JPH11204883A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH11204883A
JPH11204883A JP36137497A JP36137497A JPH11204883A JP H11204883 A JPH11204883 A JP H11204883A JP 36137497 A JP36137497 A JP 36137497A JP 36137497 A JP36137497 A JP 36137497A JP H11204883 A JPH11204883 A JP H11204883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
compound semiconductor
semiconductor layer
iii
particle beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP36137497A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomokimi Hino
智公 日野
Osamu Taniguchi
理 谷口
Satoru Ito
哲 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP36137497A priority Critical patent/JPH11204883A/ja
Publication of JPH11204883A publication Critical patent/JPH11204883A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Head (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層欠陥密度を低く素子寿命を長くすること
ができる半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 GaAs基板の上にGaAsよりなるI
II−V族バッファ層を介してZnSeよりなる第1の
II−VI族バッファ層を成長させる。第1のII−V
I族バッファ層を成長させる前に、III−V族バッフ
ァ層の表面をRHEED観察における(2×4)砒素安
定化面とし、亜鉛の粒子線を照射する。照射量は粒子線
強度Pと照射時間tとの積で8×10-4Torr・se
c以上、成長表面に到達する粒子の数fと照射時間tと
の積で3.5×1017cm-2以上とする。このとき、R
HEED観察における<110>方向の倍周期構造は4
×から1×に変化する。これにより、III−V族バッ
ファ層中に存在する積層欠陥の密度は5×103 cm-2
以下となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、III−V族化合
物半導体層の上にII−VI族化合物半導体層を成長さ
せた半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ディスクや光磁気ディスクにお
いては記録・再生の高密度化または高解像度化の要求が
高まっており、それを実現する手段として緑色ないしは
青色で発光可能な半導体発光素子の研究が活発に行われ
ている。
【0003】このように緑色ないしは青色で発光可能な
半導体素子を構成する材料としては、II族元素の亜鉛
(Zn),マグネシウム(Mg),マンガン(Mn),
ベリリウム(Be),カドミウム(Cd),水銀(H
g)のうち少なくとも1種とVI族元素の酸素(O),
硫黄(S),セレン(Se),テルル(Te)のうち少
なくとも1種とから成るII−VI族化合物半導体が有
望である。
【0004】特に、ZnMgSSe混晶は、ガリウム
(Ga)と砒素(As)とからなるGaAs混晶基板上
への結晶成長が可能であり、青色半導体レーザなどの半
導体素子を作製する際のガイド層やクラッド層に適して
いることが知られている(例えば、Electron.Lett.28(1
992)p1798, Electron.Lett.,29,pp.1488(1993), Appl.P
hys.Lett.,66 pp.656(1995) )。
【0005】そこで、従来は、分子線エピタキシー(Mo
lecular Beam Epitaxy;MBE)法などにより、GaA
sなどのIII−V族化合物半導体よりなる基板の上に
II−VI族化合物半導体の層を積層してII−VI族
化合物半導体発光素子を製造していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
II−VI族化合物半導体発光素子は、III−V族化
合物半導体とII−VI族化合物半導体との界面付近に
起源を持つ積層欠陥が多数存在していた。この積層欠陥
の端を閉じている部分転位は、電流注入により活性層内
で分解し、活性層内に非発光再結合中心を増殖する原因
となっている。それにより、この半導体発光素子は時間
の経過と共に発光効率が減少してしまい、それが素子の
寿命を制限する一因であると考えられている(Guha et
al. Appl.Phys.Lett.63 p.3107(1993)参照)。よって、
素子の長寿命化を実現するには、II−VI族化合物半
導体層中に存在する積層欠陥密度を低減しなければなら
ないという問題があった。
【0007】なお、現在までに様々な研究機関によって
この積層欠陥密度を低減させる研究がなされてきたが、
その最低積層欠陥密度は5×103 cm-2もしくはそれ
以上の値であり、定常的に5×103 cm-2以下まで積
層欠陥密度を減少させることができる技術は確立されて
いない(例えば、L.H.Kuo et al. Appl.Lett 69 p.1408
(1996),平成8年春季 応用物理学関係連合講演会 講
演予稿集(27p-ZD-1,2,3,4,5,))。
【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、積層欠陥密度を低くして素子寿命を
長く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。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、ガリウム,アルミニウム,ホウ素および
インジウムからなる群のうちの少なくとも1種のIII
族元素と、窒素,燐,砒素,アンチモン,ビスマスから
なる群のうちの少なくとも1種のV族元素とを含むII
I−V族化合物半導体層の上に、亜鉛,マグネシウム,
マンガン,ベリリウム,カドミウムおよび水銀からなる
群のうちの少なくとも1種のII族元素と、酸素,硫
黄,セレンおよびテルルからなる群のうちの少なくとも
1種のVI族元素とを含むII−VI族化合物半導体層
を少なくとも1層成長させてなるものであって、II−
VI族化合物半導体層を成長させる前に、III−V族
化合物半導体層の上に、亜鉛,マグネシウム,マンガ
ン,ベリリウム,カドミウムおよび水銀からなる群のう
ちの少なくとも1種のII族元素の粒子線を照射すると
共に、その照射量を8×10-4Torr・sec以上と
するものである。
【0010】本発明による他の半導体装置の製造方法
は、ガリウム,アルミニウム,ホウ素およびインジウム
からなる群のうちの少なくとも1種のIII族元素と、
窒素,燐,砒素,アンチモン,ビスマスからなる群のう
ちの少なくとも1種のV族元素とを含むIII−V族化
合物半導体層の上に、亜鉛,マグネシウム,マンガン,
ベリリウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの
少なくとも1種のII族元素と、酸素,硫黄,セレンお
よびテルルからなる群のうちの少なくとも1種のVI族
元素とを含むII−VI族化合物半導体層を少なくとも
1層成長させてなるものであって、II−VI族化合物
半導体層を成長させる前に、III−V族化合物半導体
層の上に、亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリリウ
ム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少なくと
も1種のII族元素の粒子線を照射すると共に、その照
射量を成長表面に到達した粒子の数で3.5×1017
-2以上とするものである。
【0011】本発明による更に他の半導体装置の製造方
法は、III族元素としてガリウム,アルミニウム,ホ
ウ素およびインジウムからなる群のうちの少なくとも1
種と、V族元素として窒素,燐,砒素,アンチモン,ビ
スマスからなる群のうちの少なくとも砒素とを含むII
I−V族化合物半導体層の上に、亜鉛,マグネシウム,
マンガン,ベリリウム,カドミウムおよび水銀からなる
群のうちの少なくとも1種のII族元素と、酸素,硫
黄,セレンおよびテルルからなる群のうちの少なくとも
1種のVI族元素とを含むII−VI族化合物半導体層
を少なくとも1層成長させてなるものであって、II−
VI族化合物半導体層を成長させる前に、温度を調節す
ることによりIII−V族化合物半導体層の表面をRH
EED観察における(2×4)砒素安定化面とし、次い
で、RHEED観察における<110>方向の倍周期構
造が少なくとも4×から1×に変化するまで亜鉛,マグ
ネシウム,マンガン,ベリリウム,カドミウムおよび水
銀からなる群のうちの少なくとも1種のII族元素の粒
子線を照射するものである。
【0012】本発明による更に他の半導体装置の製造方
法は、III族元素としてガリウム,アルミニウム,ホ
ウ素およびインジウムからなる群のうちの少なくとも1
種と、V族元素として窒素,燐,砒素,アンチモン,ビ
スマスからなる群のうちの少なくとも燐とを含むIII
−V族化合物半導体層の上に、亜鉛,マグネシウム,ベ
リリウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少
なくとも1種のII族元素と、酸素,硫黄,セレンおよ
びテルルからなる群のうちの少なくとも1種のVI族元
素とを含むII−VI族化合物半導体層を少なくとも1
層成長させてなるものであって、II−VI族化合物半
導体層を成長させる前に、温度を調節することによりI
II−V族化合物半導体層の表面をRHEED観察にお
ける(2×2)燐安定化面もしくは(2×4)燐安定化
面とし、次いで、RHEED観察における<110>方
向の倍周期構造が少なくとも2×から1×もしくは4×
から1×に変化するまで亜鉛,マグネシウム,マンガ
ン,ベリリウム,カドミウムおよび水銀からなる群のう
ちの少なくとも1種のII族元素の粒子線を照射するも
のである。
【0013】本発明による半導体装置の製造方法では、
まず、III−V族化合物半導体層の上に、亜鉛,マグ
ネシウム,マンガン,ベリリウム,カドミウムおよび水
銀からなる群のうちの少なくとも1種のII族元素の粒
子線を照射する。その照射量は、8×10-4Torr・
sec以上である。次いで、II−VI族化合物半導体
層を成長させる。
【0014】本発明による他の半導体装置の製造方法で
は、まず、III−V族化合物半導体層の上に、亜鉛,
マグネシウム,マンガン,ベリリウム,カドミウムおよ
び水銀からなる群のうちの少なくとも1種のII族元素
の粒子線を照射する。その照射量は、成長表面に到達し
た粒子の数で3.5×1017cm-2以上である。次い
で、II−VI族化合物半導体層を成長させる。
【0015】本発明による更に他の半導体装置の製造方
法では、まず、温度を調節してIII−V族化合物半導
体層の表面をRHEED観察における(2×4)砒素安
定化面とする。次いで、RHEED観察における<11
0>方向の倍周期構造が少なくとも4×から1×に変化
するまで亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリリウム,
カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少なくとも1
種のII族元素の粒子線を照射する。そののち、II−
VI族化合物半導体層を成長させる。
【0016】本発明による更に他の半導体装置の製造方
法では、まず、温度を調節してIII−V族化合物半導
体層の表面をRHEED観察における(2×2)燐安定
化面もしくは(2×4)燐安定化面とする。次いで、R
HEED観察における<110>方向の倍周期構造が少
なくとも2×から1×もしくは4×から1×に変化する
まで亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリリウム,カド
ミウムおよび水銀からなる群のうちの少なくとも1種の
II族元素の粒子線を照射する。そののち、II−VI
族化合物半導体層を成長させる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の
形態においては、半導体装置として図1に示した半導体
発光素子を製造する場合について説明する。
【0018】なお、この半導体発光素子は、基板1の上
にIII−V族化合物半導体層としてIII−V族バッ
ファ層2を積層し、その上にII−VI族化合物半導体
層として第1のII−VI族バッファ層3A,第2のI
I−VI族バッファ層3B,第1のクラッド層4,第1
のガイド層5,活性層6,第2のガイド層7,第2のク
ラッド層8,第1の半導体層9,第2の半導体層10,
超格子半導体層11およびコンタクト層12を順次積層
したものである。
【0019】図2は本実施の形態に係る半導体発光素子
の製造方法に用いるMBE結晶成長装置の構成を表すも
のである。このMBE結晶成長装置は、真空蒸着装置の
一種であり、図示しない超高真空排気装置に接続された
2つの成長室20,30を備えている。この2つの成長
室20,30は、真空搬送室41および基板導入室42
それぞれに対して3つのゲートバルブ43を介して接続
されている。これらゲートバルブ43は、搬送中におい
てそれぞれの成長室での残留分子線(粒子線)により基
板表面が汚染されないように、また、搬送室を高真空に
保つことができるように設けられている。
【0020】一方の成長室20は、III−V族化合物
半導体を成長させるものであり、内部には基板1を保持
するための基板ホルダ21が配設されている。この基板
ホルダ21は、図示しないヒータによって加熱すること
ができるようになっている。成長室20には、また、基
板1に対向するように複数の粒子線源セル22(例えば
クヌーゼンセル(Kセル))が配設されている。各粒子
線源セル22の内部には、III族元素,V族元素およ
びn型不純物に応じた原料がそれぞれ個々に充填されて
いる。例えば、III族元素としてはガリウム(Ga)
やアルミニウム(Al)など、V族元素としては砒素
(As)や燐(P)など、n型不純物としてはケイ素
(Si)などがそれぞれ個々に充填されている。
【0021】各粒子線源セル22の照射口近傍にはシャ
ッター23がそれぞれ配設されている。各シャッター2
3には図示しない制御装置がそれぞれ接続されており、
各シャッター23の開閉を制御できるようになってい
る。
【0022】成長室20には、更に、高速電子銃24と
これに対応するスクリーン25が配設されている。すな
わち高速電子銃24から基板1に向かって浅い角度で
(例えば1度)高速電子線を出射し、基板1の表面で回
折された高速電子線回折(RHEED;Reflection Hig
h Energy Electron Diffraction )像をスクリーン25
の上に映し出すことにより、基板1の表面状態を観察す
ることができるようになっている。ここでは、表面再配
列構造観測をすることができるものを用いている。
【0023】成長室30は、II−VI族化合物半導体
を成長させるものであり、内部には、成長室20と同様
に、基板ホルダ31とこれに対向して複数の粒子線源セ
ル32が配設されている。各粒子線源セル32の内部に
は、II族元素,VI族元素およびn型不純物に応じた
原料がそれぞれ個々に充填されている。例えば、II族
元素としては亜鉛(Zn),マグネシウム(Mg),カ
ドミウム(Cd),水銀(Hg)またはベリリウム(B
e)など、VI族元素としてはセレン(Se),硫化亜
鉛(ZnS)またはテルル(Te)など、n型不純物と
しては塩化亜鉛(ZnCl2 )などがそれぞれ個々に充
填されている。各粒子線源セル32の照射口近傍には、
成長室20と同様に、各シャッター33がそれぞれ配設
されている。
【0024】成長室30には、また、p型不純物として
窒素(N)を添加できるように、窒素をプラズマ化して
基板1に向かって照射するプラズマ発生室34が配設さ
れている。このプラズマ発生室34は、例えばECR
(Electron Cyclotron Resonance)セルにより構成され
ている。このECRセルは、磁石34aによって囲まれ
たセル内にマイクロ波端子34bによりマイクロ波を供
給すると共にガス導入管34cにより窒素ガスを供給し
て窒素をプラズマ化し、プラズマ導出口34dから照射
するようになっている。プラズマ導出口34dの近傍に
は、粒子線源セル32と同様に、図示しない制御装置に
接続されたシャッター33が配設されている。なお、こ
のプラズマ発生室は、図示しないがRF(Radio Freque
ncy )セルにより構成するようにしてもよい。
【0025】成長室30には、更に、成長室20と同様
に、高速電子銃35とこれに対応するスクリーン36が
配設されている。すなわち高速電子銃35から基板1に
向かって高速電子線を出射し、基板1の表面で回折され
たRHEED像をスクリーン36の上に映し出すことに
より、基板1の表面状態を観察することができるように
なっている。ここでは、表面再配列構造観測をすること
ができるものを用いている。
【0026】ここでは、このようなMBE結晶成長装置
を用い、まず、例えば、厚さが350nmのn型不純物
としてケイ素を添加したn型GaAsよりなる基板1を
用意する。次いで、この基板1を成長室20の基板ホル
ダ21に取り付け、基板1を約580℃に加熱して基板
1の表面酸化膜を除去する。次いで、各粒子線を供給し
て、例えばケイ素を添加したn型GaAsよりなるII
I−V族バッファ層2を10nm以上(好ましくは20
0nm以上)成長させる。これは、基板1の表面を平坦
化することにより、この上に成長させるII−VI族化
合物半導体層中における積層欠陥の密度を低減するため
である。
【0027】ちなみに、この積層欠陥というのは、II
I−V族化合物半導体層とII−VI族化合物半導体層
との界面(ここではIII−V族バッファ層2と第1の
II−VI族バッファ層3Aとの界面)近傍に起源を持
つものであり、特に、第1のII−VI族バッファ層3
A中における密度が重要となる。
【0028】III−V族バッファ層2を成長させたの
ち、例えば、砒素雰囲気中あるいは砒素の粒子線を照射
しつつ基板1の温度を400℃以下として、RHEED
観察におけるIII−V族バッファ層2の表面再配列構
造をc(4×4)砒素過剰面の状態とする。そののち、
真空搬送室41を用いて基板1を成長室30に移送す
る。ここにおいて、III−V族バッファ層2の表面再
配列構造をc(4×4)砒素過剰面の状態として移送す
るのは、砒素を過剰な状態とすることにより不純物の付
着を防止すると共に、成長室30に移送してから過剰な
砒素を脱離させることによりII−VI族化合物半導体
層を成長させるのに最適な面を形成するためである。ち
なみに、真空搬送室41および基板導入室42の真空度
は、少なくとも1×10-9Torr以下とすることが好
ましい。
【0029】成長室30に移送した基板1は基板ホルダ
31に取り付け、II−VI族化合物半導体層を成長さ
せるに先立って、RHEED観察におけるIII−V族
バッファ層2の表面再配列構造がc(4×4)砒素過剰
面から(2×4)砒素安定面に遷移する温度以上(例え
ば460℃以上)に基板1を加熱し、III−V族バッ
ファ層2の表面再配列構造を(2×4)砒素安定面とす
る。そののち、基板1の温度をII−VI族化合物半導
体層を成長させるための温度(例えば280℃)まで冷
却する。
【0030】ここで、II−VI族化合物半導体層を成
長させるに先立ち、RHEED観察におけるIII−V
族バッファ層2の表面再配列構造を(2×4)砒素安定
面とするのは、c(4×4)砒素過剰面よりも(2×
4)砒素安定面の方が積層欠陥の密度を低減することが
できるからである。図3にII−VI族化合物半導体層
をc(4×4)砒素過剰面の上に成長させた場合の積層
欠陥の密度と、(2×4)砒素安定面の上に成長させた
場合の積層欠陥の密度を比較して示す。このように、
(2×4)砒素安定面の上に成長させた方が積層欠陥の
密度を低減できることが分かる。
【0031】なお、上述では、III−V族バッファ層
2の表面再配列構造をc(4×4)砒素過剰面の状態と
したのち基板1を成長室30に移送して(2×4)砒素
安定面とするようにしたが、成長室30に移送する前に
基板1を基板導入室42に導入し、基板1を(2×4)
砒素安定面に遷移する温度以上(例えば460℃以上)
に加熱して(2×4)砒素安定面とするようにしてもよ
い。また、c(4×4)砒素過剰面の状態としたのちそ
のまま成長室20内において、例えば砒素の粒子線を照
射せず基板1を(2×4)砒素安定面に遷移する温度以
上に加熱して(2×4)砒素安定面とするようにしても
よい。
【0032】このように、III−V族バッファ層2の
表面再配列構造を(2×4)砒素安定面として適宜な温
度まで冷却したのち、基板1の温度をそのまま(例えば
280℃に)保持しつつ、II−VI族化合物半導体層
を成長させるに先立って、II族元素である亜鉛の粒子
線を8×10-4Torr・sec以上、より好ましくは
8.5×10-4Torr・sec以上、更に好ましくは
1.1×10-3Torr・sec以上の照射量で照射す
る。なお、この照射量は、粒子線強度P(Torr)と
照射時間t(sec)との積P×t(Torr・se
c)で表したものである。ここにおいては、例えば、粒
子線強度Pを1.6×10-6Torrとし9分以上照射
する。
【0033】また、この照射量は、成長表面に到達した
亜鉛の粒子数で表現すると、3.5×1017cm-2
上、より好ましくは4.0×1017cm-2以上、更に好
ましくは4.5×1017cm-2以上となる。これは、成
長表面に単位時間,単位面積当たり到達する粒子の数f
(cm-2sec-1)と照射時間t(sec)との積f×
t(cm-2)で表したものである。ここでは、例えば、
成長表面に到達する粒子数を7.09×1014cm-2
ec-1として9分以上照射することになる。
【0034】ここで、図4に亜鉛の照射量P×tとII
−VI族化合物半導体層における積層欠陥の密度との関
係を示す。図4から分かるように、亜鉛の照射量P×t
を8×10-4Torr・sec以上とすることにより積
層欠陥の密度を5×103 cm-2以下に、亜鉛の照射量
P×tを8.5×10-4Torr・sec以上とするこ
とにより積層欠陥の密度を3×103 cm-2以下に、亜
鉛の照射量P×tを1.1×10-3Torr・sec以
上とすることにより積層欠陥の密度を4×102 cm-2
以下に低減できことが分かる。
【0035】また、図5に亜鉛の照射量f×tとII−
VI族化合物半導体層における積層欠陥の密度との関係
を示す。図5から分かるように、亜鉛の照射量f×tを
3.5×1017cm-2以上とすることにより積層欠陥の
密度を5×103 cm-2以下に、亜鉛の照射量f×tを
4.0×1017cm-2以上とすることにより積層欠陥の
密度を3×103 cm-2以下に、亜鉛の照射量f×tを
4.5×1017cm-2以上とすることにより積層欠陥の
密度を4×102 cm-2以下に低減できことが分かる。
【0036】なお、積層欠陥の密度を5×103 cm-2
以下とすれば、1個の素子における積層欠陥の影響を十
分に排除することができ、3×103 cm-2以下とすれ
ば積層欠陥の影響を更に排除することができ、4×10
2 cm-2以下とすれば積層欠陥の影響をほとんど排除す
ることができる。ちなみに、図6に積層欠陥の密度と半
導体発光素子の寿命との関係を示す(この図はS.Tanigu
chi, T.Hino, S.Itoh,K.Nakano, A.Ishibashi, and M.I
keda; Electronics Letters 32 p.522-553(1996) から
引用する)。このように、この半導体発光素子では、積
層欠陥の密度を5×103 cm-2以下とすれば、100
時間以上に寿命を延長することができることが分かる。
【0037】また、このように亜鉛の粒子線を8×10
-4Torr・sec以上または3.5×1017cm-2
上の照射量で照射すると、RHEED観察におけるII
I−V族バッファ層2の表面再配列構造が図7に示した
ように変化する。すなわち、電子線を入射した時に観察
することができる<110>方向の倍周期構造が4×か
ら1×に変化する。また、<1−10>方向の倍周期構
造が2×から1×に変化する。ここで、<1−10>と
いうのは、本来は外字1に示したように数字の上にオー
バーラインを引いて表すものであるが、明細書中におい
ては数字の前に“−”を付けて表す。
【0038】
【外1】
【0039】なお、図8に、亜鉛の粒子線の照射時間を
<110>方向の倍周期構造が4×から1×に変化する
までに要する時間を基準として表したものとII−VI
族化合物半導体層における積層欠陥の密度との関係を示
す。このように、亜鉛の粒子線の照射時間を<110>
方向の倍周期構造が4×から1×に変化するまでに要す
る時間の1.5倍以上とすることにより、積層欠陥の密
度を5×103 cm-2以下に、また1.6倍以上とする
ことにより3×103 cm-2以下に、更に2.1倍以上
とすることにより4×102 cm-2以下に低減できるこ
とが分かる。
【0040】ちなみに、ここでは亜鉛の粒子線量は変化
させずに照射時間のみを変化させている。よって、図8
は、亜鉛の粒子線の照射量を<110>方向の倍周期構
造が4×から1×に変化するまでに要する照射量の1.
5倍以上とすれば、積層欠陥の密度を5×103 cm-2
以下に低減することができることを表している。すなわ
ち、亜鉛の粒子線の照射量は、粒子線強度P(Tor
r)と照射時間t(sec)との積P×t(Torr・
sec)、または成長表面に単位時間,単位面積当たり
到達する粒子の数f(cm-2sec-1)と照射時間t
(sec)との積f×t(cm-2)で表すこともできる
が、<110>方向の倍周期構造が4×から1×に変化
するまでに要する照射量(照射時間)との比で表すこと
もできる。
【0041】このように、亜鉛の粒子線を適当量照射し
たのち、III−V族バッファ層2の上に、各粒子線を
供給して各II−VI族化合物半導体層を成長させる。
すなわち、まず、例えばn型不純物として塩素を添加し
たn型ZnSeよりなる第1のII−VI族バッファ層
3Aを20nm成長させる。不純物濃度は、例えば1×
1018cm-3とする。
【0042】このとき、第1のII−VI族バッファ層
3AのうちIII−V族バッファ層2側の一部を成長さ
せる際には、II族元素である亜鉛の粒子線とVI族元
素であるセレンの粒子線とを交互に少なくとも1回づつ
照射する。すなわち、第1のII−VI族バッファ層3
Aは、最初に亜鉛とセレンの粒子線を交互に少なくとも
1回づつ照射したのち、それらを同時に照射して成長さ
せる。このように亜鉛とセレンの粒子線を交互に少なく
とも1回づつ照射するのは、III−V族バッファ層2
と第1のII−VI族バッファ層3Aとの界面の平坦性
を高めることにより積層欠陥の密度を低減させるためで
ある。
【0043】なお、亜鉛とセレンの粒子線を交互に照射
するのではなく、亜鉛の粒子線を照射しつつセレンの粒
子線を間欠的に少なくとも1回照射することにより、第
1のII−VI族バッファ層3AのうちIII−V族バ
ッファ層2側の一部を成長させてもよい。すなわち、第
1のII−VI族バッファ層3Aは、最初に亜鉛の粒子
線を照射しつつセレンの粒子線を間欠的に少なくとも1
回照射したのち、それらを同時に照射して成長させても
よい。
【0044】また、第1のII−VI族バッファ層3A
を成長させる際には、亜鉛の粒子線量に対するセレンの
粒子線量の比(Se/Zn)を粒子線強度P(Tor
r)の比で0.91以上1.39以下とすることが好ま
しく、より好ましくは0.92以上1.35以下であ
り、更に好ましくは0.95以上1.20以下である。
なお、成長表面に単位時間,単位面積当たり到達する粒
子の数f(cm-2sec−1)の比では、0.64以上
0.98以下とすることが好ましく、より好ましくは
0.65以上0.96以下であり、更に好ましくは0.
67以上0.85以下である。
【0045】図9および図10に亜鉛とセレンの粒子線
量の比(Se/Zn)とII−VI族化合物半導体層に
おける積層欠陥密度との関係を示す。なお図9は亜鉛と
セレンの粒子線量を粒子線強度P(Torr)で計算し
たものであり、図10は亜鉛とセレンの粒子線量を成長
表面に単位時間,単位面積当たり到達する粒子の数f
(cm−2sec-1)で計算したものである。
【0046】図9に示したように、粒子線強度P(To
rr)の比では、亜鉛に対するセレンの粒子線量の比を
0.91以上1.39以下とすることにより積層欠陥の
密度を5×103 cm-2以下に、0.92以上1.35
以下とすることにより積層欠陥の密度を3×103 cm
-2以下に、0.95以上1.20以下とすることにより
積層欠陥の密度を4×102 cm-2以下に低減できるこ
とが分かる。
【0047】また、図10に示したように、成長表面に
単位時間,単位面積当たり到達する粒子の数f(cm-2
sec-1)の比では、亜鉛に対するセレンの粒子線量の
比を0.64以上0.98以下とすることにより積層欠
陥の密度を5×103 cm-2以下に、0.65以上0.
96以下とすることにより積層欠陥の密度を3×103
cm-2以下に、0.67以上0.85以下とすることに
より積層欠陥の密度を4×102 cm-2以下に低減でき
ることが分かる。
【0048】ちなみに、各粒子線量を粒子線強度P(T
orr)で求める場合には、各MBE結晶成長装置にお
ける粒子線源セル32の位置やフラックスモニタなどの
設置位置やその時の基板温度などにより異なってくる。
よって、ここでいう亜鉛に対するセレンの粒子線量の比
が0.91以上1.39以下の領域あるいは0.92以
上1.35以下の領域あるいは0.95以上1.20以
下の領域というのは、図11に示したように、亜鉛とセ
レンの粒子線量の比の変化に対してZnSeの成長速度
が飽和する点を含む領域、あるいはRHEED観察にお
いてc(2×2)と(2×1)が混在する点を含む領域
を意味している。
【0049】次いで、第1のII−VI族バッファ層3
Aの上に、例えばn型不純物として塩素を添加したn型
ZnSSeよりなる第2のII−VI族バッファ層3B
を200nm,n型不純物として塩素を添加したn型Z
nMgSSe混晶よりなる第1のクラッド層4を1μm
順次成長させる。この時、ZnMgSSe混晶の組成
は、例えば、基板1に格子整合するように(すなわち格
子定数がGaAsと一致するように)モル%でII族元
素における亜鉛が88%,マグネシウムが12%、VI
族元素におけるイオウが16%,セレンが84%とす
る。
【0050】続いて、第1のクラッド層4の上に、例え
ばZnSSe混晶よりなる第1のガイド層5を100n
m成長させる。この時、ZnSSe混晶の組成は、例え
ば、モル%でVI族元素における硫黄が6%,セレンが
94%とする。第1のガイド層5を成長させたのち、そ
の上に、例えばZnCdSe混晶よりなる単一量子井戸
構造を有する活性層6を6nm成長させる。この時、Z
nCdSe混晶の組成は、例えば、モル%でII族元素
における亜鉛が80%,カドミウムが20%とする。活
性層6を成長させたのち、その上に、例えば第1のガイ
ド層5と同様のZnSSe混晶よりなる第2のガイド層
7を100nm,p型不純物として窒素を添加した第1
のクラッド層4と同様のp型ZnMgSSe混晶よりな
る第2のクラッド層8を1μm順次成長させる。そのの
ち、第2のクラッド層8の上に、例えばp型不純物とし
て窒素を添加したp型ZnSSe混晶よりなる第1の半
導体層9を1μm,p型不純物として窒素を添加したp
型ZnSeよりなる第2の半導体層10を100nm,
p型不純物として窒素を添加したp型ZnTeとp型不
純物として窒素を添加したp型ZnSeとよりなる超格
子半導体層11およびp型不純物として窒素を添加した
p型ZnTeよりなるコンタクト層12を順次積層す
る。
【0051】このように、各III−V族化合物半導体
層を成長させたのち、コンタクト層12の上にレジスト
を塗布しフォトリソグラフィによって帯状のマスクパタ
ーン(図示せず)を形成したのち、このマスクパターン
をマスクとしてウエットエッチングまたはドライエッチ
ングを行いコンタクト層12および超格子半導体層11
を選択的に除去して帯状とする。そののち、コンタクト
層12および超格子半導体層11が選択的に除去された
第2の半導体層10の上に絶縁層を蒸着させ、マスクパ
ターンをこのマスクパターンの上に形成された絶縁層と
共に除去し(リフトオフ)絶縁層13を形成する。
【0052】更に、この絶縁層13およびコンタクト層
12の上にパラジウム,白金,金を順次蒸着し、p側電
極14を形成する。また、基板1の裏面にインジウムを
蒸着しn側電極15を形成する。これにより、図1に示
した構成を有する半導体発光素子が形成される。
【0053】このように本実施の形態に係る半導体発光
素子の製造方法によれば、II−VI族化合物半導体層
を成長させる前に、8×10-4Torr・ssec以上
あるいは3.5×1017cm-2以上の照射量でII族元
素の亜鉛の粒子線を照射するようにしたので、II−V
I族化合物半導体層中における積層欠陥の密度を5×1
3 cm-2以下に低減することができる。よって、電流
を注入したときの活性層6内における非発光再結合中心
の増殖を減少させることができる。従って、時間の経過
に伴う発光効率の減少を防止でき、素子の寿命を延長す
ることができる。
【0054】更に、II−VI族化合物半導体層を成長
させる前に、III−V族バッファ層2の表面をRHE
ED観察における(2×4)砒素安定化面としたのち、
亜鉛の粒子線を照射するようにしたので、II−VI族
化合物半導体層中における積層欠陥の密度を更に低減す
ることができる。
【0055】加えて、II−VI族化合物半導体層を成
長させる前に、III−V族バッファ層2の表面をRH
EED観察における(2×4)砒素安定化面としたの
ち、RHEED観察における<110>方向の倍周期構
造が少なくとも4×から1×に変化するまで亜鉛の粒子
線を照射するようにしたので、上記と同様にII−VI
族化合物半導体層中における積層欠陥の密度を低減する
ことができる。
【0056】更にまた、亜鉛の粒子線をRHEED観察
における<110>方向の倍周期構造が少なくとも4×
から1×に変化するまでに要する照射量の1.5倍以上
の照射量で照射するようにしたので、上記と同様に、I
I−VI族化合物半導体層中における積層欠陥の密度を
5×103 cm-2以下に低減することができる。
【0057】加えてまた、GaAsよりなる基板1の上
にGaAsよりなるIII−V族バッファ層2をMBE
法により成長させたので、基板1の表面を平坦化するこ
とができ、II−VI族化合物半導体層中における積層
欠陥の密度を更に低減することができる。
【0058】更にまた、第1のII−VI族バッファ層
3AのうちIII−V族バッファ層2側の一部を、亜鉛
の粒子線とセレンの粒子線とを交互に少なくとも1回づ
つ照射することにより、または亜鉛の粒子線を照射しつ
つセレンの粒子線を間欠的に少なくとも1回照射するこ
とにより成長させるようにしたので、III−V族バッ
ファ層2と第1のII−VI族バッファ層3Aとの界面
における平坦性を高めることができ、II−VI族化合
物半導体層中における積層欠陥の密度を更に低減するこ
とができる。
【0059】加えてまた、亜鉛に対するセレンの粒子線
量の比(Se/Zn)を、粒子線強度P(Torr)の
比で0.91以上1.39以下、成長表面に単位時間,
単位面積当たり到達する粒子の数f(cm-2sec-1
の比で0.64以上0.98以下として第1のII−V
I族バッファ層3Aを成長させるようにしたので、積層
欠陥の密度を5×103 cm-2以下に低減することがで
きる。
【0060】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
においては、GaAsよりなる基板1の上にGaAsよ
りなるIII−V族バッファ層2を成長させる場合につ
いてのみ説明したが、本発明は、他のIII−V族化合
物半導体(すなわち、ガリウム,アルミニウム,ホウ素
およびインジウムからなる群のうちの少なくとも1種の
III族元素と、窒素,燐,砒素,アンチモン,ビスマ
スからなる群のうちの少なくとも1種のV族元素とを含
むIII−V族化合物半導体)によって基板およびII
I−V族バッファ層を構成する場合についても広く適用
することができる。この場合、基板とIII−V族バッ
ファ層の組成は同一でもよく、異なっていてもよい。基
板の上に複数のIII−V族バッファ層を成長させる場
合などは、基板とIII−V族バッファ層の組成は異な
ったものとなることが多い。
【0061】なお、III−V族バッファ層をGaIn
P,GaPまたはInPにより構成する場合には、II
−VI族化合物半導体層を成長させる前に、その表面を
RHEED観察における(2×2)燐安定化面もしくは
(2×4)燐安定化面とすれば、上記実施の形態と同様
に、積層欠陥の密度を低減することができる。また、I
I−VI族化合物半導体層を成長させる前に照射するI
I族元素の粒子線の照射量は、上記実施の形態と同様
に、8×10-4Torr・sec以上あるいは3.5×
1017cm-2以上とすれば積層欠陥の密度を5×103
cm-2以下とすることができる。このとき、RHEED
観察における<110>方向の倍周期構造は2×から1
×もしくは4×から1×に変化する。なお、II族元素
の粒子線の照射量は、RHEED観察における<110
>方向の倍周期構造が2×から1×もしくは4×から1
×に変化するまでに要する照射量の1.5倍以上として
もよい。
【0062】また、上記実施の形態においては、各II
−VI族化合物半導体層を構成する材料の組成について
1つの具体的な例を挙げて説明したが、本発明は、他の
II−VI族化合物半導体(すなわち、亜鉛,マグネシ
ウム,カドミウム,水銀およびベリリウムからなる群よ
り選ばれた少なくとも1種のII族元素と、酸素,セレ
ン,硫黄およびテルルからなる群より選ばれた少なくと
も1種のVI族元素とを含むII−VI族化合物半導
体)によって各II−VI族化合物半導体層をそれぞれ
構成した場合について広く適用することができる。
【0063】更に、上記実施の形態においては、第1の
II−VI族バッファ層3Aを成長する前にII族元素
である亜鉛の粒子線を照射するようにしたが、亜鉛,マ
グネシウム,カドミウム,水銀およびベリリウムからな
る群より選ばれた少なくとも1種のII族元素の粒子線
を照射するようにしてもよい。照射する元素は、第1の
II−VI族バッファ層3Aの組成に応じて適宜決定さ
れる。
【0064】加えて、上記実施の形態においては、第1
のII−VI族バッファ層3AのIII−V族バッファ
層2側の一部をII族元素とVI族元素の粒子線を交互
に少なくとも1回づつ照射することにより成長させるよ
うにしたが、本発明は、第1のII−VI族バッファ層
3Aのうち少なくともIII−V族バッファ層2側の一
部をこのようにして成長させれば十分に効果を得ること
ができ、全部を同様にして成長させてもよい。また、第
1のII−VI族バッファ層3Aに限らず、他のII−
VI族化合物半導体層を同様にして成長させてもよい。
なお、これは、II族元素の粒子線を照射しつつVI族
元素の粒子線を間欠的に少なくとも1回照射することに
より成長させる場合も同じである。
【0065】更にまた、上記実施の形態においては、第
1のII−VI族バッファ層3AのIII−V族バッフ
ァ層2側の一部をII族元素とVI族元素の粒子線を交
互に少なくとも1回づつ照射することにより、あるいは
II族元素の粒子線を照射しつつVI族元素の粒子線を
間欠的に少なくとも1回照射することにより成長させる
ようにしたが、II族元素とVI族元素の粒子線を同時
に照射してIII−V族バッファ層2の上にII−VI
族バッファ層3Aを成長させるようにしてもよい。
【0066】加えてまた、上記実施の形態においては、
第1のII−VI族バッファ層3Aを、II族元素に対
するVI族元素の粒子線量の比について、粒子線強度P
(Torr)の比で0.91以上1.39以下、成長表
面に単位時間,単位面積当たり到達する粒子の数f(c
-2sec-1)の比で0.64以上0.98以下として
成長させるようにしたが、少なくともIII−V族バッ
ファ層2側の一部をこのようにして成長させればよく、
また、他のII−VI族化合物半導体層を同様にして成
長させてもよい。
【0067】更にまた、上記実施の形態においては、半
導体装置として半導体発光素子を例に挙げて説明した
が、本発明は、半導体発光素子に限らず高速動作素子な
ど種々の半導体装置を製造する際にも適用することがで
きる。また、他の構成を有する半導体発光素子を製造す
る際にも同様に適用することができ、例えば、ガイド層
を形成しない半導体発光素子を製造する場合であっても
同様である。
【0068】加えてまた、上記実施の形態においては、
MBE法によりIII−V族化合物半導体層およびII
−VI族化合物半導体層をそれぞれ成長させるようにし
たが、本発明は、粒子線を照射することによりそれらを
成長させる場合について広く適用することができる。例
えば、ガスソースMBE法などについても同様に適用す
ることができる。
【0069】
【発明の効果】以上説明したように本発明による半導体
装置の製造方法によれば、II−VI族化合物半導体層
を成長させる前に、8×10-4Torr・sec以上の
照射量でII族元素の粒子線を照射するようにしたの
で、II−VI族化合物半導体層中における積層欠陥の
密度を5×103 cm-2以下に低減することができる。
よって、電流注入によりこの積層欠陥の端を閉じている
部分転位が分解して生ずる影響を小さくすることができ
る。例えば、半導体発光素子の活性層内における非発光
再結合中心の増殖を減少することができ、時間の経過に
伴う発光効率の減少を防止し、素子の寿命を延長するこ
とができるという効果を奏する。
【0070】また、本発明による他の半導体装置の製造
方法によれば、II−VI族化合物半導体層を成長させ
る前に、3.5×1017cm-2以上の照射量でII族元
素の粒子線を照射するようにしたので、II−VI族化
合物半導体層中における積層欠陥の密度を5×103
-2以下に低減することができる。よって、上述と同様
の効果を奏する。
【0071】更に、本発明による更に他の半導体装置の
製造方法によれば、II−VI族化合物半導体層を成長
させる前に、砒素を含むIII−V族化合物半導体層の
表面をRHEED観察における(2×4)砒素安定化面
としたのち、RHEED観察における<110>方向の
倍周期構造が少なくとも4×から1×に変化するまでI
I族元素の粒子線を照射するようにしたので、II−V
I族化合物半導体層中における積層欠陥の密度を低減す
ることができる。よって、上述と同様の効果を奏する。
【0072】加えて、本発明による更に他の半導体装置
の製造方法によれば、II−VI族化合物半導体層を成
長させる前に、燐を含むIII−V族化合物半導体層の
表面をRHEED観察における(2×2)燐安定化面も
しくは(2×4)燐安定化面としたのち、RHEED観
察における<110>方向の倍周期構造が少なくとも2
×から1×もしくは4×から1×に変化するまでII族
元素の粒子線を照射するようにしたので、II−VI族
化合物半導体層中における積層欠陥の密度を低減するこ
とができる。よって、上述と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る半導体発光素子の
製造方法により製造する半導体発光素子の構成を表す断
面図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造
方法に用いるMBE結晶成長装置を表す構成図である。
【図3】III−V族バッファ層の表面再配列構造と積
層欠陥密度との相関関係を表す特性図である。
【図4】亜鉛の粒子線強度P(Torr)と照射時間の
積で表される照射量と積層欠陥密度との相関関係を表す
特性図である。
【図5】亜鉛の成長表面に単位時間,単位面積当たり到
達する粒子の数f(cm-2sec-1)と照射時間の積で
表される照射量と積層欠陥密度との相関関係を表す特性
図である。
【図6】積層欠陥密度と素子の寿命との相関関係を表す
特性図である。
【図7】RHEED観察における<110>方向と<1
−10>方向に確認できる倍周期構造を表す模式図であ
る。
【図8】RHEED観察における<110>方向の倍周
期構造が4×から1×に変化するのに要する時間を基準
として表した亜鉛の照射時間と積層欠陥密度との相関関
係を表す特性図である。
【図9】セレンの粒子線量の粒子線強度Pでの亜鉛の粒
子線量に対する比と積層欠陥密度との相関関係を表す特
性図である。
【図10】成長表面に到達する粒子数での亜鉛の粒子線
量に対するセレンの粒子線量の比と積層欠陥密度との相
関関係を表す特性図である。
【図11】亜鉛とセレンの粒子線量の比とZnSeの成
長速度との相関関係を表す特性図である。
【符号の説明】
1…基板、2…III−V族バッファ層、3A…第1の
II−VI族バッファ層、3B…第2のII−VI族バ
ッファ層、4…第1のクラッド層、5…第1のガイド
層、6…活性層、7…第2のガイド層、8…第2のクラ
ッド層、9…第1の半導体層、10…第2の半導体層、
11…超格子半導体層、12…コンタクト層、13…絶
縁層、14…p側電極、15…n側電極、20,30…
成長室、21,31…基板ホルダ、22,32…粒子線
源セル、23,33…シャッタ、24,35…高速電子
銃、25,36…スクリーン、34…プラズマ発生室、
41…真空搬送室、42…基板導入室

Claims (43)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガリウム(Ga),アルミニウム(A
    l),ホウ素(B)およびインジウム(In)からなる
    群のうちの少なくとも1種のIII族元素と、窒素
    (N),燐(P),砒素(As),アンチモン(S
    b),ビスマス(Bi)からなる群のうちの少なくとも
    1種のV族元素とを含むIII−V族化合物半導体層の
    上に、亜鉛(Zn),マグネシウム(Mg),マンガン
    (Mn),ベリリウム(Be),カドミウム(Cd)お
    よび水銀(Hg)からなる群のうちの少なくとも1種の
    II族元素と、酸素(O),硫黄(S),セレン(S
    e)およびテルル(Te)からなる群のうちの少なくと
    も1種のVI族元素とを含むII−VI族化合物半導体
    層を少なくとも1層成長させてなる半導体装置の製造方
    法であって、 前記II−VI族化合物半導体層を成長させる前に、前
    記III−V族化合物半導体層の上に、亜鉛,マグネシ
    ウム,ベリリウム,カドミウムおよび水銀からなる群の
    うちの少なくとも1種のII族元素の粒子線を照射する
    と共に、その照射量を8×10-4Torr・sec以上
    とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記II−VI族化合物半導体層を成長
    させる前に、温度を調節することにより前記III−V
    族化合物半導体層の表面をV族安定化面としたのち、亜
    鉛,マグネシウム,マンガン,ベリリウム,カドミウム
    および水銀からなる群のうちの少なくとも1種のII族
    元素の粒子線を照射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. 【請求項3】 V族元素として砒素を含むIII−V族
    化合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層
    を成長させる際に、III−V族化合物半導体層の表面
    をRHEED観察における(2×4)砒素安定化面とす
    ることを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 ガリウムと砒素とを含むIII−V族化
    合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層を
    成長させることを特徴とする請求項3記載の半導体装置
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 V族元素として燐を含むIII−V族化
    合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層を
    成長させる際に、III−V族化合物半導体層の表面を
    RHEED観察における(2×2)燐安定化面もしくは
    (2×4)燐安定化面とすることを特徴とする請求項2
    記載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 インジウムと燐とを含むIII−V族化
    合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層を
    成長させることを特徴とする請求項5記載の半導体装置
    の製造方法。
  7. 【請求項7】 ガリウムと燐とを含むIII−V族化合
    物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層を成
    長させることを特徴とする請求項5記載の半導体装置の
    製造方法。
  8. 【請求項8】 前記III−V族化合物半導体層は、ガ
    リウム,アルミニウム,ホウ素およびインジウムからな
    る群のうちの少なくとも1種のIII族元素と、窒素,
    燐,砒素,アンチモン,ビスマスからなる群のうちの少
    なくとも1種のV族元素とを含むIII−V族化合物半
    導体よりなる基板の上に粒子線を照射することにより成
    長させた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。
  9. 【請求項9】 前記III−V族化合物半導体層を10
    nm以上成長させたことを特徴とする請求項8記載の半
    導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリ
    リウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少な
    くとも1種のII族元素の粒子線と、酸素,硫黄,セレ
    ンおよびテルルからなる群のうちの少なくとも1種のV
    I族元素の粒子線とを交互に少なくとも1回づつ照射す
    ることにより、少なくとも前記III−V族化合物半導
    体層に隣接した前記II−VI族化合物半導体層のうち
    の少なくとも前記III−V族化合物半導体層側の一部
    を成長させ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。
  11. 【請求項11】 亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリ
    リウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少な
    くとも1種のII族元素の粒子線を照射しつつ、酸素,
    硫黄,セレンおよびテルルからなる群のうちの少なくと
    も1種のVI族元素の粒子線を間欠的に少なくも1回照
    射することにより、少なくとも前記III−V族化合物
    半導体層に隣接した前記II−VI族化合物半導体層の
    うちの少なくとも前記III−V族化合物半導体層側の
    一部を成長させ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。
  12. 【請求項12】 前記II族元素の粒子線量に対する前
    記VI族元素の粒子線量の比を粒子線強度比で0.91
    以上1.39以下、成長表面に到達する粒子線比で0.
    64以上0.98以下として、少なくとも前記III−
    V族化合物半導体層に隣接した前記II−VI族化合物
    半導体層のうちの少なくとも前記III−V族化合物半
    導体層側の一部を成長させ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。
  13. 【請求項13】 ガリウムと砒素とを含むIII−V族
    化合物半導体よりなる基板の上に粒子線を照射してガリ
    ウムと砒素とを含むIII−V族化合物半導体層を20
    0nm以上成長させたのち、温度を調節して表面をRH
    EED観察における(2×4)砒素安定化面とし、次い
    でII族元素として亜鉛の粒子線を照射することを特徴
    とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  14. 【請求項14】 ガリウム(Ga),アルミニウム(A
    l),ホウ素(B)およびインジウム(In)からなる
    群のうちの少なくとも1種のIII族元素と、窒素
    (N),燐(P),砒素(As),アンチモン(S
    b),ビスマス(Bi)からなる群のうちの少なくとも
    1種のV族元素とを含むIII−V族化合物半導体層の
    上に、亜鉛(Zn),マグネシウム(Mg),マンガン
    (Mn),ベリリウム(Be),カドミウム(Cd)お
    よび水銀(Hg)からなる群のうちの少なくとも1種の
    II族元素と、酸素(O),硫黄(S),セレン(S
    e)およびテルル(Te)からなる群のうちの少なくと
    も1種のVI族元素とを含むII−VI族化合物半導体
    層を少なくとも1層成長させてなる半導体装置の製造方
    法であって、 前記II−VI族化合物半導体層を成長させる前に、前
    記III−V族化合物半導体層の上に、亜鉛,マグネシ
    ウム,ベリリウム,カドミウムおよび水銀からなる群の
    うちの少なくとも1種のII族元素の粒子線を照射する
    と共に、その照射量を成長表面に到達した粒子の数で
    3.5×1017cm-2以上とすることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  15. 【請求項15】 前記II−VI族化合物半導体層を成
    長させる前に、温度を調節することにより前記III−
    V族化合物半導体層の表面をV族安定化面としたのち、
    亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリリウム,カドミウ
    ムおよび水銀からなる群のうちの少なくとも1種のII
    族元素の粒子線を照射することを特徴とする請求項14
    記載の半導体装置の製造方法。
  16. 【請求項16】 V族元素として砒素を含むIII−V
    族化合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体
    層を成長させる際に、III−V族化合物半導体層の表
    面をRHEED観察における(2×4)砒素安定化面と
    することを特徴とする請求項15記載の半導体装置の製
    造方法。
  17. 【請求項17】 ガリウムと砒素とを含むIII−V族
    化合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層
    を成長させることを特徴とする請求項16記載の半導体
    装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 V族元素として燐を含むIII−V族
    化合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層
    を成長させる際に、III−V族化合物半導体層の表面
    をRHEED観察における(2×2)燐安定化面もしく
    は(2×4)燐安定化面とすることを特徴とする請求項
    15記載の半導体装置の製造方法。
  19. 【請求項19】 インジウムと燐とを含むIII−V族
    化合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層
    を成長させることを特徴とする請求項18記載の半導体
    装置の製造方法。
  20. 【請求項20】 ガリウムと燐とを含むIII−V族化
    合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層を
    成長させることを特徴とする請求項18記載の半導体装
    置の製造方法。
  21. 【請求項21】 前記III−V族化合物半導体層は、
    ガリウム,アルミニウム,ホウ素およびインジウムから
    なる群のうちの少なくとも1種のIII族元素と、窒
    素,燐,砒素,アンチモン,ビスマスからなる群のうち
    の少なくとも1種のV族元素とを含むIII−V族化合
    物半導体よりなる基板の上に粒子線を照射することによ
    り成長させたことを特徴とする請求項14記載の半導体
    装置の製造方法。
  22. 【請求項22】 前記III−V族化合物半導体層を1
    0nm以上成長させたことを特徴とする請求項21記載
    の半導体装置の製造方法。
  23. 【請求項23】 亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリ
    リウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少な
    くとも1種のII族元素の粒子線と、酸素,硫黄,セレ
    ンおよびテルルからなる群のうちの少なくとも1種のV
    I族元素の粒子線とを交互に少なくとも1回づつ照射す
    ることにより、少なくとも前記III−V族化合物半導
    体層に隣接した前記II−VI族化合物半導体層のうち
    の少なくとも前記III−V族化合物半導体層側の一部
    を成長させることを特徴とする請求項14記載の半導体
    装置の製造方法。
  24. 【請求項24】 亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリ
    リウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少な
    くとも1種のII族元素の粒子線を照射しつつ、酸素,
    硫黄,セレンおよびテルルからなる群のうちの少なくと
    も1種のVI族元素の粒子線を間欠的に少なくも1回照
    射することにより、少なくとも前記III−V族化合物
    半導体層に隣接した前記II−VI族化合物半導体層の
    うちの少なくとも前記III−V族化合物半導体層側の
    一部を成長させることを特徴とする請求項14記載の半
    導体装置の製造方法。
  25. 【請求項25】 前記II族元素の粒子線量に対する前
    記VI族元素の粒子線量の比を粒子線強度比で0.91
    以上1.39以下、成長表面に到達する粒子線比で0.
    64以上0.98以下として、少なくとも前記III−
    V族化合物半導体層に隣接した前記II−VI族化合物
    半導体層のうちの少なくとも前記III−V族化合物半
    導体層側の一部を成長させることを特徴とする請求項1
    4記載の半導体装置の製造方法。
  26. 【請求項26】 ガリウムと砒素とを含むIII−V族
    化合物半導体よりなる基板の上に粒子線を照射してガリ
    ウムと砒素とを含むIII−V族化合物半導体層を20
    0nm以上成長させたのち、温度を調節して表面をRH
    EED観察における(2×4)砒素安定化面とし、次い
    でII族元素として亜鉛の粒子線を照射することを特徴
    とする請求項14記載の半導体装置の製造方法。
  27. 【請求項27】 III族元素としてガリウム(G
    a),アルミニウム(Al),ホウ素(B)およびイン
    ジウム(In)からなる群のうちの少なくとも1種と、
    V族元素として窒素(N),燐(P),砒素(As),
    アンチモン(Sb),ビスマス(Bi)からなる群のう
    ちの少なくとも砒素とを含むIII−V族化合物半導体
    層の上に、亜鉛(Zn),マグネシウム(Mg),マン
    ガン(Mn),ベリリウム(Be),カドミウム(C
    d)および水銀(Hg)からなる群のうちの少なくとも
    1種のII族元素と、酸素(O),硫黄(S),セレン
    (Se)およびテルル(Te)からなる群のうちの少な
    くとも1種のVI族元素とを含むII−VI族化合物半
    導体層を少なくとも1層成長させてなる半導体装置の製
    造方法であって、 前記II−VI族化合物半導体層を成長させる前に、温
    度を調節することにより前記III−V族化合物半導体
    層の表面をRHEED観察における(2×4)砒素安定
    化面とし、次いで、RHEED観察における<110>
    方向の倍周期構造が少なくとも4×から1×に変化する
    まで亜鉛,マグネシウム,ベリリウム,カドミウムおよ
    び水銀からなる群のうちの少なくとも1種のII族元素
    の粒子線を照射することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  28. 【請求項28】 ガリウムと砒素とを含むIII−V族
    化合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層
    を成長させることを特徴とする請求項27記載の半導体
    装置の製造方法。
  29. 【請求項29】 前記II−VI族化合物半導体層を成
    長させる前に照射する前記II族元素の粒子線の照射量
    を、RHEED観察における<110>方向の倍周期構
    造が4×から1×に変化するまでに要する粒子線量の
    1.5倍以上とすることを特徴とする請求項27記載の
    半導体装置の製造方法。
  30. 【請求項30】 前記III−V族化合物半導体層は、
    ガリウム,アルミニウム,ホウ素およびインジウムから
    なる群のうちの少なくとも1種のIII族元素と、窒
    素,燐,砒素,アンチモン,ビスマスからなる群のうち
    の少なくとも1種のV族元素とを含むIII−V族化合
    物半導体よりなる基板の上に粒子線を照射することによ
    り成長させたことを特徴とする請求項27記載の半導体
    装置の製造方法。
  31. 【請求項31】 前記III−V族化合物半導体層を1
    0nm以上成長させたことを特徴とする請求項30記載
    の半導体装置の製造方法。
  32. 【請求項32】 亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリ
    リウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少な
    くとも1種のII族元素の粒子線と、酸素,硫黄,セレ
    ンおよびテルルからなる群のうちの少なくとも1種のV
    I族元素の粒子線とを交互に少なくとも1回づつ照射す
    ることにより、少なくとも前記III−V族化合物半導
    体層に隣接した前記II−VI族化合物半導体層のうち
    の少なくとも前記III−V族化合物半導体層側の一部
    を成長させることを特徴とする請求項27記載の半導体
    装置の製造方法。
  33. 【請求項33】 亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリ
    リウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少な
    くとも1種のII族元素の粒子線を照射しつつ、酸素,
    硫黄,セレンおよびテルルからなる群のうちの少なくと
    も1種のVI族元素の粒子線を間欠的に少なくも1回照
    射することにより、少なくとも前記III−V族化合物
    半導体層に隣接した前記II−VI族化合物半導体層の
    うちの少なくとも前記III−V族化合物半導体層側の
    一部を成長させることを特徴とする請求項27記載の半
    導体装置の製造方法。
  34. 【請求項34】 前記II族元素の粒子線量に対する前
    記VI族元素の粒子線量の比を粒子線強度比で0.91
    以上1.39以下、成長表面に到達する粒子線比で0.
    64以上0.98以下として、少なくとも前記III−
    V族化合物半導体層に隣接した前記II−VI族化合物
    半導体層のうちの少なくとも前記III−V族化合物半
    導体層側の一部を成長させることを特徴とする請求項2
    7記載の半導体装置の製造方法。
  35. 【請求項35】 III族元素としてガリウム(G
    a),アルミニウム(Al),ホウ素(B)およびイン
    ジウム(In)からなる群のうちの少なくとも1種と、
    V族元素として窒素(N),燐(P),砒素(As),
    アンチモン(Sb),ビスマス(Bi)からなる群のう
    ちの少なくとも燐とを含むIII−V族化合物半導体層
    の上に、亜鉛(Zn),マグネシウム(Mg),マンガ
    ン(Mn),ベリリウム(Be),カドミウム(Cd)
    および水銀(Hg)からなる群のうちの少なくとも1種
    のII族元素と、酸素(O),硫黄(S),セレン(S
    e)およびテルル(Te)からなる群のうちの少なくと
    も1種のVI族元素とを含むII−VI族化合物半導体
    層を少なくとも1層成長させてなる半導体装置の製造方
    法であって、 前記II−VI族化合物半導体層を成長させる前に、温
    度を調節することにより前記III−V族化合物半導体
    層の表面をRHEED観察における(2×2)燐安定化
    面もしくは(2×4)燐安定化面とし、次いで、RHE
    ED観察における<110>方向の倍周期構造が少なく
    とも2×から1×もしくは4×から1×に変化するまで
    亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリリウム,カドミウ
    ムおよび水銀からなる群のうちの少なくとも1種のII
    族元素の粒子線を照射することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  36. 【請求項36】 インジウムと燐とを含むIII−V族
    化合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層
    を成長させることを特徴とする請求項35記載の半導体
    装置の製造方法。
  37. 【請求項37】 ガリウムと燐とを含むIII−V族化
    合物半導体層の上に前記II−VI族化合物半導体層を
    成長させることを特徴とする請求項35記載の半導体装
    置の製造方法。
  38. 【請求項38】 前記II−VI族化合物半導体層を成
    長させる前に照射する前記II族元素の粒子線の粒子線
    量を、RHEED観察における<110>方向の倍周期
    構造が2×から1×もしくは4×から1×に変化するま
    でに要する粒子線量の1.5倍以上とすることを特徴と
    する請求項35記載の半導体装置の製造方法。
  39. 【請求項39】 前記III−V族化合物半導体層は、
    ガリウム,アルミニウム,ホウ素およびインジウムから
    なる群のうちの少なくとも1種のIII族元素と、窒
    素,燐,砒素,アンチモン,ビスマスからなる群のうち
    の少なくとも1種のV族元素とを含むIII−V族化合
    物半導体よりなる基板の上に粒子線を照射することによ
    り成長させたことを特徴とする請求項35記載の半導体
    装置の製造方法。
  40. 【請求項40】 前記III−V族化合物半導体層を1
    0nm以上成長させたことを特徴とする請求項39記載
    の半導体装置の製造方法。
  41. 【請求項41】 亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリ
    リウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少な
    くとも1種のII族元素の粒子線と、酸素,硫黄,セレ
    ンおよびテルルからなる群のうちの少なくとも1種のV
    I族元素の粒子線とを交互に少なくとも1回づつ照射す
    ることにより、少なくとも前記III−V族化合物半導
    体層に隣接した前記II−VI族化合物半導体層のうち
    の少なくとも前記III−V族化合物半導体層側の一部
    を成長させることを特徴とする請求項35記載の半導体
    装置の製造方法。
  42. 【請求項42】 亜鉛,マグネシウム,マンガン,ベリ
    リウム,カドミウムおよび水銀からなる群のうちの少な
    くとも1種のII族元素の粒子線を照射しつつ、酸素,
    硫黄,セレンおよびテルルからなる群のうちの少なくと
    も1種のVI族元素の粒子線を間欠的に少なくも1回照
    射することにより、少なくとも前記III−V族化合物
    半導体層に隣接した前記II−VI族化合物半導体層の
    うちの少なくとも前記III−V族化合物半導体層側の
    一部を成長させることを特徴とする請求項35記載の半
    導体装置の製造方法。
  43. 【請求項43】 前記II族元素の粒子線量に対する前
    記VI族元素の粒子線量の比を粒子線強度比で0.91
    以上1.39以下、成長表面に到達する粒子線比で0.
    64以上0.98以下として、少なくとも前記III−
    V族化合物半導体層に隣接した前記II−VI族化合物
    半導体層のうちの少なくとも前記III−V族化合物半
    導体層側の一部を成長させることを特徴とする請求項3
    5記載の半導体装置の製造方法。
JP36137497A 1996-12-30 1997-12-26 半導体装置の製造方法 Pending JPH11204883A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36137497A JPH11204883A (ja) 1996-12-30 1997-12-26 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35828896 1996-12-30
JP8-358288 1997-11-14
JP33091597 1997-11-14
JP9-330915 1997-11-14
JP36137497A JPH11204883A (ja) 1996-12-30 1997-12-26 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11204883A true JPH11204883A (ja) 1999-07-30

Family

ID=27340442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36137497A Pending JPH11204883A (ja) 1996-12-30 1997-12-26 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11204883A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006303418A (ja) * 2005-03-25 2006-11-02 Doshisha 積層構造体、その形成方法および半導体素子
JP2008124210A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法、並びに光装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006303418A (ja) * 2005-03-25 2006-11-02 Doshisha 積層構造体、その形成方法および半導体素子
JP2008124210A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法、並びに光装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100329023B1 (ko) 피(p)형II-VI족반도체의경사형조성의오믹접촉
JP2905667B2 (ja) Ii−vi族化合物半導体薄膜の製造方法およびii−vi族化合物半導体装置
JP3247437B2 (ja) 窒化物系半導体素子およびその製造方法
JPH11204883A (ja) 半導体装置の製造方法
US6206962B1 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing same
US6036772A (en) Method for making semiconductor device
JPH0745538A (ja) 化合物半導体装置の製造方法及びその製造装置
JPH0555631A (ja) 半導体積層薄膜およびその製造方法
JP3333346B2 (ja) 半導体装置
JP2737748B2 (ja) 化合物半導体の接合方法
JPH0728097B2 (ja) 半導体レ−ザ
US6069020A (en) Method of manufacturing semiconductor light-emitting device
US6031244A (en) Luminescent semiconductor device with antidiffusion layer on active layer surface
JPH11135881A (ja) 半導体装置
JPH11147798A (ja) 結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法
JPH1022587A (ja) 半導体発光素子の製造方法
JP2000031590A (ja) 半導体発光素子
JPH10326944A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2804093B2 (ja) 光半導体装置
JPH09148342A (ja) Ii−vi族化合物半導体の成長方法
JPH10173233A (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JPH09289353A (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JPH09293737A (ja) 結晶成長方法
JP2003243707A (ja) 表示装置およびその製造方法並びに製造装置
JPH10199898A (ja) 結晶成長方法