JPH11274565A - ＩｎＰ基板上ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜 - Google Patents
ＩｎＰ基板上ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜Info
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- JPH11274565A JPH11274565A JP7775798A JP7775798A JPH11274565A JP H11274565 A JPH11274565 A JP H11274565A JP 7775798 A JP7775798 A JP 7775798A JP 7775798 A JP7775798 A JP 7775798A JP H11274565 A JPH11274565 A JP H11274565A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＩｎＰ基板上に、組成変動や相分離の無い均
一で高品質なII−VI族化合物半導体薄膜を、制御性良く
容易に作製することである。また、ＩｎＰ基板上に、長
寿命で高出力な光デバイスの作製が可能な均一で高品質
なII−VI族化合物半導体薄膜を、再現性良く作製するこ
とである。 【解決手段】 ＩｎＰ基板（１）上に、２種類のII−VI
族３元混晶層Ａ（３）及びＢ（４）を交互に積層するこ
とにより、擬似的に４元以上の混晶と同等の性質を有す
るII−VI族化合物半導体薄膜を得る。これにより、組成
変動や相分離等が起こりにくくなるとともに、組成制御
性も著しく向上するため、高品質なII−VI族化合物半導
体薄膜を再現性良く得ることが可能となる。
一で高品質なII−VI族化合物半導体薄膜を、制御性良く
容易に作製することである。また、ＩｎＰ基板上に、長
寿命で高出力な光デバイスの作製が可能な均一で高品質
なII−VI族化合物半導体薄膜を、再現性良く作製するこ
とである。 【解決手段】 ＩｎＰ基板（１）上に、２種類のII−VI
族３元混晶層Ａ（３）及びＢ（４）を交互に積層するこ
とにより、擬似的に４元以上の混晶と同等の性質を有す
るII−VI族化合物半導体薄膜を得る。これにより、組成
変動や相分離等が起こりにくくなるとともに、組成制御
性も著しく向上するため、高品質なII−VI族化合物半導
体薄膜を再現性良く得ることが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩｎＰ基板上のII
−VI族化合物半導体薄膜に関するものである。
−VI族化合物半導体薄膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等のIII族元素と、Ａ
ｓ、Ｐ、Ｓｂ等のV族元素とからなるIII−V族化合物半
導体により、赤外から赤色領域までの波長の半導体レー
ザや、黄緑領域までの発光ダイオード等が実用化されて
いる。しかし、これ以上短い波長で発光させるには、よ
り広い禁制帯幅が必要であり、上記III−V族化合物半導
体では実現が困難である。
ｓ、Ｐ、Ｓｂ等のV族元素とからなるIII−V族化合物半
導体により、赤外から赤色領域までの波長の半導体レー
ザや、黄緑領域までの発光ダイオード等が実用化されて
いる。しかし、これ以上短い波長で発光させるには、よ
り広い禁制帯幅が必要であり、上記III−V族化合物半導
体では実現が困難である。
【０００３】これに対し、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃ
ｄ、Ｈｇ等のII族元素と、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等のVI族元素
とからなるII−VI族化合物半導体は、比較的大きな禁制
帯幅を持ち、可視域のほぼ全ての波長での発光が可能で
ある。そのため、II−VI族化合物半導体は、特に緑色域
から紫外域での発光デバイス材料として期待され、現在
盛んに研究開発が行われている。
ｄ、Ｈｇ等のII族元素と、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等のVI族元素
とからなるII−VI族化合物半導体は、比較的大きな禁制
帯幅を持ち、可視域のほぼ全ての波長での発光が可能で
ある。そのため、II−VI族化合物半導体は、特に緑色域
から紫外域での発光デバイス材料として期待され、現在
盛んに研究開発が行われている。
【０００４】上記II-VI族化合物半導体薄膜の作製にお
いては、良質なII-VI族バルク基板結晶の入手が困難で
あるため、一般的には高品質で入手が容易なIII-V族バ
ルク基板結晶を基板として用いている。該III−V族基板
としてＩｎＰを用いた場合、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＳｅＴ
ｅ、ＭｇＺｎＣｄＳｅ、ＭｇＺｎＳｅＴｅといった混晶
を用いれば、格子整合条件下でダブルヘテロ構造が作製
でき、これらを用いた発光素子が報告されている（例え
ば、第５８回応用物理学会学術講演会講演予稿集，Ｎ
ｏ．１，２７７頁，２ａ−Ｖ−１，１９９７年）。
いては、良質なII-VI族バルク基板結晶の入手が困難で
あるため、一般的には高品質で入手が容易なIII-V族バ
ルク基板結晶を基板として用いている。該III−V族基板
としてＩｎＰを用いた場合、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＳｅＴ
ｅ、ＭｇＺｎＣｄＳｅ、ＭｇＺｎＳｅＴｅといった混晶
を用いれば、格子整合条件下でダブルヘテロ構造が作製
でき、これらを用いた発光素子が報告されている（例え
ば、第５８回応用物理学会学術講演会講演予稿集，Ｎ
ｏ．１，２７７頁，２ａ−Ｖ−１，１９９７年）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分子線
エピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）によりＩｎＰ基板上
に例えばＭｇＺｎＳｅＴｅを成長させる場合、ＴｅとＳ
ｅとが均一に混ざり合いにくく、混晶中で組成変動や相
分離が生じ易い。このような組成変動や相分離は発光素
子への応用上望ましくなく、素子抵抗の増大や発光効率
の低下の原因となっていた。
エピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）によりＩｎＰ基板上
に例えばＭｇＺｎＳｅＴｅを成長させる場合、ＴｅとＳ
ｅとが均一に混ざり合いにくく、混晶中で組成変動や相
分離が生じ易い。このような組成変動や相分離は発光素
子への応用上望ましくなく、素子抵抗の増大や発光効率
の低下の原因となっていた。
【０００６】ＭＢＥ法でＩｎＰ基板上に成長させた従来
のII−VI族化合物半導体薄膜の層構造を図４に示す。Ｉ
ｎＰ基板１上にＭＢＥ法でII−VI族化合物半導体薄膜を
成長させる場合、まず初めに、真空搬送機構を介してII
−VI族化合物半導体成長室と接続されたIII−V族化合物
半導体成長室内において、ＩｎＰ基板表面の自然酸化膜
をＰ又はＡｓ分子線下で除去する。次いで、該基板表面
の平坦性を回復させるために、ＩｎＰ又はＧａＩｎＡｓ
又はＧａＩｎＡｓＰ等からなるIII−V族バッファ層２を
成長させる。次に、III−V族バッファ層２を成長させた
該基板をII−VI族化合物半導体成長室に搬送し、基板温
度を２８０℃程度に安定させた後、ＭｇＺｎＳｅＴｅ層
１０を成長させていた（例えば、青色レーザ及び発光ダ
イオード国際シンポジウム（千葉大）予稿集，８６頁，
１９９６年）。
のII−VI族化合物半導体薄膜の層構造を図４に示す。Ｉ
ｎＰ基板１上にＭＢＥ法でII−VI族化合物半導体薄膜を
成長させる場合、まず初めに、真空搬送機構を介してII
−VI族化合物半導体成長室と接続されたIII−V族化合物
半導体成長室内において、ＩｎＰ基板表面の自然酸化膜
をＰ又はＡｓ分子線下で除去する。次いで、該基板表面
の平坦性を回復させるために、ＩｎＰ又はＧａＩｎＡｓ
又はＧａＩｎＡｓＰ等からなるIII−V族バッファ層２を
成長させる。次に、III−V族バッファ層２を成長させた
該基板をII−VI族化合物半導体成長室に搬送し、基板温
度を２８０℃程度に安定させた後、ＭｇＺｎＳｅＴｅ層
１０を成長させていた（例えば、青色レーザ及び発光ダ
イオード国際シンポジウム（千葉大）予稿集，８６頁，
１９９６年）。
【０００７】しかし、ＭｇＺｎＳｅＴｅの場合、特にＳ
ｅ組成が大きくなるにつれて混晶中で相分離が起きる傾
向が強まり、例えばフォトルミネッセンス（ＰＬ）で測
定されるバンドギャップエネルギーが光反射で測定され
るバンドギャップエネルギーよりも大幅に小さくなる等
の現象が観測され、発光素子へ応用した場合、素子抵抗
の増大や発光効率の低下の原因となっていた。さらに、
特にＭｇＺｎＳｅＴｅはII族元素、VI族元素ともに２つ
ずつで構成される混晶であるため、組成制御が難しく、
組成制御の再現性に問題があるなど、発光素子の製造上
の障害となっていた。
ｅ組成が大きくなるにつれて混晶中で相分離が起きる傾
向が強まり、例えばフォトルミネッセンス（ＰＬ）で測
定されるバンドギャップエネルギーが光反射で測定され
るバンドギャップエネルギーよりも大幅に小さくなる等
の現象が観測され、発光素子へ応用した場合、素子抵抗
の増大や発光効率の低下の原因となっていた。さらに、
特にＭｇＺｎＳｅＴｅはII族元素、VI族元素ともに２つ
ずつで構成される混晶であるため、組成制御が難しく、
組成制御の再現性に問題があるなど、発光素子の製造上
の障害となっていた。
【０００８】また、ＩｎＰ基板上にＭｇＺｎＣｄＳｅ混
晶を成長させる場合も、ＩｎＰ基板と格子整合させるた
めにはＭｇ組成と同時にＺｎ及びＣｄの組成も制御する
必要があるため、発光素子作製に要する労力を増大させ
ていた。ＭｇＺｎＣｄＳｅ４元混晶の代わりに、ＭｇＳ
ｅとＺｎＣｄＳｅとの超格子を用いて擬似的にＭｇＺｎ
ＣｄＳｅ４元混晶と同等の性質を持たせようとした報告
例もある（第５８回応用物理学会学術講演会講演予稿
集，Ｎｏ．１，３３７頁，３ａ−Ｖ−６，１９９７
年）。この方法であれば、ＺｎＣｄＳｅの３元混晶の組
成制御だけで、あとはＭｇＳｅ及びＺｎＣｄＳｅの層厚
の比率を変化させることでバンドギャップを制御できる
ため、組成制御にかかる労力の大幅な低減が期待され
た。
晶を成長させる場合も、ＩｎＰ基板と格子整合させるた
めにはＭｇ組成と同時にＺｎ及びＣｄの組成も制御する
必要があるため、発光素子作製に要する労力を増大させ
ていた。ＭｇＺｎＣｄＳｅ４元混晶の代わりに、ＭｇＳ
ｅとＺｎＣｄＳｅとの超格子を用いて擬似的にＭｇＺｎ
ＣｄＳｅ４元混晶と同等の性質を持たせようとした報告
例もある（第５８回応用物理学会学術講演会講演予稿
集，Ｎｏ．１，３３７頁，３ａ−Ｖ−６，１９９７
年）。この方法であれば、ＺｎＣｄＳｅの３元混晶の組
成制御だけで、あとはＭｇＳｅ及びＺｎＣｄＳｅの層厚
の比率を変化させることでバンドギャップを制御できる
ため、組成制御にかかる労力の大幅な低減が期待され
た。
【０００９】しかしながら、本発明者の実験結果では、
ＭｇＳｅはＩｎＰ基板との間に約０．６％の格子不整合
があり、ＭｇＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ超格子では格子歪によ
る結晶欠陥を生じやすいことが分かった。さらに、Ｍｇ
Ｓｅは反応性が高く、成長中に不純物と反応して欠陥を
形成したり、空気中で酸化して閉まったりするため、Ｍ
ｇＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ超格子は、ＭｇＺｎＣｄＳｅ４元
混晶に比べて結晶品質が劣っていた。
ＭｇＳｅはＩｎＰ基板との間に約０．６％の格子不整合
があり、ＭｇＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ超格子では格子歪によ
る結晶欠陥を生じやすいことが分かった。さらに、Ｍｇ
Ｓｅは反応性が高く、成長中に不純物と反応して欠陥を
形成したり、空気中で酸化して閉まったりするため、Ｍ
ｇＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ超格子は、ＭｇＺｎＣｄＳｅ４元
混晶に比べて結晶品質が劣っていた。
【００１０】そこで、本発明の目的は、ＩｎＰ基板上
に、組成変動や相分離の無い均一で高品質なII−VI族化
合物半導体薄膜を、制御性良く容易に作製することであ
る。また、ＩｎＰ基板上に、長寿命で高出力な光デバイ
スの作製が可能な均一で高品質なII−VI族化合物半導体
薄膜を、再現性良く作製することである。
に、組成変動や相分離の無い均一で高品質なII−VI族化
合物半導体薄膜を、制御性良く容易に作製することであ
る。また、ＩｎＰ基板上に、長寿命で高出力な光デバイ
スの作製が可能な均一で高品質なII−VI族化合物半導体
薄膜を、再現性良く作製することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために種々の検討を重ねた結果、下記（１）
〜（７）の発明を完成した。 （１）ＩｎＰ基板上に２種類のII−VI族３元混晶層Ａ及
びＢを交互に積層してなることを特徴とするＩｎＰ基板
上II−VI族化合物半導体薄膜。 （２）II−VI族３元混晶層Ａ及びＢの各層厚がそれぞれ
臨界膜厚以下である（１）のＩｎＰ基板上II−VI族化合
物半導体薄膜。 （３）II−VI族３元混晶層Ａ及びＢの各層厚がそれぞれ
臨界膜厚以下であり、かつII−VI族３元混晶層Ａ及びＢ
からなるII−VI族混晶薄膜全体の厚さが臨界膜厚以下で
ある（１）のＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄膜。 （４）II−VI族３元混晶層Ａ及びＢがＩｎＰ基板と格子
整合している（１）〜（３）のＩｎＰ基板上II−VI族化
合物半導体薄膜。
を達成するために種々の検討を重ねた結果、下記（１）
〜（７）の発明を完成した。 （１）ＩｎＰ基板上に２種類のII−VI族３元混晶層Ａ及
びＢを交互に積層してなることを特徴とするＩｎＰ基板
上II−VI族化合物半導体薄膜。 （２）II−VI族３元混晶層Ａ及びＢの各層厚がそれぞれ
臨界膜厚以下である（１）のＩｎＰ基板上II−VI族化合
物半導体薄膜。 （３）II−VI族３元混晶層Ａ及びＢの各層厚がそれぞれ
臨界膜厚以下であり、かつII−VI族３元混晶層Ａ及びＢ
からなるII−VI族混晶薄膜全体の厚さが臨界膜厚以下で
ある（１）のＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄膜。 （４）II−VI族３元混晶層Ａ及びＢがＩｎＰ基板と格子
整合している（１）〜（３）のＩｎＰ基板上II−VI族化
合物半導体薄膜。
【００１２】（５）II−VI族３元混晶層Ａ及びＢが、Ｚ
ｎＣｄＳｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴ
ｅ、ＭｇＳＳｅ、ＭｇＳＴｅ、ＣｄＳＳｅ、ＣｄＳＴ
ｅ、ＢｅＺｎＴｅ、ＢｅＣｄＴｅ、ＢｅＣｄＳｅ、Ｂｅ
ＭｇＴｅ、ＢｅＭｇＳｅ、ＢｅＭｎＳｅ、ＢｅＭｎＴ
ｅ、ＢｅＨｇＳｅ、ＢｅＨｇＴｅ、ＺｎＭｎＳｅ、Ｍｎ
ＳＳｅ、ＭｎＳＴｅ、ＺｎＨｇＳｅ、ＨｇＳＴｅ及びＨ
ｇＳＳｅから選ばれる２つの３元混晶である（１）〜
（４）のＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄膜。
ｎＣｄＳｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴ
ｅ、ＭｇＳＳｅ、ＭｇＳＴｅ、ＣｄＳＳｅ、ＣｄＳＴ
ｅ、ＢｅＺｎＴｅ、ＢｅＣｄＴｅ、ＢｅＣｄＳｅ、Ｂｅ
ＭｇＴｅ、ＢｅＭｇＳｅ、ＢｅＭｎＳｅ、ＢｅＭｎＴ
ｅ、ＢｅＨｇＳｅ、ＢｅＨｇＴｅ、ＺｎＭｎＳｅ、Ｍｎ
ＳＳｅ、ＭｎＳＴｅ、ＺｎＨｇＳｅ、ＨｇＳＴｅ及びＨ
ｇＳＳｅから選ばれる２つの３元混晶である（１）〜
（４）のＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄膜。
【００１３】（６）II−VI族３元混晶層ＡがＭｇＺｎＳ
ｅ層であり、II−VI族３元混晶層ＢがＺｎＳｅＴｅ層で
ある（１）〜（５）のＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導
体薄膜。 （７）II−VI族３元混晶層ＡがＭｇＺｎＳｅ層であり、
II−VI族３元混晶層ＢがＺｎＣｄＳｅ層である（１）〜
（５）のＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄膜。
ｅ層であり、II−VI族３元混晶層ＢがＺｎＳｅＴｅ層で
ある（１）〜（５）のＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導
体薄膜。 （７）II−VI族３元混晶層ＡがＭｇＺｎＳｅ層であり、
II−VI族３元混晶層ＢがＺｎＣｄＳｅ層である（１）〜
（５）のＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄膜。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。 ［実施形態１］図１に、本発明におけるＩｎＰ基板上II
−VI族化合物半導体薄膜の基本的な層構造を示す。本実
施形態の半導体薄膜は、III−V族化合物半導体成長室に
おいてＩｎＰ基板１上に、III−V族バッファ層２を堆積
させ、これを真空搬送機構を介してII−VI族化合物半導
体成長室に移送し、II−VI族３元混晶Ａ層３及びＢ層４
を交互に積層することにより得られる。
を用いて詳細に説明する。 ［実施形態１］図１に、本発明におけるＩｎＰ基板上II
−VI族化合物半導体薄膜の基本的な層構造を示す。本実
施形態の半導体薄膜は、III−V族化合物半導体成長室に
おいてＩｎＰ基板１上に、III−V族バッファ層２を堆積
させ、これを真空搬送機構を介してII−VI族化合物半導
体成長室に移送し、II−VI族３元混晶Ａ層３及びＢ層４
を交互に積層することにより得られる。
【００１５】上記II-VI族３元混晶Ａ層３及びＢ層４に
３元混晶を用いているため、２元化合物に比べて格子定
数をＩｎＰ基板１に近づけることができ、欠陥が入りに
くくなり、酸化などの変質が起こりにくくなる。また、
上記構成とすることにより、ＩｎＰ基板１上に上記II−
VI族３元混晶Ａ及びＢの成分を全て含む４元、５元又は
６元混晶を成長させる場合に比べ、組成の変動や相分離
等が起こりにくく、また組成制御性も著しく向上するた
め作業が容易となり、再現性良く高品質なII−VI族化合
物半導体薄膜が得られる。
３元混晶を用いているため、２元化合物に比べて格子定
数をＩｎＰ基板１に近づけることができ、欠陥が入りに
くくなり、酸化などの変質が起こりにくくなる。また、
上記構成とすることにより、ＩｎＰ基板１上に上記II−
VI族３元混晶Ａ及びＢの成分を全て含む４元、５元又は
６元混晶を成長させる場合に比べ、組成の変動や相分離
等が起こりにくく、また組成制御性も著しく向上するた
め作業が容易となり、再現性良く高品質なII−VI族化合
物半導体薄膜が得られる。
【００１６】［実施形態２］図２に、本発明のさらに具
体的なＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄膜の層構造
を示す。まず、III−V族化合物半導体成長室においてＰ
分子線照射下でＩｎＰ基板１表面の自然酸化膜を除去
し、続いてＩｎＰバッファ層５を成長させた。この基板
を真空搬送機構を介してII−VI族化合物半導体成長室に
移送し、厚さ約１０ｎｍのＺｎＣｄＳｅバッファ層６を
堆積させてから、ＺｎＳｅＴｅ層７とＭｇＺｎＳｅ層８
を交互に５００周期積層した。
体的なＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄膜の層構造
を示す。まず、III−V族化合物半導体成長室においてＰ
分子線照射下でＩｎＰ基板１表面の自然酸化膜を除去
し、続いてＩｎＰバッファ層５を成長させた。この基板
を真空搬送機構を介してII−VI族化合物半導体成長室に
移送し、厚さ約１０ｎｍのＺｎＣｄＳｅバッファ層６を
堆積させてから、ＺｎＳｅＴｅ層７とＭｇＺｎＳｅ層８
を交互に５００周期積層した。
【００１７】ＩｎＰ基板１上にＴｅを含む混晶を成長さ
せる場合、ＩｎとＴｅとが結合して３次元核を形成しや
すいため、平坦性の良い膜を得るためにはＺｎＣｄＳｅ
バッファ層６が有効である。また、ＩｎＰ基板にＭｇを
含む混晶を成長させる場合も、Ｍｇは表面の残留不純物
等と反応し易いため、ＺｎＣｄＳｅバッファ層６は平坦
性の良い膜を得る上で有効である。このＺｎＣｄＳｅバ
ッファ層６の層厚は、その上に積層するII−VI族化合物
半導体層の結晶品質を考えると、ＩｎＰ基板に対する格
子不整合量で決まる臨界膜厚以下にすることが望まし
い。また、ＺｎＣｄＳｅバッファ層６の組成は、ＩｎＰ
基板と格子整合する組成Ｚｎ０．４８Ｃｄ０．５２Ｓｅ
とすることが最も望ましい。
せる場合、ＩｎとＴｅとが結合して３次元核を形成しや
すいため、平坦性の良い膜を得るためにはＺｎＣｄＳｅ
バッファ層６が有効である。また、ＩｎＰ基板にＭｇを
含む混晶を成長させる場合も、Ｍｇは表面の残留不純物
等と反応し易いため、ＺｎＣｄＳｅバッファ層６は平坦
性の良い膜を得る上で有効である。このＺｎＣｄＳｅバ
ッファ層６の層厚は、その上に積層するII−VI族化合物
半導体層の結晶品質を考えると、ＩｎＰ基板に対する格
子不整合量で決まる臨界膜厚以下にすることが望まし
い。また、ＺｎＣｄＳｅバッファ層６の組成は、ＩｎＰ
基板と格子整合する組成Ｚｎ０．４８Ｃｄ０．５２Ｓｅ
とすることが最も望ましい。
【００１８】ＭｇＺｎＳｅ層７及びＺｎＳｅＴｅ層８の
膜厚は、ＩｎＰ基板１との間の格子不整合による結晶欠
陥が発生しないように臨界膜厚以下とした。具体的に
は、ＭｇＺｎＳｅ層７の組成はＭｇ０．７Ｚｎ０．３Ｓ
ｅでＩｎＰ基板との間には約−０．５７％の格子不整合
があるため、ＭｇＺｎＳｅ層７の層厚はこの場合の臨界
膜厚である４０ｎｍ以下の１ｎｍとした。また、ＺｎＳ
ｅＴｅ層８の組成はＺｎＳｅ０．４Ｔｅ０．６でＩｎＰ
基板との間には約＋１．０％の格子不整合があるため、
ＺｎＳｅＴｅ層８の層厚はこの場合の臨界膜厚である２
０ｎｍ以下の１ｎｍとした。なお、ＺｎＣｄＳｅ、Ｍｇ
ＺｎＳｅ及びＺｎＳｅＴｅの臨界膜厚は、ＩｎＰ基板と
の間の格子不整合の大きさにより変化し、例えばMatthe
wsとBlakesleeにより検討されたジャーナル・オブ・ク
リスタル・グロウス（J.Cryst.Growth，２７巻，１１８
ページ，１９７４年）に掲載の力学的平衡理論により計
算できる。
膜厚は、ＩｎＰ基板１との間の格子不整合による結晶欠
陥が発生しないように臨界膜厚以下とした。具体的に
は、ＭｇＺｎＳｅ層７の組成はＭｇ０．７Ｚｎ０．３Ｓ
ｅでＩｎＰ基板との間には約−０．５７％の格子不整合
があるため、ＭｇＺｎＳｅ層７の層厚はこの場合の臨界
膜厚である４０ｎｍ以下の１ｎｍとした。また、ＺｎＳ
ｅＴｅ層８の組成はＺｎＳｅ０．４Ｔｅ０．６でＩｎＰ
基板との間には約＋１．０％の格子不整合があるため、
ＺｎＳｅＴｅ層８の層厚はこの場合の臨界膜厚である２
０ｎｍ以下の１ｎｍとした。なお、ＺｎＣｄＳｅ、Ｍｇ
ＺｎＳｅ及びＺｎＳｅＴｅの臨界膜厚は、ＩｎＰ基板と
の間の格子不整合の大きさにより変化し、例えばMatthe
wsとBlakesleeにより検討されたジャーナル・オブ・ク
リスタル・グロウス（J.Cryst.Growth，２７巻，１１８
ページ，１９７４年）に掲載の力学的平衡理論により計
算できる。
【００１９】このようにして作製した該擬似４元混晶Ｚ
ｎＳｅ０．４Ｔｅ０．６／Ｍｇ０．７Ｚｎ０．３Ｓｅ、
及び、該擬似４元混晶と等価的に同じ組成をもつ４元混
晶Ｍｇ０．３５Ｚｎ０．６５Ｓｅ０．７Ｔｅ０．３の光
反射測定を行ったところ、反射スペクトルのファブリペ
ロー干渉の振動が始まる両者の波長はほぼ一致し、両者
のバンドギャップエネルギーはほぼ等しいことが確かめ
られた。ＰＬ測定では、該ＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＺｎＳｅ
擬似４元混晶のピークエネルギーは、光反射測定で見積
もられたバンドギャップエネルギーにほぼ等しく、４元
混晶ＭｇＺｎＳｅＴｅで見られたような相分離や組成変
動の無い均一なII−VI族化合物半導体薄膜が得られてい
ることが確かめられた。以上のことは、従来のＩｎＰ基
板上II−VI族発光素子中に用いられていた４元混晶Ｍｇ
ＺｎＳｅＴｅの代わりに、該擬似４元混晶ＺｎＳｅＴｅ
／ＭｇＺｎＳｅを用いることができることを意味する。
ｎＳｅ０．４Ｔｅ０．６／Ｍｇ０．７Ｚｎ０．３Ｓｅ、
及び、該擬似４元混晶と等価的に同じ組成をもつ４元混
晶Ｍｇ０．３５Ｚｎ０．６５Ｓｅ０．７Ｔｅ０．３の光
反射測定を行ったところ、反射スペクトルのファブリペ
ロー干渉の振動が始まる両者の波長はほぼ一致し、両者
のバンドギャップエネルギーはほぼ等しいことが確かめ
られた。ＰＬ測定では、該ＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＺｎＳｅ
擬似４元混晶のピークエネルギーは、光反射測定で見積
もられたバンドギャップエネルギーにほぼ等しく、４元
混晶ＭｇＺｎＳｅＴｅで見られたような相分離や組成変
動の無い均一なII−VI族化合物半導体薄膜が得られてい
ることが確かめられた。以上のことは、従来のＩｎＰ基
板上II−VI族発光素子中に用いられていた４元混晶Ｍｇ
ＺｎＳｅＴｅの代わりに、該擬似４元混晶ＺｎＳｅＴｅ
／ＭｇＺｎＳｅを用いることができることを意味する。
【００２０】［実施形態３］本実施形態では、前記擬似
４元混晶層ＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＺｎＳｅ全体の層厚が臨
界膜厚以下になるように、実施形態２におけるＭｇＺｎ
Ｓｅ層７を、ＩｎＰ基板に対して約−１．０％の格子不
整合のある組成Ｍｇ０．６Ｚｎ０．４Ｓｅに変更した。
これにより、擬似４元混晶全体でＩｎＰ基板に対して格
子整合することとなり、格子不整合による結晶欠陥の発
生が抑制され、高品質なII−VI族化合物半導体薄膜が得
られた。
４元混晶層ＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＺｎＳｅ全体の層厚が臨
界膜厚以下になるように、実施形態２におけるＭｇＺｎ
Ｓｅ層７を、ＩｎＰ基板に対して約−１．０％の格子不
整合のある組成Ｍｇ０．６Ｚｎ０．４Ｓｅに変更した。
これにより、擬似４元混晶全体でＩｎＰ基板に対して格
子整合することとなり、格子不整合による結晶欠陥の発
生が抑制され、高品質なII−VI族化合物半導体薄膜が得
られた。
【００２１】［実施形態４］本実施形態では、実施形態
２におけるＺｎＳｅＴｅ層８の組成をＩｎＰ基板と格子
整合する組成ＺｎＳｅ０．５４Ｔｅ０．４６に変更し、
実施形態２におけるＭｇＺｎＳｅ層７の組成をＩｎＰ基
板と格子整合する組成Ｍｇ０．８４Ｚｎ０．１６Ｓｅに
変更した。これにより、格子不整合による結晶欠陥の発
生が全く無くなり、高品質なII−VI族化合物半導体薄膜
が得られた。
２におけるＺｎＳｅＴｅ層８の組成をＩｎＰ基板と格子
整合する組成ＺｎＳｅ０．５４Ｔｅ０．４６に変更し、
実施形態２におけるＭｇＺｎＳｅ層７の組成をＩｎＰ基
板と格子整合する組成Ｍｇ０．８４Ｚｎ０．１６Ｓｅに
変更した。これにより、格子不整合による結晶欠陥の発
生が全く無くなり、高品質なII−VI族化合物半導体薄膜
が得られた。
【００２２】［実施形態５］本実施形態では、ＭｇＺｎ
Ｓｅ層とＺｎＣｄＳｅ層とを交互に積層させた擬似４元
混晶について説明する。図３に、本発明の具体的なＩｎ
Ｐ基板上II−VI族化合物半導体薄膜の層構造を示す。ま
ず、III−V族化合物半導体成長室においてＰ分子線照射
下でＩｎＰ基板１表面の自然酸化膜を除去し、続いてＩ
ｎＰバッファ層５を成長させた。この基板を真空搬送機
構を介してII−VI族化合物半導体成長室に移送し、厚さ
約１０ｎｍのＺｎＣｄＳｅバッファ層６を堆積させてか
ら、ＭｇＺｎＳｅ層７とＺｎＣｄＳｅ層９とを交互に５
００周期積層した。
Ｓｅ層とＺｎＣｄＳｅ層とを交互に積層させた擬似４元
混晶について説明する。図３に、本発明の具体的なＩｎ
Ｐ基板上II−VI族化合物半導体薄膜の層構造を示す。ま
ず、III−V族化合物半導体成長室においてＰ分子線照射
下でＩｎＰ基板１表面の自然酸化膜を除去し、続いてＩ
ｎＰバッファ層５を成長させた。この基板を真空搬送機
構を介してII−VI族化合物半導体成長室に移送し、厚さ
約１０ｎｍのＺｎＣｄＳｅバッファ層６を堆積させてか
ら、ＭｇＺｎＳｅ層７とＺｎＣｄＳｅ層９とを交互に５
００周期積層した。
【００２３】ＩｎＰ基板上にＭｇを含む混晶を成長させ
る場合、Ｍｇは表面の残留不純物等と反応し易いため、
ＺｎＣｄＳｅバッファ層６は平坦性の良い膜を得る上で
有効である。このＺｎＣｄＳｅバッファ層６の層厚は、
その上に積層するII−VI族化合物半導体層の結晶品質を
考えると、ＩｎＰ基板に対する格子不整合量で決まる臨
界膜厚以下にすることが望ましい。また、ＺｎＣｄＳｅ
バッファ層６の組成は、ＩｎＰ基板と格子整合する組成
Ｚｎ０．４８Ｃｄ０．５２Ｓｅとすることが最も望まし
い。
る場合、Ｍｇは表面の残留不純物等と反応し易いため、
ＺｎＣｄＳｅバッファ層６は平坦性の良い膜を得る上で
有効である。このＺｎＣｄＳｅバッファ層６の層厚は、
その上に積層するII−VI族化合物半導体層の結晶品質を
考えると、ＩｎＰ基板に対する格子不整合量で決まる臨
界膜厚以下にすることが望ましい。また、ＺｎＣｄＳｅ
バッファ層６の組成は、ＩｎＰ基板と格子整合する組成
Ｚｎ０．４８Ｃｄ０．５２Ｓｅとすることが最も望まし
い。
【００２４】ＭｇＺｎＳｅ層７及びＺｎＣｄＳｅ層９の
膜厚は、ＩｎＰ基板１との間の格子不整合による結晶欠
陥が発生しないように臨界膜厚以下とした。具体的に
は、ＭｇＺｎＳｅ層７の組成はＭｇ０．７Ｚｎ０．３Ｓ
ｅでＩｎＰ基板との間には約−０．５７％の格子不整合
があるため、ＭｇＺｎＳｅ層７の層厚はこの場合の臨界
膜厚である４０ｎｍ以下の１ｎｍとした。また、ＺｎＣ
ｄＳｅ層９の組成はＺｎ０．６３Ｃｄ０．３７ＳｅでＩ
ｎＰ基板との間には約＋１．０％の格子不整合があるた
め、ＺｎＣｄＳｅ層９の層厚はこの場合の臨界膜厚であ
る２０ｎｍ以下の１ｎｍとした。
膜厚は、ＩｎＰ基板１との間の格子不整合による結晶欠
陥が発生しないように臨界膜厚以下とした。具体的に
は、ＭｇＺｎＳｅ層７の組成はＭｇ０．７Ｚｎ０．３Ｓ
ｅでＩｎＰ基板との間には約−０．５７％の格子不整合
があるため、ＭｇＺｎＳｅ層７の層厚はこの場合の臨界
膜厚である４０ｎｍ以下の１ｎｍとした。また、ＺｎＣ
ｄＳｅ層９の組成はＺｎ０．６３Ｃｄ０．３７ＳｅでＩ
ｎＰ基板との間には約＋１．０％の格子不整合があるた
め、ＺｎＣｄＳｅ層９の層厚はこの場合の臨界膜厚であ
る２０ｎｍ以下の１ｎｍとした。
【００２５】このようにして作製した該擬似４元混晶Ｚ
ｎ０．６３Ｃｄ０．３７Ｓｅ／Ｍｇ０．７Ｚｎ０．３Ｓ
ｅ、及び、該擬似４元混晶と等価的に同じ組成をもつ４
元混晶Ｍｇ０．３５Ｚｎ０．４６５Ｃｄ０．１８５Ｓｅ
の光反射測定を行ったところ、反射スペクトルのファブ
リペロー干渉の振動が始まる両者の波長はほぼ一致し、
両者のバンドギャップエネルギーはほぼ等しいことが確
かめられた。また、ＰＬ測定でも、該ＺｎＣｄＳｅ／Ｍ
ｇＺｎＳｅ擬似４元混晶のピークエネルギーは、光反射
測定で見積もられたバンドギャップエネルギーにほぼ等
しく、相分離や組成変動の無い均一なII−VI族化合物半
導体薄膜が得られていることが確かめられた。以上の結
果は、従来のＩｎＰ基板上II−VI族発光素子中に用いら
れていた４元混晶ＭｇＺｎＣｄＳｅの代わりに、該擬似
４元混晶ＺｎＣｄＳｅ／ＭｇＺｎＳｅを用いることがで
きることを意味する。
ｎ０．６３Ｃｄ０．３７Ｓｅ／Ｍｇ０．７Ｚｎ０．３Ｓ
ｅ、及び、該擬似４元混晶と等価的に同じ組成をもつ４
元混晶Ｍｇ０．３５Ｚｎ０．４６５Ｃｄ０．１８５Ｓｅ
の光反射測定を行ったところ、反射スペクトルのファブ
リペロー干渉の振動が始まる両者の波長はほぼ一致し、
両者のバンドギャップエネルギーはほぼ等しいことが確
かめられた。また、ＰＬ測定でも、該ＺｎＣｄＳｅ／Ｍ
ｇＺｎＳｅ擬似４元混晶のピークエネルギーは、光反射
測定で見積もられたバンドギャップエネルギーにほぼ等
しく、相分離や組成変動の無い均一なII−VI族化合物半
導体薄膜が得られていることが確かめられた。以上の結
果は、従来のＩｎＰ基板上II−VI族発光素子中に用いら
れていた４元混晶ＭｇＺｎＣｄＳｅの代わりに、該擬似
４元混晶ＺｎＣｄＳｅ／ＭｇＺｎＳｅを用いることがで
きることを意味する。
【００２６】［実施形態６］本実施形態では、実施形態
５における擬似４元混晶層ＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＺｎＳｅ
全体の層厚が臨界膜厚以下になるように、実施形態５に
おけるＭｇＺｎＳｅ層７を、ＩｎＰ基板１に対して約−
１．０％の格子不整合のある組成Ｍｇ０．６Ｚｎ０．４
Ｓｅに変更した。これにより、擬似４元混晶全体でＩｎ
Ｐ基板に対して格子整合することとなり、格子不整合に
よる結晶欠陥の発生が抑制され、高品質なII−VI族化合
物半導体薄膜が得られた。
５における擬似４元混晶層ＺｎＳｅＴｅ／ＭｇＺｎＳｅ
全体の層厚が臨界膜厚以下になるように、実施形態５に
おけるＭｇＺｎＳｅ層７を、ＩｎＰ基板１に対して約−
１．０％の格子不整合のある組成Ｍｇ０．６Ｚｎ０．４
Ｓｅに変更した。これにより、擬似４元混晶全体でＩｎ
Ｐ基板に対して格子整合することとなり、格子不整合に
よる結晶欠陥の発生が抑制され、高品質なII−VI族化合
物半導体薄膜が得られた。
【００２７】［実施形態７］本実施形態では、実施形態
５におけるＺｎＣｄＳｅ層９の組成をＩｎＰ基板１と格
子整合する組成ＺｎＳｅ０．５４Ｔｅ０．４６に変更
し、実施形態５におけるＭｇＺｎＳｅ層７の組成をＩｎ
Ｐ基板と格子整合する組成Ｍｇ０．８４Ｚｎ０．１６Ｓ
ｅに変更した。これにより、格子不整合による結晶欠陥
の発生が全く無くなり、高品質なII−VI族化合物半導体
薄膜が得られた。
５におけるＺｎＣｄＳｅ層９の組成をＩｎＰ基板１と格
子整合する組成ＺｎＳｅ０．５４Ｔｅ０．４６に変更
し、実施形態５におけるＭｇＺｎＳｅ層７の組成をＩｎ
Ｐ基板と格子整合する組成Ｍｇ０．８４Ｚｎ０．１６Ｓ
ｅに変更した。これにより、格子不整合による結晶欠陥
の発生が全く無くなり、高品質なII−VI族化合物半導体
薄膜が得られた。
【００２８】上記実施形態２〜７においては、擬似４元
混晶を構成する３元混晶層の各層厚をそれぞれ１ｎｍず
つとしたが、各層厚の比率を変化させることにより、任
意の組成の擬似４元混晶を実現することが可能である。
その場合、擬似４元混晶を構成する３元混晶層の層厚
は、基板との格子不整合量で決まる臨界膜厚以下にする
ことが望ましく、基板と格子整合していることが最も望
ましい。また、同等の組成をもつ４元混晶に近いバンド
ギャップを有する擬似４元混晶を得るためには、擬似４
元混晶を構成する３元混晶層の各層厚は、およそ５ｎｍ
以下程度にすることが望ましい。
混晶を構成する３元混晶層の各層厚をそれぞれ１ｎｍず
つとしたが、各層厚の比率を変化させることにより、任
意の組成の擬似４元混晶を実現することが可能である。
その場合、擬似４元混晶を構成する３元混晶層の層厚
は、基板との格子不整合量で決まる臨界膜厚以下にする
ことが望ましく、基板と格子整合していることが最も望
ましい。また、同等の組成をもつ４元混晶に近いバンド
ギャップを有する擬似４元混晶を得るためには、擬似４
元混晶を構成する３元混晶層の各層厚は、およそ５ｎｍ
以下程度にすることが望ましい。
【００２９】また、ＭｇＳｅは反応性が強く結晶欠陥を
発生しやすいのに対し、上記実施形態中で用いたＭｇＺ
ｎＳｅ層は、ＭｇＳｅにＺｎが混ざることによって結晶
の安定性が増し、結晶欠陥の少ない混晶層が容易に得ら
れる。
発生しやすいのに対し、上記実施形態中で用いたＭｇＺ
ｎＳｅ層は、ＭｇＳｅにＺｎが混ざることによって結晶
の安定性が増し、結晶欠陥の少ない混晶層が容易に得ら
れる。
【００３０】なお、以上の実施形態では、ＩｎＰ基板上
のＺｎＳｅＴｅとＭｇＺｎＳｅを用いた擬似４元混晶、
及び、ＺｎＣｄＳｅとＭｇＺｎＳｅを用いた擬似４元混
晶について説明したが、本発明は、ＺｎＣｄＳｅ、Ｍｇ
ＺｎＳｅ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＭｇＳＳｅ、Ｍ
ｇＳＴｅ、ＣｄＳＳｅ、ＣｄＳＴｅ、ＢｅＺｎＴｅ、Ｂ
ｅＣｄＴｅ、ＢｅＣｄＳｅ、ＢｅＭｇＴｅ、ＢｅＭｇＳ
ｅ、ＢｅＭｎＳｅ、ＢｅＭｎＴｅ、ＢｅＨｇＳｅ、Ｂｅ
ＨｇＴｅ、ＺｎＭｎＳｅ、ＭｎＳＳｅ、ＭｎＳＴｅ、Ｚ
ｎＨｇＳｅ、ＨｇＳＴｅ、ＨｇＳＳｅの３元混晶のうち
の任意の二つの組み合わせで構成させる擬似４元、擬似
５元又は擬似６元混晶の作製に全て適用可能であり、こ
れらのII−VI族化合物半導体層の伝導型や添加不純物の
種類によらず効果がある。
のＺｎＳｅＴｅとＭｇＺｎＳｅを用いた擬似４元混晶、
及び、ＺｎＣｄＳｅとＭｇＺｎＳｅを用いた擬似４元混
晶について説明したが、本発明は、ＺｎＣｄＳｅ、Ｍｇ
ＺｎＳｅ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＭｇＳＳｅ、Ｍ
ｇＳＴｅ、ＣｄＳＳｅ、ＣｄＳＴｅ、ＢｅＺｎＴｅ、Ｂ
ｅＣｄＴｅ、ＢｅＣｄＳｅ、ＢｅＭｇＴｅ、ＢｅＭｇＳ
ｅ、ＢｅＭｎＳｅ、ＢｅＭｎＴｅ、ＢｅＨｇＳｅ、Ｂｅ
ＨｇＴｅ、ＺｎＭｎＳｅ、ＭｎＳＳｅ、ＭｎＳＴｅ、Ｚ
ｎＨｇＳｅ、ＨｇＳＴｅ、ＨｇＳＳｅの３元混晶のうち
の任意の二つの組み合わせで構成させる擬似４元、擬似
５元又は擬似６元混晶の作製に全て適用可能であり、こ
れらのII−VI族化合物半導体層の伝導型や添加不純物の
種類によらず効果がある。
【００３１】また、上記実施例中で用いたＩｎＰ基板上
のIII−V族化合物半導体バッファ層としては、ＩｎＰの
他に、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓ、
ＡｌＧａＩｎＰ及びこれらを組み合わせたバッファ層な
どが考えられ、これらは自然酸化膜除去後のＩｎＰ基板
表面の平坦性を回復させ、その上に積層させるII−VI族
化合物半導体薄膜の品質を向上させるのに有効である
が、これらのIII−V族バッファ層が無くても本発明は効
果がある。
のIII−V族化合物半導体バッファ層としては、ＩｎＰの
他に、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓ、
ＡｌＧａＩｎＰ及びこれらを組み合わせたバッファ層な
どが考えられ、これらは自然酸化膜除去後のＩｎＰ基板
表面の平坦性を回復させ、その上に積層させるII−VI族
化合物半導体薄膜の品質を向上させるのに有効である
が、これらのIII−V族バッファ層が無くても本発明は効
果がある。
【００３２】ＩｎＰ以外のIII−V族バッファ層を用いる
場合、III−V族バッファ層の層厚は、その上に積層する
II−VI族化合物半導体層の結晶品質を考えると、ＩｎＰ
基板に対する格子不整合量で決まる臨界膜厚以下の厚さ
にすることが望ましく、またＩｎＰ基板と格子整合する
ことが最も望ましい。ＺｎＣｄＳｅバッファ層も、同様
にその上に積層させるII−VI族化合物半導体薄膜の品質
を向上させるのに有効であるが、ＺｎＣｄＳｅバッファ
層が無くても本発明は効果がある。さらに、ＺｎＣｄＳ
ｅバッファ層の代わりに他のII−VI族化合物半導体をバ
ッファ層として用いた場合も、本発明は効果がある。そ
の場合、II−VI族化合物半導体バッファ層の層厚は、そ
の上に積層するII−VI族化合物半導体層の結晶品質を考
えると、ＩｎＰ基板に対する格子不整合量で決まる臨界
膜厚以下の厚さにすることが望ましく、またＩｎＰ基板
と格子整合することが最も望ましい。なお、前記実施形
態例においては、ＭＢＥ法によるII−VI族化合物半導体
薄膜の製造方法について説明したが、有機金属気相成長
法（ＭＯＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法）や他の結晶成長法を
用いてもよい。
場合、III−V族バッファ層の層厚は、その上に積層する
II−VI族化合物半導体層の結晶品質を考えると、ＩｎＰ
基板に対する格子不整合量で決まる臨界膜厚以下の厚さ
にすることが望ましく、またＩｎＰ基板と格子整合する
ことが最も望ましい。ＺｎＣｄＳｅバッファ層も、同様
にその上に積層させるII−VI族化合物半導体薄膜の品質
を向上させるのに有効であるが、ＺｎＣｄＳｅバッファ
層が無くても本発明は効果がある。さらに、ＺｎＣｄＳ
ｅバッファ層の代わりに他のII−VI族化合物半導体をバ
ッファ層として用いた場合も、本発明は効果がある。そ
の場合、II−VI族化合物半導体バッファ層の層厚は、そ
の上に積層するII−VI族化合物半導体層の結晶品質を考
えると、ＩｎＰ基板に対する格子不整合量で決まる臨界
膜厚以下の厚さにすることが望ましく、またＩｎＰ基板
と格子整合することが最も望ましい。なお、前記実施形
態例においては、ＭＢＥ法によるII−VI族化合物半導体
薄膜の製造方法について説明したが、有機金属気相成長
法（ＭＯＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法）や他の結晶成長法を
用いてもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のように、ＩｎＰ基板上、又はＩｎＰ基板上のIII−V族
化合物半導体バッファ層上に、２種類のII−VI族３元混
晶層を交互に積層して、４元以上のII−VI族擬似混晶を
作製することによって、相分離や組成変動の無い均一で
かつ高品質なII−VI族化合物半導体薄膜が得られる。ま
た、組み合わせる２種類の３元混晶の層厚を変化させる
だけで、任意の組成の４元以上の混晶が得られるため、
組成制御性が格段に改善される。そのため、この半導体
薄膜を用いることによって、長寿命で高出力な光デバイ
スを容易に作製することが可能である。
のように、ＩｎＰ基板上、又はＩｎＰ基板上のIII−V族
化合物半導体バッファ層上に、２種類のII−VI族３元混
晶層を交互に積層して、４元以上のII−VI族擬似混晶を
作製することによって、相分離や組成変動の無い均一で
かつ高品質なII−VI族化合物半導体薄膜が得られる。ま
た、組み合わせる２種類の３元混晶の層厚を変化させる
だけで、任意の組成の４元以上の混晶が得られるため、
組成制御性が格段に改善される。そのため、この半導体
薄膜を用いることによって、長寿命で高出力な光デバイ
スを容易に作製することが可能である。
【図１】本発明に係るII−VI族化合物半導体薄膜の層構
造の一例を示す図である。
造の一例を示す図である。
【図２】本発明に係るII−VI族化合物半導体薄膜の層構
造の一例を示す図である。
造の一例を示す図である。
【図３】本発明に係るII−VI族化合物半導体薄膜の層構
造の一例を示す図である。
造の一例を示す図である。
【図４】従来のII−VI族化合物半導体薄膜の層構造の一
例を示す図である。
例を示す図である。
１ ＩｎＰ基板 ２ III−V族バッファ層 ３ II−VI族３元混晶Ａ層 ４ II−VI族３元混晶Ｂ層 ５ ＩｎＰバッファ層 ６ ＺｎＣｄＳｅバッファ層 ７ ＭｇＺｎＳｅ層 ８ ＺｎＳｅＴｅ層 ９ ＺｎＣｄＳｅ層 １０ ＭｇＺｎＳｅＴｅ層
Claims (7)
- 【請求項１】 ＩｎＰ基板上に２種類のII−VI族３元混
晶層Ａ及びＢを交互に積層してなることを特徴とするＩ
ｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄膜。 - 【請求項２】 II−VI族３元混晶層Ａ及びＢの各層厚が
それぞれ臨界膜厚以下である請求項１に記載のＩｎＰ基
板上II−VI族化合物半導体薄膜。 - 【請求項３】 II−VI族３元混晶層Ａ及びＢの各層厚が
それぞれ臨界膜厚以下であり、かつII−VI族３元混晶層
Ａ及びＢからなるII−VI族混晶薄膜全体の厚さが臨界膜
厚以下である請求項１に記載のＩｎＰ基板上II−VI族化
合物半導体薄膜。 - 【請求項４】 II−VI族３元混晶層Ａ及びＢがＩｎＰ基
板と格子整合している請求項１、２又は３に記載のＩｎ
Ｐ基板上II−VI族化合物半導体薄膜。 - 【請求項５】 II−VI族３元混晶層Ａ及びＢが、ＺｎＣ
ｄＳｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、Ｍ
ｇＳＳｅ、ＭｇＳＴｅ、ＣｄＳＳｅ、ＣｄＳＴｅ、Ｂｅ
ＺｎＴｅ、ＢｅＣｄＴｅ、ＢｅＣｄＳｅ、ＢｅＭｇＴ
ｅ、ＢｅＭｇＳｅ、ＢｅＭｎＳｅ、ＢｅＭｎＴｅ、Ｂｅ
ＨｇＳｅ、ＢｅＨｇＴｅ、ＺｎＭｎＳｅ、ＭｎＳＳｅ、
ＭｎＳＴｅ、ＺｎＨｇＳｅ、ＨｇＳＴｅ及びＨｇＳＳｅ
から選ばれる２つの３元混晶である請求項１〜４のいず
れか１項に記載のＩｎＰ基板上II−VI族化合物半導体薄
膜。 - 【請求項６】 II−VI族３元混晶層ＡがＭｇＺｎＳｅ層
であり、II−VI族３元混晶層ＢがＺｎＳｅＴｅ層である
請求項１〜５のいずれか１項に記載のＩｎＰ基板上II−
VI族化合物半導体薄膜。 - 【請求項７】 II−VI族３元混晶層ＡがＭｇＺｎＳｅ層
であり、II−VI族３元混晶層ＢがＺｎＣｄＳｅ層である
請求項１〜５のいずれか１項に記載のＩｎＰ基板上II−
VI族化合物半導体薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7775798A JP3334598B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | ＩｎＰ基板上ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7775798A JP3334598B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | ＩｎＰ基板上ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11274565A true JPH11274565A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3334598B2 JP3334598B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=13642810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7775798A Expired - Fee Related JP3334598B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | ＩｎＰ基板上ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334598B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008503090A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ＩｎＰ基板上のＩＩ−ＶＩ／ＩＩＩ−Ｖ層状構造 |
| JP2008300754A (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Sony Corp | 半導体素子 |
| JP2009032817A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Sony Corp | 半導体素子 |
| JP2009520377A (ja) * | 2005-12-20 | 2009-05-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ＩｎＰ基板上のＩＩ−ＶＩ／ＩＩＩ−Ｖ層状構造体 |
| JP2011507273A (ja) * | 2007-12-10 | 2011-03-03 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 半導体発光デバイス及びその作製方法 |
| US8385380B2 (en) | 2008-09-04 | 2013-02-26 | 3M Innovative Properties Company | Monochromatic light source |
| US8488641B2 (en) | 2008-09-04 | 2013-07-16 | 3M Innovative Properties Company | II-VI MQW VSEL on a heat sink optically pumped by a GaN LD |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP7775798A patent/JP3334598B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008503090A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ＩｎＰ基板上のＩＩ−ＶＩ／ＩＩＩ−Ｖ層状構造 |
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