JPH08181078A - ＭｇＴｅ系ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法並びに半導体積層構造の製造方法 - Google Patents
ＭｇＴｅ系ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法並びに半導体積層構造の製造方法Info
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- JPH08181078A JPH08181078A JP32071594A JP32071594A JPH08181078A JP H08181078 A JPH08181078 A JP H08181078A JP 32071594 A JP32071594 A JP 32071594A JP 32071594 A JP32071594 A JP 32071594A JP H08181078 A JPH08181078 A JP H08181078A
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- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 良好な結晶品質を有したＭｇＴｅ系II−VI族
化合物半導体の成長を可能にする。 【構成】 Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇから成る群より選ばれた少
なくともＭｇを含む２種以上のII族元素と、Ｔｅ，Ｓ
ｅ，Ｓから成る群より選ばれた少なくともＴｅを含む１
種以上のVI族元素とから成るＭｇＴｅ系II−VI族化合物
半導体２を有機金属化学気相成長法により半導体基板１
上に成長させるようにしたＭｇＴｅ系II−VI族化合物半
導体の成長方法であって、Ｔｅ原料としてジエチルテル
ルを用い、かつ３５０℃＜Ｔｇ≦５５０℃の成長温度Ｔ
ｇでＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体を成長させる。
化合物半導体の成長を可能にする。 【構成】 Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇから成る群より選ばれた少
なくともＭｇを含む２種以上のII族元素と、Ｔｅ，Ｓ
ｅ，Ｓから成る群より選ばれた少なくともＴｅを含む１
種以上のVI族元素とから成るＭｇＴｅ系II−VI族化合物
半導体２を有機金属化学気相成長法により半導体基板１
上に成長させるようにしたＭｇＴｅ系II−VI族化合物半
導体の成長方法であって、Ｔｅ原料としてジエチルテル
ルを用い、かつ３５０℃＜Ｔｇ≦５５０℃の成長温度Ｔ
ｇでＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体を成長させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＭｇＴｅ系II−VI族
化合物半導体の成長方法及びこの成長方法を用いた半導
体積層構造の製造方法に関するもので、例えば、ＭｇＴ
ｅ系II−VI族化合物半導体を用いた発光素子等の製造に
適用して好適なものである。
化合物半導体の成長方法及びこの成長方法を用いた半導
体積層構造の製造方法に関するもので、例えば、ＭｇＴ
ｅ系II−VI族化合物半導体を用いた発光素子等の製造に
適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】ＺｎＭｇＴｅを有機金属化学気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法により成長させる際に、従来より用い
られいる有機Ｔｅ原料としては、ジイソプロピルテルル
（ＤＩＰＴｅ）がある。（J.Crystal.Growth 138(1994)
1079)
（ＭＯＣＶＤ）法により成長させる際に、従来より用い
られいる有機Ｔｅ原料としては、ジイソプロピルテルル
（ＤＩＰＴｅ）がある。（J.Crystal.Growth 138(1994)
1079)
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＤＩＰＴｅを有機Ｔｅ
原料としてＺｎＴｅをＭＯＣＶＤ法により成長させる際
に、その最適成長温度は３５０℃程度である。そこで３
５０℃程度の成長温度でさらに有機Ｍｇ原料を加えてＺ
ｎＭｇＴｅの成長を行おうとすると、有機Ｍｇ原料の分
解温度がこの温度よりも高いために分解効率が低くその
分解が不十分であり、光学的特性において深い準位から
の発光が支配的であるといった問題がある。そこで、有
機Ｍｇ原料が十分に分解しうるように成長温度を３５０
℃よりも高くしてＺｎＭｇＴｅの成長を行おうとする
と、ＺｎＴｅの最適成長温度よりも高い成長温度での成
長になるために、やはり結晶品質が悪化する。
原料としてＺｎＴｅをＭＯＣＶＤ法により成長させる際
に、その最適成長温度は３５０℃程度である。そこで３
５０℃程度の成長温度でさらに有機Ｍｇ原料を加えてＺ
ｎＭｇＴｅの成長を行おうとすると、有機Ｍｇ原料の分
解温度がこの温度よりも高いために分解効率が低くその
分解が不十分であり、光学的特性において深い準位から
の発光が支配的であるといった問題がある。そこで、有
機Ｍｇ原料が十分に分解しうるように成長温度を３５０
℃よりも高くしてＺｎＭｇＴｅの成長を行おうとする
と、ＺｎＴｅの最適成長温度よりも高い成長温度での成
長になるために、やはり結晶品質が悪化する。
【０００４】この発明の目的は、有機Ｍｇ原料が十分に
分解することができるような成長温度領域で、良好な結
晶品質を有したＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体を成長
することができるＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体の成
長方法及びこの成長方法を用いた例えばダブルヘテロ構
造等の半導体積層構造の製造方法を提供することにあ
る。
分解することができるような成長温度領域で、良好な結
晶品質を有したＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体を成長
することができるＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体の成
長方法及びこの成長方法を用いた例えばダブルヘテロ構
造等の半導体積層構造の製造方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ｚｎ，Ｃ
ｄ，Ｍｇから成る群より選ばれた少なくともＭｇを含む
２種以上のII族元素と、Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓから成る群より
選ばれた少なくともＴｅを含む１種以上のVI族元素とか
ら成るＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体を有機金属化学
気相成長法により半導体基板上に成長させるようにした
ＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体の成長方法であって、
Ｔｅ原料としてジエチルテルルを用い、かつ３５０℃＜
Ｔｇ≦５５０℃、好ましくは４００℃〜５００℃、更に
好ましくは４５０℃の成長温度Ｔｇで上記ＭｇＴｅ系II
−VI族化合物半導体を成長させるようにしたことを特徴
とするものである。
ｄ，Ｍｇから成る群より選ばれた少なくともＭｇを含む
２種以上のII族元素と、Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓから成る群より
選ばれた少なくともＴｅを含む１種以上のVI族元素とか
ら成るＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体を有機金属化学
気相成長法により半導体基板上に成長させるようにした
ＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体の成長方法であって、
Ｔｅ原料としてジエチルテルルを用い、かつ３５０℃＜
Ｔｇ≦５５０℃、好ましくは４００℃〜５００℃、更に
好ましくは４５０℃の成長温度Ｔｇで上記ＭｇＴｅ系II
−VI族化合物半導体を成長させるようにしたことを特徴
とするものである。
【０００６】この発明において、半導体基板としては種
々のものを用いることができ、具体的には、Ｓｉ基板
（５．４３１Å），ＧａＡｓ基板（５．６５３Å），Ｇ
ａＳｂ基板（６．０９６Å），ＩｎＡｓ基板（６．０５
８Å），ＧａＰ基板（５．４５１Å），ＩｎＰ基板
（５．８６９Å），ＺｎＳｅ基板（５．６８８Å），Ｚ
ｎＴｅ基板（６．１０４Å），ＣｄＴｅ基板（６．４８
１Å）またはＺｎＣｄＴｅ基板（６．１０４〜６．４８
１Å）などを用いることができる。なお、各基板の名称
の次の括弧に格子定数の値を示した。
々のものを用いることができ、具体的には、Ｓｉ基板
（５．４３１Å），ＧａＡｓ基板（５．６５３Å），Ｇ
ａＳｂ基板（６．０９６Å），ＩｎＡｓ基板（６．０５
８Å），ＧａＰ基板（５．４５１Å），ＩｎＰ基板
（５．８６９Å），ＺｎＳｅ基板（５．６８８Å），Ｚ
ｎＴｅ基板（６．１０４Å），ＣｄＴｅ基板（６．４８
１Å）またはＺｎＣｄＴｅ基板（６．１０４〜６．４８
１Å）などを用いることができる。なお、各基板の名称
の次の括弧に格子定数の値を示した。
【０００７】この発明において、ＭｇＴｅ系II−VI族化
合物半導体は、具体的には、ＺｎＭｇＴｅ，ＣｄＭｇＴ
ｅ，ＺｎＭｇＳｅＴｅ，ＣｄＭｇＳｅＴｅ，ＺｎＭｇＳ
Ｔｅ，ＣｄＭｇＳＴｅまたはＺｎＣｄＭｇＴｅなどであ
る。
合物半導体は、具体的には、ＺｎＭｇＴｅ，ＣｄＭｇＴ
ｅ，ＺｎＭｇＳｅＴｅ，ＣｄＭｇＳｅＴｅ，ＺｎＭｇＳ
Ｔｅ，ＣｄＭｇＳＴｅまたはＺｎＣｄＭｇＴｅなどであ
る。
【０００８】また、この発明は、上述のＭｇＴｅ系II−
VI族化合物半導体の成長方法を用いた例えばダブルヘテ
ロ構造等の半導体積層構造の製造方法であって、第１半
導体層（例えば活性層）とこれと異なる第２半導体層
（例えばクラッド層）の成長温度の差を５０℃以内、好
ましくは３０℃以内とするようにしたことを特徴とする
ものである。
VI族化合物半導体の成長方法を用いた例えばダブルヘテ
ロ構造等の半導体積層構造の製造方法であって、第１半
導体層（例えば活性層）とこれと異なる第２半導体層
（例えばクラッド層）の成長温度の差を５０℃以内、好
ましくは３０℃以内とするようにしたことを特徴とする
ものである。
【０００９】この発明によるＭｇＴｅ系II−VI族化合物
半導体の成長方法は、例えば、ＭｇＴｅ系II−VI族化合
物半導体を用いた発光素子、具体的には、発光ダイオー
ド、レーザダイオード、ＬＣＲＴ用（レーザ陰極線管）
ターゲットなどの製造に好適に適用される。
半導体の成長方法は、例えば、ＭｇＴｅ系II−VI族化合
物半導体を用いた発光素子、具体的には、発光ダイオー
ド、レーザダイオード、ＬＣＲＴ用（レーザ陰極線管）
ターゲットなどの製造に好適に適用される。
【００１０】
【作用】上述のように構成されたこの発明によるＭｇＴ
ｅ系II−VI族化合物半導体の成長方法によれば、ＤＩＰ
Ｔｅよりも分解温度が高いＤＥＴｅをＴｅ原料として用
いることにより、有機Ｍｇ原料が十分に分解する成長温
度領域で結晶品質の良好なＭｇＴｅ系II−VI族化合物半
導体の成長が可能となる。成長温度Ｔｇが３５０℃より
低温になると深い準位の発光がでて光学的特性が悪くな
る。Ｔｇが５５０℃を越える高温になると表面モフォロ
ジーが荒れる。
ｅ系II−VI族化合物半導体の成長方法によれば、ＤＩＰ
Ｔｅよりも分解温度が高いＤＥＴｅをＴｅ原料として用
いることにより、有機Ｍｇ原料が十分に分解する成長温
度領域で結晶品質の良好なＭｇＴｅ系II−VI族化合物半
導体の成長が可能となる。成長温度Ｔｇが３５０℃より
低温になると深い準位の発光がでて光学的特性が悪くな
る。Ｔｇが５５０℃を越える高温になると表面モフォロ
ジーが荒れる。
【００１１】また、上述の半導体積層構造の製造方法に
よれば、同一成長温度でII−VI族化合物半導体体による
高品質の第１，第２の半導体層の形成が可能となる。例
えばＺｎＭｇＴｅをクラッド層、ＺｎＴｅを活性層とす
るダブルヘテロ（ＤＨ）構造の成長を考えた場合、クラ
ッド層と活性層とを同一成長温度で成長できるため、高
品質なＤＨ構造を成長することが可能である。
よれば、同一成長温度でII−VI族化合物半導体体による
高品質の第１，第２の半導体層の形成が可能となる。例
えばＺｎＭｇＴｅをクラッド層、ＺｎＴｅを活性層とす
るダブルヘテロ（ＤＨ）構造の成長を考えた場合、クラ
ッド層と活性層とを同一成長温度で成長できるため、高
品質なＤＨ構造を成長することが可能である。
【００１２】
【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。
しながら説明する。
【００１３】まず、この発明をＺｎＭｇＴｅ層の成長に
適用した第１実施例について説明する。この第１実施例
においては、Ｔｅ原料としてジエチルテルル（ＤＥＴ
ｅ）を、Ｚｎ原料としてジメチルジンク（ＤＭＺｎ）
を、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（ＭＣＰ2 Ｍｇ）を用いたＭＯＣＶＤ法によ
り、図１に示すように、ＧａＡｓ基板１上にＺｎＭｇＴ
ｅ層２を成長させる。
適用した第１実施例について説明する。この第１実施例
においては、Ｔｅ原料としてジエチルテルル（ＤＥＴ
ｅ）を、Ｚｎ原料としてジメチルジンク（ＤＭＺｎ）
を、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（ＭＣＰ2 Ｍｇ）を用いたＭＯＣＶＤ法によ
り、図１に示すように、ＧａＡｓ基板１上にＺｎＭｇＴ
ｅ層２を成長させる。
【００１４】図２に、Ｔｅ原料としてのＤＥＴｅ流量を
１．０μmol/min ，Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ流量を
１．４μmol/min ，Ｍｇ原料としてのＭＣＰ2 Ｍｇ流量
を０．１μmol/min とし、成長温度を４５０℃とした場
合におけるＺｎＭｇＴｅの４．２Ｋでのフォトルミネッ
センススペクトルの測定結果を示す。ただし、ＺｎＭｇ
Ｔｅ層２の厚さｄ1 は２．４μｍである。波長５１５ｎ
ｍ付近のバンド端近傍発光ａが明瞭に観察されており、
良好な光学的特性を示していると言える。なお、エレク
トロンプローブマイクロアナリシス（ＥＰＭＡ）法によ
りこの試料の組成を求めたところ、Ｍｇ組成１０％であ
った。
１．０μmol/min ，Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ流量を
１．４μmol/min ，Ｍｇ原料としてのＭＣＰ2 Ｍｇ流量
を０．１μmol/min とし、成長温度を４５０℃とした場
合におけるＺｎＭｇＴｅの４．２Ｋでのフォトルミネッ
センススペクトルの測定結果を示す。ただし、ＺｎＭｇ
Ｔｅ層２の厚さｄ1 は２．４μｍである。波長５１５ｎ
ｍ付近のバンド端近傍発光ａが明瞭に観察されており、
良好な光学的特性を示していると言える。なお、エレク
トロンプローブマイクロアナリシス（ＥＰＭＡ）法によ
りこの試料の組成を求めたところ、Ｍｇ組成１０％であ
った。
【００１５】これに対して、Ｔｅ原料としてＤＩＰＴｅ
を用いて成長温度３５０℃で成長した場合には、深い準
位からの発光のみが観察される（J.Crystal.Growth 138
(1994)1079) 。同文献中に記されているバンドギャップ
よりも２１０ｍｅＶ低エネルギー側の発光とは、５５０
〜５７０ｎｍ付近の発光であるものと考えられる。
を用いて成長温度３５０℃で成長した場合には、深い準
位からの発光のみが観察される（J.Crystal.Growth 138
(1994)1079) 。同文献中に記されているバンドギャップ
よりも２１０ｍｅＶ低エネルギー側の発光とは、５５０
〜５７０ｎｍ付近の発光であるものと考えられる。
【００１６】図３に、上記のフォトルミネッセンススペ
クトルの測定に用いた試料と同一の試料についてＸ線回
折スペクトルの測定結果を示す。このスペクトルより求
められるＺｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｔｅの格子定数は６．１３Å
となる。図３よりわかるように、Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｔｅ
によるＸ線回折ピークの半値幅は、２．４μｍの厚さに
対して５５０秒程度であり、ＧａＡｓ基板１との間に約
８％の格子不整が存在しているにもかかわらず、良好な
結晶性を有していると言える。
クトルの測定に用いた試料と同一の試料についてＸ線回
折スペクトルの測定結果を示す。このスペクトルより求
められるＺｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｔｅの格子定数は６．１３Å
となる。図３よりわかるように、Ｚｎ0.9 Ｍｇ0.1 Ｔｅ
によるＸ線回折ピークの半値幅は、２．４μｍの厚さに
対して５５０秒程度であり、ＧａＡｓ基板１との間に約
８％の格子不整が存在しているにもかかわらず、良好な
結晶性を有していると言える。
【００１７】図４に、Ｔｅ原料としてのＤＥＴｅ流量を
４．０μmol/min ，Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ流量を
５．４μmol/min ，Ｍｇ原料としてのＭＣＰ2 Ｍｇ流量
を０．１μmol/min とし、成長温度を４００℃とした場
合におけるＺｎＭｇＴｅの４．２Ｋでのフォトルミネッ
センススペクトルの測定結果を示す。波長５４０ｎｍ付
近の深い準位からの発光のみが見られている。なお、こ
の試料のＭｇ組成は１５％であった。
４．０μmol/min ，Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ流量を
５．４μmol/min ，Ｍｇ原料としてのＭＣＰ2 Ｍｇ流量
を０．１μmol/min とし、成長温度を４００℃とした場
合におけるＺｎＭｇＴｅの４．２Ｋでのフォトルミネッ
センススペクトルの測定結果を示す。波長５４０ｎｍ付
近の深い準位からの発光のみが見られている。なお、こ
の試料のＭｇ組成は１５％であった。
【００１８】図１，図４より、同程度のＭｇ組成である
にもかかわらず、４００℃で成長した試料よりも４５０
℃で成長した試料の方が良好な光学的特性を有している
ことがわかる。これは成長温度が低いほど、Ｍｇ原料の
分解が不完全なためであると考えられる。また、成長温
度を高くするにつれて表面モフォロジーが荒れてくるこ
とから、成長温度をあまり高くし過ぎないことが必要で
あると考えられる。
にもかかわらず、４００℃で成長した試料よりも４５０
℃で成長した試料の方が良好な光学的特性を有している
ことがわかる。これは成長温度が低いほど、Ｍｇ原料の
分解が不完全なためであると考えられる。また、成長温
度を高くするにつれて表面モフォロジーが荒れてくるこ
とから、成長温度をあまり高くし過ぎないことが必要で
あると考えられる。
【００１９】以上のように、この第１実施例によれば、
ＭＯＣＶＤ法によりＺｎＭｇＴｅ層２を成長させる際の
Ｔｅ原料としてＤＥＴｅを用いていることにより、有機
Ｍｇ原料が十分に分解しうるような成長温度領域で、高
品質なＺｎＭｇＴｅを成長することができる。
ＭＯＣＶＤ法によりＺｎＭｇＴｅ層２を成長させる際の
Ｔｅ原料としてＤＥＴｅを用いていることにより、有機
Ｍｇ原料が十分に分解しうるような成長温度領域で、高
品質なＺｎＭｇＴｅを成長することができる。
【００２０】次に、この発明をダブルヘテロ（ＤＨ）構
造の作製に適用した第２実施例について説明する。この
第２実施例においては、図５に示すように、ＭＯＣＶＤ
法により、ＧａＡｓ基板１１上にＺｎＴｅバッファ層１
２を成長させ、さらにその上にＴｅ原料としてのＤＥＴ
ｅ流量を１．０μmol/min ，Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ
流量を１．４μmol/min ，Ｍｇ原料としてのＭＣＰ2 Ｍ
ｇ流量を０．２μmol/min として成長温度４５０℃で、
ＺｎＭｇＴｅクラッド層１３，ＺｎＴｅ活性層１４およ
びＺｎＭｇＴｅクラッド層１５を順次成長させる。
造の作製に適用した第２実施例について説明する。この
第２実施例においては、図５に示すように、ＭＯＣＶＤ
法により、ＧａＡｓ基板１１上にＺｎＴｅバッファ層１
２を成長させ、さらにその上にＴｅ原料としてのＤＥＴ
ｅ流量を１．０μmol/min ，Ｚｎ原料としてのＤＭＺｎ
流量を１．４μmol/min ，Ｍｇ原料としてのＭＣＰ2 Ｍ
ｇ流量を０．２μmol/min として成長温度４５０℃で、
ＺｎＭｇＴｅクラッド層１３，ＺｎＴｅ活性層１４およ
びＺｎＭｇＴｅクラッド層１５を順次成長させる。
【００２１】図６に、ＺｎＴｅバッファ層１２の厚さを
２μｍ，Ｚｎ0.8 Ｍｇ0.2 Ｔｅクラッド層１３および１
５の厚さを５０ｎｍとし、ＺｎＴｅ活性層１４の厚さｄ
2 を１０ｎｍ，５ｎｍ，２．５ｎｍと変化させて作製し
た３種類のＤＨ構造の４．２Ｋでのフォトルミネッセン
ススペクトル測定結果を示す。図よりわかるように、Ｚ
ｎＴｅ活性層１４の厚さｄ2 を薄くするにしたがって発
光波長が短波長側にシフトしており、またＺｎＴｅ活性
層１４の厚さｄ2 が５ｎｍ，２．５ｎｍの場合には、
４．２ＫにおけるＺｎＴｅのバンドギャップに対応する
波長よりも短波長側での発光が見られている。このこと
から、量子閉じ込め効果が起こっており、このＤＨ構造
がタイプＩ、すなわち電子、正孔ともに活性層に閉じ込
められるタイプのバンド構造を有していることがわか
る。このようにＤＨ構造において量子閉じ込め効果が見
られたことから、非常に良好な構造を作製できていると
言える。
２μｍ，Ｚｎ0.8 Ｍｇ0.2 Ｔｅクラッド層１３および１
５の厚さを５０ｎｍとし、ＺｎＴｅ活性層１４の厚さｄ
2 を１０ｎｍ，５ｎｍ，２．５ｎｍと変化させて作製し
た３種類のＤＨ構造の４．２Ｋでのフォトルミネッセン
ススペクトル測定結果を示す。図よりわかるように、Ｚ
ｎＴｅ活性層１４の厚さｄ2 を薄くするにしたがって発
光波長が短波長側にシフトしており、またＺｎＴｅ活性
層１４の厚さｄ2 が５ｎｍ，２．５ｎｍの場合には、
４．２ＫにおけるＺｎＴｅのバンドギャップに対応する
波長よりも短波長側での発光が見られている。このこと
から、量子閉じ込め効果が起こっており、このＤＨ構造
がタイプＩ、すなわち電子、正孔ともに活性層に閉じ込
められるタイプのバンド構造を有していることがわか
る。このようにＤＨ構造において量子閉じ込め効果が見
られたことから、非常に良好な構造を作製できていると
言える。
【００２２】次に、この発明を半導体レーザの製造に適
用した第３実施例について説明する。この第３実施例に
おいては、図７に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、例
えばＧａＡｓよりなる半導体基板２１上に、３５０℃＜
Ｔｇ≦５５０℃の成長温度Ｔｇ、例えば４５０℃程度の
成長温度で、ドナー不純物として例えばＩ（ヨウ素）が
添加されたｎ型ＺｎＭｇＴｅクラッド層２２，ＺｎＴｅ
活性層２３およびアクセプタ不純物として例えばＮ（窒
素）が添加されたｐ型ＺｎＭｇＴｅクラッド層２４を順
次成長させる。次いで、半導体基板２１の表面に例えば
Ｉｎからなる一方の電極２５を、ｐ型ＺｎＭｇＴｅクラ
ッド層２４上に例えばＡｕ，Ｉｎ等よりなる他方の電極
２６をオーミックに接続するように形成する。
用した第３実施例について説明する。この第３実施例に
おいては、図７に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、例
えばＧａＡｓよりなる半導体基板２１上に、３５０℃＜
Ｔｇ≦５５０℃の成長温度Ｔｇ、例えば４５０℃程度の
成長温度で、ドナー不純物として例えばＩ（ヨウ素）が
添加されたｎ型ＺｎＭｇＴｅクラッド層２２，ＺｎＴｅ
活性層２３およびアクセプタ不純物として例えばＮ（窒
素）が添加されたｐ型ＺｎＭｇＴｅクラッド層２４を順
次成長させる。次いで、半導体基板２１の表面に例えば
Ｉｎからなる一方の電極２５を、ｐ型ＺｎＭｇＴｅクラ
ッド層２４上に例えばＡｕ，Ｉｎ等よりなる他方の電極
２６をオーミックに接続するように形成する。
【００２３】このＭＯＣＶＤ法による成長においては、
Ｔｅ原料としてジエチルテルル（ＤＥＴｅ），Ｚｎ原料
としてジメチルジンク（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（ＭＣＰ2
Ｍｇ）を用いる。また、ｎ型ＺｎＭｇＴｅクラッド層２
２のＩのドーパントとしては例えばヨウ化エチル（Ｃ 2
Ｈ5 Ｉ）を用い、ｐ型ＺｎＭｇＴｅ２４のＮのドーパン
トとしては例えばアンモニア（ＮＨ3 ）を用いる。この
第３実施例によれば、半導体レーザを構成する各層を同
一成長温度かつ良好な光学的特性で作製することができ
る。
Ｔｅ原料としてジエチルテルル（ＤＥＴｅ），Ｚｎ原料
としてジメチルジンク（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（ＭＣＰ2
Ｍｇ）を用いる。また、ｎ型ＺｎＭｇＴｅクラッド層２
２のＩのドーパントとしては例えばヨウ化エチル（Ｃ 2
Ｈ5 Ｉ）を用い、ｐ型ＺｎＭｇＴｅ２４のＮのドーパン
トとしては例えばアンモニア（ＮＨ3 ）を用いる。この
第３実施例によれば、半導体レーザを構成する各層を同
一成長温度かつ良好な光学的特性で作製することができ
る。
【００２４】次に、この発明を半導体レーザの製造に適
用した第４実施例について説明する。この第４実施例に
おいては、図８に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、例
えばＧａＡｓよりなる半導体基板３１上に、３５０℃＜
Ｔｇ≦５５０℃の成長温度Ｔｇ、例えば４５０℃程度の
成長温度で、ドナー不純物として例えばＩが添加された
ｎ型ＣｄＭｇＴｅクラッド層３２，ＣｄＴｅ活性層３３
およびアクセプタ不純物として例えばＮが添加されたｐ
型ＣｄＭｇＴｅクラッド層３４を順次成長させる。次い
で半導体基板３１の表面にオーミック接触する例えばＩ
ｎよりなる一方の電極３５を、ｐ型ＣｄＭｇＴｅクラッ
ド層３４上にオーミック接触する例えばＡｕ，Ｉｎ等よ
りなる他方の電極３６を形成する。
用した第４実施例について説明する。この第４実施例に
おいては、図８に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、例
えばＧａＡｓよりなる半導体基板３１上に、３５０℃＜
Ｔｇ≦５５０℃の成長温度Ｔｇ、例えば４５０℃程度の
成長温度で、ドナー不純物として例えばＩが添加された
ｎ型ＣｄＭｇＴｅクラッド層３２，ＣｄＴｅ活性層３３
およびアクセプタ不純物として例えばＮが添加されたｐ
型ＣｄＭｇＴｅクラッド層３４を順次成長させる。次い
で半導体基板３１の表面にオーミック接触する例えばＩ
ｎよりなる一方の電極３５を、ｐ型ＣｄＭｇＴｅクラッ
ド層３４上にオーミック接触する例えばＡｕ，Ｉｎ等よ
りなる他方の電極３６を形成する。
【００２５】このＭＯＣＶＤ法による成長においては、
Ｔｅ原料としてジエチルテルル（ＤＥＴｅ），Ｃｄ原料
としてジメチルカドミウム（ＤＭＣｄ），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（ＭＣ
Ｐ2 Ｍｇ）を用いる。また、ｎ型ＣｄＭｇＴｅクラッド
層３２のＩのドーパントとして例えばヨウ化エチル（Ｃ
2 Ｈ5 Ｉ）を用い、ｐ型ＣｄＭｇＴｅクラッド層３４の
Ｎのドーパントとしては例えばアンモニア（ＮＨ3 ）を
用いる。この第４実施例によれば、第３実施例と同様
に、半導体レーザを構成する各層を同一成長温度かつ良
好な光学的特性で作製することができる。
Ｔｅ原料としてジエチルテルル（ＤＥＴｅ），Ｃｄ原料
としてジメチルカドミウム（ＤＭＣｄ），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（ＭＣ
Ｐ2 Ｍｇ）を用いる。また、ｎ型ＣｄＭｇＴｅクラッド
層３２のＩのドーパントとして例えばヨウ化エチル（Ｃ
2 Ｈ5 Ｉ）を用い、ｐ型ＣｄＭｇＴｅクラッド層３４の
Ｎのドーパントとしては例えばアンモニア（ＮＨ3 ）を
用いる。この第４実施例によれば、第３実施例と同様
に、半導体レーザを構成する各層を同一成長温度かつ良
好な光学的特性で作製することができる。
【００２６】高品質なダブルヘテロ構造を作製するため
には、できるだけ同一成長温度でクラッド層、活性層と
もに成長することが望ましい。例えばＺｎＴｅを活性
層，ＺｎＭｇＴｅをクラッド層とするダブルヘテロ構造
を作製することを考えた場合、ＤＥＴｅをＴｅ原料とす
ることによって、ＺｎＴｅの最適成長温度とＺｎＭｇＴ
ｅのそれとを近くすることが可能である。
には、できるだけ同一成長温度でクラッド層、活性層と
もに成長することが望ましい。例えばＺｎＴｅを活性
層，ＺｎＭｇＴｅをクラッド層とするダブルヘテロ構造
を作製することを考えた場合、ＤＥＴｅをＴｅ原料とす
ることによって、ＺｎＴｅの最適成長温度とＺｎＭｇＴ
ｅのそれとを近くすることが可能である。
【００２７】この活性層とクラッド層の成長温度の差は
５０℃以内、好ましくは３０℃以内とすることによっ
て、高品質なダブルヘテロ構造を作製できる。即ち、こ
の成長温度差以内とすることによって、例えばＺｎＴｅ
活性層中にＺｎが抜ける等の不都合はなく、また活性層
の膜厚を薄くしたときにも異なる構造のものにならず、
高品質のＺｎＴｅ活性層が成長される。
５０℃以内、好ましくは３０℃以内とすることによっ
て、高品質なダブルヘテロ構造を作製できる。即ち、こ
の成長温度差以内とすることによって、例えばＺｎＴｅ
活性層中にＺｎが抜ける等の不都合はなく、また活性層
の膜厚を薄くしたときにも異なる構造のものにならず、
高品質のＺｎＴｅ活性層が成長される。
【００２８】尚、上例では、ＧａＡｓ基板上にＺｎＭｇ
Ｔｅ，ＺｎＴｅ又はＣｄＭｇＴｅ，ＣｄＴｅのII−VI族
化合物半導体を成長したが、その他、半導体基板として
は、Ｓｉ基板，ＧａＡｓ基板，ＧａＳｂ基板，ＩｎＡｓ
基板，ＧａＰ基板，ＩｎＰ基板，ＺｎＳｅ基板，ＺｎＴ
ｅ基板，ＣｄＴｅ基板またはＺｎＣｄＴｅ基板等を用い
ることができる。ＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体とし
ては、ＺｎＭｇＴｅ，ＣｄＭｇＴｅ，ＺｎＭｇＳｅＴ
ｅ，ＣｄＭｇＳｅＴｅ，ＺｎＭｇＳＴｅ，ＣｄＭｇＳＴ
ｅまたはＺｎＣｄＭｇＴｅ等を用いることができる。
Ｔｅ，ＺｎＴｅ又はＣｄＭｇＴｅ，ＣｄＴｅのII−VI族
化合物半導体を成長したが、その他、半導体基板として
は、Ｓｉ基板，ＧａＡｓ基板，ＧａＳｂ基板，ＩｎＡｓ
基板，ＧａＰ基板，ＩｎＰ基板，ＺｎＳｅ基板，ＺｎＴ
ｅ基板，ＣｄＴｅ基板またはＺｎＣｄＴｅ基板等を用い
ることができる。ＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体とし
ては、ＺｎＭｇＴｅ，ＣｄＭｇＴｅ，ＺｎＭｇＳｅＴ
ｅ，ＣｄＭｇＳｅＴｅ，ＺｎＭｇＳＴｅ，ＣｄＭｇＳＴ
ｅまたはＺｎＣｄＭｇＴｅ等を用いることができる。
【００２９】Ｓｅ原料としてはジメチルセレン（ＤＭＳ
ｅ）又はジエチルセレン（ＤＥＳｅ）を用い、Ｓ原料と
してはジエチルサルファ（ＤＥＳ）を用いることができ
る。
ｅ）又はジエチルセレン（ＤＥＳｅ）を用い、Ｓ原料と
してはジエチルサルファ（ＤＥＳ）を用いることができ
る。
【００３０】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。
【００３１】例えば、上述の第３実施例および第４実施
例においては、この発明を半導体レーザの製造に適用し
た場合について説明したが、この発明は、図７および図
８に示す構造と全く同様の構造の発光ダイオードの構造
に適用することも可能である。
例においては、この発明を半導体レーザの製造に適用し
た場合について説明したが、この発明は、図７および図
８に示す構造と全く同様の構造の発光ダイオードの構造
に適用することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によるＭｇ
Ｔｅ系II−VI族化合物半導体の成長方法によれば、Ｔｅ
原料としてジエチルテルルを用い、かつ３５０℃＜Ｔｇ
≦５５０℃の成長温度ＴｇでＭｇＴｅ系II−VI族化合物
半導体を成長させるようにしているので、高品質なＭｇ
Ｔｅ系II−VI族化合物半導体の成長が可能である。
Ｔｅ系II−VI族化合物半導体の成長方法によれば、Ｔｅ
原料としてジエチルテルルを用い、かつ３５０℃＜Ｔｇ
≦５５０℃の成長温度ＴｇでＭｇＴｅ系II−VI族化合物
半導体を成長させるようにしているので、高品質なＭｇ
Ｔｅ系II−VI族化合物半導体の成長が可能である。
【００３３】また、ＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体か
らなる半導体積層構造の製造方法によれば、その第１及
び第２の半導体層の成長温度差を５０℃以内、望ましく
は同一温度とすることにより、高品質のＭｇＴｅ系II−
VI族化合物半導体による例えばダブルヘテロ構造等の半
導体積層構造が製造できる。
らなる半導体積層構造の製造方法によれば、その第１及
び第２の半導体層の成長温度差を５０℃以内、望ましく
は同一温度とすることにより、高品質のＭｇＴｅ系II−
VI族化合物半導体による例えばダブルヘテロ構造等の半
導体積層構造が製造できる。
【図１】この発明の第１実施例によるＺｎＭｇＴｅ層の
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２】この発明の第１実施例によるＺｎＭｇＴｅ層の
成長方法により成長されたＺｎＭｇＴｅ層のフォトルミ
ネッセンススペクトルの測定結果を示す図である。
成長方法により成長されたＺｎＭｇＴｅ層のフォトルミ
ネッセンススペクトルの測定結果を示す図である。
【図３】この発明の第１実施例によるＺｎＭｇＴｅ層の
成長方法により成長されたＺｎＭｇＴｅ層のＸ線回折ス
ペクトルの測定結果を示す図である。
成長方法により成長されたＺｎＭｇＴｅ層のＸ線回折ス
ペクトルの測定結果を示す図である。
【図４】この発明の第１実施例によるＺｎＭｇＴｅ層の
成長方法により成長されたＺｎＭｇＴｅ層のフォトルミ
ネッセンススペクトルの測定結果を示す図である。
成長方法により成長されたＺｎＭｇＴｅ層のフォトルミ
ネッセンススペクトルの測定結果を示す図である。
【図５】この発明の第２実施例によるＤＨ構造の作成方
法を説明するための断面図である。
法を説明するための断面図である。
【図６】この発明の第２実施例によるＤＨ構造の作成方
法により作製されたＤＨ構造のフォトルミネッセンスス
ペクトルの測定結果を示す図である。
法により作製されたＤＨ構造のフォトルミネッセンスス
ペクトルの測定結果を示す図である。
【図７】この発明の第３実施例による半導体レーザの製
造方法を説明するための断面図である。
造方法を説明するための断面図である。
【図８】この発明の第４実施例による半導体レーザの製
造方法を説明するための断面図である。
造方法を説明するための断面図である。
１，１１ ＧａＡｓ基板 ２ ＺｎＭｇＴｅ層 １２ ＺｎＴｅバッファ層 １３，１５ ＺｎＭｇＴｅクラッド層 １４，２３ ＺｎＴｅ活性層 ２１，３１ 半導体基板 ２２ ｎ型ＺｎＭｇＴｅクラッド層 ２４ ｐ型ＺｎＭｇＴｅクラッド層 ３２ ｎ型ＣｄＭｇＴｅクラッド層 ３３ ＣｄＴｅ活性層 ３４ ｐ型ＣｄＭｇＴｅクラッド層
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇから成る群より選ばれ
た少なくともＭｇを含む２種以上のII族元素と、Ｔｅ，
Ｓｅ，Ｓから成る群より選ばれた少なくともＴｅを含む
１種以上のVI族元素とから成るＭｇＴｅ系II−VI族化合
物半導体を有機金属化学気相成長法により半導体基板上
に成長させるようにしたＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導
体の成長方法であって、 Ｔｅ原料としてジエチルテルルを用い、かつ３５０℃＜
Ｔｇ≦５５０℃の成長温度Ｔｇで上記ＭｇＴｅ系II−VI
族化合物半導体を成長させるようにしたことを特徴とす
るＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体の成長方法。 - 【請求項２】 上記半導体基板はＳｉ基板，ＧａＡｓ基
板，ＧａＳｂ基板，ＩｎＡｓ基板，ＧａＰ基板，ＩｎＰ
基板，ＺｎＳｅ基板，ＺｎＴｅ基板，ＣｄＴｅ基板また
はＺｎＣｄＴｅ基板であることを特徴とする請求項１に
記載のＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体の成長方法。 - 【請求項３】 上記ＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体は
ＺｎＭｇＴｅ，ＣｄＭｇＴｅ，ＺｎＰＭｇＳｅＴｅ，Ｃ
ｄＭｇＳｅＴｅ，ＺｎＭｇＳＴｅ，ＣｄＭｇＳＴｅまた
はＺｎＣｄＭｇＴｅであることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載のＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体
の成長方法。 - 【請求項４】 請求項１、請求項２または請求項３に記
載のＭｇＴｅ系II−VI族化合物半導体の成長方法を用い
た半導体積層構造の製造方法であって、第１半導体層と
之と異なる第２半導体層の成長温度の差を５０℃以内と
することを特徴とする半導体積層構造の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32071594A JPH08181078A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | ＭｇＴｅ系ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法並びに半導体積層構造の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32071594A JPH08181078A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | ＭｇＴｅ系ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法並びに半導体積層構造の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181078A true JPH08181078A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18124525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32071594A Pending JPH08181078A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | ＭｇＴｅ系ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法並びに半導体積層構造の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08181078A (ja) |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32071594A patent/JPH08181078A/ja active Pending
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