JPH0297497A - 硫化カドミウム薄膜の製造方法 - Google Patents
硫化カドミウム薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH0297497A JPH0297497A JP63249205A JP24920588A JPH0297497A JP H0297497 A JPH0297497 A JP H0297497A JP 63249205 A JP63249205 A JP 63249205A JP 24920588 A JP24920588 A JP 24920588A JP H0297497 A JPH0297497 A JP H0297497A
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- JP
- Japan
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- thin film
- sulfur
- cadmium sulfide
- cadmium
- producing
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は発光ダイオードなどの発光素子やイメージセン
サなどの受光素子に用いられる半導体薄膜月利の製造方
法に関し、特に緑色領域で良好な↑４ｒ性を示す硫化カ
ドミウム薄膜の製造方法に関するものである。
サなどの受光素子に用いられる半導体薄膜月利の製造方
法に関し、特に緑色領域で良好な↑４ｒ性を示す硫化カ
ドミウム薄膜の製造方法に関するものである。
従来の技術
従来、硫化カドミウム薄膜を製造する方法として、第２
図に示すような真空蒸着装置を用い、真空容器１内でル
ツボ３内に装填した硫化カドミウム原料３ａを加熱蒸発
させ、基板４の表面に硫化カドミウム薄膜５を形成する
ものが知られている。
図に示すような真空蒸着装置を用い、真空容器１内でル
ツボ３内に装填した硫化カドミウム原料３ａを加熱蒸発
させ、基板４の表面に硫化カドミウム薄膜５を形成する
ものが知られている。
２は真空ポンプ、６は基板ホルダ、７はヒーターである
。
。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上述のような従来の方法では、カドミウム
と硫黄の原子または分子が同時に基板面に飛来するため
、膜形成の初期において、基板而上の結晶成長の起こり
やすい位置に集中して結晶が成長し、いわゆる島状成長
の杖態となる。この場合、得られた膜は結晶粒の集合体
となるため、結晶粒界に格子欠陥が多数発生し、発光・
受光素子材料として充分な特性が得られないという点が
課題であった。またこの場合、膜面の凹凸や膜厚分布が
大きくなるという点も課題であった。
と硫黄の原子または分子が同時に基板面に飛来するため
、膜形成の初期において、基板而上の結晶成長の起こり
やすい位置に集中して結晶が成長し、いわゆる島状成長
の杖態となる。この場合、得られた膜は結晶粒の集合体
となるため、結晶粒界に格子欠陥が多数発生し、発光・
受光素子材料として充分な特性が得られないという点が
課題であった。またこの場合、膜面の凹凸や膜厚分布が
大きくなるという点も課題であった。
課題を解決するための手段
本発明は上記課題を解決するため、金属カドミウムを加
熱蒸発させて得たカドミウム分子線と、硫黄を含む化合
物のガスを熱分解させて得た硫黄分子線を交互に基板に
照射するものである。
熱蒸発させて得たカドミウム分子線と、硫黄を含む化合
物のガスを熱分解させて得た硫黄分子線を交互に基板に
照射するものである。
作用
本発明は上記の手段により、カドミウムと硫黄の原子層
を一層ずつ交互に形成し、その結果、膜形成の初期より
均一な二次元的な結晶成長が生じるという作用に基づく
ものである。
を一層ずつ交互に形成し、その結果、膜形成の初期より
均一な二次元的な結晶成長が生じるという作用に基づく
ものである。
実施例
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明の製造方法の一実施例で用いられる分子
線エピタキ／−装置の構造を示す概略図である。同図に
おいて、９は通常の蒸発用ルツボで原料となる金属カド
ミウム９ａを装填しておき、ヒーター７により加熱蒸発
させてカドミウム分子線９ ｂを得る。また１０はガス
分解セルで、硫化水素ガス容器１１から導入されたガス
をヒーター８により加熱分解させて、硫黄分子線１０ｂ
を得る。ここで硫黄分子線の原料に硫化水素ガスを用い
る理由は、単体の硫７１ｔ（固体）は室温でもかなり高
い蒸気圧を有するため、高真空を得るのに不可欠なｈ’
Ｌ空容：（（１の加熱脱ガス処理の過程で蒸発してしま
うので実用的でないことによる。
線エピタキ／−装置の構造を示す概略図である。同図に
おいて、９は通常の蒸発用ルツボで原料となる金属カド
ミウム９ａを装填しておき、ヒーター７により加熱蒸発
させてカドミウム分子線９ ｂを得る。また１０はガス
分解セルで、硫化水素ガス容器１１から導入されたガス
をヒーター８により加熱分解させて、硫黄分子線１０ｂ
を得る。ここで硫黄分子線の原料に硫化水素ガスを用い
る理由は、単体の硫７１ｔ（固体）は室温でもかなり高
い蒸気圧を有するため、高真空を得るのに不可欠なｈ’
Ｌ空容：（（１の加熱脱ガス処理の過程で蒸発してしま
うので実用的でないことによる。
実際の薄膜成長は次のような手順で行なう。まず表面を
ｌｉ’ｆ 抑にした基板４を基板ホルダ６に装着する。
ｌｉ’ｆ 抑にした基板４を基板ホルダ６に装着する。
基板材料としては硫化カドミウムそのものの単結晶や、
硫化カドミウムに近い格子定数を持つインジウム燐の単
結晶などが好適である。次に真空容器１を１（１”Ｔｏ
ｒｒ以下程度の超高真空までυｒ気する。その後、ルツ
ボ９を例えば４００℃程度に加熱し、適切な強度のカド
ミウム分子線９ｂが得られるようにする。またガス分解
セル１０を加熱するとともに、流量調節弁１２を開いて
硫化水素ガスを流し、適切な強度の硫黄分子線１０ｂが
得られるようにする。ガス分解セルの温度は、７００′
Ｃ以上あれば硫化水素ガスをほぼ完全に分解することが
できる。
硫化カドミウムに近い格子定数を持つインジウム燐の単
結晶などが好適である。次に真空容器１を１（１”Ｔｏ
ｒｒ以下程度の超高真空までυｒ気する。その後、ルツ
ボ９を例えば４００℃程度に加熱し、適切な強度のカド
ミウム分子線９ｂが得られるようにする。またガス分解
セル１０を加熱するとともに、流量調節弁１２を開いて
硫化水素ガスを流し、適切な強度の硫黄分子線１０ｂが
得られるようにする。ガス分解セルの温度は、７００′
Ｃ以上あれば硫化水素ガスをほぼ完全に分解することが
できる。
次に基板４を約６００℃に加熱して表面をさらに清浄化
する。その後、基板を結晶成長に適切な温度まで下げる
。この場合には例えば３００℃とする。この後、シャッ
ター１３および１４を交互に開き、結晶成長を行なう。
する。その後、基板を結晶成長に適切な温度まで下げる
。この場合には例えば３００℃とする。この後、シャッ
ター１３および１４を交互に開き、結晶成長を行なう。
すなわち、例えばまずンヤソター１３を開いてカドミウ
ム分子線９ｂを基板に照射するとカドミウム原子層が一
層だけ形成される。その後シャッター１３を閉じ、シャ
ッター１４を開いて、硫黄分子線１０ｂを照射すると、
硫黄原子層が一層だけ形成される。この操作を繰り返す
と、シャッターの開閉回数に比例した膜厚の硫化カドミ
ウム均一に形成することができる。シャッターを開いて
お（時間は、一原子層が形成されるのに充分な時間以上
であれば特に制限はない。これはカドミウムおよび硫黄
の蒸気圧が」二連の基板温反では充分に高いため、原子
層が一層形成されると同種原子はそれ以上堆積せず、再
蒸発するためである。
ム分子線９ｂを基板に照射するとカドミウム原子層が一
層だけ形成される。その後シャッター１３を閉じ、シャ
ッター１４を開いて、硫黄分子線１０ｂを照射すると、
硫黄原子層が一層だけ形成される。この操作を繰り返す
と、シャッターの開閉回数に比例した膜厚の硫化カドミ
ウム均一に形成することができる。シャッターを開いて
お（時間は、一原子層が形成されるのに充分な時間以上
であれば特に制限はない。これはカドミウムおよび硫黄
の蒸気圧が」二連の基板温反では充分に高いため、原子
層が一層形成されると同種原子はそれ以上堆積せず、再
蒸発するためである。
以上のような方法で形成した硫化カドミウム薄膜は、成
長初期より二次元的で均一な結晶成長をするため、極め
て格子欠陥の少ない良質な単結晶膜となり、優れた電気
的・光学的性質を示す。
長初期より二次元的で均一な結晶成長をするため、極め
て格子欠陥の少ない良質な単結晶膜となり、優れた電気
的・光学的性質を示す。
なお上述の実施例では硫黄分子線の原料として硫化水素
を用いたが、この他ツメチル硫黄やジエチル硫黄などの
硫黄を含む打機化合物ガスを用いても同様の効果が得ら
れる。
を用いたが、この他ツメチル硫黄やジエチル硫黄などの
硫黄を含む打機化合物ガスを用いても同様の効果が得ら
れる。
また、薄膜形成中の基板温度は、２００℃以上５００℃
以下が好適である。２００℃以下では各原子が正確な格
子位置に安定せず、また５００℃以上では原子の再蒸発
が過剰になり原子の空孔が生じるので、何れの場合も完
全な結晶が得られなくなるためである。
以下が好適である。２００℃以下では各原子が正確な格
子位置に安定せず、また５００℃以上では原子の再蒸発
が過剰になり原子の空孔が生じるので、何れの場合も完
全な結晶が得られなくなるためである。
発明の効果
以上述べてきたように、本発明によれば、格子欠陥の少
ない良質な硫化カドミウム薄膜を均一に形成することが
できる。その結果、高効率の発光ダイオードや高感度の
イメージセンサなどが実現でき実用的に極めて有用であ
る。
ない良質な硫化カドミウム薄膜を均一に形成することが
できる。その結果、高効率の発光ダイオードや高感度の
イメージセンサなどが実現でき実用的に極めて有用であ
る。
第１図は本発明の一実施例で用いられる分子線エピタキ
ンー装置の＋ｆｉ造を示す概略図、第２図は従来例で用
いられる蒸着装置の構造を示す（概略図である。 １・・や真空容器、２φ壷・真空ポンプ、４・・・基板
、５ｅ令φ硫化カドミウム薄膜、６ｍ−・基板ホルダ、
７，８・・・ヒーター ９・６６ルツボ、９ ａＩ 嗜
・カドミウム、９ｂ・・Φカドミウム分子線、１０番−
０ガス分解セル、１０ｂ・・・硫黄分子線、１１・・・
硫化水素ガス容器、１２・・・流量調節弁、１３．１４
−・・シャッター 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか１名１３／４ シマ・・クー
ンー装置の＋ｆｉ造を示す概略図、第２図は従来例で用
いられる蒸着装置の構造を示す（概略図である。 １・・や真空容器、２φ壷・真空ポンプ、４・・・基板
、５ｅ令φ硫化カドミウム薄膜、６ｍ−・基板ホルダ、
７，８・・・ヒーター ９・６６ルツボ、９ ａＩ 嗜
・カドミウム、９ｂ・・Φカドミウム分子線、１０番−
０ガス分解セル、１０ｂ・・・硫黄分子線、１１・・・
硫化水素ガス容器、１２・・・流量調節弁、１３．１４
−・・シャッター 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか１名１３／４ シマ・・クー
Claims (5)
- （１）真空中において、カドミウム分子線と、硫黄を含
む化合物の気体を熱分解して得た硫黄分子線を交互に基
板表面に照射することを特徴とする硫化カドミウム薄膜
の製造方法。 - （２）硫黄を含む化合物を硫化水素またはジメチル硫黄
またはジエチル硫黄とした特許請求の範囲第１項記載の
硫化カドミウム薄膜の製造方法。 - （３）硫黄を含む化合物を硫化水素とし、熱分解温度を
７００℃以上とした特許請求の範囲第１項記載の硫化カ
ドミウム薄膜の製造方法。 - （４）硫化カドミウム単結晶またはインジウム燐単結晶
で構成した特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
れかに記載の硫化カドミウム薄膜の製造方法。 - （５）基板温度を２５０℃以上５００℃以下とした特許
請求の範囲第１項から第４項までの何れかに記載の硫化
カドミウム薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249205A JPH0297497A (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 硫化カドミウム薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249205A JPH0297497A (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 硫化カドミウム薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0297497A true JPH0297497A (ja) | 1990-04-10 |
Family
ID=17189477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63249205A Pending JPH0297497A (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 硫化カドミウム薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0297497A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62141717A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Fujitsu Ltd | 原子層レベル閃亜鉛鉱型結晶の成長方法とその装置 |
| JPS62229846A (ja) * | 1986-03-30 | 1987-10-08 | Nippon Seiki Co Ltd | ２−６族化合物半導体素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-03 JP JP63249205A patent/JPH0297497A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62141717A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Fujitsu Ltd | 原子層レベル閃亜鉛鉱型結晶の成長方法とその装置 |
| JPS62229846A (ja) * | 1986-03-30 | 1987-10-08 | Nippon Seiki Co Ltd | ２−６族化合物半導体素子の製造方法 |
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