JPS60143680A - Mis型発光ダイオ−ド - Google Patents
Mis型発光ダイオ−ドInfo
- Publication number
- JPS60143680A JPS60143680A JP58249520A JP24952083A JPS60143680A JP S60143680 A JPS60143680 A JP S60143680A JP 58249520 A JP58249520 A JP 58249520A JP 24952083 A JP24952083 A JP 24952083A JP S60143680 A JPS60143680 A JP S60143680A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- layer
- type
- insulation layer
- zns
- 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
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenezinc Chemical compound [Zn]=S WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/0004—Devices characterised by their operation
- H01L33/0037—Devices characterised by their operation having a MIS barrier layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
(イ)産業上の利用分野
本発明はznse (ジンクセレン)から°なるMIs
(金属−絶縁物一半導体)型発光ダイオード1:関する
。 10)従来技術 Zn3e単結晶は室温で2.7(3Vのバンドギャップ
を有するため青色発光材料として有望視されているが、
未だ実用化C:到っていない。この原因は’@ 11m
はznBe単結晶が従来法では高品質なものが得られな
かったことC:あり、第21−はZn8e単結晶は自己
補償効果が強(n型伝導しか示さないためpn接合を形
成することができないこと(二ある。 上記第1の問題は従来の液相、気相成長方法等とは全(
異なる熱的非平衡状態からの成長であるMBE(分子線
エピタキシャル)成長方法を用いることで解決される。 その具体的な成長方法は例えば特願昭57−12646
5号(:開示されている。 また第2の問題は接合型をMIs型とすることC:より
解決される。 第1図はznBe単結晶からなるMIS型発光発光ダイ
オード式的(:示し、(1)は例えばn型GaA3単結
晶からなる基板、(2)は該基板上CMBB成長方法(
:より積層されたn型Zn5e単結晶層。 (3)は該単結晶層上口積重された絶縁(至)、(4)
は該絶縁層上C二積層された例えばALT(金)からな
る金属層である。 従来、上記絶縁@ 131は8102.8’LSN4゜
A120B、zno等の絶縁物で構成されていた。 然るC:これらは全て多結晶あるいは非晶質であるため
層形成時にピンホール等が発生し膜質を低下させていた
。また上記絶縁層(3)の実用的層厚は、100A以下
と極めて薄いため、層厚の制御が極めて困難であ*7た
め特性のそろったデバイスを再現性良く製造することが
難しかった。更C二znse単結晶は熱的損傷を受け易
く、高温に晒らすと分解し結晶性の劣化を招くため、上
記絶縁@(3)の形成(:あたっては低温形成可能なス
パッタ法が用いられているが、斯る方法ではZn8e単
結晶層(2)表面!−損傷を与えやすく、絶縁層(3)
とznBe単結晶層(2)との界面C二深いレベルが生
じるため特性が不安定となl)、かつ発光効率が低いと
いう間Iがあった。 斯る問題点に鑑みて従来より梯案されているもの(−上
記絶縁層(3)として高抵抗の1型znBe単結晶を用
いる構成がある。 斯る構成では、絶縁層をn型znBe単結晶層(2)と
連続
(金属−絶縁物一半導体)型発光ダイオード1:関する
。 10)従来技術 Zn3e単結晶は室温で2.7(3Vのバンドギャップ
を有するため青色発光材料として有望視されているが、
未だ実用化C:到っていない。この原因は’@ 11m
はznBe単結晶が従来法では高品質なものが得られな
かったことC:あり、第21−はZn8e単結晶は自己
補償効果が強(n型伝導しか示さないためpn接合を形
成することができないこと(二ある。 上記第1の問題は従来の液相、気相成長方法等とは全(
異なる熱的非平衡状態からの成長であるMBE(分子線
エピタキシャル)成長方法を用いることで解決される。 その具体的な成長方法は例えば特願昭57−12646
5号(:開示されている。 また第2の問題は接合型をMIs型とすることC:より
解決される。 第1図はznBe単結晶からなるMIS型発光発光ダイ
オード式的(:示し、(1)は例えばn型GaA3単結
晶からなる基板、(2)は該基板上CMBB成長方法(
:より積層されたn型Zn5e単結晶層。 (3)は該単結晶層上口積重された絶縁(至)、(4)
は該絶縁層上C二積層された例えばALT(金)からな
る金属層である。 従来、上記絶縁@ 131は8102.8’LSN4゜
A120B、zno等の絶縁物で構成されていた。 然るC:これらは全て多結晶あるいは非晶質であるため
層形成時にピンホール等が発生し膜質を低下させていた
。また上記絶縁層(3)の実用的層厚は、100A以下
と極めて薄いため、層厚の制御が極めて困難であ*7た
め特性のそろったデバイスを再現性良く製造することが
難しかった。更C二znse単結晶は熱的損傷を受け易
く、高温に晒らすと分解し結晶性の劣化を招くため、上
記絶縁@(3)の形成(:あたっては低温形成可能なス
パッタ法が用いられているが、斯る方法ではZn8e単
結晶層(2)表面!−損傷を与えやすく、絶縁層(3)
とznBe単結晶層(2)との界面C二深いレベルが生
じるため特性が不安定となl)、かつ発光効率が低いと
いう間Iがあった。 斯る問題点に鑑みて従来より梯案されているもの(−上
記絶縁層(3)として高抵抗の1型znBe単結晶を用
いる構成がある。 斯る構成では、絶縁層をn型znBe単結晶層(2)と
連続
【7てMBFi成長方法により形成できるため、そ
の膜質も良好となり、かつその−厚を10OA以下とす
ることも簡単となる。更inn型Zn5e単結晶層(2
1と絶縁層(3)との界面(二は深いレベルが生じるこ
とがなく、従って特性が不安定となることもない。 然る(−1絶縁層(31として1やzn8θ車結晶を用
いるとn型znBe単結晶層(2)と絶縁層(3)との
バンドギャップが同一となるため正孔の注入効率が低下
し高効率発光を望むことができないことが判明した。 (ハ)発明の目的 本発明は斯る点Cmみてなされたもので、絶縁層の膜質
が良好でかつ再現性良(形成できると共に、n型ZnS
θ単結晶層と絶縁層との界面に深いレベルを有すること
はなく、更(−n型znBe単結晶層への正孔の注入効
率が良好となるMIS型発光発光ダイオード供せんとす
るものである。 (−1発明の構成 本発明の構成的特徴はznsent結晶上に絶縁層及び
金属を順次積肋してなるλ(Is型型光光ダイオード1
ユいて、上記絶縁層を高抵抗ZnS結晶で構成したこと
1−ある。 鯵1実施例 第2図は本発明の実施例を示し、(Illはn型Ge1
AB単結晶力・らなる基板、021は該基板の一王面に
積層されたn型Zn8θ単結晶層であI)、該単結晶層
はGa (ガリウム)を導電型決定不純物として含有し
、そのキャリア濃度は約107jである。+131は上
記単結晶層02!上【=種部さ幻たZnS高抵抗申結晶
からなる絶縁層、O41は該絶縁層上C:積層されたA
Uからなる蕾贋〜、a町ま上記単結晶層1lF21の露
出表面(:形成されたオーミック電極である。 上記単結晶eo21及び絶縁ff!(131はMBE成
長方法(二より形成する。以下(−その具体的な製造方
法を説明する。 第3図はMBE装置を原理的に示したものであ下に排気
された貫穿容器内において、加熱用ヒータを備えた基板
ホルダー121)上C二In(インジウム)メタル12
211:て−主面が(100)面であるn型Gaxs
(ガリウム砒素)基板(Illが固着されている°。基
板01)と対向する位置C:は第1〜第4セル(231
〜(イ)が配され、これらの間には主シヤツタ07)と
個別シャッタ(28a)〜(28(1)が介在されてい
る。また上記各セル+231〜(ト)(;は加熱用ヒー
タ翰及び温度検出用熱電対(7)が夫々装着されている
。 更(;上記各セル+241〜m (”−は夫zZn (
亜鉛)、Se(セレン)、不純物としてのGa及びZn
S (ジンクサルファ)が収納されている。面上記名セ
)VI−格納されたZn、Be、Gaの純度は6N以上
であり、Zn8は!1N程度である。 斯る装置を用いてn型znBe単結晶層0を形成するに
は、まず基板(Illを300℃〜560℃I:保持す
ると共1:第1〜第3セル1231〜□□□を夫々30
0℃、200℃、420τ〕(−保持し、主シャッタc
ln及ヒ個別vヤyy (2s a) 〜(2s c)
ヲ開となす。これによりキャリア濃度が約lX101
7/−で460nm付近(二強いピークを示すPL特性
を有したn型znsθ単結晶層0が基板a1Jの一王面
(−成長する。尚、斯る単結晶6113の層厚は約10
μmとする。 次いで上記基板01)の温度を240℃〜280℃C;
保持するととも(:第4セル弼を950℃程度(:保持
し王シャッタ(2゛0及び個別シャッタ(2B(1)の
みを開となすことC二より比抵抗が105Ω−1程度の
高抵抗zns単結晶からなる絶縁層031が上記単結晶
層(+21上C:成長する。面、斯る絶縁層(13+の
層厚は約100Aとする。また上記絶縁@(13形成C
二あたってそのソース材料ZnSの純度を3Nとしたが
、これは純度が6Nと高いと成長したZn単結晶の比抵
抗が250Ω−儂と低くなり絶縁層(131として作用
しなくなるためである。 このよう(二本実施例におけるn型znsθ単結晶胸0
4及び絶縁11(131はMBE成長方法Cよ1)連続
的I:影形成きるものであり、従ってその膜質も良好と
なると共にその層厚制御も簡単(−行なえ、またその界
面C二不所望な発光を生じる深いレベルが発生すること
はない。更HZ n 8単結晶はZn5e単結晶(:比
してバンドギャップが大であるためn型znsθ単結晶
II(131への正孔の注入効率も高く、従って発光効
率も高まる。 (へ)発明の効果 本発明では絶縁層としてMBE成長方法より作成された
高抵抗ZnS単結晶を用いているため、絶縁j@の膜質
が良好となI】、電気的特性が安定する。また動作特性
を決定する絶縁層の層厚もMBE成長を用いているため
再現性よく形成できる。 更(=n型znsθ単結晶とZn8単結晶とはMBE成
長方法(二より連続的に形成できるため、その界面1:
深いレベルが生じることはなく、不所望な発光センター
が生じない。
の膜質も良好となり、かつその−厚を10OA以下とす
ることも簡単となる。更inn型Zn5e単結晶層(2
1と絶縁層(3)との界面(二は深いレベルが生じるこ
とがなく、従って特性が不安定となることもない。 然る(−1絶縁層(31として1やzn8θ車結晶を用
いるとn型znBe単結晶層(2)と絶縁層(3)との
バンドギャップが同一となるため正孔の注入効率が低下
し高効率発光を望むことができないことが判明した。 (ハ)発明の目的 本発明は斯る点Cmみてなされたもので、絶縁層の膜質
が良好でかつ再現性良(形成できると共に、n型ZnS
θ単結晶層と絶縁層との界面に深いレベルを有すること
はなく、更(−n型znBe単結晶層への正孔の注入効
率が良好となるMIS型発光発光ダイオード供せんとす
るものである。 (−1発明の構成 本発明の構成的特徴はznsent結晶上に絶縁層及び
金属を順次積肋してなるλ(Is型型光光ダイオード1
ユいて、上記絶縁層を高抵抗ZnS結晶で構成したこと
1−ある。 鯵1実施例 第2図は本発明の実施例を示し、(Illはn型Ge1
AB単結晶力・らなる基板、021は該基板の一王面に
積層されたn型Zn8θ単結晶層であI)、該単結晶層
はGa (ガリウム)を導電型決定不純物として含有し
、そのキャリア濃度は約107jである。+131は上
記単結晶層02!上【=種部さ幻たZnS高抵抗申結晶
からなる絶縁層、O41は該絶縁層上C:積層されたA
Uからなる蕾贋〜、a町ま上記単結晶層1lF21の露
出表面(:形成されたオーミック電極である。 上記単結晶eo21及び絶縁ff!(131はMBE成
長方法(二より形成する。以下(−その具体的な製造方
法を説明する。 第3図はMBE装置を原理的に示したものであ下に排気
された貫穿容器内において、加熱用ヒータを備えた基板
ホルダー121)上C二In(インジウム)メタル12
211:て−主面が(100)面であるn型Gaxs
(ガリウム砒素)基板(Illが固着されている°。基
板01)と対向する位置C:は第1〜第4セル(231
〜(イ)が配され、これらの間には主シヤツタ07)と
個別シャッタ(28a)〜(28(1)が介在されてい
る。また上記各セル+231〜(ト)(;は加熱用ヒー
タ翰及び温度検出用熱電対(7)が夫々装着されている
。 更(;上記各セル+241〜m (”−は夫zZn (
亜鉛)、Se(セレン)、不純物としてのGa及びZn
S (ジンクサルファ)が収納されている。面上記名セ
)VI−格納されたZn、Be、Gaの純度は6N以上
であり、Zn8は!1N程度である。 斯る装置を用いてn型znBe単結晶層0を形成するに
は、まず基板(Illを300℃〜560℃I:保持す
ると共1:第1〜第3セル1231〜□□□を夫々30
0℃、200℃、420τ〕(−保持し、主シャッタc
ln及ヒ個別vヤyy (2s a) 〜(2s c)
ヲ開となす。これによりキャリア濃度が約lX101
7/−で460nm付近(二強いピークを示すPL特性
を有したn型znsθ単結晶層0が基板a1Jの一王面
(−成長する。尚、斯る単結晶6113の層厚は約10
μmとする。 次いで上記基板01)の温度を240℃〜280℃C;
保持するととも(:第4セル弼を950℃程度(:保持
し王シャッタ(2゛0及び個別シャッタ(2B(1)の
みを開となすことC二より比抵抗が105Ω−1程度の
高抵抗zns単結晶からなる絶縁層031が上記単結晶
層(+21上C:成長する。面、斯る絶縁層(13+の
層厚は約100Aとする。また上記絶縁@(13形成C
二あたってそのソース材料ZnSの純度を3Nとしたが
、これは純度が6Nと高いと成長したZn単結晶の比抵
抗が250Ω−儂と低くなり絶縁層(131として作用
しなくなるためである。 このよう(二本実施例におけるn型znsθ単結晶胸0
4及び絶縁11(131はMBE成長方法Cよ1)連続
的I:影形成きるものであり、従ってその膜質も良好と
なると共にその層厚制御も簡単(−行なえ、またその界
面C二不所望な発光を生じる深いレベルが発生すること
はない。更HZ n 8単結晶はZn5e単結晶(:比
してバンドギャップが大であるためn型znsθ単結晶
II(131への正孔の注入効率も高く、従って発光効
率も高まる。 (へ)発明の効果 本発明では絶縁層としてMBE成長方法より作成された
高抵抗ZnS単結晶を用いているため、絶縁j@の膜質
が良好となI】、電気的特性が安定する。また動作特性
を決定する絶縁層の層厚もMBE成長を用いているため
再現性よく形成できる。 更(=n型znsθ単結晶とZn8単結晶とはMBE成
長方法(二より連続的に形成できるため、その界面1:
深いレベルが生じることはなく、不所望な発光センター
が生じない。
第1図はznsθ発党ダイズード牟9構造を示す断面図
、第2図は本発明の実施例を示す断面図。 第3図はMBE成長装置を原理的に示す模式図である。 az・・・n型zn3e車結晶層、0・・・絶縁層、■
・・・金属層。
、第2図は本発明の実施例を示す断面図。 第3図はMBE成長装置を原理的に示す模式図である。 az・・・n型zn3e車結晶層、0・・・絶縁層、■
・・・金属層。
Claims (1)
- (1)Zn8a単結晶上に絶縁層及び金属を順次積層し
てなるMIS型発光ダイオードC:おいて、上記絶縁層
を高抵抗Zn8単結晶で構成したことを特徴とするMI
S型発光発光ダイオー
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58249520A JPS60143680A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | Mis型発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58249520A JPS60143680A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | Mis型発光ダイオ−ド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60143680A true JPS60143680A (ja) | 1985-07-29 |
Family
ID=17194194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58249520A Pending JPS60143680A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | Mis型発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60143680A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6232665A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5718889A (en) * | 1980-07-04 | 1982-01-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pipe joint |
JPS5821818A (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-08 | Toshiba Corp | 窒化アルミニウム薄膜の製造方法 |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP58249520A patent/JPS60143680A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5718889A (en) * | 1980-07-04 | 1982-01-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pipe joint |
JPS5821818A (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-08 | Toshiba Corp | 窒化アルミニウム薄膜の製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6232665A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2588280B2 (ja) | 化合物半導体発光素子 | |
JPH0232570A (ja) | 化合物半導体発光素子 | |
JP3492551B2 (ja) | p型II―VI族化合物半導体結晶、その成長方法及びそれを用いた半導体装置 | |
JPH0268968A (ja) | 化合物半導体発光素子 | |
JPH0152910B2 (ja) | ||
US5097298A (en) | Blue light emitting display element | |
JP2908815B2 (ja) | 少なくとも1.4電子ボルトの禁止帯幅を有する広禁止帯幅半導体の結晶のドーピング方法 | |
JPS62173775A (ja) | MIS型ZnS青色発光素子 | |
JPS60143680A (ja) | Mis型発光ダイオ−ド | |
JPH03268360A (ja) | 半導体装置 | |
JP3181074B2 (ja) | Cu系カルコパイライト膜の製造方法 | |
JP2537296B2 (ja) | ▲ii▼―▲vi▼族間化合物半導体装置の製造方法 | |
JPS63213378A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
JPH01187885A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2585252B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2545212B2 (ja) | 青色発光素子 | |
JPS6328511B2 (ja) | ||
JPS62101089A (ja) | 青色発光素子 | |
JP2629236B2 (ja) | 半導体基板の熱処理方法 | |
JPS6229400B2 (ja) | ||
JPS6351553B2 (ja) | ||
JPH03161982A (ja) | 発光素子 | |
JPS6219080B2 (ja) | ||
JPS5821383A (ja) | 青色発光素子 | |
JPH04261075A (ja) | p型II−VI族化合物半導体 |