JPH07326585A - Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 - Google Patents
Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法Info
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- JPH07326585A JPH07326585A JP6141236A JP14123694A JPH07326585A JP H07326585 A JPH07326585 A JP H07326585A JP 6141236 A JP6141236 A JP 6141236A JP 14123694 A JP14123694 A JP 14123694A JP H07326585 A JPH07326585 A JP H07326585A
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- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
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- C30B29/48—AIIBVI compounds wherein A is Zn, Cd or Hg, and B is S, Se or Te
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アクセプタ濃度が十分に高いｐ型のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体を成長させる。 【構成】 有機金属化学気相成長法やガス原料を用いた
分子線エピタキシー法によりｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体、例えばｐ型ＺｎＳｅなどを成長させる場合に、
ｐ型ドーパントとして、少なくとも一つの窒素原子を含
み、その窒素原子に分子量が少なくとも１２、好適には
３６よりも大きい少なくとも二つの基が結合している有
機化合物、例えばジイソプロピルアミンを用いる。
Ｉ族化合物半導体を成長させる。 【構成】 有機金属化学気相成長法やガス原料を用いた
分子線エピタキシー法によりｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体、例えばｐ型ＺｎＳｅなどを成長させる場合に、
ｐ型ドーパントとして、少なくとも一つの窒素原子を含
み、その窒素原子に分子量が少なくとも１２、好適には
３６よりも大きい少なくとも二つの基が結合している有
機化合物、例えばジイソプロピルアミンを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長方法に関し、特に、ｐ型のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の成長に適用して好適なものである。
半導体の成長方法に関し、特に、ｐ型のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の成長に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクの記録密度の向上やレ
ーザープリンタの解像度の向上を図るために、短波長で
の発光が可能な半導体レーザーに対する要求が高まって
きており、その実現を目指して研究が活発に行われてい
る。
ーザープリンタの解像度の向上を図るために、短波長で
の発光が可能な半導体レーザーに対する要求が高まって
きており、その実現を目指して研究が活発に行われてい
る。
【０００３】このような短波長での発光が可能な半導体
レーザーの作製に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体が有望である。特に、四元系のＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体であるＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体は、
波長４００〜５５０ｎｍ帯の青色ないし緑色発光の半導
体レーザーをＧａＡｓ基板上に作製するときのクラッド
層や光導波層の材料に適していることが知られている
（例えば、Electron. Lett. 28, 1798(1992)）。
レーザーの作製に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体が有望である。特に、四元系のＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体であるＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体は、
波長４００〜５５０ｎｍ帯の青色ないし緑色発光の半導
体レーザーをＧａＡｓ基板上に作製するときのクラッド
層や光導波層の材料に適していることが知られている
（例えば、Electron. Lett. 28, 1798(1992)）。
【０００４】これまで、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長は、もっぱら分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により
行われているが、このＭＢＥ法は生産性の点では不満足
である。そこで、近年、生産性に優れ、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の成長方法として多用されている有機金属化
学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法をＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の成長に適用する試みがなされている。
長は、もっぱら分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により
行われているが、このＭＢＥ法は生産性の点では不満足
である。そこで、近年、生産性に優れ、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の成長方法として多用されている有機金属化
学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法をＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の成長に適用する試みがなされている。
【０００５】一方、従来より、ｐ型ＺｎＳｅなどのｐ型
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を得るためのアクセプタ不
純物としては、窒素（Ｎ）が最もよく用いられている。
そして、ＭＯＣＶＤ法によりこのｐ型のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の成長を行う場合には、ｐ型ドーパントとし
て、アンモニア（ＮＨ3 ）、ターシャリブチルアミン
（ｔ−ＢＮＨ2 ）、ヒドラジン（Ｎ2 Ｈ4 ）などの化合
物が一般的に用いられている。
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を得るためのアクセプタ不
純物としては、窒素（Ｎ）が最もよく用いられている。
そして、ＭＯＣＶＤ法によりこのｐ型のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の成長を行う場合には、ｐ型ドーパントとし
て、アンモニア（ＮＨ3 ）、ターシャリブチルアミン
（ｔ−ＢＮＨ2 ）、ヒドラジン（Ｎ2 Ｈ4 ）などの化合
物が一般的に用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにＮＨ3 、ｔ−ＢＮＨ2 、Ｎ2 Ｈ4 などをｐ型ドー
パントとして用いた場合には、Ｎのドーピング効率が極
端に低く、その供給量をかなり多くしないとＮがドープ
されないという問題がある。例えば、ｐ型ドーパントと
してＮＨ3 を用いた場合には、それを数千μｍｏｌ／分
程度も供給しないと明確なＮのドーピングが起こらない
ことが報告されている（例えば、J. Crystal Growth 10
1, 305(1990)およびJ. Crystal Growth 99, 413(199
0))。このような理由により、これまで、Ｎのドーピン
グ濃度、すなわちアクセプタ濃度が十分に高いｐ型のＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うことは困難であっ
た。具体的には、例えばｐ型ＺｎＳｅの場合、あらゆる
手段を尽くしても、アクセプタ濃度は１×１０16ｃｍ-3
が限度であった。
ようにＮＨ3 、ｔ−ＢＮＨ2 、Ｎ2 Ｈ4 などをｐ型ドー
パントとして用いた場合には、Ｎのドーピング効率が極
端に低く、その供給量をかなり多くしないとＮがドープ
されないという問題がある。例えば、ｐ型ドーパントと
してＮＨ3 を用いた場合には、それを数千μｍｏｌ／分
程度も供給しないと明確なＮのドーピングが起こらない
ことが報告されている（例えば、J. Crystal Growth 10
1, 305(1990)およびJ. Crystal Growth 99, 413(199
0))。このような理由により、これまで、Ｎのドーピン
グ濃度、すなわちアクセプタ濃度が十分に高いｐ型のＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うことは困難であっ
た。具体的には、例えばｐ型ＺｎＳｅの場合、あらゆる
手段を尽くしても、アクセプタ濃度は１×１０16ｃｍ-3
が限度であった。
【０００７】ところで、上述のようにＮのドーピング効
率が低い理由の一つに、成長結晶中にＮが取り込まれに
くいことがある。その原因としては、成長温度における
窒素分子（Ｎ2 ）の蒸気圧が非常に高く、Ｎをドーピン
グしようとしても、成長結晶の表面でマイグレーション
しているうちに、ほとんどのＮがＮ2 として脱離してし
まうことが考えられる。成長温度におけるＮ2 の蒸気圧
が実際に非常に高いことは次のことからわかる。すなわ
ち、Ｎ2 の蒸気圧は Antoine式と呼ばれる次の式 log(p/mmHg) ＝ 6.49594−255.821/( 266.56＋(T/ ℃)) で表すことができるが（例えば、化学便覧、基礎編ＩＩ
（日本化学会編））、この式より、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の一般的な成長温度である５００℃におけるＮ2
の蒸気圧は１．４５×１０6 Ｔｏｒｒとなり、常圧（１
気圧）の１８６０倍も高い。
率が低い理由の一つに、成長結晶中にＮが取り込まれに
くいことがある。その原因としては、成長温度における
窒素分子（Ｎ2 ）の蒸気圧が非常に高く、Ｎをドーピン
グしようとしても、成長結晶の表面でマイグレーション
しているうちに、ほとんどのＮがＮ2 として脱離してし
まうことが考えられる。成長温度におけるＮ2 の蒸気圧
が実際に非常に高いことは次のことからわかる。すなわ
ち、Ｎ2 の蒸気圧は Antoine式と呼ばれる次の式 log(p/mmHg) ＝ 6.49594−255.821/( 266.56＋(T/ ℃)) で表すことができるが（例えば、化学便覧、基礎編ＩＩ
（日本化学会編））、この式より、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の一般的な成長温度である５００℃におけるＮ2
の蒸気圧は１．４５×１０6 Ｔｏｒｒとなり、常圧（１
気圧）の１８６０倍も高い。
【０００８】上述のＮの脱離の問題を解決する方法とし
て、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法によるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の成長においてよく用いられているプラ
ズマドーピング法があるが、これはＮ2 をプラズマ状に
してドーピングすることにより結晶表面の原子（主にＩ
Ｉ族元素の原子）との結合を誘起させてＮの脱離を防い
でいるものと考えられる。しかしながら、このプラズマ
ドーピング法をＭＯＣＶＤ法によるＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長に用いるには、圧力が高すぎて困難を伴
う。すなわち、ＭＯＣＶＤ法により成長を行うときの反
応管内の圧力は常圧から減圧でも数Ｔｏｒｒまでが限度
であるが、このような高い圧力ではプラズマの寿命が極
端に短く、基板表面に達する前にプラズマでなくなって
しまうからである。
て、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法によるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の成長においてよく用いられているプラ
ズマドーピング法があるが、これはＮ2 をプラズマ状に
してドーピングすることにより結晶表面の原子（主にＩ
Ｉ族元素の原子）との結合を誘起させてＮの脱離を防い
でいるものと考えられる。しかしながら、このプラズマ
ドーピング法をＭＯＣＶＤ法によるＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長に用いるには、圧力が高すぎて困難を伴
う。すなわち、ＭＯＣＶＤ法により成長を行うときの反
応管内の圧力は常圧から減圧でも数Ｔｏｒｒまでが限度
であるが、このような高い圧力ではプラズマの寿命が極
端に短く、基板表面に達する前にプラズマでなくなって
しまうからである。
【０００９】以上のように、アクセプタ濃度が十分に高
いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うことは
これまで困難であったが、これはＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体を用いて半導体レーザーや発光ダイオードなどの発
光素子を製造する上で大きな障害となるため、その改善
が望まれていた。
いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うことは
これまで困難であったが、これはＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体を用いて半導体レーザーや発光ダイオードなどの発
光素子を製造する上で大きな障害となるため、その改善
が望まれていた。
【００１０】したがって、この発明の目的は、アクセプ
タ不純物としての窒素のドーピング濃度、すなわちアク
セプタ濃度が十分に高いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の成長を行うことができるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
の成長方法を提供することにある。
タ不純物としての窒素のドーピング濃度、すなわちアク
セプタ濃度が十分に高いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の成長を行うことができるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
の成長方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ＩＩ族元素の原料、ＶＩ族元素の原料
およびｐ型ドーパントを用いた気相成長法によりｐ型の
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うようにしたＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体の成長方法において、ｐ型ドーパ
ントが、少なくとも一つの窒素原子を含み、窒素原子に
分子量が少なくとも１２よりも大きい少なくとも二つの
基が結合している有機化合物から成ることを特徴とする
ものである。
に、この発明は、ＩＩ族元素の原料、ＶＩ族元素の原料
およびｐ型ドーパントを用いた気相成長法によりｐ型の
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うようにしたＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体の成長方法において、ｐ型ドーパ
ントが、少なくとも一つの窒素原子を含み、窒素原子に
分子量が少なくとも１２よりも大きい少なくとも二つの
基が結合している有機化合物から成ることを特徴とする
ものである。
【００１２】この発明において、ｐ型ドーパントとして
の有機化合物中の窒素原子に結合している少なくとも二
つの基の分子量は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の一般的
な成長温度である５００℃程度の温度でこれらの基が容
易に熱分解して窒素原子から遊離するようにするために
は、好適には３６よりも大きく選ばれる。また、これら
の基が同等の確率で熱分解して窒素原子から遊離するよ
うにするためには、これらの基として、好適には、互い
に分子量が等しいものが用いられる。
の有機化合物中の窒素原子に結合している少なくとも二
つの基の分子量は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の一般的
な成長温度である５００℃程度の温度でこれらの基が容
易に熱分解して窒素原子から遊離するようにするために
は、好適には３６よりも大きく選ばれる。また、これら
の基が同等の確率で熱分解して窒素原子から遊離するよ
うにするためには、これらの基として、好適には、互い
に分子量が等しいものが用いられる。
【００１３】この発明において、ｐ型ドーパントとして
の有機化合物は、典型的には、一つの窒素原子を含み、
その窒素原子に分子量が３６よりも大きい二つの基と一
つの水素原子とが結合している有機化合物と、一つの窒
素原子を含み、その窒素原子に分子量が３６よりも大き
い三つの基が結合している有機化合物とがある。前者の
有機化合物の例として以下の（ａ）〜（ｆ）が挙げら
れ、後者の有機化合物の例として以下の（ｇ）〜（ｒ）
が挙げられる。
の有機化合物は、典型的には、一つの窒素原子を含み、
その窒素原子に分子量が３６よりも大きい二つの基と一
つの水素原子とが結合している有機化合物と、一つの窒
素原子を含み、その窒素原子に分子量が３６よりも大き
い三つの基が結合している有機化合物とがある。前者の
有機化合物の例として以下の（ａ）〜（ｆ）が挙げら
れ、後者の有機化合物の例として以下の（ｇ）〜（ｒ）
が挙げられる。
【００１４】（ａ）ジイソプロピルアミン（Ｄｉ−ＰＮ
Ｈ）
Ｈ）
【化１】
【００１５】（ｂ）ジプロピルアミン（Ｄ−ＰＮＨ）
【化２】
【００１６】（ｃ）ジブチルアミン（Ｄ−ＢＮＨ）
【化３】
【００１７】（ｄ）ジイソブチルアミン（Ｄｉ−ＢＮ
Ｈ）
Ｈ）
【化４】
【００１８】（ｅ）ジ第二ブチルアミン（Ｄｓ−ＢＮ
Ｈ）
Ｈ）
【化５】
【００１９】（ｆ）ジターシャリブチルアミン（Ｄｔ−
ＢＮＨ）
ＢＮＨ）
【化６】
【００２０】（ｇ）トリプロピルアミン（Ｔ−ＰＮ）
【化７】
【００２１】（ｈ）トリイソプロピルアミン（Ｔｉ−Ｐ
Ｎ）
Ｎ）
【化８】
【００２２】（ｉ）トリブチルアミン（Ｔ−ＢＮ）
【化９】
【００２３】（ｊ）トリイソブチルアミン（Ｔｉ−Ｂ
Ｎ）
Ｎ）
【化１０】
【００２４】（ｋ）トリ第二ブチルアミン（Ｔｓ−Ｂ
Ｎ）
Ｎ）
【化１１】
【００２５】（ｌ）トリターシャリブチルアミン（Ｔｔ
−ＢＮ）
−ＢＮ）
【化１２】
【００２６】（ｍ）ジイソプロピルメチルアミン（Ｄｉ
−ＰＭＮ）
−ＰＭＮ）
【化１３】
【００２７】（ｎ）ジプロピルメチルアミン（Ｄ−ＰＭ
Ｎ）
Ｎ）
【化１４】
【００２８】（ｏ）ジブチルメチルアミン（Ｄ−ＢＭ
Ｎ）
Ｎ）
【化１５】
【００２９】（ｐ）ジイソブチルメチルアミン（Ｄｉ−
ＢＭＮ）
ＢＭＮ）
【化１６】
【００３０】（ｑ）ジ第二ブチルメチルアミン（Ｄｓ−
ＢＭＮ）
ＢＭＮ）
【化１７】
【００３１】（ｒ）ジターシャリブチルメチルアミン
（Ｄｔ−ＢＭＮ）
（Ｄｔ−ＢＭＮ）
【化１８】
【００３２】上に挙げた（ａ）〜（ｒ）の有機化合物を
ｐ型ドーパントとして従来用いられている下記のアンモ
ニア（ＮＨ3 ）やターシャリブチルアミン（ｔ−ＢＮＨ
2 ）と比較すると明らかなように、ＮＨ3 やｔ−ＢＮＨ
2 においては、Ｎ原子に一つ以下の基が結合しており、
Ｎ原子に直接結合しているＨ原子の数は二つまたは三つ
であるのに対し、（ａ）〜（ｒ）の有機化合物において
は、Ｎ原子に二つまたは三つの基が結合しており、Ｎ原
子に直接結合しているＨ原子の数は一つ以下である。
ｐ型ドーパントとして従来用いられている下記のアンモ
ニア（ＮＨ3 ）やターシャリブチルアミン（ｔ−ＢＮＨ
2 ）と比較すると明らかなように、ＮＨ3 やｔ−ＢＮＨ
2 においては、Ｎ原子に一つ以下の基が結合しており、
Ｎ原子に直接結合しているＨ原子の数は二つまたは三つ
であるのに対し、（ａ）〜（ｒ）の有機化合物において
は、Ｎ原子に二つまたは三つの基が結合しており、Ｎ原
子に直接結合しているＨ原子の数は一つ以下である。
【００３３】（ｓ）アンモニア（ＮＨ3 ）
【化１９】
【００３４】（ｔ）ターシャリブチルアミン（ｔ−ＢＮ
Ｈ2 ）
Ｈ2 ）
【化２０】
【００３５】この発明の好適な一実施形態においては、
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のＩＩ族元素の面上に窒素原
子をデルタドープ（δドープ）する。また、このデルタ
ドープの代わりに、このデルタドープと同様な効果を得
ることができるフローモジュレーション法を用いてもよ
い。具体的には、このフローモジュレーション法におい
ては、ＩＩ族元素の原料の供給およびｐ型ドーパントの
供給を維持し、ＶＩ族元素の原料の供給中断により成長
中断を行う。
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のＩＩ族元素の面上に窒素原
子をデルタドープ（δドープ）する。また、このデルタ
ドープの代わりに、このデルタドープと同様な効果を得
ることができるフローモジュレーション法を用いてもよ
い。具体的には、このフローモジュレーション法におい
ては、ＩＩ族元素の原料の供給およびｐ型ドーパントの
供給を維持し、ＶＩ族元素の原料の供給中断により成長
中断を行う。
【００３６】この発明において、気相成長法としては、
ＭＯＣＶＤ法のほかに、ガス原料を用いたＭＢＥ法を用
いることができる。
ＭＯＣＶＤ法のほかに、ガス原料を用いたＭＢＥ法を用
いることができる。
【００３７】また、この発明において、成長されるＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体は、例えばＺｎ1-a-b Ｍｇa Ｃｄ
b Ｓc Ｔｅd Ｓｅ1-c-d 系化合物半導体（ただし、０≦
ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜１）であり、より具体的には、ＺｎＳ
ｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＭｇＳＳｅなどで
ある。
−ＶＩ族化合物半導体は、例えばＺｎ1-a-b Ｍｇa Ｃｄ
b Ｓc Ｔｅd Ｓｅ1-c-d 系化合物半導体（ただし、０≦
ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜１）であり、より具体的には、ＺｎＳ
ｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＭｇＳＳｅなどで
ある。
【００３８】
【作用】上述のように構成されたこの発明によるＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体の成長方法によれば、ｐ型ドーパン
トが、少なくとも一つの窒素原子を含み、その窒素原子
に分子量が少なくとも１２よりも大きい少なくとも二つ
の基が結合している有機化合物から成るので、これらの
基が熱分解して窒素原子から遊離した後のその窒素原子
には少なくとも２本の結合手（ダングリングボンド）が
あり、従来のようにＮＨ3 やＤｉ−ＰＮＨなどをｐ型ド
ーパントとして用いた場合と比べて、熱分解後の窒素原
子の結合手の数は少なくとも１本多い。このため、その
分だけ窒素原子が成長結晶の表面の原子と結合して取り
込まれやすくなるので、成長されるＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体への窒素原子のドーピング効率を高くすることが
できる。これによって、アクセプタ不純物としての窒素
原子のドーピング濃度、すなわちアクセプタ濃度が十分
に高いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うことがで
きる。
ＶＩ族化合物半導体の成長方法によれば、ｐ型ドーパン
トが、少なくとも一つの窒素原子を含み、その窒素原子
に分子量が少なくとも１２よりも大きい少なくとも二つ
の基が結合している有機化合物から成るので、これらの
基が熱分解して窒素原子から遊離した後のその窒素原子
には少なくとも２本の結合手（ダングリングボンド）が
あり、従来のようにＮＨ3 やＤｉ−ＰＮＨなどをｐ型ド
ーパントとして用いた場合と比べて、熱分解後の窒素原
子の結合手の数は少なくとも１本多い。このため、その
分だけ窒素原子が成長結晶の表面の原子と結合して取り
込まれやすくなるので、成長されるＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体への窒素原子のドーピング効率を高くすることが
できる。これによって、アクセプタ不純物としての窒素
原子のドーピング濃度、すなわちアクセプタ濃度が十分
に高いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うことがで
きる。
【００３９】また、特に、一つの窒素原子を含み、その
窒素原子に分子量が３６よりも大きい三つの基が結合し
ている有機化合物をｐ型ドーパントとして用いた場合に
は、その窒素原子に水素原子が直接結合していないこと
により、熱分解後には窒素原子が水素原子と結合した形
でなく単独で生成される。このため、有機化合物をｐ型
ドーパントとして用いた場合に、ｐ型ドーパント中に含
まれる水素原子が成長結晶中に取り込まれ、この水素原
子がアクセプタ不純物としての窒素原子を不活性化する
問題、すなわち水素原子による窒素原子のパッシベーシ
ョンの問題（例えば、Appl. Phys. Lett. 62, 270(199
1))をも解決することができる。これによって、アクセ
プタ濃度がより一層高いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長を行うことができる。
窒素原子に分子量が３６よりも大きい三つの基が結合し
ている有機化合物をｐ型ドーパントとして用いた場合に
は、その窒素原子に水素原子が直接結合していないこと
により、熱分解後には窒素原子が水素原子と結合した形
でなく単独で生成される。このため、有機化合物をｐ型
ドーパントとして用いた場合に、ｐ型ドーパント中に含
まれる水素原子が成長結晶中に取り込まれ、この水素原
子がアクセプタ不純物としての窒素原子を不活性化する
問題、すなわち水素原子による窒素原子のパッシベーシ
ョンの問題（例えば、Appl. Phys. Lett. 62, 270(199
1))をも解決することができる。これによって、アクセ
プタ濃度がより一層高いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長を行うことができる。
【００４０】さらに、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のＩＩ
族元素の面に窒素原子をデルタドープすることにより、
あるいは、フローモジュレーション法を用いることによ
り、成長結晶中への窒素原子の取り込み効率を一層高く
することができ、これによってアクセプタ濃度がさらに
高いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うこと
ができる。
族元素の面に窒素原子をデルタドープすることにより、
あるいは、フローモジュレーション法を用いることによ
り、成長結晶中への窒素原子の取り込み効率を一層高く
することができ、これによってアクセプタ濃度がさらに
高いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うこと
ができる。
【００４１】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。まず、この発明の第１実施例におい
て用いられるＭＯＣＶＤ装置について説明する。図１は
そのＭＯＣＶＤ装置の構成を示す。
しながら説明する。まず、この発明の第１実施例におい
て用いられるＭＯＣＶＤ装置について説明する。図１は
そのＭＯＣＶＤ装置の構成を示す。
【００４２】図１に示すように、このＭＯＣＶＤ装置に
おいては、Ｈ2 純化装置１により高純度化された水素
（Ｈ2 ）ガスがキャリアガスとしてバブラ２、３、４内
に供給される。いま、ｐ型ＺｎＳｅの成長を行う場合を
考えると、これらのバブラ２、３、４内には、それぞ
れ、例えばＺｎ原料としてのジメチル亜鉛（ＤＭＺ
ｎ）、Ｓｅ原料としてのジメチルセレン（ＤＭＳｅ）お
よびｐ型ドーパントとしてのＤｉ−ＰＮＨが入れられて
いる。これらのバブラ２、３、４内にＨ2 ガスが供給さ
れることにより、これらのバブラ２、３、４のそれぞれ
からその蒸気圧分の原料ガスが、キャリアガスとしての
Ｈ2 ガスとともに、反応管ライン５を通って反応管６内
に供給される。反応管６内にはサセプタ７が設置され、
その上に基板８が置かれる。
おいては、Ｈ2 純化装置１により高純度化された水素
（Ｈ2 ）ガスがキャリアガスとしてバブラ２、３、４内
に供給される。いま、ｐ型ＺｎＳｅの成長を行う場合を
考えると、これらのバブラ２、３、４内には、それぞ
れ、例えばＺｎ原料としてのジメチル亜鉛（ＤＭＺ
ｎ）、Ｓｅ原料としてのジメチルセレン（ＤＭＳｅ）お
よびｐ型ドーパントとしてのＤｉ−ＰＮＨが入れられて
いる。これらのバブラ２、３、４内にＨ2 ガスが供給さ
れることにより、これらのバブラ２、３、４のそれぞれ
からその蒸気圧分の原料ガスが、キャリアガスとしての
Ｈ2 ガスとともに、反応管ライン５を通って反応管６内
に供給される。反応管６内にはサセプタ７が設置され、
その上に基板８が置かれる。
【００４３】符号９はベントラインを示す。この場合、
バブラ２から発生される原料ガスの反応管ライン５とベ
ントライン９との間での切り換えはバルブＶ1 、Ｖ2 の
開閉により行うことができ、バブラ３から発生される原
料ガスの反応管ライン５とベントライン９との間での切
り換えはバルブＶ3 、Ｖ4 の開閉により行うことがで
き、バブラ４から発生されるドーパントガスの反応管ラ
イン５とベントライン９との間での切り換えはバルブＶ
5 、Ｖ6 の開閉により行うことができるようになってい
る。なお、符号１０〜１４は、Ｈ2 純化装置１から供給
されるＨ2 ガスの流量制御のためのマスフローコントロ
ーラを示す。
バブラ２から発生される原料ガスの反応管ライン５とベ
ントライン９との間での切り換えはバルブＶ1 、Ｖ2 の
開閉により行うことができ、バブラ３から発生される原
料ガスの反応管ライン５とベントライン９との間での切
り換えはバルブＶ3 、Ｖ4 の開閉により行うことがで
き、バブラ４から発生されるドーパントガスの反応管ラ
イン５とベントライン９との間での切り換えはバルブＶ
5 、Ｖ6 の開閉により行うことができるようになってい
る。なお、符号１０〜１４は、Ｈ2 純化装置１から供給
されるＨ2 ガスの流量制御のためのマスフローコントロ
ーラを示す。
【００４４】図２はこの発明の第１実施例によるｐ型Ｚ
ｎＳｅの成長方法における原料ガスおよびドーパントガ
スの供給の状態を示すシーケンス図である。この第１実
施例においては、まず、図１に示すＭＯＣＶＤ装置の反
応管６内のサセプタ７上に、基板８として半絶縁性Ｇａ
Ａｓ基板２１（図３）を置き、この半絶縁性ＧａＡｓ基
板２１を、サセプタ７によりＨ2 ガス雰囲気中で成長温
度まで加熱する。
ｎＳｅの成長方法における原料ガスおよびドーパントガ
スの供給の状態を示すシーケンス図である。この第１実
施例においては、まず、図１に示すＭＯＣＶＤ装置の反
応管６内のサセプタ７上に、基板８として半絶縁性Ｇａ
Ａｓ基板２１（図３）を置き、この半絶縁性ＧａＡｓ基
板２１を、サセプタ７によりＨ2 ガス雰囲気中で成長温
度まで加熱する。
【００４５】次に、反応管６内にＺｎ原料としてのＤＭ
Ｚｎ、Ｓｅ原料としてのＤＭＳｅおよびｐ型ドーパント
としてのＤｉ−ＰＮＨの全てを同時に供給する（図
２）。これによって、図３に示すように、半絶縁性Ｇａ
Ａｓ基板２１上に、ＮがドープされたＺｎＳｅ層（この
第１実施例および次の第２実施例において「ＺｎＳｅ：
Ｎ層」と書く）２２をエピタキシャル成長させる。
Ｚｎ、Ｓｅ原料としてのＤＭＳｅおよびｐ型ドーパント
としてのＤｉ−ＰＮＨの全てを同時に供給する（図
２）。これによって、図３に示すように、半絶縁性Ｇａ
Ａｓ基板２１上に、ＮがドープされたＺｎＳｅ層（この
第１実施例および次の第２実施例において「ＺｎＳｅ：
Ｎ層」と書く）２２をエピタキシャル成長させる。
【００４６】図４は、以上のようにしてエピタキシャル
成長されたＺｎＳｅ：Ｎ層２２のフォトルミネッセンス
スペクトルを４．２Ｋ（液体ヘリウム温度）で測定した
結果を示す。ただし、成長温度は４５０℃、反応管６内
の圧力は６５０Ｔｏｒｒである。また、ＤＭＺｎ、ＤＭ
ＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨの供給量は、それぞれ５μｍｏ
ｌ／分、１０μｍｏｌ／分および１４１μｍｏｌ／分で
ある。
成長されたＺｎＳｅ：Ｎ層２２のフォトルミネッセンス
スペクトルを４．２Ｋ（液体ヘリウム温度）で測定した
結果を示す。ただし、成長温度は４５０℃、反応管６内
の圧力は６５０Ｔｏｒｒである。また、ＤＭＺｎ、ＤＭ
ＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨの供給量は、それぞれ５μｍｏ
ｌ／分、１０μｍｏｌ／分および１４１μｍｏｌ／分で
ある。
【００４７】一方、比較のために、従来のＭＯＣＶＤ法
によるエピタキシャル成長方法と同様に、反応管６内に
Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ、Ｓｅ原料としてのＤＭＳｅ
およびｐ型ドーパントとしてのｔ−ＢＮＨ2 の全てを同
時に供給してＺｎＳｅ：Ｎ層を半絶縁性ＧａＡｓ基板上
にエピタキシャル成長させた試料を作製し、このＺｎＳ
ｅ：Ｎ層のフォトルミネッセンススペクトルを４．２Ｋ
で測定した。その結果を図５に示す。ただし、成長温度
は４５０℃、反応管６内の圧力は６５０Ｔｏｒｒであ
る。また、ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびｔ−ＢＮＨ2 の供
給量は、それぞれ５μｍｏｌ／分、１０μｍｏｌ／分お
よび１８０μｍｏｌ／分である。なお、図４および図５
の縦軸のフルスケールは互いに異なることに注意された
い。
によるエピタキシャル成長方法と同様に、反応管６内に
Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ、Ｓｅ原料としてのＤＭＳｅ
およびｐ型ドーパントとしてのｔ−ＢＮＨ2 の全てを同
時に供給してＺｎＳｅ：Ｎ層を半絶縁性ＧａＡｓ基板上
にエピタキシャル成長させた試料を作製し、このＺｎＳ
ｅ：Ｎ層のフォトルミネッセンススペクトルを４．２Ｋ
で測定した。その結果を図５に示す。ただし、成長温度
は４５０℃、反応管６内の圧力は６５０Ｔｏｒｒであ
る。また、ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびｔ−ＢＮＨ2 の供
給量は、それぞれ５μｍｏｌ／分、１０μｍｏｌ／分お
よび１８０μｍｏｌ／分である。なお、図４および図５
の縦軸のフルスケールは互いに異なることに注意された
い。
【００４８】図４と図５とを比較して最も異なる点は、
波長４６０ｎｍ付近に見られるＤＡＰ（ドナー−アクセ
プタ対）発光の有無である。すなわち、図４においては
強いＤＡＰ発光が見られるのに対し、図５においてはＤ
ＡＰ発光はほとんど見られない。このＤＡＰ発光はＮが
ドープされていることの証拠となるものであり、その強
度が大きいほどＮのドープ量が多いことを意味する。図
４および図５から、この第１実施例による成長方法によ
り成長されたＺｎＳｅ：Ｎ層２２は、ｐ型ドーパントと
してｔ−ＢＮＨ2 を用いた従来のＭＯＣＶＤ法により成
長されたＺｎＳｅ：Ｎ層と異なり、多量のＮがドープさ
れていると考えられる。
波長４６０ｎｍ付近に見られるＤＡＰ（ドナー−アクセ
プタ対）発光の有無である。すなわち、図４においては
強いＤＡＰ発光が見られるのに対し、図５においてはＤ
ＡＰ発光はほとんど見られない。このＤＡＰ発光はＮが
ドープされていることの証拠となるものであり、その強
度が大きいほどＮのドープ量が多いことを意味する。図
４および図５から、この第１実施例による成長方法によ
り成長されたＺｎＳｅ：Ｎ層２２は、ｐ型ドーパントと
してｔ−ＢＮＨ2 を用いた従来のＭＯＣＶＤ法により成
長されたＺｎＳｅ：Ｎ層と異なり、多量のＮがドープさ
れていると考えられる。
【００４９】なお、図４および図５において、ＤＡＰ発
光以外のピークは、Ｉ1 （中性アクセプタ束縛励起子）
発光、ＤＡＰ発光のフォノンレプリカ、Ｙ発光（ミスフ
ィット転位などに起因する発光）である。
光以外のピークは、Ｉ1 （中性アクセプタ束縛励起子）
発光、ＤＡＰ発光のフォノンレプリカ、Ｙ発光（ミスフ
ィット転位などに起因する発光）である。
【００５０】この第１実施例による成長方法により成長
されたＺｎＳｅ：Ｎ層２２のＮのドープ量を容量（Ｃ）
−電圧（Ｖ）測定法により定量的に評価するために、図
６および図７に示すように、半絶縁性ＧａＡｓ基板２１
上にエピタキシャル成長させた厚さ１．３μｍのＺｎＳ
ｅ：Ｎ層２２上に真空蒸着法により円形の金（Ａｕ）電
極Ｅ1 およびその周囲のＡｕ電極Ｅ2 を形成した試料を
作製した。ここで、周囲のＡｕ電極Ｅ2 の面積は、円形
のＡｕ電極Ｅ1 の面積よりも十分に大きいことにより、
この周囲のＡｕ電極Ｅ2 は、近似的にオーミック電極と
みなすことができる。この場合、円形のＡｕ電極Ｅ1 の
直径は３３６μｍである。
されたＺｎＳｅ：Ｎ層２２のＮのドープ量を容量（Ｃ）
−電圧（Ｖ）測定法により定量的に評価するために、図
６および図７に示すように、半絶縁性ＧａＡｓ基板２１
上にエピタキシャル成長させた厚さ１．３μｍのＺｎＳ
ｅ：Ｎ層２２上に真空蒸着法により円形の金（Ａｕ）電
極Ｅ1 およびその周囲のＡｕ電極Ｅ2 を形成した試料を
作製した。ここで、周囲のＡｕ電極Ｅ2 の面積は、円形
のＡｕ電極Ｅ1 の面積よりも十分に大きいことにより、
この周囲のＡｕ電極Ｅ2 は、近似的にオーミック電極と
みなすことができる。この場合、円形のＡｕ電極Ｅ1 の
直径は３３６μｍである。
【００５１】この図６および図７に示す試料において、
円形のＡｕ電極Ｅ1 およびその周囲のＡｕ電極Ｅ2 にそ
れぞれ負のバイアス電圧および正のバイアス電圧を印加
してＣ−Ｖ測定を行った。その結果を図８に示す。図８
からわかるように、負のバイアス電圧が大きくなるほ
ど、容量（Ｃ）は減少する傾向が見られる。さらに、Ｚ
ｎＳｅの比誘電率を９．３として、ＺｎＳｅ：Ｎ層２２
の表面から深さ方向に有効アクセプタ濃度（ＮA −ＮD
（ＮA ：アクセプタ濃度、ＮD ：ドナー濃度））を見積
もったところ、図９に示すような結果が得られた。そし
て、この結果からＮA −ＮD を求めたところ、ＮA −Ｎ
D 〜２×１０16ｃｍ-3であった。この程度のアクセプタ
濃度は半導体レーザーなどの発光素子を作製する上で十
分であり、このことよりＤｉ−ＰＮＨがＭＯＣＶＤ法に
よるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長におけるｐ型ドー
パントとして有効なものであることがわかる。
円形のＡｕ電極Ｅ1 およびその周囲のＡｕ電極Ｅ2 にそ
れぞれ負のバイアス電圧および正のバイアス電圧を印加
してＣ−Ｖ測定を行った。その結果を図８に示す。図８
からわかるように、負のバイアス電圧が大きくなるほ
ど、容量（Ｃ）は減少する傾向が見られる。さらに、Ｚ
ｎＳｅの比誘電率を９．３として、ＺｎＳｅ：Ｎ層２２
の表面から深さ方向に有効アクセプタ濃度（ＮA −ＮD
（ＮA ：アクセプタ濃度、ＮD ：ドナー濃度））を見積
もったところ、図９に示すような結果が得られた。そし
て、この結果からＮA −ＮD を求めたところ、ＮA −Ｎ
D 〜２×１０16ｃｍ-3であった。この程度のアクセプタ
濃度は半導体レーザーなどの発光素子を作製する上で十
分であり、このことよりＤｉ−ＰＮＨがＭＯＣＶＤ法に
よるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長におけるｐ型ドー
パントとして有効なものであることがわかる。
【００５２】なお、ＺｎＳｅ：Ｎ層２２のＮのドープ量
は、上述のようなＣ−Ｖ測定を実際に行わないでも、次
のようにして、そのおおよその値を見積もることができ
る。すなわち、一般に、ＤＡＰ発光の強度とアクセプタ
濃度との間には密接な関係があり、アクセプタ濃度が高
くなるにしたがい、ＤＡＰ発光の相対強度が大きくな
る。図１０に、J. Qiuらが報告している低温フォトルミ
ネッセンススペクトルと二次イオン質量分析（ＳＩＭ
Ｓ）法により測定されたＮ濃度（［Ｎ］）およびＣ−Ｖ
測定法により測定された有効アクセプタ濃度（ＮA −Ｎ
D ）との関係を示す（Appl. Phys. Lett. 59, 2992(199
1)）。なお、同様な結果は Z. Yangらによっても報告さ
れている（Appl. Phys. Lett. 61, 2671(1992)）。図１
０から、この第１実施例による成長方法により成長され
たＺｎＳｅ：Ｎ層２２のアクセプタ濃度は、Ｃ−Ｖ測定
法による有効アクセプタ濃度で、１．０×１０16ｃｍ-3
＜ＮA−ＮD ＜８．０×１０17ｃｍ-3の範囲にあると見
積もることができる。
は、上述のようなＣ−Ｖ測定を実際に行わないでも、次
のようにして、そのおおよその値を見積もることができ
る。すなわち、一般に、ＤＡＰ発光の強度とアクセプタ
濃度との間には密接な関係があり、アクセプタ濃度が高
くなるにしたがい、ＤＡＰ発光の相対強度が大きくな
る。図１０に、J. Qiuらが報告している低温フォトルミ
ネッセンススペクトルと二次イオン質量分析（ＳＩＭ
Ｓ）法により測定されたＮ濃度（［Ｎ］）およびＣ−Ｖ
測定法により測定された有効アクセプタ濃度（ＮA −Ｎ
D ）との関係を示す（Appl. Phys. Lett. 59, 2992(199
1)）。なお、同様な結果は Z. Yangらによっても報告さ
れている（Appl. Phys. Lett. 61, 2671(1992)）。図１
０から、この第１実施例による成長方法により成長され
たＺｎＳｅ：Ｎ層２２のアクセプタ濃度は、Ｃ−Ｖ測定
法による有効アクセプタ濃度で、１．０×１０16ｃｍ-3
＜ＮA−ＮD ＜８．０×１０17ｃｍ-3の範囲にあると見
積もることができる。
【００５３】以上のように、この第１実施例による成長
方法によれば、ｐ型ドーパントとしてＤｉ−ＰＮＨを用
いていることにより、Ｎが高濃度にドープされたＺｎＳ
ｅ：Ｎ層２４、すなわちアクセプタ濃度が高いｐ型Ｚｎ
Ｓｅ層の成長を行うことができる。このようにアクセプ
タ濃度が高いｐ型ＺｎＳｅ層の成長を行うことができる
理由は、成長時にＤｉ−ＰＮＨの熱分解により生成され
るＮ原子に２本の結合手があることにより、ＺｎＳｅ結
晶へのＮの取り込み効率が高く、したがってＮのドーピ
ング効率が高いからである。
方法によれば、ｐ型ドーパントとしてＤｉ−ＰＮＨを用
いていることにより、Ｎが高濃度にドープされたＺｎＳ
ｅ：Ｎ層２４、すなわちアクセプタ濃度が高いｐ型Ｚｎ
Ｓｅ層の成長を行うことができる。このようにアクセプ
タ濃度が高いｐ型ＺｎＳｅ層の成長を行うことができる
理由は、成長時にＤｉ−ＰＮＨの熱分解により生成され
るＮ原子に２本の結合手があることにより、ＺｎＳｅ結
晶へのＮの取り込み効率が高く、したがってＮのドーピ
ング効率が高いからである。
【００５４】次に、この発明の第２実施例について説明
する。この第２実施例においては、δドープと実質的に
同様な効果を得ることができるフローモジュレーション
法によりＮのドープを行う。
する。この第２実施例においては、δドープと実質的に
同様な効果を得ることができるフローモジュレーション
法によりＮのドープを行う。
【００５５】図１１はこの発明の第２実施例によるｐ型
ＺｎＳｅの成長方法における原料ガスおよびドーパント
ガスの供給の状態を示すシーケンス図である。また、図
１２Ａ〜Ｅは、図１１におけるｔ＝ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 、
ｔ4 、ｔ5 の各時点における成長層の状態を示す。
ＺｎＳｅの成長方法における原料ガスおよびドーパント
ガスの供給の状態を示すシーケンス図である。また、図
１２Ａ〜Ｅは、図１１におけるｔ＝ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 、
ｔ4 、ｔ5 の各時点における成長層の状態を示す。
【００５６】以下、図１、図１１および図１２を参照し
て、この第２実施例によるｐ型ＺｎＳｅの成長方法を説
明する。まず、図１に示すＭＯＣＶＤ装置の反応管６内
のサセプタ７上に基板８として半絶縁性ＧａＡｓ基板２
１を置き、このＧａＡｓ基板２１を、サセプタ７により
Ｈ2 ガス雰囲気中で成長温度まで加熱する。
て、この第２実施例によるｐ型ＺｎＳｅの成長方法を説
明する。まず、図１に示すＭＯＣＶＤ装置の反応管６内
のサセプタ７上に基板８として半絶縁性ＧａＡｓ基板２
１を置き、このＧａＡｓ基板２１を、サセプタ７により
Ｈ2 ガス雰囲気中で成長温度まで加熱する。
【００５７】次に、反応管６内にＺｎ原料としてのＤＭ
Ｚｎ、Ｓｅ原料としてのＤＭＳｅおよびｐ型ドーパント
としてのＤｉ−ＰＮＨを全て同時に供給することによっ
て、図１２Ａに示すように、半絶縁性ＧａＡｓ基板２１
上にＺｎＳｅ：Ｎ層２３をエピタキシャル成長させる。
このＺｎＳｅ：Ｎ層２３のエピタキシャル成長は、時刻
ｔ＝０から時刻ｔ＝ｔ1 まで行う（図１２）。この最初
にエピタキシャル成長されるＺｎＳｅ：Ｎ層２３は、そ
の後に成長されるＺｎＳｅ：Ｎ層のバッファ層となる。
Ｚｎ、Ｓｅ原料としてのＤＭＳｅおよびｐ型ドーパント
としてのＤｉ−ＰＮＨを全て同時に供給することによっ
て、図１２Ａに示すように、半絶縁性ＧａＡｓ基板２１
上にＺｎＳｅ：Ｎ層２３をエピタキシャル成長させる。
このＺｎＳｅ：Ｎ層２３のエピタキシャル成長は、時刻
ｔ＝０から時刻ｔ＝ｔ1 まで行う（図１２）。この最初
にエピタキシャル成長されるＺｎＳｅ：Ｎ層２３は、そ
の後に成長されるＺｎＳｅ：Ｎ層のバッファ層となる。
【００５８】次に、時刻ｔ＝ｔ1 において、ＤＭＺｎお
よびＤｉ−ＰＮＨの供給を維持したままＤＭＳｅの供給
を中断し、成長中断を行う。この成長中断は、時刻ｔ＝
ｔ2まで行う。この成長中断中には、反応管６内に供給
されているＤＭＺｎの熱分解によりバッファ層としての
ＺｎＳｅ：Ｎ層２３の表面にＺｎが吸着してその表面が
Ｚｎ吸着層により覆われ、さらにそのＺｎ吸着層のＺｎ
に、Ｄｉ−ＰＮＨの熱分解により生成された２本の結合
手を有するＮが吸着し、これによって成長層にＮが取り
込まれる。図１２Ｂにおいて、このＺｎおよびＮの吸着
層を符号２４で示す。
よびＤｉ−ＰＮＨの供給を維持したままＤＭＳｅの供給
を中断し、成長中断を行う。この成長中断は、時刻ｔ＝
ｔ2まで行う。この成長中断中には、反応管６内に供給
されているＤＭＺｎの熱分解によりバッファ層としての
ＺｎＳｅ：Ｎ層２３の表面にＺｎが吸着してその表面が
Ｚｎ吸着層により覆われ、さらにそのＺｎ吸着層のＺｎ
に、Ｄｉ−ＰＮＨの熱分解により生成された２本の結合
手を有するＮが吸着し、これによって成長層にＮが取り
込まれる。図１２Ｂにおいて、このＺｎおよびＮの吸着
層を符号２４で示す。
【００５９】図１３Ａに、Ｄｉ−ＰＮＨの熱分解により
生成された２本の結合手を有するＮ原子がＺｎＳｅ結晶
のＩＩ族元素であるＺｎの面に結合しているときの様子
を示す。図１３Ａに示すように、この場合、Ｚｎの面上
で二つのＺｎ原子にまたがってＮ原子が２本の結合手で
結合しており、このためＺｎ原子とＮ原子との結合力が
強く、Ｎ原子の脱離が起こりにくい。また、ＺｎＳｅの
結晶構造をそのまま反映してＮ原子が結合する。一方、
ｐ型ドーパントとしてｔ−ＢＮＨ2 を用いた場合には、
ｔ−ＢＮＨ2 の熱分解により生成されるＮ原子には１本
の結合手しかないため、図１３Ｂに示すように、Ｚｎの
面上でＺｎ原子１個に対して二つのＮがそれぞれ１本の
結合手で結合する。この場合、Ｚｎ原子との結合力が弱
いためにＮが脱離しやすく、また、余分なＮが存在する
ことにもなる。
生成された２本の結合手を有するＮ原子がＺｎＳｅ結晶
のＩＩ族元素であるＺｎの面に結合しているときの様子
を示す。図１３Ａに示すように、この場合、Ｚｎの面上
で二つのＺｎ原子にまたがってＮ原子が２本の結合手で
結合しており、このためＺｎ原子とＮ原子との結合力が
強く、Ｎ原子の脱離が起こりにくい。また、ＺｎＳｅの
結晶構造をそのまま反映してＮ原子が結合する。一方、
ｐ型ドーパントとしてｔ−ＢＮＨ2 を用いた場合には、
ｔ−ＢＮＨ2 の熱分解により生成されるＮ原子には１本
の結合手しかないため、図１３Ｂに示すように、Ｚｎの
面上でＺｎ原子１個に対して二つのＮがそれぞれ１本の
結合手で結合する。この場合、Ｚｎ原子との結合力が弱
いためにＮが脱離しやすく、また、余分なＮが存在する
ことにもなる。
【００６０】次に、時刻ｔ＝ｔ2 において、反応管６内
へのＤＭＳｅの供給を再開し、時刻ｔ＝ｔ3 までこのＤ
ＭＳｅの供給を続ける。これによって、反応管６内には
ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨの全てが同時に
供給され、図１２Ｃに示すように、ＺｎＳｅ：Ｎ層２２
が薄くエピタキシャル成長される。
へのＤＭＳｅの供給を再開し、時刻ｔ＝ｔ3 までこのＤ
ＭＳｅの供給を続ける。これによって、反応管６内には
ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨの全てが同時に
供給され、図１２Ｃに示すように、ＺｎＳｅ：Ｎ層２２
が薄くエピタキシャル成長される。
【００６１】次に、時刻ｔ＝ｔ3 において、再び、ＤＭ
ＺｎおよびＤｉ−ＰＮＨの供給を維持したままＤＭＳｅ
の供給を中断し、成長中断を行う。この成長中断中に
は、図１２Ｄに示すように、ＺｎＳｅ：Ｎ層２２の表面
にＺｎおよびＮの吸着層２４が形成される。
ＺｎおよびＤｉ−ＰＮＨの供給を維持したままＤＭＳｅ
の供給を中断し、成長中断を行う。この成長中断中に
は、図１２Ｄに示すように、ＺｎＳｅ：Ｎ層２２の表面
にＺｎおよびＮの吸着層２４が形成される。
【００６２】次に、時刻ｔ＝ｔ4 において、反応管６内
へのＤＭＳｅの供給を再開し、時刻ｔ＝ｔ5 までこのＤ
ＭＳｅの供給を続ける。これによって、反応管６内には
ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨの全てが同時に
供給され、図１２Ｅに示すように、再びＺｎＳｅ：Ｎ層
２２が薄くエピタキシャル成長される。
へのＤＭＳｅの供給を再開し、時刻ｔ＝ｔ5 までこのＤ
ＭＳｅの供給を続ける。これによって、反応管６内には
ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨの全てが同時に
供給され、図１２Ｅに示すように、再びＺｎＳｅ：Ｎ層
２２が薄くエピタキシャル成長される。
【００６３】このように、成長中断を行ってＺｎおよび
Ｎの吸着層２４を形成しては、その上にＺｎＳｅ：Ｎ層
２２を薄くエピタキシャル成長させる工程を必要な回数
繰り返し行い、全体として所要の厚さを有するＺｎＳ
ｅ：Ｎ層２２をエピタキシャル成長させる。
Ｎの吸着層２４を形成しては、その上にＺｎＳｅ：Ｎ層
２２を薄くエピタキシャル成長させる工程を必要な回数
繰り返し行い、全体として所要の厚さを有するＺｎＳ
ｅ：Ｎ層２２をエピタキシャル成長させる。
【００６４】図１４は以上のようにしてエピタキシャル
成長されたＺｎＳｅ：Ｎ層２２のフォトルミネッセンス
スペクトルを４．２Ｋで測定した結果を示す。ただし、
成長温度は４５０℃、反応管６内の圧力は６５０Ｔｏｒ
ｒである。また、ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮ
Ｈの供給量は、それぞれ５μｍｏｌ／分、１０μｍｏｌ
／分および７５μｍｏｌ／分である。さらに、成長に当
たっては、ＤＭＳｅの供給を２秒間隔４秒周期で断続的
に行い、それにより成長中断を行った。なお、図１４の
縦軸のフルスケールは、図４および図５の縦軸のフルス
ケールと異なることに注意されたい。
成長されたＺｎＳｅ：Ｎ層２２のフォトルミネッセンス
スペクトルを４．２Ｋで測定した結果を示す。ただし、
成長温度は４５０℃、反応管６内の圧力は６５０Ｔｏｒ
ｒである。また、ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮ
Ｈの供給量は、それぞれ５μｍｏｌ／分、１０μｍｏｌ
／分および７５μｍｏｌ／分である。さらに、成長に当
たっては、ＤＭＳｅの供給を２秒間隔４秒周期で断続的
に行い、それにより成長中断を行った。なお、図１４の
縦軸のフルスケールは、図４および図５の縦軸のフルス
ケールと異なることに注意されたい。
【００６５】図１４を図４と比較すると、図１４の場合
もＤＡＰ発光は図４の場合と同程度以上の強さで見られ
ている。すなわち、成長時に用いたｐ型ドーパントとし
てのＤｉ−ＰＮＨの供給量が半分であるにもかかわら
ず、この第２実施例による成長方法により成長されたＺ
ｎＳｅ：Ｎ層２２のＤＡＰ発光の強度は、ＤＭＺｎ、Ｄ
ＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨの全てを同時に供給しながら
成長を行う第１実施例による成長方法により成長された
ＺｎＳｅ：Ｎ層２２のＤＡＰ発光の強度と比べて同程度
以上である。このことから、この第２実施例による成長
方法においては、第１実施例による成長方法におけるよ
りもＮの取り込み効率が高く、したがってＮのドーピン
グ効率が高いことがわかる。
もＤＡＰ発光は図４の場合と同程度以上の強さで見られ
ている。すなわち、成長時に用いたｐ型ドーパントとし
てのＤｉ−ＰＮＨの供給量が半分であるにもかかわら
ず、この第２実施例による成長方法により成長されたＺ
ｎＳｅ：Ｎ層２２のＤＡＰ発光の強度は、ＤＭＺｎ、Ｄ
ＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨの全てを同時に供給しながら
成長を行う第１実施例による成長方法により成長された
ＺｎＳｅ：Ｎ層２２のＤＡＰ発光の強度と比べて同程度
以上である。このことから、この第２実施例による成長
方法においては、第１実施例による成長方法におけるよ
りもＮの取り込み効率が高く、したがってＮのドーピン
グ効率が高いことがわかる。
【００６６】以上のように、この第２実施例による成長
方法によれば、ｐ型ドーパントとしてＤｉ−ＰＮＨを用
いているばかりでなく、Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ、Ｓ
ｅ原料としてのＤＭＳｅおよびｐ型ドーパントとしての
Ｄｉ−ＰＮＨの全てを同時に供給しながらＺｎＳｅ：Ｎ
層２２の成長を行う工程と、ＤＭＺｎの供給およびＤｉ
−ＰＮＨの供給を維持したままＤＭＳｅの供給中断を行
って成長中断を行うことによりＮおよびＺｎの吸着層２
４を形成する工程とを交互に繰り返し行っているので、
ＺｎＳｅへのＮの取り込み効率を高くすることができ、
それによってＮが高濃度にドープされた所要の厚さのＺ
ｎＳｅ：Ｎ層２２、すなわちアクセプタ濃度が高いｐ型
ＺｎＳｅ層の成長を行うことができる。
方法によれば、ｐ型ドーパントとしてＤｉ−ＰＮＨを用
いているばかりでなく、Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ、Ｓ
ｅ原料としてのＤＭＳｅおよびｐ型ドーパントとしての
Ｄｉ−ＰＮＨの全てを同時に供給しながらＺｎＳｅ：Ｎ
層２２の成長を行う工程と、ＤＭＺｎの供給およびＤｉ
−ＰＮＨの供給を維持したままＤＭＳｅの供給中断を行
って成長中断を行うことによりＮおよびＺｎの吸着層２
４を形成する工程とを交互に繰り返し行っているので、
ＺｎＳｅへのＮの取り込み効率を高くすることができ、
それによってＮが高濃度にドープされた所要の厚さのＺ
ｎＳｅ：Ｎ層２２、すなわちアクセプタ濃度が高いｐ型
ＺｎＳｅ層の成長を行うことができる。
【００６７】ここで、ＺｎＳｅ：Ｎ層をエピタキシャル
成長させた後に、このＺｎＳｅ：Ｎ層のアニールを行っ
た場合の効果について説明する。この効果を調べるため
に、半絶縁性ＧａＡｓ基板上に厚さ２μｍのＺｎＳｅ：
Ｎ層を第１実施例と同様な方法でエピタキシャル成長さ
せた後、このＺｎＳｅ：Ｎ層上に厚さ０．１μｍの二酸
化シリコン膜（ＳｉＯ2 膜）を真空蒸着法により形成し
た試料を作製した。ただし、成長温度は４５０℃、反応
管６内の圧力は６５０Ｔｏｒｒである。また、Ｚｎ原料
としてのＤＭＺｎ、Ｓｅ原料としてのＤＭＳｅおよびｐ
型ドーパントとしてのＤｉ−ＰＮＨの供給量は、それぞ
れ９．５３μｍｏｌ／分、３８．３６μｍｏｌ／分およ
び１４１μｍｏｌ／分である。なお、ＺｎＳｅ：Ｎ層上
に形成するＳｉＯ2 膜は、アニール時にこのＺｎＳｅ：
Ｎ層中のＮが脱離するのを防止するなどのためのもので
ある。次に、このようにして作製した試料を、図示省略
した高周波（ＲＦ）加熱型アニール装置を用いて、７０
０℃、１０秒の条件でＲＴＡ（Rapid Thermal Annealin
g)、すなわち急速アニールを行った。この後、フッ酸に
よりＳｉＯ2 膜をエッチング除去した。
成長させた後に、このＺｎＳｅ：Ｎ層のアニールを行っ
た場合の効果について説明する。この効果を調べるため
に、半絶縁性ＧａＡｓ基板上に厚さ２μｍのＺｎＳｅ：
Ｎ層を第１実施例と同様な方法でエピタキシャル成長さ
せた後、このＺｎＳｅ：Ｎ層上に厚さ０．１μｍの二酸
化シリコン膜（ＳｉＯ2 膜）を真空蒸着法により形成し
た試料を作製した。ただし、成長温度は４５０℃、反応
管６内の圧力は６５０Ｔｏｒｒである。また、Ｚｎ原料
としてのＤＭＺｎ、Ｓｅ原料としてのＤＭＳｅおよびｐ
型ドーパントとしてのＤｉ−ＰＮＨの供給量は、それぞ
れ９．５３μｍｏｌ／分、３８．３６μｍｏｌ／分およ
び１４１μｍｏｌ／分である。なお、ＺｎＳｅ：Ｎ層上
に形成するＳｉＯ2 膜は、アニール時にこのＺｎＳｅ：
Ｎ層中のＮが脱離するのを防止するなどのためのもので
ある。次に、このようにして作製した試料を、図示省略
した高周波（ＲＦ）加熱型アニール装置を用いて、７０
０℃、１０秒の条件でＲＴＡ（Rapid Thermal Annealin
g)、すなわち急速アニールを行った。この後、フッ酸に
よりＳｉＯ2 膜をエッチング除去した。
【００６８】図１５は、このアニール前後のＺｎＳｅ：
Ｎ層のフォトルミネッセンススペクトルを４．２Ｋで測
定した結果を示す。図１５に示すように、アニール前に
おいてはＤＡＰ発光はほとんど見られないのに対し、７
００℃、１０秒のアニール後においてはＤＡＰ発光が顕
著に現れている。これは、上記の成長条件でエピタキシ
ャル成長されたＺｎＳｅ：Ｎ層中のＮはアニール前にお
いてはほとんど活性化されていないが、アニールによっ
てこのＺｎＳｅ：Ｎ層中のＮが活性化されたためである
と解釈することができる。
Ｎ層のフォトルミネッセンススペクトルを４．２Ｋで測
定した結果を示す。図１５に示すように、アニール前に
おいてはＤＡＰ発光はほとんど見られないのに対し、７
００℃、１０秒のアニール後においてはＤＡＰ発光が顕
著に現れている。これは、上記の成長条件でエピタキシ
ャル成長されたＺｎＳｅ：Ｎ層中のＮはアニール前にお
いてはほとんど活性化されていないが、アニールによっ
てこのＺｎＳｅ：Ｎ層中のＮが活性化されたためである
と解釈することができる。
【００６９】図１６は、この試料について、第１実施例
で述べたと同様な方法により、ＺｎＳｅ：Ｎ層の表面か
ら深さ方向に有効アクセプタ濃度（ＮA −ＮD ）を求め
た結果を示す。これより、ＮA −ＮD 〜１×１０17ｃｍ
-3であることがわかる。この有効アクセプタ濃度の値
は、従来に比べて１桁も高い値である。
で述べたと同様な方法により、ＺｎＳｅ：Ｎ層の表面か
ら深さ方向に有効アクセプタ濃度（ＮA −ＮD ）を求め
た結果を示す。これより、ＮA −ＮD 〜１×１０17ｃｍ
-3であることがわかる。この有効アクセプタ濃度の値
は、従来に比べて１桁も高い値である。
【００７０】以上より、ＺｎＳｅ：Ｎ層のエピタキシャ
ル成長後にアニールを行うことにより、このＺｎＳｅ：
Ｎ層中のＮを活性化させることができ、それによってア
クセプタ濃度が極めて高いＺｎＳｅ：Ｎ層、すなわちｐ
型ＺｎＳｅ層を得ることができることがわかる。
ル成長後にアニールを行うことにより、このＺｎＳｅ：
Ｎ層中のＮを活性化させることができ、それによってア
クセプタ濃度が極めて高いＺｎＳｅ：Ｎ層、すなわちｐ
型ＺｎＳｅ層を得ることができることがわかる。
【００７１】次に、この発明をＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体を用いた半導体レーザーの製造に適用した第３実施例
について説明する。この第３実施例により製造される半
導体レーザーは、いわゆるＳＣＨ（Separate Confineme
nt Heterostructure) 構造を有するものである。
体を用いた半導体レーザーの製造に適用した第３実施例
について説明する。この第３実施例により製造される半
導体レーザーは、いわゆるＳＣＨ（Separate Confineme
nt Heterostructure) 構造を有するものである。
【００７２】図１７および図１８は、この第３実施例に
より製造された半導体レーザーを示す。ここで、図１７
はこの半導体レーザーの共振器長方向に垂直な断面図、
図１８はこの半導体レーザーの共振器長方向に平行な断
面図を示す。
より製造された半導体レーザーを示す。ここで、図１７
はこの半導体レーザーの共振器長方向に垂直な断面図、
図１８はこの半導体レーザーの共振器長方向に平行な断
面図を示す。
【００７３】図１７および図１８に示すように、この第
３実施例による半導体レーザーの製造方法においては、
まず、例えばドナー不純物としてシリコン（Ｓｉ）がド
ープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板３１上
に、上述の第２実施例と同様なフローモジュレーション
法による成長中断を行う工程を含むＭＯＣＶＤ法によ
り、例えばドナー不純物としてヨウ素（Ｉ）がドープさ
れたｎ型ＺｎＳｅバッファ層３２、例えばドナー不純物
としてＩがドープされたｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ
1-q クラッド層３３、例えばドナー不純物としてＩがド
ープされたｎ型ＺｎＳｅ光導波層３４、例えば真性（ｉ
型）Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層から成る活性層３
５、例えばアクセプタ不純物としてＮがドープされたｐ
型ＺｎＳｅ光導波層３６、例えばアクセプタ不純物とし
てＮがドープされたｐ型Ｚｎ1-p ＭｇpＳq Ｓｅ1-q ク
ラッド層３７、例えばアクセプタ不純物としてＮがドー
プされたｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８、例えばアクセプ
タ不純物としてＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層３９、例えばアクセプタ不純物としてＮがそれぞれ
ドープされたｐ型ＺｎＴｅから成る量子井戸層とｐ型Ｚ
ｎＳｅから成る障壁層とを交互に積層したｐ型ＺｎＴｅ
／ＺｎＳｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層４０および例えば
アクセプタ不純物としてＮがドープされたｐ型ＺｎＴｅ
コンタクト層４１を順次エピタキシャル成長させる。ｐ
型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層４０については後に詳細
に説明する。
３実施例による半導体レーザーの製造方法においては、
まず、例えばドナー不純物としてシリコン（Ｓｉ）がド
ープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板３１上
に、上述の第２実施例と同様なフローモジュレーション
法による成長中断を行う工程を含むＭＯＣＶＤ法によ
り、例えばドナー不純物としてヨウ素（Ｉ）がドープさ
れたｎ型ＺｎＳｅバッファ層３２、例えばドナー不純物
としてＩがドープされたｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ
1-q クラッド層３３、例えばドナー不純物としてＩがド
ープされたｎ型ＺｎＳｅ光導波層３４、例えば真性（ｉ
型）Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層から成る活性層３
５、例えばアクセプタ不純物としてＮがドープされたｐ
型ＺｎＳｅ光導波層３６、例えばアクセプタ不純物とし
てＮがドープされたｐ型Ｚｎ1-p ＭｇpＳq Ｓｅ1-q ク
ラッド層３７、例えばアクセプタ不純物としてＮがドー
プされたｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８、例えばアクセプ
タ不純物としてＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層３９、例えばアクセプタ不純物としてＮがそれぞれ
ドープされたｐ型ＺｎＴｅから成る量子井戸層とｐ型Ｚ
ｎＳｅから成る障壁層とを交互に積層したｐ型ＺｎＴｅ
／ＺｎＳｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層４０および例えば
アクセプタ不純物としてＮがドープされたｐ型ＺｎＴｅ
コンタクト層４１を順次エピタキシャル成長させる。ｐ
型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層４０については後に詳細
に説明する。
【００７４】この場合、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３２お
よびｎ型ＺｎＳｅ光導波層３４のエピタキシャル成長に
おいては、例えば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｓｅ原料
としてＤＭＳｅおよびＩのドーパントとしてヨウ化エチ
ルを用いる。ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド
層３３のエピタキシャル成長においては、例えば、Ｚｎ
原料としてＤＭＺｎ、Ｍｇ原料としてビスメチルシクロ
ペンタジエニルマグネシウム（（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇ）、
Ｓ原料としてジエチル硫黄（ＤＥＳ）、Ｓｅ原料として
ＤＭＳｅおよびＩのドーパントとしてヨウ化エチルを用
いる。さらに、ｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層から
成る活性層３５のエピタキシャル成長においては、例え
ば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｃｄ原料としてジメチル
カドミウム（ＤＭＣｄ）およびＳｅ原料としてＤＭＳｅ
を用いる。
よびｎ型ＺｎＳｅ光導波層３４のエピタキシャル成長に
おいては、例えば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｓｅ原料
としてＤＭＳｅおよびＩのドーパントとしてヨウ化エチ
ルを用いる。ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド
層３３のエピタキシャル成長においては、例えば、Ｚｎ
原料としてＤＭＺｎ、Ｍｇ原料としてビスメチルシクロ
ペンタジエニルマグネシウム（（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇ）、
Ｓ原料としてジエチル硫黄（ＤＥＳ）、Ｓｅ原料として
ＤＭＳｅおよびＩのドーパントとしてヨウ化エチルを用
いる。さらに、ｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層から
成る活性層３５のエピタキシャル成長においては、例え
ば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｃｄ原料としてジメチル
カドミウム（ＤＭＣｄ）およびＳｅ原料としてＤＭＳｅ
を用いる。
【００７５】ｐ型ＺｎＳｅ光導波層３６、ｐ型ＺｎＳｅ
コンタクト層３９およびｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ
層４０のｐ型ＺｎＳｅ層のエピタキシャル成長において
は、例えば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｓｅ原料として
ＤＭＳｅおよびＮのドーパントとしてＤｉ−ＰＮＨを用
いる。ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３７
のエピタキシャル成長においては、例えば、Ｚｎ原料と
してＤＭＺｎ、Ｍｇ原料として（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇ、Ｓ
原料としてＤＥＳ、Ｓｅ原料としてＤＭＳｅおよびＮの
ドーパントとしてＤｉ−ＰＮＨを用いる。また、ｐ型Ｚ
ｎＳv Ｓｅ1-v層３８のエピタキシャル成長において
は、例えば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｓ原料としてＨ
2 Ｓ、Ｓｅ原料としてＤＭＳｅおよびＮのドーパントと
してＤｉ−ＰＮＨを用いる。さらに、ｐ型ＺｎＴｅ／Ｚ
ｎＳｅＭＱＷ層４０のｐ型ＺｎＴｅ層およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層４１のエピタキシャル成長においては、
例えば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｔｅ原料としてジエ
チルテルル（ＤＥＴｅ）およびＮのドーパントとしてＤ
ｉ−ＰＮＨを用いる。
コンタクト層３９およびｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ
層４０のｐ型ＺｎＳｅ層のエピタキシャル成長において
は、例えば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｓｅ原料として
ＤＭＳｅおよびＮのドーパントとしてＤｉ−ＰＮＨを用
いる。ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３７
のエピタキシャル成長においては、例えば、Ｚｎ原料と
してＤＭＺｎ、Ｍｇ原料として（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇ、Ｓ
原料としてＤＥＳ、Ｓｅ原料としてＤＭＳｅおよびＮの
ドーパントとしてＤｉ−ＰＮＨを用いる。また、ｐ型Ｚ
ｎＳv Ｓｅ1-v層３８のエピタキシャル成長において
は、例えば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｓ原料としてＨ
2 Ｓ、Ｓｅ原料としてＤＭＳｅおよびＮのドーパントと
してＤｉ−ＰＮＨを用いる。さらに、ｐ型ＺｎＴｅ／Ｚ
ｎＳｅＭＱＷ層４０のｐ型ＺｎＴｅ層およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層４１のエピタキシャル成長においては、
例えば、Ｚｎ原料としてＤＭＺｎ、Ｔｅ原料としてジエ
チルテルル（ＤＥＴｅ）およびＮのドーパントとしてＤ
ｉ−ＰＮＨを用いる。
【００７６】また、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３２および
ｎ型ＺｎＳｅ光導波層３４のエピタキシャル成長におい
ては、ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびヨウ化エチルを同時に
供給しながら成長を行う工程と、例えばＤＭＺｎおよび
ヨウ化エチルの供給を維持したままＤＭＳｅの供給中断
を行うことにより成長中断を行う工程とを繰り返し行
う。ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３３の
エピタキシャル成長においては、ＤＭＺｎ、（ＭｅＣ
ｐ）2 Ｍｇ、ＤＥＳ、ＤＭＳｅおよびヨウ化エチルを同
時に供給しながら成長を行う工程と、例えばＤＭＺｎ、
（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇおよびヨウ化エチルの供給を維持し
たままＤＥＳおよびＤＭＳｅの供給中断を行うことによ
り成長中断を行う工程とを繰り返し行う。
ｎ型ＺｎＳｅ光導波層３４のエピタキシャル成長におい
ては、ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびヨウ化エチルを同時に
供給しながら成長を行う工程と、例えばＤＭＺｎおよび
ヨウ化エチルの供給を維持したままＤＭＳｅの供給中断
を行うことにより成長中断を行う工程とを繰り返し行
う。ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３３の
エピタキシャル成長においては、ＤＭＺｎ、（ＭｅＣ
ｐ）2 Ｍｇ、ＤＥＳ、ＤＭＳｅおよびヨウ化エチルを同
時に供給しながら成長を行う工程と、例えばＤＭＺｎ、
（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇおよびヨウ化エチルの供給を維持し
たままＤＥＳおよびＤＭＳｅの供給中断を行うことによ
り成長中断を行う工程とを繰り返し行う。
【００７７】さらに、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層３６、ｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層３９およびｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳ
ｅＭＱＷ層４０のｐ型ＺｎＳｅ層のエピタキシャル成長
においては、ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨを
同時に供給しながら成長を行う工程と、ＤＭＺｎおよび
Ｄｉ−ＰＮＨの供給を維持したままＤＭＳｅの供給中断
を行うことにより成長中断を行う工程とを繰り返し行
う。さらにまた、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラ
ッド層３７のエピタキシャル成長においては、ＤＭＺ
ｎ、（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇ、ＤＥＳ、ＤＭＳｅおよびＤｉ
−ＰＮＨを同時に供給しながら成長を行う工程と、ＤＭ
Ｚｎ、（ＭｅＣｐ）2 ＭｇおよびＤｉ−ＰＮＨの供給を
維持したままＤＥＳおよびＤＭＳｅの供給中断を行うこ
とにより成長中断を行う工程とを繰り返し行う。また、
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８のエピタキシャル成長にお
いては、ＤＭＺｎ、ＤＥＳ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮ
Ｈを同時に供給しながら成長を行う工程と、ＤＭＺｎお
よびＤｉ−ＰＮＨの供給を維持したままＤＥＳおよびＤ
ＭＳｅの供給中断を行うことにより成長中断を行う工程
とを繰り返し行う。さらに、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭ
ＱＷ層４０のｐ型ＺｎＴｅ層およびｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層４１のエピタキシャル成長においては、ＤＭＺ
ｎ、ＤＥＴｅおよびＤｉ−ＰＮＨを同時に供給しながら
成長を行う工程と、ＤＭＺｎおよびＤｉ−ＰＮＨの供給
を維持したままＤＥＴｅの供給中断を行うことにより成
長中断を行う工程とを繰り返し行う。
ＺｎＳｅコンタクト層３９およびｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳ
ｅＭＱＷ層４０のｐ型ＺｎＳｅ層のエピタキシャル成長
においては、ＤＭＺｎ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮＨを
同時に供給しながら成長を行う工程と、ＤＭＺｎおよび
Ｄｉ−ＰＮＨの供給を維持したままＤＭＳｅの供給中断
を行うことにより成長中断を行う工程とを繰り返し行
う。さらにまた、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラ
ッド層３７のエピタキシャル成長においては、ＤＭＺ
ｎ、（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇ、ＤＥＳ、ＤＭＳｅおよびＤｉ
−ＰＮＨを同時に供給しながら成長を行う工程と、ＤＭ
Ｚｎ、（ＭｅＣｐ）2 ＭｇおよびＤｉ−ＰＮＨの供給を
維持したままＤＥＳおよびＤＭＳｅの供給中断を行うこ
とにより成長中断を行う工程とを繰り返し行う。また、
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８のエピタキシャル成長にお
いては、ＤＭＺｎ、ＤＥＳ、ＤＭＳｅおよびＤｉ−ＰＮ
Ｈを同時に供給しながら成長を行う工程と、ＤＭＺｎお
よびＤｉ−ＰＮＨの供給を維持したままＤＥＳおよびＤ
ＭＳｅの供給中断を行うことにより成長中断を行う工程
とを繰り返し行う。さらに、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭ
ＱＷ層４０のｐ型ＺｎＴｅ層およびｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層４１のエピタキシャル成長においては、ＤＭＺ
ｎ、ＤＥＴｅおよびＤｉ−ＰＮＨを同時に供給しながら
成長を行う工程と、ＤＭＺｎおよびＤｉ−ＰＮＨの供給
を維持したままＤＥＴｅの供給中断を行うことにより成
長中断を行う工程とを繰り返し行う。
【００７８】次に、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層４１上に
所定幅のストライプ形状のレジストパターン（図示せ
ず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとし
て、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８の厚さ方向の途中の深
さまで例えばウェットエッチング法によりエッチングす
る。これによって、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８の上層
部、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９、ｐ型ＺｎＴｅ／Ｚ
ｎＳｅＭＱＷ層４０およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層４
１がストライプ形状にパターニングされる。このストラ
イプ部の幅は例えば５μｍである。
所定幅のストライプ形状のレジストパターン（図示せ
ず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとし
て、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８の厚さ方向の途中の深
さまで例えばウェットエッチング法によりエッチングす
る。これによって、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８の上層
部、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９、ｐ型ＺｎＴｅ／Ｚ
ｎＳｅＭＱＷ層４０およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層４
１がストライプ形状にパターニングされる。このストラ
イプ部の幅は例えば５μｍである。
【００７９】次に、上述のエッチングに用いたレジスト
パターンを残したまま全面に例えば厚さが３００ｎｍの
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜を真空蒸着した後、このレジ
ストパターンをその上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 膜ととも
に除去する（リフトオフ）。これによって、上述のスト
ライプ部以外の部分のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８上に
のみＡｌ2 Ｏ3 膜から成る絶縁層４２が形成される。
パターンを残したまま全面に例えば厚さが３００ｎｍの
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜を真空蒸着した後、このレジ
ストパターンをその上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 膜ととも
に除去する（リフトオフ）。これによって、上述のスト
ライプ部以外の部分のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８上に
のみＡｌ2 Ｏ3 膜から成る絶縁層４２が形成される。
【００８０】次に、ストライプ形状のｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層４１および絶縁層４２の全面に例えば厚さが１
０ｎｍのＰｄ膜、例えば厚さが１００ｎｍのＰｔ膜およ
び例えば厚さが３００ｎｍのＡｕ膜を順次真空蒸着して
Ｐｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極から成るｐ側電極４３を形成し、
その後必要に応じて熱処理を行って、このｐ側電極４３
をｐ型ＺｎＴｅコンタクト層４１にオーミックコンタク
トさせる。このｐ側電極４３がｐ型ＺｎＴｅコンタクト
層４１とコンタクトした部分が電流の通路となる。一
方、ｎ型ＧａＡｓ基板３１の裏面にはＩｎ電極のような
ｎ側電極４４を形成する。
タクト層４１および絶縁層４２の全面に例えば厚さが１
０ｎｍのＰｄ膜、例えば厚さが１００ｎｍのＰｔ膜およ
び例えば厚さが３００ｎｍのＡｕ膜を順次真空蒸着して
Ｐｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極から成るｐ側電極４３を形成し、
その後必要に応じて熱処理を行って、このｐ側電極４３
をｐ型ＺｎＴｅコンタクト層４１にオーミックコンタク
トさせる。このｐ側電極４３がｐ型ＺｎＴｅコンタクト
層４１とコンタクトした部分が電流の通路となる。一
方、ｎ型ＧａＡｓ基板３１の裏面にはＩｎ電極のような
ｎ側電極４４を形成する。
【００８１】次に、以上のようにしてレーザー構造が形
成されたｎ型ＧａＡｓ基板３１をバー状に劈開して両共
振器端面を形成した後、例えば真空蒸着法により、レー
ザー光が取り出されるフロント側の共振器端面にＡｌ2
Ｏ3 膜４５とＳｉ膜４６とから成る多層膜を形成すると
ともに、レーザー光が取り出されないリア側の共振器端
面にＡｌ2 Ｏ3 膜４５とＳｉ膜４６とを２周期繰り返し
た多層膜を形成する。ここで、Ａｌ2 Ｏ3 膜４５とＳｉ
膜４６とから成る多層膜の厚さは、それに屈折率をかけ
た光学的距離がレーザー光の発振波長の１／４になるよ
うに選ばれる。このような端面コーティングを施すこと
により、例えば、フロント側の端面の反射率を７０％、
リア側の端面の反射率を９５％にすることができる。こ
のように端面コーティングを施した後、このバーを劈開
してチップ化し、パッケージングを行う。
成されたｎ型ＧａＡｓ基板３１をバー状に劈開して両共
振器端面を形成した後、例えば真空蒸着法により、レー
ザー光が取り出されるフロント側の共振器端面にＡｌ2
Ｏ3 膜４５とＳｉ膜４６とから成る多層膜を形成すると
ともに、レーザー光が取り出されないリア側の共振器端
面にＡｌ2 Ｏ3 膜４５とＳｉ膜４６とを２周期繰り返し
た多層膜を形成する。ここで、Ａｌ2 Ｏ3 膜４５とＳｉ
膜４６とから成る多層膜の厚さは、それに屈折率をかけ
た光学的距離がレーザー光の発振波長の１／４になるよ
うに選ばれる。このような端面コーティングを施すこと
により、例えば、フロント側の端面の反射率を７０％、
リア側の端面の反射率を９５％にすることができる。こ
のように端面コーティングを施した後、このバーを劈開
してチップ化し、パッケージングを行う。
【００８２】この第３実施例による半導体レーザーにお
いて、活性層３５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量
子井戸層の厚さは、好適には２〜２０ｎｍ、例えば９ｎ
ｍである。
いて、活性層３５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量
子井戸層の厚さは、好適には２〜２０ｎｍ、例えば９ｎ
ｍである。
【００８３】また、この場合、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq
Ｓｅ1-q クラッド層３３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq
Ｓｅ1-q クラッド層３７のＭｇ組成比ｐは例えば０．０
９、またＳ組成比ｑは例えば０．１８であり、そのとき
のエネルギーギャップＥg は７７Ｋで約２．９４ｅＶで
ある。これらのＭｇ組成比ｐ＝０．０９およびＳ組成比
ｑ＝０．１８を有するｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q
クラッド層３３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q
クラッド層３７はＧａＡｓと格子整合する。また、活性
層３５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層の
Ｃｄ組成比ｚは例えば０．１９であり、そのときのエネ
ルギーギャップＥg は７７Ｋで約２．５４ｅＶである。
このとき、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
３３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
３７と活性層３５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量
子井戸層との間のエネルギーギャップＥg の差ΔＥ
g は、０．４０ｅＶである。なお、室温でのエネルギー
ギャップＥg の値は、７７ＫでのエネルギーギャップＥ
g の値から０．１ｅＶを引くことにより求めることがで
きる。
Ｓｅ1-q クラッド層３３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq
Ｓｅ1-q クラッド層３７のＭｇ組成比ｐは例えば０．０
９、またＳ組成比ｑは例えば０．１８であり、そのとき
のエネルギーギャップＥg は７７Ｋで約２．９４ｅＶで
ある。これらのＭｇ組成比ｐ＝０．０９およびＳ組成比
ｑ＝０．１８を有するｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q
クラッド層３３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q
クラッド層３７はＧａＡｓと格子整合する。また、活性
層３５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層の
Ｃｄ組成比ｚは例えば０．１９であり、そのときのエネ
ルギーギャップＥg は７７Ｋで約２．５４ｅＶである。
このとき、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
３３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
３７と活性層３５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量
子井戸層との間のエネルギーギャップＥg の差ΔＥ
g は、０．４０ｅＶである。なお、室温でのエネルギー
ギャップＥg の値は、７７ＫでのエネルギーギャップＥ
g の値から０．１ｅＶを引くことにより求めることがで
きる。
【００８４】また、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q ク
ラッド層３３の厚さは例えば０．８μｍ、ｎ型ＺｎＳｅ
光導波層３４の厚さは例えば６０ｎｍ、ｐ型ＺｎＳｅ光
導波層３６の厚さは例えば６０ｎｍ、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇ
p Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３７の厚さは例えば０．６μ
ｍ、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８の厚さは例えば０．６
μｍ、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９の厚さは例えば４
５ｎｍ、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１の厚さは例えば
７０ｎｍである。
ラッド層３３の厚さは例えば０．８μｍ、ｎ型ＺｎＳｅ
光導波層３４の厚さは例えば６０ｎｍ、ｐ型ＺｎＳｅ光
導波層３６の厚さは例えば６０ｎｍ、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇ
p Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３７の厚さは例えば０．６μ
ｍ、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８の厚さは例えば０．６
μｍ、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９の厚さは例えば４
５ｎｍ、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１の厚さは例えば
７０ｎｍである。
【００８５】さらに、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３２の厚
さは、ＺｎＳｅとＧａＡｓとの間にはわずかではあるが
格子不整合が存在することから、この格子不整合に起因
してこのｎ型ＺｎＳｅバッファ層３２およびその上の各
層のエピタキシャル成長時に転位が発生するのを防止す
るために、ＺｎＳｅの臨界膜厚（〜１００ｎｍ）よりも
十分に小さく選ばれるが、ここでは例えば３３ｎｍに選
ばれる。
さは、ＺｎＳｅとＧａＡｓとの間にはわずかではあるが
格子不整合が存在することから、この格子不整合に起因
してこのｎ型ＺｎＳｅバッファ層３２およびその上の各
層のエピタキシャル成長時に転位が発生するのを防止す
るために、ＺｎＳｅの臨界膜厚（〜１００ｎｍ）よりも
十分に小さく選ばれるが、ここでは例えば３３ｎｍに選
ばれる。
【００８６】なお、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q ク
ラッド層３７上のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８は、場合
に応じて、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
３７に加えた第２のｐ型クラッド層としての機能、ｐ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-qクラッド層３７との格子整
合をとる機能、ヒートシンク上へのレーザーチップのマ
ウントの際のチップ端面におけるはんだの這い上がりに
よる短絡を防止するためのスペーサ層としての機能など
のうちの一または二以上の機能を有する。ｐ型Ｚｎ1-p
Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３７のＭｇ組成比ｐおよ
びＳ組成比ｑとの兼ね合いもあるが、このｐ型ＺｎＳv
Ｓｅ1-v 層３８のＳ組成比ｖは、０＜ｖ≦０．１、好ま
しくは０．０６≦ｖ≦０．０８の範囲内に選ばれ、特
に、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３７と
の格子整合をとるために最適なＳ組成比ｖは０．０６で
ある。
ラッド層３７上のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層３８は、場合
に応じて、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
３７に加えた第２のｐ型クラッド層としての機能、ｐ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-qクラッド層３７との格子整
合をとる機能、ヒートシンク上へのレーザーチップのマ
ウントの際のチップ端面におけるはんだの這い上がりに
よる短絡を防止するためのスペーサ層としての機能など
のうちの一または二以上の機能を有する。ｐ型Ｚｎ1-p
Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３７のＭｇ組成比ｐおよ
びＳ組成比ｑとの兼ね合いもあるが、このｐ型ＺｎＳv
Ｓｅ1-v 層３８のＳ組成比ｖは、０＜ｖ≦０．１、好ま
しくは０．０６≦ｖ≦０．０８の範囲内に選ばれ、特
に、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３７と
の格子整合をとるために最適なＳ組成比ｖは０．０６で
ある。
【００８７】上述のｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層４
０を設けるのは、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９とｐ型
ＺｎＴｅコンタクト層４１とを直接接合すると、接合界
面において価電子帯に大きな不連続が生じ、これがｐ側
電極４３からｐ型ＺｎＴｅコンタクト層４１に注入され
る正孔に対する障壁となることから、この障壁を実効的
になくすためである。
０を設けるのは、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９とｐ型
ＺｎＴｅコンタクト層４１とを直接接合すると、接合界
面において価電子帯に大きな不連続が生じ、これがｐ側
電極４３からｐ型ＺｎＴｅコンタクト層４１に注入され
る正孔に対する障壁となることから、この障壁を実効的
になくすためである。
【００８８】すなわち、ｐ型ＺｎＳｅ中のキャリア濃度
は通常は５×１０17ｃｍ-3程度が上限であり、一方、ｐ
型ＺｎＴｅ中のキャリア濃度は１０18ｃｍ-3以上とする
ことが可能である。また、ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ
界面における価電子帯の不連続の大きさは約０．５ｅＶ
である。このようなｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ接合の
価電子帯には、接合がステップ接合であると仮定する
と、ｐ型ＺｎＳｅ側に Ｗ＝（２εφT ／ｑＮA ）1/2 (１) の幅にわたってバンドの曲がりが生じる。ここで、εは
ＺｎＳｅの誘電率、φTはｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ
界面における価電子帯の不連続の大きさ（約０．５ｅ
Ｖ）を表す。
は通常は５×１０17ｃｍ-3程度が上限であり、一方、ｐ
型ＺｎＴｅ中のキャリア濃度は１０18ｃｍ-3以上とする
ことが可能である。また、ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ
界面における価電子帯の不連続の大きさは約０．５ｅＶ
である。このようなｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ接合の
価電子帯には、接合がステップ接合であると仮定する
と、ｐ型ＺｎＳｅ側に Ｗ＝（２εφT ／ｑＮA ）1/2 (１) の幅にわたってバンドの曲がりが生じる。ここで、εは
ＺｎＳｅの誘電率、φTはｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ
界面における価電子帯の不連続の大きさ（約０．５ｅ
Ｖ）を表す。
【００８９】(１) 式を用いてこの場合のＷを計算する
と、Ｗ＝３２ｎｍとなる。このときに価電子帯の頂上が
ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ界面に垂直な方向に沿って
どのように変化するかを示したのが図１９である。ただ
し、ｐ型ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅのフェルミ準位は
価電子帯の頂上に一致すると近似している。図１９に示
すように、この場合、ｐ型ＺｎＳｅの価電子帯はｐ型Ｚ
ｎＴｅに向かって、下（低エネルギー側）に曲がってい
る。この下に凸の価電子帯の変化は、ｐ側電極４３から
このｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ接合に注入された正孔
に対してポテンシャル障壁として働く。
と、Ｗ＝３２ｎｍとなる。このときに価電子帯の頂上が
ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ界面に垂直な方向に沿って
どのように変化するかを示したのが図１９である。ただ
し、ｐ型ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅのフェルミ準位は
価電子帯の頂上に一致すると近似している。図１９に示
すように、この場合、ｐ型ＺｎＳｅの価電子帯はｐ型Ｚ
ｎＴｅに向かって、下（低エネルギー側）に曲がってい
る。この下に凸の価電子帯の変化は、ｐ側電極４３から
このｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ接合に注入された正孔
に対してポテンシャル障壁として働く。
【００９０】この問題は、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３
９とｐ型ＺｎＴｅコンタクト層４１との間にｐ型ＺｎＴ
ｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層４０を設けることにより解決する
ことができる。このｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層４
０は具体的には例えば次のように設計される。
９とｐ型ＺｎＴｅコンタクト層４１との間にｐ型ＺｎＴ
ｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層４０を設けることにより解決する
ことができる。このｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層４
０は具体的には例えば次のように設計される。
【００９１】図２０は、ｐ型ＺｎＴｅから成る量子井戸
層の両側をｐ型ＺｎＳｅから成る障壁層によりはさんだ
構造の単一量子井戸におけるｐ型ＺｎＴｅから成る量子
井戸の幅ＬW に対して第１量子準位Ｅ1 がどのように変
化するかを有限障壁の井戸型ポテンシャルに対する量子
力学的計算により求めた結果を示す。ただし、この計算
では、量子井戸層および障壁層における電子の質量とし
てｐ型ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅ中の正孔の有効質量
ｍh を想定して０．６ｍ0 （ｍ0 ：真空中の電子の静止
質量）を用い、また、井戸の深さは０．５ｅＶとしてい
る。
層の両側をｐ型ＺｎＳｅから成る障壁層によりはさんだ
構造の単一量子井戸におけるｐ型ＺｎＴｅから成る量子
井戸の幅ＬW に対して第１量子準位Ｅ1 がどのように変
化するかを有限障壁の井戸型ポテンシャルに対する量子
力学的計算により求めた結果を示す。ただし、この計算
では、量子井戸層および障壁層における電子の質量とし
てｐ型ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅ中の正孔の有効質量
ｍh を想定して０．６ｍ0 （ｍ0 ：真空中の電子の静止
質量）を用い、また、井戸の深さは０．５ｅＶとしてい
る。
【００９２】図２０より、量子井戸の幅ＬW を小さくす
ることにより、量子井戸内に形成される第１量子準位Ｅ
1 を高くすることができることがわかる。ｐ型ＺｎＴｅ
／ＺｎＳｅＭＱＷ層４０はこのことを利用して設計され
る。
ることにより、量子井戸内に形成される第１量子準位Ｅ
1 を高くすることができることがわかる。ｐ型ＺｎＴｅ
／ＺｎＳｅＭＱＷ層４０はこのことを利用して設計され
る。
【００９３】この場合、ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ界
面からｐ型ＺｎＳｅ側に、幅Ｗにわたって生じるバンド
の曲がりは、ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ界面からの距
離ｘ（図１９）の二次関数 φ（ｘ）＝φT ｛１−（ｘ／Ｗ）2 ｝ (２) で与えられる。従って、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ
層４０の設計は、 (２)式に基づいて、ｐ型ＺｎＴｅか
ら成る量子井戸層のそれぞれに形成される第１量子準位
Ｅ1 がｐ型ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅの価電子帯の頂
上のエネルギーと一致し、しかも互いに等しくなるよう
にＬW を段階的に変えることにより行うことができる。
面からｐ型ＺｎＳｅ側に、幅Ｗにわたって生じるバンド
の曲がりは、ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ界面からの距
離ｘ（図１９）の二次関数 φ（ｘ）＝φT ｛１−（ｘ／Ｗ）2 ｝ (２) で与えられる。従って、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ
層４０の設計は、 (２)式に基づいて、ｐ型ＺｎＴｅか
ら成る量子井戸層のそれぞれに形成される第１量子準位
Ｅ1 がｐ型ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅの価電子帯の頂
上のエネルギーと一致し、しかも互いに等しくなるよう
にＬW を段階的に変えることにより行うことができる。
【００９４】図２１は、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ
層４０におけるｐ型ＺｎＳｅから成る障壁層の幅ＬB を
２ｎｍとした場合の量子井戸幅Ｌw の設計例を示す。こ
の場合、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９のアクセプタ濃
度ＮA は５×１０17ｃｍ-3とし、ｐ型ＺｎＴｅコンタク
ト層４１のアクセプタ濃度ＮA は１×１０19ｃｍ-3とし
ている。図２１に示すように、この場合には、合計で７
個の量子井戸の幅Ｌwを、その第１量子準位Ｅ1 がｐ型
ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅのフェルミ準位と一致する
ように、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９からｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層４１に向かってＬw ＝０．３ｎｍ、０．
４ｎｍ、０．５ｎｍ、０．６ｎｍ、０．８ｎｍ、１．１
ｎｍ、１．７ｎｍと変化させている。
層４０におけるｐ型ＺｎＳｅから成る障壁層の幅ＬB を
２ｎｍとした場合の量子井戸幅Ｌw の設計例を示す。こ
の場合、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９のアクセプタ濃
度ＮA は５×１０17ｃｍ-3とし、ｐ型ＺｎＴｅコンタク
ト層４１のアクセプタ濃度ＮA は１×１０19ｃｍ-3とし
ている。図２１に示すように、この場合には、合計で７
個の量子井戸の幅Ｌwを、その第１量子準位Ｅ1 がｐ型
ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅのフェルミ準位と一致する
ように、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層３９からｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層４１に向かってＬw ＝０．３ｎｍ、０．
４ｎｍ、０．５ｎｍ、０．６ｎｍ、０．８ｎｍ、１．１
ｎｍ、１．７ｎｍと変化させている。
【００９５】なお、量子井戸の幅Ｌw の設計に当たって
は、厳密には、それぞれの量子井戸の準位は相互に結合
しているためにそれらの相互作用を考慮する必要があ
り、また、量子井戸層と障壁層との格子不整合による歪
みの効果も取り入れなければならないが、多重量子井戸
の量子準位を図２１のようにフラットに設定することは
原理的に十分可能である。
は、厳密には、それぞれの量子井戸の準位は相互に結合
しているためにそれらの相互作用を考慮する必要があ
り、また、量子井戸層と障壁層との格子不整合による歪
みの効果も取り入れなければならないが、多重量子井戸
の量子準位を図２１のようにフラットに設定することは
原理的に十分可能である。
【００９６】図２１において、ｐ型ＺｎＴｅに注入され
た正孔は、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層４０のそれ
ぞれの量子井戸に形成された第１量子準位Ｅ1 を介して
共鳴トンネリングによりｐ型ＺｎＳｅ側に流れることが
できるので、ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ界面のポテン
シャル障壁は実効的になくなる。
た正孔は、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層４０のそれ
ぞれの量子井戸に形成された第１量子準位Ｅ1 を介して
共鳴トンネリングによりｐ型ＺｎＳｅ側に流れることが
できるので、ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ界面のポテン
シャル障壁は実効的になくなる。
【００９７】以上のように、この第３実施例によれば、
第２実施例と同様に、レーザー構造を形成する各ｐ型層
のエピタキシャル成長を行う場合にｐ型ドーパントとし
てＤｉ−ＰＮＨを用いており、しかもＶＩ族元素の原料
の供給中断により成長中断を行う工程を有することによ
り、これらのｐ型層のアクセプタ濃度を十分に高くする
ことができる。また、レーザー構造を形成する各ｎ型層
のエピタキシャル成長を行う場合にＩＩ族元素の原料の
供給中断により成長中断を行う工程を有することによ
り、これらのｎ型層のドナー濃度も十分に高くすること
ができる。これによって、短波長で発光可能でしかも低
しきい値電流密度の高性能の半導体レーザーを実現する
ことが可能である。より具体的には、例えば、室温にお
いて連続発振可能な緑色発光の半導体レーザーを実現す
ることが可能である。また、レーザー発振に必要な印加
電圧の低減を図ることも可能である。
第２実施例と同様に、レーザー構造を形成する各ｐ型層
のエピタキシャル成長を行う場合にｐ型ドーパントとし
てＤｉ−ＰＮＨを用いており、しかもＶＩ族元素の原料
の供給中断により成長中断を行う工程を有することによ
り、これらのｐ型層のアクセプタ濃度を十分に高くする
ことができる。また、レーザー構造を形成する各ｎ型層
のエピタキシャル成長を行う場合にＩＩ族元素の原料の
供給中断により成長中断を行う工程を有することによ
り、これらのｎ型層のドナー濃度も十分に高くすること
ができる。これによって、短波長で発光可能でしかも低
しきい値電流密度の高性能の半導体レーザーを実現する
ことが可能である。より具体的には、例えば、室温にお
いて連続発振可能な緑色発光の半導体レーザーを実現す
ることが可能である。また、レーザー発振に必要な印加
電圧の低減を図ることも可能である。
【００９８】以上、この発明の実施例について具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。
【００９９】例えば、上述の第２実施例においては、Ｓ
ＣＨ構造を有する半導体レーザーの製造にこの発明を適
用した場合について説明したが、この発明は、ＤＨ構造
（Double Heterostructure）を有する半導体レーザーの
製造に適用することも可能である。
ＣＨ構造を有する半導体レーザーの製造にこの発明を適
用した場合について説明したが、この発明は、ＤＨ構造
（Double Heterostructure）を有する半導体レーザーの
製造に適用することも可能である。
【０１００】さらに、上述の第２実施例においては、半
導体レーザーの製造にこの発明を適用した場合について
説明したが、この発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
用いた発光ダイオードの製造に適用することも可能であ
り、これらの発光素子以外のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
を用いた各種の半導体装置の製造に適用することも可能
である。
導体レーザーの製造にこの発明を適用した場合について
説明したが、この発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
用いた発光ダイオードの製造に適用することも可能であ
り、これらの発光素子以外のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
を用いた各種の半導体装置の製造に適用することも可能
である。
【０１０１】なお、上述の第１実施例および第２実施例
においては、化合物半導体基板としてＧａＡｓ基板を用
いているが、この化合物半導体基板としては、例えばＧ
ａＰ基板などを用いてもよい。
においては、化合物半導体基板としてＧａＡｓ基板を用
いているが、この化合物半導体基板としては、例えばＧ
ａＰ基板などを用いてもよい。
【０１０２】なお、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体をＭＯＣ
ＶＤ法やガス原料を用いたＭＢＥ法などによりエピタキ
シャル成長させる際のｐ型ドーパントとしては、例えば
シアナミド（Ｈ―Ｎ＝Ｃ＝Ｎ―Ｈ）のように、Ｎ原子に
他の原子が二重結合で結合している有機化合物を用いて
もよい。
ＶＤ法やガス原料を用いたＭＢＥ法などによりエピタキ
シャル成長させる際のｐ型ドーパントとしては、例えば
シアナミド（Ｈ―Ｎ＝Ｃ＝Ｎ―Ｈ）のように、Ｎ原子に
他の原子が二重結合で結合している有機化合物を用いて
もよい。
【０１０３】また、この発明においてｐ型ドーパントと
して用いる有機化合物、すなわち、少なくとも一つの窒
素原子を含み、その窒素原子に分子量が少なくとも１２
よりも大きい少なくとも二つの基が結合している有機化
合物は、窒素を含む化合物半導体、例えばＧａＮ（ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の一種）などの成長を気相成長法
により行う際のＮ原料として用いることが可能である。
して用いる有機化合物、すなわち、少なくとも一つの窒
素原子を含み、その窒素原子に分子量が少なくとも１２
よりも大きい少なくとも二つの基が結合している有機化
合物は、窒素を含む化合物半導体、例えばＧａＮ（ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の一種）などの成長を気相成長法
により行う際のＮ原料として用いることが可能である。
【０１０４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ｐ型ドーパントが、少なくとも一つの窒素原子を含み、
その窒素原子に分子量が少なくとも１２よりも大きい少
なくとも二つの基が結合している有機化合物から成るこ
とにより、アクセプタ濃度が十分に高いｐ型のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体の成長を行うことができる。
ｐ型ドーパントが、少なくとも一つの窒素原子を含み、
その窒素原子に分子量が少なくとも１２よりも大きい少
なくとも二つの基が結合している有機化合物から成るこ
とにより、アクセプタ濃度が十分に高いｐ型のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体の成長を行うことができる。
【図１】この発明の第１実施例において用いるＭＯＣＶ
Ｄ装置の構成を示す略線図である。
Ｄ装置の構成を示す略線図である。
【図２】この発明の第１実施例によるｐ型ＺｎＳｅの成
長方法を説明するためのシーケンス図である。
長方法を説明するためのシーケンス図である。
【図３】この発明の第１実施例によるｐ型ＺｎＳｅの成
長方法を説明するための断面図である。
長方法を説明するための断面図である。
【図４】この発明の第１実施例によるｐ型ＺｎＳｅの成
長方法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のフォトルミネ
ッセンススペクトルの測定結果の一例を示すグラフであ
る。
長方法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のフォトルミネ
ッセンススペクトルの測定結果の一例を示すグラフであ
る。
【図５】ｐ型ドーパントとしてｔ−ＢＮＨ2 を用いたＭ
ＯＣＶＤ法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のフォトル
ミネッセンススペクトルの測定結果の一例を示すグラフ
である。
ＯＣＶＤ法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のフォトル
ミネッセンススペクトルの測定結果の一例を示すグラフ
である。
【図６】この発明の第１実施例によるｐ型ＺｎＳｅの成
長方法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のアクセプタ濃
度をＣ−Ｖ測定法により定量的に評価するために用いた
試料の断面図である。
長方法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のアクセプタ濃
度をＣ−Ｖ測定法により定量的に評価するために用いた
試料の断面図である。
【図７】この発明の第１実施例によるｐ型ＺｎＳｅの成
長方法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のアクセプタ濃
度をＣ−Ｖ測定法により定量的に評価するために用いた
試料の平面図である。
長方法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のアクセプタ濃
度をＣ−Ｖ測定法により定量的に評価するために用いた
試料の平面図である。
【図８】図６および図７に示す試料を用いて行ったＣ−
Ｖ測定の結果の一例を示すグラフである。
Ｖ測定の結果の一例を示すグラフである。
【図９】図８に示すＣ−Ｖ測定の結果から求められた有
効アクセプタ濃度のプロファイルの一例を示すグラフで
ある。
効アクセプタ濃度のプロファイルの一例を示すグラフで
ある。
【図１０】ｐ型ＺｎＳｅのアクセプタ濃度とフォトルミ
ネッセンス強度との関係を示すグラフである。
ネッセンス強度との関係を示すグラフである。
【図１１】この発明の第２実施例によるｐ型ＺｎＳｅの
成長方法を説明するためのシーケンス図である。
成長方法を説明するためのシーケンス図である。
【図１２】この発明の第２実施例によるｐ型ＺｎＳｅの
成長方法を説明するための断面図である。
成長方法を説明するための断面図である。
【図１３】Ｄｉ−ＰＮＨの熱分解により生成されたＮＨ
がＺｎＳｅ結晶のＺｎ面上のＺｎ原子と結合したときの
様子をｔ−ＢＮＨ2 の熱分解により生成されたＺｎＳｅ
結晶のＺｎ面上のＺｎ原子と結合したときの様子と比較
して示す略線図である。
がＺｎＳｅ結晶のＺｎ面上のＺｎ原子と結合したときの
様子をｔ−ＢＮＨ2 の熱分解により生成されたＺｎＳｅ
結晶のＺｎ面上のＺｎ原子と結合したときの様子と比較
して示す略線図である。
【図１４】この発明の第２実施例によるｐ型ＺｎＳｅの
成長方法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のフォトルミ
ネッセンススペクトルの測定結果の一例を示すグラフで
ある。
成長方法により成長されたｐ型ＺｎＳｅ層のフォトルミ
ネッセンススペクトルの測定結果の一例を示すグラフで
ある。
【図１５】アニール前後のｐ型ＺｎＳｅ層のフォトルミ
ネッセンススペクトルの測定結果の一例を示すグラフで
ある。
ネッセンススペクトルの測定結果の一例を示すグラフで
ある。
【図１６】図１５に示すフォトルミネッセンススペクト
ルが得られた試料について求められた有効アクセプタ濃
度のプロファイルの一例を示すグラフである。
ルが得られた試料について求められた有効アクセプタ濃
度のプロファイルの一例を示すグラフである。
【図１７】この発明の第３実施例による半導体レーザー
の製造方法により製造された半導体レーザーの共振器長
方向に垂直な断面図である。
の製造方法により製造された半導体レーザーの共振器長
方向に垂直な断面図である。
【図１８】この発明の第３実施例による半導体レーザー
の製造方法により製造された半導体レーザーの共振器長
方向に平行な断面図である。
の製造方法により製造された半導体レーザーの共振器長
方向に平行な断面図である。
【図１９】ｐ型ＺｎＳｅ／ｐ型ＺｎＴｅ界面の近傍の価
電子帯を示すエネルギーバンド図である。
電子帯を示すエネルギーバンド図である。
【図２０】ｐ型ＺｎＴｅから成る量子井戸の幅Ｌw に対
する量子井戸の第１量子準位Ｅ1の変化を示すグラフで
ある。
する量子井戸の第１量子準位Ｅ1の変化を示すグラフで
ある。
【図２１】この発明の第３実施例による半導体レーザー
におけるｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層の設計例を示
す略線図である。
におけるｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層の設計例を示
す略線図である。
２１ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２２ ＺｎＳｅ：Ｎ層 ２４ ＺｎおよびＮの吸着層 ３１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ３２ ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 ３３ ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層 ３４ ｎ型ＺｎＳｅ光導波層 ３５ 活性層 ３６ ｐ型ＺｎＳｅ光導波層 ３７ ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層 ３８ ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層 ３９ ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層 ４０ ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層 ４１ ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層 ４２ 絶縁層 ４３ ｐ側電極 ４４ ｎ側電極
Claims (10)
- 【請求項１】 ＩＩ族元素の原料、ＶＩ族元素の原料お
よびｐ型ドーパントを用いた気相成長法によりｐ型のＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うようにしたＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体の成長方法において、 上記ｐ型ドーパントが、少なくとも一つの窒素原子を含
み、上記窒素原子に分子量が少なくとも１２よりも大き
い少なくとも二つの基が結合している有機化合物から成
ることを特徴とするＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方
法。 - 【請求項２】 上記二つの基の分子量が３６よりも大き
いことを特徴とする請求項１記載のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長方法。 - 【請求項３】 上記二つの基の分子量が互いに等しいこ
とを特徴とする請求項１記載のＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の成長方法。 - 【請求項４】 上記ｐ型ドーパントが、一つの窒素原子
を含み、上記窒素原子に分子量が３６よりも大きい二つ
の基と一つの水素原子とが結合している有機化合物から
成ることを特徴とする請求項１記載のＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の成長方法。 - 【請求項５】 上記ｐ型ドーパントが、一つの窒素原子
を含み、上記窒素原子に分子量が３６よりも大きい三つ
の基が結合している有機化合物から成ることを特徴とす
る請求項１記載のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方
法。 - 【請求項６】 上記有機化合物が、ジイソプロピルアミ
ン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチル
アミン、ジ第二ブチルアミンおよびジターシャリブチル
アミンから成る群より選ばれた少なくとも一種の有機化
合物であることを特徴とする請求項４記載のＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の成長方法。 - 【請求項７】 上記有機化合物が、トリプロピルアミ
ン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリ
イソブチルアミン、トリ第二ブチルアミン、トリターシ
ャリブチルアミン、ジイソプロピルメチルアミン、ジプ
ロピルメチルアミン、ジブチルメチルアミン、ジイソブ
チルメチルアミン、ジ第二ブチルメチルアミンおよびジ
ターシャリブチルメチルアミンから成る群より選ばれた
少なくとも一種の有機化合物であることを特徴とする請
求項５記載のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法。 - 【請求項８】 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のＩＩ族
元素の面上に上記窒素原子をデルタドープするようにし
たことを特徴とする請求項１記載のＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長方法。 - 【請求項９】 上記ＩＩ族元素の原料の供給および上記
ｐ型ドーパントの供給を維持し、上記ＶＩ族元素の原料
の供給中断により成長中断を行う工程を有することを特
徴とする請求項１記載のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長方法。 - 【請求項１０】 上記気相成長法は有機金属化学気相成
長法またはガス原料を用いた分子線エピタキシー法であ
ることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14123694A JP3271225B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
| US08/455,844 US5616178A (en) | 1994-05-31 | 1995-05-31 | Method for growth of II-VI compound semiconductors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14123694A JP3271225B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001359373A Division JP3603837B2 (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 窒素を含む化合物半導体の成長方法および窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326585A true JPH07326585A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3271225B2 JP3271225B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=15287278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14123694A Expired - Fee Related JP3271225B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3271225B2 (ja) |
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| US6759312B2 (en) * | 2001-10-16 | 2004-07-06 | The Regents Of The University Of California | Co-implantation of group VI elements and N for formation of non-alloyed ohmic contacts for n-type semiconductors |
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| JPH0665211B2 (ja) * | 1985-06-28 | 1994-08-22 | 株式会社東芝 | 化合物半導体結晶成長方法 |
| JP2686859B2 (ja) * | 1991-04-18 | 1997-12-08 | 国際電信電話株式会社 | ｎ形のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を結晶成長する方法 |
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-
1994
- 1994-05-31 JP JP14123694A patent/JP3271225B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-31 US US08/455,844 patent/US5616178A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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