JPH08107068A - ＭＢＥ法によるＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法 - Google Patents
ＭＢＥ法によるＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法Info
- Publication number
- JPH08107068A JPH08107068A JP6238800A JP23880094A JPH08107068A JP H08107068 A JPH08107068 A JP H08107068A JP 6238800 A JP6238800 A JP 6238800A JP 23880094 A JP23880094 A JP 23880094A JP H08107068 A JPH08107068 A JP H08107068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cdte
- substrate
- growth
- irradiation
- plane
- 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
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/46—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C30B29/48—AIIBVI compounds wherein A is Zn, Cd or Hg, and B is S, Se or Te
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成長装置の構造や清浄化方法に関係なく、良
質のＣｄＴｅ結晶をＳｉ基板上にＭＢＥ法により成長す
る。 【構成】 Ｓｉ基板を洗浄した後成長装置に導入し、超
高真空中で数時間５００℃に保持する。その後８５０℃
で５分間保持し、表面酸化膜を除去するためのＳｉの清
浄化１を行う。次に、基板温度を７５０℃まで降温して
からＡｓ＋Ｃｄ照射２を５分間行う。次にＡｓ照射を中
止してＣｄ照射３のみを行いながら基板を降温する。基
板温度が１８０℃になるまで待ってからＣｄＴｅ成長
（１回目）４を開始する。ＣｄＴｅ成長開始から１分後
にＣｄ照射３を終了する。ＣｄＴｅ成長（１回目）３を
３０分間行った後、３４０℃で１０分間保持（アニール
４）、そして２９０℃で再びＣｄＴｅ成長（２回目）５
を行う。
質のＣｄＴｅ結晶をＳｉ基板上にＭＢＥ法により成長す
る。 【構成】 Ｓｉ基板を洗浄した後成長装置に導入し、超
高真空中で数時間５００℃に保持する。その後８５０℃
で５分間保持し、表面酸化膜を除去するためのＳｉの清
浄化１を行う。次に、基板温度を７５０℃まで降温して
からＡｓ＋Ｃｄ照射２を５分間行う。次にＡｓ照射を中
止してＣｄ照射３のみを行いながら基板を降温する。基
板温度が１８０℃になるまで待ってからＣｄＴｅ成長
（１回目）４を開始する。ＣｄＴｅ成長開始から１分後
にＣｄ照射３を終了する。ＣｄＴｅ成長（１回目）３を
３０分間行った後、３４０℃で１０分間保持（アニール
４）、そして２９０℃で再びＣｄＴｅ成長（２回目）５
を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＭＢＥ法によるＳｉ基
板上ＣｄＴｅ成長方法に関するものである。
板上ＣｄＴｅ成長方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＭＢＥ法によるＳｉ基板上ＣｄＴ
ｅ成長方法では、代表的なものとして、Ｓｉ酸化膜を除
去後ＣｄＴｅを成長する方法（エス・ピー・アイ・イー
（ＳＰＩＥ）１５１２巻、１５５頁、１９９１年）が挙
げられる。この方法でＣｄＴｅ（１１１）Ｂ／Ｓｉ（０
０１）ｏｆｆ成長を行い、結晶性を表すＸ線回折半値幅
として１４０秒という値が最高値として得られている
（ジャーナル・オブ・エレクトロニック・マテリアルズ
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅ
ｒｉａｌｓ） ２２巻、９５１頁、１９９３年）。
ｅ成長方法では、代表的なものとして、Ｓｉ酸化膜を除
去後ＣｄＴｅを成長する方法（エス・ピー・アイ・イー
（ＳＰＩＥ）１５１２巻、１５５頁、１９９１年）が挙
げられる。この方法でＣｄＴｅ（１１１）Ｂ／Ｓｉ（０
０１）ｏｆｆ成長を行い、結晶性を表すＸ線回折半値幅
として１４０秒という値が最高値として得られている
（ジャーナル・オブ・エレクトロニック・マテリアルズ
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅ
ｒｉａｌｓ） ２２巻、９５１頁、１９９３年）。
【０００３】別の方法として、Ｓｉ表面を水素終端処理
する方法（アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）６３
巻、８１８頁、１９９３年）がある。この方法では清浄
化温度を４００〜５００℃程度に下げることができる。
ＺｎＴｅバッファー層を介してＣｄＺｎＴｅ（００１）
ｏｆｆエピ層（Ｚｎ濃度４％）をＳｉ（００１）ｏｆｆ
面上に成長し、Ｘ線回折半値幅として１５８秒を得てい
る。
する方法（アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）６３
巻、８１８頁、１９９３年）がある。この方法では清浄
化温度を４００〜５００℃程度に下げることができる。
ＺｎＴｅバッファー層を介してＣｄＺｎＴｅ（００１）
ｏｆｆエピ層（Ｚｎ濃度４％）をＳｉ（００１）ｏｆｆ
面上に成長し、Ｘ線回折半値幅として１５８秒を得てい
る。
【０００４】また、ＣｄＴｅ成長前に５５０〜６７５℃
でＴｅを照射するという方法が報告されている（応用物
理学会予稿集 １８ａ−ＳＬ−９、１９９２年秋）。こ
の方法では、Ｓｉ表面をＴｅで完全に覆ってしまうこと
によりＢ面のＣｄＴｅ結晶を得ている。
でＴｅを照射するという方法が報告されている（応用物
理学会予稿集 １８ａ−ＳＬ−９、１９９２年秋）。こ
の方法では、Ｓｉ表面をＴｅで完全に覆ってしまうこと
によりＢ面のＣｄＴｅ結晶を得ている。
【０００５】その他に、ＣｄＴｅを薄く成長した後、光
照射によりＴｅ原子を解離させ、Ｃｄ層のみを基板上に
残してＣｄＴｅを再成長させるという方法がある（特願
平２−１５００１８号公報）。この方法により、ＧａＡ
ｓ基板およびＳｉ基板上のＣｄＴｅ成長において双晶の
少ない結晶成長を行えると報告されている。
照射によりＴｅ原子を解離させ、Ｃｄ層のみを基板上に
残してＣｄＴｅを再成長させるという方法がある（特願
平２−１５００１８号公報）。この方法により、ＧａＡ
ｓ基板およびＳｉ基板上のＣｄＴｅ成長において双晶の
少ない結晶成長を行えると報告されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】まず、Ｓｉ酸化膜を除
去後ＣｄＴｅを成長する方法では、酸化膜を除去するた
めには通常８５０℃以上に基板を昇温する必要がある。
このときＣｄＴｅ成長室ではＴｅの分圧が高くなり、Ｓ
ｉ清浄面はＴｅにより汚染される。このときＳｉ表面に
は荒れが生じる。このようにＴｅ汚染されたＳｉ（００
１）面上にＣｄＴｅ成長を行った場合、良好な単結晶は
得られず、ＣｄＴｅ（１１１）Ａ面が成長する。Ａ面は
ＣｄＴｅ成長においては極めて不向きな極性面であり、
単結晶が得られにくい。この問題を回避するためには、
基板とその周囲の構造物との距離を離す等の工夫を行
い、周囲からの脱ガスを極力減らす必要がある。すなわ
ち、Ｓｉの清浄化プロセスを考慮した成長装置を用いな
ければ良好な結晶は得られないという問題がある。
去後ＣｄＴｅを成長する方法では、酸化膜を除去するた
めには通常８５０℃以上に基板を昇温する必要がある。
このときＣｄＴｅ成長室ではＴｅの分圧が高くなり、Ｓ
ｉ清浄面はＴｅにより汚染される。このときＳｉ表面に
は荒れが生じる。このようにＴｅ汚染されたＳｉ（００
１）面上にＣｄＴｅ成長を行った場合、良好な単結晶は
得られず、ＣｄＴｅ（１１１）Ａ面が成長する。Ａ面は
ＣｄＴｅ成長においては極めて不向きな極性面であり、
単結晶が得られにくい。この問題を回避するためには、
基板とその周囲の構造物との距離を離す等の工夫を行
い、周囲からの脱ガスを極力減らす必要がある。すなわ
ち、Ｓｉの清浄化プロセスを考慮した成長装置を用いな
ければ良好な結晶は得られないという問題がある。
【０００７】第二のＳｉ表面を水素終端処理する方法で
は、清浄化温度を４００〜５００℃程度に下げることが
できるが、それでもＣｄＴｅ成長温度より高い温度で清
浄化するため、Ｔｅ汚染の問題は残る。また、清浄化温
度を下げた場合、Ｓｉ表面に残留した水素によりＣｄＴ
ｅの結晶性が劣化してしまうという問題もある。
は、清浄化温度を４００〜５００℃程度に下げることが
できるが、それでもＣｄＴｅ成長温度より高い温度で清
浄化するため、Ｔｅ汚染の問題は残る。また、清浄化温
度を下げた場合、Ｓｉ表面に残留した水素によりＣｄＴ
ｅの結晶性が劣化してしまうという問題もある。
【０００８】さらに、前記二つの方法で表面汚染が極力
抑えられる条件で、Ｓｉ表面の清浄化を行ったとして
も、そのままＣｄＴｅ成長を行ったのでは、Ｂ面の結晶
が得られないという問題がある。Ｘ線光電子分光（ＸＰ
Ｓ）で、不純物汚染が全く見られないＳｉ基板上にＣｄ
Ｔｅ成長を行った場合、（００１）、（１１２）、（２
２１）、（１１０）およびそれらのオフ面のいずれの面
方位でもＡ面の結晶性の悪いＣｄＴｅが得られた。
抑えられる条件で、Ｓｉ表面の清浄化を行ったとして
も、そのままＣｄＴｅ成長を行ったのでは、Ｂ面の結晶
が得られないという問題がある。Ｘ線光電子分光（ＸＰ
Ｓ）で、不純物汚染が全く見られないＳｉ基板上にＣｄ
Ｔｅ成長を行った場合、（００１）、（１１２）、（２
２１）、（１１０）およびそれらのオフ面のいずれの面
方位でもＡ面の結晶性の悪いＣｄＴｅが得られた。
【０００９】Ｔｅ照射の方法では、（００１）面上では
Ｂ面の結晶が得られるものの、結晶性の良いＣｄＴｅエ
ピ層が得られないという問題がある。また、Ｓｉ（２２
１）面およびそのオフ面を用いた場合はＴｅ照射を行っ
てもＢ面の結晶は得られない。
Ｂ面の結晶が得られるものの、結晶性の良いＣｄＴｅエ
ピ層が得られないという問題がある。また、Ｓｉ（２２
１）面およびそのオフ面を用いた場合はＴｅ照射を行っ
てもＢ面の結晶は得られない。
【００１０】ＣｄＴｅ成長後Ｔｅを解離させる方法で
は、通常のＣｄＴｅ成長温度ではＣｄ原子がＳｉ基板上
に付着しないという問題がある。ＣｄＴｅ成長温度であ
る３００℃付近において、Ｃｄ原子だけをＳｉ基板上に
残しておくことは不可能である。Ｃｄ原子をＳｉ基板上
に残すためには、Ｔｅ原子か重金属等の不純物がＳｉ表
面上に核として残留している必要である。しかし、この
ようにしてＣｄ原子を残したＳｉ基板上にＣｄＴｅ成長
を行ってもＡ面しか得られない。また、基板温度を低く
するとＣｄのみを付着することができるが、そのような
面にＣｄＴｅ成長を行っても、良好な結晶は得られな
い。
は、通常のＣｄＴｅ成長温度ではＣｄ原子がＳｉ基板上
に付着しないという問題がある。ＣｄＴｅ成長温度であ
る３００℃付近において、Ｃｄ原子だけをＳｉ基板上に
残しておくことは不可能である。Ｃｄ原子をＳｉ基板上
に残すためには、Ｔｅ原子か重金属等の不純物がＳｉ表
面上に核として残留している必要である。しかし、この
ようにしてＣｄ原子を残したＳｉ基板上にＣｄＴｅ成長
を行ってもＡ面しか得られない。また、基板温度を低く
するとＣｄのみを付着することができるが、そのような
面にＣｄＴｅ成長を行っても、良好な結晶は得られな
い。
【００１１】本発明はこのような従来の事情に鑑みてな
されたもので、成長装置の構造や清浄化方法に関係なく
良質のＣｄＴｅ結晶を得ることのできる、ＭＢＥ法によ
るＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法を提供することを目的と
する。
されたもので、成長装置の構造や清浄化方法に関係なく
良質のＣｄＴｅ結晶を得ることのできる、ＭＢＥ法によ
るＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法を提供することを目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるＭＢＥ法によるＳｉ基板上ＣｄＴｅ成
長方法においては、Ｓｉ基板を清浄化した後、Ｓｉ清浄
化面に対してＡｓ照射およびＣｄ照射を行うものであ
る。その方法は、まずＣｄＴｅ成長前に、Ｓｉ基板温度
６７０〜８００℃でその清浄化面にＡｓ照射およびＣｄ
照射を行う。さらに本発明では、Ｓｉ清浄化後から、Ｃ
ｄＴｅ成長開始後においてＳｉ表面が完全にＣｄＴｅ層
で覆われるまでの間、Ｃｄ照射を行うことを特徴とする
ものである。なお、Ａｓ照射およびＣｄ照射とは各々の
単体もしくは化合物をソースとして照射を行うことを言
い、本発明においてソースには、ＡｓおよびＣｄの単体
金属あるいはそれらの水素化物が、さらにＡｓのソース
としてはＣｄＡｓ化合物などを用いることができる。
め、本発明によるＭＢＥ法によるＳｉ基板上ＣｄＴｅ成
長方法においては、Ｓｉ基板を清浄化した後、Ｓｉ清浄
化面に対してＡｓ照射およびＣｄ照射を行うものであ
る。その方法は、まずＣｄＴｅ成長前に、Ｓｉ基板温度
６７０〜８００℃でその清浄化面にＡｓ照射およびＣｄ
照射を行う。さらに本発明では、Ｓｉ清浄化後から、Ｃ
ｄＴｅ成長開始後においてＳｉ表面が完全にＣｄＴｅ層
で覆われるまでの間、Ｃｄ照射を行うことを特徴とする
ものである。なお、Ａｓ照射およびＣｄ照射とは各々の
単体もしくは化合物をソースとして照射を行うことを言
い、本発明においてソースには、ＡｓおよびＣｄの単体
金属あるいはそれらの水素化物が、さらにＡｓのソース
としてはＣｄＡｓ化合物などを用いることができる。
【００１３】
【作用】このような手段を備えた本発明の方法では、安
定して良質かつＢ面のＣｄＴｅエピ層を得ることができ
る。
定して良質かつＢ面のＣｄＴｅエピ層を得ることができ
る。
【００１４】ＸＰＳによるＳｉ表面の観察により、Ｓｉ
清浄化面およびＡｓ付着面にＣｄを照射しても、ＣｄＴ
ｅ成長温度ではＣｄは付着しないことがわかっている。
そのため、Ｓｉ清浄化面およびＡｓ付着面に最初に結合
する原子はＣｄではなくＴｅであると考えられる。ま
た、Ｔｅで覆われたＳｉ表面を昇温すると、６７０〜８
００℃でＴｅが脱離することが、反射高速電子線回折
（ＲＨＥＥＤ）およびＸＰＳにより確認されている。ま
ず、６７０℃以下ではＴｅがＳｉ上に付着し、ＲＨＥＥ
Ｄパターンはブロードである。６７０〜８００℃の温度
範囲ではＲＨＥＥＤパターンがシャープになり、ＸＰＳ
による測定でＴｅが検出されないことから、Ｔｅが脱離
したと考えられる。さらにＴｅの分圧下でＳｉを８００
℃以上に昇温すると再びＴｅがＳｉと結合し、ＲＨＥＥ
Ｄパターンがスポッティになる。ＴｅとＳｉが結合する
温度はＴｅ分圧に依存し、Ｔｅ分圧が高い場合は８００
℃より低い温度でＴｅとＳｉの結合が観察されることも
ある。
清浄化面およびＡｓ付着面にＣｄを照射しても、ＣｄＴ
ｅ成長温度ではＣｄは付着しないことがわかっている。
そのため、Ｓｉ清浄化面およびＡｓ付着面に最初に結合
する原子はＣｄではなくＴｅであると考えられる。ま
た、Ｔｅで覆われたＳｉ表面を昇温すると、６７０〜８
００℃でＴｅが脱離することが、反射高速電子線回折
（ＲＨＥＥＤ）およびＸＰＳにより確認されている。ま
ず、６７０℃以下ではＴｅがＳｉ上に付着し、ＲＨＥＥ
Ｄパターンはブロードである。６７０〜８００℃の温度
範囲ではＲＨＥＥＤパターンがシャープになり、ＸＰＳ
による測定でＴｅが検出されないことから、Ｔｅが脱離
したと考えられる。さらにＴｅの分圧下でＳｉを８００
℃以上に昇温すると再びＴｅがＳｉと結合し、ＲＨＥＥ
Ｄパターンがスポッティになる。ＴｅとＳｉが結合する
温度はＴｅ分圧に依存し、Ｔｅ分圧が高い場合は８００
℃より低い温度でＴｅとＳｉの結合が観察されることも
ある。
【００１５】このＴｅが脱離する温度範囲でＡｓおよび
Ｃｄを照射すると、Ｓｉ表面をＡｓで覆うと共にＴｅ汚
染を極めて少なくできる。この理由の一つとして、基板
周囲の構造物がＣｄで覆われるため、ＴｅがＣｄと結合
してトラップされ、Ｔｅの分圧が減少するということが
考えられる。また、Ｓｉ表面をＡｓで覆うことによりＴ
ｅの吸着が抑制されることが考えられる。
Ｃｄを照射すると、Ｓｉ表面をＡｓで覆うと共にＴｅ汚
染を極めて少なくできる。この理由の一つとして、基板
周囲の構造物がＣｄで覆われるため、ＴｅがＣｄと結合
してトラップされ、Ｔｅの分圧が減少するということが
考えられる。また、Ｓｉ表面をＡｓで覆うことによりＴ
ｅの吸着が抑制されることが考えられる。
【００１６】また、Ｔｅ汚染の問題とは別にＡｓでＳｉ
表面を覆うことは、ＣｄＴｅ成長における極性制御に非
常に大きな効果がある。Ａｓで覆われたＳｉ表面上にＣ
ｄＴｅを成長した場合は、ほぼ安定してＢ面の結晶が得
られる。しかもこの場合、Ｔｅで覆われたＳｉ上のＣｄ
Ｔｅ成長と比較して結晶性の劣化が全く認められず、非
常に結晶性の良いＣｄＴｅ層が得られる。
表面を覆うことは、ＣｄＴｅ成長における極性制御に非
常に大きな効果がある。Ａｓで覆われたＳｉ表面上にＣ
ｄＴｅを成長した場合は、ほぼ安定してＢ面の結晶が得
られる。しかもこの場合、Ｔｅで覆われたＳｉ上のＣｄ
Ｔｅ成長と比較して結晶性の劣化が全く認められず、非
常に結晶性の良いＣｄＴｅ層が得られる。
【００１７】このような効果はＣｄＴｅ成長直後までＣ
ｄ照射を行うことにより、さらに顕著になる。本発明の
成長方法を用いた場合は確実にＢ面のＣｄＴｅを得るこ
とができる。この理由は図２を用いて次のように考える
ことができる。例えばＳｉ（２２１）面もしくはそのオ
フ面を考えた場合、まずＳｉ基板のステップにおいてＴ
ｅ原子７がＳｉ原子９と結合し、（１１１）面で形成さ
れるテラスにＣｄ原子８が結合したときにＢ面となる。
Ｔｅ雰囲気中にＳｉ表面をさらした場合は、ステップだ
けでなくテラスにもＴｅ原子７が結合すると考えられる
ため、この状態でＣｄＴｅを成長するとＡ面もしくはア
ンチフェーズドメインを含む結晶が成長する。したがっ
てＢ面を成長するためには、成長開始時において少なく
ともＴｅ原子７がステップ以外の領域で結合していては
いけないことになる。このことは、Ｔｅ照射を行って成
長した場合にＡ面が成長するという実験結果と整合して
いる。
ｄ照射を行うことにより、さらに顕著になる。本発明の
成長方法を用いた場合は確実にＢ面のＣｄＴｅを得るこ
とができる。この理由は図２を用いて次のように考える
ことができる。例えばＳｉ（２２１）面もしくはそのオ
フ面を考えた場合、まずＳｉ基板のステップにおいてＴ
ｅ原子７がＳｉ原子９と結合し、（１１１）面で形成さ
れるテラスにＣｄ原子８が結合したときにＢ面となる。
Ｔｅ雰囲気中にＳｉ表面をさらした場合は、ステップだ
けでなくテラスにもＴｅ原子７が結合すると考えられる
ため、この状態でＣｄＴｅを成長するとＡ面もしくはア
ンチフェーズドメインを含む結晶が成長する。したがっ
てＢ面を成長するためには、成長開始時において少なく
ともＴｅ原子７がステップ以外の領域で結合していては
いけないことになる。このことは、Ｔｅ照射を行って成
長した場合にＡ面が成長するという実験結果と整合して
いる。
【００１８】またＳｉ表面をＡｓで覆った面において
も、ＣｄよりもＴｅが先に結合するという実験事実よ
り、ＣｄＴｅ成長の初期においては、ステップに結合し
たＴｅを核としてテラス上にＣｄが結合してゆく必要が
ある。このとき、テラスがＣｄにより完全に覆われるま
では、その他のＴｅがＳｉ表面に付着してはいけない。
以上のことより、Ｓｉ表面がＣｄとＴｅにより完全に覆
われるまではＣｄ−ｒｉｃｈで成長する必要がある。こ
れが成長開始直後までＣｄを照射する理由である。Ｓｉ
表面がＣｄとＴｅで覆われたかどうかはＲＨＥＥＤによ
り簡単に観察することができる。
も、ＣｄよりもＴｅが先に結合するという実験事実よ
り、ＣｄＴｅ成長の初期においては、ステップに結合し
たＴｅを核としてテラス上にＣｄが結合してゆく必要が
ある。このとき、テラスがＣｄにより完全に覆われるま
では、その他のＴｅがＳｉ表面に付着してはいけない。
以上のことより、Ｓｉ表面がＣｄとＴｅにより完全に覆
われるまではＣｄ−ｒｉｃｈで成長する必要がある。こ
れが成長開始直後までＣｄを照射する理由である。Ｓｉ
表面がＣｄとＴｅで覆われたかどうかはＲＨＥＥＤによ
り簡単に観察することができる。
【００１９】Ｓｉ（００１）面もしくはそのオフ面の場
合は、前記メカニズムをそのままあてはめることはでき
ないが、Ａｓ照射とＣｄ照射を組み合わせることによ
り、安定してＢ面が得られるという結果はＳｉ（２２
１）の場合と同様である。
合は、前記メカニズムをそのままあてはめることはでき
ないが、Ａｓ照射とＣｄ照射を組み合わせることによ
り、安定してＢ面が得られるという結果はＳｉ（２２
１）の場合と同様である。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００２１】（実施例１）本実施例では、Ｓｉ（２２
１）ｏｆｆ基板（［−１ −１ ４］方向に３°ｏｆ
ｆ）上にＣｄＴｅをＭＢＥ法により成長を行った。その
成長プロセスを図１に示す。まず、Ｓｉ基板をＲＣＡ洗
浄（ＲＣＡレビュー、３１巻、１９７０年、１８７頁）
した後、成長装置に導入し、超高真空中で数時間５００
℃に保持する。その後８５０℃で５分間保持し、表面酸
化膜を除去するためのＳｉの清浄化１を行う。この清浄
化面上にＣｄＴｅを成長しても、Ｂ面は得られない。次
に、基板温度を７５０℃まで降温してからＡｓ＋Ｃｄ照
射２を５分間行う。このときのＡｓ照射量は圧力換算で
２×１０-8ｔｏｒｒ、Ｃｄ照射量は１×１０-6ｔｏｒｒ
である。次に、Ａｓ＋Ｃｄ照射２を中止し、基板温度を
１８０℃まで降温する。基板温度が１８０℃になった
ら、ＣｄＴｅ成長（１回目）４を開始する。この時のＣ
ｄＴｅ照射量は１×１０-7ｔｏｒｒである。 本実施例
では、ＣｄＴｅ成長を二回に分けて行っており、前記温
度（１８０℃）で３０分成長した後、３４０℃で１０分
間保持（アニール５）、そして２９０℃で再びＣｄＴｅ
成長（２回目）６を行う。
１）ｏｆｆ基板（［−１ −１ ４］方向に３°ｏｆ
ｆ）上にＣｄＴｅをＭＢＥ法により成長を行った。その
成長プロセスを図１に示す。まず、Ｓｉ基板をＲＣＡ洗
浄（ＲＣＡレビュー、３１巻、１９７０年、１８７頁）
した後、成長装置に導入し、超高真空中で数時間５００
℃に保持する。その後８５０℃で５分間保持し、表面酸
化膜を除去するためのＳｉの清浄化１を行う。この清浄
化面上にＣｄＴｅを成長しても、Ｂ面は得られない。次
に、基板温度を７５０℃まで降温してからＡｓ＋Ｃｄ照
射２を５分間行う。このときのＡｓ照射量は圧力換算で
２×１０-8ｔｏｒｒ、Ｃｄ照射量は１×１０-6ｔｏｒｒ
である。次に、Ａｓ＋Ｃｄ照射２を中止し、基板温度を
１８０℃まで降温する。基板温度が１８０℃になった
ら、ＣｄＴｅ成長（１回目）４を開始する。この時のＣ
ｄＴｅ照射量は１×１０-7ｔｏｒｒである。 本実施例
では、ＣｄＴｅ成長を二回に分けて行っており、前記温
度（１８０℃）で３０分成長した後、３４０℃で１０分
間保持（アニール５）、そして２９０℃で再びＣｄＴｅ
成長（２回目）６を行う。
【００２２】以上のプロセスによりＢ面のＣｄＴｅを得
ることができ、本発明の方法の有効性が示された。ただ
し、第１の実施例ではＢ面が得られない場合がまれにあ
った。この場合のＣｄＴｅの面方位は（１１２）Ａ ｏ
ｆｆで、その結晶性は膜厚５μm で２２０秒とあまり良
くない。さらに、ＨｇＣｄＴｅをこのＣｄＴｅ上に成長
すると、Ａ面であるためにヒロック発生の問題が生じ
た。
ることができ、本発明の方法の有効性が示された。ただ
し、第１の実施例ではＢ面が得られない場合がまれにあ
った。この場合のＣｄＴｅの面方位は（１１２）Ａ ｏ
ｆｆで、その結晶性は膜厚５μm で２２０秒とあまり良
くない。さらに、ＨｇＣｄＴｅをこのＣｄＴｅ上に成長
すると、Ａ面であるためにヒロック発生の問題が生じ
た。
【００２３】（実施例２）実施例２では、実施例１より
さらに安定して、Ｂ面でかつ結晶性の高いＣｄＴｅ層を
得るために、基板降温時にＣｄ照射３のプロセスを加え
た成長を行った。
さらに安定して、Ｂ面でかつ結晶性の高いＣｄＴｅ層を
得るために、基板降温時にＣｄ照射３のプロセスを加え
た成長を行った。
【００２４】実施例１と同様にしてＡｓ＋Ｃｄ照射２を
５分間行った後、次にＡｓ照射を中止し、Ｃｄ照射３の
みを行いながら基板を降温する。この時のＣｄ照射量は
１×１０-6ｔｏｒｒである。基板温度が１８０℃になる
まで待ってからＣｄＴｅ成長（１回目）４を開始する。
この時のＣｄＴｅ照射量は１×１０-7ｔｏｒｒである。
ＣｄＴｅ成長開始から１分後にＣｄ照射３を終了する。
以上のプロセスにより安定してＢ面のＣｄＴｅを得るこ
とができる。
５分間行った後、次にＡｓ照射を中止し、Ｃｄ照射３の
みを行いながら基板を降温する。この時のＣｄ照射量は
１×１０-6ｔｏｒｒである。基板温度が１８０℃になる
まで待ってからＣｄＴｅ成長（１回目）４を開始する。
この時のＣｄＴｅ照射量は１×１０-7ｔｏｒｒである。
ＣｄＴｅ成長開始から１分後にＣｄ照射３を終了する。
以上のプロセスにより安定してＢ面のＣｄＴｅを得るこ
とができる。
【００２５】実施例２においても、ＣｄＴｅ成長を二回
に分けて行っており、前記温度（１８０℃）で３０分成
長した後、３４０℃で１０分間保持（アニール５）、そ
して２９０℃で再びＣｄＴｅ成長（２回目）６を行っ
た。
に分けて行っており、前記温度（１８０℃）で３０分成
長した後、３４０℃で１０分間保持（アニール５）、そ
して２９０℃で再びＣｄＴｅ成長（２回目）６を行っ
た。
【００２６】以上、実施例１及び２において述べた成長
方法により、再現性良くＢ面のＣｄＴｅを得ることがで
きる。その結晶性について、ここでは二例の成長実験結
果について説明する。
方法により、再現性良くＢ面のＣｄＴｅを得ることがで
きる。その結晶性について、ここでは二例の成長実験結
果について説明する。
【００２７】二つの成長例におけるＣｄＴｅの膜厚はそ
れぞれ８．４μm および１９．６μm である。これらの
結晶のＸ線回折半値幅はそれぞれ９２秒と６８秒であっ
た。これらの値は共に、これまで報告されている値をは
るかに越えるもので、本発明の方法の有効性が明確に示
されてる。以上のことから、本発明の方法により、非常
に結晶性の良いＣｄＴｅエピ層が得られることがわかっ
た。
れぞれ８．４μm および１９．６μm である。これらの
結晶のＸ線回折半値幅はそれぞれ９２秒と６８秒であっ
た。これらの値は共に、これまで報告されている値をは
るかに越えるもので、本発明の方法の有効性が明確に示
されてる。以上のことから、本発明の方法により、非常
に結晶性の良いＣｄＴｅエピ層が得られることがわかっ
た。
【００２８】Ｓｉ基板の面方位として前記面方位の他
に、Ｓｉ（００１）、Ｓｉ（１１２）およびそれらのオ
フ面、Ｓｉ（２２１）を用いて、前記プロセスと全く同
じ方法でＣｄＴｅを成長したところ、いずれの面方位で
もＢ面が得られ、良好なＣｄＴｅエピ層を得ることがで
きた。
に、Ｓｉ（００１）、Ｓｉ（１１２）およびそれらのオ
フ面、Ｓｉ（２２１）を用いて、前記プロセスと全く同
じ方法でＣｄＴｅを成長したところ、いずれの面方位で
もＢ面が得られ、良好なＣｄＴｅエピ層を得ることがで
きた。
【００２９】
【発明の効果】本発明の方法により、成長装置の構造や
清浄化方法に関係なく良質のＣｄＴｅ結晶を得ることが
できる。
清浄化方法に関係なく良質のＣｄＴｅ結晶を得ることが
できる。
【図１】本発明の成長プロセスを示す図である。
【図２】ＣｄＴｅ／Ｓｉ（２２１）ｏｆｆの界面での原
子の結合を示す図である。
子の結合を示す図である。
１ Ｓｉの清浄化 ２ Ａｓ＋Ｃｄ照射 ３ Ｃｄ照射 ４ ＣｄＴｅ成長（１回目） ５ アニール ６ ＣｄＴｅ成長（２回目） ７ Ｔｅ原子 ８ Ｃｄ原子 ９ Ｓｉ原子
Claims (3)
- 【請求項１】Ｓｉ基板を清浄化し、基板温度６７０〜８
００℃でＳｉ清浄化面に対してＡｓとＣｄ各々の単体も
しくは化合物をソースとしてＡｓ照射及びＣｄ照射を行
った後、ＣｄＴｅを形成することを特徴とするＭＢＥ法
によるＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法。 - 【請求項２】Ｓｉ基板を清浄化し、基板温度６７０〜８
００℃でＳｉ清浄化面に対してＡｓとＣｄ各々の単体も
しくは化合物をソースとしてＡｓ照射及びＣｄ照射を行
った後、Ａｓ照射のみ停止し、Ｓｉ表面が完全にＣｄＴ
ｅ層で覆われるまでの間Ｃｄ照射を行いながらＣｄＴｅ
を形成することを特徴とするＭＢＥ法によるＳｉ基板上
ＣｄＴｅ成長方法。 - 【請求項３】Ａｓ照射用のソースとしてＡｓの単体金
属、水素化物、あるいはＣｄＡｓ化合物を、Ｃｄ照射用
の材料としてＣｄの単体金属あるいは水素化物を用いる
ことを特徴とする請求項１ないし２記載のＭＢＥ法によ
るＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6238800A JPH08107068A (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | ＭＢＥ法によるＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法 |
| US08/538,451 US5759266A (en) | 1994-10-03 | 1995-10-03 | Method for growing a CdTe layer on a Si substrate by a molecular beam epitaxy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6238800A JPH08107068A (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | ＭＢＥ法によるＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08107068A true JPH08107068A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17035483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6238800A Pending JPH08107068A (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | ＭＢＥ法によるＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5759266A (ja) |
| JP (1) | JPH08107068A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008508741A (ja) * | 2004-08-02 | 2008-03-21 | キネテイツク・リミテツド | パターン加工済みのシリコン上でのテルル化カドミウム水銀の製造 |
| US8021914B2 (en) | 2004-04-06 | 2011-09-20 | Qinetiq Limited | Manufacture of cadmium mercury telluride |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030102432A1 (en) * | 2001-04-12 | 2003-06-05 | Epir Ltd. | Monolithic infrared focal plane array detectors |
| US6657194B2 (en) * | 2001-04-13 | 2003-12-02 | Epir Technologies, Inc. | Multispectral monolithic infrared focal plane array detectors |
| GB0417471D0 (en) * | 2004-08-02 | 2005-08-17 | Qinetiq Ltd | Manufacture of cadmium mercury telluride on patterned silicon |
| CN101328615B (zh) * | 2008-04-28 | 2010-10-13 | 新疆大学 | 一种催化剂辅助真空热蒸发生长CdTe纳米棒的方法 |
| US8664524B2 (en) | 2008-07-17 | 2014-03-04 | Uriel Solar, Inc. | High power efficiency, large substrate, polycrystalline CdTe thin film semiconductor photovoltaic cell structures grown by molecular beam epitaxy at high deposition rate for use in solar electricity generation |
| CA2780175A1 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Uriel Solar Inc. | High power efficiency polycrystalline cdte thin film semiconductor photovoltaic cell structures for use in solar electricity generation |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62212293A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-18 | Nec Corp | 分子線エピタキシヤル成長方法 |
| JP3263964B2 (ja) * | 1992-01-31 | 2002-03-11 | 富士通株式会社 | 半導体装置形成用結晶とその製造方法 |
| US5229333A (en) * | 1992-02-28 | 1993-07-20 | Texas Instruments Incorporated | Method for improving the interface characteristics of CaF2 on silicon |
| US5306386A (en) * | 1993-04-06 | 1994-04-26 | Hughes Aircraft Company | Arsenic passivation for epitaxial deposition of ternary chalcogenide semiconductor films onto silicon substrates |
| US5382542A (en) * | 1993-07-26 | 1995-01-17 | Hughes Aircraft Company | Method of growth of II-VI materials on silicon using As passivation |
-
1994
- 1994-10-03 JP JP6238800A patent/JPH08107068A/ja active Pending
-
1995
- 1995-10-03 US US08/538,451 patent/US5759266A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8021914B2 (en) | 2004-04-06 | 2011-09-20 | Qinetiq Limited | Manufacture of cadmium mercury telluride |
| JP2008508741A (ja) * | 2004-08-02 | 2008-03-21 | キネテイツク・リミテツド | パターン加工済みのシリコン上でのテルル化カドミウム水銀の製造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5759266A (en) | 1998-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7235462B2 (en) | Methods for fabricating a substrate | |
| US5506433A (en) | Composite semiconductor substrate having a single crystal substrate and a single crystal layer formed thereon | |
| TWI482203B (zh) | And a method for producing a substrate having a single crystal thin film | |
| JP5468528B2 (ja) | 単結晶ダイヤモンド成長用基材及びその製造方法並びに単結晶ダイヤモンド基板の製造方法 | |
| JP3024409B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| WO2003073484A1 (fr) | Procede de fabrication de cristal | |
| JPH08107068A (ja) | ＭＢＥ法によるＳｉ基板上ＣｄＴｅ成長方法 | |
| JP2570646B2 (ja) | Ｓｉベ−ス半導体結晶基板及びその製造方法 | |
| JP2557546B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| EP2190006A1 (en) | Compound semiconductor substrate, process for producing compound semiconductor substrate, and semiconductor device | |
| JP2583803B2 (ja) | アモルファス構造を有するウェーハ | |
| US5477809A (en) | Method of growth of CdTe on silicon by molecular beam epitaxy | |
| JP3270945B2 (ja) | ヘテロエピタキシャル成長方法 | |
| JPH05213695A (ja) | ダイヤモンド薄膜の堆積方法 | |
| JPH06151304A (ja) | 化合物半導体ウェーハ | |
| JPH06177039A (ja) | エピタキシャル膜の形成方法 | |
| JP3078927B2 (ja) | 化合物半導体薄膜の成長方法 | |
| JP4649918B2 (ja) | 貼り合せウェーハの製造方法 | |
| JP3688802B2 (ja) | Ｓｏｉ構造体の製造方法 | |
| JPH05235006A (ja) | エピタキシャルウエハの形成方法 | |
| JPH01196117A (ja) | 分子線エピタキシャル成長法 | |
| JP3240021B2 (ja) | 化合物半導体結晶の成長方法 | |
| JP2811535B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物薄膜の製造方法 | |
| JP2870061B2 (ja) | 超格子構造素子 | |
| JPH0782995B2 (ja) | 半導体基板の製造方法 |