JPS62271415A - 半導体超格子材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体材料に関するもので、特に超格子構
造を有する半導体材料に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の半導体材料として、ＡｆｆＧａＡｓなどの混晶の
化合物半導体や、種類の異なる薄い単４体層を周期的に
重ねた超格子材料などがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような半導体材料の多くは、格子の不完全性や残留
不純物に由来する深い準位が多数存在しており、半導体
中の自由なキャリアを捕獲するため、低温で高抵抗とな
ったり、極性半導体が形成できないなどの問題があった
。

本発明の目的は、このような問題点を解決した半導体材
料を提供することにあるヵ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、深い準位を有する半導体材料から成る第１半
導体層と、深い準位を有しない半導体材料から成る第２
半導体層とを交互に多数重ねた超格子構造から成り、前
記第２半導体層のハンド端のエネルギー位置が、前記第
１半導体層中の深い準位のエネルギー位置よりも深い構
成となっていることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、第１半導体層中の深い準位に比べて、
第２半導体層のエネルギーポテンシャルが低いため、熱
的な平衡状態ではキャリアは第１半導体層中の深い準位
に捕獲されず、主として第２半導体層中に存在する。第
２半導体層には深い準位がないため、キャリアは自由に
動くことができ、障害なく電流の輸送を行うことができ
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

Ｎｉ原子を含むＡｊ！ｏ、ａ　Ｇａｏ、ｚ　Ａｓ　（厚
さ５ｎｍ）から成る第１半導体層１１とＣａＡｓ　（厚
さ１０ｎｍ）から成る第２半導体層１２を、ＧａＡｓか
ら成る基板１０上に１００周期分子線エピタキシ法によ
り結晶成長させた。

Ｎｉが作るエネルギー準位は約２１０ｍｅＶであり、室
温での熱エネルギーに比べて大きい値となっている。第
１半導体層１１と第２半導体層１２の価電子バンド端の
ポテンシャル差は、約２６０ｍｅＶであり、Ｎｉが作る
エネルギー準位より深くなっている。このため、Ｎｉか
ら放出された正孔は第２半導体層に移動し、自由なキャ
リアとして振る舞う。従って、超格子層全体としてはｐ
型棒性半導体としての性質を示す。

このような超格子半導体は、ｐ型半導体材料としてトラ
ンジスタや半導体レーザなどに広く応用することができ
る。

本実施例では、ＡｊｉＧａＡＳ系半導体材料を用いたが
、これに限らず、他のＩＩＩ−Ｖ族化合物や、１ｌ−Ｖ
ｌ族化合物半導体やＳｉ、Ｇｅなどの材料を用いても良
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の化合物半導体や半導体超格子材
料に比べ、深い準位による自由キャリアの捕獲を抑えた
半導体材料を得ることができ、低温で高抵抗となったり
、極性半導体が形成できないなどの問題が解消される。

また、本発明の超格子材料は、バルク結晶と等価な禁制
帯幅や屈折率を持った材料として用いることができる。

さらに、深い準位を作る不純物をキャリアの供給体であ
るドーパントとして用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。 １０・・・基板 １１・・・第１半導体層 １２・・・第２半導体層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）深い準位を有する半導体材料から成る第１半導体
   層と、深い準位を有しない半導体材料から成る第２半導
   体層とを交互に多数重ねた超格子構造から成り、前記第
   ２半導体層のバンド端のエネルギー位置が、前記第１半
   導体層中の深い準位のエネルギー位置よりも深いことを
   特徴とする半導体超格子材料。