JPS6037077B2 - ＺｎＳｅの結晶成長法 - Google Patents
ＺｎＳｅの結晶成長法Info
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- JPS6037077B2 JPS6037077B2 JP57115893A JP11589382A JPS6037077B2 JP S6037077 B2 JPS6037077 B2 JP S6037077B2 JP 57115893 A JP57115893 A JP 57115893A JP 11589382 A JP11589382 A JP 11589382A JP S6037077 B2 JPS6037077 B2 JP S6037077B2
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- 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
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
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- 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
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
- C30B19/04—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux the solvent being a component of the crystal composition
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はロー町族化合物半導体の結晶成長に関し、特に
溶液を用いたＺｎＳｅの結晶成長法に関する。
溶液を用いたＺｎＳｅの結晶成長法に関する。
ＺｎＳｅは直接遷移型でかつ禁制帯中が室温で２．６７
ｅＶと青色領域（４５加の〜４９肌肌）に相当する発光
が期待できる結晶である。
ｅＶと青色領域（４５加の〜４９肌肌）に相当する発光
が期待できる結晶である。
しかしながら、従来一般に行なわれた融液成長法で得ら
れた結晶中には、蒸気圧の高いＳｅの空格子点が多数発
生し、これがドナとして働くために通常ｎ形高抵抗結晶
しか得られず実用的なｐ形結晶は得られておらず、その
ためにｐｎ接合が形成されていなかった。即ちこのＷ族
元素の空格子点と不純物が結びつくと非発光中心として
働くか深い準位が形成されるので、たとえｐ−ｎ接合が
できたとしても発光効率は極めて低いものかもしくは深
い単位からの発光が優勢のものしかできないことになる
。従って深い単位を含まない安全性の高い結晶から形成
されたｐ−ｎ接合の出現が切望されている。この目的の
ために、種々の溶媒を用いた液相成長法が各所で試みら
れているがいづれも高品質のＺｎＳｅ結晶を得ることが
できていない。本願発明者は、この目的を達成するには
成長する結晶の化学量論的組成からの偏差を制御するこ
とが最も重要であるという鰍則こ立ち、特関昭５６一１
８３４０ぴ号‘こおいて、高蒸気圧を有する元素を溶媒
として用い低蒸気圧成分元素の蒸気圧を制御するロー町
族化合物の結晶成長法を提供している。
れた結晶中には、蒸気圧の高いＳｅの空格子点が多数発
生し、これがドナとして働くために通常ｎ形高抵抗結晶
しか得られず実用的なｐ形結晶は得られておらず、その
ためにｐｎ接合が形成されていなかった。即ちこのＷ族
元素の空格子点と不純物が結びつくと非発光中心として
働くか深い準位が形成されるので、たとえｐ−ｎ接合が
できたとしても発光効率は極めて低いものかもしくは深
い単位からの発光が優勢のものしかできないことになる
。従って深い単位を含まない安全性の高い結晶から形成
されたｐ−ｎ接合の出現が切望されている。この目的の
ために、種々の溶媒を用いた液相成長法が各所で試みら
れているがいづれも高品質のＺｎＳｅ結晶を得ることが
できていない。本願発明者は、この目的を達成するには
成長する結晶の化学量論的組成からの偏差を制御するこ
とが最も重要であるという鰍則こ立ち、特関昭５６一１
８３４０ぴ号‘こおいて、高蒸気圧を有する元素を溶媒
として用い低蒸気圧成分元素の蒸気圧を制御するロー町
族化合物の結晶成長法を提供している。
ＺｎＳｅのみに注目すると、従来の成長法ではＳｅの蒸
気圧がＺｎよりも高いので高温で成長した結晶では、Ｓ
ｅの不足した化学量論的組成（ｓｂｉｃｈｉｏｍｅｔｒ
ｙ）からの偏差が多い結晶しか得られていなかった。
気圧がＺｎよりも高いので高温で成長した結晶では、Ｓ
ｅの不足した化学量論的組成（ｓｂｉｃｈｉｏｍｅｔｒ
ｙ）からの偏差が多い結晶しか得られていなかった。
従ってＳｅを溶媒とすることによってＳｅの不足を補い
、ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙからの偏差の少ないＺｎ
Ｓｅ結晶を得ることができることであり、Ｓｅ圧の最適
制御によって従来得られてし、なかった低不純物密度の
ｐ型結晶の作成も可能となる。Ｓｅを溶媒として用いた
場合の問題点としては、成長温度を低くすることはでき
るが、蒸気圧が高いこと及び適当な温度差を選ぶことに
ある。これを解決するために以以下の操作を行なう必要
がある。一般に、内径１仇炊ぐ程度の石英管を加工し第
１図のような石英ルッボ４を製作した場合には、肉厚２
側程度でも、８〜１０気圧程度までは充分に耐えうる。
、ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙからの偏差の少ないＺｎ
Ｓｅ結晶を得ることができることであり、Ｓｅ圧の最適
制御によって従来得られてし、なかった低不純物密度の
ｐ型結晶の作成も可能となる。Ｓｅを溶媒として用いた
場合の問題点としては、成長温度を低くすることはでき
るが、蒸気圧が高いこと及び適当な温度差を選ぶことに
ある。これを解決するために以以下の操作を行なう必要
がある。一般に、内径１仇炊ぐ程度の石英管を加工し第
１図のような石英ルッボ４を製作した場合には、肉厚２
側程度でも、８〜１０気圧程度までは充分に耐えうる。
しかしながら圧力が１正気圧を越えると、ルッボに歪、
肉薄箇所がある場合には、爆発の危険が高くなるので、
石英等で構成された耐圧管を用い、石英ルッボの外側か
ら２重あるいは３重に空気、〜、Ｎ２などのガスで圧力
を印加し、石英ルッボ４に加わる実効的な圧力を低下さ
せる操作が必要である。石英ルッボの外側に圧力を印加
した場合には、気体の熱伝導率が圧力とともに比例して
高くなるので、結晶析出部とソース結晶部との温度差の
設定が重要である。この場合に良好な結晶性を得るため
の成長条件には最適値があり、これは、成長温度−蒸気
庄一温度差−ルッポ周囲の圧力などの諸条件が相互に関
連する。
肉薄箇所がある場合には、爆発の危険が高くなるので、
石英等で構成された耐圧管を用い、石英ルッボの外側か
ら２重あるいは３重に空気、〜、Ｎ２などのガスで圧力
を印加し、石英ルッボ４に加わる実効的な圧力を低下さ
せる操作が必要である。石英ルッボの外側に圧力を印加
した場合には、気体の熱伝導率が圧力とともに比例して
高くなるので、結晶析出部とソース結晶部との温度差の
設定が重要である。この場合に良好な結晶性を得るため
の成長条件には最適値があり、これは、成長温度−蒸気
庄一温度差−ルッポ周囲の圧力などの諸条件が相互に関
連する。
一般的にはソース結晶部と結晶析出部の温度差が１０〜
５０ｑＣ程度が適当である。又ルツボ内の溶媒及びソー
ス結晶の量に対しては強い限定はないが、好ましい範囲
としては、溶媒１０のこ対してソース結晶が２〜２０タ
程度が良い。ソース結晶の設定法としても種々あるが、
溶媒と成長すべき結晶との比重の関係から設計すること
が好ましく、溶媒の比重が大きい場合には、ソース結晶
を溶液上に浮すことによって設定できるので比較的容易
である。
５０ｑＣ程度が適当である。又ルツボ内の溶媒及びソー
ス結晶の量に対しては強い限定はないが、好ましい範囲
としては、溶媒１０のこ対してソース結晶が２〜２０タ
程度が良い。ソース結晶の設定法としても種々あるが、
溶媒と成長すべき結晶との比重の関係から設計すること
が好ましく、溶媒の比重が大きい場合には、ソース結晶
を溶液上に浮すことによって設定できるので比較的容易
である。
しかし、逆の関係の場合にはソース結晶が溶媒に溶解す
る前に沈降してしまうので、両室の関係を横型構造など
にすることによって目的を達成することができる。アン
プルの形状の一般的な構造につき第１図及び第２図に示
した。
る前に沈降してしまうので、両室の関係を横型構造など
にすることによって目的を達成することができる。アン
プルの形状の一般的な構造につき第１図及び第２図に示
した。
しかしながら、構成元素のうち単に、高蒸気圧成分を溶
媒として用いた場合には、成長した結晶の高蒸気圧成分
に対する補償を行うことはできるが、逆に低蒸気圧成分
の不足あるいは高蒸気圧成分の過剰な結晶が成長するこ
とになり、厳密な意味での化学量論的組成を制御した無
欠陥の結晶を得ることはできないことは明らかである。
この欠点を解消する手段としては、結晶成長中に低蒸気
圧成分元素の蒸気圧を印加して、低蒸気圧成分の不足を
補うことによって、化学量論的組成の制御が可能となる
。が、単に、低蒸気圧成分を溶媒である高蒸気圧成分元
素の中に投入すると、両者の反応が進み、結晶を形成し
てしまうため、低蒸気圧成分の元素の蒸気圧は、成長開
始時と終了時では、異なる値を示すことになり、成長し
た結晶の化学量論的組成は、成長中に変化してしまい均
一性の良い結晶を得ることができない。そこで成長中、
低蒸気圧成分の蒸気圧がほぼ一定値で印加されることが
望ましいことであり、両方の成分元素の直接反応を極力
少なくし、低蒸気圧成分の蒸気圧の結晶成長中ほぼ一定
値で溶媒上より印加する構成にすることが必要であるこ
とはいうまでもない。本願発明の具体的な成長方法及び
成長装置について説明する。
媒として用いた場合には、成長した結晶の高蒸気圧成分
に対する補償を行うことはできるが、逆に低蒸気圧成分
の不足あるいは高蒸気圧成分の過剰な結晶が成長するこ
とになり、厳密な意味での化学量論的組成を制御した無
欠陥の結晶を得ることはできないことは明らかである。
この欠点を解消する手段としては、結晶成長中に低蒸気
圧成分元素の蒸気圧を印加して、低蒸気圧成分の不足を
補うことによって、化学量論的組成の制御が可能となる
。が、単に、低蒸気圧成分を溶媒である高蒸気圧成分元
素の中に投入すると、両者の反応が進み、結晶を形成し
てしまうため、低蒸気圧成分の元素の蒸気圧は、成長開
始時と終了時では、異なる値を示すことになり、成長し
た結晶の化学量論的組成は、成長中に変化してしまい均
一性の良い結晶を得ることができない。そこで成長中、
低蒸気圧成分の蒸気圧がほぼ一定値で印加されることが
望ましいことであり、両方の成分元素の直接反応を極力
少なくし、低蒸気圧成分の蒸気圧の結晶成長中ほぼ一定
値で溶媒上より印加する構成にすることが必要であるこ
とはいうまでもない。本願発明の具体的な成長方法及び
成長装置について説明する。
Ｚｎの蒸気圧を成長中常に一定にせしめるためには、第
１図、第２図に示したような成長用アンプル４を用いる
必要がある。
１図、第２図に示したような成長用アンプル４を用いる
必要がある。
即ち結晶析出部１２及びソース結晶部１３の他にもう１
つの室２１をつくり、この中にＺｎ２２を入れる形状の
もので、一応の蒸気圧制御が可能である。結晶析出部１
２とソース結晶部１３とは溶媒のＳｅ５で満されている
。しかしながら、結晶成長部とＺｎ室との間の連結管２
３が太い場合には、高蒸気圧の気相ＳｅとＺｎとの気相
反応によってＺｎ室２１内にＺｎＳｅが形成されてしま
うことになり、Ｚｎ元素による蒸気圧制御が不可能とな
る。これをさげるためには、結晶析出部におけるＳｅ２
４の表面積をできるだけ小さくするために、ソース結晶
部を蒸気圧制御室側で固着した屋根２５により覆うこと
によりＳｅと蒸気圧制御室のＺｎとの直接反応を効果的
に抑えることができ、結晶析出部上からのみＺｎの蒸気
が印放されるような構造にすることが気相ＺｎとＳｅと
の気相反応を防ぐために好ましい。また結晶成長部とＺ
ｎ室との間は、熱分離を行なう目的で通路を細くするこ
とが、効果的である。即ち、蒸気圧制御部と結晶析出部
が細いパイプで接続された装置においては、蒸気圧制御
都から結晶析出部へ移行するＺｎ分子は、石英の内壁と
衝突してその運動ェネルギ−を消失することにより分子
の温度を両室で分離することが出来、成長部の蒸気圧Ｐ
ｇは、成長温度をＴｇとし、蒸気圧部の温度Ｔｖで決ま
る蒸気圧をＰｖとするとＰｇ＝ＰｖノＴ南アこと表わさ
れる。
つの室２１をつくり、この中にＺｎ２２を入れる形状の
もので、一応の蒸気圧制御が可能である。結晶析出部１
２とソース結晶部１３とは溶媒のＳｅ５で満されている
。しかしながら、結晶成長部とＺｎ室との間の連結管２
３が太い場合には、高蒸気圧の気相ＳｅとＺｎとの気相
反応によってＺｎ室２１内にＺｎＳｅが形成されてしま
うことになり、Ｚｎ元素による蒸気圧制御が不可能とな
る。これをさげるためには、結晶析出部におけるＳｅ２
４の表面積をできるだけ小さくするために、ソース結晶
部を蒸気圧制御室側で固着した屋根２５により覆うこと
によりＳｅと蒸気圧制御室のＺｎとの直接反応を効果的
に抑えることができ、結晶析出部上からのみＺｎの蒸気
が印放されるような構造にすることが気相ＺｎとＳｅと
の気相反応を防ぐために好ましい。また結晶成長部とＺ
ｎ室との間は、熱分離を行なう目的で通路を細くするこ
とが、効果的である。即ち、蒸気圧制御部と結晶析出部
が細いパイプで接続された装置においては、蒸気圧制御
都から結晶析出部へ移行するＺｎ分子は、石英の内壁と
衝突してその運動ェネルギ−を消失することにより分子
の温度を両室で分離することが出来、成長部の蒸気圧Ｐ
ｇは、成長温度をＴｇとし、蒸気圧部の温度Ｔｖで決ま
る蒸気圧をＰｖとするとＰｇ＝ＰｖノＴ南アこと表わさ
れる。
従って蒸気圧室の温度を制御することによって結晶成長
時の蒸気圧制御が、可能となる。細くする方法としては
、原材料投入後に内径の細い石英パイプ２６を投入しア
ンプル内の領域をつなぐ管中に内径が細く外径がアンプ
ルの内径とほぼ等しい形状のパイプを挿入する構造にす
ることが望ましい。又石英アンプルには結晶成長部の一
点より熱が逃げ易くするためにアンプル先端にヒートシ
ンク９が設置されている。具体的なアンプル形状と各部
の温度分布及び蒸気圧分布との関係の一例を第１図及び
第２図に示す。結晶析出部１２の温度を１０５０午Ｃ一
定とし、ソース結晶部１３の温度Ｔ２との間に５〜５０
℃の温度差を設け、成長中、それぞれの部分の温度を一
定に保つことが必要で、この温度差は結晶性に強く関係
する要素の一つである。
時の蒸気圧制御が、可能となる。細くする方法としては
、原材料投入後に内径の細い石英パイプ２６を投入しア
ンプル内の領域をつなぐ管中に内径が細く外径がアンプ
ルの内径とほぼ等しい形状のパイプを挿入する構造にす
ることが望ましい。又石英アンプルには結晶成長部の一
点より熱が逃げ易くするためにアンプル先端にヒートシ
ンク９が設置されている。具体的なアンプル形状と各部
の温度分布及び蒸気圧分布との関係の一例を第１図及び
第２図に示す。結晶析出部１２の温度を１０５０午Ｃ一
定とし、ソース結晶部１３の温度Ｔ２との間に５〜５０
℃の温度差を設け、成長中、それぞれの部分の温度を一
定に保つことが必要で、この温度差は結晶性に強く関係
する要素の一つである。
次に蒸気圧制御室２１の温度は、独立に制御できるよう
にすることが好ましく、化学量論的組成からの偏差を求
めるために蒸気圧制御室の温度をパラメータとした各温
度条件で成長を行なった。Ｚｎの蒸気圧と温度との関係
はＰＣＡ Ｒｅｖｉｅｗｌ９６９ Ｊ皿ｅ ＰＰ．２８
５〜ＰＰ．３０５のＨｏｎｊｇらのデータを内挿して求
めた関係式嶋ｐＺｎ＝‐盤＋２．６２乳。
にすることが好ましく、化学量論的組成からの偏差を求
めるために蒸気圧制御室の温度をパラメータとした各温
度条件で成長を行なった。Ｚｎの蒸気圧と温度との関係
はＰＣＡ Ｒｅｖｉｅｗｌ９６９ Ｊ皿ｅ ＰＰ．２８
５〜ＰＰ．３０５のＨｏｎｊｇらのデータを内挿して求
めた関係式嶋ｐＺｎ＝‐盤＋２．６２乳。
ｇ・ＯＴより求めることが出来る。
この関係式から計算した各温度におけるＺｎの蒸気圧は
第１表のようになる。
第１表のようになる。
第１表
次に本発明の要旨を具体的な実験データに基づいて更に
述べる。
述べる。
ＺｎＳｅ結晶の化学量論的組成からの偏差とｐ−ｎ接合
からの発光スペクトルとの間には密接な関係にあり、化
学量論的組成からの偏差に伴う欠陥が含まれている結晶
を用いてｐ−ｎ接合を形成した場合の７７Ｋにおける発
光スペクトルとしては第３図ａ乃至ｃのように禁制帯幅
近傍のピーク（ｌＥｄｇｅ）以外に上記の欠陥が関与し
た深い準位からの発光ピーク（ＩＤｅｅｐ）が生じ第３
図ｄのような青色発行を得ることができない。
からの発光スペクトルとの間には密接な関係にあり、化
学量論的組成からの偏差に伴う欠陥が含まれている結晶
を用いてｐ−ｎ接合を形成した場合の７７Ｋにおける発
光スペクトルとしては第３図ａ乃至ｃのように禁制帯幅
近傍のピーク（ｌＥｄｇｅ）以外に上記の欠陥が関与し
た深い準位からの発光ピーク（ＩＤｅｅｐ）が生じ第３
図ｄのような青色発行を得ることができない。
本発明では深い準位からの発光を含まない青色発光ダイ
オードを実現するために結晶成長中に印加するＺｎ圧と
青色発光度（即ちｌｏｅｅｐと１８ｄｇｅとの強度比）
との関係を求めるために各種Ｚｎ圧において結晶成長を
行なった。その結果第４図に示すようにｌｏｅｅｐ／ｌ
Ｅｄｇｅの値は印加したＺｎ圧に依存し、略々７．２気
圧のＺｎ圧を印加して成長した結晶を用いた場合にＩＤ
側が殆んど存在しない純音色発光ダイオードを実現する
ことが出釆た。このような結晶及び発光ダイオードを実
現するための具体的な実施例を以下に述べる。Ｓｅ＝２
０夕、ＺｎＳｅ＝５夕、Ｚｎ＝４夕の材料を第１図に示
す形状のアンプル高さ３伽、長さ８弧、全容量１０ｃｃ
中に、Ｓｅが結晶析出部とソース結晶部との間に連結す
る形状になるようにアンプルに投入し、他の素材投入後
真空中で充分にべーキングを行ない、１×１０‐６肌Ｈ
ｇ程度の真空度でアンプルを封じ切り、結晶析出部の温
度１０５０００、ソ‐ス結晶部の温度１０６０午０、Ｚ
ｎの温度１０８がＣ士２℃において、約１０日間結晶成
長を行なうと、結晶析出部に沿って長さ１ｃの、直径８
帆のバルク状結晶を得ることが出来る。
オードを実現するために結晶成長中に印加するＺｎ圧と
青色発光度（即ちｌｏｅｅｐと１８ｄｇｅとの強度比）
との関係を求めるために各種Ｚｎ圧において結晶成長を
行なった。その結果第４図に示すようにｌｏｅｅｐ／ｌ
Ｅｄｇｅの値は印加したＺｎ圧に依存し、略々７．２気
圧のＺｎ圧を印加して成長した結晶を用いた場合にＩＤ
側が殆んど存在しない純音色発光ダイオードを実現する
ことが出釆た。このような結晶及び発光ダイオードを実
現するための具体的な実施例を以下に述べる。Ｓｅ＝２
０夕、ＺｎＳｅ＝５夕、Ｚｎ＝４夕の材料を第１図に示
す形状のアンプル高さ３伽、長さ８弧、全容量１０ｃｃ
中に、Ｓｅが結晶析出部とソース結晶部との間に連結す
る形状になるようにアンプルに投入し、他の素材投入後
真空中で充分にべーキングを行ない、１×１０‐６肌Ｈ
ｇ程度の真空度でアンプルを封じ切り、結晶析出部の温
度１０５０００、ソ‐ス結晶部の温度１０６０午０、Ｚ
ｎの温度１０８がＣ士２℃において、約１０日間結晶成
長を行なうと、結晶析出部に沿って長さ１ｃの、直径８
帆のバルク状結晶を得ることが出来る。
結晶成長の際にＬｉなどのｌａ族元素を添加して一定温
度で成長した結晶は化学量論的組成が制御されたｐ形伝
導を示す。この結晶を用いてｎ形層をェピタキシヤル成
長するか、ｎ形伝導を示す不純物を拡散あるいは合金し
てｐ−ｎ接合を形成することができる。本実施例では、
成長したｐ形結晶の性質を変化させないために、低温で
比較的短時間にｎ形層が形成できる拡散法を採用した。
拡散は、Ｚｎ溶液中にｐ形Ｚ鷹ｅ結晶を浸潰したアンプ
ルを真空に封じ、１００ぴ○で３０分間程度熱処理して
数山肌程度のｎ形層をｐ形結晶中に形成した。
度で成長した結晶は化学量論的組成が制御されたｐ形伝
導を示す。この結晶を用いてｎ形層をェピタキシヤル成
長するか、ｎ形伝導を示す不純物を拡散あるいは合金し
てｐ−ｎ接合を形成することができる。本実施例では、
成長したｐ形結晶の性質を変化させないために、低温で
比較的短時間にｎ形層が形成できる拡散法を採用した。
拡散は、Ｚｎ溶液中にｐ形Ｚ鷹ｅ結晶を浸潰したアンプ
ルを真空に封じ、１００ぴ○で３０分間程度熱処理して
数山肌程度のｎ形層をｐ形結晶中に形成した。
この結晶の片方の面をラッピング、ポリツシング及びエ
ッチング処理をした後ｐ及びｎ形層用の電極を形成する
ことにより深い進位からの発光を全く含まない青色発光
ダイオードを実現することができる。結晶成長時のＺｎ
圧値としては、第４図より７．０〜７．４気圧の圧力を
印加した場合に成長した結晶中での深い準位密度が最小
良Ｐち化学量論的組成からの偏差が極小となっている。
この青色発光ダイオードが得られる最適なＺｎ圧の範囲
として、青色とみなせるダイオードが得られるＺｎ圧の
範囲として広くとることもできるが、自然現象の一般的
な解釈で、最適Ｚｎ圧から１／ｅとなるＺｎ圧までの範
囲、即ち士３０％程度が最も好ましい最適Ｚｎ圧の範囲
であると言える。
ッチング処理をした後ｐ及びｎ形層用の電極を形成する
ことにより深い進位からの発光を全く含まない青色発光
ダイオードを実現することができる。結晶成長時のＺｎ
圧値としては、第４図より７．０〜７．４気圧の圧力を
印加した場合に成長した結晶中での深い準位密度が最小
良Ｐち化学量論的組成からの偏差が極小となっている。
この青色発光ダイオードが得られる最適なＺｎ圧の範囲
として、青色とみなせるダイオードが得られるＺｎ圧の
範囲として広くとることもできるが、自然現象の一般的
な解釈で、最適Ｚｎ圧から１／ｅとなるＺｎ圧までの範
囲、即ち士３０％程度が最も好ましい最適Ｚｎ圧の範囲
であると言える。
‘又、このＺｎ圧を印加して得られ
た結晶は、Ｓｅのｉｎｃｌ雌ｉｏｎもなく、極めて欠陥
の少ない完全性の高い結晶が得られる成長法であること
は言うまでもない。
た結晶は、Ｓｅのｉｎｃｌ雌ｉｏｎもなく、極めて欠陥
の少ない完全性の高い結晶が得られる成長法であること
は言うまでもない。
第１図及び第２図は、本発明に用いられた石英アンプル
の形状及び温度分布、第３図中でａ，ｂ，ｃは従来のダ
イオードの発光スペクトルでｄは本発明の発光スペクト
ル、第４図は印加Ｚｎ圧に対するＩＤ曲ｐ／ｌＥｄｇｅ
の比を示す図である。 １２・・・・・・結晶析出部、１３・・・・・・ソース
結晶部、２１……蒸気圧制御部、９・・・・・・ヒート
シンク。 第１図第２図 第３図 第４図
の形状及び温度分布、第３図中でａ，ｂ，ｃは従来のダ
イオードの発光スペクトルでｄは本発明の発光スペクト
ル、第４図は印加Ｚｎ圧に対するＩＤ曲ｐ／ｌＥｄｇｅ
の比を示す図である。 １２・・・・・・結晶析出部、１３・・・・・・ソース
結晶部、２１……蒸気圧制御部、９・・・・・・ヒート
シンク。 第１図第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- １ 蒸気圧制御温度差液相成長法において、溶媒として
Ｓｅを、ソース結晶としてＺｎＳｅを用い、結晶成長中
に結晶析出部の前記溶媒上より印加するＺｎの一定蒸気
圧を７．２気圧±３０％に規定したことを特徴とするＺ
ｎＳｅの結晶成長法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57115893A JPS6037077B2 (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | ＺｎＳｅの結晶成長法 |
| GB08317879A GB2124605B (en) | 1982-07-02 | 1983-07-01 | Method of performing solution growth of znse crystals |
| DE3323699A DE3323699C2 (de) | 1982-07-02 | 1983-07-01 | Verfahren zum Umkristallisieren eines ZnSe-Kristalls aus einer Se-Schmelzlösung |
| FR8311103A FR2529583B1 (fr) | 1982-07-02 | 1983-07-04 | Procede de croissance de cristaux de znse dans une solution |
| US07/153,567 US4917757A (en) | 1982-07-02 | 1988-02-03 | Method of performing solution growth of ZnSe crystals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57115893A JPS6037077B2 (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | ＺｎＳｅの結晶成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598689A JPS598689A (ja) | 1984-01-17 |
| JPS6037077B2 true JPS6037077B2 (ja) | 1985-08-23 |
Family
ID=14673800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57115893A Expired JPS6037077B2 (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | ＺｎＳｅの結晶成長法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4917757A (ja) |
| JP (1) | JPS6037077B2 (ja) |
| DE (1) | DE3323699C2 (ja) |
| FR (1) | FR2529583B1 (ja) |
| GB (1) | GB2124605B (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| US4676970A (en) * | 1985-05-14 | 1987-06-30 | Elkem Metals Company | Method for producing metal sulfide and the product produced therefrom |
| DE4030236C2 (de) * | 1990-09-25 | 1999-01-07 | Thyssen Industrie | Vorrichtung zum Ausbauen der Wicklung eines Linearmotors |
| US5846319A (en) * | 1996-03-13 | 1998-12-08 | Amber Engineering, Inc. | Method and apparatus for formation of HgCdTe infrared detection layers employing isothermal crystal growth |
| US5884342A (en) * | 1996-07-18 | 1999-03-23 | Maake; Roger W. | Toilet seat and lid hinge |
| US20190274888A1 (en) * | 2018-03-11 | 2019-09-12 | Christ Notlaw | Integrated headphone ear warmer device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3240568A (en) * | 1961-12-20 | 1966-03-15 | Monsanto Co | Process and apparatus for the production of single crystal compounds |
| JPS5326280A (en) * | 1976-08-24 | 1978-03-10 | Handotai Kenkyu Shinkokai | Crystal growth for mixed crystals of compund semiconductor |
| JPS5827240B2 (ja) * | 1978-11-07 | 1983-06-08 | 松下電器産業株式会社 | 硫化亜鉛単結晶の熱処理方法 |
| JPS6037076B2 (ja) * | 1980-06-11 | 1985-08-23 | 潤一 西澤 | ３−６族化合物半導体の温度液相成長法 |
| JPS577131A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Junichi Nishizawa | Manufacture of p-n junction |
| JPS577171A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Junichi Nishizawa | Manufacture of znsepn junction |
| JPS5777098A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-14 | Semiconductor Res Found | Method and apparatus for growing znse in liquid phase |
| JPS57183400A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-11 | Semiconductor Res Found | Method and apparatus for liquid-phase growth of 2-6 compound |
-
1982
- 1982-07-02 JP JP57115893A patent/JPS6037077B2/ja not_active Expired
-
1983
- 1983-07-01 GB GB08317879A patent/GB2124605B/en not_active Expired
- 1983-07-01 DE DE3323699A patent/DE3323699C2/de not_active Expired
- 1983-07-04 FR FR8311103A patent/FR2529583B1/fr not_active Expired
-
1988
- 1988-02-03 US US07/153,567 patent/US4917757A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2124605B (en) | 1985-12-24 |
| US4917757A (en) | 1990-04-17 |
| DE3323699C2 (de) | 1986-02-20 |
| FR2529583B1 (fr) | 1986-05-16 |
| DE3323699A1 (de) | 1984-02-02 |
| JPS598689A (ja) | 1984-01-17 |
| GB8317879D0 (en) | 1983-08-03 |
| GB2124605A (en) | 1984-02-22 |
| FR2529583A1 (fr) | 1984-01-06 |
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