JPH03283578A - 半導体結晶の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は半導体結晶の製造方法に係り、特に、有機金属
気相成長方法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシ法（
ＭＢＥ法）等による高キャリア濃度のｐ型■−■族化合
物半導体結晶の製造方法に関する。

（従来の技術） Ｉｆ−Ｖｌ族化合物を用いた半導体素子の中で、硫化亜
鉛、セレン化亜鉛及びその今称であるセレン化硫化亜鉛
を材料にしたものは、青色発光素子として有望視され、
従来より各所で研究されている。さらに、カドミウム、
水銀及びテルルからなる混晶は長波長の受光素子として
開発が盛んになっている。ところが、これらＩＩ−ＶＩ
族材料ではｐ型の電気伝導を思い通りに制御することが
非常に難しかった。近年ＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法等の結
晶成長方法の発展により、ｎ型電気伝導は比較的容易に
制御できるようになってきたものの、ｐ型電気伝導を制
御することは未だに難しい状況である。

ＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などの結晶成長法を用いて、高
キャリア濃度のＰ型Ｉｆ−ＶＩ族化合物半導体層を得る
目的で、結晶成長中にＬｉ原子のような■族原子を不純
物原子として高濃度に添加した場合、ある濃度以上に添
加すると、成長層のｐ型キャリア濃度はむしろ低下し、
高抵抗もしくは場合によっては伝導度型がｎ型になるこ
とさえあることや、ある層に選択的に添加したにもかか
わらず、添加してない層にも著しく高濃度のＬｉ原子が
拡散することなどが見出された。−価の正に帯電したＬ
ｉ原子のイオン半径は十分小さく、容易に結晶格子の格
子間サイトに取り込まれること、また、このように格子
間に取り込まれた原子はｎ型不純物になること、格子間
原子の拡散は一般的に非常に早いことなどは良く知られ
ている０発明者らが直面した上記の事実は、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体に対するＬｉ原子のようなＩ族原子の結
晶成長時における結晶中への取り込まれはみかけ上高く
ても、ｐ型不純物として働く置換型原子として取り込ま
れる量は小さく、格子点を置換できずに格子間に入り込
む原子が多いことを示している。

結晶成長の動的過程に遡ると、結晶成長は、−旦結晶表
面に付着した原子が下地の原子と結合を形成し固体とし
て取り込まれていく過程を経て進行すると考えられる。

表面に付着したＬｉ原子が格子点置換型不純物原子とし
てＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶中に取り込まれていく
には、同じように表面に付着している■族原子に競合し
て取り込まれていく必要がある。Ｌｉ原子の原子価は１
価と小さいため結合は弱く、■族原子が表面吸着原子と
して存在しているもとでは、■族原子と競合して取り込
まれる割合は圧倒的に小さいと考えられる。

Ｌｉ原子が格子点置換型不純物原子として取り込まれる
のは■族空孔が生成しやすい条件、すなわち、表面に吸
着して原子のうち■族原子の割合が圧倒的に多く表面吸
着■族原子の量が少なく、表面吸着ＬｉＪＪｉ子が■族
原子と競合する必要がない場合であると考えられる。言
い換えれば、格子点置換型Ｌｉ原子は、■族空孔にＬｉ
原子が入り込むことによって生成すると見ることも出来
る。結晶成長時において、格子点を置換し得す表面に付
着したＬｉ原子は格子間原子として取り込まざるを得な
くなる。

以上の考察から、しｉ添加の結晶成長により、高キャリ
ア濃度のｐ型Ｉｔ−Ｖｌ族化合物半導体層を得るには、
結晶成長における■族原料と■族原料の原料供給比、い
わゆる、ＶＩ／Ｉｆ比が１より遥かに大きい条件で行え
ば、高キャリア濃度のｐ型層は得られる筈であるが、一
方で、あまり大きな■／■比の条件下で結晶成長を行う
と、表面モフオロジーを悪化させる問題を生じるため、
実用上結晶成長中のＶｌ／ＩＩ比は１を中心としたある
値の範囲に制限される。このような事情が存在するため
、これまで結晶成長中にＬｉを不純物原子として添加す
る方法では高キャリア濃度のｐ型導電層を得られなかっ
た。

発明者らは結晶成長中のＬｉ原子の添加によっては十分
高キャリア濃度のｐ型導電層を得る事が難しいため、不
純物拡散法の適用を試みた。アンプル封止拡散法はｍ−
ｖ族化合物半導体や■族生導体のｐ型不純物添加法とし
て実績のある方法である。この方法を用いＩＩ−Ｖｌ化
合物半導体中へのＬｉの拡散を種々試みたが、いくつか
の問題の発生のために、やはり高キャリア濃度のｐ型導
電層を得るに至らなかった。例えば、Ｌｉ２３ｓを固体
拡散源とし、ＧａＡｓ基板結晶上に数μ飄エピタキシャ
ル成長したＺｎ５ｅ薄膜と共に真空吸引したアンプルに
封止し、高温下で拡散を試みたが、３５０℃では高々Ｉ
　Ｘ　１０”ａｍ−’程度のＬｉ濃度しか拡散せず、そ
れ以上の温度ではＬｉ濃度は上昇するものの、Ｚｎ５ｅ
結晶表面が粗面へと劣化すると共に、ＧａＡｓ基板結晶
とＺｎ５ｅ成長層界面に著しい量のＬｉ原子が堆積する
現象が現れるようになること、Ｚｎ５ｅ層にはｌＸｌ０
”ｃｔｍ−”と十分高濃度にＬｉ原子が添加されている
にもかかわらず、高抵抗もしくはｎ型導電層になること
、発光スペクトルを測定すると高温熱処理に伴って石英
アンプルに含まれていた何等かの不純物がＺｎ５ｅ結晶
中に拡散し生じたと思われる、深い不純物準位が関係し
たところのバンド間遷移より長波長帯の発光が顕著に見
出されるようになることなどである。

上記の比較的高温の拡散で見出だされたＺｎ５ｅ結晶表
面の劣化は、Ｚｎ５ｅの解離平衡蒸気圧が比較的高いも
のであるために、ＺｎやＳｅ原子が結晶表面より蒸発す
るために生じたものである。この対策として、アンプル
中に固体Ｓｅを別途添加し、Ｓｅ原子の結晶表面からの
蒸発を抑えるとともに、Ｚｎ空孔が生成しやすいＳｓ過
剰雰囲気の条件下で拡散を試みたが、Ｚｎ５ｅの結晶表
面の劣化・変質の問題は軽減されたものの、高キャリア
濃度のｐ型層を得るまでには至らなかった。

また、カドミウム、水銀及びテルルからなる受光素子で
は、ｐ型結晶を■族の空格子を生じさせることにより得
ているため、素子作製過程において結晶品質の劣化が生
じるなどの問題が生じる。

さらに、ｐｎ接合を形成する際にはイオンインプランテ
ーションを用いるため結晶のダメージを回復することが
非常に難しい。これらの要因の相乗効果により作製され
た素子の信頼性は非常に不満足なものである。

（発明が解決しようとする課題） 種々のＩＩ−ＶＩＩ化合物半導体デバイスにとって、高
キャリア濃度のｐ型導電層の実現は必須の要件となる。

例えば、Ｚｎ５ｅはｐｎ接合型青色発光ダイオードに適
したバンド構造を有する材料であるが、十分に高キャリ
ア濃度のｐ型層が従来の方法では実現できなかったこと
、高キャリア濃度のｐ型層を得ようとすると深い不純物
準位が関係した長波長帯の発光が顕著となり、青色発光
が得難くなるどの問題が発生するので青色発光ダイオー
ドとして用いることができなかった。

また、カドミウム、水銀及びテルルからなる受光素子に
おいては、不純物添加による制御性の良いｐ型結晶を形
成することが難しかった。

本発明は従来技術では達成しえなかった、高キャリア濃
度のｎ−ＶＩ族族化合物半導体型型導電層実現する手段
を提供し、もって良好な特性を有するＩＩ−ＶＩＩ化合
物半導体デバイスを実用化することを目的としたもので
ある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明に係る半導体結晶の製造方法は、半導体基板上に
形成されたＩＩ−ＶＩ族半導体の第１の結晶層に、これ
とは別に不純物としてＬｉが添加されてなる第２の結晶
層を接触させて加熱し、前記第１の結晶層中にＬｉを拡
散させてＰ型結晶を得ることを特徴とする。

（作　用） 従来技術についての詳細な検討から、Ｌｉ原子ごとき■
族原子を添加して高キャリア濃度のｐ型層を得る上の技
術的課題の一つは、いかに格子間原子の発生を抑えて■
族格子点に大量にＬｉ原子を置換させるかが重要である
ことが明らかになった。

本発明の方法は不純物拡散法の一つであるが、従来の技
術では得難かった上記課題を解決し、Ｌｉ原子ごとき■
族原子の添加によって高キャリア濃度のＰ型層を実現し
得たばかりでなく、拡散の熱処理過程による結晶表面の
劣化・変質の問題、深い不純物準位の発生の問題もなく
、また、拡散深さ、ｐ型キャリア濃度の制御性にもすぐ
れた方法である。

本発明と従来の方法との違いを詳細に比較検討するなら
ば１本発明において本質的に重要な要素は、被拡散ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体とほぼ同一組成を有するＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体中に拡散原子である■族原子が含まれ
ている固体を拡散源として用いている点と、被拡散ｎ−
ｖｉ族化合物半導体とＩ族原子を含む拡散源であるｎ　
−ＶＩ族化合物半導体とが、連続した固体として形成さ
れたものではないが、アンプル封止拡散の一般的手法と
して用いられる場合のように、空間的に離れて置かれた
ものではない点にある。すなわち、本発明においては１
本発明のように被拡散結晶表面と、拡散源結晶表面とを
接触させた場合に両結晶表面間に形成されるところの狭
い間隙の存在が重要な役割をはたしていると結論される
。

発明者らは、被拡散結晶表面と拡散源結晶表面とが間隙
無く、すなわち、固体として連続している場合の例とし
て、ＧａＡｓ基板結晶上にＬｉ原子をＩＸ　１０”ｃ＋
ｉ−３以上高濃度に添加したＺｎ５ｅ層数μ■成長し、
この層上に■族原子を添加していないＺｎ５ｅ層を数μ
ｍ成長し、この結晶を熱処理しＬｉ原子の拡散を試みた
。この場合、もともとＬｉが添加されていなかった層に
は１０”ｃｍ−３程度Ｌｉが拡散していたが、ｐ型キャ
リア濃度は１０１１０ｌ４”の評価可能限界以下程度に
すぎないことと、Ｚｎ５ｅ層とＧａＡｓ層界面には１０
”ｃｍ−’を超すＬｉ原子が異常に堆積しているのが見
出された。これは、この実験においては大部分の拡散し
たＬｉ原子は格子間にあるにすぎない事を意味している
と考えられる。事実、Ｌｉの拡散によってＩｆ−ＶＩ族
化合物半導体が高濃度のＰ型導電層になるためには、Ｌ
ｉ原子と同時に■族空孔が拡散してくることが必要であ
ると仮定すれば、この実験結果と本発明の場合との違い
は明確に理解できるものとなる。すなわち、この実験の
場合には、被拡散層は拡散源層に連続しているために、
この層に■族空孔が拡散するとすれば、それは拡散源層
からくる必要がある。本発明の場合には被拡散層は間隙
に接続しており、この隙間から容易に■族空孔が結晶中
に供給される。

被拡散ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体表面が気相に接してい
る点で、本発明の方法と従来のアンプル封止拡散法と類
似であるが、従来のアンプル封止拡散法では高キャリア
濃度のｐ型層は得られ無かった。

アンプル封止拡散法で用いたようなＬｉ、　Ｓｓのよう
な拡散源は、容易に分解しやすい化合物であり、被拡散
ｎ　−ＶＩ族化合物半導体表面に蒸気圧の低いＬｉメル
トとなって付着する。被拡散Ｉｆ　−ＶＩ族化合物半導
体表面は気相にさらされている意味において■族空孔は
容易に導入されるはずであるが、それ以上に表面吸着Ｌ
ｉ原子の濃度が高いために、Ｌｉ原子は格子間原子とし
て結晶中に拡散していくためと考えられる。本発明の場
合、Ｌｉ原子は被拡散ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体とほぼ
同一組成の結晶中に添加されている。したがって、被拡
散■−■族化合物半導体中のＬｉ原子はゆっくりと拡散
してくるものであるために、Ｌｉ原子濃度がＬｉ、　Ｓ
ｅを用いたアンプル封止の場合のように被拡散１ｌ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体表面に吸着するようなことはない。こ
のために、本発明の場合には、■族空孔を形成しながら
Ｌｉ原子が拡散することが可能となる。

アンプル封止拡散法の場合にも、拡散源として被拡散Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体とほぼ組成が同一であるＩＩ　
−ＶＩ族化合物半導体に添加したＩ族原子を用いること
は考えられるが、これは多量の拡散源を必要とする点で
現実的でない。また、蒸気圧の高い構成元素からなるＩ
Ｉ　−ＶＩ族化合物半導体の場合、アンプル封止拡散法
の場合のように結晶表面が大きな空間を有する気相にさ
らされる場合には、表面の劣化・変化が無視できない。

本発明の方法は被拡散結晶と拡散源結晶間の間隙を十分
狭くできるため、構成原子が蒸発してもその量は小さく
、結晶表面の変質はほとんど無視できる。

この気相雰囲気での高温熱処理による表面変質は、被拡
散ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体が混晶の場合特に問題とな
る。すなわち、例えば、■族原子がＳとＳｅからなるＺ
ｎ５ｌ−ｘｓｅｘのような混晶の場合、固相に平衡な気
相の■族原子の組成は固相と異なるという熱力学的問題
のために、気相が固相原子の蒸発だけによって形成され
るものであるにしても、気相にさらされただけで表面近
くの結晶の組成は変化する。組成の変化は単なる組成の
変化に止まらず、格子定数の変化をもたらすため、基板
結晶との格子不整合を生じ、結晶中に多大な欠陥を発生
する。気相への固相原子の蒸発がほとんど無視できる本
発明の方法は、混晶結晶の場合に特に顕著な表面変質防
止効果があった。この場合、被拡散Ｉｆ−ＶＩ族化合物
半導体と拡散源ｎ−ｖｉ化合物半導体との組成は必ずし
も同一である必要はなく、■族または■族原子が２種の
混晶の場合、気相と固相の■族原子組成差が０．１以下
であれば実用上十分表面変質防止効果があった。

■族原子を添加した拡散源ＩＩ　−ＶＩ族化合物半導体
結晶として、異種基板結晶上に薄膜成長したものを用い
るのは、拡散源ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶の組成を
被拡散ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶の組成に合わせる
ことをただ容易にするのみならず、Ｉ族原子濃度、拡散
源さなどの拡散の制御性を向上させる点でさらに顕著な
効果があった。このように異種基板結晶上に薄膜成長し
た被拡散ＩＩ　−ＶＩ族化合物半導体結晶を拡散源に用
いた場合、拡散すべきＬｉ原子の量はＩ族原子を添加し
た薄膜厚みによっても制限される。過剰なＩ族原子の添
加は格子間原子を発生させるため好ましくなく、温度や
時間などの拡散条件のほかに、■族原子添加薄膜厚みを
任意に設定することによって、過剰なＩ族原子の拡散を
防止できるようになった。■−■族半導体や■族生導体
を基板結晶として拡散源のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結
晶を成長したものを用いると、■−■族半導体や■族生
導体のＩ族原子の拡散はＩＩ−ＶＩ族半導体に比べて小
さいため、薄膜中の■族原子が基板結晶側に拡散するの
を無視でき、拡散の制御に有効であった。

本発明の方法を用いることにより、■族原子が格子間原
子としてではなく、格子点置換型原子として結晶結晶中
に制御性良く取り込ませることが可能となり、これまで
の結晶成長中の不純物添加法や不純物拡散法では、容易
に達成できなかったキャリア濃度が１０１７Ｃ１１−３
といった高濃度のｐ型層−■族化合物半導体結晶が制作
できるようになった。また、ＧａＡｓ基板結晶上にエピ
タキシャル成長したＺｎ５ｅ結晶に結晶成長中の不純物
添加法や不純物拡散法でＬｉ原子を添加した場合に見出
されたＧａＡｓ基板とＺｎ５ｅ結晶の界面の高濃度のＬ
ｉ原子の堆積も大幅に低減された。さらに、本発明は上
記第１の結晶と、Ｌｉが添加された第２の結晶が、いず
れもＣｄ、　Ｈｇ、　Ｔｅの少なくとも一つを含むもの
についても適用されて奏効した。

（実施例） 以下に本発明の実施例につき図面を参照して説明する。

第１図（ａ）、　（ｂ）は一実施例としてｎ型ＧａＡｓ
基板上に形成したＺｎ５ｅのｐｎ接合発光素子の製造方
法を示した図である。ｎ型ＧａＡｇ基板１を用いてＭＯ
ＣＶＤ法によりＢｒを添加した低抵抗ｎ型Ｚｎ５ｅ層２
を成長させ、続いて不純物を添加しないＺｎ５ｅ層３を
成長させる。一方、あらかじめＧａＡｓ基板上にＭＯＣ
ＶＤ法によりＬｉを添加したＺｎ５ｅ層４を成長させて
おく。

そして、前記不純物を添加しないＺｎ５ｅ層３と、Ｌｉ
を添加したＺｎ５ｅ層４とを接触させて水素雰囲気下で
５００℃１０ｍ１ｎ、の熱処理を行ったところ、不純物
を添加していないＺｎ５ｅ層３にＬｉが拡散してｐ型Ｚ
ｎ５ｅ層３ａとなりＢｒ添加ｎ型層との間にｐｎ接合が
形成された。このｐ型層の表面にはＰ側電極としてＡｕ
膜５．ｎ側電極はＡｕ　−Ｇｅ膜６を夫々設けてダイオ
ードを構成し両電極間に電流を通じたところ良好なＩ−
ＩＶ特性が得られ、順方向電圧印加により明るい青色発
光が観測された。本実施例による発光強度を従来例によ
るダイオードの発光強度と比較した。従来実施例のダイ
オードは第２図に示したような積層構造の結晶を石英製
アンプルにＬ１２Ｓｅと共に真空封入し５００℃で１０
１ｉｎ、の熱処理を施して作製した。

なお、第２図に示した１１．１２．１３は第１図（ａ）
におけるｎ型ＧａＡｓ基板１、ｎ型Ｚｎ５ｅ層２、不純
物を添加しないＺｎ５ｅ層３に夫々対応する０強度比較
結果は第３図に示したごとく、本発明によるダイオード
において強度が強い上に高電流領域まで強度の飽和が見
られない。この違いを調べるためダイオード中のＬｉ濃
度分布を深さ方向にわたり測定した結果を第４図に示す
。アンプル中で拡散したものはｐｎ接合界面において濃
度変化が緩やかであると共にＬｉがＧａＡｓ基板近傍に
高濃度集積していることが判った。これに対して本発明
ではｐｎ接合界面で急峻にＬｉ濃度が変化しｎ層中への
Ｌｉ拡散は少ない。これは従来方法によると拡散の際に
新たな欠陥が発生し、その欠陥を通してＬｉが拡散し安
くなっているからである。この現象はＺｎＳＳｅを用い
た場合にいっそう明確化する。

第５図にＺｎ５ｘＳｓ１−ｘを用い先の実施例と同様の
比較を行なった場合のＬｉ濃度分布を示す、Ｌｉ添加層
は被拡散層とほぼ同じＳ組成である０本発明の場合には
Ｌｉはｐｎ接合面で急峻な変化をしているのに対して、
比較例ではＺｎ５ｅの場合よりむしろＬｉの拡散層が多
く見える。これは、比較例ではＺｎ、　Ｓ。

Ｓｅ原子が結晶から解離していく上に、Ｓ、　Ｓｅの解
離圧力の違いにより格子欠陥がさらに入りやすくなり、
Ｌｉの拡散が加速されていくためと考えられる。拡散後
の結晶をＸ線二結晶法により測定すると本発明の場合に
は、半値幅が拡散の前後で変化しないのに対して比較例
ではＳ組成が変化すると共に、半値幅が増大している。

これらの現象は本実験のような面接触による拡散の場合
、拡散過程が固相／固相拡散に非常に近いものになり、
母体結晶からの原子解離を抑えつつ拡散を進行させるこ
とができるためと考えている。

また、面接触拡散の場合には気相／固相拡散過程とは異
なり一温度のみの制御で拡散濃度を拡散温度一定のまま
拡散源となる結晶中のＬｉ濃度を変える事により制御す
ることが可能である。第６図にＺｎ５Ｓｓの場合に拡散
源のＬｉ濃度と拡散後の被拡散層のＬｉ濃度の関係を示
す、これには拡散源のＬｉ濃度に応じてＬｉ拡散量が変
化していることが示されている。

以上の実施例における拡散源となる添加結晶として半導
体基板上に成長させたＺｎ５ｅ、またはＺｎＳＳｅを用
いているが、バルク結晶にＬｉを添加したものを拡散源
として用いることも可能である。

しかし、Ｌｉの拡散深さを制御してさらに濃度を制御す
る上でバルク成長させた結晶を用いるよりも、エピタキ
シャル成長させた結晶層を拡散源とするほうが望ましい
。それは以下のような理由による。

バルク成長させた結晶は熱平衡下で成長させるため、Ｌ
ｉ濃度は成長時の熱平衡条件下での結晶中へのＬｉの固
溶限界により制限される。このためバルク結晶を拡散源
とした場合には、被拡散層中９Ｌｉ濃度もバルク中のＬ
ｉ濃度による制限を受けるため高濃度添加が難しい。一
方、ＭＯＣＶＤ、　ＭＢＥさらにＡＬＥといった熱平衡
条件からずれたエピタキシャル成長法では成長層へのＬ
ｉの取り込まれ形が非熱平衡的に進行するため、Ｌｉ供
給量の増減により１０１ＧＣＩ１１−３程度から１０”
ａｍ−３以上の広い範囲で制御できる。したがって、こ
の成長層を拡散源とした場合には被拡散層表面のＬｉ濃
度を広い範囲で制御できることになり、被拡散層中のＬ
ｉ濃度を高くできると共に拡散プロフィールも様々に変
化させることが可能である。Ｌｉドープ成長層の厚さを
変えることにより拡散してい＜Ｌｉの全量を制御するこ
とも可能である。

次に、第７図に拡散源のＬｉ濃度と拡散時間により被拡
散層中のＬｉプロフィールを変化させた概略を示す。図
中のａ、ｂ、ｃにおける拡散源のＬｉ濃度と拡散時間は
それぞれ［Ｌｉ］ａ、　［Ｌｉ１ｂ、　［Ｌｉ１ｃおよ
びｔａ、　ｔｂ、　ｔｅであり、　［Ｌｉ］ａ＞［Ｌｉ
１ｂ＞［Ｌｉ］ｃ。

ｔａ（ｔｂ（ｔｃの関係にある。

本発明の応用例を以下に示す。第８図（ａ）に示すよう
に、被拡散層２３の一部分をＳｉＯ□のようなパッシベ
ーション膜２５で覆い、その状態のまま第８図（ｂ）に
示すようにＬｉ添加層２０と接触させて拡散を行う。そ
の結果、第８図（ｃ）に示すように表面に部分的にｐ型
膜３４を形成することができる。この拡散領域をアレイ
状にすれば各ｐ型層表面にＡｕ電極を被着させることに
より青色のダイオードアレイを作製することができる。

なお、図中２１．２２はｎ型層、２３はアンドープ層、
２０はｐ型層である。

また、近年赤外波長領域の受光素子として注目されてい
るＣｄ、　ＨｇおよびＴｅからなる混晶では、ｎ型結晶
基板表面上に選択拡散することによりフォトダイオード
アレイを形成することができる。

本発明は上記実施例に限られるものではなく、種々変形
して実施可能である。例えば、半導体基板はＧａＡｓに
限らず、他の■−■化合物結晶および混晶さらにＺｎ５
ｅ基板等のＩＩ−ＶＩ化合物でも同様の効果が見られる
。特に基板に格子整合している成長層を用いた場合には
Ｌｉの異常な拡散もなく制御性に優れている。

次に第９図にｎ型層への選択拡散により表面型ｐｎ接合
の形成例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図であ
る。図中、３１はｎ型側Ｔ（Ｃｄ／ｌ１ｇ／Ｔｅ）層、
３２はｐ型ＣＭＴ層を夫々示し、ｐ型ＣＭＴ層３２の形
成に本発明の方法が用いられるものを例示している。

〔発明の効果〕

本発明によりアクセプター不純物の濃度制御が容易にな
り明るいｐｎ接合発光素子が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の一実施例を説明する
ための製造方法を示す断面図、第２図は本発明の詳細な
説明するための断面図、第３図は本発明の実施例と比較
例における電流−発光強度特性を示す線図、第４図およ
び第５図は本発明の実施例と比較例における結晶中のＬ
ｉ濃度をＳＩＭＳ分析値の深さ方向分布で示す線図、第
６図は本発明によるＺｎＳＳｅの実施例と比較例につい
て拡散種結晶中のＬｉ濃度と被拡散結晶中のＬｉ濃度の
関係を示す線図、第７図は拡散源のＬｉ濃度−拡散時間
と伴なう膜厚との関係を被拡散層中のＬｉプロフィール
の変化とともに示す線図、第８図（ａ）〜（ｃ）は選択
拡散によるｐｎ接合形成工程を示すいずれも断面図、第
９図はｎ型層への選択拡散により表面型ｐｎ接合の形成
例を示す（、）は上面図、（ｂ）は断面図である。 １、１１．２１−ｎ型ＧａＡｓ基板、 ２、１２．２２−・・低抵抗ｎ型Ｚｎ５ｅ層、３．１３
．２３−Ｚｎ５ｅ層（アンドープ）、４、１４．２４−
Ｚｎ５ｅ層（Ｌｉ添加）、３１−ｎ型ＣＭＴ層。 ３２・・・ｐ型ＣＭＴ層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上に形成されたII−VI族半導体の第１の結
   晶層に、これとは別に不純物としてＬｉが添加されてな
   る第２の結晶層を接触させて加熱し、前記第１の結晶層
   中にＬｉを拡散させてｐ型結晶を得ることを特徴とする
   半導体結晶の製造方法。