FI110971B - Siniviherlaserdiodi - Google Patents
Siniviherlaserdiodi Download PDFInfo
- Publication number
- FI110971B FI110971B FI935022A FI935022A FI110971B FI 110971 B FI110971 B FI 110971B FI 935022 A FI935022 A FI 935022A FI 935022 A FI935022 A FI 935022A FI 110971 B FI110971 B FI 110971B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- laser diode
- layer
- semiconductor
- znse
- type
- Prior art date
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 167
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 90
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 59
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 52
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 19
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 19
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- RYXPMWYHEBGTRV-UHFFFAOYSA-N Omeprazole sodium Chemical compound [Na+].N=1C2=CC(OC)=CC=C2[N-]C=1S(=O)CC1=NC=C(C)C(OC)=C1C RYXPMWYHEBGTRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 6
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 25
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 19
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 9
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 9
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000001700 low-temperature photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 3
- 150000002831 nitrogen free-radicals Chemical class 0.000 description 3
- -1 oxygen radicals Chemical class 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000000103 photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000003631 wet chemical etching Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical class [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-OUBTZVSYSA-N Ammonia-15N Chemical compound [15NH3] QGZKDVFQNNGYKY-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 241000380131 Ammophila arenaria Species 0.000 description 1
- 241000237518 Arion Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical group [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002964 excitative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021476 group 6 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005524 hole trap Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 235000013675 iodine Nutrition 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 102000045222 parkin Human genes 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000384 rearing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 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
- H01L33/36—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 electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- 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
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0083—Processes for devices with an active region comprising only II-VI compounds
- H01L33/0087—Processes for devices with an active region comprising only II-VI compounds with a substrate not being a II-VI compound
-
- 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
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/28—Materials of the light emitting region containing only elements of Group II and Group VI of the Periodic Table
-
- 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
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/28—Materials of the light emitting region containing only elements of Group II and Group VI of the Periodic Table
- H01L33/285—Materials of the light emitting region containing only elements of Group II and Group VI of the Periodic Table characterised by the doping materials
-
- 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
- H01L33/36—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 electrodes
- H01L33/38—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 electrodes with a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/327—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe-laser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/347—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe- laser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- 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
- H01L33/14—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 carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
- H01L33/145—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 carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
- H01S5/2213—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on polyimide or resin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
- H01S5/3054—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping
- H01S5/3059—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping in II-VI materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
- H01S5/3068—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure deep levels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3403—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers having a strained layer structure in which the strain performs a special function, e.g. general strain effects, strain versus polarisation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
110971
Siniviherlaserdiodi
Keksinnön tausta
Puolijohdelaserdiodit ovat yleisesti tunnettuja ja niitä esitetään esi-5 merkiksi luvussa 12 teoksessa Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2. p., 1981, s. 681 - 742. Tähän mennessä useimmat kaupallisesti saatavissa olevat laserdiodit on valmistettu Ill-V-yhdistepuolijohteista ja niiden lejeeringeistä, kuten GaAs:sta ja AIGaAs:sta. Nämä laitteet emittoivat valoa spektrin infrapuna- ja puna-alueilla, esimerkiksi aallonpituuksilla 630 -1 550 nm. Näitä laserdiodityyp-10 pejä käytetään monissa erilaisissa sovelluksissa, kuten viestintä-, rekisteröinti-, tunnustelu- ja kuvantamisjärjestelmissä.
On kuitenkin olemassa monia sovelluksia, joihin infrapuna- ja punala-serdiodien synnyttämän valon aallonpituus ei sovellu. Kaupallisesti toteutettavissa olevilla laserdjodeilla, jotka emittoivat säteilyä lyhyemmillä aallonpituuksilla, 15 esimerkiksi spektrin vihreillä ja sinisillä alueilla (ts. aallonpituuksilla 590 -430 nm), olisi paljon käyttöä. Lyhyemmällä aallonpituudella toimivat laserdiodit parantaisivat myös monien sellaisten järjestelmien toimintakykyä ja -mahdollisuuksia, joissa nykyisin käytetään infrapuna- ja punalaserdiodeja.
ll-VI-puolijohteita ja -lejeerinkejä, joissa kielletty energiavyö on leveä, 20 ja erityisesti ZnSe:ä, on monia vuosia pidetty lupaavina materiaaleina sinistä ja vihreää valoa emittoivien välineiden valmistamiseksi. 1960-luvulla osoitettiin lasertoimintaa muutamissa ll-VI-puolijohteissa käyttämällä elektronisuihkupump-paustekniikkaa. Colak et ai., Electron Beam Pumped ll-VI Lasers, J. Crystal Growth 72 (1985) 504 sisältää katsauksen tähän työhön. Myöhemmin on esi-: 25 tetty myös todisteita epitaksiaalisten ll-VI-puolijohdemateriaalien valo- ja elekt- ronisuihkupumppauksella aikaansaadusta laserointitoiminnasta. Katso esimerkiksi Potts et ai., Electron Beam Pumped Lasing in ZnSe Grown By Molecular-Beam Epitaxy, Appi. Phys. Lett. 50 (1987) 7 ja Ding et ai, Laser Action In The Blue-Green From Optically Pumped (Zn,Cd)Se/ZnSe Single Quantum Well 30 Structures, Appi. Phys. Lett. 57 (1990) 2756. ll-VI-puolijohdevälineitä, joissa : kielletty energiavyö on leveä, koskevan tutkimuksen edetessä havaittiin muuta mia avainasemassa olevia teknisiä vaikeuksia. Näihin vaikeuksiin kuuluivat 1) kyvyttömyys valmistaa ominaisvastukseltaan alhaisia p-tyypin ZnSe:ä ja sen su-kulaislejeerinkejä, 2) kyvyttömyys muodostaa laitelaatua olevia ohmisia kontak-35 teja p-tyypin ZnSeiiin ja sen sukulaislejeerinkeihin ja 3) sopivan hilasovitetun heterorakennemateriaalijärjestelmän puute.
2 110971
Nykyaikaisia epitaksiaalisia kasvatusmenetelmiä, kuten molekyyli-suihkuepitaksiaa (MBE) ja metalliorgaanista kemikaalihöyrysaostusta (MOCVD) käytetään nykyisin laitelaatua olevien seostamattomien ja n-tyypin ZnSe-ker-rosten valmistukseen, tyypillisesti GaAs-substraateille. Ominaisvastukseltaan al-5 haisen p-tyypin ZnSe:n kasvatusta käyttämällä Li:a ja N:ä (NH3:a) seostusainei-na on myös kuvattu. Jonkin aikaa näytti siltä, että saavutettavissa olevien netto-akseptoritiheyksien (NA - ND) yläraja oli noin 1017cm'3. Viime aikoina on kuitenkin saavutettu merkittävästi suurempia nettoakseptoritiheyksiä ZnSe:N:ssä, joka on kasvatettu MBE-menetelmällä käyttämällä radiotaajuusplasmalähteellä tuotet-10 tuja vapaita typpiradikaaleja. Katso esimerkiksi Park et ai., P-type ZnSe By Nitrogen Atom Beam Doping During Molecular Beam Epitaxial Growth, Appi. Phys. Lett. 57 (1990) 2127. Suurin nettoakseptoritiheys, joka on saavutettu ZnSeissä käyttämällä näitä menetelmiä, on 2 x 1018cnrr3. Muutamat laboratoriot ovat raportoineet alkeellisista sinistä valoa emittoivista diodeista, joiden yhteydessä 15 käytetään näitä menetelmiä. Katso esimerkiksi juuri edellä mainittu Parkin et ai. artikkeli lehdessä Appi. Phys. Lett.
ll-VI-puolijohdejärjestelmistä, joissa kielletty energiavyö on leveä ja jotka ovat suhteellisen pitkälle kehitettyjä, ts. ZnSeTe:sta, CdZnSe:stä, SnSSe.stä ja CdZnS.sta, vain CdZnS-ZnSe tarjoaa käyttöön hilasovitetun jär-20 jestelmän. Ikävä kyllä tämä järjestelmä tarjoaa vain hyvin pienen kielletyn ener-giavyöeron (noin 0,05 eV), joka on aivan liian pieni yksinkertaisten kaksoishete-rorakennelaserdiodien vaatiman varauksenkantajan rajaamisen kannalta. Jotta saavutetaan suurempi kielletty energiavyöero kuin 0,2 eV, olisi siksi välttämätöntä käyttää jännitetty kerros -järjestelmää (esimerkiksi ZnSe-CdxZn^Se, jossa ; 25 x > 0,2). Luminesenssihyötysuhdetta heikentävien sovitusvirheisiin johtavien dis- lokaatioiden estämiseksi jännitetyn kerroksen paksuus tulisi pitää kriittistä paksuutta pienempänä. Siten valmistetun yksinkertaisen kaksoisheterorakennelase-rin aktiivisen kerroksen paksuus olisi kuitenkin niin pieni (riittävän kielletyn ener-giavyöeron vaatiman suuren epäyhteensopivuuden vuoksi), että optinen moodi 30 olisi hyvin heikosti rajattu. Rajaustekijä (optisen moodin ja valoa tuottavan alueen limittäisyys) olisi siten pieni, ja substraattihäviöt olisivat korkeita, mikä aiheuttaisi liian suuria kunnysvirtoja. Yksinkertaiset kaksoisheterorakennelaserdiodit eivät siksi ole käytännöllisiä näissä ll-VI-materiaaleissa, joissa kielletty energia-vyö on leveä.
35 Näistä syistä ei ole ollut olemassa tunnettuja osoituksia ll-VI-yhdiste- puolijohteista valmistetuista laserdiodeista. Kaupallisesti toteutettavissa olevat 3 110971 tämäntyyppiset laserdiodit olisivat äärimmäisen toivottavia ja niillä olisi laajaa käyttöä.
Näiden laitteiden monien erilaisten tärkeiden käyttötarkoitusten vuoksi on näiden materiaalien parissa tehty huomattavat määrät tutkimus- ja kehi-5 tystyötä. Tämän työn tuloksena on tunnistettu monia tärkeitä esteitä kaupallisesti toteutettavissa olevien ll-VI-laitteiden tuotannolle. Huolimatta kaikesta tästä tutkimustyöstä epitaksiaalisesta ll-VI-puolijohteesta (ZnSe) valmistettuja alkeellisia sinistä valoa emittoivia diodeja (LED) kuvattiin itse asiassa ensimmäisen kerran vasta vuonna 1988. Katso esimerkiksi Yasuda et ai., Appi. Phys. Lett. 52 (1988) 10 57. Raportteja näistä materiaaleista valmistetuista laserdiodeista ei ole tiedossa.
Yksi merkittävä ongelma oli kyvyttömyys p-tyyppiseostaa ZnSe.ä tai muita sopivia ll-VI-puolijohdemateriaaleja riittäviin nettoakseptoritiheyksiin. Tällä alalla on edistytty viime aikoina. Katso esimerkiksi Park et ai., P-type ZnSe By Nitrogen Atom Beam Doping During Molecular Beam Epitaxial Growth, Appi. 15 Phys. Lett. 57(1990)2127.
Yksi toinen viimeaikainen edistysaskel ll-VI-tekniikassa on epitak-siaalikalvojen kasvatus matalissa lämpötiloissa käyttämällä molekyylisuihkuepi-taksiaa ja termisesti pilkkoutuvaa ryhmän VI alkuaineen lähdettä. Katso esimerkiksi Chemg et ai., Low Temperature Crowth Of ZnSe By Molecular Beam Epi-20 taxy Using Cracked Selenium, Appi. Phys. Lett. 56 (1990) 848.
Vastukseltaan alhaisten ohmisten kontaktien tekemisessä sekä p-että n-tyypin ll-VI-puolijohteeseen on myös esiintynyt ongelmia. Hyvät ohmiset kontaktit ovat välttämättömiä kaupallisesti toteutettavissa olevien (esimerkiksi toimintajännitteeltään alhaisten ja vähän lämpöä kehittävien) ll-VI-laitteiden kan- 25 naita.
Tavanomaisissa menetelmissä ohmisten metalli-puolijohdeliitosten valmistamiseksi hyödynnetään metallijärjestelmää (usein termisesti lejeraattu) pienen esteen aikaansaamiseksi varauksenkantajan injektiolle ja/tai puolijohteen kontaktikerroksen seostamiseksi (energiatasoltaan) matalilla epäpuhtauksilla 30 mahdollisimman runsaasti kerroksen pinnassa. Esteen pienen korkeuden ja puolijohdekerroksen korkean seostustason vuoksi potentiaaliesteet ovat niin ohuita, että kantajien tunneloituminen esteiden läpi käy hyvin merkittäväksi. Lähes kaikissa kaupallisesti kilpailukykyisissä puolijohdelaitteissa ja integroiduissa piireissä käytetään tätä virraninjektointilähestymistapaa.
35 Yleisesti on otaksuttu, että tämä menetelmä (esimerkiksi seostus ja
Au:n haihdutus) soveltuisi myös ohmisten kontaktien valmistukseen p-tyypin 4 110971
ZnSeiiin ja muihin ll-VI-puolijohteisiin. Nyt kun pystytään kasvattamaan toistettavasi vastukseltaan alhaista p-tyypin ZnSe:ä, on itse asiassa määritetty, ettei tavanomaisiin menetelmiin voida turvautua hyväksyttävien ohmisien kontaktien valmistuksessa. Stabiili matalaesteinen metallijärjestelmä ja hyvin korkeat se-5 ostustasot eivät vielä ole käytettävissä näiden puolijohteiden yhteydessä. Yksi poikkeus näistä ongelmista on ZnTe, jole voidaan helposti tehdä p-tyyppiseostus. On myös mahdollista valmistaa tälle puolijohteelle sopivia ohmisia kontakteja käyttämällä tavanomaisia menetelmiä. On kuitenkin ilmeistä, että tarvitaan parannettua ohmisten kontaktien valmistustekniikkaa muille p-tyypin II-10 Vl-puolijohteille, joissa kielletty energiavyö on leveä.
Keksinnön tavoitteet saavutetaan itsenäisten patenttivaatimusten mukaisesti. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten vaatimusten kohteena.
15 Piirustusten lyhyt kuvaus
Kuvio 1 on poikkileikkauskuva (ei oikeassa mittakaavassa), joka valaisee tämän keksinnön mukaisen ll-VI-puolijohdelaserdiodin rakennetta.
Kuvio 2 on kaaviokuva kuvion 1 esittämän laserdiodin valmistukseen käytetystä molekyylisuihkuepitaksiajärjestelmästä.
20 Kuvio 3 on käyrä, joka esittää kuvion 1 mukaiseen laserdiodiin sisäl lytettyjen kaltaisten, p-tyypin ZnSe:llä olevien ohmisten Au-kontaktinäytteiden I-V-ominaiskäyrää.
Kuvio 4 on kuvion 1 mukaiseen laserdiodiin sisällytetyn kaltaisen, p-tyypin ZnSe:iin tehdyn ohmisen kontaktin energiavyödiagrammi. j 25 Kuvio 5 on käyrä, joka esittää kuvion 1 mukaisen laserdiodin mitattua optista lähtötehoa syötetyn virran funktiona.
Kuvio 6, on käyrä, jonka alempi käyrä esittää kuvion 1 mukaisen laserdiodin spontaanisti (laseroimattomasti) tuottaman valon mitattua intensiteettiä aallonpituuden funktiona, ja jonka ylempi käyrä esittää kuvion 1 mukaisen laser-30 diodin stimuloidusti (laseroivasti) tuottaman valon mitattua intensiteettiä aallon-:· pituuden funktiona.
Kuvio 62 on yksityiskohtainen kuva kuvion 61 keskeiseltä aallonpituusalueelta.
Kuvio 7 on poikkileikkauskuva, joka esittää kuvion 1 esittämän laserin 35 vaihtoehtoista ulokeaaltoputkisuoritusmuotoa.
5 110971
Kuvio 8 on käyrä, joka esittää kuvion 1 mukaiseen laserdiodiin sisällytetyn kaltaisen p-tyypin ohmisen kontaktikerrosnäytteen matalassa lämpötilassa mitattua fotoluminesenssi (PL) -spektriä.
Kuvio 9 on kaavio molekyylisuihkuepitaksiakammiosta puolijohteiden 5 seostamiseksi tämän keksinnön mukaisesti.
Kuviot 10(a) ja 10(b) ovat käyriä, jotka kuvaavat PL-intensiteettiä energian funktiona.
Kuvio 11(a) on käyrä, joka kuvaa suuretta 1/C2 esijännitteen funktiona osassa "Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus" kuvatun puo-10 lijohdenäytteen ollessa kyseessä.
Kuvio 11(b) on käyrä, joka kuvaa nettoakseptoritiheyttä tyhjennysle-veyden funktiona osassa "Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus" kuvatun puolijohdenäytteen ollessa kyseessä.
Kuvio 12(a) on poikkileikkauskuva (ei oikeassa mittakaavassa) valoa 15 emittoivasta diodista, jota kuvataan osassa "Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus".
Kuvio 12(b) on käyrä, joka kuvaa kuvion 12(a) mukaisen valoa emittoivan diodin EL-intensiteettiä aallonpituuden funktiona lämpötilassa 77 K.
Kuvio 13 on käyrä, joka kuvaa kuvion 12(a) mukaisen valoa emittoi-20 van diodin EL-intensiteettiä aallonpituuden funktiona huoneenlämpötilassa.
Kuvio 14 on poikkileikkauskuva (ei oikeassa mittakaavassa) toisesta valoa emittoivasta diodista, jota kuvataan osassa "Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus".
: 25 Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus Tämän keksinnön mukaisen laserdiodin 10 rakennetta valaistaan yleisesti kuviossa 1. Laserdiodi 10 on ll-VI-väline, jossa kielletty energiavyö on leveä ja joka on valmistettu heteroepitaksiaalisista ZnSxSe^-, ZnSe- ja CdyZn^ySe-kerroksista, jotka on kasvatettu molekyylisuihkuepitaksialla (MBE) 30 GaAs-substraatille. Tämän välineen prototyypeissä on esiintynyt lasertoimintaa, : ja ne ovat emittoineet koherenttia sinivihrää valoa lähellä aallonpituutta 460 nm
CdyZn^ySe-kvanttilähderakenteesta injektoitaessa virtaa pulssitetusti lämpötilassa 77 K.
Laserdiodi 10 valmistetaan GaAs-substraatille 12, ja se sisältää 35 alemman (ensimmäisen) ja ylemmän (toisen) ZnSe-valonohjauskerroksen 14 ja vastaavasti 16, joita erottaa toisistaan kvanttilähde-aktiivinen Cd^yZOySe-kerros 6 110971 18. Valonohjauskerrosten 14 ja 16 aktiiviseen kerrokseen 18 nähden vastapuolella olevat pinnat rajoittuvat alempaan ja ylempään ZnS^e^-suojakerrokseen 20 ja vastaavasti 22. Alempi ZnSe:stä koostuva ohminen kontaktikerros 24 sijaitsee alemman suojakerroksen 20 sillä pinnalla, joka on vastakkaisella puolella 5 valonohjauskerrokseen 14 nähden, kun taas ylempi ZnSe:stä koostuva ohminen kontaktikerros 26 sijaitsee ylemmän suojakerroksen 22 sillä pinnalla, joka on vastakkaisella puolella valonohjauskerrokseen 16 nähden. GaAs-puskurikerros 28 erottaa substraatin alemmasta ZnSe-kontaktikerroksesta 24, jotta taataan kontaktikerroksen ja sen jälkeen seostettujen kerrosten korkea kidelaatu. Poly-10 imidieristekerros 34 peittää ylemmän ohmisen kontaktikerroksen 26 sitä pintaa, joka on vastapuolella ylempään suojakerrokseen 22 nähden. Sähkökytkentä ohmiseen kontaktikerrokseen 26 tehdään Au-elektrodilla 30, joka muodostetaan eristekerroksessa 34 olevaan ikkunajuovaan 34. Polyimidikerrokselle 34 levitetään ohut Ti-kerros 31 ja sen päälle viimeinen Au-kerros 33 ja paljastetaan osia 15 Au-e!ektrodista 30 johdon liittämisen helpottamiseksi. Sähkökytkentä laserdiodin 10 alapuoleen tehdään ln-elektrodilla 32, joka on substraatin 12 sillä pinnalla, joka on vastakkaisella puolella alempaan ohmiseen kontaktikerrokseen 24 nähden.
Kerrokset 24, 20 ja 14 ovat kaikki Cl:a sisältävää seostettua n-tyyppiä 20 (ts. ensimmäistä johtavuustyyppiä) laserdiodin 10 prototyypissä. Kerrokset 16, 22 ja 26 ovat kaikki N:ä sisältävää seostettua p-tyyppiä (ts. toista johtavuustyyppiä). Aktiivinen kerros 18 on seostamaton Cd02Zn08Se-puolijohdekvantti-lähdekerros, jonka paksuus on 0,01 pm. Valonohjauskerrokset 14 ja 16 ovat molemmat paksuudeltaan 0,5 pm. Alempi valonohjauskerros 14 seostetaan net- 25 todonoritiheyteen 1 x 1017 cm'3, kun taas ylempi valonohjauskerros 16 seoste taan nettoakseptoritiheyteen 2 x 1017cm'3. Suojakerrokset 20 ja 22 ovat ZnS0 07Se093-puolijohdekerroksia, joiden paksuus on 2,5 pm ja vastaavasti 1,5 pm. Alemman suojakerroksen nettodonoritiheys on 1 x 1018cnr3. Ylemmän suojakerroksen nettoakseptoritiheys on 2 x 1017 cm'3. Molempien ohmisten kon-30 taktikerrosten 24 ja 26 paksuus on 0,1 pm näissä prototyyppivälineissä. Alempi :· kontaktikerros seostettua n-tyyppiä, ja sen nettodonoritiheys on 1 x 1018cnr3.
Ylempi kontaktikerros seostettua p-tyyppiä, ja sen nettoakseptoritiheys on 1 x 1018 cm'3.
Tämän keksinnön mukaisten laserdiodien 10 valmistuksessa voidaan 35 käyttää myös muita parametrejä ja materiaaleja. Kerrosten 24, 20, 14, 16 ja 29 paksuuksia voidaan esimerkiksi vaihdella kyseessä olevien sovellusten vaati- 7 110971 maila tavalla. Kontakti-, suoja- ja valonohjauskerrosten tyypilliset paksuusalueet ovat 0,03 -1,0 μη, 0,5 5,0 pm ja vastaavasti 0,1 - 1,0 pm. Valonohjauskerrosten 14 ja 16 paksuudet tulisi yleisesti ottaen valita siten, että minimoidaan optisen moodin leveys. Jos kerrokset 14 ja 16 ovat liian ohuita, nopeasti vaimenevat 5 vyön reunat ulottuvat liian kauas suojakerroksiin 20 ja 22. Suojakerrosten 20 ja 22 tulee olla kyllin paksuja optisen moodin substraattiin 12 ja elektrodiin 32 absorboitumisen tekemiseksi mitättömäksi. Cd^n^Sein koostumus (joka määrää laserin aallonpituuden), jossa x on noin 0,2, valittiin siten, että saadaan aikaan riittävän suuri kielletty energiavyöero (ΔΕ9 noin 0,2 eV) varauksenkantajan telo hokkaan rajaamisen helpottamiseksi. Suurempi x saa aikaan syvempiä kvantti-kuoppia, mutta vaatisi ohuempaa kerrosta kasvaneen hilaepäyhteensopivuuden vuoksi ja alentaisi siksi varauksenkantajien kokoamistehoa kuoppaan.
ZnSySe^n koostumus, jossa y on noin 0,07, valittiin siten, että saatiin aikaan riittävä ero taitekertoimessa ZnSe-ohjauskerroksiin nähden pienihävi-15 öisen aalto-putken aikaansaamiseksi. Tämä koostumus tarjoaa myös erinomaisen morfologian, sillä se on lähes hilayhteensopiva GaAs-substraatin kanssa kasvatuslämpötilassa 300 °C.
Muihin n-tyypin seostusaineisiin, joita voidaan käyttää, kuuluvat Ga, AI, In, I, F ja Br. Myös happi- tai Li-akseptoreja voidaan käyttää p-tyypin seos-20 tusaineina. Muihin ryhmän V p-tyypin seostusaineisiin, joita voitaisiin käyttää, kuuluvat arseeni ja fosfori. Suurempia donori- ja akseptoritiheyksiä voidaan myös käyttää, vaikka niiden ei pitäisi olla niin korkeita, että ne aiheuttaisivat liiallista vapaiden varauksenkantajien absorptiota.
Laserdiodin 10 prototyypit valmistetaan Si:llä seostetulle n*-tyypin 25 GaAs-substraatille 12, jonka kideorientaatio on (100). Tämäntyyppisiä sub straatteja 12 on kaupallisesti saatavissa joukolta valmistajia, mukaan luettuina Sumitomo Electric Industries, Ltd. GaAs-puskurikerros 28 saostetaan paksuuteen 1 pm tässä suoritusmuodossa ja n+-seostetaan Sillä nettodonoritiheyteen 1 x 1018cm3. Muita sopivia substraatteja (esimerkiksi ZnSe:ä, GalnAs:a tai 30 Ge:a) ja puskurikerroksia, kuten AIGaAs:a, AlAs.a, GalnP:a, AllnAs:a tai Gal-nAs:a, voidaan myös käyttää. Puskurikerroksen 28 paksuus voi myös vaihdella sellaissa rajoissa, että se tarjoaa asianmukaisen hyvälaatuisen pinnan ll-VI-puolijohteiden kasvatusta varten. Jos käytetään sopivaa korkealaatuista substraattia ja asianmukaista pinnan preparointia, puskurikerrosta 28 ei ehkä 35 tarvita.
8 110971
ZnSSe-suojakerrosten 20 ja 22 ja niiden vieressä olevien ZnSe-ker-rosten 24, 14 ja vastaavasti 16, 26 hilavakioiden epäyhteensopivuus on noin 0,3 %. Alustavat läpäisyelektronimikroskopia (TEM) -tutkimukset osoittavat, että valonohjauskerrosten 14 ja 16 ZnSe:a relaksoivat ainakin osittain dislokaatiot, 5 joita muodostuu valonohjauskerrosten ja viereisten ZnSSe-suojakerrosten 20 ja vastaavasti 22 rajapinnoille. Nämä alustavat tutkimukset osoittavat myös, että kvanttilähde-aktiivisen CdZnSe-kerroksen 18 paksuus on pienempi kuin kriittinen paksuus tämän materiaalijärjestelmän ollessa kyseessä. Kvanttilähde-aktii-vinen kerros 18 on siksi pseudomorfinen, mikä minimoi dislokaatiot laserdiodin 10 10 valoa emittoivalla alueella. Jännitettyjen epitaksiaalisten kerrosten, kuten ker roksen 18, pseudomorfiset maksimipaksuudet riippuvat koostumuksesta, ja ne voidaan laskea kaavoista, joita kuvaavat Matthews et ai. julkaisussa Defects In Epitaxial Multilayers, J. Crystal Growth 27 (1974) 118. Kvanttilähdekerroksen 18 sisällyttäminen, joka voisi olla myös muusta puolijohdemateriaalista, kuten 15 ZnSeTe:sta, koostuva pseudomorfinen kerros, helpottaa laserdiodin 10 toimintaa alhaisella kynnysvirralla sijoitettuna paksumman, pienihäviöisen ll-VI-aalto-putken sisään. Aaltoputki voidaan valmistaa käyttämällä taitekertoimeltaan korkeampia valonohjauskerroksia 14 ja 16 ja taitekertoimeltaan alhaisempia suoja-kerroksia 20 ja 22, joiden kielletyt enerviavyöt voivat erota toisistaan suhteellisen 20 vähän ja joiden ei tarvitse olla täsmälleen hilayhteensopivia. Valonohjauskerrosten koostumus voidaan tehdä asteittaiseksi dislokaatioiden minimoimiseksi ja/tai taitekertoimeltaan asteittain muuttuvan aaltoputken muodostamiseksi.
Kuvio 2 valaisee molekyylisuihkuepitaksia (MBE) -järjestelmää 50, jota käytettiin edellä kuvatun laserdiodin 10 valmistukseen. MBE-järjestelmä 50 25 sisältää kaksi MBE-kammiota 52 ja 54, joita yhdistää toisiinsa ultravakuumi (UHV) -putkilinja 56. Kumpikin kammio 52 ja 54 sisältää suurienergiaisen elektronikin 58, fosforivarjostimen 60, substraatin kuumentimen 90 ja virtauksen-seurantalaitteen 62. MBE-kammiot, kuten 52 ja 54, ovat yleisesti tunnettuja ja niitä on kaupallisesti saatavissa. Prototyyppilaserdiodien 10 valmistukseen käy-30 tettiin Perkin Elmer Model 430 -MBE-järjestelmää.
MBE-kammiota 52 käytetään GaAs-puskurikerroksen 28 kasvattamiseen substraatille 12, ja se sisältää Ga-effuusiokennon 64 ja As-pilkkomisken-non 66. Kammiossa on myös Si-effuusiokenno 68 n-tyypin seostusaineen lähteenä. Substraatti 12 puhdistetaan ja preparoidaan käyttämällä tavanomaisia tai 35 muuten tunnettuja menetelmiä ja kiinnitetään molybdeeniseen näytteenalustaan (ei kuviossa 2) ln-juotteella ennen sijoittamistaan kammion 52 sisään. Esimerkin 9 110971 vuoksi mainittakoon, että prototyyppilaserdiodin 10 valmistukseen käytettiin substraatin preparointimenetelmää, jota kuvataan Chengin et ai. artikkelissa Mo-lecular-Beam Epitaxy Growth Of ZnSe Using A Cracked Selenium Source, J. Vac. Sei. Technol. B8 (1990) 181. Si-seostettu puskurikerros voidaan kasvattaa 5 substraatille 12 käyttämällä MBE-kammiota tavanomaisella tavalla, kuten tavalla, jota kuvataan teoksessa Technology and Physics of Molecular Beam Epitaxy, toim. E. H. C. Parker, Plenum Press 1985. Tuloksena olevalla puskurikerrok-sella 28 on runsaasti Asia sisältävä pinta, joka antoi c(4x4)-rekonstruktion tarkasteltuna heijastussuurenergiaelektronidiffraktiolla (RHEED). Näytteenalusta, 10 jolla on GaAs-substraatti 12 ja puskurikerros 28, siirretään sitten jatkokäsittelyä varten MBE-kammioon 54 UHV-putkilinjan 56 kautta.
Välineen kerrokset 24, 20, 14, 18, 16, 22 ja 26 kasvatetaan kaikki puskurikerrokselle 28 ja GaAs-substraatille 12 MBE-kammiossa 54. Tämän tekemiseksi kammion 54 sisältää Zn-effuusiokennon 70, pilkotun Sein effuusio-15 kennon 72, ZnS-effuusiokennon 74 (S-lähteenä), Cd-effuusiokennon 76 ja tavanomaisen Se (ts. pääasiassa Se6) -effuusiokennon. Kuten esitetään, pilkotun Sein effuusiokenno 72 sisältää päähaihduttimen 84 ja korkealämpötilapilkko-misvyöhykkeen 82 ja muodostaa pilkotun Sein (sisältää Se2:a ja muita vähemmän kuin 6 atomia sisältäviä Se-molekyylejä) lähteen. Päähaihdutin 84 ja kor-20 kealämpötilapilkkomisvyöhyke 82 ovat erikoismallia, jonka yksityiskohtia ja mahdollisuuksia kuvataan edellä mainitussa Chengin et ai. artikkelissa lehdessä J. Vac. Sei. Technol. Cl-effuusiokenno 78, jossa käytetään ZnCI2:a lähdemateriaalina, antaa n-tyypin Cl-seostusainetta. p-tyypin seostusainetta antaa vapaiden N-radikaalien lähde 80. Vapaiden radikaalien lähde 80 kytketään ultrapuhtaan N2:n ; 25 lähteeseen 86 vuotoventtiilin 88 kautta. Vapaiden radikaalien lähdettä 80, jota käytetään laserdiodien 10 valmistukseen, myy Oxford Applied Research Ltd., Oxfordshire, Englanti (malli nro MPD21). Tämän lähteen pituus on 390 mm. Lähteen päässä oleva suihkun poistumislevy on valmistettu pyrolyyttisestä boo-rinitridistä (PBN), ja sen läpi kulkee 9 reikää, joiden läpimitta on 0,2 mm. Tämä 30 lähde asennetaan effuusionkennon tavanomaiseen porttiin 25,4 emin (10") pi-4 - dennysputken avulla. Laserdiodien 10 valmistukseen käytettävä N2-lähde on puhtausasteeltaan analyysilaatua, ja sitä valmistaa Matheson Gas Products. Lähteen 86 vuotoventtiilin sisääntulossa vallitseva paine on 34 kPa (5 psi).
MBE-kammiota 54 käytetään tavalla, jota kuvataan Chengin et ai. ar-35 tikkelissa Growth Of p- and n-Type ZnSe By Molecular Beam Epitaxy, J. Crystal Growth 95 (1989) 512, käyttämällä Se6-lähdettä 76 Se-lähteenä prototyyppila- 10 110971 serdiodin 10 n-tyypin kontakti-, suoja-ja valonohjauskerrosten 24, 20 ja vastaavasti 14 kasvattamiseksi. Kvanttilähdeaktiivinen kerros 18 kasvatetaan tavalla jota kuvataan Samarthin et ai. artikkelissa Molecular Beam Epitaxy of CdSe and the Derivative Alloys Zn^CdxSe and Cd^M^Se, J. Electronic Materials 19, nro 5 6(1990)543.
MBE-kammiota 54 käytetään tavalla, jota kuvataan Markin et ai. avoinna olevassa rinnakkaishakemuksessa U.S. Patent Application Serial Number 07/575 428, jonka otsikko on Doping of IIB-VIA Semiconductors During Molecular Beam Epitaxy ja joka on jätetty 24. elokuuta 1990, käyttämällä Se6-läh-10 dettä 79 p-tyypin valonohjauskerroksen 16 ja suojakerroksen 22 kasvatukseen. Edellä mainitussa hakemuksessa U.S. Patent Application Serial Number 07/575 428 olevat tiedot toistetaan heti seuraavassa.
Vapaiden radikaalien lähteen tuottamaa seostusaineatomisuihkua (joko typpeä tai happea) käytetään ZnSe:n seostamiseen molekyylisuihkuepi-15 taksian aikana tuotettaessa p-tyypin epitaksiaaiisia ZnSe-ohutkalvoja. Kun sähkömagneettinen virta, jonka taajuus on 13,52 MHz, kytketään vapaiden radikaalien lähteen radiotaajuusplasmapurkauskammioon, vapaiden radikaalien lähteen kammiossa syntyy seostusatomispesieksiä ultrapuhtaasta kaasulähteestä. Ha-jotuslevyä, jossa on 13 aukkoa, joiden kunkin läpimitta on noin 0,3 mm, käytet-20 tiin erottamaan vapaiden radikaalien lähde ja molekyylisuihkuepitaksiakammio toisistaan. Syntyvien seostusaineatomispesieksien määrää säädellään radio-taajuusplasmapurkauskammioon kytketyn radiotaajuusvirtalähteen teholla ja kammiossa vallitsevalla paineella. Seostusatomispesieksiä, joita effusoituu mo-lekyylisuihkuepitaksiakammioon hajotuslevyssä olevien aukkojen kautta, käyte-25 tään seostusaineina ZnSe:n molekyylisuihkuepitaksiakasvatuksen aikana.
Yhdessä suoritusmuodossa ZnSe-ohutkalvoja kasvetaan hyvin kiillotetulle GaAs-pinnalle pinnan normaalivektorin ollessa suurin piirtein kideorien-taation [001] suuntainen. On olemassa monia toimittajia, joilta saadaan tähän tarkoitukseen joko GaAs-substraattia, jota myy esimerkiksi Sumitomo Electric 30 Industries, Ltd., 1-1 Koyakita 1-Chome, Itami, Hyogo, 664 Japani, tai epitaksiaa-lista GaAs-kerrosta, jota myy Spire Corporation, Patriots Park, Bedford, Massachusetts, 01730. Ennen laittamista molekyylisuihkuepitaksiakammioon ZnSe:n kasvattamista varten GaAs-substraateista poistetaan rasva trikloorietaanilla, asetonilla ja isopropanolia ja ne huuhdotaan deionisoidulla vedellä ja puhalle-35 taan kuiviksi hyvin puhtaalla typpikaasulla. Substraatteja, joista on poistettu rasva, syövytetään kemiallisesti liuoksessa, joka koostuu 6 osasta rikkihappoa, 1 11 110971 osasta vetyperoksidia ja 1 osasta deionisoitua vettä, muutama minuutti (noin 2-5 minuuttia). Substraatti huuhdotaan deionisoidulla vedellä ja puhalletaan kuivaksi hyvin puhtaalla typpikaasulla. GaAs-substraatit, joista on poistettu rasva ja jotka on syövytetty kemiallisesti, kiinnitetään sitten Mo-näytteenalustaan 5 käyttämällä sulatettua hyvin puhdasta ln:a juotteena. Substraattikokoonpano laitetaan välittömästi molekyylisuihkuepitaksiajärjestelmään. GaAs-substraatteja kuumennetaan ultravakuumikasvatuskammiossa noin 1-5 min:n ajan suunnilleen lämpötilassa 610 °C luontaisten oksidien desorboimiseksi ja alla olevan kiderakenteen paljastamiseksi, jolle on määrä kasvattaa kiderakenteeltaan sa-10 manlaista ZnSe.ä. ZnSe.n tyypilliset molekyylisuihkuepitaksiakasvatusolosuh-teet ovat suihkujen välinen ekvivalenttipainesuhde Zn.Se 1:2 (suunnilleen alueella 1:4 - 2:1) ja kasvatuslämpötila 275 °C (suunnilleen alueella 250-400 °C). Tyypilliset kerrospaksuudet ja kasvatusnopeudet ovat 2 pm ja vastaavasti 0,5pm/h (suunnilleen alueella 0,4 - 2,0 μιτι/h). Vapaiden radikaalien lähteen 15 muodostamia seostusatomeja sisällytetään ZnSe:iin avaamalla mekaaninen suljin, joka sulkee vapaiden radikaalien lähteen ja kuumennettujen substraattien välisen suoraviivaisen kulkutien ("näköyhteyden").
Kielletyltä energiavyöltään leveää IIB-VIA-yhdistepuolijohdetta, ZnSe:ä (Eg« 2,67 eV huoneenlämpötilassa), koskeva tutkimus on viime vuosina 20 keskittynyt ominaisvastukseltaan alhaisen p-tyypin materiaalin tuottamiseen. Tässä keksinnössä hyödynnetään menetelmää ja laitteistoa ZnSe-pn-rajapintoja käsittävien epitaksiaalisten rakenteiden valmistamiseksi in situ. Tämä on hyödyllistä valmistettaessa tehokkaita valoa emittoivia välineitä, kuten valoa emittoivia diodeja ja diodilasereita, jotka toimivat näkyvän valon spektrin sinisellä alueella.
: 25 Joko typpi tai happi on erinomainen p-tyypin seostusalkuaine
ZnSe:ssä. Suurten nettoakseptoritiheyksien [suurempia kuin noin 5 x 1015cnr3, alhainen kompensaatio (IVNA pienempi kuin noin 0,8)] aikaansaannin lisäksi typpi ja happi ovat stabiileja ZnSe:ssä lämpötilaan 375 °C asti.
Suuria typpiakseptoriepäpuhtauksien nettotiheyksiä tulee sisällyte-30 tyiksi epitaksiaalisiin ZnSe/GaAs-kerroksiin, kun tehdään typpiatomisuihkuse-:· ostus molekyylisuihkuepitaksiakasvatuksen aikana. Niinkin suuria nettoaksepto- ritiheyksiä kuin 4,9 x 1017cnr3 on mitattu tuloksena olevasta p-tyypin ZnSe-materiaalista.
Kuvio 9 esittää molekyylisuihkuepitaksiajärjestelmää 110. Molekyyli-35 suihkuepitaksiajärjestelmä 110 sisältää molekyylisuihkuepitaksiakammion 112, joka sulkee sisäänsä substraatin 114. Molekyylisuihkuepitaksiakammio 112 si- 12 110971 sältää elektronitykin 116, fosforivarjostimen 118 ja virtauksen seurantalaitteen 120. Effuusiokennot 122, 124, 126 ja 128 ovat molekyylisuihkuepitaksiakammi-ossa 112. Effuusiokennot 122, 124, 126 ja 128 voivat käsittää esimerkiksi effuusiokennot Zn:ä, Se:ä ja ZnCI2:a varten. Molekyylisuihkuepitaksiajärjestelmä 110 5 sisältää myös vapaiden radikaalien lähteen 130. Vapaiden radikaalien lähde 130 voi käsittää minkä tahansa ryhmän VA alkuaineen vapaiden radikaalien tai vapaiden happiradikaalien lähteen. Vapaiden radikaalien lähde 130 voi muodostaa esimerkiksi vapaiden typpiradikaalien lähteen, jolloin vapaiden radikaalien lähteeseen 130 syötetään ultrapuhdasta N2:ä ultrapuhtaan N2:n lähteestä 132 vent-10 tiilin 133 kautta. Vapaiden radikaalien lähdettä 130 myy Oxford Applied Research Ltd (Oxfordshire, UK). Vapaiden radikaalien lähde 130 voisi käsittää muita lähdetyyppejä, jotka tuottavat vapaita radikaaleja. Voidaan käyttää esimerkiksi elektronisyklotroniresonanssi (ECR) -radikaalilähdettä (myy esimerkiksi Wavemat, Inc., 44780 Helm Street, Plymouth, Michigan). Kaasulähteeseen mik-15 roaaltoputkella kytkettyä mikroaaitonajotinta voidaan käyttää vapaiden radikaalien tuottamiseen. Myös tasavirtaplasmapurkauskammiota voidaan käyttää. Lisäksi voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa termistä hajotinta tai hajotuskennoa (myy esimerkiksi EPI, 261 East Fifth Street, St. Paul, Minnesota 55101).
ZnSe-kerroksia kasvatettiin GaAs-substraateille tässä kuvattua tyyp-20 piä olevassa molekyylisuihkuepitaksiajärjestelmässä. Nämä kerrokset kasvatettiin substraatin lämpötilan ollessa 275 °C ja suihkujen välisen ekvivalenttipaine-suhteen Zn:Se ollessa 1:2 (tyypilliset kerrospaksuudet ja kasvatusnopeudet olivat 2 μηι ja vastaavasti 0,5 μητι/h). ZnSe-kerrosten p-tyypin seostus saatiin aikaan vapaiden radikaalien lähteellä, joka oli sisällytetty molekyylisuihkuepitaksi-25 ajärjestelmään, tavanomaisen effuusiolähteen sijasta. Vapaiden radikaalien lähde antoi radiotaajuusplasmapurkauskammiossa muodostetun typpiatomivirran (yhdessä paljon suuremman hajoamattomasta N2:sta koostuvan virran kanssa). Radiotaajuutta 13,5 MHz käytettiin typpiatomien synnyttämiseen ultrapuhtaasta N2-kaasulähteestä. Typpiatomivirtausta ohjattiin säätämällä radiotaajuusplas-30 mapurkausintensiteetti sopivaksi.
ZnSe:iin aktiivisesti sisällytetyksi tulleen typen määrä oli paljon suurempi käytettäessä vapaista radikaaleista koostuvaa atomisuihkua kuin käytettäessä molekulaarista typpeä, kuten käy ilmi verrattessa lämpötilassa 10 K mitattuja fotoluminesenssi (PL) -spektrejä, jotka on rekisteröity ZnSe-kerroksista, 35 jotka on kasvatettu käyttämällä pelkästä N2:sta koostuvaa virtaa ja N + N2 -virtaa. Kuten kuviossa 10(a) esitetään, lämpötilassa 10 K mitattu PL-spektri, joka 13 110971 on rekisteröity ZnSe-kerroksessa, joka on kasvatettu käyttämällä pelkkää ^-virtaa [tässä tapauksessa pidettiin molekyylisuihkuepitaksiakammiossa yllä N2-tasapainotaustapaine 7 x 10'sPa (5 x 10'7 torria)], näyttää samanlaiselta kuin seostamattomista heteroepitaksiaalisista ZnSe-kerroksista rekisteröity vastaava 5 spektri [katso R. M. Park, C. M. Rouleau, M. B. Troffer, T. Koyama ja T. Yodo, J. Mater. Res. 5 (1990) 475]. Eksitonialueella ovat vallitsevina piikkeinä jakautuneet vapaita eksitoneja (Ex) ja donoriin sitoutunutta eksitonia (l2) vastaavat siirtymät, joissa jakautumisen aiheuttaa lämpölaajenemiskerroinepäyhteensopivuus ZnSe:n ja GaAs:n välillä, joka saattaa ZnSe-kerrokset tasossa esiintyvän biaksi-10 aalisen jännityksen alaisiksi [katso K. Shahzad, D. J. Olego ja D. A. Cammack, Phys. Rev. B39 (1989) 13016]. Niinpä tällaisten alhaisten N2-taustaosa-paineiden vallitessa molekulaarinen typpi on täysin reagoimatonta ZnSe-pin-nassa. Tilanne muuttuu kuitenkin dramaattisesti, kun muodostetaan plasmapur-kaus vapaiden radikaalien lähteessä, kuten osoittaa kuvion 10(b) lämpötilassa 15 10 K mitattu spektri. Molekyylisuihkuepitaksiakammiossa kasvatuksen aikana vallinnut N2-taustaosapaine oli tälläkin kertaa 7 x 10'5 Pa (5 x 10'7 torria) ja virtaa syötettiin radiotaajuusplasmapurkaukseen. Eksitonialueella ovat vallitsevia jakautuneet akseptoriin sitoutunutta eksitonia (l^) vastaavat siirtymät, joita aiheuttaa typpiakseptoriepäpuhtauksien sisällytys [katso P. J. Dean, W. Stutius, G. 20 F. Neumark, B. J. Fitzpatrick ja R. N. Bhargava, Phys. Rev. B27 (1983) 2419]. Lisäksi koko PK-spektriä hallitsevat donori-akseptori (D-A) -siirtymät (Qq edustaa fononitonta siirtymää, näkyvissä on myös muutamia Qq^ LO-fononitoisin- toja) eivätkä eksitoniset siirtymät. Niinpä atomaarisen typen substitutionaalinen .. sisällytysnopeus on paljon suurempi kuin molekulaarisen typen vastaava nope- 25 us kasvavalla ZnSe-pinnalla. Havaittiin, että nettoakseptoritiheys näytteessä, josta kuvion 10(b) PL-spektri mitattiin, oli 1 x 1017 cm'3.
Nettoakseptoritiheydet, NA - ND, typellä seostetuissa ZnSe/GaAs-ker-roksissa määritettiin rekisteröimällä kapasitanssi-jännite (C-V) -käyrä. Koska epitaksiaaliset ZnSe-kerrokset kasvatettiin puolieristävälle GaAs:lle, käyrä rekis-30 teröitiin tasossa kahden Schottky-kontaktin välistä ZnSe-pinnalla. Pintakontakti-malli koostui sarjasta Cs/Au-pisteitä, joiden läpimitta oli 762 μηι ja jotka oli fysikaalisesti eristetty ympäröivästä laajasta Cr/Au-elektrodista. Sisempien (pis-te)elektrodien ja ulomman elektrodin väli oli 25 μπι; pieni väli on välttämätön alhaisen sarjavastuksen ylläpitämiseksi. Kontaktimalli muodostettiin haihduttamal-35 la termisesti 75 A Cr:a ja sen jälkeen 1 000 A Au:a ja toteuttamalla valolitografia- „ 110971 14 ja kaavintaprosessit. Kaikissa näissä mittauksissa ulompi elektrodi pidettiin maapotentiaalissa ja sisempään Schottky-kontaktiin kytkettiin esijännite.
Käytettäessä tätä etumerkkisopimusta enemmistönä olevan varauk-senkantajatyypin osoittaa 1/C2 versus V -käyrän kulmakertoinen etumerkki; po-5 sitiivinen kulmakerroin osoittaisi, että materiaali on p-tyyppiä. Nettoakseptoritihe-ys (Na - Nd) on verrannollinen 1/C2 versus V -käyrän kulmakertoimeen. 1/C2 versus V -käyrä ja NA - ND versus tyhjennysleveys -käyrä, jotka on saatu runsasse-osteisesta ZnSe-kerroksesta, esitetään kuvioissa 11(a) ja vastaavasti 11(b). Kuten kuvioissa 11 (a) ja 11 (b) osoitetaan, materiaali on p-tyyppiä ja sen netto-10 akseptoritiheys on noin 3,4 x 1017 cm'3. Kuten kuviossa 11(b) osoitetaan, seos-tuskäyrä on sangen loiva nollaesijännitteestä (0,068 pm) kohtaan, jossa tapahtuu käänteinen esijännitteen läpilyönti (1,126 pm). Läpilyönti tapahtui jännitteellä 3,8 V, mikä pitää yhtä tällä tiheydellä seostetussa (ts. 3,4 x 1017 cm'3, p-tyyppi) ZnSe-materiaalissa tapahtuvan vyöryläpilyönnin kanssa. Lisätodisteita typellä 15 seostetun ZnSe-materiaalin t-tyyppiiuonieesia saatiin valmistamalla epitaksiaali-sesti kasvatettuihin ZnSe:N/ZnSe:CI-pn-homorajapintoihin perustuvia sinistä valoa emittoivia diodeja. Näiden pn-rajapintojen n-tyypin ZnSe-kerrokset kasvatettiin käyttämällä Cl:a seostusalkuaineena; Cl-atomien lähteenä oli molekyylisuih-kuepitaksiajärjestelmään sisällytetty ZnCI2-effuusiokenno.
20 Testattiin joukko ZnSe-näytteitä, jotka oli kasvatettu käyttämällä mo- lekyylisuihkuepitaksiaa. Tulokset olivat seuraavat: 1. Seostamaton ZnSe:
Ekvivelenttipainesuhde Zn-suihku/Se-suihku: 1:2 25 Kasvatuslämpötila: 275 °C
Tulokset: Matalassa lämpötilassa mitattu fotoluminensenssispektri osoitti, ettei näyte ollut p-tyyppiä. C-V-mittaus osoitti, että näyte oli eristävä.
2. ZnSe, joka seostettiin käyttämällä N2:ä syöttämättä radiotaajuus-virtaa vapaiden radikaalien lähteeseen: 30 Ekvivelenttipainesuhde Zn-suihku/Se-suihku: 1:2
Kasvatuslämpötila: 275 °C
Radiotaajuusteho: 0 W
Taustapaine: 7 x 10'5 Pa (5 x 10'7 torria)
Tulokset: Matalassa lämpötilassa mitattu fotoluminensenssispektri 35 osoitti, ettei näyte ollut p-tyyppiä. C-V-mittaus osoitti, että näyte oli eristävä.
is 110971 3. ZnSe, joka seostettiin käyttämällä N2:ä syöttäen radiotaajuusvirtaa vapaiden radikaalien lähteeseen:
Ekvivelenttipainesuhde Zn-suihku/Se-suihku: 1:2 Kasvatuslämpötila: 275 °C 5 Radiotaajuusteho: 320 W
Taustapaine: 7 x 10'5 Pa (5 x 10'7 torria)
Tulokset: Matalassa lämpötilassa mitattu fotoluminensenssispektri, virta-jännitemittaus ja kapasitanssi-jännitelmittaus osoittivat, että näyte oli p-tyyppiä. Nd/Na <0,8 (korkea seostusteho) ja NA - ND = 3,4 x 1017 cm·3.
10 4. ZnSe, joka seostettiin käyttämällä 02:a syöttäen radiotaajuusvirtaa vapaiden radikaalien lähteeseen:
Ekvivelenttipainesuhde Zn-suihku/Se-suihku: 1:2 Kasvatuslämpötila: 275 °C Radiotaajuusteho: 320 W
15 Taustapaine: 7 x 10'5 Pa (5 x 10"7 torria)
Tulokset: Matalassa lämpötilassa mitattu fotoluminensenssispektri, virta-jännitemittaus ja kapasitanssi-jännitelmittaus osoittivat, että näyte oli p-tyyppiä ja NA - ND = 3,0 x 1016 cm'3.
Kuvio 12(a) esittää valoa emittoivaa diodia 134. Valoa emittoiva diodi 20 1 34 sisältää p-tyypin GaAs-substraatin 136. p-tyypin GaAs-substraatti 136 muo dostaa pohjan molekyylisuihkuepitaksiakasvatusta varten, p-tyypin GaAs-sub-straatille 136 seostetaan typellä seostettu p-tyypin ZnSe-kerros. p-tyypin ZnSe-kerros 138 saostetaan tämän keksinnön mukaisesti käyttämällä vapaiden typpi-radikaalien lähdettä, p-tyypin ZnSe-kerrokselle 138 saostetaan kloorilla seos-25 tettu nZnSe-kerros 140. n-tyypin ZeSe-kerrokselle 140 saostetaan n+-ZnSe-päällyskerros 142. Kerrosten 138, 140 ja 142 saostus tehdään molekyylisuih-kuepitaksiakasvatuksella. Ohmiset kontaktit 144 ja 146 muodostavat sähkökyt-kennät n+-ZnSe-päällyskerrokseen 142 ja vastaavasti p-tyypin GaAs-sub-straattiin. Yhdessä suoritusmuodossa p-tyypin ZnSe-kerroksen 138 paksuus on 30 2 μηι ja nettoakseptoritiheys 1 x 1017 cm'3, n-tyypin ZnSe-kerroksen 140 paksuus on 0,5 μιτι ja nettodonoritiheys 1 x 1018 cm'3. n+-ZnSe-päällyskerroksen 142 paksuus on 500 A ja nettodonortiheys 5 x 1018cm'3.
Kuvio 12(a) osoittaa, että p-tyypin ZnSe-kerros kasvatetaan ensin p+-tyypin GaAs-substraatille. Tämäntyyppisellä "haudattu p-tyypin kerros" -raken-35 teella vältetään vakavat ongelmat, joita liittyy ohmisen kontaktin muodostamiseen p-tyypin ZnSe:iin [katso M. A. Haase, H. Cheng, J. M. DePuydt ja J. E.
1R 110971 16
Potts, J. Appi. Phys. 67 (1990) 448]. Tämän välinemallin epäkohtana on kuitenkin, että p+-GaAs/p-ZnSe-heterorajapinnalla esiintyy suuri aukkoeste [katso L. Kassel, H. Abad, J. W. Garland, P. M. Raccah, J. E. Potts, M. A. Haase ja H. Cheng, Appi. Phys. Lett. 56 (1990) 42]. Tämäntyyppisessä välineessä aukkoin-5 jektio p+-GaAs/p-ZnSe-heterorajapinnan poikki toteutuu vain vyöryläpilyönnissä. Siten vaaditaan suuria kytkentäjännitteitä ZnSe-homorajapintaan liittyvän elekt-roluminesenssin havaitsemiseksi.
Valoa emittoiva diodi valmistettiin käyttämällä tavanomaista valolito-grafiamenetelmää ja välineen eristys toteutettiin märkäkemiallisella syövytyk-10 sellä, niin että muodostui mesadiodeja, joiden läpimitta oli 400 pm. Yläpään elektrodin metallointi oli renkaan muotoinen, ja sen malli saatiin aikaan alipaine-haihdutuksella ja kaapimisella. Välineisiin tehtiin kytkennät elektroluminesenssin karakterisointia varten yliäänikultapalloliitoksella.
Kuvion 12(a) mukaisen valoa emittoivan diodin 134 tyypillinen lämpö-15 tilassa 77 K rekisteröity eiektroiuminesenssispektri esitetään kuviossa 12(b). Välineen toimintajännite ja -virta olivat 13,5 V ja vastaavasti 40 mA kuviossa 12(b) esitetyn spektrin ollessa kyseessä. Kuten kuviosta 12(b) on nähtävissä, näkyvää elektroluminesenssia hallitsee sininen emissio ja spektri käsittää joukon jakautuneita viivoja pääasiassa aallonpituuksilla 447,7 nm. 459,6 nm ja 464,7 nm. 20 Spektrin kaksi suurienergiaisinta piikkiä ovat energialtaan lähellä elektrolumine-senssipiikkejä, jotka havaittiin lämpötilassa 77 K sinistä valoa emittoivilla diodeilla, jotka oli valmistettu käyttämällä Akimoton et ai. kuvaamaa typpi-ionien istutus ja lämpökäsittely -menettelyä [katso K. Akimoto, T. Miyajima ja Y. Mori, Jpn. J. Appi. Phys. 28 (1989) L528], Näistä välineistä rekisteröitiin myös infrapu-* 25 naemissio aallonpituudella 844 nm (samanaikaisesti sinisen emission kanssa), joka näyttää olevan seurausta elektroni-injektiosta p+-tyypin GaAs-materiaaliin vyöryläpilyöntiolosuhteissa heterorajapinnalla [ei näy kuviossa 12(b)].
Eiektroiuminesenssispektri, joka rekisteröitiin huoneenlämpötilassa kuvion 12(a) mukaisesta välinerakenteesta (vain näkyvä alue), esitetään kuvios-30 sa 13. Kuten on nähtävissä kuviosta, havaitaan hallitseva emissio näkyvän valon spektrin sinisellä alueella ja intensiteetti on suurimillaan aallonpituudella 465 nm. Kuviossa 13 esitetyn spektrin kohdalla syötetty jännite ja otettu virta olivat 22 V ja vastaavasti 20 mA.
Kuvio 14 esittää valoa emittoivaa diodia 148. Valoa emittoiva diodi 35 148 on p n:llä -väline, joka toimii samalla tavalla kuin kuvion 12(a) valoa emittoi va diodi 134. Valoa emittoiva diodi 148 sisältää n+-GaAs-substraatin 150, n-tyy- 17 110971 pin ZnSe-kerroksen 152 ja p-tyypin ZnSe-kerroksen 154. Kontaktit 156 ja 158 muodostavat sähkökytkennän p-tyypin ZnSe-kerroksen 154 ja n+-GaAs-sub-straatin 150 kanssa, p-tyypin ZnSe-kerros seostetaan käyttämällä molekyyli-suihkuepitaksiaa ja edellä kuvattua ryhmän VA vapaiden radikaalien lähdettä.
5 Yhdessä suoritusmuodossa kuvion 14 esittämässä diodissa 148 n-tyypin ZnSe-kerroksen 152 nettodonoritiheys on noin 1 x 1018 -cm'3 ja paksuus noin 2,0 pm ja p-tyypin ZnSe-kerroksen 154 nettoakseptoritiheys on noin 1 x 1017 -cm'3 ja paksuus noin 0,5 pm.
Käyttämällä edellä kuvattua menetelmää ja laitteistoa voidaan valio mistaa myös n-tyypin IIB-VIA-puolijohdekalvo. Tuloksena olevaa IIB-VIA-puoli-johdekalvoa voidaan käyttää pn-rajapintalaitteissa, kuten valoa emittoivissa diodeissa ja valodetektoreissa samoin kuin diodilasereissa ja transistoreissa. Vapaiden radikaalien lähde viedään molekyylisuihkuepitaksiakasvatuskammioon seostusaineen toimittamiseksi IIB - VIA-puolijohteeseen molekyylisuihkuepitak-15 siakasvatuksen aikana. Vapaiden radikaalien lähde voi olla typpi, fosfori, arseeni ja antimoni. Myös happi soveltuu vapaiden radikaalien lähteeksi. Tätä menetelmää ja laitteistoa voidaan käyttää ZnSe:n seostamiseen N:llä ja 0:lla. p-tyypin ternaarisiin IIB-VIA-puolijohteisiin kuuluvat Zn^Cd^e, ZnSe^Te,,, ZnSe1xSx, Ζηβ^Τβχ ja Zn^CdxS.
20 Viitataksemme uudelleen kuvioon 1 ja tähän keksintöön, alempi
ZnSSe-suojakerros 20 seostetaan n-tyyppiseksi käyttämällä ZnCI2-lähdettä. Suojakerrosten 20 ja 22 kasvatuksessa käytetyn menetelmän muita puolia kuvataan Matsumuran et ai. artikkelissa Optimum Composition In MBE-ZnSxSe^x/ZnSe For High Quality Heteroepitaxial Growth, J. Crys. Growth 25 99 (1990)446.
Ominaisvastukseltaan alhainen p-tyypin ohminen ZnSe-kontakti-kerros 26 on saatu aikaan kasvattamalla kontaktikerros alhaisessa lämpötilassa MBE-kammiossa 54 käyttämällä hajotetun Se:n lähdettä 72 (ts. hajotusvyöhy-kettä 82 ja haihdutinta 84) seostaen samalla kontaktikerroksen puolijohdemate-30 riaali p-tyyppiseksi edellä kuvatun menetelmän mukaisesti. Matalassa lämpötilassa toteutettavaa kasvatusmenetelmää, jotka käytettiin prototyyppilaserdiodin 10 kontaktikerroksen 26 muodostamiseen, kuvataan yleisesti Chengin et ai. artikkelissa Low Temperature Growth Of ZnSe By Molecular Beam Epitaxy Using Cracked Selenium, Appi. Phys. Lett, (helmikuu 1990). Puolijohderunko, jossa on 35 kerrokset 28, 24, 20, 14, 18, 16 ja 22 substraatilla 12, kuumennetaan lämpötilaan, joka on alempi kuin 250 °C mutta kyllin korkea p-tyypin N-seostusaineilla 18 110971 vähintään nettoakseptoritiheyteen 1 x 1017cnv3 seosteun ZnSe:n kiteisen kasvun edistämiseksi. Nettoakseptoritiheys 1 x 1018 cm'3 saavutettiin prototyyppila-serdiodien 10 ohmisessa kontaktikerroksessa 26, kun se kasvatettiin substraatin lämpötilan ollessa noin 150 °C. Ajatellaan kuitenkin, että ominaisuuksiltaan hy-5 väksyttäviä ohmisia kontaktikerroksia 26 voidaan saavuttaa muissakin kasva-tuslämpötiloissa ainakin lämpötilaan 130 °C asti alaspäin mentäessä. Proto-tyyppilaserdiodien 10 ohmisen kontaktikerroksen 26 valmistukseen käytetyn MBE-kammion 54 muut toimintaparametrit ovat seuraavat:
Zn-suihkun ekvivalenttipaine: 1,3 x 10'5 Pa (1,0 x 10'7 torria)
10 Se:n hajotusvyöhykkeen lämpötila: 600 °C
Se:n päähaihduttimen lämpötila: 250 °C Kasvatusnopeus: 0,3 - 0,6 μητι/h Pinnan rekonstruointi: Zn-stabiloitu Typen paine kammiossa: >4,7 x 10'5 Pa (>3,5P10'7 torria)
15 Radiotaajuusteho: 150 - 250 W
‘kyseisen MBE-järjestelmän rakenteesta riippuvia parametrejä Kuvio 3 on virta-jänniteominaiskäyrä näytteelle, jossa on kaksi samassa tasossa olevaa Au-metallielektrodia p-tyyppisellä ZnSe-kontakti-kerroksella, joka on valmistettu testaustarkoituksiin olennaisilta osiltaan edellä 20 kuvatulla tavalla. Tämän kontaktin ohmisen luonteen osoittaa käyrän suurin piirtein lineaarinen luonne jännitealueella -6 - +6 V.
Mekanismeja, joiden otaksutaan mahdollistavan kontaktikerroksen 26 ohmisen luonteen, voidaan kuvata viitaten kuvioon 4, joka on Au:n ja p-tyypin ZnSe-kontaktikerroksen rajapinnan energiavyödiagrammi. Odotettujen tavan-; 25 omaisissa ohmisissa kontakteissa hyödynnettävien energiatasoltaan matalien epäpuhtauksien 100 lisäksi kontaktikerrokseen muodostuu ylimääräisiä elektro-nienergiatiloja 102. Nämä ylimääräiset energiatilat 102 ovat suhteellisen syviä (kielletyssä raossa) valenssivyön maksimin suhteen verrattuina energiatasoltaan matalien epäpuhtauksien tason 100 syvyyteen. Energiatilat 102 ovat itse asias-30 sa välienergiatiloja, jotka sijaitsevat Au:n Fermitason alapuolella ja energiata-· . soitaan matalien epäpuhtauksien tason 100 yläpuolella. Koska varauksenkanta- jien tunnelointitodennäköisyys kahden energiatilan välillä kasvaa eksponentiaalisesti näiden kahden tilan välisen etäisyyden pienentyessä, ylimääräiset energiatilat 102 suurentavat voimakkaasti tunneloinnin todennäköisyyttä tarjoamalla 35 väliaikaisen sijaintipaikan varauksenkantajille ja helpottavat monivaiheista eli kaskaditunnelointia. Optimitilaa valaistaan kuviossa 4, jossa EF on Fermi-energia 110971 ! 19 ja Ea on akseptorin energia. Kuviossa 4 esitetään kaaviomaisesti myös elektroni, joka tekee monivaiheisen tunnelointisiirtymisen ZnSe- ja Au-kerrosten välillä ylimääräisten energiatilojen 102 kautta. Vielä parempia kontakteja on saavutettavissa useammalla kuin yhdellä energiatasolla olevilla elektronitiloilla, niin että 5 tunnelointi voi tapahtua tilasta toiseen esteen poikki.
Ajatellaan, että ylimääräisten energiatilojen 102 tuominen voidaan saada aikaan joukolla menetelmiä. Seostusta kasvatuksen aikana, diffuusiota, ioni-istutusta tai muita tunnettuja menetelmiä voidaan käyttää syviä tasoja aikaansaavien epäpuhtauksien sisällyttämiseen. Yksi tärkeä tasoltaan syvän epä-10 puhtauden tyyppi on isoelektroninen loukku. Esimerkkinä mainittakoon, että Te:n ajatellaan muodostavan aukkoloukun ZnSe:iin. Ylimääräisiä energiatasoja 102 voidaan saavuttaa myös tuomalla sopivia luontaisia kidevirheitä, kuten, mainittuihin kuitenkaan rajoittumatta, dislokaatioita, vakansseja, välisija-atomeja tai komplekseja kontaktikerrokseen 26. Tämä voidaan tehdä kontaktikerroksen 15 saostamisen aikana esiasteiden molekyylispesiesten ja/tai muiden asianmukaisten kasvuolosuhteiden valinnan kautta. Luontaisia virheitä voidaan muodostaa myös kasvatuksen jälkeen tehtävillä käsittelyillä, kuten elektronisuihku-, ionisuihku- tai radikaalisuihkusäteilytyksellä tai sähkömagneettisella säteilyllä.
Nämä menetelmät täytyy kuitenkin toteuttaa vaikuttamatta haitallisesti ZnSe.n 20 tai muun kontaktikerroksessa käytettävän puolijohdemateriaalin johtokykyyn.
Niinpä käy ilmi, että käyttökelpoisella p-tyypin kontaktikerroksella 26 on joukko ominaisuuksia. Nettoakseptoritiheys NA - ND on suuri, edullisesti vähintään 1 x 1018 cm'3. Tämä kaventaa estettä, jonka läpi varausten kantajat joutuvat tunneloimaan, p-tyypin seostusaineen tiheyden (typpi laserdiodissa 10) : 25 täytyy myös olla suuri, edullisesti vähintään 1 x 1019 cm'1. Matalien akseptorita- sojen muodostamisen lisäksi typpiepäpuhtaudet näyttävät osallistuvan myös syvien energiatasojen muodostukseen. Tarvittava typpimäärä on pienimmillään määrä, joka saa aikaan riittäviä kummankin tasotyypin tiheyksiä. Kasvatusolosuhteiden täytyy myös olla sopivat virheiden muodostamiseksi edellä kuvatuilla 30 energiatasoilla. Edellä kuvatun matalassa lämpötilassa toteutettavan kasvatus-,; menetelmän on osoitettu saavan aikaan näitä materiaaliominaisuuksia (on saa vutettu arvon 0,4 ohm x cm2 alittavia kontaktivastuksia).
Kuviossa 8 esitetään matalassa lämpötilassa mitattu fotoluminen-senssi (PL) -spektri, joka on saatu hyvästä ohmisesta kontaktikerroksesta, kuten 35 kerroksesta 26. Havaittuihin ominaispiirteisiin kuuluvat: 1) hyvin heikko fotolumi-nenssi lähellä vyön reunaa; 2) virhevyön ilmaantuminen energian 2,3 eV koh- 110971 20 dalle (18500 cm'1); ja 3) vyön (liittyy todennäköisesti donori-akseptoriparin yhdistelmään) esiintyminen suunnilleen energian 2,5 eV kohdalla (20 400 cm'1). Vyön reunan fotoluminensenssin odotetaan olevan heikkoa materiaaleilla, joissa esiintyy merkittävän tiheästi syviä tasoja, sillä syvät tasot tarjoat pitkäaaltoisia ja 5 säteilemättämiä kanavia, jotka kilpailevat lähellä vyön reunaa esiintyvien prosessien kanssa. Emissiovyö suunnilleen kohdassa 2,3 eV liittyy siirtymiseen johtovyöltä syvälle (akseptori)tasolle noin 0,5 eV valenssivyön maksimin yläpuolelle. Tämä on lähellä energiatilaa, jonka otaksutaan olevan tehokkain kas-kaditunneloinnin kannalta. Kohdassa 2,5 eV esiintyvän emissiovyön otaksutaan 10 liittyvän siirtymiin donoritiloista akseptoritiloihin. Donoritilojen poissaolo tai hyvin vähäinen määrä olisi edullinen, jolloin tämä siirtymä eliminoituu tai sen esiintyminen siirtyy hieman korkeammille energioille.
Yleisesti ottaen, ja jäljempänä kuvattavia eroja lukuun ottamatta, käytetään tavanomaisia menetelmiä (ts. Si- ja Ill-V-puolijohdevälineiden yhtey-15 dessä käytettäviä menetelmiä) prototyyppiiaserdiodin 10 valmistuksen loppuunsaattamiseen. Kontaktikerroksen 26 saostamisen jälkeen vielä epätäydellinen laserdiodi 10 poistetaan MBE-kammiosta 54. Elektrodi 30 sisältää Au:a, joka ali-painehaihdutetaan kontaktikerrokselle 26 ja josta tehdään juovan (leveys tyypillisesti noin 20 μηη) mallinen käyttämällä tavanomaista valolitografiaa ja kaapi-20 mistä. Elektrodin ja kontaktikerroksen 26 paljastetun pinnan päälle levitetään sitten eristekerros 34. Polyimidifotoresisti on edullinen matalissa lämpötiloissa levitettävissä olevaksi eristeeksi. Laserdiodin 10 valmistukseen käytettiin Probi-mide 408:aa, jota valmistaa Ciba-Geigy Corp. Polyimidikerroksesta 34 poistetaan juova (leveys noin 20 μηη) suoraan elektrodin 30 päältä tekemällä UV-25 valotus valomaskin läpi ja kehitys käyttämällä valmistajan suosittelemaa käsittelyohjetta kehityksen jälkeen tehtävää kovetusta lukuun ottamatta. Kehitetyn po-lyimidin kovettamiseksi välineen koko pintaa valotettiin UV-valolla (1 J/cm2) maskinkohdistimesta käsin ja kuumennettiin lämpölevyllä ilmassa 3 minuuttia lämpötilassa 125 °C. Au-elektrodin 30 paljaalle pinnalle ja polyimidikerrokselle 30 34 haihdutetaan sitten Ti-Au-kerros 31 johdon liittämisen helpottamiseksi. MBE- substraatin kiinnittämiseen käytetty In toimi myös elektrodina 32 substraatilla 12. Välineen vastakkaiset päät lohkaistiin pitkin tasoja (110) tahopeilien muodostamiseksi. Prototyyppivälineiden 10 ontelon pituus on noin 1 000 μιτι. Laserdiodit 10 kiinnitettiin sitten p-puoli ylöspäin keraamisiin näytteenpitimiin epoksihartsilla, 35 joka sisälsi hopeaa täyteaineena.
21 110971 ί Näiden laservälineiden parannettu toimintateho voidaan saavuttaa optisen moodin paremmalla lateraalisella rajauksella. Tämä voidaan saavuttaa muodostamalla taitekerroinohjattu laser 10', kuten kuvion 7 esittämä laser. Tai-tekerroinohjattu laser 10' on samanlainen kuin laser 10, ja se voidaan valmistaa 5 käyttämällä samoja ll-VI-puolijohdekerroksia. Niitä laserin 10' osia, jotka vastaavat laserin 10 osia, merkitään samoilla mutta yläindeksipilkulla varustetuilla viitenumeroilla (ts. "X"'). Kuvion esittämässä suoritusmuodossa laser 10' sisältää aalto-putken eli suojakerroksessa 22' ja kontaktikerroksessa 26' olevan ulokkeen. Ulokkeesta 35 voidaan tehdä noin 5 pm:n levyinen ionisuihkusyövytyk-10 sellä käyttämällä Xe- tai Arionisuihkua tai märkäkemiallisella syövytyksellä. Tavanomaista fotoresistiä voidaan käyttää maskina tässä prosessissa. Muita tunnettuja ja tavanomaisia menetelmiä voidaan myös käyttää lateraalisen aalto-ohjauksen aikaansaamiseksi. Näihin menetelmiin kuuluu sellaisten substraattien käyttö, joihin on syövytetty uria (ts. kanavoidulla substraatilla varustetut laserit), 15 tai ulokkeen syövyttäminen ja päällä olevan sojakerroksen uudelleenkasvatus (ts. "haudattu heterorakenne" -laser). Parannuksia kynnysvirrassa tai differentiaalisessa kvanttihyötysuhteessa voidaan saavuttaa tahojen eristepäällysteillä heijastavuuksien säätämiseksi.
Prototyyppilaserdiodien 10 alustavat testaukset tehtiin lämpötilassa 20 77 K pulssittamalla välineitä, tyypillisesti 500 ns:n pulsseilla 500 ps:n ajan. Vir- tamittaukset tehtiin umpivaunukeskiarvolaskimella, kun taas laitteen toisen pään tahosta tulevan valon intensiteetin keräämiseen ja seuraamiseen käytettiin suurta Si-valodetektoria. Kuviossa 5 valaistaan ominaiskäyrää, joka kuvaa mitattua valontuotantoa virran funktiona (ts. L-l-ominaiskäyrää). Kynnysvirta on 25 74 mA, joka vastaa kynnysvirran tiheyttä 320 A/cm2. On mitattu differentiaalisia kvanttihyötysuhteita, jotka ovat yli 20 % tahoa kohden, samoin pulssittaisia ulostulotehoja, jotka ovat yli 100 mW tahoa kohden. Koherentti valo on voimakkaasti TE-polarisoitunutta ja "täpläkuvio" on selvästi nähtävissä. Ulos tulevalla lasersuihkulla on elliptinen kaukokenttäkuvio, jossa hajonta on noin 40°x4° kes-30 kisilmukassa. Sivusilmukoita on nähtävissä, mikä on osoitus korkeamman kertaluvun poikittaisista moodeista.
Mitatut L-l-ominaiskäyrät, kuten kuvion 5 esittämä, osoittavat jonkinasteisen riippuvuuden pulssin pituudesta. Suurilla virrantiheyksillä vahvistuksella on taipumus kyllästyä yhdellä kvanttikuopalla varustettuissa prototyyppivälineis-35 sä. Samalla taitekerroin pienenee ylimääräisten varauksenkantajien injektion vuoksi, millä on taipumus tehdä elektrodijuovan 39 alla olevasta alueesta anti- 22 110971 ohjaava. Lämpövaikutuksista tulee tärkeitä näillä virrantiheyksillä, koska lämpö-gradientit ja taitekertoimen lämpötilariippuvuus saavat aikaan lateraalisen optisen rajauksen. Odotetaan, että näitä ominaispiirteitä lievittävät taitekerroinohja-tut versiot, kuten laserdiodi 10'.
5 Kuvio 6 esittää prototyyppilaserdiodeille 10 tunnusmerkillisiä optisia spektrejä lämpötilassa 77 K. Kuvion 6 esittämät spektrit on mitattu käyttämällä SPEX 1403 -kaksoismonokromaattoria. Kynnysarvon alittavilla virroilla spontaani emissio tapahtuu aallonpituudella 490 nm ja sen FWHM on noin 3 nm. Kynnysarvon yläpuolella väline, jonka pituus on 1060 pm, toimii monissa pitkittäisis-10 sä moodeissa, joiden keskipiste on aallonpituuden 489,4 pm kohdalla ja joiden ero on 0,03 nm.
Lasertoimintaa on havaittu prototyyppilaserdiodeissa 10 lyhyitä aikoja jopa niin korkeissa lämpötiloissa kuin 200 °C. Huoneenlämpötilassa välineet emittoivat aallonpituudella 502 nm, mutta eivät laseroi.
15 Prototyyppilaserdiodien 10 toimintajännite on kynnysvirralla noin 15V. Tämä ominaispiirre osoittaa, että ohmisessa kontaktissa elektrodin 30 ja kontaktikerroksen 26 välillä ja/tai p-tyypin kerroksien 16, 22, 26 johtokyvyssä on vielä parantamisen varaa. Sarjavastuksen pienentämisen ja välineen lämpönie-lutoiminnan parantamisen (ts. juotosliittämällä p-tyypin puoli alaspäin) odotetaan 20 helpottavan CW-toimintaa korkeammissa lämpötiloissa.
Odotetaan, että tässä esitetyt ja prototyyppilaserdiodin 10 valmistukseen käytetyt keksinnön ajatukset soveltuvat yhtä hyvin laserdiodien valmistukseen monista erilaisista muista ll-VI-yhdistepuolijohdelejeeringeistä, erityisesti muista ZnSe-lejeeringeistä. Parannettuja toimintaominaisuuksia saavutetaan “ 25 esimerkiksi käyttämällä hilayhteensopivia materiaaleja, kuten Cd^n^Sia (jossa x on noin 0,61) ja ZnSe:ä aalto-ohjaimen muodostamiseen. Kvanttilähde voi mainitunlaisessa välineessä sisältää CdZnSe:ä. Tämä puolijohdejärjestelmä ei kärsi sovitusvirheisiin johtavista dislokaatioista, jotka voivat alentaa välineiden hyötysuhdetta ja käyttöikää. Moninkertainen kvanttilähdeaktiivinen kerros, joka 30 on valmistettu jännitetyistä kerroksista koostuvasta superhilasta, voisi myös korvata yhden pseudomorfisen kvanttilähdekerroksen 18.
Ohmista kontaktikerrosta 26 voitaisiin myös parantaa käyttämällä ohuita kerroksia kielletyltä energiavyöltään kapeampia ll-VI-lejeerinkejä, kuten ZnSr^Te^a, CdxZnVxSe:ä ja Hg^n^Seiä. Muita ryhmän VI lähteitä kuin Se2:ä 35 voidaan myös käyttää tämän keksinnön mukaisten ohmisten kontaktien valmistukseen. Muut ryhmän VI spesiekset Xm, jossa m on <6, samoin kun muut näi- 23 110971 « den spesiesten lähteet olisivat sopivia korvaajia. Muita metalleja (esimerkiksi Pt:aa) tai muita sähköä johtavia materiaaleja, joilla on suuri työfunktio (esimerkiksi >5 eV) ja jotka soveltuvat stabiiliksi puolijohderajapinnaksi, voidaan myös käyttää elektrodeina. Johtopäätöksenä on, että vaikka tätä keksintöä on 5 kuvattu viitaten edullisiin suoritusmuotoihin, muotoon ja yksityiskohtiin voidaan tehdä muutoksia poikkeamatta keksinnön hengen ja suoja-alan piiristä.
<1
> · I
Claims (11)
- 24 110971 1. ll-VI-yhdistepuolijohdelaserdiodi (10), joka käsittää: joukon ll-VI-puolijohdekerroksia, jotka muodostavat pn-liitoksen, kvanttilähdeaktiivisen ll-VI-puolijohdekerroksen (18), joka on tuon pn-5 liitoksen sisällä, puolijohdesubstraatin (12) puolijohteen ll-VI-kerrosten tukemiseksi, ja ensimmäisen ja toisen elektrodin (32, 33), jotka on sijoitettu puolijohteen ll-VI-kerrosten vastakkaisille puolille, sähköisen energian kytkemiseksi la-serdiodiin, tunnettu ensimmäisestä ja toisesta, ll-VI-puolijohdekerrosten si-10 säilä olevasta, ll-VI-puolijohde ohjauskerroksesta (14,16), jotka muodostavat pn-liitoksen, mainitun kvanttilähdeaktiivikerroksen ollessa ensimmäisen ja toisen ohjauskerroksen välissä.
- 2. Laserdiod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att den omfattar ett första skyddsskikt (20) bestaende av ll-VI-halvledaren av en 15 första konduktävitetstyp mellan substratet (12) och det första styrskiktet (14); och ett andra skyddsskikt (22) bestaende av ll-IV-halvledaren av en andra konduktivitetstyp mittemot det första styrskiktet (14) fran det första skyddsskiktet (20).2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laserdiodi, tunnettu siitä, että se sisältää 15 ensimmäistä johtavuustyyppiä olevasta ii-Vi-puoiijohteesta koostuvan ensimmäisen suojakerroksen (20) substraatin (12) ja ensimmäisen ohjauskerroksen (14) välissä; ja toista johtavuustyyppiä olevasta ll-VI-puolijohteesta koostuvan toisen suojakerroksen (22) vastapäätä ensimmäistä ohjauskerrasta (14) ensimmäi-20 sestä suojakerroksesta (20).
- 3. Laserdiod enligt patentkrav 1,kännetecknad av att flertalet ll-VI-halvledarskikt omfattar; ett första ll-VI-halvledarstyrskikt (14), som är av en första konduktivitetstyp, ovanpä substratet (12), och ett andra ll-VI-halvledarstyrskikt (16), som är av en andra kondukti-25 vitetstyp, ovanpa det första styrskiktet (14), varvid det första och det andra styrskiktet bildar pn-förbindningen.3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laserdiodi, tunnettu siitä, että ll-VI-puolijohdekerrosten joukko käsittää: ensimmäisen ll-VI-puolijohteen ohjauskerroksen (14), joka on ensimmäistä johtavuustyyppiä substraatin (12) päällä, ja 25 toisen ll-VI-puolijohteen ohjauskerroksen (16), joka on toista johta vuustyyppiä ensimmäisen ohjauskerroksen (14) päällä, ensimmäisen ja toisen ohjauskerroksen muodostaessa pn-liitoksen.
- 4. Laserdiod enligt patentkrav 3, vilken dessutom omfattar ett första skyddsskikt (20) bestaende av ll-VI-halvledaren av den första konduktivitetstypen mellan substratet (12) och det första styrskiktet (14); 30 och : ett andra skyddsskikt (22) bestaende av ll-IV-halvledaren av den andra konduktivitetstypen mittemot det andra styrskiktet (16) frän det första skyddsskiktet (14).4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laserdiodi, joka sisältää lisäksi ensimmäistä johtavuustyyppiä olevasta ll-VI-puolijohteesta koostuvan 30 ensimmäisen suojakerroksen (20) substraatin (12) ja ensimmäisen ohjauskerroksen (14) välissä; ja toista johtavuustyyppiä olevasta ll-VI-puolijohteesta koostuvan toisen suojakerroksen (22) vastapäätä toista ohjauskerrasta (16) ensimmäisestä ohjauskerroksesta (14). 25 110971
- 5. Laserdiod enligt nägot av de tidigare patentkraven 1 - 4, k ä n -35 n e t e c k n a d av att den vidare omfattar en vägledarkam (35) i atminstone ett av ll-VI-halvledarens skikt. 27 1109715. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen laserdio-di, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää ripa-aaltojohtimen (35) ainakin yhdellä ll-VI-puolijohteen kerroksista.
- 6. Laserdiod enligt nägot av de tidigare patentkraven 1 - 5, i vilken det aktiva skiktet (18) omfattar ett kvantkällaktivt skikt.6. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen 1-5 mukainen laserdio-5 di, jossa aktiivinen kerros (18) käsittää kvanttilähdeaktiivisen kerroksen.
- 7. Laserdiod enligt nägot av de tidigare patentkraven 1 - 6, i vilken det aktiva skiktet (18) omfattar ett multipelt kvantkällaktivt skikt.7. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laserdio-di, jossa aktiivinen kerros (18) käsittää moninkertaisen kvanttilähdeaktiivisen kerroksen.
- 8. Laserdiod enligt nägot av de tidigare patentkraven 1 - 7, i vilken det aktiva skiktet (18) omfattar ZnSe-skikt.8. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen 1-7 mukainen laserdio- 10 di, jossa aktiivinen kerros (18) käsittää ZnSe-kerrokset.
- 9. Laserdiod enligt nägot av de tidigare patentkraven 1 - 8, i vilken det aktiva skiktet (18) omfattar ett Cd-skikt.9. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen laserdio-di, jossa aktiivinen kerros (18) lisäksi käsittää Cd-kerroksen.
- 10. Laserdiod enligt nägot av de tidigare patentkraven 1 - 9, k ä n -10 netecknad avatt den omfattar ätminstone ett ll-VI-halvledarskikt av p-typ, som är dopat med fällningsmedel av p-typ, vilka kommer frän en friradikalkälla, till en nettoacceptorkoncentration av ätminstone 1 x 1017 cm'3.10. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen 1-9 mukainen laser-diodi, tunnettu siitä, että se käsittää ainakin yhden p-tyyppisen kerroksen 15 ll-VI-puolijohdetta, jota on seostettu p-tyypin vapaa radikaali lähteestä tulevilla seostusaineilla vähintään nettoakseptoritiheyteen 1 x 1017 cm3.11. Sähköinen järjestelmä käsittäen ll-VI laserdiodin, joka on sen tyyppinen, että se on tunnettu jossakin patenttivaatimuksissa 1-10 esitetyistä rakenteista, koherentin valokeilan emittoimiseksi spektrin sinisellä ja/tai 20 vihreällä osalla. 26 110971 1. ll-VI-föreningshalvledarlaserdiod (10) omfattande: ett flertal ll-VI-halvledarskikt, vilka bildar en pn-förbindning, ett kvantkällaktivt ll-VI-halvledarskikt (18) inuti pn-förbindningen, 5 ett halvledarsubstrat (12) för att stöda halvledarens ll-VI-skikt, och en första och en andra elektrod (32, 33), vilka är placerade pa mot-stäende sidor av halvledarens ll-VI-skikt, för att koppia elektriskt energi tili la-serdioden, kännetecknad av ett första och ett andra inuti ll-VI-halvledar-skikten belägna ll-VI-halvledarstyrskikt (14, 16), vilka bildar pn-förbindningen, 10 varvid nämnda kvantkällaktiva skikt är mellan det första och det andra styr-skiktet.
- 11. Elektriskt system omfattande en ll-VI-laserdiod, som är av det slag att den ärkännetecknad av konstruktionerna visade i nägot av 15 patentkraven 1-10, för att sända ut en koherent Ijuskägla i spektrets bläa och/ eller gröna del. t
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US70060191A | 1991-05-15 | 1991-05-15 | |
US07/700,580 US5213998A (en) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | Method for making an ohmic contact for p-type group II-VI compound semiconductors |
US70058091 | 1991-05-15 | ||
US07/700,606 US5274269A (en) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | Ohmic contact for p-type group II-IV compound semiconductors |
US70060691 | 1991-05-15 | ||
US70060191 | 1991-05-15 | ||
PCT/US1992/003782 WO1992021170A2 (en) | 1991-05-15 | 1992-05-12 | Blue-green laser diode |
US9203782 | 1992-05-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI935022A FI935022A (fi) | 1993-11-12 |
FI935022A0 FI935022A0 (fi) | 1993-11-12 |
FI110971B true FI110971B (fi) | 2003-04-30 |
Family
ID=27418708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI935022A FI110971B (fi) | 1991-05-15 | 1993-11-12 | Siniviherlaserdiodi |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
EP (2) | EP0670593A3 (fi) |
JP (1) | JP3269558B2 (fi) |
KR (1) | KR100247682B1 (fi) |
CN (2) | CN1097317C (fi) |
AU (1) | AU654726B2 (fi) |
BR (1) | BR9205993A (fi) |
CA (1) | CA2109310C (fi) |
DE (1) | DE69220942T2 (fi) |
ES (1) | ES2104931T3 (fi) |
FI (1) | FI110971B (fi) |
HK (1) | HK1001353A1 (fi) |
IL (1) | IL101857A (fi) |
MY (2) | MY111574A (fi) |
RU (1) | RU2127478C1 (fi) |
SG (1) | SG46466A1 (fi) |
WO (1) | WO1992021170A2 (fi) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5396103A (en) * | 1991-05-15 | 1995-03-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Graded composition ohmic contact for P-type II-VI semiconductors |
US5341001A (en) * | 1992-02-13 | 1994-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sulfide-selenide manganese-zinc mixed crystal photo semiconductor and laser diode |
JP3453787B2 (ja) * | 1993-06-18 | 2003-10-06 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
US5640409A (en) * | 1993-07-02 | 1997-06-17 | Sony Corporation | Semiconductor laser |
US5422902A (en) * | 1993-07-02 | 1995-06-06 | Philips Electronics North America Corporation | BeTe-ZnSe graded band gap ohmic contact to p-type ZnSe semiconductors |
MY111898A (en) * | 1993-07-02 | 2001-02-28 | Sony Corp | Semiconductor laser |
JPH07231142A (ja) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体発光素子 |
JPH07263372A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-13 | Sharp Corp | Ii−vi族化合物半導体装置およびその製造方法 |
US5442204A (en) * | 1994-05-12 | 1995-08-15 | Philips Electronics North America Corporation | III-V Semiconductor heterostructure contacting a P-type II-VI compound |
US6876003B1 (en) | 1999-04-15 | 2005-04-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, method of manufacturing transparent conductor film and method of manufacturing compound semiconductor light-emitting device |
DE10260183A1 (de) * | 2002-12-20 | 2004-07-15 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Vertikal emittierender, optisch gepumpter Halbleiterlaser mit externem Resonator |
JP4085953B2 (ja) * | 2003-10-22 | 2008-05-14 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光素子 |
JP4411540B2 (ja) * | 2005-09-15 | 2010-02-10 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ装置 |
CN105161402B (zh) * | 2010-04-30 | 2020-08-18 | 波士顿大学理事会 | 具有能带结构电位波动的高效紫外发光二极管 |
CN102185058B (zh) * | 2011-04-02 | 2013-09-25 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 一种氮化物led结构及其制备方法 |
CN102185060B (zh) * | 2011-04-15 | 2014-07-16 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 一种氮化物led结构及其制备方法 |
US10209517B2 (en) | 2013-05-20 | 2019-02-19 | Digilens, Inc. | Holographic waveguide eye tracker |
US20180275402A1 (en) | 2015-01-12 | 2018-09-27 | Digilens, Inc. | Holographic waveguide light field displays |
CN111323867A (zh) * | 2015-01-12 | 2020-06-23 | 迪吉伦斯公司 | 环境隔离的波导显示器 |
EP3359999A1 (en) | 2015-10-05 | 2018-08-15 | Popovich, Milan Momcilo | Waveguide display |
DE102019205376A1 (de) * | 2019-04-15 | 2020-10-15 | Forschungszentrum Jülich | Herstellen eines ohmschen Kontakts sowie elektronisches Bauelement mit ohmschem Kontakt |
JP7207365B2 (ja) * | 2019-06-19 | 2023-01-18 | 株式会社デンソー | 半導体レーザ光源モジュール、半導体レーザ装置 |
WO2021041949A1 (en) | 2019-08-29 | 2021-03-04 | Digilens Inc. | Evacuating bragg gratings and methods of manufacturing |
DE102021004609A1 (de) | 2021-09-11 | 2023-03-16 | Eques Consulting GmbH | Vorrichtung und damit durchführbares Verfahren zur non-invasiven Konzentrationsbestimmung von Komponenten im menschlichen Blutkreislauf und Verwendung des Verfahrens. |
CN115498077A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-20 | 深圳市思坦科技有限公司 | 红光微型led芯片制备方法、红光微型led芯片以及显示装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5863183A (ja) * | 1981-10-09 | 1983-04-14 | Semiconductor Res Found | 2−6族間化合物の結晶成長法 |
JPS60178684A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
JPH0728052B2 (ja) * | 1986-01-27 | 1995-03-29 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
JPS63185077A (ja) * | 1987-01-27 | 1988-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 青色発光ダイオ−ド |
DE3810245A1 (de) * | 1987-03-27 | 1988-10-06 | Japan Incubator Inc | Lichtemittierendes element und verfahren zu seiner herstellung |
JPS63288072A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-25 | Seiko Epson Corp | 半導体発光装置 |
JPH01140663A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-01 | Toshiba Corp | 半導体装置の電極 |
JPH01184977A (ja) * | 1988-01-20 | 1989-07-24 | Inkiyuubeetaa Japan:Kk | 可視発光半導体レーザ装置 |
US4992837A (en) * | 1988-11-15 | 1991-02-12 | Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd. | Light emitting semiconductor device |
US5081632A (en) * | 1989-01-26 | 1992-01-14 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor emitting device |
US5028561A (en) * | 1989-06-15 | 1991-07-02 | Hughes Aircraft Company | Method of growing p-type group II-VI material |
US5248631A (en) * | 1990-08-24 | 1993-09-28 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Doping of iib-via semiconductors during molecular beam epitaxy using neutral free radicals |
-
1992
- 1992-05-12 DE DE69220942T patent/DE69220942T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-12 EP EP95108005A patent/EP0670593A3/en not_active Withdrawn
- 1992-05-12 EP EP92912423A patent/EP0584236B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-12 ES ES92912423T patent/ES2104931T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-12 WO PCT/US1992/003782 patent/WO1992021170A2/en active IP Right Grant
- 1992-05-12 RU RU93058663A patent/RU2127478C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1992-05-12 AU AU20264/92A patent/AU654726B2/en not_active Ceased
- 1992-05-12 SG SG1996004919A patent/SG46466A1/en unknown
- 1992-05-12 KR KR1019930703441A patent/KR100247682B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-05-12 CA CA002109310A patent/CA2109310C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-12 JP JP50007793A patent/JP3269558B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-12 BR BR9205993A patent/BR9205993A/pt not_active IP Right Cessation
- 1992-05-14 MY MYPI95003142A patent/MY111574A/en unknown
- 1992-05-14 IL IL10185792A patent/IL101857A/en not_active IP Right Cessation
- 1992-05-14 MY MYPI92000817A patent/MY110622A/en unknown
- 1992-05-15 CN CN92103575A patent/CN1097317C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-15 CN CNB021479372A patent/CN1321488C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-11-12 FI FI935022A patent/FI110971B/fi not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-01-16 HK HK98100395A patent/HK1001353A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2026492A (en) | 1992-12-30 |
EP0584236A1 (en) | 1994-03-02 |
WO1992021170A3 (en) | 1993-03-04 |
JPH06508003A (ja) | 1994-09-08 |
ES2104931T3 (es) | 1997-10-16 |
CN1097317C (zh) | 2002-12-25 |
MY110622A (en) | 1998-09-30 |
BR9205993A (pt) | 1994-08-02 |
FI935022A (fi) | 1993-11-12 |
DE69220942T2 (de) | 1998-03-05 |
RU2127478C1 (ru) | 1999-03-10 |
AU654726B2 (en) | 1994-11-17 |
CN1321488C (zh) | 2007-06-13 |
KR100247682B1 (ko) | 2000-03-15 |
CN1066936A (zh) | 1992-12-09 |
HK1001353A1 (en) | 1998-06-12 |
DE69220942D1 (de) | 1997-08-21 |
EP0670593A2 (en) | 1995-09-06 |
WO1992021170A2 (en) | 1992-11-26 |
JP3269558B2 (ja) | 2002-03-25 |
EP0670593A3 (en) | 1996-02-07 |
MY111574A (en) | 2000-08-30 |
CA2109310C (en) | 2001-10-02 |
CA2109310A1 (en) | 1992-11-16 |
FI935022A0 (fi) | 1993-11-12 |
IL101857A (en) | 1998-12-06 |
CN1474485A (zh) | 2004-02-11 |
IL101857A0 (en) | 1992-12-30 |
SG46466A1 (en) | 1998-02-20 |
EP0584236B1 (en) | 1997-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI110971B (fi) | Siniviherlaserdiodi | |
US5291507A (en) | Blue-green laser diode | |
KR0156744B1 (ko) | 분자선 에피택시 성장중에 iib-via족 반도체를 도우핑한 p형의 iib-via족 반도체층을 가진 전자 방사선 변환기 | |
Nakamura et al. | CW operation of distributed‐feedback GaAs‐GaAlAs diode lasers at temperatures up to 300 K | |
US5670798A (en) | Integrated heterostructures of Group III-V nitride semiconductor materials including epitaxial ohmic contact non-nitride buffer layer and methods of fabricating same | |
DE69414828T2 (de) | Ii-vi laserdiode mit vergrabener stegstruktur und herstellungsverfahren | |
JP3293996B2 (ja) | 半導体装置 | |
WO1996030945A2 (en) | Integrated heterostructures of group iii-v nitride semiconductor materials and methods for fabricating the same | |
US5274269A (en) | Ohmic contact for p-type group II-IV compound semiconductors | |
Jiang et al. | AlGaN and InAlGaN alloys-epitaxial growth, optical and electrical properties, and applications | |
US5213998A (en) | Method for making an ohmic contact for p-type group II-VI compound semiconductors | |
KR100329023B1 (ko) | 피(p)형II-VI족반도체의경사형조성의오믹접촉 | |
US5513199A (en) | Blue-green laser diode | |
Morkoç | Wurtzite GaN-based heterostructures by molecular beam epitaxy | |
US5633514A (en) | Semiconductor light emitting device with lattice-matching and lattice-mismatching | |
RU2151457C1 (ru) | Способ изготовления омического контактного слоя и полупроводниковое устройство ii-vi групп | |
US4813049A (en) | Semimagnetic semiconductor laser | |
US6206962B1 (en) | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing same | |
Yu et al. | Light emission from quantum well structures containing ZnS, ZnSe, and related alloys | |
Tao | Fabrication of indium gallium arsenide/gallium arsenide/aluminum gallium arsenide and cadmium zinc selenide/zinc sulfur selenide/magnesium zinc sulfur selenide strained quantum well lasers by molecular beam epitaxy | |
JPH08162481A (ja) | 結晶成長方法 | |
Tsang | Semiconductor Lasers and Photodetectors by Molecular Beam Epitaxy | |
Tongjun et al. | Green light emissions from GaP-Al x Ga 1− x P double heterostructures | |
JP2001298179A (ja) | p側電極、青色発光半導体発光素子用p側電極及び半導体発光素子 | |
CA2234517A1 (en) | Blue-green lase diode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MA | Patent expired |