JPS63151700A - 2−6族化合物半導体の成長法 - Google Patents

2−6族化合物半導体の成長法

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Publication number
JPS63151700A
JPS63151700A JP29702586A JP29702586A JPS63151700A JP S63151700 A JPS63151700 A JP S63151700A JP 29702586 A JP29702586 A JP 29702586A JP 29702586 A JP29702586 A JP 29702586A JP S63151700 A JPS63151700 A JP S63151700A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound semiconductor
substrate
growth
epitaxial growth
zns
Prior art date
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Pending
Application number
JP29702586A
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English (en)
Inventor
Masahiko Kitagawa
雅彦 北川
Yoshitaka Tomomura
好隆 友村
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS63151700A publication Critical patent/JPS63151700A/ja
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、「−n族化合物半導体例えばZnS。
Zn5e、ZnTeあるいはこれらよりなる固溶体もし
くは超構造結晶のエピタキシャル成長法に関するもので
ある。
〈従来技術上その問題点〉 直接遷移型のワイドギヤラグを有するZnS。
Zn5e、znTe等のH−n族化合物半導体は紫外光
から青色、緑色光に至る高効率の発光が可能である。し
かしながら現在までにp型、n型の両電導型とも制御す
ることのできる結晶成長技術が開発されていないため、
産業上実用化が可能な半導体素子としての応用の範囲は
極めて限られている。
すなわち、これらの化合物のうちではZnSのみが主と
して螢光体として実用化されているにとどまっている。
近年、他の化合物では不可能である可視短波長〜紫外光
領域での注入型高効率発光素子を実現するための研究が
、MOCVD(有機金属化学堆積)法、MBE(分子線
エピタキシー)法等の新薄膜単結晶底長技術により行な
われつつある。MOCVD法やMBE法等の新成長技術
は、純度の高い結晶を制御性良く得ることができる方法
として一−v族化合物半導体についてほぼ確立されつつ
あり、■−■族化合物半導体においてもこれら技術の確
立が急がれている。しかしながら、従来のMOCVD法
やMBE法等を用いた■−■族化合物半導体のエピタキ
シャル成長においては、成長用基板として結晶格子定数
等が比較的近いI−V族化合物半導体が用いられてきた
ため、上記新成長技術の利点を減殺する多くの問題点が
残されたままになっている。すなわち、GaAs等の異
質基板を用いるヘテロエピタキシャル成長においては、
(1)格子定数が一致しないため、成長時にミスフィ7
)による欠陥が必然的に発生する。
(2)格子定数を一致させるために新たな元素を付加し
て基板化合物を混晶化あるいは逆に成長結晶全混晶化す
る試みは可能であるが、厳密に再現性良く制御すること
は極めて困難である。従って(1)と同様の問題の解決
は極めて難しい。
(3)  基板結晶と成長結晶は異質の結晶であるため
、熱膨張係数が異なり、成長結晶には必然的に引張り応
力あるいは圧縮応力が働き、成長後の温度変化時(降温
時、熱プロセス時)に欠陥の生成が誘起される。
(4)I−V族化合物半導体、Iv族元素半導体等は全
てが材料的に見て■−■族化合物半導体の不純物として
働き、成長過程で必然的に結晶中に混入するため成長結
晶の純度を低下させる。
これらの点は、I−VI族化合物半導体の物性制御(p
+n電導型制御)に必要である高品質結晶すなわち純度
が従来以上に高くしかも欠陥密度の低い良質結晶を得る
上で、極めて大きな障害となっている。
〈発明の目的〉 本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、Z
nS、Zn5e+ZnTe等の…−■族化合物半導体の
エピタキシャル成長用基板としてノ・ロダン輸送法によ
り成長させたZnS、Zn5e等のノ(ルク単結晶を用
いることにより、純度が高くしかも欠陥の少ない高品質
の…−■族化合物半導体エピタキシャル単結晶膜を得る
成長法を提供するものである。
〈発明の概要〉 本発明のエピタキシャル単結晶膜成長方法の特徴は、Z
nS、Zn5e、ZHTe等のI−%’I族化合物半導
体のエピタキシャル成長に際して、ハロゲンを輸送媒体
とする化学輸送成長法により成長させたバルク単結晶を
成長用基板として用いることである。ハロゲン化学輸送
法により高品質のZnS。
Zn5e等のバルク単結晶を成長させることが可能とな
り、基板用単結晶の作製技術として確立させることがで
きた。
例えば、沃素を輸送媒体として、寸法2an程度の単結
晶が容易に成長され、I X I X O,05crn
3程ぞ 度の基板ウェーハネ作製することができる。これらの基
板結晶はEPDが約I Q、’crn2であり、現在実
用化されているI−V族化合物半導体基板と同程度であ
る。本発明に係る成長用基板は、熱処理等を付与するこ
とにより安定な高抵抗基板あるいは低抵抗基板とするこ
とも可能であり、エピタキシャル成長用として必要な各
種の物性、および基板方位等の結晶仕様を指定すること
もできる。これらのことは、沃素以外の臭素、塩素、弗
素等を輸送媒体とするハロゲン輸送法により得られたバ
ルク単結晶°でも同様である。)・ロゲンを輸送媒体と
して得られたZnS、Zn5e等のバルク単結晶中には
不純物として小量のハロゲンが混入しているが、他の不
純物や欠陥密度が低く、ハロゲン以外の不純物は結晶の
性質に影響を与えない。一方、ハロゲンはその大部分を
高温での熱処理により、結晶外へ拡散させて濃度を低減
させることができるため、十分に安定な基板結晶を得る
ことが可能となる。ただし沃素に関しては、熱処理によ
って結晶中濃度があまり変化しないが、結晶中で比較的
安定であり、そのため、通常のエピタキシャル成長にお
いては沃素の混入した基板はそのまま十分に安定かつ高
品質な基板として使用することができる。ハロゲン輸送
法により成長させて得たバルク単結晶から作製した基板
は半導体に必要な通常の表面化学処理を容易に行うこと
が可能であり、エピタキシャル成長用高品質基板が得ら
れる。これらのI−M族化合物半導体基板上にZnSや
Zn5e等のH−■族化合物半導体をエピタキシャル成
長させることによりホモエピタキシャル成長が実現でき
高品質単結晶が得られる。
尚、作製される成長層は単結晶に限定されず、多結晶、
微結晶あるいは非晶質であっても良い。
〈実施例〉 以下、本発明を実施例に従って説明する。
実施例(1) ハロゲン元素である沃素を輸送媒体として得たZnSバ
ルク単結晶から作製したZnS基板((+00)。
(+10)、(+++))  上にMBE法により、Z
nSホモエピタキシャル単結晶を成長させた。従来のG
aASやSiを用いた基板上にヘテロエピタキシャル成
長させたZnS単結晶と比較するとPL(フォトルミネ
センス)において深い準位からの発光が極めて弱く高品
質ZnSエピタキシャル単結晶薄膜が得られていること
が明らかとなった。
実施例(2) ハロゲン輸送法により成長させて得たZn5eバルク単
結晶から作製した各種面方位を有するZn5e基板上に
、MOCvD法によりZn5eホモエピタキシヤル単結
晶の成長を行なった。PLによる評価では、アンドープ
において深い単位からの発光は全く観測されず、また弱
励起下ではパ/ド端からの発光も弱く高抵抗高純度結晶
が得られていることが判明した。PL励起強度を増すと
バンドギャップエネルギー(波長)での発光のみが著し
く強く観測された。
上記MOCVD法を用いた成長過程でAtを添加するこ
とによりn型電導体層を制御性良く成長させることがで
きた。これらの結晶の表面平坦性は高く、またRHEE
D(反射電子線回折)により観察した結果高品質単結晶
膜であることが明らかとなった。
実施例(3) MBE成長装置を用いた超高真空中において、原料が収
容されているルツボ上のシャッターヲ開閉制御すること
によりZnS’z単原子層ずつ積み上げる原子層エピタ
キシャル成長法による単結晶放炎を行なった。基板温度
を適宜制御設定することにより(III)Zn、(II
I)S基板上にZnSのホモ原子層エピタキシャル成長
膜を得ることができた。この成長膜は平坦性が高く不純
物の少ない高品質単結晶膜であυ、膜厚制御性も良好で
ある。尚、GaAs等の異種基板上へ同様の成長を行な
うと制御性良く単結晶を得ることは不可能であった。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、ハロゲン輸送法
により得られたバルク単結晶から作製したZnS、Zn
5e、ZnTe等のエピタキシャル成長用基板を用いて
高純度かつ欠陥の少ないH−■族化合物半導体のエピタ
キシャル単結晶を成長させることが可能となり、■−■
族化合物半導体の電導型制御のために必要な高品質エピ
タキシャル単結晶を成長させる基礎的技術が確立される
ことになる。本発明は、従来厘−v族化合物あるいはI
V族元素半導体を基板として用いてきた成長法に比し、
■−■族化合物半導体例えばZ nS 、Z n S 
e +ZnTeまたはこれらの化合物固溶体結晶もしく
は超格子構造結晶等の高純度成長方法として新規基礎技
術を提供することは明らかである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ハロゲンを輸送媒体とする化学輸送法で作製された
    II−VI族化合物半導体の基板上にII−VI族化合物半導体
    のエピタキシャル成長層を成長させることを特徴とする
    II−VI族化合物半導体の成長法。 2、エピタキシャル成長層の成長法としてMO−CVD
    法、MBE法または原子層エピタキシャル成長法を用い
    る特許請求の範囲第1項記載のII−VI族化合物半導体の
    成長法。
JP29702586A 1986-12-12 1986-12-12 2−6族化合物半導体の成長法 Pending JPS63151700A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29702586A JPS63151700A (ja) 1986-12-12 1986-12-12 2−6族化合物半導体の成長法
US07/750,432 US5204283A (en) 1986-12-12 1991-08-20 Method of growth II-VI semiconducting compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29702586A JPS63151700A (ja) 1986-12-12 1986-12-12 2−6族化合物半導体の成長法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63151700A true JPS63151700A (ja) 1988-06-24

Family

ID=17841249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29702586A Pending JPS63151700A (ja) 1986-12-12 1986-12-12 2−6族化合物半導体の成長法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63151700A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980018445A (ko) * 1996-08-12 1998-06-05 구라우치 노리타카 ZnSe 결정의 열처리 방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980018445A (ko) * 1996-08-12 1998-06-05 구라우치 노리타카 ZnSe 결정의 열처리 방법

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