JPH08139416A - 化合物半導体層の臨界膜厚の求め方およびそれを用いた光半導体装置の製造方法 - Google Patents
化合物半導体層の臨界膜厚の求め方およびそれを用いた光半導体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、II-VI 族化合物半導体層からなる
光半導体装置の活性層等の臨界膜厚を求める方法を提供
して、最適条件で光半導体装置の形成を図る。 【構成】 化合物半導体層の膜厚とその膜厚に対応する
化合物半導体層のフォトルミネッセンス（ＰＬ）を観測
して得られたＰＬ強度との関係を求め、ＰＬ強度のピー
クＩP となる膜厚を臨界膜厚ｈPLとして求める。また化
合物半導体層中のカドミウム（Ｃｄ）の組成比を関数と
して臨界膜厚を近似する関係式を求め、その関係式によ
って所望のＣｄの組成比を有する化合物半導体層の臨界
膜厚を求める。このようにして求めた臨界膜厚以下に活
性層の膜厚を設計し、基板上に活性層を含むII-VI 族化
合物半導体層を積層して光半導体装置を形成する際に設
計した膜厚で活性層を形成する。
光半導体装置の活性層等の臨界膜厚を求める方法を提供
して、最適条件で光半導体装置の形成を図る。 【構成】 化合物半導体層の膜厚とその膜厚に対応する
化合物半導体層のフォトルミネッセンス（ＰＬ）を観測
して得られたＰＬ強度との関係を求め、ＰＬ強度のピー
クＩP となる膜厚を臨界膜厚ｈPLとして求める。また化
合物半導体層中のカドミウム（Ｃｄ）の組成比を関数と
して臨界膜厚を近似する関係式を求め、その関係式によ
って所望のＣｄの組成比を有する化合物半導体層の臨界
膜厚を求める。このようにして求めた臨界膜厚以下に活
性層の膜厚を設計し、基板上に活性層を含むII-VI 族化
合物半導体層を積層して光半導体装置を形成する際に設
計した膜厚で活性層を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体層の臨界
膜厚の求め方およびそれを用いた光半導体装置の製造方
法に関するものである。
膜厚の求め方およびそれを用いた光半導体装置の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】完全に格子整合していない系では、臨界
膜厚よりも薄い層を成長して歪みを内在した状態で素子
を形成することになる。光学素子で要求される発振波長
を得るためには、活性層の混晶比，活性層の厚さ等を変
える。しかし基本的特性を向上させるためには、キャリ
アおよび光の閉じ込めを強くしたり、欠陥，転位等の伝
播を抑制することを目的として、歪みを内在した薄膜を
活性層およびその近傍の層に用いることがある。
膜厚よりも薄い層を成長して歪みを内在した状態で素子
を形成することになる。光学素子で要求される発振波長
を得るためには、活性層の混晶比，活性層の厚さ等を変
える。しかし基本的特性を向上させるためには、キャリ
アおよび光の閉じ込めを強くしたり、欠陥，転位等の伝
播を抑制することを目的として、歪みを内在した薄膜を
活性層およびその近傍の層に用いることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記臨
界膜厚について、II-VI 族化合物半導体の光学素子にお
いては不明である。そのため、最適条件で光学素子を形
成することができなかった。その結果、最良の特性を有
する光学素子が得られていなかった。
界膜厚について、II-VI 族化合物半導体の光学素子にお
いては不明である。そのため、最適条件で光学素子を形
成することができなかった。その結果、最良の特性を有
する光学素子が得られていなかった。
【０００４】本発明は、臨界膜厚を最適化するのに優れ
ている化合物半導体層の臨界膜厚の求め方を提供すると
ともに、光半導体装置の活性層の膜厚を最適化するのに
優れている化合物半導体層の臨界膜厚の求め方を用いた
光半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
ている化合物半導体層の臨界膜厚の求め方を提供すると
ともに、光半導体装置の活性層の膜厚を最適化するのに
優れている化合物半導体層の臨界膜厚の求め方を用いた
光半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた化合物半導体層の臨界膜厚の求め
方およびそれを用いた光半導体装置の製造方法である。
成するためになされた化合物半導体層の臨界膜厚の求め
方およびそれを用いた光半導体装置の製造方法である。
【０００６】化合物半導体層の臨界膜厚の求め方は、化
合物半導体層の膜厚とその膜厚に対応する化合物半導体
層のフォトルミネッセンス（以下ＰＬと略記する）を観
測して得られたＰＬ強度との関係を求め、この関係にお
けるＰＬ強度がピークとなる膜厚を臨界膜厚とする化合
物半導体層の臨界膜厚の求め方である。
合物半導体層の膜厚とその膜厚に対応する化合物半導体
層のフォトルミネッセンス（以下ＰＬと略記する）を観
測して得られたＰＬ強度との関係を求め、この関係にお
けるＰＬ強度がピークとなる膜厚を臨界膜厚とする化合
物半導体層の臨界膜厚の求め方である。
【０００７】上記化合物半導体層は少なくともカドミウ
ムを含むII-VI 族化合物半導体からなる。そして化合物
半導体層のＰＬを観測して得られた発光強度の最大ピー
クをＰＬ強度として、ＰＬを観測したときの化合物半導
体層の膜厚と、この膜厚に対応するＰＬ強度との関係を
前記カドミウムの組成比ごとに求め、各カドミウムの組
成比ごとに膜厚とＰＬ強度との関係からＰＬ強度がピー
クになる膜厚を臨界膜厚として決定する。
ムを含むII-VI 族化合物半導体からなる。そして化合物
半導体層のＰＬを観測して得られた発光強度の最大ピー
クをＰＬ強度として、ＰＬを観測したときの化合物半導
体層の膜厚と、この膜厚に対応するＰＬ強度との関係を
前記カドミウムの組成比ごとに求め、各カドミウムの組
成比ごとに膜厚とＰＬ強度との関係からＰＬ強度がピー
クになる膜厚を臨界膜厚として決定する。
【０００８】異なるカドミウムの組成比ごとに、上記フ
ォトルミネッセンスの観測によって化合物半導体層の臨
界膜厚を求めた後、カドミウムの組成比を関数として各
カドミウムの組成比に対応する各臨界膜厚を近似する関
係式を求め、その関係式によって所望のカドミウムの組
成比を有する化合物半導体層の臨界膜厚を求める。
ォトルミネッセンスの観測によって化合物半導体層の臨
界膜厚を求めた後、カドミウムの組成比を関数として各
カドミウムの組成比に対応する各臨界膜厚を近似する関
係式を求め、その関係式によって所望のカドミウムの組
成比を有する化合物半導体層の臨界膜厚を求める。
【０００９】上記化合物半導体層が亜鉛とカドミウムと
セレンとで構成されるｎ型伝導のII-VI 族化合物半導体
からなる場合には、カドミウムの組成比をｘ、臨界膜厚
をｙとして、上記関係式はｙ＝１５０−２１．６ｘ＋
１．２４ｘ2 −３．１８×１０ -2ｘ3 ＋３．０３×１０
-4ｘ4 および０＜ｘ≦３５になる。また化合物半導体層
が亜鉛とカドミウムとセレンとで構成されるｐ型伝導の
II-VI 族化合物半導体からなる場合には、カドミウムの
組成比をｘ、臨界膜厚をｙとして、上記関係式はｙ＝１
４９−２１．６ｘ＋１．２４ｘ2 −３．１８×１０ -2ｘ
3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 および０＜ｘ≦３５になる。
セレンとで構成されるｎ型伝導のII-VI 族化合物半導体
からなる場合には、カドミウムの組成比をｘ、臨界膜厚
をｙとして、上記関係式はｙ＝１５０−２１．６ｘ＋
１．２４ｘ2 −３．１８×１０ -2ｘ3 ＋３．０３×１０
-4ｘ4 および０＜ｘ≦３５になる。また化合物半導体層
が亜鉛とカドミウムとセレンとで構成されるｐ型伝導の
II-VI 族化合物半導体からなる場合には、カドミウムの
組成比をｘ、臨界膜厚をｙとして、上記関係式はｙ＝１
４９−２１．６ｘ＋１．２４ｘ2 −３．１８×１０ -2ｘ
3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 および０＜ｘ≦３５になる。
【００１０】光半導体装置の製造方法は、上記化合物半
導体層の臨界膜厚の求め方を用いて光半導体装置の活性
層の臨界膜厚を設定した後、基板上に活性層を含むII-V
I 族化合物半導体層を積層して光半導体装置を構成する
際に、活性層を設定した臨界膜厚以下の膜厚で形成す
る。
導体層の臨界膜厚の求め方を用いて光半導体装置の活性
層の臨界膜厚を設定した後、基板上に活性層を含むII-V
I 族化合物半導体層を積層して光半導体装置を構成する
際に、活性層を設定した臨界膜厚以下の膜厚で形成す
る。
【００１１】
【作用】上記化合物半導体層の臨界膜厚の求め方では、
化合物半導体層の膜厚によってＰＬ強度が変化すること
を利用して、ＰＬ強度がピークになる膜厚を臨界膜厚と
している。すなわち、膜厚が厚くなるにしたがってＰＬ
強度が高くなり、化合物半導体層中では歪みが保たれて
いる状態からミスフィット転位が発生しようとする状態
になる。そして歪みが緩和されてミスフィット転位が発
生する。このミスフィット転位は非輻射遷移の原因とな
るためＰＬ強度が急激に低下する。この現象を利用し
て、歪みを保った状態から歪みが緩和されてミスフィッ
ト転位が発生するときの化合物半導体層の膜厚を臨界膜
厚として求める。
化合物半導体層の膜厚によってＰＬ強度が変化すること
を利用して、ＰＬ強度がピークになる膜厚を臨界膜厚と
している。すなわち、膜厚が厚くなるにしたがってＰＬ
強度が高くなり、化合物半導体層中では歪みが保たれて
いる状態からミスフィット転位が発生しようとする状態
になる。そして歪みが緩和されてミスフィット転位が発
生する。このミスフィット転位は非輻射遷移の原因とな
るためＰＬ強度が急激に低下する。この現象を利用し
て、歪みを保った状態から歪みが緩和されてミスフィッ
ト転位が発生するときの化合物半導体層の膜厚を臨界膜
厚として求める。
【００１２】また化合物半導体層の膜厚と、この膜厚に
対応するＰＬ強度との関係をカドミウムの組成比をパラ
メータとして求め、この関係におけるＰＬ強度がピーク
になる膜厚を臨界膜厚として決定する方法では、化合物
半導体層中のカドミウムの含有量からその化合物半導体
層の臨界膜厚が求まる。
対応するＰＬ強度との関係をカドミウムの組成比をパラ
メータとして求め、この関係におけるＰＬ強度がピーク
になる膜厚を臨界膜厚として決定する方法では、化合物
半導体層中のカドミウムの含有量からその化合物半導体
層の臨界膜厚が求まる。
【００１３】カドミウムの組成比を関数として各カドミ
ウムの組成比に対応する各臨界膜厚を近似する関係式を
求め、その関係式によって所望のカドミウムの組成比を
有する化合物半導体層の臨界膜厚を求める方法では、そ
の関係式が化合物半導体層中のカドミウムの組成比とフ
ォトルミネッセンスの観測によって実験的に求めた臨界
膜厚との関係を表している。そのため、化合物半導体層
中の所望のカドミウムの組成比によって、その組成比の
化合物半導体層の臨界膜厚がほぼ正確に求まる。
ウムの組成比に対応する各臨界膜厚を近似する関係式を
求め、その関係式によって所望のカドミウムの組成比を
有する化合物半導体層の臨界膜厚を求める方法では、そ
の関係式が化合物半導体層中のカドミウムの組成比とフ
ォトルミネッセンスの観測によって実験的に求めた臨界
膜厚との関係を表している。そのため、化合物半導体層
中の所望のカドミウムの組成比によって、その組成比の
化合物半導体層の臨界膜厚がほぼ正確に求まる。
【００１４】カドミウムの組成比をｘ、臨界膜厚をｙと
して、ｎ型伝導ではｙ＝１５０−２１．６ｘ＋１．２４
ｘ2 −３．１８×１０-2ｘ3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 、
ｐ型伝導ではｙ＝１４９−２１．６ｘ＋１．２４ｘ2 −
３．１８×１０-2ｘ3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 で表せる
関係式で臨界膜厚を求める方法では、カドミウムの組成
比がわかれば計算によって臨界膜厚が求まる。上記関係
式はカドミウムを含む化合物半導体層を対象としている
ので、カドミウムの組成比ｘ＝０は除外する。また、上
記関係式はｘ＞３５では臨界膜厚ｙが増加して実験値と
の差が大きくなる。このため、ｘの範囲は０＜ｘ≦３５
とした。
して、ｎ型伝導ではｙ＝１５０−２１．６ｘ＋１．２４
ｘ2 −３．１８×１０-2ｘ3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 、
ｐ型伝導ではｙ＝１４９−２１．６ｘ＋１．２４ｘ2 −
３．１８×１０-2ｘ3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 で表せる
関係式で臨界膜厚を求める方法では、カドミウムの組成
比がわかれば計算によって臨界膜厚が求まる。上記関係
式はカドミウムを含む化合物半導体層を対象としている
ので、カドミウムの組成比ｘ＝０は除外する。また、上
記関係式はｘ＞３５では臨界膜厚ｙが増加して実験値と
の差が大きくなる。このため、ｘの範囲は０＜ｘ≦３５
とした。
【００１５】光半導体装置の製造方法では、化合物半導
体層の臨界膜厚の求め方を用いて光半導体装置の活性層
の臨界膜厚を設定した後、基板上に上記活性層を含むII
-VI族化合物半導体層を積層して光半導体装置を構成す
る際に、設定した臨界膜厚以下の膜厚で活性層を形成す
る。このため、活性層にはミスフィット転位が発生しな
いので光半導体装置は励起状態から非輻射遷移を起こす
ことなく基底状態に遷移して発光する。
体層の臨界膜厚の求め方を用いて光半導体装置の活性層
の臨界膜厚を設定した後、基板上に上記活性層を含むII
-VI族化合物半導体層を積層して光半導体装置を構成す
る際に、設定した臨界膜厚以下の膜厚で活性層を形成す
る。このため、活性層にはミスフィット転位が発生しな
いので光半導体装置は励起状態から非輻射遷移を起こす
ことなく基底状態に遷移して発光する。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。まず臨界
膜厚を求めようとする化合物半導体層の各膜厚に対応す
るフォトルミネッセンス（以下ＰＬと記す）を観測す
る。そしてその化合物半導体層の膜厚に対応するＰＬ強
度を求める。その結果を図１に示す。図１は臨界膜厚の
求め方の説明図であって、縦軸に化合物半導体層のＰＬ
強度を示し、横軸にその化合物半導体層の膜厚を示す。
膜厚を求めようとする化合物半導体層の各膜厚に対応す
るフォトルミネッセンス（以下ＰＬと記す）を観測す
る。そしてその化合物半導体層の膜厚に対応するＰＬ強
度を求める。その結果を図１に示す。図１は臨界膜厚の
求め方の説明図であって、縦軸に化合物半導体層のＰＬ
強度を示し、横軸にその化合物半導体層の膜厚を示す。
【００１７】図に示すように、折れ線は化合物半導体層
の膜厚とその膜厚に対応する化合物半導体層のＰＬを観
測して得られたＰＬ強度との関係を示している。ある膜
厚の範囲内では、膜厚が非常に薄い場合にはＰＬ強度は
小さくなり、その膜厚が厚くなるにしたがってＰＬ強度
は高くなる。そして、ある膜厚におけるＰＬ強度をピー
クにして、そのときの膜厚よりも厚くなるとＰＬ強度は
急激に低下する。この現象を利用して、ＰＬ強度のピー
クＩP となる膜厚をその化合物半導体層の臨界膜厚ｈPL
とする。上記のようにして 化合物半導体層の臨界膜厚
ｈPLが求まる。
の膜厚とその膜厚に対応する化合物半導体層のＰＬを観
測して得られたＰＬ強度との関係を示している。ある膜
厚の範囲内では、膜厚が非常に薄い場合にはＰＬ強度は
小さくなり、その膜厚が厚くなるにしたがってＰＬ強度
は高くなる。そして、ある膜厚におけるＰＬ強度をピー
クにして、そのときの膜厚よりも厚くなるとＰＬ強度は
急激に低下する。この現象を利用して、ＰＬ強度のピー
クＩP となる膜厚をその化合物半導体層の臨界膜厚ｈPL
とする。上記のようにして 化合物半導体層の臨界膜厚
ｈPLが求まる。
【００１８】上記化合物半導体層の臨界膜厚の求め方で
は、化合物半導体層の膜厚によってＰＬ強度が変化する
ことを利用して、ＰＬ強度がピークになる膜厚を臨界膜
厚ｈ PLとしている。すなわち、膜厚が厚くなるにしたが
ってＰＬ強度が高くなるのは、化合物半導体層中のキャ
リア数が多くなるためである。そしてある膜厚で化合物
半導体層中の歪みが緩和されてミスフィット転位が発生
する。このミスフィット転位は非輻射遷移の原因となる
ためＰＬ強度が急激に低下することになる。本発明で
は、この現象を利用して、歪みを保った状態から歪みが
緩和されてミスフィット転位が発生するときの化合物半
導体層の膜厚を臨界膜厚ｈPLとして求めている。
は、化合物半導体層の膜厚によってＰＬ強度が変化する
ことを利用して、ＰＬ強度がピークになる膜厚を臨界膜
厚ｈ PLとしている。すなわち、膜厚が厚くなるにしたが
ってＰＬ強度が高くなるのは、化合物半導体層中のキャ
リア数が多くなるためである。そしてある膜厚で化合物
半導体層中の歪みが緩和されてミスフィット転位が発生
する。このミスフィット転位は非輻射遷移の原因となる
ためＰＬ強度が急激に低下することになる。本発明で
は、この現象を利用して、歪みを保った状態から歪みが
緩和されてミスフィット転位が発生するときの化合物半
導体層の膜厚を臨界膜厚ｈPLとして求めている。
【００１９】光半導体装置として、例えば青緑色発光素
子である亜鉛セレン系の半導体レーザ装置における活性
層の臨界膜厚を求めてみる。この半導体レーザ装置は、
例えば図２のような構成になっている。
子である亜鉛セレン系の半導体レーザ装置における活性
層の臨界膜厚を求めてみる。この半導体レーザ装置は、
例えば図２のような構成になっている。
【００２０】すなわち、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板
１１上に、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）のバッファー層１
２（膜厚＝０．３μｍ）、亜鉛セレン（ＺｎＳｅ）のバ
ッファー層１３（膜厚＝２０ｎｍ）、亜鉛マグネシウム
硫黄セレン（ＺｎＭｇＳＳｅ）のｎ−クラッド層１４
（膜厚＝０．８μｍ）、亜鉛硫黄セレン（ＺｎＳＳｅ）
のガイド層１５、亜鉛カドミウムセレン（ＺｎＣｄＳ
ｅ）の活性層１６、亜鉛硫黄セレン（ＺｎＳＳｅ）のガ
イド層１７、亜鉛マグネシウム硫黄セレン（ＺｎＭｇＳ
Ｓｅ）のｐ−クラッド層１８（膜厚＝０．８μｍ）、亜
鉛硫黄セレン（ＺｎＳＳｅ）のｐ−クラッド層１９（膜
厚＝０．８μｍ）、亜鉛セレン−亜鉛テルル超格子のコ
ンタクト層２０および亜鉛テルル（ＺｎＴｅ）のキャッ
プ層２１（膜厚＝８０ｎｍ）が順に積層された構成にな
っている。
１１上に、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）のバッファー層１
２（膜厚＝０．３μｍ）、亜鉛セレン（ＺｎＳｅ）のバ
ッファー層１３（膜厚＝２０ｎｍ）、亜鉛マグネシウム
硫黄セレン（ＺｎＭｇＳＳｅ）のｎ−クラッド層１４
（膜厚＝０．８μｍ）、亜鉛硫黄セレン（ＺｎＳＳｅ）
のガイド層１５、亜鉛カドミウムセレン（ＺｎＣｄＳ
ｅ）の活性層１６、亜鉛硫黄セレン（ＺｎＳＳｅ）のガ
イド層１７、亜鉛マグネシウム硫黄セレン（ＺｎＭｇＳ
Ｓｅ）のｐ−クラッド層１８（膜厚＝０．８μｍ）、亜
鉛硫黄セレン（ＺｎＳＳｅ）のｐ−クラッド層１９（膜
厚＝０．８μｍ）、亜鉛セレン−亜鉛テルル超格子のコ
ンタクト層２０および亜鉛テルル（ＺｎＴｅ）のキャッ
プ層２１（膜厚＝８０ｎｍ）が順に積層された構成にな
っている。
【００２１】本発明は、特にＺｎＣｄＳｅの活性層およ
びその近傍のエピタキシャル成長層に関してである。そ
こで、上記図２で説明した半導体レーザ装置を簡単化し
た構成として、図３に示すような構成の光半導体装置３
０によってＰＬの観測を行った。この光半導体装置３０
は以下の様な構成になっている。
びその近傍のエピタキシャル成長層に関してである。そ
こで、上記図２で説明した半導体レーザ装置を簡単化し
た構成として、図３に示すような構成の光半導体装置３
０によってＰＬの観測を行った。この光半導体装置３０
は以下の様な構成になっている。
【００２２】すなわち、分子線エピタキシャル法によっ
て、（１００）ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板３１上
に、バッファー層になる亜鉛セレン（ＺｎＳｅ）層３２
（膜厚＝２０ｎｍ）、ガイド層になる亜鉛硫黄セレン
（ＺｎＳy Ｓｅ1-y ）層３３（膜厚＝１μｍ）、活性層
になる亜鉛カドミウムセレン（Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ）層
３４（膜厚＝２．３ｎｍ〜１４．９ｎｍの範囲における
所定の厚さ）、およびガイド層になる亜鉛硫黄セレン
（ＺｎＳy Ｓｅ1-y ）層３５（膜厚＝１００ｎｍ）が順
に堆積されているものである。なお、上記各層は塩素
（Ｃｌ）によってｎ型にドーピングされている。または
上記各層は窒素（Ｎ）によってｐ型にドーピングされて
いる。さらに上記各膜厚は一例であって、その膜厚に限
定されるものではない。
て、（１００）ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板３１上
に、バッファー層になる亜鉛セレン（ＺｎＳｅ）層３２
（膜厚＝２０ｎｍ）、ガイド層になる亜鉛硫黄セレン
（ＺｎＳy Ｓｅ1-y ）層３３（膜厚＝１μｍ）、活性層
になる亜鉛カドミウムセレン（Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ）層
３４（膜厚＝２．３ｎｍ〜１４．９ｎｍの範囲における
所定の厚さ）、およびガイド層になる亜鉛硫黄セレン
（ＺｎＳy Ｓｅ1-y ）層３５（膜厚＝１００ｎｍ）が順
に堆積されているものである。なお、上記各層は塩素
（Ｃｌ）によってｎ型にドーピングされている。または
上記各層は窒素（Ｎ）によってｐ型にドーピングされて
いる。さらに上記各膜厚は一例であって、その膜厚に限
定されるものではない。
【００２３】そして、上記活性層のＺｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ
層１４に塩素（Ｃｌ）をドーピングしたｎ型のＺｎＣｄ
Ｓｅ層および窒素（Ｎ）をドーピングしたＰ型のＺｎＣ
ｄＳｅ層のそれぞれの臨界膜厚を調べた。ここで、Ｚｎ
1-x Ｃｄx Ｓｅ層１４の歪み量を決定するカドミウムの
含有量をｎ型のものは２８．５％〜３４．３％の範囲内
とし、Ｐ型のものは２６．５％〜３１．５％の範囲内と
した。
層１４に塩素（Ｃｌ）をドーピングしたｎ型のＺｎＣｄ
Ｓｅ層および窒素（Ｎ）をドーピングしたＰ型のＺｎＣ
ｄＳｅ層のそれぞれの臨界膜厚を調べた。ここで、Ｚｎ
1-x Ｃｄx Ｓｅ層１４の歪み量を決定するカドミウムの
含有量をｎ型のものは２８．５％〜３４．３％の範囲内
とし、Ｐ型のものは２６．５％〜３１．５％の範囲内と
した。
【００２４】ここでＰＬの観測方法の一例を図４によっ
て簡単に説明する。まず第１ステップとして「ＰＬ観測
用の試料の製作」Ｓ１を行う。このステップでは、上記
図３で説明した構成のものを適当な大きさ（例えば５ｍ
ｍ角程度）にへき開して試料を製作する。そしてその試
料を清浄な状態に保つため、不活性な雰囲気に保存す
る。
て簡単に説明する。まず第１ステップとして「ＰＬ観測
用の試料の製作」Ｓ１を行う。このステップでは、上記
図３で説明した構成のものを適当な大きさ（例えば５ｍ
ｍ角程度）にへき開して試料を製作する。そしてその試
料を清浄な状態に保つため、不活性な雰囲気に保存す
る。
【００２５】上記試料のＰＬを観測するには、スペクト
ルのピークが良く分解されそれぞれの同定が正確に行え
るようにするために、室温もしくは低温で行う。そのた
め、液体窒素用または液体ヘリウム用のクライオスタッ
トを用いる。次いで第２ステップとして「試料の配置」
Ｓ２を行う。このステップでは、上記クライオスタット
内に試料を配置する。
ルのピークが良く分解されそれぞれの同定が正確に行え
るようにするために、室温もしくは低温で行う。そのた
め、液体窒素用または液体ヘリウム用のクライオスタッ
トを用いる。次いで第２ステップとして「試料の配置」
Ｓ２を行う。このステップでは、上記クライオスタット
内に試料を配置する。
【００２６】そして第３ステップとして「ＰＬの観測」
Ｓ３を行う。このステップでは、試料に例えばヘリウム
−カドミウム（Ｈｅ−Ｃｄ）レーザ光を照射してＰＬを
観測する。すなわち、レーザ光が照射された際に励起さ
れたキャリアが基底状態へ遷移する時の活性層およびク
ラッド層からの発光波長のスペクトルを測定する。この
ＰＬの観測では、アルゴン（Ａｒ）レーザ光，ヘリウム
（Ｈｅ）−ネオン（Ｎｅ）レーザ光，色素レーザ光等を
用いることも可能である。
Ｓ３を行う。このステップでは、試料に例えばヘリウム
−カドミウム（Ｈｅ−Ｃｄ）レーザ光を照射してＰＬを
観測する。すなわち、レーザ光が照射された際に励起さ
れたキャリアが基底状態へ遷移する時の活性層およびク
ラッド層からの発光波長のスペクトルを測定する。この
ＰＬの観測では、アルゴン（Ａｒ）レーザ光，ヘリウム
（Ｈｅ）−ネオン（Ｎｅ）レーザ光，色素レーザ光等を
用いることも可能である。
【００２７】そのとき、第４ステップとして「膜厚の測
定」Ｓ４を行う。このステップではクラッド層の膜厚を
測定し、活性層の膜厚を求める。
定」Ｓ４を行う。このステップではクラッド層の膜厚を
測定し、活性層の膜厚を求める。
【００２８】また第５ステップとして、「標準光源によ
るＰＬ測定と補正」Ｓ５を行う。このステップでは、標
準光源として例えばアルゴン（Ａｒ）レーザ光を光源に
して、ＰＬの観測を行う。そして標準光源によるＰＬの
発光波長のスペクトルに基づいて、ガリウムヒ素（Ｇａ
Ａｓ）基板とクラッド層との格子定数の差による格子の
ずれ、キャリア濃度の差、分光器の影響等を考慮して、
先に求めた発光波長のスペクトルの補正を行って、真の
ＰＬ強度を求める。
るＰＬ測定と補正」Ｓ５を行う。このステップでは、標
準光源として例えばアルゴン（Ａｒ）レーザ光を光源に
して、ＰＬの観測を行う。そして標準光源によるＰＬの
発光波長のスペクトルに基づいて、ガリウムヒ素（Ｇａ
Ａｓ）基板とクラッド層との格子定数の差による格子の
ずれ、キャリア濃度の差、分光器の影響等を考慮して、
先に求めた発光波長のスペクトルの補正を行って、真の
ＰＬ強度を求める。
【００２９】次に第６ステップとして「膜厚とＰＬ強度
との関係化および臨界膜厚の決定」Ｓ６を行う。このス
テップでは、上記活性層の膜厚と真のＰＬ強度との関係
を活性層のカドミウムの組成比をパラメータにして求め
る。そして上記関係におけるＰＬ強度がピークになる膜
厚を臨界膜厚として求める。
との関係化および臨界膜厚の決定」Ｓ６を行う。このス
テップでは、上記活性層の膜厚と真のＰＬ強度との関係
を活性層のカドミウムの組成比をパラメータにして求め
る。そして上記関係におけるＰＬ強度がピークになる膜
厚を臨界膜厚として求める。
【００３０】その結果を図５の膜厚とＰＬ強度との関係
図によって説明する。図５に示すように、Ｐ型のＺｎＣ
ｄＳｅ層の臨界膜厚よりもｎ型のＺｎＣｄＳｅ層の臨界
膜厚の方が厚くなることがわかった。その理由として
は、例えば、Ｐ型のドーパントの窒素（Ｎ）がII-VI 族
化合物半導体層の格子間に入ること、このＰ型の化合物
半導体層の活性化率が低いこと等が要因になって、化合
物半導体層が歪みを持ち易くなるため、臨界膜厚が小さ
くなると考えられる。そして図に示したＺｎＣｄＳｅ層
の臨界膜厚は、Ｐ型のＺｎＣｄＳｅ層では４．５ｎｍ、
ｎ型のＺｎＣｄＳｅ層では５．５ｎｍになった。
図によって説明する。図５に示すように、Ｐ型のＺｎＣ
ｄＳｅ層の臨界膜厚よりもｎ型のＺｎＣｄＳｅ層の臨界
膜厚の方が厚くなることがわかった。その理由として
は、例えば、Ｐ型のドーパントの窒素（Ｎ）がII-VI 族
化合物半導体層の格子間に入ること、このＰ型の化合物
半導体層の活性化率が低いこと等が要因になって、化合
物半導体層が歪みを持ち易くなるため、臨界膜厚が小さ
くなると考えられる。そして図に示したＺｎＣｄＳｅ層
の臨界膜厚は、Ｐ型のＺｎＣｄＳｅ層では４．５ｎｍ、
ｎ型のＺｎＣｄＳｅ層では５．５ｎｍになった。
【００３１】また、上記Ｚｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ混晶系で
は、カドミウムの組成比によって歪みが変化する。例え
ば、カドミウムの組成比が大きくなると臨界膜厚は薄く
なり、カドミウムの組成比が小さくなると臨界膜厚は厚
くなる。そこで、化合物半導体層中のカドミウムの組成
比に対応する臨界膜厚を求める必要がある。まず、化合
物半導体層中に含まれるカドミウム量をパラメータにし
て、ＰＬを観測する。そして化合物半導体層の膜厚に対
応するこの化合物半導体層のＰＬを観測して得られた発
光強度の最大ピークをＰＬ強度とし、この化合物半導体
層の膜厚と、この膜厚に対応するＰＬ強度との関係を求
める。次いで膜厚とＰＬ強度との関係においてＰＬ強度
がピークとなる膜厚を臨界膜厚とする。続いてカドミウ
ムの組成比と上記求めた臨界膜厚との関係を求める。そ
の結果を図６によって説明する。
は、カドミウムの組成比によって歪みが変化する。例え
ば、カドミウムの組成比が大きくなると臨界膜厚は薄く
なり、カドミウムの組成比が小さくなると臨界膜厚は厚
くなる。そこで、化合物半導体層中のカドミウムの組成
比に対応する臨界膜厚を求める必要がある。まず、化合
物半導体層中に含まれるカドミウム量をパラメータにし
て、ＰＬを観測する。そして化合物半導体層の膜厚に対
応するこの化合物半導体層のＰＬを観測して得られた発
光強度の最大ピークをＰＬ強度とし、この化合物半導体
層の膜厚と、この膜厚に対応するＰＬ強度との関係を求
める。次いで膜厚とＰＬ強度との関係においてＰＬ強度
がピークとなる膜厚を臨界膜厚とする。続いてカドミウ
ムの組成比と上記求めた臨界膜厚との関係を求める。そ
の結果を図６によって説明する。
【００３２】図では、縦軸に臨界膜厚を示し、横軸にカ
ドミウムの組成比を示す。図６に示すように、化合物半
導体層の臨界膜厚とそのカドミウム含有量との関係か
ら、カドミウム含有量が多くなるにしたがって、臨界膜
厚が薄くなることがわかった。これは、カドミウムの含
有量が増加するにしたがい、化合物半導体層中の歪みが
増加するためである。このように、カドミウムの含有量
によって臨界膜厚が変化するため、カドミウムの含有量
も考慮して活性層の臨界膜厚を設定する必要がある。そ
して活性層の膜厚は臨界膜厚よりも薄く設定される。も
し、活性層の膜厚が臨界膜厚以上に設定された場合に
は、その活性層では歪みが緩和してミスフィット転位が
発生するため、寿命が短くなる、信頼性が低下する、等
のデバイスの基本的物性が悪化する。また、ｎ型伝導の
ものとｐ型伝導のものでは、カドミウムの組成比が同じ
であっても臨界膜厚が異なることがわかった。
ドミウムの組成比を示す。図６に示すように、化合物半
導体層の臨界膜厚とそのカドミウム含有量との関係か
ら、カドミウム含有量が多くなるにしたがって、臨界膜
厚が薄くなることがわかった。これは、カドミウムの含
有量が増加するにしたがい、化合物半導体層中の歪みが
増加するためである。このように、カドミウムの含有量
によって臨界膜厚が変化するため、カドミウムの含有量
も考慮して活性層の臨界膜厚を設定する必要がある。そ
して活性層の膜厚は臨界膜厚よりも薄く設定される。も
し、活性層の膜厚が臨界膜厚以上に設定された場合に
は、その活性層では歪みが緩和してミスフィット転位が
発生するため、寿命が短くなる、信頼性が低下する、等
のデバイスの基本的物性が悪化する。また、ｎ型伝導の
ものとｐ型伝導のものでは、カドミウムの組成比が同じ
であっても臨界膜厚が異なることがわかった。
【００３３】上記のように、化合物半導体（ＺｎＣｄＳ
ｅ）層の臨界膜厚とこのＺｎＣｄＳｅ層中に含まれるカ
ドミウム量との関係を求めたことから、ＺｎＣｄＳｅ層
のカドミウムの含有量に対応する臨界膜厚が求まる。ま
たカドミウムの含有量はＺｎＣｄＳｅ層の歪み量に比例
する。このため、カドミウムの含有量を考慮してＺｎＣ
ｄＳｅ層の膜厚が決定される。
ｅ）層の臨界膜厚とこのＺｎＣｄＳｅ層中に含まれるカ
ドミウム量との関係を求めたことから、ＺｎＣｄＳｅ層
のカドミウムの含有量に対応する臨界膜厚が求まる。ま
たカドミウムの含有量はＺｎＣｄＳｅ層の歪み量に比例
する。このため、カドミウムの含有量を考慮してＺｎＣ
ｄＳｅ層の膜厚が決定される。
【００３４】上記図６に示したＺｎＣｄＳｅ層のカドミ
ウムの含有量と臨界膜厚との関係を式によって近似す
る。カドミウムの組成比をｘ、ＺｎＣｄＳｅ層の臨界膜
厚をｙとする。そしてＺｎＣｄＳｅ層がｎ型伝導（図６
では実線で示す）になっている場合には（１）式にな
る。この場合のｎ型伝導は塩素（Ｃｌ）をドーピングす
ることによって得ている。
ウムの含有量と臨界膜厚との関係を式によって近似す
る。カドミウムの組成比をｘ、ＺｎＣｄＳｅ層の臨界膜
厚をｙとする。そしてＺｎＣｄＳｅ層がｎ型伝導（図６
では実線で示す）になっている場合には（１）式にな
る。この場合のｎ型伝導は塩素（Ｃｌ）をドーピングす
ることによって得ている。
【００３５】
【数１】
【００３６】またＺｎＣｄＳｅ層がｐ型伝導（図６では
破線で示す）になっている場合には（２）式になる。こ
の場合のｐ型伝導は窒素（Ｎ）をドーピングすることに
よって得ている。
破線で示す）になっている場合には（２）式になる。こ
の場合のｐ型伝導は窒素（Ｎ）をドーピングすることに
よって得ている。
【００３７】
【数２】
【００３８】このように、カドミウムの組成比を関数と
して各カドミウムの組成比に対応する各臨界膜厚を近似
する関係式となる（１）式および（２）式を求め、その
関係式によって所望のカドミウムの組成比を有する化合
物半導体層の臨界膜厚を求める方法では、その関係式が
化合物半導体層中のカドミウムの組成比とフォトルミネ
ッセンスの観測によって実験的に求めた臨界膜厚との関
係を近似している。そのため、化合物半導体層中の所望
のカドミウムの組成比によって、その組成比の化合物半
導体層の臨界膜厚がほぼ正確に求まる。
して各カドミウムの組成比に対応する各臨界膜厚を近似
する関係式となる（１）式および（２）式を求め、その
関係式によって所望のカドミウムの組成比を有する化合
物半導体層の臨界膜厚を求める方法では、その関係式が
化合物半導体層中のカドミウムの組成比とフォトルミネ
ッセンスの観測によって実験的に求めた臨界膜厚との関
係を近似している。そのため、化合物半導体層中の所望
のカドミウムの組成比によって、その組成比の化合物半
導体層の臨界膜厚がほぼ正確に求まる。
【００３９】そして上記のようにカドミウムの組成比を
ｘ、臨界膜厚をｙとして、ｎ型伝導では（１）式、ｐ型
伝導では（２）式で表せる関係式で臨界膜厚を求めるこ
とから、カドミウムの組成比がわかれば計算によって臨
界膜厚が容易に求まる。上記（１），（２）式はカドミ
ウムを含む化合物半導体層を対象としているので、カド
ミウムの組成比ｘ＝０は除外している。また、ｘ＞３５
では臨界膜厚ｙが増加して実験値との差が大きくなる。
そのため、ｘの範囲は０＜ｘ≦３５とした。
ｘ、臨界膜厚をｙとして、ｎ型伝導では（１）式、ｐ型
伝導では（２）式で表せる関係式で臨界膜厚を求めるこ
とから、カドミウムの組成比がわかれば計算によって臨
界膜厚が容易に求まる。上記（１），（２）式はカドミ
ウムを含む化合物半導体層を対象としているので、カド
ミウムの組成比ｘ＝０は除外している。また、ｘ＞３５
では臨界膜厚ｙが増加して実験値との差が大きくなる。
そのため、ｘの範囲は０＜ｘ≦３５とした。
【００４０】次にII-VI 族化合物半導体からなる活性層
を含むII-VI 族化合物半導体層を積層して、前記図３で
説明したような光半導体装置の製造方法を前記図３によ
って説明する。
を含むII-VI 族化合物半導体層を積層して、前記図３で
説明したような光半導体装置の製造方法を前記図３によ
って説明する。
【００４１】上記説明した化合物半導体層の臨界膜厚の
求め方を用いて、光半導体装置の活性層を形成するII-V
I 族化合物半導体層の臨界膜厚を設定する。その後、分
子線エピタキシャル成長法によって、ガリウムヒ素（Ｇ
ａＡｓ）基板１１上に各II-VI 族化合物半導体層を堆積
して積層する。そのとき、活性層になるＺｎＣｄＳｅ層
１６の膜厚は臨界膜厚を超えないように設定して、この
ＺｎＣｄＳｅ層１６を形成する。このようにして、光半
導体装置１０を形成する。
求め方を用いて、光半導体装置の活性層を形成するII-V
I 族化合物半導体層の臨界膜厚を設定する。その後、分
子線エピタキシャル成長法によって、ガリウムヒ素（Ｇ
ａＡｓ）基板１１上に各II-VI 族化合物半導体層を堆積
して積層する。そのとき、活性層になるＺｎＣｄＳｅ層
１６の膜厚は臨界膜厚を超えないように設定して、この
ＺｎＣｄＳｅ層１６を形成する。このようにして、光半
導体装置１０を形成する。
【００４２】上記光半導体装置１０の製造方法では、化
合物半導体層の臨界膜厚の求め方を用いて、光半導体装
置１０の活性層になるＺｎＣｄＳｅ層１６の臨界膜厚を
設定した後、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板１１上に各
II-VI 族化合物半導体層を積層して光半導体装置を構成
する。その際に、設定した臨界膜厚以下の膜厚で上記Ｚ
ｎＣｄＳｅ層１６は形成される。このため、光半導体装
置１０のＺｎＣｄＳｅ層（活性層）１６は、歪みが緩和
されていないので、ミスフィット転位は発生していな
い。このため、光半導体装置１０は、励起状態から非輻
射遷移を起こすことなく基底状態に遷移して発光する。
合物半導体層の臨界膜厚の求め方を用いて、光半導体装
置１０の活性層になるＺｎＣｄＳｅ層１６の臨界膜厚を
設定した後、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板１１上に各
II-VI 族化合物半導体層を積層して光半導体装置を構成
する。その際に、設定した臨界膜厚以下の膜厚で上記Ｚ
ｎＣｄＳｅ層１６は形成される。このため、光半導体装
置１０のＺｎＣｄＳｅ層（活性層）１６は、歪みが緩和
されていないので、ミスフィット転位は発生していな
い。このため、光半導体装置１０は、励起状態から非輻
射遷移を起こすことなく基底状態に遷移して発光する。
【００４３】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の化合物半
導体層の臨界膜厚の求め方によれば、化合物半導体層の
膜厚によってＰＬ強度が変化することを利用して、ＰＬ
強度がピークになる膜厚を臨界膜厚として求めるので、
従来求めることができなかったII-VI 族化半導体層の臨
界膜厚をＰＬを観測するという簡単な方法によって求め
ることができる。このため、光半導体装置の設計が容易
になるとともに、発光特性に優れたものを設計すること
ができる。
導体層の臨界膜厚の求め方によれば、化合物半導体層の
膜厚によってＰＬ強度が変化することを利用して、ＰＬ
強度がピークになる膜厚を臨界膜厚として求めるので、
従来求めることができなかったII-VI 族化半導体層の臨
界膜厚をＰＬを観測するという簡単な方法によって求め
ることができる。このため、光半導体装置の設計が容易
になるとともに、発光特性に優れたものを設計すること
ができる。
【００４４】また化合物半導体層の膜厚と、この膜厚に
対応するＰＬ強度との関係をカドミウムの組成比をパラ
メータとして求め、この関係におけるＰＬ強度がピーク
になる膜厚を臨界膜厚として決定する方法によれば、カ
ドミウムの含有量に対応する臨界膜厚を求めることがで
きる。
対応するＰＬ強度との関係をカドミウムの組成比をパラ
メータとして求め、この関係におけるＰＬ強度がピーク
になる膜厚を臨界膜厚として決定する方法によれば、カ
ドミウムの含有量に対応する臨界膜厚を求めることがで
きる。
【００４５】カドミウムの組成比を関数として各カドミ
ウムの組成比に対応する各臨界膜厚を近似する関係式を
求め、その関係式によって所望のカドミウムの組成比を
有する化合物半導体層の臨界膜厚を求める方法によれ
ば、その関係式が実験的に求めた臨界膜厚を近似してい
るので、化合物半導体層中の所望のカドミウムの組成比
によって、その組成比の化合物半導体層の臨界膜厚がほ
ぼ正確に求めることができる。
ウムの組成比に対応する各臨界膜厚を近似する関係式を
求め、その関係式によって所望のカドミウムの組成比を
有する化合物半導体層の臨界膜厚を求める方法によれ
ば、その関係式が実験的に求めた臨界膜厚を近似してい
るので、化合物半導体層中の所望のカドミウムの組成比
によって、その組成比の化合物半導体層の臨界膜厚がほ
ぼ正確に求めることができる。
【００４６】カドミウムの組成比をｘ、臨界膜厚をｙと
して、ｎ型伝導ではｙ＝１５０−２１．６ｘ＋１．２４
ｘ2 −３．１８×１０-2ｘ3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 、
ｐ型伝導ではｙ＝１４９−２１．６ｘ＋１．２４ｘ2 −
３．１８×１０-2ｘ3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 で表せる
関係式で臨界膜厚を求める方法によれば、カドミウムの
組成比がわかれば計算によって容易に臨界膜厚を求める
ことができる。
して、ｎ型伝導ではｙ＝１５０−２１．６ｘ＋１．２４
ｘ2 −３．１８×１０-2ｘ3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 、
ｐ型伝導ではｙ＝１４９−２１．６ｘ＋１．２４ｘ2 −
３．１８×１０-2ｘ3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 で表せる
関係式で臨界膜厚を求める方法によれば、カドミウムの
組成比がわかれば計算によって容易に臨界膜厚を求める
ことができる。
【００４７】本発明の光半導体装置の製造方法によれ
ば、化合物半導体層の臨界膜厚の求め方を用いて光半導
体装置の活性層の臨界膜厚を求めてその臨界膜厚よりも
薄い膜厚に活性層を設計し、光半導体装置の活性層を形
成するので、光半導体装置は励起状態から非輻射遷移を
起こすことなく基底状態に遷移して発光する。このた
め、発光特性の向上が図れる。
ば、化合物半導体層の臨界膜厚の求め方を用いて光半導
体装置の活性層の臨界膜厚を求めてその臨界膜厚よりも
薄い膜厚に活性層を設計し、光半導体装置の活性層を形
成するので、光半導体装置は励起状態から非輻射遷移を
起こすことなく基底状態に遷移して発光する。このた
め、発光特性の向上が図れる。
【図１】本発明の実施例に係わる臨界膜厚の求め方の説
明図である。
明図である。
【図２】亜鉛セレン系の半導体レーザ装置の概略構成図
である。
である。
【図３】ＰＬ観測用の光半導体装置の概略構成図であ
る。
る。
【図４】ＰＬの観測方法の流れ図である。
【図５】膜厚とＰＬ強度との関係図である。
【図６】カドミウム組成比と臨界膜厚との関係図であ
る。
る。
ＩP ＰＬ強度のピーク ｈPL 臨界膜厚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 昌夫 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 (5)
- 【請求項１】 化合物半導体層の膜厚と該膜厚に対応す
る該化合物半導体層のフォトルミネッセンスを観測して
得られるフォトルミネッセンス強度との関係を求め、該
関係における該フォトルミネッセンス強度がピークとな
る膜厚を臨界膜厚とすることを特徴とする化合物半導体
層の臨界膜厚の求め方。 - 【請求項２】 請求項１記載の化合物半導体層の臨界膜
厚の求め方であって、 前記化合物半導体層は少なくともカドミウムを含むII-V
I 族化合物半導体からなり、 前記化合物半導体層の膜厚に対応する該化合物半導体層
のフォトルミネッセンスを観測して得られる発光強度の
最大ピークをフォトルミネッセンス強度として、該化合
物半導体層の膜厚と、該膜厚に対応する該フォトルミネ
ッセンス強度との関係を前記カドミウムの組成比ごとに
求め、該関係でのフォトルミネッセンス強度がピークに
なる膜厚を各カドミウムの組成比ごとに臨界膜厚とする
ことを特徴とする化合物半導体層の臨界膜厚の求め方。 - 【請求項３】 請求項２記載の化合物半導体層の臨界膜
厚の求め方において、 異なるカドミウムの組成比ごとに、フォトルミネッセン
スの観測によって化合物半導体層の臨界膜厚を求めた
後、カドミウムの組成比を関数として各カドミウムの組
成比に対応する各臨界膜厚を近似する関係式を求め、該
関係式によって所望のカドミウムの組成比を有する化合
物半導体層の臨界膜厚を求めることを特徴とする化合物
半導体層の臨界膜厚の求め方。 - 【請求項４】 請求項３記載の化合物半導体層の臨界膜
厚の求め方において、 前記化合物半導体層は亜鉛とカドミウムとセレンとで構
成されるII-VI 族化合物半導体からなるものであって、 前記関係式は、前記化合物半導体層がｎ型伝導になって
いる場合には、該化合物半導体層のカドミウムの組成比
をｘ、該化合物半導体層の臨界膜厚をｙとして、ｙ＝１
５０−２１．６ｘ＋１．２４ｘ2 −３．１８×１０-2ｘ
3 ＋３．０３×１０-4ｘ4 および０＜ｘ≦３５からな
り、 前記化合物半導体層がｐ型伝導になっている場合には、
該化合物半導体層のカドミウムの組成比をｘ、該化合物
半導体層の臨界膜厚をｙとして、ｙ＝１４９−２１．６
ｘ＋１．２４ｘ2 −３．１８×１０-2ｘ3 ＋３．０３×
１０-4ｘ4 および０＜ｘ≦３５からなることを特徴とす
る化合物半導体層の臨界膜厚の求め方。 - 【請求項５】 II-VI 族化合物半導体層を積層して光半
導体装置を製造する方法において、 請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の化合
物半導体層の臨界膜厚の求め方を用いて、光半導体装置
の活性層の臨界膜厚を設定し、 基板上に活性層を含むII-VI 族化合物半導体層を積層し
て光半導体装置を構成する際に、前記活性層を前記臨界
膜厚以下の膜厚に形成することを特徴とする光半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27873894A JPH08139416A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 化合物半導体層の臨界膜厚の求め方およびそれを用いた光半導体装置の製造方法 |
| US08/555,834 US5695556A (en) | 1994-11-14 | 1995-11-13 | Determination of critical film thickness of a compound semiconductor layer, and a method for manufacturing a semiconductor device using the method of determination |
| KR1019950040922A KR960019640A (ko) | 1994-11-14 | 1995-11-13 | 화합물반도체층의 임계막두께를 구하는 방법 및 그것을 이용한 반도체장치의 제조방법 |
| CN95121537A CN1134606A (zh) | 1994-11-14 | 1995-11-14 | 确定化合物半导体层临界薄膜厚度及制造半导体器件 |
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