JP2003023017A - METHOD FOR MANUFACTURING ZnTe-BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR, ZnTe-BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR AND SEMICONDUCTOR DEVICE - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing n-type ZnTe-based compound semiconductor having high carrier concentration and low resistance effective for obtaining a semiconductor with proper characteristics, a ZnTe-based compound semiconductor manufactured according to the method for manufacturing and a semiconductor device using the ZnTe-based compound semiconductor. SOLUTION: When the ZnTe-based compound semiconductor is grown epitaxially on a substrate, a first dopant composed of a thirteenth (3B) group element for controlling a ZnTe-based compound crystal into an n-type and a second dopant composed of a sixteenth (6B) group element having bond energy with Zn element which is equal to or more than that with a Te element are simultaneously used to dope the ZnTe-based compound crystal. The crystal is doped so that the second dopant is the same amount in atomic number as for the first dopant and that the concentration thereof in the ZnTe-based compound crystal is not more than 5%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の材料
に適したＺｎＴｅ系化合物半導体の製造方法およびＺｎ
Ｔｅ系化合物半導体並びに半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a ZnTe-based compound semiconductor suitable for a material of a semiconductor device, and Zn.
The present invention relates to a Te-based compound semiconductor and a semiconductor device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在、ＺｎＴｅ系化合物半導体は、例え
ば発光ダイオード等の緑色光の発光素子に利用できる材
料として期待されている。しかしながら、ＩＩ-ＶＩ族
化合物半導体は発光ダイオードを製造するのに必要な伝
導型の制御が困難であるため、発光ダイオードに利用で
きる材料が限定されていた。2. Description of the Related Art At present, ZnTe-based compound semiconductors are expected as a material that can be used for green light emitting devices such as light emitting diodes. However, since the II-VI group compound semiconductor is difficult to control the conduction type required for manufacturing a light emitting diode, the materials usable for the light emitting diode have been limited.

【０００３】例えば、ＧａＡｓ基板上に分子線エピタキ
シャル成長法により何層ものＺｎＳｅ系の混晶薄膜を成
長させたＺｎＳｅ系化合物半導体結晶を用いてｐｎ接合
型のダイオードが作製されている。このとき、ＺｎＳｅ
系化合物半導体は、熱平衡状態ではｐ型半導体の制御が
困難であると考えられていたため、ラジカル粒子ビーム
源とよばれる特殊な装置を用いて形成される。しかし、
この方法で得られたｐ型ＺｎＳｅ系化合物半導体はドー
パントの活性化率が低く低抵抗な結晶とはならなかっ
た。For example, a pn junction type diode is manufactured by using a ZnSe based compound semiconductor crystal in which a number of layers of ZnSe based mixed crystal thin films are grown on a GaAs substrate by a molecular beam epitaxial growth method. At this time, ZnSe
Since it has been thought that it is difficult to control a p-type semiconductor in a thermal equilibrium state, a compound semiconductor is formed using a special device called a radical particle beam source. But,
The p-type ZnSe-based compound semiconductor obtained by this method had a low dopant activation rate and did not become a low-resistance crystal.

【０００４】一方、ＺｎＴｅ系の材料においてはｐ型半
導体は容易に達成できるが、ｎ型半導体はキャリア濃度
が低く低抵抗にならないという問題がある。つまり、一
般にＺｎＴｅ系化合物半導体においては、分子線エピタ
キシャル成長法（ＭＢＥ）や有機金属気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ）等のエピタキシャル成長技術を用い、第１３
（３Ｂ）族元素であるＡｌ（アルミニウム）、Ｇａ（ガ
リウム）、Ｉｎ（インジウム）をＺｎＴｅ系化合物結晶
中にドーピングすることによりｎ型半導体を得られるこ
とが知られているが、従来は半導体原料の純度が悪いた
めにｎ型半導体を得ることができなかった。近年では原
料の高純度化とエピタキシャル成長技術の向上によりｎ
型半導体を達成できるようになったが、ドーパントの添
加量を増加させると自己補償効果が大きくなるため、添
加量を増加させてもキャリア濃度は増加しない、むしろ
キャリア濃度は減少してしまい、低抵抗化の問題は解決
されていない。On the other hand, a ZnTe-based material can easily achieve a p-type semiconductor, but an n-type semiconductor has a problem that it has a low carrier concentration and does not have a low resistance. That is, generally, in a ZnTe-based compound semiconductor, a molecular beam epitaxial growth method (MBE) or a metal organic chemical vapor deposition method (MO) is used.
Using epitaxial growth techniques such as CVD)
It is known that an n-type semiconductor can be obtained by doping a ZnTe-based compound crystal with Al (aluminum), Ga (gallium), and In (indium), which are elements of the (3B) group. It was not possible to obtain an n-type semiconductor because of the poor purity. In recent years, due to the refinement of raw materials and the improvement of epitaxial growth technology,
However, since the self-compensation effect increases as the amount of dopant added increases, the carrier concentration does not increase even if the amount of dopant is increased. The problem of resistance has not been solved.

【０００５】例えば、ｎ型ＺｎＴｅ化合物半導体をＭＢ
Ｅ法でＣｌ（塩素）をドーピングして作製した場合のキ
ャリア濃度は３×１０^１６ｃｍ^−３となり、ＭＯＣＶＤ
法でＡｌをドーピングして作製した場合のキャリア濃度
は４×１０^１７ｃｍ^−３となる。このように、結晶性に
影響を与えない程度にドーピングした場合、キャリア濃
度は１０^１７ｃｍ^−３が限界であったが、半導体装置の
作製には１０^１８以上のキャリア濃度が必要であり、現
在得られるｎ型ＺｎＴｅ化合物半導体ではキャリア濃度
が低いため、低抵抗とならず特性の良い半導体装置を得
ることができなかった。For example, an n-type ZnTe compound semiconductor is
The carrier concentration in the case of being produced by doping Cl (chlorine) by the E method is 3 × 10 ¹⁶ cm ⁻³ , and MOCVD is performed.
The carrier concentration when doped with Al by the method is 4 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ . As described above, when doping is performed to the extent that crystallinity is not affected, the carrier concentration is limited to 10 ¹⁷ cm ^−3, but a carrier concentration of 10 ¹⁸ or more is required to manufacture a semiconductor device. Since the obtained n-type ZnTe compound semiconductor has a low carrier concentration, it was not possible to obtain a semiconductor device having good characteristics without low resistance.

【０００６】また、半導体装置の作製に必要なヘテロ構
造を有する結晶の材料については、導電性を制御する実
験はなされていない。このような現状から、現在のとこ
ろＺｎＳｅ系化合物半導体以外のＩＩ-ＶＩ族化合物半
導体を用いた発光ダイオードは実用化には至っていな
い。Further, with respect to a crystalline material having a heterostructure necessary for manufacturing a semiconductor device, an experiment for controlling conductivity has not been conducted. Under such circumstances, light emitting diodes using II-VI group compound semiconductors other than ZnSe-based compound semiconductors have not yet been put into practical use.

【０００７】ところで、近年、同時ドーピングにより半
導体の導電性を制御する手法が提案され、ＧａＮやＺｎ
Ｏ系の材料でその効果が確かめられている（NEW DIAMON
D 第60号 Vol.17 No.1 p18-23）。By the way, in recent years, a method of controlling the conductivity of a semiconductor by co-doping has been proposed, and GaN and Zn are used.
Its effect has been confirmed with O-based materials (NEW DIAMON
D No. 60 Vol.17 No.1 p18-23).

【０００８】同時ドーピング法とは、所望の導電型の半
導体を得るために、ｎ型（もしくはｐ型）の導電性を得
るための第１のドーパントとともにｐ型（もしくはｎ
型）の導電性を得るための第２のドーパントを前記第１
のドーパントの約半分の量だけ結晶中に導入する方法で
ある。この方法によりドーパントの禁制帯中の順位が浅
くなりキャリア濃度を増加させることができる。The co-doping method is a p-type (or n-type) together with a first dopant for obtaining n-type (or p-type) conductivity in order to obtain a semiconductor of a desired conductivity type.
Second dopant for obtaining conductivity of the first type)
In this method, about half the amount of the dopant is introduced into the crystal. By this method, the rank of the dopant in the forbidden band becomes shallow and the carrier concentration can be increased.

【０００９】また、一般に結晶中にドーパントを高濃度
で添加するとドーパント同士の斥力により結晶中にとけ
込むドーパントの量が制限されるが、同時ドーピング法
によれば第２のドーパントとの引力により第１のドーパ
ント同士の斥力が緩和されるので結晶中にとけ込む量を
増大することができ、より低抵抗の結晶を得ることがで
きる。Generally, when a dopant is added to a crystal at a high concentration, the repulsive force between the dopants limits the amount of the dopant melted into the crystal. However, according to the simultaneous doping method, the first dopant is attracted to the second dopant. Since the repulsive force between the dopants is relaxed, it is possible to increase the amount of melting into the crystal and obtain a crystal with lower resistance.

【００１０】また、第１のドーパントはキャリアを放出
してイオン化されるが、第２のドーパントにより結晶内
のクーロン場がスクリーニングされるのでキャリアの散
乱が抑制される。そのため、キャリアの移動度が低下す
ることなく高濃度にドーパントを添加することが可能と
なり、低抵抗の半導体結晶を得ることができる。Further, the first dopant emits carriers and is ionized, but the second dopant screens the Coulomb field in the crystal, so that carrier scattering is suppressed. Therefore, the dopant can be added at a high concentration without lowering the carrier mobility, and a low-resistance semiconductor crystal can be obtained.

【００１１】このように、理論的には同時ドーピング法
により半導体結晶の低抵抗を実現できることが期待され
る。Thus, theoretically, it is expected that the low resistance of the semiconductor crystal can be realized by the co-doping method.

【００１２】ここで、ＧａＮ化合物半導体について行わ
れた同時ドーピング法の実証実験について簡単に説明す
る。Here, a demonstration experiment of the simultaneous doping method performed on the GaN compound semiconductor will be briefly described.

【００１３】従来、ＧａＮ化合物のｐ型半導体を形成す
ることは困難とされていた。つまり、一般にＧａＮ化合
物半導体においてはｐ型ドーパントとしてＭｇ（マグネ
シウム）を導入するが、Ｍｇは禁制帯中の順位が比較的
高くフェルミ−ディラック統計からわかるとおり常温で
正孔が十分に活性化されないために、Ｍｇをドーピング
して低抵抗のｐ型半導体を得ることが困難であった。Conventionally, it has been difficult to form a p-type semiconductor of a GaN compound. That is, in general, Mg (magnesium) is introduced as a p-type dopant in GaN compound semiconductors, but Mg has a relatively high rank in the forbidden band and holes are not sufficiently activated at room temperature as can be seen from Fermi-Dirac statistics. In addition, it was difficult to obtain a low resistance p-type semiconductor by doping Mg.

【００１４】しかし、同時ドーピング法の理論に基づき
計算すると、低抵抗のｐ型ＧａＮ化合物半導体を得るた
めに、ｐ型ドーパントのＭｇとともにｎ型ドーパントと
なりうるＯ（酸素）をＭｇの約半分の量ドーピングする
のが有効であると予想できた。そして、ＭＯＣＶＤによ
りＯをＭｇと同時にドーピングした結果、キャリア濃度
が約２桁増加することが観察された。また、キャリアの
移動度の低下は観察されなかった。However, when calculated based on the theory of the co-doping method, in order to obtain a p-type GaN compound semiconductor with low resistance, the amount of O (oxygen) that can serve as an n-type dopant is about half that of Mg in order to obtain Mg as a p-type dopant. It could be expected that doping would be effective. Then, as a result of simultaneously doping O with Mg by MOCVD, it was observed that the carrier concentration increased by about two digits. Further, no decrease in carrier mobility was observed.

【００１５】このようにしてＧａＮ化合物半導体におい
ては同時ドーピング法の理論は実証され、低抵抗の半導
体を得るのに有効であることが確認された。In this way, the theory of the co-doping method has been verified for GaN compound semiconductors, and it has been confirmed that it is effective for obtaining a semiconductor having a low resistance.

【００１６】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た同時ドーピング法は、ＺｎＴｅ系化合物半導体につい
ては理論的検討や実験的な検証が行われていないため、
ＺｎＴｅ系化合物半導体の導電性を制御するのに有効で
あるか未だ解明されていない。However, since the above-mentioned co-doping method has not been theoretically examined or experimentally verified for ZnTe-based compound semiconductors,
It has not yet been elucidated whether it is effective in controlling the conductivity of ZnTe compound semiconductors.

【００１７】本発明は、特性の良い半導体装置を得るた
めに有効な、キャリア濃度が高く、かつ低抵抗なｎ型Ｚ
ｎＴｅ系化合物半導体を製造する方法および該製造方法
により製造されるＺｎＴｅ系化合物半導体並びに該Ｚｎ
Ｔｅ系化合物半導体を用いた半導体装置を提供すること
を目的とする。The present invention is an n-type Z having a high carrier concentration and a low resistance, which is effective for obtaining a semiconductor device having good characteristics.
Method for producing nTe-based compound semiconductor, ZnTe-based compound semiconductor produced by the method, and Zn
An object is to provide a semiconductor device using a Te-based compound semiconductor.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するためになされたものであり、基板上にＺｎＴｅ系
化合物半導体をエピタキシャル成長させる際、ＺｎＴｅ
系化合物結晶をｎ型に制御する第１３（３Ｂ）族元素か
らなる第１のドーパントと、Ｚｎ元素との結合エネルギ
ーがＴｅ元素と同等またはそれ以上である第１６（６
Ｂ）族元素からなる第２のドーパントとを、前記ＺｎＴ
ｅ系化合物結晶中に同時にドーピングするようにしたＺ
ｎＴｅ系化合物半導体の製造方法である。なお、ＺｎＴ
ｅ系化合物とは第１２（２Ｂ）族元素であるＺｎか第１
６（６Ｂ）族元素であるＴｅの少なくとも一方を含み、
ＺｎＴｅと格子整合する化合物であることを意味する。The present invention has been made in order to achieve the above-mentioned object, and when ZnTe-based compound semiconductor is epitaxially grown on a substrate, ZnTe
Sixteenth (6), in which the binding energy between the Zn element and the first dopant composed of the Group 13 (3B) element for controlling the n-type crystal of the system compound crystal is equal to or higher than that of the Te element
The second dopant containing a group B element is added to the ZnT
Z for simultaneous doping in the crystal of the e-based compound
It is a method for manufacturing an nTe-based compound semiconductor. In addition, ZnT
The e-based compound is Zn, which is a Group 12 (2B) element, or
At least one of Te, which is a 6 (6B) group element,
It means a compound that lattice-matches with ZnTe.

【００１９】上述した２つのドーパントを同時に結晶中
にドーピングする方法（同時ドーピング法）により、Ｚ
ｎＴｅ系化合物半導体の導電型を比較的容易に制御する
ことが可能となる。また、同時ドーピング法によるとド
ーパントの活性化率（ドーピングしたドーパントがキャ
リアとして有効に活性化する割合）が高くなるので、従
来に比較して少量のドーピング量で所望のキャリア濃度
を達成することができる。したがって、ドーピングされ
る不純物の量が少ないので得られる結晶の結晶性は向上
する。By the method of simultaneously doping the crystal with the above-mentioned two dopants (co-doping method), Z
It is possible to control the conductivity type of the nTe compound semiconductor relatively easily. In addition, since the co-doping method increases the activation rate of the dopant (the rate at which the doped dopant is effectively activated as a carrier), it is possible to achieve a desired carrier concentration with a smaller doping amount than in the conventional case. it can. Therefore, the crystallinity of the obtained crystal is improved because the amount of doped impurities is small.

【００２０】また、前記第２のドーパントを、原子個数
で前記第１のドーパントと同量以上、かつ、前記ＺｎＴ
ｅ系化合物結晶中の濃度が５％以下となるようにドーピ
ングするのが望ましい。これにより、格子整合条件が取
りやすくなるとともに、バンド構造に与える影響を抑え
ることができる。Further, the second dopant is equal to or more than the first dopant in the number of atoms, and the ZnT
It is desirable to dope so that the concentration in the e-based compound crystal is 5% or less. Thereby, the lattice matching condition can be easily obtained, and the influence on the band structure can be suppressed.

【００２１】また、前記第１３（３Ｂ）族元素はＡｌ、
Ｇａ、Ｉｎのうちの少なくとも一つを含み、前記第１６
（６Ｂ）族元素はＯ（酸素）、Ｓ（硫黄）、または、Ｓ
ｅ（セレン）を少なくとも含むように同時にドーピング
すればよい。The Group 13 (3B) element is Al,
At least one of Ga and In is included, and
Group (6B) element is O (oxygen), S (sulfur), or S
Simultaneous doping may be performed so that at least e (selenium) is included.

【００２２】この方法が有効なＺｎＴｅ系化合物半導体
には、ＺｎＴｅ、ＺｎＭｇＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴ
ｅ、ＢｅＭｇＴｅ、ＢｅＺｎＭｇＴｅ等がある。また、
Ｓｅを含むＺｎＴｅ系化合物半導体であるＺｎＭｇＳｅ
Ｔｅ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＴｅの場合は、第１
６（６Ｂ）族元素としてＯまたはＳを結晶中の濃度が５
％以内となる量で同時ドーピングするのが望ましい。こ
れは、ＺｎＭｇＳｅＴｅ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳｅ
Ｔｅの場合は、ＳｅよりもＯやＳの方が同時ドーピング
の効果が得やすいためである。ZnTe-based compound semiconductors to which this method is effective include ZnTe, ZnMgTe, CdTe, and CdZnT.
e, BeMgTe, BeZnMgTe and the like. Also,
ZnMgSe which is a ZnTe-based compound semiconductor containing Se
In the case of Te, CdSeTe, CdZnSeTe, the first
O or S as a 6 (6B) group element has a concentration of 5 in the crystal.
It is desirable to dope at the same time in an amount that is within%. This is ZnMgSeTe, CdSeTe, CdZnSe
This is because in the case of Te, the effect of simultaneous doping is more easily obtained in O and S than in Se.

【００２３】これらのＺｎＴｅ系化合物半導体は、Ｚｎ
Ｔｅ基板上に分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ：Mo
lecular Beam Epitaxy）または化学気相成長法（ＣＶＤ
法：Chemical Vaper Deposition）、特に有機金属気相
成長法（ＭＯＣＶＤ：Meta-organic Chemical Vaper De
position）により形成することができる。These ZnTe compound semiconductors are
Molecular beam epitaxial growth method (MBE: Mo on Te substrate)
lecular Beam Epitaxy) or chemical vapor deposition (CVD
Method: Chemical Vaper Deposition), especially metal organic chemical vapor deposition (MOCVD)
position).

【００２４】また、上述した同時ドーピング法により製
造されたＺｎＴｅ系化合物半導体は、キャリア濃度が１
×１０^１８ｃｍ^−３以上で、かつキャリア移動度が１３
０ｃｍ^２／Ｖ・ｓｅｃ以上となり、抵抗が０．５Ω・ｍ
以下のｎ型半導体となる。同時ドーピング法では、ドー
パントの活性化率が高くなるため従来の方法に比較して
ドーピング量を少量に抑えることができるので、得られ
るＺｎＴｅ系化合物半導体は結晶性に優れ半導体装置材
料として好適である。The ZnTe compound semiconductor manufactured by the above-mentioned co-doping method has a carrier concentration of 1
× 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more and carrier mobility is 13
0 cm ² / V · sec or more, resistance is 0.5 Ω · m
It becomes the following n-type semiconductor. In the simultaneous doping method, since the activation rate of the dopant is high, the doping amount can be suppressed to a small amount as compared with the conventional method, and thus the obtained ZnTe compound semiconductor is excellent in crystallinity and is suitable as a semiconductor device material. .

【００２５】また、このｎ型ＺｎＴｅ系化合物半導体を
基板として有する半導体装置によれば、ドーパントの活
性化率が高いため活性化しないドーパントによる深い順
位の形成がないため量子効率の高い光電変換が得られる
だけでなく、ｎ型電極とのコンタクト抵抗が低減するの
で動作電圧を低くすることができる。これにより、半導
体装置の低電力化を図ることができるとともに発熱を低
減させることができるので、半導体装置の長寿命化の実
現が期待できる。Further, according to the semiconductor device having this n-type ZnTe compound semiconductor as a substrate, since the activation rate of the dopant is high, there is no formation of deep order by the non-activated dopant, so that photoelectric conversion with high quantum efficiency can be obtained. In addition, the operating resistance can be lowered because the contact resistance with the n-type electrode is reduced. As a result, the power consumption of the semiconductor device can be reduced and the heat generation can be reduced, so that the life of the semiconductor device can be expected to be extended.

【００２６】以下に本発明の詳細について具体的に説明
する。従来はＺｎＴｅ化合物のｎ型半導体層を得るため
に、ＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ等のエピタキシャル成長技術
を用いて第１３（３Ｂ）族元素であるＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ
等を単独でドーピングしていた。しかし、ドーパントの
ドーピング量を増加させると自己補償効果が大きくなる
ので、ドーピング量を増加させてもキャリア濃度は増加
しない、または、キャリア濃度が減少するという現象が
観察された。また、結晶性に影響を与えない程度にドー
ピングした場合、キャリア濃度は１０^{１ ７}ｃｍ^−３が限
界であった。The details of the present invention will be specifically described below. Conventionally, in order to obtain an n-type semiconductor layer of a ZnTe compound, an epitaxial growth technique such as MBE method or MOCVD is used, and the group 13 (3B) group elements Al, Ga, In are used.
Etc. were individually doped. However, as the doping amount of the dopant is increased, the self-compensation effect is increased, so that the carrier concentration is not increased or the carrier concentration is decreased even if the doping amount is increased. Also, when doped to an extent not affecting the crystallinity, the carrier concentration is 10 ^{1 7} cm ^-3 was limited.

【００２７】そこで、同時ドーピングにより半導体の導
電型を制御する手法が提案され、ＧａＮやＺｎＯ系の材
料でその効果が確かめられている。一般的な同時ドーピ
ング法では、所望の導電型の半導体を得るために、ｎ型
（もしくはｐ型）を得るための第１のドーパントととも
にｐ型（もしくはｎ型）を得るための第２のドーパント
を結晶中に導入する。例えば、第１のドーパントとして
第１３（３Ｂ）族元素を用いる場合は第２のドーパント
として第１５（５Ｂ）族元素が用いられる。Therefore, a method of controlling the conductivity type of a semiconductor by co-doping has been proposed, and its effect has been confirmed with a GaN or ZnO-based material. In a general co-doping method, in order to obtain a semiconductor of a desired conductivity type, a second dopant for obtaining p-type (or n-type) together with a first dopant for obtaining n-type (or p-type) Is introduced into the crystal. For example, when a Group 13 (3B) element is used as the first dopant, a Group 15 (5B) element is used as the second dopant.

【００２８】本発明者等は、同時ドーピング法を利用し
てＺｎＴｅ系化合物半導体の導電型を制御する方法につ
いて検討を重ね、前記第２のドーパントを前記第１のド
ーパントの約半分の量だけ結晶中に導入する方法等を提
案している。The inventors of the present invention have repeatedly studied a method of controlling the conductivity type of a ZnTe-based compound semiconductor by using the simultaneous doping method, and crystallize the second dopant in an amount of about half the amount of the first dopant. I am proposing a method to introduce it inside.

【００２９】そして、本発明者等は同時ドーピングにつ
いてさらに研究を進め、理論計算よりＺｎＴｅ化合物結
晶においてはＺｎ空孔が安定に存在することを見出し
た。また、ＺｎＴｅ結晶は、第１３（３Ｂ）族元素がＺ
ｎ格子位置と置換しｎ型ドーパントとして活性化して第
一近接のＺｎ格子位置が空孔となった場合にエネルギー
的に安定化することが確認された。Then, the inventors of the present invention further conducted research on co-doping, and found from theoretical calculation that Zn vacancies exist stably in ZnTe compound crystals. Further, in the ZnTe crystal, the Group 13 (3B) element is Z
It was confirmed that when n-lattice positions are substituted and activated as n-type dopants and Zn lattice positions in the first vicinity become vacancies, they are energetically stabilized.

【００３０】さらに、ＺｎとＴｅの結合エネルギーが低
いためにＺｎ空孔は格子間を比較的容易に拡散して、空
孔の拡散による複合欠陥が生成されやすいことが判明し
た。そして、この複合欠陥は深い順位を形成しドーパン
トの活性化率を低下させるためにＺｎＴｅはｎ型に制御
しにくいことを突き止めた。これより、Ｚｎとの結合エ
ネルギーが大きい元素をＴｅの格子位置に置くとＺｎ空
孔が安定化してＺｎ空孔の拡散による複合欠陥の生成は
抑制されることが期待できた。Furthermore, it has been found that Zn vacancies diffuse relatively easily between the lattices due to the low binding energy of Zn and Te, and complex defects are likely to be generated due to the diffusion of vacancies. The inventors have found that ZnTe is difficult to control to be n-type because the complex defects form a deep order and reduce the activation rate of the dopant. From this, it can be expected that when an element having a large binding energy with Zn is placed at the lattice position of Te, the Zn vacancy is stabilized and the generation of complex defects due to the diffusion of Zn vacancy is suppressed.

【００３１】つまり、ドーパントとなる第１３（３Ｂ）
族元素の最近接のＴｅ格子位置をＺｎとの結合エネルギ
ーが大きい元素と置換することによりＺｎが引き寄せら
れＺｎ空孔が発生するのを阻止できる。例えば、Ａｌを
ドーピングする際に同時にＺｎとの結合エネルギーが大
きい元素としてＯをドーピングした場合、ＯはＡｌと結
合しやすいため結晶内にＡｌ−Ｏの結合ができやすく、
またＯとＺｎの結合エネルギーが大きいため空孔がドー
パントの近傍に形成されるのを抑止することができる。
そのため、複合欠陥の生成を抑制できるのでドーパント
の活性化率が向上する。That is, the thirteenth (3B) serving as a dopant
By substituting the closest Te lattice position of the group element with an element having a large binding energy with Zn, it is possible to prevent Zn from being attracted to generate Zn vacancies. For example, when O is doped as an element having a large bond energy with Zn at the same time when Al is doped, O easily bonds with Al, so that Al—O bonds easily occur in the crystal,
Further, since the bond energy between O and Zn is large, it is possible to suppress the formation of vacancies in the vicinity of the dopant.
Therefore, the generation of complex defects can be suppressed, and the activation rate of the dopant is improved.

【００３２】具体的には、Ｚｎとの結合エネルギーが大
きい元素としては、ＺｎＴｅ系化合物半導体のＴｅ元素
と同族元素である第１６（６Ｂ）族元素のＯ、Ｓｅまた
はＳが適当であり、これらの元素を第１３（３Ｂ）族元
素と同時にドーピングすることによりＺｎＴｅ結晶の導
電型を効果的に制御できることが明らかとなった。Specifically, as the element having a large bond energy with Zn, O, Se or S of the 16 (6B) group element which is a homologous element to the Te element of the ZnTe compound semiconductor is suitable. It was clarified that the conductivity type of the ZnTe crystal can be effectively controlled by simultaneously doping the element with the element of 13 (3B) group.

【００３３】本発明は上記知見をもとに完成されたもの
で、ＺｎＴｅ化合物結晶に第１３（３Ｂ）族元素である
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎをドーピングしてｎ型半導体にする場
合に、第１６（６Ｂ）族元素であるＯ、ＳｅまたはＳを
少なくとも一つ同時にドーピングすることにより、キャ
リア濃度が高く低抵抗のｎ型半導体を得ることができ
る。The present invention has been completed based on the above findings, and when the ZnTe compound crystal is doped with Al, Ga, In, which is a Group 13 (3B) group element, to form an n-type semiconductor, By simultaneously doping at least one of O, Se or S which is a (6B) group element, an n-type semiconductor having high carrier concentration and low resistance can be obtained.

【００３４】このとき、第１６（６Ｂ）族元素のドーピ
ング量は、第１３（３Ｂ）族元素と原子個数で同量以
上、かつ結晶中の濃度が５％以下となる量とするのがよ
い。すなわち、同時ドーピングする第１６（６Ｂ）族元
素は、ＺｎＴｅ化合物結晶中の濃度が５％以上となる量
ドーピングしても同様の効果が得られるが、格子整合条
件が取りにくくなったり、バンド構造に影響を与えたり
するため、結晶中の濃度が５％以下となる量だけドーピ
ングするのが実用的である。実際に、この条件で結晶を
育成した結果、キャリア濃度が高く低抵抗のｎ型ＺｎＴ
ｅ化合物半導体を得ることができた。At this time, it is preferable that the doping amount of the 16 (6B) group element is equal to or more than the 13 (3B) group element in atomic number and the concentration in the crystal is 5% or less. . In other words, the 16 (6B) group element to be co-doped has the same effect even if it is doped in an amount such that the concentration in the ZnTe compound crystal becomes 5% or more, but it becomes difficult to obtain the lattice matching condition or the band structure. Therefore, it is practical to dope in such an amount that the concentration in the crystal becomes 5% or less. In fact, as a result of growing a crystal under these conditions, n-type ZnT having high carrier concentration and low resistance
e Compound semiconductor could be obtained.

【００３５】[0035]

【発明の実施の形態】（実施例１）本実施例は、ｐ型Ｚ
ｎＴｅ結晶を基板としてＭＯＣＶＤによりＺｎＴｅ化合
物半導体をエピタキシャル成長させるにあたり、ｎ型ド
ーパントとしてＩｎを用い、同時にドーピングする第１
６（６Ｂ）族元素としてＳを用いてｎ型半導体を形成す
る例である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Example 1) In this example, a p-type Z
In epitaxially growing a ZnTe compound semiconductor by MOCVD using an nTe crystal as a substrate, In is used as an n-type dopant and is doped at the same time.
This is an example of forming an n-type semiconductor by using S as a 6 (6B) group element.

【００３６】まず、ｐ型ＺｎＴｅ基板上にＺｎＴｅバッ
ファ層を形成した。このとき、半導体原料であるＺｎ源
としてはＴＭＺｎ（トリメチル亜鉛）を用い、Ｔｅ源と
してはＴＥＴｅ（トリエチルテルル)を用いた。First, a ZnTe buffer layer was formed on a p-type ZnTe substrate. At this time, TMZn (trimethylzinc) was used as a Zn source which is a semiconductor raw material, and TETe (triethyl tellurium) was used as a Te source.

【００３７】次に、ＩｎとＳを同時ドーピングをして前
記ＺｎＴｅバッファ層上にｎ型ＺｎＴｅ化合物半導体層
を形成した。このとき、ｎ型ドーパント源としてはＴＭ
Ｉｎ（トリメチルインジウム）を用い、第１６（６Ｂ）
族元素源としてはＨ_２Ｓを用いた。なお、Ｉｎのドーピ
ング量は結晶中のキャリア濃度が〜１０^１９ｃｍ^−３に
なる量とし、Ｓのドーピング量は結晶中の濃度が１％と
なる量とした。Then, In and S were simultaneously doped to form an n-type ZnTe compound semiconductor layer on the ZnTe buffer layer. At this time, TM is used as the n-type dopant source.
Using In (trimethylindium), 16th (6B)
H ₂ S was used as the group element source. The In doping amount was set to an amount such that the carrier concentration in the crystal was 10 ¹⁹ cm ⁻³ , and the S doping amount was set to be an amount such that the concentration in the crystal was 1%.

【００３８】ｎ型ＺｎＴｅ化合物半導体層を厚さ１μｍ
までエピタキシャル成長させた後、結晶成長装置から取
り出しファンデアポー法でキャリア濃度を測定した。そ
の結果、〜５×１０^１８ｃｍ^−３のｎ型のキャリア濃度
が得られた。また、キャリア移動度は２００ｃｍ^２／Ｖ
・ｓｅｃであり、十分に高い値であった。The n-type ZnTe compound semiconductor layer has a thickness of 1 μm.
After epitaxial growth until, the carrier was taken out from the crystal growth apparatus and the carrier concentration was measured by the fan-de-apo method. As a result, an n-type carrier concentration of ˜5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ was obtained. The carrier mobility is 200 cm ² / V.
・ Sec, which was a sufficiently high value.

【００３９】また、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析器）
で結晶中のドーパント濃度を測定した結果、Ｉｎ濃度は
〜１０^１９ｃｍ^−３であり、Ｓ濃度は〜１０^２３ｃｍ
^−３（１％）であることを確認した。SIMS (secondary ion mass spectrometer)
As a result of measuring the dopant concentration in the crystal with In, the In concentration is -10 ¹⁹ cm ^-3 and the S concentration is -10 ²³ cm.
^-3 (1%) was confirmed.

【００４０】比較のために、ｎ型ドーパントとしてＩｎ
を単独でドーピングして作製したＺｎＴｅ化合物半導体
について同様の測定を行ったところ、ｎ型のキャリア濃
度は〜１０^１６ｃｍ^−３であり、移動度も１０ｃｍ^２／
Ｖ・ｓｅｃと低かった。For comparison, In was used as an n-type dopant.
When a similar measurement was performed on a ZnTe compound semiconductor produced by doping the above alone, the n-type carrier concentration was -10 ¹⁶ cm ^-3 and the mobility was 10 cm ² /.
It was as low as Vsec.

【００４１】（実施例２）本実施例は、ｐ型ＺｎＴｅ結
晶を基板としてＭＢＥ法によりＺｎＢｅＭｇＴｅ化合物
半導体をエピタキシャル成長させるにあたり、ｎ型ドー
パントとしてＡｌを用い、同時にドーピングする第１６
（６Ｂ）族元素としてＯを用いてｎ型半導体を形成する
例である。(Embodiment 2) In the present embodiment, when a ZnBeMgTe compound semiconductor is epitaxially grown by the MBE method using a p-type ZnTe crystal as a substrate, Al is used as an n-type dopant and simultaneous doping is performed.
This is an example of forming an n-type semiconductor by using O as a (6B) group element.

【００４２】まず、ｐ型ＺｎＴｅ基板上にＺｎＴｅバッ
ファ層を形成した。このとき、半導体原料であるＺｎ源
としては高純度のＺｎメタルを用い、 Ｔｅ源としては
高純度Ｔｅメタルを用いた。First, a ZnTe buffer layer was formed on a p-type ZnTe substrate. At this time, high-purity Zn metal was used as the Zn source which is the semiconductor raw material, and high-purity Te metal was used as the Te source.

【００４３】次に、ＡｌとOを同時にドーピングをして
前記ＺｎＴｅバッファ層上にｎ型ＺｎＢｅＭｇＴｅ化合
物半導体層を形成した。このとき、Ｂｅ源としては高純
度のＢｅ（ベリリウム）を用い、Ｍｇ源としては高純度
のＭｇを用い、Ｔｅ源としては高純度のＴｅメタルを用
いた。また、ｎ型ドーパント源としては高純度Ａｌを用
い、第１６（６Ｂ）族元素源としてはラジカルビールの
酸素を用いた。なお、Ａｌのドーピング量は結晶中のキ
ャリア濃度が〜１０^１９ｃｍ^−３になる量とし、Ｏのド
ーピング量は結晶中の濃度が〜１０^２０ｃｍ^−３となる
量とした。Next, Al and O were simultaneously doped to form an n-type ZnBeMgTe compound semiconductor layer on the ZnTe buffer layer. At this time, high-purity Be (beryllium) was used as the Be source, high-purity Mg was used as the Mg source, and high-purity Te metal was used as the Te source. Also, high-purity Al was used as the n-type dopant source, and oxygen of radical beer was used as the Group 16 (6B) element source. Note that the doping amount of Al was set to an amount such that the carrier concentration in the crystal was set to 10 ¹⁹ cm ⁻³ , and the doping amount of O was set to such an amount that the concentration in the crystal was set to 10 ²⁰ cm ⁻³ .

【００４４】ＺｎＢｅＭｇＴｅ化合物半導体層を厚さ１
μｍまでエピタキシャル成長させた後、結晶成長装置か
ら取り出しファンデアポー法でキャリア濃度を測定し
た。その結果、〜５×１０^１８ｃｍ^−３のｎ型のキャリ
ア濃度が得られた。また、キャリア移動度は２５０ｃｍ
^２／Ｖ・ｓｅｃであり、十分に高い値であった。The ZnBeMgTe compound semiconductor layer has a thickness of 1
After epitaxial growth up to μm, the carrier concentration was measured by taking out from the crystal growth apparatus and using the fan-de-apo method. As a result, an n-type carrier concentration of ˜5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ was obtained. The carrier mobility is 250 cm.
^{It was 2} / V · sec, which was a sufficiently high value.

【００４５】また、ＳＩＭＳで結晶中のドーパント濃度
を測定した結果、Ａｌ濃度は〜１×１０^１９ｃｍ
^−３で、Ｏ濃度は〜２×１０２０ｃｍ^−３であることを
確認した。さらに、前記半導体結晶のフォトルミネッセ
ンス特性を評価した結果、ほとんど深い順位からの発光
は確認されなかった。As a result of measuring the dopant concentration in the crystal by SIMS, the Al concentration was up to 1 × 10 ¹⁹ cm 2.
^-3 , it was confirmed that the O concentration was ˜2 × 1020 cm ⁻³ . Furthermore, as a result of evaluating the photoluminescence characteristics of the semiconductor crystal, light emission from almost deep ranks was not confirmed.

【００４６】比較のために、ｎ型ドーパントとしてＡｌ
を単独でドーピングして作製したＺｎＢｅＭｇＴｅ化合
物半導体について同様の測定を行ったところ、ｎ型のキ
ャリア濃度は〜５×１０^１６ｃｍ^−３であり、移動度も
１０ｃｍ^２／Ｖ・ｓｅｃと低かった。また、フォトルミ
ネッセンス特性を評価したところ、長波長の発光が観察
されたことから深い順位が幅広く形成されていることが
確認された。For comparison, Al is used as an n-type dopant.
When the same measurement was performed on a ZnBeMgTe compound semiconductor produced by doping the above alone, the n-type carrier concentration was ˜5 × 10 ¹⁶ cm ⁻³ , and the mobility was low at 10 cm ² / V · sec. Further, when the photoluminescence characteristics were evaluated, it was confirmed that a deep order was formed broadly because long-wavelength light emission was observed.

【００４７】（実施例３）本実施例は、ｐ型ＺｎＴｅ結
晶を基板としてＭＯＣＶＤによりＺｎＴｅ系化合物半導
体をエピタキシャル成長させるにあたり、ｎ型ドーパン
トとしてＧａを用い、同時にドーピングする第１６（６
Ｂ）族元素としてＳを用いてｎ型半導体を形成する例で
ある。(Embodiment 3) In this embodiment, when a ZnTe-based compound semiconductor is epitaxially grown by MOCVD using a p-type ZnTe crystal as a substrate, Ga is used as an n-type dopant and simultaneous doping is performed.
This is an example of forming an n-type semiconductor by using S as a group B element.

【００４８】まず、ｐ型ドーパントとしてＮをドーピン
グしてｐ型ＺｎＴｅ基板上にｐ型ＺｎＴｅバッファ層を
形成した。さらに、ｐ型ドーパントとしてＮをドーピン
グしてｐ型ＺｎＴｅバッファ層上にｐ型ＺｎＭｇＳｅＴ
ｅクラッド層を形成した。このとき、半導体原料である
Ｚｎ源としてはＴＭＺｎ（トリメチル亜鉛）を用い、Ｔ
ｅ源としてはＨ_２Ｔｅを用いた。また、ｐ型ドーパント
であるＮ源としてはＮＨ_３を用いた。First, N was doped as a p-type dopant to form a p-type ZnTe buffer layer on a p-type ZnTe substrate. Further, N is doped as a p-type dopant to p-type ZnMgSeT on the p-type ZnTe buffer layer.
An e-clad layer was formed. At this time, TMZn (trimethylzinc) was used as a Zn source as a semiconductor raw material, and T
H ₂ Te was used as the e source. Further, NH ₃ was used as the N source which is a p-type dopant.

【００４９】その後、ｐ型ＺｎＭｇＳｅＴｅクラッド層
上にアンドープのＣｄＺｎＳｅＴｅ活性層を育成した。After that, an undoped CdZnSeTe active layer was grown on the p-type ZnMgSeSeTe cladding layer.

【００５０】次に、ＩｎとＳを同時ドーピングをして前
記ＣｄＺｎＳｅＴｅ活性層上にｎ型ＺｎＭｇＳｅＴｅク
ラッド層を形成した。さらに、ＩｎとＳを同時ドーピン
グをして前記ＺｎＭｇＳｅＴｅクラッド層上にｎ型Ｚｎ
Ｔｅコンタクト層を形成してＺｎＴｅ系化合物半導体を
作製した。このとき、ｎ型ドーパント源としては高純度
Ａｌを用い、第１６（６Ｂ）族元素源としてはＨ_２Ｓを
用いた。なお、Ｓのドーピング量は結晶中の濃度が１％
となる量とした。また、得られたＺｎＴｅ系化合物半導
体におけるｎ型ＺｎＭｇＳｅＴｅクラッド層のキャリア
濃度は７×１０ ^１７ｃｍ^−３であり、ｎ型ＺｎＴｅコン
タクト層のキャリア濃度は５×１０^１８ｃｍ^−３であっ
た。Next, prior to simultaneous doping with In and S,
The n-type ZnMgSeTe layer is formed on the CdZnSeTe active layer.
A rudd layer was formed. Furthermore, In and S are simultaneously pinned
N-type Zn on the ZnMgSeTe cladding layer
A Te contact layer is formed to form a ZnTe compound semiconductor.
It was made. At this time, high purity as an n-type dopant source
Al is used, and H is used as the source of the 16 (6B) group element._TwoS
Using. The doping amount of S is 1% in the crystal.
And the amount. In addition, the obtained ZnTe-based compound semiconductor
Carrier of n-type ZnMgSeTe cladding layer in the body
Concentration is 7 × 10 ¹⁷cm^-3And n-type ZnTe controller
The carrier concentration of the tact layer is 5 × 10¹⁸cm^-3And
It was

【００５１】その後、ＺｎＴｅ基板側に金電極を形成
し、ｎ型ＺｎＴｅコンタクト層側にＷ（タングステン）
電極を形成して発光ダイオードを作製した。After that, a gold electrode is formed on the ZnTe substrate side, and W (tungsten) is formed on the n-type ZnTe contact layer side.
Electrodes were formed to produce a light emitting diode.

【００５２】この発光ダイオードに通電して発光特性を
評価した結果、２．５Ｖの動作電圧で高輝度の緑色発光
を観察できた。このように、本実施例の発光ダイオード
によれば、ｎ型ＺｎＴｅコンタクト層とＷ電極とのコン
タクト抵抗が低減するので動作電圧を低くすることがで
きる。これにより、発光ダイオードの低電力化を図るこ
とができるとともに、発熱を低減させることができるの
で発光ダイオードの長寿命化の実現が期待できる。As a result of evaluating the light emission characteristics by energizing this light emitting diode, it was possible to observe high brightness green light emission at an operating voltage of 2.5V. As described above, according to the light emitting diode of the present embodiment, the contact resistance between the n-type ZnTe contact layer and the W electrode is reduced, so that the operating voltage can be lowered. As a result, the power consumption of the light emitting diode can be reduced and the heat generation can be reduced, so that the life of the light emitting diode can be expected to be extended.

【００５３】比較のために、ｎ型ドーパントとしてＩｎ
を単独でドーピングしてｎ型半導体層を形成したＺｎＴ
ｅ系化合物半導体において、ｎ型コンタクト層のキャリ
ア濃度を測定したところ〜１０^１８ｃｍ^−３であった。
また、このＺｎＴｅ系化合物半導体を用いて作製した発
光ダイオードにおいては、動作電圧は５Ｖと高く、深い
順位からの発光も観察され発光効率が低下した。また、
ｎ型ＺｎＴｅコンタクト層側の電極部分で発熱による劣
化が観測され寿命の長い素子が得られなかった。For comparison, In was used as an n-type dopant.
ZnT in which n-type semiconductor layer is formed by independently doping
When the carrier concentration of the n-type contact layer in the e-based compound semiconductor was measured, it was 10 ¹⁸ cm ⁻³ .
Further, in a light emitting diode manufactured using this ZnTe compound semiconductor, the operating voltage was as high as 5 V, and light emission from a deep order was also observed, resulting in a decrease in light emission efficiency. Also,
Deterioration due to heat generation was observed in the electrode portion on the n-type ZnTe contact layer side, and an element having a long life could not be obtained.

【００５４】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではない。例えば、同時ドーピング
に用いられるドーパントの組み合わせは、第１３（３
Ｂ）族元素であるＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも一つを
含むｎ型ドーパントと、第１６（６Ｂ）族元素であるＳ
ｅ、Ｓ、Oの少なくとも一つを含む組み合わせであって
もよい。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the combination of dopants used for co-doping is the thirteenth (3
An n-type dopant containing at least one of Al, Ga and In which is a group B) element, and S which is a group 16 (6B) element
It may be a combination containing at least one of e, S and O.

【００５５】なお、本実施例では第１３（３Ｂ）族元素
と同時にドーピングされる第１６（６Ｂ）族元素のドー
ピング量を、結晶中の濃度が１％から２％になる量とし
たが、ｎ型ドーパントのドーピング量以上で、結晶中の
濃度が５％以内となる範囲で調整すればよい。また、Ｚ
ｎＴｅ化合物半導体結晶をエピタキシャル成長させると
きの育成温度としては３５０℃以上が望ましい。In this embodiment, the doping amount of the 16 (6B) group element, which is doped at the same time as the 13 (3B) group element, is set so that the concentration in the crystal becomes 1% to 2%. It may be adjusted within the range where the concentration in the crystal is within 5% with the doping amount of the n-type dopant or more. Also, Z
The growth temperature for epitaxially growing the nTe compound semiconductor crystal is preferably 350 ° C. or higher.

【００５６】また、本実施例で説明したＺｎＴｅ化合物
半導体やＺｎＭｇＳｅＴｅ化合物半導体以外にも、Ｚｎ
Ｔｅに格子整合する系であるＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳ
ｅＴｅ、ＢｅＭｇＴｅのｎ型半導体を形成する場合にも
適用できる。In addition to the ZnTe compound semiconductor and the ZnMgSeTe compound semiconductor described in this embodiment, Zn
CdSeTe and CdZnS that are lattice-matched to Te
It can also be applied when forming an n-type semiconductor of eTe or BeMgTe.

【００５７】[0057]

【発明の効果】本発明によれば、基板上にＺｎＴｅ系化
合物半導体をエピタキシャル成長させる際、ＺｎＴｅ系
化合物結晶をｎ型に制御する第１３（３Ｂ）族元素から
なる第１のドーパントと、Ｚｎ元素との結合エネルギー
がＴｅ元素と同等またはそれ以上である第１６（６Ｂ）
族元素からなる第２のドーパントとを、前記ＺｎＴｅ系
化合物結晶中に同時にドーピングするようにしたので、
ＺｎＴｅ系化合物半導体の導電型を比較的容易に制御す
ることができるという効果を奏する。According to the present invention, when a ZnTe-based compound semiconductor is epitaxially grown on a substrate, a first dopant composed of a Group 13 (3B) element for controlling the ZnTe-based compound crystal into an n-type, and a Zn element Sixteenth (6B) in which the binding energy with and is equal to or higher than that of Te element
Since the ZnTe-based compound crystal is simultaneously doped with the second dopant composed of a group element,
This has an effect that the conductivity type of the ZnTe-based compound semiconductor can be controlled relatively easily.

【００５８】また、前記第２のドーパントを、原子個数
で前記第１のドーパントと同量以上、かつ、前記ＺｎＴ
ｅ系化合物結晶中の濃度が５％以下となるようにドーピ
ングすれば格子整合条件をとりやすいので、結晶性に優
れたＺｎＴｅ系化合物半導体結晶を得ることができる。Further, the second dopant is equal to or more than the first dopant in the number of atoms, and the ZnT
If the doping is performed so that the concentration in the e-based compound crystal is 5% or less, the lattice matching condition can be easily obtained, so that a ZnTe-based compound semiconductor crystal having excellent crystallinity can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 賢次 埼玉県戸田市新曽南３丁目17番35号 株式 会社日鉱マテリアルズ戸田工場内 (72)発明者 朝日 聰明 埼玉県戸田市新曽南３丁目17番35号 株式 会社日鉱マテリアルズ戸田工場内 Ｆターム(参考） 5F041 AA03 CA41 CA47 CA49 CA54 CA56 CA57 5F045 AA04 AB21 AB22 AB23 AC08 AC09 AC19 BB12 DA53 DA60 DA66 EE15 GB12    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kenji Sato             3-17-35, Shinsōnan, Toda City, Saitama Prefecture Stocks             Company Nikko Materials Toda Factory (72) Inventor Satoshi Asahi             3-17-35, Shinsōnan, Toda City, Saitama Prefecture Stocks             Company Nikko Materials Toda Factory F-term (reference) 5F041 AA03 CA41 CA47 CA49 CA54                       CA56 CA57                 5F045 AA04 AB21 AB22 AB23 AC08                       AC09 AC19 BB12 DA53 DA60                       DA66 EE15 GB12

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 基板上にＺｎＴｅ系化合物半導体をエピ
タキシャル成長させる際、ＺｎＴｅ系化合物結晶をｎ型
に制御する第１３（３Ｂ）族元素からなる第１のドーパ
ントと、Ｚｎ元素との結合エネルギーがＴｅ元素と同等
またはそれ以上である第１６（６Ｂ）族元素からなる第
２のドーパントとを、前記ＺｎＴｅ系化合物結晶中に同
時にドーピングすることを特徴とするＺｎＴｅ系化合物
半導体の製造方法。1. When the ZnTe-based compound semiconductor is epitaxially grown on a substrate, the binding energy between the Zn element and the first dopant consisting of a 13 (3B) group element for controlling the ZnTe-based compound crystal to be n-type is Te. A method for producing a ZnTe-based compound semiconductor, which comprises simultaneously doping the above ZnTe-based compound crystal with a second dopant made of a Group 16 (6B) element that is equal to or more than the element. 【請求項２】 前記第２のドーパントは、原子個数で前
記第１のドーパントと同量以上、かつ、前記ＺｎＴｅ系
化合物結晶中の濃度が５％以下となるようにドーピング
されることを特徴とする請求項１に記載のＺｎＴｅ系化
合物半導体の製造方法。2. The second dopant is doped so that the number of atoms is equal to or more than that of the first dopant and the concentration in the ZnTe-based compound crystal is 5% or less. The method for manufacturing a ZnTe-based compound semiconductor according to claim 1. 【請求項３】 前記第１３（３Ｂ）族元素はＡｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎのうちの少なくとも一つを含み、前記第１６
（６Ｂ）族元素はＯ、Ｓ、または、Ｓｅを少なくとも一
つ含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
のＺｎＴｅ系化合物半導体の製造方法。3. The group 13 (3B) element is Al or G
a. containing at least one of In and
The method for manufacturing a ZnTe-based compound semiconductor according to claim 1 or 2, wherein the (6B) group element contains at least one of O, S, and Se. 【請求項４】 前記ＺｎＴｅ系化合物半導体は、ＺｎＴ
ｅ、ＺｎＭｇＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＢｅＭｇＴｅ、Ｂｅ
ＺｎＭｇＴｅのいずれかであることを特徴とする請求項
１から請求項３のいずれかに記載のＺｎＴｅ系化合物半
導体の製造方法。4. The ZnTe-based compound semiconductor is ZnT
e, ZnMgTe, CdZnTe, BeMgTe, Be
It is any one of ZnMgTe, The manufacturing method of the ZnTe type compound semiconductor in any one of Claim 1 to Claim 3 characterized by the above-mentioned. 【請求項５】 請求項１から請求項４に記載の製造方法
により得られるｎ型ＺｎＴｅ系化合物半導体であって、
キャリア濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３以上で、かつキャ
リア移動度が１３０ｃｍ^２／Ｖ・ｓｅｃ以上であること
を特徴とするＺｎＴｅ系化合物半導体。5. An n-type ZnTe compound semiconductor obtained by the manufacturing method according to claim 1.
A ZnTe-based compound semiconductor having a carrier concentration of 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more and a carrier mobility of 130 cm ² / V · sec or more. 【請求項６】 抵抗が０．０５Ω・ｍ以下であることを
特徴とする請求項５に記載のＺｎＴｅ系化合物半導体。6. The ZnTe-based compound semiconductor according to claim 5, wherein the resistance is 0.05 Ω · m or less. 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載のＺｎＴ
ｅ系化合物半導体を基体として有することを特徴とする
半導体装置。7. The ZnT according to claim 5 or 6.
A semiconductor device comprising an e-based compound semiconductor as a base.