JPH0774108A - Vapor phase epitaxy and magnesium material therefor - Google Patents
Vapor phase epitaxy and magnesium material thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＺｎＭｇＳＳｅなどの
マグネシウムを含む化合物半導体を気相成長させるため
の気相成長用マグネシウム原料およびこのマグネシウム
原料を用いた気相成長法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnesium raw material for vapor phase growth for vapor-depositing a compound semiconductor containing magnesium such as ZnMgSSe and a vapor phase growth method using this magnesium raw material.
【０００２】[0002]
【従来の技術】II-VI 族化合物半導体を材料とする発光
デバイスのクラッド層として盛んに用いられているＺｎ
ＭｇＳＳｅ膜のマグネシウム原料として、またIII-Ｖ族
化合物半導体を材料とする発光デバイス（特にＧａＮを
主とした窒素化合物）における重要なｐ型ドーパントの
マグネシウム原料として、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気
相成長）法において、従来はビス（シクロペンタジエニ
ル）マグネシウム〔（Ｃ 5 Ｈ5 ）2 Ｍｇ〕が広く用いら
れている。2. Description of the Related Art Light emission using II-VI group compound semiconductors
Zn which is widely used as a clad layer for devices
As a magnesium raw material for the MgSSe film, and as a group III-V
Light emitting devices made of compound semiconductors (especially GaN
Of important p-type dopants (mainly nitrogen compounds)
As a magnesium raw material, MOCVD (metal organic chemical vapor)
In the phase growth method, conventionally, bis (cyclopentadiene)
Le) Magnesium [(C FiveHFive)2Mg] is widely used
Has been.
【０００３】しかし、このマグネシウム原料は、室温で
固体であり（融点約１７６℃）、ＭＯＣＶＤ法のための
マグネシウム原料として、例えば以下の短所を有してい
る。However, this magnesium raw material is solid at room temperature (melting point: about 176 ° C.) and has the following disadvantages as a magnesium raw material for the MOCVD method.
【０００４】 蒸気圧が低いので、成長に必要な蒸気
圧を得るためには、ある程度高温（約１２０℃以上）に
する必要がある。Since the vapor pressure is low, it is necessary to raise the temperature to some extent (about 120 ° C. or higher) in order to obtain the vapor pressure required for growth.
【０００５】 室温で固体であるため、原料容器から
反応管までのラインを高温に保持する必要がある。Since it is solid at room temperature, it is necessary to keep the line from the raw material container to the reaction tube at a high temperature.
【０００６】 また同じ理由により、原料容器から基
板までの距離をできる限り短くする必要がある。For the same reason, it is necessary to make the distance from the raw material container to the substrate as short as possible.
【０００７】 室温で固体であるため、コールドウォ
ールの反応管の場合、反応管の上流に原料が析出し、成
長に悪影響を与えることがある。Since it is a solid at room temperature, in the case of a cold wall reaction tube, the raw material may be deposited upstream of the reaction tube, which may adversely affect the growth.
【０００８】 室温で固体であるため、キャリアガス
中に固体粉末が混入し、固体のままで基板上に輸送さ
れ、成長に悪影響を与えることがある。Since it is solid at room temperature, solid powder may be mixed into the carrier gas and transported as it is onto the substrate, which may adversely affect growth.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、室温にて液体である気相成長用マグネシウム原
料およびこのマグネシウム原料を用いた気相成長法を提
供することである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a magnesium raw material for vapor phase growth which is liquid at room temperature and a vapor phase growth method using this magnesium raw material.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の気相成長用マグ
ネシウム原料は、ビス（置換シクロペンタジエニル）マ
グネシウムを主成分とすることを特徴とする。The magnesium material for vapor phase growth of the present invention is characterized by containing bis (substituted cyclopentadienyl) magnesium as a main component.
【００１１】また、本発明の気相成長法は、上記気相成
長用マグネシウム原料をキャリアガスにより気体状態に
し、気体状態の他の元素を含む有機金属原料とともに、
加熱された基板上に化合物半導体を成長させることを特
徴とする。Further, in the vapor phase growth method of the present invention, the above magnesium raw material for vapor phase growth is made into a gas state by a carrier gas, and together with an organometallic raw material containing other elements in a gas state,
It is characterized in that a compound semiconductor is grown on a heated substrate.
【００１２】特に、マグネシウムを含むII-VI 族化合物
半導体、またはマグネシウムをｐ型ドーパントとして含
むIII-Ｖ族化合物半導体を気相成長するための気相成長
用マグネシウム原料および気相成長法である。Particularly, a magnesium source for vapor phase growth and a vapor phase growth method for vapor phase growing a II-VI group compound semiconductor containing magnesium or a III-V group compound semiconductor containing magnesium as a p-type dopant.
【００１３】ビス（置換シクロペンタジエニル）マグネ
シウムは、室温（２５〜２７℃）において液体であれ
ば、特に限定されるものではないが、当該化合物におけ
る置換基としては、炭素数１〜５の直鎖状又は分岐状の
アルキル基またはアルコキシ基が好ましい。具体的に
は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチ
ル、イソブチル、sec-ブチル、tert- ブチル、ペンチ
ル、イソペンチル、ネオペンチル、tert- ペンチル、メ
トキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブト
キシ、イソブトキシ、sec-ブトキシ、tert- ブトキシ、
ペンチルオキシが例示される。シクロペンタジエニル核
上において同一または異なる置換基を有していてもよ
く、またシクロペンタジエニル核上のいずれの位置にお
いて置換されていてもよい。さらに、マグネシウムに配
位する２つの置換シクロペンタジエニル基は、それぞれ
同一または異なっていてもよいが、通常は同一の置換シ
クロペンタジエニルが配位子となる。The bis (substituted cyclopentadienyl) magnesium is not particularly limited as long as it is a liquid at room temperature (25 to 27 ° C.), but the substituent in the compound has 1 to 5 carbon atoms. A linear or branched alkyl group or alkoxy group is preferable. Specifically, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec- Butoxy, tert-butoxy,
An example is pentyloxy. It may have the same or different substituents on the cyclopentadienyl nucleus and may be substituted at any position on the cyclopentadienyl nucleus. Further, the two substituted cyclopentadienyl groups coordinated to magnesium may be the same or different, but usually the same substituted cyclopentadienyl serves as a ligand.
【００１４】上記のビス（置換シクロペンタジエニル）
マグネシウムは、一般的に公知の化合物であり、公知の
方法にて製造される。The above bis (substituted cyclopentadienyl)
Magnesium is a generally known compound and is produced by a known method.
【００１５】本発明の気相成長法によれば、ＺｎＭｇＳ
Ｓｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅなどのマグネシウムを含むII-V
I 族化合物半導体が基板上に成長される。また、ｐ型ド
ーパントとしてのマグネシウムを含むIII-Ｖ族化合物半
導体を材料とする発光デバイス（特にＧａＮを主とした
窒素化合物）が基板上に成長される。II-VI 族化合物半
導体またはIII-Ｖ族化合物半導体を構成するマグネシウ
ム以外の元素（Ｚｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、
Ｐ、Ａｓ、Ｓｂなど）を含む有機金属原料としては、上
記のアルキル基またはアルコキシ基を有する液状の化合
物が、ガス化容易性などの点から好適に用いられるが、
例えばキレート化合物などの固体物をも用いることがで
きる。具体的な有機金属原料としては、ジメチル亜鉛、
ジエチル亜鉛、ジメチルセレン、ジエチルセレン、ジメ
チル硫黄、ジエチル硫黄、トリメチルガリウム、トリエ
チルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルア
ルミニウム、トリメチルインジウム、トリエチルインジ
ウムなどが例示される。According to the vapor phase growth method of the present invention, ZnMgS
II-V containing magnesium such as Se, MgS, MgSe
A Group I compound semiconductor is grown on the substrate. Further, a light emitting device (particularly a nitrogen compound mainly containing GaN) made of a III-V group compound semiconductor containing magnesium as a p-type dopant is grown on the substrate. Elements other than magnesium (Zn, S, Se, Ga, Al, In, which compose the II-VI group compound semiconductor or the III-V group compound semiconductor
As the organometallic raw material containing P, As, Sb, etc., a liquid compound having the above alkyl group or alkoxy group is preferably used from the viewpoint of gasification easiness and the like.
For example, a solid substance such as a chelate compound can also be used. Specific organic metal raw materials include dimethyl zinc,
Examples include diethyl zinc, dimethyl selenium, diethyl selenium, dimethyl sulfur, diethyl sulfur, trimethylgallium, triethylgallium, trimethylaluminum, triethylaluminum, trimethylindium and triethylindium.
【００１６】本発明のマグネシウム原料をガス化するに
際しては、マグネシウム原料を−２０〜１８０℃、好ま
しくは５〜１００℃に昇温して、キャリアガスを用いて
バブリングを行う。キャリアガスとしては、通例の水素
ガスの他に、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスの
如き不活性ガスなどが単体で、あるいは混合系として一
般に用いられる。不活性ガスの使用は、得られる半導体
への水素取り込み抑制に有利である。また、他の元素を
含む有機金属原料についても、必要に応じて、キャリア
ガスによるバブリングを行う。When gasifying the magnesium raw material of the present invention, the magnesium raw material is heated to -20 to 180 ° C., preferably 5 to 100 ° C., and bubbling is performed using a carrier gas. As the carrier gas, in addition to the usual hydrogen gas, an inert gas such as nitrogen gas, argon gas or helium gas is generally used alone or as a mixed system. The use of an inert gas is advantageous in suppressing hydrogen uptake into the obtained semiconductor. Further, bubbling with a carrier gas is also performed for organometallic raw materials containing other elements, if necessary.
【００１７】気体状態のマグネシウム原料および他の有
機金属原料（以下「混合ガス」という。）を、例えば供
給管を介して、支持台を有する減圧または常圧状態の反
応室に供給し、支持台上に載置された高温の基板上にて
熱分解させて、目的の化合物半導体を成長させる。な
お、混合ガスは、目的とする化合物半導体を構成する元
素に基づいて、その組成に準じた組成とされる。A magnesium raw material and other organic metal raw materials (hereinafter referred to as "mixed gas") in a gaseous state are supplied to a reaction chamber in a decompressed or normal pressure state having a supporting base through, for example, a supply pipe, and the supporting base is supplied. A target compound semiconductor is grown by thermal decomposition on a high-temperature substrate placed on the substrate. Note that the mixed gas has a composition similar to that of the target compound semiconductor, based on the constituent elements of the compound semiconductor.
【００１８】反応温度は、目的の化合物半導体に応じて
適宜に決定されるが、一般には４００〜１５００℃程度
である。したがって、基板としては、反応温度に耐える
セラミックまたは半導体などからなる耐熱性のものが用
いられる。反応室の真空度についても目的の化合物半導
体に応じて適宜に決定され、通常は、７６０Ｔｏｒｒ以
下、好ましくは７６０Ｔｏｒｒとする。The reaction temperature is appropriately determined depending on the target compound semiconductor, but is generally about 400 to 1500 ° C. Therefore, as the substrate, a heat-resistant substrate made of ceramic, semiconductor, or the like that withstands the reaction temperature is used. The degree of vacuum in the reaction chamber is also appropriately determined according to the target compound semiconductor, and is usually 760 Torr or less, preferably 760 Torr.
【００１９】[0019]
【作用】本発明の気相成長用マグネシウム原料は、ビス
（置換シクロペンタジエニル）マグネシウムを主成分と
するので、室温で液体であり、従来から用いられている
ビス（シクロペンタジエニル）マグネシウムよりも高い
蒸気圧を有している。The magnesium raw material for vapor phase growth of the present invention, which contains bis (substituted cyclopentadienyl) magnesium as a main component, is liquid at room temperature and is conventionally used bis (cyclopentadienyl) magnesium. It has a higher vapor pressure than.
【００２０】本発明の気相成長法は、本発明の気相成長
用マグネシウム原料をキャリアガスにより気体状態に
し、気体状態の他の元素を含む有機金属原料とともに、
ＺｎＭｇＳＳｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅなどのマグネシウム
を含むII-VI 族化合物半導体、またはマグネシウムをｐ
型ドーパントとして含むIII-Ｖ族化合物半導体（Ｇａ
Ｎ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＰ、ＡｌＧａ
Ａｓ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓＳｂな
ど）を加熱された基板上に成長させるので、従来法に比
して成長の制御が容易となり、得られる化合物半導体の
品質が安定する。また、気相成長装置の設計が制限を受
けず、設計の自由度が向上する。In the vapor phase growth method of the present invention, the magnesium raw material for vapor phase growth of the present invention is made into a gas state by a carrier gas, together with an organometallic raw material containing other elements in a gas state,
II-VI group compound semiconductor containing magnesium such as ZnMgSSe, MgS, and MgSe, or magnesium
Group III-V compound semiconductors (Ga)
N, GaP, GaAs, InP, AlGaP, AlGa
As, InGaP, InGaAs, AlGaInP, I
Since nGaAsP, AlGaAsSb, InGaAsSb, etc. are grown on a heated substrate, the growth can be controlled more easily than in the conventional method and the quality of the obtained compound semiconductor is stabilized. Further, the design of the vapor phase growth apparatus is not restricted, and the degree of freedom in design is improved.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明を詳細に説明するため実施例お
よび比較例を挙げるが、本発明はこれら実施例によって
何ら限定されるものではない。EXAMPLES Examples and comparative examples will be given below for illustrating the present invention in detail, but the present invention is not limited to these examples.
【００２２】実施例１ 充分清浄化したＧａＡｓ基板を試料室内のサセプター
（支持台）上に載置し、室内を高空真引きした後、約７
６０Ｔｏｒｒの高純度水素雰囲気として反応室内に搬送
した。ＧａＡｓ基板を約５００℃に高周波加熱し、その
温度に所定時間保持して熱アニールした。ＧａＡｓ基板
を降温させて約４７０℃になった際、ジメチル亜鉛（Ｄ
ＭＺｎ）２．５μｍｏｌ／ｍｉｎ、ビス（イソプロピル
シクロペンタジエニル）マグネシウム（ｉ−ＰｒＣｐ2
Ｍｇ：株式会社トリケミカル研究所製、以下同じ）３．
５μｍｏｌ／ｍｉｎ、ジメチルセレン（ＤＭＳｅ）１２
μｍｏｌ／ｍｉｎ、ジメチル硫黄（ＤＭＳ）６０μｍｏ
ｌ／ｍｉｎの割合の混合ガスを反応室内に約１時間供給
した。ガスの供給を止めて基板を室温に冷却させ、つい
で試料室に搬送し、窒素雰囲気として室外に取り出し
た。なお、混合ガスの調製は、液体であるＤＭＺｎ、ｉ
−ＰｒＣｐ2 Ｍｇ、ＤＭＳｅ、ＤＭＳをそれぞれキャリ
アガス（水素）でバブリングし、そのガスの混合で行っ
た。ｉ−ＰｒＣｐ 2 Ｍｇをバブリングする際、ｉ−Ｐｒ
Ｃｐ2 Ｍｇを７０℃に昇温させた。Example 1 A sufficiently cleaned GaAs substrate was used as a susceptor in a sample chamber.
Place it on the (supporting table) and pull the interior of the room at high altitude, then
Transported as a high-purity hydrogen atmosphere of 60 Torr into the reaction chamber
did. The GaAs substrate is heated to about 500 ° C by high frequency,
The temperature was maintained for a predetermined time and thermal annealing was performed. GaAs substrate
When the temperature was lowered to about 470 ° C, dimethyl zinc (D
MZn) 2.5 μmol / min, bis (isopropyl)
Cyclopentadienyl) magnesium (i-PrCp2
Mg: manufactured by Tri-Chemical Laboratories Co., Ltd., same below) 3.
5 μmol / min, dimethyl selenium (DMSe) 12
μmol / min, dimethylsulfur (DMS) 60 μmo
Supply mixed gas at a rate of 1 / min into the reaction chamber for about 1 hour
did. Stop the gas supply and let the substrate cool to room temperature.
The sample is transferred to the sample chamber and taken out of the room as a nitrogen atmosphere.
It was The mixed gas is prepared by using DMZn, i
-PrCp2Carry Mg, DMSe and DMS respectively
Bubbling with agas (hydrogen) and mixing with that gas
It was i-PrCp 2When bubbling Mg, i-Pr
Cp2Mg was heated to 70 ° C.
【００２３】以上の工程により、ＧａＡｓ基板上に厚さ
０．８μｍに成長したＺｎＭｇＳＳｅ混晶を得た。この
膜のマグネシウム組成は約６％であった。Through the above steps, a ZnMgSSe mixed crystal grown to a thickness of 0.8 μm on a GaAs substrate was obtained. The magnesium composition of this film was about 6%.
【００２４】実施例２ ジエチル亜鉛（ＤＥＺｎ）２．５μｍｏｌ／ｍｉｎ、ビ
ス（メチルシクロペンタジエニル）マグネシウム（ＭＣ
ｐ2 Ｍｇ）６μｍｏｌ／ｍｉｎ、ジエチルセレン（ＤＥ
Ｓｅ）１２μｍｏｌ／ｍｉｎ、ジエチル硫黄（ＤＥＳ）
６０μｍｏｌ／ｍｉｎの割合の混合ガスを供給した以外
は、実施例１に準じてＧａＡｓ基板上に厚さ０．８μｍ
に成長したＺｎＭｇＳＳｅ混晶を得た。この膜のマグネ
シウム組成は約８％であった。Example 2 2.5 μmol / min of diethyl zinc (DEZn), bis (methylcyclopentadienyl) magnesium (MC
p 2 Mg) 6 μmol / min, diethyl selenium (DE
Se) 12 μmol / min, diethyl sulfur (DES)
The thickness was 0.8 μm on the GaAs substrate according to Example 1 except that the mixed gas was supplied at a rate of 60 μmol / min.
A ZnMgSSe mixed crystal that has grown to be obtained was obtained. The magnesium composition of this film was about 8%.
【００２５】実施例３ ＤＥＺｎ２．５μｍｏｌ／ｍｉｎ、ビス（エチルシクロ
ペンタジエニル）マグネシウム（ＥＣｐ2 Ｍｇ）３μｍ
ｏｌ／ｍｉｎ、ＤＥＳｅ１２μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＤＥＳ
６０μｍｏｌ／ｍｉｎの割合の混合ガスを供給した以外
は、実施例１に準じてＧａＡｓ基板上に厚さ０．８μｍ
に成長したＺｎＭｇＳＳｅ混晶を得た。この膜のマグネ
シウム組成は約３％であった。Example 3 DEZn 2.5 μmol / min, bis (ethylcyclopentadienyl) magnesium (ECp 2 Mg) 3 μm
ol / min, DESe 12 μmol / min, DES
The thickness was 0.8 μm on the GaAs substrate according to Example 1 except that the mixed gas was supplied at a rate of 60 μmol / min.
A ZnMgSSe mixed crystal that has grown to be obtained was obtained. The magnesium composition of this film was about 3%.
【００２６】比較例１ ＤＭＺｎ２．５μｍｏｌ／ｍｉｎ、ビス（シクロペンタ
ジニエル）マグネシウム（Ｃｐ2 Ｍｇ）３．５μｍｏｌ
／ｍｉｎ、ＤＭＳｅ１２μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＤＭＳ６０
μｍｏｌ／ｍｉｎの割合の混合ガスを供給した他は、実
施例１に準じてＧａＡｓ基板上に厚さ０．８μｍに成長
したＺｎＭｇＳＳｅ混晶を得た。この膜のマグネシウム
組成は約３％であった。なお、Ｃｐ2 Ｍｇをバブリング
する際、Ｃｐ2 Ｍｇを約１５０℃に昇温させた。Comparative Example 1 DMZn 2.5 μmol / min, Bis (cyclopentadiene) magnesium (Cp 2 Mg) 3.5 μmol
/ Min, DMSe 12 μmol / min, DMS60
A ZnMgSSe mixed crystal grown to a thickness of 0.8 μm on a GaAs substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixed gas was supplied at a rate of μmol / min. The magnesium composition of this film was about 3%. Note that when bubbling Cp 2 Mg, were allowed to warm Cp 2 Mg to about 0.99 ° C..
【００２７】実施例４ 充分清浄化したサファイア基板を試料室内のサセプター
（支持台）上に載置し、室内を高空真引きした後、約７
６０Ｔｏｒｒの高純度水素雰囲気として反応室内に搬送
した。サファイア基板を約１０５０℃に高周波加熱し、
その温度に所定時間保持して熱アニールした。サファイ
ア基板を降温させて約５１０℃になった際、ＧａＮバッ
ファ層を成長させた。その後、再びサファイア基板を１
０２０℃に昇温させて、アンモニア（ＮＨ3 ）４．５リ
ットル／ｍｉｎ、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）４０μ
ｍｏｌ／ｍｉｎ、ｉ−ＰｒＣｐ2 Ｍｇ３．５μｍｏｌ／
ｍｉｎの割合の混合ガスを反応室内に約１時間供給し
た。ガスの供給を止めて基板を室温に冷却させ、ついで
試料室に搬送し、窒素雰囲気として室外に取り出した。
なお、混合ガスの調製は、液体であるＴＭＧ、ｉ−Ｐｒ
Ｃｐ2 Ｍｇをそれぞれキャリアガス（水素）でバブリン
グし、そのガスの混合で行った。ｉ−ＰｒＣｐ 2 Ｍｇを
バブリングする際、ｉ−ＰｒＣｐ2 Ｍｇを７０℃に昇温
させた。Example 4 A sufficiently cleaned sapphire substrate was used as a susceptor in a sample chamber.
Place it on the (supporting table) and pull the interior of the room at high altitude, then
Transported as a high-purity hydrogen atmosphere of 60 Torr into the reaction chamber
did. High frequency heating of sapphire substrate to about 1050 ° C,
The temperature was maintained for a predetermined time for thermal annealing. Sapphire
A When the temperature of the substrate is lowered to about 510 ° C, the GaN back
The fa layer was grown. After that, again sapphire substrate 1
The temperature is raised to 020 ° C, and ammonia (NH3) 4.5
Tttle / min, trimethylgallium (TMG) 40μ
mol / min, i-PrCp2Mg 3.5 μmol /
Supply the mixed gas in the ratio of min into the reaction chamber for about 1 hour.
It was Stop the gas supply to cool the substrate to room temperature, then
It was transported to the sample chamber and taken out of the room as a nitrogen atmosphere.
The mixed gas is prepared by using liquid TMG, i-Pr.
Cp2Bubbling Mg with carrier gas (hydrogen)
And mixed with the gas. i-PrCp 2Mg
When bubbling, i-PrCp2Raise Mg to 70 ℃
Let
【００２８】以上の工程により、サファイア基板上に厚
さ３μｍに成長したＭｇドープＧａＮ膜を得た。この膜
は、成長後にキャリアを活性化するための後処理を行っ
た結果、ｐ型の導電特性を示し、そのキャリア濃度は約
５×１０18／ｃｍ3 であった。Through the above steps, a Mg-doped GaN film grown to a thickness of 3 μm on the sapphire substrate was obtained. As a result of post-treatment for activating carriers after growth, this film exhibited p-type conductivity characteristics and its carrier concentration was about 5 × 10 18 / cm 3 .
【００２９】実施例５ ＮＨ3 ４．５リットル／ｍｉｎ、ＴＭＧ４０μｍｏｌ／
ｍｉｎ、ＭＣｐ2 Ｍｇ２μｍｏｌ／ｍｉｎの割合の混合
ガスを供給した以外は、実施例４に準じてサファイア基
板上に厚さ３μｍに成長したＭｇドープＧａＮ膜を得
た。この膜は、成長後にキャリアを活性化するための後
処理を行った結果、ｐ型の導電特性を示し、そのキャリ
ア濃度は約１×１０18／ｃｍ3 であった。Example 5 NH 3 4.5 liter / min, TMG 40 μmol / min
A Mg-doped GaN film grown to a thickness of 3 μm was obtained on a sapphire substrate according to Example 4 except that a mixed gas of the ratio of min and MCp 2 Mg 2 μmol / min was supplied. As a result of post-treatment for activating carriers after growth, this film exhibited p-type conductivity characteristics and its carrier concentration was about 1 × 10 18 / cm 3 .
【００３０】実施例６ ＮＨ3 ４．５リットル／ｍｉｎ、ＴＭＧ４０μｍｏｌ／
ｍｉｎ、ＥＣｐ2 Ｍｇ０．５μｍｏｌ／ｍｉｎの割合の
混合ガスを供給した以外は、実施例４に準じてサファイ
ア基板上に厚さ３μｍに成長したＭｇドープＧａＮ膜を
得た。この膜は、成長後にキャリアを活性化するための
後処理を行った結果、ｐ型の導電特性を示し、そのキャ
リア濃度は約０．７×１０18／ｃｍ3 であった。Example 6 NH 3 4.5 liter / min, TMG 40 μmol /
A Mg-doped GaN film grown to a thickness of 3 μm was obtained on a sapphire substrate in the same manner as in Example 4 except that a mixed gas having a ratio of min and ECp 2 Mg of 0.5 μmol / min was supplied. As a result of post-treatment for activating carriers after growth, this film exhibited p-type conductivity characteristics and its carrier concentration was about 0.7 × 10 18 / cm 3 .
【００３１】比較例２ ＮＨ3 ４．５リットル／ｍｉｎ、ＴＭＧ４０μｍｏｌ／
ｍｉｎ、Ｃｐ2 Ｍｇ３．６μｍｏｌ／ｍｉｎの割合の混
合ガスを供給した以外は、実施例４に準じてサファイア
基板上に厚さ３μｍに成長したＭｇドープＧａＮ膜を得
た。この膜は、成長後にキャリアを活性化するための後
処理を行った結果、ｐ型の導電特性を示し、そのキャリ
ア濃度は約５×１０18／ｃｍ3 であった。なお、Ｃｐ2
Ｍｇをバブリングする際、Ｃｐ2 Ｍｇを約１５０℃に昇
温させた。Comparative Example 2 NH 3 4.5 liter / min, TMG 40 μmol / min
A Mg-doped GaN film grown to a thickness of 3 μm was obtained on a sapphire substrate in the same manner as in Example 4 except that a mixed gas having a ratio of min and Cp 2 Mg of 3.6 μmol / min was supplied. As a result of post-treatment for activating carriers after growth, this film exhibited p-type conductivity characteristics and its carrier concentration was about 5 × 10 18 / cm 3 . In addition, Cp 2
When bubbling Mg, Cp 2 Mg was heated to about 150 ° C.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明の気相成長用マグネシウム原料
は、室温で液体であるので、従来のマグネシウム原料よ
りも蒸気圧が高い。したがって、他のII-VI 族原料（例
えばＤＥＺｎ、ＤＥＳｅ、ＤＥＳなど）またはIII-Ｖ族
原料（例えばＴＭＧ、トリメチルアルミニウム、トリメ
チルインジウムなど）と同様に室温付近の温度で蒸気圧
を制御できる。Since the magnesium raw material for vapor phase growth of the present invention is a liquid at room temperature, it has a higher vapor pressure than conventional magnesium raw materials. Therefore, the vapor pressure can be controlled at a temperature around room temperature like other II-VI group raw materials (eg, DEZn, DESe, DES) or III-V group raw materials (eg, TMG, trimethylaluminum, trimethylindium, etc.).
【００３３】また、本発明の気相成長法は、本発明の気
相成長用マグネシウム原料を用いるので、以下の効果を
奏する。Further, since the vapor phase growth method of the present invention uses the magnesium raw material for vapor phase growth of the present invention, it has the following effects.
【００３４】 従来のマグネシウム原料の場合よりも
低温（５〜１００℃）の加熱により、成長に必要な蒸気
圧を得ることができる。The vapor pressure required for growth can be obtained by heating at a lower temperature (5 to 100 ° C.) than in the case of the conventional magnesium raw material.
【００３５】 原料容器から反応管までのラインを高
温に保持する必要がない。It is not necessary to keep the line from the raw material container to the reaction tube at a high temperature.
【００３６】 原料容器から基板までの距離を短くす
る必要がなく、気相成長装置の設計が制限を受けず、設
計の自由度が向上する。There is no need to shorten the distance from the raw material container to the substrate, the design of the vapor phase growth apparatus is not restricted, and the degree of freedom in design is improved.
【００３７】 コールドウォールの反応管の場合、反
応管の上流に原料が析出せず、成長に悪影響を与えな
い。In the case of a cold wall reaction tube, the raw material is not deposited upstream of the reaction tube, and the growth is not adversely affected.
【００３８】 キャリアガス中に固体粉末が混入せ
ず、成長に悪影響を与えない。Solid powder is not mixed in the carrier gas, and growth is not adversely affected.
Claims (4)
ネシウムを主成分とする気相成長用マグネシウム原料。1. A magnesium raw material for vapor phase growth containing bis (substituted cyclopentadienyl) magnesium as a main component.
体を気相成長するための請求項１記載のマグネシウム原
料。2. The magnesium raw material according to claim 1, which is used for vapor phase growth of a II-VI group compound semiconductor containing magnesium.
むIII-Ｖ族化合物半導体を気相成長するための請求項１
記載のマグネシウム原料。3. A III-V compound semiconductor containing magnesium as a p-type dopant for vapor phase growth.
The listed magnesium raw material.
シウム原料をキャリアガスにより気体状態にし、気体状
態の他の元素を含む有機金属原料とともに、加熱された
基板上に化合物半導体を成長させることを特徴とする気
相成長法。4. The magnesium raw material according to claim 1 is made into a gaseous state by a carrier gas, and a compound semiconductor is grown on a heated substrate together with an organometallic raw material containing other elements in a gaseous state. Vapor growth method characterized by the following.
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