JPH07307287A - 化合物半導体エピタキシャル成長法 - Google Patents
化合物半導体エピタキシャル成長法Info
- Publication number
- JPH07307287A JPH07307287A JP7130151A JP13015195A JPH07307287A JP H07307287 A JPH07307287 A JP H07307287A JP 7130151 A JP7130151 A JP 7130151A JP 13015195 A JP13015195 A JP 13015195A JP H07307287 A JPH07307287 A JP H07307287A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- selenium
- molecular beam
- compound semiconductor
- temperature
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高効率発光素子用の発光層に適した高品質のＺ
ｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ単結晶エピタキシャル膜を得るこ
と。 【構成】セレンを組成元素として含む化合物半導体結晶
を、分子線エピタキシャル法にて成長させる際、セレン
分子線源としてセレン単体を用い、前記セレン分子線源
を、所望するセレン蒸気圧が得られる蒸発温度に加熱す
る工程と、前記加熱工程によって発生したセレン蒸気
を、前記蒸発温度より高温に加熱する工程と、前記セレ
ン蒸気加熱工程によって生成したセレン分子線を用いて
化合物半導体結晶を成長させる工程と、を有してなる化
合物半導体エピタキシャル成長法。
ｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ単結晶エピタキシャル膜を得るこ
と。 【構成】セレンを組成元素として含む化合物半導体結晶
を、分子線エピタキシャル法にて成長させる際、セレン
分子線源としてセレン単体を用い、前記セレン分子線源
を、所望するセレン蒸気圧が得られる蒸発温度に加熱す
る工程と、前記加熱工程によって発生したセレン蒸気
を、前記蒸発温度より高温に加熱する工程と、前記セレ
ン蒸気加熱工程によって生成したセレン分子線を用いて
化合物半導体結晶を成長させる工程と、を有してなる化
合物半導体エピタキシャル成長法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセレン化亜鉛（ＺｎＳ
ｅ）、硫黄セレン化亜鉛（ＺｎＳＳｅ）をはじめとする
セレンを組成元素として含む化合物半導体のエピタキシ
ャル成長法に関するものである。
ｅ）、硫黄セレン化亜鉛（ＺｎＳＳｅ）をはじめとする
セレンを組成元素として含む化合物半導体のエピタキシ
ャル成長法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ＺｎＳｅ、Ｚ
ｎＳＳｅは直接遷移型の広い禁制帯幅を有し、紫外から
可視短波長域における高輝度発光素子のための材料とし
て極めて有望である。しかしながら、高輝度発光素子の
実現には伝導型の制御が不可欠であり、分子線エピタキ
シャル（ＭＢＥ）法或は有機金属気相成長法（ＭＯＶＰ
Ｅ）といった低温エピタキシャル成長技術を用いた高品
質結晶の成長ならびに伝導型制御の検討が進められてい
る。
ｎＳＳｅは直接遷移型の広い禁制帯幅を有し、紫外から
可視短波長域における高輝度発光素子のための材料とし
て極めて有望である。しかしながら、高輝度発光素子の
実現には伝導型の制御が不可欠であり、分子線エピタキ
シャル（ＭＢＥ）法或は有機金属気相成長法（ＭＯＶＰ
Ｅ）といった低温エピタキシャル成長技術を用いた高品
質結晶の成長ならびに伝導型制御の検討が進められてい
る。
【０００３】従来、これらのＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ等の
セレンを組成元素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
のＭＢＥ成長においては、そのセレン分子線の発生方法
としては、Ｋｎｕｄｓｅｎセル（クヌーセンセル：Ｋ−
セル）を用い、ＺｎＳｅ等のセレン化物或はセレン単体
を加熱し、セレン分子線を発生させる方法が用いられて
いる。
セレンを組成元素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
のＭＢＥ成長においては、そのセレン分子線の発生方法
としては、Ｋｎｕｄｓｅｎセル（クヌーセンセル：Ｋ−
セル）を用い、ＺｎＳｅ等のセレン化物或はセレン単体
を加熱し、セレン分子線を発生させる方法が用いられて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＺｎＳ
ｅ等のセレン化物を用いた場合には同時に亜鉛分子線、
が発生し、セレンと亜鉛の供給量を独立に制御できない
といった問題点を有する。
ｅ等のセレン化物を用いた場合には同時に亜鉛分子線、
が発生し、セレンと亜鉛の供給量を独立に制御できない
といった問題点を有する。
【０００５】一方、セレン単体をＫ−セルにより加熱
し、分子線を発生させる場合、高純度の原料が容易に入
手でき、セレン以外の蒸気の発生がなく、かつ、成長表
面へのセレン供給量の制御が独立に行える利点をもつ
が、次のような問題点を有していた。即ち、通常実用的
な分子線強度である１×１０-7〜１×１０-5Ｔｏｒｒ程
度のセレン分子線を得るために必要な蒸気温度は２５０
℃前後と低いため、成長層表面に照射されたセレン分子
のもつ熱エネルギーは極めて小さい。したがって、十分
な表面拡散をなしえないため、三次元的な成長となり、
欠陥の発生を抑制することができず、しかも平坦な成長
表面を形成することが困難であった。
し、分子線を発生させる場合、高純度の原料が容易に入
手でき、セレン以外の蒸気の発生がなく、かつ、成長表
面へのセレン供給量の制御が独立に行える利点をもつ
が、次のような問題点を有していた。即ち、通常実用的
な分子線強度である１×１０-7〜１×１０-5Ｔｏｒｒ程
度のセレン分子線を得るために必要な蒸気温度は２５０
℃前後と低いため、成長層表面に照射されたセレン分子
のもつ熱エネルギーは極めて小さい。したがって、十分
な表面拡散をなしえないため、三次元的な成長となり、
欠陥の発生を抑制することができず、しかも平坦な成長
表面を形成することが困難であった。
【０００６】従って、従来のＭＢＥ成長法では、高効率
発光素子用の発光層に適した高品質のＺｎＳｅ、ＺｎＳ
Ｓｅ単結晶エピタキシャル膜を得ることは困難であっ
た。
発光素子用の発光層に適した高品質のＺｎＳｅ、ＺｎＳ
Ｓｅ単結晶エピタキシャル膜を得ることは困難であっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はセレンを組成元
素として含む化合物半導体結晶を、分子線エピタキシャ
ル法にて成長させる際、セレン分子線源としてセレン単
体を用い、前記セレン分子線源を、所望するセレン蒸気
圧が得られる蒸発温度に加熱する工程と、前記加熱工程
によって発生したセレン蒸気を、前記蒸発温度より高温
に加熱する工程と、前記セレン蒸気加熱工程によって生
成したセレン分子線を用いて化合物半導体結晶を成長さ
せる工程と、を有する化合物半導体エピタキシャル成長
法を提供するものである。
素として含む化合物半導体結晶を、分子線エピタキシャ
ル法にて成長させる際、セレン分子線源としてセレン単
体を用い、前記セレン分子線源を、所望するセレン蒸気
圧が得られる蒸発温度に加熱する工程と、前記加熱工程
によって発生したセレン蒸気を、前記蒸発温度より高温
に加熱する工程と、前記セレン蒸気加熱工程によって生
成したセレン分子線を用いて化合物半導体結晶を成長さ
せる工程と、を有する化合物半導体エピタキシャル成長
法を提供するものである。
【０００８】
【作用】本発明の化合物半導体のエピタキシャル成長法
によれば、セレンを組成元素として含む化合物半導体の
ＭＢＥ成長において、セレン単体を加熱し発生させたセ
レン蒸気をさらにその蒸発温度よりも高温に加熱して生
成したセレン分子線により成長を行うため、成長層表面
に照射されたセレン分子は、高い熱エネルギーを有す
る。従って、成長層表面でのセレン分子の表面拡散が促
進され、二次元的な成長となり、欠陥の発生が抑制さ
れ、しかも表面平坦性の高い膜の成長が可能となる。
によれば、セレンを組成元素として含む化合物半導体の
ＭＢＥ成長において、セレン単体を加熱し発生させたセ
レン蒸気をさらにその蒸発温度よりも高温に加熱して生
成したセレン分子線により成長を行うため、成長層表面
に照射されたセレン分子は、高い熱エネルギーを有す
る。従って、成長層表面でのセレン分子の表面拡散が促
進され、二次元的な成長となり、欠陥の発生が抑制さ
れ、しかも表面平坦性の高い膜の成長が可能となる。
【０００９】
【実施例】本発明による化合物半導体のエピタキシャル
成長法をＺｎＳｅ−ＺｎＳＳｅ歪超格子の成長を例に具
体的に説明するが、本願発明はこれに限定されるもので
はなく、セレンを含む化合物半導体のエピタキシャル成
長に用いることができるものである。
成長法をＺｎＳｅ−ＺｎＳＳｅ歪超格子の成長を例に具
体的に説明するが、本願発明はこれに限定されるもので
はなく、セレンを含む化合物半導体のエピタキシャル成
長に用いることができるものである。
【００１０】図１は本実施例により作成したＺｎＳｅ−
ＺｎＳＳｅ歪超格子の断面模式図である。ヨウ素輸送法
により作成したＺｎＳ（１００）基板１上にＺｎＳｅエ
ピタキシャル層２を１μｍ成長させた後、膜厚２０Åの
ＺｎＳｅ格子層３および膜厚２０ÅＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5格
子層４の各２５層からなるＺｎＳｅ−ＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5
歪超格子５を作成した。
ＺｎＳＳｅ歪超格子の断面模式図である。ヨウ素輸送法
により作成したＺｎＳ（１００）基板１上にＺｎＳｅエ
ピタキシャル層２を１μｍ成長させた後、膜厚２０Åの
ＺｎＳｅ格子層３および膜厚２０ÅＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5格
子層４の各２５層からなるＺｎＳｅ−ＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5
歪超格子５を作成した。
【００１１】本実施例において、セレン分子線源とし
て、原料を加熱し、所望圧力の原料蒸気を発生させる低
温部と、この低温部で発生した原料蒸気を蒸発温度より
もさらに高温に加熱する高温部の２つの加熱部を有する
分子線源を用いる。セレン分子線強度は低温部の温度、
すなわちセレンの蒸発温度により制御され、１×１０-7
〜１×１０-5Ｔｏｒｒのセレン分子線圧力を得るため、
低温部の温度を２００〜４００℃の範囲内で設定するこ
とが適当である。また、高温部の温度は８００℃とす
る。
て、原料を加熱し、所望圧力の原料蒸気を発生させる低
温部と、この低温部で発生した原料蒸気を蒸発温度より
もさらに高温に加熱する高温部の２つの加熱部を有する
分子線源を用いる。セレン分子線強度は低温部の温度、
すなわちセレンの蒸発温度により制御され、１×１０-7
〜１×１０-5Ｔｏｒｒのセレン分子線圧力を得るため、
低温部の温度を２００〜４００℃の範囲内で設定するこ
とが適当である。また、高温部の温度は８００℃とす
る。
【００１２】ＺｎＳｅエピタキシャル層２およびＺｎＳ
ｅ格子層３は、亜鉛分子線源としては純度６Ｎの亜鉛単
体を原料とし、通常のＫ−セルをもちいるのが好まし
く、亜鉛分子線圧力１×１０-6Ｔｏｒｒとし、このとき
セレン分子線圧力は１×１０-6Ｔｏｒｒで成長を行っ
た。
ｅ格子層３は、亜鉛分子線源としては純度６Ｎの亜鉛単
体を原料とし、通常のＫ−セルをもちいるのが好まし
く、亜鉛分子線圧力１×１０-6Ｔｏｒｒとし、このとき
セレン分子線圧力は１×１０-6Ｔｏｒｒで成長を行っ
た。
【００１３】また、ＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5格子層４はこれに
硫黄分子線を加えて成長した。ＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5の混晶
組成を得るためには、硫黄分子線圧力は５×１０-6Ｔｏ
ｒｒが適当であった。硫黄分子線源としては、セレン分
子線源として用いた所望圧力の原料蒸気を発生させる低
温部と、この低温部で発生した原料蒸気を蒸発温度より
もさらに高温に加熱する高温部の２つの加熱部を有する
分子線源を用いるのが好ましい。硫黄分子線強度は低温
部の温度、すなわち硫黄の蒸発温度により制御され、１
×１０-7〜１×１０-5Ｔｏｒｒの硫黄分子線圧力を得る
ため、低温部の温度を５０〜１５０℃の範囲内で設定す
るのが適当である。また、高温部の温度は８００℃とす
る。
硫黄分子線を加えて成長した。ＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5の混晶
組成を得るためには、硫黄分子線圧力は５×１０-6Ｔｏ
ｒｒが適当であった。硫黄分子線源としては、セレン分
子線源として用いた所望圧力の原料蒸気を発生させる低
温部と、この低温部で発生した原料蒸気を蒸発温度より
もさらに高温に加熱する高温部の２つの加熱部を有する
分子線源を用いるのが好ましい。硫黄分子線強度は低温
部の温度、すなわち硫黄の蒸発温度により制御され、１
×１０-7〜１×１０-5Ｔｏｒｒの硫黄分子線圧力を得る
ため、低温部の温度を５０〜１５０℃の範囲内で設定す
るのが適当である。また、高温部の温度は８００℃とす
る。
【００１４】このように作成したＺｎＳｅ−ＺｎＳ0.5
Ｓｅ0.5歪超格子５は、Ｘ線回折スペクトルで超格子構
造による明瞭な衛星回折ピークを示し、さらにまた７７
Ｋのフォトルミネッセンスにおいて、２．９０ｅＶにピ
ークをもつ半値幅７ｍｅＶ以下の鋭い発光が強く観測さ
れ、界面急峻性、膜厚均一性が優れ、高効率発光素子用
に適した良好な発光特性を示す高品質のＺｎＳｅ−Ｚｎ
ＳＳｅ歪超格子を得ることができた。
Ｓｅ0.5歪超格子５は、Ｘ線回折スペクトルで超格子構
造による明瞭な衛星回折ピークを示し、さらにまた７７
Ｋのフォトルミネッセンスにおいて、２．９０ｅＶにピ
ークをもつ半値幅７ｍｅＶ以下の鋭い発光が強く観測さ
れ、界面急峻性、膜厚均一性が優れ、高効率発光素子用
に適した良好な発光特性を示す高品質のＺｎＳｅ−Ｚｎ
ＳＳｅ歪超格子を得ることができた。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の化合物半導
体エピタキシャル成長法によれば、セレンを組成元素と
して含む化合物半導体のＭＢＥ成長においてセレン分子
線源としてセレン単体を加熱し、発生したセレン蒸気を
さらに蒸発温度以上に加熱した分子線を用いるため、分
子線中のセレン分子は高い熱エネルギーを有する。従っ
て従来のＭＢＥ成長の場合と比較して、成長層表面に照
射されたセレン分子の表面拡散が促進され、結晶性が高
く、かつ表面平坦性の高いエピタキシャル膜を成長させ
ることができるため、高効率の紫外、可視発光素子用の
発光層の形成に適した高品質のＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ単
結晶エピタキシャル膜あるいはこれらの材料で構成され
る高品質の超格子発光層を得ることが可能となった。
体エピタキシャル成長法によれば、セレンを組成元素と
して含む化合物半導体のＭＢＥ成長においてセレン分子
線源としてセレン単体を加熱し、発生したセレン蒸気を
さらに蒸発温度以上に加熱した分子線を用いるため、分
子線中のセレン分子は高い熱エネルギーを有する。従っ
て従来のＭＢＥ成長の場合と比較して、成長層表面に照
射されたセレン分子の表面拡散が促進され、結晶性が高
く、かつ表面平坦性の高いエピタキシャル膜を成長させ
ることができるため、高効率の紫外、可視発光素子用の
発光層の形成に適した高品質のＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ単
結晶エピタキシャル膜あるいはこれらの材料で構成され
る高品質の超格子発光層を得ることが可能となった。
【図１】本発明の実施例により作成したＺｎＳｅ−Ｚｎ
Ｓ0.5Ｓｅ0.5歪超格子を示す断面模式図である。
Ｓ0.5Ｓｅ0.5歪超格子を示す断面模式図である。
１ ＺｎＳ単結晶基板 ２ ＺｎＳｅエピタキシャル層 ３ ＺｎＳｅ格子層 ４ ＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5格子層 ５ ＺｎＳｅ−ＺｎＳ0.5Ｓｅ0.5歪超格子
Claims (1)
- 【請求項１】 セレンを組成元素として含む化合物半導
体結晶を、分子線エピタキシャル法にて成長させる際、 セレン分子線源としてセレン単体を用い、 前記セレン分子線源を、所望するセレン蒸気圧が得られ
る蒸発温度に加熱する工程と、 前記加熱工程によって発生したセレン蒸気を、前記蒸発
温度より高温に加熱する工程と、 前記セレン蒸気加熱工程によって生成したセレン分子線
を用いて化合物半導体結晶を成長させる工程と、を有し
てなることを特徴とする化合物半導体エピタキシャル成
長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7130151A JPH07307287A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 化合物半導体エピタキシャル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7130151A JPH07307287A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 化合物半導体エピタキシャル成長法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1082896A Division JPH0647515B2 (ja) | 1988-12-08 | 1989-03-31 | 化合物半導体エピタキシャル成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07307287A true JPH07307287A (ja) | 1995-11-21 |
Family
ID=15027210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7130151A Pending JPH07307287A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 化合物半導体エピタキシャル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07307287A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694730A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-31 | Nec Corp | Preparation method of compound semiconductor thin film |
| JPS62229846A (ja) * | 1986-03-30 | 1987-10-08 | Nippon Seiki Co Ltd | ２−６族化合物半導体素子の製造方法 |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP7130151A patent/JPH07307287A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694730A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-31 | Nec Corp | Preparation method of compound semiconductor thin film |
| JPS62229846A (ja) * | 1986-03-30 | 1987-10-08 | Nippon Seiki Co Ltd | ２−６族化合物半導体素子の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4126332B2 (ja) | 低抵抗ｐ型単結晶酸化亜鉛およびその製造方法 | |
| JPH09512385A (ja) | 多層結晶構造及びその製造方法 | |
| US5187116A (en) | Process for preparing electroluminescent device of compound semiconductor | |
| JP2007073672A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JPH0342881A (ja) | 化合物半導体発光素子 | |
| JP3492551B2 (ja) | ｐ型ＩＩ―ＶＩ族化合物半導体結晶、その成長方法及びそれを用いた半導体装置 | |
| JPH02243592A (ja) | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JPH0647515B2 (ja) | 化合物半導体エピタキシャル成長法 | |
| JPH07307287A (ja) | 化合物半導体エピタキシャル成長法 | |
| JP2007129271A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| Hartmann | Vapour phase epitaxy of II–VI compounds: A review | |
| JPH0334534A (ja) | 燐添加２‐６族化合物半導体の製造方法 | |
| JPS62119193A (ja) | 半導体の製造方法 | |
| JP2547585B2 (ja) | ＺｎＳｅ単結晶の成長方法 | |
| JPH04187597A (ja) | 窒化ガリウム薄膜の製造方法 | |
| JP3083755B2 (ja) | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JPS63303889A (ja) | 半導体結晶薄膜製造装置 | |
| JPS62271438A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JP2540229B2 (ja) | 化合物半導体発光素子 | |
| Koh et al. | Growth of ZnSe on GaAs (1 1 0) surfaces by molecular beam epitaxy | |
| JPS6270290A (ja) | 半導体の製造方法 | |
| JPH0442891A (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| JP2804093B2 (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH07118453B2 (ja) | 半導体超格子の製造法 | |
| JPS63303899A (ja) | 半導体の製造方法 |