタキシー(MBE)、レーザー分子線エピタキシー、有機金属化学気相堆積(MOCVD)、リモートプラズマMOCVD、スパッタリング等、様々な手法により、p型ZnO系半導体層の開発が進められている。   The n-type conductivity of the ZnO-based semiconductor can be obtained without doping impurities. In order to increase the n-type conductivity, a donor impurity such as Ga can be doped. A ZnO-based oxide semiconductor is difficult to control the p-type conductivity because of a self-compensation effect due to strong ionicity. Therefore, in order to obtain a p-type ZnO-based oxide semiconductor having practical performance, molecular beam epitaxy (MBE), laser molecular beam epitaxy, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), remote plasma MOCVD, sputtering, etc. Development of p-type ZnO-based semiconductor layers has been promoted by various methods.

現在までに、アクセプタ不純物として、N、P、As、Sb等のVA族元素、Li、Na、K等のIA族元素や、Cu、Ag、Au等のIB族元素が研究されている。まだキャリア濃度が低く、再現性や安定性等も含め、十分な品質が得られていない。2種類の不純物の共ドープ等の技術が考察されている。Cu,Ag等のアクセプタをGa等のドナーと共に共ドープしてp型層を得る技術(例えば、特許文献1参照)、窒素とIB族元素を共ドープしてp型層を得る技術(例えば、特許文献2参照)等が提案されている。また、MgZnO層とZnO層の積層構造を有する超格子層の少なくとも一方に、N,Cu等のアクセプタをドーピングする技術(例えば、特許文献3参照)等が提案されている。   To date, group VA elements such as N, P, As, and Sb, group IA elements such as Li, Na, and K, and group IB elements such as Cu, Ag, and Au have been studied as acceptor impurities. The carrier concentration is still low, and sufficient quality including reproducibility and stability has not been obtained. Techniques such as co-doping of two types of impurities have been considered. A technique for obtaining a p-type layer by co-doping an acceptor such as Cu and Ag together with a donor such as Ga (for example, see Patent Document 1), a technique for obtaining a p-type layer by co-doping nitrogen and a group IB element (for example, Patent Document 2) has been proposed. In addition, a technique for doping an acceptor such as N or Cu into at least one of superlattice layers having a stacked structure of MgZnO layers and ZnO layers has been proposed (for example, see Patent Document 3).

特開2004−221132号公報JP 2004-221132 A 特開2009−256142号公報JP 2009-256142 A 特開2009−21540号公報JP 2009-21540 A

実施例の1つの目的は、ZnO系半導体に単一Cu元素をドープしたp型ZnO系半導体結晶層の製造方法を提供することである。
One object of the embodiment is to provide a method of manufacturing a p-type ZnO-based semiconductor crystal layer in which a single Cu element is doped in a ZnO-based semiconductor.

本発明の一観点によれば、
成長基板上に、ZnO系半導体層とCu層とを交互に成長して、単一Cu元素をドープして、陽元素の原子比で5%以上CuをドープしたZnO系半導体エピタキシャル層を形成し、
前記5%以上CuをドープしたZnO系半導体エピタキシャル層をアニールして、p型導電性を得る、
Cuドープp型ZnO系半導体結晶層の製造方法であり、
前記ZnO系半導体層の成長は、ZnおよびOを供給してZnO系半導体層を成長する期間の前後にZnのみを供給する期間を備える分子線エピタキシーで行い、
前記Cu層の成長は、Cuを供給する分子線エピタキシーで行う、
Cuドープp型ZnO系半導体結晶層の製造方法
が提供される。
According to one aspect of the present invention,
On the growth substrate, ZnO-based semiconductor layers and Cu layers are alternately grown, and a single Cu element is doped to form a ZnO-based semiconductor epitaxial layer doped with Cu in an atomic ratio of 5% or more. ,
Annealing the ZnO-based semiconductor epitaxial layer doped with 5% or more Cu to obtain p-type conductivity;
A method for producing a Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer,
The growth of the ZnO-based semiconductor layer is performed by molecular beam epitaxy having a period of supplying only Zn before and after a period of supplying Zn and O to grow a ZnO-based semiconductor layer,
The Cu layer is grown by molecular beam epitaxy for supplying Cu.
A method for producing a Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer is provided.

図1は、MBE装置の例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an MBE apparatus. 図2A、2Bは、形成したCuドープZnO堆積膜サンプルの模式的断面図およびサンプルの堆積膜成長におけるZnセル、Oセル、及びCuセルのシャッタのタイミングチャートである。2A and 2B are a schematic cross-sectional view of a formed Cu-doped ZnO deposited film sample and a timing chart of shutters of Zn cells, O cells, and Cu cells in the growth of the deposited film of the sample. 図3A,3B,3C、3Dは、第1、第2、第3、第4のサンプルのRHEED像である。3A, 3B, 3C, and 3D are RHEED images of the first, second, third, and fourth samples. 図4A、4B,4C、4Dは、第1、第2、第3、第4のサンプルのSIMSデプスプロファイルである。4A, 4B, 4C, and 4D are SIMS depth profiles of the first, second, third, and fourth samples. 図5は、第1のサンプルのアニール前のCV特性と不純物濃度のデプスプロファイルを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a CV characteristic before annealing of the first sample and a depth profile of the impurity concentration. と、When, 図6A,6B(6B1,6B2),6C、6Dは、第1、第2、第3、第4のサンプルのアニール後のCV特性と不純物濃度のデプスプロファイルを示すグラフである。6A, 6B (6B1, 6B2), 6C, and 6D are graphs showing CV characteristics and depth profiles of impurity concentrations after annealing of the first, second, third, and fourth samples. 図7A,7B,7Cは、6員環構造を概略的に示す平面図、層状結晶中の隣接する層に含まれる6員環構造の相対的関係を示す斜視図、結晶中の隣接する2つの層の2つのII族サイトにO原子を介して2つのCu原子が隣接配位された構成を示すダイアグラムである。7A, 7B, and 7C are a plan view schematically showing a six-membered ring structure, a perspective view showing a relative relationship of six-membered ring structures included in adjacent layers in the layered crystal, and two adjacent ones in the crystal. It is a diagram which shows the structure by which two Cu atoms were coordinated adjacently through the O atom at two group II sites of the layer. 図8は、Cuドープのp型ZnO層を用いた半導体装置の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor device using a Cu-doped p-type ZnO layer.

まず、ZnO系半導体層等の成長に用いられる結晶製造装置について説明する。結晶製造方法として、以下に説明するサンプルは、分子線エピタキシー(MBE)を用いて作成した。   First, a crystal manufacturing apparatus used for growing a ZnO-based semiconductor layer or the like will be described. As a crystal manufacturing method, the sample described below was prepared using molecular beam epitaxy (MBE).

図1は、MBE装置の例を示す概略断面図である。真空チャンバー101内に、Znソースガン102、Oソースガン103、Mgソースガン104、Cuソースガン105、及び他の固体ソースガン106が備えられている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an MBE apparatus. In the vacuum chamber 101, a Zn source gun 102, an O source gun 103, an Mg source gun 104, a Cu source gun 105, and another solid source gun 106 are provided.

Znソースガン102、Mgソースガン104、Cuソースガン105、及び他の固体ソースガン106は、それぞれ、Zn(7N)、Mg(6N)、Cu(9N)、及び他の固体の固体ソースを収容するクヌーセンセルを含み、それぞれセルを加熱することにより、Znビーム、Mgビーム、Cuビーム、及び他の分子ビーム(例えば、Gaビーム)を出射できる。Oソースガン103は、ラジオ周波数(例えば13.56MHz)を用いる無電極放電管を含み、Oガス(6N)をプラズマ化して、Oラジカルビームを出射する。放電管材料としては、アルミナ、高純度石英、窒化ボロン等を使用することができる。サンプル作成時の放電管は窒化ボロン(BN)製であった。 Zn source gun 102, Mg source gun 104, Cu source gun 105, and other solid source gun 106 contain Zn (7N), Mg (6N), Cu (9N), and other solid solid sources, respectively. A Zn beam, an Mg beam, a Cu beam, and other molecular beams (for example, a Ga beam) can be emitted by heating the cells. The O source gun 103 includes an electrodeless discharge tube using a radio frequency (for example, 13.56 MHz), converts O 2 gas (6N) into plasma, and emits an O radical beam. As the discharge tube material, alumina, high-purity quartz, boron nitride, or the like can be used. The discharge tube at the time of sample preparation was made of boron nitride (BN).

真空チャンバー101内に、基板ヒーターを含むステージ107が配置され、成長基板108を保持する。各ソースガン102〜106は、それぞれセルシャッターを備え、セルシャッターの開閉により、成長基板108上にビームを照射する状態と照射しない状態とをそれぞれ切り替える。成長基板108上に、所望のタイミングで所望のビームを供給することにより、所望の組成のZnO系化合物半導体層を成長させることができる。   A stage 107 including a substrate heater is disposed in the vacuum chamber 101 and holds the growth substrate 108. Each of the source guns 102 to 106 includes a cell shutter, and switches between a state of irradiating a beam on the growth substrate 108 and a state of not irradiating the growth substrate 108 by opening and closing the cell shutter. A ZnO-based compound semiconductor layer having a desired composition can be grown on the growth substrate 108 by supplying a desired beam at a desired timing.

ZnOにMgを添加し、MgZn1−xO混晶とすることにより、Mg組成xに応じてバンドギャップを広げることができる。ZnOはウルツ鉱構造(六方晶)、MgOは岩塩構造(立方晶)であるため、Mg組成xは制限される。ウルツ鉱構造を保つ場合、MgZn1−xO(0≦x≦0.6)とする。 By adding Mg to ZnO to form a Mg x Zn 1-x O mixed crystal, the band gap can be expanded according to the Mg composition x. Since ZnO has a wurtzite structure (hexagonal crystal) and MgO has a rock salt structure (cubic crystal), the Mg composition x is limited. When maintaining the wurtzite structure, Mg x Zn 1-x O (0 ≦ x ≦ 0.6) is set.

真空チャンバー101内に、水晶振動子を用いた膜厚計109が備えられている。膜厚計109で測定される付着速度から、固体ソースからのZnビーム等のフラックス強度(例えばFZnと表す)が求められる。 A film thickness meter 109 using a crystal resonator is provided in the vacuum chamber 101. From deposition rate measured by a film thickness meter 109, flux strength, such as Zn beam from a solid source (e.g. expressed as F Zn) is obtained.

真空チャンバー101に、反射高速電子回折(RHEED)用のガン110、及び、RHEED像を映すスクリーン111が取り付けられている。RHEED像から、基板108上に形成された結晶層の表面平坦性や成長モードを評価できる。   A gun 110 for reflection high-energy electron diffraction (RHEED) and a screen 111 for projecting a RHEED image are attached to the vacuum chamber 101. From the RHEED image, the surface flatness and growth mode of the crystal layer formed on the substrate 108 can be evaluated.

結晶が2次元成長し、表面が平坦なエピタキシャル成長(単結晶成長)である場合、RHEED像は、ストリークパターンを示す。結晶が3次元成長し、表面が平坦でないエピタキシャル成長(単結晶成長)の場合は、RHEED像はスポットパターンを示す。多結晶成長の場合は、RHEED像はリングパターンとなる。従って、RHEED像により、成長層が単結晶か、多結晶か、単結晶の場合表面が平坦か、平坦でないかを知ることができる。   When the crystal is grown two-dimensionally and the surface is epitaxially grown (single crystal growth), the RHEED image shows a streak pattern. In the case of epitaxial growth (single crystal growth) where the crystal grows three-dimensionally and the surface is not flat, the RHEED image shows a spot pattern. In the case of polycrystalline growth, the RHEED image is a ring pattern. Therefore, from the RHEED image, it is possible to know whether the growth layer is a single crystal, a polycrystal, or a single crystal when the surface is flat or not flat.

次に、VI/IIフラックス比について説明する。Znビームのフラックス強度をJZnと表し、Mgビームのフラックス強度をJMgと表し、Oラジカルビームのフラックス強度をJと表す。II族材料であるZnあるいはMgのビームは、原子または複数個の原子を含むクラスターのZnあるいはMgを含み、原子及びクラスターのいずれも結晶成長に有効である。ガス材料であるOのビームは、原子ラジカルや中性分子を含むが、ここでは、結晶成長に有効な原子ラジカルのフラックス強度を考える。 Next, the VI / II flux ratio will be described. The flux intensity of Zn beam expressed as J Zn, the flux intensity of the Mg beam expressed as J Mg, representing the flux intensity of O radical beam and J O. The beam of Zn or Mg, which is a group II material, contains Zn or Mg of atoms or clusters containing a plurality of atoms, and both atoms and clusters are effective for crystal growth. The O beam, which is a gas material, contains atomic radicals and neutral molecules. Here, the flux intensity of atomic radicals effective for crystal growth is considered.

結晶へのZnの付着しやすさを示す付着係数をkZnとし、Mgの付着しやすさを示す付着係数をkMgとし、Oの付着しやすさを示す付着係数をkとする。Znの付着係数kZnとフラックス強度JZnとの積kZnZn、Mgの付着係数kMgとフラックス強度JMgとの積kMgMg、及び、Oの付着係数kとフラックス強度Jとの積kは、それぞれ、基板の単位面積に単位時間当たりに付着するZn原子、Mg原子、及びO原子の個数に対応する。 The adhesion coefficient indicating the ease of adhesion of Zn to the crystal is denoted by k Zn , the adhesion coefficient indicating the ease of adhesion of Mg is denoted by k Mg, and the adhesion coefficient indicating the ease of adhesion of O is denoted by k 2 O. Zn adhesion coefficient k Zn and flux strength J Zn product k Zn J Zn , Mg adhesion coefficient k Mg and flux strength J Mg product k Mg J Mg , and O adhesion coefficient k O and flux strength J product k O J O of O, respectively, Zn atoms adhering per unit time per unit area of the substrate, corresponding to the Mg atom, and the number of O atoms.

ZnZnとkMgMgの和に対するkの比であるk/(kZnZn+kMgMg)を、VI/IIフラックス比と定義する。VI/IIフラックス比が1より小さい場合をII族リッチ条件(Mgを含まない場合は単にZnリッチ条件)と呼び、VI/IIフラックス比が1に等しい場合をストイキオメトリ条件と呼び、VI/IIフラックス比が1より大きい場合をVI族リッチ条件(あるいはOリッチ条件)と呼ぶ。なお、+c面(Zn面)での結晶成長においては、基板表面温度850℃以下であれば、付着係数kZn、kMg、及びkを1と見なすことができ、VI/IIフラックス比をJ/(JZn+JMg)と表せる。 k Zn J Zn and k Mg to the sum of J Mg is the ratio of k O J O k O J O / a (k Zn J Zn + k Mg J Mg), defined as VI / II flux ratio. A case where the VI / II flux ratio is smaller than 1 is referred to as a group II rich condition (or a Zn rich condition when Mg is not included), and a case where the VI / II flux ratio is equal to 1 is referred to as a stoichiometric condition. A case where the II flux ratio is larger than 1 is called a VI group rich condition (or an O rich condition). In the crystal growth on the + c plane (Zn plane), if the substrate surface temperature is 850 ° C. or lower, the adhesion coefficients k Zn , k Mg , and k 2 O can be regarded as 1, and the VI / II flux ratio is It can be expressed as J O / (J Zn + J Mg ).

VI/IIフラックス比は、具体的には例えば以下のような手順で算出することができる。ZnOの成長を例とする。Znフラックスは、水晶振動子を用いた膜厚モニタによる、室温でのZnの蒸着速度FZn(nm/s)として測定される。Znフラックスの単位は、FZn(nm/s)からJZn(atoms/cms)に換算される。Oラジカルフラックスは、以下のように求められる。Oラジカルビーム照射条件一定(例えば、O流量2sccm/RFパワー300W)の下で、Znフラックスを変化させてZnOを成長し、ZnOの成長速度のZnフラックス依存性を実験的に求める。その結果を、ZnO成長速度GZnOの近似式:GZnO=[(kZnZn−1+(k−1−1を用いてフィッティングすることにより、その条件でのOラジカルフラックスJが算出される。このようにして得られたZnフラックスJZn及びOラジカルフラックスJから、VI/IIフラックス比を算出することができる。 Specifically, the VI / II flux ratio can be calculated by the following procedure, for example. Take ZnO growth as an example. The Zn flux is measured as a Zn deposition rate F Zn (nm / s) at room temperature by a film thickness monitor using a crystal resonator. The unit of Zn flux is converted from F Zn (nm / s) to J Zn (atoms / cm 2 s). O radical flux is calculated | required as follows. ZnO is grown by changing the Zn flux under constant O radical beam irradiation conditions (for example, O 2 flow rate 2 sccm / RF power 300 W), and the Zn flux dependence of the ZnO growth rate is experimentally determined. By fitting the result using an approximate expression of ZnO growth rate G ZnO : G ZnO = [(k Zn J Zn ) -1 + (k O J O ) -1 ] -1 , radical flux J O is calculated. Thus from Zn flux J Zn and O radical flux J O obtained, it is possible to calculate the VI / II flux ratio.

本発明者らは、ZnO系半導体にp型不純物(アクセプタ)としてCuをドープする研究を行ってきた。Znビーム,Cuビーム,Oビームを同時に供給してCuドープZnO結晶を成長すると、結晶性に不都合な点が生じた(特願2012−251010号、段落0028−0039参照)。Cuの酸化が考えられた。そこで、Cuビームの供給をOビーム(およびZnビーム)の供給と別のタイミングとすることにより、良好な結晶性が得られた(特願2012−251010号、段落0048−0083等参照)。   The inventors of the present invention have been conducting research on doping Cu as a p-type impurity (acceptor) in a ZnO-based semiconductor. When a Cu-doped ZnO crystal was grown by simultaneously supplying a Zn beam, a Cu beam, and an O beam, inconveniences occurred in crystallinity (see Japanese Patent Application No. 2012-251010, paragraphs 0028-0039). Cu oxidation was considered. Therefore, good crystallinity was obtained by setting the supply of the Cu beam at a different timing from the supply of the O beam (and Zn beam) (see Japanese Patent Application No. 2012-251010, paragraphs 0048-0083, etc.).

本発明者らは、単一のアクセプタ不純物としてCuを用いることによりp型導電性を得ることを考察した。ZnO系半導体のp型導電性は、基本的にはp型不純物のドープにより得ることができると考えられる。しかし、ZnO層と部分的Cu層(1原子層未満のCu層)とを交互成長した単結晶膜は、1020atoms/cm程度のCu濃度を示しても、p型導電性は示さなかった。 The present inventors considered obtaining p-type conductivity by using Cu as a single acceptor impurity. It is considered that the p-type conductivity of a ZnO-based semiconductor can be basically obtained by doping with a p-type impurity. However, a single crystal film in which ZnO layers and partial Cu layers (Cu layers of less than one atomic layer) are alternately grown does not exhibit p-type conductivity even if it exhibits a Cu concentration of about 10 20 atoms / cm 3. It was.

より高濃度のCuをドープした時どのような現象が生じるかを調べた。Cu濃度を変えて、第1、第2、第3、第4のサンプルを作成した。まず、各サンプルの下地構造の作製について説明する。   It was investigated what kind of phenomenon occurs when a higher concentration of Cu is doped. First, second, third, and fourth samples were prepared by changing the Cu concentration. First, the production of the base structure of each sample will be described.

図2Aは、サンプルの構成を模式的に示す概略断面図である。Zn面ZnO(0001)基板11に900℃で30分サーマルクリーニングを施した後、基板温度を300℃まで下げた。その後、成長温度300℃で、Znの蒸着速度FZnを0.12nm/s(ZnフラックスJZn=7.9×1014atoms/cms)とし、Oラジカルビーム照射条件をRFパワー300W、O流量2.0sccm(OフラックスJ=8.1×1014atoms/cms)として、厚さ30nmのZnOバッファー層12を成長させた。そして、バッファー層の結晶性及び表面平坦性の改善のため、900℃で10分アニールを行った。 FIG. 2A is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a sample. The Zn surface ZnO (0001) substrate 11 was subjected to thermal cleaning at 900 ° C. for 30 minutes, and then the substrate temperature was lowered to 300 ° C. Thereafter, at a growth temperature of 300 ° C., the Zn deposition rate F Zn was set to 0.12 nm / s (Zn flux J Zn = 7.9 × 10 14 atoms / cm 2 s), and the O radical beam irradiation conditions were set to RF power 300 W, A ZnO buffer layer 12 having a thickness of 30 nm was grown at an O 2 flow rate of 2.0 sccm (O flux J O = 8.1 × 10 14 atoms / cm 2 s). Then, annealing was performed at 900 ° C. for 10 minutes in order to improve the crystallinity and surface flatness of the buffer layer.

ZnOバッファー層上に、成長温度900℃で、Zn蒸着速度FZnを0.12nm/s(ZnフラックスJZn=7.9×1014atoms/cms)とし、Oラジカルビーム照射条件をRFパワー300W、O流量2.0sccm(OフラックスJ=8.1×1014atoms/cms)として、厚さ100nmのアンドープZnO層13を成長させた。得られた構造が、サンプルの下地構造であり、各サンプルに共通の構成である。アンドープZnO層13の上に、CuドープZnO層を成長した。 On the ZnO buffer layer, the growth temperature is 900 ° C., the Zn deposition rate F Zn is 0.12 nm / s (Zn flux J Zn = 7.9 × 10 14 atoms / cm 2 s), and the O radical beam irradiation condition is RF. An undoped ZnO layer 13 having a thickness of 100 nm was grown at a power of 300 W and an O 2 flow rate of 2.0 sccm (O flux J O = 8.1 × 10 14 atoms / cm 2 s). The obtained structure is the base structure of the sample, and is a configuration common to each sample. A Cu-doped ZnO layer was grown on the undoped ZnO layer 13.

図2Bは、CuドープZnO層成長におけるZnセル、Oセル、及びCuセルのシャッターのタイミングチャートである。概略的に言うと、Znセルシャッター及びOセルシャッターを開き、Cuセルシャッターを閉じるZnO成長工程と、Znセルシャッター及びOセルシャッターを閉じ、Cuセルシャッターを開くCu付着工程とが交互に繰り返される。   FIG. 2B is a timing chart of shutters of a Zn cell, an O cell, and a Cu cell in Cu-doped ZnO layer growth. Schematically speaking, a ZnO growth process in which the Zn cell shutter and the O cell shutter are opened and the Cu cell shutter is closed, and a Cu deposition process in which the Zn cell shutter and the O cell shutter are closed and the Cu cell shutter is opened are alternately repeated. .

Oセルシャッターの開期間の前後に、Znセルシャッターの開期間を延長するようにしている。つまり、Znセルシャッターの開期間が、Oセルシャッターの開期間を含み、Cu付着工程の前後で、ZnO単結晶膜表面をZnで覆うようにし、OラジカルとCuとの直接の反応を抑制している。ZnO成長工程と、Cu付着工程とを別々に設けることにより、Oセルシャッターの開期間と、Cuセルシャッターの開期間とが重ならないようにし、OラジカルとCuとが同時に基板上に供給されないようにしている。Cu付着工程は、Cuが全面に付着せず、原子層とならなくてもよい。   The open period of the Zn cell shutter is extended before and after the open period of the O cell shutter. That is, the open period of the Zn cell shutter includes the open period of the O cell shutter, and the surface of the ZnO single crystal film is covered with Zn before and after the Cu deposition step, thereby suppressing the direct reaction between the O radical and Cu. ing. By providing the ZnO growth step and the Cu deposition step separately, the open period of the O cell shutter and the open period of the Cu cell shutter are prevented from overlapping, and O radicals and Cu are not supplied onto the substrate at the same time. I have to. In the Cu adhesion step, Cu does not adhere to the entire surface and does not have to be an atomic layer.

図2Aに戻って、アンドープZnO層13の上に、ZnO層MLとCu層DLの交互積層15が形成される。Cu層DLは、1原子層以下として示している。積層構造15を形成した後、アニールによってCu原子をZnO層ML中に拡散させることを意図している。Cu濃度の調整は、ZnO層MLの厚さとCu層DLの厚さ(被覆率)の比を調整することによって行う。   Returning to FIG. 2A, the alternate stack 15 of ZnO layers ML and Cu layers DL is formed on the undoped ZnO layer 13. The Cu layer DL is shown as one atomic layer or less. After the stacked structure 15 is formed, it is intended to diffuse Cu atoms into the ZnO layer ML by annealing. The Cu concentration is adjusted by adjusting the ratio between the thickness of the ZnO layer ML and the thickness (coverage) of the Cu layer DL.

第1サンプルの作成工程においては、成長基板温度を300℃とした。Oセルシャッターの1回当りの開期間を16秒とし、Oセルシャッターの開期間の前後にZnセルシャッターの開期間が1秒ずつ延びるようにし、つまりZnセルシャッターの1回当りの開期間を18秒とした。ZnセルシャッターとOセルシャッターとが共に開状態である16秒間が、1回当たりのZnO成長時間となる。Cuセルシャッターの1回当りの開期間は、180秒とした。   In the production process of the first sample, the growth substrate temperature was set to 300 ° C. The open period per O cell shutter is 16 seconds, and the open period of the Zn cell shutter is extended by 1 second before and after the open period of the O cell shutter. 18 seconds. 16 seconds in which both the Zn cell shutter and the O cell shutter are in the open state is the ZnO growth time per time. The open period per time of the Cu cell shutter was 180 seconds.

ZnO成長工程とCu付着工程とを1セットとした工程を、30セット繰返す成長を実施して、厚さ100nmのCuドープZnOエピ膜を得た。ZnO成長工程でのZn蒸着速度FZnは0.15nm/s(フラックスJZn=9.9×1014atoms/cms)とし、Oラジカルビーム照射条件はRFパワー300W、O流量2.0sccm(フラックスJ=8.1×1014atoms/cms)とした。VI/IIフラックス比は0.82であり、II族リッチ条件である。Cuソースの温度は870℃とした。Cu蒸着速度FCuは、検出限界以下であった。 A 100-nm-thick Cu-doped ZnO epitaxial film was obtained by carrying out growth by repeating 30 steps of a process including one set of the ZnO growth step and the Cu deposition step. The Zn deposition rate F Zn in the ZnO growth process is 0.15 nm / s (flux J Zn = 9.9 × 10 14 atoms / cm 2 s), the O radical beam irradiation conditions are RF power 300 W, O 2 flow rate 2. It was 0 sccm (flux J O = 8.1 × 10 14 atoms / cm 2 s). The VI / II flux ratio is 0.82, which is a group II rich condition. The temperature of the Cu source was 870 ° C. The Cu deposition rate F Cu was below the detection limit.

第2サンプルの作成工程においては、成長基板温度を250℃とした。Oセルシャッターの1回当りの開期間を8秒とし、Oセルシャッターの開期間の前後にZnセルシャッターの開期間が1秒ずつ延びるようにし、つまりZnセルシャッターの1回当りの開期間を10秒とした。ZnセルシャッターとOセルシャッターとが共に開状態である8秒間が、1回当たりのZnO成長時間となる。Cuセルシャッターの1回当りの開期間は、50秒とした。   In the production process of the second sample, the growth substrate temperature was set to 250 ° C. The open period per O cell shutter is 8 seconds, and the open period of the Zn cell shutter is extended by 1 second before and after the open period of the O cell shutter, that is, the open period per time of the Zn cell shutter is increased. 10 seconds. 8 seconds in which both the Zn cell shutter and the O cell shutter are open is the ZnO growth time per time. The opening period per time of the Cu cell shutter was set to 50 seconds.

ZnO成長工程とCu付着工程とを1セットとした工程を、60セット繰返す成長を実施して、厚さ120nmのCuドープZnOエピ膜を得た。ZnO成長工程でのZn蒸着速度FZnは0.12nm/s(フラックスJZn=7.9×1014atoms/cms)とし、Oラジカルビーム照射条件はRFパワー300W、O流量2.0sccm(フラックスJ=8.1×1014atoms/cms)とした。VI/IIフラックス比は1.02であり、若干VI族リッチ条件である。Cuソースの温度は970℃とした。Cu蒸着速度FCuは、0.003nm/sであった。 A process in which the ZnO growth step and the Cu deposition step were set as one set was grown 60 times to obtain a 120 nm thick Cu-doped ZnO epitaxial film. The Zn deposition rate F Zn in the ZnO growth step is 0.12 nm / s (flux J Zn = 7.9 × 10 14 atoms / cm 2 s), the O radical beam irradiation conditions are RF power 300 W, O 2 flow rate 2. It was 0 sccm (flux J O = 8.1 × 10 14 atoms / cm 2 s). The VI / II flux ratio is 1.02, which is a slightly rich group VI condition. The temperature of the Cu source was 970 ° C. The Cu deposition rate F Cu was 0.003 nm / s.

第3サンプルの作成工程においては、成長基板温度を250℃とし、Oセルシャッターの1回当りの開期間を10秒とし、Oセルシャッターの開期間の前後にZnセルシャッターの開期間が1秒ずつ延びるようにし、つまりZnセルシャッターの1回当りの開期間を12秒とした。ZnセルシャッターとOセルシャッターとが共に開状態である10秒間が、1回当たりのZnO成長時間となる。Cuセルシャッターの1回当りの開期間は、50秒とした。   In the third sample preparation process, the growth substrate temperature is 250 ° C., the opening period of each O cell shutter is 10 seconds, and the opening period of the Zn cell shutter is 1 second before and after the opening period of the O cell shutter. In other words, the Zn cell shutter was opened for 12 seconds. 10 seconds in which both the Zn cell shutter and the O cell shutter are open is the ZnO growth time per time. The opening period per time of the Cu cell shutter was set to 50 seconds.

ZnO成長工程とCu付着工程とを1セットとした工程を、60セット繰返す成長を実施して、厚さ145nmのCuドープZnOエピ膜を得た。ZnO成長工程でのZn蒸着速度FZnは0.13nm/s(フラックスJZn=8.6×1014atoms/cms)とし、Oラジカルビーム照射条件はRFパワー300W、O流量2.0sccm(フラックスJ=8.1×1014atoms/cms)とした。VI/IIフラックス比は0.94であり、若干II族リッチ条件である。Cuソースの温度は990℃とした。Cu蒸着速度FCuは、0.004nm/sであった。 The process which made the ZnO growth process and the Cu adhesion process one set was performed by repeating the growth for 60 sets to obtain a Cu-doped ZnO epifilm having a thickness of 145 nm. The Zn deposition rate F Zn in the ZnO growth step is 0.13 nm / s (flux J Zn = 8.6 × 10 14 atoms / cm 2 s), the O radical beam irradiation conditions are RF power 300 W, O 2 flow rate 2. It was 0 sccm (flux J O = 8.1 × 10 14 atoms / cm 2 s). The VI / II flux ratio is 0.94, which is a slightly rich group II condition. The temperature of the Cu source was 990 ° C. The Cu deposition rate F Cu was 0.004 nm / s.

第4サンプルの作成工程においては、成長基板温度を250℃とし、Oセルシャッターの1回当たりの開期間を8秒とし、Oセルシャッターの開期間の前後にZnセルシャッターの開期間が1秒ずつ延びるようにし、つまりZnセルシャッターの1回当たりの開期間を10秒とした。ZnセルシャッターとOセルシャッターとが共に開状態である8秒間が、1回当たりのZnO成長時間となる。Cuセルシャッターの1回当たりの開期間は、60秒とした。   In the fourth sample preparation process, the growth substrate temperature is 250 ° C., the open period of each O cell shutter is 8 seconds, and the open period of the Zn cell shutter is 1 second before and after the open period of the O cell shutter. In other words, each Zn cell shutter was opened for 10 seconds. 8 seconds in which both the Zn cell shutter and the O cell shutter are open is the ZnO growth time per time. The opening period per time of the Cu cell shutter was 60 seconds.

ZnO成長工程とCu付着工程とを1セットとした工程を、60セット繰り返す成長を実施して、厚さ115nmのCuドープZnOエピ膜を得た。ZnO成長工程でのZn蒸着速度FZnは0.13nm/s(フラックスJZn=8.6×1014atoms/cms)とし、Oラジカルビーム照射条件はRFパワー300W、O流量2.0sccm(フラックスJ=8.1×1014atoms/cms)とした。VI/IIフラックス比は0.94であり、若干II族リッチ条件である。Cuソースの温度は1000℃とした。Cu蒸着速度FCuは、0.0045nm/sであった。 A process in which the ZnO growth step and the Cu adhesion step were set as one set was grown 60 times to obtain a Cu-doped ZnO epifilm having a thickness of 115 nm. The Zn deposition rate F Zn in the ZnO growth step is 0.13 nm / s (flux J Zn = 8.6 × 10 14 atoms / cm 2 s), the O radical beam irradiation conditions are RF power 300 W, O 2 flow rate 2. It was 0 sccm (flux J O = 8.1 × 10 14 atoms / cm 2 s). The VI / II flux ratio is 0.94, which is a slightly rich group II condition. The temperature of the Cu source was 1000 ° C. The Cu deposition rate F Cu was 0.0045 nm / s.

図3A,3B,3C、3Dは、サンプル1、サンプル2、サンプル3、サンプル4で得られた、[11−20]方向からの反射高エネルギー電子線回折(RHEED)像を示す。第1のサンプルにおいてはストリークパターンが観察され、単結晶膜が平坦に(2次元的に)成長していることが判る。サンプル2からサンプル4へとCu濃度が増加するに従い、ストリークパターンからスポットパターンへと徐々に変化するものの、単結晶がエピタキシャルに成長していることが確認された。   3A, 3B, 3C, and 3D show reflection high energy electron diffraction (RHEED) images from the [11-20] direction, which are obtained from Sample 1, Sample 2, Sample 3, and Sample 4. FIG. In the first sample, a streak pattern is observed, and it can be seen that the single crystal film is grown flat (two-dimensionally). As the Cu concentration increased from sample 2 to sample 4, it was confirmed that the single crystal grew epitaxially, although it gradually changed from the streak pattern to the spot pattern.

図4A,4B,4C、4Dは、成長した、(アニール前の)CuドープZnOサンプルの2次イオン質量分析(SIMS)で得られた結果を示す。横軸が表面からの深さを単位nmで示し、縦軸がCu濃度を単位atoms/cmで示す(片対数目盛)。ZnO標準試料による定量、規格化処理を行った後の、Cu濃度は、サンプル1でほぼ7.0×1020atoms/cm(1.7%、陽元素の原子比、以下同)、サンプル2でほぼ1.75×1021atoms/cm(4.3%)、サンプル3でほぼ2.9×1021atoms/cm(7.0%)、サンプル4でほぼ4.4×1021atoms/cm(10.6%)であった。 4A, 4B, 4C, 4D show the results obtained by secondary ion mass spectrometry (SIMS) of the grown Cu-doped ZnO sample (before annealing). The horizontal axis indicates the depth from the surface in the unit of nm, and the vertical axis indicates the Cu concentration in the unit of atoms / cm 3 (one logarithmic scale). The Cu concentration after performing the quantification and standardization treatment with the ZnO standard sample is approximately 7.0 × 10 20 atoms / cm 3 (1.7%, atomic ratio of positive element, the same applies hereinafter) in the sample 1. 2 is approximately 1.75 × 10 21 atoms / cm 3 (4.3%), sample 3 is approximately 2.9 × 10 21 atoms / cm 3 (7.0%), and sample 4 is approximately 4.4 × 10. 21 atoms / cm 3 (10.6%).

図5は、アニール前のサンプル1について、印加電圧に対する容量の関係を示すCV特性と不純物濃度のデプスプロファイルを示すグラフである。上段にCV特性を示すグラフを示し、下段にデプスプロファイルを示すグラフ(片対数目盛)を示した。測定は、電解液をショットキー電極に用いたECV法により行った。グラフは並列モデルで解析した結果を示す。CV特性を示すグラフの横軸は、電圧を単位「V」で表し、縦軸は、「1/C」を単位「cm/F」で表す。両軸ともリニアスケールを用いている。また、デプスプロファイルを示すグラフの横軸は、試料の深さ(厚さ)方向の位置を単位「nm」で表し、縦軸は、不純物濃度を単位「cm−3」で表す。横軸はリニアスケール、縦軸は対数スケールを用いている。 FIG. 5 is a graph showing a CV characteristic and a depth profile of the impurity concentration showing the relationship of the capacity to the applied voltage for the sample 1 before annealing. The graph showing the CV characteristics is shown in the upper row, and the graph (one logarithmic scale) showing the depth profile is shown in the lower row. The measurement was performed by an ECV method using an electrolytic solution as a Schottky electrode. The graph shows the results of analysis using a parallel model. The horizontal axis of the graph showing the CV characteristic represents the voltage in the unit “V”, and the vertical axis represents “1 / C 2 ” in the unit “cm 4 / F 2 ”. Both axes use a linear scale. The horizontal axis of the graph showing the depth profile represents the position in the depth (thickness) direction of the sample in the unit “nm”, and the vertical axis represents the impurity concentration in the unit “cm −3 ”. The horizontal axis uses a linear scale, and the vertical axis uses a logarithmic scale.

図5上段のサンプル1のCV特性を示すグラフを参照する。明瞭な右上がりの曲線(電圧が増加すると1/Cが増加する関係)が得られている。これはサンプル1がn型導電性を備えることを示す。ZnO層上に堆積したCuは、ドナーとして機能し、アクセプタとしては機能していないと考えられる。なお、傾きが抵抗値に対応する。 Reference is made to the graph showing the CV characteristics of Sample 1 in the upper part of FIG. A clear upward curve (relationship where 1 / C 2 increases as the voltage increases) is obtained. This indicates that Sample 1 has n-type conductivity. It is considered that Cu deposited on the ZnO layer functions as a donor and does not function as an acceptor. Note that the slope corresponds to the resistance value.

図5下段のサンプル1のデプスプロファイルを示すグラフを参照する。サンプル1のアニール前試料の不純物濃度(ドナー濃度)Nは2.5×1019cm−3〜3.5×1020cm−3程度である。 Reference is made to the graph showing the depth profile of Sample 1 in the lower part of FIG. The impurity concentration (donor concentration) N d before annealing the sample of the sample 1 is 2.5 × 10 19 cm -3 ~3.5 × 10 approximately 20 cm -3.

一方、サンプル2、サンプル3、及びサンプル4のアニール前試料では、I−V特性がオーミック特性に近づき(即ちショットキー接合が得られず)、C−V測定による不純物濃度の算出ができなかった。これは、サンプル1よりさらに不純物濃度が増加したためと考えられる。   On the other hand, in the samples 2, 3 and 4 before annealing, the IV characteristics approached ohmic characteristics (that is, no Schottky junction was obtained), and the impurity concentration could not be calculated by CV measurement. . This is presumably because the impurity concentration was further increased as compared with Sample 1.

次に、各サンプルに(不純物活性化を実現し得る)アニール処理を行い、p型化するか否かを調べた。GaとCuを共ドープしたサンプルにおいては、成長したまま(アズグロウン)の状態ではn型を示し、アニールするとp型導電性を示す可能性が見出されている。Cuのみドープした本サンプルにおいても、n型からp型に反転する可能性がある。   Next, each sample was subjected to an annealing process (which can realize impurity activation), and it was examined whether or not p-type conversion was performed. In a sample in which Ga and Cu are co-doped, it has been found that there is a possibility of showing n-type in an as-grown state and showing p-type conductivity when annealed. Even in this sample doped only with Cu, there is a possibility of inversion from n-type to p-type.

図6A,6B(6B1,6B2),6C、6Dは、アニール後のサンプル1,2,3、4のC−V特性と不純物濃度のデプスプロファイルを示すグラフである。図6Aに示すサンプル1は、アニールしても1/Cのグラフは右上りであり、n型であった。つまり、p型化しない。図6B1,6B2に示すサンプル2は、場所により高抵抗な特性を示したり、p型化した特性を示したりする。一定の特性を示さず、不安定な状態であることを示唆する。p型化した部分でのアクセプタ濃度は、1.0×1019〜4.5×1019(/cm)であった。図6Cに示すサンプル3は、630℃、10分のアニールでp型化した。上段のC−V特性は、明らかな右下がりのp型導電性を示している。図6C下段のデプスプロファイルは、約0.9×1018〜4.5×1018(/cm)のアクセプタ濃度を示す。図6Dに示すサンプル4も、630℃、10分のアニールでp型化した。上段のC−V特性は、明らかな右下がりのp型導電性を示している。図6D下段のデプスプロファイルは、約0.3×1018〜6.5×1018(/cm)のアクセプタ濃度を示す。 6A, 6B (6B1, 6B2), 6C, and 6D are graphs showing CV characteristics and depth profiles of impurity concentrations of samples 1, 2, 3, and 4 after annealing. Even if the sample 1 shown in FIG. 6A was annealed, the 1 / C 2 graph was in the upper right and was n-type. That is, it is not made p-type. Sample 2 shown in FIGS. 6B1 and 6B2 exhibits a high resistance characteristic depending on the location, or a p-type characteristic. It does not show certain characteristics, suggesting an unstable state. The acceptor concentration in the p-type portion was 1.0 × 10 19 to 4.5 × 10 19 (/ cm 3 ). Sample 3 shown in FIG. 6C was made p-type by annealing at 630 ° C. for 10 minutes. The CV characteristic in the upper stage shows clear right-sloping p-type conductivity. The depth profile in the lower part of FIG. 6C shows an acceptor concentration of about 0.9 × 10 18 to 4.5 × 10 18 (/ cm 3 ). Sample 4 shown in FIG. 6D was also made p-type by annealing at 630 ° C. for 10 minutes. The CV characteristic in the upper stage shows clear right-sloping p-type conductivity. The depth profile in the lower part of FIG. 6D shows an acceptor concentration of about 0.3 × 10 18 to 6.5 × 10 18 (/ cm 3 ).

Cuを7.0%(陽元素の原子比)ドープしたZnO(サンプル3)及び10.6%(陽元素の原子比)ドープしたZnO(サンプル4)は、アニールによってp型化することが判った。Cuを4.3%(陽元素の原子比)ドープしたZnO(サンプル2)は、場所によってはアニールによってp型化した特性を示すが、p型化しない領域もあり、安定な特性を示すには至っていない。   It was found that ZnO doped with 7.0% (positive element atomic ratio) of Cu (sample 3) and ZnO doped with 10.6% (positive elemental ratio) (sample 4) were converted to p-type by annealing. It was. ZnO doped with 4.3% (positive element ratio) of Cu (sample 2) shows p-type characteristics by annealing depending on the location, but there is a region that does not become p-type and shows stable characteristics. Has not reached.

これらの実験結果を参考にして、シミュレーションを行った。ZnOの結晶構造中に、Cuをドープし、Znサイトに2つのCu原子が入る時のシミュレーションを行った。36Zn原子の内の2Zn原子がCuに置換される場合を検討した。この時の陽元素の原子比によるCu濃度は、[Cu]/([Zn]+[Cu])=2/36=5.6%である。   Simulations were performed with reference to these experimental results. A simulation was performed when Cu was doped into the crystal structure of ZnO and two Cu atoms entered the Zn site. The case where 2Zn atoms of 36Zn atoms are substituted with Cu was examined. At this time, the Cu concentration by the atomic ratio of the positive element is [Cu] / ([Zn] + [Cu]) = 2/36 = 5.6%.

図7Aは、6員環の構成を概略的に示す平面図である。ZnO結晶は、Zn原子とO原子が交互に配位された6員環構造を有する。   FIG. 7A is a plan view schematically showing a configuration of a six-membered ring. A ZnO crystal has a 6-membered ring structure in which Zn atoms and O atoms are alternately coordinated.

図7Bは、ZnO結晶の構造を概略的に示す。Zn原子とO原子とが交互に結合した6員環構造を含む層Lの上方に、同様の6員環構造を含む層Li+1が配置されている。層内の原子の位置は上下している。平均位置を平均層と呼ぶことにする。層の中でZn原子は平均層より上側に配置され、O原子は平均層より下側に配置されている。上側の層Li+1の6員環は、下側の層Lの6員環の上方に配置されているが、Zn原子とO原子の位置が入れ替わっている。下側の層Lの平均層より上側のZn原子と上側の層Li+1の平均層より下側のO原子とが上下に対向し、Zn原子とO原子とは化学結合を形成している。上側の層Li+1の平均層より上側のZn原子は、さらに上の層Li+2の平均層より下側に配位されたO原子と化学結合を形成する。Cu原子が添加原子(ドーパント)としてZnO結晶中に取り込まれる場合、Zn位置置換として、ホストZnO内でのあるZn位置を占有し、最近接のO原子と化学結合を形成する。 FIG. 7B schematically shows the structure of the ZnO crystal. Above the layer L i of the Zn atoms and O atoms include a 6-membered ring structure bonded alternately, a layer L i + 1 include similar 6-membered ring structure are arranged. The position of the atoms in the layer is up and down. The average position is called an average layer. In the layer, Zn atoms are arranged above the average layer, and O atoms are arranged below the average layer. 6-membered ring of the upper layer L i + 1 has been positioned above the 6-membered ring of the lower layer L i, are interchanged positions of Zn atoms and O atoms. And lower layer L i O atom average lower than the upper Zn atoms and upper average layer of the layer L i + 1 from layer faces up and down to form a chemical bond between Zn and O atoms . The Zn atoms above the average layer of the upper layer L i + 1 form a chemical bond with the O atoms coordinated below the average layer of the upper layer L i + 2 . When Cu atoms are incorporated into ZnO crystals as added atoms (dopants), they occupy a certain Zn position in the host ZnO and form a chemical bond with the nearest O atom as Zn position substitution.

この場合、ZnO結晶中では主には下記の3つの異なる場合に分かれる。ホストZnO内でのあるZn位置にあるZnにおいて、(a)Cu原子によって置換された元のZn原子が近傍に留まる、すなわち結晶中に留まる場合(これは“格子間原子”と呼称される)と、(b)結晶中を拡散し、その結果、薄膜表面に到達、そして表面から析出する場合、の2つの場合がある。加えて(c)すでにホストZnO内でのあるZn位置においてZnが空いており(これは一般に“Zn空孔”と呼称される)、拡散の過程で、そのZn空孔位置を占有し、最近接のO原子と化学結合を形成する、3つ目の場合がある。ここでは(b)および(c)の場合を想定する。   In this case, the ZnO crystal is mainly divided into the following three different cases. In Zn at a certain Zn position in the host ZnO, (a) When the original Zn atom substituted by Cu atom stays in the vicinity, that is, stays in the crystal (this is called “interstitial atom”) There are two cases: (b) diffusion in the crystal, resulting in reaching the thin film surface and depositing from the surface. In addition, (c) Zn is already vacant at a certain Zn position in the host ZnO (this is generally referred to as “Zn vacancy”) and occupies the Zn vacancy position in the process of diffusion. There is a third case in which a chemical bond is formed with the adjacent O atom. Here, cases (b) and (c) are assumed.

解析によれば、ZnO結晶中を拡散するCu原子間に相互作用がなく、その結果、互いにCuが孤立してZn置換した場合、その導電性は極めて低いと推測される。なぜなら、このケースではc軸に沿ってCuを配位しているO原子位置に正孔が捕獲されてしまい、外から電圧がかけられたその結果として生成する電場に沿っての自由移動が制限されるからである。   According to the analysis, there is no interaction between the Cu atoms diffusing in the ZnO crystal. As a result, when Cu is isolated from each other and substituted with Zn, the conductivity is estimated to be extremely low. This is because in this case, holes are trapped at the O atom position coordinating Cu along the c-axis, and the free movement along the electric field generated as a result of applying a voltage from the outside is limited. Because it is done.

一方で、同一6員環内でO原子を介して化学結合を形成する隣接した2つのZn原子を、2つのCu原子で置換した場合、それぞれCu原子に対し、c軸に沿ってCuを配位しているそれぞれのO原子位置に正孔が捕獲されることは上述した孤立したZn置換したCuの場合と同様であるが、それに加えて正孔が有する正電荷同士の反発力が電場を乱すことから、電場に沿っての正孔の自由移動を制限することが容易に判断される。その結果、p型導電性の強化は期待できないであろう。   On the other hand, when two adjacent Zn atoms forming a chemical bond via an O atom in the same 6-membered ring are replaced with two Cu atoms, Cu is arranged along the c-axis for each Cu atom. The trapping of holes at the respective O atom positions is the same as in the case of the above-described isolated Zn-substituted Cu, but in addition to this, the repulsive force between the positive charges of the holes causes an electric field. From the disturbance, it is easily determined to limit the free movement of holes along the electric field. As a result, enhancement of p-type conductivity would not be expected.

図7Cは、隣接する2つの層において、互いに異なる層となる2つのZn原子をCu原子がそれぞれ置換し、それら2つのCu原子が第1近接O原子を介して隣接する場合を示す。解析によれば、このCu−O−Cu化学結合形成時、当該2つのCu原子間を結ぶ空間領域内に反結合状態が生じる。そしてその反結合状態のエネルギーはホスト材料であるZnOのバンドギャップ中にある。   FIG. 7C shows a case where, in two adjacent layers, two Zn atoms that are different from each other are replaced by Cu atoms, and these two Cu atoms are adjacent via a first adjacent O atom. According to the analysis, when this Cu—O—Cu chemical bond is formed, an antibonded state is generated in the space region connecting the two Cu atoms. And the energy of the antibonding state exists in the band gap of ZnO which is a host material.

一般に2つの原子が化学結合を形成した場合、2つの原子の最外殻電子は、化学結合のみに寄与する電子と化学結合には寄与しない電子とに分かれる。前記の2分されたそれぞれの電子状態(空間分布とそれに応じたエネルギー分布の両方)は結合状態、そして反結合状態と呼称される。当該2つのCuが化学結合を形成した場合、理論計算の結果を解析すると、結合状態はエネルギー的に安定となり、化学結合に寄与し、移動する状態ではないことから、価電子帯内部に位置する、ことが判った。   In general, when two atoms form a chemical bond, the outermost electrons of the two atoms are divided into an electron that contributes only to the chemical bond and an electron that does not contribute to the chemical bond. Each of the bisected electronic states (both spatial distribution and corresponding energy distribution) is called a bonded state and an antibonded state. When the two Cus form a chemical bond, analyzing the result of theoretical calculation, the bond state is energetically stable, contributes to the chemical bond, and is not in a moving state, so it is located inside the valence band. I found out.

一方で、理論計算の結果解析から、当該反結合状態は特異な特徴があることが判った。当該反結合状態にある電子同士の反発力は十分小さく、結合状態にある電子が外部から与えられたエネルギーを吸収、それによって励起された場合、その電子を受け取ることが可能である。この場合、結合状態には電子が欠乏し、正の電荷をもったキャリアである正孔が生成されたこととなる。すなわち、O原子を介して隣接する層の2つのCu原子が隣接配位し、化学結合を形成した場合、2つのCu原子間を結ぶ電子雲ECが生じ、p型導電性が生じるであろうことが理論解析で明白となる。この配位は、陽元素の原子比でのCu濃度5.6%のモデルを前提としている。   On the other hand, from the results of theoretical calculations, it was found that the antibonded state has unique characteristics. The repulsive force between the electrons in the antibonded state is sufficiently small, and when the electrons in the bonded state absorb energy given from the outside and are excited thereby, they can receive the electrons. In this case, electrons are deficient in the bonded state, and holes, which are carriers having a positive charge, are generated. That is, when two Cu atoms in adjacent layers are adjacently coordinated via an O atom to form a chemical bond, an electron cloud EC connecting the two Cu atoms is generated, and p-type conductivity will be generated. This becomes clear by theoretical analysis. This coordination presupposes a model with a Cu concentration of 5.6% in terms of the atomic ratio of the positive element.

実験したサンプル1,2,3、4においては、Cu濃度7%のサンプル3及びCu濃度10.6%のサンプル4でp型導電性が得られており、Cu濃度4.3%のサンプル2は局所的にp型導電性を示すが、p型導電性を示さない高抵抗領域等もあり、不安定であった。CuのみをドープしたZnOにおいて、実用可能なp型導電性を得るには5%以上のCu濃度が必要であろうと考えられる。また結晶成長の観点からは、Cu濃度10.6%のサンプル4までエピタキシャル成長が得られているものの、三次元成長へと移行しており、更なる高濃度化を行うと多結晶化(リングパターン化)することが予測される。多結晶となったCuドープZnO膜はその後のアニール処理を施しても、単結晶へとは変化しない。従って単結晶のp型膜を得るためには、Cu濃度を15%以下、より好ましくは10%以下にすることが望ましいと考えられる。   In the tested samples 1, 2, 3, and 4, p-type conductivity was obtained in the sample 3 having a Cu concentration of 7% and the sample 4 having a Cu concentration of 10.6%, and the sample 2 having a Cu concentration of 4.3%. Although p-type conductivity is locally exhibited, there is a high-resistance region that does not exhibit p-type conductivity and is unstable. In ZnO doped only with Cu, it is considered that a Cu concentration of 5% or more is necessary to obtain a practical p-type conductivity. Also, from the viewpoint of crystal growth, although epitaxial growth has been obtained up to Sample 4 with a Cu concentration of 10.6%, it has shifted to three-dimensional growth, and if the concentration is further increased, polycrystallization (ring pattern) It is predicted that The polycrystalline Cu-doped ZnO film does not change to a single crystal even if it is subsequently annealed. Therefore, in order to obtain a single crystal p-type film, it is considered that the Cu concentration is preferably 15% or less, more preferably 10% or less.

このような高濃度CuドープのZnO結晶を得るには、上述のZnO層とCu層の交互成長により、CuドープZnO結晶層を形成し、アニール処理を行うことが好ましいと考えられる。p型ZnO系半導体層が実現できるので、発光ダイオード等の半導体素子を製造可能となる。   In order to obtain such a high-concentration Cu-doped ZnO crystal, it is preferable to form a Cu-doped ZnO crystal layer by the above-described alternate growth of the ZnO layer and the Cu layer, and to perform an annealing treatment. Since a p-type ZnO-based semiconductor layer can be realized, a semiconductor element such as a light emitting diode can be manufactured.

図8は、ZnO系半導体発光素子の概略的断面図である。Zn面ZnO基板1上に、成長温度300℃で、Zn蒸着速度FZnを0.15nm/s(フラックスJZn=9.9×1014atoms/cms)とし、Oラジカルビーム照射条件をRFパワー300W、O流量2.0sccm(フラックスJ=8.1×1014atoms/cms)として、厚さ30nmのZnOバッファー層2を成長させる。バッファー層の結晶性及び表面平坦性の改善のため、900℃で10分アニールを行う。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a ZnO based semiconductor light emitting device. On the Zn surface ZnO substrate 1, the growth temperature is 300 ° C., the Zn deposition rate F Zn is 0.15 nm / s (flux J Zn = 9.9 × 10 14 atoms / cm 2 s), and the O radical beam irradiation conditions are as follows. The ZnO buffer layer 2 having a thickness of 30 nm is grown at an RF power of 300 W and an O 2 flow rate of 2.0 sccm (flux J O = 8.1 × 10 14 atoms / cm 2 s). In order to improve the crystallinity and surface flatness of the buffer layer, annealing is performed at 900 ° C. for 10 minutes.

ZnOバッファー層2上に、成長温度900℃で、Zn、O及びGaを同時に供給して、厚さ150nmのn型ZnO層3を成長する。Zn蒸着速度FZnは0.15nm/s(フラックスJZn=9.9×1014atoms/cms)とし、Oラジカルビーム照射条件はRFパワー250W、O流量1.0sccm(フラックスJ=4.0×1014atoms/cms)とし、Gaのセル温度は460℃とする。n型ZnO層3のGa濃度は、1.5×1018cm−3である。 On the ZnO buffer layer 2, Zn, O and Ga are simultaneously supplied at a growth temperature of 900 ° C. to grow an n-type ZnO layer 3 having a thickness of 150 nm. Zn deposition rate F Zn is 0.15 nm / s (flux J Zn = 9.9 × 10 14 atoms / cm 2 s), O radical beam irradiation conditions are RF power 250 W, O 2 flow rate 1.0 sccm (flux J O = 4.0 × 10 14 atoms / cm 2 s) and the Ga cell temperature is 460 ° C. The Ga concentration of the n-type ZnO layer 3 is 1.5 × 10 18 cm −3 .

n型ZnO層3上に、成長温度900℃で、Zn蒸着速度FZnを0.03nm/s(フラックスJZn=2.0×1014atoms/cms)とし、Oラジカルビーム照射条件をRFパワー300W、O流量2.0sccm(フラックスJ=8.1×1014atoms/cms)として、厚さ15nmのアンドープZnO活性層4を成長する。 On the n-type ZnO layer 3, the growth temperature is 900 ° C., the Zn deposition rate F Zn is 0.03 nm / s (flux J Zn = 2.0 × 10 14 atoms / cm 2 s), and the O radical beam irradiation condition is An undoped ZnO active layer 4 having a thickness of 15 nm is grown at an RF power of 300 W and an O 2 flow rate of 2.0 sccm (flux J O = 8.1 × 10 14 atoms / cm 2 s).

基板温度を250℃まで下げ、アンドープZnO活性層4上に、p型層として、CuドープZnO層5を成長させる。例えば、1回当たりのZnO成長工程におけるZnO成長時間を10秒とし、1回当たりのCu付着工程におけるCu供給期間を50秒とする。ZnO成長工程とCu付着工程とを1セットとした工程を60セット繰返して、厚さ145nmのCuドープZnO層5を成長させる。サンプル3の製造工程と同様の工程でよい。酸素雰囲気下で、630℃、10分のアニールによりp型化させた。   The substrate temperature is lowered to 250 ° C., and a Cu-doped ZnO layer 5 is grown as a p-type layer on the undoped ZnO active layer 4. For example, the ZnO growth time in one ZnO growth step is 10 seconds, and the Cu supply period in one Cu deposition step is 50 seconds. The process which made the ZnO growth process and the Cu adhesion process one set is repeated 60 sets to grow a Cu-doped ZnO layer 5 having a thickness of 145 nm. The same process as the manufacturing process of the sample 3 may be sufficient. It was made p-type by annealing at 630 ° C. for 10 minutes in an oxygen atmosphere.

その後、ZnO基板1の裏面にn側電極6nを形成し、CuドープZnO層5上にp側電極6pを形成し、p側電極6p上にボンディング電極7を形成する。n側電極6nは、厚さ10nmのTi層上に厚さ500nmのAu層を積層して形成する。p側電極6pは、大きさ300μm□で厚さ1nmのNi層上に、厚さ10nmのAu層を積層して形成し、ボンディング電極7は、大きさ100μm□で厚さ500nmのAu層で形成する。このようにして、ZnO系半導体発光素子を作製する。   Thereafter, the n-side electrode 6n is formed on the back surface of the ZnO substrate 1, the p-side electrode 6p is formed on the Cu-doped ZnO layer 5, and the bonding electrode 7 is formed on the p-side electrode 6p. The n-side electrode 6n is formed by laminating a 500 nm thick Au layer on a 10 nm thick Ti layer. The p-side electrode 6p is formed by laminating an Au layer having a thickness of 10 nm on a Ni layer having a size of 300 μm □ and a thickness of 1 nm, and the bonding electrode 7 is an Au layer having a size of 100 μm □ and a thickness of 500 nm. Form. In this manner, a ZnO-based semiconductor light emitting element is manufactured.

なお、活性層を多重量子井戸構造としてもよい。ZnOにCuをドープする場合を説明したが、ZnOとMgZn1−xO(0≦x≦0.6)はほぼ同様の結晶成長が可能である。従って、CuドープMgZn1−xO(0≦x≦0.6)の成長にも適用可能であろう。 Note that the active layer may have a multiple quantum well structure. Although the case where Cu is doped into ZnO has been described, ZnO and Mg x Zn 1-x O (0 ≦ x ≦ 0.6) can perform substantially the same crystal growth. Therefore, it may be applicable to the growth of Cu-doped Mg x Zn 1-x O (0 ≦ x ≦ 0.6).

なお、酸素源として、酸素ガスのプラズマから発生するOラジカルを用いたが、酸素ガスに限らず、オゾンやHO、アルコール等の極性酸化剤等酸化力の強い他のガスを用いることも可能であると考えられる。 In addition, although O radical generated from the plasma of oxygen gas was used as the oxygen source, not only oxygen gas but also other gases having strong oxidizing power such as polar oxidants such as ozone, H 2 O, and alcohol may be used. It is considered possible.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

1 ZnO基板、 DL Cu層、
2 ZnOバッファー層、 101 真空チャンバー、
3 n型ZnO層、 102 Znソースガン、
4 アンドープZnO活性層、 103 Oソースガン、
5 CuドープZnO層、 104 Mgソースガン、
6n n側電極、 105 Cuソースガン、
6p p側電極、 106 Gaソースガン、
7 ボンディング電極、 107 ステージ、
11 ZnO基板、 108 基板、
12 ZnOバッファー層、 109 膜厚計、
13 アンドープZnO層、 110 RHEED用ガン、
15 交互積層: 111 スクリーン。
ML ZnO層、
1 ZnO substrate, DL Cu layer,
2 ZnO buffer layer, 101 vacuum chamber,
3 n-type ZnO layer, 102 Zn source gun,
4 undoped ZnO active layer, 103 O source gun,
5 Cu-doped ZnO layer, 104 Mg source gun,
6n n side electrode, 105 Cu source gun,
6pp side electrode, 106Ga source gun,
7 Bonding electrodes, 107 stages,
11 ZnO substrate, 108 substrate,
12 ZnO buffer layer, 109 film thickness meter,
13 undoped ZnO layer, 110 RHEED gun,
15 Alternating stack: 111 screens.
ML ZnO layer,

Claims (2)

成長基板上に、ZnO系半導体層とCu層とを交互に成長して、単一Cu元素をドープして、陽元素の原子比で5%以上CuをドープしたZnO系半導体エピタキシャル層を形成し、
前記5%以上CuをドープしたZnO系半導体エピタキシャル層をアニールして、p型導電性を得る、
Cuドープp型ZnO系半導体結晶層の製造方法であり、
前記ZnO系半導体層の成長は、ZnおよびOを供給してZnO系半導体層を成長する期間の前後にZnのみを供給する期間を備える分子線エピタキシーで行い、
前記Cu層の成長は、Cuを供給する分子線エピタキシーで行う、
Cuドープp型ZnO系半導体結晶層の製造方法
On the growth substrate, ZnO-based semiconductor layers and Cu layers are alternately grown, and a single Cu element is doped to form a ZnO-based semiconductor epitaxial layer doped with Cu in an atomic ratio of 5% or more. ,
Annealing the ZnO-based semiconductor epitaxial layer doped with 5% or more Cu to obtain p-type conductivity;
A method for producing a Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer ,
The growth of the ZnO-based semiconductor layer is performed by molecular beam epitaxy having a period of supplying only Zn before and after a period of supplying Zn and O to grow a ZnO-based semiconductor layer,
The Cu layer is grown by molecular beam epitaxy for supplying Cu.
A method for producing a Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer .
前記Cu層の成長は、1回当たりCuの1原子層以下の厚みとなる量でCuを供給する請求項に記載のCuドープp型ZnO系半導体結晶層の製造方法。
2. The method for producing a Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer according to claim 1 , wherein the Cu layer is grown by supplying Cu in an amount that provides a thickness of one atomic layer or less of Cu per one time.
JP2013089560A 2013-04-22 2013-04-22 Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer and manufacturing method thereof Active JP6116989B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013089560A JP6116989B2 (en) 2013-04-22 2013-04-22 Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013089560A JP6116989B2 (en) 2013-04-22 2013-04-22 Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014216343A JP2014216343A (en) 2014-11-17
JP6116989B2 true JP6116989B2 (en) 2017-04-19

Family

ID=51941871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013089560A Active JP6116989B2 (en) 2013-04-22 2013-04-22 Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6116989B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105154826B (en) * 2015-08-27 2017-12-08 中国科学院上海硅酸盐研究所 With room-temperature ferromagnetic Cu doping zinc oxide nanometer column crystal films and preparation method thereof
KR101965605B1 (en) * 2018-11-02 2019-08-13 주식회사 아이브이웍스 Apparatus, method and recording medium storing command for controlling thin-film deposition process
CN114107917B (en) * 2021-11-11 2022-11-15 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Copper-doped zinc oxide transparent conductive film and preparation method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4016245B2 (en) * 2001-10-03 2007-12-05 信越半導体株式会社 Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2004296796A (en) * 2003-03-27 2004-10-21 Shin Etsu Handotai Co Ltd Light emitting device and its manufacturing method
JP2009021540A (en) * 2007-06-13 2009-01-29 Rohm Co Ltd Zno-based thin film and zno-based semiconductor element
JP5176254B2 (en) * 2008-04-17 2013-04-03 国立大学法人九州工業大学 p-type single crystal ZnO
JP2013004529A (en) * 2011-06-10 2013-01-07 Panasonic Corp P-type semiconductor material

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014216343A (en) 2014-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9496350B2 (en) P-type ZnO based compound semiconductor layer, a ZnO based compound semiconductor element, and an N-type ZnO based compound semiconductor laminate structure
JP6116989B2 (en) Cu-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer and manufacturing method thereof
JP6100590B2 (en) P-type ZnO-based semiconductor layer manufacturing method, ZnO-based semiconductor element manufacturing method, and n-type ZnO-based semiconductor multilayer structure
JP6017243B2 (en) ZnO-based semiconductor device and method for manufacturing ZnO-based semiconductor device
JP6100591B2 (en) P-type ZnO-based semiconductor layer manufacturing method, ZnO-based semiconductor element manufacturing method, and n-type ZnO-based semiconductor multilayer structure
JP6155118B2 (en) P-type ZnO-based semiconductor layer manufacturing method, ZnO-based semiconductor element manufacturing method, and n-type ZnO-based semiconductor multilayer structure
JP6219089B2 (en) Method for manufacturing p-type ZnO-based semiconductor layer and method for manufacturing ZnO-based semiconductor element
JP5912968B2 (en) Manufacturing method of p-type ZnO-based semiconductor film and manufacturing method of ZnO-based semiconductor element
JP6092657B2 (en) P-type ZnO-based semiconductor layer manufacturing method, ZnO-based semiconductor element manufacturing method, and n-type ZnO-based semiconductor multilayer structure
JP6231841B2 (en) Method for manufacturing p-type ZnO-based semiconductor layer and method for manufacturing ZnO-based semiconductor element
JP6334929B2 (en) Method for manufacturing p-type ZnO-based semiconductor layer and method for manufacturing ZnO-based semiconductor element
JP5952120B2 (en) Method for manufacturing p-type ZnO-based semiconductor layer and method for manufacturing ZnO-based semiconductor element
JP6092648B2 (en) P-type ZnO-based semiconductor single crystal layer and ZnO-based semiconductor element
JP6419472B2 (en) Method for manufacturing p-type ZnO-based semiconductor layer and method for manufacturing ZnO-based semiconductor element
JP6267973B2 (en) Method for producing Ag-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer
JP2015115566A (en) p-TYPE ZnO-BASED SEMICONDUCTOR LAYER, ZnO-BASED SEMICONDUCTOR ELEMENT, p-TYPE ZnO-BASED SEMICONDUCTOR LAYER MANUFACTURING METHOD AND ZnO-BASED SEMICONDUCTOR ELEMENT MANUFACTURING METHOD
JP2014027134A (en) p-TYPE ZnO-BASED SEMICONDUCTOR SINGLE CRYSTAL LAYER, AND ZnO-BASED SEMICONDUCTOR ELEMENT
JP2016033934A (en) P-TYPE ZnO SEMICONDUCTOR LAYER MANUFACTURING METHOD AND ZnO SEMICONDUCTOR ELEMENT MANUFACTURING METHOD
US9947826B2 (en) ZnO-containing semiconductor structure and manufacturing thereof
JP2017126605A (en) ZnO-BASED SEMICONDUCTOR STRUCTURE MANUFACTURING METHOD
JP6470061B2 (en) Manufacturing method of p-type ZnO-based semiconductor structure and manufacturing method of ZnO-based semiconductor element
JP6516251B2 (en) Method of manufacturing ZnO based semiconductor structure
JP2014027135A (en) p-TYPE ZnO-BASED SEMICONDUCTOR SINGLE CRYSTAL LAYER, AND ZnO-BASED SEMICONDUCTOR ELEMENT
JP2015137189A (en) Ag-doped p-type ZnO-based semiconductor crystal layer
JP2016033935A (en) P-TYPE ZnO SEMICONDUCTOR LAYER MANUFACTURING METHOD AND ZnO SEMICONDUCTOR ELEMENT MANUFACTURING METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170228

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170322

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6116989

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250