JPS62163310A - 化合物半導体結晶の製造方法 - Google Patents
化合物半導体結晶の製造方法Info
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- JPS62163310A JPS62163310A JP61004120A JP412086A JPS62163310A JP S62163310 A JPS62163310 A JP S62163310A JP 61004120 A JP61004120 A JP 61004120A JP 412086 A JP412086 A JP 412086A JP S62163310 A JPS62163310 A JP S62163310A
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- semiconductor substrate
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、エピタキシャル成長法による向えばＺｎ５ｘ
Ｓｅ、−ｘ（０≦ｘ≦１）等のｍ−ｗ族化合物半導体結
晶の製造方法に関する。
Ｓｅ、−ｘ（０≦ｘ≦１）等のｍ−ｗ族化合物半導体結
晶の製造方法に関する。
化合物半導体材料を用い九赤色から緑色までの半導体発
光素子は、既にｔ産されており、更に高輝度化への開発
が進められている。このような状況下、可視領域で欠け
ている唯一の発光色である青色発光素子は、未だ満足で
きる製造技術が見当几らないのが実状である。
光素子は、既にｔ産されており、更に高輝度化への開発
が進められている。このような状況下、可視領域で欠け
ている唯一の発光色である青色発光素子は、未だ満足で
きる製造技術が見当几らないのが実状である。
青色発光素子を得る九めには、用いる半導体材料の禁止
帯幅が２．６〜３．７ｅＶを超えることが必要であり、
最近ではこれを満足する半導体としてＩＩ−Ｗ族化合物
半導体が注目されるようにりってき九。中でも禁止帯幅
が２．６〜３．７ｅＶの領域内にある硫化亜鉛（ＺｎＳ
）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）およびこれらの混晶（Ｚ
ｎＳ８ｅ）が写望視されている。以下、これらの材料を
総称して硫化セレン化亜鉛（’１ｎ８ｘ８ｅ１−ｘ：Ｏ
≦ｘ≦１〕と呼ぶことにする。
帯幅が２．６〜３．７ｅＶを超えることが必要であり、
最近ではこれを満足する半導体としてＩＩ−Ｗ族化合物
半導体が注目されるようにりってき九。中でも禁止帯幅
が２．６〜３．７ｅＶの領域内にある硫化亜鉛（ＺｎＳ
）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）およびこれらの混晶（Ｚ
ｎＳ８ｅ）が写望視されている。以下、これらの材料を
総称して硫化セレン化亜鉛（’１ｎ８ｘ８ｅ１−ｘ：Ｏ
≦ｘ≦１〕と呼ぶことにする。
硫化セ・レツ比亜鉛結晶をエピタキシャル成長させる方
法には、例えは非熱平衡条件下の結晶成長法である有機
金属を用いた気相成長法（ＭｏＣＶＤ法〕や、分子線エ
ピタキシー法（ＭＢＥＥ−）が考えられる。
法には、例えは非熱平衡条件下の結晶成長法である有機
金属を用いた気相成長法（ＭｏＣＶＤ法〕や、分子線エ
ピタキシー法（ＭＢＥＥ−）が考えられる。
これらの方法によれば、■−ｖ族では鏡面状態の良質の
結晶成長が可能であり、さらに低抵抗化を得ることも可
能とされている。
結晶成長が可能であり、さらに低抵抗化を得ることも可
能とされている。
しかしながら、硫化セレン化亜鉛等、■−■族では、こ
のような方法を用いても良質の結晶を得ることが難しく
、発光素子を得るに十分な硫化セレン化亜鉛結晶は得ら
れていないとい５のが実状であった。
のような方法を用いても良質の結晶を得ることが難しく
、発光素子を得るに十分な硫化セレン化亜鉛結晶は得ら
れていないとい５のが実状であった。
本発明は、ＭＱＣＶＤｉを利用し、良質の硫化セレン化
亜鉛結晶を製造する方法を提供することを目的とする。
亜鉛結晶を製造する方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体基板上にＭＱＣＶＤによりて硫化セレ
ン化亜鉛結晶を成長させるに際し、成長基板一度におけ
る半導体基板のｖ族元素の聯４圧以上の■族元素蒸気圧
を保ち、その後上記基板結晶上に良質の硫化セレン化亜
鉛、結晶を成長させるようにし九ことを′ｖｆ徴として
いる。
ン化亜鉛結晶を成長させるに際し、成長基板一度におけ
る半導体基板のｖ族元素の聯４圧以上の■族元素蒸気圧
を保ち、その後上記基板結晶上に良質の硫化セレン化亜
鉛、結晶を成長させるようにし九ことを′ｖｆ徴として
いる。
一般にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶では、Ｇａ。
Ｉｎ、ＡＪなど■族元素の解離蒸気圧は低く、Ａｓ。
Ｐ ｒ（ど■族元素のそれは大きい。この之め高温中で
は先に■族元素が蒸発し％基板表面はｌｌｌ族過剰の状
態になってしまう。この基板上に■−■朕化金化合物半
導体結晶８成長ると、過剰となったＩｌ［族元素が■−
■族化会物半導体中に拡赦し、ドナー不純物となり界面
附近でのキャリヤ譲度の副脚が困難になる。さらに光学
的にはＳＡ発尤の原因となり、光学的特性の制御特に青
色発光の芭害となりうる。
は先に■族元素が蒸発し％基板表面はｌｌｌ族過剰の状
態になってしまう。この基板上に■−■朕化金化合物半
導体結晶８成長ると、過剰となったＩｌ［族元素が■−
■族化会物半導体中に拡赦し、ドナー不純物となり界面
附近でのキャリヤ譲度の副脚が困難になる。さらに光学
的にはＳＡ発尤の原因となり、光学的特性の制御特に青
色発光の芭害となりうる。
また、基板表面でのストイキオメトＩＪ−がずれている
之め、成長させ之■−■族化合物半専体結晶の結晶性が
悪化し、表面モフオロジが荒九てしまうといつ九問題が
ちつ友。この現象はＭＯＣＶＤの温度を高くすると一層
顕著であり九。
之め、成長させ之■−■族化合物半専体結晶の結晶性が
悪化し、表面モフオロジが荒九てしまうといつ九問題が
ちつ友。この現象はＭＯＣＶＤの温度を高くすると一層
顕著であり九。
しかしながら、本発明によれば、半導体基板上に硫化セ
レン化亜鉛を成長させる前までｖ族元素の雰囲気に保ち
、半導体基板からのＶ族元素の飛散を防ぐことにより、
下地基板の表面が荒れなくなり、境面のまま保つことが
出来る。そして、この下地半導体基板上に形成される硫
化セレン化亜鉛結晶も鏡面でしかもＳＡ全発光抑えられ
友高品實のものを得ることがＯＴｕになった。
レン化亜鉛を成長させる前までｖ族元素の雰囲気に保ち
、半導体基板からのＶ族元素の飛散を防ぐことにより、
下地基板の表面が荒れなくなり、境面のまま保つことが
出来る。そして、この下地半導体基板上に形成される硫
化セレン化亜鉛結晶も鏡面でしかもＳＡ全発光抑えられ
友高品實のものを得ることがＯＴｕになった。
Ｚｎ５ｅ結晶をＧ ａ Ａ ｓ基板上に成長させた実施
例を説明する。ＺｏＳｅはＧａＡｓと格子定数が近い几
めＭＯＣＶＤ法によるＺ ｎ Ｓ ｅ ／Ｇ ａ Ａ
ｓの成長は数多く試みられているが、表面状傅が良好で
かつＳＡ全発光少ない結晶を再現性よく得ることはこれ
までは困難であった。
例を説明する。ＺｏＳｅはＧａＡｓと格子定数が近い几
めＭＯＣＶＤ法によるＺ ｎ Ｓ ｅ ／Ｇ ａ Ａ
ｓの成長は数多く試みられているが、表面状傅が良好で
かつＳＡ全発光少ない結晶を再現性よく得ることはこれ
までは困難であった。
Ｚｎ原料としてジメチル亜鉛（Ｄ〜ｉＺ）、８ｅ原料と
してジメチルセレメイド（ＤＭＳｅ）−９用いてＧａＡ
ｓＸＦｆヒにＺｎ５ｅの結晶ヲｂＶ長させた、成長条件
はＤＭＺ供給澁１．６ Ｘ １０−’ ｍｏｌ／ｍｉ
ｎ 、 ＤＭＳｅ供＃ｉｉ ３．２ Ｘ １０−’ｍｏ
ｌ／ｍｉｎ 、従って■／［ｔｅ＝２．０である。基板
温度は６００℃で、この時のＧａＡｓの分解Ａｓ圧は〜
ｌ Ｃ１−” ａｔｍである。この条件下で１０％Ｈ８
希釈のＡｓＨ３をＡｓ圧として１０−’ａｔｍ導入し、
その後ＡｓＨ１の導入を断ち％Ａｓ王がＩＰａｔｍ（こ
の値ではＱａＡｓ５＋解圧より高く、Ｍ ｏ Ｊｆｉ。
してジメチルセレメイド（ＤＭＳｅ）−９用いてＧａＡ
ｓＸＦｆヒにＺｎ５ｅの結晶ヲｂＶ長させた、成長条件
はＤＭＺ供給澁１．６ Ｘ １０−’ ｍｏｌ／ｍｉ
ｎ 、 ＤＭＳｅ供＃ｉｉ ３．２ Ｘ １０−’ｍｏ
ｌ／ｍｉｎ 、従って■／［ｔｅ＝２．０である。基板
温度は６００℃で、この時のＧａＡｓの分解Ａｓ圧は〜
ｌ Ｃ１−” ａｔｍである。この条件下で１０％Ｈ８
希釈のＡｓＨ３をＡｓ圧として１０−’ａｔｍ導入し、
その後ＡｓＨ１の導入を断ち％Ａｓ王がＩＰａｔｍ（こ
の値ではＱａＡｓ５＋解圧より高く、Ｍ ｏ Ｊｆｉ。
料より低い状態にある〕に下がったところで結晶成長を
開始した。
開始した。
この実施列により得られたＺｎ５ｅ結晶噛の表面状態は
非常にきれいな鏡面で得られしかも第１図に示し友よう
ｒｌ Ｐ Ｌストベクトルであつ几。参考の之め、同様
な原料を用い、同様の基板温１斐でＡＳＨ，を導入せず
にＧ ａＡ ｓ基板上にＺｎ８ｅ結晶を成長させた。得
られた結晶層の表面は荒れておりＰＬストベクトルも８
Ａの強いものでありた。それを第２図に示す。
非常にきれいな鏡面で得られしかも第１図に示し友よう
ｒｌ Ｐ Ｌストベクトルであつ几。参考の之め、同様
な原料を用い、同様の基板温１斐でＡＳＨ，を導入せず
にＧ ａＡ ｓ基板上にＺｎ８ｅ結晶を成長させた。得
られた結晶層の表面は荒れておりＰＬストベクトルも８
Ａの強いものでありた。それを第２図に示す。
これで明らかなように、従来行なわれていたような条件
に比べ本発明の条件下では格段に結晶性が向上する事が
判明し友。。
に比べ本発明の条件下では格段に結晶性が向上する事が
判明し友。。
本発明は上記実施ダＪに限定するものではない。
例えば、肩磯金属ｆヒ合物原料としてジエチル亜鉛（Ｄ
ＥＺ）、ジエチルセレナイド（ＤｈＣ８ｅ）ｒｊど、他
の原料を用いても艮い。ま之、半導体基板についても、
上述しりＧ ａ Ａ ｓの池に、ＧａＡｓＰ、、ＧａＡ
ｌ−Ａｓ、ＩｎＡｓＰのような混晶等を用いることもで
きる。
ＥＺ）、ジエチルセレナイド（ＤｈＣ８ｅ）ｒｊど、他
の原料を用いても艮い。ま之、半導体基板についても、
上述しりＧ ａ Ａ ｓの池に、ＧａＡｓＰ、、ＧａＡ
ｌ−Ａｓ、ＩｎＡｓＰのような混晶等を用いることもで
きる。
第１図及び第２図は本発明と従来法により成長させたＺ
ｎ８ｅのＰＬスペクトルを示した図である。 代騨人 弁理士 則 近 憲 右 同 竹 花 喜久男 ｌｔａ Ｓ０Ｄ 乙ρθＰＬ 波長 −
一斗 第１図 ９〃 ５７リ 乙ρθＰＬ表長□ 第２図
ｎ８ｅのＰＬスペクトルを示した図である。 代騨人 弁理士 則 近 憲 右 同 竹 花 喜久男 ｌｔａ Ｓ０Ｄ 乙ρθＰＬ 波長 −
一斗 第１図 ９〃 ５７リ 乙ρθＰＬ表長□ 第２図
Claims (3)
- （１）III−Ｖ族化合物半導体基板上に、有機金属を用
いた気相成長法により、II−VI族化合物半導体結晶をエ
ピタキシャル成長させるに際し、前記II−VI族化合物半
導体結晶を成長させる直前まで、Ｖ族元素雰囲気を保ち
、半導体基板からのＶ族元素の飛散を防ぐことを特徴と
する化合物半導体結晶の製造方法。 - （２）前記Ｖ族雰囲気をＶ族元素の解離圧以上に設定す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化合物
半導体結晶の製造方法。 - （３）III−Ｖ族化合物半導体基板はＧａＡｓ、II−VI
族化合物半導体結晶はＺｎＳｘＳｅ＿１＿−＿ｘ（０≦
ｘ≦１）を用い、ＧａＡｓ／ＺｎＳｘＳｅ＿１＿−＿ｘ
構造にすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の化合物半導体結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP412086A JP2644992B2 (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP412086A JP2644992B2 (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62163310A true JPS62163310A (ja) | 1987-07-20 |
| JP2644992B2 JP2644992B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=11575924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP412086A Expired - Lifetime JP2644992B2 (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644992B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01181536A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-19 | Seiko Epson Corp | ２−６族化合物半導体薄膜の選択成長方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58112328A (ja) * | 1982-10-20 | 1983-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS60204698A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-16 | Toshiba Corp | 半導体結晶成長方法 |
-
1986
- 1986-01-14 JP JP412086A patent/JP2644992B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58112328A (ja) * | 1982-10-20 | 1983-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS60204698A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-16 | Toshiba Corp | 半導体結晶成長方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01181536A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-19 | Seiko Epson Corp | ２−６族化合物半導体薄膜の選択成長方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2644992B2 (ja) | 1997-08-25 |
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