JPS6279630A - Ｐ型ＺｎＳｅの製造方法 - Google Patents
Ｐ型ＺｎＳｅの製造方法Info
- Publication number
- JPS6279630A JPS6279630A JP60219461A JP21946185A JPS6279630A JP S6279630 A JPS6279630 A JP S6279630A JP 60219461 A JP60219461 A JP 60219461A JP 21946185 A JP21946185 A JP 21946185A JP S6279630 A JPS6279630 A JP S6279630A
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- JP
- Japan
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- znse
- cell
- temperature
- maintained
- grown
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- Pending
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- Led Devices (AREA)
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】
（イ〉 産業上の利用分野
本発明はｐ型ＺｎＳｅの製造方法に関する。
（ロ）従来の技術
ＺｎＳｅ（ジンクセレン）化合物半導体は室温で約２．
８ｅＶのバンドギヤノブを有するため青色発光ダイオー
ド材料として有望視されていながら実用化に到っていな
い。この原因として、従来ＺｎＳｅ単結晶の成長に用い
られていた液相エピタキンヤル成長法等のような熱平衡
を用いた成長法では、結晶成長中にｎ型さらにはｐ型不
純物が残留不純物として取りこまれたり、もしくは化学
量論比からのズレによって生じる空孔あるいは空孔を含
む複合物などによる内因性の欠陥発生等により自己補償
効果がもたらされ、成長後の結晶はｎ型のものしか得ら
れなかった。
８ｅＶのバンドギヤノブを有するため青色発光ダイオー
ド材料として有望視されていながら実用化に到っていな
い。この原因として、従来ＺｎＳｅ単結晶の成長に用い
られていた液相エピタキンヤル成長法等のような熱平衡
を用いた成長法では、結晶成長中にｎ型さらにはｐ型不
純物が残留不純物として取りこまれたり、もしくは化学
量論比からのズレによって生じる空孔あるいは空孔を含
む複合物などによる内因性の欠陥発生等により自己補償
効果がもたらされ、成長後の結晶はｎ型のものしか得ら
れなかった。
また、イオン注入法などによりｐ型ＺｎＳｅが形成でき
たという報告（Ｙ・Ｓ・Ｐａｒｋ ａｎｄ Ｂ・ＫＳ
ｈｉｎ 、 ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅ
ｎｃｅ 、 ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｊ Ｉ Ｐａｎｋｏ
ｖｅ （Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｂｅｒｌｉｎ 、 １９７
７） 、 Ｃｈａｐ４）があるが、イオン注入法を用い
た場合、イオン注入の際に生じる放射線照射による損傷
が発生し、この様な損傷は複合欠陥の生成原因となり、
発生した複合欠陥はＺｎＳｅ中で深い準位を形成し、こ
の深い準位からの発光が支配的となり所望ｒる青色以外
に緑あるいは赤色発光が強く生し、青色発光ダイオード
として使えないのが現状である。
たという報告（Ｙ・Ｓ・Ｐａｒｋ ａｎｄ Ｂ・ＫＳ
ｈｉｎ 、 ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅ
ｎｃｅ 、 ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｊ Ｉ Ｐａｎｋｏ
ｖｅ （Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｂｅｒｌｉｎ 、 １９７
７） 、 Ｃｈａｐ４）があるが、イオン注入法を用い
た場合、イオン注入の際に生じる放射線照射による損傷
が発生し、この様な損傷は複合欠陥の生成原因となり、
発生した複合欠陥はＺｎＳｅ中で深い準位を形成し、こ
の深い準位からの発光が支配的となり所望ｒる青色以外
に緑あるいは赤色発光が強く生し、青色発光ダイオード
として使えないのが現状である。
尚、上記損傷をイオン注入後熱処理して除去することも
考えられるが、この方法でも完全に除去できない。
考えられるが、この方法でも完全に除去できない。
近年、結晶成長中での残留不純物を極力抑制し化学的量
論比からのズレによって生じる内因性欠陥の発生を出来
るだけ少なくすることが可能な低温結晶成長法として、
有機化合物ガスを用いた気相成長法（ＭＯＣＶＤ）や分
子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）が注目きれている
。
論比からのズレによって生じる内因性欠陥の発生を出来
るだけ少なくすることが可能な低温結晶成長法として、
有機化合物ガスを用いた気相成長法（ＭＯＣＶＤ）や分
子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）が注目きれている
。
これらの方法を用いると約３００℃という低温で結晶成
長が可能で、得られた結晶は従来法に比べて極めてすぐ
れた結晶性を示すことが明らかにぎれている。（Ａｐｐ
ｉＰｈｙｓ−Ｌｅｔｔ・４３（５） 、 Ｉ Ｓｅｐ
ｔｅｍｂｅｒ １９８３ Ｐ４９９− Ｐ２Ｏ３）。
長が可能で、得られた結晶は従来法に比べて極めてすぐ
れた結晶性を示すことが明らかにぎれている。（Ａｐｐ
ｉＰｈｙｓ−Ｌｅｔｔ・４３（５） 、 Ｉ Ｓｅｐ
ｔｅｍｂｅｒ １９８３ Ｐ４９９− Ｐ２Ｏ３）。
特にＭＢＥ法では不純物を添加しないアンドープＺｎＳ
ｅ単結晶は比抵抗が１０１Ω−ｑ程度の低抵抗ｎ型を示
し、フォトルミネッセンスによる光学的特性の評価でも
青色発光が極めて強く長波長の深い準位からの発光は従
来の結晶に比べて１０’桁以上優れたものが得られてい
る。
ｅ単結晶は比抵抗が１０１Ω−ｑ程度の低抵抗ｎ型を示
し、フォトルミネッセンスによる光学的特性の評価でも
青色発光が極めて強く長波長の深い準位からの発光は従
来の結晶に比べて１０’桁以上優れたものが得られてい
る。
（ハ） 発明が解決しようとする問題点熱るに、このよ
うなＭＢＥ法を用いたとしても深い準位を有さす、青色
発光だけが可能な浅いレベルのみを有するｐ型ＺｎＳｅ
は未だ得られていない。
うなＭＢＥ法を用いたとしても深い準位を有さす、青色
発光だけが可能な浅いレベルのみを有するｐ型ＺｎＳｅ
は未だ得られていない。
（ニ）問題点を解決するための手段
本発明は断る点に鑑み−Ｃなされたもので、その構成的
特徴はＺｎが収納されたＺｎセル、Ｓｅが収納されＳｅ
セル及びＰが収納されたＰセルを準備し、ト記各セルよ
り各収納材料を分子線として飛翔せしめＺｎＳｅを成長
する方法において、上記Ｐセルの温度を１５０〜３５０
℃としたことにある。
特徴はＺｎが収納されたＺｎセル、Ｓｅが収納されＳｅ
セル及びＰが収納されたＰセルを準備し、ト記各セルよ
り各収納材料を分子線として飛翔せしめＺｎＳｅを成長
する方法において、上記Ｐセルの温度を１５０〜３５０
℃としたことにある。
〈ホ〉 作用
斯る方法により得られたＺｎＳｅのフォトルミネッセン
スにはアイ２セプタし・ベルに束縛された励起子に起因
する波長４４４．２３ｎｍの発光が得られる。
スにはアイ２セプタし・ベルに束縛された励起子に起因
する波長４４４．２３ｎｍの発光が得られる。
くべ〉 実施例
ＭＢＥ法を用いてＺｎＳｅを成長させる条件は基板とし
てＧ ａ Ａ ｓ （１００）を用い、機械的化学的に
結晶表面を清浄化したのち、ＭＢＥ装置の成長室へ基板
を挿入する。このときの成長室の真空度は１０”Ｔｏｒ
ｒ以下の超高真空に保持きれている。ｐ型ＺｎＳｅ単結
晶形成に用いるソース材料としては６ＮのＺｎ、２００
℃の真空中で純化した６ＮグレードのＳｅ及び６ＮのＰ
を用いるｓ ＺｎＳｅの単結晶成長には、成長前にＧ
ａ Ａ ｓ （１００）基板を６２０″Ｃ約２０分間保
持し、結晶表面を清浄化したのち、ＺｎＳｅ！Ｌ結晶が
エピタキシャル成長する温度まで降下さける。ここでは
約３２０℃に保持されている。上記Ｚｎソース材料を入
れたセルを約３００℃、上記Ｓｅソース材料を入れたセ
ルを約２１０°Ｃ１上記Ｐソース材料を入れたセルを１
５０℃に保持し、Ｚｎ、Ｓｅ及びＰを分子線状にしてＧ
ａＡｓ基板上に到達させる七ＺｎＳｅがＧａＡｓ基板上
にエピタキシャル成長する。
てＧ ａ Ａ ｓ （１００）を用い、機械的化学的に
結晶表面を清浄化したのち、ＭＢＥ装置の成長室へ基板
を挿入する。このときの成長室の真空度は１０”Ｔｏｒ
ｒ以下の超高真空に保持きれている。ｐ型ＺｎＳｅ単結
晶形成に用いるソース材料としては６ＮのＺｎ、２００
℃の真空中で純化した６ＮグレードのＳｅ及び６ＮのＰ
を用いるｓ ＺｎＳｅの単結晶成長には、成長前にＧ
ａ Ａ ｓ （１００）基板を６２０″Ｃ約２０分間保
持し、結晶表面を清浄化したのち、ＺｎＳｅ！Ｌ結晶が
エピタキシャル成長する温度まで降下さける。ここでは
約３２０℃に保持されている。上記Ｚｎソース材料を入
れたセルを約３００℃、上記Ｓｅソース材料を入れたセ
ルを約２１０°Ｃ１上記Ｐソース材料を入れたセルを１
５０℃に保持し、Ｚｎ、Ｓｅ及びＰを分子線状にしてＧ
ａＡｓ基板上に到達させる七ＺｎＳｅがＧａＡｓ基板上
にエピタキシャル成長する。
このようにして成長したＺｎＳｅのフォトルミネッセン
スを調べたところ第１図に示す結果が得られた。
スを調べたところ第１図に示す結果が得られた。
第１図中エフの発光はアクセプタレベルに束縛された励
起子（ギャップエネルギ２．７９１ｅｖ）から発する波
長４４４．２３ｎＩ１１の光であり、またＤ−Ａの発光
はアクセプタレベルとドナーレベルとのレベル間のギャ
ップエネルギ（２，７２１ｅｖ）により発する波長４４
５、５ｎｍの光である。
起子（ギャップエネルギ２．７９１ｅｖ）から発する波
長４４４．２３ｎＩ１１の光であり、またＤ−Ａの発光
はアクセプタレベルとドナーレベルとのレベル間のギャ
ップエネルギ（２，７２１ｅｖ）により発する波長４４
５、５ｎｍの光である。
このことより、上記成長したＺ ｎ Ｓ ｅ Ｍ中に浅
いアクセプタレベルを有するｐ型頭域が存在することが
判明した。更に、図示していないが５００ｒ＋ｍ以上の
波長を有する光はほとんどＩ！察されず、従ってＰドー
プによる深いレベルの発生は抑止されていることも判明
した。
いアクセプタレベルを有するｐ型頭域が存在することが
判明した。更に、図示していないが５００ｒ＋ｍ以上の
波長を有する光はほとんどＩ！察されず、従ってＰドー
プによる深いレベルの発生は抑止されていることも判明
した。
尚、第１図中エフｘはアクセプタ及びドナのレベルに全
く束縛されない励起子（ギャップエネルギ２．８００＝
ｖ）による発光であり、その波長は４４２．８４ｎｍで
ある。またＩ２はどナレベルに束ｇすれた励起・子（ギ
ャップエネルギ２．７９５ｅＶ）による発光であり、そ
の波長は４４３．６０ｎｍである。このようなドナレベ
ルの発生については未だ原因が判明していないが、分子
線源に混入されたｎ型ドーパ〉トの影響及び結晶欠陥発
生による影響より発生するものと考えられる。従って分
子線源の純度を高める等の方法による上記１２の発光を
抑止でさる。
く束縛されない励起子（ギャップエネルギ２．８００＝
ｖ）による発光であり、その波長は４４２．８４ｎｍで
ある。またＩ２はどナレベルに束ｇすれた励起・子（ギ
ャップエネルギ２．７９５ｅＶ）による発光であり、そ
の波長は４４３．６０ｎｍである。このようなドナレベ
ルの発生については未だ原因が判明していないが、分子
線源に混入されたｎ型ドーパ〉トの影響及び結晶欠陥発
生による影響より発生するものと考えられる。従って分
子線源の純度を高める等の方法による上記１２の発光を
抑止でさる。
次いで、第２図にＰセルの温度とＥ記Ｉ、の強度との関
係を示す。
係を示す。
第２図より明らかな如く、Ｂの強度はＰセル温度が約２
６０℃〜３５０℃の間では一段と強くなることが判明し
た。尚、Ｐセル温度が１５０＠〜３５０°でもフォトル
ミネッセンス特性は第１図と同様な傾向を示す。
６０℃〜３５０℃の間では一段と強くなることが判明し
た。尚、Ｐセル温度が１５０＠〜３５０°でもフォトル
ミネッセンス特性は第１図と同様な傾向を示す。
（ト）発明の効果
本発明によれば、浅いアクセプタレベルのみを有し、青
色発光材料として好適なｐ型ＺｎＳｅを成長可能である
。
色発光材料として好適なｐ型ＺｎＳｅを成長可能である
。
第１図は本発明の実施例により得られたＺｎＳｅ層のフ
ォトルミネッセンスを示す特性図、第２図はＰセル温度
とＩ〒の強度との関係を示す特性図である。
ォトルミネッセンスを示す特性図、第２図はＰセル温度
とＩ〒の強度との関係を示す特性図である。
Claims (1)
- （１）Ｚｎが収納されたＺｎセル、Ｓｅが収納されＳｅ
セル及びＰが収納されたＰセルを準備し、上記各セルよ
り各収納材料を分子線として飛翔せしめＺｎＳｅを成長
する方法において、上記Ｐセルの温度を１５０〜３５０
℃としたことを特徴とするｐ型ＺｎＳｅの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60219461A JPS6279630A (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | Ｐ型ＺｎＳｅの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60219461A JPS6279630A (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | Ｐ型ＺｎＳｅの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6279630A true JPS6279630A (ja) | 1987-04-13 |
Family
ID=16735788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60219461A Pending JPS6279630A (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | Ｐ型ＺｎＳｅの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6279630A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251240A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Ｐ型ＺｎＳｅの製造方法 |
| US5028561A (en) * | 1989-06-15 | 1991-07-02 | Hughes Aircraft Company | Method of growing p-type group II-VI material |
-
1985
- 1985-10-02 JP JP60219461A patent/JPS6279630A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251240A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Ｐ型ＺｎＳｅの製造方法 |
| US5028561A (en) * | 1989-06-15 | 1991-07-02 | Hughes Aircraft Company | Method of growing p-type group II-VI material |
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