JPS6379795A - ２−６族化合物半導体膜の気相成長法 - Google Patents
２−６族化合物半導体膜の気相成長法Info
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- JPS6379795A JPS6379795A JP22416986A JP22416986A JPS6379795A JP S6379795 A JPS6379795 A JP S6379795A JP 22416986 A JP22416986 A JP 22416986A JP 22416986 A JP22416986 A JP 22416986A JP S6379795 A JPS6379795 A JP S6379795A
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Landscapes
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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〕
本発明は、低温に保った結晶質基板上に欠陥の少ない■
−■族化合物半導体膜を気相成長させる方法に関し、特
に鏡面を有する■−■族化合物半導体膜をエピタキシャ
ル成長させる方法に関する。
−■族化合物半導体膜を気相成長させる方法に関し、特
に鏡面を有する■−■族化合物半導体膜をエピタキシャ
ル成長させる方法に関する。
■−■族化合物半導体膜を結晶質基板上にエピタキシャ
ル成長させる方法として、常圧の反応室内に各々キャリ
アガスにより希釈されたＨ２Ｓｅ 。
ル成長させる方法として、常圧の反応室内に各々キャリ
アガスにより希釈されたＨ２Ｓｅ 。
Ｈ２Ｓ等の■族元素の水素化物ガスおよびジメチルセレ
ン、ジエチルセレン等の■族元素のアルキル化合物ガス
を導入する方法（例えばＰ、 Ｊ、 Ｗｒｉｇｈｔ 。
ン、ジエチルセレン等の■族元素のアルキル化合物ガス
を導入する方法（例えばＰ、 Ｊ、 Ｗｒｉｇｈｔ 。
Ｊ、 Ｃｒｙ、 Ｇｒｏｗｔｈ、、ｑ、 １ｔａｒｃ
／９１ｒｘ ） ）が知られている。
／９１ｒｘ ） ）が知られている。
上記方法によればｚｎｓｅ等の単結晶薄膜を（１００）
、（／／／）に対して３°傾いた（ｉｏｏ＞。
、（／／／）に対して３°傾いた（ｉｏｏ＞。
（／／／）Ｂ等のＧａＡＳ基板上にエピタキシャル成長
させることができる利点を有するものの、上記方法によ
り作成された■−■族化合物半導体膜の表面は凹凸が多
く鏡面でないという問題点があった。
させることができる利点を有するものの、上記方法によ
り作成された■−■族化合物半導体膜の表面は凹凸が多
く鏡面でないという問題点があった。
本発明は上記問題点を解決するために、■族元素の水素
化物をキャリアガスにより希釈した■族原料ガスおよび
■族元素の化合物をキャリアガスにより希釈した■族原
料ガスを大気圧の反応室内へそれぞれ流量を制御しなが
ら導入して反応室内に置かれた結晶質基板上に同原料ガ
スの反応生成物の結晶質膜をエピタキシャル成長させる
■−■族化合物半導体膜の気相成長法において、反応室
内における（ＶＩ族原料ガス流速）／（ＩＩ族原料ガス
流速）を１ｏ−ｓｏｏｏとすると共に（反応室内に流入
される■族元素の水素化物のモル数）／（反応室内に流
入される■族元素の化合物のモル数）を１０〜１０００
０としている。
化物をキャリアガスにより希釈した■族原料ガスおよび
■族元素の化合物をキャリアガスにより希釈した■族原
料ガスを大気圧の反応室内へそれぞれ流量を制御しなが
ら導入して反応室内に置かれた結晶質基板上に同原料ガ
スの反応生成物の結晶質膜をエピタキシャル成長させる
■−■族化合物半導体膜の気相成長法において、反応室
内における（ＶＩ族原料ガス流速）／（ＩＩ族原料ガス
流速）を１ｏ−ｓｏｏｏとすると共に（反応室内に流入
される■族元素の水素化物のモル数）／（反応室内に流
入される■族元素の化合物のモル数）を１０〜１０００
０としている。
前記■族元素の水素化物原料ガスとしてはａ２ｓｅ、ａ
２ｓ等のガスが例示される。又前記■族元素の原料ガス
としては、前記Ｍ族元素の水素化物原料ガスと反応する
ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛等のアルキル化合物ガスが
例示できる。又該原料ガスを希釈するキャリアガスとし
ては、同原料ガスと不活性のガスであれば使用でき、例
えばＨ２＋Ｎ２ｒＨｅ等のガスが例示できる。該原料ガ
スはキャリアガスで希釈された後別々の導入管から反応
室に導入されるが、反応室に導入される前に混合される
と時間と共に反応を起こすため、鋳面状の■−■族化合
物半導体膜が得られなくなる。
２ｓ等のガスが例示される。又前記■族元素の原料ガス
としては、前記Ｍ族元素の水素化物原料ガスと反応する
ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛等のアルキル化合物ガスが
例示できる。又該原料ガスを希釈するキャリアガスとし
ては、同原料ガスと不活性のガスであれば使用でき、例
えばＨ２＋Ｎ２ｒＨｅ等のガスが例示できる。該原料ガ
スはキャリアガスで希釈された後別々の導入管から反応
室に導入されるが、反応室に導入される前に混合される
と時間と共に反応を起こすため、鋳面状の■−■族化合
物半導体膜が得られなくなる。
同原料ガスは別々の導入管からキャリアガスに希釈され
て反応室内へ導入されるが、その流入量および割合は（
反応室内の■族原料ガス流速）／（反応室内の■族原料
ガス流速）が７０〜コＯＯＱであり（反応室内に流入さ
れる■族元素の水素化物のモル数）／（反応室内に流入
される■族元素の化合物のモル数）が１０−１００００
となる様に流入される。
て反応室内へ導入されるが、その流入量および割合は（
反応室内の■族原料ガス流速）／（反応室内の■族原料
ガス流速）が７０〜コＯＯＱであり（反応室内に流入さ
れる■族元素の水素化物のモル数）／（反応室内に流入
される■族元素の化合物のモル数）が１０−１００００
となる様に流入される。
原料ガス中の反応ガスの割合および原料ガスの流速比が
上記数値内からはずれると鏡面状のエピタキシャル膜が
得られなくなる。上記値のなかで反応室内の各原料ガス
の流速は反応室へ連結された各ガス導入管の反応室側放
出口の平均流速（気体流量／放出口面積）として計算さ
れるものである。
上記数値内からはずれると鏡面状のエピタキシャル膜が
得られなくなる。上記値のなかで反応室内の各原料ガス
の流速は反応室へ連結された各ガス導入管の反応室側放
出口の平均流速（気体流量／放出口面積）として計算さ
れるものである。
原料ガスは、ｂｚ：＋ｙ！に桔か遭にすス郭１会アふ？
Ｉ−Ｆ適当に設定することができるが、キャリアガスに
よって■族元素の水素化物を５〜３００倍（体積）に希
釈した■族原料ガスをｏ、ｔｔ 〜９．Ｊｍｌ／ｍｉｎ
−ｍｍ２の速度で流入し、キャリアガスによって■族元
素化合物を６０〜１００００倍（体積）に希釈した■族
原料ガスを５〜ｓ ｏ ｏ ｍｌ／ｍｉｎ−ｍｍ２の速
度で流入するのが適当な成長スピードで良好な半導体薄
膜を得るために好ましい。
Ｉ−Ｆ適当に設定することができるが、キャリアガスに
よって■族元素の水素化物を５〜３００倍（体積）に希
釈した■族原料ガスをｏ、ｔｔ 〜９．Ｊｍｌ／ｍｉｎ
−ｍｍ２の速度で流入し、キャリアガスによって■族元
素化合物を６０〜１００００倍（体積）に希釈した■族
原料ガスを５〜ｓ ｏ ｏ ｍｌ／ｍｉｎ−ｍｍ２の速
度で流入するのが適当な成長スピードで良好な半導体薄
膜を得るために好ましい。
結晶成長に用いる結晶質基板は、ＧａＡＳ結晶基板等の
成長させるべき■−■族化合物との格子定数の差が小さ
なものが好ましく、成長させるべき■−Ｍ族化合物に基
づき選定される。結晶質基板を低温に保ちながら気相成
長を行なわせることが欠陥の少ない成長膜を得るために
好ましく、基板温度は２００−４３−０℃、望ましく
ハ２！；０〜３２０″ｃとするのが好ましい。
成長させるべき■−■族化合物との格子定数の差が小さ
なものが好ましく、成長させるべき■−Ｍ族化合物に基
づき選定される。結晶質基板を低温に保ちながら気相成
長を行なわせることが欠陥の少ない成長膜を得るために
好ましく、基板温度は２００−４３−０℃、望ましく
ハ２！；０〜３２０″ｃとするのが好ましい。
反応室内は導入原料ガスの流れを安定させるために大気
圧とされるが、ｊＯトール程度までの減圧としてもさし
つかえない。
圧とされるが、ｊＯトール程度までの減圧としてもさし
つかえない。
又同原料ガスの導入管および反応室の形状は反応室内で
原料ガスが乱流となりに＜＜、層状に流れる形が好まし
い。又結晶質基板は気体導入管の反応室内放出口から３
ｃｍ以内の距離に置くことが好ましい。
原料ガスが乱流となりに＜＜、層状に流れる形が好まし
い。又結晶質基板は気体導入管の反応室内放出口から３
ｃｍ以内の距離に置くことが好ましい。
第１図は本発明の実施例において使用した気相成長装置
の概略断面図である。気相成長装置／は、内径３０簡の
円筒状反応室２、該反応室コの一端下方に設けられた排
気口３、排気口３の反対側端部から反応室−と同心軸を
有する様に反応室コ内部のかなりの距離にまで挿入され
た内径７ｔｍ外径デ闘の円管状の■族元素原料ガス導入
管ダ、排気口３の反対側端部に設けられ■族元素原料ガ
ス導入管ｑと反応室２との間の空間へ気体を導入する■
族元素原料ガス導入管ｊ１排気口３側反応室端部に艮け
られた基板６を保持する支持体７および該基板を加熱す
るために反応室コの外周部に設けられたヒーターｔとか
らなる。
の概略断面図である。気相成長装置／は、内径３０簡の
円筒状反応室２、該反応室コの一端下方に設けられた排
気口３、排気口３の反対側端部から反応室−と同心軸を
有する様に反応室コ内部のかなりの距離にまで挿入され
た内径７ｔｍ外径デ闘の円管状の■族元素原料ガス導入
管ダ、排気口３の反対側端部に設けられ■族元素原料ガ
ス導入管ｑと反応室２との間の空間へ気体を導入する■
族元素原料ガス導入管ｊ１排気口３側反応室端部に艮け
られた基板６を保持する支持体７および該基板を加熱す
るために反応室コの外周部に設けられたヒーターｔとか
らなる。
上記気相成長装置を用い以下の条件により■族元素原料
ガス導入管の反応室内放出口から１１ｃｍの場所に置か
れた（１００）面のにａＳＳ単結晶基板上にＺｎ５ｅ単
結晶膜を成長させることを試みた。
ガス導入管の反応室内放出口から１１ｃｍの場所に置か
れた（１００）面のにａＳＳ単結晶基板上にＺｎ５ｅ単
結晶膜を成長させることを試みた。
３１／分で流れるＨ２ガスに６．！；ｍｌ／分の割合で
ジメチル亜鉛を混合した■族原料ガス（希釈率り６３倍
）および０．２１７分で流れるＨ２ガスに／ ００ ｍ
ｌ７分の割合でＨ２希釈Ｈ２ＳガＸ （１０ＨｚＳｅ−
９０Ｈ２）を混９合した■族原料ガス（希釈率３０倍）
を各々■族および■族原料ガス導入管≠、ｊから大気圧
の反応室内に導入した。
ジメチル亜鉛を混合した■族原料ガス（希釈率り６３倍
）および０．２１７分で流れるＨ２ガスに／ ００ ｍ
ｌ７分の割合でＨ２希釈Ｈ２ＳガＸ （１０ＨｚＳｅ−
９０Ｈ２）を混９合した■族原料ガス（希釈率３０倍）
を各々■族および■族原料ガス導入管≠、ｊから大気圧
の反応室内に導入した。
本条件における（反応室内の■族原料ガス流速）／（反
応室内の■族原料ガス流速）は、■族原料ガス流入量を
■族原料ガス導入管の出口面積で割った値Ｃ３０００７
’ｒ−３．！２中７１ｒｍｌ／分−ｍｍ２）および■族
原料ガス流入量を反応管と■族原料ガス導入管の間の面
積で割った値Ｃ３００／π（／！；２−Ｌｊ２）中０．
ｌｌ７ｍ１／分−ｍｍ２）ヨり求められ約／７０となる
。又（反応室内に流入される■族元素の水素化物のモル
数）／（反応室内に流入される■族元素の化合物のモル
数）は１．、ｊｍｌ／分および１００ｍ１／分の数字か
ら計算すると約３０となる。
応室内の■族原料ガス流速）は、■族原料ガス流入量を
■族原料ガス導入管の出口面積で割った値Ｃ３０００７
’ｒ−３．！２中７１ｒｍｌ／分−ｍｍ２）および■族
原料ガス流入量を反応管と■族原料ガス導入管の間の面
積で割った値Ｃ３００／π（／！；２−Ｌｊ２）中０．
ｌｌ７ｍ１／分−ｍｍ２）ヨり求められ約／７０となる
。又（反応室内に流入される■族元素の水素化物のモル
数）／（反応室内に流入される■族元素の化合物のモル
数）は１．、ｊｍｌ／分および１００ｍ１／分の数字か
ら計算すると約３０となる。
ＧａＡＳ単結晶６を、■族原料ガス導入管の放出ダ自か
ら２０８の距離に置きヒーターｒを用いて３００°Ｃに
加熱保持した所、ＧａＡＳ単結晶上ｚｎｓｅの鏡面の単
結晶膜が作成できた。単結成長速度は約Ｌ２μｍ／時で
あった。
ら２０８の距離に置きヒーターｒを用いて３００°Ｃに
加熱保持した所、ＧａＡＳ単結晶上ｚｎｓｅの鏡面の単
結晶膜が作成できた。単結成長速度は約Ｌ２μｍ／時で
あった。
りを含め、めだった欠陥はなくきれいな鏡面状態であっ
た。
た。
上記実施例においては、原料ガスとしてジメチル亜鉛、
Ｈ２Ｓｅのガスを用いたがジエチル亜鉛、Ｈ２Ｓ等のガ
スを単独又は混合して実施してもかまわない。
Ｈ２Ｓｅのガスを用いたがジエチル亜鉛、Ｈ２Ｓ等のガ
スを単独又は混合して実施してもかまわない。
本発明によれば、凸凹形状のない鏡面のｎ −■族化合
物半導体膜を気相成長させることができる。
物半導体膜を気相成長させることができる。
この様な鏡面状の■−■族化合物半導体膜は、青色発光
素子を作製した時、亜鉛やセレンの空孔に起因した欠陥
が少なく高効率のものを得る上で重臣ＴＩ右、六 −
素子を作製した時、亜鉛やセレンの空孔に起因した欠陥
が少なく高効率のものを得る上で重臣ＴＩ右、六 −
第１図は本発明の実施例で使用した気相成長装置の概略
断面図である。
断面図である。
Claims (6)
- （１）VI族元素の水素化物をキャリアガスにより希釈し
たVI族原料ガスおよびII族元素の化合物をキャリアガス
により希釈したII族原料ガスを大気圧の反応室内へそれ
ぞれ流量を制御しながら導入して反応室内に置かれた結
晶質基板上に両原料ガスの反応生成物の結晶質膜をエピ
タキシャル成長させるII−VI族化合物半導体膜の気相成
長法において、反応室内における（VI族原料ガス流速）
／（II族原料ガス流速）を１０〜２０００とすると共に
（反応室内に流入されるVI族元素の水素化物のモル数）
／（反応室内に流入されるII族元素の化合物のモル数）
を１０〜１００００とすることを特徴とするII−VI族化
合物半導体膜の気相成長法。 - （２）該VI族原料ガスがVI族元素の水素化物をキャリア
ガスにより５〜３００倍に希釈したものである特許請求
の範囲第１項記載のII−VI族化合物半導体膜の気相成長
法。 - （３）該II族原料ガスがII族元素の化合物ガスをキャリ
アガスにより６０〜１００００倍に希釈したものである
特許請求の範囲第１項又は第２項記載のII−VI族化合物
半導体膜の気相成長法。 - （４）該結晶質基板が２００〜４５０℃に保持されてい
る特許請求の範囲第１項ないし第３項記載のII−VI族化
合物半導体膜の気相成長法。 - （５）該反応室内の圧力が５０〜７６０トールである特
許請求の範囲第１項ないし第４項記載のII−VI族化合物
半導体膜の気相成長法。 - （６）該VI族元素の水素化物が水素化セレンであり該I
I族元素の化合物がジメチル亜鉛である特許請求の範囲
第１項ないし第５項記載のII−VI族化合物半導体膜の気
相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22416986A JPS6379795A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | ２−６族化合物半導体膜の気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22416986A JPS6379795A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | ２−６族化合物半導体膜の気相成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379795A true JPS6379795A (ja) | 1988-04-09 |
Family
ID=16809611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22416986A Pending JPS6379795A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | ２−６族化合物半導体膜の気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6379795A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0708488A1 (en) * | 1994-10-17 | 1996-04-24 | Sony Corporation | Epitaxial growth of semiconductor |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP22416986A patent/JPS6379795A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0708488A1 (en) * | 1994-10-17 | 1996-04-24 | Sony Corporation | Epitaxial growth of semiconductor |
| US5766345A (en) * | 1994-10-17 | 1998-06-16 | Sony Corporation | Epitaxial growth method of semiconductor |
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