JPH0418723A - 半導体結晶の成長方法 - Google Patents
半導体結晶の成長方法Info
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- JPH0418723A JPH0418723A JP12246690A JP12246690A JPH0418723A JP H0418723 A JPH0418723 A JP H0418723A JP 12246690 A JP12246690 A JP 12246690A JP 12246690 A JP12246690 A JP 12246690A JP H0418723 A JPH0418723 A JP H0418723A
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- Japan
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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〕
この発明は半導体結晶の成長方法に関し、特に■−■族
化合物゛４６導体結晶が形成された基板表面−ト、への
■族元素を構成元素とした化合物半導体の結晶成長方法
に関する。
化合物゛４６導体結晶が形成された基板表面−ト、への
■族元素を構成元素とした化合物半導体の結晶成長方法
に関する。
青緑色発光デバイス材料や非線形光学材料として有望な
ものに、亜鉛カルコゲナイド等の■族元素を構成元素と
した化合物半導体がある。第２図は例えばＪａｐａｎｅ
ｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｒＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓＶｏ１２８ ＮＯｌ、２ Ｐ、Ｉ、２１３７−１
．２１４０（１，９８９）に開示された、従来の亜鉛カ
ルコゲナイドの結晶成長方法を示す説明図である。同図
において、２は基板ホルダ１上に装着された基板であり
、３．４及び５はそれぞれＳｅ原料用セル、Ｓ原料用セ
ル及びＺｎ原料用セルである。また、６は光照射用の光
導入ポートである。
ものに、亜鉛カルコゲナイド等の■族元素を構成元素と
した化合物半導体がある。第２図は例えばＪａｐａｎｅ
ｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｒＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓＶｏ１２８ ＮＯｌ、２ Ｐ、Ｉ、２１３７−１
．２１４０（１，９８９）に開示された、従来の亜鉛カ
ルコゲナイドの結晶成長方法を示す説明図である。同図
において、２は基板ホルダ１上に装着された基板であり
、３．４及び５はそれぞれＳｅ原料用セル、Ｓ原料用セ
ル及びＺｎ原料用セルである。また、６は光照射用の光
導入ポートである。
このような構成において、まず、基板２を成長系の基板
ホルダ１に装着し、該成長系を１Ｏ−８Ｔｏｒｒ程度の
真空度まで排気した後、基板ホルダ１を昇温し基板２を
５００℃程度に一定時間保持して基板２の表面を清浄化
する。
ホルダ１に装着し、該成長系を１Ｏ−８Ｔｏｒｒ程度の
真空度まで排気した後、基板ホルダ１を昇温し基板２を
５００℃程度に一定時間保持して基板２の表面を清浄化
する。
その後、基板２の温度が３００℃程度になると、Ｓｅ原
料用セル３、Ｓ原料用セル４及びＺｎ原料用セル５から
それぞれＳｅ、Ｓ及びＺｎを基板２の表面に供給するこ
とにより、基板２の表面上に亜鉛カルコゲナイドの結晶
成長を行う。この際、。
料用セル３、Ｓ原料用セル４及びＺｎ原料用セル５から
それぞれＳｅ、Ｓ及びＺｎを基板２の表面に供給するこ
とにより、基板２の表面上に亜鉛カルコゲナイドの結晶
成長を行う。この際、。
光導入ボーｈ ６から光を基板２表面に照射して結晶成
長の促進を図る場合もある。
長の促進を図る場合もある。
なお、各セル３〜５からの原料の供給の開始、停止、再
開及び終了は、基板２と各セル３〜５との間に設けられ
た図示しないシャッターの開閉あるいはそれぞれのセル
３〜５の上流側に設けられた図示しないバルブの開閉に
よって行なわれる。
開及び終了は、基板２と各セル３〜５との間に設けられ
た図示しないシャッターの開閉あるいはそれぞれのセル
３〜５の上流側に設けられた図示しないバルブの開閉に
よって行なわれる。
」１記原料の供給は同時に行っても、交互に行ってもよ
い。
い。
従来、亜鉛カルコゲナイド智の■族元素を構成元素とし
た化合物半導体の結晶成長方法は以上のように行われて
おり、単に基板２表面の洗浄処理の後、原料を供給して
結晶成長を行うものであるため、例えば■族元素を含ま
ない■−■族化合物２１′導体結晶の表面を有する基板
のように、基板２の表面が必ずしも成長させようとする
■族元素を構成要素とする化合物半導体結晶に適したも
のとなっていない場合が多い。
た化合物半導体の結晶成長方法は以上のように行われて
おり、単に基板２表面の洗浄処理の後、原料を供給して
結晶成長を行うものであるため、例えば■族元素を含ま
ない■−■族化合物２１′導体結晶の表面を有する基板
のように、基板２の表面が必ずしも成長させようとする
■族元素を構成要素とする化合物半導体結晶に適したも
のとなっていない場合が多い。
この場合、成長させる■族元素を構成要素とする化合物
半導体結晶中に、基板２表面の結晶構成原子が拡散した
り、基板２表面の結晶欠陥か伝播したりして、生成され
る結晶の品質を劣化させてしまうという問題点があった
。
半導体結晶中に、基板２表面の結晶構成原子が拡散した
り、基板２表面の結晶欠陥か伝播したりして、生成され
る結晶の品質を劣化させてしまうという問題点があった
。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、■族元素を構成元素とした化合物半導体の結
晶を品質良く得ることができる半導体結晶の成長方法を
提供することを目的とする。
たもので、■族元素を構成元素とした化合物半導体の結
晶を品質良く得ることができる半導体結晶の成長方法を
提供することを目的とする。
この発明にかかる半導体結晶の成長方法は、■Ｖ族化合
物゛１″−導体結晶の表面を白゛する基板を準備するス
テップと、■族元素または■族元素を含んだ化合物によ
り前記基板表面に対１〜前処理を施し、前記基板表面上
にＩＩＴ−Ｖｌ族化合物を含んた■族元素処理層を形成
するステップと、前記■族元素処理層」二に■族元素を
構成元素と（〜だ化合物゛Ｉ′−導体の結晶成長を行う
ステップとを備えている。
物゛１″−導体結晶の表面を白゛する基板を準備するス
テップと、■族元素または■族元素を含んだ化合物によ
り前記基板表面に対１〜前処理を施し、前記基板表面上
にＩＩＴ−Ｖｌ族化合物を含んた■族元素処理層を形成
するステップと、前記■族元素処理層」二に■族元素を
構成元素と（〜だ化合物゛Ｉ′−導体の結晶成長を行う
ステップとを備えている。
この発明においては、■族元素を含んだ■族元素処理層
上に■族元素を構成元素とした化合物゛Ｉ′。
上に■族元素を構成元素とした化合物゛Ｉ′。
導体の結晶成長を行っているため、成長される化合物半
導体結晶中への基板表面の結晶構成原子の拡散や結晶欠
陥の伝播か■族元素処理層により阻１１′、される。
導体結晶中への基板表面の結晶構成原子の拡散や結晶欠
陥の伝播か■族元素処理層により阻１１′、される。
第１Ａ図〜第１Ｃ図はこの発明の一実施例である亜鉛カ
ルコゲナイドの結晶成長方法を示す説明図である。第１
Ａ図において、２′は基板ホルダ１上に装着されたＧａ
Ａｓ基板等の■−ｖ族化合物゛１６導体結晶基板であ
り、３．４及び５はそれぞれＳｅ原料用セル、Ｓ原料用
セル及びＺｎ原料用セルである。また、６は光照射用の
光導入ボートである。
ルコゲナイドの結晶成長方法を示す説明図である。第１
Ａ図において、２′は基板ホルダ１上に装着されたＧａ
Ａｓ基板等の■−ｖ族化合物゛１６導体結晶基板であ
り、３．４及び５はそれぞれＳｅ原料用セル、Ｓ原料用
セル及びＺｎ原料用セルである。また、６は光照射用の
光導入ボートである。
このような構成において、基板２′を成長系の基板ホル
ダ１に装着する前に、以下に述べる■族元素による前処
理を施す。
ダ１に装着する前に、以下に述べる■族元素による前処
理を施す。
まず、Ｎ Ｓ（硫化ナトリウム）、（ＮＨ４）２Ｓ（
硫化アンモニウム）、（ＮＨ４） ２３Ｘ（多硫化アン
モニウム）等の■族元素（Ｓｅ、ＳＴｅ等）を含んだ化
合物の溶液（水溶液または有機溶剤を溶媒とする溶液）
中に、例えば２０°Ｃ以下の常温で、数分から数時間か
けて基板２′を浸すことにより、第１Ａ図に示すように
、■−■族化合物を含んだ■族元素処理層］１を基板２
′表面上に形成する。
硫化アンモニウム）、（ＮＨ４） ２３Ｘ（多硫化アン
モニウム）等の■族元素（Ｓｅ、ＳＴｅ等）を含んだ化
合物の溶液（水溶液または有機溶剤を溶媒とする溶液）
中に、例えば２０°Ｃ以下の常温で、数分から数時間か
けて基板２′を浸すことにより、第１Ａ図に示すように
、■−■族化合物を含んだ■族元素処理層］１を基板２
′表面上に形成する。
また、」１記した処理の代わりに、基板２′を成長系の
基板ホルダ１に装着した後に、Ｓｅ原料用セル３あるい
はＳ原料用セル４から基板２′表面にＳｅあるいはＳ分
子線を照射し、さらにこの照射中あるいはその前後に、
基板２′及び■族元素の種類に応じて適当に基板２′を
熱処理することにより■族元素処理層］１を形成しても
良い。上記熱処理は、例えば、■族元素分子線照射後、
真空中において３６０℃で１０分間の熱処理を行うもの
であってもよい。
基板ホルダ１に装着した後に、Ｓｅ原料用セル３あるい
はＳ原料用セル４から基板２′表面にＳｅあるいはＳ分
子線を照射し、さらにこの照射中あるいはその前後に、
基板２′及び■族元素の種類に応じて適当に基板２′を
熱処理することにより■族元素処理層］１を形成しても
良い。上記熱処理は、例えば、■族元素分子線照射後、
真空中において３６０℃で１０分間の熱処理を行うもの
であってもよい。
このような■族元素による前処理が終了すると、基板２
′を成長系の基板ホルダ１に装着しく」１記最初に述べ
た前処理の場合）、基板２′の温度を３００℃程度にし
てＳｅ原料用セル３、Ｓ原料用セル４及びＺｎ原料用セ
ル５からそれぞれＳｅ。
′を成長系の基板ホルダ１に装着しく」１記最初に述べ
た前処理の場合）、基板２′の温度を３００℃程度にし
てＳｅ原料用セル３、Ｓ原料用セル４及びＺｎ原料用セ
ル５からそれぞれＳｅ。
Ｓ及びＺｎを基板２′の表面に所定時間供給することに
より、第１Ｂ図に示すように、基板２′の■族元素処理
層１１上にＩＩ−ＶＩ族化合物薄膜１２を形成する。に
記原料の供給は同時に行ってもよい］２、交互に行って
一原子層ずつ成長させてもよい。
より、第１Ｂ図に示すように、基板２′の■族元素処理
層１１上にＩＩ−ＶＩ族化合物薄膜１２を形成する。に
記原料の供給は同時に行ってもよい］２、交互に行って
一原子層ずつ成長させてもよい。
なお、ｎ−Ｖｌ族化合物薄膜１２形成時において、光導
入ボート６から成長系への光の照射は行わない。これは
光を照射すると■族元素処理層］１が分解または破壊さ
れる危険性があるからである。
入ボート６から成長系への光の照射は行わない。これは
光を照射すると■族元素処理層］１が分解または破壊さ
れる危険性があるからである。
このことは、ＩＩ−Ｖｌ族化合物薄膜１２上から波長が
５１９５人のアルゴンイオンレーサを照射してト°地の
基板２′表面からの発光強度を測定すると、発光強度か
時間とともに減少した（すなわち、■族元素処理層１１
が変質した）という実験データからも確認されている。
５１９５人のアルゴンイオンレーサを照射してト°地の
基板２′表面からの発光強度を測定すると、発光強度か
時間とともに減少した（すなわち、■族元素処理層１１
が変質した）という実験データからも確認されている。
そＬ２て、ｎ−ｖｒ族化合物薄膜１２形成後に、基板２
′の温度を３００ ℃程度に維持し７て、Ｓｏｎ原料用
セル３Ｓ原ｆ４用セル４及びＺ ｎ原料用セル５からそ
れぞれＳｅ、Ｓ及びＺｎを基板２′の表面に供給するこ
とにより、第１Ｃ図に示すように、■−ｖｔ族化合物薄
膜１２上に所望の■族化合物結晶層］３を形成する。な
お、」−記原料の供給は同時に行ってもよいし、交互に
行って一原子層ずつ成長させてもよい。このとき、光導
入ボート６から成長系へ光を照η１ シて結晶成長の促
進を図ってもい。この場合、■−■族化合物薄膜１２か
■族元素処理層１１の光の保護Ｍ、！：Ｌ、て機能する
ため、光の照射により■族元素処理層１１が分解または
破壊されることはない。なお、Ｚｎ５ｅ／ＺｎＳ等、異
なる亜鉛カルコゲナイド層からなる多層構造の■族化合
物結晶層１３を生成する場合は、各層の形成用の各種原
料の供給を断続的に行う。また、その構成層はＺｎ Ｓ
、Ｚｎ Ｓｃ等のｎ−ｖｘ族化合物、ＣｕＧａ、Ｓ、等
のｉ−ｍ−■２族化合物に限らず、■族元素を構成元素
とした化合物であれば代用可能である。
′の温度を３００ ℃程度に維持し７て、Ｓｏｎ原料用
セル３Ｓ原ｆ４用セル４及びＺ ｎ原料用セル５からそ
れぞれＳｅ、Ｓ及びＺｎを基板２′の表面に供給するこ
とにより、第１Ｃ図に示すように、■−ｖｔ族化合物薄
膜１２上に所望の■族化合物結晶層］３を形成する。な
お、」−記原料の供給は同時に行ってもよいし、交互に
行って一原子層ずつ成長させてもよい。このとき、光導
入ボート６から成長系へ光を照η１ シて結晶成長の促
進を図ってもい。この場合、■−■族化合物薄膜１２か
■族元素処理層１１の光の保護Ｍ、！：Ｌ、て機能する
ため、光の照射により■族元素処理層１１が分解または
破壊されることはない。なお、Ｚｎ５ｅ／ＺｎＳ等、異
なる亜鉛カルコゲナイド層からなる多層構造の■族化合
物結晶層１３を生成する場合は、各層の形成用の各種原
料の供給を断続的に行う。また、その構成層はＺｎ Ｓ
、Ｚｎ Ｓｃ等のｎ−ｖｘ族化合物、ＣｕＧａ、Ｓ、等
のｉ−ｍ−■２族化合物に限らず、■族元素を構成元素
とした化合物であれば代用可能である。
このように、■族化合物結晶（■族化合物結晶層］３、
ＩＩ−ＶＴ族化合物薄膜１２）の成長に適合（２，た■
−■化合物を含んた■族元素処理層１−１土に、■族化
合物結晶を成長させるため、結晶品質の高い■族化合物
結晶を得ることができる。
ＩＩ−ＶＴ族化合物薄膜１２）の成長に適合（２，た■
−■化合物を含んた■族元素処理層１−１土に、■族化
合物結晶を成長させるため、結晶品質の高い■族化合物
結晶を得ることができる。
なお、ｒｒ−ｖｔ族化合物薄膜１２の代わりにＩｎｒ−
ｖｉ２族化合物の薄膜を用いても良い。また、ｎ−Ｖｌ
族化合物薄膜〕２は■族元素処理層１１の光の保護用に
形成した膜であるため、必ずしもその結晶品質を高く【
−なくてもよく、また光照射を行わない場合はなくても
よい。
ｖｉ２族化合物の薄膜を用いても良い。また、ｎ−Ｖｌ
族化合物薄膜〕２は■族元素処理層１１の光の保護用に
形成した膜であるため、必ずしもその結晶品質を高く【
−なくてもよく、また光照射を行わない場合はなくても
よい。
以−１−説明したように、この発明によれば、同じ■族
元素を含んた■族元素処理層上に■族元素を構成元素と
【７た化合物半導体の結晶成長を行っているため、基板
上に高い品質の結晶を成長させることができる効果かあ
る。
元素を含んた■族元素処理層上に■族元素を構成元素と
【７た化合物半導体の結晶成長を行っているため、基板
上に高い品質の結晶を成長させることができる効果かあ
る。
第１Ａ図ないし第１Ｃ図はこの発明の一実施例であるを
亜鉛カルコゲナイドの結晶成長方法を示す説明図、第２
図は従来の亜鉛カルコゲナイドの結晶成長方法を示す説
明図である。 図において、２′は■−■族化合物半導体結晶基板、１
１は■族元素処理層、１２はｎ−ｖｒ族化合物薄膜、］
３は■族化合物結晶層である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 Ｍｆｉ第１Ａ図 １］゛■廐元春処理を 第１Ｃ図 第２ コ 才、♀許庁長宮殿 １．事件の表示 平 １．１月［２−１２２４６６ ２、発明の名称 ）１６導体結晶の成長方法 ３、補正をする者 ５、補ｉＥの対象 明細書の「発明の詳細な説明の欄」 ６、補ｔト、の内容 （１） 明細書第４頁第２行及び第３行の「基板２表
面」を、「基板２」に訂正する。 （２） 明細書第５頁第１８行の「Ｎａ２５ｊを、ｒ
Ｎａ２ＳＪに訂正する。 （３） 明細書第５頁第１９行の１（ＮＨ４）２ＳＸ
Ｊを、「（ＮＨ４）２Ｓｘ」に訂正する。 （４） 明細書第７頁第１３行のｒ５１９５人」を、
ｒ５１４５人」に訂正する。 （５） 明細書第８頁第３行の「所望の」を、「所望
の■族元素を構成元素とした化合物結晶層である」に訂
正する。 （６） 明細書第８頁第８行の「もい。」を、「もよ
い。」に訂正する。 （７） 明細書第８頁第１９行の「このように、」を
、「このように、■族を構成元素とした化合物結晶であ
る」に訂正する。 以上
亜鉛カルコゲナイドの結晶成長方法を示す説明図、第２
図は従来の亜鉛カルコゲナイドの結晶成長方法を示す説
明図である。 図において、２′は■−■族化合物半導体結晶基板、１
１は■族元素処理層、１２はｎ−ｖｒ族化合物薄膜、］
３は■族化合物結晶層である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 Ｍｆｉ第１Ａ図 １］゛■廐元春処理を 第１Ｃ図 第２ コ 才、♀許庁長宮殿 １．事件の表示 平 １．１月［２−１２２４６６ ２、発明の名称 ）１６導体結晶の成長方法 ３、補正をする者 ５、補ｉＥの対象 明細書の「発明の詳細な説明の欄」 ６、補ｔト、の内容 （１） 明細書第４頁第２行及び第３行の「基板２表
面」を、「基板２」に訂正する。 （２） 明細書第５頁第１８行の「Ｎａ２５ｊを、ｒ
Ｎａ２ＳＪに訂正する。 （３） 明細書第５頁第１９行の１（ＮＨ４）２ＳＸ
Ｊを、「（ＮＨ４）２Ｓｘ」に訂正する。 （４） 明細書第７頁第１３行のｒ５１９５人」を、
ｒ５１４５人」に訂正する。 （５） 明細書第８頁第３行の「所望の」を、「所望
の■族元素を構成元素とした化合物結晶層である」に訂
正する。 （６） 明細書第８頁第８行の「もい。」を、「もよ
い。」に訂正する。 （７） 明細書第８頁第１９行の「このように、」を
、「このように、■族を構成元素とした化合物結晶であ
る」に訂正する。 以上
Claims (1)
- （１）III−Ｖ族化合物半導体結晶の表面を有する基板
を準備するステップと、 VI族元素またはVI族元素を含んだ化合物により前記基板
表面に対し前処理を施し、前記基板表面上にIII−VI族
化合物を含んだVI族元素処理層を形成するステップと、 前記VI族元素処理層上にVI族元素を構成元素とした化合
物半導体の結晶成長を行うステップとを備えた半導体結
晶の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12246690A JPH0418723A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 半導体結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12246690A JPH0418723A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 半導体結晶の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0418723A true JPH0418723A (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=14836553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12246690A Pending JPH0418723A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 半導体結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0418723A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6109408A (en) * | 1997-01-29 | 2000-08-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Driving force transmission system |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP12246690A patent/JPH0418723A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6109408A (en) * | 1997-01-29 | 2000-08-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Driving force transmission system |
| US6315099B1 (en) | 1997-01-29 | 2001-11-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Driving force transmission system |
| US6510932B2 (en) | 1997-01-29 | 2003-01-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Driving force transmission system |
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