具有至少一个从含Se层至含BeTe层的过渡层的Ⅱ-Ⅵ半导体器件及此过渡层的制备方法技术

Ⅱ－Ⅵ半导体器件，在此器件上在一个层序列内，至少有一个由含ＢｅＴｅ半导体层向含Ｓｅ半导体层的过渡层，并且在含ＢｅＴｅ半导体和含Ｓｅ半导体层之间的界面是这样制备的，即形成一个Ｂｅ－Ｓｅ构型。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有至少一个从含Se层至含BeTe层的过渡层的II-VI半导体器件及此过渡层的制备方法。本专利技术特别涉及与一种基于II-VI半导体材料，例如ZnSe的p型导电的混晶的低损耗接触。在II-VI半导体器件上制作电接触可以采用几种不同的方法。其中，特别是对于在ZnSe基础上由混晶构成的这类器件存在着很大的困难。采用简单的金属接触在p型导电的ZnSe上制作接触已证明是不适宜的，因为由于ZnSe具有很高的价带亲合力在金属/p型导电的半导体过渡层上总是形成一个高肖特基势垒，此势垒只是很难的由正载流子隧道穿透。隧道效应可以得到增强，如果p-ZnSe的掺杂通过很低的生长温度加以提高，从而使此势垒变窄(参阅J.Qiu和其他作者，Journal ofCrystal Growth 12(1993)从第279页起)。在ZnSe上提高经p接触导电性能的其它探索，需要在金属接触和p-ZnSe之间制作一个高导电性能的HgSe层(参阅Y.Lansari及其它作者，Applied Physics Letters61(1992)从第2554页起)。提高边缘掺杂也可以通过表面附近的p-ZnTe层进行，此外，此p-ZnTe层与ZnSe相比具有较小的价带亲合力(相当于较高的价带能量)。其结果是形成了一个较低的肖特基势垒；此势垒在高受主浓度的情况下易于被空穴克服。为了改善欧姆接触特性而在表面附近降低价带亲合力将带来新的问题，即通过例如基于ZnSe的器件覆盖层和例如由ZnSe或BeTe构成的不同的价带亲合力，在半导体本体内对空穴将产生一个势垒，此势垒使通过半导体接触结构的输运变得困难。大家知道，对等价界面，例如ZnSe/ZnTe或GaAs/AlAs的价带不连续性只能在很小的程度上加以影响(参阅R.G.Dandrea，C.B.Duke，Journal of Vacuum Science and Technology B.10(4)(1992)第1744页)。这样，到目前为止还不知道有什么方法在一个过渡层上，例如由ZnSe至ZnSe或由BeTe至ZnSe的过渡层上消除带不连续性，从而使载流子的输运变得容易。由于在BeTe和ZnSe之间或者在ZnSe和ZnSe之间的价带不连续性分别高达约1.2eV或约0.8eV，所以不可能采用克服势垒的方法例如F.Capasso和其它作者，在Journal of VacuumSciences and Technology B3(4)(1985)第1245页至1251页中或H.J.Gossmann及其它作者，在Critical Review in Solid State andMaterials Science18(1)(1993)第1页至第67页中所述。由于这个原因曾经有人提出过采用接触层序列的方法，在此方法中，在表面附近的价带能量通过制备多层半导体结构逐步加以提高，这样，可以使价带边缘的跃变变缓并且可以使ZnSe和ZnTe之间或ZnSe和BeTe之间的空穴势垒降低。例如曾经有人建议采用ZnSe/ZnTe多层结构，这样可以将在表面区内的ZnSe价带能量提高到ZnTe的价带能量，并且可以制作一个具有低肖特基势垒的接触，此接触是低阻的，特别是可以将ZnTe制作成高p型导电结构(参阅WO94/15369和Y.Fan及其它作者，Appeied Physics Letter 61(1992)从第3161页起)。这种结构在文献中称为“Grading(多层结构)”或“Pseudograding(伪多层结构)”。一种近似的接触结构在ZnTe部位采用了BeTe而在BeTe/ZnSe多层结构中作为p接触如P.M.Meusz，在Applied Physics Letters64(16)(1994)，第2148页所述，或在US5,422,902中所述。这里，接触层的晶核质量可望得到提高，这样，对于器件的工作可以消除有害的晶格缺陷。由于有可能以良好的结构质量制备与晶格匹配的BeTe/ZnSe“伪多层结构”异质结构接触，所以也可以将与一个II-VI器件的p型导电的电接触用在至p型导电衬底的界面上，如在WO94/15369中所述。上述伪多层结构接触具有包括许多内部界面的复杂结构。它由多层结构构成，其中，BeTe和ZnTe交替叠层，其中每两部分的层厚部分逐层改变。ZnSe/BeTe接触层序列的总的厚度在200和1000之间(参阅P.M.Mansz，Applied Physics Letters 64(16)(1994)，第2148页或US5,422,902)。在此厚度之内BeTe的平均浓度可以通过增大BeTe层厚并且同时减小ZnSe的层厚由0至100％逐渐调整。BeTe/ZnSe接触结构的总电阻在BeTe和ZnSe通常的制备参数下在10-2-10-3Ωcm2范围内，这意味着在此接触结构中的电损耗过高。电阻大的原因归结于在BeTe和ZnTe之间存在着较大的价带不连续性，此值为1.21eV。在上述具有ZnSe/ZnTe或ZnSe/BeTe伪多层结构(Pseudograding)的接触结构中还有另一个问题，即在掺杂材料氮的高浓度情况下将产生许多晶格缺陷，这些晶格缺陷有可能导致超晶格-矩阵元和掺杂材料的互扩散。这些缺陷也可以在接触中产生集聚和扩展的晶格缺陷，这样就严重破坏了一个激光二极管的工作，从而降低了它的寿命。BeTe/ZnSe伪多层结构接触的另一个问题在于，在所采用的层厚下将导致在BeTe和ZnSe之间的界面上出现波纹状态，此波纹状态应加以调整以降低弹性应力，这种不平整性对于激光二极管的功能同样具有负面影响。空穴由例如BeTe的价带至ZnSe价带的过渡不仅出现在接触结构中，而且例如也涉及到具有含BeTe和ZnSe反射器的垂直发射的激光器。对于这类器件结构采用扩展了的多层结构或伪多层结构是很不利的。本专利技术的任务在于，研制一种改进了的由一个含Se层、特别是由一个含ZnSe层至一个含BeTe层的过渡层。此外还应提出一种能够重复制备的过渡层的简单方法。特别是应提出一种接触，在此接触中价带的不连续性在一个含BeTe层和一个含ZnSe层之间的一个界面上将显著减小，从而可以实现空穴由一个含BeTe层至含ZnSe层、特别是p型导电层的低损耗过渡。特别是应提供若干接触结构，利用这些结构可以制作到含ZnSe的p型导电的II-VI半导体层的低损耗p型导电接触。对于含BeTe材料可以理解为下列材料，诸如BexMgyZn1-x-yTe，BexCdyZn1-x-yTe，BexMgyCd1-x-yTe，BexMnyZn1-x-yTe，BexSryZn1-x-yTe，BexBayZn1-x-yTe。(0＜＝x＜＝1，0＜＝y＜＝1，x+y＜＝1)或含Be和Te或碲的其它混晶。对于含ZnSe材料可以理解为下列材料，诸如BexMgyZn1-x-ySe，BexCdyZn1-x-ySe，BexMgyCd1-x-ySe，BexMnyZn1-x-ySe，BexSryZn1-x-ySe，BexBayZn1-x-ySe。(0＜＝x＜＝1，0＜＝y＜＝1，x+y＜＝1)或ZnxMg1-xSySe1-y或BexZn1-xSySe1-y(0＜＝x＜＝1，0＜＝y＜＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
Ⅱ－Ⅵ半导体器件（１０１），在此器件上在一个层序列（１０９）内至少有一个由一个含ＢｅＴｅ的半导体层（２）向一个含Ｓｅ半导体层（１）的过渡层，并且在含ＢｅＴｅ半导体层（２）和含Ｓｅ半导体层（１）之间的界面是这样制备的，即形成一个Ｂｅ－Ｓｅ构型。

【技术特征摘要】
DE 1997-7-9 19729396.41.II-VI半导体器件(101)，在此器件上在一个层序列(109)内至少有一个由一个含BeTe的半导体层(2)向一个含Se半导体层(1)的过渡层，并且在含BeTe半导体层(2)和含Se半导体层(1)之间的界面是这样制备的，即形成一个Be-Se构型。2.根据权利要求1所述II-VI半导体器件，其特征在于，在此器件上对空穴的势垒小于0.4eV。3.根据权利要求1或2所述II-VI半导体器件，其特征在于，在此器件上在含Se(1)和含BeTe层(2)之间制作了一个过渡层(3)，此过渡层由具有组分逐步变化的合金构成。4.根据权利要求3所述II-VI半导体器件，其特征在于，在此器件上逐步变化的合金由数字逐步变化合金(6，7)形成。5.根据权利要求3或4所述II-VI半导体器件，其特征在于，在此器件上在含Se层(1)和逐步变化或数字逐步变化合金层之间至少加入一个用受主δ掺杂的层(4)。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：F菲舍尔，A瓦尔格，T巴隆，G兰德维尔，T利茨，G罗伊舍尔，M凯姆，U策恩德，HP斯坦吕克，M纳格斯特拉瑟尔，HJ卢戈尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]