JPH01232732A - 半導体結晶製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ト）技術分野 この発明は、ＺｎＳｅ基板の上に、ＭＯＣＶＤ法でＺｎ
Ｓｅ　’ｆ４　膜をエピタキシャル成長させる方法に関
する。

ＺｎＳｅは■−■族化合物半導体のひとつである。

ＺｎＳｅは青色発光ダイオード（ＬＥＤ）の材料として
期待されているもののうちのひとつである。

青色ＬＥＤは未だ実用的なものが作られていない。これ
は、バンドギャップが２．５ｅＶ以上で、大型の基板結
晶が得られ、ｐｎ接合ができ、直接遷移型である、とい
うような好都合な材料が未だ存しないからである。

バンドギャップが２，５ｅＶ以上ということであれば、
ＧａＮ、　ＳｉＣ，ＺｎＳｅ％ＺｎＳ％ＧａＡｌＮ、　
ＺｎＳＳｅなどがある。しかし、いずれも青色発光ダイ
オードを作るほどには、技術的に成熟していない材料で
あるといわねばならない。

本発明は、このうちＺｎＳｅを材料とするものである。

ＺｎＳｅ　７５板は、従来、高純度で、結晶欠陥の少な
いものを作る事ができなかった。

発光ダイオードを作るためには、低抵抗の基板と、エピ
タキシャル成長法によって作られた薄いｎ型層とＰ型層
が必要である。

本発明は、このうち、　ＺｎＳｅ基板の上に、ＺｎＳｅ
薄膜ヲホモエピタキシヤル成長させる方法に関する。こ
のＺｎＳｅ薄膜はノンドープの薄膜である。エピタキシ
ャル薄膜ができさえすれば、イオン注入法（・二よって
、これをｎ型層にする事が可能である。

この発明に於て、基板がＺｎＳｅであるという事と、ホ
モエピタキシーという事が重要である。ホモエピタキシ
ーというのは基板と、エピタキシャル成長薄膜の組成が
同一であるという事である。

これに対する言葉はへテロエピタキシーである。

基板と薄膜が異なるという事を意味している。

基板がＺｎＳｅである事が重要だというのは、良好なＺ
ｎＳｅバルク単結晶が得難い、という現在の状況に照し
てみるとその意義が明らかになる。

ＺｎＳｅエピタキシヤル成長は、発光ダイオードを作ろ
うとすれば必ず行わなければならない。

ところが、従来は、ＺｎＳｅ基板ではなく、ＧａＡｓ基
板又はｃｅ基板が用いられた。

Ｇｅ、ＧａＡｓバルク単結晶は既に高純度で欠陥の少な
いものが容易に作られるようになっている。

そこで、これら完成度の高い基板の上に、ＺｎＳｅ薄膜
ヲ、ヘテロエピタキシャル成長させるのである。

エピタキシャル成長法は、ＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法で
ある。

ＧａＡｓ　基板の上に、ＺｎＳｅヘテロエピタキシヤル
成長を行わせ、低抵抗ｎ型ＺｎＳｅ薄膜を作ったという
報告は数多くなされている。

たとえば、 Ｗ、　５ｔｕｔｉｕｓ、　Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、　Ｌｅ
ｔｔ、　ｖｏｌ、　３８．３５２（１９８１）Ｋ、Ｏｈ
ｋａｗａ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙ
ｓ、ｖｏｌ、６２３２１６（１，９８７） などである。

こレラハへテロエピタキシーである。格子定数が基板と
薄膜とで相異する、つまり格子定数の不整合がある。ま
た、成長温度と室温との間で、熱膨張の差が著しく顕わ
れるので、薄膜に強い応力が発生する。このため、薄膜
に欠陥が生じやすい。

さらを、二、基板から薄膜へ不純物が拡散し、薄膜の電
気的特性を変化させる。このような困難がある。

こｇ　ラは、ヘテロエピタキシーのもつ固有の欠陥であ
る。いかにうまくエピタキシーを行っても、これらの難
点を克服する事は難しい。

？はり、ホモエピタキシーによってエピタキシャル薄膜
を作るべきなのである。

（イ）従来技術 ＭＯＣＶＤ法によって、ＺｎＳｅ基板の上６ｚ％ＺｎＳ
ｅ薄膜をホモエピタキシャル成長させた、という報告は
、 Ｐ、　Ｂｌａｎｃｏｎｎｉｅｒ、　Ｊ、　Ｆ、　Ｈｏｇ
ｒｅｉ、　Ａ、　Ｍ、　Ｊｅａｎ−Ｌｏｕｉｓａｎｄ　
　Ｂ、Ｓｅｒｍａｇｅ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、ｖｏ
ｌ、５２　Ｎｏ、１１゜ただひとつだけである。少なく
とも、本発明者の知る限りでは、これ以外にない。

これは、パイパー法で作った基板と、ヨウ素輸送法で作
った基板の（１１０）面に、ＭＯＣＶＤ法でＺｎＳｅの
薄膜を成長させたものである。

ＺｎＳｅ　単結晶インゴットを成長させる方法は数多（
提案されている。しかし、数多くの方法が試みられると
いう事は、特に卓抜した方法がないという事である。

ＺｎＳｅ単結晶基板を作る優れた方法が存在しなかった
ので、どの方法で作った基板を使うかという事も考慮に
入れなければならない。

基板の特性がエピタキシャル薄膜の特性に影響を及ぼす
からである。

Ｐ、　Ｂｌａｎｃｏｎｎｉｅｒ等の方法は明らかでない
点が多いが、次のような条件で作っている。

ＺｎＳｅ基板　　　パイパー法、ヨウ素輸送法（１１０
）面Ｚｎ　ソー　スＺｎ（Ｃ２Ｈｓ）ｚジエチルジンク
ＤＥＺＳｅ　ソーｘ　　　　Ｈ２Ｓｅ 基板加熱温度　　　５００℃ 成長速度　　　１００Ａ／＃ 厚　　　　さ　　　　　　　１〜２　μｍエビｉキシャ
ル膜の転位密度　　　１σｃｍ　−２このような薄膜を
、ホトルミネッセンス（４，２Ｋ）測定すると、中性ド
ナーに束縛された励起子によ゛　る強い発光スペクトル
が現われた。

パイパー法による基板の上にエピタキシャル成長させた
ものは、　Ｇａを不純物として含んでいる。

これは、　Ｚｎ（０２Ｈ５）２から混入したものと推定
されている。

ヨウ素輸送法で作った基板の上にエピタキシャル成長さ
せたものは、よう素Ｉを不純物として含んでいる。これ
は、基板がよう素を不純物として含むので、これがエピ
タキシャル膜へ拡散したものと考えられる。

また、エピタキシャル薄膜の表面を、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）で観察すると、多数のヒロック（ｈｉｌＬｏ
ｃｋ　）が見られた、と述べている。これは、基板の転
位に起因して生じた欠陥であろうと推定されている。

（つ）　　　目　　　　　的 ＺｎＳｅ　薄膜をヘテロエピタキシーではなく、良質の
ＺｎＳｅ基板の上にホモエビ・タキシーする方法を提供
する事が本発明の目的である。さらに詳しくいえば、基
板からの不純物混入が少なく、再現性のよい、良質のエ
ピタキシャル成長薄膜を成長させる方法を提供すること
が本発明の目的である。

に）本発明の方法 基板が重要だという事を述べた。

ＺｎＳｅ単結晶インゴツトを成長させる方法として。

（１）　　高圧ブリッジマン法 （２）　　高圧タンマン法 （３）溶液成長法 （４）昇華法 （５）パイパー法 （６）　　ヨウ素輸送法 などがあった。ところが、いずれの方法も、大型で良好
なＺｎＳｅ単結晶を効率よく作る事ができない。

（１１、（２）は高温、高圧にするので、Ｓｉ％Ｃなど
の不純物が入りやすい。また、欠陥が多い。必ずしも単
結晶にならない、という事がある。

（３）は溶液を飽和にしてＺｎＳｅを析出するので、小
型で不定型の結晶しか得られない。

（４）は多結晶になりやすく、単結晶が必ずしも成長し
ない。

（５）は焼結ＺｎＳｅを局所的に加熱して昇華させるも
のであるが、これも多結晶になりやすい。大きい単結晶
を成長させることが難しい。

（６）はよう素を輸送剤として利用する。これは比較的
大きい単結晶ができるが、転位、積層欠陥、双晶などを
多く含んでいる。

このように、既知の方法は、いずれも、高純度、大型の
ＺｎＳｅ単結晶を作る事ができなかった。

本発明者は、そこで、トラベリングヒータ法によるＺｎ
Ｓｅ単結晶成長法を発明した（特願昭６２−６５３８９
号、昭和６２年３月１８日出願）。

これは、粉末又は融液の材料から一挙に単結晶を作るも
“のではない。

第４図によってこの方法を説明する。

ＣＶＤ法又は焼結法によってＺｎＳｅ多結晶を作る。

これを棒状に切り出す。局所加熱するので細長い棒状で
なければならない。

これを石英カプセルに入れる。もちろん開管中であって
も、雰囲気を同一にすれば、閉管中と同じように熱処理
することができる。

石英カプセルには、Ａｒ、Ｎｏなどの不活性ガス、又は
窒素ガス、或はＨ２Ｓｅ１ガスを入れる。これらの混合
ガスであってもよい。

熱処理中に於て圧力が０．１〜１００　Ｔｏｒｒになる
ようにする。

ヒータはＺｎＳｅを局所的に加熱できるものとする。

温度分布はＡＢＣＤＥＦのようになっている。

室温〜１００℃の低温部ＡＢ１５０〜２００℃／ｃｍの
急峻な温度勾配を持つ昇温部ＢＧ：、７００〜９００℃
の温度である高温部ＣＤ、　−２００℃／ｃｍ〜−５０
°Ｃ／ｃｍの温度勾配を持つ降温部ＤＥ１室温〜１００
℃の低温部ＥＦから、温度分布が構成される。実際には
、このような折線では邊い。

このような温度分布の中を００５１Ｔｂの速さでＺｎＳ
ｅ多結晶を一方の端から徐々にヒータ中に移動させる。

こうすると、固相を保ちながら、多結晶が単結晶になっ
てゆく。

温度が低いし、Ａｒなどのガスが入っているから、Ｚｎ
Ｓｅの昇華を防ぐことができる。

ヒータを動かしてゆくので、トラベリングヒータメソッ
ド（Ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ　Ｈｅａｔｅｒ　Ｍｅｔｈｏ
ｄ　）のカテゴリーに入る。

また多結晶であるものを再結晶化して（Ｒｅｃｒｙｓ−
ｔａｌｉｚａｔｉｏｎ）単結晶にするのであるから、こ
の方法を再結晶化トラベリングヒータメソッド（ＲＴＨ
Ｍ）法と名ずける。

本発明は減圧ＭＯＣＶＤ法により、ＺｎＳｅ基板の上に
、　ＺｎＳｅのホモエピタキシャル成長を行わせるもの
である。

基板として先述の手法で作ったＺｎＳｅ基板を用いる。

これが本発明の特徴のひとつである。

もうひとつ重要な事は、　ＩＩ族ガスと■族ガスの供給
量の比率である。これは極めて重要な比である。ＶＩ族
ガスの供給量を■族ガスの供給量の１０〜１００倍とし
なければならない。こうでなければ。

良好なエピタキシャル成長を行う事ができない。

エピタキシャル成長の条件を述べる。

基　　　板・・・・・・先述のＴＨＭ法で作ったＺｎＳ
ｅ単結晶Ｚｎ原料・−−−−−Ｚｎ（ＣＨ３）２．　Ｚ
ｎ（ＣｚＨｓ）２Ｓｅ原料・・・・・・Ｈ２Ｓｅ ＣＶｌ族／■族〕・・・・・・１０〜１００倍（モル比
）基板温度・・・・・・２５０〜４００℃成長中の圧力
・・・　０、ｌ〜ＩＱＴｏｒｒエビクキシャル成長速度
・・・　〜１μｍ／Ｈｖｒ、ｎ族ガスは、たとえば次の
ようなオーダーで供給する。

（Ｚｎｌガニｘ、　・−−〜１０”　ｍｏ１／ｍｉｎ［
Ｓｅ：］ガス・・・〜１０″ｍｏｌ／ｍｍこれはもちろ
ん、ＣＶＤ炉の容積によって変わる。

第１図によってエピタキシャル成長に用いる装置を説明
する。

これは減圧ＭＯＣＶＤ法を行う装置である。ここに新規
性があるわけではない。

ＣＶＤ炉１は密封でき真空に引くことのできる空間を有
する。円板のサセプタ２が水平に置かれる。この上にＺ
ｎＳｅ基板３が水平に置かれる。

サセプタ２の下にヒータ４が設けられる。ヒータ４はサ
セプタ２と基板３とを加熱する。加熱された基板３の上
で、原料ガスが気相反応して、ＺｎＳｅの薄膜が成長し
てゆく。

ＣＶＤ炉１には真空度をモニタするための真空ゲージ５
が設けられている。

また下方には排ガスを排出するための主バルブ６がある
。排出系の中に液体窒素トラップ７、真空ゲージ８が設
けである。これらの排ガスは拡散ポンプ９及びロータリ
ポンプ１０によって排除される。排ガス系統には、トラ
ップ１１、弁１２．１８などがある。

ますロータリポンプ１０により、弁１８から排気し、ガ
イスラー管１３で真空度が高くなったのを確かめる。そ
して、弁１８を閉じ、弁１２を開き、主バルブ６から排
気する。通常の排気装置である。

原料ガスの供給、停止、流量調節などは、コンピュータ
１４によって行う。

原料ガスはガスボックス１５の中に収容されている。

ここには、Ｚｎの原料、Ｓｅの原料ガス、水素ガスＨ２
が備えられる。

この例では、０４１６％のＤＭＺ（Ｚｎ（ＣＨ）２ジメ
チルジンク）を混合したヘリウムＨｅガスボンベ２１と
、１０％のＨ２Ｓｅ　を混合した水素ガスボンベ２２と
、純粋の水素ガスボンベ２３とが設置されている。

ＤＭＺヘリウム混合ガスは、Ｚｎの原料ガスである。コ
レハレギュレータ２４．マスフローコントローラ２５、
カッティングパルプ２６、空気圧作動弁２７を経て、Ｃ
ｖＤ炉１の中へ、ガス流入口２８から流入する。空気圧
作動弁２７、又はカッティングバルブ２６はコンピュー
タ１４によって制御されて、自在にＤＭＺヘリウム混合
ガスの供給量を調整することができる。

Ｈ２Ｓｅと水素の混合ガスはＳｅの原料ガスである。

コレハレギュレータ２９．マスフローコントローラ３０
、カッティングパルプ３１、空気圧作動弁３２を経て、
ＣＶＤ炉１の中へ、ガス流入口３３から流入する。

水素ガスは水素ガスボンベ２３から、レギュレータ３４
を経て、流入口３５からＣＶＤ炉１の中へ入る。これは
原料ガスではない。炉内を還元性雰囲気とするためのも
のである。さらに、水素ガスは炉内の圧力を適当な値に
保つという作用がある。成長中の炉内の圧力は、０．１
〜１０　Ｔｏｒｒ　（１０〜１０００Ｐａ）とする。

ＣＶＤ炉１に於て、基板３が加熱され、原料ガスが導入
されるので、基板３の近傍で気相反応が起こり、化合物
が基板の上に堆積してゆく。

重要なのは、モル比にして、Ｚｎ原料ガスとＳｅ原料ガ
スの供給比を１＝１０〜１００にするという事である。

この比率は、ＺｎとＳｅのモル比である。

混合ガスの容積比ではない。

この例では、　０．１６％ＤＭＺヘリウムガスと、１０
％Ｈ２Ｓ１３水素ガスを用いるから、混合比を勘案して
、流ｌ比に換算する必要がある。

（３）実施例 第１図の装置を用いて、ＲＴＨＭ法で作ったＺｎＳｅ基
板の上に、ＺｎＳｅ薄膜をＭＯＣＶＤ法によりエピタキ
シャル成長させた。

ＺｎＳｅ基板は次のように前処理した。まず、基板を清
浄にするため、ＮａＯＨ液でエツチングした。さらに数
Ｔｏｒｒの水素気流中で、５００℃に加熱し数分間処理
した。これは表面酸化物を除くためである。

Ｚｎ原料としては、ＤＭＺｏ、１６％ヘリウムガスを使
った。Ｓｅ原料としては、　Ｈ２Ｓｅ１０％水素ガスを
使った。

ＣＶＤ炉内を、まず１０−’Ｔｏｒｒまで排気した。サ
セプタには、水平にＺｎＳｅ基板が七ットしである。

真空排気後、サセプタ、基板を加熱し、原料ガス、水素
ガスを導入して、ＺｎＳｅエピタキシヤル成長を実行し
た。ＺｎＳｅ　ノ基板は（１１０）面、（１００）面（
１１１）面のものについて行った。基板温度は２５０〜
４００℃とした。〔■族〕／〔■族〕の比は２４．６と
した。

条件を第１表に示す。

第１表　ＺｎＳｅ　ＣＶ　Ｄ成長条件 こうして作ったエピタキシャル薄膜の表面モルフオロジ
ーは良好であった。厚さは約１μｍである。

ＲＨＥＥＤ測定により、薄膜が単結晶膜である事が確か
められた。

この薄膜を４．２にでホトルミネッ七ンス測定した。

測定結果を第２図に示している。横軸はルミネッセンス
光の波長で、縦軸は光の強度（任意目盛）である。

これは、４．２Ｋに冷却した試料に、強い紫外光を当て
て励起状態にし、励起状態からの発光を測定するもので
ある。

その紫外光よりエネルギーの低い遷移が全て出現するが
、これはバンド構造や不純物準位を反映している。７ｓ
＝　３００℃というのは、基板温度を３００℃にしてエ
ピタキシーを行ったということである。

第１のグラフは基板が（１１０）面のＺｎＳｅにエピタ
キシャル成長させたものである。第２は（１００）面の
ＺｎＳｅ　Ｍ　＆へ、第３は（１１１）面の基板へエピ
タキシャル成長を行ったものである。

いずれについても、４４３　ｎｍの近傍に中性ドナーに
束縛された励起子による発光線が強く現われる。

Ｉ２　　である。これはとび抜けて強いルミネッセンス
である。

（１１０）面基板に対しては、他に大きい構造はなく平
坦である。

（１００）面基板、（１１１）面基板にたいするエピタ
キシャル成長膜に於ては、深い準位の発光（ＳＡ、Ｍ）
が幅広く、シかし僅かに現われる。　　　゛中性ドナー
束縛励起子による発光が問題である。

この中性ドナーは一体何かという事である。工２Ｍのピ
ークは鋭く、半値幅が４〜５　ｍｅＶである。

ピークの位置は、バルクＺｎＳｅ単結晶に現われる工２
　　と一致している。従って、この中性ドナーはＡ、ｌ
ではないかと推定される。

Ａ７がどうして混入したかというと１次のような原因が
考えられる。まず、ＺｎＳｅバルク単結晶に含まれてい
たものが拡散した、という事である。もうひとつは、原
料ガスであるＤＭＺにＡｌが含まれていたかもしれない
、ということである。さらに、チャンバ壁がＡｌででき
ているから、これが混入したかも知れないという事であ
る。

こ（Ｄような点で、前述＋７）　Ｂｌａｎｃｏｎｎｉｅ
ｒ　ｙ）　ＺｎＳｅ　／ＺｎＳｅエピタキシャル膜と異
なっている。彼らは、ヨウ素輸送法で作った基板の上に
エピタキシャル成長させた膜のフォトルミネッセンスに
現われる中性ドナー束縛励起子は、ヨウ素Ｉによるもの
と推定している。またパイパー法によって作った基板の
上にエピタキシャル成長させた膜のフォトルミネッセン
スに現われる中性ドナー束縛励起子はＧａであろうとい
っている。

中性ドナー束縛励起子が現われるのはやむを得ないが、
これの温度依存性を調べる事により、ホモエピタキシー
の有利な点が明らかになる。

第３図は、　ＺｎＳｅ基板の温度を変えてこの上にＺｎ
Ｓｅをエピタキシャル成長させたものについて、中性ド
ナー束縛励起子のエネルギーの変化をフォトルミネッセ
ンス（、ｉ、２Ｋ）によって測定したものである。

横軸がエピタキシャル成長時の基板温度である。

２５０℃〜４００℃まで変化させである。どの温度でも
良好なエピタキシャル膜ができた。

工２のエネルギー変化は実線で示すように、殆ど平坦で
ある。つまりエネルギー変化がない。はぼ、２．７９６
５θＶで一定である。

比較のため、ＧａＡｓ基板の上に、　ＺｎＳｅを分子線
エピタキシー（ＭＢＥ）法でエピタキシャル成長させた
、このＺｎＳｅ膜のフォトルミネッセンスに於けるＩ２
（中性ドナー束縛励起子）、Ｉｘのエネルギーを測定し
た。これらは、成長時の基板温度が高いほど、エネルギ
ーが低くなっている。

このように、　ＺｎＳｅ／ＧａＡｓヘテロエピタキシー
に於ては、成長時の基板温度によってｓ　　！２％工Ｘ
のエネルギーが異なる。ところが本発明のＺｎＳｅ／Ｚ
ｎＳｅホモエビクキシーによるものは成長時の基板温度
によりＩ２　のエネルギーが殆ど変わらない。

これは次のような事を意味する。

ヘテロエピタキシーの場合でも、ホモエピタキシーの場
合でも、高温でエピタキシャル成長させ、これと常温に
まで降温する。当然収縮する。

ホトルミネッセンス測定するなら、さらに４．２Ｋまで
冷却する。さらに収縮する。

ＺｎＳｅ　／ＺｎＳｅホモエピタキシーでは、薄膜と基
板が同一物質、同一構造であるから、そのように何百度
もの温度変化があっても、殆ど熱歪みが生じない。

ところがＺｎＳｅ　／ＧａＡｓヘテロエピタキシーで作
ったものは、このように広い範囲にわたる温度変化があ
ると、強い熱歪みが発生する。このため中性ドナー束縛
励起子のエネルギーが変化する。

エピタキシャル成長時の温度が違えば、４．２Ｋまでの
降温の温度差が異なるので、中性ドナー束縛励起子のエ
ネルギー変化が観測されるわけである。

本発明によるホモエピタキシーに於て、１２Ｍエネルギ
ーの、基板温度による変化がないという事は、熱歪みが
発生しないという事である。これは、薄膜に対して強い
応力が働いていないという事である。これは、長寿命で
あって、熱衝撃に強いという事を意味している。

ａ）　　効　　　果 ｚｎＳｅ　Ｒ膜をＺｎＳｅ基板の上にホモエピタキシー
するので、格子不整合、熱膨張係数の違いによる熱歪み
、不純物拡散という問題が起らない。

しかも、ＲＴＨＭ法で作った不純物の少ない大型の単結
晶ＺｎＳｅ単結晶を基板とするので、良質の単結晶膜が
得られる。

ＺｎＳｅ　／ＺｎＳｅのホモエピタキシーを行なったと
いうのは％Ｂｌａｎｃｏｎｎｉｅｒ等しかいない。彼等
は、パイパー法、よう素輸送法によって作ったＺｎＳｅ
基板を使っている。

ＭＯＣＶＤ法であるが、基板温度が高＜５００℃である
。本発明シよ、より低温である。２５０〜４００°Ｃで
単結晶膜を得る。

エピタキシャル成長は、一般に、低温でできれば低温の
方がよい。ＺｎＳｅは昇華しやすい物質であるから、高
温にすると表面が昇華によって粗面化する惧れがある。

また、低温で作ったものの方が、熱歪みが少ない。

また、彼等の作ったエピタキシャル薄膜は、不純物とし
て、よう素！（よう素輸送法の場合）、ガリウムＧａ（
パイパー法の場合）を不純物として多く含んでいる。

本発明のＺｎＳｅ薄膜は、よう素ＩやガリウムＧａなと
の不純物を含まない。良好な薄膜である。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭＯＣＶＤ法を行うための装置の構成図。 第２図は本発明の方法ニヨリＺｎＳｅ　（１１０）、（
１００）（１１１）　面の基板にＺｎＳｅ薄膜をエピタ
キシャル成長させたものの、４２にでのフォトルミネッ
センス強度スペクトラム図。 第３図は基板温度を２５０℃〜４００℃まで変えて本発
明によりＺｎＳｅ／ＺｎＳｅホモエピタキシヤル成長さ
せたもののフォトルミネッセンススペクトラムに於ける
中性ドナー束縛励起子エネルギーの基板温度依存性と、
　ＺｎＳｅ／ＧａＡａヘテロエピタキシーによるものの
フォトルミネッセンススペクトラムに於ける１２、Ｉｘ
エネルギーの基板温度依存性を示すグラフ。 第４図はバルクＺｎＳｅ単結晶を作るＲＴＨＭ法の説明
図。 １・・・・・・ＣＶＤ炉 ２・・・・・・サセプタ ３・・・・・・基　板 ４・・・・・・ヒータ　　　゛ ５・・・・・・真空ゲージ ６１１．・・・主パルプ ２１・・・・・・　０．１６９６ＤＭＺを含むヘリウム
ガスボンベ２２・・・・・・　ｌＯ％Ｈ２Ｓ！ｌを含む
水素ガ７ボ、ぺ２３・・・・・・水素ガスボンベ 発　　明　者　　　１）　　口　　　常　　　正難　　
　波　　　宏　　　邦 特許出願人　　社団法人　生産技術振興協会住友電気工
業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＺｎＳｅ単結晶基板の上にＺｎＳｅエピタキシャル薄
   膜を成長させるための方法であつて、ＣＶＤ法又は焼結
   法で作られたＺｎＳｅ多結晶を棒状に加工し、反応管に
   入れ、０．１Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒの不活性ガス、
   窒素又はＨ＿２Ｓｅガス或はこれらの混合ガス雰囲気と
   し、室温〜１００℃の低温部ＡＢと温度勾配が５０℃／
   ｃｍ〜２００℃／ｃｍである昇温部ＢＣと、温度が７０
   ０℃〜９００℃である高温部ＣＤと、温度勾配が−２０
   ０℃／ｃｍ〜−５０℃／ｃｍである降温部ＤＥと、室温
   〜１００℃の低温部ＥＦとよりなる温度分布の中を、０
   ．０５ｍｍ／ｄａｙ〜５ｍｍ／ｄａｙの速度で移動させ
   ることにより固相を保ちながらＺｎＳｅ多結晶をＺｎＳ
   ｅ単結晶に変化させ、このＺｎＳｅ単結晶を薄く切つて
   ＺｎＳｅ基板３として、ＣＶＤ炉１のサセプタ２にセッ
   トし、Ｚｎを含む有機金属ガスと、Ｈ＿２Ｓｅガスとを
   送給し、基板温度を２５０℃〜４００℃として、０．１
   〜１０Ｔｏｒｒの水素ガス雰囲気とし、Ｓｅの送給量と
   Ｚｎの送給量とをモル比に換気して１０〜１００となる
   ようにしつつ、ＺｎＳｅ単結晶基板３の上に、ＺｎＳｅ
   薄膜を成長させる事を特徴とする半導体結晶製造方法。