JPS6270290A - 半導体の製造方法 - Google Patents
半導体の製造方法Info
- Publication number
- JPS6270290A JPS6270290A JP20682885A JP20682885A JPS6270290A JP S6270290 A JPS6270290 A JP S6270290A JP 20682885 A JP20682885 A JP 20682885A JP 20682885 A JP20682885 A JP 20682885A JP S6270290 A JPS6270290 A JP S6270290A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- znse
- crystal
- production
- semiconductor
- 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
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は発光ダイオードやレーザーダイオード等の発光
素子に用いられる半導体材料の製造方法に関し、特にｐ
型伝導を示すＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体の製造方法に関
するものである。
素子に用いられる半導体材料の製造方法に関し、特にｐ
型伝導を示すＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体の製造方法に関
するものである。
従来の技術
水銀（Ｈｇ） 、カドミウム（Ｃｄ） 、亜鉛（Ｚｎ）
などの■族元素と、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｓ） 、テ
ルル（’ｒｅ）などの■族元素からなるＩｆ−ＶＩ族化
合物半導体は、発光ダイオードやレーザーダイオードな
どの発光素子を構成する材料として有望である。
などの■族元素と、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｓ） 、テ
ルル（’ｒｅ）などの■族元素からなるＩｆ−ＶＩ族化
合物半導体は、発光ダイオードやレーザーダイオードな
どの発光素子を構成する材料として有望である。
しかしこの■−■族化合物半導体は一般にｐ型伝導を示
す結晶を得ることが難しく、そのため高効率のｐｎ接合
発光素子は実現していない。従来、ｐ型のＩｔ−ＶＩ族
化合物半導体を得る試みとして、分子線エピクキ−法に
よる結晶成長過程においてｐ型化のための不純物として
燐（Ｐ）を添加する方法が知られている（例えば電子技
術総合研究所争報第４８巻第６．６号（昭和６９年）、
Ｐ３９１−４０３ ）。これは、真空中でＺｎ 、 Ｓ
θ及びＺｎ３Ｐ２ をそれぞれ加熱蒸発させて基板上
にＰを含むＺｎ５ｅ結晶の薄膜を形成する方法である。
す結晶を得ることが難しく、そのため高効率のｐｎ接合
発光素子は実現していない。従来、ｐ型のＩｔ−ＶＩ族
化合物半導体を得る試みとして、分子線エピクキ−法に
よる結晶成長過程においてｐ型化のための不純物として
燐（Ｐ）を添加する方法が知られている（例えば電子技
術総合研究所争報第４８巻第６．６号（昭和６９年）、
Ｐ３９１−４０３ ）。これは、真空中でＺｎ 、 Ｓ
θ及びＺｎ３Ｐ２ をそれぞれ加熱蒸発させて基板上
にＰを含むＺｎ５ｅ結晶の薄膜を形成する方法である。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上述のような従来の方法では、Ｐの蒸気圧
が高いため基板に付着したＰが再蒸発してしまい、充分
な量のＰを添加することができなかつ念。このためｐ型
伝導を示す結晶を得ることは不可能であった。
が高いため基板に付着したＰが再蒸発してしまい、充分
な量のＰを添加することができなかつ念。このためｐ型
伝導を示す結晶を得ることは不可能であった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、不純物を有
効に添加することによりｐ型伝導を示す■−■族化合物
半導体を製造する方法を提供することを目的としている
。
効に添加することによりｐ型伝導を示す■−■族化合物
半導体を製造する方法を提供することを目的としている
。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、上述の分子線エピ
タキシー法において、窒素（Ｎ）または燐（Ｐ）または
砒素（ムＳ）の原子イオン、分子イオンあるいはこれら
いずれかの原子を含む分子のイオンを薄膜形成中の基板
面に照射するものである。
タキシー法において、窒素（Ｎ）または燐（Ｐ）または
砒素（ムＳ）の原子イオン、分子イオンあるいはこれら
いずれかの原子を含む分子のイオンを薄膜形成中の基板
面に照射するものである。
作用
上記方法により、不純物原子または分子の反応性を高め
、その結果不純物が再蒸発することなく有効に添加され
る。
、その結果不純物が再蒸発することなく有効に添加され
る。
実施例
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
本実施例では不純物として窒素（Ｎ）を添加したセレン
化亜鉛（ＺｎＳｅ）の薄膜結晶を製造する場合をとシあ
げる。製造に用いる装置は基本的には従来の分子線エピ
タキシー装置と同様のものである。すなわち、超高真空
排気装置を備えた真空容器内に複数の分子線源（蒸発用
ルツボ）と基板支持機構などを設けた一種の真空蒸着装
置である。
化亜鉛（ＺｎＳｅ）の薄膜結晶を製造する場合をとシあ
げる。製造に用いる装置は基本的には従来の分子線エピ
タキシー装置と同様のものである。すなわち、超高真空
排気装置を備えた真空容器内に複数の分子線源（蒸発用
ルツボ）と基板支持機構などを設けた一種の真空蒸着装
置である。
本実施例の場合は、これに加えて窒素イオンのビームを
発生することのできるイオン銃を設けることが必要であ
る。実際の薄膜結晶成長は次のような平頭で行なう。ま
ず原料となる高純度のＺｎとＳｅ をそれぞれ個別の分
子線源に装填する。また表面を清浄にした基板を基板ホ
ルダーに装着する。
発生することのできるイオン銃を設けることが必要であ
る。実際の薄膜結晶成長は次のような平頭で行なう。ま
ず原料となる高純度のＺｎとＳｅ をそれぞれ個別の分
子線源に装填する。また表面を清浄にした基板を基板ホ
ルダーに装着する。
基板材料としてはＺｎＳｅと結晶格子定数の近いガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ） 結晶が好適である。次に真空容
器を１０Ｔｏｒｒ 以下程度の超高真空にまで排気する
。その後、各分子線源を加熱し、適切な分子線強度が得
られるようにする。ＺｎとＳｅ の分子線強度比は例え
ば１：１程度とする。（この間、基板はシャッタにより
分子線から遮蔽しておく。
ム砒素（ＧａＡｓ） 結晶が好適である。次に真空容
器を１０Ｔｏｒｒ 以下程度の超高真空にまで排気する
。その後、各分子線源を加熱し、適切な分子線強度が得
られるようにする。ＺｎとＳｅ の分子線強度比は例え
ば１：１程度とする。（この間、基板はシャッタにより
分子線から遮蔽しておく。
次に基板を約６００ ’Ｃに加熱して表面を更に清浄化
する。その後、基板を結晶成長に適切な温度まで下げる
。この場合には例えば３６０°Ｃとする。
する。その後、基板を結晶成長に適切な温度まで下げる
。この場合には例えば３６０°Ｃとする。
この後シャッタを開き、結晶成長を開始するととモニイ
オンガンより窒素のイオンビームを連続的に基板に向は
照射する。ここで用いるイオンのエネルギーは６００６
Ｖ以下とするのが好ましい。
オンガンより窒素のイオンビームを連続的に基板に向は
照射する。ここで用いるイオンのエネルギーは６００６
Ｖ以下とするのが好ましい。
これ以上のエネルギーでは成長中の結晶に損傷を与え、
特性を劣化させる場合がある。またイオンの基板面にお
ける密度は、基板面に入射する分子線強度すなわち蒸着
原子の密度の’／＋ｏｏ以下の範囲で所望の窒素添加量
を与えるように選ぶとよい。
特性を劣化させる場合がある。またイオンの基板面にお
ける密度は、基板面に入射する分子線強度すなわち蒸着
原子の密度の’／＋ｏｏ以下の範囲で所望の窒素添加量
を与えるように選ぶとよい。
イオン密度が１／１ｏｏを越えると添加量が過剰となシ
、結晶性の劣化が生じる場合がある。
、結晶性の劣化が生じる場合がある。
以上のような方法により作製した窒素添加Ｚｎ５ｅ薄膜
結晶の低温（４，２°Ｋ）におけるフォトルミネッセン
ス・スペクトルを図に示す。同図には比較のためにイオ
ンビームを照射しない無添加の場合の結果も併せて示し
である。無添加の場合（図中２）は２．８０３ｅＶにピ
ークを持つ自由励起子の発光１３と、２．７９７ｅＶに
ピークを持つドナー束縛励起子１２の発光が顕著であり
、残留ドナー不純物によるｎ型伝導が生じることがわか
る。これに対し窒素添加の場合（図中１）には新たに２
．７９０ｅＶに顕著なピーク１１が現れる。これは浅い
アクセプタに束縛された励起子の発光であり、窒素がア
クセプタとして有効に導入され、ｐ型伝導が生じること
がわかる。このようにイオンビーム照射により窒素が有
効に導入されるのは、窒素がイオン化しているため反応
性が高まシ、その結果付着した原子が再蒸発することな
（Ｚｎ５ｅ結晶中にとシこまれるためと考えられる。
結晶の低温（４，２°Ｋ）におけるフォトルミネッセン
ス・スペクトルを図に示す。同図には比較のためにイオ
ンビームを照射しない無添加の場合の結果も併せて示し
である。無添加の場合（図中２）は２．８０３ｅＶにピ
ークを持つ自由励起子の発光１３と、２．７９７ｅＶに
ピークを持つドナー束縛励起子１２の発光が顕著であり
、残留ドナー不純物によるｎ型伝導が生じることがわか
る。これに対し窒素添加の場合（図中１）には新たに２
．７９０ｅＶに顕著なピーク１１が現れる。これは浅い
アクセプタに束縛された励起子の発光であり、窒素がア
クセプタとして有効に導入され、ｐ型伝導が生じること
がわかる。このようにイオンビーム照射により窒素が有
効に導入されるのは、窒素がイオン化しているため反応
性が高まシ、その結果付着した原子が再蒸発することな
（Ｚｎ５ｅ結晶中にとシこまれるためと考えられる。
なお本実施例で用いる窒素イオンは、窒素原子イオン（
Ｎ）、窒素分子イオン（Ｎ２）の何れであってもよい。
Ｎ）、窒素分子イオン（Ｎ２）の何れであってもよい。
またアンモニア（Ｎｕｓ）のような窒素原子を含む分子
のイオンやこれらの混合イオンであってもよい。また入
射ビームの全てがイオンである必要はなく、中性粒子を
含んでいても差しつかえない。
のイオンやこれらの混合イオンであってもよい。また入
射ビームの全てがイオンである必要はなく、中性粒子を
含んでいても差しつかえない。
以上に述べた実施例は窒素添加のＺｎ５ｅを作製するも
のであるが、本発明の方法は他のＩｔ−ＶＩ族化合物半
導体についても同様に適用できる。すなわち、■族元素
として、水銀、カドミウ゛ム、亜鉛。
のであるが、本発明の方法は他のＩｔ−ＶＩ族化合物半
導体についても同様に適用できる。すなわち、■族元素
として、水銀、カドミウ゛ム、亜鉛。
■族元素として硫黄、セレン、テルルの中から選ばれた
任意の組合せのＩｔ−Ｖｌ族化合物半導体（Ｚｎ５ｚＴ
６１＋−ｘのような三元、あるいはそれ以上の多元混晶
も含む）に対しても適用できる。また添加する不純物も
窒素の他、燐、砒素が同様に適用でき、その場合のイオ
ンとしては単体イオンの他、ホスフィン（ＰＨｓ ）
、アルシン（ムｓＨｓ ）などの分子イオンが用いられ
る。
任意の組合せのＩｔ−Ｖｌ族化合物半導体（Ｚｎ５ｚＴ
６１＋−ｘのような三元、あるいはそれ以上の多元混晶
も含む）に対しても適用できる。また添加する不純物も
窒素の他、燐、砒素が同様に適用でき、その場合のイオ
ンとしては単体イオンの他、ホスフィン（ＰＨｓ ）
、アルシン（ムｓＨｓ ）などの分子イオンが用いられ
る。
発明の効果
以上述べてきたように、本発明によれば、アクセプタ不
純物と有効に添加したＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶を
得ることができ、従来困難であったｐ型伝導が実現され
る。その結果、高効率のｐｎ接合発光素子が実現でき、
実用的にきわめて有用である。
純物と有効に添加したＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶を
得ることができ、従来困難であったｐ型伝導が実現され
る。その結果、高効率のｐｎ接合発光素子が実現でき、
実用的にきわめて有用である。
図は本発明の一実施例で得られた窒素添加Ｚｎ５ｅある
。 １・・・・・・窒素添加Ｚｎ５ａ 、２・・・・・・無
添加Ｚｎ５ｅ、１１・・・・・・アクセプタ束縛励起子
発光、１２・・・・・・ドナー束縛励起子発光、１３・
・・・・・自由励起子発光。
。 １・・・・・・窒素添加Ｚｎ５ａ 、２・・・・・・無
添加Ｚｎ５ｅ、１１・・・・・・アクセプタ束縛励起子
発光、１２・・・・・・ドナー束縛励起子発光、１３・
・・・・・自由励起子発光。
Claims (3)
- （１）水銀、カドミウム、亜鉛のうち少なくとも一種の
元素と、硫黄、セレン、テルルのうち少なくとも一種の
元素からなる化合物半導体を真空中で基板上に蒸着して
いる状態において、少なくとも一部がイオン化された窒
素または燐または砒素の原子、分子あるいは窒素または
燐または砒素を含む分子のビームを前記基板上に照射す
ることを特徴とする半導体の製造方法。 - （２）イオンのエネルギーを６００ｅＶ以下としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体の製造
方法。 - （３）基板上に照射されるイオンの密度を基板上に入射
する蒸着原子の密度の１／１００以下としたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の半導体
の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20682885A JPS6270290A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 半導体の製造方法 |
| US06/906,460 US4735910A (en) | 1985-09-19 | 1986-09-12 | In-situ doping of MBE grown II-VI compounds on a homo- or hetero-substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20682885A JPS6270290A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6270290A true JPS6270290A (ja) | 1987-03-31 |
Family
ID=16529745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20682885A Pending JPS6270290A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6270290A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01200637A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 化合物半導体薄膜の成長方法及び成長装置 |
| JPH04132699A (ja) * | 1990-09-25 | 1992-05-06 | Nec Corp | 半導体結晶成長方法 |
-
1985
- 1985-09-19 JP JP20682885A patent/JPS6270290A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01200637A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 化合物半導体薄膜の成長方法及び成長装置 |
| JPH0666279B2 (ja) * | 1988-02-05 | 1994-08-24 | 日本電信電話株式会社 | 化合物半導体薄膜の成長方法及び成長装置 |
| JPH04132699A (ja) * | 1990-09-25 | 1992-05-06 | Nec Corp | 半導体結晶成長方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lopez-Otero | Hot wall epitaxy | |
| JP3098773B2 (ja) | 高絶縁性単結晶窒化ガリウム薄膜の作製及びドープ方法 | |
| US3751310A (en) | Germanium doped epitaxial films by the molecular beam method | |
| US5187116A (en) | Process for preparing electroluminescent device of compound semiconductor | |
| US20050285119A1 (en) | Dynamic p-n junction growth | |
| US3839084A (en) | Molecular beam epitaxy method for fabricating magnesium doped thin films of group iii(a)-v(a) compounds | |
| US4735910A (en) | In-situ doping of MBE grown II-VI compounds on a homo- or hetero-substrate | |
| JPH0152910B2 (ja) | ||
| US5100832A (en) | Process for preparing epitaxial compound semiconductor | |
| Rouleau et al. | Growth of highly doped p‐type ZnTe films by pulsed laser ablation in molecular nitrogen | |
| KR20000070571A (ko) | 반도체 부품, 특히 태양전지와 그 제조방법 | |
| US5057183A (en) | Process for preparing epitaxial II-VI compound semiconductor | |
| JPS6270290A (ja) | 半導体の製造方法 | |
| Morimoto et al. | Ionized-cluster beam epitaxial growth of GaP films on GaP and Si substrates | |
| JP2676967B2 (ja) | ヘテロ接合素子及びその製造方法 | |
| JPH0548145A (ja) | 光半導体装置およびその製造方法 | |
| JPS63303899A (ja) | 半導体の製造方法 | |
| JPS62119193A (ja) | 半導体の製造方法 | |
| JPS6270289A (ja) | 半導体の製造方法 | |
| US5132247A (en) | Quantum effective device and process for its production | |
| US5134091A (en) | Quantum effective device and process for its production | |
| JPS63227027A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0334534A (ja) | 燐添加２‐６族化合物半導体の製造方法 | |
| JPH07517B2 (ja) | 半導体結晶薄膜製造装置 | |
| JPH01244610A (ja) | 半導体の製造方法 |