セレン化亜鉛の気相エピタキシャル成長によるpn接合と青色発光ダイオード

硒化锌气相外延生长PN结及蓝光发光二极管

基本信息

批准号：
04205014
负责人：
村野井徹夫
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、通常p形伝導を得ることが困難なZnSeの良質なpn接合を作成することにより、発光効率と輝度の高い青色発ダイオードを作成することを目的とする。これまでに、Zn及びSe単体を原料にして水素輸送法によりZnSeを成長させると同時に、PおよびLiのコ・ドーピングによってGaAs基板上の低抵抗率のp形ZnSeが成長できることを報告した。またp形ZnSe上にアンドープ膜を成長させることによりpn接合を形成し、発光ダイオードを試作したが、試作ダイオードは必ずしも良好な特性を示すに至っていない。良好なpn接合を得るためにはn層の導電率を高くすることと、p層の不純物の再分布を抑制する必要がある。今年度は、ヨウ化メチル(CH_3I)を用いて、ヨウ素を添加することにより、n領域の導電率を制御した。成長温度350℃においてCH_3Iの供給量が0.025μmolmin^<-1>以上ではエピタキシャル成長させることができなかった。0.016μmolmin^<-1>のとき抵抗率は大きく、0.021μmolmin^<-1>のとき導通しなかった。0.0021〜0.016μ7olmin^<-1>のとき電子濃度5×10^<16>〜7×10^<17>cm^<-3>で制御してエピタキシャル成長させることができた。PL特性は、CH_3Iの供給量が少ない時SA発光のほとんどない高品質の膜である。青色LEDを作成する時は、CH_3Iの供給量を2段階に変化させ、電気的・光学的に満足すベきZnSe膜が得られることをSIMにより確認した。300℃においては10^<18>cm^<-3>台の電子濃度が得られた。このことは、p層の不純物の再分布を抑制するたれに有効と思われる。閉活法によるZnSe単結晶育成のために、ZnSe輸送量の封入ガス圧依存生を本研究でデータの少なかった高圧領域(100Torrまで)で調べた。Ar、He、H_2について非常に異なった依存生を示した。

本研究的目的是通过创建高质量的ZnSe pn结来制造具有高发光效率和高亮度的蓝色发光二极管，而这种结构通常很难获得p型传导。我们之前报道过，以Zn和Se为原料，采用氢传输方法生长ZnSe的同时，通过共掺杂P和Li，可以在GaAs衬底上生长低电阻率的p型ZnSe。此外，通过在p型ZnSe上生长未掺杂的膜来形成pn结，并制造发光二极管作为原型，但原型二极管不一定表现出良好的特性。为了获得良好的p-n结，需要提高n层的导电率并抑制p层中杂质的重新分布。今年，我们通过使用碘甲烷 (CH_3I) 添加碘来控制 n 区的电导率。当CH_3I供给量为0.025μmolmin^-1以上且生长温度为350℃时，无法实现外延生长。 0.016μmolmin^-1>时电阻率较大，0.021μmolmin^-1>时不导通。当电子浓度为0.0021～0.016μ7olmin^-1>时，控制电子浓度在5×10^<16>～7×10^<17cm^-3>之间即可实现外延生长。当CH_3I供应量较低时，PL特性是几乎没有SA发射的高质量膜。在制作蓝色LED时，我们分两个阶段改变CH_3I的供给量，并通过SIM确认可以获得电学和光学上令人满意的ZnSe薄膜。在300℃时，获得10^<18>cm^-3>的电子浓度。这似乎作为抑制p层中杂质的再分布的调味剂是有效的。为了通过封闭活化法生长 ZnSe 单晶，我们研究了高压区域（高达 100 Torr）内 ZnSe 输运量对封闭气压的依赖性，但本研究中对此的数据很少。 Ar、He 和 H_2 显示出非常不同的依赖性。