JP2551376B2 - 半導体超格子の製造方法 - Google Patents
半導体超格子の製造方法Info
- Publication number
- JP2551376B2 JP2551376B2 JP7908694A JP7908694A JP2551376B2 JP 2551376 B2 JP2551376 B2 JP 2551376B2 JP 7908694 A JP7908694 A JP 7908694A JP 7908694 A JP7908694 A JP 7908694A JP 2551376 B2 JP2551376 B2 JP 2551376B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superlattice
- group
- growth
- tellurium
- zns
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000003362 semiconductor superlattice Substances 0.000 title claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- ILXWFJOFKUNZJA-UHFFFAOYSA-N ethyltellanylethane Chemical compound CC[Te]CC ILXWFJOFKUNZJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 7
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- XYWDPYKBIRQXQS-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl sulfide Chemical compound CC(C)SC(C)C XYWDPYKBIRQXQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- -1 diisopropyl tellurium Chemical compound 0.000 claims description 2
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 claims description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 3
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- MQGWXWHDQPOVDX-UHFFFAOYSA-N 2-$l^{1}-selanyl-2-methylpropane Chemical compound CC(C)(C)[Se] MQGWXWHDQPOVDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- WMXCDAVJEZZYLT-UHFFFAOYSA-N tert-butylthiol Chemical compound CC(C)(C)S WMXCDAVJEZZYLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はII−VI族化合物半導体、
特にＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子の製造方法に関する。
特にＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】緑青色で発光する半導体レーザが発表さ
れて以来、ＺｎＳｅに代表されるバンドギャップの大き
なII−VI族化合物半導体が注目されている。ＺｎＳｅ
は、従来ｐ型ドーピングが難しいと言われてきたが、近
年分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）を用いたＮ2 のラジ
カルドーピング技術によって、ｐ型ＺｎＳｅが得られる
ようになった。
れて以来、ＺｎＳｅに代表されるバンドギャップの大き
なII−VI族化合物半導体が注目されている。ＺｎＳｅ
は、従来ｐ型ドーピングが難しいと言われてきたが、近
年分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）を用いたＮ2 のラジ
カルドーピング技術によって、ｐ型ＺｎＳｅが得られる
ようになった。
【０００３】しかし、ＭＢＥによるＺｎＳｅ系II−VI族
化合物半導体にも今だ問題は多い。一つは、混晶の組成
制御が難しい点である。その理由は、II−VI族化合物半
導体の構成元素の蒸気圧が非常に高いために、蒸気圧制
御が難しいことによる。二つ目は、例えばＺｎＳＳｅと
いった混晶にしたときのホール濃度が低い点である。
化合物半導体にも今だ問題は多い。一つは、混晶の組成
制御が難しい点である。その理由は、II−VI族化合物半
導体の構成元素の蒸気圧が非常に高いために、蒸気圧制
御が難しいことによる。二つ目は、例えばＺｎＳＳｅと
いった混晶にしたときのホール濃度が低い点である。
【０００４】これに対し、ドーピング制御可能なワイド
ギャップ半導体の一つとして、超格子構造がある。特
に、ＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子は、ＺｎＳｅと同等のバン
ドギャップが実現でき、かつＺｎＴｅのみにｐドーピン
グした選択ドープ超格子を作製すればｐ型に、ＺｎＳの
みにｎドーピングした選択ドープ超格子を作製すればｎ
型になる。また、超格子の各層厚を変化することによっ
てバンドギャップも制御可能である。また、有機金属気
相成長法（ＭＯＣＶＤ）は、成長原料を極めて精密に制
御できること、量産性に優れることなどII−VI族化合物
半導体の成長手法として非常に有望である。
ギャップ半導体の一つとして、超格子構造がある。特
に、ＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子は、ＺｎＳｅと同等のバン
ドギャップが実現でき、かつＺｎＴｅのみにｐドーピン
グした選択ドープ超格子を作製すればｐ型に、ＺｎＳの
みにｎドーピングした選択ドープ超格子を作製すればｎ
型になる。また、超格子の各層厚を変化することによっ
てバンドギャップも制御可能である。また、有機金属気
相成長法（ＭＯＣＶＤ）は、成長原料を極めて精密に制
御できること、量産性に優れることなどII−VI族化合物
半導体の成長手法として非常に有望である。
【０００５】従来のＭＯＣＶＤを用いたＺｎＳ−ＺｎＴ
ｅ超格子の製造方法は、アプライド・フィジックス・レ
ターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）１９９２年
６１巻２９１頁〜２９３頁に詳述されている。この製造
方法は、ＩｎＰ基板をＭＯＣＶＤ装置内に設置し、基板
温度を４５０℃に設定する。ＺｎＳ成長原料としてジメ
チル亜鉛（（ＣＨ3 ）2 Ｚｎ；以下、ＤＭＺｎと記す）
と硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を用い、ＺｎＴｅ成長原料として
ＤＭＺｎとジエチルテルル（（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｔｅ：以
下、ＤＥＴｅと記す）を用い、これらを交互に反応管内
に供給することによって、ＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子層を
成長させている。
ｅ超格子の製造方法は、アプライド・フィジックス・レ
ターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）１９９２年
６１巻２９１頁〜２９３頁に詳述されている。この製造
方法は、ＩｎＰ基板をＭＯＣＶＤ装置内に設置し、基板
温度を４５０℃に設定する。ＺｎＳ成長原料としてジメ
チル亜鉛（（ＣＨ3 ）2 Ｚｎ；以下、ＤＭＺｎと記す）
と硫化水素（Ｈ2 Ｓ）を用い、ＺｎＴｅ成長原料として
ＤＭＺｎとジエチルテルル（（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｔｅ：以
下、ＤＥＴｅと記す）を用い、これらを交互に反応管内
に供給することによって、ＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子層を
成長させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造方法で得ら
れたＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子構造は、その超格子構造が
持つべき周期性に問題があった。また、基板面内の膜厚
均一性が悪いという問題があった。従来の製造方法で製
造されたＺｎＳおよびＺｎＴｅの各層厚が２０Ａ（オン
グストローム）の超格子構造をＸ線回折で調べると、超
格子構造の周期性に伴うＸ線サテライトピークは非常に
弱いものであった。これは、成長層厚方向の膜厚のばら
つき、あるいは各層の平坦性に問題があるためと考えら
れる。
れたＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子構造は、その超格子構造が
持つべき周期性に問題があった。また、基板面内の膜厚
均一性が悪いという問題があった。従来の製造方法で製
造されたＺｎＳおよびＺｎＴｅの各層厚が２０Ａ（オン
グストローム）の超格子構造をＸ線回折で調べると、超
格子構造の周期性に伴うＸ線サテライトピークは非常に
弱いものであった。これは、成長層厚方向の膜厚のばら
つき、あるいは各層の平坦性に問題があるためと考えら
れる。
【０００７】超格子を構成する半導体の膜厚がばらつい
てその周期性が悪くなると、バンドギャップの小さい半
導体が形成する量子準位が各層で異なり、それら準位の
結合が弱くなって発光強度が弱く、ブロードなものとな
る。
てその周期性が悪くなると、バンドギャップの小さい半
導体が形成する量子準位が各層で異なり、それら準位の
結合が弱くなって発光強度が弱く、ブロードなものとな
る。
【０００８】他方、超格子層のバンドギャップを大きく
するためにはＺｎＳおよびＺｎＴｅ各層の層厚を薄くす
る必要がある。しかし、従来の製造方法ではＺｎＳ，Ｚ
ｎＴｅの各膜厚が分子層（ＭＬ；モノレイヤー）オーダ
ーの超格子を作製することは困難であるという問題があ
った。
するためにはＺｎＳおよびＺｎＴｅ各層の層厚を薄くす
る必要がある。しかし、従来の製造方法ではＺｎＳ，Ｚ
ｎＴｅの各膜厚が分子層（ＭＬ；モノレイヤー）オーダ
ーの超格子を作製することは困難であるという問題があ
った。
【０００９】本発明の目的は、分子層オーダーの膜厚で
も周期性を保ち、かつ結晶性に優れたＺｎＳ−ＺｎＴｅ
超格子の製造方法を提供することにある。
も周期性を保ち、かつ結晶性に優れたＺｎＳ−ＺｎＴｅ
超格子の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、有機金属気相成長方法を用い、VI族の
構成元素の１つとして硫黄（Ｓ）が含有されたII−VI族
化合物半導体と、VI族の構成元素の１つとしてテルル
（Ｔｅ）が含有されたII−VI族化合物半導体との超格子
成長において、硫黄の原料として、ジイソプロピル硫黄
（（ｉ−Ｃ3 Ｈ7）2 Ｓ；以下、ＤＩＰＳと記す）を用
い、テルルの原料としてジエチルテルル（ＤＥＴｅ）、
あるいはジイソプロピルテルル（（ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）2 Ｔ
ｅ；以下、ＤＩＰＴｅと記す）のうち一方を用いたこと
を特徴とするものである。
達成するために、有機金属気相成長方法を用い、VI族の
構成元素の１つとして硫黄（Ｓ）が含有されたII−VI族
化合物半導体と、VI族の構成元素の１つとしてテルル
（Ｔｅ）が含有されたII−VI族化合物半導体との超格子
成長において、硫黄の原料として、ジイソプロピル硫黄
（（ｉ−Ｃ3 Ｈ7）2 Ｓ；以下、ＤＩＰＳと記す）を用
い、テルルの原料としてジエチルテルル（ＤＥＴｅ）、
あるいはジイソプロピルテルル（（ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）2 Ｔ
ｅ；以下、ＤＩＰＴｅと記す）のうち一方を用いたこと
を特徴とするものである。
【００１１】
【作用】従来法で成長させたＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子
は、その周期性に大きな問題があった。この理由は、用
いたＨ2 Ｓがアルキル亜鉛原料（この場合、ＤＭＺｎ）
と気相中で激しく反応する性質があるために、基板表面
でもＺｎＳが核成長しやすく成長層表面が荒れるためで
ある。これと同じ理由により、数分子層程度の超薄膜Ｚ
ｎＳを成長すると表面が平坦とはならず、数分子層程度
の超格子成長が困難であった。
は、その周期性に大きな問題があった。この理由は、用
いたＨ2 Ｓがアルキル亜鉛原料（この場合、ＤＭＺｎ）
と気相中で激しく反応する性質があるために、基板表面
でもＺｎＳが核成長しやすく成長層表面が荒れるためで
ある。これと同じ理由により、数分子層程度の超薄膜Ｚ
ｎＳを成長すると表面が平坦とはならず、数分子層程度
の超格子成長が困難であった。
【００１２】本発明のＤＩＰＳは、アルキル亜鉛とは直
接反応しない。同時に、ＤＥＴｅ、およびＤＩＰＴｅも
アルキル亜鉛とは反応しない。このような原料系では、
基板表面での核形成はなく、成長層の平坦性は非常によ
い。
接反応しない。同時に、ＤＥＴｅ、およびＤＩＰＴｅも
アルキル亜鉛とは反応しない。このような原料系では、
基板表面での核形成はなく、成長層の平坦性は非常によ
い。
【００１３】ここで、ＤＩＰＳについては、ジャーナル
・クリスタル・グロース１９９２年１１７巻１１９頁〜
１２４頁にＣｄＺｎＳ成長原料として報告がなされてい
る。その報告によると、ＤＩＰＳを用いた場合には基板
面内の組成の均一性が非常に悪く、その組成制御の再現
性も悪いと報告されている。同時に、硫黄の原料として
ターシャルブチルメルカプタン（ｔ−Ｃ4 Ｈ9 ＳＨ；以
下、ＴＢＳＨと記す）を用いた場合には組成の均一性、
組成制御の再現性に優れていたと報告されている。この
報告以降、ＤＩＰＳを用いた結晶成長の報告はなされて
いない。
・クリスタル・グロース１９９２年１１７巻１１９頁〜
１２４頁にＣｄＺｎＳ成長原料として報告がなされてい
る。その報告によると、ＤＩＰＳを用いた場合には基板
面内の組成の均一性が非常に悪く、その組成制御の再現
性も悪いと報告されている。同時に、硫黄の原料として
ターシャルブチルメルカプタン（ｔ−Ｃ4 Ｈ9 ＳＨ；以
下、ＴＢＳＨと記す）を用いた場合には組成の均一性、
組成制御の再現性に優れていたと報告されている。この
報告以降、ＤＩＰＳを用いた結晶成長の報告はなされて
いない。
【００１４】本発明者はこれらＤＩＰＳおよびＴＢＳＨ
を用いて、II−VI族化合物半導体成長の実験を行なっ
た。成長温度、VI族原料とII族原料の供給量比、反応管
圧力等の成長条件を変化し調べた結果、特にＤＩＰＳを
用いた場合、反応管圧力を大気圧の１／５以下程度に減
圧にした時膜厚の均一性が非常に良いことがわかった。
また、それぞれの原料を用いて成長したＺｎＳのフォト
ルミネッセンス特性を比較した結果、ＤＩＰＳを用いて
得られた試料からはバンド端近傍の発光が強く観察され
るのに対し、ＴＢＳＨからの試料では一般にＳＡ発光と
呼ばれる深い準位からの発光が強くみられ、ＤＩＰＳか
らの試料の結晶性が優れることがわかった。
を用いて、II−VI族化合物半導体成長の実験を行なっ
た。成長温度、VI族原料とII族原料の供給量比、反応管
圧力等の成長条件を変化し調べた結果、特にＤＩＰＳを
用いた場合、反応管圧力を大気圧の１／５以下程度に減
圧にした時膜厚の均一性が非常に良いことがわかった。
また、それぞれの原料を用いて成長したＺｎＳのフォト
ルミネッセンス特性を比較した結果、ＤＩＰＳを用いて
得られた試料からはバンド端近傍の発光が強く観察され
るのに対し、ＴＢＳＨからの試料では一般にＳＡ発光と
呼ばれる深い準位からの発光が強くみられ、ＤＩＰＳか
らの試料の結晶性が優れることがわかった。
【００１５】次に、これら原料を半導体超格子の製造に
用い比較した。その結果、ＤＭＺｎ，ＤＩＰＳ，ＤＩＰ
Ｔｅを用いた場合には各層厚が数ＭＬで構成された２Ｍ
ＬＺｎＳ−２ＭＬ ＺｎＴｅ超格子構造を製作した場合
においても、明確なＸ線サテライトピークが観察され、
超格子の周期構造が確認できた。一方、ＤＭＺｎ，ＴＢ
ＳＨ，ＤＩＰＴｅを用いた場合には、作製したすべての
試料からＸ線サテライトピークはみられるものの、その
ピーク強度は弱く、２ＭＬ ＺｎＳ−２ＭＬＺｎＴｅ超
格子構造においては非常に弱い１次のサテライトピーク
しか観察されなかった。この原因は、ＴＢＳＨがわずか
であるがＤＭＺｎと気相反応を起こすために、ＺｎＳ層
が荒れたためと考えられる。この結果より、特に半導体
超格子を構成するII−VI族化合物半導体の１層あたりの
層厚が各々１０ＭＬ以下であるような超薄膜超格子を製
作する手段としてＤＩＰＳを用いることは有効である。
用い比較した。その結果、ＤＭＺｎ，ＤＩＰＳ，ＤＩＰ
Ｔｅを用いた場合には各層厚が数ＭＬで構成された２Ｍ
ＬＺｎＳ−２ＭＬ ＺｎＴｅ超格子構造を製作した場合
においても、明確なＸ線サテライトピークが観察され、
超格子の周期構造が確認できた。一方、ＤＭＺｎ，ＴＢ
ＳＨ，ＤＩＰＴｅを用いた場合には、作製したすべての
試料からＸ線サテライトピークはみられるものの、その
ピーク強度は弱く、２ＭＬ ＺｎＳ−２ＭＬＺｎＴｅ超
格子構造においては非常に弱い１次のサテライトピーク
しか観察されなかった。この原因は、ＴＢＳＨがわずか
であるがＤＭＺｎと気相反応を起こすために、ＺｎＳ層
が荒れたためと考えられる。この結果より、特に半導体
超格子を構成するII−VI族化合物半導体の１層あたりの
層厚が各々１０ＭＬ以下であるような超薄膜超格子を製
作する手段としてＤＩＰＳを用いることは有効である。
【００１６】Ｔｅの成長原料としてＤＥＴｅを用いた場
合には、ＺｎＴｅ成長において、成長温度４００℃以上
の成長の時、良質な結晶成長が可能であった。また、Ｄ
ＩＰＴｅを用いた場合には、成長温度３００℃の低温で
も成長が可能であった。超格子成長では超薄膜成長が必
要であるが、成長温度が低い方が膜の平坦性は良く超格
子成長に適す傾向があった。
合には、ＺｎＴｅ成長において、成長温度４００℃以上
の成長の時、良質な結晶成長が可能であった。また、Ｄ
ＩＰＴｅを用いた場合には、成長温度３００℃の低温で
も成長が可能であった。超格子成長では超薄膜成長が必
要であるが、成長温度が低い方が膜の平坦性は良く超格
子成長に適す傾向があった。
【００１７】
（実施例１）以下、本発明の一実施例を図面を用いて説
明する。図１は本実施例を説明するために用いたＭＯＣ
ＶＤ装置の概略図である。用いた成長装置は、反応管１
１内に設置された基板１２を高周波コイル１３の誘導加
熱によって加熱するようになっている。また、反応管１
１には、Ｈ2 をキャリアガスとしてＡｓＨ3 およびＰＨ
3 の他、複数の有機金属がＨ2 のバブリングによって供
給されるようになっている。本実施例では基板としてＧ
ａＡｓを用い、設計値とし（２ＭＬ ＺｎＳ−２ＭＬ
ＺｎＴｅ）×２００周期成長させた場合について説明す
る。成長の手順は以下のようである。
明する。図１は本実施例を説明するために用いたＭＯＣ
ＶＤ装置の概略図である。用いた成長装置は、反応管１
１内に設置された基板１２を高周波コイル１３の誘導加
熱によって加熱するようになっている。また、反応管１
１には、Ｈ2 をキャリアガスとしてＡｓＨ3 およびＰＨ
3 の他、複数の有機金属がＨ2 のバブリングによって供
給されるようになっている。本実施例では基板としてＧ
ａＡｓを用い、設計値とし（２ＭＬ ＺｎＳ−２ＭＬ
ＺｎＴｅ）×２００周期成長させた場合について説明す
る。成長の手順は以下のようである。
【００１８】反応管内の圧力を７０Ｔｏｒｒに設定した
後、ＡｓＨ3 を反応管１１に供給しながら基板１２を５
８０℃まで昇温し、基板の表面クリーニングを１０分間
行った。バブラー１ａに納められたＤＭＺｎをＨ2 でバ
ブリングした。同様に、バブラー１ｂに納められたＤＥ
Ｔｅ、バブラー１ｄに納められたＤＩＰＳ、およびバブ
ラー１ｅに納められたターシャルブチルセレノール（ｔ
−（Ｃ4 Ｈ9 ）ＳｅＨ；以下、ＴＢＳｅＨと記す）をそ
れぞれバブリングした。基板温度を４５０℃に設定し、
ＡｓＨ3 の供給を停止した後、まず、ＤＭＺｎとＴＢＳ
ｅＨを反応管１１に供給し、ＺｎＳｅバッファ層を１．
６μm 成長させた。この時のＤＭＺｎの流量は２０μｍ
ｏｌ／ｍｉｎ、ＴＢＳｅＨの流量は４０μｍｏｌ／ｍｉ
ｎであり、全キャリア流量は２０００ｓｃｃｍとした。
後、ＡｓＨ3 を反応管１１に供給しながら基板１２を５
８０℃まで昇温し、基板の表面クリーニングを１０分間
行った。バブラー１ａに納められたＤＭＺｎをＨ2 でバ
ブリングした。同様に、バブラー１ｂに納められたＤＥ
Ｔｅ、バブラー１ｄに納められたＤＩＰＳ、およびバブ
ラー１ｅに納められたターシャルブチルセレノール（ｔ
−（Ｃ4 Ｈ9 ）ＳｅＨ；以下、ＴＢＳｅＨと記す）をそ
れぞれバブリングした。基板温度を４５０℃に設定し、
ＡｓＨ3 の供給を停止した後、まず、ＤＭＺｎとＴＢＳ
ｅＨを反応管１１に供給し、ＺｎＳｅバッファ層を１．
６μm 成長させた。この時のＤＭＺｎの流量は２０μｍ
ｏｌ／ｍｉｎ、ＴＢＳｅＨの流量は４０μｍｏｌ／ｍｉ
ｎであり、全キャリア流量は２０００ｓｃｃｍとした。
【００１９】ＺｎＳｅバッファ層の成長終了後、ＤＭＺ
ｎを反応管１１に流しながら、ＤＩＰＳとＤＥＴｅを交
互に反応管に供給した。この時のＤＭＺｎの流量は５μ
ｍｏｌ／ｍｉｎ、ＤＩＰＳの流量は３０μｍｏｌ／ｍｉ
ｎ、ＤＥＴｅの流量は２０μｍｏｌ／ｍｉｎであり、Ｄ
ＩＰＳおよびＤＥＴｅのそれぞれの供給時間は１７秒お
よび８秒、それぞれのガス無供給（パージ）時間を５秒
とした。
ｎを反応管１１に流しながら、ＤＩＰＳとＤＥＴｅを交
互に反応管に供給した。この時のＤＭＺｎの流量は５μ
ｍｏｌ／ｍｉｎ、ＤＩＰＳの流量は３０μｍｏｌ／ｍｉ
ｎ、ＤＥＴｅの流量は２０μｍｏｌ／ｍｉｎであり、Ｄ
ＩＰＳおよびＤＥＴｅのそれぞれの供給時間は１７秒お
よび８秒、それぞれのガス無供給（パージ）時間を５秒
とした。
【００２０】得られたＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子に対しＸ
線回折測定を行なった結果、超格子構造に起因したＸ線
サテライトピークが観察された。そのサテライトピーク
から求めた超格子構造の１周期は１２．８Ａであり、設
計値の１１．５Ａに非常に近いものであった。
線回折測定を行なった結果、超格子構造に起因したＸ線
サテライトピークが観察された。そのサテライトピーク
から求めた超格子構造の１周期は１２．８Ａであり、設
計値の１１．５Ａに非常に近いものであった。
【００２１】（実施例２）テルルの原料として、ＤＩＰ
Ｔｅを用いた場合について説明する。基板はＧａＡｓ、
超格子の設計値は（４ＭＬ ＺｎＳ−２ＭＬ ＺｎＴ
ｅ）×２００周期である。成長の手順は以下のようであ
る。
Ｔｅを用いた場合について説明する。基板はＧａＡｓ、
超格子の設計値は（４ＭＬ ＺｎＳ−２ＭＬ ＺｎＴ
ｅ）×２００周期である。成長の手順は以下のようであ
る。
【００２２】反応管内の圧力を７０Ｔｏｒｒに設定した
後、ＡｓＨ3 を反応管１１に供給しながら基板１２を５
８０℃まで昇温し、基板の表面クリーニングを１０分間
行なった。バブラー１ａに納められたＤＭＺｎをＨ2 で
バブリングした。同様に、バブラー１ｃに納められたＤ
ＩＰＴｅ、バブラー１ｄに納められたＤＩＰＳ、および
バブラー１ｅに納められたＴＢＳｅＨをそれぞれバブリ
ングした。基板温度を３３０℃に設定し、ＡｓＨ3 の供
給を停止した後、まずＤＭＺｎとＴＢＳｅＨを反応管１
１に供給し、ＺｎＳｅバッファ層を１．６μm 成長させ
た。この時のＤＭＺｎの流量は２０ｍｏｌ／ｍｉｎ、Ｔ
ＢＳｅＨの流量は４０μｍｏｌ／ｍｉｎであり、全キャ
リア流量は２０００ｓｃｃｍとした。
後、ＡｓＨ3 を反応管１１に供給しながら基板１２を５
８０℃まで昇温し、基板の表面クリーニングを１０分間
行なった。バブラー１ａに納められたＤＭＺｎをＨ2 で
バブリングした。同様に、バブラー１ｃに納められたＤ
ＩＰＴｅ、バブラー１ｄに納められたＤＩＰＳ、および
バブラー１ｅに納められたＴＢＳｅＨをそれぞれバブリ
ングした。基板温度を３３０℃に設定し、ＡｓＨ3 の供
給を停止した後、まずＤＭＺｎとＴＢＳｅＨを反応管１
１に供給し、ＺｎＳｅバッファ層を１．６μm 成長させ
た。この時のＤＭＺｎの流量は２０ｍｏｌ／ｍｉｎ、Ｔ
ＢＳｅＨの流量は４０μｍｏｌ／ｍｉｎであり、全キャ
リア流量は２０００ｓｃｃｍとした。
【００２３】ＺｎＳｅのバッファ層の成長終了後、ＤＭ
Ｚｎを反応管１１に流しながら、ＤＩＰＳとＤＩＰＴｅ
を交互に反応管に供給した。この時のＤＭＺｎの流量は
５μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＤＩＰＳの流量は８０μｍｏｌ／
ｍｉｎ、ＤＩＰＴｅの流量は１５μｍｏｌ／ｍｉｎであ
り、ＤＩＰＳとＤＩＰＴｅのそれぞれの供給時間は３５
秒、６秒、それぞれのパージ時間を５秒とした。
Ｚｎを反応管１１に流しながら、ＤＩＰＳとＤＩＰＴｅ
を交互に反応管に供給した。この時のＤＭＺｎの流量は
５μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＤＩＰＳの流量は８０μｍｏｌ／
ｍｉｎ、ＤＩＰＴｅの流量は１５μｍｏｌ／ｍｉｎであ
り、ＤＩＰＳとＤＩＰＴｅのそれぞれの供給時間は３５
秒、６秒、それぞれのパージ時間を５秒とした。
【００２４】得られたＺｎＳ−ＺｎＴｅ超格子に対しＸ
線回折測定を行なった結果、超格子構造に起因したＸ線
サテライトピークが観察された。サテライトピークの強
度は、実施例１で製造した試料のそれと比較して平均し
て５倍程度強くなり、超格子構造の周期性が改善されて
いることが分かった。そのサテライトピークから求めた
超格子構造の１周期は１７．４Ａであり、設計値の１
６．９Ａに非常に近いものであった。
線回折測定を行なった結果、超格子構造に起因したＸ線
サテライトピークが観察された。サテライトピークの強
度は、実施例１で製造した試料のそれと比較して平均し
て５倍程度強くなり、超格子構造の周期性が改善されて
いることが分かった。そのサテライトピークから求めた
超格子構造の１周期は１７．４Ａであり、設計値の１
６．９Ａに非常に近いものであった。
【００２５】上記実施例では、亜鉛の成長原料としてジ
メチル亜鉛を用いたが、本発明ではこれに限定されず亜
鉛の原料としてジエチル亜鉛（（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｚｎ）や
ジメチル亜鉛・トリメチルアミンアダクト（（ＣＨ3 ）
2 Ｚｎ・（ＣＨ3 ）3 Ｎ））等の他の原料でもよい。
メチル亜鉛を用いたが、本発明ではこれに限定されず亜
鉛の原料としてジエチル亜鉛（（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｚｎ）や
ジメチル亜鉛・トリメチルアミンアダクト（（ＣＨ3 ）
2 Ｚｎ・（ＣＨ3 ）3 Ｎ））等の他の原料でもよい。
【００２６】上記実施例では、VI族の構成元素の一つと
して硫黄が含有されたII−VI族化合物半導体としてＺｎ
Ｓを用いたが、ＭｇＺｎＳやＢｅＺｎＳなど他の混晶で
もよく、また、VI族の構成元素の１つとしてテルルが含
有されたII−VI族化合物半導体としてＺｎＴｅを用いた
が、ＣｄＴｅやＺｎＣｄＴｅなど他の混晶でも良い。ま
たそれらの組合わせも限定されない。例えばＺｎＳとＣ
ｄＴｅ、ＺｎＳとＺｎＣｄＴｅ、ＭｇＺｎＳとＺｎＴ
ｅ、ＭｇＺｎＳとＣｄＴｅ、ＭｇＺｎＳとＺｎＣｄＴ
ｅ、ＢｅＺｎＳとＺｎＴｅ、ＢｅＺｎＳとＣｄＴｅ、Ｂ
ｅＺｎＳとＺｎＣｄＴｅなどでもよい。
して硫黄が含有されたII−VI族化合物半導体としてＺｎ
Ｓを用いたが、ＭｇＺｎＳやＢｅＺｎＳなど他の混晶で
もよく、また、VI族の構成元素の１つとしてテルルが含
有されたII−VI族化合物半導体としてＺｎＴｅを用いた
が、ＣｄＴｅやＺｎＣｄＴｅなど他の混晶でも良い。ま
たそれらの組合わせも限定されない。例えばＺｎＳとＣ
ｄＴｅ、ＺｎＳとＺｎＣｄＴｅ、ＭｇＺｎＳとＺｎＴ
ｅ、ＭｇＺｎＳとＣｄＴｅ、ＭｇＺｎＳとＺｎＣｄＴ
ｅ、ＢｅＺｎＳとＺｎＴｅ、ＢｅＺｎＳとＣｄＴｅ、Ｂ
ｅＺｎＳとＺｎＣｄＴｅなどでもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、分子層オーダーの
膜厚でも周期性を保ち、かつ結晶性に優れたＺｎＳ−Ｚ
ｎＴｅ超格子を容易に製造できる。
膜厚でも周期性を保ち、かつ結晶性に優れたＺｎＳ−Ｚ
ｎＴｅ超格子を容易に製造できる。
【００２８】本発明の方法によって得られる超格子は、
青緑色半導体発光素子などに用いることができ、工業的
に有用である。
青緑色半導体発光素子などに用いることができ、工業的
に有用である。
【図１】本発明の方法に用いられる成長装置の一例の概
略構成図である。
略構成図である。
１ａ〜１ｅ バブラー １１ 反応管 １２ 基板 １３ 高周波コイル
Claims (3)
- 【請求項１】有機金属気相成長方法を用い、VI族の構成
元素の１つとして硫黄（Ｓ）が含有されたII−VI族化合
物半導体と、VI族の構成元素の１つとしてテルル（Ｔ
ｅ）が含有されたII−VI族化合物半導体との超格子を成
長する方法において、硫黄の原料として、ジイソプロピ
ル硫黄（（ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）2 Ｓ）を用い、テルルの原料
としてジエチルテルル（（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｔｅ）、あるい
はジイソプロピルテルル（（ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）2 Ｔｅ）の
うち一方を用いたことを特徴とする半導体超格子の製造
方法。 - 【請求項２】有機金属気相成長方法を用いた超格子の成
長条件は、反応管内の圧力が大気圧力の１／５以下であ
ることを特徴とする請求項１に記載の半導体超格子の製
造方法。 - 【請求項３】半導体超格子を構成するII−VI族化合物半
導体の１層あたりの層厚が各々１０分子層以下であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の半導体超格子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7908694A JP2551376B2 (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | 半導体超格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7908694A JP2551376B2 (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | 半導体超格子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07288234A JPH07288234A (ja) | 1995-10-31 |
| JP2551376B2 true JP2551376B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=13680080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7908694A Expired - Fee Related JP2551376B2 (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | 半導体超格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551376B2 (ja) |
-
1994
- 1994-04-19 JP JP7908694A patent/JP2551376B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07288234A (ja) | 1995-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hiruma et al. | Quantum size microcrystals grown using organometallic vapor phase epitaxy | |
| US8257999B2 (en) | Method of zinc oxide film grown on the epitaxial lateral overgrowth gallium nitride template | |
| Bedair et al. | Growth and characterization of In-based nitride compounds | |
| Cockyane et al. | Metalorganic chemical vapour deposition of wide band gap II–VI compounds | |
| Karam et al. | Growth of device quality GaN at 550 C by atomic layer epitaxy | |
| JPS63240012A (ja) | ３−ｖ族化合物半導体およびその形成方法 | |
| Hsu | Epitaxial growth of II–VI compound semiconductors by atomic layer epitaxy | |
| TW201103076A (en) | Gallium nitride-based compound semiconductor manufacturing method | |
| Hsu | Growth of ZnSxSe1− x layers on Si substrates by atomic layer epitaxy | |
| KR20020065892A (ko) | 3족 질화물 반도체 결정 제조 방법, 갈륨나이트라이드-기재 화합물 반도체 제조 방법, 갈륨나이트라이드-기재 화합물 반도체, 갈륨나이트라이드-기재 화합물 반도체 발광 소자, 및 반도체발광 소자를 이용한 광원 | |
| Fujimori et al. | Growth and characterization of AlInN on AlN template | |
| Marchand et al. | Fast lateral epitaxial overgrowth of gallium nitride by metalorganic chemical vapor deposition using a two-step process | |
| JP2551376B2 (ja) | 半導体超格子の製造方法 | |
| Irvine | UV photo-assisted crystal growth of II-VI compounds | |
| US20050066885A1 (en) | Group III-nitride semiconductor substrate and its manufacturing method | |
| Nanishi et al. | Plasma-excited MBE—Proposal and achievements through R&D of compound semiconductor materials and devices | |
| Horikoshi | Migration-enhanced epitaxy and its application | |
| Matsumura et al. | Self-assembling CdSe, ZnCdSe and CdTe quantum dots on ZnSe (100) epilayers | |
| Fujiwara et al. | Structures and Properties of (Z n S) n (Z n S e) m (n= 1–4) Ordered Alloys Grown by Atomic Layer Epitaxy | |
| JPH0463040B2 (ja) | ||
| JPH0787179B2 (ja) | 超格子半導体装置の製造方法 | |
| Bedair | Indium-based nitride compounds | |
| JP3479542B2 (ja) | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の製造方法 | |
| JP2646841B2 (ja) | 結晶成長方法 | |
| Aierken | Passivation of GaAs surfaces and fabrication of self-assembled In (Ga) As/GaAs quantum ring structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960702 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |