JPS63198317A - Ｐｎ接合形成方法 - Google Patents
Ｐｎ接合形成方法Info
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- JPS63198317A JPS63198317A JP62029650A JP2965087A JPS63198317A JP S63198317 A JPS63198317 A JP S63198317A JP 62029650 A JP62029650 A JP 62029650A JP 2965087 A JP2965087 A JP 2965087A JP S63198317 A JPS63198317 A JP S63198317A
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Landscapes
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- Led Devices (AREA)
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は半導体レーザ、発光ダイオードなどの光デバイ
スにＪ３いて特に多用される■■族化合物の多層丁ピタ
キシャル成長において、そのＰＮ接合を形成する不純物
の選択に関するものである。
スにＪ３いて特に多用される■■族化合物の多層丁ピタ
キシャル成長において、そのＰＮ接合を形成する不純物
の選択に関するものである。
［従来の技術とその問題点］
従来の半導体レーザ、特に光メモリーの書き込みなどに
用いられる短波長用半導体レーデにおいてはＡｔ、 Ｇ
ａ１． Ａｓ／Ａｔ ｙＧａｌ、 ＡＳ（Ｘ−０，１５
，ｙ 〜０．４５＞の組合わせで活性層へｌ、 Ｇａ１
． ＡｓのＡ１組成を通常のＧａＡＳ／八’０．へ Ｇ
ａＯ，７八Ｓダブルへテロシー１アよりも大きく取るこ
とにより、発振波長を高エネルギー側ヘシフトさせるこ
とが行われている。
用いられる短波長用半導体レーデにおいてはＡｔ、 Ｇ
ａ１． Ａｓ／Ａｔ ｙＧａｌ、 ＡＳ（Ｘ−０，１５
，ｙ 〜０．４５＞の組合わせで活性層へｌ、 Ｇａ１
． ＡｓのＡ１組成を通常のＧａＡＳ／八’０．へ Ｇ
ａＯ，７八Ｓダブルへテロシー１アよりも大きく取るこ
とにより、発振波長を高エネルギー側ヘシフトさせるこ
とが行われている。
ここで第１層のへ’ ０．４５Ｇａ０．５ＳＡＳ層はＮ
型に、活性層のＡｌｏ、 １５Ｇ”０．８！ｊＡｓはノ
ンドープに、第３層のＡｌｏ、 ４５ＧａＯ，５ｓへＳ
ＲはＰ型（こドーピングされることが多い。Ｎ型不純物
としては通常Ｓｅが使われる。クラッド層のドーピング
は電気抵抗の低下のため〜２×１０１８ｃｍ’程度のキ
ャリア濃度が要求されるので比較的活性化率の高いＳｅ
は都合がよい。この他にＴｅ、 Ｓｎなども用いられる
が、八１を多量に含む混晶中では偏析が著しく使いにく
い。更にＰ型不純物としては■■族化合物に対してＺｎ
が使われることか多い。２ｎは■Ｖ族化合物の結晶中で
は拡散係数の大きいことが欠点であるが、毒性の少ない
こと、および活性化率の大ぎいことが広く使われている
理由である。他にＢｅおＪ：びＣｄは拡散係数の小さい
不純物として知られているか、毒性のあること、および
深い準位を作りやすいことの理由から広範囲には使われ
ていない。−Ｃ投に８７００人近辺の発（辰波長を示す
ＧａＡｓ／ Ａ Ｉ ＧａＡｓダブルへテロレーザでは
上）ホしたＰ型不純物およびＮ型不純物の組合わけて特
に不都合は起きていない。しかし７５００人近辺以下の
発振波長を示す、ＡｔｘＧａｌ、 Ａｓ／Ａｔ。
型に、活性層のＡｌｏ、 １５Ｇ”０．８！ｊＡｓはノ
ンドープに、第３層のＡｌｏ、 ４５ＧａＯ，５ｓへＳ
ＲはＰ型（こドーピングされることが多い。Ｎ型不純物
としては通常Ｓｅが使われる。クラッド層のドーピング
は電気抵抗の低下のため〜２×１０１８ｃｍ’程度のキ
ャリア濃度が要求されるので比較的活性化率の高いＳｅ
は都合がよい。この他にＴｅ、 Ｓｎなども用いられる
が、八１を多量に含む混晶中では偏析が著しく使いにく
い。更にＰ型不純物としては■■族化合物に対してＺｎ
が使われることか多い。２ｎは■Ｖ族化合物の結晶中で
は拡散係数の大きいことが欠点であるが、毒性の少ない
こと、および活性化率の大ぎいことが広く使われている
理由である。他にＢｅおＪ：びＣｄは拡散係数の小さい
不純物として知られているか、毒性のあること、および
深い準位を作りやすいことの理由から広範囲には使われ
ていない。−Ｃ投に８７００人近辺の発（辰波長を示す
ＧａＡｓ／ Ａ Ｉ ＧａＡｓダブルへテロレーザでは
上）ホしたＰ型不純物およびＮ型不純物の組合わけて特
に不都合は起きていない。しかし７５００人近辺以下の
発振波長を示す、ＡｔｘＧａｌ、 Ａｓ／Ａｔ。
Ｇａ１−ｙＡＳ （ＸＯ−１５以上、Ｖ〜０．４５以上
〉のダブルへテロレー［アでは設計通りに発光効率のあ
がらないことがある。この原因を調べるために我々はＭ
ＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏ−ｓｉｔｉｏ
ｎ）で作製したＡｌｘＧａ１． Ａｓ／Ａｔ ＶＧａｌ
−ｙＡｓエピタキシャル層の第１層と第３＠にそれぞれ
Ｓｅと２ｎを２ｘ１０１８ｃｍ−３種度にドーピングし
たものについて５ＩＨ３（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ
Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）で不純物の深
さ方向分布を測定した。第２図はこのようにして測定し
た場合の深さと各元素の二次イオン強度との関係を示し
たもので、ＺｎのプロファイルはＳｅとの境界面で異常
にパイルアップしていることが観測される。従って活性
層における発光効率の低下はこのパイルアップに起因し
て非発光中心の極端な増加をもたらすためと考えられる
。
〉のダブルへテロレー［アでは設計通りに発光効率のあ
がらないことがある。この原因を調べるために我々はＭ
ＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏ−ｓｉｔｉｏ
ｎ）で作製したＡｌｘＧａ１． Ａｓ／Ａｔ ＶＧａｌ
−ｙＡｓエピタキシャル層の第１層と第３＠にそれぞれ
Ｓｅと２ｎを２ｘ１０１８ｃｍ−３種度にドーピングし
たものについて５ＩＨ３（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ
Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）で不純物の深
さ方向分布を測定した。第２図はこのようにして測定し
た場合の深さと各元素の二次イオン強度との関係を示し
たもので、ＺｎのプロファイルはＳｅとの境界面で異常
にパイルアップしていることが観測される。従って活性
層における発光効率の低下はこのパイルアップに起因し
て非発光中心の極端な増加をもたらすためと考えられる
。
本発明は以上述ぺたような従来の事情に対処してなされ
たもので、高発光効率を有する高エネルギー領域発光波
長の半導体レーザを提供すると共に、Ａ１組成の少ない
８７００人領域の半導体レーザにおいてもレーザ特性の
向上をもたらすＰＮ接合形成方法を提供することを目的
とする。
たもので、高発光効率を有する高エネルギー領域発光波
長の半導体レーザを提供すると共に、Ａ１組成の少ない
８７００人領域の半導体レーザにおいてもレーザ特性の
向上をもたらすＰＮ接合形成方法を提供することを目的
とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明は■Ｖ族化合物半導体におけるＰＮ接合形成方法
において、Ｐ型不純物およびＮ型不純物として相互にイ
オン性化合物をつくらないような組合わせを用いること
を特徴とするＰＮ接合形成方法でおる。
において、Ｐ型不純物およびＮ型不純物として相互にイ
オン性化合物をつくらないような組合わせを用いること
を特徴とするＰＮ接合形成方法でおる。
本発明によれば高発光効率半導体レーザはＰＮ接合を形
成する不純物の組合わせを異常パイルアップを生じない
不純物の組合わせを採用することで得ることができ、そ
の不純物の組合わせは、相互にイオン性化合物を形成し
ないものを用いればよい。本発明のＰＮ接合形成方法の
具体例としてはＰ型不純物を２ｎとし、Ｎ型不純物をＳ
ｉとする方法があげられる。
成する不純物の組合わせを異常パイルアップを生じない
不純物の組合わせを採用することで得ることができ、そ
の不純物の組合わせは、相互にイオン性化合物を形成し
ないものを用いればよい。本発明のＰＮ接合形成方法の
具体例としてはＰ型不純物を２ｎとし、Ｎ型不純物をＳ
ｉとする方法があげられる。
［作用］
本発明のＰＮ接合形成方法を説明するにあたり、ペテロ
界面における不純物のパイルアップ機構にツイテ考察す
る。ＡＩ Ｇａ Ａｓ／Ａｔ ｙＧａｌ、 Ａｓ
（Ｘ １−ｘ 〜０．１５．ｙ 〜０．４５＞にライて例をとると、Ｐ
型をＺｎ１Ｎ型をＳｅとした場合は第２図にみられるよ
うにＺｎの顕著なパイルアップが起きている。これには
二つの要因がある。第一にはＺｎとＳｅが反応して形成
されるＺｎ５ｅがイオン性のおる強い結合エネルギーを
もつ化合物であり、一度形成されれば容易に解離し得な
いことか必げられる。第二にはＡ１の組成比が大ぎい結
晶ではこのＡ１と酸素との親和性が大きいことと関連し
て点欠陥が生じやすく、Ｎ型不純物との複合欠陥も知ら
れている。このようなストイキオメトリ−の乱れも偏析
物形成に寄与しているものと考えられる。以上の実験事
実からパイルアップの生じないＰＮ接合不純物の組合わ
せは、２種元素間でイオン性化合物をつくりにくいもの
を選ぶへきておる。このような組合わけとしてはたとえ
ばＰ型不純物の属する周期律表族をｐ、Ｎ型不純物の属
する周期律表族をｎとしたとぎｐ十ｎ≠８となるような
不純物元素の組合わせを選ぶと、この２種元素間での合
金はつくられにくくなる。
界面における不純物のパイルアップ機構にツイテ考察す
る。ＡＩ Ｇａ Ａｓ／Ａｔ ｙＧａｌ、 Ａｓ
（Ｘ １−ｘ 〜０．１５．ｙ 〜０．４５＞にライて例をとると、Ｐ
型をＺｎ１Ｎ型をＳｅとした場合は第２図にみられるよ
うにＺｎの顕著なパイルアップが起きている。これには
二つの要因がある。第一にはＺｎとＳｅが反応して形成
されるＺｎ５ｅがイオン性のおる強い結合エネルギーを
もつ化合物であり、一度形成されれば容易に解離し得な
いことか必げられる。第二にはＡ１の組成比が大ぎい結
晶ではこのＡ１と酸素との親和性が大きいことと関連し
て点欠陥が生じやすく、Ｎ型不純物との複合欠陥も知ら
れている。このようなストイキオメトリ−の乱れも偏析
物形成に寄与しているものと考えられる。以上の実験事
実からパイルアップの生じないＰＮ接合不純物の組合わ
せは、２種元素間でイオン性化合物をつくりにくいもの
を選ぶへきておる。このような組合わけとしてはたとえ
ばＰ型不純物の属する周期律表族をｐ、Ｎ型不純物の属
する周期律表族をｎとしたとぎｐ十ｎ≠８となるような
不純物元素の組合わせを選ぶと、この２種元素間での合
金はつくられにくくなる。
［実施例］
次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図はＡＩ Ｇａ Ａｓ／Ａｔ 、 Ｇａ１−
、 ＡＳエピタキ ｉ−ｘ シャル層の第１層には５ｉ２Ｈ６を用いてＳｉをドーピ
ングし、第３層にはＩｎをドーピングした場合の各元素
のイオン強度プロファイルを５ＩＮＳで測定した結果を
示したものである。１はＡ１のプロファイルを示したも
ので素子構造を表している。２はＳｉのプロファイルを
示したもので第２図にあけるＳｅのプロファイルと大き
な差はない。またイオン強度を濃度換算すると〜２ｘ１
０１８ｃｍ−３あり充分な電気伝導度がある。３はＺｎ
のプロファイルを示したもので、Ｐ型クラッド層から活
性層へ拡散はされているもののＮ型クラッド層との界面
で第２図のように異常にパイルアップすることはない。
、 ＡＳエピタキ ｉ−ｘ シャル層の第１層には５ｉ２Ｈ６を用いてＳｉをドーピ
ングし、第３層にはＩｎをドーピングした場合の各元素
のイオン強度プロファイルを５ＩＮＳで測定した結果を
示したものである。１はＡ１のプロファイルを示したも
ので素子構造を表している。２はＳｉのプロファイルを
示したもので第２図にあけるＳｅのプロファイルと大き
な差はない。またイオン強度を濃度換算すると〜２ｘ１
０１８ｃｍ−３あり充分な電気伝導度がある。３はＺｎ
のプロファイルを示したもので、Ｐ型クラッド層から活
性層へ拡散はされているもののＮ型クラッド層との界面
で第２図のように異常にパイルアップすることはない。
このようにして成長させたウェハをプロセス加工して短
波長半導体レーザを作製したところ、苗温ＣＷ発振で閾
値５０ｍＡ程度のものが再現性よく得られた。
波長半導体レーザを作製したところ、苗温ＣＷ発振で閾
値５０ｍＡ程度のものが再現性よく得られた。
［発明の効果］
以上詳述したように、本発明によれば従来困難とされて
いた低閾値発振の短波長半導体レーザにおける活性層領
域の不純物パイルアップを防止することができ、歩留り
よく低閾値発振の短波長半導体レーデを提供することが
可能である。
いた低閾値発振の短波長半導体レーザにおける活性層領
域の不純物パイルアップを防止することができ、歩留り
よく低閾値発振の短波長半導体レーデを提供することが
可能である。
第１図は本発明の一実施例によって作製されたウェハの
組成および不純物の深さ方向の分布を５ＩＮＳで測定し
た場合の深さと各元素の二次イオン強度との関係を示す
図、第２図は従来のＰＮ接合形成法によって作製された
ウェハの組成および不純物の深さ方向の分布を５ＩＮＳ
で測定した場合の深さと各元素の二次イオン強度との関
係を示す図である。 １．２１・・・Ａ１プロファイル ２・・・Ｓｉプロファイル ３．２３・・・Ｚｎプロファイル ２２・・・Ｓｅプロファイル
組成および不純物の深さ方向の分布を５ＩＮＳで測定し
た場合の深さと各元素の二次イオン強度との関係を示す
図、第２図は従来のＰＮ接合形成法によって作製された
ウェハの組成および不純物の深さ方向の分布を５ＩＮＳ
で測定した場合の深さと各元素の二次イオン強度との関
係を示す図である。 １．２１・・・Ａ１プロファイル ２・・・Ｓｉプロファイル ３．２３・・・Ｚｎプロファイル ２２・・・Ｓｅプロファイル
Claims (1)
- （１）IIIＶ族化合物半導体におけるＰＮ接合形成方法
において、Ｐ型不純物およびＮ型不純物として相互にイ
オン性化合物をつくらないような組合わせを用いること
を特徴とするＰＮ接合形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62029650A JPS63198317A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Ｐｎ接合形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62029650A JPS63198317A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Ｐｎ接合形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63198317A true JPS63198317A (ja) | 1988-08-17 |
Family
ID=12281981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62029650A Pending JPS63198317A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Ｐｎ接合形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63198317A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009277999A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55105376A (en) * | 1979-01-12 | 1980-08-12 | Fujitsu Ltd | Manufacture process of semiconductor device |
| JPS61239674A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | Nec Corp | 半導体導電層の形成方法 |
| JPS63164310A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 化合物半導体多層膜の形成方法 |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP62029650A patent/JPS63198317A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55105376A (en) * | 1979-01-12 | 1980-08-12 | Fujitsu Ltd | Manufacture process of semiconductor device |
| JPS61239674A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | Nec Corp | 半導体導電層の形成方法 |
| JPS63164310A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 化合物半導体多層膜の形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009277999A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子 |
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