JPH09246289A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH09246289A
JPH09246289A JP8337396A JP8337396A JPH09246289A JP H09246289 A JPH09246289 A JP H09246289A JP 8337396 A JP8337396 A JP 8337396A JP 8337396 A JP8337396 A JP 8337396A JP H09246289 A JPH09246289 A JP H09246289A
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JP
Japan
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layer
hgs
type
group
semiconductor device
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Pending
Application number
JP8337396A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsunori Yanajima
克典 簗嶋
Akira Ishibashi
晃 石橋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH09246289A publication Critical patent/JPH09246289A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a semiconductor device provided with a HgSx Se1-x layers and also the HgSx Se1-x on a p-type II-VI group compound semiconductor layer, p-type III-V group compound semiconductor layer or a p-type IV group semiconductor layer, which is capable of forming the layers safely and also with a high controllability even at the time of using a molecular beam epitaxy method. SOLUTION: In a semiconductor laser using II-VI group compound semiconductor, a HgSx Se1-x contact layer 10 is provided on a p-type ZnSe contact layer 8, and when a p-side electrode 11 is provided on the contact layer 10, the contact layer 10 is formed by a molecular beam epitaxy method using an evaporation method, a solid phase diffusion method or a compound raw material. As raw materials for forming the HgSx Se1-x contact layer 10, the HgS and HgSe are utilized.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
びその製造方法に関し、特に、p型II−VI族化合物
半導体層、p型III−V族化合物半導体層またはp型
IV族半導体層を有する半導体装置に適用して好適なも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor having a p-type II-VI group compound semiconductor layer, a p-type III-V group compound semiconductor layer or a p-type IV group semiconductor layer. It is suitable for application to a device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ディスクや光磁気ディスクに対
する記録/再生の高密度化または高解像度化のために、
青色ないし緑色で発光可能な半導体発光素子に対する要
求が高まっており、その実用化を目指して研究が活発に
行われている。このような青色ないし緑色で発光可能な
半導体発光素子の製造に用いる材料としては、Zn、M
g、Cd、Hg、BeなどのII族元素とSe、S、T
eなどのVI族元素とからなるII−VI族化合物半導
体が最も一般的に用いられている。特に、四元系のII
−VI族化合物半導体であるZnMgSSeは、結晶性
に優れ、入手も容易なGaAs基板上への結晶成長が可
能であり、例えば青色で発光可能な半導体レーザーをこ
のGaAs基板を用いて製造するときのクラッド層や光
導波層などに適していることが知られている(例えば、
Electronics Letters 28(1992)1798)。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to increase recording / reproducing density or resolution of an optical disk or a magneto-optical disk,
There is an increasing demand for semiconductor light emitting devices capable of emitting blue or green light, and research is actively conducted toward the practical use thereof. Examples of materials used for manufacturing such a semiconductor light emitting device capable of emitting blue or green light include Zn and M.
Group II elements such as g, Cd, Hg and Be and Se, S and T
The II-VI group compound semiconductor composed of a VI group element such as e is most commonly used. In particular, the quaternary II
ZnMgSSe, which is a group VI compound semiconductor, has excellent crystallinity and can be grown on a GaAs substrate that is easily available. For example, when a semiconductor laser capable of emitting blue light is manufactured using this GaAs substrate. It is known to be suitable for clad layers and optical waveguide layers (for example,
Electronics Letters 28 (1992) 1798).

【0003】従来、このII−VI族化合物半導体を用
いた半導体発光素子、特にクラッド層にZnMgSSe
層を用いた半導体発光素子は、n型GaAs基板上にバ
ッファ層を介してn型ZnMgSSeクラッド層、活性
層、p型ZnMgSSeクラッド層、p型ZnSeコン
タクト層などを分子線エピタキシー(MBE)法により
順次成長させた後、このp型ZnSeコンタクト層上に
p側電極を形成するとともに、n型GaAs基板の裏面
にn側電極を形成することにより製造するのが一般的で
あった。上述のp側電極の材料としては、AuやPtな
どの仕事関数が大きい金属が従来より用いられてきた
が、これらの金属を用いても依然としてp側電極とp型
ZnSeコンタクト層との界面に正孔に対する高い障壁
が存在する。この障壁は半導体発光素子の動作電圧の増
加を招き、ひいては半導体発光素子の寿命を制限してい
た。
Conventionally, a semiconductor light emitting device using this II-VI group compound semiconductor, particularly a ZnMgSSe
A semiconductor light emitting device using a layer is obtained by using a molecular beam epitaxy (MBE) method to form an n-type ZnMgSSe clad layer, an active layer, a p-type ZnMgSSe clad layer, a p-type ZnSe contact layer, etc. on a n-type GaAs substrate via a buffer layer. In general, after sequentially growing, the p-side electrode is formed on the p-type ZnSe contact layer, and the n-side electrode is formed on the back surface of the n-type GaAs substrate. As a material for the above-mentioned p-side electrode, a metal having a large work function such as Au or Pt has been conventionally used, but even if these metals are used, the interface between the p-side electrode and the p-type ZnSe contact layer is still formed. There is a high barrier for holes. This barrier causes an increase in operating voltage of the semiconductor light emitting device, and thus limits the life of the semiconductor light emitting device.

【0004】そこで、この問題を解決するために、単体
のHgおよびSeを用いたMBE法により80〜150
℃の温度でp型ZnSeコンタクト層上にHgSeコン
タクト層を形成し、このHgSeコンタクト層上にp側
電極を形成する試みがなされている(例えば、J. Crys
t. Growth 138(1994)455 および特開平6−12507
3号公報)。これによれば、p型ZnSeコンタクト層
とHgSeコンタクト層との界面の正孔に対する障壁が
低く、また、HgSeコンタクト層にはAuなどからな
るp側電極を良好にオーミックコンタクトさせることが
できることから、p型ZnSeコンタクト層に対するp
側電極のオーミックコンタクト特性を大幅に改善するこ
とができる。
Therefore, in order to solve this problem, the MBE method using Hg and Se alone is used to obtain 80 to 150.
Attempts have been made to form a HgSe contact layer on a p-type ZnSe contact layer at a temperature of ° C and form a p-side electrode on this HgSe contact layer (see, for example, J. Crys.
t. Growth 138 (1994) 455 and JP-A-6-12507.
No. 3). According to this, the barrier against holes at the interface between the p-type ZnSe contact layer and the HgSe contact layer is low, and the p-side electrode made of Au or the like can be favorably ohmic-contacted with the HgSe contact layer. p for p-type ZnSe contact layer
The ohmic contact characteristics of the side electrode can be significantly improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単体の
HgおよびSeを原料として用いたMBE法によりHg
Seコンタクト層を形成する上述の従来の方法は、Hg
は極めて有害で取り扱いが難しく、また、常温で液体で
あることからもわかるように極めて蒸気圧が高いために
分子線の強度の制御性が極めて悪いという問題があっ
た。したがって、この発明の目的は、p型ZnSe層な
どのp型II−VI族化合物半導体層上にHgSe層な
どのHgSx Se1-x 層(ただし、0≦x<1)を設け
る場合に、そのHgSx Se1-x 層を安全に、しかも分
子線エピタキシー法を用いるときにも高い制御性で形成
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
にある。
However, Hg by the simple substance and Hg by the MBE method using Se as a raw material are used.
The conventional method described above for forming the Se contact layer is Hg
Has a problem that the controllability of the intensity of the molecular beam is extremely poor because it is extremely harmful and difficult to handle and, as can be seen from the fact that it is a liquid at room temperature, it has a very high vapor pressure. Therefore, an object of the present invention is to provide an HgS x Se 1-x layer (where 0 ≦ x <1) such as an HgSe layer on a p-type II-VI group compound semiconductor layer such as a p-type ZnSe layer. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming the HgS x Se 1-x layer safely and with high controllability even when the molecular beam epitaxy method is used.

【0006】この発明の他の目的は、p型III−V族
化合物半導体層上にHgSx Se1-x 層(ただし、0≦
x<1)が良好にオーミックコンタクトした半導体装置
およびそのような半導体装置におけるHgSx Se1-x
層を安全に、しかも分子線エピタキシー法を用いるとき
にも高い制御性で形成することができる半導体装置の製
造方法を提供することにある。この発明のさらに他の目
的は、p型IV族半導体層上にHgSx Se1-x 層(た
だし、0≦x<1)が良好にオーミックコンタクトした
半導体装置およびそのような半導体装置におけるHgS
x Se1-x 層を安全に、しかも分子線エピタキシー法を
用いるときにも高い制御性で形成することができる半導
体装置の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a HgS x Se 1-x layer (where 0 ≦
A semiconductor device in which x <1) has good ohmic contact and HgS x Se 1-x in such a semiconductor device
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can form a layer safely and with high controllability even when using a molecular beam epitaxy method. Still another object of the present invention is a semiconductor device in which a HgS x Se 1-x layer (where 0 ≦ x <1) is well ohmic-contacted on a p-type group IV semiconductor layer, and HgS in such a semiconductor device.
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming an x Se 1-x layer safely and with high controllability even when using a molecular beam epitaxy method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第1の発明は、Zn、Mg、Cd、Hg
およびBeからなる群より選ばれた少なくとも一種のI
I族元素とSe、SおよびTeからなる群より選ばれた
少なくとも一種のVI族元素とからなるp型II−VI
族化合物半導体層と、p型II−VI族化合物半導体層
上のHgSx Se1-x 層(ただし、0≦x<1)とを有
する半導体装置の製造方法であって、HgSx Se1-x
層を蒸着法、固相拡散法または化合物原料を用いた分子
線エピタキシー法により形成するようにしたことを特徴
とするものである。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, a first invention of the present invention relates to Zn, Mg, Cd, Hg
At least one kind of I selected from the group consisting of
P-type II-VI comprising a Group I element and at least one Group VI element selected from the group consisting of Se, S and Te
A family compound semiconductor layer, p-type group II-VI compound semiconductor layer HgS x Se 1-x layer (where, 0 ≦ x <1) A method of manufacturing a semiconductor device having a, HgS x Se 1- x
The layer is formed by a vapor deposition method, a solid phase diffusion method, or a molecular beam epitaxy method using a compound raw material.

【0008】この発明の第2の発明は、B、Al、Ga
およびInからなる群より選ばれた少なくとも一種のI
II族元素とN、PおよびAsからなる群より選ばれた
少なくとも一種のV族元素とからなるp型III−V族
化合物半導体層と、p型III−V族化合物半導体層上
のHgSx Se1-x 層(ただし、0≦x<1)とを有す
ることを特徴とする半導体装置である。
The second invention of the present invention is B, Al, Ga.
At least one kind of I selected from the group consisting of
A p-type III-V group compound semiconductor layer comprising a group II element and at least one group V element selected from the group consisting of N, P and As, and HgS x Se on the p-type group III-V compound semiconductor layer. A semiconductor device having a 1-x layer (where 0 ≦ x <1).

【0009】この発明の第3の発明は、B、Al、Ga
およびInからなる群より選ばれた少なくとも一種のI
II族元素とN、PおよびAsからなる群より選ばれた
少なくとも一種のV族元素とからなるp型III−V族
化合物半導体層と、p型III−V族化合物半導体層上
のHgSx Se1-x 層(ただし、0≦x<1)とを有す
る半導体装置の製造方法であって、HgSx Se1-x
を蒸着法、固相拡散法または化合物原料を用いた分子線
エピタキシー法により形成するようにしたことを特徴と
するものである。
A third invention of the present invention is B, Al, Ga.
At least one kind of I selected from the group consisting of
A p-type III-V group compound semiconductor layer comprising a group II element and at least one group V element selected from the group consisting of N, P and As, and HgS x Se on the p-type group III-V compound semiconductor layer. A method of manufacturing a semiconductor device having a 1-x layer (where 0 ≦ x <1), wherein a HgS x Se 1-x layer is formed by a vapor deposition method, a solid phase diffusion method, or a molecular beam epitaxy method using a compound raw material. It is characterized by being formed by.

【0010】この発明の第4の発明は、CおよびSiか
らなる群より選ばれた少なくとも一種のIV族元素から
なるp型IV族半導体層と、p型IV族半導体層上のH
gSx Se1-x 層(ただし、0≦x<1)とを有するこ
とを特徴とする半導体装置である。
A fourth aspect of the present invention is a p-type group IV semiconductor layer made of at least one group IV element selected from the group consisting of C and Si, and H on the p-type group IV semiconductor layer.
A semiconductor device having a gS x Se 1-x layer (where 0 ≦ x <1).

【0011】この発明の第5の発明は、CおよびSiか
らなる群より選ばれた少なくとも一種のIV族元素から
なるp型IV族半導体層と、p型IV族半導体層上のH
gSx Se1-x 層(ただし、0≦x<1)とを有する半
導体装置の製造方法であって、HgSx Se1-x 層を蒸
着法、固相拡散法または化合物原料を用いた分子線エピ
タキシー法により形成するようにしたことを特徴とする
ものである。この発明において、HgSx Se1-x 層を
蒸着法または固相拡散法により形成する場合には、その
蒸着源または拡散源の温度は好適には150〜400℃
とする。また、HgSx Se1-x 層を化合物原料を用い
た分子線エピタキシー法により形成する場合には、その
分子線源の温度は好適には80〜400℃とする。
A fifth aspect of the present invention is a p-type group IV semiconductor layer made of at least one group IV element selected from the group consisting of C and Si, and H on the p-type group IV semiconductor layer.
A method for manufacturing a semiconductor device having a gS x Se 1-x layer (where 0 ≦ x <1), wherein the HgS x Se 1-x layer is formed by a vapor deposition method, a solid phase diffusion method or a compound raw material. It is characterized in that it is formed by a line epitaxy method. In the present invention, when the HgS x Se 1-x layer is formed by the vapor deposition method or the solid phase diffusion method, the temperature of the vapor deposition source or the diffusion source is preferably 150 to 400 ° C.
And When the HgS x Se 1-x layer is formed by the molecular beam epitaxy method using the compound raw material, the temperature of the molecular beam source is preferably 80 to 400 ° C.

【0012】上述のように構成されたこの発明において
は、HgSx Se1-x 層を蒸着法、固相拡散法または化
合物原料を用いた分子線エピタキシー法により形成する
ようにしているので、このHgSx Se1-x 層を安全
に、しかも分子線エピタキシー法を用いるときにも高い
制御性で形成することができる。また、p型II−VI
族化合物半導体層、p型III−V族化合物半導体層ま
たはp型IV族半導体層とHgSx Se1-x 層との界面
には正孔に対する障壁が存在しないか、存在してもその
障壁の高さは極めて低いので、このHgSx Se1-x
は、p型II−VI族化合物半導体層、p型III−V
族化合物半導体層またはp型IV族半導体層に対して良
好にオーミックコンタクトする。
In the present invention constructed as described above, the HgS x Se 1-x layer is formed by the vapor deposition method, the solid phase diffusion method or the molecular beam epitaxy method using a compound raw material. The HgS x Se 1-x layer can be formed safely and with high controllability even when the molecular beam epitaxy method is used. Also, p-type II-VI
A barrier against holes does not exist at the interface between the group compound semiconductor layer, the p-type III-V group compound semiconductor layer, or the p-type group IV semiconductor layer and the HgS x Se 1-x layer. Since the height is extremely low, this HgS x Se 1-x layer is a p-type II-VI group compound semiconductor layer, a p-type III-V layer.
Good ohmic contact is made with the group compound semiconductor layer or the p-type group IV semiconductor layer.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図1はこの発明の第1
の実施形態による半導体レーザーを示し、その共振器長
方向に垂直な断面図である。この半導体レーザーはSC
H(Separate Confinement Heterostructure) 構造を有
するものである。図1に示すように、この第1の実施形
態による半導体レーザーにおいては、ドナー不純物とし
て例えばSiがドープされた例えば(100)面方位の
n型GaAs基板1上に、ドナー不純物として例えばC
lがドープされたn型ZnSeバッファ層2、ドナー不
純物として同様にClがドープされたn型ZnMgSS
eクラッド層3、ドナー不純物として同様にClがドー
プされたn型ZnSSe光導波層4、例えばZnCdS
e層を量子井戸層とする単一量子井戸構造または多重量
子井戸構造の活性層5、アクセプタ不純物として例えば
Nがドープされたp型ZnSSe光導波層6、アクセプ
タ不純物として同様にNがドープされたp型ZnMgS
Seクラッド層7、アクセプタ不純物として同様にNが
ドープされたp型ZnSeコンタクト層8が、順次積層
されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the first of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the semiconductor laser according to the embodiment of FIG. This semiconductor laser is SC
It has an H (Separate Confinement Heterostructure) structure. As shown in FIG. 1, in the semiconductor laser according to the first embodiment, for example, C is used as a donor impurity on an n-type GaAs substrate 1 having a (100) plane orientation doped with Si, for example, as a donor impurity.
n-type ZnSe buffer layer 2 doped with l, n-type ZnMgSS similarly doped with Cl as a donor impurity
e clad layer 3, n-type ZnSSe optical waveguide layer 4 similarly doped with Cl as a donor impurity, for example ZnCdS
An active layer 5 having a single quantum well structure or a multiple quantum well structure having an e layer as a quantum well layer, a p-type ZnSSe optical waveguide layer 6 doped with N as an acceptor impurity, and N similarly doped as an acceptor impurity. p-type ZnMgS
An Se clad layer 7 and a p-type ZnSe contact layer 8 similarly doped with N as an acceptor impurity are sequentially stacked.

【0014】p型ZnSeコンタクト層8上には、例え
ばアルミナ(Al2 3 )膜からなる電流狭窄用の絶縁
層9が形成されている。この絶縁層9には、一方向に延
びるストライプ形状の開口9aが設けられている。この
開口9aの幅は、例えば10μm程度である。この絶縁
層9およびその開口9aの部分におけるp型ZnSeコ
ンタクト層8上にHgSx Se1-x コンタクト層(ただ
し、0≦x<1)10が、開口9aの部分におけるp型
ZnSeコンタクト層8とオーミックコンタクトしてい
る。ここで、このHgSx Se1-x コンタクト層10
は、単結晶、多結晶または非晶質のいずれであってもよ
い。このHgSx Se1-x コンタクト層10上には、例
えばAu電極のようなp側電極11がコンタクトしてい
る。一方、n型GaAs基板1の裏面には、例えばIn
電極のようなn側電極12がコンタクトしている。
On the p-type ZnSe contact layer 8, an insulating layer 9 made of, for example, an alumina (Al 2 O 3 ) film for current confinement is formed. The insulating layer 9 is provided with stripe-shaped openings 9a extending in one direction. The width of the opening 9a is, for example, about 10 μm. The HgS x Se 1-x contact layer (where 0 ≦ x <1) 10 is provided on the p-type ZnSe contact layer 8 in the insulating layer 9 and the opening 9a, and the p-type ZnSe contact layer 8 in the opening 9a is provided. Ohmic contact with. Here, this HgS x Se 1-x contact layer 10
May be single crystal, polycrystalline or amorphous. On the HgS x Se 1-x contact layer 10, a p-side electrode 11 such as an Au electrode is in contact. On the other hand, on the back surface of the n-type GaAs substrate 1, for example, In
An n-side electrode 12 such as an electrode is in contact.

【0015】この半導体レーザーを構成する各半導体層
の厚さの一例を挙げると、n型ZnSeバッファ層2は
30nm、n型ZnMgSSeクラッド層3およびp型
ZnMgSSeクラッド層7はそれぞれ1μm、n型Z
nSSe光導波層4およびp型ZnSSe光導波層6は
それぞれ0.2μm、活性層5を構成するZnCdSe
層は10nm、p型ZnSeコンタクト層8は0.1μ
m、HgSx Se1-xコンタクト層10は0.25μm
である。また、n型ZnMgSSeクラッド層3および
p型ZnMgSSeクラッド層7のMg組成比およびS
組成比は例えばそれぞれ0.13および0.2、n型Z
nSSe光導波層4およびp型ZnSSe光導波層6の
S組成比は例えば0.06、活性層5を構成するZnC
dSe層のCd組成比は例えば0.23である。さら
に、p側電極11を構成するAu膜の厚さは例えば0.
5μm程度である。
As an example of the thickness of each semiconductor layer constituting this semiconductor laser, the n-type ZnSe buffer layer 2 is 30 nm, the n-type ZnMgSSe clad layer 3 and the p-type ZnMgSSe clad layer 7 are 1 μm, and the n-type Z is respectively.
The nSSe optical waveguide layer 4 and the p-type ZnSSe optical waveguide layer 6 are each 0.2 μm, and ZnCdSe forming the active layer 5 is formed.
The layer is 10 nm, and the p-type ZnSe contact layer 8 is 0.1 μm.
m, HgS x Se 1-x contact layer 10 is 0.25 μm
It is. Further, the Mg composition ratio of the n-type ZnMgSSe clad layer 3 and the p-type ZnMgSSe clad layer 7 and S
The composition ratio is, for example, 0.13 and 0.2, respectively, and n-type Z
The S composition ratio of the nSSe optical waveguide layer 4 and the p-type ZnSSe optical waveguide layer 6 is, for example, 0.06, and ZnC forming the active layer 5 is
The Cd composition ratio of the dSe layer is, for example, 0.23. Furthermore, the thickness of the Au film forming the p-side electrode 11 is, for example, 0.
It is about 5 μm.

【0016】図2はZnSeとHgSeとのバンドライ
ンナップ(フラットバンドモデルによる)を示し、図3
はZnSeとHgSとのバンドラインナップ(フラット
バンドモデルによる)を示す(J. Cryst. Growth 138(1
994)455)。図2および図3において、CBM(Conducti
on Band Minimum)は伝導帯の下端、VBM(ValenceBan
d Maximum) は価電子帯の上端を示す。ここで、HgS
についてはVBMを示す。
FIG. 2 shows a band lineup of ZnSe and HgSe (based on a flat band model), and FIG.
Indicates a band lineup of ZnSe and HgS (based on a flat band model) (J. Cryst. Growth 138 (1
994) 455). 2 and 3, the CBM (Conducti
on Band Minimum) is the bottom of conduction band, VBM (ValenceBan)
d Maximum) indicates the upper end of the valence band. Where HgS
Indicates VBM.

【0017】図2および図3より、HgSx Se1-x
ンタクト層10のS組成比xの選択により、p型ZnS
eコンタクト層8とこのHgSx Se1-x コンタクト層
10との間の価電子帯の不連続をほとんどなくすことが
できることがわかる。これによって、p型ZnSeコン
タクト層8とHgSx Se1-x コンタクト層10との界
面に正孔に対する障壁が存在しないか、存在してもその
障壁の高さを極めて低くすることができる。このため、
p側電極コンタクト部に加わる電圧を低くすることがで
き、それによって半導体レーザーの動作電圧を低くする
ことができ、ひいては半導体レーザーの長寿命化を図る
ことができる。
2 and 3, p-type ZnS is selected by selecting the S composition ratio x of the HgS x Se 1-x contact layer 10.
It can be seen that the discontinuity of the valence band between the e contact layer 8 and the HgS x Se 1-x contact layer 10 can be almost eliminated. As a result, there is no barrier against holes at the interface between the p-type ZnSe contact layer 8 and the HgS x Se 1-x contact layer 10, or even if there is such barrier, the height of the barrier can be made extremely low. For this reason,
It is possible to reduce the voltage applied to the p-side electrode contact portion, thereby lowering the operating voltage of the semiconductor laser, and thus extending the life of the semiconductor laser.

【0018】次に、上述のように構成されたこの第1の
実施形態による半導体レーザーの製造方法について説明
する。この第1の実施形態による半導体レーザーを製造
するには、まず、図4に示すように、n型GaAs基板
1上に、例えばMBE法により、n型ZnSeバッファ
層2、n型ZnMgSSeクラッド層3、n型ZnSS
e光導波層4、活性層5、p型ZnSSe光導波層6、
p型ZnMgSSeクラッド層7およびp型ZnSeコ
ンタクト層8を順次エピタキシャル成長させる。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser according to the first embodiment having the above structure will be described. In order to manufacture the semiconductor laser according to the first embodiment, first, as shown in FIG. 4, an n-type ZnSe buffer layer 2 and an n-type ZnMgSSe cladding layer 3 are formed on the n-type GaAs substrate 1 by, for example, the MBE method. , N-type ZnSS
e optical waveguide layer 4, active layer 5, p-type ZnSSe optical waveguide layer 6,
The p-type ZnMgSSe cladding layer 7 and the p-type ZnSe contact layer 8 are sequentially epitaxially grown.

【0019】ここで、このエピタキシャル成長において
は、n型ZnSeバッファ層2、n型ZnMgSSeク
ラッド層3およびn型ZnSSe光導波層4のドナー不
純物としてのClのドーピングは、例えば、ZnCl2
をドーパントとして用いて行う。また、p型ZnSSe
光導波層6、p型ZnMgSSeクラッド層7およびp
型ZnSeコンタクト層8のアクセプタ不純物としての
Nのドーピングは、電子サイクトロン共鳴(ECR)ま
たは高周波(RF)プラズマセルによりN2 ガスのプラ
ズマ化を行い、これにより発生されたNを基板表面に照
射することにより行う。
In this epitaxial growth, the doping of Cl as a donor impurity of the n-type ZnSe buffer layer 2, the n-type ZnMgSSe cladding layer 3 and the n-type ZnSSe optical waveguide layer 4 is performed by, for example, ZnCl 2
Is used as a dopant. Also, p-type ZnSSe
Optical waveguide layer 6, p-type ZnMgSSe cladding layer 7 and p
The N-type ZnSe contact layer 8 is doped with N as an acceptor impurity by converting the N 2 gas into plasma by an electron cyclotron resonance (ECR) or radio frequency (RF) plasma cell and irradiating the substrate surface with N generated thereby. By doing.

【0020】次に、p型ZnSeコンタクト層8上に、
一方向に延びるストライプ形状のレジストパターン(図
示せず)をリソグラフィーにより形成する。次に、全面
にAl2 3 膜を蒸着した後、このレジストパターン
を、その上に形成されたAl23 膜とともに除去する
(リフトオフ)。これによって、ストライプ形状の開口
9aを有するAl2 3 膜からなる絶縁層9が形成され
る。次に、図5に示すように、この絶縁層9およびその
開口9aの部分におけるp型ZnSeコンタクト層8の
全面に、HgSeおよびHgSのうちの少なくともHg
Seを原料として用いた蒸着法により、HgSx Se
1-x コンタクト層10を形成する。このときの蒸着源の
温度は150〜400℃とする。
Next, on the p-type ZnSe contact layer 8,
A stripe-shaped resist pattern (not shown) extending in one direction is formed by lithography. Next, after depositing an Al 2 O 3 film on the entire surface, this resist pattern is removed together with the Al 2 O 3 film formed thereon (lift-off). As a result, the insulating layer 9 made of the Al 2 O 3 film having the stripe-shaped openings 9a is formed. Next, as shown in FIG. 5, at least HgSe and HgS of HgSe and HgS are formed on the entire surface of the p-type ZnSe contact layer 8 in the insulating layer 9 and the opening 9a.
By the vapor deposition method using Se as a raw material, HgS x Se
The 1-x contact layer 10 is formed. The temperature of the vapor deposition source at this time is 150 to 400 ° C.

【0021】この蒸着法の一つとして、蒸着源を急速加
熱、すなわちフラッシュ加熱することにより高速で蒸着
を行う方法について、以下に具体的に説明する。すなわ
ち、図6に示すように、GaAs基板21上にZnSe
層22をエピタキシャル成長させたものを別に用意し、
そのZnSe層22上に、粒径が例えば0.5mm以下
のHgSeおよびHgSの粉末23をしきつめる。次
に、このHgSeおよびHgSの粉末23がしきつめら
れたZnSe層22に、上述のようにして絶縁層9まで
形成したn型GaAs基板1の絶縁層9側を下にして近
接させ、その位置で相互に固定する。
As one of the vapor deposition methods, a method of performing high-speed vapor deposition by rapidly heating the vapor deposition source, that is, flash heating, will be specifically described below. That is, as shown in FIG. 6, ZnSe is formed on the GaAs substrate 21.
Separately prepared by epitaxially growing the layer 22,
On the ZnSe layer 22, a powder 23 of HgSe and HgS having a grain size of 0.5 mm or less is tightly packed. Next, the ZnSe layer 22 in which the powder 23 of HgSe and HgS is tightly packed is brought close to the insulating layer 9 side of the n-type GaAs substrate 1 formed up to the insulating layer 9 as described above, at that position. Fix to each other.

【0022】次に、これらのn型GaAs基板1および
GaAs基板21を、図7に示す加熱装置の支持台31
上のボート32上に設置する。この加熱装置の容器33
の内部は、排気管34を通じて図示省略した真空排気系
により真空排気されるとともに、ガス導入管35からN
2 ガスが導入される。そして、N2 ガス雰囲気中におい
て、ボート32の端子36および端子37からこのボー
ト32に急速に電流を流すことにより、フラッシュ加熱
を行う。これによって、GaAs基板21のZnSe層
22上のHgSeおよびHgSの粉末23が急速に蒸発
し、図5に示すように、n型GaAs基板1の絶縁層9
およびその開口9aの部分におけるp型ZnSeコンタ
クト層8上にHgSx Se1-x コンタクト層10が高速
で蒸着される。例えば、250℃でのフラッシュ加熱に
より、厚さ0.25μm程度のHgSx Se1-x コンタ
クト層10が形成される。この場合、例えば、250℃
までの昇温に要する時間は3秒程度、250℃から70
℃への冷却に要する時間は60秒程度である。図8はこ
のときのボート32、すなわち蒸着源の温度に対するH
gSeおよびHgSの厚さの変化を示す。ただし、蒸着
時間は15秒で一定である。
Next, the n-type GaAs substrate 1 and the GaAs substrate 21 are placed on the support 31 of the heating device shown in FIG.
It is installed on the upper boat 32. Container 33 of this heating device
The inside of the gas is evacuated through an exhaust pipe 34 by a vacuum exhaust system (not shown),
2 Gas is introduced. Then, in the N 2 gas atmosphere, flash heating is performed by rapidly flowing an electric current from the terminals 36 and 37 of the boat 32 to the boat 32. As a result, the HgSe and HgS powder 23 on the ZnSe layer 22 of the GaAs substrate 21 evaporates rapidly, and as shown in FIG. 5, the insulating layer 9 of the n-type GaAs substrate 1 is formed.
And the HgS x Se 1-x contact layer 10 is vapor-deposited at high speed on the p-type ZnSe contact layer 8 in the opening 9a. For example, the HgS x Se 1-x contact layer 10 having a thickness of about 0.25 μm is formed by flash heating at 250 ° C. In this case, for example, 250 ℃
It takes about 3 seconds to heat up the temperature from 250 ° C to 70
The time required for cooling to ° C is about 60 seconds. FIG. 8 shows H at the temperature of the boat 32, that is, the vapor deposition source at this time.
The change in the thickness of gSe and HgS is shown. However, the vapor deposition time is constant at 15 seconds.

【0023】次に、図9に示すように、以上のようにし
て形成したHgSx Se1-x コンタクト層10上に直ち
に例えばAuを蒸着し、p側電極11を形成する。一
方、n型GaAs基板1の裏面にはIn電極のようなn
側電極12を形成する。この後、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1をバー状に劈
開して両共振器端面を形成した後、端面コーティングを
施し、さらにこのバーを劈開してチップする。以上によ
り、図1に示すものと実質的に同一構造の半導体レーザ
ーが製造される。
Next, as shown in FIG. 9, Au, for example, is immediately vapor-deposited on the HgS x Se 1-x contact layer 10 formed as described above to form the p-side electrode 11. On the other hand, on the back surface of the n-type GaAs substrate 1, n
The side electrode 12 is formed. After that, the n-type GaAs substrate 1 on which the laser structure is formed as described above is cleaved in a bar shape to form both resonator end faces, and then end face coating is performed, and the bar is cleaved to form a chip. As described above, a semiconductor laser having substantially the same structure as that shown in FIG. 1 is manufactured.

【0024】上述のフラッシュ加熱による蒸着法により
形成されたHgSx Se1-x コンタクト層10とp型Z
nSeコンタクト層8とのコンタクト特性を確認するた
め、図10に示すように、GaAs基板41上のp型Z
nSeコンタクト層42上に上述のフラッシュ加熱によ
る蒸着法によりHgSx Se1-x コンタクト層10を形
成し、このHgSx Se1-x コンタクト層10を所定形
状にパターニングした試料を作製し、このHgSx Se
1-x コンタクト層10に接続されたAuワイヤー44を
通じて図10中矢印で示すように電流を流し、電流−電
圧特性を測定したところ、図11に示すような結果が得
られた。図11より、良好なオーミックコンタクト特性
が得られていることがわかる。
The HgS x Se 1-x contact layer 10 and the p-type Z formed by the vapor deposition method by the flash heating described above.
In order to confirm the contact characteristics with the nSe contact layer 8, as shown in FIG.
The HgS x Se 1-x contact layer 10 is formed on the nSe contact layer 42 by the vapor deposition method using the flash heating described above, and the HgS x Se 1-x contact layer 10 is patterned into a predetermined shape to prepare a sample. x Se
A current was made to flow through the Au wire 44 connected to the 1-x contact layer 10 as shown by an arrow in FIG. 10, and the current-voltage characteristics were measured. The result shown in FIG. 11 was obtained. It can be seen from FIG. 11 that good ohmic contact characteristics are obtained.

【0025】以上のように、この第1の実施形態によれ
ば、p型ZnSeコンタクト層8上にHgSx Se1-x
コンタクト層10を形成していることにより、p側電極
11をp型ZnSeコンタクト層8と良好にオーミック
コンタクトさせることができる。このため、p側電極コ
ンタクト部に加わる電圧を低くすることができ、それに
よって半導体レーザーの動作電圧を低くすることがで
き、ひいては半導体レーザーの長寿命化を図ることがで
きる。また、このHgSx Se1-x コンタクト層10
は、単体のHgに比べて有害性がはるかに低い化合物で
あるHgSeおよびHgSの粉末23を原料とした蒸着
法により形成しているので、安全に形成することができ
る。
As described above, according to the first embodiment, HgS x Se 1-x is formed on the p-type ZnSe contact layer 8.
By forming the contact layer 10, the p-side electrode 11 can be brought into good ohmic contact with the p-type ZnSe contact layer 8. For this reason, the voltage applied to the p-side electrode contact portion can be lowered, and thereby the operating voltage of the semiconductor laser can be lowered, and thus the life of the semiconductor laser can be extended. In addition, the HgS x Se 1-x contact layer 10
Is formed by the vapor deposition method using HgSe and HgS powder 23, which are compounds having far less harmful effects than Hg alone, as a raw material, and thus can be formed safely.

【0026】次に、この発明の第2の実施形態について
説明する。上述の第1の実施形態においては、HgSx
Se1-x コンタクト層10の形成に蒸着法を用いている
が、この第2の実施形態においては、このHgSx Se
1-x コンタクト層10の形成に固相拡散法を用いる。こ
こでは、特に、フラッシュ加熱による固相拡散法を用い
てこのHgSx Se1-x コンタクト層10を形成する場
合について説明する。すなわち、この第2の実施形態に
おいては、図12に示すように、絶縁層9まで形成した
n型GaAs基板1の絶縁層9側を上に向けて少なくと
もこの絶縁層9の開口9aの部分におけるp型ZnSe
コンタクト層8の表面にHgSeおよびHgSの粉末2
3をしきつめ、その上にGaAs基板21のZnSe層
22を近接させ、この状態で相互に固定する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the above-described first embodiment, HgS x
Although the vapor deposition method is used to form the Se 1-x contact layer 10, in the second embodiment, this HgS x Se is used.
A solid phase diffusion method is used to form the 1-x contact layer 10. Here, in particular, a case of forming the HgS x Se 1-x contact layer 10 by using a solid phase diffusion method by flash heating will be described. That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 12, at least the portion of the opening 9a of the insulating layer 9 is faced upward with the insulating layer 9 side of the n-type GaAs substrate 1 having the insulating layer 9 formed. p-type ZnSe
HgSe and HgS powder 2 on the surface of the contact layer 8
3, the ZnSe layer 22 of the GaAs substrate 21 is brought close to it, and they are fixed to each other in this state.

【0027】次に、この試料を図7に示す加熱装置のボ
ート32上に載せ、第1の実施形態と同様にボート32
に急速に電流を流してフラッシュ加熱を行う。このフラ
ッシュ加熱により、絶縁層9の開口9aの部分における
p型ZnSeコンタクト層8の表面にHgSeおよびH
gSの粉末23からHg、SおよびSeが固相拡散す
る。これによって、図13に示すように、この絶縁層9
の開口9aの部分におけるp型ZnSeコンタクト層8
の表面にHgSx Se1-x コンタクト層10が形成され
る。具体的には、例えば、厚さが30〜60nmのHg
x Se1-x コンタクト層10を形成することができ
る。なお、p型ZnSeコンタクト層8の表面にHg、
SおよびSeが固相拡散し、HgSx Se1-x コンタク
ト層10が形成されることは、2次イオン質量分析(S
IMS)法による分析により確認されている。この第2
の実施形態の上記以外のことは、第1の実施形態と同様
であるので、説明を省略する。この第2の実施形態によ
っても、第1の実施形態と同様な利点を得ることができ
る。
Next, this sample is placed on the boat 32 of the heating device shown in FIG. 7, and the boat 32 is loaded as in the first embodiment.
Flash heating is performed by rapidly applying an electric current to. By this flash heating, HgSe and H are formed on the surface of the p-type ZnSe contact layer 8 in the opening 9a portion of the insulating layer 9.
Hg, S and Se are solid-phase diffused from the gS powder 23. As a result, as shown in FIG.
P-type ZnSe contact layer 8 in the opening 9a portion of
The HgS x Se 1-x contact layer 10 is formed on the surface of the. Specifically, for example, Hg having a thickness of 30 to 60 nm
The S x Se 1-x contact layer 10 can be formed. In addition, Hg on the surface of the p-type ZnSe contact layer 8,
The solid-state diffusion of S and Se to form the HgS x Se 1-x contact layer 10 means that secondary ion mass spectrometry (S
It has been confirmed by analysis by the IMS method. This second
Except for the above, the second embodiment is the same as the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. Also in the second embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained.

【0028】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
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。例えば、上述の第1の実施形態およ
び第2の実施形態においては、HgSx Se1-x コンタ
クト層10をN2 雰囲気中における蒸着または固相拡散
により形成しているが、このHgSx Se1-x コンタク
ト層10は、真空中における蒸着または固相拡散により
形成してもよい。また、上述の第1の実施形態および第
2の実施形態においては、HgSx Se1-x コンタクト
層10を蒸着法または固相拡散法により形成する際の原
料としてHgSeおよびHgSを用いているが、場合に
よっては、この際の原料として単体のHg、SおよびS
eを用いてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, in the first embodiment and the second embodiment described above, the HgS x Se 1-x contact layer 10 is formed by vapor deposition or solid-phase diffusion in the N 2 atmosphere, the HgS x Se 1 The -x contact layer 10 may be formed by vapor deposition in vacuum or solid phase diffusion. Further, in the above-described first and second embodiments, HgSe and HgS are used as the raw materials when forming the HgS x Se 1-x contact layer 10 by the vapor deposition method or the solid phase diffusion method. , In some cases, Hg, S, and S of the simple substance are used as raw materials in this case.
You may use e.

【0029】さらに、上述の第1の実施形態および第2
の実施形態においては、n型II−VI族化合物半導体
層およびp型II−VI族化合物半導体層のエピタキシ
ャル成長にMBE法を用いているが、これらのn型II
−VI族化合物半導体層およびp型II−VI族化合物
半導体層のエピタキシャル成長には、例えば有機金属化
学気相成長(MOCVD)法を用いてもよい。また、上
述の第1の実施形態および第2の実施形態において、p
型ZnSeコンタクト層8とHgSx Se1-x コンタク
ト層10との間に価電子帯の不連続が残される場合に
は、このp型ZnSeコンタクト層8とHgSx Se
1-x コンタクト層10との価電子帯を滑らかに接続する
ためのグレーディッド層を形成してもよい。
Furthermore, the above-mentioned first embodiment and second embodiment
In the above embodiment, the MBE method is used for the epitaxial growth of the n-type II-VI group compound semiconductor layer and the p-type II-VI group compound semiconductor layer.
For the epitaxial growth of the —VI compound semiconductor layer and the p-type II-VI compound semiconductor layer, for example, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method may be used. In the first and second embodiments described above, p
If the discontinuity is left in the valence band between the type ZnSe contact layer 8 and HgS x Se 1-x contact layer 10, the p-type ZnSe contact layer 8 and HgS x Se
A graded layer for smoothly connecting the valence band to the 1-x contact layer 10 may be formed.

【0030】さらに、上述の第1の実施形態および第2
の実施形態におけるn型ZnSSe光導波層4およびp
型ZnSSe光導波層6の代わりに、n型ZnSe光導
波層およびp型ZnSe光導波層を用いてもよい。ま
た、活性層5は例えばZnCdSSeやZnSeにより
構成してもよい。また、上述の第1の実施形態および第
2の実施形態においては、この発明をSCH構造の半導
体レーザーに適用した場合について説明したが、この発
明は、DH(Double Heterostructure)構造の半導体レ
ーザーはもちろん、発光ダイオード、さらには半導体発
光素子以外の各種の半導体装置に適用することが可能で
ある。
Furthermore, the above-mentioned first embodiment and second embodiment
N-type ZnSSe optical waveguide layer 4 and p in the embodiment of
An n-type ZnSe optical waveguide layer and a p-type ZnSe optical waveguide layer may be used instead of the type ZnSSe optical waveguide layer 6. The active layer 5 may be made of ZnCdSSe or ZnSe, for example. Further, in the above-described first and second embodiments, the case where the present invention is applied to the semiconductor laser having the SCH structure has been described, but the present invention is not limited to the semiconductor laser having the DH (Double Heterostructure) structure. The present invention can be applied to various semiconductor devices other than the light emitting diode and the semiconductor light emitting element.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、p型II−VI族化合物半導体層上にHgSx Se
1-x 層を設ける場合に、そのHgSx Se1-x 層を蒸着
法、固相拡散法または化合物原料を用いた分子線エピタ
キシー法により形成するようにしているので、そのHg
x Se1-x 層を安全に、しかも分子線エピタキシー法
を用いるときにも高い制御性で形成することができる。
また、p型III−V族化合物半導体層またはp型IV
族半導体層上にHgSx Se1-x 層が良好にオーミック
コンタクトした半導体装置を実現することができるとと
もに、そのような半導体装置におけるHgSx Se1-x
層を安全に、しかも分子線エピタキシー法を用いるとき
にも高い制御性で形成することができる。
As described above, according to the present invention, HgS x Se is formed on the p-type II-VI compound semiconductor layer.
When the 1-x layer is provided, the HgS x Se 1-x layer is formed by a vapor deposition method, a solid phase diffusion method or a molecular beam epitaxy method using a compound raw material.
The S x Se 1-x layer can be formed safely and with high controllability even when the molecular beam epitaxy method is used.
Further, a p-type III-V group compound semiconductor layer or a p-type IV
With HgS x Se 1-x layer on family semiconductor layer can be realized satisfactorily semiconductor device ohmic contacts, HgS x Se 1-x in such a semiconductor device
The layer can be formed safely and with high controllability even when using the molecular beam epitaxy method.

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

【図1】この発明の第1の実施形態による半導体レーザ
ーを示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ZnSeとHgSeとのバンドラインナップを
示すエネルギーバンド図である。
FIG. 2 is an energy band diagram showing a band lineup of ZnSe and HgSe.

【図3】ZnSeとHgSとのバンドラインナップを示
すエネルギーバンド図である。
FIG. 3 is an energy band diagram showing a band lineup of ZnSe and HgS.

【図4】この発明の第1の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 4 is a sectional view for illustrating the method for manufacturing the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第1の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a sectional view for illustrating the method for manufacturing the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第1の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法においてフラッシュ加熱による蒸着法によ
りHgSx Se1-x コンタクト層を形成する方法を説明
するための断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a HgS x Se 1-x contact layer by a vapor deposition method using flash heating in the method for manufacturing a semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第1の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法においてフラッシュ加熱による蒸着法によ
りHgSx Se1-x コンタクト層を形成する際に用いら
れる加熱装置を示す略線図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a heating device used when forming a HgS x Se 1-x contact layer by a vapor deposition method by flash heating in the method for manufacturing a semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図8】フラッシュ加熱による蒸着において蒸着源の温
度を変化させたときのHgSeおよびHgSの厚さの変
化を示す略線図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing changes in the thickness of HgSe and HgS when the temperature of a vapor deposition source is changed in vapor deposition by flash heating.

【図9】この発明の第1の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 9 is a sectional view for illustrating the method for manufacturing the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第1の実施形態において電流−電
圧特性の測定に用いた試料を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sample used for measuring current-voltage characteristics in the first embodiment of the present invention.

【図11】図10に示す試料を用いて測定した電流−電
圧特性を示す略線図である。
11 is a schematic diagram showing current-voltage characteristics measured using the sample shown in FIG.

【図12】この発明の第2の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 12 is a sectional view for illustrating the method for manufacturing the semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention.

【図13】この発明の第2の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 13 is a sectional view for illustrating the method for manufacturing the semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・n型GaAs基板、3・・・n型ZnMgSS
eクラッド層、5・・・活性層、7・・・p型ZnMg
SSeクラッド層、8・・・p型ZnSeコンタクト
層、9・・・絶縁層、10・・・HgSx Se1-x コン
タクト層、11・・・p側電極、12・・・n側電極
1 ... n-type GaAs substrate, 3 ... n-type ZnMgSS
e clad layer, 5 ... Active layer, 7 ... P-type ZnMg
SSe clad layer, 8 ... p-type ZnSe contact layer, 9 ... Insulating layer, 10 ... HgS x Se 1-x contact layer, 11 ... P-side electrode, 12 ... N-side electrode

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/28 301 H01L 21/28 301B 21/365 21/365 29/43 33/00 D 33/00 H01S 3/18 H01S 3/18 H01L 29/46 B Z Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location H01L 21/28 301 H01L 21/28 301B 21/365 21/365 29/43 33/00 D 33/00 H01S 3 / 18 H01S 3/18 H01L 29/46 B Z

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Zn、Mg、Cd、HgおよびBeから
なる群より選ばれた少なくとも一種のII族元素とS
e、SおよびTeからなる群より選ばれた少なくとも一
種のVI族元素とからなるp型II−VI族化合物半導
体層と、 上記p型II−VI族化合物半導体層上のHgSx Se
1-x 層(ただし、0≦x<1)とを有する半導体装置の
製造方法であって、 上記HgSx Se1-x 層を蒸着法、固相拡散法または化
合物原料を用いた分子線エピタキシー法により形成する
ようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
At least one group II element selected from the group consisting of Zn, Mg, Cd, Hg and Be, and S
a p-type II-VI group compound semiconductor layer composed of at least one VI group element selected from the group consisting of e, S and Te, and HgS x Se on the p-type II-VI compound semiconductor layer
A method for manufacturing a semiconductor device having a 1-x layer (where 0 ≦ x <1), wherein the HgS x Se 1-x layer is formed by a vapor deposition method, a solid phase diffusion method, or a molecular beam epitaxy using a compound raw material. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the semiconductor device is formed by a method.
【請求項2】 上記HgSx Se1-x 層を蒸着法または
固相拡散法により形成し、その際の蒸着源または拡散源
の温度を150〜400℃とすることを特徴とする請求
項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The HgS x Se 1-x layer is formed by a vapor deposition method or a solid phase diffusion method, and the temperature of the vapor deposition source or diffusion source at that time is 150 to 400 ° C. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項3】 上記HgSx Se1-x 層を化合物原料を
用いた分子線エピタキシー法により形成し、その際の分
子線源の温度を80〜400℃とすることを特徴とする
請求項1記載の半導体装置の製造方法。
3. The HgS x Se 1-x layer is formed by a molecular beam epitaxy method using a compound raw material, and the temperature of the molecular beam source at that time is set to 80 to 400 ° C. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項4】 上記HgSx Se1-x 層を形成する際の
原料としてHgSeおよびHgSのうちの少なくともH
gSeを用いることを特徴とする請求項1記載の半導体
装置の製造方法。
4. At least H of HgSe and HgS as a raw material for forming the HgS x Se 1-x layer.
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein gSe is used.
【請求項5】 上記HgSx Se1-x 層は単結晶、多結
晶または非晶質であることを特徴とする請求項1記載の
半導体装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the HgS x Se 1-x layer is single crystal, polycrystal, or amorphous.
【請求項6】 B、Al、GaおよびInからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種のIII族元素とN、Pおよ
びAsからなる群より選ばれた少なくとも一種のV族元
素とからなるp型III−V族化合物半導体層と、 上記p型III−V族化合物半導体層上のHgSx Se
1-x 層(ただし、0≦x<1)とを有することを特徴と
する半導体装置。
6. A p-type III comprising at least one group III element selected from the group consisting of B, Al, Ga and In and at least one group V element selected from the group consisting of N, P and As. and -V compound semiconductor layer, the p-type group III-V HgS x Se on a compound semiconductor layer
A semiconductor device having a 1-x layer (where 0 ≦ x <1).
【請求項7】 B、Al、GaおよびInからなる群よ
り選ばれた少なくとも一種のIII族元素とN、Pおよ
びAsからなる群より選ばれた少なくとも一種のV族元
素とからなるp型III−V族化合物半導体層と、 上記p型III−V族化合物半導体層上のHgSx Se
1-x 層(ただし、0≦x<1)とを有する半導体装置の
製造方法であって、 上記HgSx Se1-x 層を蒸着法、固相拡散法または化
合物原料を用いた分子線エピタキシー法により形成する
ようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A p-type III comprising at least one Group III element selected from the group consisting of B, Al, Ga and In and at least one Group V element selected from the group consisting of N, P and As. and -V compound semiconductor layer, the p-type group III-V HgS x Se on a compound semiconductor layer
A method for manufacturing a semiconductor device having a 1-x layer (where 0 ≦ x <1), wherein the HgS x Se 1-x layer is formed by a vapor deposition method, a solid phase diffusion method, or a molecular beam epitaxy using a compound raw material. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the semiconductor device is formed by a method.
【請求項8】 上記HgSx Se1-x 層を蒸着法または
固相拡散法により形成し、その際の蒸着源または拡散源
の温度を150〜400℃とすることを特徴とする請求
項7記載の半導体装置の製造方法。
8. The HgS x Se 1-x layer is formed by a vapor deposition method or a solid phase diffusion method, and the temperature of the vapor deposition source or the diffusion source at that time is set to 150 to 400 ° C. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項9】 上記HgSx Se1-x 層を化合物原料を
用いた分子線エピタキシー法により形成し、その際の分
子線源の温度を80〜400℃とすることを特徴とする
請求項7記載の半導体装置の製造方法。
9. The HgS x Se 1-x layer is formed by a molecular beam epitaxy method using a compound raw material, and the temperature of the molecular beam source at that time is set to 80 to 400 ° C. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項10】 上記HgSx Se1-x 層を形成する際
の原料としてHgSeおよびHgSのうちの少なくとも
HgSeを用いることを特徴とする請求項7記載の半導
体装置の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein at least HgSe of HgSe and HgS is used as a raw material when forming the HgS x Se 1-x layer.
【請求項11】 上記HgSx Se1-x 層は単結晶、多
結晶または非晶質であることを特徴とする請求項7記載
の半導体装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the HgS x Se 1-x layer is single crystal, polycrystal, or amorphous.
【請求項12】 CおよびSiからなる群より選ばれた
少なくとも一種のIV族元素からなるp型IV族半導体
層と、 上記p型IV族半導体層上のHgSx Se1-x 層(ただ
し、0≦x<1)とを有することを特徴とする半導体装
置。
12. A p-type group IV semiconductor layer made of at least one group IV element selected from the group consisting of C and Si, and a HgS x Se 1-x layer on the p-type group IV semiconductor layer (provided that A semiconductor device having 0 ≦ x <1).
【請求項13】 CおよびSiからなる群より選ばれた
少なくとも一種のIV族元素からなるp型IV族半導体
層と、 上記p型IV族半導体層上のHgSx Se1-x 層(ただ
し、0≦x<1)とを有する半導体装置の製造方法であ
って、 上記HgSx Se1-x 層を蒸着法、固相拡散法または化
合物原料を用いた分子線エピタキシー法により形成する
ようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. A p-type group IV semiconductor layer made of at least one group IV element selected from the group consisting of C and Si, and a HgS x Se 1-x layer on the p-type group IV semiconductor layer (provided that 0 ≦ x <1), wherein the HgS x Se 1-x layer is formed by a vapor deposition method, a solid phase diffusion method, or a molecular beam epitaxy method using a compound raw material. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項14】 上記HgSx Se1-x 層を蒸着法また
は固相拡散法により形成し、その際の蒸着源または拡散
源の温度を150〜400℃とすることを特徴とする請
求項13記載の半導体装置の製造方法。
14. The HgS x Se 1-x layer is formed by a vapor deposition method or a solid phase diffusion method, and the temperature of the vapor deposition source or diffusion source at that time is set to 150 to 400 ° C. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項15】 上記HgSx Se1-x 層を化合物原料
を用いた分子線エピタキシー法により形成し、その際の
分子線源の温度を80〜400℃とすることを特徴とす
る請求項13記載の半導体装置の製造方法。
15. The HgS x Se 1-x layer is formed by a molecular beam epitaxy method using a compound raw material, and the temperature of the molecular beam source at that time is set to 80 to 400 ° C. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項16】 上記HgSx Se1-x 層を形成する際
の原料としてHgSeおよびHgSのうちの少なくとも
HgSeを用いることを特徴とする請求項13記載の半
導体装置の製造方法。
16. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein at least HgSe of HgSe and HgS is used as a raw material when forming the HgS x Se 1-x layer.
【請求項17】 上記HgSx Se1-x 層は単結晶、多
結晶または非晶質であることを特徴とする請求項13記
載の半導体装置の製造方法。
17. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the HgS x Se 1-x layer is single crystal, polycrystal, or amorphous.
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