JPH05343743A - ＺｎＳｅ発光素子 - Google Patents
ＺｎＳｅ発光素子Info
- Publication number
- JPH05343743A JPH05343743A JP14433392A JP14433392A JPH05343743A JP H05343743 A JPH05343743 A JP H05343743A JP 14433392 A JP14433392 A JP 14433392A JP 14433392 A JP14433392 A JP 14433392A JP H05343743 A JPH05343743 A JP H05343743A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- light emitting
- substrate
- molecules
- nitrogen
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 発光効率の高いＺｎＳｅ発光素子を提供す
る。 【構成】 発光素子に不純物としてＣｌとＬｉの両者を
含むｎ型ＺｎＳｅ層を用いる。添加不純物濃度はＣｌモ
ル濃度≧Ｌｉモル濃度の関係にあり、ｎ型ＺｎＳｅ層は
分子線エピタキシャル法などにより形成される。チャン
バ１内の中心に（１００）面を主面とするＧａＡｓ基板
６を乗せる支持台７が配置され、その前にシャッタがあ
る。チャンバ内を高真空に保持し、基板６を６１５℃に
加熱して表面を清浄化した後、所定温度２５０〜４５０
℃に保持する。次いでＺｎ用セル２，Ｓｅ用セル３，Ｌ
ｉ用セル４及びＣｌ用セル５を所望の分子線量になるよ
う加熱し、各セルから各分子を蒸発させ、基板主面上に
ＬｉとＣｌを含むｎ型ＺｎＳｅ層を形成する。Ｃｌの近
傍にあるＺｎ格子点に空孔が生成することによる深いエ
ネルギ準位の発生をＬｉの存在により阻止できるため、
青色発光強度が非常に強くなる。
る。 【構成】 発光素子に不純物としてＣｌとＬｉの両者を
含むｎ型ＺｎＳｅ層を用いる。添加不純物濃度はＣｌモ
ル濃度≧Ｌｉモル濃度の関係にあり、ｎ型ＺｎＳｅ層は
分子線エピタキシャル法などにより形成される。チャン
バ１内の中心に（１００）面を主面とするＧａＡｓ基板
６を乗せる支持台７が配置され、その前にシャッタがあ
る。チャンバ内を高真空に保持し、基板６を６１５℃に
加熱して表面を清浄化した後、所定温度２５０〜４５０
℃に保持する。次いでＺｎ用セル２，Ｓｅ用セル３，Ｌ
ｉ用セル４及びＣｌ用セル５を所望の分子線量になるよ
う加熱し、各セルから各分子を蒸発させ、基板主面上に
ＬｉとＣｌを含むｎ型ＺｎＳｅ層を形成する。Ｃｌの近
傍にあるＺｎ格子点に空孔が生成することによる深いエ
ネルギ準位の発生をＬｉの存在により阻止できるため、
青色発光強度が非常に強くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＺｎＳｅ発光素子に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】ＺｎＳｅは室温で約２．７ｅＶのバンド
ギャップと、直接遷移型のバンド構造を持つことから、
発光ダイオード等の発光素子の材料として注目されてい
る。
ギャップと、直接遷移型のバンド構造を持つことから、
発光ダイオード等の発光素子の材料として注目されてい
る。
【０００３】特に、最近ではダイオードレーザにＺｎＳ
ｅを用いる研究開発が活発に進められている。例えば、
雑誌「Ｏ ＰＬＵＳ Ｅ」の１９９１年１２月号の第１
１８頁乃至１２４頁に記載されている。
ｅを用いる研究開発が活発に進められている。例えば、
雑誌「Ｏ ＰＬＵＳ Ｅ」の１９９１年１２月号の第１
１８頁乃至１２４頁に記載されている。
【０００４】ところで、ｎ型ＺｎＳｅ層は、ドーパント
して一般にＣｌ（塩素）がドープされていたが、発光ダ
イオード、ダイオードレーザ等の発光素子の発光効率が
悪いと言った問題があった。このように発光効率が悪く
なるのは、前記Ｃｌの近傍にあるべきＺｎの位置に空孔
子が形成されてなるデープレベルが発生するためと考え
られる。
して一般にＣｌ（塩素）がドープされていたが、発光ダ
イオード、ダイオードレーザ等の発光素子の発光効率が
悪いと言った問題があった。このように発光効率が悪く
なるのは、前記Ｃｌの近傍にあるべきＺｎの位置に空孔
子が形成されてなるデープレベルが発生するためと考え
られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
点を鑑み成されたものであり、高発光効率のＺｎＳｅ発
光素子を提供することを目的する。
点を鑑み成されたものであり、高発光効率のＺｎＳｅ発
光素子を提供することを目的する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＺｎＳｅ発光素
子は、不純物としてＣｌとＬｉを含むｎ型ＺｎＳｅ層を
用いたことを特徴とする。
子は、不純物としてＣｌとＬｉを含むｎ型ＺｎＳｅ層を
用いたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】ｎ型ＺｎＳｅ層のドーパントがＣｌとＬｉであ
ると、前記Ｃｌの近傍にあるべきＺｎの位置に空孔子が
形成されてなるデープレベルの発生をＬｉにより阻止で
きると考えられ、発光素子の発光効率が向上する。
ると、前記Ｃｌの近傍にあるべきＺｎの位置に空孔子が
形成されてなるデープレベルの発生をＬｉにより阻止で
きると考えられ、発光素子の発光効率が向上する。
【０００８】
【実施例】本発明のＺｎＳｅ発光素子に係る一実施例に
ついて図を参照しつつ説明する。
ついて図を参照しつつ説明する。
【０００９】本実施例のＺｎＳｅ発光素子で用いるｎ型
ＺｎＳｅ層はドーパント（不純物）がＣｌ（塩素）とＬ
ｉ（リチウム）であり、該Ｌｉは斯るｎ型ＺｎＳｅ層が
半絶縁性半導体にならない程度に添加されている。即
ち、このｎ型ＺｎＳｅ層中のドーパントであるＣｌ及び
Ｌｉの濃度は、Ｃｌのモル濃度≧Ｌｉのモル濃度の関係
にある。
ＺｎＳｅ層はドーパント（不純物）がＣｌ（塩素）とＬ
ｉ（リチウム）であり、該Ｌｉは斯るｎ型ＺｎＳｅ層が
半絶縁性半導体にならない程度に添加されている。即
ち、このｎ型ＺｎＳｅ層中のドーパントであるＣｌ及び
Ｌｉの濃度は、Ｃｌのモル濃度≧Ｌｉのモル濃度の関係
にある。
【００１０】このｎ型ＺｎＳｅ層は図１に示す例えばＭ
ＢＥ（分子線エピタキシャル）装置を用いて形成され
る。
ＢＥ（分子線エピタキシャル）装置を用いて形成され
る。
【００１１】図１において、１はチャンバー、２はＺｎ
用分子線蒸発源セル、３はＳｅ用分子線蒸発源セル、４
はＬｉ用分子線蒸発源セル、５はＣｌ用分子線蒸発源セ
ルである。前記Ｚｎ用セル２、Ｓｅ用セル３、Ｌｉ用セ
ル４、及び前記Ｃｌ用セル５には、それぞれ原料Ｚｎ
（純度：９９．９９９９％以上）、原料Ｓｅ（純度：９
９．９９９９％以上）、原料Ｌｉ（純度：９９．９％以
上）、及び原料ＺｎＣｌ 2（純度：９９．９９９％以
上）が充填されている。
用分子線蒸発源セル、３はＳｅ用分子線蒸発源セル、４
はＬｉ用分子線蒸発源セル、５はＣｌ用分子線蒸発源セ
ルである。前記Ｚｎ用セル２、Ｓｅ用セル３、Ｌｉ用セ
ル４、及び前記Ｃｌ用セル５には、それぞれ原料Ｚｎ
（純度：９９．９９９９％以上）、原料Ｓｅ（純度：９
９．９９９９％以上）、原料Ｌｉ（純度：９９．９％以
上）、及び原料ＺｎＣｌ 2（純度：９９．９９９％以
上）が充填されている。
【００１２】前記各セル２、３、４、５の出射口の前部
には、図示しないがそれぞれセルシャッタが設けられて
いる。
には、図示しないがそれぞれセルシャッタが設けられて
いる。
【００１３】前記チャンバー１内の中心部には一主面が
（１００）面であるＧａＡｓ基板６を支持する支持台７
が配置されている。そして、前記支持台７の前部に図示
しないメインシャッタが配置されている。
（１００）面であるＧａＡｓ基板６を支持する支持台７
が配置されている。そして、前記支持台７の前部に図示
しないメインシャッタが配置されている。
【００１４】以下、図１を用いて斯るｎ型ＺｎＳｅ層の
成長方法を説明する。
成長方法を説明する。
【００１５】最初に、前記基板６を化学的に表面を洗浄
した後、前記チャンバー１内に（１００）面が表になる
ように支持台７に配置する。その後、チャンバー１内を
例えば１０-9ｔｏｒｒ以下の真空に保持する。
した後、前記チャンバー１内に（１００）面が表になる
ように支持台７に配置する。その後、チャンバー１内を
例えば１０-9ｔｏｒｒ以下の真空に保持する。
【００１６】次に、前記基板６を６１５℃で２０分加熱
して、該基板６の表面の清浄化を行った後、該基板を所
定の基板温度（望ましくは２５０℃〜４５０℃）に保持
する。
して、該基板６の表面の清浄化を行った後、該基板を所
定の基板温度（望ましくは２５０℃〜４５０℃）に保持
する。
【００１７】その後、Ｚｎ用セル２、Ｓｅ用セル３、Ｌ
ｉ用セル４、及びＣｌ用セル５を所望の分子線量になる
様に加熱保持して、各セルよりそれぞれＺｎ分子、Ｓｅ
分子、Ｌｉ分子、及びＣｌ分子を蒸発させる。
ｉ用セル４、及びＣｌ用セル５を所望の分子線量になる
様に加熱保持して、各セルよりそれぞれＺｎ分子、Ｓｅ
分子、Ｌｉ分子、及びＣｌ分子を蒸発させる。
【００１８】そして、前記Ｚｎ分子の分子線、Ｓｅ分子
の分子線、Ｌｉ分子の分子線、及びＣｌ分子の分子線
を、前記基板６の（１００）面上に照射して、Ｌｉ及び
Ｃｌドープのｎ型ＺｎＳｅ層を形成する。
の分子線、Ｌｉ分子の分子線、及びＣｌ分子の分子線
を、前記基板６の（１００）面上に照射して、Ｌｉ及び
Ｃｌドープのｎ型ＺｎＳｅ層を形成する。
【００１９】以下に、一具体例を示す。
【００２０】基板温度は３２０℃程度、Ｚｎ用セル２
（加熱温度：３００℃程度）からのＺｎ分子線量は１×
１０-7ｔｏｒｒ程度、Ｓｅ用セル３（加熱温度：１２０
℃程度）からのＳｅ分子線量は４×１０-7ｔｏｒｒ程度
であり、Ｌｉ用セル４の加熱温度は２２０℃、Ｃｌ用セ
ル５の加熱温度は５０℃である。
（加熱温度：３００℃程度）からのＺｎ分子線量は１×
１０-7ｔｏｒｒ程度、Ｓｅ用セル３（加熱温度：１２０
℃程度）からのＳｅ分子線量は４×１０-7ｔｏｒｒ程度
であり、Ｌｉ用セル４の加熱温度は２２０℃、Ｃｌ用セ
ル５の加熱温度は５０℃である。
【００２１】図２は上述のようにしてＧａＡｓ基板６上
にエピタキシャル成長させた本実施例のｎ型ＺｎＳｅ層
の温度１６Ｋにおけるフォトルミネッセンススペクトル
（ＰＬスペクトル）の一例を示す。又、図３及び図４に
斯る実施例のドーパントであるＣｌとＬｉの代わりにド
ーパントとしてそれぞれＣｌのみ、Ｌｉのみ用いた点以
外は同様の成長条件である比較例の温度１６Ｋにおける
フォトルミネッセンススペクトルを示す。尚、本実施例
と比較例のフォトルミネッセンススペクトルはＨｅ−Ｃ
ｄレーザ装置の波長３２５ｎｍレーザ光により励起した
ものであり、また図３、図４の縦軸はそれぞれ図２の縦
軸の３０倍、３００倍である。
にエピタキシャル成長させた本実施例のｎ型ＺｎＳｅ層
の温度１６Ｋにおけるフォトルミネッセンススペクトル
（ＰＬスペクトル）の一例を示す。又、図３及び図４に
斯る実施例のドーパントであるＣｌとＬｉの代わりにド
ーパントとしてそれぞれＣｌのみ、Ｌｉのみ用いた点以
外は同様の成長条件である比較例の温度１６Ｋにおける
フォトルミネッセンススペクトルを示す。尚、本実施例
と比較例のフォトルミネッセンススペクトルはＨｅ−Ｃ
ｄレーザ装置の波長３２５ｎｍレーザ光により励起した
ものであり、また図３、図４の縦軸はそれぞれ図２の縦
軸の３０倍、３００倍である。
【００２２】本実施例である図２から、波長４６０ｎｍ
付近の青色発光が強く、この強度は図３と図４にそれぞ
れ示すＣｌ、Ｌｉドープのみのものに比べて、それぞれ
約１００倍、２００倍であり、また波長５６０ｎｍ付近
の前記デープレベルに起因するＳＡ発光は弱いことが判
る。
付近の青色発光が強く、この強度は図３と図４にそれぞ
れ示すＣｌ、Ｌｉドープのみのものに比べて、それぞれ
約１００倍、２００倍であり、また波長５６０ｎｍ付近
の前記デープレベルに起因するＳＡ発光は弱いことが判
る。
【００２３】また、比較例であるＣｌドープのものを示
す図３から、波長５６０ｎｍ付近にＣｌの近傍にあるべ
きＺｎの位置に空孔子が形成されてなるデープレベルに
起因するＳＡ発光が強いことが判る。
す図３から、波長５６０ｎｍ付近にＣｌの近傍にあるべ
きＺｎの位置に空孔子が形成されてなるデープレベルに
起因するＳＡ発光が強いことが判る。
【００２４】上述したように、ドーパントとしてＣｌと
Ｌｉ（Ｃｌのモル濃度≧Ｌｉのモル濃度）の両方を用い
るｎ型ＺｎＳｅ層は、ドーパントとしてＣｌのみを用い
るｎ型ＺｎＳｅ層、またＬｉのみを用いる半絶縁制半導
体（室温）であるＺｎＳｅ層に比べて、青色発光強度が
非常に強くなる。また、前記デープレベルに起因するＳ
Ａ発光も弱くなることが判る。
Ｌｉ（Ｃｌのモル濃度≧Ｌｉのモル濃度）の両方を用い
るｎ型ＺｎＳｅ層は、ドーパントとしてＣｌのみを用い
るｎ型ＺｎＳｅ層、またＬｉのみを用いる半絶縁制半導
体（室温）であるＺｎＳｅ層に比べて、青色発光強度が
非常に強くなる。また、前記デープレベルに起因するＳ
Ａ発光も弱くなることが判る。
【００２５】このように、青色発光の強度（発光効率）
が向上するのは、前記Ｃｌの近傍にあるべきＺｎの位置
に空孔子が形成されてなるデープレベルの発生を阻止で
きたためと考えられる。
が向上するのは、前記Ｃｌの近傍にあるべきＺｎの位置
に空孔子が形成されてなるデープレベルの発生を阻止で
きたためと考えられる。
【００２６】上記実施例では、ＧａＡｓ基板上にｎ型Ｚ
ｎＳｅ層が形成され、光励起により青色発光を行う青色
発光素子について述べたが、本実施例のｎ型ＺｎＳｅ層
とｐ型ＺｎＳｅ層とがｐｎ接合してなる発光ダイオー
ド、ダイオードレーザ等の発光素子に用いても、発光効
率が向上する。
ｎＳｅ層が形成され、光励起により青色発光を行う青色
発光素子について述べたが、本実施例のｎ型ＺｎＳｅ層
とｐ型ＺｎＳｅ層とがｐｎ接合してなる発光ダイオー
ド、ダイオードレーザ等の発光素子に用いても、発光効
率が向上する。
【００２７】ところで、発光ダイオード、ダイオードレ
ーザ等の発光素子に用いるｐ型ＺｎＳｅ層の形成方法と
しては、ＭＢＥ法（分子線エピタキシャル法）を用いて
亜鉛（Ｚｎ）分子線、セレン（Ｓｅ）分子線、及び窒素
（Ｎ2）分子線を照射し、ＺｎＳｅ層に窒素をドープす
る方法が知られている。しかしながら、この方法では窒
素分子のＺｎＳｅへの付着係数が小さく、ＺｎＳｅ結晶
中に窒素を殆ど取り込めなかった。また、窒素よりも反
応性の高いアンモニア（ＮＨ3）を用いた斯る方法でも
ＺｎＳｅ結晶中に窒素を殆ど取り込むことができなかっ
た。
ーザ等の発光素子に用いるｐ型ＺｎＳｅ層の形成方法と
しては、ＭＢＥ法（分子線エピタキシャル法）を用いて
亜鉛（Ｚｎ）分子線、セレン（Ｓｅ）分子線、及び窒素
（Ｎ2）分子線を照射し、ＺｎＳｅ層に窒素をドープす
る方法が知られている。しかしながら、この方法では窒
素分子のＺｎＳｅへの付着係数が小さく、ＺｎＳｅ結晶
中に窒素を殆ど取り込めなかった。また、窒素よりも反
応性の高いアンモニア（ＮＨ3）を用いた斯る方法でも
ＺｎＳｅ結晶中に窒素を殆ど取り込むことができなかっ
た。
【００２８】このようにｐ型ＺｎＳｅ層中の窒素を高濃
度にできないため、発光ダイオード、ダイオードレーザ
等の発光素子の発光効率が悪いと言った問題もあった。
度にできないため、発光ダイオード、ダイオードレーザ
等の発光素子の発光効率が悪いと言った問題もあった。
【００２９】ＺｎＳｅ結晶中の窒素を高濃度にドープす
るために、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔ
ｅｒ Ｖｏｌ．４９，ｐ１３４８〜ｐ１３５０（１９８
６）に記載されているような窒素イオンドーピングやＡ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ Ｖｏ
ｌ．５７，ｐ２１２７〜ｐ２１２９（１９９０）に記載
されているような窒素原子ドーピングが行われている。
これらの窒素イオンドーピングや窒素ドーピングはＺｎ
Ｓｅへの付着係数が向上するものの、窒素イオンや窒素
原子を生成するために複雑な機構が必要であり、特に窒
素イオンドーピングの場合には、照射損傷のためにｐ型
ＺｎＳｅ層の結晶性の低下が著しかった。
るために、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔ
ｅｒ Ｖｏｌ．４９，ｐ１３４８〜ｐ１３５０（１９８
６）に記載されているような窒素イオンドーピングやＡ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ Ｖｏ
ｌ．５７，ｐ２１２７〜ｐ２１２９（１９９０）に記載
されているような窒素原子ドーピングが行われている。
これらの窒素イオンドーピングや窒素ドーピングはＺｎ
Ｓｅへの付着係数が向上するものの、窒素イオンや窒素
原子を生成するために複雑な機構が必要であり、特に窒
素イオンドーピングの場合には、照射損傷のためにｐ型
ＺｎＳｅ層の結晶性の低下が著しかった。
【００３０】窒素を高濃度にドープできるｐ型ＺｎＳｅ
層の成長方法を本願出願人は見い出した。図５は斯る方
法で用いられるＭＢＥ装置の一例の要部模式図である。
尚、図１と異なる点は、Ｌｉ用セル４及びＣｌ用セル５
を取り除いて代わりにはＮＨ 3（アンモニア）用ガスク
ラッキングセル１０４を設けた点であり、図１に対応す
る部分には同一符号を付してその説明は割愛する。
層の成長方法を本願出願人は見い出した。図５は斯る方
法で用いられるＭＢＥ装置の一例の要部模式図である。
尚、図１と異なる点は、Ｌｉ用セル４及びＣｌ用セル５
を取り除いて代わりにはＮＨ 3（アンモニア）用ガスク
ラッキングセル１０４を設けた点であり、図１に対応す
る部分には同一符号を付してその説明は割愛する。
【００３１】前記ＮＨ3用ガスクラッキングセル１０４
はＮＨ3を熱分解するための加熱機構が内蔵され、該Ｎ
Ｈ3用セル１０４にはＮＨ3供給ボンベ１０５が接続され
ている。尚、このＮＨ3用セル１０４には、Ｚｎ用セル
２及びＳｅ用セル３と同様に出射口の前方に図示しない
セルシャッタが設けられている。
はＮＨ3を熱分解するための加熱機構が内蔵され、該Ｎ
Ｈ3用セル１０４にはＮＨ3供給ボンベ１０５が接続され
ている。尚、このＮＨ3用セル１０４には、Ｚｎ用セル
２及びＳｅ用セル３と同様に出射口の前方に図示しない
セルシャッタが設けられている。
【００３２】そして、前記基板６上へのｐ型ＺｎＳｅ層
の成長は次のように行った。
の成長は次のように行った。
【００３３】最初に、前記ｎ型ＺｎＳｅ層の形成と同様
に、前記基板６を化学的に表面を洗浄した後、前記チャ
ンバー１内に（１００）面が表になるように支持台７に
配置する。その後、チャンバー１内を例えば１０-9ｔｏ
ｒｒ以下の真空に保持する。
に、前記基板６を化学的に表面を洗浄した後、前記チャ
ンバー１内に（１００）面が表になるように支持台７に
配置する。その後、チャンバー１内を例えば１０-9ｔｏ
ｒｒ以下の真空に保持する。
【００３４】次に、前記基板６を６１５℃で２０分加熱
して、該基板６の表面の洗浄化を行った後、該基板を所
定の基板温度（望ましくは２５０℃〜４５０℃）に保持
する。
して、該基板６の表面の洗浄化を行った後、該基板を所
定の基板温度（望ましくは２５０℃〜４５０℃）に保持
する。
【００３５】その後、Ｚｎ用セル２、Ｓｅ用セル３を所
望の分子線量になる用に加熱保持して、各セル２、３よ
りそれぞれＺｎ分子、Ｓｅ分子を蒸発させる。
望の分子線量になる用に加熱保持して、各セル２、３よ
りそれぞれＺｎ分子、Ｓｅ分子を蒸発させる。
【００３６】一方、ＮＨ3供給ボンベ１０５よりＮＨ
3（アンモニア）ガスが前記ガスクラッキングセル１０
４に流量制御されて供給され、該ＮＨ3ガスがセル１０
４内で所望温度（望ましくは８５０℃以上、より望まし
くは９５０℃以上）で加熱分解される。
3（アンモニア）ガスが前記ガスクラッキングセル１０
４に流量制御されて供給され、該ＮＨ3ガスがセル１０
４内で所望温度（望ましくは８５０℃以上、より望まし
くは９５０℃以上）で加熱分解される。
【００３７】そして、前記Ｚｎ分子の分子線、Ｓｅ分子
の分子線、及びドーパント原料であるＮＨ3ガスが加熱
分解されてなるガス（以下、加熱分解されたＮＨ3ガス
と呼ぶ）線が、前記基板６の（１００）面上に照射され
て窒素ドープのｐ型ＺｎＳｅ層が形成される。
の分子線、及びドーパント原料であるＮＨ3ガスが加熱
分解されてなるガス（以下、加熱分解されたＮＨ3ガス
と呼ぶ）線が、前記基板６の（１００）面上に照射され
て窒素ドープのｐ型ＺｎＳｅ層が形成される。
【００３８】以下に、一具体例を示す。
【００３９】基板温度は３２０℃程度、Ｚｎ用セル２
（加熱温度：３００℃）からのＺｎ分子線量は望ましく
は（１〜２）×１０-7ｔｏｒｒ、例えば１×１０-7ｔｏ
ｒｒ程度、Ｓｅ用セル３（加熱温度：１２０℃）からの
Ｓｅ分子線量は望ましくは（２〜４）×１０-7ｔｏｒ
ｒ、例えば４×１０-7ｔｏｒｒ程度、ガスクラッキング
セル１０４からのＮＨ3ガスが９５０℃程度で加熱分解
されてなるガス線量は望ましくは２．８×１０-8〜２．
７×１０-7ｔｏｒｒ、例えば５×１０-8ｔｏｒｒ程度で
ある。
（加熱温度：３００℃）からのＺｎ分子線量は望ましく
は（１〜２）×１０-7ｔｏｒｒ、例えば１×１０-7ｔｏ
ｒｒ程度、Ｓｅ用セル３（加熱温度：１２０℃）からの
Ｓｅ分子線量は望ましくは（２〜４）×１０-7ｔｏｒ
ｒ、例えば４×１０-7ｔｏｒｒ程度、ガスクラッキング
セル１０４からのＮＨ3ガスが９５０℃程度で加熱分解
されてなるガス線量は望ましくは２．８×１０-8〜２．
７×１０-7ｔｏｒｒ、例えば５×１０-8ｔｏｒｒ程度で
ある。
【００４０】図６は上述のようにしてＧａＡｓ基板６上
にエピタキシャル成長させたｐ型ＺｎＳｅ層の温度１６
Ｋにおけるフォトルミネッセンススペクトルの一例を示
す。又、図７は斯る実施例とはＮＨ3ガスを熱分解しな
い点以外は同様の成長条件で作成した比較例の温度１６
Ｋにおけるフォトルミネッセンススペクトルを示す。
尚、これらのフォトルミネッセンススペクトルはＨｅ−
Ｃｄレーザ装置の波長３２５ｎｍレーザ光により励起し
たものである。
にエピタキシャル成長させたｐ型ＺｎＳｅ層の温度１６
Ｋにおけるフォトルミネッセンススペクトルの一例を示
す。又、図７は斯る実施例とはＮＨ3ガスを熱分解しな
い点以外は同様の成長条件で作成した比較例の温度１６
Ｋにおけるフォトルミネッセンススペクトルを示す。
尚、これらのフォトルミネッセンススペクトルはＨｅ−
Ｃｄレーザ装置の波長３２５ｎｍレーザ光により励起し
たものである。
【００４１】比較例である図７には、窒素に由来するＤ
Ａペア発光やエキシトン発光が見られないが、本実施例
の図６には、窒素に由来するＤＡペア発光８やエキシト
ン発光９が見られる。このことから、本実施例では、Ｎ
Ｈ3ガスを加熱分解してなるガスを用いることにより、
窒素のＺｅＳｅへの付着係数が増加していることが判
る。また、本実施例では、波長４６０ｎｍ付近の青色発
光強度が強くなっている事が判る。
Ａペア発光やエキシトン発光が見られないが、本実施例
の図６には、窒素に由来するＤＡペア発光８やエキシト
ン発光９が見られる。このことから、本実施例では、Ｎ
Ｈ3ガスを加熱分解してなるガスを用いることにより、
窒素のＺｅＳｅへの付着係数が増加していることが判
る。また、本実施例では、波長４６０ｎｍ付近の青色発
光強度が強くなっている事が判る。
【００４２】このように、Ｚｎ分子線及びＳｅ分子線を
照射してＺｎＳｅ層を形成する際に、アンモニア分子線
を加熱分解してなるガスを照射するので、前記ＺｎＳｅ
層への窒素の付着力が向上するので、窒素濃度を高くで
きた。また、このｐ型ＺｎＳｅ層の結晶性の劣化も抑制
できた。
照射してＺｎＳｅ層を形成する際に、アンモニア分子線
を加熱分解してなるガスを照射するので、前記ＺｎＳｅ
層への窒素の付着力が向上するので、窒素濃度を高くで
きた。また、このｐ型ＺｎＳｅ層の結晶性の劣化も抑制
できた。
【００４３】これは、ＮＨ3が熱分解してＨ、Ｈ2と活性
の高い窒素化合物または活性の高い窒素、即ち、Ｎ、Ｎ
Ｈ、ＮＨ2が発生して、これら窒素、窒素化合物がＺｅ
Ｓｅ層へ照射されるためであると考えられる。
の高い窒素化合物または活性の高い窒素、即ち、Ｎ、Ｎ
Ｈ、ＮＨ2が発生して、これら窒素、窒素化合物がＺｅ
Ｓｅ層へ照射されるためであると考えられる。
【００４４】上述では、ＧａＡｓ基板上にｐ型ＺｎＳｅ
層が形成され、光励起により青色発光を行う青色発光素
子について述べたが、ｎ型ＺｎＳｅ層、特に、前記Ｌｉ
とＣｌを含有するｎ型ＺｎＳｅ層と、ｐ型ＺｎＳｅ層が
ｐｎ接合してなる発光ダイオード、ダイオードレーザに
用いても発光効率が向上する。
層が形成され、光励起により青色発光を行う青色発光素
子について述べたが、ｎ型ＺｎＳｅ層、特に、前記Ｌｉ
とＣｌを含有するｎ型ＺｎＳｅ層と、ｐ型ＺｎＳｅ層が
ｐｎ接合してなる発光ダイオード、ダイオードレーザに
用いても発光効率が向上する。
【００４５】また、ｐ、ｎ型ＺｎＳｅ層を形成するため
の分子線の原料は、上記例に限定されず、種々の化合
物、有機金属化合物を適宜利用できる。
の分子線の原料は、上記例に限定されず、種々の化合
物、有機金属化合物を適宜利用できる。
【００４６】尚、上記ｐ、ｎ型ＺｎＳｅ層は微量のＳま
たはＴｅが含まれたものも含む。
たはＴｅが含まれたものも含む。
【００４７】また、上記例ではＧａＡｓ基板を用いた
が、ＺｎＳｅ基板の例えば（１００）面上にＺｎＳｅ層
を形成してもよく、更にＺｅＴｅ、ＺｅＳ、ＧａＰ、Ａ
ｌＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＳＴｅ、
ＺｅＳｅＴｅ、ＺｅＳｅＳＴｅ等のＺｅＳｅの格子定数
に近い格子定数をもつ遷亜鉛鉱型結晶のIII族元素とＶ
族元素の化合物、またII族元素とＶI族元素の化合物の
基板でもよい。
が、ＺｎＳｅ基板の例えば（１００）面上にＺｎＳｅ層
を形成してもよく、更にＺｅＴｅ、ＺｅＳ、ＧａＰ、Ａ
ｌＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＳＴｅ、
ＺｅＳｅＴｅ、ＺｅＳｅＳＴｅ等のＺｅＳｅの格子定数
に近い格子定数をもつ遷亜鉛鉱型結晶のIII族元素とＶ
族元素の化合物、またII族元素とＶI族元素の化合物の
基板でもよい。
【００４８】
【発明の効果】本発明のＺｎＳｅ発光素子は、ｎ型Ｚｎ
Ｓｅ層に不純物として、ＣｌとＬｉの両方を用いるの
で、発光が高効率になる。
Ｓｅ層に不純物として、ＣｌとＬｉの両方を用いるの
で、発光が高効率になる。
【図１】本発明の一実施例で用いるＭＢＥ装置の要部模
式断面図である。
式断面図である。
【図２】上記実施例に係るフォトルミネッセンススペク
トル図である。
トル図である。
【図３】比較例のフォトルミネッセンススペクトル図で
ある。
ある。
【図４】比較例のフォトルミネッセンススペクトル図で
ある。
ある。
【図５】上記実施例に係る他のＭＢＥ装置の要部模式断
面図である。
面図である。
【図６】上記実施例に係るフォトルミネッセンススペク
トル図である。
トル図である。
【図７】比較例のフォトルミネッセンススペクトル図で
ある。
ある。
２ Ｚｎ用分子線蒸発源セル ３ Ｓｅ用分子線蒸発源セル ４ Ｌｉ用分子線蒸発源セル ５ Ｃｌ用分子線蒸発源セル ６ ＧａＡｓ基板
Claims (1)
- 【請求項１】 不純物としてＣｌとＬｉを含むｎ型Ｚｎ
Ｓｅ層を用いたことを特徴とするＺｎＳｅ発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14433392A JPH05343743A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | ＺｎＳｅ発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14433392A JPH05343743A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | ＺｎＳｅ発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343743A true JPH05343743A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15359675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14433392A Pending JPH05343743A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | ＺｎＳｅ発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343743A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11566176B2 (en) | 2019-04-19 | 2023-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor nanocrystal particles and devices including the same |
-
1992
- 1992-06-04 JP JP14433392A patent/JPH05343743A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11566176B2 (en) | 2019-04-19 | 2023-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor nanocrystal particles and devices including the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6291085B1 (en) | Zinc oxide films containing P-type dopant and process for preparing same | |
| US6830949B2 (en) | Method for producing group-III nitride compound semiconductor device | |
| US7033435B2 (en) | Process for preparing p-n junctions having a p-type ZnO film | |
| JP2723227B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| USRE41310E1 (en) | Methods for growing semiconductors and devices thereof the alloy semiconductor gainnas | |
| US5100832A (en) | Process for preparing epitaxial compound semiconductor | |
| US5442201A (en) | Semiconductor light emitting device with nitrogen doping | |
| Ohno et al. | Growth of high-quality cubic ZnS crystals and their application to MIS blue light-emitting diodes | |
| Kukimoto | MOVPE growth of wide bandgap II–VI materials | |
| JPH05343743A (ja) | ＺｎＳｅ発光素子 | |
| JP3425357B2 (ja) | ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の製造方法 | |
| JPH0553759B2 (ja) | ||
| Mitsuhashi et al. | p-type carrier concentration control in lithium-doped zinc selenide grown by MOCVD | |
| JP2001226200A (ja) | 低抵抗ｐ型単結晶ＺｎＳおよびその製造方法 | |
| JP3232754B2 (ja) | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 | |
| EP0338252B1 (en) | Method for doping zinc selenide single crystal | |
| JP5076236B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| Akhekyan et al. | Single crystals of ZnSe1–xTex, Zn1–xCdxSe, and ZnxCd1–xS solid solutions for electron-beam-pumped lasers | |
| JP3083755B2 (ja) | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JP2804093B2 (ja) | 光半導体装置 | |
| JPS63303889A (ja) | 半導体結晶薄膜製造装置 | |
| JPH0831740A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JPH0669130A (ja) | ｎ型ＺｎＳｅの成長方法 | |
| JPS63303899A (ja) | 半導体の製造方法 | |
| JP3557295B2 (ja) | ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜の製造方法 |