JPH0992930A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0992930A
JPH0992930A JP24636295A JP24636295A JPH0992930A JP H0992930 A JPH0992930 A JP H0992930A JP 24636295 A JP24636295 A JP 24636295A JP 24636295 A JP24636295 A JP 24636295A JP H0992930 A JPH0992930 A JP H0992930A
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JP
Japan
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type
nitrogen
film
layer
side electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP24636295A
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Japanese (ja)
Inventor
Mutsuyuki Yoshie
睦之 吉江
Yuji Hishida
有二 菱田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPH0992930A publication Critical patent/JPH0992930A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having an electrode on a conductivity type semiconductor layer which is capable of good ohmic contact and excellent in crystallinity. SOLUTION: This semiconductor device has a P-type side electrode on a P-type semiconductor layer composed of II-IV group compound semiconductor which contains Zn and Se. The P-type semiconductor layer 7 has nitrogen containing region films 8 whose acceptor concentration is greater than that of the P-type semiconductor layer 7, in the vicinity of the P-type side electrode 9 side.

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】本発明は、ZnとSeを含む
II−VI族化合物半導体からなるp型半導体層上にp型
側電極を備える半導体装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention includes Zn and Se.
The present invention relates to a semiconductor device having a p-type side electrode on a p-type semiconductor layer made of a II-VI group compound semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】直接遷移型の広禁止帯を有するZnS
e、ZnSSe、MgZnSSe等のII−VI族化合物
半導体は紫外光から青色、緑色の帯域の発光が可能なこ
とから、主に発光素子の材料として活発に研究が行われ
ている。
2. Description of the Related Art ZnS having a wide bandgap of direct transition type
Since II-VI group compound semiconductors such as e, ZnSSe, and MgZnSSe are capable of emitting light in the bands from ultraviolet light to blue and green, active research has been conducted mainly as a material for light emitting devices.

【0003】しかしながら、上述のようなZnとSeを
含むp型II−VI族化合物半導体層(コンタクト層)上
に、Au、Pt等からなる電極を単に形成するのみで
は、良好な特性のオーミック接触を得ることは困難であ
る。
However, by simply forming an electrode made of Au, Pt, or the like on the p-type II-VI group compound semiconductor layer (contact layer) containing Zn and Se as described above, ohmic contact with good characteristics can be obtained. Is hard to get.

【0004】これは、上記材料系では、アクセプター濃
度を1×1018cm-3を越えるように製造することが困
難であることに起因する。
This is because it is difficult to manufacture the above material system so that the acceptor concentration exceeds 1 × 10 18 cm -3 .

【0005】即ち、斯る材料系では、p型コンタクト層
を高濃度のアクセプター濃度にできないため、例えばp
型コンタクト層がZnSeである場合、コンタクト層と
電極間に、価電子帯において約0.75eVのエネルギ
ー障壁が存在する。この結果、このp型ZnSeコンタ
クト層中の表面近傍に高抵抗の空乏層ができ、オーミッ
ク接触を妨げるためである。
That is, in such a material system, since the p-type contact layer cannot have a high concentration of acceptor,
When the type contact layer is ZnSe, there is an energy barrier of about 0.75 eV in the valence band between the contact layer and the electrode. As a result, a high resistance depletion layer is formed in the vicinity of the surface of the p-type ZnSe contact layer, which prevents ohmic contact.

【0006】この問題を解決する方法として、例えば実
開昭63−191657号(H01L 33/00)公
報には、p型ZnSeコンタクト層上に、p型ZnSe
膜/p型ZnTe膜からなる超格子構造層、及びp型Z
nTe層をこの順序で形成し、このp型ZnTe層上に
Au電極を形成する構成が提案されている。
As a method for solving this problem, for example, in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-191657 (H01L 33/00), p-type ZnSe is formed on a p-type ZnSe contact layer.
Superlattice structure layer composed of a film / p-type ZnTe film and p-type Z
A configuration has been proposed in which an nTe layer is formed in this order, and an Au electrode is formed on the p-type ZnTe layer.

【0007】また、別の方法としては、p型ZnSe層
又はp型ZnTe層上に、半金属HgSe層を介してA
u電極を形成する構成が提案されている。
As another method, on the p-type ZnSe layer or the p-type ZnTe layer, a semi-metal HgSe layer is interposed and A
A configuration for forming a u electrode has been proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1の方法では、超格子構造層を構成する各膜の膜厚を正
確に制御する必要があるが、この制御を再現性よく行う
ことが困難である。
However, in the first method, it is necessary to accurately control the film thickness of each film forming the superlattice structure layer, but it is difficult to perform this control with good reproducibility. Is.

【0009】また、II−VI族化合物半導体を用いた発
光素子を代表とする半導体装置では、一般に基板として
GaAs単結晶基板を用いられ、このGaAs基板と格
子整合するようにII−VI族化合物半導体層が結晶成長
される。しかしながら、ZnTe結晶はGaAs結晶に
対して格子不整合が著しく大きい。このため、半導体装
置内の結晶に転位が発生する等、良好な半導体結晶を得
ることが困難であり、装置抵抗、即ち、消費電力が大き
くなる恐れがある。
Further, in a semiconductor device represented by a light emitting element using a II-VI group compound semiconductor, a GaAs single crystal substrate is generally used as a substrate, and a II-VI group compound semiconductor is lattice-matched with the GaAs substrate. The layer is crystallized. However, the ZnTe crystal has a remarkably large lattice mismatch with the GaAs crystal. For this reason, it is difficult to obtain a good semiconductor crystal, such as dislocation occurring in the crystal in the semiconductor device, and device resistance, that is, power consumption may increase.

【0010】また、第2の方法では、水銀は蒸気圧が高
いため、結晶成長が困難であるといった問題がある。
Further, the second method has a problem that it is difficult to grow crystals because mercury has a high vapor pressure.

【0011】本発明は上述の問題点を鑑み成されたもの
であり、良オーミック接触が可能で且つ結晶性のよいZ
nとSeを含むII−VI族化合物半導体からなるp型半
導体層上にp型側電極を備える半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and Z having good ohmic contact and good crystallinity can be obtained.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a p-type side electrode on a p-type semiconductor layer made of a II-VI group compound semiconductor containing n and Se.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
ZnとSeを含むII−VI族化合物半導体からなるp型
半導体層上にp型側電極を備える半導体装置であって、
前記p型半導体層は、前記p型側電極側近傍に該p型半
導体層よりアクセプタ濃度が大きい窒素含有領域膜を有
することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A semiconductor device having a p-type side electrode on a p-type semiconductor layer made of a II-VI group compound semiconductor containing Zn and Se, comprising:
The p-type semiconductor layer has a nitrogen-containing region film having an acceptor concentration higher than that of the p-type semiconductor layer in the vicinity of the p-type side electrode side.

【0013】特に、前記p型側電極と前記窒素含有領域
膜との距離が26Å以下であることを特徴とする。
In particular, the distance between the p-type side electrode and the nitrogen-containing region film is 26 Å or less.

【0014】更に、前記p型半導体層は、前記p型側電
極側近傍の他に該p型半導体層よりアクセプタ濃度が大
きい窒素含有領域膜を有する。
Further, the p-type semiconductor layer has a nitrogen-containing region film having an acceptor concentration higher than that of the p-type semiconductor layer, in addition to the vicinity of the p-type side electrode side.

【0015】特に、前記窒素含有領域膜は、超薄膜であ
ることを特徴とする。
In particular, the nitrogen-containing region film is an ultrathin film.

【0016】更に、前記窒素含有領域膜は、窒素のデル
タドープ膜であることを特徴とする。
Further, the nitrogen-containing region film is a delta-doped film of nitrogen.

【0017】また、前記p型半導体層は、ZnSe、Z
nSSe、ZnSSeTe又はMgZnSSeからなる
ことを特徴とする。
The p-type semiconductor layer is made of ZnSe, Z
It is characterized by comprising nSSe, ZnSSeTe or MgZnSSe.

【0018】更に、前記p型半導体層は、GaAs基板
上に形成されていることを特徴とする。
Further, the p-type semiconductor layer is formed on a GaAs substrate.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る半導
レーザを模式断面構造図である図1を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A semiconductor laser according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, which is a schematic sectional structural view.

【0020】図1中、1はn型GaAs単結晶基板であ
る。この基板1上には層厚1μmのn型ZnMgSSe
クラッド層2、層厚0.1μmのn型ZnSSe光ガイ
ド層3、アンドープのZnSe活性層4、層厚0.1μ
mのp型ZnSSe光ガイド層5、及び層厚1μmのp
型ZnMgSSeクラッド層6がこの順序にエピタキシ
ャル成長されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 is an n-type GaAs single crystal substrate. On this substrate 1, n-type ZnMgSSe having a layer thickness of 1 μm is formed.
Cladding layer 2, n-type ZnSSe optical guide layer 3 having a layer thickness of 0.1 μm, undoped ZnSe active layer 4, layer thickness of 0.1 μm
m p-type ZnSSe optical guide layer 5 and p having a layer thickness of 1 μm
The type ZnMgSSe cladding layer 6 is epitaxially grown in this order.

【0021】p型クラッド層6上には、窒素がドープさ
れたアクセプタ濃度が1×1018cm-3の層厚5nmの
p型ZnSe結晶膜7aとアクセプタ濃度が1.2×1
19cm-3の層厚約2Åのp型となる窒素デルタドープ
膜8が交互に例えば10組エピタキシャル成長された積
層構造層と、その最上に窒素がドープされたアクセプタ
濃度が1×1018cm-3の層厚tÅのp型ZnSe結晶
膜7bがエピタキャル成長され、このp型ZnSe結晶
膜7a、7bが所謂従来のp型コンタクト層7を構成す
る。
On the p-type cladding layer 6, a nitrogen-doped p-type ZnSe crystal film 7a having a layer thickness of 5 nm and an acceptor concentration of 1 × 10 18 cm −3 and an acceptor concentration of 1.2 × 1 are formed.
A laminated structure layer in which, for example, 10 pairs of p-type nitrogen delta-doped films 8 having a layer thickness of 0 19 cm −3 and a thickness of approximately 2 Å are alternately grown, and a nitrogen-doped acceptor concentration at the top thereof is 1 × 10 18 cm −. The p-type ZnSe crystal film 7b having a layer thickness tÅ of 3 is epitaxially grown, and the p-type ZnSe crystal films 7a and 7b form a so-called conventional p-type contact layer 7.

【0022】9はコンタクト層7上形成されたAuから
なるp型側電極、10は基板1の下面に形成されたIn
からなるn型側電極である。
Reference numeral 9 denotes a p-type side electrode made of Au formed on the contact layer 7, and 10 denotes In formed on the lower surface of the substrate 1.
Is an n-type side electrode.

【0023】このように本半導体装置では、p型ZnS
eコンタクト層7がp型側電極9近傍に高濃度窒素デル
タドープ膜(高濃度窒素含有領域膜)8を有する他、互
いに所定距離離間する複数の高濃度窒素デルタドープ膜
(高濃度窒素含有領域膜)8、8、・・・を含む。
As described above, in this semiconductor device, p-type ZnS is used.
The e-contact layer 7 has a high-concentration nitrogen delta-doped film (high-concentration nitrogen-containing region film) 8 in the vicinity of the p-type side electrode 9 and a plurality of high-concentration nitrogen delta-doped films (high-concentration nitrogen-containing region film) spaced apart from each other by a predetermined distance. Including 8, 8, ...

【0024】斯る半導体装置の一製造工程を簡単に説明
する。尚、図2はこの実施例で用いられるMBE(分子
線エピタキシー)装置の模式構成図である。
A manufacturing process of such a semiconductor device will be briefly described. Incidentally, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an MBE (molecular beam epitaxy) apparatus used in this embodiment.

【0025】図2中、11は真空容器、12は図示しな
い真空ポンプに接続され真空容器11内を真空排気する
ための排気口、13は真空容器内に設置された基板1を
支持し、該基板1を加熱して所望の結晶成長温度に保持
するための基板ホルダーである。14、15、16、1
7は真空容器11内に設置された上記基板1表面上に分
子線を照射するための、高純度のZn(亜鉛)、高純度
のSe(セレン)、高純度のS(硫黄)、高純度のMg
(マグネシウム)がそれぞれ格納された分子線源として
のセル、18は上記分子線と同時に基板1表面上にp型
ドーパント用ガスを照射するための真空容器11内に設
置されたプラズマドーピング法用窒素セル、19は上記
分子線と同時に基板1表面上にn型ドーパント用分子線
を照射するための高純度のZnCl2が格納された分子
線源としての塩素セルである。
In FIG. 2, 11 is a vacuum container, 12 is an exhaust port connected to a vacuum pump (not shown) to evacuate the inside of the vacuum container 11, and 13 supports the substrate 1 installed in the vacuum container. It is a substrate holder for heating the substrate 1 and maintaining it at a desired crystal growth temperature. 14, 15, 16, 1
Reference numeral 7 denotes high-purity Zn (zinc), high-purity Se (selenium), high-purity S (sulfur), and high-purity for irradiating the surface of the substrate 1 installed in the vacuum container 11 with a molecular beam. Of Mg
A cell as a molecular beam source in which (magnesium) is stored, and 18 is a nitrogen for plasma doping method installed in a vacuum chamber 11 for irradiating the surface of the substrate 1 with a gas for p-type dopant simultaneously with the molecular beam. The cell 19 is a chlorine cell as a molecular beam source that stores high-purity ZnCl 2 for irradiating the surface of the substrate 1 with the molecular beam for the n-type dopant at the same time as the molecular beam.

【0026】以下、この装置を用いた上記半導体レーザ
の製造方法の一例を示す。尚、従来と異なる点は、p型
コンタクト層7がデルタドープ膜8を含有する点の作製
方法のみであるので、この点のみを詳細に述べる。
An example of a method of manufacturing the above semiconductor laser using this device will be described below. The only difference from the conventional method is the method of manufacturing the p-type contact layer 7 containing the delta-doped film 8. Therefore, only this point will be described in detail.

【0027】最初に、基板1としてGaAs半導体基板
を基板ホルダー13に装着した後、真空容器11内を好
ましくは10-9Torr程度の高真空になるまで排気す
る。
First, after mounting a GaAs semiconductor substrate as the substrate 1 on the substrate holder 13, the inside of the vacuum chamber 11 is evacuated to a high vacuum, preferably about 10 -9 Torr.

【0028】その後、基板1を結晶成長温度(基板温
度)260℃に保持した状態でセル14、15、16、
17を加熱して、これら各セルからそれぞれZnからな
る分子線、Seからなる分子線、Sからなる分子線、M
gからなる分子線を適宜出射すると共に、p型ドーパン
トとしては、窒素分子(N2)が内蔵されたガスボンベ
(図示せず)に連結された上記窒素セル18にて窒素分
子を高周波電力140Wの条件下でプラズマ化した窒素
プラズマガスを照射し、n型ドーパントとしては、塩素
セル19からのClからなる分子線を照射する。
After that, the cells 14, 15, 16 are heated with the substrate 1 kept at a crystal growth temperature (substrate temperature) of 260.degree.
17 is heated, and a molecular beam made of Zn, a molecular beam made of Se, a molecular beam made of S, M
A molecular beam composed of g is appropriately emitted, and the nitrogen molecules are connected to a gas cylinder (not shown) containing nitrogen molecules (N 2 ) as a p-type dopant, and the nitrogen molecules are supplied with high-frequency power of 140 W at high frequency power 140 W. A nitrogen plasma gas turned into plasma under the conditions is irradiated, and a molecular beam of Cl from the chlorine cell 19 is irradiated as the n-type dopant.

【0029】上記p型コンタクト層7のp型ZnSe結
晶膜7a、p型ZnSe結晶膜7bは、従来と同様に、
上記各セル14、15、18から、1.2×10-7To
rrのZnからなる分子線、1.8×10-7Torrの
Seからなる分子線、及び1×10-6Torrの窒素プ
ラズマガスを同時に照射して形成される。他方、窒素デ
ルタドープ膜8は、Seからなる分子線の照射を停止し
つつ、Znの蒸発を押さえるために1.2×10-7To
rrのZnからなる分子線を照射すると共に、1×10
-6Torrの窒素プラズマガスを照射して形成される。
The p-type ZnSe crystal film 7a and the p-type ZnSe crystal film 7b of the p-type contact layer 7 are formed in the same manner as in the conventional case.
From each of the cells 14, 15 and 18 above, 1.2 × 10 −7 To
It is formed by simultaneously irradiating a molecular beam of Zn of rr, a molecular beam of Se of 1.8 × 10 −7 Torr, and a nitrogen plasma gas of 1 × 10 −6 Torr. On the other hand, the nitrogen delta-doped film 8 is 1.2 × 10 −7 To in order to suppress the evaporation of Zn while stopping the irradiation of the molecular beam made of Se.
Irradiation with a molecular beam of Zn of rr and 1 × 10
It is formed by irradiating a nitrogen plasma gas of -6 Torr.

【0030】斯る装置における高濃度窒素デルタドープ
膜8の形成は、例えば容量−電圧特性の測定より確認で
きる。図3は一例としてSeの供給を停止しつつZn分
子線と窒素プラズマガスとを10分間照射して形成した
窒素デルタドープ膜8のアクセプタ濃度のプロファイル
である。
The formation of the high-concentration nitrogen delta-doped film 8 in such a device can be confirmed by, for example, measuring the capacitance-voltage characteristics. As an example, FIG. 3 is a profile of the acceptor concentration of the nitrogen delta-doped film 8 formed by irradiating the Zn molecular beam and the nitrogen plasma gas for 10 minutes while stopping the supply of Se.

【0031】この図3から、このように形成した窒素デ
ルタドープ膜8のアクセプタ濃度は1.2×1019cm
-3と高濃度に形成できることが判る。しかも、上記プロ
フィールが疑似ガウス分布近似であることから、この窒
素デルタドープ膜8の面密度が6×1012cm-2の高ア
クセプタ濃度であることが判る。
From FIG. 3, the acceptor concentration of the nitrogen delta-doped film 8 thus formed is 1.2 × 10 19 cm.
It can be seen that a high concentration of -3 can be formed. Moreover, since the above-mentioned profile approximates the pseudo-Gaussian distribution, it can be seen that the surface density of the nitrogen delta-doped film 8 is a high acceptor concentration of 6 × 10 12 cm -2 .

【0032】このことから、窒素のドープは膜厚が大き
い場合、アクセプタ濃度を1×10 18cm-3より大きく
することは困難であるが、膜厚が小さい場合には高アク
セプタ濃度にできることが判る。
From this fact, the nitrogen dope has a large film thickness.
If the acceptor concentration is 1 × 10 18cm-3Greater than
However, it is difficult to achieve high
It turns out that the septa concentration can be used.

【0033】このように、窒素のドープはドープ領域の
幅を小さくすることにより、高アクセプタ濃度にでき
る。ところで、上述では理想的には単原子層からなる窒
素デルタドープ膜を例に示したが、これより幅広の超薄
膜である高濃度窒素含有領域膜を用いることもできる。
Thus, nitrogen doping can be made to have a high acceptor concentration by reducing the width of the doped region. By the way, in the above description, the nitrogen delta-doped film which is ideally composed of a monoatomic layer is shown as an example, but a high concentration nitrogen-containing region film which is an ultrathin film wider than this can also be used.

【0034】図4は上記半導体レーザのコンタクト層7
の模式バンド構造図である。
FIG. 4 shows the contact layer 7 of the semiconductor laser.
3 is a schematic band structure diagram of FIG.

【0035】この図4から判るように、各高濃度窒素デ
ルタドープ膜8での価電子帯項は、ゼロバイアス時のフ
ェルミ準位より高く位置し、その結果、縮退する。
As can be seen from FIG. 4, the valence band term in each high-concentration nitrogen delta-doped film 8 is located higher than the Fermi level at zero bias, and as a result, degenerate.

【0036】この縮退により、p型側電極9に隣接する
高濃度窒素デルタドープ膜8で正孔が局在化するので、
この隣接するドープ膜8からp型側電極9とコンタクト
層7の間に生じる空乏層側に正孔が供給される。従っ
て、この空乏層の幅を小さくできる。
Due to this degeneracy, holes are localized in the high-concentration nitrogen delta-doped film 8 adjacent to the p-type side electrode 9,
Holes are supplied from the adjacent doped film 8 to the depletion layer side generated between the p-type side electrode 9 and the contact layer 7. Therefore, the width of the depletion layer can be reduced.

【0037】しかも、この構造に電界が印加(装置動
作)されると、p型側電極9とコンタクト層7の間に生
じる空乏層は高抵抗であるので、印加された電界が集中
し、この空乏層のエネルギーバンドが極端に曲がる。こ
れにより、p型側電極9に隣接する高濃度窒素デルタド
ープ膜8での上記局在化した正孔の波動関数がp型側電
極9にしみだすように変化する。この結果、電界印加に
よりp型側電極9からコンタクト層7側への正孔のトン
ネル確率(トンネル電流)が大きくなり、よって良好な
オーミック接触が得られる。
Moreover, when an electric field is applied (device operation) to this structure, the depletion layer generated between the p-type side electrode 9 and the contact layer 7 has a high resistance, so that the applied electric field is concentrated and this The energy band of the depletion layer bends extremely. As a result, the localized wave function of the holes in the high-concentration nitrogen delta-doped film 8 adjacent to the p-type side electrode 9 changes so as to exude to the p-type side electrode 9. As a result, the tunnel probability (tunnel current) of holes from the p-type side electrode 9 to the contact layer 7 side is increased by the application of the electric field, so that a good ohmic contact can be obtained.

【0038】加えて、上記p型側電極9に隣接する高濃
度窒素デルタドープ膜8の他、互いに所定距離離間する
複数の高濃度窒素デルタドープ膜8は、隣接する膜8の
正孔の波動関数が重なるように前記所定距離離間(好ま
しくは10nm以下)が設定されているので、装置抵抗
が小さくなる。しかも、空乏層の幅を小さくする効果が
ある。
In addition to the high-concentration nitrogen delta-doped film 8 adjacent to the p-type side electrode 9 and the plurality of high-concentration nitrogen delta-doped films 8 separated from each other by a predetermined distance, the wave function of holes of the adjacent films 8 is different. Since the predetermined distance (preferably 10 nm or less) is set so as to overlap, the device resistance becomes small. Moreover, it has an effect of reducing the width of the depletion layer.

【0039】図5は、上記p型側電極9に接触するp型
ZnSe結晶膜7bの層厚tと装置の特性接触抵抗の関
係を示す計算結果である。
FIG. 5 is a calculation result showing the relation between the layer thickness t of the p-type ZnSe crystal film 7b in contact with the p-type side electrode 9 and the characteristic contact resistance of the device.

【0040】この図5から、一般に接触抵抗は10-4Ω
cm2程度以下であるのが好ましいので、上記接触する
p型ZnSe結晶膜7bの好ましい膜厚は、p型側電極
9の材料などに依存するが、典型的には26Å以下がよ
い。
From FIG. 5, the contact resistance is generally 10 −4 Ω.
Since it is preferably about cm 2 or less, the preferable film thickness of the p-type ZnSe crystal film 7b in contact depends on the material of the p-type side electrode 9 and the like, but is typically 26 Å or less.

【0041】尚、上述では窒素のプラズマドーピング法
を用いたが、窒素のガスドーピング法でも同様にでき
る。
Although the nitrogen plasma doping method is used in the above description, the nitrogen gas doping method can also be used.

【0042】また、上述では、p型ZnSe結晶コンタ
クト層について述べたが、p型MgZnSSe結晶コン
タクト層やp型ZnSSeTe結晶コンタクト層等のZ
nとSeを主成分とするII−VI族化合物半導体からな
るp型半導体結晶コンタクト層についても同様にでき
る。
Although the p-type ZnSe crystal contact layer has been described above, the Z-type contact layer such as the p-type MgZnSSe crystal contact layer or the p-type ZnSSeTe crystal contact layer is used.
The same can be applied to the p-type semiconductor crystal contact layer made of a II-VI group compound semiconductor containing n and Se as main components.

【0043】また、p型コンタクト層は少なくともp型
側電極近傍にp型高濃度窒素含有領域膜を有すれば、良
オーミック接触にできるので、複数の高濃度窒素含有領
域膜を設けなくてもよい。
If the p-type contact layer has a p-type high-concentration nitrogen-containing region film at least in the vicinity of the p-type side electrode, good ohmic contact can be made. Therefore, it is not necessary to provide a plurality of high-concentration nitrogen-containing region films. Good.

【0044】加えて、上記一実施形態は半導体レーザに
ついて説明したが、発光ダイオードなど他の半導体装置
にも適宜用いることができる。
In addition, although the semiconductor laser has been described in the above embodiment, the semiconductor laser can be appropriately used for other semiconductor devices such as a light emitting diode.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明の半導体装置は、ZnとSeを含
むII−VI族化合物半導体からなるp型半導体層上にp
型側電極を備える半導体装置であって、前記p型半導体
層は、前記p型側電極側近傍に該p型半導体層よりアク
セプタ濃度が大きい窒素含有領域膜を有する。この窒素
含有領域膜はアクセプタ濃度を大きく容易に形成可能で
あり、またこの膜厚は高精度に制御する必要もないの
で、容易に且つ再現性よく製造が可能である。
The semiconductor device of the present invention has a p-type semiconductor layer made of a II-VI group compound semiconductor containing Zn and Se.
In the semiconductor device including the mold side electrode, the p-type semiconductor layer has a nitrogen-containing region film having an acceptor concentration higher than that of the p-type semiconductor layer in the vicinity of the p-type side electrode. This nitrogen-containing region film can be easily formed with a large acceptor concentration, and since it is not necessary to control this film thickness with high precision, it can be easily and reproducibly manufactured.

【0046】そして、アクセプタ濃度が大きい窒素含有
領域膜での価電子帯項は、0バイアス時のフェルミ準位
より高く位置し、縮退させることができる。
The valence band term in the nitrogen-containing region film having a high acceptor concentration is located higher than the Fermi level at 0 bias and can be degenerated.

【0047】この縮退により、窒素含有領域膜で正孔が
局在化するので、この窒素含有領域膜からp型側電極と
p型半導体層の間に生じる空乏層側に正孔が供給され
る。従って、この空乏層の幅を小さくできる。
Due to this degeneracy, holes are localized in the nitrogen-containing region film, so that holes are supplied from this nitrogen-containing region film to the depletion layer side generated between the p-type side electrode and the p-type semiconductor layer. . Therefore, the width of the depletion layer can be reduced.

【0048】しかも、この構造に電界が印加(装置動
作)されると、p型側電極とp型半導体層の間に生じる
空乏層は高抵抗であるので、印加された電界が集中し、
この空乏層のエネルギーバンドが極端に曲がり、これに
より、窒素含有領域膜での上記局在化した正孔の波動関
数がp型側電極にしみだすように変化する。この結果、
電界印加によりp型側電極からp型半導体層への正孔の
トンネル確率(トンネル電流)が大きくなり、よって良
好なオーミック接触が得られる。
Moreover, when an electric field is applied to this structure (device operation), the depletion layer generated between the p-type side electrode and the p-type semiconductor layer has a high resistance, so that the applied electric field is concentrated,
The energy band of the depletion layer is extremely bent, and the wave function of the localized hole in the nitrogen-containing region film is changed so as to exude to the p-type side electrode. As a result,
By applying an electric field, the tunnel probability (tunnel current) of holes from the p-type side electrode to the p-type semiconductor layer is increased, so that good ohmic contact can be obtained.

【0049】斯る構成では、p型半導体層と窒素含有領
域膜の格子定数は殆ど差がないので、これらは例えばG
aAs半導体基板やZnSe基板と良好に格子整合が可
能となる。この結果、p型半導体層と窒素含有領域膜は
良結晶性である。
In such a structure, there is almost no difference in lattice constant between the p-type semiconductor layer and the nitrogen-containing region film.
Good lattice matching with an aAs semiconductor substrate or a ZnSe substrate is possible. As a result, the p-type semiconductor layer and the nitrogen-containing region film have good crystallinity.

【0050】また、前記p型側電極と前記窒素含有領域
膜との距離が26Å以下である場合、接触抵抗が非常に
好ましい値になる。
Further, when the distance between the p-type side electrode and the nitrogen-containing region film is 26 Å or less, the contact resistance becomes a very preferable value.

【0051】更に、前記窒素含有領域膜が超薄膜である
場合、窒素を容易に高濃度にドープできるので、アクセ
プタ濃度を容易に高めることができる。特に、前記窒素
含有領域膜が窒素のデルタドープ膜である場合、より高
濃度にドープできるので、アクセプタ濃度を容易により
高めることができる。
Furthermore, when the nitrogen-containing region film is an ultra-thin film, nitrogen can be easily doped at a high concentration, so that the acceptor concentration can be easily increased. In particular, when the nitrogen-containing region film is a nitrogen delta-doped film, it can be doped at a higher concentration, so that the acceptor concentration can be easily increased.

【0052】また、前記p型半導体層は、前記p型側電
極側近傍の他に該p型半導体層よりアクセプタ濃度が大
きい窒素含有領域膜を有する場合、複数の窒素含有領域
膜は、隣接する領域膜の正孔の波動関数が重なるように
前記所定距離離間が設定できるので、装置抵抗を小さく
できる。
When the p-type semiconductor layer has a nitrogen-containing region film having an acceptor concentration higher than that of the p-type semiconductor layer in addition to the vicinity of the p-type side electrode side, the plurality of nitrogen-containing region films are adjacent to each other. Since the predetermined distance can be set so that the wave functions of the holes of the region film overlap, the device resistance can be reduced.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る半導体レーザの模式
断面構造図である。
FIG. 1 is a schematic sectional structural view of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記半導体レーザを製造するのに用いたMBE
装置を示す模式構造図である。
FIG. 2 shows an MBE used for manufacturing the semiconductor laser.
It is a schematic structure figure showing an apparatus.

【図3】窒素デルタドープ膜のアクセプタ濃度のプロフ
ァイルを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a profile of an acceptor concentration of a nitrogen delta-doped film.

【図4】上記半導体レーザのコンタクト層部分の模式バ
ンド構造図である。
FIG. 4 is a schematic band structure diagram of a contact layer portion of the semiconductor laser.

【図5】p型側電極とそれに隣接する高濃度窒素含有領
域膜との距離と特性接触抵抗の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a distance between a p-type side electrode and a high-concentration nitrogen-containing region film adjacent thereto and a characteristic contact resistance.

【符号の説明】 1 n型GaAs基板 7 p型コンタクト層(p型半導体層) 7a p型ZnSe層 7b p型ZnSe層 8 p型高濃度窒素デルタドープ膜(高濃度窒素含有
領域膜) 9 p型側電極
[Description of Reference Signs] 1 n-type GaAs substrate 7 p-type contact layer (p-type semiconductor layer) 7a p-type ZnSe layer 7b p-type ZnSe layer 8 p-type high-concentration nitrogen delta-doped film (high-concentration nitrogen-containing region film) 9 p-type Side electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ZnとSeを含むII−VI族化合物半導
体からなるp型半導体層上にp型側電極を備える半導体
装置であって、 前記p型半導体層は、前記p型側電極側近傍に該p型半
導体層よりアクセプタ濃度が大きい窒素含有領域膜を有
することを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a p-type side electrode on a p-type semiconductor layer made of a II-VI group compound semiconductor containing Zn and Se, wherein the p-type semiconductor layer is near the p-type side electrode. And a nitrogen-containing region film having an acceptor concentration higher than that of the p-type semiconductor layer.
【請求項2】 前記p型側電極と前記窒素含有領域膜と
の距離が26Å以下であることを特徴とする請求項1記
載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the distance between the p-type side electrode and the nitrogen-containing region film is 26 Å or less.
【請求項3】 前記p型半導体層は、前記p型側電極側
近傍の他に該p型半導体層よりアクセプタ濃度が大きい
窒素含有領域膜を有することを特徴とする請求項1又は
2記載の半導体装置。
3. The p-type semiconductor layer has a nitrogen-containing region film having an acceptor concentration higher than that of the p-type semiconductor layer, in addition to the vicinity of the p-type side electrode side. Semiconductor device.
【請求項4】 前記窒素含有領域膜は、超薄膜であるこ
とを特徴とする請求項1、2、又は3記載の半導体装
置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the nitrogen-containing region film is an ultrathin film.
【請求項5】 前記窒素含有領域膜は、窒素のデルタド
ープ膜であることを特徴とする請求項4記載の半導体装
置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the nitrogen-containing region film is a nitrogen delta-doped film.
【請求項6】 前記p型半導体層は、ZnSe、ZnS
Se、ZnSSeTe又はMgZnSSeからなること
を特徴とする請求項1、2、3、4、又は5記載の半導
体装置。
6. The p-type semiconductor layer is ZnSe or ZnS.
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is made of Se, ZnSSeTe, or MgZnSSe.
【請求項7】 前記p型半導体層は、GaAs基板上に
形成されていることを特徴とする請求項1、2、3、
4、5、又は6記載の半導体装置。
7. The p-type semiconductor layer is formed on a GaAs substrate.
The semiconductor device according to 4, 5, or 6.
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