原子状水素制御によるZnSe結晶の低温成膜に関する研究

原子氢控制低温沉积ZnSe晶体的研究

• 批准号: 01604532
• 负责人: 清水 勇
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01604532/
• 关键词: ZnSe結晶成長; ヘテロエピタキシャル成長; 非平衡材料; コヒ-レント成長; 格子緩和

有機金属化合物(ジエチル亜鉛(DEZn)、ジエチルセレン(DESe))を原料とし、原子状水素を付活剤とする新しい結晶成長法で、ZnSe結合のGaAs(100)基板上へのヘテロエピタキシャル成長を行った。この方法では、Zn系前駆体の基板上での吸着/脱着平衡とSe前駆体との活性化形の反応から成る擬似平衡状態での結晶成長であるため、200℃程度までの低温で高品質のZnSe結晶成長が可能となった。結晶性に加えて、点欠陥の低温をはかるため、II/VI原料供給比をパラメ-タ-に、蛍光スペクトル測定結果より、その制御性を検討し、II族原料過剰の領域で、短波長領域の励起子発光が強くなり、点欠陥の低減の可能性が見い出された。また、膜中の不純物量として、C,O,H,Nをそれぞれ、SIMS測定で検出したところ、基板に用いたGaAs結晶とほぼ同程度で、低温にも拘らず、高密度のZnSe結晶が育成できたことが確認された。この低温成長法と特徴として、異なる結晶の成長界面に生ずる歪みを保持した基板とのコヒ-レント成長が著しく安定に起こることが確認された。基板温度230℃で成長したZnSe結晶では、3μm厚を越えてもコヒ-レント成長を保持し、2結晶XRDロッキングカ-ブより評価した結晶性も高いことが確認された。また、このようにして作製されたコヒ-レントZnSe膜(0.1〜0.3μm厚)の薄層では、500℃の熱アニ-リングによっても格子の緩和は認められない程の強固な構造が得られた。このような安定な非平衡構造が得られたことは、原子状水素による界面の清浄化と、化学反応を主体とし、より平衡状態に近い擬似平衡状態を前駆体の組合せによって達成できたことに因る。ZnTe結晶のヘテロエピタキシャル成長も試み、ZnSeと同様な結果が得られた。

Organic metal compounds (DEZn, DESe) as raw materials, atomic water as active agents, new crystal growth methods, ZnSe bonded GaAs(100) substrate growth This method enables high quality ZnSe crystal growth at low temperatures up to 200 DEG C. The adsorption/desorption equilibrium of Se precursor on the substrate and the formation of Se precursor in a quasi-equilibrium state are discussed. Crystallization, low temperature, low temperature, II/VI raw material supply ratio, light quality measurement results, control properties, strong excitation emission in the short wavelength region, low possibility of point deficiency were also discussed. In addition, the amount of impurities in the film, such as C,O,H, and N, was measured by SIMS. It was confirmed that the GaAs crystals used in the substrate were of the same degree as those used in the substrate, and that high-density ZnSe crystals could be grown at low temperatures. The characteristics of the low-temperature growth method are: the growth interface of different crystals is maintained; the growth of substrates is stable; Substrate temperature 230℃ to grow ZnSe crystal, 3μm thick to maintain the growth of ZnSe crystal, 2 crystal XRD to evaluate the crystallinity of ZnSe crystal The thin layer of ZnSe film (0.1 ~ 0.3μm thick) was prepared by thermal decomposition at 500℃, and the strong structure of the lattice was obtained. The stability of the non-equilibrium structure is due to the separation and chemical reaction of the interface between the atomic element and the main body, the quasi-equilibrium state and the combination of the precursor. ZnTe crystal growth test, ZnSe crystal growth test

项目成果

J.Gotoh: "Defect control of ZnSe epitaxial layers by HR-CVD" Jpn.J.Appl.Phys.

J.Gotoh：“通过 HR-CVD 进行 ZnSe 外延层的缺陷控制”Jpn.J.Appl.Phys。

J.Gotoh: "Structure and Chemical Composition measured by SIMS of ZnSe/GaAs interface grown by HR-CVD" Procedings of the 7th Symposium on Plasma Processing. 457-460 (1990)

J.Gotoh：“通过 HR-CVD 生长的 ZnSe/GaAs 界面的 SIMS 测量的结构和化学成分”第七届等离子体加工研讨会论文集。