JPS63194340A - 化合物半導体結晶の製造方法 - Google Patents
化合物半導体結晶の製造方法Info
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- JPS63194340A JPS63194340A JP2842487A JP2842487A JPS63194340A JP S63194340 A JPS63194340 A JP S63194340A JP 2842487 A JP2842487 A JP 2842487A JP 2842487 A JP2842487 A JP 2842487A JP S63194340 A JPS63194340 A JP S63194340A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板上にミスフィツト転位を
生じない状態で、水銀・カドミウム・テルル（ＨｇＣｄ
Ｔｅ）の結晶層を気相エピタキシャル成長する方法であ
って、ＧａＡｓ基板上に予め、亜鉛・セレン・テルル（
Ｚｎ ５ｅｌ−、Ｔｅ ｙ （０≦ｙ ＜０．４３）
］の結晶層をＧａＡｓ基板に対してミスフィツト転位を
生じない所定の厚さで形成した後、この基板上に亜鉛元
素とセレン、カドミウム、テルル、水銀のうちの少なく
とも一元素を組み合わせた化合物半導体結晶を多層構造
に形成した後、その上に最上層としてＨｇ＋−ｘ Ｃｄ
、 Ｔｅの結晶層を気相エピタキシャル成長方法で形成
する方法。
生じない状態で、水銀・カドミウム・テルル（ＨｇＣｄ
Ｔｅ）の結晶層を気相エピタキシャル成長する方法であ
って、ＧａＡｓ基板上に予め、亜鉛・セレン・テルル（
Ｚｎ ５ｅｌ−、Ｔｅ ｙ （０≦ｙ ＜０．４３）
］の結晶層をＧａＡｓ基板に対してミスフィツト転位を
生じない所定の厚さで形成した後、この基板上に亜鉛元
素とセレン、カドミウム、テルル、水銀のうちの少なく
とも一元素を組み合わせた化合物半導体結晶を多層構造
に形成した後、その上に最上層としてＨｇ＋−ｘ Ｃｄ
、 Ｔｅの結晶層を気相エピタキシャル成長方法で形成
する方法。
本発明は化合物半導体結晶の製造方法に係り、特にＧａ
Ａｓのような化合物半導体基板上に該基板と格子不整合
を生じない状態で水銀・カドミウム・テルルの化合物半
導体結晶を製造する方法に関する。
Ａｓのような化合物半導体基板上に該基板と格子不整合
を生じない状態で水銀・カドミウム・テルルの化合物半
導体結晶を製造する方法に関する。
赤外線検知素子を形成する材料としてエネルギーバンド
ギャップの狭い水銀・カドウミム・テルルの化合物半導
体結晶を薄層状態に形成した結晶が用いられている。
ギャップの狭い水銀・カドウミム・テルルの化合物半導
体結晶を薄層状態に形成した結晶が用いられている。
この薄層状態の結晶では素子形成の工程で強度が弱い等
の問題があり、素子形成に都合が良く、また形成される
素子の絶縁耐圧を高めるために、この薄層状態の結晶の
形成方法としてサフィア（α−Ａ Ｉｔ ｚｏｉ）やス
ピネル（ＭｇＯ・ Ａｘｚ（１＋）等の絶縁性基板上に
気相エピタキシャル成長方法を用いて薄層の水銀・カド
ミウム・テルルの結晶が形成されている。
の問題があり、素子形成に都合が良く、また形成される
素子の絶縁耐圧を高めるために、この薄層状態の結晶の
形成方法としてサフィア（α−Ａ Ｉｔ ｚｏｉ）やス
ピネル（ＭｇＯ・ Ａｘｚ（１＋）等の絶縁性基板上に
気相エピタキシャル成長方法を用いて薄層の水銀・カド
ミウム・テルルの結晶が形成されている。
特に、ＧａＡｓのような半絶縁性の化合物半導体基板上
に水銀・カドウミム・テルルの化合物半導体結晶を薄層
状態に形成し、これを用いて高密度に集積化された赤外
線検知素子を珍成し、この検知素子を動作させるための
ＦＥＴ等の半導体素子を前記したＧａＡｓ基板に形成し
、赤外線を検知する素子とこの検知素子を動作させる半
導体素子を同一基板に一括形成した高性能な半導体装置
が形成されている。
に水銀・カドウミム・テルルの化合物半導体結晶を薄層
状態に形成し、これを用いて高密度に集積化された赤外
線検知素子を珍成し、この検知素子を動作させるための
ＦＥＴ等の半導体素子を前記したＧａＡｓ基板に形成し
、赤外線を検知する素子とこの検知素子を動作させる半
導体素子を同一基板に一括形成した高性能な半導体装置
が形成されている。
従来、第３図に示すようにＧａＡｓのような化合物半導
体基板１上に水銀・カドミウム・テルル（ｈ Ｉ−ＸＣ
ｄ、 Ｔｅ）の結晶層３を形成する場合、直接上記三元
の化合物半導体を形成することは困難であるので、例え
ば二元のＣｄＴｅのような化合物半導体をバッファーＮ
２として形成し、その上にＨｇ＋−ｘｃｄイＴｅの結晶
３を形成するようにしていた。
体基板１上に水銀・カドミウム・テルル（ｈ Ｉ−ＸＣ
ｄ、 Ｔｅ）の結晶層３を形成する場合、直接上記三元
の化合物半導体を形成することは困難であるので、例え
ば二元のＣｄＴｅのような化合物半導体をバッファーＮ
２として形成し、その上にＨｇ＋−ｘｃｄイＴｅの結晶
３を形成するようにしていた。
然し、ＧａＡｓの基板１上に形成されたＣｄＴｅの結晶
２は基板に対して格子定数が異なるため、ミスフィツト
転位（異種結晶間に於いて、それぞれの結晶の格子が一
敗しない、即ち格子不整合による転位）が発生し、その
ＣｄＴｅの上に形成されるＨｇ＋−ｘＣｄＸ Ｔｅの結
晶層の結晶性が悪くなる問題を生じていた。
２は基板に対して格子定数が異なるため、ミスフィツト
転位（異種結晶間に於いて、それぞれの結晶の格子が一
敗しない、即ち格子不整合による転位）が発生し、その
ＣｄＴｅの上に形成されるＨｇ＋−ｘＣｄＸ Ｔｅの結
晶層の結晶性が悪くなる問題を生じていた。
このミスフィツト転位を発生しない状態となる結晶層の
臨界厚さをｈｃとすると、このｈｃの値は文献１ （ア
メリカ合衆国特許、特許番号３．７８８．８９０号Ｐａ
ｔｅｎｔｅｄ Ｊａｎ、２９．１９７４）により第（１
）式に示すようになる。
臨界厚さをｈｃとすると、このｈｃの値は文献１ （ア
メリカ合衆国特許、特許番号３．７８８．８９０号Ｐａ
ｔｅｎｔｅｄ Ｊａｎ、２９．１９７４）により第（１
）式に示すようになる。
ｈｅ ＝ｂ （１−ν） ／４ｆ （１＋ｐ） ｃ
ｏｓλニニ１．１／ｆ （人） ・・・・
・・・・・・・・（１）ここでｈｃは臨界厚さ、ｆはミ
スフィツト転位数、νはポアソン比、λは基板上に形成
した結晶のスリップ面の方向と、該スリップ面と元の基
板の交線に立てた法線とのなす角度、ｂはバーガースベ
クトルの大きさを示す。
ｏｓλニニ１．１／ｆ （人） ・・・・
・・・・・・・・（１）ここでｈｃは臨界厚さ、ｆはミ
スフィツト転位数、νはポアソン比、λは基板上に形成
した結晶のスリップ面の方向と、該スリップ面と元の基
板の交線に立てた法線とのなす角度、ｂはバーガースベ
クトルの大きさを示す。
更にＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅの場合のｈｃの値は文献
２（Ｐｈｙｓ、５ｔａｔ、ｓｏｌ、 （ａｌｓｏ、６６
３（１９８３）、５ｕｂｊｅｃｔ Ｃ１ａｓｓｉｆｉｃ
ａｔｉｏｎ：１．５ ａｎｄｌｏ、２；２２．４，４
、ｂｙ Ｊ、Ｈ，Ｂａ５ｓｏｎａｎｄ ｌ＋、Ｂｏｏｙ
ｅｎｓ： Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｓ
ｆｉｔ Ｄｉｓｌ。
２（Ｐｈｙｓ、５ｔａｔ、ｓｏｌ、 （ａｌｓｏ、６６
３（１９８３）、５ｕｂｊｅｃｔ Ｃ１ａｓｓｉｆｉｃ
ａｔｉｏｎ：１．５ ａｎｄｌｏ、２；２２．４，４
、ｂｙ Ｊ、Ｈ，Ｂａ５ｓｏｎａｎｄ ｌ＋、Ｂｏｏｙ
ｅｎｓ： Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｓ
ｆｉｔ Ｄｉｓｌ。
ｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｌｇｃｄＴｅ）によって第（２
）式で示されている。
）式で示されている。
ｈｃ： １．８／ｆ（人） −−−−・−・−＋２
１この（１）、（２）式を組み合わせて基板上に該基板
と異なる結晶層を形成した場合、ミスフィツト転位を発
生しないｐｎ臨界厚ｈｃは第（２）式に示すようになる
。
１この（１）、（２）式を組み合わせて基板上に該基板
と異なる結晶層を形成した場合、ミスフィツト転位を発
生しないｐｎ臨界厚ｈｃは第（２）式に示すようになる
。
１．１／ｆ ＜ｈ ｃ＜１．８／ｆ −・・・−・・・
・（２） 尚、基板上に該基板と格子定数の異なる異種
結晶を形成した場合のミスフィツト数ｆを第（３）式に
示す。
・（２） 尚、基板上に該基板と格子定数の異なる異種
結晶を形成した場合のミスフィツト数ｆを第（３）式に
示す。
ｒ＝ｌ＜異種結晶層の格子定数／基板の格子定数）−１
１・・・・・・（３） この結果、従来の方法に於けるように、ＧａＡｓ基板上
にＣｄＴｅの結晶層を形成した場合、ミスフィツト数ｆ
＝１．４７Ｘ１０−″となり、このＣｄＴｅの結晶層
がミスフィツト転位を発生しない臨界厚さｈｃＯ値は、
第（２）′式を用いて算出すると７．５人〜１２．２人
の厚さとなる。この厚さはＣｄＴｅ結晶の格子面が１〜
２層重なった程度の厚さに等しく、このような薄い結晶
層を形成するのは製造上困難である。
１・・・・・・（３） この結果、従来の方法に於けるように、ＧａＡｓ基板上
にＣｄＴｅの結晶層を形成した場合、ミスフィツト数ｆ
＝１．４７Ｘ１０−″となり、このＣｄＴｅの結晶層
がミスフィツト転位を発生しない臨界厚さｈｃＯ値は、
第（２）′式を用いて算出すると７．５人〜１２．２人
の厚さとなる。この厚さはＣｄＴｅ結晶の格子面が１〜
２層重なった程度の厚さに等しく、このような薄い結晶
層を形成するのは製造上困難である。
本発明は上記した問題点を解決し、第１表に示すように
、ＧａＡｓ基板に対して格子間隔が近い、抽ちミスフィ
ツト数ｆ″の値が小さい結晶層を形成後、該結晶層に対
してミスフィツト転位を生じない、即ち格子間隔が近接
した結晶層を多層構造に形成した後、最終層としてＧａ
Ａｓ基板に対してミスフィツト転位が発生しない水銀・
カドミウム・テルルの結晶層の製造方法の提供を目的と
する。
、ＧａＡｓ基板に対して格子間隔が近い、抽ちミスフィ
ツト数ｆ″の値が小さい結晶層を形成後、該結晶層に対
してミスフィツト転位を生じない、即ち格子間隔が近接
した結晶層を多層構造に形成した後、最終層としてＧａ
Ａｓ基板に対してミスフィツト転位が発生しない水銀・
カドミウム・テルルの結晶層の製造方法の提供を目的と
する。
ここで本発明の方法に用いる結晶の格子定数を第１表に
示す。
示す。
第１表
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の化合物半導体結晶の製造方法は、ガリウム砒素
基板上に予め亜鉛・セレン・テルル（ＺｎＳｅｔ−、Ｔ
ｅ 、 （０≦ｙ ＜０．４３） ）の結晶層を、組成
を変動させて複数層積層形成後、該基板上に亜鉛元素と
セレン、水銀、カドミウム、テルルの元素のうちの少な
くとも一元素を含む化合物半導体結晶層を、組成を変動
させて複数層積層形成後、更に最上層に水銀・カドミウ
ム・テルルよりなる化合物半導体結晶層を積層形成する
ようにする。
基板上に予め亜鉛・セレン・テルル（ＺｎＳｅｔ−、Ｔ
ｅ 、 （０≦ｙ ＜０．４３） ）の結晶層を、組成
を変動させて複数層積層形成後、該基板上に亜鉛元素と
セレン、水銀、カドミウム、テルルの元素のうちの少な
くとも一元素を含む化合物半導体結晶層を、組成を変動
させて複数層積層形成後、更に最上層に水銀・カドミウ
ム・テルルよりなる化合物半導体結晶層を積層形成する
ようにする。
そして前記ガリウム砒素基板上に予め形成する亜鉛・セ
レン・テルル（Ｚｎ Ｓｅ、□Ｔｅ 、 （０≦ｙく０
．４３） ）の結晶層の厚さを５０Å〜〔６８０／ （
１＋ ２９ｙ） ）人の範囲とする。
レン・テルル（Ｚｎ Ｓｅ、□Ｔｅ 、 （０≦ｙく０
．４３） ）の結晶層の厚さを５０Å〜〔６８０／ （
１＋ ２９ｙ） ）人の範囲とする。
本発明の化合物半導体結晶の製造方法は、ＧａＡｓ基板
に、その基板に対してミスフィツト数が少ないＺｎ５ｃ
、−、Ｔｅｙ （０≦ｙ≦０．４３）の結晶層をまず形
成する。ここでＺｎ５ｅ＋−、Ｔｅ、の結晶層は５．６
６８ ＋０．４３４ｙ（入）の格子定数を有し、これを
格子間隔がＺｎ５ｅの場合で９層分、即ち５．６６８人
Ｘ９＝５０人程度の結晶層を形成すると、この結晶層は
技術的に成長可能な数字であり、この値が下限の限界と
なる。
に、その基板に対してミスフィツト数が少ないＺｎ５ｃ
、−、Ｔｅｙ （０≦ｙ≦０．４３）の結晶層をまず形
成する。ここでＺｎ５ｅ＋−、Ｔｅ、の結晶層は５．６
６８ ＋０．４３４ｙ（入）の格子定数を有し、これを
格子間隔がＺｎ５ｅの場合で９層分、即ち５．６６８人
Ｘ９＝５０人程度の結晶層を形成すると、この結晶層は
技術的に成長可能な数字であり、この値が下限の限界と
なる。
また基板上に該基板に対して異種結晶を形成する際の臨
界厚さは第（２）式に示すようにｈ Ｃ−１，８／ｆで
あり、またｆはミスフィツト数であるので、ｆ ＝（Ｚ
ｎＳｅ、−、Ｔｅ 、の格子定数／ ＧａＡｓの格子定
数）−１・・・・・・・・・（４） で表される。Ｚｎ５ｅ ＋□Ｔｅ 、の格子定数はＶｅ
ｇａｒｄ則により５．６６８ ＋０．４３４ｙ人である
ので、第（２）式および第（４）式を用いて、ＧａＡｓ
の基板上にＺｎ５ｅ、−、Ｔｅ 。
界厚さは第（２）式に示すようにｈ Ｃ−１，８／ｆで
あり、またｆはミスフィツト数であるので、ｆ ＝（Ｚ
ｎＳｅ、−、Ｔｅ 、の格子定数／ ＧａＡｓの格子定
数）−１・・・・・・・・・（４） で表される。Ｚｎ５ｅ ＋□Ｔｅ 、の格子定数はＶｅ
ｇａｒｄ則により５．６６８ ＋０．４３４ｙ人である
ので、第（２）式および第（４）式を用いて、ＧａＡｓ
の基板上にＺｎ５ｅ、−、Ｔｅ 。
の結晶層を形成した時のｈｃの値は第（５）式に示すよ
うになる。
うになる。
ｈ ｃ＝１．８／ｆ
＝（１，８）／ （（５，６６８＋０．４３４ｙ）１５
．６５３ ） −１＝１０．１７６／（０，０１５＋０
．４３４ｙ） ＝６８０／（１＋２９ｙ）・・・・・・
（５） 前記した下限の限界値と、（５）式に示した臨界厚さの
値の範囲内にＺｎ５ｅ１−、 Ｔｅ ｙ（０≦ｙ ＜０
．４３）の結晶層を形成するとＧａＡｓ１板に対してミ
スフィツト転位が発生しない状態でＺｎ５ｅ＋−ｙ Ｔ
ｅ 、（０≦ｙく０．４３）の結晶層が形成できる。
．６５３ ） −１＝１０．１７６／（０，０１５＋０
．４３４ｙ） ＝６８０／（１＋２９ｙ）・・・・・・
（５） 前記した下限の限界値と、（５）式に示した臨界厚さの
値の範囲内にＺｎ５ｅ１−、 Ｔｅ ｙ（０≦ｙ ＜０
．４３）の結晶層を形成するとＧａＡｓ１板に対してミ
スフィツト転位が発生しない状態でＺｎ５ｅ＋−ｙ Ｔ
ｅ 、（０≦ｙく０．４３）の結晶層が形成できる。
このようにすればＧａＡｓの基板上には該基板とミスフ
ィツト転位を生じない状態でこの結晶層の最上層に更に
水銀・カドミウム・テルルの結晶を形成するとその結晶
はＧａＡｓの基板に対しミスフィツト転位を発生しない
高品位な結晶となる。
ィツト転位を生じない状態でこの結晶層の最上層に更に
水銀・カドミウム・テルルの結晶を形成するとその結晶
はＧａＡｓの基板に対しミスフィツト転位を発生しない
高品位な結晶となる。
以下、図面を用いながら本発明の一実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の方法で形成した化合物半導体結晶の断
面図で、第２図は本発明の方法に用いる装置の模式図で
ある。
面図で、第２図は本発明の方法に用いる装置の模式図で
ある。
第１図に示すように、ＧａＡｓ基板１１上に、Ｍｅ ｔ
ａ ｌ −Ｏｒｇａｎｉｃ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐ
ｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（以下ＭＯＣＶＤと称する
）方法により、Ｚｎ５ｅ（ＺｎＳｅ、、 Ｔｅ 、 −
、ｙ＝０）の結晶層１２Ａを、４００人程度の厚さに形
成する。
ａ ｌ −Ｏｒｇａｎｉｃ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐ
ｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（以下ＭＯＣＶＤと称する
）方法により、Ｚｎ５ｅ（ＺｎＳｅ、、 Ｔｅ 、 −
、ｙ＝０）の結晶層１２Ａを、４００人程度の厚さに形
成する。
このようにすれば、ＧａＡｓ基板１１に対してＺｎ５ｅ
（ＺｎＳｅｔ−ｙ Ｔｅ ｙ ＋Ｖ ＝０ 、即ちＯ
≦ｙ ＜０．４３）の結晶結晶層の臨界厚さは６８０人
であるので、Ｚｎ５ｅの結晶層はＧａＡｓ基板に対して
ミスフィツト転位を発生しない。
（ＺｎＳｅｔ−ｙ Ｔｅ ｙ ＋Ｖ ＝０ 、即ちＯ
≦ｙ ＜０．４３）の結晶結晶層の臨界厚さは６８０人
であるので、Ｚｎ５ｅの結晶層はＧａＡｓ基板に対して
ミスフィツト転位を発生しない。
次いでこのＺｎ５ｅの結晶層１２への上にＺｎ Ｓｅ、
−ｙ Ｔｅ ｙの結晶層１２Ｂをその下のＺｎ５ｅの結
晶層１２Ａとミスフィツト転位が発生しない程度の厚さ
で形成する。
−ｙ Ｔｅ ｙの結晶層１２Ｂをその下のＺｎ５ｅの結
晶層１２Ａとミスフィツト転位が発生しない程度の厚さ
で形成する。
この厚さは第（２）式より導出した第（６）式に於いて
、例えばｙ ＝０．０５のＺｎ Ｓｅ、−、Ｔｅ 、の
結晶であると８３人の厚さとなる。
、例えばｙ ＝０．０５のＺｎ Ｓｅ、−、Ｔｅ 、の
結晶であると８３人の厚さとなる。
ｈｅ （ＺｎＳｅｔ−ｙＴｅｙ ／Ｚｎ５ｅ） ＝４．
ｔｓ／ｙ・・・−・・（６）次いで、このＺｎ５ｅ＋−
、Ｔｅ、結晶層１２Ｂの上にＺｎ５ｅ、−、Ｔｅ、、の
結晶層１２Ｃをその下のＺｎ ５ｅ１−、 Ｔｅ 。
ｔｓ／ｙ・・・−・・（６）次いで、このＺｎ５ｅ＋−
、Ｔｅ、結晶層１２Ｂの上にＺｎ５ｅ、−、Ｔｅ、、の
結晶層１２Ｃをその下のＺｎ ５ｅ１−、 Ｔｅ 。
結晶層１２Ｂとミスフィツト転位が発生しない程度の厚
さに形成する。
さに形成する。
この厚さは第（７）式に於いて、例えばｙ ＝（１，０
５のＺｎ Ｓｅ＋−ｙ Ｔｅ 、の結晶１２Ｂの上に−
＝０．１の結晶層１２Ｃを形成するとき、その厚さは第
（７）式に示すように８３人の厚さとなる。
５のＺｎ Ｓｅ＋−ｙ Ｔｅ 、の結晶１２Ｂの上に−
＝０．１の結晶層１２Ｃを形成するとき、その厚さは第
（７）式に示すように８３人の厚さとなる。
ｈ ｃ （Ｚｎ Ｓｅ１−ｗ Ｔｅｗ ／Ｚｎ５ｅ
ｌ−ｙＴｅｙ ）＝ ４．１５／（ｗ ｙ）
（人）・・・・・・（７）順次このようにして下層より
ＴｅＯ量の多いＺｎ５ｅ＋−ｕｔＴｅ！ｕＨＮ１２０を
ミスフィツト転位が発生しない程度の厚さに形成し、次
いでこのＺｎ５ｅ＋−ｕＪｅｕｒ＋層１２Ｅの上にＺｎ
Ｔｅの結晶層１３をその下のＺｒ１Ｓｅ＋−ｕｎＴｅ工
、の結晶層１２Ｂとミスフィツト転位が発生しない程度
の厚さに形成する。
ｌ−ｙＴｅｙ ）＝ ４．１５／（ｗ ｙ）
（人）・・・・・・（７）順次このようにして下層より
ＴｅＯ量の多いＺｎ５ｅ＋−ｕｔＴｅ！ｕＨＮ１２０を
ミスフィツト転位が発生しない程度の厚さに形成し、次
いでこのＺｎ５ｅ＋−ｕＪｅｕｒ＋層１２Ｅの上にＺｎ
Ｔｅの結晶層１３をその下のＺｒ１Ｓｅ＋−ｕｎＴｅ工
、の結晶層１２Ｂとミスフィツト転位が発生しない程度
の厚さに形成する。
この厚さは第（２）式より導出した第（８）式を用いて
算出すると、例えばｕ ＝０．９５のＺｎ５ｅ、−、Ｔ
ｅ、に引き続いてＺｎＴｅを形成する場合、２８０ 人
の厚さとなる。
算出すると、例えばｕ ＝０．９５のＺｎ５ｅ、−、Ｔ
ｅ、に引き続いてＺｎＴｅを形成する場合、２８０ 人
の厚さとなる。
ｈ ｃ（Ｚｎ Ｔｅ／Ｚｎ５ｅ、−、Ｔｅｕ）＝ １４
／ （１ｕ） Ｃ人）・・・（８）次いでこのＺｎＴｅ
の結晶層１３の上にＺｎ２Ｃｄ１−、 Ｔｅの結晶層１
４を形成する。
／ （１ｕ） Ｃ人）・・・（８）次いでこのＺｎＴｅ
の結晶層１３の上にＺｎ２Ｃｄ１−、 Ｔｅの結晶層１
４を形成する。
この厚さは第（２）式より導出した第（９）式を用いて
算出すると、例えばＺｎＴｅの結晶層１３の上に引き続
いてｚ ＝０．９のＺｎ、 Ｃｄ、−、Ｔｅの結晶層１
４を形成する場合、その厚さは２９０人である。
算出すると、例えばＺｎＴｅの結晶層１３の上に引き続
いてｚ ＝０．９のＺｎ、 Ｃｄ、−、Ｔｅの結晶層１
４を形成する場合、その厚さは２９０人である。
ｈ ｃ＝（Ｚｎ 、 Ｃｄ＋−ｚ Ｔｅ／ＺｎＴｅ）＝
２９／（１ｙ）（人）・・・・・・・・・（９） 更にこのＺｎ ｚ ＣＩＬ−２Ｔｅの結晶層１４上にＺ
ｎｔ Ｃｄ＋−ｇ−ｔ Ｈｇｔ Ｔｅ結晶層１５をその
下のＺｎ ｚ Ｃｄ＋−ｔＴｅ結晶層１４とミスフィツ
ト転位が発生しない程度の厚さに形成する。
２９／（１ｙ）（人）・・・・・・・・・（９） 更にこのＺｎ ｚ ＣＩＬ−２Ｔｅの結晶層１４上にＺ
ｎｔ Ｃｄ＋−ｇ−ｔ Ｈｇｔ Ｔｅ結晶層１５をその
下のＺｎ ｚ Ｃｄ＋−ｔＴｅ結晶層１４とミスフィツ
ト転位が発生しない程度の厚さに形成する。
この厚さは第（２）式より算出した第（１０）式を用い
て算出すると、例えばｚ ＝０．５のＺｎ 、 Ｃｄ、
−、Ｔｅに引き続いてｓ ＝０．１ 、ｔ ＝０．３の
Ｚｎ ｓ ＣＩＬ−ｓ−ｔＨｇｔＴｅの結晶層を形成す
る場合、その厚さは７７人である。
て算出すると、例えばｚ ＝０．５のＺｎ 、 Ｃｄ、
−、Ｔｅに引き続いてｓ ＝０．１ 、ｔ ＝０．３の
Ｚｎ ｓ ＣＩＬ−ｓ−ｔＨｇｔＴｅの結晶層を形成す
る場合、その厚さは７７人である。
ｈ ｃ＝（Ｚｎ 、 Ｃｄ１−ｓ−Ｌ ｌ１ｇｔＴｅ／
Ｚｎ ｚＣｄｔ−ｔ Ｔｅ）＝ （５８３３４ｚ）／
（１９（ｚ−ｓ） ｔ ） （人）・・・・・
・（１０） 更にこのＺｎｓ Ｃｄ＋−５−ｔ Ｈｇｔ Ｔｅ結晶層
１５上に、Ｈｇｔ−ｘ Ｃｄ、 Ｔｅの結晶層１６を、
その下のＺｎ＠ Ｃｄ１−Ｃｄ１−５−ｔ）１結晶層１
５とミスフィツト転位が発生しない程度の厚さに形成す
る。
Ｚｎ ｚＣｄｔ−ｔ Ｔｅ）＝ （５８３３４ｚ）／
（１９（ｚ−ｓ） ｔ ） （人）・・・・・
・（１０） 更にこのＺｎｓ Ｃｄ＋−５−ｔ Ｈｇｔ Ｔｅ結晶層
１５上に、Ｈｇｔ−ｘ Ｃｄ、 Ｔｅの結晶層１６を、
その下のＺｎ＠ Ｃｄ１−Ｃｄ１−５−ｔ）１結晶層１
５とミスフィツト転位が発生しない程度の厚さに形成す
る。
この厚さは第（２）式より導出した第（１１）式を用い
て算出すると、例えばｓ ＝０．１ 、ｔ ＝０．３の
Ｚｎ 。
て算出すると、例えばｓ ＝０．１ 、ｔ ＝０．３の
Ｚｎ 。
Ｃｄ＋−５−ｔ Ｈｇ ｔ↑ｅの結晶層の上に引き続い
て×−０，３の”ｇＩ−＊ Ｃｄ）Ｉ Ｔｅの結晶層を
形成する場合は、３９８人の厚さとなる。
て×−０，３の”ｇＩ−＊ Ｃｄ）Ｉ Ｔｅの結晶層を
形成する場合は、３９８人の厚さとなる。
ｈ ｅ＝ （Ｈｇｌ−Ｘ Ｃｄ ｇ Ｔｅ／Ｚｎ ｉ
Ｃｄ１−ｔ−ｔ ｌ１ｇ ｔ、 Ｔｅ）−（５８３−３
４ｓ −１，８ｔ）／（１９ｓ＋ｔ ＋Ｘ −１
） （人）・・・・・・・・・（１１） このようにすれば最上層に形成されているｌ１ｇ、□Ｃ
ｄｘ Ｔｅの結晶層１６は、ＧａＡｓ基板１１に対して
ミスフィツト転位を発生しないので、良好な半導体結晶
が得られる。
Ｃｄ１−ｔ−ｔ ｌ１ｇ ｔ、 Ｔｅ）−（５８３−３
４ｓ −１，８ｔ）／（１９ｓ＋ｔ ＋Ｘ −１
） （人）・・・・・・・・・（１１） このようにすれば最上層に形成されているｌ１ｇ、□Ｃ
ｄｘ Ｔｅの結晶層１６は、ＧａＡｓ基板１１に対して
ミスフィツト転位を発生しないので、良好な半導体結晶
が得られる。
尚、所望の厚さのＨｇｔ−＊ Ｃｄｘ Ｔｅの結晶層を
得るには、第（７）弐〜第（１１）式に従ってパラメー
ター、Ｕ（。
得るには、第（７）弐〜第（１１）式に従ってパラメー
ター、Ｕ（。
ｕ 、 、ｚを考えれば良い。
このような半導体結晶を形成するには、第２図に示すよ
うに、反応管２１内のグラファイトより成る基板設置台
２２上にＧａＡｓよりなる基板１１を設置する。
うに、反応管２１内のグラファイトより成る基板設置台
２２上にＧａＡｓよりなる基板１１を設置する。
次いで水素ガスの供給バルブ２３と、ジメチル亜鉛の収
容容器２４に通じるバルブ２５と、ジメチルセレン収容
容器２６に通じるバルブ２７と、ジメヂルテルル収容容
器２９に通じるバルブ３０を開放にし、各供給バルブ２
３，２５，２７．３０に連なる流量制御器（マスフロー
メータ）２３八、 ２５Ａ 、 ２７Ａ 、 ３０Ａを
作動させて、反応管２１内に水素ガスと、ジメチル亜鉛
とジメチルセレンとジメチルテルルを担持せる水素ガス
を導入して、反応管２１に設けた高周波コイル２日に通
電して基板を加熱してＺｎ５ｅ、−ｙ Ｔｅｙ （ｙ＝
０ 、Ｚｎ５ｅ）の結晶層１２Ａを基板１１上に形成す
る。
容容器２４に通じるバルブ２５と、ジメチルセレン収容
容器２６に通じるバルブ２７と、ジメヂルテルル収容容
器２９に通じるバルブ３０を開放にし、各供給バルブ２
３，２５，２７．３０に連なる流量制御器（マスフロー
メータ）２３八、 ２５Ａ 、 ２７Ａ 、 ３０Ａを
作動させて、反応管２１内に水素ガスと、ジメチル亜鉛
とジメチルセレンとジメチルテルルを担持せる水素ガス
を導入して、反応管２１に設けた高周波コイル２日に通
電して基板を加熱してＺｎ５ｅ、−ｙ Ｔｅｙ （ｙ＝
０ 、Ｚｎ５ｅ）の結晶層１２Ａを基板１１上に形成す
る。
次いでジメチルテルルの収容容器２９に通じるラインの
流量を変化させることで、ジメチルテルルの濃度を変え
てジメチルテルルを担持した水素ガス、ジメチルセレン
を担持した水素ガス、ジメチル亜鉛を担持した水素ガス
を、反応管２１に導入して、Ｚｎ５ｅ＋−ｙ Ｔｅ、の
結晶層１２Ｂ ％ Ｚｎ５ｅ＋−ｗ Ｔｅ ｗの結晶層
１２Ｃを基板上に形成する。
流量を変化させることで、ジメチルテルルの濃度を変え
てジメチルテルルを担持した水素ガス、ジメチルセレン
を担持した水素ガス、ジメチル亜鉛を担持した水素ガス
を、反応管２１に導入して、Ｚｎ５ｅ＋−ｙ Ｔｅ、の
結晶層１２Ｂ ％ Ｚｎ５ｅ＋−ｗ Ｔｅ ｗの結晶層
１２Ｃを基板上に形成する。
このようにして順次１ｕｉ＋ ’Ｊ ｈ＋ と係数を
変化させてＺｎ５ｅ＋−、Ｔｅ、の結晶層を基板上に形
成する。
変化させてＺｎ５ｅ＋−、Ｔｅ、の結晶層を基板上に形
成する。
次いでジメチルセレン収容容器２６に通じるバルブ２７
を閉じて反応管内にジメチルテルル、およびジメチル亜
鉛を担持した水素ガスを導入してＺｎＴｅの結晶層１３
を基板上に形成する。
を閉じて反応管内にジメチルテルル、およびジメチル亜
鉛を担持した水素ガスを導入してＺｎＴｅの結晶層１３
を基板上に形成する。
次いでジメチルカドミウム収容容器３１に連なるバルブ
３２を開放にして、バルブ３２に連なるマスフローメー
タ３２Ａを作動させ、ジメチルカドミウムを担持した水
素ガス、ジメチル亜鉛を担持した水素ガス、ジメチルカ
ドミウムを担持した水素ガスを反応管２１内に導入して
Ｚｎ２Ｃｄ＋−ｚ Ｔｅの結晶層１４を基板上に形成す
る。
３２を開放にして、バルブ３２に連なるマスフローメー
タ３２Ａを作動させ、ジメチルカドミウムを担持した水
素ガス、ジメチル亜鉛を担持した水素ガス、ジメチルカ
ドミウムを担持した水素ガスを反応管２１内に導入して
Ｚｎ２Ｃｄ＋−ｚ Ｔｅの結晶層１４を基板上に形成す
る。
次いで水銀を収容した容器３３に連なるバルブ３４を開
放にし、バルブ３４に連なるマスフローメータ３４Ａを
作動させ、反応管内に水銀を担持した水素ガス、ジメチ
ルカドミウムを担持した水素ガス、ジメチル亜鉛を担持
した水素ガスを反応管に導入してＺｎｓ Ｃｄ＋−５−
ｔ Ｈｇｔ Ｔｅの結晶層１５を形成する。
放にし、バルブ３４に連なるマスフローメータ３４Ａを
作動させ、反応管内に水銀を担持した水素ガス、ジメチ
ルカドミウムを担持した水素ガス、ジメチル亜鉛を担持
した水素ガスを反応管に導入してＺｎｓ Ｃｄ＋−５−
ｔ Ｈｇｔ Ｔｅの結晶層１５を形成する。
次いでジメチル亜鉛の収容容器２４に連なるバルブを閉
じて、反応管内に水銀を担持した水素ガス、ジメチルカ
ドミウムを担持した水素ガス、ジメチルテルルを担持し
た水素ガスを導入して基板−ＦにＨｇｔ−ｘ ＣｄＸＴ
ｅの結晶層１６を形成する。
じて、反応管内に水銀を担持した水素ガス、ジメチルカ
ドミウムを担持した水素ガス、ジメチルテルルを担持し
た水素ガスを導入して基板−ＦにＨｇｔ−ｘ ＣｄＸＴ
ｅの結晶層１６を形成する。
このようにすれば、基板上に該基板とミスフィツト転位
を発生しない状態で高品質の化合物半導体結晶が得られ
る。
を発生しない状態で高品質の化合物半導体結晶が得られ
る。
以ヒ述べたように本発明の方法よれば、基板上に形成さ
れる化合物半導体結晶にミスフィツト転位が発生しない
ので、高品位な化合物半導体結晶が得られる効果がある
。
れる化合物半導体結晶にミスフィツト転位が発生しない
ので、高品位な化合物半導体結晶が得られる効果がある
。
第１図は本発明の方法で形成した半導体結晶の構造を示
す断面図、 第２図は本発明の方法に用いる装置の模式図、第３図は
従来の方法で形成した半導体結晶の構造を示す断面図で
ある。 図に於いて、 １１はＧａＡｓ基板、１２ＡはＺｎ５ｅ結晶層、１２Ｂ
はＺｎ５ｅ＋−ｙ Ｔｅ、結晶層、１２ＣはＺｎ５ｅ＋
−ｗＴｅｗ結晶層、１２０はＺｎ５ｅ＋−ｕｔＴｅａ＋
結晶層、１２ＥはＺｎ５ｅ＋−ｕｎＴｅｕ＋＋結晶層、
１３は７．ｎ Ｃｄ結晶層、１４はＺｎ、 Ｃ＋Ｌ−、
Ｔｅ結晶層、１５はＺｎｓ Ｃｄ＋−１−ｔ Ｈｇｔ
Ｔｅ結晶層、１６はＨｇｔ−、Ｃｄ。 Ｔｅ結晶層、２１は反応管、２２は基板設置台、２３．
２５．２７．３０．３２．３４はバルブ、２３Ａ、２５
Ａ、２７Ａ、３０Ａ、３２Ａ、３４Ａはマスフローメー
タ、２４はジメチル亜鉛収容容器、２６はジメチルセレ
ン収容容器、２８は高周波コイル、２９はジメチルテル
ル収容容器、３１はジメチルカドミウム収容容器、３３
は水銀収容容器を示す。
す断面図、 第２図は本発明の方法に用いる装置の模式図、第３図は
従来の方法で形成した半導体結晶の構造を示す断面図で
ある。 図に於いて、 １１はＧａＡｓ基板、１２ＡはＺｎ５ｅ結晶層、１２Ｂ
はＺｎ５ｅ＋−ｙ Ｔｅ、結晶層、１２ＣはＺｎ５ｅ＋
−ｗＴｅｗ結晶層、１２０はＺｎ５ｅ＋−ｕｔＴｅａ＋
結晶層、１２ＥはＺｎ５ｅ＋−ｕｎＴｅｕ＋＋結晶層、
１３は７．ｎ Ｃｄ結晶層、１４はＺｎ、 Ｃ＋Ｌ−、
Ｔｅ結晶層、１５はＺｎｓ Ｃｄ＋−１−ｔ Ｈｇｔ
Ｔｅ結晶層、１６はＨｇｔ−、Ｃｄ。 Ｔｅ結晶層、２１は反応管、２２は基板設置台、２３．
２５．２７．３０．３２．３４はバルブ、２３Ａ、２５
Ａ、２７Ａ、３０Ａ、３２Ａ、３４Ａはマスフローメー
タ、２４はジメチル亜鉛収容容器、２６はジメチルセレ
ン収容容器、２８は高周波コイル、２９はジメチルテル
ル収容容器、３１はジメチルカドミウム収容容器、３３
は水銀収容容器を示す。
Claims (2)
- （１）ガリウム砒素基板（１１）上に予め亜鉛・セレン
・テルル〔ＺｎＳｅ＿１＿−＿ｙＴｅ＿ｙ（０≦ｙ＜０
．４３）〕の結晶層（１２Ａ〜１２Ｆ）を組成を変動さ
せて複数層積層形成後、該基板上に亜鉛元素とセレン、
カドミウム、テルル、水銀の元素のうちの少なくとも一
元素を含む化合物半導体結晶層（１３，１４，１５）を
複数層積層形成後、更に最上層に水銀・カドミウム・テ
ルル（１６）よりなる化合物半導体結晶層を積層形成す
るようにしたことを特徴とする化合物半導体結晶の製造
方法。 - （２）前記ガリウム砒素基板上に予め形成する亜鉛・セ
レン・テルル〔ＺｎＳｅ＿１＿−＿ｙＴｅ＿ｙ（０≦ｙ
＜０．４３）〕の結晶層の厚さを、５０Å〜〔６８０／
（１＋２９ｙ）〕Åの範囲としたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の化合物半導体結晶の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2842487A JPH0752737B2 (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2842487A JPH0752737B2 (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63194340A true JPS63194340A (ja) | 1988-08-11 |
| JPH0752737B2 JPH0752737B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=12248275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2842487A Expired - Lifetime JPH0752737B2 (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752737B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0245453A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-15 | Agency Of Ind Science & Technol | アミノ酸水溶液を濃縮する方法 |
| US5242709A (en) * | 1989-10-05 | 1993-09-07 | Litton Systems, Inc. | Method for hardening zinc selenide and zinc sulfide |
| JP2013050561A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | テラヘルツ帯デバイス用ＺｎＴｅ薄膜及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-02-09 JP JP2842487A patent/JPH0752737B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0245453A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-15 | Agency Of Ind Science & Technol | アミノ酸水溶液を濃縮する方法 |
| JPH0466858B2 (ja) * | 1988-08-05 | 1992-10-26 | Kogyo Gijutsuin | |
| US5242709A (en) * | 1989-10-05 | 1993-09-07 | Litton Systems, Inc. | Method for hardening zinc selenide and zinc sulfide |
| JP2013050561A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | テラヘルツ帯デバイス用ＺｎＴｅ薄膜及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0752737B2 (ja) | 1995-06-05 |
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