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JP2002289918A - Method for manufacturing p-type semiconductor crystal and light emitting device - Google Patents

Method for manufacturing p-type semiconductor crystal and light emitting device

Info

Publication number
JP2002289918A
JP2002289918A JP2001088034A JP2001088034A JP2002289918A JP 2002289918 A JP2002289918 A JP 2002289918A JP 2001088034 A JP2001088034 A JP 2001088034A JP 2001088034 A JP2001088034 A JP 2001088034A JP 2002289918 A JP2002289918 A JP 2002289918A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor crystal
type semiconductor
manufacturing
acceptor
crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001088034A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Saito
肇 齊藤
Masashi Kawasaki
雅司 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2001088034A priority Critical patent/JP2002289918A/en
Publication of JP2002289918A publication Critical patent/JP2002289918A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Led Devices (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイドギャップ半導体において高い活性化率
を有するp型半導体結晶の製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体結晶にドナー・アクセプタ同時ド
ーピングを行ってp型半導体結晶を製造する方法におい
て、上記p型半導体結晶の製造過程において、上記半導
体結晶(たとえば、ZnO)にドナー不純物(たとえ
ば、Ga)を断続的に供給する。
(57) Abstract: Provided is a method for manufacturing a p-type semiconductor crystal having a high activation rate in a wide gap semiconductor. SOLUTION: In a method of manufacturing a p-type semiconductor crystal by simultaneously doping a donor and an acceptor into a semiconductor crystal, a donor impurity (eg, Ga) is added to the semiconductor crystal (eg, ZnO) in a process of manufacturing the p-type semiconductor crystal. ) Is supplied intermittently.

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、高効率・低消費電
力の発光デバイスを実現し得る高い活性化率を有するp
型半導体結晶、特に酸化亜鉛(ZnO)系p型半導体結晶
に関し、より詳しくは、そのようなp型半導体結晶の製
造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a p-type semiconductor device having a high activation rate capable of realizing a light-emitting device with high efficiency and low power consumption.
The present invention relates to a type semiconductor crystal, particularly a zinc oxide (ZnO) -based p-type semiconductor crystal, and more particularly to a method for manufacturing such a p-type semiconductor crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】バンドギャップがおよそ3eVかそれ以
上である直接遷移型半導体は、青色〜紫外発光素子を実
現出来る材料として期待されている。このような材料に
はIII-V族化合物半導体である窒化ガリウム(GaN)
や、II-VI族化合物半導体であるセレン化亜鉛(ZnS
e)、酸化亜鉛(ZnO)などがある。なかでもZnO
は、励起子結合エネルギーが60meVと極めて高く、室
温においても励起子発光が観察されるため、これを利用
すれば現在実用化されているGaNやZnSeによる発
光デバイスよりも高効率・低消費電力の発光デバイスを
実現出来る可能性がある。
2. Description of the Related Art Direct transition type semiconductors having a band gap of about 3 eV or more are expected as materials capable of realizing blue to ultraviolet light emitting devices. Such materials include gallium nitride (GaN), a III-V compound semiconductor.
And II-VI compound semiconductor zinc selenide (ZnS
e), zinc oxide (ZnO) and the like. Above all, ZnO
Has an extremely high exciton binding energy of 60 meV, and exciton emission is observed even at room temperature. Therefore, if this is used, it has higher efficiency and lower power consumption than the light emitting devices based on GaN or ZnSe which are currently in practical use. There is a possibility that a light emitting device can be realized.

【0003】これらのワイドギャップ半導体では、キャ
リア注入型発光デバイスにおいて必要不可欠なp型半導
体結晶を得ることが困難であった。とりわけ、II-VI族
化合物半導体材料においては欠陥生成エネルギーが大き
く、アクセプタドーピングによって自己補償効果が強く
生じるため、p型伝導およびその導電率制御は極めて困
難であった。
[0003] With these wide-gap semiconductors, it has been difficult to obtain a p-type semiconductor crystal which is indispensable for a carrier injection type light emitting device. In particular, in II-VI group compound semiconductor materials, the defect generation energy is large and the self-compensation effect is strongly generated by acceptor doping, so that it is extremely difficult to control p-type conduction and its conductivity.

【0004】この問題を解決するため、低抵抗のp型伝
導を実現する「同時ドーピング法」が発明され、ZnS
e結晶およびGaN結晶において1019〜1021cm-3
の高濃度p型ドーピングが実現された(特開平10-53497お
よび特開平10-101496)。同公報によれば、ドナー不純物
とアクセプタ不純物を1:2の比で導入すると、まずII
族(あるいはIII族)格子位置を置換したドナー原子とVI
族(あるいはV族)位置を置換したアクセプタ原子が対を
作り、静電エネルギーによる安定化が発生する。この状
態でもう1個のアクセプタ原子を配位させると、格子欠
陥を生じず安定に置換されるため、高濃度ドーピングが
可能となって低抵抗のp型伝導が実現されることが示さ
れている。
To solve this problem, a "co-doping method" for realizing low-resistance p-type conduction has been invented, and ZnS
10 19 to 10 21 cm -3 in e-crystal and GaN crystal
(See JP-A-10-53497 and JP-A-10-101496). According to the publication, when a donor impurity and an acceptor impurity are introduced at a ratio of 1: 2, first, II
Group (or group III) lattice-substituted donor atom and VI
Acceptor atoms substituted at the group (or group V) position form a pair, and stabilization by electrostatic energy occurs. It was shown that coordination of another acceptor atom in this state results in stable replacement without lattice defects, enabling high-concentration doping and realizing low-resistance p-type conduction. I have.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、同時ドーピン
グにおいて上記の効果を得るためには、該ドナー・アク
セプタ複合体が特殊な結合状態を形成する必要がある。
図7にII-VI族化合物半導体に同時ドーピングを適用し
た場合の結晶構造モデルを示す。図7で、太線の中抜き
の円は大きさに関係なくII族元素を表わし、細線の中抜
きの円は大きさに関係なくVI族元素を表わす。また、黒
丸はドナーであるIII族元素を、斜線を施した円はアク
セプタであるV族元素を表わす。また、同図のような配
位を採らない余剰のドナーあるいはアクセプタは、格子
欠陥を生じ、n型伝導の原因となってp型伝導を補償して
しまうため、その導入比は厳密に1:2でなければなら
ない。
However, in order to obtain the above-mentioned effect in co-doping, it is necessary that the donor-acceptor complex forms a special bonding state.
FIG. 7 shows a crystal structure model when co-doping is applied to the II-VI group compound semiconductor. In FIG. 7, a hollow circle in a thick line represents a group II element regardless of size, and a hollow circle in a thin line represents a group VI element regardless of size. Black circles represent Group III elements as donors, and shaded circles represent Group V elements as acceptors. In addition, the surplus donor or acceptor that does not adopt the coordination as shown in the figure generates lattice defects and compensates for p-type conduction by causing n-type conduction. Must be 2.

【0006】上述のような配位状態は、ドナー・アクセ
プタ不純物を同時にドーピングするだけでは実現が困難
である。それゆえ、アクセプタ単独ドーピングに比べて
固溶限は増大するが活性化率は十分でなく、発光デバイ
スに適用可能な導電率と移動度を得ることは困難であっ
た。
The coordination state described above is difficult to realize only by simultaneously doping donor and acceptor impurities. Therefore, the solubility limit is increased as compared with the single doping of the acceptor, but the activation rate is not sufficient, and it has been difficult to obtain conductivity and mobility applicable to a light emitting device.

【0007】とりわけZnOについては、酸素の電気陰
性度が大きいためアクセプタ不純物との置換を安定に行
うことが他のワイドギャップ半導体に比べても困難であ
った。
In particular, ZnO has a high electronegativity of oxygen, so that it is difficult to stably perform substitution with an acceptor impurity as compared with other wide gap semiconductors.

【0008】本発明はこのような問題を解決すべくなさ
れたものであり、従来困難とされてきたワイドギャップ
半導体において高い活性化率を有するp型半導体結晶の
作製およびこのようなp型半導体結晶を用いての高効率
・低消費電力の発光デバイスの作製を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it has been proposed to manufacture a p-type semiconductor crystal having a high activation rate in a wide gap semiconductor which has been conventionally difficult, and to provide such a p-type semiconductor crystal. The purpose of the present invention is to manufacture a light-emitting device with high efficiency and low power consumption by using a light emitting device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ドナー・
アクセプタ不純物の供給手法を鋭意検討した結果、結晶
成長中にドナー不純物を断続的に供給することによって
上述の配位状態を高い確率で採り得ることを見い出し本
発明に至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have proposed a donor
As a result of intensive studies on the method of supplying the acceptor impurity, the present inventors have found that the above-mentioned coordination state can be adopted with a high probability by intermittently supplying the donor impurity during crystal growth.

【0010】すなわち、本発明に係るp型半導体結晶の
製造方法は、半導体結晶にドナー・アクセプタ同時ドー
ピングを行ってp型半導体結晶を製造する方法におい
て、上記p型半導体結晶の製造過程において、上記半導
体結晶にドナー不純物を断続的に供給することを特徴と
している。
That is, a method for producing a p-type semiconductor crystal according to the present invention is a method for producing a p-type semiconductor crystal by simultaneously doping a semiconductor crystal with a donor and an acceptor. It is characterized in that a donor impurity is intermittently supplied to a semiconductor crystal.

【0011】本発明のp型半導体結晶の製造方法によれ
ば、ドナー不純物を連続して半導体結晶に供給するのに
比べて、(アクセプタ)-(ドナー)-(アクセプタ)複合体を
形成しやすい。また該複合体の各々の原子は、母体半導
体構成元素の格子位置に適切に置換される。このことに
より、該複合体の1つのアクセプタが格子欠陥を生むこ
となく活性化し、高濃度で低抵抗のp型半導体結晶が得
られる。
According to the method of manufacturing a p-type semiconductor crystal of the present invention, it is easier to form a (acceptor)-(donor)-(acceptor) complex than to continuously supply donor impurities to a semiconductor crystal. . Further, each atom of the complex is appropriately substituted at a lattice position of the constituent element of the base semiconductor. As a result, one acceptor of the complex is activated without generating lattice defects, and a high-concentration and low-resistance p-type semiconductor crystal is obtained.

【0012】アクセプタ不純物を前記ドナー不純物の供
給周期と同期させて断続的に供給すれば、孤立した余剰
なアクセプタ原子を生じにくくさせることができる。こ
のことにより、アクセプタドーピングにおいて生じ易い
格子欠陥を抑制でき、活性化率の高いp型半導体結晶が
得られる。
If the acceptor impurity is intermittently supplied in synchronization with the supply cycle of the donor impurity, isolated extra acceptor atoms can be hardly generated. As a result, lattice defects that are likely to occur during acceptor doping can be suppressed, and a p-type semiconductor crystal having a high activation rate can be obtained.

【0013】なお、ここで、「ドナー不純物の供給周期
と同期」とは、供給タイミングおよび供給時間の完全な
る一致という意味ではなく、ドナー不純物とアクセプタ
不純物とが同時に存在すべくドナー不純物およびアクセ
プタ不純物の供給時間を少なくとも一部重複させるよう
に、ドナー不純物の供給タイミングに併せてアクセプタ
不純物を供給するという意味である。もちろん、両者の
供給タイミングおよび供給時間は完全に一致していても
よい。
Here, "synchronization with the supply cycle of the donor impurity" does not mean that the supply timing and the supply time are completely coincident with each other, but rather that the donor impurity and the acceptor impurity exist at the same time. This means that the acceptor impurity is supplied in synchronization with the supply timing of the donor impurity so that the supply times of the donor impurities at least partially overlap. Of course, the supply timing and the supply time of both may completely match.

【0014】また、ドナー不純物の供給周期を、半導体
結晶の単位分子層成長時間よりも短くすれば、p型伝導
を生じるドナー・アクセプタ複合体は単位分子層内に採
り込まれる。このことにより、薄膜結晶内において均一
なドーピングが実現される。
Further, if the supply period of the donor impurity is set shorter than the growth time of the unit molecular layer of the semiconductor crystal, the donor-acceptor complex causing p-type conduction is incorporated into the unit molecular layer. This achieves uniform doping in the thin film crystal.

【0015】一実施形態では、前記半導体結晶としてII
族およびVI族元素から成る化合物半導体結晶が製造され
る。
In one embodiment, the semiconductor crystal is II
A compound semiconductor crystal comprising a Group III and Group VI element is produced.

【0016】II-VI族元素化合物半導体結晶は欠陥生成
エネルギーが大きく、従来の同時ドーピング法では十分
なアクセプタ活性化率が得られなかった半導体結晶であ
るが、この半導体結晶のp型ドーピングにおいて本発明
を適用することにより、高濃度で低抵抗なp型半導体結
晶が得られる。
A group II-VI element compound semiconductor crystal has a large defect generation energy and cannot obtain a sufficient acceptor activation rate by the conventional simultaneous doping method. By applying the present invention, a p-type semiconductor crystal having a high concentration and a low resistance can be obtained.

【0017】本発明の方法によって好適に製造されるII
-VI族化合物半導体結晶の典型例は、ZnO, ZnMg
O,ZnCdOなどの酸化亜鉛を母体とする半導体結
晶、つまり、酸化亜鉛系半導体結晶である。この場合、
アクセプタ不純物として窒素を使用し、ドナー不純物と
してガリウムを使用すると、ドナー・アクセプタ複合体
形成やアクセプタ準位の低下による低抵抗p型化の効果
を最も顕著に得ることができる。
II suitably produced by the method of the present invention
-VI group compound semiconductor crystal is typically ZnO, ZnMg
The semiconductor crystal is a zinc oxide-based semiconductor crystal such as O or ZnCdO, that is, a zinc oxide-based semiconductor crystal. in this case,
When nitrogen is used as the acceptor impurity and gallium is used as the donor impurity, the effect of forming a donor-acceptor complex or reducing the acceptor level to lower the p-type resistance can be obtained most remarkably.

【0018】酸化亜鉛系半導体結晶における同時ドーピ
ングにおいて、アクセプタ不純物のドーピング法とし
て、電磁波によってプラズマ化された活性原子を結晶成
長表面に照射するのが望ましい。このようにすれば、結
晶欠陥が生じにくいからである。このことにより、ドナ
ー不純物の断続供給によるアクセプタ活性化効果がより
顕著となり、高濃度で低抵抗のp型酸化亜鉛系半導体結
晶が得られる。
In the simultaneous doping of the zinc oxide-based semiconductor crystal, it is desirable to irradiate the crystal growth surface with active atoms converted into plasma by electromagnetic waves as a method of doping an acceptor impurity. This is because a crystal defect hardly occurs in such a case. As a result, the acceptor activation effect due to the intermittent supply of donor impurities becomes more remarkable, and a high-concentration, low-resistance p-type zinc oxide-based semiconductor crystal can be obtained.

【0019】また、本発明のp型半導体結晶の製造方法
において、結晶成長方法として、超高真空成長室を用い
た分子線エピタキシー法を用いれば、ガスバルブやセル
シャッターの開閉により、結晶成長中における不純物の
断続的供給を急峻に制御することが可能である。よっ
て、他の結晶成長方法に比べてドナー・アクセプタ複合
体の形成をより確実に行うことが出来る。特にレーザ分
子線エピタキシー法であれば、パルスレーザの照射シー
ケンスによって不純物の断続的供給を極めて急峻に制御
することが可能となる。
In the method of manufacturing a p-type semiconductor crystal according to the present invention, if a molecular beam epitaxy method using an ultra-high vacuum growth chamber is used as a crystal growth method, a gas valve or a cell shutter is opened and closed to allow the crystal growth during the crystal growth. It is possible to sharply control the intermittent supply of impurities. Therefore, the formation of the donor-acceptor complex can be performed more reliably than in other crystal growth methods. In particular, in the case of the laser molecular beam epitaxy method, the intermittent supply of impurities can be controlled extremely steeply by the pulse laser irradiation sequence.

【0020】II-VI族元素化合物半導体結晶の中で特にp
型ドーピングが困難であったZnO系半導体について
は、高濃度で低抵抗なp型半導体結晶を得るために本発
明による製造方法を適用することは極めて効果的であ
る。このことにより、同材料を用いてしか実現し得ない
室温励起子デバイスについても作製が容易となり、酸化
亜鉛系p型半導体結晶層と、酸化亜鉛系n型半導体結晶
層とが積層された高効率・低消費電力の発光デバイスを
提供できる。
Among the group II-VI compound semiconductor crystals, especially p
For a ZnO-based semiconductor for which type doping has been difficult, it is extremely effective to apply the manufacturing method according to the present invention in order to obtain a high-concentration, low-resistance p-type semiconductor crystal. This facilitates the fabrication of a room-temperature exciton device that can only be realized using the same material, and achieves high efficiency by stacking a zinc oxide-based p-type semiconductor crystal layer and a zinc oxide-based n-type semiconductor crystal layer. -A light emitting device with low power consumption can be provided.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき具体的に説明する。実施形態として、ドナー・
アクセプタ同時ドーピング法を用いたp型ZnO薄膜の
作製に本発明を適用した例を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. As an embodiment, the donor
An example in which the present invention is applied to the production of a p-type ZnO thin film using an acceptor simultaneous doping method will be described.

【0022】(実施形態1)図1は本実施形態において用
いたレーザ分子線エピタキシ装置の概略図である。超高
真空に排気可能な成長室1の上部に基板ホルダー2が配
置され、該基板ホルダー2に基板3が固定されている。
基板ホルダー2上部に配置されたヒーター4により基板
ホルダー2の裏面が加熱され、その熱伝導により基板3
が加熱される。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view of a laser molecular beam epitaxy apparatus used in this embodiment. A substrate holder 2 is arranged above a growth chamber 1 which can be evacuated to an ultra-high vacuum, and a substrate 3 is fixed to the substrate holder 2.
The back surface of the substrate holder 2 is heated by the heater 4 arranged above the substrate holder 2, and the heat conduction thereof causes the substrate 3 to be heated.
Is heated.

【0023】基板ホルダー2直下には適当な距離を置い
てターゲットテーブル5が配置され、該ターゲットテー
ブル5上には薄膜原料のターゲット6が複数配置されて
いる。該ターゲット6の表面は成長室1の側面上方に設
けられたビューポート7を通じて照射されるパルスレー
ザ光8によりアブレーション(研削)され、瞬時に蒸発
したターゲット6の原料のプルーム6aが基板3上に堆
積することにより薄膜が成長する。
A target table 5 is disposed directly below the substrate holder 2 at an appropriate distance, and a plurality of thin film material targets 6 are disposed on the target table 5. The surface of the target 6 is ablated (ground) by a pulsed laser beam 8 radiated through a view port 7 provided above the side surface of the growth chamber 1, and a plume 6 a of the raw material of the target 6 that has evaporated instantaneously is placed on the substrate 3. The deposition grows a thin film.

【0024】ターゲットテーブル5は回転機構を有し、
パルスレーザ光8の照射シーケンスに同期して回転を制
御することにより、異なる成分を持つターゲット原料を
用い、薄膜を積層することが可能となる。
The target table 5 has a rotating mechanism,
By controlling the rotation in synchronization with the irradiation sequence of the pulsed laser beam 8, thin films can be stacked using target materials having different components.

【0025】成長室1には、複数種類のガスを導入出来
るよう、複数のガス導入管10,11が設けられてい
る。ガス導入管10はラジカル源9に接続されており、
これによって、ガス導入管10から導入された窒素ガス
(N2)が電磁波によってプラズマ化されるので、活性化
された原子状ビームを基板3に照射することも可能であ
る。
The growth chamber 1 is provided with a plurality of gas introduction pipes 10 and 11 so that a plurality of types of gases can be introduced. The gas introduction pipe 10 is connected to the radical source 9,
As a result, the nitrogen gas (N 2 ) introduced from the gas introduction tube 10 is turned into plasma by the electromagnetic wave, so that the substrate 3 can be irradiated with the activated atomic beam.

【0026】ZnO薄膜成長においては、基板としてZ
nO単結晶やサファイアなどを用いることが出来るが、
本実施形態においては、ZnOとのa軸方向の格子不整
合が極めて小さい(0.09%)ScMgAlO4単結晶基
板の(0001)面を用いた。
In growing a ZnO thin film, Z
Although nO single crystal and sapphire can be used,
In the present embodiment, the (0001) plane of a ScMgAlO 4 single crystal substrate having extremely small (0.09%) lattice mismatch with the ZnO in the a-axis direction was used.

【0027】基板加熱用のヒーター4としてNd:YA
Gレーザ(波長1064nm)を用い、基板ホルダー裏面
でのスポット径および照射位置を制御して、基板3全体
を均一に加熱した。
As the heater 4 for heating the substrate, Nd: YA
Using a G laser (wavelength: 1064 nm), the spot diameter on the back surface of the substrate holder and the irradiation position were controlled to uniformly heat the entire substrate 3.

【0028】薄膜成長中には酸素ガスを分圧1×10-5
Torrとなるようガス導入管11から導入した。また、
アクセプタ不純物となる窒素(N)として、ガス導入管1
0から導入される窒素(N2)ガスをラジカル源9によ
ってプラズマ化して活性窒素を生成し、これを基板3上
に照射した。分圧は3×10-5 Torrとした。
During the growth of the thin film, oxygen gas is supplied at a partial pressure of 1 × 10 −5.
The gas was introduced from the gas introduction pipe 11 so that the pressure became Torr. Also,
As nitrogen (N) which is an acceptor impurity, a gas introduction pipe 1
The nitrogen (N 2 ) gas introduced from 0 was turned into plasma by the radical source 9 to generate active nitrogen, which was irradiated onto the substrate 3. The partial pressure was 3 × 10 −5 Torr.

【0029】ターゲット原料としては、不純物無添加の
ZnO単結晶およびドナー不純物となるGaをGa23
として添加したZnO焼結体を用いた。該Ga23添加
ZnO焼結体は、Ga23添加量を変えて複数用意し
た。アブレーションを行うパルスレーザにはKrFエキ
シマレーザ(波長:248nm,パルス数:10Hz,出
力0.9mJ/cm2)を用いた。このとき、回転機構に
よるターゲットテーブル5の駆動シーケンスとKrFエ
キシマレーザのパルス照射シーケンスを外部制御装置
(図示せず)によって同期させ、ターゲット6を任意の
シーケンスで交互にアブレーションした。本実施形態の
原料供給シーケンスを図2に示す。図2は、Ga23
加ZnO焼結体の照射と不純物無添加ZnO単結晶の照
射とがそれぞれのパルス照射の回数は互いに異なるもの
の交互に行われ、また、その間ずっと連続して一定量の
活性窒素の供給が行われていることを示している。
As target materials, a ZnO single crystal with no impurity added and Ga as a donor impurity were replaced with Ga 2 O 3
Was used. A plurality of the Ga 2 O 3 added ZnO sintered bodies were prepared by changing the amount of Ga 2 O 3 added. A KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, pulse number: 10 Hz, output: 0.9 mJ / cm 2 ) was used as a pulse laser for ablation. At this time, the drive sequence of the target table 5 by the rotation mechanism and the pulse irradiation sequence of the KrF excimer laser were synchronized by an external control device (not shown), and the targets 6 were alternately ablated in an arbitrary sequence. FIG. 2 shows a raw material supply sequence according to the present embodiment. FIG. 2 shows that the irradiation of the Ga 2 O 3 -added ZnO sintered body and the irradiation of the impurity-free ZnO single crystal are performed alternately although the number of pulse irradiations is different from each other, and that a constant amount of irradiation is continuously performed during the irradiation. Indicates that active nitrogen is supplied.

【0030】図3に、Ga23添加量の異なるZnO焼
結体ターゲットについて、アブレーション比と2次イオ
ン質量分析(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrosco
py)によって同定したGaドーピング濃度との関係を示
す。ここで、「アブレーション比」は、Ga23添加Z
nO焼結体ターゲットのアブレーションパルス数を基準
とした不純物無添加のZnO単結晶のアブレーションパ
ルス数と定義される。図3から、Gaドーピング濃度が
アブレーション比に反比例することがわかる。
FIG. 3 shows ablation ratios and secondary ion mass spectroscopy (SIMS: Secondary Ion Mass Spectroscopies) of ZnO sintered compacts with different amounts of Ga 2 O 3 added.
The relationship with the Ga doping concentration identified by py) is shown. Here, the “ablation ratio” is defined as Ga 2 O 3 added Z
It is defined as the number of ablation pulses of an impurity-free ZnO single crystal based on the number of ablation pulses of an nO sintered body target. FIG. 3 shows that the Ga doping concentration is inversely proportional to the ablation ratio.

【0031】アクセプタ不純物であるNのドーピング濃
度は、基板温度(つまり結晶の成長温度)によって制御
した。図4に、SIMSによって同定したNドーピング
濃度の基板温度(成長温度)依存性を示す。
The doping concentration of N, which is an acceptor impurity, was controlled by the substrate temperature (that is, the crystal growth temperature). FIG. 4 shows the substrate temperature (growth temperature) dependency of the N doping concentration identified by SIMS.

【0032】図3と図4の結果から、任意のGaドーピ
ング濃度に対応したアブレーション比と、該Gaドーピ
ング濃度に対して2倍となるNドーピング濃度を得る基
板温度が決定される。
From the results of FIGS. 3 and 4, the ablation ratio corresponding to an arbitrary Ga doping concentration and the substrate temperature at which the N doping concentration becomes twice the Ga doping concentration are determined.

【0033】図5に、SIMSによるNドーピング濃度
とホール測定によって求めた正孔キャリア濃度との関係
を示す。図5中の実線によって示される曲線は交互アブ
レーションによるGaドナーの断続供給による同時ドー
ピングの結果であり、破線によって示される曲線はGa
ドナーの連続供給(すなわち、不純物無添加ZnO単結
晶のアブレーションがなく、したがって、アブレーショ
ン比が0)による同時ドーピングの結果である。
FIG. 5 shows the relationship between the N doping concentration by SIMS and the hole carrier concentration obtained by hole measurement. The curve shown by the solid line in FIG. 5 is the result of simultaneous doping with intermittent supply of Ga donor by alternating ablation, and the curve shown by the dashed line is Ga
This is the result of co-doping with a continuous supply of donors (ie, no ablation of the undoped ZnO single crystal and therefore an ablation ratio of 0).

【0034】図5からわかるように、Nドーピング濃度
が5×1018cm-3のときの正孔キャリア濃度は、Ga
ドナー連続供給の場合には約4×1017cm-3であるの
に対して、Gaドナー断続供給の場合には約1.2×1
17cm-3と、Gaドナー連続供給の場合の略3倍強に
なっており、また、Nドーピング濃度が7×1019cm
-3のときの正孔キャリア濃度は、Gaドナー連続供給の
場合には約1.5×1018cm-3であるのに対して、G
aドナー断続供給の場合には約1×1019cm -3と、G
aドナー連続供給の場合の略7倍になっている。つま
り、Gaドナーを断続的に供給した方が、連続供給に比
べて正孔キャリア濃度を高くでき、Nアクセプタの活性
化率を3〜7倍程度高くできる。この理由については、
以下のように考えられる。
As can be seen from FIG. 5, the N doping concentration
Is 5 × 1018cm-3The hole carrier concentration at the time of
About 4 × 10 in case of continuous donor supply17cm-3Is
On the other hand, in the case of intermittent supply of Ga donor, about 1.2 × 1
017cm-3To almost three times that of Ga donor continuous supply
And the N doping concentration is 7 × 1019cm
-3The hole carrier concentration at the time of
About 1.5 × 10 in case18cm-3, While G
a About 1 × 10 in case of intermittent supply of donor19cm -3And G
(a) It is about 7 times that of the case of continuous donor supply. Toes
Therefore, intermittent supply of Ga donor is more effective than continuous supply.
In all cases, the hole carrier concentration can be increased, and the activity of N acceptor
Conversion rate can be increased about 3 to 7 times. For this reason,
It is considered as follows.

【0035】ラジカル源9を通して成長表面に照射され
た活性窒素は、直ちに膜中に取り込まれず、吸着と脱離
を繰り返しながら表面を漂っている。活性窒素の表面占
有密度がある一定値以上になったところでGaドナーを
照射すると、表面に到達したGaは拡散する間もなく近
傍の2つの活性窒素と結合し、図7に示した配位状態が
高い確率で促進される。一方、連続供給の場合において
は、照射されたGaが活性窒素と同様に成長表面を拡散
しており、このような状態ではGa:Nが1:1で結合し
た時点で安定化してしまう確率が高いと考えられる。
Active nitrogen irradiated on the growth surface through the radical source 9 is not immediately taken into the film, but floats on the surface while repeating adsorption and desorption. When the Ga donor is irradiated when the surface occupation density of the active nitrogen reaches a certain value or more, the Ga reaching the surface is bonded with two nearby active nitrogens immediately after being diffused, and the coordination state shown in FIG. 7 is high. Promoted by probability. On the other hand, in the case of continuous supply, the irradiated Ga diffuses on the growth surface in the same manner as active nitrogen, and in such a state, there is a probability that the Ga: N is stabilized at the point of 1: 1 coupling. It is considered high.

【0036】ドナー不純物の断続供給については、単位
分子層のZnOが成長する時間内(図2を参照)にGa
ドナーを1回以上照射するようなシーケンスとすること
が好ましい。すなわち、各単位分子層がドナー・アクセ
プタ複合体を1つ以上含有することにより、均一なアク
セプタドーピングが実現され、低抵抗のp型結晶が作製
される。このような不純物の断続供給は、バルブやシャ
ッターの開閉により実現可能であるが、CVD法などの
気相成長ではガスが基板へ到達する時間や経路によって
供給制御の急峻性に限界があるのに対し、分子線エピタ
キシー法は超高真空中で材料から基板へ直進する分子ビ
ームによって結晶成長が実現されるため、セルシャッタ
ーの開閉により不純物の断続的供給を急峻に制御するこ
とが可能である。特に本実施形態で使用しているレーザ
分子線エピタキシー法であれば、パルスレーザの照射シ
ーケンスによって不純物の断続的供給を極めて急峻に制
御することが可能となる。従って、他の結晶成長方法に
比べて同時ドーピングの高効率化をより確実に行うこと
が出来る。
As for the intermittent supply of the donor impurity, the Ga is supplied within the time for growing ZnO of the unit molecular layer (see FIG. 2).
Preferably, the sequence is such that the donor is irradiated at least once. That is, since each unit molecular layer contains one or more donor-acceptor complexes, uniform acceptor doping is realized, and a low-resistance p-type crystal is produced. Such intermittent supply of impurities can be realized by opening and closing valves and shutters. However, in vapor phase growth such as CVD, there is a limit to the steepness of supply control depending on the time and route for gas to reach the substrate. On the other hand, in the molecular beam epitaxy method, since crystal growth is realized by a molecular beam traveling straight from a material to a substrate in an ultra-high vacuum, the intermittent supply of impurities can be sharply controlled by opening and closing a cell shutter. In particular, in the case of the laser molecular beam epitaxy method used in the present embodiment, it is possible to control the intermittent supply of impurities extremely steeply by the pulse laser irradiation sequence. Therefore, higher efficiency of simultaneous doping can be achieved more reliably than in other crystal growth methods.

【0037】(実施形態2)実施形態2においては、アク
セプタ不純物である活性窒素をGa23添加ZnO焼結
体ターゲットのアブレーション周期に同期させて断続的
に供給したこと以外は実施形態1と同様にして、p型Z
nO薄膜を作製した。したがって、以下の説明では、図
1に使用された参照番号を適宜使用することにする。
(Embodiment 2) Embodiment 2 differs from Embodiment 1 in that active nitrogen, which is an acceptor impurity, is intermittently supplied in synchronization with the ablation period of a Ga 2 O 3 -added ZnO sintered body target. Similarly, p-type Z
An nO thin film was produced. Therefore, in the following description, the reference numerals used in FIG. 1 will be used as appropriate.

【0038】活性窒素の断続供給は、ラジカル源9の頭
部に装備したセルシャッター(図示せず)の開閉を制御
することにより行った。本実施形態の原料供給シーケン
スを図6に示す。図6からわかるように、本実施形態で
は活性窒素の供給時間(セルシャッターの開時間)をG
23添加ZnO焼結体ターゲットのアブレーション時
間(レーザパルス幅)と完全に一致させている。しか
し、このように両者が完全に一致しなくとも、一部が重
なるように原料供給シーケンスを制御してもよい。
The intermittent supply of active nitrogen was carried out by controlling the opening and closing of a cell shutter (not shown) mounted on the head of the radical source 9. FIG. 6 shows a raw material supply sequence according to the present embodiment. As can be seen from FIG. 6, in the present embodiment, the supply time of the active nitrogen (open time of the cell shutter) is G
a 2 O 3 doped ZnO sintered target ablation time (laser pulse width) are fully matched. However, the raw material supply sequence may be controlled such that the two do not completely coincide with each other, but partially overlap.

【0039】本実施形態によって作製されたp型ZnO
薄膜について、SIMSによるNドーピング濃度とホー
ル測定によって求めた正孔キャリア濃度との関係を求め
たところ、図5とほぼ同様の結果が得られ、アクセプタ
不純物の連続供給に比べてNアクセプタの活性化率が高
くなることがわかった。
The p-type ZnO manufactured according to this embodiment
When the relationship between the N doping concentration by SIMS and the hole carrier concentration obtained by hole measurement was determined for the thin film, a result substantially similar to that in FIG. 5 was obtained, and the activation of the N acceptor was smaller than the continuous supply of acceptor impurities. The rate was found to be higher.

【0040】本実施形態においては、実施形態1に比べ
て図7のような状態で配位したドナー・アクセプタ複合
体の数は少なく、Ga:Nが1:1で結合した複合体の占
める割合が増加していると思われる。にも拘わらず、高
いアクセプタ活性化率を有するのは、実施形態1の場合
に比べて活性窒素の表面占有密度が小さいため、格子間
原子となって結晶欠陥を生成するアクセプタ不純物
(N)の量を抑制することが出来るためであると考えら
れる。
In this embodiment, the number of the donor-acceptor complexes coordinated in the state shown in FIG. 7 is smaller than that of the first embodiment, and the ratio of the complex in which Ga: N is bonded by 1: 1 is occupied. Seems to be increasing. Nevertheless, the reason why the acceptor activation rate is high is that the acceptor impurity (N), which becomes an interstitial atom and generates a crystal defect, because the surface occupation density of active nitrogen is smaller than that of the first embodiment. It is considered that the amount can be suppressed.

【0041】このようなアクセプタ不純物による自己補
償効果(電子・正孔再結合エネルギーがアクセプタ補償
に要する欠陥生成エネルギーより大きいためにドーピン
グによってドナー性空孔欠陥が生じ、アクセプタを相殺
すること)は、ワイドギャップ半導体、特にII-VI族化
合物半導体結晶において顕著であるが、本発明を適用す
ることにより活性化率の高いp型結晶を作製することが
出来る。特に実施形態1,2において本発明が適用され
たZnOについて、同材料に期待される室温励起子デバ
イスを作製するためには、電子−正孔間のクーロン相互
作用が高密度な電流注入によってスクリーニングされな
いよう、高いキャリア活性化効率を実現する必要があ
る。従って、低抵抗のp型半導体結晶を得るために本発
明による製造方法を適用することは極めて効果的であ
る。
The self-compensation effect (acceptance of electron-hole recombination energy is larger than the defect generation energy required for acceptor compensation, so that doping causes a donor vacancy defect to cancel the acceptor) due to the acceptor impurity is as follows. A p-type crystal having a high activation rate can be manufactured by applying the present invention, which is remarkable in a wide gap semiconductor, particularly a II-VI group compound semiconductor crystal. Particularly for ZnO to which the present invention is applied in Embodiments 1 and 2, in order to fabricate a room-temperature exciton device expected for the same material, Coulomb interaction between electron and hole is screened by high-density current injection. It is necessary to realize high carrier activation efficiency so as not to be performed. Therefore, it is extremely effective to apply the manufacturing method according to the present invention to obtain a low-resistance p-type semiconductor crystal.

【0042】ZnOにおける同時ドーピングにおいて不
純物の組み合わせは複数存在するが、本発明はいずれの
不純物の組み合わせによる複合体形成に対しても同様の
効果を有する。しかし、最も効果が高く且つ不純物の断
続供給手法の適用が容易である点で、実施形態1,2で
使用したGaドナー・Nアクセプタの組み合わせが最も
好ましい。更に、アクセプタ不純物をラジカル源によっ
て活性原子状ビームとして照射する手法は、ドーピング
による欠陥生成の割合が少なく、本発明によるアクセプ
タ活性化を補償しないので好ましい。
Although there are a plurality of combinations of impurities in the simultaneous doping of ZnO, the present invention has the same effect on the formation of a complex by any combination of impurities. However, the combination of the Ga donor and N acceptor used in the first and second embodiments is most preferable in that the effect is highest and the intermittent supply method of the impurity is easily applied. Furthermore, the method of irradiating the acceptor impurity as an active atomic beam with a radical source is preferable because the rate of defect generation due to doping is small and the acceptor activation according to the present invention is not compensated.

【0043】実施形態1,2では、Nアクセプタ源とし
てN2ガスを用いたが、他にN2OガスやNO2ガスを用
いても、本発明の高効率化効果は発揮される。
In the first and second embodiments, the N 2 gas is used as the N acceptor source. However, the N 2 O gas or the NO 2 gas may be used in addition to the high efficiency effect of the present invention.

【0044】また、実施形態1,2で説明した半導体結
晶の製造方法は、バンドギャップエンジニアリングを適
用したZnMgOやZnCdOなどの混晶に対してもZ
nO同様に適用でき、ZnO結晶の製造の場合と同様の
効果を有する。
Further, the method of manufacturing a semiconductor crystal described in the first and second embodiments can be applied to a mixed crystal such as ZnMgO or ZnCdO to which band gap engineering is applied.
It can be applied similarly to nO, and has the same effect as in the case of manufacturing ZnO crystal.

【0045】また、実施形態1,2で説明した半導体結
晶の製造方法は、上述したII-VI族化合物半導体結晶の
他、III−V族化合物半導体結晶の製造にも同様に使用で
きる。この場合には、ドナー不純物としてはVI族元素
(たとえばSe,Te)あるいはIV族元素(例えばSi)
を、アクセプタ不純物としてはII族元素(例えばBe,
Mg,Zn,Cd)を用いればよい。
The method for manufacturing a semiconductor crystal described in the first and second embodiments can be similarly used for manufacturing a III-V group compound semiconductor crystal in addition to the above-described II-VI group compound semiconductor crystal. In this case, as a donor impurity, a group VI element (for example, Se, Te) or a group IV element (for example, Si)
And a group II element (eg, Be,
Mg, Zn, Cd) may be used.

【0046】上記実施形態1あるいは2による方法によ
って製造されたZnO系のp型半導体は高いアクセプタ
濃度を有するため抵抗が低く、したがって、ZnO系の
n型半導体と組み合わせることにより、発光効率が高く
消費電力の小さい発光デバイスを提供することができ
る。図8は、そのような発光デバイスの一例の概略を示
したものであり、同図において、21はn型ZnO層、
22はp型ZnO層である。p型ZnO層22における
Nドーピング濃度とGaドーピング濃度との割合は2:
1となっている。層21,22を構成する半導体として
は、上記説明から明らかなように、ZnO以外に、Zn
MgOやZnCdOを使用できる。
The ZnO-based p-type semiconductor manufactured by the method according to the first or second embodiment has a high acceptor concentration and thus low resistance. Therefore, when combined with a ZnO-based n-type semiconductor, the luminous efficiency is high and the consumption is high. A light-emitting device with low power can be provided. FIG. 8 schematically shows an example of such a light emitting device. In FIG. 8, reference numeral 21 denotes an n-type ZnO layer;
22 is a p-type ZnO layer. The ratio between the N doping concentration and the Ga doping concentration in the p-type ZnO layer 22 is 2:
It is 1. As a semiconductor constituting the layers 21 and 22, as is clear from the above description, in addition to ZnO, Zn
MgO or ZnCdO can be used.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上において説明したように、本発明の
p型半導体結晶の製造方法によれば、ドナー・アクセプ
タ同時ドーピング法におけるアクセプタ不純物の活性化
率が向上するので、高濃度で均一ドーピングされた低抵
抗のp型半導体結晶が得られる。また、本発明の製造方
法に分子線エピタキシー法、とりわけレーザ分子線エピ
タキシー法を使用することにより、不純物の断続的供給
を極めて急峻に制御することが可能となり、他の結晶成
長方法に比べて活性化率の高いp型半導体結晶が得られ
る。
As described above, according to the present invention,
According to the method for manufacturing a p-type semiconductor crystal, the activation rate of acceptor impurities in the donor / acceptor simultaneous doping method is improved, so that a high-resistance, uniformly doped, low-resistance p-type semiconductor crystal can be obtained. Further, by using the molecular beam epitaxy method, particularly the laser molecular beam epitaxy method, in the manufacturing method of the present invention, it becomes possible to control the intermittent supply of impurities extremely steeply, and it is possible to increase the activity compared to other crystal growth methods. A p-type semiconductor crystal having a high conversion ratio can be obtained.

【0048】これまで十分なアクセプタ活性化率が得ら
れなかったII-VI族元素化合物半導体結晶、とりわけZ
nOについては、高濃度で低抵抗のp型半導体結晶を得
るために本発明による製造方法を適用することは極めて
効果的である。このことにより、同材料を用いてしか実
現し得ない室温励起子デバイスについても作製が容易と
なる。
A group II-VI element compound semiconductor crystal in which a sufficient acceptor activation rate has not been obtained, especially Z
As for nO, it is extremely effective to apply the manufacturing method according to the present invention to obtain a high-concentration and low-resistance p-type semiconductor crystal. This facilitates fabrication of a room-temperature exciton device that can only be realized using the same material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態において用いたレーザ分子
線エピタキシー装置の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a laser molecular beam epitaxy apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態1における結晶成長時の原
料供給シーケンスである。
FIG. 2 is a raw material supply sequence during crystal growth according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 Ga23添加ZnO焼結体ターゲットについ
て、アブレーション比とGaドーピング濃度との関係を
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between ablation ratio and Ga doping concentration for a Ga 2 O 3 added ZnO sintered body target.

【図4】 本発明の実施形態において、Nドーピング濃
度の基板温度依存性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a substrate temperature dependence of an N doping concentration in an embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施形態および比較例において、N
ドーピング濃度と正孔キャリア濃度との関係を示すグラ
フである。
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention and a comparative example.
4 is a graph showing a relationship between a doping concentration and a hole carrier concentration.

【図6】 本発明の実施形態2における結晶成長時の原
料供給シーケンスである。
FIG. 6 is a raw material supply sequence during crystal growth in Embodiment 2 of the present invention.

【図7】 II-VI族化合物半導体に同時ドーピングを適
用した場合の結晶構造モデルである。
FIG. 7 is a crystal structure model when co-doping is applied to a II-VI group compound semiconductor.

【図8】 n型半導体結晶と本発明の方法を用いて作製
したp型半導体結晶とからなる発光デバイスの概略断面
図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a light-emitting device including an n-type semiconductor crystal and a p-type semiconductor crystal manufactured using the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成長室 2 基板ホルダー 3 基板 4 ヒーター(Nd:YAGレーザ) 5 ターゲットテーブル 6 原料ターゲット 7 ビューポート 8 パルスレーザ光 9 ラジカル源 10 ガス導入管 11 ガス導入管 21 p型ZnO層 22 n型ZnO層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Growth chamber 2 Substrate holder 3 Substrate 4 Heater (Nd: YAG laser) 5 Target table 6 Raw material target 7 Viewport 8 Pulsed laser beam 9 Radical source 10 Gas introduction tube 11 Gas introduction tube 21 p-type ZnO layer 22 n-type ZnO layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 雅司 神奈川県横浜市港南区日野6−11−7− 303 Fターム(参考) 4G077 AA03 BB07 DA03 DA05 EB01 EB02 ED06 HA02 5F041 AA03 AA24 CA41 CA43 CA66 CA67 5F045 AA05 AB22 AC19 AF09 BB04 BB05 BB12 CA10 DA58 5F103 AA04 BB08 BB23 BB42 DD30 GG01 HH03 HH04 HH08 JJ01 JJ03 KK10 LL02 RR05 RR10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masashi Kawasaki 6-11-7-303 Hino, Konan-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term (reference) 4G077 AA03 BB07 DA03 DA05 EB01 EB02 ED06 HA02 5F041 AA03 AA24 CA41 CA43 CA66 CA67 5F045 AA05 AB22 AC19 AF09 BB04 BB05 BB12 CA10 DA58 5F103 AA04 BB08 BB23 BB42 DD30 GG01 HH03 HH04 HH08 JJ01 JJ03 KK10 LL02 RR05 RR10

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体結晶にドナー・アクセプタ同時ド
ーピングを行ってp型半導体結晶を製造する方法におい
て、 上記p型半導体結晶の製造過程において、上記半導体結
晶にドナー不純物を断続的に供給することを特徴とする
p型半導体結晶の製造方法。
1. A method of manufacturing a p-type semiconductor crystal by simultaneously doping a donor and an acceptor into a semiconductor crystal, comprising: intermittently supplying a donor impurity to the semiconductor crystal in the process of manufacturing the p-type semiconductor crystal. Feature
A method for manufacturing a p-type semiconductor crystal.
【請求項2】 請求項1に記載のp型半導体結晶の製造
方法において、前記アクセプタ不純物を前記ドナー不純
物の供給周期と同期させて断続的に上記半導体結晶に供
給することを特徴とするp型半導体結晶の製造方法。
2. The p-type semiconductor crystal manufacturing method according to claim 1, wherein said acceptor impurity is intermittently supplied to said semiconductor crystal in synchronization with a supply cycle of said donor impurity. A method for manufacturing a semiconductor crystal.
【請求項3】 請求項1または2に記載記載のp型半導
体結晶の製造方法において、前記ドナー不純物の供給周
期は、前記半導体結晶の単位分子層成長時間よりも短い
ことを特徴とするp型半導体結晶の製造方法。
3. The method of manufacturing a p-type semiconductor crystal according to claim 1, wherein a supply cycle of the donor impurity is shorter than a unit molecular layer growth time of the semiconductor crystal. A method for manufacturing a semiconductor crystal.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1つに記載のp
型半導体結晶の製造方法において、前記半導体結晶がII
族およびVI族元素から成る化合物半導体であることを特
徴とするp型半導体結晶の製造方法。
4. The p according to claim 1, wherein
In the method for producing a type semiconductor crystal, the semiconductor crystal may be II
A method for producing a p-type semiconductor crystal, characterized by being a compound semiconductor comprising Group III and Group VI elements.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1つに記載のp
型半導体結晶の製造方法において、分子線エピタキシー
法を用いて結晶成長を行うことを特徴とするp型半導体
結晶の製造方法。
5. The p according to claim 1, wherein
A method for producing a p-type semiconductor crystal, comprising: performing crystal growth using a molecular beam epitaxy method.
【請求項6】 請求項5記載のp型半導体結晶の製造方
法において、前記分子線エピタキシー法がレーザ分子線
エピタキシー法であることを特徴とするp型半導体結晶
の製造方法。
6. The method for producing a p-type semiconductor crystal according to claim 5, wherein said molecular beam epitaxy method is a laser molecular beam epitaxy method.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1つに記載のp
型半導体結晶の製造方法において、前記半導体結晶が酸
化亜鉛系の半導体結晶であることを特徴とするp型半導
体結晶の製造方法。
7. The p according to any one of claims 1 to 6,
A method of manufacturing a p-type semiconductor crystal, wherein the semiconductor crystal is a zinc oxide-based semiconductor crystal.
【請求項8】 請求項7記載のp型半導体結晶の製造方
法において、アクセプタ不純物が窒素であり、ドナー不
純物がガリウムであることを特徴とするp型半導体結晶
の製造方法。
8. The method for manufacturing a p-type semiconductor crystal according to claim 7, wherein the acceptor impurity is nitrogen and the donor impurity is gallium.
【請求項9】 請求項7または8記載のp型半導体結晶
の製造方法において、アクセプタ不純物のドーピング
は、電磁波によってプラズマ化された活性原子を結晶成
長表面に照射することを特徴とするp型半導体結晶の製
造方法。
9. The method of manufacturing a p-type semiconductor crystal according to claim 7, wherein the doping of the acceptor impurity includes irradiating the crystal growth surface with active atoms converted into plasma by an electromagnetic wave. Method for producing crystals.
【請求項10】 酸化亜鉛系p型半導体結晶層と、酸化
亜鉛系n型半導体結晶層とが積層されたことを特徴とす
る発光デバイス。
10. A light-emitting device comprising a zinc oxide-based p-type semiconductor crystal layer and a zinc oxide-based n-type semiconductor crystal layer.
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