JPS5827240B2 - 硫化亜鉛単結晶の熱処理方法 - Google Patents
硫化亜鉛単結晶の熱処理方法Info
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- JPS5827240B2 JPS5827240B2 JP53137581A JP13758178A JPS5827240B2 JP S5827240 B2 JPS5827240 B2 JP S5827240B2 JP 53137581 A JP53137581 A JP 53137581A JP 13758178 A JP13758178 A JP 13758178A JP S5827240 B2 JPS5827240 B2 JP S5827240B2
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は硫化亜鉛（以下ＺｎＳと記す）単結晶の熱処理
方法に関するものである。
方法に関するものである。
従来より、ＺｎＳは、その広いバンドギャップと直接遷
移型半導体という性質を有することより、光電素子とし
て広い応用が期待されている材料であり、特に青色発光
素子として太いに期待されている。
移型半導体という性質を有することより、光電素子とし
て広い応用が期待されている材料であり、特に青色発光
素子として太いに期待されている。
しかし、ＺｎＳ単結晶は、一般に比抵抗が高く、ＬＥＤ
等の発光素子への応用上大きな問題点となっている。
等の発光素子への応用上大きな問題点となっている。
最近Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ＶｏＬ ２５ Ｎｏ ９Ｐ４８９−Ｐ４９１（１９７４
年）、Ｊ ｏｕｒｎａ １ｏｆＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃ
ｅ １２／１３Ｐ９２３〜９２７（１９７６年）等にＺ
ｎＳ単結晶を溶融Ｚｎ中で熱処理し、抵抗結晶を得、青
色発光素子を作成した例がある。
ＶｏＬ ２５ Ｎｏ ９Ｐ４８９−Ｐ４９１（１９７４
年）、Ｊ ｏｕｒｎａ １ｏｆＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃ
ｅ １２／１３Ｐ９２３〜９２７（１９７６年）等にＺ
ｎＳ単結晶を溶融Ｚｎ中で熱処理し、抵抗結晶を得、青
色発光素子を作成した例がある。
この場合、ＺｎＳ単結晶を成長させる結晶基板として、
ＺｎＳ単結晶基板を用いているが、現在のところ、Ｚｎ
Ｓ単結晶は一般には高圧溶融引上法で作られるため高価
であり、広面積のものが得にくい又必ずしも良質の結晶
ではない等の欠点があり、発光素子材料として、適切な
結晶とはいえない。
ＺｎＳ単結晶基板を用いているが、現在のところ、Ｚｎ
Ｓ単結晶は一般には高圧溶融引上法で作られるため高価
であり、広面積のものが得にくい又必ずしも良質の結晶
ではない等の欠点があり、発光素子材料として、適切な
結晶とはいえない。
このため、ＺｎＳ以外の結晶基板を用いて、エピタキシ
ャル成長を行い、良質なＺｎＳ単結晶層を得ることが考
えられ、実際、ＧａＡｒ、またはＧａＰ基板を用いて、
ＺｎＳのエピタキシャル成長層を得ることができる。
ャル成長を行い、良質なＺｎＳ単結晶層を得ることが考
えられ、実際、ＧａＡｒ、またはＧａＰ基板を用いて、
ＺｎＳのエピタキシャル成長層を得ることができる。
しかしこのようなＺｎＳ単結晶層は、そのままでは高抵
抗のため、ＬＥＤなと発光素子に用いることはできず、
低抵抗化のための何らかの処理が必要である。
抗のため、ＬＥＤなと発光素子に用いることはできず、
低抵抗化のための何らかの処理が必要である。
しかし、前記、溶融Ｚｎ中での処理を、ＧａＡｓ。
ＧａＰ基板上のＹｎＳエピタキシャル成長層に行うと、
溶融Ｚｎ中にＣｒａＡｓやＧａＰ基板が溶解するので、
この方法を用いることはできない。
溶融Ｚｎ中にＣｒａＡｓやＧａＰ基板が溶解するので、
この方法を用いることはできない。
一方、Ｚｎ蒸気中での熱処理では、はとんど抵抗が下が
らないことが実験で確かめられている。
らないことが実験で確かめられている。
本発明は、このようなＺｎＳエピタキシャル層、特にＺ
ｎＳ以外の結晶基板上に成長させたＺｎＳ単結晶層の低
抵抗化処理を可能にする新たな熱処理方法を提供するも
のである。
ｎＳ以外の結晶基板上に成長させたＺｎＳ単結晶層の低
抵抗化処理を可能にする新たな熱処理方法を提供するも
のである。
従来より、ＺｎＳが高抵抗であるのはＺｎＳ中のＺｎ空
位によるものとされており、これを補充することにより
抵抗を下げることができると考えられている。
位によるものとされており、これを補充することにより
抵抗を下げることができると考えられている。
本発明者らは、閉管中での熱処理について数多くの実１
験を行いその様子を詳細に調べた。
験を行いその様子を詳細に調べた。
この結果、次のことがわかった。
通常のＺｎソース、すなわち粒状あるいは塊状のＺｎを
ソースとし、閉管中でＺｎＳ単結晶のＺｎ蒸気熱処理を
行うと、抵抗は上がりも下がりもしない。
ソースとし、閉管中でＺｎＳ単結晶のＺｎ蒸気熱処理を
行うと、抵抗は上がりも下がりもしない。
また、通常のＺｎソースを封入した閉管中の熱処理を非
常に短時間で終了させると、抵抗は大きくなる傾向を示
す。
常に短時間で終了させると、抵抗は大きくなる傾向を示
す。
さらに、Ｚｎソースを使わず真空中で熱処理すると、抵
抗は大きくなる。
抗は大きくなる。
以上のことから、ＺｎＳ単結晶の熱処理による抵抗変化
は、 １、Ｚｎ蒸気圧への依存度が大きい ２、通常のＺｎソースでは、Ｚｎ蒸気圧が十分高くなる
のに時間がかかり、その間にＺｎＳ単結晶が高低抗化し
てしまい、その後Ｚｎ蒸気圧が高くなった状態でもＺｎ
空位がＺｎ蒸気で十分充填されず、抵抗が低くなり得な
い。
は、 １、Ｚｎ蒸気圧への依存度が大きい ２、通常のＺｎソースでは、Ｚｎ蒸気圧が十分高くなる
のに時間がかかり、その間にＺｎＳ単結晶が高低抗化し
てしまい、その後Ｚｎ蒸気圧が高くなった状態でもＺｎ
空位がＺｎ蒸気で十分充填されず、抵抗が低くなり得な
い。
といえる。
本発明は、熱処理時にＺｎ蒸気圧ができるだけ速く高く
なるようにし、ＺｎＳ単結晶のＺｎ空位を高いＺｎ蒸気
圧の下で十分充填するようにした熱処理方法に関し、Ｚ
ｎソースを表面積の太きいもの、すなわち１０メツシユ
以下の細かい粉末状ＺｎをＺｎソースとして使用する点
に特徴を有するものである。
なるようにし、ＺｎＳ単結晶のＺｎ空位を高いＺｎ蒸気
圧の下で十分充填するようにした熱処理方法に関し、Ｚ
ｎソースを表面積の太きいもの、すなわち１０メツシユ
以下の細かい粉末状ＺｎをＺｎソースとして使用する点
に特徴を有するものである。
以下実施例をもとに本発明の詳細な説明する。
石英アンプルに、１００メツシユのＺｎ粉末を０．２７
ｎ９、同時に、ドナーおよび発光センターとして１００
メツシユのＡ６粉末、さらに、ＧａＰ上にエピタキシャ
ル族長させた比抵抗が １０１０Ω−の以上のＺｎ Ｓ結晶を封入して、真空封
止し、９００℃で４時間の熱処理を行った。
ｎ９、同時に、ドナーおよび発光センターとして１００
メツシユのＡ６粉末、さらに、ＧａＰ上にエピタキシャ
ル族長させた比抵抗が １０１０Ω−の以上のＺｎ Ｓ結晶を封入して、真空封
止し、９００℃で４時間の熱処理を行った。
冷却後、結晶をとり出し、比抵抗を測定したところ約６
００Ω侃の比抵抗を示した。
００Ω侃の比抵抗を示した。
さらに、熱処理温度、時間を変えて実験を行った結果を
、図に示す。
、図に示す。
このように、処理前には１０１０Ω−儂以上の高抵抗で
あるＺｎＳ結晶層が、本発明の方法による熱処理を用い
れば１０３Ω−の以下の比抵抗になる。
あるＺｎＳ結晶層が、本発明の方法による熱処理を用い
れば１０３Ω−の以下の比抵抗になる。
高温なほど、またより長時間なほど、比抵抗が下がる傾
向を示す。
向を示す。
図には示されていないが、Ｚｎの粒径が、１０メツシユ
を越えると、径が大きすぎてＺｎＳ単結晶の比抵抗はほ
とんど下がらないが、１０メツシユ以下の場合には、少
しづつ下がり、１００メツシユ以下になるとほぼ飽和す
る傾向を示す。
を越えると、径が大きすぎてＺｎＳ単結晶の比抵抗はほ
とんど下がらないが、１０メツシユ以下の場合には、少
しづつ下がり、１００メツシユ以下になるとほぼ飽和す
る傾向を示す。
したがって、Ｚｎ粉末のね径としては１０メツシユ以下
であればよく、一般には１００〜１０メツシユの粒径の
粉末を用いればよい。
であればよく、一般には１００〜１０メツシユの粒径の
粉末を用いればよい。
熱処理温度は８００℃〜１ｏｏｏ℃の範囲が好ましい。
８００°Ｃより低い温度では熱処理効果が不十分で抵抗
値が十分に低下せず、また１０００℃を越えると不純物
が混入したりＺｎＳ単結晶自身が熱分解してしまうおそ
れがある。
値が十分に低下せず、また１０００℃を越えると不純物
が混入したりＺｎＳ単結晶自身が熱分解してしまうおそ
れがある。
一方、熱処理時間は２〜１００時間程度がよい。
２時間より短時間では抵抗値の低下が不十分であり、前
述したように逆に上昇することすらある。
述したように逆に上昇することすらある。
１００時間を越えると不純物混入の影響が出はじめ、ま
た製造上も実用的ではない。
た製造上も実用的ではない。
なお、以上の説明ではＺｎＳ単結晶としてＧａ Ａｓあ
るいはＧａＰを基板として使用したヘテロ成長によるも
のについて説明したが、ＺｎＳ単結晶基板を使用したＺ
ｎＳ単結晶を使用した場合も全く同様である。
るいはＧａＰを基板として使用したヘテロ成長によるも
のについて説明したが、ＺｎＳ単結晶基板を使用したＺ
ｎＳ単結晶を使用した場合も全く同様である。
以上のように、本発明はＺｎＳ単結晶を粒径が１０メツ
シユ以下のＺｎ粉末と共に石英アンプル内に封入し、８
００℃〜１０００℃で２〜１００時間熱処理して、Ｚｎ
Ｓ単結晶の比抵抗を低下せる熱処理方法であり、非常に
簡単な方法でＺｎＳ単結晶を低抵抗化してＬＥＤ等の発
光素子などの応用を可能とするものである。
シユ以下のＺｎ粉末と共に石英アンプル内に封入し、８
００℃〜１０００℃で２〜１００時間熱処理して、Ｚｎ
Ｓ単結晶の比抵抗を低下せる熱処理方法であり、非常に
簡単な方法でＺｎＳ単結晶を低抵抗化してＬＥＤ等の発
光素子などの応用を可能とするものである。
図は本発明による熱処理方法の効果を示すＺｎＳの比抵
抗と熱処理時間の関係図を示すものであ； る。
抗と熱処理時間の関係図を示すものであ； る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌＧａＰ単結晶上にエピタキシャル成長すせた硫化亜鉛
単結晶を粒径が１０メツシユ以下の亜鉛粉末とともにア
ンプル中に封じ高温中に放置することを特徴とする硫化
亜鉛単結晶の熱処理方法。 ２ 温度が８００℃〜１０００℃である特許請求の範囲
第１項記載の硫化亜鉛単結晶の熱処理方法。 ３ 熱処理時間が２〜１００時間である特許請求の範囲
第１項記載の硫化亜鉛単結晶の熱処理方法。 ４ 亜鉛粉末の粒径が１００〜１０メツシユである特許
請求の範囲第１項記載の硫化亜鉛単結晶の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53137581A JPS5827240B2 (ja) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | 硫化亜鉛単結晶の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53137581A JPS5827240B2 (ja) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | 硫化亜鉛単結晶の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5562900A JPS5562900A (en) | 1980-05-12 |
| JPS5827240B2 true JPS5827240B2 (ja) | 1983-06-08 |
Family
ID=15202055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53137581A Expired JPS5827240B2 (ja) | 1978-11-07 | 1978-11-07 | 硫化亜鉛単結晶の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5827240B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58224927A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-27 | Fujitsu Ltd | 帳票搬送装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58165386A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Hiroshi Kukimoto | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JPS6037077B2 (ja) * | 1982-07-02 | 1985-08-23 | 財団法人 半導体研究振興会 | ＺｎＳｅの結晶成長法 |
| JP4562223B2 (ja) * | 1999-08-05 | 2010-10-13 | 日鉱金属株式会社 | 半導体単結晶の熱処理方法及び半導体装置の製造方法 |
-
1978
- 1978-11-07 JP JP53137581A patent/JPS5827240B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58224927A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-27 | Fujitsu Ltd | 帳票搬送装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5562900A (en) | 1980-05-12 |
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