JPS6126271A - 半導体素子 - Google Patents
半導体素子Info
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- JPS6126271A JPS6126271A JP59147227A JP14722784A JPS6126271A JP S6126271 A JPS6126271 A JP S6126271A JP 59147227 A JP59147227 A JP 59147227A JP 14722784 A JP14722784 A JP 14722784A JP S6126271 A JPS6126271 A JP S6126271A
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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
- H01L33/02—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 characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—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 characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—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 characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は新規な半導体素子に関する。詳しくは、バンド
ギャップ（禁制帯輻）が広く短波長（高エネルギー）の
光を発光させる発光母体として好適である新規な半導体
素子を提供しようとするものである。
ギャップ（禁制帯輻）が広く短波長（高エネルギー）の
光を発光させる発光母体として好適である新規な半導体
素子を提供しようとするものである。
背景技術とその間踊点
近年、各種のＯＡ機器に固体発光素子である、ＬＥＤや
ＥＬ、あるいは半導体レーザー等が広く利用されている
。しかしながら、短波長の光（青色）を発光するものは
未だ開発されていないのが実情である。
ＥＬ、あるいは半導体レーザー等が広く利用されている
。しかしながら、短波長の光（青色）を発光するものは
未だ開発されていないのが実情である。
これは、青色（短波長＝高エネルギー）の発光をさせる
発光母体として充分に広いバンドギャップを有する材料
にドーパント（アクセプタ、ドナー）を適宜に添加して
ｐ型あるいはｎ型の半導体を任意に形成する価電子制御
（ｐ−ｎ制御）ができていないためである。
発光母体として充分に広いバンドギャップを有する材料
にドーパント（アクセプタ、ドナー）を適宜に添加して
ｐ型あるいはｎ型の半導体を任意に形成する価電子制御
（ｐ−ｎ制御）ができていないためである。
ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、Ｃｄ
ＴｅあるいはＺｎ５ｌ−ｘｓｅｘ、Ｚｎ５ｅ１−ｙＴｅ
ｙ、ＺｎＣｄ１−ｚＴｅｚ等のＩＩ−■族化合物半導体
は、直接遷移型でバンドギャップが広いものが多く、短
波長寄りの可視光（青）から近紫外に至る波長域での発
光素子用林料として良好な特質を備えている。
ＴｅあるいはＺｎ５ｌ−ｘｓｅｘ、Ｚｎ５ｅ１−ｙＴｅ
ｙ、ＺｎＣｄ１−ｚＴｅｚ等のＩＩ−■族化合物半導体
は、直接遷移型でバンドギャップが広いものが多く、短
波長寄りの可視光（青）から近紫外に至る波長域での発
光素子用林料として良好な特質を備えている。
しかしながら、ＩＩ−ＶＩ族化合物の多くは、自己補償
効果のため、不純物の添加によるｐ−ｎ制御が殆どでき
ず、ＣｄＴｅ以外のＩＩ−ＶＩ族化合物ではｐ型、ｎ型
どちらかの半導体しか形成することかできず、ｐ型、ｎ
型両方の半導体を形成することはきわめて困難なことと
されている。
効果のため、不純物の添加によるｐ−ｎ制御が殆どでき
ず、ＣｄＴｅ以外のＩＩ−ＶＩ族化合物ではｐ型、ｎ型
どちらかの半導体しか形成することかできず、ｐ型、ｎ
型両方の半導体を形成することはきわめて困難なことと
されている。
なかでも、広いバンドギャップを持ち、青色発光母体と
して期待されるＺｎ５ｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＴｅにおい
てｐ−ｎ制御が可能となった例は未だ親告されていない
。
して期待されるＺｎ５ｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＴｅにおい
てｐ−ｎ制御が可能となった例は未だ親告されていない
。
また、ｐ−ｎ制御を実現するためには、まず、格子整合
の良い、不純物の無い良好な結晶を作る必要があるが、
従来から行なわれている熱平衝状態での結晶成長技術で
あるＣＶＤ法やＬＰＥ法では上記の如き良好な結晶を作
ることは困難である。そこで、非熱平衝状態での結晶成
長法である、ＭＢＥ法、ＡＬＥ法、ＨＷＥ法、ＭＯＣＶ
Ｄ法等が研究されているが、充分な成果は未だ得られて
いない。
の良い、不純物の無い良好な結晶を作る必要があるが、
従来から行なわれている熱平衝状態での結晶成長技術で
あるＣＶＤ法やＬＰＥ法では上記の如き良好な結晶を作
ることは困難である。そこで、非熱平衝状態での結晶成
長法である、ＭＢＥ法、ＡＬＥ法、ＨＷＥ法、ＭＯＣＶ
Ｄ法等が研究されているが、充分な成果は未だ得られて
いない。
発明の目的
そこで、本発明は、超格子構造においては量子井戸のエ
ネルギーレベルが大幅に増加することを巧みに活用して
、青色発光が可能な広いバンドキャップを持つＩＩ −
ＶＩ族化合物半導体を使用してのｐ−ｎ制御を可能とし
、これによって、バンドギャップ（禁制帯幅）が広く短
波長（高エネルギー）の光を１発光させる発光母体とし
て好適である新規な半導体素子を提供することを目的と
する。
ネルギーレベルが大幅に増加することを巧みに活用して
、青色発光が可能な広いバンドキャップを持つＩＩ −
ＶＩ族化合物半導体を使用してのｐ−ｎ制御を可能とし
、これによって、バンドギャップ（禁制帯幅）が広く短
波長（高エネルギー）の光を１発光させる発光母体とし
て好適である新規な半導体素子を提供することを目的と
する。
発明の概要
本発明半導体素子は、上記した目的を達成するために、
ｐ型のものを作り易いＩＩ−■族化合物半導体超薄膜又
はｎ型のものを作り易いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体超薄
膜と真性ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体超薄膜とを交互に多
数積層して超格子構造としてｐ型又はｎ型として成るこ
とを特徴とする。
ｐ型のものを作り易いＩＩ−■族化合物半導体超薄膜又
はｎ型のものを作り易いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体超薄
膜と真性ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体超薄膜とを交互に多
数積層して超格子構造としてｐ型又はｎ型として成るこ
とを特徴とする。
実施例
以下に本発明半導体素子の詳細を添附図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第１図は本発明半導体素子の一例のエネルギー準位の分
布を示す図である。
布を示す図である。
この半導体は、アンチモン（Ｓ ｂ）をアクセプタとし
て添加してｐ型としたテルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）半導体
超薄膜と真性イオウセレン化亜鉛（ＺｎＳ１−ｘｓｅｘ
、以下ＺｎＳＳｅと記載する。）半導体超薄膜とを多数
積層して超格子構造半導体としたものである。
て添加してｐ型としたテルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）半導体
超薄膜と真性イオウセレン化亜鉛（ＺｎＳ１−ｘｓｅｘ
、以下ＺｎＳＳｅと記載する。）半導体超薄膜とを多数
積層して超格子構造半導体としたものである。
このような超格子構造とすると、バンドギャップが２．
２６ｅＶのＰ型ＺｎＴｅの価電子帯側のバンドギャップ
は格子定数の歪と量子井戸効果とによって大幅に拡大し
、最終的には、Ｚｎ５Ｓｅ（７）持ツ３ 、１５ ｅ
Ｖのバンドキャップを殆ど損なうことなく、広いバンド
ギャップが保持される。
２６ｅＶのＰ型ＺｎＴｅの価電子帯側のバンドギャップ
は格子定数の歪と量子井戸効果とによって大幅に拡大し
、最終的には、Ｚｎ５Ｓｅ（７）持ツ３ 、１５ ｅ
Ｖのバンドキャップを殆ど損なうことなく、広いバンド
ギャップが保持される。
更に、ｐ型ＺｎＴｅに存在するホール（正孔）のかなり
の部分は、ＺｎＴｅ及びＺｎＳＳｅの膜厚が薄いため、
トンネル効果又は統計学的平衡状態を保つため、ＺｎＳ
Ｓｅ側に移動する現象を生じ、これがために、ＺｎＳＳ
ｅはｐ型となり、従って、このｐ型Ｚ ｎ Ｔ ｅ ／
Ｚ ｎ Ｓ Ｓ ｅ超格子構造半導体はＺｎＳＳｅと
殆ど変わらないバンドギャップを保持したままｐ型半導
体を形成することになる。
の部分は、ＺｎＴｅ及びＺｎＳＳｅの膜厚が薄いため、
トンネル効果又は統計学的平衡状態を保つため、ＺｎＳ
Ｓｅ側に移動する現象を生じ、これがために、ＺｎＳＳ
ｅはｐ型となり、従って、このｐ型Ｚ ｎ Ｔ ｅ ／
Ｚ ｎ Ｓ Ｓ ｅ超格子構造半導体はＺｎＳＳｅと
殆ど変わらないバンドギャップを保持したままｐ型半導
体を形成することになる。
第２図は上記したｐ型Ｚ ｎ Ｔ ｅ ／ Ｚ ｎ Ｓ
Ｓ ｅ超格子構造半導体に例えば臭素（Ｂ ｒ）等の
ドナーを添加したｎ型ＺｎＳＳｅ半導体を接合した場合
のエネルギー準位図であるが、このようにすることによ
って、広いバンドギャップを有するｐ−ｎ接合が得られ
、青色発光の注入型ＥＬや半導体レーザーの製作が可能
となる。
Ｓ ｅ超格子構造半導体に例えば臭素（Ｂ ｒ）等の
ドナーを添加したｎ型ＺｎＳＳｅ半導体を接合した場合
のエネルギー準位図であるが、このようにすることによ
って、広いバンドギャップを有するｐ−ｎ接合が得られ
、青色発光の注入型ＥＬや半導体レーザーの製作が可能
となる。
尚、上記と同様のことは、ｎ型Ｚ ｎ Ｓ Ｓｅ半導体
超薄ｎ９と真性Ｚ ｎＴｓ半導体超薄膜とによりｒ。
超薄ｎ９と真性Ｚ ｎＴｓ半導体超薄膜とによりｒ。
型超格子構造半導体を作る場合にも同様のことが云える
ものであり、また、該ｎ型Ｚ ｎ Ｓ Ｓ ｅ ／ Ｚ
ｎＴｅ超格子構造半導体とｐ型ＺｎＴｅ−＄導体とによ
りｐ−ｎ接合を製作すると赤から緑の発光色の注入型Ｅ
Ｌが可能となる。
ものであり、また、該ｎ型Ｚ ｎ Ｓ Ｓ ｅ ／ Ｚ
ｎＴｅ超格子構造半導体とｐ型ＺｎＴｅ−＄導体とによ
りｐ−ｎ接合を製作すると赤から緑の発光色の注入型Ｅ
Ｌが可能となる。
尚、本発明半導体素子の製造にはＨＷＥ法（ホットウォ
ールエピタキシー法）が好適であったが、他の非熱平衝
下での結晶成長技術であるＭＢＥ法、ＡＬＥ法によって
も可能である。
ールエピタキシー法）が好適であったが、他の非熱平衝
下での結晶成長技術であるＭＢＥ法、ＡＬＥ法によって
も可能である。
発明の効果
以上に記載したところから明らかなように、本発明半導
体素子は、ｐ型のものを作り易いＩＩ −ＶＩ族化合物
半導体超薄膜又はｎ型のものを作り易いＩＩ −ＶＩ族
化合物半導体超薄膜と真性ＩＩ −ＶＩ族化合物半導体
超薄膜とを交互に多数積層して超格子構造としてｐ型又
はｎ型として成ることを特徴とする。
体素子は、ｐ型のものを作り易いＩＩ −ＶＩ族化合物
半導体超薄膜又はｎ型のものを作り易いＩＩ −ＶＩ族
化合物半導体超薄膜と真性ＩＩ −ＶＩ族化合物半導体
超薄膜とを交互に多数積層して超格子構造としてｐ型又
はｎ型として成ることを特徴とする。
従って、本発明によれば、バンドギャップ（禁制帯幅）
が広く短波長（高エネルギー）の光を発光させる発光母
体として好適である新規な半導体素子を提供することが
できる。
が広く短波長（高エネルギー）の光を発光させる発光母
体として好適である新規な半導体素子を提供することが
できる。
第１図は本発明半導体素子の一例におけるエネルギー準
位の分布を示す図、第２図は本発明に係るｐ−ｎ接合半
導体素子のエネルギー準位の分布を示す図である。
位の分布を示す図、第２図は本発明に係るｐ−ｎ接合半
導体素子のエネルギー準位の分布を示す図である。
Claims (4)
- （１）ｐ型のものを作り易いII−VI族化合物半導体超薄
膜又はｎ型のものを作り易いII−VI族化合物半導体超薄
膜と真性II−VI族化合物半導体超薄膜とを交互に多数積
層して超格子構造としてｐ型又はｎ型として成ることを
特徴とする半導体素子 - （２）ｐ型のものを作り易いII−VI族化合物半導体超薄
膜と真性II−VI族化合物半導体超薄膜とを交互に多数積
層して超格子構造として成るｐ型半導体とｎ型II−VI族
化合物半導体とで構成したｐ−ｎ接合を持つことを特徴
とする半導体素子 - （３）ｎ型のものを作り易いII−VI族化合物半導体超薄
膜と真性II−VI族化合物半導体超薄膜とを交互に多数積
層して超格子構造として成るｎ型半導体とｐ型II−VI族
化合物半導体とで構成したｐ−ｎ接合を持つことを特徴
とする半導体素子 - （４）アンチモン（Ｓｂ）等のアクセプタを添加してｐ
型としたテルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）と真性イオウセレン
化亜鉛（ＺｎＳ＿１−ｘＳｅ）の半導体超薄膜とを交互
に多数積層して超格子構造として形成して成るｐ型半導
体と、臭素（Ｂｒ）等のドナーを添加してｎ型とした硫
化セレンから成る半導体とを用いてｐ−ｎ接合を形成し
たことを特徴とする半導体素子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14722784A JPH0658977B2 (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14722784A JPH0658977B2 (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126271A true JPS6126271A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0658977B2 JPH0658977B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=15425443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14722784A Expired - Lifetime JPH0658977B2 (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658977B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61144079A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-07-01 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JPS62296484A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Seiko Epson Corp | 青色発光素子 |
| US5103269A (en) * | 1989-07-10 | 1992-04-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electroluminescent device of compound semiconductor comprising zns or zns and znse |
| JPH05121781A (ja) * | 1991-06-05 | 1993-05-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
| US5215929A (en) * | 1990-11-29 | 1993-06-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing pn-junction device II-VI compound semiconductor |
| US5373175A (en) * | 1992-10-23 | 1994-12-13 | Sony Corporation | Ohmic electrode and a light emitting device |
| US5416337A (en) * | 1992-02-13 | 1995-05-16 | International Business Machines Corporation | Hetero-superlattice PN junctions |
| US5471067A (en) * | 1992-06-19 | 1995-11-28 | Sony Corporation | Semiconductor metal contacting structure and a light emitting device |
| US6608621B2 (en) | 2000-01-20 | 2003-08-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Image displaying method and apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880883A (ja) * | 1981-11-07 | 1983-05-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 青色発光素子 |
| JPS59181485A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-15 | 柊元 宏 | 発光素子 |
-
1984
- 1984-07-16 JP JP14722784A patent/JPH0658977B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US6608621B2 (en) | 2000-01-20 | 2003-08-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Image displaying method and apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0658977B2 (ja) | 1994-08-03 |
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