気相エピタキシャル成長法による硫化亜鉛成長層の伝導性および発光色の制御

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ZnS気相エピタキシャル成長層の伝導制制御技術を確実なものとし、pーn接合型で全発光色型の発光素子への応用を念頭に、1.p型伝導の出現に対する亜鉛蒸気圧の効果の詳細な研究、2.p型層とn型層のバンド端発光を調べ、関係する不純物準位を明らかにする、3.発光色制御のための深い準位を形成する不純物の添加方法、4.n型層の抵抗率制御のための不純物の選択と添加方法、などの項目について研究を進めた。1.についてはX線回折の半値幅より見た結晶性と励起子反射のスペクトル幅とがよく対応しており、亜鉛蒸気圧が結晶性に大きく影響し400℃付近のZn源温度で最良の結晶性を持つ層が得られることが分かった。このZn源温度付近で成長系にNH_3を添加するとp型層が得られるようである。またエピタキシャル層の格子定数はバルク結晶で報告されている値より0.08%程小さいと判断されるX線回折の結果が得られているが、更に検討が必要である。2.についてはNH_3を成長時に添加して得たP型層には浅いアクセプタ-準位以外に新しいドナ-準位が形成されていることを示すとみられるデ-タが、ドナ-・アクセプタ-対型発光の遅延励光の遅延励起スペクトルの測定より得られた。NH_3添加の効果と新しいドナ-準位形成との対応関係については更に調べてみる必要がある。3.発光色の制御に関してはAu_2SとAuClを原料としてAuの添加を試みたが、不成功であった。添加方法を含む不純物の選択が今後の課題となった。4.のn型伝導度の制御については金属InとZnCl_2を原料として試みた。前者については結晶性への影響は別として不適当と判断される。後者については抵抗率の変化が観測され、見込みがあることが分かった。加物条件をつめることが次のステップとして必要である。