專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體光學(xué)裝置，在半導(dǎo)體光學(xué)裝置中形成接觸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體光學(xué)裝置，以及在半導(dǎo)體光學(xué)裝置中形成接觸的方法。
背景技術(shù)：
出版物1(日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)06-5920)公開(kāi)了一種發(fā)光二極管。該發(fā)光二極管在ZnTe/ZnSe多級(jí)量子井(MQW)結(jié)構(gòu)上提供了ZnTe層，且一個(gè)金(Au)電極與ZnTe層連接。
出版物2(日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)06-310815)公開(kāi)了一種半導(dǎo)體激光二極管。該半導(dǎo)體激光二極管包括p型ZnTe/ZnSe多級(jí)量子井(MQW)結(jié)構(gòu)，且MQW結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體層被耗盡。該半導(dǎo)體激光二極管有一個(gè)連接到ZnTe層的電極。

發(fā)明內(nèi)容
以上每種發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光二極管在陽(yáng)極電極和ZnTe層之間都有連接。
根據(jù)本發(fā)明人進(jìn)行的試驗(yàn)，表面發(fā)射型光發(fā)生半導(dǎo)體裝置，例如具有與ZnTe層連接的陽(yáng)極電極的發(fā)光二極管，在其發(fā)光表面上表現(xiàn)出不均勻的發(fā)光強(qiáng)度分布。本發(fā)明人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，非均勻強(qiáng)度分布是由于陽(yáng)極電極與ZnTe半導(dǎo)體層間的部分結(jié)上正向電壓的提高引起的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能減少電流分布不均勻性的半導(dǎo)體光學(xué)裝置，以及在能減少電流分布不均勻性的半導(dǎo)體光學(xué)裝置中形成接觸區(qū)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，半導(dǎo)體光學(xué)裝置包括超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)和金屬電極。超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)具有超晶格結(jié)構(gòu)。超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)包括II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)和第一II-VI化合物半導(dǎo)體層。第一II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)含有鋅、硒和碲。II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和硒。金屬電極在超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)上提供。金屬電極與第一II-VI化合物半導(dǎo)體層電連接。
第一II-VI化合物半導(dǎo)體層在金屬電極與超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)間提供，從而減少金屬電極與II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)的反應(yīng)。
在該半導(dǎo)體光學(xué)裝置中，II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括含有鋅和硒的第二II-VI化合物半導(dǎo)體層，以及含有鋅和碲的第三II-VI化合物半導(dǎo)體層。
第一II-VI化合物半導(dǎo)體層防止金屬電極中的原子與含有鋅和碲的第三II-VI化合物半導(dǎo)體反應(yīng)。
在該半導(dǎo)體光學(xué)裝置中，II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括許多第二II-VI化合物半導(dǎo)體層和許多第三II-VI化合物半導(dǎo)體層。每個(gè)第二II-VI化合物半導(dǎo)體層都含有鋅和硒。每個(gè)第三II-VI化合物半導(dǎo)體層都含有鋅和碲。第二II-VI化合物半導(dǎo)體層之一緊鄰第一II-VI化合物半導(dǎo)體層。第三II-VI化合物半導(dǎo)體層之一緊鄰第一II-VI化合物半導(dǎo)體層。在第一II-VI化合物半導(dǎo)體層與最近的第二II-VI化合物半導(dǎo)體層之間提供了最近的第三II-VI化合物半導(dǎo)體層。第一II-VI化合物半導(dǎo)體層的厚度大于最近的第二II-VI化合物半導(dǎo)體層。
第一II-VI化合物半導(dǎo)體層減少了金屬電極與含有鋅和碲的第三II-VI化合物半導(dǎo)體的反應(yīng)。此外，最近的第二II-VI化合物半導(dǎo)體層具有大于第一II-VI化合物半導(dǎo)體層的厚度，從而防止超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)中的電阻增加。
在該半導(dǎo)體光學(xué)裝置中，II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括許多第二II-VI化合物半導(dǎo)體層和許多第三II-VI化合物半導(dǎo)體層。每個(gè)第二II-VI化合物半導(dǎo)體層都含有鋅和硒。每個(gè)第三II-VI化合物半導(dǎo)體層都含有鋅和碲。第二II-VI化合物半導(dǎo)體層的總厚度大于第三II-VI化合物半導(dǎo)體層的總厚度。
第一II-VI化合物半導(dǎo)體層防止金屬原子與含有鋅和碲的第三II-VI化合物半導(dǎo)體反應(yīng)。此外，由于第三II-VI化合物半導(dǎo)體層不厚，超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)的光的透射沒(méi)有減弱。
在該半導(dǎo)體光學(xué)裝置中，金屬電極的厚度等于或大于10納米。金屬電極的厚度等于或小于30納米。
厚度在該范圍內(nèi)的金屬電極允許半導(dǎo)體光學(xué)裝置提供通過(guò)金屬電極的足夠量的輸出光。
在該半導(dǎo)體光學(xué)裝置中，第一II-VI化合物半導(dǎo)體層厚度等于或大于2納米。
厚度在該范圍內(nèi)的第一II-VI化合物半導(dǎo)體層避免了金屬電極中的原子與II-VI化合物半導(dǎo)體層中的原子反應(yīng)。
該半導(dǎo)體光學(xué)裝置還包括在載體上提供的II-VI化合物半導(dǎo)體的活性層。該載體包括ZnSe基片。該活性層在ZnSe基片與超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)之間提供。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面是對(duì)于II-VI化合物半導(dǎo)體光學(xué)裝置形成接觸區(qū)的方法。該方法包括以下步驟在載體上形成II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)，II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)含有鋅、硒和碲；在II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)上形成含有鋅和硒的第一II-VI化合物半導(dǎo)體層；和在第一II-VI化合物半導(dǎo)體層上形成金屬電極。
第一II-VI化合物半導(dǎo)體層在形成金屬電極前形成，并在金屬電極與超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)中的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)之間提供，從而防止金屬電極中的原子與II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)中的原子反應(yīng)。
在其中金屬電極中的原子不與II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)中的原子反應(yīng)的半導(dǎo)體光學(xué)裝置中，金屬電極與第一II-VI化合物半導(dǎo)體層之間的接觸區(qū)的電特性由摻雜劑狀態(tài)和結(jié)晶質(zhì)量決定，并取決于生長(zhǎng)溫度、VI/II比和摻雜條件。結(jié)晶質(zhì)量隨著生長(zhǎng)溫度的提高而提高，但最大摻雜量降低。就是說(shuō)，在優(yōu)選的生長(zhǎng)溫度和VI/II比配方下，在摻和量上有一個(gè)最優(yōu)值。此外，在生長(zhǎng)溫度、VI/II比和摻雜量上的這些條件決定了電接觸的可靠性。如果不采用優(yōu)選的制造配方，即使初始接觸特性很好，也不容易實(shí)現(xiàn)理想的可靠性?？煽啃灾饕Q于半導(dǎo)體層中的摻雜狀態(tài)。
在該方法中，在載體上形成II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括以下步驟用分子束外延法在載體上形成第二II-VI化合物半導(dǎo)體層，第二II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和硒；用分子束外延法在第二II-VI化合物半導(dǎo)體層上形成第三II-VI化合物半導(dǎo)體層，第三II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和碲。在載體上形成第二II-VI化合物半導(dǎo)體層的步驟中，VI族元素熔劑與II族元素熔劑的比(FVI/FII)等于或大于3。在第二II-VI化合物半導(dǎo)體層上形成第三II-VI化合物半導(dǎo)體層的步驟中，VI族元素熔劑與II族元素熔劑的比(FVI/FII)等于或大于3。
接觸特性取決于結(jié)晶質(zhì)量和摻雜狀態(tài)，且這些熔劑配方在半導(dǎo)體光學(xué)裝置中實(shí)現(xiàn)了良好的接觸特性。
在該方法中，在載體上形成II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括以下步驟在第一溫度下在載體上形成第二II-VI化合物半導(dǎo)體層，第二II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和硒，第一溫度等于或低于250℃；在第二溫度下在第二II-VI化合物半導(dǎo)體層上形成第三II-VI化合物半導(dǎo)體層，第三II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和碲，第二溫度等于或低于250℃。
這些溫度的設(shè)定提供了具有良好接觸特性的半導(dǎo)體光學(xué)裝置。


本發(fā)明的上述目的和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將在對(duì)以下參照附圖描述的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述中更容易得到理解。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體光發(fā)生裝置的部分剖面圖；圖2A是該半導(dǎo)體發(fā)光裝置中的接觸結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2B是發(fā)光的半導(dǎo)體區(qū)的示意圖；圖3A是包括5層ZnTe的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)的量子井結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3B是包括16層ZnTe的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)的量子井結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4A是該半導(dǎo)體發(fā)光裝置中的半導(dǎo)體層的示意圖；圖4B是接觸區(qū)的示意圖；圖5是該半導(dǎo)體發(fā)光裝置中金屬電極的頂視圖；圖6A和6B表示II-VI化合物半導(dǎo)體發(fā)光裝置特征的曲線圖；圖7表示II-VI化合物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中的光密度不均勻性的圖；圖8A到8C表示形成半導(dǎo)體發(fā)光裝置的步驟的圖；
圖9A到9C表示形成半導(dǎo)體發(fā)光裝置的步驟的圖；圖10A和10B表示形成半導(dǎo)體發(fā)光裝置的步驟的圖；圖11A和11B表示在II-VI化合物半導(dǎo)體光學(xué)裝置中形成接觸的方法的圖；圖12是采用許多熔劑配方(FII/FVI)形成的發(fā)光二極管的特征的圖；以及圖13是采用許多熔劑配方(FII/FVI)形成的發(fā)光二極管的特征的圖。
具體實(shí)施例方式
以下對(duì)于參考借助于實(shí)施例說(shuō)明的附圖的詳細(xì)描述將更容易理解本發(fā)明的教導(dǎo)?，F(xiàn)在參考附圖解釋根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體光學(xué)裝置的實(shí)施方案，以及在半導(dǎo)體光學(xué)裝置中形成接觸的方法。在可能的情況下，相互相同的部件將用相互相同的符號(hào)表示。
(第一實(shí)施方案)圖1表示根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體光發(fā)生裝置。例如發(fā)光裝置的光發(fā)生裝置1包括具有超晶格結(jié)構(gòu)的接觸半導(dǎo)體區(qū)3和金屬電極5。超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3由含有鋅(Zn)、硒(Se)和碲(Te)組分的II-VI化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3具有量子井結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3包括量子井結(jié)構(gòu)的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7和第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9。第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9在II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7與金屬電極5之間提供。金屬電極5在II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7上提供。金屬電極5與第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9電連接。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9可以是與金屬電極5連接的ZnSe半導(dǎo)體層。
第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9在金屬電極5與超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3中的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7之間提供，第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9可防止金屬電極5中的原子與II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7中的原子反應(yīng)。這樣，第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9就能提高第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9與金屬電極5之間的電接觸均勻性。因此，該半導(dǎo)體光發(fā)生裝置具有減少電流分布的不均勻性的接觸結(jié)構(gòu)。
圖2A是該光發(fā)生裝置中的半導(dǎo)體層的示意圖。在該光發(fā)生裝置1中，II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7包括含有鋅(Zn)和碲(Te)的II-VI化合物半導(dǎo)體的第二層11，和含有鋅(Zn)和硒(Se)的II-VI化合物半導(dǎo)體的第三層13。II-VI化合物半導(dǎo)體的第三層13在II-VI化合物半導(dǎo)體的第一層9與II-VI化合物半導(dǎo)體的第二層11之間提供。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第二化合物II-VI化合物半導(dǎo)體層11可由p型ZnSe半導(dǎo)體層構(gòu)成，而第三化合物II-VI化合物半導(dǎo)體層13可由p型ZnTe半導(dǎo)體層構(gòu)成。
II-VI化合物半導(dǎo)體層的第一層9避免金屬層5和第三化合物半導(dǎo)體層13中的原子互相反應(yīng)。
參考圖1和2B，半導(dǎo)體光發(fā)生裝置1具有裝置半導(dǎo)體區(qū)15。該裝置半導(dǎo)體區(qū)15包括II-VI化合物半導(dǎo)體的第四層17、II-VI化合物半導(dǎo)體的活性層19和II-VI化合物半導(dǎo)體的第五層21。超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3在該裝置半導(dǎo)體區(qū)15上提供。如圖2B所示，這些層17、19和21在該裝置半導(dǎo)體區(qū)15中如下排列在第四II-VI化合物半導(dǎo)體層17上提供II-VI化合物半導(dǎo)體活性層19；在II-VI化合物半導(dǎo)體活性層19上提供第五II-VI化合物半導(dǎo)體層21；在第五II-VI化合物半導(dǎo)體層21上提供第六II-VI化合物半導(dǎo)體層29。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在第六II-VI化合物半導(dǎo)體層29與超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3之間提供了重?fù)诫s的II-VI化合物半導(dǎo)體層30。
活性層19在第四II-VI化合物半導(dǎo)體層17與第五II-VI化合物半導(dǎo)體層21之間提供。第四II-VI化合物半導(dǎo)體層17和第五II-VI化合物半導(dǎo)體層21起到限制活性層19中的載流子的作用。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，活性層19由n型ZnCdSe化合物半導(dǎo)體構(gòu)成，第五II-VI化合物半導(dǎo)體層21由p型ZnMgSSe化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。
在一個(gè)實(shí)施例中，活性層19具有第一引導(dǎo)層23、量子結(jié)構(gòu)層25和第二引導(dǎo)層27。量子結(jié)構(gòu)層25在第一引導(dǎo)層23和第二引導(dǎo)層27之間提供。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第一和第二引導(dǎo)層23和27由i型ZnSe化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。量子結(jié)構(gòu)層25具有例如SQW結(jié)構(gòu)或MQW結(jié)構(gòu)。
量子結(jié)構(gòu)層25可包括多個(gè)量子井層25a和一個(gè)或多個(gè)阻擋層25b。每個(gè)阻擋層25b在量子井層25a之間提供。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，量子井層25a由i型ZnCdSe化合物半導(dǎo)體構(gòu)成，阻擋層25b由i型ZnSe化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。
再參照?qǐng)D1，半導(dǎo)體光發(fā)生裝置1包括支撐體31。該裝置半導(dǎo)體區(qū)15在支撐體31的一個(gè)表面31a上提供。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，支撐體31可具有ZnSe半導(dǎo)體基片33和在支撐體31上提供的ZnSe緩沖層。如果需要，可在支撐體31的其他表面31b上提供電極37。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，電極5作為陰極，電極37作為陽(yáng)極工作。如果用ZnSe半導(dǎo)體基片作為支撐體31，該ZnSe基片可通過(guò)來(lái)自活性層的入射光進(jìn)行光學(xué)激活。激活的ZnSe基片可發(fā)射波長(zhǎng)成分與入射光不同的光。
一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例如下基片33具有(100)表面的n型ZnSe半導(dǎo)體基片；緩沖層350.9微米厚的n型ZnSe半導(dǎo)體層；II-VI化合物半導(dǎo)體層170.5微米厚的n型ZnMgSSe半導(dǎo)體層；第一引導(dǎo)層230.03微米厚的i型ZnSe半導(dǎo)體層；量子結(jié)構(gòu)層25ZnCdSe/ZnSe多層量子井；第二引導(dǎo)層270.03微米厚的i型ZnSe半導(dǎo)體層；II-VI化合物半導(dǎo)體層210.5微米厚的p型ZnMgSSe半導(dǎo)體層；II-VI化合物半導(dǎo)體層290.15微米厚的p型ZnSe半導(dǎo)體層；II-VI化合物半導(dǎo)體層30200納米厚的p+型ZnSe半導(dǎo)體層；量子井II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)740納米厚的ZnSe/ZnTe量子井結(jié)構(gòu)；
第一II-VI化合物半導(dǎo)體的p型層93納米厚的ZnSe半導(dǎo)體層；金屬電極5Au層；和金屬電極37銦層。
在該實(shí)施例中，緩沖層均勻外延生長(zhǎng)在ZnSe半導(dǎo)體基片上，在ZnSe半導(dǎo)體基片上形成的半導(dǎo)體層與ZnSe半導(dǎo)體的晶格匹配。生長(zhǎng)在ZnSe半導(dǎo)體基片上的II-VI化合物半導(dǎo)體層的結(jié)晶質(zhì)量?jī)?yōu)于與ZnSe半導(dǎo)體基片不同的基片。
圖3A和3B各表示超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D3A，表示超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3a。超晶格接觸區(qū)3a包括II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7a和第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9。II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7a包括井層39a、39b、39c、39d和39e，以及排列形成量子井結(jié)構(gòu)的緩沖層41a、41b、41c和41d。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，井層39a到39e可由ZnTe半導(dǎo)體構(gòu)成，而緩沖層41a到41d由ZnSe半導(dǎo)體構(gòu)成。
例如，量子結(jié)構(gòu)的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括如下所示的5層ZnTe半導(dǎo)體層第一II-VI化合物半導(dǎo)體層93納米；ZnTe半導(dǎo)體層39a0.6納米，摻雜氮(N)；ZnSe半導(dǎo)體層41a1.8納米，摻雜氮(N)；ZnTe半導(dǎo)體層39b0.5納米，摻雜氮(N)；ZnSe半導(dǎo)體層41b1.8納米，摻雜氮(N)；ZnTe半導(dǎo)體層39c0.37納米，摻雜氮(N)；ZnSe半導(dǎo)體層41c1.8納米，摻雜氮(N)；ZnTe半導(dǎo)體層39d0.25納米，摻雜氮(N)；ZnSe半導(dǎo)體層41d1.8納米，摻雜氮(N)；和ZnTe半導(dǎo)體層39e0.12納米，摻雜氮(N)。
參照3B，表示另一種超晶格接觸區(qū)3b。該超晶格接觸區(qū)3b包括II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7b和第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9。II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)7b具有井層43a、43b、43c、43d、43e和43f，以及排列形成量子井結(jié)構(gòu)的緩沖層45a、45b、45c、45d和45e。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，井層43a到49f由ZnTe半導(dǎo)體構(gòu)成，而緩沖層45a到45e由ZnSe半導(dǎo)體構(gòu)成。
例如，II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)是包括16層ZnTe半導(dǎo)體層的量子結(jié)構(gòu)。該量子結(jié)構(gòu)中的某些層如下所示第一II-VI化合物半導(dǎo)體層93納米；ZnTe半導(dǎo)體層43a2.0納米，摻雜氮(N)；ZnSe半導(dǎo)體層45a0.113納米，摻雜氮(N)；ZnTe半導(dǎo)體層43b1.85納米，摻雜氮(N)；ZnSe半導(dǎo)體層45b0.225納米，摻雜氮(N)；ZnTe半導(dǎo)體層43c1.72納米，摻雜氮(N)；ZnSe半導(dǎo)體層45c0.338納米，摻雜氮(N)；ZnTe半導(dǎo)體層43d0.37納米，摻雜氮(N)；ZnSe半導(dǎo)體層45d1.575納米，摻雜氮(N)；ZnTe半導(dǎo)體層43e0.25納米，摻雜氮(N)；ZnSe半導(dǎo)體層45e1.68納米，摻雜氮(N)；和ZnTe半導(dǎo)體層43f0.12納米，摻雜氮(N)。
在超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3中，ZnSe半導(dǎo)體層的數(shù)量為例如4或更多，ZnTe半導(dǎo)體層的數(shù)量為5或更多。超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3中的這種排布能降低其接觸電阻。
在上述實(shí)施例的超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3a和3b中，ZnTe層39a到39e和ZnSe層41a到41d沿著從支撐體31延伸到金屬電極5的軸交錯(cuò)排列。在ZnTe層39a到39e的一個(gè)ZnTe層(在本實(shí)施例中是ZnTe層39e)和與其最接近的另一個(gè)ZnTe半導(dǎo)體層(在本實(shí)施例中是ZnTe層39d)之間，布置了相應(yīng)的ZnSe層41a到41d的ZnSe層(在本實(shí)施例中是ZnSe層41d)。前者ZnTe半導(dǎo)體層與相應(yīng)的ZnSe半導(dǎo)體層(在本實(shí)施例中是ZnTe層39e和ZnSe層41d)互相結(jié)合提供一個(gè)半導(dǎo)體區(qū)。以類(lèi)似方式，剩下的ZnTe層39a到39d之一與剩下的ZnSe層41a到41c之一結(jié)合提供另一個(gè)半導(dǎo)體區(qū)。最后，每個(gè)ZnSe層與相應(yīng)的ZnTe層結(jié)合提供一個(gè)半導(dǎo)體區(qū)。每個(gè)半導(dǎo)體區(qū)中ZnTe的平均摩爾份數(shù)定義為該半導(dǎo)體區(qū)中的ZnTe份數(shù)與ZnSe份數(shù)和ZnTe份數(shù)之和的比[ZnTe]/([ZnSe]+[ZnTe])。如上定義的平均摩爾份數(shù)沿著從支撐體31延伸到金屬電極5的軸增加。上述平均摩爾份數(shù)的最大值大于由連接到金屬電極的ZnSe半導(dǎo)體層與最鄰近的ZnSe層構(gòu)成的最后的半導(dǎo)體區(qū)中的平均摩爾份數(shù)，平均摩爾份數(shù)定義為有關(guān)半導(dǎo)體區(qū)中的ZnTe份數(shù)與ZnSe份數(shù)和ZnTe份數(shù)之和的比。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，如圖3A和3B所示，每個(gè)第二II-VI化合物半導(dǎo)體層41a到41d(45a到45d)的厚度等于或小于第一半導(dǎo)體層9的厚度。
第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9防止金屬電極5中的原子與第三II-VI化合物半導(dǎo)體層39a(含有鋅和碲)中的原子反應(yīng)。除了這一優(yōu)點(diǎn)外，如果每個(gè)第二II-VI化合物半導(dǎo)體層41a到41d的厚度都小于第一II-VI化合物半導(dǎo)體層的厚度，這些層41a到41d就不會(huì)增加量子井接觸半導(dǎo)體區(qū)中的電阻。
在半導(dǎo)體光發(fā)生裝置1的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第三II-VI化合物半導(dǎo)體層39a到39e的總厚度小于第三II-VI化合物半導(dǎo)體層41a到41e的總厚度，這樣就使超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3能透過(guò)幾乎所有來(lái)自活性層的光。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，金屬電極5的厚度等于或大于10納米。此外，金屬電極5的厚度等于或小于30納米。厚度在該范圍內(nèi)的這種金屬電極允許來(lái)自活性層的光透過(guò)金屬電極5。
優(yōu)選的是第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9的厚度等于或大于2納米。厚度在上述范圍內(nèi)的第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9能避免金屬電極5中的原子與ZnTe半導(dǎo)體層39a中的原子反應(yīng)。此外，第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9的厚度等于或小于20納米。如果半導(dǎo)體光發(fā)生裝置具有厚度在該范圍內(nèi)的第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9，層9的電阻增量就不大。
如圖4A所示，根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體光發(fā)生裝置1包括在支撐體31上提供的II-VI化合物半導(dǎo)體的活性層。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，支撐體包括諸如ZnSe基片的基片?；钚詫?9在ZnSe基片與半導(dǎo)體區(qū)3之間提供。
圖5是半導(dǎo)體光發(fā)生裝置的頂視圖。金屬電極5在超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3上提供。如果該半導(dǎo)體光發(fā)生裝置是表面發(fā)光二極管，由半導(dǎo)體光發(fā)生裝置1發(fā)生的光就通過(guò)覆蓋在半導(dǎo)體光發(fā)生裝置1的發(fā)光表面上的金屬電極5發(fā)出。
超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3的半導(dǎo)體層不是周期性排布的，從而使與半導(dǎo)體光發(fā)生裝置1相關(guān)的光不受干擾地通過(guò)超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3。
在如圖4B所示的半導(dǎo)體光發(fā)生裝置1的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，半導(dǎo)體層39a在第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9與半導(dǎo)體層41a之間提供，其中39a是第三II-VI化合物半導(dǎo)體層39a到39e(每個(gè)都含有鋅和碲)中最接近第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9的半導(dǎo)體層，41a是第二II-VI化合物半導(dǎo)體層41a到41d(每個(gè)都含有鋅和硒)中最接近第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9的半導(dǎo)體層。第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9的厚度D1大于第二II-VI化合物半導(dǎo)體層41a的厚度D2。由半導(dǎo)體層9和41a構(gòu)成的半導(dǎo)體區(qū)中的平均摩爾比的定義如上，該比值大于由半導(dǎo)體層39a和41a構(gòu)成的另一個(gè)半導(dǎo)體區(qū)中的比值。因此，第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9能避免金屬層5中的原子與第一II-VI化合物半導(dǎo)體層39a(含有鋅和碲作為構(gòu)成元素)中的原子反應(yīng)。此外，如果ZnTe層41a到41d比第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9薄，超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)3中的電阻總體上不會(huì)增加很多。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體光發(fā)生裝置具有能降低其中的電流分布的不均勻性的接觸區(qū)。
圖6A和6B是II-VI化合物半導(dǎo)體發(fā)光二極管的特性圖。在這些圖中，橫坐標(biāo)表示經(jīng)過(guò)的時(shí)間，左側(cè)縱坐標(biāo)表示相對(duì)光輸出功率，右側(cè)縱坐標(biāo)表示正偏壓。相對(duì)光輸出功率定義為某一時(shí)間的光輸出功率“P”與初始光輸出功率“P0”之比(P/P0)。在這些試驗(yàn)中，在40℃下向發(fā)光二極管提供20毫安(mA)電流。
沒(méi)有第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9的II-VI化合物半導(dǎo)體光發(fā)生裝置(以下稱(chēng)為“發(fā)光二極管A”)的試驗(yàn)結(jié)果示于圖6A。具有第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9的II-VI化合物半導(dǎo)體光發(fā)生裝置(以下稱(chēng)為“發(fā)光二極管B”)的試驗(yàn)結(jié)果示于圖6B。這些試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比表明，第一II-VI化合物半導(dǎo)體層對(duì)于提供長(zhǎng)壽命的發(fā)光二極管是有效的。
發(fā)光二極管B即使在40℃下施加20毫安電流100小時(shí)后也能均勻發(fā)光。相反，發(fā)光二極管A在40℃下施加20毫安電流100小時(shí)后不能均勻發(fā)光，如圖7所示。采用微型XPS研究發(fā)光二極管A中的均勻發(fā)光區(qū)與不均勻發(fā)光區(qū)之間的差別。
微型XPS結(jié)果如下均勻發(fā)光區(qū)不均勻發(fā)光區(qū)碳(C) 51.1 57.9氧(O) 24.6 19.5金(Au) 6.4 12.2鋅(Zn) 5.3 3.8碲(Te) 12.3 6.6以上結(jié)果表明，金的數(shù)量與碲的數(shù)量在均勻發(fā)光區(qū)與不均勻發(fā)光區(qū)之間是不同的。不均勻發(fā)光區(qū)中碲的數(shù)量約為均勻發(fā)光區(qū)中數(shù)量的兩倍。該結(jié)果表明碲原子擴(kuò)散到了金屬電極中。不均勻發(fā)光區(qū)中金的數(shù)量約為均勻發(fā)光區(qū)中數(shù)量的一半。該結(jié)果表明金原子擴(kuò)散到了接觸半導(dǎo)體區(qū)中。第一II-VI化合物半導(dǎo)體層9可有效防止金和碲的擴(kuò)散。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，具有接觸區(qū)的半導(dǎo)體光發(fā)生裝置能減小其中電流分布的不均勻性。
(第二實(shí)施方案)下面將解釋II-VI化合物半導(dǎo)體光發(fā)生裝置的制造方法。如圖8A所示制備一個(gè)基片。在隨后的說(shuō)明中，將描述用ZnSe基片制備諸如發(fā)光二極管的II-VI化合物半導(dǎo)體光發(fā)生裝置的方法。
在本方法的一個(gè)實(shí)施例中，用分子束外延(MBE)裝置作為外延生長(zhǎng)裝置。MBE裝置的倉(cāng)中具有用于鋅(Zn)源、鎂(Mg)源、鎘(Cd)源、碲(Te)源和氯化鋅(ZnCl2)源的Knusen熔池，和用于硫(S)源和硒(Se)源的閥熔池。
將ZnSe基片51置于MBE裝置53中。提高ZnSe基片51的溫度以清潔ZnSe基片51。清潔溫度為例如390℃。將諸如氫氣(H2)的清潔氣體送入腔中，產(chǎn)生諸如30分鐘的預(yù)定時(shí)間的等離子體55。在高溫計(jì)指示基片溫度保持在預(yù)定溫度下后，打開(kāi)MBE裝置53中的氫氣擋板和主擋板，開(kāi)始用氫自由基55進(jìn)行清潔步驟。清潔條件的一個(gè)實(shí)例是氫氣流1.0sccm；RF槍的功率450瓦。
如果RHEED顯示表現(xiàn)出清楚的c(2×2)圖案，關(guān)閉氫氣擋板和主擋板并關(guān)閉RF槍。清潔完成后，將ZnSe基片的溫度降到325℃。
如圖8B所示，在ZnSe基片51上形成了緩沖層。打開(kāi)MBE裝置53中的熔池(用于Zn源、Se源和ZnCl2源)，向ZnSe基片51提供Zn熔劑59a、Se熔劑59b和ZnCl2熔劑59c，n型ZnSe半導(dǎo)體的緩沖層57就外延生長(zhǎng)在ZnSe基片51上。緩沖層57的厚度為例如60納米。
如圖8C所示，在緩沖層57上形成覆蓋層63。打開(kāi)MBE裝置53中的熔池(用于Zn源、Mg源、S源、Se源和ZnCl2源)，在ZnSe基片51上提供Zn熔劑61a、Mg熔劑61b、S熔劑61c、Se熔劑61d和ZnCl2熔劑61e，n型ZnMgSSe半導(dǎo)體的覆蓋層63就外延生長(zhǎng)在ZnSe層57上。覆蓋層63的厚度為例如500納米。
如圖9A所示，在覆蓋層63上形成活性層。在該實(shí)施例中，活性層包括引導(dǎo)層67、量子結(jié)構(gòu)層65和導(dǎo)向?qū)?3。量子結(jié)構(gòu)層65具有多個(gè)量子井層69a、69b、69c和一個(gè)或多個(gè)阻擋層71a和71b。
打開(kāi)熔池(用于Zn源和Se源)，在ZnSe基片51上提供Zn熔劑和Se熔劑，i型ZnSe半導(dǎo)體的引導(dǎo)層67就外延生長(zhǎng)在n型ZnMgSSe層61上。引導(dǎo)層67的厚度為例如40納米。
打開(kāi)熔池(用于Zn源、Cd源和Se源)，在ZnSe基片51上提供Zn熔劑、Cd熔劑和Se熔劑，i型ZnCdSe半導(dǎo)體的井層69a就外延生長(zhǎng)在引導(dǎo)層67上。井層69a的厚度為例如3納米。
然后打開(kāi)熔池(用于Zn源和Se源)，在ZnSe基片51上提供Zn熔劑和Se熔劑，i型ZnSe半導(dǎo)體的阻擋層71a就外延生長(zhǎng)在井層69a上。阻擋層71a的厚度為例如10納米。
此外，打開(kāi)熔池(用于Zn源、Cd源和Se源)，在ZnSe基片51上提供Zn熔劑、Cd熔劑和Se熔劑，i型ZnCdSe半導(dǎo)體的井層69b就外延生長(zhǎng)在阻擋層71a上。井層69b的厚度為例如3納米。
此后可將井和阻擋層的生長(zhǎng)重復(fù)預(yù)定次數(shù)。隨后在本實(shí)施例中形成阻擋層71b和井層69c。
形成最后的量子井后，打開(kāi)熔池(Zn源、Se源)，在ZnSe基片51上提供Zn熔劑和Se熔劑。i型ZnSe半導(dǎo)體的引導(dǎo)層73就外延生長(zhǎng)在井層69c上。引導(dǎo)層73的厚度為例如40納米。
如圖9B所示，在引導(dǎo)層73上形成覆蓋層77。為了用p型摻雜劑摻雜覆蓋層77，將氮?dú)馑腿肭恢?，產(chǎn)生氮?dú)獾入x子體。打開(kāi)熔池(Zn源、Mg源、S源、Se源)，在ZnSe基片51上提供Zn熔劑75a、Mg熔劑75b、S熔劑75c和Se熔劑75d。在引導(dǎo)層73上形成p型ZnSe半導(dǎo)體的覆蓋層77。覆蓋層77的厚度為例如50納米。
形成覆蓋層后，關(guān)閉熔池的所有擋板。然后將生長(zhǎng)溫度設(shè)定在250℃。
如圖9C所示，在覆蓋層77上形成P+型ZnSe層79。為了用p型摻雜劑摻雜覆蓋層79，將氮?dú)庖雮}(cāng)中，產(chǎn)生氮?dú)獾入x子體。打開(kāi)熔池(Zn源、Se源)，在ZnSe基片51上提供Zn熔劑81a和Mg熔劑81b。在p型覆蓋層77上形成P+型ZnSe層79。P+型ZnSe層79的厚度為例如200納米。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，基片溫度為例如250℃，RF功率為85瓦。
接著解釋II-VI化合物半導(dǎo)體光發(fā)生裝置的超晶格接觸區(qū)83的形成方法。如圖10A所示，根據(jù)該方法，在以上步驟中形成的裝置半導(dǎo)體區(qū)上形成含有鋅、硒和碲的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85。II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85具有量子井結(jié)構(gòu)。在II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85上形成含有鋅和硒的第一II-VI化合物半導(dǎo)體層87。如圖10B所示，在該制造方法中，在第一II-VI化合物半導(dǎo)體層87上形成諸如金電極的金屬電極89。
由于在形成金屬電極89之前形成第一II-VI化合物半導(dǎo)體層87，第一II-VI化合物半導(dǎo)體層87就處于金屬電極89與量子井結(jié)構(gòu)接觸區(qū)83中的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85之間。因此在該方法中，由例如金組成的金屬電極89中的原子不會(huì)與II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85中的原子反應(yīng)。
以下詳細(xì)描述II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85的形成步驟。如圖11A所示，形成含有鋅和硒的第二II-VI化合物半導(dǎo)體層91。打開(kāi)Zn源、Te源和N源的擋板，將Zn熔劑93a、Te熔劑93b和N熔劑93c提供到ZnSe基片上，在p+型ZnSe層79上外延生長(zhǎng)第二II-VI化合物半導(dǎo)體層91。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第二II-VI化合物半導(dǎo)體層91可以是摻雜氮的ZnTe層。在一個(gè)實(shí)施例中，基片溫度等于或低于250℃，RF功率約100瓦。擋板打開(kāi)一秒，形成的第二II-VI化合物半導(dǎo)體層91的厚度為例如0.12納米。
然后關(guān)閉Te源的擋板，并打開(kāi)Se源的擋板。如圖11B所示，形成含有鋅和硒的第三層II-VI化合物半導(dǎo)體。將Zn熔劑97a和Se熔劑提供到ZnSe基片上，在第二II-VI化合物半導(dǎo)體層91上外延生長(zhǎng)第三II-VI化合物半導(dǎo)體層95。在一個(gè)實(shí)施例中，打開(kāi)上述熔池16秒。形成的第三II-VI化合物半導(dǎo)體層95的厚度為例如1.8納米。例如基片溫度等于或低于250℃，RF功率為85瓦。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第三II-VI化合物半導(dǎo)體層95可以是不摻雜的ZnSe層。
將RF功率變?yōu)榇笥?00瓦的功率，例如400瓦，然后按以下過(guò)程接著形成剩下的半導(dǎo)體層打開(kāi)Zn源、Te源和N源擋板約3秒；打開(kāi)Zn源、Se源、N源擋板約16秒；打開(kāi)Zn源、Te源和N源擋板約4秒；打開(kāi)Zn源、Se源、N源擋板約16秒；打開(kāi)Zn源、Te源和N源擋板約5秒。
完成以上步驟后，在ZnSe基片51上形成了如圖10A所示的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85。然后打開(kāi)Zn源和Se源擋板約26秒，在II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85上形成第一II-VI化合物半導(dǎo)體層87。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，生長(zhǎng)溫度可以等于或高于235℃。在該溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)，不會(huì)發(fā)生晶體質(zhì)量的破壞。生長(zhǎng)溫度可以等于或低于250℃。在該溫度范圍內(nèi)的生長(zhǎng)避免了摻雜劑擴(kuò)散。
半導(dǎo)體光發(fā)生裝置，例如發(fā)光二極管，已根據(jù)該方法形成。由于第一II-VI化合物半導(dǎo)體層87在形成金屬電極89之前形成，第一II-VI化合物半導(dǎo)體層87處于金屬電極89與量子井接觸半導(dǎo)體區(qū)83中的II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85之間，從而避免金屬電極89與II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)85中的原子互相反應(yīng)。如本實(shí)施方案中描述的，半導(dǎo)體光發(fā)生裝置的制造方法提供了能減小其中電流分布不均勻性的接觸區(qū)。
發(fā)光二極管用以下對(duì)于接觸區(qū)的熔劑比例配方形成FIV/FII＝2.5、3.0、3.5、4.0和4.5，并加以評(píng)價(jià)。
以熔劑比FIV/FII＝3.0、3.5和4.0形成的發(fā)光二極管兩端的初始電壓大于以其他熔劑比形成的那些。圖12表示以許多熔劑比制備的發(fā)光二極管的特性。參考圖12，曲線C1、C2和C3表示發(fā)光二極管的接觸特性，其中半導(dǎo)體層87分別以熔劑比FIV/FII＝2.5、3.5和4.5形成。在以大于FIV/FII＝2.5的熔劑比形成的發(fā)光二極管中，初始接觸電壓較低，優(yōu)選的熔劑比等于或大于FIV/FII＝3.0。在以大于FIV/FII＝4.5的熔劑比形成的發(fā)光二極管中，初始接觸電壓較低，優(yōu)選的熔劑比等于或小于FIV/FII＝4.0。
圖13是用對(duì)于ZnSe層87的熔劑比(FIV/FII)制成的發(fā)光二極管的特性圖。試驗(yàn)條件A到E分別對(duì)應(yīng)于2.5、3.0、3.5、4.0和4.5的熔劑比。橫坐標(biāo)表示從開(kāi)始到發(fā)光二極管在每平方厘米500毫安(mA/cm2)的條件下其兩端電壓超過(guò)5V時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)間。用3.0、3.5和4.0的熔劑比制備的發(fā)光二極管經(jīng)過(guò)的時(shí)間大于其他熔劑比。用大于2.5熔劑比制備的發(fā)光二極管表現(xiàn)出長(zhǎng)的經(jīng)過(guò)時(shí)間，因此優(yōu)選的是熔劑比大于3。熔劑比等于或小于4.5的發(fā)光二極管表現(xiàn)出長(zhǎng)的經(jīng)過(guò)時(shí)間，因此優(yōu)選的是熔劑比不大于4。熔劑比在上述范圍內(nèi)的發(fā)光二極管表現(xiàn)出良好的接觸特性。
在熔劑比為2.5時(shí)，出現(xiàn)c(2×2)RHEED圖案。在熔劑比3.0時(shí)，c(2×2)RHEED圖案的密度大于2×1 RHEED圖案的密度。在熔劑比3.5時(shí)，這些圖案都出現(xiàn)，且c(2×2)RHEED圖案的密度約等于2×1 RHEED圖案。在熔劑比4.0時(shí)，2×1 RHEED圖案的密度大于c(2×2)RHEED圖案。在熔劑比4.5時(shí)，出現(xiàn)2×1 RHEED圖案。在形成薄膜的一個(gè)優(yōu)選條件下，2×1 RHEED圖案和c(2×2)RHEED圖案都出現(xiàn)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，半導(dǎo)體光發(fā)生裝置具有能減小其中電流不均勻性的接觸區(qū)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中已對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行了描述和說(shuō)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可在范圍和細(xì)節(jié)上進(jìn)行修改而不超出該原理的范疇。本發(fā)明不局限于說(shuō)明書(shū)中的具體實(shí)施方案。這些裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要修改。因此我們要求處于以下權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的所有修正和變化。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體光學(xué)裝置，包括具有超晶格結(jié)構(gòu)的超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)，所述超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)包括II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)和II-VI化合物半導(dǎo)體層，所述II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)含有鋅、硒和碲，所述II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和硒；和在所述超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)上提供的金屬電極，所述金屬電極與所述第一II-VI化合物半導(dǎo)體層電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體光學(xué)裝置，其中所述II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括含有鋅和硒的第二II-VI化合物半導(dǎo)體層和含有鋅和碲的第三II-VI化合物半導(dǎo)體層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體光學(xué)裝置，其中所述II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括多個(gè)第二II-VI化合物半導(dǎo)體層和多個(gè)第三II-VI化合物半導(dǎo)體層，其中每個(gè)第二II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和硒，其中每個(gè)第三II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和碲，其中所述第一II-VI化合物半導(dǎo)體層與所述第二II-VI化合物半導(dǎo)體層之一緊鄰，其中所述第一II-VI化合物半導(dǎo)體層與所述第三II-VI化合物半導(dǎo)體層之一緊鄰，其中所述緊鄰的第三II-VI化合物半導(dǎo)體層處于所述第一II-VI化合物半導(dǎo)體層與所述緊鄰的第二II-VI化合物半導(dǎo)體層之間；和其中所述第一II-VI化合物半導(dǎo)體層的厚度大于所述緊鄰的第二II-VI化合物半導(dǎo)體層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體光學(xué)裝置，其中所述II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括多個(gè)第二II-VI化合物半導(dǎo)體層和多個(gè)第三II-VI化合物半導(dǎo)體層，其中每個(gè)第二II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和硒，其中每個(gè)第三II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和碲，和其中所述第二II-VI化合物半導(dǎo)體層的總厚度大于所述第三II-VI化合物半導(dǎo)體層的總厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任何一項(xiàng)的半導(dǎo)體光學(xué)裝置，其中所述金屬電極的厚度等于或大于10納米，并等于或小于30納米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5任何一項(xiàng)的半導(dǎo)體光學(xué)裝置，其中所述第一II-VI化合物半導(dǎo)體層的厚度等于或大于2納米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任何一項(xiàng)的半導(dǎo)體光學(xué)裝置，還包括在載體上提供的II-VI化合物半導(dǎo)體的活性層，所述載體包括ZnSe基片，所述活性層在所述ZnSe基片與所述超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)之間提供。
8.II-VI化合物半導(dǎo)體光學(xué)裝置的接觸區(qū)的形成方法，包括以下步驟在載體上形成II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)，所述II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)含有鋅、硒和碲；在所述II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)上形成含有鋅和硒的第一II-VI化合物半導(dǎo)體層；和在所述第一II-VI化合物半導(dǎo)體層上形成金屬電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中在載體上形成II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括以下步驟用分子束外延法在所述載體上形成第二II-VI化合物半導(dǎo)體層，所述第二II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和硒；和用分子束外延法在所述第二II-VI化合物半導(dǎo)體層上形成第三II-VI化合物半導(dǎo)體層，所述第三II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和碲；其中在所述載體上形成第二II-VI化合物半導(dǎo)體層的所述步驟中，VI族元素熔劑與II族元素熔劑之比(FVI/FII)等于或大于3；和其中在所述第二II-VI化合物半導(dǎo)體層上形成第三II-VI化合物半導(dǎo)體層的所述步驟中，VI族元素熔劑與II族元素熔劑之比(FVI/FII)等于或大于3。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其中在載體上形成II-VI化合物半導(dǎo)體區(qū)包括以下步驟在第一溫度下在所述載體上形成第二II-VI化合物半導(dǎo)體層，所述第二II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和硒，且所述第一溫度等于或低于250℃；和在第二溫度下在所述第二II-VI化合物半導(dǎo)體層上形成第三II-VI化合物半導(dǎo)體層，所述第三II-VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和碲，且所述第二溫度等于或低于250℃。
全文摘要
一種半導(dǎo)體光學(xué)裝置包括超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)和金屬電極。超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)具有超晶格結(jié)構(gòu)。超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)包括II－VI化合物半導(dǎo)體區(qū)和II－VI化合物半導(dǎo)體層。II－VI化合物半導(dǎo)體區(qū)含有鋅、硒和碲，II－VI化合物半導(dǎo)體層含有鋅和硒。金屬電極在所述超晶格接觸半導(dǎo)體區(qū)上提供，金屬電極與第一II－VI化合物半導(dǎo)體層電連接。
文檔編號(hào)H01S5/327GK1610136SQ20041006217
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月22日
發(fā)明者中村孝夫, 森大樹(shù), 片山浩二 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社