JPS62165940A - 化合物半導体の製造方法 - Google Patents

化合物半導体の製造方法

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JPS62165940A
JPS62165940A JP847386A JP847386A JPS62165940A JP S62165940 A JPS62165940 A JP S62165940A JP 847386 A JP847386 A JP 847386A JP 847386 A JP847386 A JP 847386A JP S62165940 A JPS62165940 A JP S62165940A
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plasma
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Yoshiyuki Ishizuka
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分子線エピタキシー法による化合物半導体の製
造方法に関するものである。
〔従来技術〕
周期律表の■族と■族との化合物半導体、例えばZnS
は禁制帯幅が3.5 eLまたZn5eでは2.7 e
V程度であって、青色発光素子として期待されている。
このためZn5eは従来高抵抗のZn5e結晶にアクセ
プタとして窒素をイオン注入法により打込んで形成する
方法、或いは分子線エピタキシー法によってZn、 S
e分子線と共にPの分子線を基板に投射することにより
リンをドーピングして形成する方法が行われている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし前者の方法ではイオン打込みの際イオンによって
基板が損傷され易く、後者の方法では低抵抗のP型結晶
を得難いという問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は係る事情に鑑みなされたものであって、その目
的とするところは電気的に中性であり、且つ化学的に活
性な粒子、即ちラジカルなビームを用いる分子線エピタ
キシー法によって低抵抗のP型結晶をもつ化合物半導体
を容易に得られる化合物半導体の製造方法を提供するに
ある。
本発明に係る化合物半導体の製造方法は、化合物半導体
を構成する2以上の元素を夫々分子線として基板面に投
射し、基板面にこれら元素の化合物をエピタキシャル成
長させる過程で、不純物用原料ガスをプラズマ化し、そ
の構成元素を電気的に中性であり、且つ化学的に活性な
粒子ビームとして基板面に投射し、化合物にドーピング
することを特徴とする。
〔作用〕
本発明方法にあワては不純物を電気的に中性であり、且
つ化学的に活性な粒子、所謂ラジカルなビームとしてド
ーピングすることとしているから、その化学的なエネル
ギーを利用して基板を損傷することなく高能率のドーピ
ングが容易に行い得る。
〔実施例〕
以下本発明をその実施状態を示す図面に基づき具体的に
説明する。第1図は本発明方法を■族と■族との化合物
半導体であるZn5eの製造に通用している状態を示す
分子線エピタキシャル装置の模式図、第2図は不純物用
の原料ガスセルの拡大断面図であり、図中1はグロース
チャンバ、2,3゜4はセル、Sは基板を示している。
チャンバ1はその周壁の一部に図示しない排気装置に連
結された超高真空排気口1aを備えており、必要に応し
て10−1°〜10−口程度の真空度に設定されるよう
になっている。チャンバ1内には基板Sが図示しないホ
ルダに装着されて各セル2.3.4の設置側に向けて配
置されている。ホルダにはヒータが備えられており、基
板Sを所定温度に加熱維持し得るようになっている。
セル2,3.4はチャンバ10周壁に開口部を基板S側
に向けた状態で夫々固定されており、セル2には金属亜
鉛が、またセル3には金属セレンが収容され、抵抗加熱
によって所定温度に加熱され、基板S表面に向けて夫々
Zn、 Seを分子線として投射するようになっている
一部セル4は第2図に示す如くディスチャージ・チャン
バ5とトランスポートチューブ6の後端とが相互の間を
、オリフィス(第1オリフイスという、直径1肩1程度
) 7aを備えた電極を兼ねる隔壁7bで隔てられた状
態で連設され、またトランスポートチューブ6の前端は
同じくオリフィス(第2オリフイスという、直径3龍程
度) 7cを備えたFP37dにて隔てられた状態でグ
ロースチャツバ1内に臨ませである。ディスチャージ・
チャンバ5はその周壁にガス導入管5a、排気管5bが
接続され、また内部には基端部側から電極を兼ねる隔壁
7bのオリフィス7a近傍にまで電極5cを延在せしめ
て隔壁7bと対向配設されている。導入管5aはホスフ
ィン等のガスタンクに連結され、また排気管5bには図
示しないロークリポンプ、メカニカルブースターポンプ
が連結されており、導入管5aからはホスフィンが供給
され、また排気管5bからはディスチャージ・チャンバ
5内を0.1〜0.5 Torr稈度の真空度に設定維
持するよう排気を行うようになっている。
電極7c及び電極を兼ねる第1オリフイス7aを備えた
隔壁7bは図示しない高周波電源に接続されており、こ
れによって高周波電圧を印加され、ディスチャージ・チ
ャンバ5内に導入されたホスフィンをプラズマ化すると
共にこれをプラズマクラッキングし、電気的に中性で、
且つ化学的に活性なリンの単分子線、即ちラジカルビー
ムを発生せしめるようになっている。
トランスポートチューブ6はその中間部側壁に排気管6
aが接続されており、この排気管6aには図示しないロ
ータリーポンプ、拡散ポンプが接続され、これらによっ
て常時10 ’Torr程度の真空度に設定維持するよ
うになっている。このようにディスチャージ・チャンバ
内は0.1〜0.5 Toor程度に、またトランスポ
ートチューブG内は10’−’Torr程度に、そして
グロースチャンバ1内はバンクグランド圧力を10−”
 Torr程度、稼働中は10−7〜10″′e程度に
維持される結果、このような差動排気によってディスチ
ャージ・チャンバ1内で生じたリンのラジカルビームは
トランスボートチューブ6内に吸引された後、更にグロ
ースチャンバ1内に移動せしめられて基1&Sに照射せ
しめられることとなる。
而して上述の如き本発明方法にあっては基板Sとして例
えばGaAsを用い、これにセル2,3からZn分子線
、Se分子線を投射して、化合物であるZn5eをエピ
タキシャル成長させる過程で、所定のタイミングでセル
4からリンのラジカルビームを化合物上に投射17、ド
ーピングさせる。これによって、リンを効果的に、しか
も効率よくドープさせることができて、低抵抗のp−n
接合を有する高効率の発光素子であるZn5e等の化合
物半導体を容易に製造することが可能となる。
なお上述の実施例においては周期律表の■族と■族との
化合物半導体につき説明したが、何らこれに限るもので
はなく、他の化合物半導体の製造にも適用し得ることは
勿論である。またZn5eに限らずZnS等についても
通用し得ることも言うまでもない。
〔効果〕
以上の如く本発明方法にあっては不純物を電気的に中性
であり、且つ化学的に活性な粒子、所謂ラジカルなビー
ムとして化合物にドーピングすることとしているから化
合物中への付着確立が大きく、化合物中への不純物の取
り込みが容易となり、しかも基板自体に与える損傷も少
ないなど本発明は優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施状態を示す分子線エピタキシ
ャル装置の模式図、第2図は同じく不純物のガスセルの
部分拡大図である。 1・・・グロースチャンバ 2,3.4・・・セル 5
・・・ディスチャージ・チャンバ 6・・・トランスボ
ートチューブ S・・・基板 特 許 出腐人  三洋電機株式会社 代理人 弁理士  河 野  登 大 卒 1 図 仝  ↓ 第2 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、化合物半導体を構成する2以上の元素を夫々分子線
    として基板面に投射し、基板面にこれら元素の化合物を
    エピタキシャル成長させる過程で、不純物用原料ガスを
    、プラズマ化し、その構成元素を電気的に中性であり、
    且つ化学的に活性な粒子ビームとして基板面に投射し、
    前記化合物にドーピングすることを特徴とする化合物半
    導体の製造方法。
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