JPH07321415A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH07321415A
JPH07321415A JP11549594A JP11549594A JPH07321415A JP H07321415 A JPH07321415 A JP H07321415A JP 11549594 A JP11549594 A JP 11549594A JP 11549594 A JP11549594 A JP 11549594A JP H07321415 A JPH07321415 A JP H07321415A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
znte
compound semiconductor
semiconductor device
side electrode
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
Application number
JP11549594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Ukita
昌一 浮田
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11549594A priority Critical patent/JPH07321415A/en
Publication of JPH07321415A publication Critical patent/JPH07321415A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a II-VI compound semiconductor device in which the resistance of a p-side electrode part is lowered and which can be operated at a low voltage and a low power consumption by a method wherein the p-side electrode part is formed in such a way that a ZnTexSe1-x layer and a ZnTe layer are laminated and that a metal electrode is constituted on them so as to come into ohmic contact. CONSTITUTION:A p-side electrode part 21 with reference to a II-VI compound semiconductor element is constituted of a ZnTexSe1-x layer 22 on the II-VI compound semiconductor element 13, of a ZnTe layer 23 on it and of a metal electrode 9 which comes into ohmic contact with the ZnTe layer 23. Holes which are injected into the ZnTe layer 23 from the metal electrode 9 are injected into the II-VI compound semiconductor element 13 via a trap level due to Te existing in the ZnTexSe1-x layer 22. That is to say, since the ZnTexSe1-x layer 22 is interposed between the semiconductor element 13 and the ZnTe layer 23, a barrier with reference to the holes becomes low and thin, and the tunneling probability of the holes is increased. Consequently, an ohmic characteristic in the p-side electrode part 21 becomes good.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、II−VI族化合物半導体
による半導体装置、例えばII−VI族化合物半導体発光素
子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device using a II-VI group compound semiconductor, for example, a II-VI group compound semiconductor light emitting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ光によって記録あるいは再生、も
しくはその双方を行う例えば光磁気記録において、記録
密度の向上からその光源のレーザとして、短波長例えば
青色半導体レーザを用いることの要求が高まっており、
この種の半導体レーザとしてII−VI族のZnA Mg1-A
B Se1-B 系の半導体レーザが注目されている。
2. Description of the Related Art For example, in magneto-optical recording in which recording and / or reproduction are performed by a laser beam, there is an increasing demand for using a short wavelength, for example, a blue semiconductor laser as a laser of a light source for improving recording density.
Zn A Mg 1-A Group II-VI as the semiconductor laser of this type
S B Se 1-B based semiconductor lasers are receiving attention.

【0003】このZnMgSSe系II−VI族化合物半導
体レーザは、一般にIII −V族化合物半導体の例えばG
aAs、InP等の基板上にII−VI族の各半導体層をエ
ピタキシーする構成が採られる。この場合、p型基板上
にp型のII−VI族のエピタキシャル層すなわちクラッド
層をエピタキシーして目的とする半導体レーザを構成す
ると、基板とエピタキシャル層との間に正孔に対するバ
リアが発生して動作電圧を高めることから、この種のII
−VI族化合物半導体レーザにおいては、n型基板上にII
−VI族化合物半導体層をエピタキシーして形成するとい
う構成が採られる。
This ZnMgSSe type II-VI group compound semiconductor laser is generally a III-V group compound semiconductor such as G.
A configuration is adopted in which each II-VI group semiconductor layer is epitaxy on a substrate such as aAs or InP. In this case, when a desired semiconductor laser is formed by epitaxy a p-type II-VI group epitaxial layer, that is, a cladding layer on a p-type substrate, a barrier against holes is generated between the substrate and the epitaxial layer. This kind of II from increasing the operating voltage
-In Group VI compound semiconductor lasers, II on the n-type substrate
A configuration is adopted in which the group VI compound semiconductor layer is formed by epitaxy.

【0004】したがって、この構成による場合、エピタ
キシーされたII−VI族化合物半導体層の上層、即ちいわ
ゆるキャップ層側に電極を設けたp側電極部を構成する
ことになる。
Therefore, in the case of this structure, the p-side electrode portion in which the electrode is provided on the upper layer of the epitaxied II-VI group compound semiconductor layer, that is, on the so-called cap layer side is formed.

【0005】そして、このp側電極部においても、その
コンタクト抵抗はできるだけ小さくすることが望まれ
る。これは、この電極部においてのコンタクト抵抗が大
となると、発熱によってレーザの寿命を低下させると
か、動作電圧を高める等の問題を来すことによる。
Also in the p-side electrode portion, it is desired that the contact resistance be as small as possible. This is because when the contact resistance in this electrode portion becomes large, there is a problem that the life of the laser is shortened by heat generation and the operating voltage is increased.

【0006】このII−VI族化合物半導体のZnMgSS
e系半導体レーザは、例えば図4に示すように、n型G
aAs基板1の一の面上に順次n型のZnSeバッファ
層2、n型のZnMgSSeによる第1のクラッド層
3、ZnSSeによる第1のガイド層4、ZnCdSe
活性層5、ZnSSeによる第2のガイド層6、p型の
ZnMgSSeによる第2のクラッド層7と、更に或る
場合はこれの上にバッファ効果およびクラッド効果を有
するp型のZnSSeによる中間層8を介してp型のS
を含むか含まないZnSe(以下Zn(S)Seと記
す)によるキャップ層11が形成されたII−VI族化合物
半導体素子部13を有して成る。そして、これの上にp
型のZnTe層12によるいわば電極コンタクト層がエ
ピタキシーされ、このp型のZnTe層12上に例えば
Auの合金、一例としてPd,Ptを含むAu合金によ
るp側の金属電極9がオーミックコンタクトされてなる
p側電極部14が構成される。また、基板1の他の面に
は、例えばInによる電極10がオーミックにコンタク
トされる。
ZnMgSS of this II-VI group compound semiconductor
The e-based semiconductor laser is, for example, as shown in FIG.
An n-type ZnSe buffer layer 2, a first cladding layer 3 of n-type ZnMgSSe, a first guide layer 4 of ZnSSe, and ZnCdSe are sequentially formed on one surface of the aAs substrate 1.
An active layer 5, a second guide layer 6 of ZnSSe, a second cladding layer 7 of p-type ZnMgSSe, and in some cases an intermediate layer 8 of p-type ZnSSe having a buffer effect and a cladding effect on it. Through the p-type S
It has a II-VI group compound semiconductor element portion 13 in which a cap layer 11 made of ZnSe containing or not containing (hereinafter referred to as Zn (S) Se) is formed. And p on this
The so-called electrode contact layer formed by the ZnTe layer 12 of the p-type is epitaxy, and the p-side metal electrode 9 made of an alloy of Au, for example, an Au alloy containing Pd and Pt, for example, is ohmic-contacted on the p-type ZnTe layer 12. The p-side electrode portion 14 is configured. An electrode 10 made of, for example, In is ohmic-contacted with the other surface of the substrate 1.

【0007】ここで、この種のII−VI族化合物半導体装
置において、上述したように、p側電極部14において
キャップ層のp型ZnSe層11上に直接的に金属電極
9を被着することなくp型のZnTe層12を設けるの
は、ZnA Mg1-A B Se 1-B 系において、A=1,
B≦1のZn(S)Seによるキャップ層11に対して
充分高濃度にp型不純物をドープすることができず、ま
た、これに対して低抵抗接触をもってオーミックにコン
タクトできる電極金属材が現存していないことから、こ
れの上に上述の例えばPd,Ptを含むAu合金の金属
電極9と充分低抵抗をもってオーミックコンタクトでき
るZnTe層12を設けるという構成を採るものであ
る。
Here, this type of II-VI group compound semiconductor device is used.
As described above, in the p-side electrode portion 14,
A metal electrode directly on the p-type ZnSe layer 11 of the cap layer
To form a p-type ZnTe layer 12 without depositing 9
Is ZnAMg1-ASBSe 1-BIn the system, A = 1,
For the cap layer 11 made of Zn (S) Se with B ≦ 1
It is not possible to dope p-type impurities to a sufficiently high concentration.
In contrast, ohmic contact with low resistance contact
This is because there is no electrode metal material that can be used for tact.
On top of this, a metal of an Au alloy containing, for example, Pd and Pt described above.
Can make ohmic contact with the electrode 9 with sufficiently low resistance
The ZnTe layer 12 is provided.
It

【0008】上記II−VI族化合物半導体装置におけるp
側電極部14の他の側としては、図5に示すように、キ
ャップ層であるp型ZnSe層11上にp型のZnTe
薄層16とp型のZnSe薄層17が積層されてなる多
重量子井戸(MQW)構造18を形成し、この上にさら
にp型のZnTe層19を積層し、該p型のZnTe層
19上に金属電極9を被着形成してなる構成が提案され
ている。
In the above II-VI group compound semiconductor device, p
As the other side of the side electrode portion 14, as shown in FIG. 5, p-type ZnTe is formed on the p-type ZnSe layer 11 which is a cap layer.
A multiple quantum well (MQW) structure 18 is formed by stacking a thin layer 16 and a p-type ZnSe thin layer 17, and a p-type ZnTe layer 19 is further stacked thereon, and the p-type ZnTe layer 19 is formed. There has been proposed a structure in which the metal electrode 9 is adhered and formed.

【0009】p側電極部14の更に他の例としては、図
示せざるも、TeとSeの合金膜又はTeとSeを含む
Zn化合物を形成した後、熱処理を行い、その上に微量
のVb族元素を含むAuを蒸着した構成も知られてい
る。また、半絶縁性GaAs基板上にp型ZnSeを積
層した後、p型ZnTex Se1-x (x>0.5)を形
成し、この上にAu−Sb(Sb:1%)を蒸着後、熱
処理してp側電極を構成することも知られている(特開
平2−122565号参照)。
As still another example of the p-side electrode portion 14, although not shown, after an alloy film of Te and Se or a Zn compound containing Te and Se is formed, heat treatment is performed, and a slight amount of Vb is formed thereon. A structure in which Au containing a group element is vapor-deposited is also known. Moreover, after p-type ZnSe is laminated on a semi-insulating GaAs substrate, p-type ZnTe x Se 1-x (x> 0.5) is formed, and Au—Sb (Sb: 1%) is vapor-deposited on this. It is also known that a p-side electrode is then formed by heat treatment (see JP-A-2-122565).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したp
側電極部14において、図4に示すp型ZnSe層によ
るキャップ層11上にp型ZnTe層12を設けて金属
電極9を形成してなる場合には、p型ZnTe層12と
金属電極9との間では良好なオーミック接合を形成する
が、p型ZnTe層12と素子部13側のキャップ層で
あるp型ZnSe層11との間にショットキー的接合が
形成され、良好なオーミック特性が得られず、動作電圧
の低減化を充分はかることができないという問題があ
る。
By the way, the above-mentioned p
In the side electrode portion 14, when the metal electrode 9 is formed by providing the p-type ZnTe layer 12 on the cap layer 11 made of the p-type ZnSe layer shown in FIG. 4, the p-type ZnTe layer 12 and the metal electrode 9 are formed. A good ohmic contact is formed between them, but a Schottky junction is formed between the p-type ZnTe layer 12 and the p-type ZnSe layer 11 that is the cap layer on the element part 13 side, and good ohmic characteristics are obtained. Therefore, there is a problem that the operating voltage cannot be sufficiently reduced.

【0011】また、p側電極部14として、図5に示す
ように、p型ZnSe層によるキャップ層11とp型Z
nTe層19との間にp型のZnTe薄層16とp型の
ZnSe薄層17とによる多重量子井戸構造18を介在
させた構成の場合には、多重量子井戸構造18を作製す
る際に、制御しなければならないパラメータが多く作製
が容易でないという問題がある。
As the p-side electrode portion 14, as shown in FIG. 5, the cap layer 11 made of a p-type ZnSe layer and the p-type Z are formed.
When the multiple quantum well structure 18 including the p-type ZnTe thin layer 16 and the p-type ZnSe thin layer 17 is interposed between the nTe layer 19 and the nTe layer 19, when the multiple quantum well structure 18 is manufactured, There is a problem that there are many parameters that must be controlled and it is not easy to manufacture.

【0012】更に、TeとSeの合金膜又はTeとSe
を含むZn化合物を形成した熱処理を行い、その上に微
量のVb族元素を含むAuを蒸着する場合には、熱処理
により半導体レーザに劣化が生じる恐れがある。
Further, an alloy film of Te and Se or Te and Se is used.
When a heat treatment is performed to form a Zn compound containing Al, and Au containing a small amount of a Vb group element is vapor-deposited thereon, the heat treatment may cause deterioration of the semiconductor laser.

【0013】上例では、II−VI族化合物半導体レーザに
おけるp側電極部について述べたが、その他II−VI族化
合物半導体発光ダイオード、又はII−VI族化合物半導体
素子におけるp側電極部についても同様の問題がある。
In the above example, the p-side electrode portion in the II-VI group compound semiconductor laser was described, but the same applies to the p-side electrode portion in other II-VI group compound semiconductor light emitting diodes or II-VI group compound semiconductor elements. I have a problem.

【0014】本発明は、上述の点に鑑み、II−VI族化合
物半導体装置における電極部、特にp側電極部における
コンタクト抵抗の問題、動作電圧の問題、電極部作製の
問題等を改善することのできるII−VI族化合物半導体に
よる半導体装置を提供するものである。
In view of the above points, the present invention solves the problem of contact resistance, the problem of operating voltage, the problem of manufacturing the electrode part, etc. in the electrode part, especially the p-side electrode part in the II-VI group compound semiconductor device. The present invention provides a semiconductor device made of a II-VI group compound semiconductor that can be manufactured.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係る半導体
装置は、II−VI族化合物半導体素子に対するp側電極部
21が、このII−VI族化合物半導体素子13上のZnT
x Se1-x 層22と、これの上に形成されたZnTe
層23と、このZnTe層23上にオーミックコンタク
トされた金属電極9とを有してなる構成とする。第2の
発明は、第1の発明の半導体装置において、ZnTex
Se1-x 層22の組成のx値を0.01≦x≦0.15
の範囲に選定して構成する。
In the semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the p-side electrode portion 21 for the II-VI group compound semiconductor element is a ZnT on the II-VI group compound semiconductor element 13.
e x Se 1-x layer 22 and ZnTe formed on it
The layer 23 and the metal electrode 9 in ohmic contact with the ZnTe layer 23 are provided. A second invention is the semiconductor device according to the first invention, wherein ZnTe x
The x value of the composition of the Se 1-x layer 22 is 0.01 ≦ x ≦ 0.15.
Select and configure within the range.

【0016】第3の発明は、第1又は第2の発明の半導
体装置において、ZnTex Se1- x 層22の膜厚dを
5Å≦d≦500Åの範囲に選定して構成する。
A third aspect of the invention is the semiconductor device of the first or second aspect, wherein the film thickness d of the ZnTe x Se 1- x layer 22 is selected within the range of 5Å ≦ d ≦ 500Å.

【0017】第4の発明は、第1、第2又は第3の発明
において、II−VI族化合物半導体素子13の最上層をZ
nSe層11として構成する。
A fourth invention is the method according to the first, second or third invention, wherein the uppermost layer of the II-VI group compound semiconductor device 13 is Z.
It is configured as the nSe layer 11.

【0018】第5の発明は、第1、第2、第3又は第4
の発明の半導体装置において、II−VI族化合物半導体素
子を半導体発光素子、例えば発光ダイオードあるいは半
導体レーザとして構成する。
The fifth aspect of the invention is the first, second, third or fourth aspect.
In the semiconductor device of the present invention, the II-VI group compound semiconductor element is configured as a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode or a semiconductor laser.

【0019】第6の発明は、第1、第2、第3、第4又
は第5の発明の半導体装置において、II−VI族化合物半
導体素子をGaAs基板1上に形成した構成とする。
A sixth aspect of the invention is the semiconductor device of the first, second, third, fourth or fifth aspect of the invention, in which the II-VI group compound semiconductor element is formed on the GaAs substrate 1.

【0020】第7の発明は、第1、第2、第3、第4又
は第5の発明の半導体装置において、II−VI族化合物半
導体素子を、n型のGaAs基板1上の形成した構成と
する。
A seventh invention is the semiconductor device of the first, second, third, fourth or fifth invention, wherein the II-VI group compound semiconductor element is formed on the n-type GaAs substrate 1. And

【0021】[0021]

【作用】本発明によれば、II−VI族化合物半導体素子に
対するp側電極部21を、II−VI族化合物半導体素子1
3上のZnTex Se1-x 層22と、これの上のZnT
e層23と、このZnTe層23上にオーミックコンタ
クトした金属電極9で構成するので、図2のエネルギー
バンド図で示すように、金属電極9からZnTe層23
に注入された正孔hは、ZnTex Se1-x 層22に存
在するTeによるトラップ準位を介してII−VI族化合物
半導体素子13に注入される。即ち、半導体素子13と
ZnTe層23間にZnTex Se1-x 層22を介在さ
せるにより正孔hに対する障壁が低く薄くなり、正孔の
トンネルの確率が増える。特にTeによるトラップ準位
を介してより一層正孔のトンネルの確率が増加し、電流
が流れ易くなる。
According to the present invention, the p-side electrode portion 21 for the II-VI group compound semiconductor device is provided in the II-VI group compound semiconductor device 1.
ZnTe x Se 1-x layer 22 on 3 and ZnT on it
Since it is composed of the e layer 23 and the metal electrode 9 which is in ohmic contact with the ZnTe layer 23, as shown in the energy band diagram of FIG.
The holes h injected into the II-VI group compound semiconductor device 13 are injected through the trap level of Te existing in the ZnTe x Se 1-x layer 22. That is, by interposing the ZnTe x Se 1-x layer 22 between the semiconductor element 13 and the ZnTe layer 23, the barrier against the holes h becomes low and thin, and the probability of hole tunneling increases. In particular, the probability of hole tunneling is further increased via the trap level of Te, and the current easily flows.

【0022】従って、p側電極部21におけるオーミッ
ク特性が良好となり、p側電極部21のコンタクト抵抗
が小さくなり、動作電圧の低下をはかることができる。
ZnTex Se1-x 層22、ZnSe層23の形成は、
MBE,MOCVD等により作製するII−VI族化合物半
導体素子13上に引き続いて成長することにより得ら
れ、製作が容易となる。
Therefore, the ohmic characteristics of the p-side electrode portion 21 are improved, the contact resistance of the p-side electrode portion 21 is reduced, and the operating voltage can be reduced.
The ZnTe x Se 1-x layer 22 and the ZnSe layer 23 are formed by
It is obtained by subsequent growth on the II-VI group compound semiconductor device 13 produced by MBE, MOCVD or the like, and the production becomes easy.

【0023】第2の発明では、ZnTex Se1-x 層2
2のx値を0.01≦x≦0.15に選定することによ
り、上述のp側電極部21の良好なオーミック特性を確
保できる。x値が0.01未満ではトラップ準位の密度
が低くなり、0.15を越える場合はZnTex Se
1-x 層の結晶性が悪くなり、いずれの場合もオーミック
特性が悪化する。
In the second invention, the ZnTe x Se 1-x layer 2 is formed.
By selecting the x value of 2 to be 0.01 ≦ x ≦ 0.15, it is possible to secure good ohmic characteristics of the p-side electrode portion 21. When the x value is less than 0.01, the trap level density is low, and when the x value is more than 0.15, ZnTe x Se.
The crystallinity of the 1-x layer deteriorates, and in any case, the ohmic characteristics deteriorate.

【0024】第3の発明では、ZnTex Se1-x 層2
2の膜厚dを5Å≦d≦500Åに選定することによ
り、上述のp側電極部21の良好なオーミック特性を確
保できる。膜厚dが500Åを越えると、トラップ準位
に正孔が捕獲され高抵抗になり、オーミック特性が悪化
し、5Å未満ではトラップ準位が少ないためオーミック
特性の向上が期待できない。
In the third invention, the ZnTe x Se 1-x layer 2 is formed.
By selecting the film thickness d of 2 in the range of 5Å ≦ d ≦ 500Å, good ohmic characteristics of the p-side electrode portion 21 can be secured. When the film thickness d exceeds 500 Å, holes are trapped in the trap level and the resistance becomes high, and the ohmic characteristic is deteriorated. When the film thickness d is less than 5 Å, the trap level is small and improvement of the ohmic characteristic cannot be expected.

【0025】第4の発明では、II−VI族化合物半導体素
子13の最上層をZnSe層11とするので、このZn
Se層11上にZnTex Se1-x 層22を挟んでZn
Te層23が形成され、図2のポテンシャル図で示すよ
うにZnSe層11とZnTe層23間の正孔に対する
障壁がZnSe以外のII−VI族化合物半導体、例えばZ
nSSe又はZnMgSSeをII−VI族化合物半導体素
子13の最上層として用いた場合に比べ、低く薄くな
り、ZnTe層23からZnSe層11への正孔のトン
ネルの確率が増え、良好なオーミック特性が得られる。
In the fourth invention, since the uppermost layer of the II-VI group compound semiconductor device 13 is the ZnSe layer 11, this Zn
ZnSe x Se 1-x layer 22 is sandwiched on the Se layer 11 to form Zn.
As shown in the potential diagram of FIG. 2, the Te layer 23 is formed, and the barrier against holes between the ZnSe layer 11 and the ZnTe layer 23 is a II-VI group compound semiconductor other than ZnSe, such as Z.
Compared to the case where nSSe or ZnMgSSe is used as the uppermost layer of the II-VI group compound semiconductor device 13, the thickness becomes lower and the probability of hole tunneling from the ZnTe layer 23 to the ZnSe layer 11 increases, and good ohmic characteristics are obtained. To be

【0026】第5の発明では、第1、第2、第3又は第
4の発明の半導体装置において、II−VI族化合物半導体
素子を半導体発光素子とすることにより、低電圧、低消
費電力での動作が可能なII−VI族化合物半導体発光装置
が得られる。
According to a fifth aspect of the invention, in the semiconductor device of the first, second, third or fourth aspect of the invention, the II-VI group compound semiconductor element is a semiconductor light emitting element, so that low voltage and low power consumption are achieved. A II-VI group compound semiconductor light emitting device capable of performing the above operation can be obtained.

【0027】第6の発明では、II−VI族化合物半導体素
子をGaAs基板1上に形成することにより、比較的安
価に結晶品質の高いGaAs基板が得られるので、この
GaAs基板上に成長するII−VI族化合物半導体層の結
晶品質も向上し、低電流、低消費電力でのII−VI族化合
物半導体素子の動作が可能となり、しかも劣化が抑制さ
れる。
In the sixth aspect of the present invention, since the II-VI group compound semiconductor device is formed on the GaAs substrate 1, a GaAs substrate having a high crystal quality can be obtained at a relatively low cost. The crystal quality of the —VI compound semiconductor layer is also improved, and the II-VI compound semiconductor element can be operated with low current and low power consumption, and deterioration is suppressed.

【0028】第7の発明では、II−VI族化合物半導体素
子をn型のGaAs基板1上に形成することにより、基
板とII−VI族化合物半導体素子のエピタキシャル層との
間にバリアが存在しない電子を基板側から注入でき、動
作電圧の低減が図られる。
In the seventh invention, the II-VI group compound semiconductor device is formed on the n-type GaAs substrate 1, so that there is no barrier between the substrate and the epitaxial layer of the II-VI compound semiconductor device. Electrons can be injected from the substrate side, and the operating voltage can be reduced.

【0029】[0029]

【実施例】以下、図1を参照して本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0030】本例は、半導体発光素子、例えば半導体レ
ーザに適用した場合である。本例においては、図1に示
すように、例えばSiドープのn型の単結晶GaAsよ
りなる基板1を用意する。このn−GaAs基板1の一
主面上に必要に応じてn型の例えばZnSeによるバッ
ファ層2をエピタキシーし、続いて順次、Clドープの
n型のZnMgSSe:Clによる第1のクラッド層
3、ZnSSeによる第1のガイド層4、ZnCdSe
による活性層5、ZnSSeによる第2のガイド層6、
例えば窒素Nドープのp型のZnMgSSe:Nによる
第2のクラッド層7、更に必要に応じてバッファ効果と
クラッド効果とを有するZnSSe:Nのp型中間層8
を介して窒素Nドープのp型のZn(S)Se:Nによ
るキャップ層11をエピタキシーして半導体素子部1
3、本例では半導体レーザ部を形成する。
This example is applied to a semiconductor light emitting device, for example, a semiconductor laser. In this example, as shown in FIG. 1, a substrate 1 made of, for example, Si-doped n-type single crystal GaAs is prepared. An n-type buffer layer 2 made of, for example, ZnSe is epitaxially formed on one main surface of the n-GaAs substrate 1, and subsequently, a first cladding layer 3 made of Cl-doped n-type ZnMgSSe: Cl is sequentially formed. ZnSSe first guide layer 4, ZnCdSe
An active layer 5 of ZnSSe, a second guide layer 6 of ZnSSe,
For example, the second cladding layer 7 of p-type ZnMgSSe: N doped with nitrogen N, and the p-type intermediate layer 8 of ZnSSe: N having a buffer effect and a cladding effect as necessary.
Via the nitrogen, the cap layer 11 made of p-type Zn (S) Se: N doped with nitrogen N is epitaxied to form the semiconductor element portion 1.
3. In this example, the semiconductor laser section is formed.

【0031】続いて、この半導体素子部13上にp側電
極部21を構成する。このp側電極部21は、キャップ
層11上に続いて窒素Nドープのp型のZnTex Se
1-x:N層による第1半導体薄層22、その上の窒素N
ドープのp型のZnTe:N層による第2の半導体薄層
23とを順次エピタキシーし、この第2の半導体薄層2
3上に、例えばAuの合金、一例としてPd,Ptを含
むAu合金による金属電極9をオーミックにコンタクト
することによって形成する。基板1の他方の主面には、
例えばInによる他方の電極10をオーミックにコンタ
クトする。
Then, the p-side electrode portion 21 is formed on the semiconductor element portion 13. The p-side electrode portion 21 is formed on the cap layer 11 and is followed by nitrogen N-doped p-type ZnTe x Se.
1-x : the first semiconductor thin layer 22 by the N layer, and the nitrogen N on it
A second semiconductor thin layer 23 made of a doped p-type ZnTe: N layer is sequentially epitaxially grown, and the second semiconductor thin layer 2 is formed.
A metal electrode 9 made of, for example, an Au alloy, for example, an Au alloy containing Pd and Pt, is ohmic-contacted on the metal layer 3. On the other main surface of the substrate 1,
For example, the other electrode 10 made of In is ohmic-contacted.

【0032】なお、p型を実現する不純物は、I族、V
族元素を用い、例えば窒素やリチウムが用いられる。
Impurities for realizing p-type are group I, V
A group element is used, for example, nitrogen or lithium is used.

【0033】このp側電極部21を構成する各p型のZ
nTex Se1-x :N層による第1半導体薄層22、p
型のZnTe:N層による第2の半導体薄層23は、半
導体素子部13を構成する各半導体層、例えば図1にお
ける半導体層2,3,4,5,6,7,8,11のMB
E、MOCVD等によるエピタキシーに続いて、連続エ
ピタキシーによって形成できる。
Each p-type Z forming the p-side electrode portion 21
nTe x Se 1-x : a first semiconductor thin layer 22 composed of an N layer, p
The second semiconductor thin layer 23 formed of a ZnTe: N layer of the type is a semiconductor layer constituting the semiconductor element portion 13, for example, MB of the semiconductor layers 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11 in FIG.
It can be formed by continuous epitaxy subsequent to epitaxy by E, MOCVD, or the like.

【0034】第1の半導体層のp型ZnTex Se1-x
薄層22は、その組成のx値を0.01≦x≦0.15
の範囲に選定した組成とする。x値が0.01未満では
後述するトラップ準位の密度が低くなり、またx値が
0.15を越える場合にはp型のZnTex Se1-x
結晶性が悪くなり、いずれの場合もp側電極部のオーミ
ック特性が失われる。
P-type ZnTe x Se 1-x of the first semiconductor layer
The thin layer 22 has a composition x value of 0.01 ≦ x ≦ 0.15.
The composition is selected in the range. If the x value is less than 0.01, the density of the trap level described below becomes low, and if the x value exceeds 0.15, the crystallinity of p-type ZnTe x Se 1-x becomes poor. However, the ohmic characteristics of the p-side electrode portion are lost.

【0035】第1の半導体層のp型ZnTex Se1-x
薄層22の膜厚dは、5Å≦d≦500Åに選定する。
膜厚dが、500Åを越えるとトラップ準位に捕獲さ
れ、p側電極部21が高抵抗になりオーミック特性が悪
化する。また膜厚dが5Å未満では、トラップ準位が少
なくなり、オーミック特性の向上が図れない。
P-type ZnTe x Se 1-x of the first semiconductor layer
The film thickness d of the thin layer 22 is selected so that 5Å ≦ d ≦ 500Å.
When the film thickness d exceeds 500 Å, it is captured by the trap level, the p-side electrode portion 21 has a high resistance, and the ohmic characteristics deteriorate. Further, if the film thickness d is less than 5Å, the trap level decreases and the ohmic characteristics cannot be improved.

【0036】第1の半導体層22、第2の半導体層23
には、微量の不純物(例えば原料に元々含まれている不
純物)が入ることがあっても良い。
The first semiconductor layer 22 and the second semiconductor layer 23
May contain a trace amount of impurities (for example, impurities originally contained in the raw material).

【0037】次に、上述した構成のp側電極部21の動
作を図2のエネルギーバンド構造により説明する。
Next, the operation of the p-side electrode portion 21 having the above structure will be described with reference to the energy band structure shown in FIG.

【0038】一般にp型ZnTex Se1-x 層22に
は、Te(Teクラスタ等)によるトラップ準位25が
存在することが知られている。このZnTeSe中のT
eによるトラップ準位は、価電子帯の上270〜510
mVeにある。このことは、PL(フォトルミネッセン
ス)測定において、バンド端発光から270〜510m
eV低いエネルギーの光が出ることが知られていること
から、Teによるトラップ準位が価電子帯側に存すると
考えられる。本発明では、このTeによるトラップ準位
がp側電極部21のオーミック特性の向上に寄与する。
It is generally known that the p-type ZnTe x Se 1-x layer 22 has a trap level 25 of Te (Te cluster or the like). T in this ZnTeSe
The trap level due to e is 270 to 510 above the valence band.
mVe. This is 270 to 510 m from the band edge emission in PL (photoluminescence) measurement.
Since it is known that light with a low eV energy is emitted, it is considered that the trap level due to Te exists on the valence band side. In the present invention, the trap level due to Te contributes to the improvement of the ohmic characteristics of the p-side electrode portion 21.

【0039】即ち、図2にp型ZnTe層23とp型Z
nTex Se1-x 層22とp型ZnSeの各エネルギー
バンドの各価電子帯の頂上EV を示すように、金属電極
9からp型ZnTe層23に注入された正孔hは、p型
ZnTex Se1-x 層22に存在している上述のTeに
よるトラップ準位25を介して半導体素子部13の最上
層のキャップ層であるp型ZnSe層11に注入され
る。即ち、ZnTe層23とZnSe層11の間に膜厚
dが5Å≦d<500ÅであるZnTex Se1-x 層2
2が介在することで、正孔hに対する障壁が低く、且つ
薄くなり、図2の矢印aをもって示す正孔hのトンネル
の確率が増える。特にTeによるトラップ準位25を介
してより一層正孔hのトンネル確率の増加が起こり、電
流が流れ易くなる。これによってp側電極部21のオー
ミック性が向上し、従ってコンタクト抵抗が小さくなり
充分な動作電圧の低減化が図られる。
That is, in FIG. 2, the p-type ZnTe layer 23 and the p-type Z
The holes h injected from the metal electrode 9 into the p-type ZnTe layer 23 are the p-type as shown by the apex E V of each valence band of each energy band of the nTe x Se 1-x layer 22 and the p-type ZnSe. It is injected into the p-type ZnSe layer 11 which is the uppermost cap layer of the semiconductor element portion 13 through the trap level 25 of Te existing in the ZnTe x Se 1-x layer 22. That is, the ZnTe x Se 1-x layer 2 having a film thickness d of 5Å ≦ d <500Å between the ZnTe layer 23 and the ZnSe layer 11 is formed.
With the interposition of 2, the barrier against the holes h becomes low and thin, and the probability of tunneling of the holes h shown by the arrow a in FIG. 2 increases. In particular, the tunnel probability of the holes h is further increased through the trap level 25 of Te, and the current easily flows. As a result, the ohmic property of the p-side electrode portion 21 is improved, the contact resistance is reduced, and the operating voltage is sufficiently reduced.

【0040】因みに、素子最上層のp型のZnSe層1
1上にp型ZnTe層12及び金属電極9を積層してな
る図4のp側電極部14の場合、図3にp型ZnTe層
23、p型ZnSe層22の各エネルギーバンドの各価
電子帯の頂上Evを示すように、単純なZnTe/Zn
Seの接合では、正孔hに対する障壁が高く、且つ厚い
ために、矢印aで示す正孔hのトンネルの確率が低く電
流が流れにくい。従って、本実施例に比べて低い電圧で
必要な正孔hの注入量が達成できず充分な動作電圧の低
減化が図られない。
Incidentally, the p-type ZnSe layer 1 as the uppermost layer of the device
In the case of the p-side electrode portion 14 of FIG. 4 in which the p-type ZnTe layer 12 and the metal electrode 9 are laminated on the valence electron 1, the valence electrons of each energy band of the p-type ZnTe layer 23 and the p-type ZnSe layer 22 are shown in FIG. A simple ZnTe / Zn, as shown by the apex Ev of the band
In the Se junction, since the barrier against the holes h is high and thick, the tunnel probability of the holes h shown by the arrow a is low, and the current hardly flows. Therefore, as compared with the present embodiment, the required injection amount of the holes h cannot be achieved at a lower voltage, and the operating voltage cannot be sufficiently reduced.

【0041】上述したように、本実施例によれば、II−
VI族化合物半導体レーザにおいて、そのp側電極部21
を、半導体素子部最上層のp型ZnSe層11上に、p
型ZnTex Se1-x 層22及びp型ZnTe層23が
結晶成長により積層され、その上に金属電極9が被着さ
れた構成とすることにより、p側電極部21の抵抗が小
さくなり、より低電圧、低消費電力でのレーザ発振動作
が可能となる。
As described above, according to this embodiment, II-
In the group VI compound semiconductor laser, its p-side electrode portion 21
On the uppermost p-type ZnSe layer 11 of the semiconductor element part, p
-Type ZnTe x Se 1-x layer 22 and p-type ZnTe layer 23 are stacked by crystal growth, and the metal electrode 9 is deposited thereon, whereby the resistance of the p-side electrode portion 21 is reduced, A laser oscillation operation can be performed at lower voltage and lower power consumption.

【0042】また、MBE,MOCVD等により素子部
13を形成し、それに引き続いてp型ZnTex Se
1-x 層22、p型ZnTe層23を結晶成長すれば良い
ので、p側電極部21を容易に作製することができる。
Further, the element portion 13 is formed by MBE, MOCVD, etc., and then p-type ZnTe x Se is formed.
Since the 1-x layer 22 and the p-type ZnTe layer 23 may be crystal-grown, the p-side electrode portion 21 can be easily manufactured.

【0043】さらにp側電極部21でのコンタクト抵抗
が小さくなるので、p側電極部21の発熱による半導体
レーザの劣化が軽減される。
Further, since the contact resistance in the p-side electrode portion 21 is reduced, the deterioration of the semiconductor laser due to the heat generation of the p-side electrode portion 21 is reduced.

【0044】なお、上例ではII−VI族の各化合物半導体
層(2〜23)をGaAs基板1上にエピタキシーした
が、その他InP等のIII −V族化合物基板上にエピタ
キシーすることもできる。
In the above example, the II-VI group compound semiconductor layers (2 to 23) were epitaxially grown on the GaAs substrate 1, but they may also be epitaxially grown on a III-V group compound substrate such as InP.

【0045】また、上例では本発明のp側電極部21を
II−VI族化合物半導体レーザに適用したが、その他、II
−VI族化合物半導体発光ダイオード等、他のII−VI族化
合物半導体デバイスのp側電極部にも適用できる。
In the above example, the p-side electrode portion 21 of the present invention is used.
It was applied to II-VI group compound semiconductor lasers.
It can also be applied to the p-side electrode portion of other II-VI compound semiconductor devices such as -VI compound semiconductor light emitting diodes.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明構成によれば、II−VI族化合物半
導体装置において、そのp側電極部をZnTex Se
1-x 層及びZnTe層を積層して、これの上に金属電極
をオーミックコンタクトして構成することにより、p側
電極部の低抵抗化を図り、低電圧、低消費電力での動作
を可能にする。特に、ZnTex Se1-x 層を設けるこ
とにより、ZnTeSe中に存在するTeによるトラッ
プ準位により、正孔のトンネル確率が高められ、p側電
極部の低抵抗化が達成できる。
According to the constitution of the present invention, in the II-VI group compound semiconductor device, the p-side electrode portion is made of ZnTe x Se.
By stacking a 1-x layer and a ZnTe layer and forming a metal electrode on top of this by ohmic contact, the resistance of the p-side electrode part is reduced, and operation at low voltage and low power consumption is possible. To In particular, by providing the ZnTe x Se 1-x layer, the tunnel level of holes is increased by the trap level of Te existing in ZnTeSe, and the resistance of the p-side electrode portion can be reduced.

【0047】また、p側電極部が素子上に引き続きZn
Tex Se1-x 層、ZnTe層を結晶成長させて作製で
きるので、p側電極部を容易に作製することができる。
Further, the p-side electrode portion is continuously formed on the device by Zn
Since the Te x Se 1-x layer and the ZnTe layer can be produced by crystal growth, the p-side electrode portion can be easily produced.

【0048】また、p側電極部のコンタクト抵抗が小さ
くなるのでp側電極部での発熱による半導体装置の劣化
を軽減することができる。
Further, since the contact resistance of the p-side electrode portion becomes small, deterioration of the semiconductor device due to heat generation in the p-side electrode portion can be reduced.

【0049】そして、ZnTex Se1-x 層のx値を
0.01≦x≦0.15にすることにより、p側電極部
の良好なオーミック特性を確保することができる。
By setting the x value of the ZnTe x Se 1-x layer to 0.01 ≦ x ≦ 0.15, good ohmic characteristics of the p-side electrode portion can be secured.

【0050】また、ZnTex Se1-x 層の膜厚dを5
Å≦d≦500Åにすることにより、p側電極部の良好
なオーミック特性を確保することができる。
Further, the film thickness d of the ZnTe x Se 1-x layer is set to 5
By setting Å ≦ d ≦ 500Å, good ohmic characteristics of the p-side electrode portion can be secured.

【0051】II−VI族化合物半導体素子の最上層をZn
Se層とすることにより、ZnTe x Se1-x 層を挟ん
でZnSe層とZnTe層間の正孔に対する障壁が低く
且つ薄くなり、良好なオーミック特性を確保することが
できる。
The uppermost layer of the II-VI group compound semiconductor device is made of Zn.
By using the Se layer, ZnTe xSe1-xSandwich the layers
Has a low barrier against holes between the ZnSe layer and the ZnTe layer.
It also becomes thinner and secures good ohmic characteristics.
it can.

【0052】II−VI族化合物半導体素子を半導体発光素
子とすることにより、低電圧、低消費電力での動作が可
能なII−VI族化合物半導体発光装置を提供することがで
きる。
By using the II-VI group compound semiconductor element as a semiconductor light emitting element, it is possible to provide a II-VI group compound semiconductor light emitting device capable of operating at low voltage and low power consumption.

【0053】II−VI族化合物半導体素子をGaAs基板
上に形成することにより、比較的安価に結晶品質の高い
GaAs基板が得られるので、このGaAs基板上に成
長するII−VI族化合物半導体層の結晶品質も向上し、低
電流、低消費電力でのII−VI族化合物半導体素子の動作
が可能となり、しかも劣化が抑制される。
By forming the II-VI group compound semiconductor device on the GaAs substrate, a GaAs substrate having high crystal quality can be obtained at a relatively low cost. Therefore, the II-VI group compound semiconductor layer grown on the GaAs substrate can be formed. The crystal quality is improved, the II-VI group compound semiconductor device can be operated with low current and low power consumption, and deterioration is suppressed.

【0054】II−VI族化合物半導体素子をn型のGaA
s基板上に形成することにより、基板とII−VI族化合物
半導体素子のエピタキシャル層との間にバリアの存在し
ない電子を基板側から注入でき、動作電圧の低減が図ら
れる。
A II-VI group compound semiconductor device is replaced by an n-type GaA
By forming it on the s substrate, electrons without a barrier can be injected from the substrate side between the substrate and the epitaxial layer of the II-VI group compound semiconductor device, and the operating voltage can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の一例を示す略線的断
面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置のp側電極部のエネル
ギー・バンドモデル図である。
FIG. 2 is an energy band model diagram of a p-side electrode portion of a semiconductor device according to the present invention.

【図3】従来例に係る半導体装置のp側電極部のエネル
ギー・バンドモデル図である。
FIG. 3 is an energy band model diagram of a p-side electrode portion of a semiconductor device according to a conventional example.

【図4】従来の半導体装置の一例を示す略線的断面図で
ある。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional semiconductor device.

【図5】従来の半導体装置の他の例を示す略線的断面図
である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another example of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 2 ZnSeバッファ層 3 第1のZnMgSSe:Clクラッド層 4 第1のZnSSeガイド層 5 ZnCdSe活性層 6 第2のZnSSeガイド層 7 第2のZnMgSSe:Nクラッド層 8 ZnSSe:N中間層 9 金属電極 10 他方の電極 11 Zn(S)Se:Nキャップ層 13 半導体素子部 21 p側電極部 22 ZnTex Se1-x :N層 23 ZnTe:N層1 GaAs substrate 2 ZnSe buffer layer 3 First ZnMgSSe: Cl clad layer 4 First ZnSSe guide layer 5 ZnCdSe active layer 6 Second ZnSSe guide layer 7 Second ZnMgSSe: N clad layer 8 ZnSSe: N intermediate layer 9 Metal electrode 10 Other electrode 11 Zn (S) Se: N cap layer 13 Semiconductor element portion 21 p-side electrode portion 22 ZnTe x Se 1-x : N layer 23 ZnTe: N layer

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 II−VI族化合物半導体素子に対するp側
電極部が、該II−VI族化合物半導体素子上のZnTex
Se1-x 層と、これの上に形成されたZnTe層と、該
ZnTe層上にオーミックコンタクトされた金属電極と
を有してなることを特徴とする半導体装置。
1. The ZnTe x on the II-VI group compound semiconductor device is a p-side electrode portion for the II-VI group compound semiconductor device.
A semiconductor device comprising a Se 1-x layer, a ZnTe layer formed on the Se 1-x layer, and a metal electrode in ohmic contact on the ZnTe layer.
【請求項2】 上記ZnTex Se1-x 層の組成のx値
が、0.01≦x≦0.15であることを特徴とする請
求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the x value of the composition of the ZnTe x Se 1-x layer is 0.01 ≦ x ≦ 0.15.
【請求項3】 上記ZnTex Se1-x 層の膜厚dが、
5Å≦d≦500Åであることを特徴とする請求項1又
は2に記載の半導体装置。
3. The film thickness d of the ZnTe x Se 1-x layer is:
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein 5Å ≦ d ≦ 500Å.
【請求項4】 上記II−VI族化合物半導体素子の最上層
がZnSe層であることを特徴とする請求項1,2又は
3に記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the uppermost layer of the II-VI group compound semiconductor element is a ZnSe layer.
【請求項5】 上記II−VI族化合物半導体素子が、半導
体発光素子であることを特徴とする請求項1,2,3又
は4に記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the II-VI group compound semiconductor element is a semiconductor light emitting element.
【請求項6】 上記II−VI族化合物半導体素子がGaA
s基板上に形成されてなることを特徴とする請求項1,
2,3,4又は5に記載の半導体装置。
6. The II-VI group compound semiconductor device is GaA.
It is formed on an s substrate.
The semiconductor device according to 2, 3, 4 or 5.
【請求項7】 上記II−VI族化合物半導体素子がn型の
GaAs基板上に形成されてなることを特徴とする請求
項1,2,3,4又は5に記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the II-VI group compound semiconductor element is formed on an n-type GaAs substrate.
JP11549594A 1994-05-27 1994-05-27 Semiconductor device Pending JPH07321415A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11549594A JPH07321415A (en) 1994-05-27 1994-05-27 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11549594A JPH07321415A (en) 1994-05-27 1994-05-27 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07321415A true JPH07321415A (en) 1995-12-08

Family

ID=14663928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11549594A Pending JPH07321415A (en) 1994-05-27 1994-05-27 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07321415A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6169296B1 (en) Light-emitting diode device
US6525335B1 (en) Light emitting semiconductor devices including wafer bonded heterostructures
US6121638A (en) Multi-layer structured nitride-based semiconductor devices
US20040245536A1 (en) Laminated semiconductor substrate and optical semiconductor element
US6324200B1 (en) Semiconductor laser device
JP2586349B2 (en) Semiconductor light emitting device
JPH07202340A (en) Visible-light semiconductor laser
JP3221073B2 (en) Light emitting element
JPH077218A (en) Semiconductor laser
US20080247434A1 (en) Semiconductor light-emitting device
JP3197042B2 (en) Semiconductor light emitting device
JPH07321415A (en) Semiconductor device
JP2661576B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP3288480B2 (en) Method for manufacturing semiconductor light emitting device
JP3207618B2 (en) Semiconductor device
JPH07170026A (en) Ii-vi compound semiconductor device
JPH0983079A (en) Semiconductor element
JP3288481B2 (en) Method for manufacturing semiconductor light emitting device
JP3302790B2 (en) Semiconductor light emitting device
JPH0864908A (en) Semiconductor device
JPH0632334B2 (en) Semiconductor laser
CN116093742A (en) Vertical cavity surface emitting laser
JP3206573B2 (en) Semiconductor laser and manufacturing method thereof
JPH06350139A (en) Semiconductor substrate
JPH0786697A (en) Light-emitting device