[发明专利]半导体器件

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2008年8月12日向日本专利局提交的日本在先专利 申请JP 2008-207863的公开内容相关的主题，在此将该在先申请的全部 内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及包括InP基板上的n型半导体层和p型半导体层的半导 体器件。

背景技术

激光二极管(LD)在诸如压缩光盘(compact disk，CD)、数字式多用盘 (digital versatile disk，DVD)或者蓝光盘(blu-ray disk；BD)等光盘装置中被 用作光源。除了上面的应用之外，激光二极管还被应用在诸如光通信、 固体激光激励、材料加工、传感器、测量仪器、医疗、印刷机器和显示 器等各种领域内。发光二极管(LED)被应用在诸如电器的指示灯、红外线 通信、印刷机器、显示器和照明灯等领域。

然而，在LED中，尽管人类对于绿色具有最高光谱灵敏度，但绿色 的效率与其它颜色相比并不高。另一方面，在LD中，在纯蓝色(480nm 或稍高一点)～橙色(600nm或稍高一点)的可见光范围内不能得到实用特 性。例如，据E.Kato等人的报导，在通过在GaAs基板上层叠II-VI族 化合物半导体而形成的蓝绿色LD(大约500nm)中，实现了大约400小 时1mW的室温连续波运行(“Significant progress in II-VI blue-green laser diode lifetime”by E.Kato et al.，Electronics Letters 5th，February 1998，Vol. 34，No.3，pp.282-284(E.Kato等人的“II-VI族蓝绿色激光二极管寿命 的显著进步”，电子学快报第五期，1998年2月，Vol.34，No.3，第282-284 页))。然而，在这种材料体系中仍不能得到更好的特性。人们认为这是 由于材料中容易产生并移动结晶缺陷的物理特性所致。

一般地，在II-VI族化合物半导体中，不容易控制p型传导。特别地， 存在着p型载流子浓度随着能隙的增加而降低的趋势。例如，在E.Kato 等人的“II-VI族蓝绿色半导体器件寿命的显著进步”(电子学快报第五 期，1998年2月，Vol.34，No.3，第282-284页)中，能隙随着作为p 型熔覆层的ZnMgSSe中Mg的组分比的增加而有所增加。然而，当能隙 为大约3eV以上时，p型载流子浓度降低到小于1×10¹⁷cm^-3的值，并且 不容易使用ZnMgSSe作为p型熔覆层。这种情况的原因分析如下。尽管 在ZnMgSSe中有氮(N)原子作为p型掺杂剂，但很多原子位于VI族位置 之外的间隙位置处，并且不会变成载流子。这意味着p型掺杂剂的活化 率很低(远低于1％)。此外，人们认为位于间隙位置的大量原子可能是产 生结晶缺陷的主要原因。

在E.Kato等人的“II-VI族蓝绿色半导体器件寿命的显著进步”(电 子学报第五期，1998年2月，Vol.34，No.3，第282-284页)中，由于 作为活性层的ZnCdSe不能与GaAs基板实现完全的晶格匹配，因而在 ZnCdSe中存在变形。一般地，在发光器件和受光器件中，由于热量、传 导或变形等的影响，缺陷从具有最大数量结晶缺陷的区域传输并扩散， 且该缺陷到达活性层。这导致器件的劣化和器件寿命的缩短。因此，在 E.Kato等人的“II-VI族蓝绿色半导体器件寿命的显著进步”(电子学快 报第五期，1998年2月，Vol.34，No.3，第282-284页)中所说明的活 性层具有变形的情况下，当在p型熔覆层等中产生结晶缺陷时，很可能 由于该结晶缺陷而使器件劣化。