JPH0786697A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
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- JPH0786697A JPH0786697A JP25380393A JP25380393A JPH0786697A JP H0786697 A JPH0786697 A JP H0786697A JP 25380393 A JP25380393 A JP 25380393A JP 25380393 A JP25380393 A JP 25380393A JP H0786697 A JPH0786697 A JP H0786697A
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- emitting device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ｐ型電極が形成された後に３００゜Ｃ前後の熱
処理を受けた場合でも、電気的特性が劣化することがな
い発光素子を提供する。 【構成】発光素子は、化合物半導体層１８上に形成され
た多層構造のｐ型コンタクト層２０を有し、このｐ型コ
ンタクト層２０の最上層２４は、１．０×１０2ｎｍ乃
至１μｍの厚さを有するｐ−ＺｎＴｅから成る。
処理を受けた場合でも、電気的特性が劣化することがな
い発光素子を提供する。 【構成】発光素子は、化合物半導体層１８上に形成され
た多層構造のｐ型コンタクト層２０を有し、このｐ型コ
ンタクト層２０の最上層２４は、１．０×１０2ｎｍ乃
至１μｍの厚さを有するｐ−ＺｎＴｅから成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンタクト層に特徴を
有する発光素子に関し、更に詳しくは、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体材料から構成された、半導体レーザや発光ダ
イオード等の発光素子に関する。
有する発光素子に関し、更に詳しくは、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体材料から構成された、半導体レーザや発光ダ
イオード等の発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＺｎＳｅ系あるいはＺｎＭｇＳＳ
ｅ系のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料を用いた青色ある
いは緑色発光素子を実現する試みが活発に行われてお
り、これまで様々な報告がなされている。このようなＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体材料を用いた発光素子において
は、キャリア濃度が比較的高いｐ型結晶が得られるｐ−
ＺｎＴｅを、ｐ型電極のコンタクト層（キャップ層とも
呼ばれる）として使用することが注目を集めている。こ
のようなｐ型コンタクト層は、例えば、下からｐ−Ｚｎ
Ｓｅ層、ｐ−ＺｎＴｅ層の２層構造を有する。また、ｐ
−ＺｎＴｅから成る最上層の上には、例えば、Ａｕ／Ｐ
ｔ／Ｐｄの３層構造を有するｐ型電極が形成されてい
る。
ｅ系のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料を用いた青色ある
いは緑色発光素子を実現する試みが活発に行われてお
り、これまで様々な報告がなされている。このようなＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体材料を用いた発光素子において
は、キャリア濃度が比較的高いｐ型結晶が得られるｐ−
ＺｎＴｅを、ｐ型電極のコンタクト層（キャップ層とも
呼ばれる）として使用することが注目を集めている。こ
のようなｐ型コンタクト層は、例えば、下からｐ−Ｚｎ
Ｓｅ層、ｐ−ＺｎＴｅ層の２層構造を有する。また、ｐ
−ＺｎＴｅから成る最上層の上には、例えば、Ａｕ／Ｐ
ｔ／Ｐｄの３層構造を有するｐ型電極が形成されてい
る。
【０００３】例えば半導体レーザから成る発光素子を作
製する場合、ファセット（端面）をコーティングするフ
ァセット処理を施す必要がある。また、例えばＧａＡｓ
から成る基板上に半導体レーザ素子を作製した後、基板
の裏面を研磨して基板を薄くする必要がある。このよう
に基板を薄くすることによって、基板が劈開し易くな
り、半導体レーザの製造歩留まりが向上する。この場
合、基板の裏面の研磨後、基板の裏面に、例えばＩｎか
ら成るｎ型電極を形成する必要がある。
製する場合、ファセット（端面）をコーティングするフ
ァセット処理を施す必要がある。また、例えばＧａＡｓ
から成る基板上に半導体レーザ素子を作製した後、基板
の裏面を研磨して基板を薄くする必要がある。このよう
に基板を薄くすることによって、基板が劈開し易くな
り、半導体レーザの製造歩留まりが向上する。この場
合、基板の裏面の研磨後、基板の裏面に、例えばＩｎか
ら成るｎ型電極を形成する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなファセット
処理、あるいは基板裏面へのｎ型電極の形成において
は、半導体レーザ素子には約３００゜Ｃの熱処理を施す
必要がある。この際、ｐ型電極を構成する金属（例えば
Ｐｄ）がｐ型コンタクト層中に拡散し、ｐ型コンタクト
層を構成するｐ−ＺｎＳｅ層まで達すると、半導体レー
ザの電気的特性が劣化するという問題がある。
処理、あるいは基板裏面へのｎ型電極の形成において
は、半導体レーザ素子には約３００゜Ｃの熱処理を施す
必要がある。この際、ｐ型電極を構成する金属（例えば
Ｐｄ）がｐ型コンタクト層中に拡散し、ｐ型コンタクト
層を構成するｐ−ＺｎＳｅ層まで達すると、半導体レー
ザの電気的特性が劣化するという問題がある。
【０００５】また、ｐ型コンタクト層とｐ型電極の間に
良好なオーム性接触を得ることができない場合、発光素
子の動作に必要な印加電圧が高くなり、また、ｐ型電極
とｐ型コンタクト層との間における電力損失による発熱
に起因して発光素子の特性に劣化が生じるという問題も
ある。
良好なオーム性接触を得ることができない場合、発光素
子の動作に必要な印加電圧が高くなり、また、ｐ型電極
とｐ型コンタクト層との間における電力損失による発熱
に起因して発光素子の特性に劣化が生じるという問題も
ある。
【０００６】従って、本発明の目的は、ｐ型電極が形成
された後に３００゜Ｃ前後の熱処理を受けた場合でも電
気的特性が劣化することがない発光素子を提供すること
にある。更に、本発明の目的は、ｐ型電極とｐ型コンタ
クト層との間における電力損失による発熱が少ない発光
素子を提供することにある。
された後に３００゜Ｃ前後の熱処理を受けた場合でも電
気的特性が劣化することがない発光素子を提供すること
にある。更に、本発明の目的は、ｐ型電極とｐ型コンタ
クト層との間における電力損失による発熱が少ない発光
素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、化合物半
導体層上に形成された多層構造のｐ型コンタクト層を有
し、このｐ型コンタクト層の最上層は、１．０×１０2
ｎｍ乃至１μｍ、より好ましくは１．０×１０2ｎｍ乃
至５×１０2ｎｍの厚さを有するｐ−ＺｎＴｅから成る
ことを特徴とする本発明の発光素子によって達成するこ
とができる。
導体層上に形成された多層構造のｐ型コンタクト層を有
し、このｐ型コンタクト層の最上層は、１．０×１０2
ｎｍ乃至１μｍ、より好ましくは１．０×１０2ｎｍ乃
至５×１０2ｎｍの厚さを有するｐ−ＺｎＴｅから成る
ことを特徴とする本発明の発光素子によって達成するこ
とができる。
【０００８】ｐ−ＺｎＴｅから成る最上層の厚さが１．
０×１０2ｎｍ未満では、発光素子を熱処理することに
よって発光素子の電気的特性が劣化する。最上層の厚さ
は１．０×１０2ｎｍ以上であれば、如何なる厚さでも
よいが、最上層の形成時の結晶性の安定性、最上層の形
成時間を考慮すると、最上層の厚さの上限は、１μｍ、
より好ましくは５×１０2ｎｍである。
０×１０2ｎｍ未満では、発光素子を熱処理することに
よって発光素子の電気的特性が劣化する。最上層の厚さ
は１．０×１０2ｎｍ以上であれば、如何なる厚さでも
よいが、最上層の形成時の結晶性の安定性、最上層の形
成時間を考慮すると、最上層の厚さの上限は、１μｍ、
より好ましくは５×１０2ｎｍである。
【０００９】本発明の発光素子においては、多層構造の
ｐ型コンタクト層は、最上層の下に下層を有し、この下
層をｐ−ＺｎＳｅ、ｐ−ＺｎＣｄＳｅ又はｐ−ＺｎＳＳ
ｅから構成することができる。
ｐ型コンタクト層は、最上層の下に下層を有し、この下
層をｐ−ＺｎＳｅ、ｐ−ＺｎＣｄＳｅ又はｐ−ＺｎＳＳ
ｅから構成することができる。
【００１０】更には、ｐ型コンタクト層の最上層と下層
との間に障壁層及び量子井戸層から成る多重量子井戸構
造を形成することができる。この場合、障壁層をｐ−Ｚ
ｎＳｅ、ｐ−ＺｎＣｄＳｅ又はｐ−ＺｎＳＳｅから構成
し、量子井戸層をｐ−ＺｎＴｅから構成することが好ま
しい。尚、それぞれの障壁層の厚さは、一定であっても
異なっていてもよい。また、それぞれの量子井戸層の厚
さ（井戸幅）も、一定であっても異なっていてもよい。
障壁層の厚さのそれぞれを異ならせる場合、最上層に近
い障壁層ほど、その厚さを薄くすることが望ましい。量
子井戸層のそれぞれの厚さを異ならせる場合、最上層に
近い量子井戸層ほど、その厚さを厚くし、各量子井戸層
の量子準位を最上層及び下層のフェルミ準位と出来るだ
け一致させることが望ましい。
との間に障壁層及び量子井戸層から成る多重量子井戸構
造を形成することができる。この場合、障壁層をｐ−Ｚ
ｎＳｅ、ｐ−ＺｎＣｄＳｅ又はｐ−ＺｎＳＳｅから構成
し、量子井戸層をｐ−ＺｎＴｅから構成することが好ま
しい。尚、それぞれの障壁層の厚さは、一定であっても
異なっていてもよい。また、それぞれの量子井戸層の厚
さ（井戸幅）も、一定であっても異なっていてもよい。
障壁層の厚さのそれぞれを異ならせる場合、最上層に近
い障壁層ほど、その厚さを薄くすることが望ましい。量
子井戸層のそれぞれの厚さを異ならせる場合、最上層に
近い量子井戸層ほど、その厚さを厚くし、各量子井戸層
の量子準位を最上層及び下層のフェルミ準位と出来るだ
け一致させることが望ましい。
【００１１】本発明の発光素子においては、少なくとも
Ｐｄを含むｐ型電極がｐ型コンタクト層の最上層上に形
成されていることが好ましい。
Ｐｄを含むｐ型電極がｐ型コンタクト層の最上層上に形
成されていることが好ましい。
【００１２】発光素子が半導体レーザである場合、上記
の化合物半導体層はｐ型クラッド層に相当する。また、
発光素子が発光ダイオードである場合、下層それ自体
が、発光素子の発光領域を構成する。即ち、この場合に
は、上記の化合物半導体層は、ｐｎ接合を形成するｎ型
化合物半導体層であり、ｐｎ接合を形成するｐ型化合物
半導体層は下層を兼ねている。
の化合物半導体層はｐ型クラッド層に相当する。また、
発光素子が発光ダイオードである場合、下層それ自体
が、発光素子の発光領域を構成する。即ち、この場合に
は、上記の化合物半導体層は、ｐｎ接合を形成するｎ型
化合物半導体層であり、ｐｎ接合を形成するｐ型化合物
半導体層は下層を兼ねている。
【００１３】
【作用】本発明においては、ｐ型コンタクト層の最上層
が１．０×１０2ｎｍ乃至１μｍの厚さを有するｐ−Ｚ
ｎＴｅから成るので、ｐ型電極が形成された後に３００
゜Ｃ前後の熱処理を受けた場合でも、ｐ型電極を構成す
る金属（例えばＰｄ）がｐ型コンタクト層の下層まで拡
散することを抑制することができる。その結果、発光素
子の電気的特性の劣化を効果的に防止することができ
る。
が１．０×１０2ｎｍ乃至１μｍの厚さを有するｐ−Ｚ
ｎＴｅから成るので、ｐ型電極が形成された後に３００
゜Ｃ前後の熱処理を受けた場合でも、ｐ型電極を構成す
る金属（例えばＰｄ）がｐ型コンタクト層の下層まで拡
散することを抑制することができる。その結果、発光素
子の電気的特性の劣化を効果的に防止することができ
る。
【００１４】また、ｐ型コンタクト層に多重量子井戸構
造を形成すれば、ｐ型コンタクト層の最上層に注入され
た正孔は、多重量井戸構造のそれぞれの量子井戸層に形
成された量子準位を介してトンネル効果によってｐ型コ
ンタクト層の下層へと流れるので、最上層と下層との接
合における価電子帯の不連続によるポテンシャル障壁を
実質的に無くすことができる。従って、ｐ型コンタクト
層とｐ型電極との間に一層良好なオーム性接触を得るこ
とができる。
造を形成すれば、ｐ型コンタクト層の最上層に注入され
た正孔は、多重量井戸構造のそれぞれの量子井戸層に形
成された量子準位を介してトンネル効果によってｐ型コ
ンタクト層の下層へと流れるので、最上層と下層との接
合における価電子帯の不連続によるポテンシャル障壁を
実質的に無くすことができる。従って、ｐ型コンタクト
層とｐ型電極との間に一層良好なオーム性接触を得るこ
とができる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明の発光素子を説明する。
明の発光素子を説明する。
【００１６】（実施例１）実施例１は、本発明の発光素
子を半導体レーザに適用した例である。図１に模式的な
断面図を示す本発明の発光素子は、以下に示す各層から
構成されている。尚、各層の構成は上から下へと示し
た。
子を半導体レーザに適用した例である。図１に模式的な
断面図を示す本発明の発光素子は、以下に示す各層から
構成されている。尚、各層の構成は上から下へと示し
た。
【００１７】ｐ型コンタクト層２０は、化合物半導体層
に相当するｐ型クラッド層１８上に形成されている。そ
して、ｐ型コンタクト層２０は、ｐ−ＺｎＳｅから成る
下層２２、及び１．０×１０2ｎｍの厚さを有するｐ−
ＺｎＴｅから成る最上層２４から構成されている。
に相当するｐ型クラッド層１８上に形成されている。そ
して、ｐ型コンタクト層２０は、ｐ−ＺｎＳｅから成る
下層２２、及び１．０×１０2ｎｍの厚さを有するｐ−
ＺｎＴｅから成る最上層２４から構成されている。
【００１８】図１に示した半導体レーザである発光素子
は、図２に模式的に示す分子線エピタキシー（ＭＢＥ）
装置を用いて、以下の方法で作製することができる。Ｍ
ＢＥ装置は、真空蒸着装置の一種であり、超高真空排気
装置（図示せず）を備えた真空容器１００の中に、複数
の分子線源（Ｋセル）１０２、及び基板１２を保持する
基板ホルダー１０４が備えられている。また、ＥＣＲプ
ラズマセル１０６が備えられている。基板１２は、ロー
ドロックチャンバ１０８を経由して真空容器１００中に
搬入される。
は、図２に模式的に示す分子線エピタキシー（ＭＢＥ）
装置を用いて、以下の方法で作製することができる。Ｍ
ＢＥ装置は、真空蒸着装置の一種であり、超高真空排気
装置（図示せず）を備えた真空容器１００の中に、複数
の分子線源（Ｋセル）１０２、及び基板１２を保持する
基板ホルダー１０４が備えられている。また、ＥＣＲプ
ラズマセル１０６が備えられている。基板１２は、ロー
ドロックチャンバ１０８を経由して真空容器１００中に
搬入される。
【００１９】Ｓｉをドーピングしたｎ−ＧａＡｓから成
る基板１２をＭＢＥ装置の基板ホルダー１０４に装着
し、基板を約５８０゜Ｃに加熱して、基板１２の表面を
清浄にする。その後、基板１２を所定の最適成長温度
（例えば２８０゜Ｃ）に下げて、分子線源からの分子線
によって各層を基板上に成長させる。
る基板１２をＭＢＥ装置の基板ホルダー１０４に装着
し、基板を約５８０゜Ｃに加熱して、基板１２の表面を
清浄にする。その後、基板１２を所定の最適成長温度
（例えば２８０゜Ｃ）に下げて、分子線源からの分子線
によって各層を基板上に成長させる。
【００２０】先ず、基板１２上にＣｌをドーピングした
ｎ+−ＺｎＳｅから成るバッファ層１２Ａを形成し、そ
の上に、Ｃｌをドーピングしたｎ−ＺｎXＭｇ1-xＳYＳ
ｅ1-Yから成るｎ型クラッド層１４を形成する。尚、Ｃ
ｌのドーピングのためのドーパントとしてＺｎＣｌ2を
用いた。そして、更にその上に、ＺｎＳｅから成る活性
層１６を形成する。その後、その上に、窒素をドーピン
グしたｐ−ＺｎXＭｇ1-XＳYＳｅ1-Yから成るｐ型クラッ
ド層１８（化合物半導体層に相当する）を形成する。
尚、窒素のドーピングはＲＦプラズマ法にて行った。以
下においても同様である。
ｎ+−ＺｎＳｅから成るバッファ層１２Ａを形成し、そ
の上に、Ｃｌをドーピングしたｎ−ＺｎXＭｇ1-xＳYＳ
ｅ1-Yから成るｎ型クラッド層１４を形成する。尚、Ｃ
ｌのドーピングのためのドーパントとしてＺｎＣｌ2を
用いた。そして、更にその上に、ＺｎＳｅから成る活性
層１６を形成する。その後、その上に、窒素をドーピン
グしたｐ−ＺｎXＭｇ1-XＳYＳｅ1-Yから成るｐ型クラッ
ド層１８（化合物半導体層に相当する）を形成する。
尚、窒素のドーピングはＲＦプラズマ法にて行った。以
下においても同様である。
【００２１】その後、ｐ型コンタクト層２０を形成す
る。そのために、先ず、窒素をドーピングした例えば厚
さ８０ｎｍのｐ−ＺｎＳｅから成る下層２２を形成す
る。次に、その上に、窒素をドーピングしたｐ−ＺｎＴ
ｅから成る厚さ１００ｎｍの最上層２４を形成する。
る。そのために、先ず、窒素をドーピングした例えば厚
さ８０ｎｍのｐ−ＺｎＳｅから成る下層２２を形成す
る。次に、その上に、窒素をドーピングしたｐ−ＺｎＴ
ｅから成る厚さ１００ｎｍの最上層２４を形成する。
【００２２】次いで、Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕを電子線蒸着
法にて最上層２４上に順次積層させて、ｐ型電極２６を
形成する。その後、基板１２の下面にＩｎから成るｎ型
電極１０を形成する。また、基板１２を劈開して、ファ
セット処理を行う。
法にて最上層２４上に順次積層させて、ｐ型電極２６を
形成する。その後、基板１２の下面にＩｎから成るｎ型
電極１０を形成する。また、基板１２を劈開して、ファ
セット処理を行う。
【００２３】実施例１にて説明した構成を有する発光素
子に２０ｍＡの電流を流したときの電圧（Ｖ1）を測定
した。次に、３００゜Ｃの水素ガス雰囲気中に発光素子
を２分間放置した後の発光素子に２０ｍＡの電流を流し
たときの電圧（Ｖ2）を測定した。ｐ型コンタクト層の
最上層２４の厚さ（ｔ）と、ΔＶ（＝Ｖ2−Ｖ1）の関係
を図３に示す。尚、ｐ型コンタクト層の最上層２４の厚
さ（ｔ）は、走査型電子顕微鏡観察から求めた値であ
る。
子に２０ｍＡの電流を流したときの電圧（Ｖ1）を測定
した。次に、３００゜Ｃの水素ガス雰囲気中に発光素子
を２分間放置した後の発光素子に２０ｍＡの電流を流し
たときの電圧（Ｖ2）を測定した。ｐ型コンタクト層の
最上層２４の厚さ（ｔ）と、ΔＶ（＝Ｖ2−Ｖ1）の関係
を図３に示す。尚、ｐ型コンタクト層の最上層２４の厚
さ（ｔ）は、走査型電子顕微鏡観察から求めた値であ
る。
【００２４】図３から、最上層２４の厚さ（ｔ）が１．
０×１０2ｎｍ未満では、最上層２４の厚さ（ｔ）が薄
くなるに従い、ΔＶの値が増加する、即ち、発光素子を
熱処理することによって発光素子の電気的特性が劣化す
ることが判る。一方、最上層２４の厚さ（ｔ）が１．０
×１０2ｎｍ以上では、発光素子を熱処理することによ
っても発光素子の電気的特性は安定している。尚、最上
層２４の厚さ（ｔ）が１．０×１０2ｎｍ以上であれ
ば、如何なる厚さでもよいが、最上層２４形成時の結晶
性の安定性、最上層２４の形成時間を考慮すると、最上
層２４の厚さの上限は、１μｍ、より好ましくは５×１
０2ｎｍである。
０×１０2ｎｍ未満では、最上層２４の厚さ（ｔ）が薄
くなるに従い、ΔＶの値が増加する、即ち、発光素子を
熱処理することによって発光素子の電気的特性が劣化す
ることが判る。一方、最上層２４の厚さ（ｔ）が１．０
×１０2ｎｍ以上では、発光素子を熱処理することによ
っても発光素子の電気的特性は安定している。尚、最上
層２４の厚さ（ｔ）が１．０×１０2ｎｍ以上であれ
ば、如何なる厚さでもよいが、最上層２４形成時の結晶
性の安定性、最上層２４の形成時間を考慮すると、最上
層２４の厚さの上限は、１μｍ、より好ましくは５×１
０2ｎｍである。
【００２５】尚、参考までに、２００゜Ｃ及び２５０゜
Ｃの水素ガス雰囲気中に発光素子を２分間放置した場合
の、ｐ型コンタクト層の最上層２４の厚さとΔＶ（＝Ｖ
2−Ｖ1）の関係を、図４に示す。尚、図４中、２００゜
Ｃの熱処理にて得られたΔＶの値を黒丸で示し、２５０
゜Ｃの熱処理にて得られたΔＶの値を白三角で示した。
図４から、発光素子の熱処理温度を２００゜Ｃ以下に押
さえれば、ｐ−ＺｎＴｅから成る最上層２４の厚さ
（ｔ）に依存せずに、発光素子の電気的特性の指標であ
るΔＶの値がほぼ一定であることが判る。即ち、発光素
子の熱処理温度を２００゜Ｃ以下に押さえれば、ｐ型コ
ンタクト層中でのｐ型電極を構成する金属の拡散が電気
的特性に悪影響を与えない程度に抑制され得る。
Ｃの水素ガス雰囲気中に発光素子を２分間放置した場合
の、ｐ型コンタクト層の最上層２４の厚さとΔＶ（＝Ｖ
2−Ｖ1）の関係を、図４に示す。尚、図４中、２００゜
Ｃの熱処理にて得られたΔＶの値を黒丸で示し、２５０
゜Ｃの熱処理にて得られたΔＶの値を白三角で示した。
図４から、発光素子の熱処理温度を２００゜Ｃ以下に押
さえれば、ｐ−ＺｎＴｅから成る最上層２４の厚さ
（ｔ）に依存せずに、発光素子の電気的特性の指標であ
るΔＶの値がほぼ一定であることが判る。即ち、発光素
子の熱処理温度を２００゜Ｃ以下に押さえれば、ｐ型コ
ンタクト層中でのｐ型電極を構成する金属の拡散が電気
的特性に悪影響を与えない程度に抑制され得る。
【００２６】従って、例えばファセット処理やＩｎから
成るｎ型電極の形成などにおける熱処理温度を２００゜
Ｃ以下とするならば、ｐ型コンタクト層の最上層２４の
厚さを１００ｎｍ未満とすることも可能である。言い換
えれば、ファセット処理等の各種の処理における熱処理
温度を２００゜Ｃ以下にするならば、ｐ型コンタクト層
中のｐ型電極を構成する金属の拡散が電気的特性に悪影
響を与えない程度に抑制された発光素子を作製すること
ができる。
成るｎ型電極の形成などにおける熱処理温度を２００゜
Ｃ以下とするならば、ｐ型コンタクト層の最上層２４の
厚さを１００ｎｍ未満とすることも可能である。言い換
えれば、ファセット処理等の各種の処理における熱処理
温度を２００゜Ｃ以下にするならば、ｐ型コンタクト層
中のｐ型電極を構成する金属の拡散が電気的特性に悪影
響を与えない程度に抑制された発光素子を作製すること
ができる。
【００２７】（実施例２）実施例２は、本発明の発光素
子を発光ダイオードに適用した例である。実施例２の発
光素子は、図５に示すように、Ｓｉがドープされたｎ−
ＧａＡｓから成る基板３２上に、例えばＧａ（ガリウ
ム）がドーピングされたｎ−ＺｎＳｅ層３４、及び窒素
がドーピングされたｐ−ＺｎＳｅ層３６が順次積層され
て成り、ｎ−ＺｎＳｅ層３４及びｐ−ＺｎＳｅ層３６に
よってｐｎ接合が形成された発光ダイオードである。
子を発光ダイオードに適用した例である。実施例２の発
光素子は、図５に示すように、Ｓｉがドープされたｎ−
ＧａＡｓから成る基板３２上に、例えばＧａ（ガリウ
ム）がドーピングされたｎ−ＺｎＳｅ層３４、及び窒素
がドーピングされたｐ−ＺｎＳｅ層３６が順次積層され
て成り、ｎ−ＺｎＳｅ層３４及びｐ−ＺｎＳｅ層３６に
よってｐｎ接合が形成された発光ダイオードである。
【００２８】実施例２においては、ｎ−ＺｎＳｅ層３４
が化合物半導体層に相当する。また、ｐｎ接合を形成す
るｐ−ＺｎＳｅ層３６は、ｐ型コンタクト層における下
層をも兼ねている。このｐ−ＺｎＳｅ層３６（下層）の
上に窒素がドーピングされたｐ−ＺｎＴｅから成る厚さ
１００ｎｍの最上層３８を形成する。最上層３８の上に
はＡｕから成るｐ型電極４０が形成されている。また、
基板３２の下面にはＩｎから成るｎ型電極３０が形成さ
れている。
が化合物半導体層に相当する。また、ｐｎ接合を形成す
るｐ−ＺｎＳｅ層３６は、ｐ型コンタクト層における下
層をも兼ねている。このｐ−ＺｎＳｅ層３６（下層）の
上に窒素がドーピングされたｐ−ＺｎＴｅから成る厚さ
１００ｎｍの最上層３８を形成する。最上層３８の上に
はＡｕから成るｐ型電極４０が形成されている。また、
基板３２の下面にはＩｎから成るｎ型電極３０が形成さ
れている。
【００２９】実施例２の発光素子は、実質的には実施例
１と同様の方法で作製することができるので、詳細な説
明は省略する。
１と同様の方法で作製することができるので、詳細な説
明は省略する。
【００３０】（実施例３）実施例１及び実施例２の発光
素子においては、ｐ型コンタクト層を最上層及び下層か
ら構成した。これに対して、実施例３においては、下層
と最上層との間に、障壁層及び量子井戸層から成る多重
量子井戸構造を形成する。尚、障壁層をｐ−ＺｎＳｅか
ら構成し、量子井戸層をｐ−ＺｎＴｅから構成した。多
重量子井戸構造は、分子線エピタキシー法で形成するこ
とができる。
素子においては、ｐ型コンタクト層を最上層及び下層か
ら構成した。これに対して、実施例３においては、下層
と最上層との間に、障壁層及び量子井戸層から成る多重
量子井戸構造を形成する。尚、障壁層をｐ−ＺｎＳｅか
ら構成し、量子井戸層をｐ−ＺｎＴｅから構成した。多
重量子井戸構造は、分子線エピタキシー法で形成するこ
とができる。
【００３１】多重量子井戸構造は、具体的には、以下の
方法で形成することができる。即ち、窒素をドーピング
したｐ−ＺｎＳｅから成る下層の上に、窒素をドーピン
グしたｐ−ＺｎＴｅから成る厚さ（井戸幅）０．４ｎｍ
の量子井戸層を形成し、次いで、窒素をドーピングした
ｐ−ＺｎＳｅから成る厚さ１．６ｎｍの障壁層を形成
し、その後、量子井戸層の厚さを変えてこれらの操作を
繰り返し、最終的に、６つの量子井戸層（厚さは、それ
ぞれ０．４，０．５，０．６，０．８，１．１，１．７
ｎｍ）と６つの障壁層（厚さは１．６ｎｍ一定）を有す
る構造の多重量子井戸構造を得ることができる。尚、障
壁層及び量子井戸層の幅（厚さ）や数は適宜変更するこ
とができる。
方法で形成することができる。即ち、窒素をドーピング
したｐ−ＺｎＳｅから成る下層の上に、窒素をドーピン
グしたｐ−ＺｎＴｅから成る厚さ（井戸幅）０．４ｎｍ
の量子井戸層を形成し、次いで、窒素をドーピングした
ｐ−ＺｎＳｅから成る厚さ１．６ｎｍの障壁層を形成
し、その後、量子井戸層の厚さを変えてこれらの操作を
繰り返し、最終的に、６つの量子井戸層（厚さは、それ
ぞれ０．４，０．５，０．６，０．８，１．１，１．７
ｎｍ）と６つの障壁層（厚さは１．６ｎｍ一定）を有す
る構造の多重量子井戸構造を得ることができる。尚、障
壁層及び量子井戸層の幅（厚さ）や数は適宜変更するこ
とができる。
【００３２】以上、好ましい実施例に基づき本発明を説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。ｐ型コンタクト層の下層を、ｐ−ＺｎＳｅの代
わりに、ｐ−ＺｎＣｄＳｅあるいはｐ−ＺｎＳＳｅから
構成することができる。半導体レーザあるいは発光ダイ
オードの構造や発光領域に用いられる化合物半導体材料
は、実施例にて説明した構造や材料に限定されず、適宜
変更することができる。例えば、ｎ−ＧａＡｓから成る
基板上に順次積層された、ｎ−ＺｎＳＳｅから成るｎ型
クラッド層、ＺｎＣｄＳｅから成る活性層、ｐ−ＺｎＳ
Ｓｅから成るｐ型クラッド層（化合物半導体層に相当す
る）から発光領域が形成された、半導体レーザから成る
発光素子を別の構成例として挙げることができる。
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。ｐ型コンタクト層の下層を、ｐ−ＺｎＳｅの代
わりに、ｐ−ＺｎＣｄＳｅあるいはｐ−ＺｎＳＳｅから
構成することができる。半導体レーザあるいは発光ダイ
オードの構造や発光領域に用いられる化合物半導体材料
は、実施例にて説明した構造や材料に限定されず、適宜
変更することができる。例えば、ｎ−ＧａＡｓから成る
基板上に順次積層された、ｎ−ＺｎＳＳｅから成るｎ型
クラッド層、ＺｎＣｄＳｅから成る活性層、ｐ−ＺｎＳ
Ｓｅから成るｐ型クラッド層（化合物半導体層に相当す
る）から発光領域が形成された、半導体レーザから成る
発光素子を別の構成例として挙げることができる。
【００３３】ｐ型クラッド層やｐ型コンタクト層を形成
するためのドーパントとして、窒素（Ｎ）元素以外に
も、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）等
のＶ族元素を用いることができる。
するためのドーパントとして、窒素（Ｎ）元素以外に
も、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）等
のＶ族元素を用いることができる。
【００３４】基板もＧａＡｓに限定されず、公知の化合
物半導体材料あるいは半絶縁性基板から構成することが
できる。更には、ｐ型電極として、Ａｕ／Ｐｔ／Ｐｄや
Ａｕの代わりに、Ａｕ／Ｐｄを用いることができる。
物半導体材料あるいは半絶縁性基板から構成することが
できる。更には、ｐ型電極として、Ａｕ／Ｐｔ／Ｐｄや
Ａｕの代わりに、Ａｕ／Ｐｄを用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、ｐ型電極が形成された
後に３００゜Ｃ前後の熱処理を発光素子が受けた場合で
も、発光素子の電気的特性の劣化を効果的に防止するこ
とができる。また、ファセット処理やｎ型電極の形成に
おける熱処理温度の変動等に対する裕度が大きくなり、
発光素子の製造歩留まりを増加させることができる。更
には、ｐ型電極／ｐ型コンタクト層における発熱を抑制
することができ、信頼性の高い電極構造を作製すること
ができる。その結果、発光素子の長寿命化、高信頼性、
高動作安定性を得ることができる。
後に３００゜Ｃ前後の熱処理を発光素子が受けた場合で
も、発光素子の電気的特性の劣化を効果的に防止するこ
とができる。また、ファセット処理やｎ型電極の形成に
おける熱処理温度の変動等に対する裕度が大きくなり、
発光素子の製造歩留まりを増加させることができる。更
には、ｐ型電極／ｐ型コンタクト層における発熱を抑制
することができ、信頼性の高い電極構造を作製すること
ができる。その結果、発光素子の長寿命化、高信頼性、
高動作安定性を得ることができる。
【００３６】また、ｐ型コンタクト層内に多重量子井戸
構造を形成すれば、ｐ型コンタクト層とｐ型電極との間
に一層良好なオーム性接触を得ることができる。
構造を形成すれば、ｐ型コンタクト層とｐ型電極との間
に一層良好なオーム性接触を得ることができる。
【図１】本発明の半導体レーザから成る発光素子の構造
を示す模式的な断面図である。
を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の発光素子の作製に適した分子線エピタ
キシー装置の概要を示す図である。
キシー装置の概要を示す図である。
【図３】ｐ型コンタクト層の最上層２４の厚さ（ｔ）と
発光素子の電気的特性（ΔＶ）の関係を示す図である。
発光素子の電気的特性（ΔＶ）の関係を示す図である。
【図４】図３に示した条件とは別の熱処理条件におけ
る、ｐ型コンタクト層の最上層２４の厚さ（ｔ）と発光
素子の電気的特性（ΔＶ）の関係を示す図である。
る、ｐ型コンタクト層の最上層２４の厚さ（ｔ）と発光
素子の電気的特性（ΔＶ）の関係を示す図である。
【図５】本発明の発光ダイオードから成る発光素子の構
造を示す模式的な断面図である。
造を示す模式的な断面図である。
１０，３０ ｎ型電極 １２，３２ 基板 １４ ｎ型クラッド層 １６ 活性層 １８ ｐ型クラッド層（化合物半導体層） ２０ ｐ型コンタクト層 ２２ 下層 ２４，３８ 最上層 ２６，４０ ｐ型電極 ３４ ｎ−ＺｎＳｅ層（化合物半導体層） ３６ ｐ−ＺｎＳｅ層（ｐ型コンタクト層の下層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 一志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】化合物半導体層上に形成された多層構造の
ｐ型コンタクト層を有し、該ｐ型コンタクト層の最上層
は、１．０×１０2ｎｍ乃至１μｍの厚さを有するｐ−
ＺｎＴｅから成ることを特徴とする発光素子。 - 【請求項２】前記多層構造のｐ型コンタクト層は、最上
層の下に、ｐ−ＺｎＳｅ、ｐ−ＺｎＣｄＳｅ又はｐ−Ｚ
ｎＳＳｅから成る下層を有することを特徴とする請求項
１に記載の発光素子。 - 【請求項３】前記多層構造のｐ型コンタクト層は、最上
層と下層との間に障壁層及び量子井戸層から成る多重量
子井戸構造を有し、該障壁層はｐ−ＺｎＳｅ、ｐ−Ｚｎ
ＣｄＳｅ又はｐ−ＺｎＳＳｅから成り、量子井戸層はｐ
−ＺｎＴｅから成ることを特徴とする請求項２に記載の
発光素子。 - 【請求項４】少なくともＰｄを含むｐ型電極がｐ型コン
タクト層の最上層上に形成されていることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25380393A JPH0786697A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25380393A JPH0786697A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786697A true JPH0786697A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=17256373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25380393A Pending JPH0786697A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786697A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008047731A (ja) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Saga Univ | 半導体の製造方法 |
| US7725069B2 (en) | 2006-09-12 | 2010-05-25 | Ricoh Company Limited | Image forming apparatus and process unit for effectively applying lubricant and cleaning an image carrier |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP25380393A patent/JPH0786697A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008047731A (ja) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Saga Univ | 半導体の製造方法 |
| US7725069B2 (en) | 2006-09-12 | 2010-05-25 | Ricoh Company Limited | Image forming apparatus and process unit for effectively applying lubricant and cleaning an image carrier |
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