JP3260001B2 - Semiconductor element - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は炭素を構成元素の一つと
する半導体層を用いた半導体素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device using a semiconductor layer containing carbon as a constituent element.
【0002】[0002]
【従来の技術】炭素を構成元素の一つとするIV族半導
体、特に炭化珪素(SiC)は2.2 〜3.2eV までの広い
禁制帯幅を持ち可視LED 、高電圧かつ高速用のスイッチ
ング素子に応用が期待されている。特に可視LED の分野
においては、pn接合型で青色の発光ができるため実用
レベルのLED の開発が行われている。2. Description of the Related Art Group IV semiconductors containing carbon as one of the constituent elements, especially silicon carbide (SiC), have a wide bandgap of 2.2 to 3.2 eV and are applicable to visible LEDs, high voltage and high speed switching elements. Expected. Particularly in the field of visible LED, a pn junction type LED capable of emitting blue light is being developed for practical use.
【0003】SiCのバンド構造は間接遷移型であるた
め、発光にはフォノンの吸収、放出を伴わなければなら
ない。このためバンド間発光遷移確率は非常に低く、従
来LED として使用するためには、ドナー(D)、アクセ
プター(A)間の遷移を使用するという方法が取られて
いた。しかしながら、この様な素子は、D、Aが占める
格子位置の距離の差によって、発光する光の波長が異な
るといった特徴をもっている。即ち、LED に於いては発
光が広い波長領域に広がるため、色調が悪くなるといっ
た欠点がある。また、DAペアー発光はLED に流す電流
の大きさにより、発光ピーク波長が異なり、電流の大き
さによって色が変化するという問題があった。このこと
はフルカラーのLED 表示素子の表示特性の劣化につなが
り大きな問題となっている。Since the band structure of SiC is an indirect transition type, light emission must be accompanied by absorption and emission of phonons. For this reason, the inter-band emission transition probability is very low, and a conventional method of using a transition between a donor (D) and an acceptor (A) has been adopted for use as an LED. However, such an element is characterized in that the wavelength of emitted light varies depending on the difference in the distance between the lattice positions occupied by D and A. That is, the LED has a drawback that the color tone is deteriorated because light emission is spread over a wide wavelength range. Also, DA pair emission has a problem that the emission peak wavelength varies depending on the magnitude of the current flowing through the LED, and the color changes depending on the magnitude of the current. This leads to deterioration of the display characteristics of the full-color LED display element, which is a serious problem.
【0004】また、SiCは広禁制帯幅であるため、導
電型決定不純物のレベルが深く、例えばSiC中のNは
100meV近くある。このため、ドナー不純物としてNをド
ーピングした場合、不純物濃度に対し、キャリアの活性
化率は低く、10%程度しか活性化しない。従って、n層
の高キャリア濃度の結晶を成長するには、ドーピングす
る不純物濃度をキャリア濃度よりも1桁以上高くする必
要がある。また、アクセプター不純物のAlはSiC中
において活性化エネルギーは200meVもある為、活性化率
は1%近くしかない。従って、p層の高キャリア濃度の結
晶を成長するには、ドーピングする不純物濃度をキャリ
ア濃度よりも2桁以上高くする必要がある。このため、
高キャリア濃度のn層或いはp層の結晶を得ようとする
と、余分の欠陥が発生し、この欠陥が電気的、光学的性
質が非常に低下するという要因になっていた。このよう
な欠点を補完するドーピング法としてp層を得るには複
合中心を使って浅いレベルを形成しようという試みがあ
るがドーパントの選択が容易でないという問題があっ
た。Further, since SiC has a wide bandgap, the level of impurities determining the conductivity type is deep. For example, N in SiC is
It is close to 100meV. Therefore, when N is doped as a donor impurity, the carrier activation rate is low with respect to the impurity concentration, and only about 10% is activated. Therefore, in order to grow an n-layer crystal with a high carrier concentration, the concentration of the impurity to be doped needs to be at least one digit higher than the carrier concentration. Further, the activation energy of Al as an acceptor impurity is as high as 200 meV in SiC, so that the activation rate is only about 1%. Therefore, in order to grow a crystal having a high carrier concentration in the p-layer, the concentration of the impurity to be doped needs to be higher than the carrier concentration by two digits or more. For this reason,
If an attempt is made to obtain an n-layer or p-layer crystal having a high carrier concentration, extra defects are generated, and these defects cause the electrical and optical properties to be extremely deteriorated. As a doping method for compensating for such a drawback, there is an attempt to form a shallow level using a complex center in order to obtain a p-layer, but there has been a problem that selection of a dopant is not easy.
【0005】また、従来、ジャーナル・オブ・ザ・エレ
クトロケミカル・ソサイアティー、111 、pp805(1964)
で報告されているようにCrを主成分とした溶媒からの
成長では、p型層、n型層が得られていた。しかし、結
晶中にドーピングのレベルを越える大量のCrが取り込
まれていると考えられ、結晶性を低下させていた。この
ため、キャリア濃度は高いのに、抵抗率は低くなく、実
用性にかけるものであった。[0005] Conventionally, Journal of the Electrochemical Society, 111, pp805 (1964)
As described above, p-type layers and n-type layers were obtained by growth from a solvent containing Cr as a main component. However, it is considered that a large amount of Cr exceeding the doping level is incorporated in the crystal, and the crystallinity is reduced. For this reason, although the carrier concentration is high, the resistivity is not low, and the method is put to practical use.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の炭素を構成元素の一つとする半導体素子においては、
低抵抗で良好なn型層或いはp型層の半導体層を得るこ
とができず発熱による素子の劣化、外部量子効率の低下
を招くという問題点があった。特に従来のSiC発光素
子では、発光ピーク波長が広がることによる色調の劣
化、電流の大きさにより発光波長が変わるため、色が変
化してしまうという問題点があった。また低抵抗なp型
層或いはn型層を形成できないため、炭化珪素LED の発
光領域は電極近くに限られており、電極により光が遮断
され光の取り出し効率が悪くなるといった問題点があっ
た。As described above, in a conventional semiconductor device in which carbon is one of the constituent elements,
There was a problem that a good n-type or p-type semiconductor layer with low resistance could not be obtained, resulting in deterioration of the device due to heat generation and reduction in external quantum efficiency. Particularly, in the conventional SiC light emitting device, there is a problem that the color tone changes due to deterioration of the color tone due to the spread of the emission peak wavelength and the emission wavelength changes depending on the magnitude of the current. In addition, since a low-resistance p-type layer or n-type layer cannot be formed, the light emitting region of the silicon carbide LED is limited to the vicinity of the electrode, and there is a problem in that light is cut off by the electrode and light extraction efficiency is deteriorated. .
【0007】そこで、本発明は、上記した問題点を解決
し、高キヤリア濃度で低抵抗なn型層或いはp型層を有
する炭素を構成元素の一つとする半導体素子を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a semiconductor element in which carbon having one of n-type and p-type layers with high carrier concentration and low resistance is one of the constituent elements. I do.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明による半導体素子は、炭素を構成元素の
一つとする第1導電型の半導体層と、この第1導電型の
半導体層上に形成され炭素を構成元素の一つとする第2
導電型の半導体層とを具備し、前記第1導電型及び第2
導電型の半導体層のうち少なくとも一方の前記半導体層
にVIa 族元素がドーピングされていることを特徴とする
ものである。In order to achieve the above object, a semiconductor device according to a first aspect of the present invention includes a semiconductor layer of a first conductivity type having carbon as one of constituent elements, and a semiconductor layer of the first conductivity type. The second formed on the layer and having carbon as one of the constituent elements
A semiconductor layer of a conductivity type, wherein the first conductivity type and the second
At least one of the conductive semiconductor layers is doped with a group VIa element.
【0009】第2の発明による半導体素子は、VIa 族元
素がドーピングされ炭素を構成元素の一つとするn型の
半導体層と、前記n型の半導体層表面に形成された金属
層とを具備することを特徴とするものである。A semiconductor device according to a second aspect of the present invention comprises an n-type semiconductor layer doped with a group VIa element and having carbon as one of the constituent elements, and a metal layer formed on the surface of the n-type semiconductor layer. It is characterized by the following.
【0010】第3の発明による半導体素子は、炭素を構
成元素の一つとする第1導電型の半導体層と、この第1
導電型の半導体層上に形成され炭素を構成元素の一つと
する第2導電体型の半導体層とを具備し、前記第1導電
型の半導体層はV族元素またはIII 族元素とVIa 族元素
とが共に添加されていることを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a first conductivity type semiconductor layer containing carbon as one of constituent elements;
A second conductive type semiconductor layer formed on the conductive type semiconductor layer and having carbon as one of the constituent elements, wherein the first conductive type semiconductor layer comprises a group V element or a group III element and a group VIa element. Are added together.
【0011】第4の発明による半導体素子は、V族元素
またはIII 族元素とVIa 族元素とが共に添加され炭素を
構成元素の一つとする半導体層と、前記半導体層上に形
成された金属層とを具備することを特徴とするものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising a semiconductor layer in which a group V element or a group III element and a group VIa element are added together and carbon is one of the constituent elements, and a metal layer formed on the semiconductor layer. And characterized in that:
【0012】第3或いは第4の発明において、前記半導
体層にVIa 族元素及びIII 族元素を共に添加した場合、
該半導体層は良好なp型導電性を示す。また、第3或い
は第4の発明において、前記半導体層にVIa 族元素及び
V族元素を共に添加した場合、該半導体層は良好なn型
導電性を示す。In the third or fourth invention, when both a group VIa element and a group III element are added to the semiconductor layer,
The semiconductor layer shows good p-type conductivity. Further, in the third or fourth invention, when both a group VIa element and a group V element are added to the semiconductor layer, the semiconductor layer exhibits good n-type conductivity.
【0013】本発明において、VIa 族元素としてCr、
Mo、W等が挙げられる。また、III 族元素としてB、
Al、Ga、In等が挙げられる。また、V族元素とし
てN、P、As等が挙げられる。In the present invention, Cr as a group VIa element,
Mo, W, and the like. In addition, B as a group III element,
Al, Ga, In and the like can be mentioned. In addition, N, P, As, and the like can be given as Group V elements.
【0014】第1或いは第3の発明において、第1導電
型及び第2導電型の半導体層の間にi型導電型半導体層
や絶縁層などの層を挟むことができる。第2或いは第3
の発明において、良好なショットキー特性やオーミック
特性を有する半導体素子を提供できる。In the first or third aspect, a layer such as an i-type conductive semiconductor layer or an insulating layer may be interposed between the first conductive type and the second conductive type semiconductor layers. Second or third
According to the invention, a semiconductor element having good Schottky characteristics and ohmic characteristics can be provided.
【0015】本発明でいうVIa 元素のドーピング量とし
てはVIa 元素が格子点以外に入り込み転位、多結晶化の
発生を防ぐことを考えると5×1019/cm3 以下が望
ましい。The doping amount of the VIa element in the present invention is desirably 5 × 10 19 / cm 3 or less in consideration of the fact that the VIa element enters other than the lattice points to prevent dislocation and polycrystallization.
【0016】[0016]
【作用】本発明者らは、SiC、ダイアモンド等の炭素
を含むIV族半導体結晶成長の研究を進めた結果、Cr、
Mo、W等のVIa 族元素を添加した場合に、1020/cm3
のキャリア濃度であっても、結晶中の光吸収が余り増加
しない事、発光色の色調の劣化がみられない事、電流の
大きさによる波長のシフトがない事を見いだした。従
来、SiではVIa 族元素は添加されても深いレベルしか
できないため、添加不純物としては適したものではなか
った。しかし、本発明者の研究から、SiC、ダイヤモ
ンド等の炭素を構成物質の一つとする半導体では、これ
らの不純物は、浅いレベルをつくることが分かった。ま
た、SiC、ダイアモンド膜は作成時に大気の影響を受
け易い事が分かっている。従って炭素を構成元素の一つ
とするIV族半導体層中でVIa 族元素は大気成分(窒素、
酸素)または炭素との複合中心を形成し、浅いレベルを
形成していることが推定できる。The present inventors have conducted research on the growth of group IV semiconductor crystals containing carbon such as SiC and diamond, and found that Cr,
When a group VIa element such as Mo or W is added, 10 20 / cm 3
It was found that even at a carrier concentration of, the light absorption in the crystal did not increase so much, the color tone of the emitted light did not deteriorate, and there was no wavelength shift due to the magnitude of the current. Heretofore, Si has not been suitable as an added impurity since a group VIa element can be formed only at a deep level even when added. However, from the research of the present inventor, it has been found that in a semiconductor such as SiC and diamond in which carbon is one of the constituent substances, these impurities form a shallow level. Also, it has been found that SiC and diamond films are easily affected by the atmosphere at the time of preparation. Therefore, in the group IV semiconductor layer in which carbon is one of the constituent elements, the group VIa element is an atmospheric component (nitrogen,
It can be presumed that a complex center with oxygen or carbon is formed and a shallow level is formed.
【0017】このことから、LED においては高いバンド
間光遷移確率を示し高い発光効率を得ることができ、ま
た、ドナーとして活性化率が格段に高いので低不純物濃
度で高キャリア濃度を実現できる。[0017] From the above, in the LED, a high inter-band light transition probability is exhibited and a high luminous efficiency can be obtained. Further, since the activation rate as the donor is remarkably high, a high carrier concentration can be realized with a low impurity concentration.
【0018】また、液相法において、p層をSi溶媒の
成長時にCr、Mo、W等のVIa 族元素を添加した場合
に強いp型層が得られることが分かった。更に、n層を
Si溶媒の成長時にCr、Mo、W等のVIa 族元素を添
加した場合に強いn型層が得られることも分かった。本
発明者の研究から、SiC、ダイヤモンド等の炭素を構
成物質の一つとする半導体では、VIa 族元素とIII 族元
素或いはVIa 族元素とV族元素を同時に添加すると、VI
a 族元素は浅いレベルをつくることが分かった。また、
不純物分析結果からVIa 族元素は非常に局所的に取り込
まれており、このように分布した不純物が電気的特性を
よくしているとは考えにくいことから、VIa 族元素は欠
陥の中性化を行うか、成長時に触媒的な働きをしている
ことによると考えられる。Further, it has been found that in the liquid phase method, a strong p-type layer can be obtained when a group VIa element such as Cr, Mo or W is added to the p-layer during the growth of the Si solvent. Furthermore, it was also found that a strong n-type layer can be obtained when a group VIa element such as Cr, Mo, W or the like is added to the n layer during the growth of the Si solvent. According to the research by the present inventors, in semiconductors containing carbon as one of the constituent materials, such as SiC and diamond, when a group VIa element and a group III element or a group VIa element and a group V element are added simultaneously, VI
Group a elements were found to produce shallow levels. Also,
From the results of the impurity analysis, the group VIa element is very locally incorporated, and it is unlikely that the impurities distributed in this way improve the electrical characteristics. This is probably due to the fact that it does so or acts as a catalyst during growth.
【0019】[0019]
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1
(a)〜(d)において本発明の第1の実施例であるS
iC:Cr発光ダイオードの作成方法を説明する。成長
方法としては液相成長法(LPE)を用いた。本実施例
では第1導電型としてn型、第2導電型としてp型を用
い、n型SiC層にドナーとしてVIa 族元素であるCr
を1×1019/cm3 ドーピングした。Embodiments of the present invention will be described below. FIG.
In (a) to (d), the first embodiment of the present invention, S
A method for forming an iC: Cr light emitting diode will be described. As a growth method, a liquid phase growth method (LPE) was used. In this embodiment, n-type is used as the first conductivity type and p-type is used as the second conductivity type.
Was doped at 1 × 10 19 / cm 3 .
【0020】まず、(0001)面を主面として切り出
したn型6HSiC基板11にLPE法で、VIa 族元素
であるCrをドーピングし、本実施例においては青色の
発光を得るために発光中心としてAlをごくわずかドー
ピングした炭素を構成元素の一つとするIV族半導体であ
るn型SiC層12を10μm成長する。その後、ドナ
ーとしてAlをドーピングした炭素を構成元素とするIV
族半導体であるp型SiC層13を10μm程度成長す
る(図1a)。First, the n-type 6HSiC substrate 11 cut out with the (0001) plane as the main surface is doped with Cr, which is a Group VIa element, by the LPE method. An n-type SiC layer 12, which is a group IV semiconductor having carbon as one of the constituent elements, which is very slightly doped with Al, is grown to a thickness of 10 μm. Then, IV containing carbon doped with Al as a constituent element
A p-type SiC layer 13, which is a group semiconductor, is grown to a thickness of about 10 μm (FIG. 1A).
【0021】次に、裏面に成長したn型SiC層12、
p型SiC層13を研磨して除去し、更にCrをドーピ
ングした炭素を構成元素の一つとするIV族半導体である
高濃度n型SiC層14を2μm成長する(図1b)。Next, the n-type SiC layer 12 grown on the back surface,
The p-type SiC layer 13 is polished and removed, and a high-concentration n-type SiC layer 14, which is a group IV semiconductor containing Cr-doped carbon as one of the constituent elements, is grown to 2 μm (FIG. 1b).
【0022】更に、表面に付着した高濃度n型SiC層
14を、研磨除去し、p型層を露出させる(図1c)。
その後、p型SiC層13の上には下からTi/Al電
極15を順次蒸着し、n層側には、Ni16を蒸着し、
電極パターンを形成した後、1000℃で2分熱処理を行い
オーミックコンタクトをとる(図1d)。Crドープの
n型SiC層12/p型SiC層13が第1の発明に係
る構成で、Crドープのn型SiC層14/Ni16が
第2の発明に係る構成である。Further, the high-concentration n-type SiC layer 14 attached to the surface is polished and removed to expose the p-type layer (FIG. 1c).
Thereafter, a Ti / Al electrode 15 is sequentially deposited on the p-type SiC layer 13 from below, and Ni16 is deposited on the n-layer side,
After forming the electrode pattern, heat treatment is performed at 1000 ° C. for 2 minutes to obtain an ohmic contact (FIG. 1D). The Cr-doped n-type SiC layer 12 / p-type SiC layer 13 has a configuration according to the first invention, and the Cr-doped n-type SiC layer 14 / Ni16 has a configuration according to the second invention.
【0023】図2は本実施例と、本実施例においてCr
を添加せずドナーとしてNを添加した比較例のLED の発
光スペクトルを示す。実線で表されているのが本実施例
によるもので破線が比較例のものである。FIG. 2 shows the present embodiment and the Cr in this embodiment.
5 shows an emission spectrum of an LED of a comparative example in which N was added as a donor without adding Nb. The solid line shows the result of the present embodiment, and the broken line shows the result of the comparative example.
【0024】比較例では、470nm 付近の発光とその長波
長側に幅の広い、発光が存在する。このため視覚的には
かなり白っぽい青色発光となる。しかし、本実施例のLE
D では460nm 付近の発光が強く、またそれより、短波長
側に強い発光ピーク21が得られ比較例より視覚的に良
い青色発光を示した。また、電流の強度を変えて光の色
を見たところ、比較例のものは破線全体が電流の強度に
よって前後にシフトしその色も大きく変化したが、本実
施例によるものは電流の強度を変化させても発光ピーク
21は前後にシフトせず、全体の色の変化もほとんど観
測されなかった。また、本実施例によるものは電流の強
さによって発光強度が制御できた。In the comparative example, there is light emission near 470 nm and light emission having a wide width on the longer wavelength side. For this reason, visually blue light emission is obtained. However, in this embodiment, the LE
In D, light emission near 460 nm was strong, and a strong light emission peak 21 was obtained on the shorter wavelength side, showing blue light emission that was visually better than the comparative example. In addition, when the color of light was observed by changing the intensity of the current, in the comparative example, the entire broken line was shifted back and forth by the intensity of the current, and the color also changed greatly. Even when it was changed, the emission peak 21 did not shift back and forth, and almost no change in overall color was observed. In the case of this example, the light emission intensity could be controlled by the intensity of the current.
【0025】図3に本実施例によるLED と比較例による
LED のエピタキシャル成長層における波長と透過率の関
係を示す。実線が本実施例を表し、破線が比較例を表し
ている。共に1019/cm3 のキャリア濃度となるように本
実施例ではCrを、比較例にはNをドーピングした。FIG. 3 shows an LED according to the present embodiment and a comparative example.
The relationship between wavelength and transmittance in the epitaxial growth layer of LED is shown. The solid line represents this embodiment, and the broken line represents a comparative example. In this example, Cr was doped, and in the comparative example, N was doped so that both had a carrier concentration of 10 19 / cm 3 .
【0026】比較例によるLED は不純物濃度が高く不純
物であるNの濃度は1×1020と高いが、本実施例による
ものは不純物であるCrの濃度は1×1019と1桁低い。
Crはほぼ100パーセントの活性化率を示している。The LED according to the comparative example has a high impurity concentration and the concentration of N as an impurity is as high as 1 × 10 20 , but the LED according to the present embodiment has a concentration of Cr as an impurity as low as 1 × 10 19, which is one digit lower.
Cr shows an activation rate of almost 100%.
【0027】また、比較例では膜の色が緑色がかり特に
青色領域と赤色領域において光の吸収が大きかった。一
方本実施例によるものはグラフからも分かるとおり比較
例と比べると概ね2倍の透過率を示した。このことから
も発光効率が格段に向上している事が分かる。Further, in the comparative example, the color of the film was greenish and light absorption was large particularly in the blue region and the red region. On the other hand, the one according to the present example showed almost twice the transmittance as compared with the comparative example as can be seen from the graph. This also indicates that the luminous efficiency is significantly improved.
【0028】図4に本発明と比較例の電圧・電流特性を
示す。実線が本実施例を表し、破線が比較例を表してい
る。比較例ではn型基板と電極との間の接触抵抗が高い
為、ダイオードは立ち上がり電圧が高く、また、立ち上
がり電圧以上でも、電流の増加特性が悪かった。この抵
抗はダイオード内での発熱要因となり、実用上、あまり
高い電流で使用することができない。また、比較例によ
るものは高抵抗であるため大きな電力損失要因となり、
外部量子効率を低下させる要因となっていた。一方本実
施例によるものは理想的なダイオード特性を示し、低抵
抗な電極が実現できたことを示している。本実施例によ
るものは比較例に対して1桁抵抗値が低くなった。ま
た、第2の発明に係るn型に対する電極に関してはCr
ドープ層を用いることによってオーミック性を改良する
ことができ、熱処理を必要としないでオーミック電極を
形成することもできる。FIG. 4 shows voltage / current characteristics of the present invention and a comparative example. The solid line represents this embodiment, and the broken line represents a comparative example. In the comparative example, since the contact resistance between the n-type substrate and the electrode was high, the diode had a high rising voltage, and the current increasing characteristics were poor even at a rising voltage or higher. This resistance causes heat generation in the diode, and cannot be used with a very high current in practical use. In addition, the one according to the comparative example has a high resistance and causes a large power loss,
This is a factor that lowers the external quantum efficiency. On the other hand, the device according to the present example shows ideal diode characteristics, indicating that a low-resistance electrode was realized. The resistance according to the present example was lower by one digit than that of the comparative example. Further, regarding the electrode for the n-type according to the second invention,
By using a doped layer, the ohmic properties can be improved, and an ohmic electrode can be formed without requiring heat treatment.
【0029】次に、LPE法を用いて、Crをドーピン
グしたn型SiC層を成長させ、その仕込量とキャリア
濃度の関係を測定した。図5は本実施例のドナーとして
Crを用いてn型SiC層を成長させたときと、比較例
としてドーパントにSi 3N4 を用いてNをドーピング
したときの仕込量とキャリア濃度との関係を示したもの
である。実線が本実施例を表し、破線が比較例を表して
いる。Next, an n-type SiC layer doped with Cr was grown by the LPE method, and the relationship between the charged amount and the carrier concentration was measured. FIG. 5 shows the relationship between the charged amount and the carrier concentration when an n-type SiC layer was grown using Cr as a donor in the present example and when N was doped using Si 3 N 4 as a dopant as a comparative example. It is shown. The solid line represents this embodiment, and the broken line represents a comparative example.
【0030】比較例ではSi 3N4 を僅か0.3wt%いれた
だけでキャリア濃度は1020/cm 3 近くまで上昇する。こ
のため、Si 3N4 を添加物として用いると低いキャリ
ア濃度のエピ層を作るためには添加物の量が少なくなり
秤量が難しく1018/cm3 〜1017/cm3 の制御を行うこと
が非常に困難であった。これに対してCrを用いるとS
iC層に取り込まれる率は低いがドナーとして活性化す
る率は高いのでキャリア濃度の制御も比較的簡単にでき
る。In the comparative example, the carrier concentration rises to about 10 20 / cm 3 by adding only 0.3 wt% of Si 3 N 4 . Therefore, when Si 3 N 4 is used as an additive, in order to form an epi layer having a low carrier concentration, the amount of the additive is reduced and weighing is difficult, so that control is performed at 10 18 / cm 3 to 10 17 / cm 3. Was very difficult. On the other hand, when Cr is used, S
Although the rate of incorporation into the iC layer is low, the rate of activation as a donor is high, so that control of the carrier concentration can be relatively easily performed.
【0031】図6は本発明の第2の実施例であるLED の
断面図である。本実施例では第1導電型としてn型、第
2導電型としてp型を用い、n型SiC層はVIa 族元素
であるCrをドナーとしてドープした。FIG. 6 is a sectional view of an LED according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type is used as the first conductivity type and p-type is used as the second conductivity type, and the n-type SiC layer is doped with Cr as a VIa group element as a donor.
【0032】p型SiC基板61上に1×1019/cm
3 Crドープn型SiC層62、Crドープ高濃度n型
SiC層63を順次成長したものである。64はNi電
極、65はTi/Al電極で熱処理によってオーミック
コンタクトがとられている。p型SiC基板61/Cr
ドープn型SiC層62が第1の発明に係る構成で、n
型SiC層63/Ni電極64が第2の発明に係る構成
である。本実施例においても第1の実施例と同様の効果
を奏する。1 × 10 19 / cm on p-type SiC substrate 61
A 3Cr-doped n-type SiC layer 62 and a Cr-doped high-concentration n-type SiC layer 63 are sequentially grown. 64 is a Ni electrode, 65 is a Ti / Al electrode, and an ohmic contact is made by heat treatment. p-type SiC substrate 61 / Cr
The doped n-type SiC layer 62 has the structure according to the first invention,
The type SiC layer 63 / Ni electrode 64 has a configuration according to the second invention. In this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
【0033】図7は本発明の第3の実施例であるダイア
モンド発光素子である、p型ダイアモンド基板71上に
熱フィラメントCVD法によりCrドープn型ダイアモ
ンド膜72を成長させる。Crは原料ガスの上流側にお
いた固体を加熱することによりドーピングする。n側電
極として白金ペースト73、p側電極として銀ペースト
74を使用し熱処理によってオーミックコンタクトをと
る。発光層であるn型ダイアモンド膜72中にドナーと
してCrを導入することにより、従来困難であったn型
ダイアモンド層の作成が容易になり、発光効率が高くな
ることが確認された。また、本実施例においても第1の
実施例と同様の効果を示す。FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention, in which a Cr-doped n-type diamond film 72 is grown on a p-type diamond substrate 71 by a hot filament CVD method. Cr is doped by heating a solid placed upstream of the source gas. Ohmic contacts are made by heat treatment using platinum paste 73 as the n-side electrode and silver paste 74 as the p-side electrode. It was confirmed that the introduction of Cr as a donor into the n-type diamond film 72 as the light-emitting layer facilitated the formation of the n-type diamond layer, which was conventionally difficult, and increased the luminous efficiency. In addition, this embodiment also has the same effect as the first embodiment.
【0034】図8は本発明の第4の実施例であるSiC
を用いて作成したMOS 型のトランジスタである。図にお
いて81はGaを含むp型のSiC基板である。82は
この基板81にAs及びCrをイオン注入する事により
作成したn型のSiC層である。このような構造にSi
O2 膜83を周知のCVD法を用いて積層する。84は
Al膜で本トランジスタにおいてゲート電極となる。8
5はCr膜でn型SiC82に対するオーミック電極を
形成している。このような構造のpチャネル型トランジ
スタに対してその特性を調べたところソース電極、ドレ
イン電極における電気抵抗が低く抑えられスイッチング
スピード及び消費電力はCrをドープしないものと比べ
て格段に向上した。この様に本発明はLED 以外に各種半
導体装置のオーミック電極形成層としても使用する事が
できる。FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention.
This is a MOS transistor made using In the figure, reference numeral 81 denotes a p-type SiC substrate containing Ga. Reference numeral 82 denotes an n-type SiC layer formed by ion-implanting As and Cr into the substrate 81. In such a structure,
An O 2 film 83 is laminated using a known CVD method. Reference numeral 84 denotes an Al film which will be a gate electrode in the present transistor. 8
Reference numeral 5 denotes a Cr film which forms an ohmic electrode for the n-type SiC. When the characteristics of the p-channel transistor having such a structure were examined, the electric resistance at the source electrode and the drain electrode was suppressed to be low, and the switching speed and the power consumption were remarkably improved as compared with those not doped with Cr. As described above, the present invention can be used as an ohmic electrode forming layer of various semiconductor devices other than the LED.
【0035】なお、本発明は、IV族半導体にドープする
不純物としてCr、Mo、WのVIa族元素と従来使用
していたIII 族元素のN、P、AsやV族元素の
B、Al、Ga、Inの中で自由に組み合わせて用いる
事ができるもので効率の良いLED を作製する事ができ
る。また、Cr等のVIa 族元素だけを炭素を構成元素の
1つとするIV半導体層にドープした場合は、短波長側の
発光ピークが中心となり紫色のLED が作成できる。ま
た、p型層を発光層とした場合はp型層にアクセプター
層としてAl等の不純物をドープすると同時にCr等の
VIa 族元素をドープすることにより本発明の効果を十分
に発揮するものである。この場合、アクセプターの濃度
を越えない程度にVIa 族元素をドープすることが必要
で、例えばアクセプターとしてAlを2×1019/cm
3 、VIa 族元素としてCrを5×1018/cm3程度を
ドープしたp型SiCは良好な発光層となるものであ
る。また、本発明によるオーミック電極に使用する金属
はCr、Ni、Ta、Mo等が挙げられる。It should be noted that the present invention relates to a group VIa element such as Cr, Mo, W, a group III element such as N, P, As or a group V element B, Al, An efficient LED can be manufactured by using any combination of Ga and In. Also, when only an element of group VIa such as Cr is doped into an IV semiconductor layer containing carbon as one of the constituent elements, a purple LED can be produced with an emission peak on the short wavelength side as the center. When the p-type layer is used as the light-emitting layer, the p-type layer is doped with an impurity such as Al as an acceptor layer and, at the same time, is doped with Cr or the like.
The effects of the present invention can be sufficiently exerted by doping the group VIa element. In this case, it is necessary to dope a Group VIa element so as not to exceed the concentration of the acceptor. For example, Al is used as an acceptor at 2 × 10 19 / cm 2.
3 , p-type SiC doped with about 5 × 10 18 / cm 3 of Cr as a group VIa element provides a good light emitting layer. The metal used for the ohmic electrode according to the present invention includes Cr, Ni, Ta, Mo, and the like.
【0036】次に、図9、図10において本発明の第5
の実施例であるSiC発光ダイオードのを説明する。図
9は本実施例のSiC発光ダイオードの断面図である。
成長方法としては図10に示すような温度差を設けた液
相成長法(LPE)を用いた。図中101はグラファイ
ト坩堝、102は熱シールド、103はSi溶媒、10
4はグラファイト支持台、105はホルダー、106は
水冷チャンバーである。Next, FIGS. 9 and 10 show a fifth embodiment of the present invention.
A description will be given of a SiC light emitting diode which is an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view of the SiC light emitting diode of this embodiment.
As a growth method, a liquid phase growth method (LPE) having a temperature difference as shown in FIG. 10 was used. In the figure, 101 is a graphite crucible, 102 is a heat shield, 103 is a Si solvent, 10
4 is a graphite support, 105 is a holder, and 106 is a water-cooled chamber.
【0037】先ず、高純度グラファイト坩堝101の中
に、多結晶Siとドナー不純物としてSi量の0.003wt.
% の窒化珪素、発光中心として2wt.% のAlを入れ、1
650℃まで昇温する。グラフに示すように坩堝101
の中心部を高温、上下に向かう程低温になる様に調整し
ておき、(0001)面に切り出したn型6HSiC結
晶基板91を坩堝101の中心に置き基板表面をエッチ
ングする。その後、基板を、坩堝底部近くに置きn型S
iC層92を10μm成長する。First, in a high-purity graphite crucible 101, polycrystalline Si and 0.003 wt.
% Silicon nitride and 2 wt.
Raise the temperature to 650 ° C. As shown in the graph, crucible 101
Is adjusted so that the temperature becomes higher and the temperature becomes lower as it goes up and down. An n-type 6HSiC crystal substrate 91 cut into the (0001) plane is placed at the center of the crucible 101 and the substrate surface is etched. Then, the substrate is placed near the bottom of the crucible and n-type S
The iC layer 92 is grown to 10 μm.
【0038】次に、坩堝101を代え、Si多結晶と、
VIa 族元素としてSi量の1wt.% のCr、アクセプター
不純物として2wt.% のAlを入れて、1650℃まで昇温す
る。n型SiC層92を成長したときと同様に、高温
域、低温域に順次置き、p型層としてAlとCrを共に
ドーピングしたp型SiC層93(キャリア濃度1×1
019cm-3)を10μm程度成長する。本方法ではn型
SiC層92の表面とn型6HSiC結晶基板91の裏
面にp型SiC層がエピタキシャル形成されるので、n
型6HSiC結晶基板91裏面に成長したエピタキシャ
ル層を研磨により除去する。Next, the crucible 101 was replaced with a polycrystalline Si,
1 wt.% Cr of the amount of Si as a group VIa element and 2 wt.% Al as an acceptor impurity are added, and the temperature is raised to 1650 ° C. As in the case of growing the n-type SiC layer 92, the p-type SiC layer 93 (carrier concentration: 1 × 1) is sequentially placed in a high-temperature region and a low-temperature region, and is doped with both Al and Cr as a p-type layer.
0 19 cm −3 ) is grown to about 10 μm. In this method, the p-type SiC layer is epitaxially formed on the front surface of the n-type SiC layer 92 and the back surface of the n-type 6HSiC crystal substrate 91.
The epitaxial layer grown on the back surface of the mold 6HSiC crystal substrate 91 is removed by polishing.
【0039】次に、p型SiC層93の上にはTi、A
l94を順次蒸着し、n型6HSiC結晶基板91側に
は、Ni95を蒸着し、電極パターンを形成した後、10
00℃で2分熱処理を行いオーミック接合させ電極とし
た。Next, on the p-type SiC layer 93, Ti, A
194 was sequentially deposited, and Ni95 was deposited on the n-type 6HSiC crystal substrate 91 side to form an electrode pattern.
Heat treatment was performed at 00 ° C. for 2 minutes to form an ohmic junction to form an electrode.
【0040】図11は本実施例と比較例として、Crを
添加させないでAlのみ添加しp型層を形成した場合の
発光ダイオードのニア・フィールド・パターンである。
実線が本実施例を表し、破線が比較例を表している。FIG. 11 shows a near-field pattern of a light-emitting diode when a p-type layer is formed by adding only Al without adding Cr as a comparative example of the present embodiment.
The solid line represents this embodiment, and the broken line represents a comparative example.
【0041】比較例ではp型層の抵抗が高い為、ダイオ
ードは電極近傍でしか発光せず、発光した光は電極で隠
されてしまい発光強度が悪かった。一方、本実施例では
発光領域は電極から遠く横方向に広がっているため、発
光強度も強かった。In the comparative example, since the resistance of the p-type layer was high, the diode emitted light only in the vicinity of the electrode, and the emitted light was hidden by the electrode, resulting in poor light emission intensity. On the other hand, in this example, the light emitting region was wide in the lateral direction far from the electrode, and thus the light emitting intensity was high.
【0042】また、比較例ではp型層は大変高抵抗とな
りダイオード内での発熱要因となり、実用上、余り高電
流で使用することができなかった。また、電力損失は大
きくなり、効率を低下させる要因となっていた。一方本
実施例によると、上記した諸特性は向上し、従来、困難
であった直列抵抗の低い、ダイオードを作成することが
できた。In the comparative example, the p-type layer has a very high resistance, causing heat generation in the diode, and cannot be used with a very high current in practical use. In addition, the power loss is increased, which is a factor that lowers the efficiency. On the other hand, according to the present embodiment, the above-mentioned various characteristics were improved, and a diode having a low series resistance, which was difficult in the past, could be manufactured.
【0043】図12は本発明の第6の実施例であるショ
ットキーダイオードの断面図である。成長装置は図10
に示したものを用いた。先ず、n型6HSiC結晶基板
121上にn型SiC層122をエピタキシャル成長し
た。この場合、ドナーとしてN、VIa 族元素としてCr
をシリコン溶媒に同時に添加した。キャリア濃度は1×
1017/cm3 である。FIG. 12 is a sectional view of a Schottky diode according to a sixth embodiment of the present invention. Fig. 10
Was used. First, an n-type SiC layer 122 was epitaxially grown on an n-type 6HSiC crystal substrate 121. In this case, N is used as a donor, and Cr is used as a VIa group element.
Was simultaneously added to the silicon solvent. Carrier concentration is 1 ×
10 17 / cm 3 .
【0044】次に、n型6HSiC結晶基板121裏面
にNi電極124を蒸着し合金化を行って、オーミック
電極とし、n型SiC層122上にAu電極123を蒸
着してショットキー電極とした。Next, a Ni electrode 124 was deposited on the back surface of the n-type 6HSiC crystal substrate 121 and alloyed to form an ohmic electrode, and an Au electrode 123 was deposited on the n-type SiC layer 122 to form a Schottky electrode.
【0045】図13は本実施例と比較例としてCrを添
加させないでNのみ添加し同じキャリア濃度のn型層を
形成した場合のショットキーダイオードの電流・電圧特
性である。実線が本実施例を表し、破線が比較例を表し
ている。FIG. 13 shows the current-voltage characteristics of a Schottky diode in which only N was added without adding Cr and an n-type layer having the same carrier concentration was formed as a comparative example of this embodiment. The solid line represents this embodiment, and the broken line represents a comparative example.
【0046】比較例に比べ本実施例においては、逆方向
のブレークダウン特性が優れている。これは、本実施例
ではCrを添加することによってNのドナーとしての活
性化率が上がり、余分な不純物を結晶中に保持していな
いため、n型SiC層122の結晶欠陥が少ないためで
ある。In this embodiment, the breakdown characteristics in the reverse direction are superior to those of the comparative example. This is because, in this embodiment, the activation rate of N as a donor is increased by adding Cr, and no extraneous impurities are retained in the crystal, so that the n-type SiC layer 122 has few crystal defects. .
【0047】図12のショットキー接合を用いたショッ
トキーダイオードは紫外線検出器としても用いられる
が、本実施例によるものはN不純物は従来より1桁近く
低減でき、紫外線に対する感度も大幅に増加することが
期待できる。The Schottky diode using the Schottky junction shown in FIG. 12 is also used as an ultraviolet ray detector. However, according to the present embodiment, the N impurity can be reduced by almost one digit as compared with the prior art, and the sensitivity to ultraviolet rays is greatly increased. I can expect that.
【0048】図14は本発明の第7の実施例である(A
lN)x (SiC)y を用いたダブルヘテロ型発光ダイ
オードの断面図である。成長装置は図10に示したもの
を用いた。FIG. 14 shows a seventh embodiment of the present invention (A
It is a sectional view of a double hetero type light emitting diode using (IN) x (SiC) y . The growth apparatus shown in FIG. 10 was used.
【0049】先ず、n型6HSiC結晶基板141上
に、ドナー不純物としてNとVIa 族元素としてCrを添
加したn型(AlN)0.6 (SiC)0.4 層142(キ
ャリアー濃度1×1018/cm3 )をエピタキシャル成
長し、次に(AlN)0.5 (SiC)0.5 活性層143
(キャリアー濃度1×1016/cm3 )をエピタキシャ
ル成長した。次に、p型層として、アクセプター不純物
としてAlとVIa 族元素としてCrを添加したp型(A
lN)0.6 (SiC)0.4 層144(キャリアー濃度1
×1018/cm3 )をエピタキシャル成長した。First, an n-type (AlN) 0.6 (SiC) 0.4 layer 142 (carrier concentration: 1 × 10 18 / cm 3 ) doped with N as a donor impurity and Cr as a group VIa element on an n-type 6HSiC crystal substrate 141. Is epitaxially grown, and then the (AlN) 0.5 (SiC) 0.5 active layer 143 is formed.
(Carrier concentration: 1 × 10 16 / cm 3 ) was epitaxially grown. Next, as a p-type layer, p-type (A) doped with Al as an acceptor impurity and Cr as a group VIa element.
1N) 0.6 (SiC) 0.4 layer 144 (carrier concentration 1)
× 10 18 / cm 3 ) was epitaxially grown.
【0050】次に、p型(AlN)0.6 (SiC)0.4
層144の上にはTi、Al145を順次蒸着し、n型
6HSiC結晶基板141側には、Ni146を蒸着
し、電極パターンを形成した後、1000℃で2分熱処理を
行いオーミック接合させ電極とした。Next, p-type (AlN) 0.6 (SiC) 0.4
Ti and Al 145 are sequentially deposited on the layer 144, Ni 146 is deposited on the n-type 6HSiC crystal substrate 141 side, and an electrode pattern is formed. .
【0051】この様に、本発明を用いることにより従来
困難であった、n型層及びp型層のキャリア濃度を高く
することができるようになり、発光効率の高いDH(ダ
ブルヘテロ)構造を作れるようになった。As described above, by using the present invention, it is possible to increase the carrier concentration of the n-type layer and the p-type layer, which has been difficult in the past, and to realize a DH (double hetero) structure having high luminous efficiency. Now you can make it.
【0052】図15は本発明の第8の実施例である紫外
CCDの断面図である。先ず、p型SiC結晶基板15
1表面にn型領域152を形成する。次に、この結晶基
板151上に熱酸化膜を形成する。その後、n型領域1
52の部分だけに選択的に穴をあけ、オーミック電極で
ある白金電極153を形成する。次に、この白金電極1
53上にドナー不純物としてNとVIa 族元素としてCr
を添加したn型SiCアモルファス半導体層154を形
成する。その後、Alで補償した高抵抗n型層155を
成長する。更に、この高抵抗n型層154上に、ドナー
不純物としてNとVIa 族元素としてCrを添加したワイ
ドギャップのAlN及びSiC混晶アモルファス層15
6を形成する。図中157は電荷転送用ゲート、158
はSiO絶縁膜である。FIG. 15 is a sectional view of an ultraviolet CCD according to an eighth embodiment of the present invention. First, the p-type SiC crystal substrate 15
An n-type region 152 is formed on one surface. Next, a thermal oxide film is formed on crystal substrate 151. Then, the n-type region 1
A hole is selectively formed only in the portion 52 to form a platinum electrode 153 which is an ohmic electrode. Next, this platinum electrode 1
53 and N as a donor impurity and Cr as a group VIa element
To form an n-type SiC amorphous semiconductor layer 154 to which Si is added. Thereafter, a high-resistance n-type layer 155 compensated by Al is grown. Further, on this high-resistance n-type layer 154, a wide gap AlN and SiC mixed crystal amorphous layer 15 doped with N as a donor impurity and Cr as a Group VIa element is formed.
6 is formed. In the figure, 157 is a charge transfer gate, 158
Is an SiO insulating film.
【0053】この様にして作成した各層の内、ドナー不
純物としてNとVIa 族元素としてCrを添加したn型S
iCアモルファス半導体層154と、AlN及びSiC
混晶アモルファス層156は低抵抗化を実現できた。Of the layers thus formed, n-type S doped with N as a donor impurity and Cr as a group VIa element was used.
iC amorphous semiconductor layer 154, AlN and SiC
The mixed crystal amorphous layer 156 was able to reduce the resistance.
【0054】本実施例の紫外CCDは高感度であり、ま
た可視光に対し透明であるため、可視のCCDとの積層
構造で広い波長での画像をとらえることが可能になっ
た。次に、本発明の低抵抗半導体層を実現する方法とし
てMBE法によるSiC層の成長の方法を示す。図16
はMBE法の成長装置である。図中161はチャンバ
ー、162はヒータ、163はCr源である。Since the ultraviolet CCD of this embodiment has high sensitivity and is transparent to visible light, it is possible to capture an image at a wide wavelength with a laminated structure with the visible CCD. Next, as a method of realizing the low-resistance semiconductor layer of the present invention, a method of growing a SiC layer by MBE will be described. FIG.
Is a growth apparatus of the MBE method. In the figure, 161 is a chamber, 162 is a heater, and 163 is a Cr source.
【0055】先ず、サセプター164にSiC基板16
5をセットし、このSiC基板165上にCr層166
を数原子層成長する。その後、アセチレン、ジシラン、
ドーピング用のトリメチルアルミニウムのガスを流し、
SiC層167を成長する。このときCr層はサーフェ
イス・マイグレイション(表面拡散)現象でSiC層1
67の成長表面に移動する。しかし一部のCrはSiC
層167の結晶中に取り残されて、アクセプター不純物
のAlとVIa 族元素のCrの両方がドーピングされた層
が成長する。このようにして成長した層は高キャリア濃
度のp型を呈することができる。First, the susceptor 164 has the SiC substrate 16
5 and a Cr layer 166 on the SiC substrate 165.
Is grown by several atomic layers. Then acetylene, disilane,
Flowing a gas of trimethylaluminum for doping,
A SiC layer 167 is grown. At this time, the Cr layer is a SiC layer 1 due to a surface migration (surface diffusion) phenomenon.
Move to the growth surface of 67. However, some Cr is SiC
The layer which is left in the crystal of the layer 167 and is doped with both the acceptor impurity Al and the group VIa element Cr is grown. The layer grown in this way can exhibit a p-type with a high carrier concentration.
【0056】本願発明は上述した各実施例に限定される
ものではない。本発明は、添加物質として、Cr、M
o、W等のVIa 族元素と従来導電型決定不純物として使
用していたV族元素のN、P、AsやIII 族元素のB、
Al、Ga、Inの中で自由に組み合わせて用いること
ができるもので、余分な不純物を含まない効率の良い半
導体素子を作製することができる。その他本発明の趣旨
を逸脱することなく種々変形して使用することができ
る。The present invention is not limited to the embodiments described above. In the present invention, Cr, M
group VIa elements such as o and W, and group V elements N, P, As, and group III elements B,
Since any of Al, Ga, and In can be used in any combination, an efficient semiconductor element containing no extra impurities can be manufactured. In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高キャリアー濃度、低抵抗のp型、n型導電型の半導体
層を実現でき各種半導体素子の性能向上に貢献できる。
特に色調が格段に向上し、電流の大きさによる色の変化
がないIV族半導体素子を実現でき、特にフルカラーLED
表示素子の表示特性の向上、表示できる色の範囲を大幅
に広げることができる。また、n型IV族半導体と金属の
オーミックコンタクトを非常に低抵抗で実現できるので
IV族半導体素子の特性の向上を図ることができる。As described above, according to the present invention,
A p-type or n-type conductivity semiconductor layer having a high carrier concentration and a low resistance can be realized, which can contribute to the improvement of the performance of various semiconductor elements.
In particular, the color tone is significantly improved, and it is possible to realize a group IV semiconductor device that does not change color due to the magnitude of the current.
The display characteristics of the display element can be improved and the range of colors that can be displayed can be greatly expanded. Also, since ohmic contact between the n-type group IV semiconductor and the metal can be realized with extremely low resistance,
The characteristics of the group IV semiconductor device can be improved.
【図1】 本発明の第1の実施例に係る発光ダイオード
の製造工程を表す断面図。FIG. 1 is a sectional view illustrating a manufacturing process of a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の第1の実施例に係る発光ダイオード
と比較例の発光ダイオードの波長と発光強度の関係を表
す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a wavelength and a light emission intensity of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention and a light emitting diode of a comparative example.
【図3】 本発明の第1の実施例に係る発光ダイオード
と比較例の発光ダイオードの波長と透過率の関係を表す
図。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a wavelength and a transmittance of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention and a light emitting diode of a comparative example.
【図4】 本発明の第1の実施例に係る発光ダイオード
と比較例の発光ダイオードの電圧・電流特性を表す図。FIG. 4 is a diagram showing voltage-current characteristics of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention and a light emitting diode of a comparative example.
【図5】 本発明の第1の実施例に係る発光ダイオード
と比較例の発光ダイオードの添加物の仕込量とキャリア
濃度の関係を表す図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the charged amount of additives and the carrier concentration of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention and the light emitting diode of the comparative example.
【図6】 本発明の第2の実施例に係る発光ダイオード
の断面図。FIG. 6 is a sectional view of a light emitting diode according to a second embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の第3の実施例に係る発光ダイオード
の断面図。FIG. 7 is a sectional view of a light emitting diode according to a third embodiment of the present invention.
【図8】 本発明の第4の実施例にかかるMOS 型トラン
ジスタの断面図。FIG. 8 is a sectional view of a MOS transistor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図9】 本発明の第5の実施例に係る発光ダイオード
の断面図。FIG. 9 is a sectional view of a light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention.
【図10】 本発明に用いた結晶成長装置の説明図。FIG. 10 is an explanatory view of a crystal growth apparatus used in the present invention.
【図11】 本発明の第5の実施例に係る発光ダイオー
ドと比較例の発光ダイオードのニアフィールドパターン
を示す図。FIG. 11 is a view showing a near-field pattern of a light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention and a light emitting diode of a comparative example.
【図12】 本発明の第6の実施例に係るショットキー
ダイオードの断面図。FIG. 12 is a sectional view of a Schottky diode according to a sixth embodiment of the present invention.
【図13】 本発明の第6の実施例に係るショットキー
ダイオードと比較例のショットキーダイオードの電圧・
電流特性を表す図。FIG. 13 shows the voltage and voltage of the Schottky diode according to the sixth embodiment of the present invention and the Schottky diode of the comparative example.
The figure showing a current characteristic.
【図14】 本発明の第7の実施例に係る(AlN)x
(SiC)y を用いたダブルヘテロ型発光ダイオードの
断面図。FIG. 14 shows a (AlN) x according to a seventh embodiment of the present invention.
Sectional drawing of the double hetero type light emitting diode using (SiC) y .
【図15】 本発明の第8の実施例に係る紫外線CCD
の断面図。FIG. 15 is an ultraviolet CCD according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG.
【図16】 本発明の一実施例であるMBE法によるS
iC層の成長の方法を示す図FIG. 16 shows an example of S by MBE according to an embodiment of the present invention.
Diagram showing a method of growing an iC layer
11 n型SiC基板 12 Cr、Al添加SiCエピタキシャル層 13 p型SiC層 14 Cr添加n型SiC層 15 Ti/Al:電極層 16 Ni電極層 91 n型SiC基板 92 Cr、Al添加n型SiCエピタキシャル層 93 p型SiCエピタキシャル層 94 Ti/Al:電極層 95 Ni電極層 Reference Signs List 11 n-type SiC substrate 12 Cr, Al-added SiC epitaxial layer 13 p-type SiC layer 14 Cr-added n-type SiC layer 15 Ti / Al: electrode layer 16 Ni electrode layer 91 n-type SiC substrate 92 Cr, Al-added n-type SiC epitaxial Layer 93 p-type SiC epitaxial layer 94 Ti / Al: electrode layer 95 Ni electrode layer
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Claims (8)
の半導体層と、この第1導電型の半導体層上に形成され
炭素を構成元素の一つとする第2導電型の半導体層とを
具備し、前記第1導電型及び第2導電型の半導体層のう
ち少なくとも一方の前記半導体層にVIa 族元素が添加さ
れていることを特徴とする半導体素子。1. A semiconductor layer of a first conductivity type having carbon as one of the constituent elements, a semiconductor layer of a second conductivity type formed on the semiconductor layer of the first conductivity type and having carbon as one of the constituent elements, And a group VIa element is added to at least one of the semiconductor layers of the first conductivity type and the second conductivity type.
一つとするn型の半導体層と、前記n型の半導体層表面
に形成された金属層とを具備することを特徴とする半導
体素子。2. A semiconductor device comprising: an n-type semiconductor layer to which a group VIa element is added and carbon is one of the constituent elements; and a metal layer formed on the surface of the n-type semiconductor layer. .
の半導体層と、この第1導電型の半導体層上に形成され
炭素を構成元素の一つとする第2導電体型の半導体層と
を具備し、前記第1導電型の半導体層はV族元素または
III 族元素とVIa族元素とが共に添加されていることを
特徴とする半導体素子。3. A semiconductor layer of a first conductivity type having carbon as a constituent element, a semiconductor layer of a second conductor type formed on the semiconductor layer of the first conductivity type and having carbon as a constituent element. Wherein the semiconductor layer of the first conductivity type is a group V element or
A semiconductor device, wherein a group III element and a group VIa element are added together.
とが共に添加され炭素を構成元素の一つとする半導体層
と、前記半導体層上に形成された金属層とを具備するこ
とを特徴とする半導体素子。4. A semiconductor device comprising: a semiconductor layer in which a group V element or a group III element and a group VIa element are added together and carbon is one of constituent elements; and a metal layer formed on the semiconductor layer. Semiconductor element.
C混晶アモルファス層を具備することを特徴とする半導
体素子。5. AlN and Si doped with a group VIa element
Semiconductor, characterized by comprising a C mixed crystal amorphous layer
Body element .
層はSiC層であることを特徴とする請求項1乃至4の5. The method according to claim 1, wherein the layer is a SiC layer.
いずれかに記載の半導体素子。The semiconductor device according to any one of the above.
層は、AlN及びSiCを成分とするエピタキシャル成The layer is composed of an epitaxial layer containing AlN and SiC.
長層であることを特徴とする請求項1、3、又は4記載5. The method according to claim 1, wherein the layer is a long layer.
の半導体素子。Semiconductor element.
層は、ダイヤモンド層であることを特徴とする請求項1The layer of claim 1, wherein the layer is a diamond layer.
又は2記載の半導体素子。Or the semiconductor device according to 2.
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