JPH03253022A - 不純物半導体 - Google Patents
不純物半導体Info
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- JPH03253022A JPH03253022A JP5091490A JP5091490A JPH03253022A JP H03253022 A JPH03253022 A JP H03253022A JP 5091490 A JP5091490 A JP 5091490A JP 5091490 A JP5091490 A JP 5091490A JP H03253022 A JPH03253022 A JP H03253022A
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 title claims abstract description 18
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- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は導電型の制御された半導体結晶に関する。
従来広く用いられていた不純物半導体では半導体結晶に
結晶を構成する原子とは異なる族に属する原子を微量に
添加する事により、ｎ型及びｐ型の伝導特性を持つ半導
体層を形成しており、トランジスタとはじめとする各種
のデバイス作製の基本的な構成要素となっている。
結晶を構成する原子とは異なる族に属する原子を微量に
添加する事により、ｎ型及びｐ型の伝導特性を持つ半導
体層を形成しており、トランジスタとはじめとする各種
のデバイス作製の基本的な構成要素となっている。
しかし、ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体やＡｆｆｌＮのよう
な禁制帯幅の大きいＩ［Ｉ−Ｖ族化合物半導体などては
、イオン性結合や格子歪なとに起因する伝導特性制御の
因難さか存在している。このためデバイス作製に必須な
ｐ型不純物半導体か得られない等の欠陥を有していた（
アプライド フィジックスレターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第５３巻２４０３ペ
ージ、１９８８年）。
な禁制帯幅の大きいＩ［Ｉ−Ｖ族化合物半導体などては
、イオン性結合や格子歪なとに起因する伝導特性制御の
因難さか存在している。このためデバイス作製に必須な
ｐ型不純物半導体か得られない等の欠陥を有していた（
アプライド フィジックスレターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第５３巻２４０３ペ
ージ、１９８８年）。
前述の問題点を解決するために本発明が提供する手段は
、半導体結晶のｐ型およびｎ型不純物添加において、前
記不純物の隣接原子の少なくとも一部分か前記半導体結
晶を構成する元素と同じ族の他の元素からなる事を特徴
とする構成となっている。
、半導体結晶のｐ型およびｎ型不純物添加において、前
記不純物の隣接原子の少なくとも一部分か前記半導体結
晶を構成する元素と同じ族の他の元素からなる事を特徴
とする構成となっている。
半導体結晶中の不純物原子の物性は、結合を形成してい
る隣接原子に大きく依存している。この隣接原子を同じ
族の他の元素に置換する事により、半導体結晶の格子定
数や禁制帯幅などの特性を変えず、不純物特性のみを変
える事ができる。
る隣接原子に大きく依存している。この隣接原子を同じ
族の他の元素に置換する事により、半導体結晶の格子定
数や禁制帯幅などの特性を変えず、不純物特性のみを変
える事ができる。
これにより通常任意の伝導特性が得られない材料系にお
いても、任意の伝導特性を得る事ができる。
いても、任意の伝導特性を得る事ができる。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の模式図である。■族元素で
あるＺｎｌと■族元素であるＳｅ２からなるＺｎ５ｅ半
導体結晶に、■族元素であるＬｉ３を添加し、Ｌｉ３に
隣接するＳｅ２の格子位置に■族元素であるＴ ｅ ４
が存在した構造となっている。
あるＺｎｌと■族元素であるＳｅ２からなるＺｎ５ｅ半
導体結晶に、■族元素であるＬｉ３を添加し、Ｌｉ３に
隣接するＳｅ２の格子位置に■族元素であるＴ ｅ ４
が存在した構造となっている。
（１００）面より２°傾斜したＺｎ５ｅからなる基板上
に分子線エピタキシー法によりＺｎ５ｅ半導体結晶を成
長じた。Ｚｎ原子１およびＳｅ原子２を１／２原子層分
基板に照射したのち、１／２０００原子層分のＺｎ原子
１およびＴｅ原子４と、３ Ｘ １０９ｃｍ−２個のＬ
ｉ原子３とを同時に照射した。この２つの工程を交互に
繰り返し、Ｌｉ３濃度が１０１７ｃｍ−３であり、Ｔ
ｅ ４を０．１％含むＺｎ５ｅ半導体層を結晶成長した
。
に分子線エピタキシー法によりＺｎ５ｅ半導体結晶を成
長じた。Ｚｎ原子１およびＳｅ原子２を１／２原子層分
基板に照射したのち、１／２０００原子層分のＺｎ原子
１およびＴｅ原子４と、３ Ｘ １０９ｃｍ−２個のＬ
ｉ原子３とを同時に照射した。この２つの工程を交互に
繰り返し、Ｌｉ３濃度が１０１７ｃｍ−３であり、Ｔ
ｅ ４を０．１％含むＺｎ５ｅ半導体層を結晶成長した
。
傾斜基板上の結晶成長では原子層ステップを介して成長
が進む。Ｚｎ原子１とＴｅ原子４とＬｉ原子３を同時に
照射すると、これらの原子はステップに線状に付着する
ため、Ｌｉ３の隣接原子の一部はＴｅ原子４となる。
が進む。Ｚｎ原子１とＴｅ原子４とＬｉ原子３を同時に
照射すると、これらの原子はステップに線状に付着する
ため、Ｌｉ３の隣接原子の一部はＴｅ原子４となる。
Ｌｉ３はＺｎに置換して格子におさまり、本来ｐ型不純
物半導体を形成する元素であるが、Ｚｎ５ｅ半導体結晶
においては、格子欠陥や自己補償効果のために、デバイ
ス作製に必須なｌＸ１０１５Ｃａ１−３以上の正孔濃度
を得る事ができない。しがし、Ｌｉ３をＺ ｎ Ｔ ｅ
半導体結晶に添加した場合には、容易に高濃度のｐ型不
純物半導体が得られる。これは、Ｌｉ３とＳｅ２との結
合状態とＬｉ３とＴ ｅ ４との結合状態の違いによる
ものである。
物半導体を形成する元素であるが、Ｚｎ５ｅ半導体結晶
においては、格子欠陥や自己補償効果のために、デバイ
ス作製に必須なｌＸ１０１５Ｃａ１−３以上の正孔濃度
を得る事ができない。しがし、Ｌｉ３をＺ ｎ Ｔ ｅ
半導体結晶に添加した場合には、容易に高濃度のｐ型不
純物半導体が得られる。これは、Ｌｉ３とＳｅ２との結
合状態とＬｉ３とＴ ｅ ４との結合状態の違いによる
ものである。
添加された不純物の特性を決定づけるのに、隣接した元
素は大きな影響を持つ、Ｚｎ５ｅ半導体結晶中にあるＬ
ｉ３の隣接原子の１部をＴｅ４に変えると、Ｌｉ３の特
性は大きく変化してｐ型の伝導特性を示す不純物となる
。このようにして得られたＺｎ５ｅ半導体結晶で正孔濃
度５ Ｘ １０１６Ｃ１ｌｌ−３という良好なｐ型不純
物半導体が得られた。
素は大きな影響を持つ、Ｚｎ５ｅ半導体結晶中にあるＬ
ｉ３の隣接原子の１部をＴｅ４に変えると、Ｌｉ３の特
性は大きく変化してｐ型の伝導特性を示す不純物となる
。このようにして得られたＺｎ５ｅ半導体結晶で正孔濃
度５ Ｘ １０１６Ｃ１ｌｌ−３という良好なｐ型不純
物半導体が得られた。
この半導体層に含まれるＴｅ４は０．１％と非常に少な
く、結晶の格子の長さの変化はほとんどないため、格子
不整合の問題もない。また禁制帯幅の変化もない。
く、結晶の格子の長さの変化はほとんどないため、格子
不整合の問題もない。また禁制帯幅の変化もない。
上述した実施例ではＬｉを添加したＺｎ５ｅにおいてＴ
ｅを隣接原子として用いてｐ型不純物半導体を形成した
が、これに限らず、Ｌｉの代りにＮａやＫを添加しても
良い、あるいはＺｎ５ｅにおいてドーパントをＮ又はＰ
としてＣｄかＨｇを添加してＺｎと置換することにより
ｐ型が得られる。またＺｎ５ｅにおいてドーパントをＮ
又はＰとすると、Ｔｅを添加してＳｅと置換し、Ｔｅを
第２近接原子として用いることによりｐ型が得られる。
ｅを隣接原子として用いてｐ型不純物半導体を形成した
が、これに限らず、Ｌｉの代りにＮａやＫを添加しても
良い、あるいはＺｎ５ｅにおいてドーパントをＮ又はＰ
としてＣｄかＨｇを添加してＺｎと置換することにより
ｐ型が得られる。またＺｎ５ｅにおいてドーパントをＮ
又はＰとすると、Ｔｅを添加してＳｅと置換し、Ｔｅを
第２近接原子として用いることによりｐ型が得られる。
また、ＧａをドープしたＺ ｎ Ｔ ｅにおいてＳｅを
隣接原子として用いてｎ型不純物半導体を形成すること
ができる。またＩ［［−Ｖ族でも例えばＡ、ＯＮやＧａ
ＮにおいてＺｎ、ＢｅやＭｇをドーパントとした時、Ｐ
やＡｓを添加してＮと置きがえることによりｐ型が得ら
れる。他の材料のＩＩ−Ｖｌ化合物半導体や■−ｖ族化
合物半導体やＳｉ、Ｇｅなどの半導体材料についてもド
ーパントと添加物を選択して適用できる。
隣接原子として用いてｎ型不純物半導体を形成すること
ができる。またＩ［［−Ｖ族でも例えばＡ、ＯＮやＧａ
ＮにおいてＺｎ、ＢｅやＭｇをドーパントとした時、Ｐ
やＡｓを添加してＮと置きがえることによりｐ型が得ら
れる。他の材料のＩＩ−Ｖｌ化合物半導体や■−ｖ族化
合物半導体やＳｉ、Ｇｅなどの半導体材料についてもド
ーパントと添加物を選択して適用できる。
以上説明したように本発明により、これまで制御の不可
能であった半導体材料において格子定数や禁制帯幅を変
える事なく、ｎ型およびｐ型不純物半導体を形成する事
が可能となった。これを用いる事により青色発光半導体
レーザなどの作製が可能となった。
能であった半導体材料において格子定数や禁制帯幅を変
える事なく、ｎ型およびｐ型不純物半導体を形成する事
が可能となった。これを用いる事により青色発光半導体
レーザなどの作製が可能となった。
第１図は本発明の一実施例の模式図である。
１−−− Ｚ ｎ、２・・・Ｓｅ、３−・Ｌ ｉ 、４
−Ｔｅ。
−Ｔｅ。
Claims (1)
- ｐ型あるいはｎ型不純物を添加した半導体結晶におい
て、前記不純物を隣接原子の少なくとも一部分が前記半
導体結晶を構成する元素と同じ族の他の元素からなる事
を特徴とする不純物半導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2050914A JP2712718B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 不純物半導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2050914A JP2712718B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 不純物半導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253022A true JPH03253022A (ja) | 1991-11-12 |
| JP2712718B2 JP2712718B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=12872050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2050914A Expired - Fee Related JP2712718B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 不純物半導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712718B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6179281A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 | Nec Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS62119193A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体の製造方法 |
| JPS62271438A (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長方法 |
| JPH0272616A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-03-12 | Fujitsu Ltd | 分子線エピタキシャル成長法 |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP2050914A patent/JP2712718B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6179281A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 | Nec Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS62119193A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体の製造方法 |
| JPS62271438A (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長方法 |
| JPH0272616A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-03-12 | Fujitsu Ltd | 分子線エピタキシャル成長法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2712718B2 (ja) | 1998-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071031 Year of fee payment: 10 |
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