[发明专利]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

说明书

本发明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。本发明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。