JPS63156097A - セレン化亜鉛の成長方法 - Google Patents
セレン化亜鉛の成長方法Info
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- JPS63156097A JPS63156097A JP30203786A JP30203786A JPS63156097A JP S63156097 A JPS63156097 A JP S63156097A JP 30203786 A JP30203786 A JP 30203786A JP 30203786 A JP30203786 A JP 30203786A JP S63156097 A JPS63156097 A JP S63156097A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
産業上の利用分野
本発明は電気的、光学的特性に優れ、かつ結晶の表面モ
ホロジーが良好なセレン化亜鉛（以下、Ｚｎ５ｅと記す
）結晶膜を成長する方法に関するものである。
ホロジーが良好なセレン化亜鉛（以下、Ｚｎ５ｅと記す
）結晶膜を成長する方法に関するものである。
従来の技術
Ｚｎ５ｅは直接遷移型でバンドギャップが青色の発光領
域にあるため、単色性が良く発光効率の高い青色発光ダ
イオード（ＬＥＤ）の材料上して期待されている。Ｚｎ
５ｅは古くから高圧溶融法、化学輸送法、昇華法等の方
法により単結晶が成長されてきた。しかしこれら成長法
によるＺｎ５ｅはＺｎ融液中で熱処理を行うことにより
、ｎ型伝導を有する結晶は比較的容易に得られるのに対
し、Ｐ型伝導を有する結晶を得ることは非常に困難であ
った。この様に一方の伝導型しか得られない現象は広い
バンドギャップを持つ半導体特有の現象で、自己補償効
果、あるいは不純物汚染が原因であると言われている。
域にあるため、単色性が良く発光効率の高い青色発光ダ
イオード（ＬＥＤ）の材料上して期待されている。Ｚｎ
５ｅは古くから高圧溶融法、化学輸送法、昇華法等の方
法により単結晶が成長されてきた。しかしこれら成長法
によるＺｎ５ｅはＺｎ融液中で熱処理を行うことにより
、ｎ型伝導を有する結晶は比較的容易に得られるのに対
し、Ｐ型伝導を有する結晶を得ることは非常に困難であ
った。この様に一方の伝導型しか得られない現象は広い
バンドギャップを持つ半導体特有の現象で、自己補償効
果、あるいは不純物汚染が原因であると言われている。
そこで最近、自己補償効果、不純物汚染等の問題を低減
する目的で、非熱平衡状態下でかつ低温成長が可能な分
子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）や有機金冑気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）が用いられるようになった。これらの
成長には基板となる大型で良質なＺｎ５ｅ単結晶が得ら
れていないため、比較的格子定数の合った砒化ガリウム
（ＧａＡｓ）が主に用いられており、従来法では得られ
なかった比較的良質の単結晶膜が得られている。
する目的で、非熱平衡状態下でかつ低温成長が可能な分
子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）や有機金冑気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）が用いられるようになった。これらの
成長には基板となる大型で良質なＺｎ５ｅ単結晶が得ら
れていないため、比較的格子定数の合った砒化ガリウム
（ＧａＡｓ）が主に用いられており、従来法では得られ
なかった比較的良質の単結晶膜が得られている。
ＭＯＣＶＤ法は亜鉛原料にジメチル亜鉛（ＤＭＺ）ある
いはジエチル亜鉛（ＤＥＺ）等の有機金属化合物を用い
るが、セレン原料としてジメチルセレン（ＤＭＳｅ）あ
るいはジエチルセレン（Ｄ Ｅ Ｓｅ）等の有機化合物
を用いる方法とセレン化水素（ＨｚＳｅ）を用いる方法
の２種類がある。
いはジエチル亜鉛（ＤＥＺ）等の有機金属化合物を用い
るが、セレン原料としてジメチルセレン（ＤＭＳｅ）あ
るいはジエチルセレン（Ｄ Ｅ Ｓｅ）等の有機化合物
を用いる方法とセレン化水素（ＨｚＳｅ）を用いる方法
の２種類がある。
セレン原料にＨ２Ｓｅを用いるとＤＭＺあるいはＤＥＺ
との反応性が高＜、２５０℃程度の低温でもＺｎ５ｅの
単結晶膜が成長可能である。成長温度２５０℃付近で成
長したＺｎ５ｅは低抵抗のｎ型伝導を示し、フォトルミ
ネッセンス強度も強く、アクセプタ性の深いトラップ準
位の少ない良質の結晶となる。さらに成長温度を高（す
るとアクセプタ性の深いトラップ準位が多数導入され、
補償され急激に高抵抗となる。
との反応性が高＜、２５０℃程度の低温でもＺｎ５ｅの
単結晶膜が成長可能である。成長温度２５０℃付近で成
長したＺｎ５ｅは低抵抗のｎ型伝導を示し、フォトルミ
ネッセンス強度も強く、アクセプタ性の深いトラップ準
位の少ない良質の結晶となる。さらに成長温度を高（す
るとアクセプタ性の深いトラップ準位が多数導入され、
補償され急激に高抵抗となる。
発明が解決しようとする問題点
しかしこの方法で成長したＺｎ５ｅは表面に＜１１０＞
方向の強いリップルが発生し、単結晶膜表面が平坦とは
ならない。この様なリップルは電流の流れが不均一にな
るなど青色ＬＥＤを作成するには不都合となる。
方向の強いリップルが発生し、単結晶膜表面が平坦とは
ならない。この様なリップルは電流の流れが不均一にな
るなど青色ＬＥＤを作成するには不都合となる。
一方、セレン原料としてセレンの有機化合物を用いる方
法では、セレンと亜鉛の有機化合物の反応性が低いため
に、成長温度として５００〜６００℃と比較的高温が必
要となる。その結果、アクセプタ性の深い準位が多数導
入され、補償された高抵抗のＺｎ５ｅＬか得ることがで
きない。しかし、結晶表面にはリップル、が発生せず、
表面の平坦な鏡面の単結晶膜が得られる。
法では、セレンと亜鉛の有機化合物の反応性が低いため
に、成長温度として５００〜６００℃と比較的高温が必
要となる。その結果、アクセプタ性の深い準位が多数導
入され、補償された高抵抗のＺｎ５ｅＬか得ることがで
きない。しかし、結晶表面にはリップル、が発生せず、
表面の平坦な鏡面の単結晶膜が得られる。
Ｚｎ５ｅ単結晶膜を青色のＬＥＤに応用する場合、電気
的、光学特性に擾れ、かつ結晶表面の平坦なものが得ら
れる成長方法を確立する必要がある。
的、光学特性に擾れ、かつ結晶表面の平坦なものが得ら
れる成長方法を確立する必要がある。
問題点を解決するための手段
ＭＯＣＶＤ法で成長した単結晶膜の表面状態は、成長開
始時の下地の結晶状態に強く依存する。
始時の下地の結晶状態に強く依存する。
本発明は、セレン原料にセレンの有機化合物を用いて成
長したＺｎ５ｅは表面状態が良好で、Ｈ２Ｓｅを用いて
成長したＺｎ５ｅは電気的及び光学的に優れているとい
う実験結果をもとにして、ＧａＡｓ基板上に、セレンの
有機化合物を用いてＺｎ５ｅを成長し、さらにその上に
、Ｈ２Ｓｅを用いてＺｎ５ｅを成長するものである。
長したＺｎ５ｅは表面状態が良好で、Ｈ２Ｓｅを用いて
成長したＺｎ５ｅは電気的及び光学的に優れているとい
う実験結果をもとにして、ＧａＡｓ基板上に、セレンの
有機化合物を用いてＺｎ５ｅを成長し、さらにその上に
、Ｈ２Ｓｅを用いてＺｎ５ｅを成長するものである。
作用
本発明により、表面が平坦で、かつ電気的及び光学的特
性の優れたＺｎ５ｅ単結晶膜を成長するこ断面図であり
、ＧａＡｓ基板１上に第１層Ｚｎ５ｅ２゜第２層Ｚｎ５
ｅ３を積層したものである。第２図はＭＯＣＶＤ成長装
置の概略図である。原料のうち有機金属化合物のＤＭＺ
４とＤＭＳｅ５は所定の温度に保温し、マスフローコン
トローラ６により流量制御された水素（Ｈ２）と共に反
応管７に送られる。一方Ｈ２Ｓ ｅはＨ２で１０％に希
釈したものを用い、マス７０−コントローラ６により流
量制御され反応管７に送られる。これらの原料のキャリ
アガスとしてＨ２を用いている。
性の優れたＺｎ５ｅ単結晶膜を成長するこ断面図であり
、ＧａＡｓ基板１上に第１層Ｚｎ５ｅ２゜第２層Ｚｎ５
ｅ３を積層したものである。第２図はＭＯＣＶＤ成長装
置の概略図である。原料のうち有機金属化合物のＤＭＺ
４とＤＭＳｅ５は所定の温度に保温し、マスフローコン
トローラ６により流量制御された水素（Ｈ２）と共に反
応管７に送られる。一方Ｈ２Ｓ ｅはＨ２で１０％に希
釈したものを用い、マス７０−コントローラ６により流
量制御され反応管７に送られる。これらの原料のキャリ
アガスとしてＨ２を用いている。
半導体基板８はカーボンサセプタ９上に設置し、サセプ
タ９内に埋込んだヒーターにより成長温度に加熱する。
タ９内に埋込んだヒーターにより成長温度に加熱する。
半導体基板８にはＧａＡｓを用いた。反応管７内はロー
クリポンプ１０により減圧に保つことができる。
クリポンプ１０により減圧に保つことができる。
この成長装置により、
ＤＭＺ供給量３．７Ｘ１０ ｍｏｌ／ｍｉｎ。
ＤＭＳｅ供給量１．４８Ｘ１０ ｍｏｌ／ｍａｉｎ、
総ガス流’ｌｘ １ 、 Ｏｅ／ｗｉｎ 、管内圧力１
００Ｔｏｒｒ、成長温度５５０℃で、第１図示のように
、ＧａＡｓ基板１上に第１層Ｚ ｎ Ｓ ｅ ２を約１
ＤＩ１１成長したその後、原料の供給を停止し、基板の
温度を２５０℃に降温し、再び、ＤＭＺ供給ｆｆ１３．
７ Ｘ １０ ｍｏｌ／ｌｌ１ｉｎ。
総ガス流’ｌｘ １ 、 Ｏｅ／ｗｉｎ 、管内圧力１
００Ｔｏｒｒ、成長温度５５０℃で、第１図示のように
、ＧａＡｓ基板１上に第１層Ｚ ｎ Ｓ ｅ ２を約１
ＤＩ１１成長したその後、原料の供給を停止し、基板の
温度を２５０℃に降温し、再び、ＤＭＺ供給ｆｆ１３．
７ Ｘ １０ ｍｏｌ／ｌｌ１ｉｎ。
Ｈ２Ｓ ｅ供給１３．７ Ｘ １０ ｍａｔ／ｌｌ１
ｉｎ、総ガス流量１５０ｃｃ／ｗｉｎ、管内圧力０．７
Ｔｏｒｒの条件で、第２層Ｚｎ５ｅ３を約２μｍ成長し
た。
ｉｎ、総ガス流量１５０ｃｃ／ｗｉｎ、管内圧力０．７
Ｔｏｒｒの条件で、第２層Ｚｎ５ｅ３を約２μｍ成長し
た。
このようにして得られたＺｎ５ｅ単結晶膜は、表面が平
坦で鏡面の良好な表面状態を有し、かつ、７７Ｋにおけ
るキャリア濃度が５．０ＸＩＯｃｍ 。
坦で鏡面の良好な表面状態を有し、かつ、７７Ｋにおけ
るキャリア濃度が５．０ＸＩＯｃｍ 。
移動度が４５００ｃ＋ｊ／ｖ、ｓｅｃと、低補償であり
、フォトルミ強度も強（、良好な電気的、光学的特性を
示した。
、フォトルミ強度も強（、良好な電気的、光学的特性を
示した。
発明の効果
以上のように、ＧａＡｓ基板上に、ＤＭＺとＤＭＳｅを
用いて第１層のＺｎ５ｅを成長し、さらにその上に、Ｄ
ＭＺとＨ２Ｓｅを用いて第２層のＺｎ５ｅを成長するこ
とにより、結晶表面が平坦で、かつ電気的及び光学的特
性の優れたＺｎ５ｅ単結晶膜が得られる。
用いて第１層のＺｎ５ｅを成長し、さらにその上に、Ｄ
ＭＺとＨ２Ｓｅを用いて第２層のＺｎ５ｅを成長するこ
とにより、結晶表面が平坦で、かつ電気的及び光学的特
性の優れたＺｎ５ｅ単結晶膜が得られる。
さらに実施例では亜鉛原料にＤＭＺ、セレン原料にＤＭ
Ｓｅを用いたが、ＤＥＺとＤＥＳｅを用いても同様の効
果となる。
Ｓｅを用いたが、ＤＥＺとＤＥＳｅを用いても同様の効
果となる。
第１図は本発明の実施によって得られた結晶の断面図、
第２図は本発明実施例で用いた製造装置の概略図である
。 ■・・・・・・Ｇａ Ａｓ基板、２・・・・・・第１層
Ｚｎ５ｅ、３・・・・・・第２層Ｚｎ５ｅ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名１−Ｃｒユ
Ａｓ基氷 ？−男１層Ｚ？Ｌ Ｓａ
第２図は本発明実施例で用いた製造装置の概略図である
。 ■・・・・・・Ｇａ Ａｓ基板、２・・・・・・第１層
Ｚｎ５ｅ、３・・・・・・第２層Ｚｎ５ｅ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名１−Ｃｒユ
Ａｓ基氷 ？−男１層Ｚ？Ｌ Ｓａ
Claims (1)
- 半導体基板上に、亜鉛の有機化合物とセレンの有機化
合物とを反応させてセレン化亜鉛を成長させ、さらにそ
の上に、亜鉛の有機化合物とセレン化水素とを反応させ
て成長することを特徴とするセレン化亜鉛の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30203786A JPS63156097A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | セレン化亜鉛の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30203786A JPS63156097A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | セレン化亜鉛の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63156097A true JPS63156097A (ja) | 1988-06-29 |
Family
ID=17904143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30203786A Pending JPS63156097A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | セレン化亜鉛の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63156097A (ja) |
-
1986
- 1986-12-18 JP JP30203786A patent/JPS63156097A/ja active Pending
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