水素ラジカルCVD法によるznse,zns薄膜結晶の低温成長

氢自由基CVD法低温生长Znse和Zns薄膜晶体

基本信息

批准号：
62604544
负责人：
清水勇
金额：
$ 0.96万
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：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62604544/
关键词：
II-VI族化合物半導体 znse 低温結晶成長ヘテロエピタキシャル成長

项目摘要

II-VI族化合物半導体の電子デバイス応用に不可欠な不純物添加による価電子制御を可能にする目的で, ZnSe結晶を例として, その低温結晶成長技術を開発するための基礎的研究を行った. 原料としてはジエチル亜鉛, ジエチルセレンの有機金属化合物を用い, 申請者らの提案した, 原子状水素の強い還元力と, 金属等の諸元素と低温分解性の水素化合物形成能を利用した「HR-CVD法」(Hydrogen Radical enhanced CVD)を適用した. 原子状水素, 及びジエチルセレンはマイクロ波プラズマで生成, あるいは分解し, ジエチル亜鉛は原子状水素との気相中での衝突により一部分解し, 反応前駆体を生成する. これらの化学活性の高い前駆体は基板上で擬似平衡を形成し, その結果, 200°C程度の極めて低い基板上でZnSe結晶成長が可能になった.得られる結晶形は, 用いる基板により異なり, 非晶質ガラス基板上では, (III)方向に配向した多結晶が得られ, この膜は高抵抗, 高光伝導性を示す良質膜で今後応用が期待できる. 一方, GaAs(100)基板上へ堆積すると, 均質性の高いヘテロエピタキシャル膜が得られた. 200°C基板上でこのような良質の単結晶薄膜が得られたことはこれまでに例を見ないので, 今後の進展に期待が持たれる.低温成膜法としてのHR-CVD法が確立されたので, 所期の目的である価電子制御の可能性に対する予備的実験を行い, N型においてはZnSe:Alで室温における伝導度, 10^<-1>S/cm, 活性化エネルギー〜0.1eVが得られることを確認した. また, P型に関してはPH_3をドーパントとし, ZnSe:Pの作製を試みたところ, 活性化エネルギー〜0.5eV, 伝導度〜10^<-5>S/cmの膜が得られた. したがって, さらに作製条件の最適化によって, 高品質膜を得ることが期待される.

为了通过添加杂质来控制价电子，这对于II-VI族化合物半导体的电子器件应用至关重要，我们进行了基础研究，以ZnSe晶体为例开发了低温晶体生长技术。有机金属化合物如二乙基锌和二乙基硒，并结合申请人提出的原子氢的强还原能力，我们应用了“HR-CVD方法”（氢自由基增强CVD），该方法利用金属等各种元素及其形成低温可分解氢化合物的能力。使用微波等离子体生成或分解原子氢和二乙基硒。，二乙基锌在气相中与原子氢碰撞而部分分解，产生反应前体，这些化学活性前体在基材上形成伪平衡，从而产生。可以在200℃左右的极低温度下在基板上生长ZnSe晶体，所获得的晶体形状根据所使用的基板而变化；在非晶玻璃基板上，可以获得沿(III)方向取向的多晶。薄膜是一种表现出高电阻和高光电导性的高质量薄膜，有望在未来得到应用。另一方面，当沉积在GaAs(100)衬底上时，可以获得高度均匀的异质外延薄膜。这是首次在200°C的基板上获得如此高质量的单晶薄膜，因此我们对未来的进展抱有很高的期望。HR-CVD已被确立为一种低温成膜方法。，我们进行了初步实验来研究控制价电子的可能性，这也是我们的预期目的，结果发现，在N型中，ZnSe:Al的室温电导率为10^<-1>S/cm，我们证实可以获得约0.1eV的活化能此外，当我们尝试使用PH_3作为P型掺杂剂制备ZnSe:P时，我们发现活化能为约0.5eV，电导率为约0.5eV。因此，通过进一步优化制备条件有望获得高质量的薄膜。