JPS6343332A - 分子線エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
分子線エピタキシヤル成長方法Info
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- JPS6343332A JPS6343332A JP61187272A JP18727286A JPS6343332A JP S6343332 A JPS6343332 A JP S6343332A JP 61187272 A JP61187272 A JP 61187272A JP 18727286 A JP18727286 A JP 18727286A JP S6343332 A JPS6343332 A JP S6343332A
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明はＺｎ５ｅのシリコン基板上への分子線エピタキ
シャル結晶成長方法に関するＯ（ロ）従来の技術 ［−■族化合物半導体であるＺｎ５ｅは禁止帯幅が２．
７０ｅＶと大きいため、青色発光素子等の光デバイスと
して期待されているが、バｙり単結晶の作製は高温で行
なわれるため、原子空孔ができ易く、それに関係した複
合欠陥が作られ、不純物濃度の制御が困雌とされている
。したがって、現在は＜１００＞ＧａＡｓＭ板に分子線
エビタキクヤｐや有機金属化学気相成長によるヘテロエ
ピタキシヤルＺｎ５ｅがさかんに行なわれているが、近
年安価なシリコン基板上へＺｎ５ｅを成長しようとする
考えが例えば昭和５９年秋＄応物学会予稿集の東京工業
大学の発表にある。
シャル結晶成長方法に関するＯ（ロ）従来の技術 ［−■族化合物半導体であるＺｎ５ｅは禁止帯幅が２．
７０ｅＶと大きいため、青色発光素子等の光デバイスと
して期待されているが、バｙり単結晶の作製は高温で行
なわれるため、原子空孔ができ易く、それに関係した複
合欠陥が作られ、不純物濃度の制御が困雌とされている
。したがって、現在は＜１００＞ＧａＡｓＭ板に分子線
エビタキクヤｐや有機金属化学気相成長によるヘテロエ
ピタキシヤルＺｎ５ｅがさかんに行なわれているが、近
年安価なシリコン基板上へＺｎ５ｅを成長しようとする
考えが例えば昭和５９年秋＄応物学会予稿集の東京工業
大学の発表にある。
（ハ）発Ｆ３Ａが解決しようとする問題点ところが実際
にシリコン基板上へのＺｎ５ｅの形成は格子定数の濾い
による成長されるＺｎ５Ｃの結晶性や不純物の制御をす
ることが難かしかった。
にシリコン基板上へのＺｎ５ｅの形成は格子定数の濾い
による成長されるＺｎ５Ｃの結晶性や不純物の制御をす
ることが難かしかった。
に）問題点を解決するための手段
本発明はこのような点に濫みて為されたものであって、
シリコン基板温度を３５０℃から３７０″ＣＫ保った状
態で０．８μｍ／１以上の成長速度により分子線エピタ
キシャル成長を行う。
シリコン基板温度を３５０℃から３７０″ＣＫ保った状
態で０．８μｍ／１以上の成長速度により分子線エピタ
キシャル成長を行う。
匝）作用
上記結晶成長法により不純物が少く、結晶性の良好なＺ
ｎ５ｅ暎がシリコン基板上に形成される。
ｎ５ｅ暎がシリコン基板上に形成される。
（へ）実施例
第１図は一般的な分子線エビタキシャ／Ｖ成長装置の模
式図を示し、（１）はチャンバであって排気部（２）か
らの超高真空排気Ｖｃ：りその内は約１Ｏ−１０Ｔｏ
ｒ ｒＫ調整される。＋３１はチャンバ（１）内に配置
されたシリコン基板を示し、抵抗加熱器（図示せず）に
よりその加熱量が真盛される。ｆ４）（５１！６１ｉま
夫々金属亜鉛、金属セレン及び金属ガリウムが入れられ
た第１、＠２、第３のセ／ｌ／を示し、夫々の温度が可
変設定されるようになっている。
式図を示し、（１）はチャンバであって排気部（２）か
らの超高真空排気Ｖｃ：りその内は約１Ｏ−１０Ｔｏ
ｒ ｒＫ調整される。＋３１はチャンバ（１）内に配置
されたシリコン基板を示し、抵抗加熱器（図示せず）に
よりその加熱量が真盛される。ｆ４）（５１！６１ｉま
夫々金属亜鉛、金属セレン及び金属ガリウムが入れられ
た第１、＠２、第３のセ／ｌ／を示し、夫々の温度が可
変設定されるようになっている。
こつした分子線エピタキシャル成長装置全用いて、Ｚｎ
５ｅ嘆をシリコン基板上に生成する実侑例を示す。まず
、単結晶シリコン基板（３）としては面方位＜１００＞
のものを用い、成長前に温度８００℃で１時間の熱エッ
チによる表面処理を行った。そして、基板）３）の温度
？３６０℃に設定して、第１、第２のセＡｚ！４１＋５
）の温度金夫々約３００°Ｃ及び約２１０℃に加熱して
Ｚｎ５ｅ膜の成長２行っ九。このとき第１のセ／Ｌ’＋
４１からの分子線け２×１０Ｔｏｒｒ 程度の圧力で
約１．６Ｘ１０ ＩＮ／ｃｍ２Ｓｅｅの流量となり、
また第２のセル（５）からの分子線は約４ＸｌＯＴｏｒ
ｒ程度の圧力で約３．２×１０１８個／ｃｍ２ｓｅｃ
の流量となり、シリコン基板（３）上へ成長されたＺ
ｎ５ｅの成長速度は賂１岬／ｈであっ之。ま之、第３の
セル（６）内に入れられている金属が゛リウムの蚤を調
整してｎ型不純物濃度を制御する。尚この第３のセＡ／
！８１内の試料を変えてＺｎ５ｅ膜のタイプ全制御す
ることも出来るっ第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は夫々シリ
コン基板（３）の温度を３４０℃、３６０℃、３８０℃
として、Ｚｎ５ｅ膜を成長させたときのＲＨＥＥＤ像（
電子線回折像）を示す。基板（３）温度が３４０℃のと
きは第２図（ａ）のように電子線回折像がぼやけ結晶状
態が悪くなっているのがわかる。一方基板（３）温度が
３６０℃のときけ第２図（ｂ）のように電子線回折像が
７トリークｆ７） ｉ７）・・・状になり、結晶状態が
良く表面状態がフラットであることがわかる。また基板
（３）温度が３６０℃のときはｖ１２図（ｅ）のように
電子線回折像はスポット＋８）＋８１・・・状になり結
晶状態は良いが表面に凹凸があることがわかる。
５ｅ嘆をシリコン基板上に生成する実侑例を示す。まず
、単結晶シリコン基板（３）としては面方位＜１００＞
のものを用い、成長前に温度８００℃で１時間の熱エッ
チによる表面処理を行った。そして、基板）３）の温度
？３６０℃に設定して、第１、第２のセＡｚ！４１＋５
）の温度金夫々約３００°Ｃ及び約２１０℃に加熱して
Ｚｎ５ｅ膜の成長２行っ九。このとき第１のセ／Ｌ’＋
４１からの分子線け２×１０Ｔｏｒｒ 程度の圧力で
約１．６Ｘ１０ ＩＮ／ｃｍ２Ｓｅｅの流量となり、
また第２のセル（５）からの分子線は約４ＸｌＯＴｏｒ
ｒ程度の圧力で約３．２×１０１８個／ｃｍ２ｓｅｃ
の流量となり、シリコン基板（３）上へ成長されたＺ
ｎ５ｅの成長速度は賂１岬／ｈであっ之。ま之、第３の
セル（６）内に入れられている金属が゛リウムの蚤を調
整してｎ型不純物濃度を制御する。尚この第３のセＡ／
！８１内の試料を変えてＺｎ５ｅ膜のタイプ全制御す
ることも出来るっ第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は夫々シリ
コン基板（３）の温度を３４０℃、３６０℃、３８０℃
として、Ｚｎ５ｅ膜を成長させたときのＲＨＥＥＤ像（
電子線回折像）を示す。基板（３）温度が３４０℃のと
きは第２図（ａ）のように電子線回折像がぼやけ結晶状
態が悪くなっているのがわかる。一方基板（３）温度が
３６０℃のときけ第２図（ｂ）のように電子線回折像が
７トリークｆ７） ｉ７）・・・状になり、結晶状態が
良く表面状態がフラットであることがわかる。また基板
（３）温度が３６０℃のときはｖ１２図（ｅ）のように
電子線回折像はスポット＋８）＋８１・・・状になり結
晶状態は良いが表面に凹凸があることがわかる。
第３図て、本発明分子線エピタキクヤ／Ｖ成長方法によ
って生成されたＺｎ５ｅ膜のｆ’Ｌ特性を示している。
って生成されたＺｎ５ｅ膜のｆ’Ｌ特性を示している。
この図では短波長のＰＬ強度に比べて長波長の強度が相
対的に小さくなっている。これは、束工大の発表のもの
に比べて長波長側の単位の深い不純物が少ないことを示
しており、成長速度を約１μｍ／ｈにしたことにより、
０．５μｍ／ｈのときより不純物の取込みが少なく々っ
たものと思われる。
対的に小さくなっている。これは、束工大の発表のもの
に比べて長波長側の単位の深い不純物が少ないことを示
しており、成長速度を約１μｍ／ｈにしたことにより、
０．５μｍ／ｈのときより不純物の取込みが少なく々っ
たものと思われる。
（ト）発明の効果
以上述べた如く本発明分子線エピタキシャル成長方法は
、シリコン基板上にＺｎ５ｅ膜をエビタキンヤ／Ｌ’成
長させる分子線エピタキンヤ／Ｖ成長において、シリコ
ン基板温度を３５０℃から３７０℃に保った状啓で、０
．８μｍ／ｈ以上の成長速度によりエビタキンヤ／Ｌ’
成長を行っているので、結晶性が良く表面状力が良好な
Ｚｎ５ｅ模が成長出来る。準位の深い不純物が少く、波
長の長い箇所のＰＬ強度が低く、霊波長発光に遺したも
のになる。また、このＺ ｎ Ｓ ｅ ’漢として高抵
抗の成長膜を成長させることにより、シリコン基板った
三次元素子全形成することも考えられる。
、シリコン基板上にＺｎ５ｅ膜をエビタキンヤ／Ｌ’成
長させる分子線エピタキンヤ／Ｖ成長において、シリコ
ン基板温度を３５０℃から３７０℃に保った状啓で、０
．８μｍ／ｈ以上の成長速度によりエビタキンヤ／Ｌ’
成長を行っているので、結晶性が良く表面状力が良好な
Ｚｎ５ｅ模が成長出来る。準位の深い不純物が少く、波
長の長い箇所のＰＬ強度が低く、霊波長発光に遺したも
のになる。また、このＺ ｎ Ｓ ｅ ’漢として高抵
抗の成長膜を成長させることにより、シリコン基板った
三次元素子全形成することも考えられる。
ｉ１図は本発明に利用される分子線エビタキンヤル成長
装置の断面模式図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）はＺｎ５
ｅ嘆表面のＲＨＥＥＤ像を示す表面図、第３図はＰＬ特
性を示す特性図である。 （ｌ）・・・チャンバ、（２）・・・徘ｘｎ、＋３１・
・・シリコン基板、＋４１（５１１６）・・・セル。
装置の断面模式図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）はＺｎ５
ｅ嘆表面のＲＨＥＥＤ像を示す表面図、第３図はＰＬ特
性を示す特性図である。 （ｌ）・・・チャンバ、（２）・・・徘ｘｎ、＋３１・
・・シリコン基板、＋４１（５１１６）・・・セル。
Claims (1)
- （１）単結晶シリコン基板上にＺｎＳｅ膜をエピタキシ
ャル成長させる分子線エピタキシャル成長方法において
、シリコン基板温度を３５０℃から３７０℃に保った状
態で０．８μｍ／ｈ以上の成長速度によりエピタキシャ
ル成長を行ったことを特徴とする分子線エピタキシャル
成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18727286A JPH0815142B2 (ja) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | 分子線エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18727286A JPH0815142B2 (ja) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | 分子線エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6343332A true JPS6343332A (ja) | 1988-02-24 |
| JPH0815142B2 JPH0815142B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=16203086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18727286A Expired - Lifetime JPH0815142B2 (ja) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | 分子線エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815142B2 (ja) |
-
1986
- 1986-08-08 JP JP18727286A patent/JPH0815142B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0815142B2 (ja) | 1996-02-14 |
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