JPH0487382A - 化合物半導体発光素子 - Google Patents
化合物半導体発光素子Info
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- JPH0487382A JPH0487382A JP2204853A JP20485390A JPH0487382A JP H0487382 A JPH0487382 A JP H0487382A JP 2204853 A JP2204853 A JP 2204853A JP 20485390 A JP20485390 A JP 20485390A JP H0487382 A JPH0487382 A JP H0487382A
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Led Devices (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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、化合物半導体発光素子に関し、更に詳しく
は青色〜紫外光用の化合物半導体高輝度発光素子に関す
る。
は青色〜紫外光用の化合物半導体高輝度発光素子に関す
る。
（ロ）従来の技術
従来製作されている青色発光素子（発光ダイオード）の
例を第７図並びに第８図に示す。
例を第７図並びに第８図に示す。
第７図に示したように、従来においては、ＧａＡｓ（１
００）基板３０１上に、ｎ型Ｚｎ５ｅ層としてガリウム
（Ｇａ）を添加したＺｎ５ｅ・Ｇａ３０２が直接形成さ
れ、さらにこのｎ型へテロエピタキシャル層上に、いわ
ゆるｐ型Ｚｎ５ｅ層として酸素（０）を１０ ”−１０
” ｃ ｍ、−’と高濃度に添加したＺｎ５ｅ ：０３
０３が形成されて、接合型青色発光ダイオードとなる発
光素子が構成されており、このＺｎ５ｅ青色発光ダイオ
ードは液体窒素温度（７７Ｋ）の低温では４４０ｎｍに
発光ピーク波長を有する青色発光を示すが、室温では発
光をほとんど示さないことが知られている（ Ｊａｐａ
ｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、２１（１９８９）Ｌ２０
０１．に、Ａｋｉｍｏｔ。
００）基板３０１上に、ｎ型Ｚｎ５ｅ層としてガリウム
（Ｇａ）を添加したＺｎ５ｅ・Ｇａ３０２が直接形成さ
れ、さらにこのｎ型へテロエピタキシャル層上に、いわ
ゆるｐ型Ｚｎ５ｅ層として酸素（０）を１０ ”−１０
” ｃ ｍ、−’と高濃度に添加したＺｎ５ｅ ：０３
０３が形成されて、接合型青色発光ダイオードとなる発
光素子が構成されており、このＺｎ５ｅ青色発光ダイオ
ードは液体窒素温度（７７Ｋ）の低温では４４０ｎｍに
発光ピーク波長を有する青色発光を示すが、室温では発
光をほとんど示さないことが知られている（ Ｊａｐａ
ｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、２１（１９８９）Ｌ２０
０１．に、Ａｋｉｍｏｔ。
ｅｔ ａｔ、）。
第２の従来では、第８図に示すように、ＧａＡｓ（１０
０）ｉ板４０１上に、ｎ型Ｚｎ５ｅ：Ｇａエピタキシャ
ル層４０２を形成し、さらにその上にｐ型不純物として
窒素（Ｎ）をアンモニア（ＮＨ，）を用いてｐ型Ｚｎ５
ｅ ：Ｎエピタキシャル層４０３が形成されて接合素子
が構成されているが、このＺｎ５ｅ青色発光素子の場合
にも、青色発光は液体窒素温度（７７Ｋ）の低温におい
てのみ生じるけれども、室温に於いては発光を生じない
ことが知られている（ ｎ −Ｖｒ′８９Ａｂｓｔｒａ
ｃｔ、１９８９Ｆｒ−３−３，Ｍ、Ｍｉｇｉｔａ ｅｔ
ａｌ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、Ｍａｙ、７．
（１９９０）、Ａ、Ｔａ１ｋｅ ｅｔ ａｌ、）。
０）ｉ板４０１上に、ｎ型Ｚｎ５ｅ：Ｇａエピタキシャ
ル層４０２を形成し、さらにその上にｐ型不純物として
窒素（Ｎ）をアンモニア（ＮＨ，）を用いてｐ型Ｚｎ５
ｅ ：Ｎエピタキシャル層４０３が形成されて接合素子
が構成されているが、このＺｎ５ｅ青色発光素子の場合
にも、青色発光は液体窒素温度（７７Ｋ）の低温におい
てのみ生じるけれども、室温に於いては発光を生じない
ことが知られている（ ｎ −Ｖｒ′８９Ａｂｓｔｒａ
ｃｔ、１９８９Ｆｒ−３−３，Ｍ、Ｍｉｇｉｔａ ｅｔ
ａｌ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、Ｍａｙ、７．
（１９９０）、Ａ、Ｔａ１ｋｅ ｅｔ ａｌ、）。
なお、第７．８図において、３００．４００は負電極、
３０４，４０４は正電極である。
３０４，４０４は正電極である。
（ハ）発明が解決しようとする課題
以上の従来例の記述に於いて示したことから明らかであ
るように、ＧａＡｓ基板上に形成したＺｎ５ｅヘテロ工
ピタキンヤル成長型発光素子の青色発光は、従来の接合
素子の構成では、低、ｆＡ（７７に、−１９６℃）に於
いてのみ観測され、室温ではほとんど観測されていない
。
るように、ＧａＡｓ基板上に形成したＺｎ５ｅヘテロ工
ピタキンヤル成長型発光素子の青色発光は、従来の接合
素子の構成では、低、ｆＡ（７７に、−１９６℃）に於
いてのみ観測され、室温ではほとんど観測されていない
。
これらの従来素子が室温において非発光性であることは
、発光素子を形成する主要部であるＺｎ５ｅ工ピタキン
ヤル層の結晶品質か極めて低いことにその原因があると
されているが、その解決のための詳しい原因の究明なら
びに結晶の高品質化のための具体的技術的解決手段は現
在まで明らかにされておらず、従って発光素子形成法に
おいて用、いられていなかった。
、発光素子を形成する主要部であるＺｎ５ｅ工ピタキン
ヤル層の結晶品質か極めて低いことにその原因があると
されているが、その解決のための詳しい原因の究明なら
びに結晶の高品質化のための具体的技術的解決手段は現
在まで明らかにされておらず、従って発光素子形成法に
おいて用、いられていなかった。
結晶品質が著しく低い、すなわち、大量の結晶欠陥をエ
ピタキシャル層内部に包含する原因は、詳しく説明する
と主原因として、２点があげられる。
ピタキシャル層内部に包含する原因は、詳しく説明する
と主原因として、２点があげられる。
まず第１には、基板ＧａＡｓ結晶とエピタキシャル成長
層Ｚｎ５ｅ結晶との間の格子不整合にある。
層Ｚｎ５ｅ結晶との間の格子不整合にある。
基板とエピタキシャル膜間の格子不整合は、界面ならび
にエピタキシャル層中の構造欠陥として発光デバイス製
作後も結晶中に残るため、発光素子の電流・電圧特性を
初めとする電気的特性ならびに、発光スペクトル、発光
輝度等の光学的特性に著しい悪影響を及ぼす。
にエピタキシャル層中の構造欠陥として発光デバイス製
作後も結晶中に残るため、発光素子の電流・電圧特性を
初めとする電気的特性ならびに、発光スペクトル、発光
輝度等の光学的特性に著しい悪影響を及ぼす。
第２の原因は、エピタキシャル成長層Ｚｎ５ｅへの不純
物添加による点欠陥の生成であり、■−■族化合物半導
体では特定の不純物元素の添加程度のごく微かな外的要
因により格子歪が緩和されることによって、格子点欠陥
が生じる。この点欠陥も、またへテロ界面におけるこの
不整合欠陥と同程度に、電気的、光学的特性を著しく左
右するから発光素子の総体的特性を極度に低下させる。
物添加による点欠陥の生成であり、■−■族化合物半導
体では特定の不純物元素の添加程度のごく微かな外的要
因により格子歪が緩和されることによって、格子点欠陥
が生じる。この点欠陥も、またへテロ界面におけるこの
不整合欠陥と同程度に、電気的、光学的特性を著しく左
右するから発光素子の総体的特性を極度に低下させる。
いづれの原因とも発光特性の低下を生じる主要な因子で
あり、これらが室温発光を生じさせない主原因であるこ
とは明らかである。
あり、これらが室温発光を生じさせない主原因であるこ
とは明らかである。
（ニ）課題を解決するための手段
この発明は、化合物半導体基板上に少なくとも複数のエ
ピタキシャル層を積層し、発光素子部を構成する■−■
族化合物接合型発光素子に於いて、エピタキシャル層が
、特定伝導型の２ｆ１以上の不純物元素を用いて不純物
添加された薄層が交互に積層されたことにより構成され
てなることを特徴とする化合物半導体発光素子である。
ピタキシャル層を積層し、発光素子部を構成する■−■
族化合物接合型発光素子に於いて、エピタキシャル層が
、特定伝導型の２ｆ１以上の不純物元素を用いて不純物
添加された薄層が交互に積層されたことにより構成され
てなることを特徴とする化合物半導体発光素子である。
すなわち、本発明では、その手段として、■■族化合物
半導体基板上に該結晶のエピタキシャル成長（ホモエピ
タキシャル成長）させる方法に於いて不純物添加を行う
場合、添加すべき格子位置の格子の半径が■族元素ある
いは■族元素に対して、相対的に大ならびに小となるよ
うに異なる不純物元素を薄膜中に交互に添加した層を積
層することにより、単一元素添加層を形成した場合に生
じる歪みを打ち消し、あるいは極小化して低減させるこ
とにより、不純物添加層の結晶性を高品質に維持するこ
とを主なる特徴手段としている。
半導体基板上に該結晶のエピタキシャル成長（ホモエピ
タキシャル成長）させる方法に於いて不純物添加を行う
場合、添加すべき格子位置の格子の半径が■族元素ある
いは■族元素に対して、相対的に大ならびに小となるよ
うに異なる不純物元素を薄膜中に交互に添加した層を積
層することにより、単一元素添加層を形成した場合に生
じる歪みを打ち消し、あるいは極小化して低減させるこ
とにより、不純物添加層の結晶性を高品質に維持するこ
とを主なる特徴手段としている。
さらに具体例をあげて説明すると、このようにして構成
されるＺｎ５ｅ素子構造を第１図のＺｎ５ｅ素子構造図
例において示すように、−の例を示すと第１図のように
なる。
されるＺｎ５ｅ素子構造を第１図のＺｎ５ｅ素子構造図
例において示すように、−の例を示すと第１図のように
なる。
Ｚｎ５ｅ基板９０上にＺｎ５ｅ発光素子部を形成する場
合においては、低抵抗あるいは絶縁性のＺｎ５ｅ基板上
にｎ型の不純物（例えばガリウム（Ｇａ））を添加して
エピタキシャル成長層のＺｎ５ｅ：Ｇａ４を層９１．発
光層９２を順次形成し、その上に、ｐ型の不純物（例え
ば窒素（Ｎ）、砒素（Ａｓ）、燐（Ｐ）等）を用いて、
極めて薄いＺｎ５ｅ ：Ｎからなる成長層９４とＺｎ５
ｅ：Ａｓからなる成長層９５を単位層とするＺｎ５ｅ：
Ｎ／Ｚｎ５ｅ ：Ａｓ （ＺｎＳｅ ：Ｎ／Ａｓと記し
てＺｎ５ｅ ：Ｎ薄層とＺｎ５ｅ ：Ａｓ４層を積み重
ねた一対の層を示す）を積層し、引き続いてこの組み合
わせ薄層Ｚｎ５ｅ：Ｎ／Ａｓを順次積層させることによ
りｐ型エピタキシャル層Ｚｎ５Ｎ／／Ａｓの電流注入１
ｗ（ＺｎＳｅ：Ｎ薄層とＺ ｎ Ｓ ｅ ： Ａ ｓ薄
層の交互かつ複数の積み重ねを示すように）９３を構成
することを手段とする。
合においては、低抵抗あるいは絶縁性のＺｎ５ｅ基板上
にｎ型の不純物（例えばガリウム（Ｇａ））を添加して
エピタキシャル成長層のＺｎ５ｅ：Ｇａ４を層９１．発
光層９２を順次形成し、その上に、ｐ型の不純物（例え
ば窒素（Ｎ）、砒素（Ａｓ）、燐（Ｐ）等）を用いて、
極めて薄いＺｎ５ｅ ：Ｎからなる成長層９４とＺｎ５
ｅ：Ａｓからなる成長層９５を単位層とするＺｎ５ｅ：
Ｎ／Ｚｎ５ｅ ：Ａｓ （ＺｎＳｅ ：Ｎ／Ａｓと記し
てＺｎ５ｅ ：Ｎ薄層とＺｎ５ｅ ：Ａｓ４層を積み重
ねた一対の層を示す）を積層し、引き続いてこの組み合
わせ薄層Ｚｎ５ｅ：Ｎ／Ａｓを順次積層させることによ
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ｗ（ＺｎＳｅ：Ｎ薄層とＺ ｎ Ｓ ｅ ： Ａ ｓ薄
層の交互かつ複数の積み重ねを示すように）９３を構成
することを手段とする。
（ホ）作用
第１図に於いては、ｐ型層９３中に本発明の特徴である
２元素添加層が配置されており、９４がＺｎ５ｅ：Ｎ薄
層、９５がＺｎ５ｅ ：Ａｓ薄層であり、Ｚｎ５ｅ・Ｎ
層９４中でのＳｅ原子位置に添加されたＮ原子による格
子歪が、Ｚｎ５ｅ ：ＡＳ層９５中のＳｅ原子位置に添
加されたＡｓ原子による格子歪を打ち消して点欠陥の生
成が阻止されている。
２元素添加層が配置されており、９４がＺｎ５ｅ：Ｎ薄
層、９５がＺｎ５ｅ ：Ａｓ薄層であり、Ｚｎ５ｅ・Ｎ
層９４中でのＳｅ原子位置に添加されたＮ原子による格
子歪が、Ｚｎ５ｅ ：ＡＳ層９５中のＳｅ原子位置に添
加されたＡｓ原子による格子歪を打ち消して点欠陥の生
成が阻止されている。
このようにして、ｐ型層、ｎ型層、発光層等の不純物添
加において交互に順次具なる薄層を積層していく際置換
される原子の格子半径と添加される原子の格子半径の違
いにより添加層中に生じる歪みを添加不純物（置換格子
半径との大小）が異なる各薄層間で相互に打ち消したり
極少にさせることにより、不純物添加による点欠陥の生
成を阻止する新規な素子構造を提供する。
加において交互に順次具なる薄層を積層していく際置換
される原子の格子半径と添加される原子の格子半径の違
いにより添加層中に生じる歪みを添加不純物（置換格子
半径との大小）が異なる各薄層間で相互に打ち消したり
極少にさせることにより、不純物添加による点欠陥の生
成を阻止する新規な素子構造を提供する。
（へ）実施例
本発明の第１の実施例を第２図に示す。
第２図に示した、Ｚｎ５ｅｐｎ接合型発光素子は、まず
従来の第１の問題点であった基板とエピタキシャル層間
の格子不整合による構造的結晶欠陥は基板がＺｎ５ｅで
あることにより排除されており、第２の問題点である不
純物添加によるｐ型エビタキシャル結晶の品質の低下（
点欠陥の発生）がｐ型結晶層中の積層添加法によって低
減されている。
従来の第１の問題点であった基板とエピタキシャル層間
の格子不整合による構造的結晶欠陥は基板がＺｎ５ｅで
あることにより排除されており、第２の問題点である不
純物添加によるｐ型エビタキシャル結晶の品質の低下（
点欠陥の発生）がｐ型結晶層中の積層添加法によって低
減されている。
第２図において、ｌはヨウ素輸送法により成長させたＺ
ｎ５ｅから切り出したＺｎ５ｅ （ｔｏｏ）結晶ウェー
ハをＺｎ溶融液中で８５０℃、２００ｈｒ時間で低抵抗
化処理した低抵抗基板で、抵抗率１０Ω・ｃｍ、基板［
の厚さは３００μｍである。
ｎ５ｅから切り出したＺｎ５ｅ （ｔｏｏ）結晶ウェー
ハをＺｎ溶融液中で８５０℃、２００ｈｒ時間で低抵抗
化処理した低抵抗基板で、抵抗率１０Ω・ｃｍ、基板［
の厚さは３００μｍである。
基板Ｚｎ５ｅ （１００）上のエピタキシャル層は全て
分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）成長法により形成され
たものであり、Ｚｎ５ｅ ：Ｇａ導電層２は、超高真空
（３Ｘ ｌ Ｏ−”Ｔｏｒｒ）中でＺｎ分子ビームｌ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、 Ｓ ｅ分子ビーム１×ＩＯ”
Ｔｏｒｒ、 Ｇ ２Ｌ分子ビーム３ Ｘ １０−”Ｔｏ
ｒｒの条件下、基板温度２６０℃で成長させたものであ
り、膜厚３μ−１抵抗率ｌＯ−′Ω・Ｃｍ、キャリア濃
度５ Ｘ １０ ”ｃｍ”である。
分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）成長法により形成され
たものであり、Ｚｎ５ｅ ：Ｇａ導電層２は、超高真空
（３Ｘ ｌ Ｏ−”Ｔｏｒｒ）中でＺｎ分子ビームｌ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、 Ｓ ｅ分子ビーム１×ＩＯ”
Ｔｏｒｒ、 Ｇ ２Ｌ分子ビーム３ Ｘ １０−”Ｔｏ
ｒｒの条件下、基板温度２６０℃で成長させたものであ
り、膜厚３μ−１抵抗率ｌＯ−′Ω・Ｃｍ、キャリア濃
度５ Ｘ １０ ”ｃｍ”である。
Ｚｎ５ａ：Ｃ；ａ発光層３は引き続いて同様に形成され
ており、膜ａｌｔＪｍ、キャリヤ濃度５×１０１７Ｃ１
１、易動度５００ｃｍ”／Ｖ−Ｓであり、高効率の青色
発光を保つためエピタキシャル膜を最高品質に維持した
低濃度添加層である。
ており、膜ａｌｔＪｍ、キャリヤ濃度５×１０１７Ｃ１
１、易動度５００ｃｍ”／Ｖ−Ｓであり、高効率の青色
発光を保つためエピタキシャル膜を最高品質に維持した
低濃度添加層である。
ｐ型Ｚｎ５ｅエピタキシャル成長層はＺｎ５ｅＮ／／Ａ
ｓ４０として示されており、この層中には単位層とも見
なすことのできるＺｎ５ｅ：Ｎ／Ａｓｐ型層６が膜厚５
０人のＺｎ５ｅ：Ｎ層４および膜厚５０人のＺｎ５ｅ
：Ａｓ層５から構成されている。
ｓ４０として示されており、この層中には単位層とも見
なすことのできるＺｎ５ｅ：Ｎ／Ａｓｐ型層６が膜厚５
０人のＺｎ５ｅ：Ｎ層４および膜厚５０人のＺｎ５ｅ
：Ａｓ層５から構成されている。
まず、Ｚｎ５ａ層４はｎ型導電層２ならびに発光層３と
同様に、ＭＢＥ法で成長されるが、この場合基板温度、
Ｚｎ分子ビーム、Ｓｅ分子ヒームは前記ｎ型層３の形成
条件と同様であり、Ｎ添加は４００Ｗマイクロ波入力の
ラジカルビーム源を用いた。Ｎ、ガスの供給量はｌ ｓ
ｅｃｍであり、窒素ラジカル（Ｎ”）分子線の全圧力は
２Ｘ１０−＠Ｔ。
同様に、ＭＢＥ法で成長されるが、この場合基板温度、
Ｚｎ分子ビーム、Ｓｅ分子ヒームは前記ｎ型層３の形成
条件と同様であり、Ｎ添加は４００Ｗマイクロ波入力の
ラジカルビーム源を用いた。Ｎ、ガスの供給量はｌ ｓ
ｅｃｍであり、窒素ラジカル（Ｎ”）分子線の全圧力は
２Ｘ１０−＠Ｔ。
ｒｒとした。この場合のＮラジカル（Ｎ層）ビーム強度
は約３ ｘ ｌ Ｏ−’Ｔｏｒｒである。Ｎ原子のＺｎ
５ｅエピタキシヤル膜中へ添加量は約Ｉ Ｘ １０ ”
ｃｍ３である。
は約３ ｘ ｌ Ｏ−’Ｔｏｒｒである。Ｎ原子のＺｎ
５ｅエピタキシヤル膜中へ添加量は約Ｉ Ｘ １０ ”
ｃｍ３である。
Ｚｎ５ａ二Ａｓ５層も、同様のＺｎビーム、Ｓｅビーム
条件を用い、Ａｓ分子線３ Ｘ ｌ Ｏ−’Ｔｏｒｒで
形成した。膜中添加筒はＮと同様に約ｌＸｌ０１６ｃ１
３である。
条件を用い、Ａｓ分子線３ Ｘ ｌ Ｏ−’Ｔｏｒｒで
形成した。膜中添加筒はＮと同様に約ｌＸｌ０１６ｃ１
３である。
このようにして形成したＺｎ５ｅ：Ｎ／Ａｓ層６を例え
ば、単位層９．３３などら含ぬて計５０（５００ｎ ｍ
分）層積層したＺｎ５ｅ：Ｎ／／Ａｓ層４０は、平均的
なホール（正孔）キャリア濃度が３ Ｘ １０ ′？積
層−’、低抵抗率」Ω’Ｃｍであり、従来Ｎ原子を単独
で添加したｐ型Ｚｎ５ｅ：Ｎ／ＧλＡｓエピタキシャル
層に比較して不純物の活性化率で２桁以上の高効率化が
可能となった。
ば、単位層９．３３などら含ぬて計５０（５００ｎ ｍ
分）層積層したＺｎ５ｅ：Ｎ／／Ａｓ層４０は、平均的
なホール（正孔）キャリア濃度が３ Ｘ １０ ′？積
層−’、低抵抗率」Ω’Ｃｍであり、従来Ｎ原子を単独
で添加したｐ型Ｚｎ５ｅ：Ｎ／ＧλＡｓエピタキシャル
層に比較して不純物の活性化率で２桁以上の高効率化が
可能となった。
なお、７，３１はＺｎ５ｅ：Ｎ層、８．３２はＺｎ５ｅ
：Ａｓ層である。
：Ａｓ層である。
また、４１はｎ型Ｚｎ５ｅ基板ｌへの金属負電極（Ｉｎ
−Ｇａ）であり、４２はｐ型Ｚｎ５ｅ ：Ｎ／／Ａｓエ
ピタキシャル層４０への金属正電極（ＡＵ）である。長
時間にわたる電極の安定化のためには、本金属を含む多
層金属膜を用いた。
−Ｇａ）であり、４２はｐ型Ｚｎ５ｅ ：Ｎ／／Ａｓエ
ピタキシャル層４０への金属正電極（ＡＵ）である。長
時間にわたる電極の安定化のためには、本金属を含む多
層金属膜を用いた。
このようなＺｎ５ａｐｎ型発光素子の電流電圧特性は立
ち上がり電圧１．５Ｖ、駆動電圧２Ｖ、駆動電流１０ｍ
Ａで液体窒素温度における注入発光動作のみならず室温
に於ける注入発光動作も良好であり、窒素温度で４４０
ｎｍ、半値幅１０ｎｍ。
ち上がり電圧１．５Ｖ、駆動電圧２Ｖ、駆動電流１０ｍ
Ａで液体窒素温度における注入発光動作のみならず室温
に於ける注入発光動作も良好であり、窒素温度で４４０
ｎｍ、半値幅１０ｎｍ。
５０ｍｃｄ、室温において発光ピーク波長４６０ｎｍ、
半値幅２５ｎｍ、２５ ｍ ｃ ｄの高輝度発光を実現
できた。
半値幅２５ｎｍ、２５ ｍ ｃ ｄの高輝度発光を実現
できた。
本実施例に於いては、不純物添加された超薄膜層（例え
ばＺｎ５ｅ ：Ｎ／Ａｓ０′）ＺｎＳｅ ：Ｎ層）の膜
厚は５ｒ＋ｍ（５０Ａ）に設定したか、不純物添加超薄
膜厚の厚さは単原子層（ｆｌ、２５ｎｍ −２，５Ａ
）から１１００ｎの範囲で変化させても全く同様に不純
物活性化の効果が見られた。
ばＺｎ５ｅ ：Ｎ／Ａｓ０′）ＺｎＳｅ ：Ｎ層）の膜
厚は５ｒ＋ｍ（５０Ａ）に設定したか、不純物添加超薄
膜厚の厚さは単原子層（ｆｌ、２５ｎｍ −２，５Ａ
）から１１００ｎの範囲で変化させても全く同様に不純
物活性化の効果が見られた。
しかしながら、単層膜厚がｌｏｏｏｎｍに達する場合に
は不純物活性化率は、従来技術の数倍程度にしかならず
、効果は著しく低減した。
は不純物活性化率は、従来技術の数倍程度にしかならず
、効果は著しく低減した。
本実施例から明らかなように、本発明は室温における青
色発光強度の強い良質なｐ型Ｚｎ５ａ単結晶エピタキシ
ャル発光素子を作製するうえで極めて有用である。
色発光強度の強い良質なｐ型Ｚｎ５ａ単結晶エピタキシ
ャル発光素子を作製するうえで極めて有用である。
本発明の第２の実施例を第３図に示す。第３図において
は、ＧａＡｓ （１００）基板５０上に形成したＺｎ５
ｘＳｅ接合型発光素子を示す。従来の問題点のうちの第
１の点である基板結晶とエピタキシャル素子結晶の格子
不整合は、Ｇ２ＬＡｓ基板５０上に成長させたＺｎＳ＜
５ｅｔ−： Ａ Ｉ （Ｘ＝０．０５）混晶ｎ型エピタ
キシャル層５１ならびにその上へ引き続き形成したＺｎ
Ｓ／ＺｎＳｅ（５層ｍ／ ５ ｎ、ｍＸ １０層）超格
子層５２の２重層で除去されることにより、構造的欠陥
を排除させている。超格子Ｆｉ５２の最終層はＺｎ５ｅ
：Ａ１層であり、引き続くｎ型導電層Ｚｎ５ｅ：Ａｔ／
／Ｉｎ （５層ｍ−５層ｍ、２００層対）５３に接続さ
れている。引き続きｎ型発光層Ｚｎ５ｅ・ＡＩ／／Ｉ
ｎ （５層ｍ−５層ｍ、５０層対）５４．ｐ型注入層Ｚ
ｎ５ｅ ：Ｎ／／Ｓｂ （５層ｍ−５層ｍ、１００層対
）５５が形成されている。
は、ＧａＡｓ （１００）基板５０上に形成したＺｎ５
ｘＳｅ接合型発光素子を示す。従来の問題点のうちの第
１の点である基板結晶とエピタキシャル素子結晶の格子
不整合は、Ｇ２ＬＡｓ基板５０上に成長させたＺｎＳ＜
５ｅｔ−： Ａ Ｉ （Ｘ＝０．０５）混晶ｎ型エピタ
キシャル層５１ならびにその上へ引き続き形成したＺｎ
Ｓ／ＺｎＳｅ（５層ｍ／ ５ ｎ、ｍＸ １０層）超格
子層５２の２重層で除去されることにより、構造的欠陥
を排除させている。超格子Ｆｉ５２の最終層はＺｎ５ｅ
：Ａ１層であり、引き続くｎ型導電層Ｚｎ５ｅ：Ａｔ／
／Ｉｎ （５層ｍ−５層ｍ、２００層対）５３に接続さ
れている。引き続きｎ型発光層Ｚｎ５ｅ・ＡＩ／／Ｉ
ｎ （５層ｍ−５層ｍ、５０層対）５４．ｐ型注入層Ｚ
ｎ５ｅ ：Ｎ／／Ｓｂ （５層ｍ−５層ｍ、１００層対
）５５が形成されている。
従来の問題点のうち第２の不純物添加による点欠陥の発
生はエピタキシャル層５３〜５５により阻止されている
。これらのエピタキシャル成長層の形成は実施例１と同
様に全て分子線エピタキシー（ＭＢＥ）で行った。
生はエピタキシャル層５３〜５５により阻止されている
。これらのエピタキシャル成長層の形成は実施例１と同
様に全て分子線エピタキシー（ＭＢＥ）で行った。
各成長層の成長条件と特性は以下の通りである。
Ｚｎ５ｘＳｅ、−８（Ｘ ＝０．０５） ｎ型層５１は
、基板温度２５０℃、Ｚｎヒーム強度Ｉ Ｘ Ｉ Ｏ−
’Ｔｏｒｒ。
、基板温度２５０℃、Ｚｎヒーム強度Ｉ Ｘ Ｉ Ｏ−
’Ｔｏｒｒ。
Ｓビーム強度Ｉ Ｘ Ｉ Ｏ−’Ｔｏｒｒ、 Ｓ ｅビ
ーム強度ｌ×ｌＯ”＠Ｔｏｒｒで形成した。この条件で
混晶ｎ型層５１は、高抵抗１０’Ω・Ｃｍ以上であり、
膜厚は２ＩＪＩ１１とした。
ーム強度ｌ×ｌＯ”＠Ｔｏｒｒで形成した。この条件で
混晶ｎ型層５１は、高抵抗１０’Ω・Ｃｍ以上であり、
膜厚は２ＩＪＩ１１とした。
ＺｎＳ／Ｚｎ５ｅ ：Ａｌ ｎ型超格子バッファー層５
２はＺｎビーム強強度 Ｘ Ｌ Ｏ−”Ｔｏｒｒ、 Ｓ
ビーム強度２ Ｘ ｌ Ｏ−＠Ｔｏｒｒ、 Ｓ ｅ ｌ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ１基板温度２５０℃、Ａ＋ビー
ム強度５ Ｘ Ｉ Ｏ−１０Ｔｏｒｒの条件下でキャリ
ア濃度５ Ｘ １０１７ｃｍ−”、低抵抗率ｌＯΩ／
ｃ ｍである。Ｚｎ５ＳＺｎＳｅともに膜厚５ｎｍに設
定し、１０対層を形成した。
２はＺｎビーム強強度 Ｘ Ｌ Ｏ−”Ｔｏｒｒ、 Ｓ
ビーム強度２ Ｘ ｌ Ｏ−＠Ｔｏｒｒ、 Ｓ ｅ ｌ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ１基板温度２５０℃、Ａ＋ビー
ム強度５ Ｘ Ｉ Ｏ−１０Ｔｏｒｒの条件下でキャリ
ア濃度５ Ｘ １０１７ｃｍ−”、低抵抗率ｌＯΩ／
ｃ ｍである。Ｚｎ５ＳＺｎＳｅともに膜厚５ｎｍに設
定し、１０対層を形成した。
ｎ型導電層５３は、Ｚｎビーム強度ｔｘｔｏ−’Ｔｏｒ
ｒＳＳ ｅビーム強度Ｉ Ｘ １０−＠Ｔｏｒｒ、基板
温度２５０℃の下で、添加不純物の分子ビームをＡ１と
Ｉｎに切り替えて形成した。Ｚｎ５ｅ：Ａｌ。
ｒＳＳ ｅビーム強度Ｉ Ｘ １０−＠Ｔｏｒｒ、基板
温度２５０℃の下で、添加不純物の分子ビームをＡ１と
Ｉｎに切り替えて形成した。Ｚｎ５ｅ：Ａｌ。
Ｚｎ５ｅ：Ｉｎの各々の成長速度からＺｎ５ｅ ：Ａ１
層、Ｚｎ５ｅ：Ｉｎ層とも５層ｍとなるように設定した
。Ａ＋ビーム強度、Ｉｎビーム強度とらに２ Ｘ Ｉ
０−１０Ｔｏｒｒと設定した。この場合のＺｎ５ｅ：Ａ
ｌ／月ｎ （５層ｍ−５層ｍ、２００対層）ｎ型導電層
５３の平均的キャリア濃度は１．５×１０１９ＣＩ１１
−３、低抵抗率はＩＯ−Ω’ｃｍであり、全膜厚２Ｉの
十分に低抵抗な導電層となった。
層、Ｚｎ５ｅ：Ｉｎ層とも５層ｍとなるように設定した
。Ａ＋ビーム強度、Ｉｎビーム強度とらに２ Ｘ Ｉ
０−１０Ｔｏｒｒと設定した。この場合のＺｎ５ｅ：Ａ
ｌ／月ｎ （５層ｍ−５層ｍ、２００対層）ｎ型導電層
５３の平均的キャリア濃度は１．５×１０１９ＣＩ１１
−３、低抵抗率はＩＯ−Ω’ｃｍであり、全膜厚２Ｉの
十分に低抵抗な導電層となった。
同様にして、ｎ型発光層Ｚｎ５ｅ：Ａｌ／／Ｉｎ（５層
ｍ−５層ｍ、５０対層）５４は層全体としての平均的キ
ャリア濃度が５ Ｘ １０ ”ｃｍ−’である。
ｍ−５層ｍ、５０対層）５４は層全体としての平均的キ
ャリア濃度が５ Ｘ １０ ”ｃｍ−’である。
ｐ型注入ｌＺｎ５ｅ ：Ｎ／／Ｓｂ （５層ｍ−５層ｍ
、１０対層）５５はＺｎビーム、Ｓｅビーム、基板濃度
ともに前記他層と同一条件下でＮを第１の実施例と同じ
ラジカルビーム源で２Ｘ１０−’Ｔ。
、１０対層）５５はＺｎビーム、Ｓｅビーム、基板濃度
ともに前記他層と同一条件下でＮを第１の実施例と同じ
ラジカルビーム源で２Ｘ１０−’Ｔ。
ｒｒの強度で、ｓｂを３ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒの強度
で添加することにより形成した。このようにして形成し
たｐ型Ｚｎ５ｅ：Ｎ／／Ｓｂ注入層５５は、平均的キャ
リア濃度Ｉ Ｘ ｌ Ｏ”ｃ ｍ−’、低抵抗率５Ω・
Ｃｍであり、第１の実施例で記述したと同様に、従来Ｎ
原子を添加した場合１０ ”−１０” ｃ ｍ−’の高
濃度添加で１０”積層−’程度の正孔濃度が得られてい
たｐ型Ｚｎ５ｅ ：Ｎ／Ｚｎ５ｅ ：Ｇａ／ＧａＡｓヘ
テロエピタキノヤル構造層に比較すると、Ｎ原子とｓｂ
原子の平均的活性化率で約２桁以上程度の高効率活性化
が可能となった。青色ＬＥＤ発先発子素子ｍＡ駆動時の
特性においても室温における発光輝度１０ｍｃｄ水準に
到達することが可能となった。
で添加することにより形成した。このようにして形成し
たｐ型Ｚｎ５ｅ：Ｎ／／Ｓｂ注入層５５は、平均的キャ
リア濃度Ｉ Ｘ ｌ Ｏ”ｃ ｍ−’、低抵抗率５Ω・
Ｃｍであり、第１の実施例で記述したと同様に、従来Ｎ
原子を添加した場合１０ ”−１０” ｃ ｍ−’の高
濃度添加で１０”積層−’程度の正孔濃度が得られてい
たｐ型Ｚｎ５ｅ ：Ｎ／Ｚｎ５ｅ ：Ｇａ／ＧａＡｓヘ
テロエピタキノヤル構造層に比較すると、Ｎ原子とｓｂ
原子の平均的活性化率で約２桁以上程度の高効率活性化
が可能となった。青色ＬＥＤ発先発子素子ｍＡ駆動時の
特性においても室温における発光輝度１０ｍｃｄ水準に
到達することが可能となった。
本発明の第３の実施例を第４図に示す。
第４図に於いて、Ｚｎ５（１００）単結晶基板１００は
沃素輸送法で育成されたバルク単結晶を用いて製作され
た厚さ３００μｍのウェーハであり、１０１は（ｍ：正
の整数）ＺｎＳ／（ｎ：正の整数）ＺｎＳｅ５ｎｍ−５
層ｍ超格子からなるｎ型バッファー層である。ここで前
記超格子は、超格子全層の層厚（Ｌμｍ）に対して５層
ｍ膜のＺｎＳ薄層と５層ｍ厚のＺｎ５ｅ薄層の繰り返し
に伴う各々の暦数が、［Ｅ云１ＯＬ ＋ １／４−１／
２］を越えない正の整数ｎｓ（≦［丁４−１／２］）で
与えられる整数ｎ１を用いて表され、ｍがｎ、からｌま
で変化する順次積層されて形成される場合にとなりあう
各層間の膜厚関係が５０ＸｍＺｎＳ１５０Ｘ （（１ｓ
−ｍ＋Ｉ）ＺｎＳｅで与えられた超格子として形成され
ており、下層のＺｎＳ基板１００から上層のＺｎ５ｅｎ
型導電層１０２まで組成か順次Ｚｎ５ｅへと近くなって
おり、例えばＬ−０，１５ＡＩａ＋の場合には、最終層
の５０人ＺｎＳ−２５０ＡＺｎＳｅ層と導電層１０２を
接続することにより、従来の第１の問題点である基板結
晶と格子不整合を欠陥を生ぜずに緩和している。
沃素輸送法で育成されたバルク単結晶を用いて製作され
た厚さ３００μｍのウェーハであり、１０１は（ｍ：正
の整数）ＺｎＳ／（ｎ：正の整数）ＺｎＳｅ５ｎｍ−５
層ｍ超格子からなるｎ型バッファー層である。ここで前
記超格子は、超格子全層の層厚（Ｌμｍ）に対して５層
ｍ膜のＺｎＳ薄層と５層ｍ厚のＺｎ５ｅ薄層の繰り返し
に伴う各々の暦数が、［Ｅ云１ＯＬ ＋ １／４−１／
２］を越えない正の整数ｎｓ（≦［丁４−１／２］）で
与えられる整数ｎ１を用いて表され、ｍがｎ、からｌま
で変化する順次積層されて形成される場合にとなりあう
各層間の膜厚関係が５０ＸｍＺｎＳ１５０Ｘ （（１ｓ
−ｍ＋Ｉ）ＺｎＳｅで与えられた超格子として形成され
ており、下層のＺｎＳ基板１００から上層のＺｎ５ｅｎ
型導電層１０２まで組成か順次Ｚｎ５ｅへと近くなって
おり、例えばＬ−０，１５ＡＩａ＋の場合には、最終層
の５０人ＺｎＳ−２５０ＡＺｎＳｅ層と導電層１０２を
接続することにより、従来の第１の問題点である基板結
晶と格子不整合を欠陥を生ぜずに緩和している。
ｎ型導電層１０２のＺｎ５ｅ：Ｇａ／／ＡＩは第２の実
施例と同様に、Ｚｎｍ厚のＺｎ５ｅ・Ｇａ１５層ｍ厚の
Ｚｎ５ｅ＋ＡＩを交互に１００層対積層したものであり
、Ｚｎビーム強度ｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒ、 Ｓ ｅビー
ム強度Ｉ Ｘ Ｉ Ｏ”’Ｔｏｒｒ、基板温度２５０℃
、Ｇ＆ビーム強度３ Ｘ １０−”ＴｏｒｒＳＡ １ビ
一ム強度２ Ｘ Ｉ Ｏ”Ｔｏｒｒにて、全層１０２の
厚さがＬｕｇ、キャリヤ濃度４ Ｘ １０ ”ｃ ｍ−
３、抵抗率２×１０“１Ω・ｃｍである。この薄層交互
ドープ層では、格子歪が著しく低減されており、高濃度
不純物添加にもかかわらずＰＬに於いては５００層ｍ以
遠の長波長発光帯の強度はバンド端発光強度の１Ｏ−４
以下である。
施例と同様に、Ｚｎｍ厚のＺｎ５ｅ・Ｇａ１５層ｍ厚の
Ｚｎ５ｅ＋ＡＩを交互に１００層対積層したものであり
、Ｚｎビーム強度ｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒ、 Ｓ ｅビー
ム強度Ｉ Ｘ Ｉ Ｏ”’Ｔｏｒｒ、基板温度２５０℃
、Ｇ＆ビーム強度３ Ｘ １０−”ＴｏｒｒＳＡ １ビ
一ム強度２ Ｘ Ｉ Ｏ”Ｔｏｒｒにて、全層１０２の
厚さがＬｕｇ、キャリヤ濃度４ Ｘ １０ ”ｃ ｍ−
３、抵抗率２×１０“１Ω・ｃｍである。この薄層交互
ドープ層では、格子歪が著しく低減されており、高濃度
不純物添加にもかかわらずＰＬに於いては５００層ｍ以
遠の長波長発光帯の強度はバンド端発光強度の１Ｏ−４
以下である。
導電１１０２と同様な構成のＺｎ５ｅ：Ｇａ／／ＡＩの
ｎ型発光層１０３ではそのキャリヤ濃度は５ Ｘ Ｉ
Ｏ”ｃｍ−”であり、この層中に注入される正孔の再結
合効率を増大させる低い値に設定されている。
ｎ型発光層１０３ではそのキャリヤ濃度は５ Ｘ Ｉ
Ｏ”ｃｍ−”であり、この層中に注入される正孔の再結
合効率を増大させる低い値に設定されている。
ｐ型ＺｎＳ ｅ ： Ｐ／／Ｓｂ注入１１０４は、Ｚｎ
ビーム強度、Ｓｅビーム強度、基板温度とも上記−５１
０２，１０３と同じ条件下で形成されたちのて、Ｐビー
ム強度Ｉ Ｘ ｌ Ｏ−’ＴｏｒｒＳＳ ｂビーム強度
３ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒで形成された。
ビーム強度、Ｓｅビーム強度、基板温度とも上記−５１
０２，１０３と同じ条件下で形成されたちのて、Ｐビー
ム強度Ｉ Ｘ ｌ Ｏ−’ＴｏｒｒＳＳ ｂビーム強度
３ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒで形成された。
この際、注入層１０４は、５層ｍ厚のＺｎＳ ｅ・Ｐ層
ならびに５層ｍ厚のＺｎ５ｅ ：Ｓｂ層がそれぞれ１０
０層ずつ積層されて構成される。このｐ型Ｚｎ５ｅ層１
０４の平均正孔濃度はｔｘｉ。
ならびに５層ｍ厚のＺｎ５ｅ ：Ｓｂ層がそれぞれ１０
０層ずつ積層されて構成される。このｐ型Ｚｎ５ｅ層１
０４の平均正孔濃度はｔｘｉ。
”積層−３、抵抗率１Ω・Ｃｍであり、第１の実施例、
ならびに第２の実施例と同程度の高移動度ｐ型持性を示
した。
ならびに第２の実施例と同程度の高移動度ｐ型持性を示
した。
ｎ型負電極４１はＡ ｌ −１ｎ −Ｇ ａからなる合
金で、ｐ型圧電極４２はＡｕにより形成されている。
金で、ｐ型圧電極４２はＡｕにより形成されている。
各超薄膜不純物添加層の膜厚の効果、あるいは特性への
膜厚依存性は上記第１の実施例に示したのとほぼ同様で
あった。
膜厚依存性は上記第１の実施例に示したのとほぼ同様で
あった。
このｐｎ接合型Ｚｎ５ｅ発光素子に於いても、従来のＧ
ａＡｓ上のへテロ接合Ｚｎ５ｅ素子と比較して著しく向
上した電気的特性、光学的特性を示し、特に室温に於け
る電圧３Ｖ印加状態下て５０ｍＡの電流が流れピーク発
光波長４６５ｎｍの極めて高輝度（５０ｍ ｃ ｄ以上
）の青色発光が実現し、本発明の提供する発光素子構造
はオプトエレクトロニクス産業上極めて有用であること
が明らかである。
ａＡｓ上のへテロ接合Ｚｎ５ｅ素子と比較して著しく向
上した電気的特性、光学的特性を示し、特に室温に於け
る電圧３Ｖ印加状態下て５０ｍＡの電流が流れピーク発
光波長４６５ｎｍの極めて高輝度（５０ｍ ｃ ｄ以上
）の青色発光が実現し、本発明の提供する発光素子構造
はオプトエレクトロニクス産業上極めて有用であること
が明らかである。
本発明の第４の実施例を第５図に示す。
第５図に於いて、Ｚｎ５（１００）単結晶基板１００は
沃素輸送法で育成されたバルク単結晶を用いて製作され
た厚さ３００μｍのウェーハであり、１１２は（ｍ）Ｚ
ｎＳ／（ｎ）ＺｎＴｅ５層ｍ−５層ｍ超格子からなるｎ
型バッファー層である。
沃素輸送法で育成されたバルク単結晶を用いて製作され
た厚さ３００μｍのウェーハであり、１１２は（ｍ）Ｚ
ｎＳ／（ｎ）ＺｎＴｅ５層ｍ−５層ｍ超格子からなるｎ
型バッファー層である。
ここで前記超格子は、超格子全層の層厚（約Ｄμｍ）ｊ
：対して２．５層ｍ厚のＺｎＳ４層と２．５層ｍ厚のＺ
ｎＴｅ薄層の繰り返しに伴う各々の層数が、［ｉ−石＋
１／４−１／２３を越えない正の整数ｎ ｓｓ（≦６
〒乙−１／２う）で与えられる数ｎｓｓを用いて表され
、ｍ５がｎ。からＩまで変化する順次積層されて形成さ
れる場合にとなりあう各層間の膜厚の関係が２５Ｘｍｓ
ＺｎＳ／２５Ｘ（ｎｓｓ ｍ＊−ｔ−ｔ）ＺｎＴｅて
与えられた超格子として形成されており、下層のＺｎＳ
基板１００から上層のＺｎ Ｔ ｅのｎ型導電層１１３
まで組成が順次ＺｎＴｅへと近くなっており、例えば、
ｎ、、＝１９、Ｄ＝０．９５Ｂの場合には、最終層の２
５人ＺｎＳ−４７５人ＺｎＴｅ層と導電層１１３を接続
することにより、従来の第１の問題点である基板結晶と
格子不整合を欠陥を生ぜずに緩和している。
：対して２．５層ｍ厚のＺｎＳ４層と２．５層ｍ厚のＺ
ｎＴｅ薄層の繰り返しに伴う各々の層数が、［ｉ−石＋
１／４−１／２３を越えない正の整数ｎ ｓｓ（≦６
〒乙−１／２う）で与えられる数ｎｓｓを用いて表され
、ｍ５がｎ。からＩまで変化する順次積層されて形成さ
れる場合にとなりあう各層間の膜厚の関係が２５Ｘｍｓ
ＺｎＳ／２５Ｘ（ｎｓｓ ｍ＊−ｔ−ｔ）ＺｎＴｅて
与えられた超格子として形成されており、下層のＺｎＳ
基板１００から上層のＺｎ Ｔ ｅのｎ型導電層１１３
まで組成が順次ＺｎＴｅへと近くなっており、例えば、
ｎ、、＝１９、Ｄ＝０．９５Ｂの場合には、最終層の２
５人ＺｎＳ−４７５人ＺｎＴｅ層と導電層１１３を接続
することにより、従来の第１の問題点である基板結晶と
格子不整合を欠陥を生ぜずに緩和している。
ｎ型導電層１１３のＺｎＴｅ ：Ｇａ／／ＡＩは第２の
実施例と同様に、Ｚｎｍ厚のＺｎＴｅ：Ｇａ薄膜、５層
ｍ厚のＺｎＴｅ：Ａｌ薄膜を交互にｌ００層層積層した
ものであり、Ｚｎビーム強度ｌＸ Ｉ Ｏ−”Ｔｏｒｒ
、 Ｔ ｅビーム強度Ｉ Ｘ ｌ Ｏ−＠Ｔｏｒｒ、基
板温度２５０°Ｃ，Ｇａビーム強度３ Ｘ Ｉ Ｏ−１
０Ｔｏｒｒ、Ａ１ビーム強度２ Ｘ ｌ Ｏ−”Ｔｏｒ
ｒにて、全層厚ｔμ国、キャリヤ濃度４ Ｘ ｌ Ｏｌ
ｓｃｍ−”、抵抗率２ＸＩＯ−′Ω・ｃｍである。この
薄層交互ドープ層では、格子歪が著しく低減されており
、値ＰＬに於いては５５０層ｍ以遠の長波長発光帯の強
度はバンド端発光強度のｌＯ−”以下である。
実施例と同様に、Ｚｎｍ厚のＺｎＴｅ：Ｇａ薄膜、５層
ｍ厚のＺｎＴｅ：Ａｌ薄膜を交互にｌ００層層積層した
ものであり、Ｚｎビーム強度ｌＸ Ｉ Ｏ−”Ｔｏｒｒ
、 Ｔ ｅビーム強度Ｉ Ｘ ｌ Ｏ−＠Ｔｏｒｒ、基
板温度２５０°Ｃ，Ｇａビーム強度３ Ｘ Ｉ Ｏ−１
０Ｔｏｒｒ、Ａ１ビーム強度２ Ｘ ｌ Ｏ−”Ｔｏｒ
ｒにて、全層厚ｔμ国、キャリヤ濃度４ Ｘ ｌ Ｏｌ
ｓｃｍ−”、抵抗率２ＸＩＯ−′Ω・ｃｍである。この
薄層交互ドープ層では、格子歪が著しく低減されており
、値ＰＬに於いては５５０層ｍ以遠の長波長発光帯の強
度はバンド端発光強度のｌＯ−”以下である。
ｎ型ＺｎＴｅ：Ｐ／／Ｓｂ発光層１１４でのキャリヤ濃
度は５ ｘ ｌ Ｏ１６ｃｍ−３であり、この層中に注
入される正孔の再結合効率を増大させる低い値に設定さ
れている。
度は５ ｘ ｌ Ｏ１６ｃｍ−３であり、この層中に注
入される正孔の再結合効率を増大させる低い値に設定さ
れている。
ｎ型層ｎＴｅ：Ｐ／／Ｓｂ導電層１１５は、Ｚｎビーム
強度、Ｔｅビーム強度、基板温度とも同じ条件下で形成
されたもので、Ｐビーム強度ｌ×−９Ｔｏｒｒ％Ｓ ｂ
ビーム強度３ Ｘ Ｉ Ｏ”Ｔｏｒｒで形成された。５
ｎｍ厚のＺｎＴｅ ：Ｐ薄膜ならびに５ｎｍ厚のＺｎＴ
ｅ：Ｓｂ薄膜を交互に１００層ずつ積層されて構成され
る。このｐ型ＺｎＴｅ層１１５の平均正孔濃度はｌ Ｘ
１０ ”ｃｍ−”、抵抗率ｌΩ・ｃｍであり、第１の
実施例、ならびに第２の実施例と同程度の高移動度ｐ型
持性を示した。
強度、Ｔｅビーム強度、基板温度とも同じ条件下で形成
されたもので、Ｐビーム強度ｌ×−９Ｔｏｒｒ％Ｓ ｂ
ビーム強度３ Ｘ Ｉ Ｏ”Ｔｏｒｒで形成された。５
ｎｍ厚のＺｎＴｅ ：Ｐ薄膜ならびに５ｎｍ厚のＺｎＴ
ｅ：Ｓｂ薄膜を交互に１００層ずつ積層されて構成され
る。このｐ型ＺｎＴｅ層１１５の平均正孔濃度はｌ Ｘ
１０ ”ｃｍ−”、抵抗率ｌΩ・ｃｍであり、第１の
実施例、ならびに第２の実施例と同程度の高移動度ｐ型
持性を示した。
ｎ型負電極４１はＡｌ−Ｉｎ−Ｇａからなる合金で、ｐ
型止電極４２はＡｕにより形成されている。このｐｎｎ
接合型層ｎＴｅ発光素子於いても、従来のＧａＡｓ上の
へテロ接合ＺｎＴｅ素子と比較して著しく向上した電気
的特性、光学的特性を示し、特に室温に於ける電圧３Ｖ
印加状態下で５０ ｍ Ａの電流が流れピーク発光波長
５３０ｎｍの極めて高輝度（５００ｍｃｄ以上）の緑色
発光が実現し、本発明の提供する発光素子構造はオプト
エレクトロニクス産業上極めて有用であることが明らか
である。
型止電極４２はＡｕにより形成されている。このｐｎｎ
接合型層ｎＴｅ発光素子於いても、従来のＧａＡｓ上の
へテロ接合ＺｎＴｅ素子と比較して著しく向上した電気
的特性、光学的特性を示し、特に室温に於ける電圧３Ｖ
印加状態下で５０ ｍ Ａの電流が流れピーク発光波長
５３０ｎｍの極めて高輝度（５００ｍｃｄ以上）の緑色
発光が実現し、本発明の提供する発光素子構造はオプト
エレクトロニクス産業上極めて有用であることが明らか
である。
本発明の第５の実施例を第６図に示す。
第６図に示した、ＺｎＴｅのｐｎ接合型発光素子は、ま
ず従来の第１の問題点であった基板とその上に積層され
たエピタキシャル層間の格子不整合による構造的結晶欠
陥は基板がＺｎＴｅであることにより排除されており、
第２の問題点である不純物添加によるｎ型エピタキシャ
ル結晶品質の低下（点欠陥の発生）がｎ型結晶層中の積
層添加法によって低減されている。
ず従来の第１の問題点であった基板とその上に積層され
たエピタキシャル層間の格子不整合による構造的結晶欠
陥は基板がＺｎＴｅであることにより排除されており、
第２の問題点である不純物添加によるｎ型エピタキシャ
ル結晶品質の低下（点欠陥の発生）がｎ型結晶層中の積
層添加法によって低減されている。
第６図において、１２０はブリッジマン型引き上げ法に
より成長させたＺｎＴｅから切り出したＺｎＴｅ （１
００）結晶ウェーハをＺｎ溶融液中で８５０℃、２００
時間低抵抗化処理したもので、抵抗率１０Ω・ｃｍ、基
板の厚さは３００層ｍである。
より成長させたＺｎＴｅから切り出したＺｎＴｅ （１
００）結晶ウェーハをＺｎ溶融液中で８５０℃、２００
時間低抵抗化処理したもので、抵抗率１０Ω・ｃｍ、基
板の厚さは３００層ｍである。
基板ＺｎＴｅ （１００）上のエピタキシャル層は前実
験同様分子線エピタキシャル（Ｍ Ｂ Ｅ ）成長法に
より形成されたものであり、ｐ型層 ｎ、 Ｔ ｅ：Ｐ
導電層１２１は、超高真空（３Ｘ Ｉ Ｏ”Ｔｏｒｒ）
中でＺｎ分子ビームＩ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ、 Ｔ
ｅ分子ビームＩ Ｘ １０−＠Ｔｏｒｒ、 Ｐ分子ビー
ム３×ＩＯ’Ｔｏｒｒの条件下、基板温度２６０℃で成
長させたものであり、膜厚３μ１１抵抗率１０−１Ω・
積層。
験同様分子線エピタキシャル（Ｍ Ｂ Ｅ ）成長法に
より形成されたものであり、ｐ型層 ｎ、 Ｔ ｅ：Ｐ
導電層１２１は、超高真空（３Ｘ Ｉ Ｏ”Ｔｏｒｒ）
中でＺｎ分子ビームＩ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ、 Ｔ
ｅ分子ビームＩ Ｘ １０−＠Ｔｏｒｒ、 Ｐ分子ビー
ム３×ＩＯ’Ｔｏｒｒの条件下、基板温度２６０℃で成
長させたものであり、膜厚３μ１１抵抗率１０−１Ω・
積層。
キャリア濃度５ Ｘ １０ ”ｃ ｍ−’である。
ＺｎＴｅ ：Ｐ発光層１２２は引き続いて同様に形成さ
れており、膜厚１μ１１キャリア濃度ｌＸｌ０”ｃｍ−
’、易動度５００ ｃｍ”／Ｖ −Ｓであり、高効率の
青色発光を保つためエピタキシャル膜を最高品質に維持
した低濃度添加層である。
れており、膜厚１μ１１キャリア濃度ｌＸｌ０”ｃｍ−
’、易動度５００ ｃｍ”／Ｖ −Ｓであり、高効率の
青色発光を保つためエピタキシャル膜を最高品質に維持
した低濃度添加層である。
電子注入層としてのｎ型ＺｎＴｅエピタキシャル成長層
はＺｎＴｅ ：Ａｌ／／Ｇａ １２３として示されてお
り、この層中には単位層とも見なすことのできるＺｎＴ
ｅ ：ＡＩ薄膜とＺｎＴｅ：Ｇａ薄膜を有し、これらが
交互に積層されている。膜厚５０人のＺｎＴｅ：ＡＩ薄
層はｐ型厚電層１２１ならびに発光層１２２と同様に、
ＭＢＥ法で成長されるが、この場合基板温度、Ｚｎ分子
ビーム、Ｔｅ分子ビームは前記ｎ型層形成条件と同様で
ある。ＡＩ原子のＺｎＴａエピタキシャル膜中への平均
添加量は約３ Ｘ １０ ”ｃｍ−３である。
はＺｎＴｅ ：Ａｌ／／Ｇａ １２３として示されてお
り、この層中には単位層とも見なすことのできるＺｎＴ
ｅ ：ＡＩ薄膜とＺｎＴｅ：Ｇａ薄膜を有し、これらが
交互に積層されている。膜厚５０人のＺｎＴｅ：ＡＩ薄
層はｐ型厚電層１２１ならびに発光層１２２と同様に、
ＭＢＥ法で成長されるが、この場合基板温度、Ｚｎ分子
ビーム、Ｔｅ分子ビームは前記ｎ型層形成条件と同様で
ある。ＡＩ原子のＺｎＴａエピタキシャル膜中への平均
添加量は約３ Ｘ １０ ”ｃｍ−３である。
また、Ｚｎ５ｅ：Ｇａｐ膜も、同様のＺｎビーム、Ｔｅ
ビーム条件を用い、０１分子線３×１０−”Ｔｏｒｒで
形成した。膜中平均添加量はＡｔと同様に約１ｘＩＯ１
８ｃ１１１−３である。
ビーム条件を用い、０１分子線３×１０−”Ｔｏｒｒで
形成した。膜中平均添加量はＡｔと同様に約１ｘＩＯ１
８ｃ１１１−３である。
このようにして形成した単位層としてのＺｎＴｅ：Ａ１
／Ｇｉ層を５０ （０，５ｎｍ分）層積層したＺｎ５ｅ
：Ａｌ／／Ｇａ層１２３は、平均的な電子キャリア濃度
が４ Ｘ Ｉ Ｏ”ｃｍ−”、抵抗率３Ω・ｃｍと低抵
抗であり、従来ＡＩ原子を単独で添加したｎ型ＺｎＴｅ
＋ＡＩ／ＧａＡｓエピタキシャル層に比較して不純物
の活性化率で３桁以上の高効率化が可能となった。
／Ｇｉ層を５０ （０，５ｎｍ分）層積層したＺｎ５ｅ
：Ａｌ／／Ｇａ層１２３は、平均的な電子キャリア濃度
が４ Ｘ Ｉ Ｏ”ｃｍ−”、抵抗率３Ω・ｃｍと低抵
抗であり、従来ＡＩ原子を単独で添加したｎ型ＺｎＴｅ
＋ＡＩ／ＧａＡｓエピタキシャル層に比較して不純物
の活性化率で３桁以上の高効率化が可能となった。
また４１は基板１２０への金属負電極（Ａｌ−Ｉｎ）で
あり、４２はｎ型ＺｎＴｅ：Ａｌ／／Ｇａエピタキシャ
ル層１２３への金属正電極（Ａｕ）である。長時間にわ
たる電極の安定化のためには、同様に本金属を含む多層
金属膜を加熱形成して用いた。このようなＺｎＴｅｐｎ
型発光素子の電流電圧特性は立ち上がり電圧２．ＯＶ、
駆動電圧３■、駆動電流１０ｍＡで室温に於ける注入発
光動作を示し、発光ピーク波長５３０ ｎｍ、半値幅２
５ｎｍ、［００ｍｃｄの高輝度緑色発光を実現できた。
あり、４２はｎ型ＺｎＴｅ：Ａｌ／／Ｇａエピタキシャ
ル層１２３への金属正電極（Ａｕ）である。長時間にわ
たる電極の安定化のためには、同様に本金属を含む多層
金属膜を加熱形成して用いた。このようなＺｎＴｅｐｎ
型発光素子の電流電圧特性は立ち上がり電圧２．ＯＶ、
駆動電圧３■、駆動電流１０ｍＡで室温に於ける注入発
光動作を示し、発光ピーク波長５３０ ｎｍ、半値幅２
５ｎｍ、［００ｍｃｄの高輝度緑色発光を実現できた。
本実施例から明らかなように、本発明は室温における青
色発光強度の強い良質なｎ型ＺｎＴｅ単結晶エピタキシ
ャル発光素子を作製するうえで極めて有用である。
色発光強度の強い良質なｎ型ＺｎＴｅ単結晶エピタキシ
ャル発光素子を作製するうえで極めて有用である。
本発明では、上記各実施例としてｎ型不純物としてはＺ
ｎ５ｅ中におけるＮとＡｓ％ＰとＡｓ。
ｎ５ｅ中におけるＮとＡｓ％ＰとＡｓ。
Ｐとｓｂなどに限り、またｎ型不純物としてもＺｎ５ａ
中のＡＩとＩｎ、ＧＫＬとＡＩについて記したが、本発
明の適用範囲はこれらの不純物に限定されるものではな
く、ｎ型不純物としては、ＬｉＮ２Ｌ Ｋ、Ｒｈ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂなどの通常のｎ型
不純物のうちの任意の可能な組み合わせに於いて全く同
様の効果があることは自明であり、同様にｎ型不純物と
しても、ＡＩ、 Ｇａ、Ｉｎ、Ｔ１．Ｃ１，Ｆ、Ｂｒ、
Ｉ。
中のＡＩとＩｎ、ＧＫＬとＡＩについて記したが、本発
明の適用範囲はこれらの不純物に限定されるものではな
く、ｎ型不純物としては、ＬｉＮ２Ｌ Ｋ、Ｒｈ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂなどの通常のｎ型
不純物のうちの任意の可能な組み合わせに於いて全く同
様の効果があることは自明であり、同様にｎ型不純物と
しても、ＡＩ、 Ｇａ、Ｉｎ、Ｔ１．Ｃ１，Ｆ、Ｂｒ、
Ｉ。
Ｓｉなどの通常のｎ型不純物のうちの任意の可能な組み
合わせに於いても全く同様の効果がある。
合わせに於いても全く同様の効果がある。
又、Ｚｎ、Ｓ、ＺｎＴｅ中における不純物添加も上記Ｚ
ｎ５ｅに添加する不純物と同様のものを用いることがで
きる。
ｎ５ｅに添加する不純物と同様のものを用いることがで
きる。
（ト）発明の効果
本発明を適用した以上の各実施例からも明らかであるよ
うに、本発明の特徴である２種類以上の同種伝導型不純
物を薄層中に交互に積層して添加することにより、ｐ型
あるいはｎ型のエピタキシャル層中に生ずる不純物添加
により生ずる格子欠陥を極小に低減することが可能とな
り、高品質のｐ型ならびにｎ型エピタキシャル半導体を
得ることができ、特にＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ｐｎ接
合型発光素子の室温における高輝度青色発光を中心とす
る可視、紫外の短波長光の高効率発光を実現させること
ができた。
うに、本発明の特徴である２種類以上の同種伝導型不純
物を薄層中に交互に積層して添加することにより、ｐ型
あるいはｎ型のエピタキシャル層中に生ずる不純物添加
により生ずる格子欠陥を極小に低減することが可能とな
り、高品質のｐ型ならびにｎ型エピタキシャル半導体を
得ることができ、特にＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ｐｎ接
合型発光素子の室温における高輝度青色発光を中心とす
る可視、紫外の短波長光の高効率発光を実現させること
ができた。
本発明によって製造が可能となる新蜆な■−■族化合物
半導体接合素子は、既に詳しく説明した通り従来素子の
抱えている本質的な問題点を克服することを通じて、多
（の実施例で示した通り、安定かつ再現性のある高輝度
青色発光ダイオードを初めとする短波長（青色〜紫外）
光の高輝度発光素子の実現を可能にし、青色光レーザー
から紫外光レーザーまでに及ぶオプトエレクトロニクス
分野の光部品の生産上ならびに情報処理光機器の応用上
極めて有用である。
半導体接合素子は、既に詳しく説明した通り従来素子の
抱えている本質的な問題点を克服することを通じて、多
（の実施例で示した通り、安定かつ再現性のある高輝度
青色発光ダイオードを初めとする短波長（青色〜紫外）
光の高輝度発光素子の実現を可能にし、青色光レーザー
から紫外光レーザーまでに及ぶオプトエレクトロニクス
分野の光部品の生産上ならびに情報処理光機器の応用上
極めて有用である。
第１図は本発明の原理を示す構成説明図、第２図、第３
図、第４図、第５図、ならびに第６図はそれぞれこの発
明の第１の実施例、第２の実施例、第３の実施例、第４
の実施例ならびに第５の実施例を示す構成説明図、第７
図、第８図は従来例を示す構成説明図である。 ｌ・・・・・・Ｚｎ５ｅ ２・・・・・・Ｚｎ５ｅ ３・・・・・・Ｚｎ５ｅ ４・・・・・・Ｚｎ５ｅ ５・・・・・・Ｚｎ５ｅ ６・・・・・・Ｚｎ５ｅ ７・・・・・・Ｚｎ５ｅ ８・・・・・・Ｚｎ５ｅ ９・・・・・・Ｚｎ５ｅ ３１・・・・・・ＺｎＳ ３２・・・・・・ＺｎＳ ３３・・・・・・ＺｎＳ ４０・・・・・・ＺｎＳ 人層、 （１００）基板、 Ｇａ導電層、 二Ｇａ発光層、 ・Ｎ（５ｎｍ厚）薄膜、 ：Ａｓ（５ｎｍ厚）薄膜、 ：Ｎ／Ａｓ （５ｎｍ１５ｎｍ）対薄膜、：Ｎ（５ｎｍ
厚）薄膜、 ：Ａｓ （５ｎｍ厚）薄膜、 ：Ｎ／Ａｓ （５ｎｍ１５ｎｍ対薄膜）、ｅ＋Ｎ（５ｎ
ｍ厚）薄膜、 ｅ ：Ａｓ （５ｎｍ厚）薄膜、 ｅ ： Ｎ／Ａ ｓ （５ｎｍ／ ５ ｎｍ）対薄膜・
ｅ ： Ｎ／／Ａ ｓ （５ｎｍ／ ５ ｎｍ）電流注
４ｌ−−Ａ Ｉ −１ｎ−Ｇａ金属（負）電極、４２・
・・・・・Ａｕ金属（正）電極、５０−Ｇ ｉＡ ｓ
（１００）基板、５１−＝ＺｎＳｘＳｅ＋−ｘ（ｘ＝０
．０５）エピタキシャル層、５２−−ＺｎＳ／ＺｎＳ
ｅ ： Ａ ｌ （５ｎｍ１５ ｎｍ）１０ Ｉｉ
ｎ型層、 ５３・・・・Ｚｎ５ｅ ：Ａ１／／Ｉｎ （５ｎ１５ｎ
）ｎ型導電層、 ５４−・Ｚｎ５ｅ ：Ａｌ／／Ｉｎ （５ｎ１５ｎ）ｎ
型発光層、 ５５−Ｚｎ５ｅ ：Ｎ／／Ｓｂ （５ｎ１５ｎ）ｐ型注
入層、９０−・＝ＺｎＳｅ （１００）基板、９１・・
・・・・ｎ型Ｚｎ５ｅ ：Ｇａエピタキシャル導電層、
９２−ｎｆｆｉＺｎｓｅ ：Ｇａ発光層、９３−ｐＷＺ
ｎ Ｓ ｅ Ｎ／／Ａ ｓ電流注入層、９４−−−・
ｐ型Ｚｎ５ｅ：Ｎ薄層、 ９５−＝−ｐ型Ｚｎ５ｅ ：Ａｓ薄層、９６・・・・・
Ａ１１［極、 ９７・・・・・・Ａｕ電極、 ００・・・・・ＺｎＳ （１００）基板、０ｌ−＝Ｚｎ
Ｓ／Ｚｎ５ｅ ｎ型層、０２・・・・・Ｚｎ５ｅ ：
Ｇａ／／Ａｔ ｎ型導電層、０３・−・・Ｚｎ５ｅ：
Ｇａ／／Ａｔ ｎ型発光層、０４・・ Ｚｎ５ｅ ：
Ｐ／／Ｓｂ ｐ型発光層、１Ｏ−−ＺｎＳ （１００
）基板、 ２・・・・・・ＺｎＳ ：Ａ１導電層、１２・・・・・
・Ｚ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｔ ｅ超格子導電層、１３
−＝ＺｎＴｅ ：Ｇｉ／／Ａｌ ｎ型厚Ｔ！１層、１
４−ＺｎＴｅ：Ｇａ／／Ａｌ ｎ型発光層、１５・・
・・・ＺｎＴａ：Ｐ／／Ｓｂ Ｉ）型発光層、２Ｏ−
−ＺｎＴｅ （１００）基板、 ２１・・・・・・ＺｎＴｅ：Ｐ導電層、２２・・・・・
・ＺｎＴｅ：Ｐ発光層、２３・・・・・ＺｎＴｅ ：Ａ
Ｉ／／Ｇａ ｎ型注入層。 第４ 図 第６図 １７図 第８図
図、第４図、第５図、ならびに第６図はそれぞれこの発
明の第１の実施例、第２の実施例、第３の実施例、第４
の実施例ならびに第５の実施例を示す構成説明図、第７
図、第８図は従来例を示す構成説明図である。 ｌ・・・・・・Ｚｎ５ｅ ２・・・・・・Ｚｎ５ｅ ３・・・・・・Ｚｎ５ｅ ４・・・・・・Ｚｎ５ｅ ５・・・・・・Ｚｎ５ｅ ６・・・・・・Ｚｎ５ｅ ７・・・・・・Ｚｎ５ｅ ８・・・・・・Ｚｎ５ｅ ９・・・・・・Ｚｎ５ｅ ３１・・・・・・ＺｎＳ ３２・・・・・・ＺｎＳ ３３・・・・・・ＺｎＳ ４０・・・・・・ＺｎＳ 人層、 （１００）基板、 Ｇａ導電層、 二Ｇａ発光層、 ・Ｎ（５ｎｍ厚）薄膜、 ：Ａｓ（５ｎｍ厚）薄膜、 ：Ｎ／Ａｓ （５ｎｍ１５ｎｍ）対薄膜、：Ｎ（５ｎｍ
厚）薄膜、 ：Ａｓ （５ｎｍ厚）薄膜、 ：Ｎ／Ａｓ （５ｎｍ１５ｎｍ対薄膜）、ｅ＋Ｎ（５ｎ
ｍ厚）薄膜、 ｅ ：Ａｓ （５ｎｍ厚）薄膜、 ｅ ： Ｎ／Ａ ｓ （５ｎｍ／ ５ ｎｍ）対薄膜・
ｅ ： Ｎ／／Ａ ｓ （５ｎｍ／ ５ ｎｍ）電流注
４ｌ−−Ａ Ｉ −１ｎ−Ｇａ金属（負）電極、４２・
・・・・・Ａｕ金属（正）電極、５０−Ｇ ｉＡ ｓ
（１００）基板、５１−＝ＺｎＳｘＳｅ＋−ｘ（ｘ＝０
．０５）エピタキシャル層、５２−−ＺｎＳ／ＺｎＳ
ｅ ： Ａ ｌ （５ｎｍ１５ ｎｍ）１０ Ｉｉ
ｎ型層、 ５３・・・・Ｚｎ５ｅ ：Ａ１／／Ｉｎ （５ｎ１５ｎ
）ｎ型導電層、 ５４−・Ｚｎ５ｅ ：Ａｌ／／Ｉｎ （５ｎ１５ｎ）ｎ
型発光層、 ５５−Ｚｎ５ｅ ：Ｎ／／Ｓｂ （５ｎ１５ｎ）ｐ型注
入層、９０−・＝ＺｎＳｅ （１００）基板、９１・・
・・・・ｎ型Ｚｎ５ｅ ：Ｇａエピタキシャル導電層、
９２−ｎｆｆｉＺｎｓｅ ：Ｇａ発光層、９３−ｐＷＺ
ｎ Ｓ ｅ Ｎ／／Ａ ｓ電流注入層、９４−−−・
ｐ型Ｚｎ５ｅ：Ｎ薄層、 ９５−＝−ｐ型Ｚｎ５ｅ ：Ａｓ薄層、９６・・・・・
Ａ１１［極、 ９７・・・・・・Ａｕ電極、 ００・・・・・ＺｎＳ （１００）基板、０ｌ−＝Ｚｎ
Ｓ／Ｚｎ５ｅ ｎ型層、０２・・・・・Ｚｎ５ｅ ：
Ｇａ／／Ａｔ ｎ型導電層、０３・−・・Ｚｎ５ｅ：
Ｇａ／／Ａｔ ｎ型発光層、０４・・ Ｚｎ５ｅ ：
Ｐ／／Ｓｂ ｐ型発光層、１Ｏ−−ＺｎＳ （１００
）基板、 ２・・・・・・ＺｎＳ ：Ａ１導電層、１２・・・・・
・Ｚ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｔ ｅ超格子導電層、１３
−＝ＺｎＴｅ ：Ｇｉ／／Ａｌ ｎ型厚Ｔ！１層、１
４−ＺｎＴｅ：Ｇａ／／Ａｌ ｎ型発光層、１５・・
・・・ＺｎＴａ：Ｐ／／Ｓｂ Ｉ）型発光層、２Ｏ−
−ＺｎＴｅ （１００）基板、 ２１・・・・・・ＺｎＴｅ：Ｐ導電層、２２・・・・・
・ＺｎＴｅ：Ｐ発光層、２３・・・・・ＺｎＴｅ ：Ａ
Ｉ／／Ｇａ ｎ型注入層。 第４ 図 第６図 １７図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、化合物半導体基板上に少なくとも複数のエピタキシ
ャル層を積層し、発光素子部を構成するII−VI族化合物
接合型発光素子に於いて、エピタキシャル層が、特定伝
導型の２種以上の不純物元素を用いて不純物添加された
薄層が交互に積層されたことにより構成されてなること
を特徴とする化合物半導体発光素子。 ２、ｐ型エピタキシャル層に添加される不純物元素が、
窒素（Ｎ）、燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、リウチム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウ
ム（Ｋ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）から選
ばれたｐ型不純物であり、上記ｐ型エピタキシャル層が
、化合物半導体基板あるいはｎ型エピタキシャル層上に
、該選択された複数の不純物元素が添加された薄層が交
互に順次堆積、積層されてなる請求項１記載の化合物半
導体発光素子。 ３、ｎ型エピタキシャル層に添加される不純物元素が、
アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム
（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃ
ｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シリコン（Ｓｉ）
、ゲルマニウム（Ｇｅ）より選ばれたｎ型不純物元素で
あり、上記ｎ型エピタキシャル層が、ｐ型エピタキシャ
ル層あるいは化合物半導体基板上に、該選択された複数
の不純物元素が添加された薄層が交互に順次堆積、積層
されてなる請求項１記載の化合物半導体発光素子。 ４、ｐ型エピタキシャル層に添加される不純物元素が窒
素（Ｎ）を含むｐ型不純物元素である場合に、エピタキ
シャル成長に於いて、窒素ラジカルビーム源を用いるこ
とにより予め窒素原子添加薄層が形成され、続いて窒素
元素以外から選ばれたｐ型不純物元素が添加された薄層
が堆積され、以下各層が積層されてなる窒素添加ｐ型エ
ピタキシャル層を有する請求項２記載の化合物半導体発
光素子。 ５、化合物半導体基板および発光素子部間に、化合物半
導体基板の結晶とエピタキシャル層の結晶間の格子整合
が上記基板上に形成された上記基板の格子と整合の取れ
たII−VI族化合物半導体超格子層からなる緩衝層を介在
してなる請求項１記載の化合物半導体発光素子。 ６、化合物半導体基板および発光素子部間に、化合物半
導体基板の結晶とエピタキシャル層の結晶間の格子整合
が上記基板の結晶と上記エピタキシャル層の結晶の組成
からなる超格子で形成されており、該超格子に対する上
記基板の結晶組成と上記エピタキシャル層の結晶組成と
の層厚が整数比であり、かつ該整数比が逆数になるよう
に選ばれた２種類の異なる薄層複合層の組み合わせから
なる構成を有し、上記基板の結晶上では上記基板の結晶
組成超格子の層厚の大きい複合層の数が大であり、上記
エピタキシャル層下では、該組成超格子の層厚の大きい
複合層の数が大となるよう上記基板上に該複合層数が順
次増加／減少するように配設されたバッファー層を有す
る請求項１記載の化合物半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20485390A JP2653904B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | 化合物半導体発光素子 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20485390A JP2653904B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | 化合物半導体発光素子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0487382A true JPH0487382A (ja) | 1992-03-19 |
| JP2653904B2 JP2653904B2 (ja) | 1997-09-17 |
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| JP20485390A Expired - Fee Related JP2653904B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | 化合物半導体発光素子 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2653904B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6089840A (en) * | 1997-12-03 | 2000-07-18 | Sanden Corporation | Scroll compressor in which an eccentric bush is radially movable with being guided by a guide pin |
| JP2004349584A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子 |
| JP2007036300A (ja) * | 2006-11-13 | 2007-02-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子、およびコンタクトを形成する方法 |
| JP2009088248A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Saga Univ | 半導体装置及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03278484A (ja) * | 1989-08-07 | 1991-12-10 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP20485390A patent/JP2653904B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPH03278484A (ja) * | 1989-08-07 | 1991-12-10 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
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| JP2009088248A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Saga Univ | 半導体装置及びその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2653904B2 (ja) | 1997-09-17 |
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