JPS61205694A - 硫化亜鉛膜の作製方法 - Google Patents

硫化亜鉛膜の作製方法

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JPS61205694A
JPS61205694A JP4467585A JP4467585A JPS61205694A JP S61205694 A JPS61205694 A JP S61205694A JP 4467585 A JP4467585 A JP 4467585A JP 4467585 A JP4467585 A JP 4467585A JP S61205694 A JPS61205694 A JP S61205694A
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film
zns
zinc sulfide
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zinc
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Katsuhiko Hirabayashi
克彦 平林
Osamu Kogure
小暮 攻
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 この発明は、安価で大面積の基板上に純度の高い硫化亜
鉛(以下、「znS」で或わす0)単結龍裏を迅速に形
成できるZnS膜の作製方法に関する。
く従来の技術〉 ZnSはバンドギャップが3.6eVと大きく、青色発
光材料として実用化されることを期待されているが、そ
の発光は結晶性に敏感に影響し、伝導性の制御も困難と
されていた。
ZnS膜の作製は、従来真空蒸着、スパッタ蒸着、気相
成長などの方法によって基板上にZnS膜を成長させる
手法が採用されてき几。
しかし、この方法では上述し友ように伝導性の制御が困
難であり、青色発光ダイオードは実用に至っていなかつ
几。
ところが、最近になり有機金属成長法(Or−ganl
c Metal Chemical ’Vapour 
Deposition、以下「MOCVD法」という。
)や分子線エビタ千シャル法(Mo1ecular B
e@Epitaxial Method、以下、rMB
E法」という。)がZnSの導電性制御の可能性がある
として注目されている。MOCVD法は、ZnSと近似
した性質および結晶構造をもつZn5eに適用し九もの
について、例えば米国物理学協会発行の学術雑誌「アプ
ライド。
フィジックス・レターズ誌(Applied Phya
iceLetters ) J第38巻第5号(198
1年)352頁に、ダブリュ・ステユティアス氏(W、
 5TUTI−US)カr7’リハレイション・オフ・
ロー・レジスティビティ・N−タイプ−ジンク・サルフ
ァイド瞼バイ* OMVTE (Preparatio
n ofLGIF Re5istlvity N−ty
pe Zinc 5elen by OMVTE ) 
Jにおいて、MOC’VD法によυGaAs基板に電気
MOCVD法により ZnS M t−成長させること
ができる基板として’GaAs % GaPに限られて
いた。
しかし、ZnS単結晶が成長可能なGaP5GaAs基
板は高価であり、大面積の基板を入手することも不可能
である。
本発明者らはSlがZnSと格子定数が非常に近< (
ZnSおよびslの格子定数はそれぞれ5.40 e 
X、5,431 X テ、1) ル。)、安価テ大面積
の基板が入手しやすいことに着目し、sl基板を用いて
ZnS膜を成長することt−試みたが、MOCVD法に
よって、si基板上にZnS膜成長停止まで同一条件で
成膜しても、多結晶のZnS膜しか得られなかった。
そこで、このような欠点を解消するため〈。
本発明者らは、特願昭59−231809号においてS
 i (Ill )基板上に、バッファ層として一旦真
空蒸着でZnS[を形成することにより、5f(III
)基板上においてMOCVD法でZnS単結晶膜を作製
できることを示した。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、上述した特願昭59−231809号のZnS
単結晶膜の作製方法は、MOCVD法という真空蒸着法
とは異なる工程を必要すること、および真空蒸着によっ
て形成したZnS膜から、MOCVI)法によって形成
したZnS層へ不純物が拡散する欠点があった。
この発明は、特願昭59−231809号のZnS単結
晶膜作製方法における上述した欠点を除くためになされ
たものであって、5t(III)板を基板として真空蒸
着法に代えてMOCVD法によって形成したZnS膜を
バッファ層とじてMOCVD法によりZnS単結晶膜を
成長させるZnS膜の作製方法を提供しようとするもの
である。
く問題点を解決するための手段〉 上述し九目的を達成するため、この発明は、ジメチルジ
ンク(以下、「DMz」という。)又はジエチルジンク
(以下、「DEz」という。)とZnSの気相反応によ
り基板上にZnS膜を成長させるZnS膜の作製方法に
おいて、基板として81(III)板を使用するととも
に、一旦基板温度500度C以上で厚さ50〜500X
のZnS膜を成長させてから、さらに基板温度250〜
300度Cにおいて前記ZnS膜上にZnS膜を成長さ
せることを特徴とする。
く作 用〉 以上のように、この発明のZnS膜の作製方法は、バッ
フ7層として5t(III)板上に形成するZnS W
X ’k MOCVD法で形成してから、さらにMOC
VD法でZnS Mを成長させるため、−頁してMOC
VD法でZnS膜を形成させることができ、特願昭59
−231809号のZnS膜作製方法と異なり、真空蒸
着のための真空僧門での操作と、MOCVD法にょるZ
nS膜の作製のための操作という二度手間を必要とする
ことがない。
さらに、バッファ層も成長ZnS膜もともにMOCVD
法で成長させたZnSであるのみならず、最終ZnS成
長層形成時の基板温度はバッファ層形成時の基板温度よ
りも低温度に保持されているから、バッファ層から最終
ZnS成長層へ不純物拡散が拡散するようなことがない
〈実施例〉 以下、この発明の実施例について、具体的に説明する。
(A)装置 第1図の2は電力源(非図示)からコイル3に送られる
高周波電力によって加熱される反応管であって、内径1
o3、長さ4゜画の開放型反応管である。反応管2の閉
鎖端側には、図示外のガス源から反応管2内へ送る&S
ガスおよびDMZガスの導入管4゜5が設けられ、反応
管2内の加熱温度は熱電対6によって側温可能にセット
されている0 (B)  製造方法 81図のMOCVD装置1を作動する場合は、ZnS膜
を形成しようとする念とえば1.5crnX1.53の
大きさの5i(Ill)基板7の表面を希フッ酸でエツ
チングし表面のStow膜を取り除いてから純水で充分
洗滌しt後反応管2内へ入れセツティングする。
ついで、導入管4,5上通して反応管2内へHxSガス
およびDMZガスを、 DMZ:H!S冨1:3.35 DMZ カスfi 速、2 X 10−’ msl、 
7 min、DMZガス l 1約21/雇ユ 真空度  60 Torr の条件で導入すると共に、高周波電力源からコイル3に
高周波電力を供給し、基板温度500度Cで、5i(I
ll)基板7上に約100Xの厚さのZnS膜8t−形
成させ念。
その後、一旦成長を止め、基板温度が300度Cになる
のを待ち、この温度で、再びHasガスおよびH2Sガ
スのMOCvD反応によって膜厚5.oooAのZnS
膜9を成長させた。
かくして得られ&ZnS膜の断面は第2図のごとき構造
になっている。このZnS膜の反射電子線回折(100
KeV )パターンを示せば第3図のごとくなる。第2
図の反射電子線回折パターン図中、 。
一ストリーク状のスポット aは、ZnS膜が単結晶であることを示す反射電子線回
折パターンで69、同心円状のスボツ)bはZnS膜が
多結晶であることを示す反射電子線回折パターンである
この反射電子線回折パターンでは、ストリーク状のスポ
ット像が鮮明に表われ、同心円状のスポットはわずかに
確認できる程度に表われているにすぎないから、得られ
たZnS膜は良好な単結晶であることが確認できO。
この発明において、81(Ill)基板7上にバッファ
層8t−形成する基板温度は500度C以上が適当であ
り、これ以下だと多結晶しか得られない。ま几バッファ
層の厚みは50〜SOO!が適当で1)す、これ以上に
なると、双晶しか得られない。
i ft ZnSの成長温度は、250〜350℃が適
当であり、これ以下だと多結晶が、またこれ以上だと、
多結晶や双晶しか得られない。
まt、得らZnS単結晶膜の元素分析結果においても、
不純物の混入は殆んと認められなかった。
〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、この発明にかかるZn
S膜の作製方法は、 ■ 安価で大面積の5t(it)板を基板とじてZnS
単結晶膜を作製できる。
■ ま7t、MOCVD法によりZnS膜を成長させて
いるから、形成するZnS膜の導電性の制御を容易に行
うことができる。
■ ま7’t、5L(Ill)板を基板にし、バッファ
層を真空蒸着法で形成してからMOCVD法でZnS膜
を形成する特願昭59−231809号のZnSn単膜
晶作製方法と異なり、バッファ層も最終ZnS膜も一貫
してMO,CVD法で成長させているから、工程が単純
で、迅速かつ容易にZnS単結晶膜を作製できる。
■ また、バッファ層も最終ZnS膜も一貫してMOC
VD法で作製するだけでなく、バッファ層を基板温度の
高い状態形成し、それよりも低い基板温度で最1Zns
成長層を形成させるから、バッファ層から最終ZnS成
長層へ不純物が拡散することがなく、結晶性のすぐれた
ZnS膜を作製できる0
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例のZnS膜作製に使用するMOCVD装
置の概略構成を示す要部断面図、第2図はこの発明のZ
nS膜の作製方法により得られたZnS膜の構造を示す
断面図、第3図は第2図のZnS膜の反射電子回折パタ
ーン図である。 図中、 1 ・・MOCVD装置、 2・・・反応管、 3・・・高周波コイル、 4・・・H2Sガス導入管 5・・・DMZガス導入管、 7・・・S i (II+ )基板、 8・・・バッファ層、 9・・・最終ZnS成長層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ジメチルジンク又はジエチルジンクと硫化亜鉛の気相反
    応により基板上に硫化亜鉛膜を成長させる硫化亜鉛膜の
    作製方法において、基板としてSi(III)板を使用す
    るとともに、一旦基板温度500度C以上で厚さ50〜
    500Åの硫化亜鉛膜を成長させてから、さらに基板温
    度250〜300度Cにおいて前記硫化亜鉛膜上に硫化
    亜鉛膜を成長させることを特徴とする硫化亜鉛膜の作製
    方法。
JP4467585A 1985-03-08 1985-03-08 硫化亜鉛膜の作製方法 Expired - Lifetime JPH0613438B2 (ja)

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JPH01181536A (ja) * 1988-01-11 1989-07-19 Seiko Epson Corp 2−6族化合物半導体薄膜の選択成長方法
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CN115961350A (zh) * 2022-12-29 2023-04-14 安徽光智科技有限公司 一种高均匀性多晶硒化锌红外材料的生长方法

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