JPH04349194A - セレン化亜鉛の製造方法 - Google Patents
セレン化亜鉛の製造方法Info
- Publication number
- JPH04349194A JPH04349194A JP3118578A JP11857891A JPH04349194A JP H04349194 A JPH04349194 A JP H04349194A JP 3118578 A JP3118578 A JP 3118578A JP 11857891 A JP11857891 A JP 11857891A JP H04349194 A JPH04349194 A JP H04349194A
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- JP
- Japan
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- zinc selenide
- electron beam
- group
- selenium
- substrate
- Prior art date
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は青色発光素子を構成する
材料として有望であるセレン化亜鉛の製造方法に関し、
特にｐ型セレン化亜鉛の製造方法に関する。
材料として有望であるセレン化亜鉛の製造方法に関し、
特にｐ型セレン化亜鉛の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＩ−ＶＩ族化合物は広い禁制帯幅をも
つ半導体であり緑色から紫外にわたる発光素子として期
待されている。特にセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）は室温で
約２．７ｅＶの禁制帯幅を有するため、青色領域におけ
る高効率発光素子として有望である。しかし、高効率発
光素子を構成するうえで必要な高品質の低抵抗ｐ型セレ
ン化亜鉛は得られていない。従来、ｐ型セレン化亜鉛を
得る試みとして分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）法を
用いて亜鉛（Ｚｎ）とセレン（Ｓｅ）の同時蒸着時にＶ
族元素例えば窒素を不純物としてイオン化ドーピングす
る方法があり、この方法によりセレン化亜鉛中にアクセ
プタ準位が形成されることが確認されている。
つ半導体であり緑色から紫外にわたる発光素子として期
待されている。特にセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）は室温で
約２．７ｅＶの禁制帯幅を有するため、青色領域におけ
る高効率発光素子として有望である。しかし、高効率発
光素子を構成するうえで必要な高品質の低抵抗ｐ型セレ
ン化亜鉛は得られていない。従来、ｐ型セレン化亜鉛を
得る試みとして分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）法を
用いて亜鉛（Ｚｎ）とセレン（Ｓｅ）の同時蒸着時にＶ
族元素例えば窒素を不純物としてイオン化ドーピングす
る方法があり、この方法によりセレン化亜鉛中にアクセ
プタ準位が形成されることが確認されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし，低抵抗のｐ型
セレン化亜鉛を得るために充分な量の窒素をイオン化ド
ーピングしようとするとイオンダメージのために膜が多
結晶化してしまうという問題があった。
セレン化亜鉛を得るために充分な量の窒素をイオン化ド
ーピングしようとするとイオンダメージのために膜が多
結晶化してしまうという問題があった。
【０００４】本発明は上記の問題を解消し、高品質な低
抵抗のｐ型セレン化亜鉛を製造する方法を提供すること
を目的とする。
抵抗のｐ型セレン化亜鉛を製造する方法を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、真空中においてセレン分子線及び亜鉛分子線
を基板表面に照射するとともに、Ｖ族元素を含むラジカ
ル及び電子線を前記基板表面に照射してセレン化亜鉛を
製造するものである。
本発明は、真空中においてセレン分子線及び亜鉛分子線
を基板表面に照射するとともに、Ｖ族元素を含むラジカ
ル及び電子線を前記基板表面に照射してセレン化亜鉛を
製造するものである。
【０００６】
【作用】本発明では、従来法のＶ族元素のイオン化ドー
ピングの代わりにＶ族元素を含むラジカルによるドーピ
ングを用いている。Ｖ族元素を含むラジカルは電気的に
中性であるのでセレン化亜鉛にダメージを与えず、また
非常に反応性に富んでいるので充分な量のＶ族原子をド
ーピングできる。しかし、セレン化亜鉛中にドーピング
されたＶ族原子はセレンサイトに正確に位置して初めて
ｐ型不純物として働くが、セレンサイトからずれてセレ
ン化亜鉛中にはいることが多く、低抵抗のｐ型セレン化
亜鉛にはならない。これに対して本発明方法によれば、
ラジカルによるドーピングをしながら電子線を照射する
ことにより、電子線のエネルギーにより正確に位置して
いないＶ族原子を動かして正確なセレンサイトに入れる
ことができ、低抵抗のｐ型セレン化亜鉛が製造できる。
ピングの代わりにＶ族元素を含むラジカルによるドーピ
ングを用いている。Ｖ族元素を含むラジカルは電気的に
中性であるのでセレン化亜鉛にダメージを与えず、また
非常に反応性に富んでいるので充分な量のＶ族原子をド
ーピングできる。しかし、セレン化亜鉛中にドーピング
されたＶ族原子はセレンサイトに正確に位置して初めて
ｐ型不純物として働くが、セレンサイトからずれてセレ
ン化亜鉛中にはいることが多く、低抵抗のｐ型セレン化
亜鉛にはならない。これに対して本発明方法によれば、
ラジカルによるドーピングをしながら電子線を照射する
ことにより、電子線のエネルギーにより正確に位置して
いないＶ族原子を動かして正確なセレンサイトに入れる
ことができ、低抵抗のｐ型セレン化亜鉛が製造できる。
【０００７】
【実施例】以下、具体例について詳細に述べる。図１は
本発明の一実施例で使用した分子ビームエピタキシー装
置の概略図を示す。
本発明の一実施例で使用した分子ビームエピタキシー装
置の概略図を示す。
【０００８】まず、表面を清浄にした基板３を基板ホル
ダ５に装着する。基板材料としてはセレン化亜鉛そのも
のの単結晶やセレン化亜鉛に近い格子定数をもつ砒化ガ
リウム（ＧａＡｓ）単結晶などが好適である。この場合
、砒化ガリウム単結晶を用いた。次に真空槽１を真空ポ
ンプ２を用いて１０−９Ｔｏｒｒ以下程度の超高真空ま
で排気する。その後、シャッター１３が閉じた状態でル
ツボ７ａ、８ａをヒーター７ｂ、８ｂにより加熱し、シ
ャッター７ｃ、８ｃを開き亜鉛とセレンの分子線７ｄ、
８ｄの強度比が１となるようにする。
ダ５に装着する。基板材料としてはセレン化亜鉛そのも
のの単結晶やセレン化亜鉛に近い格子定数をもつ砒化ガ
リウム（ＧａＡｓ）単結晶などが好適である。この場合
、砒化ガリウム単結晶を用いた。次に真空槽１を真空ポ
ンプ２を用いて１０−９Ｔｏｒｒ以下程度の超高真空ま
で排気する。その後、シャッター１３が閉じた状態でル
ツボ７ａ、８ａをヒーター７ｂ、８ｂにより加熱し、シ
ャッター７ｃ、８ｃを開き亜鉛とセレンの分子線７ｄ、
８ｄの強度比が１となるようにする。
【０００９】次に基板３を約６００℃に加熱して表面を
さらに清浄化する。その後、基板３をセレン化亜鉛成長
に適切な温度まで下げる。この場合例えば３２５℃とす
る。次に流量調節弁１１を開いてＶ族原料１０この場合
例えば窒素（Ｎ２ ）をラジカル生成装置９ａ内に流す
。 この場合、例えば真空槽１内の圧力が１×１０−６Ｔｏ
ｒｒ程度となるように窒素を流し、また、ラジカル発生
手段として例えば１３．５６ＭＨｚの高周波放電を用い
た。次に例えば高周波電力１００Ｗを印加してラジカル
生成装置９ａ内に窒素の原子または分子ラジカル９ｂを
生成させる。ラジカル生成装置９ａ内に生成されたラジ
カル９ｂはラジカル生成装置９ａ内の圧力と真空槽１内
の圧力差により、ラジカル生成装置９ａ内から真空槽１
内に放出される。さらに、電子線源１２ａから電子線１
２ｂを発生させる。この場合、例えば電子線１２ｂの加
速電圧５ｋＶ、エミッション電流１０μＡとした。次に
シャッター１３を開いて分子線７ｄ，８ｄとラジカル９
ｂさらに電子線１２ｂが基板３表面に照射されるように
する。
さらに清浄化する。その後、基板３をセレン化亜鉛成長
に適切な温度まで下げる。この場合例えば３２５℃とす
る。次に流量調節弁１１を開いてＶ族原料１０この場合
例えば窒素（Ｎ２ ）をラジカル生成装置９ａ内に流す
。 この場合、例えば真空槽１内の圧力が１×１０−６Ｔｏ
ｒｒ程度となるように窒素を流し、また、ラジカル発生
手段として例えば１３．５６ＭＨｚの高周波放電を用い
た。次に例えば高周波電力１００Ｗを印加してラジカル
生成装置９ａ内に窒素の原子または分子ラジカル９ｂを
生成させる。ラジカル生成装置９ａ内に生成されたラジ
カル９ｂはラジカル生成装置９ａ内の圧力と真空槽１内
の圧力差により、ラジカル生成装置９ａ内から真空槽１
内に放出される。さらに、電子線源１２ａから電子線１
２ｂを発生させる。この場合、例えば電子線１２ｂの加
速電圧５ｋＶ、エミッション電流１０μＡとした。次に
シャッター１３を開いて分子線７ｄ，８ｄとラジカル９
ｂさらに電子線１２ｂが基板３表面に照射されるように
する。
【００１０】以上のような方法で製造したセレン化亜鉛
は良質な単結晶であった。また、窒素の流量や高周波電
力を調節することによりキャリヤ密度１０１６〜１０１
９ｃｍ−３のｐ型セレン化亜鉛を製造できた。
は良質な単結晶であった。また、窒素の流量や高周波電
力を調節することによりキャリヤ密度１０１６〜１０１
９ｃｍ−３のｐ型セレン化亜鉛を製造できた。
【００１１】上述の実施例ではＶ族元素として窒素（Ｎ
）を選び、Ｖ族原料として窒素を用いたがアンモニア（
ＮＨ３ ）等の他のガスを用いても同様の効果がある。 同様にＶ族元素として隣（Ｐ）、や砒素（Ａｓ）を選び
、ホスフィン（ＰＨ３ ）やアルシン（ＡｓＨ３ ）等
を用いても同様の効果がある。
）を選び、Ｖ族原料として窒素を用いたがアンモニア（
ＮＨ３ ）等の他のガスを用いても同様の効果がある。 同様にＶ族元素として隣（Ｐ）、や砒素（Ａｓ）を選び
、ホスフィン（ＰＨ３ ）やアルシン（ＡｓＨ３ ）等
を用いても同様の効果がある。
【００１２】上述の実施例ではラジカル発生手段として
高周波放電を用いたが、Ｖ族原料の光分解によるラジカ
ル発生等の他の手段を用いてもよく、光分解によるラジ
カル発生手段を用いた場合、用いる原料の吸収帯に合わ
せて光源を選択すればよい。
高周波放電を用いたが、Ｖ族原料の光分解によるラジカ
ル発生等の他の手段を用いてもよく、光分解によるラジ
カル発生手段を用いた場合、用いる原料の吸収帯に合わ
せて光源を選択すればよい。
【００１３】また、電子線の加速電圧は１ｋＶ以上５０
ｋＶ以下が適当であり、エミッション電流は１μＡ以上
５００μＡ以下が適当である。加速電圧、エミッション
電流が小さすぎるとセレンサイトに位置していないＶ族
原子を動かして正確なセレンサイトに入れることができ
ず、大きすぎると製造したセレン化亜鉛に欠陥が生じる
。
ｋＶ以下が適当であり、エミッション電流は１μＡ以上
５００μＡ以下が適当である。加速電圧、エミッション
電流が小さすぎるとセレンサイトに位置していないＶ族
原子を動かして正確なセレンサイトに入れることができ
ず、大きすぎると製造したセレン化亜鉛に欠陥が生じる
。
【００１４】また、セレン化亜鉛製造中の基板温度は２
００℃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。
００℃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。
【００１５】以上説明した通り本実施例によれば、分子
ビームエピタキシー法を用いた亜鉛とセレンの同時蒸着
時に、Ｖ族元素を含むラジカル９ｂ及び電子線１２ｂを
前記基板３表面に照射すると、ラジカル９ｂは電気的に
中性であるため製造するセレン化亜鉛４にダメージを与
えず、反応性に富んでいるため充分な量のＶ族原子１０
をドーピングすることができる。また電子線１２ｂを同
時に照射することによりセレン化亜鉛中には存在するが
正確なセレンサイトに位置していないＶ族原子１０を電
子線１２ｂのエネルギーにより動かして正確なセレンサ
イトに入れることができる。この結果高品質な低抵抗ｐ
型セレン化亜鉛４を得ることができる。
ビームエピタキシー法を用いた亜鉛とセレンの同時蒸着
時に、Ｖ族元素を含むラジカル９ｂ及び電子線１２ｂを
前記基板３表面に照射すると、ラジカル９ｂは電気的に
中性であるため製造するセレン化亜鉛４にダメージを与
えず、反応性に富んでいるため充分な量のＶ族原子１０
をドーピングすることができる。また電子線１２ｂを同
時に照射することによりセレン化亜鉛中には存在するが
正確なセレンサイトに位置していないＶ族原子１０を電
子線１２ｂのエネルギーにより動かして正確なセレンサ
イトに入れることができる。この結果高品質な低抵抗ｐ
型セレン化亜鉛４を得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明方法は、真空中にお
いてセレン分子線及び亜鉛分子線を基板表面に照射する
とともに、Ｖ族元素を含むラジカル及び電子線を前記基
板表面に照射することにより、高効率青色発光素子を構
成するうえで非常に重要な高品質の低抵抗ｐ型セレン化
亜鉛を効率良く合理的に製造することができる。
いてセレン分子線及び亜鉛分子線を基板表面に照射する
とともに、Ｖ族元素を含むラジカル及び電子線を前記基
板表面に照射することにより、高効率青色発光素子を構
成するうえで非常に重要な高品質の低抵抗ｐ型セレン化
亜鉛を効率良く合理的に製造することができる。
【図１】本発明の一実施例で使用した分子ビームエピタ
キシー装置の概略図である。
キシー装置の概略図である。
１ 真空槽
２ 真空ポンプ
３ 基板
４ セレン化亜鉛
５ 基板ホルダ
６ ヒーター
７ａ ルツボ
７ｂ ヒーター
７ｃ シャッター
７ｄ 亜鉛の分子線
８ａ ルツボ
８ｂ ヒーター
８ｃ シャッター
８ｄ セレンの分子線
９ａ ラジカル生成装置
９ｂ ラジカル
１０ Ｖ族原料
１１ 流量調節弁
１２ａ 電子線源
１２ｂ 電子線
１３ シャッター
Claims (1)
- 【請求項１】 ｐ型セレン化亜鉛を製造する方法であ
って、真空中においてセレン分子線及び亜鉛分子線を基
板表面に照射するとともに、Ｖ族元素を含むラジカル及
び電子線を前記基板表面に照射することを特徴とするセ
レン化亜鉛の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118578A JPH04349194A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | セレン化亜鉛の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118578A JPH04349194A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | セレン化亜鉛の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04349194A true JPH04349194A (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=14740060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3118578A Pending JPH04349194A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | セレン化亜鉛の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04349194A (ja) |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3118578A patent/JPH04349194A/ja active Pending
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