JPH03237097A - 光励起気相成長方法 - Google Patents
光励起気相成長方法Info
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Landscapes
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は７ｎＳ、Ｚｎ５ｅ等の薄膜を、有機化合物と
結合した亜鉛、硫黄、セレンを原料とした光励起金属気
相成長法により低温で作製する方法に関するものである
。
結合した亜鉛、硫黄、セレンを原料とした光励起金属気
相成長法により低温で作製する方法に関するものである
。
［従来の技術］
従来ＺｎＳ 、 Ｚｎ５ｅの薄膜を光励起気相成長法に
より作製する方法として、■第２図に示すように有機化
合物と結合しているＺｎ 、 Ｓｅであるジメチル亜鉛
、ジメチルセレンを原料ガスとして反応管２１内に導入
し、キセノンランプ２５等のランプ光源またはエキシマ
・レーザの光をミラー２６で折返して反応管２１の窓２
４からサセプタ２２上の基板２３に照射してｚｎｓｃ
（ＺｎＳ）の薄膜成長を行う方法かある。
より作製する方法として、■第２図に示すように有機化
合物と結合しているＺｎ 、 Ｓｅであるジメチル亜鉛
、ジメチルセレンを原料ガスとして反応管２１内に導入
し、キセノンランプ２５等のランプ光源またはエキシマ
・レーザの光をミラー２６で折返して反応管２１の窓２
４からサセプタ２２上の基板２３に照射してｚｎｓｃ
（ＺｎＳ）の薄膜成長を行う方法かある。
また■第３図に示すように有機亜鉛及び水素化物のＳ、
ＳｅであるＨ２Ｓ 、 ｌ１２Ｓｅを原料ガスとして反
応管３１内に導入し、例えばＡｒＦエキシマ・レーザ３
５を反応管３１の窓からサセプタ３２上の基板３３に照
射して、ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅの成長を行う方法等（例えば
雑誌”Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏ
ｗｔｈ ”９３ （１９８８）Ｐ２９５−２６４参照）
か知られている。
ＳｅであるＨ２Ｓ 、 ｌ１２Ｓｅを原料ガスとして反
応管３１内に導入し、例えばＡｒＦエキシマ・レーザ３
５を反応管３１の窓からサセプタ３２上の基板３３に照
射して、ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅの成長を行う方法等（例えば
雑誌”Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏ
ｗｔｈ ”９３ （１９８８）Ｐ２９５−２６４参照）
か知られている。
第４図はこれら従来の作製方法における成長温度−成長
速度の関係を示した図で、横軸に成長温度を、縦軸に成
長速度をとり、黒丸は光を照射した場合、白丸は光を照
射しない場合の成長過程を示している。
速度の関係を示した図で、横軸に成長温度を、縦軸に成
長速度をとり、黒丸は光を照射した場合、白丸は光を照
射しない場合の成長過程を示している。
［発明か解決しようとする課題］
上記のような従来の方法においては、いずれも有機原料
の場合、第４図から明らかなように、基板温度を約２０
０’Ｃ以にになるように昇温しなければ、ＺｎＳ 、
Ｚｎ５ｅ等の薄膜は成長しないという問題がある。
の場合、第４図から明らかなように、基板温度を約２０
０’Ｃ以にになるように昇温しなければ、ＺｎＳ 、
Ｚｎ５ｅ等の薄膜は成長しないという問題がある。
また、有機化合物中のＺｎと水素化物（ｌ１２ｓ。
１Ｉ２ｓｅ）からのＳ、Ｓｅの場合、これら−に記者Ｚ
ｎと、ＳもしくはＳｅか気相的に反応するために薄膜表
面が滑らかにいかず荒れることかあるか、この気相反応
を防止するためには原料ガスの反応管への供給方法か複
雑になるという問題かある。
ｎと、ＳもしくはＳｅか気相的に反応するために薄膜表
面が滑らかにいかず荒れることかあるか、この気相反応
を防止するためには原料ガスの反応管への供給方法か複
雑になるという問題かある。
この発明はかかる従来の問題に鑑みてなされたちのて簡
単な装置により、低温でＺｎＳ、２ｎＳｅ等の薄膜を成
長させることかてきる光励起気相成長方法を提供するこ
とを目的とする。
単な装置により、低温でＺｎＳ、２ｎＳｅ等の薄膜を成
長させることかてきる光励起気相成長方法を提供するこ
とを目的とする。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するために、この発明は光励起気相成
長方法により硫化亜鉛もしくはセレン化亜鉛の薄膜を成
長させる方法において、内部に基板を有する反応管内に
、水素をキャリアガスとして所定量の原料ガスである有
機亜鉛と有機硫黄もしくは有機セレンを供給し、前記反
応管内の圧力を１ｔｏｒｒ乃至１気圧にし、かつ前記基
板を１５℃乃至４００℃に加熱保持し、さらに、この基
板近傍に、前記原料ガスを分解するレーザ光を照射し、
かつ前記基板に硫化亜鉛もしくはセレン化亜鉛のバンド
ギャップエネルギー以上の光子エネルギーを有する光を
照射して硫化亜鉛もしくはセレン化亜鉛の薄膜を成長さ
せるものであり、原料ガスを分解するレーザとして、有
機亜鉛と有機硫黄もしくは有機セレンを所定の強度で直
接分解することができるＡｒＦエキシマ・レーザを用い
るかまたは有機亜鉛と有機硫黄もしくは有機セレンを多
光子吸収により分解できるようにＫｒＦもしくはＸｅＣ
１もしくはＸｅＦの各エキシマ・レーザを光学系て絞っ
て照射するようにしてもよく、さらにバンドギャップエ
ネルギー塩−Ｌの光子エネルギーを有する光源として高
圧放電灯を用いるか、ＫｒＦもしくはＸｅＣｌもしくは
ＸｅＦまたはＨｅＣｄの各レーザを用いることも可能で
あり、バンドギャップエネルギー以上の光子エネルギー
を有する光源として高圧放電灯を用いる場合には高圧放
電灯と、２５０ｎｍ以下の波長を遮蔽する光学系とを併
設して２５０ｎｍ以下の波長光を遮断するようにしても
よい。
長方法により硫化亜鉛もしくはセレン化亜鉛の薄膜を成
長させる方法において、内部に基板を有する反応管内に
、水素をキャリアガスとして所定量の原料ガスである有
機亜鉛と有機硫黄もしくは有機セレンを供給し、前記反
応管内の圧力を１ｔｏｒｒ乃至１気圧にし、かつ前記基
板を１５℃乃至４００℃に加熱保持し、さらに、この基
板近傍に、前記原料ガスを分解するレーザ光を照射し、
かつ前記基板に硫化亜鉛もしくはセレン化亜鉛のバンド
ギャップエネルギー以上の光子エネルギーを有する光を
照射して硫化亜鉛もしくはセレン化亜鉛の薄膜を成長さ
せるものであり、原料ガスを分解するレーザとして、有
機亜鉛と有機硫黄もしくは有機セレンを所定の強度で直
接分解することができるＡｒＦエキシマ・レーザを用い
るかまたは有機亜鉛と有機硫黄もしくは有機セレンを多
光子吸収により分解できるようにＫｒＦもしくはＸｅＣ
１もしくはＸｅＦの各エキシマ・レーザを光学系て絞っ
て照射するようにしてもよく、さらにバンドギャップエ
ネルギー塩−Ｌの光子エネルギーを有する光源として高
圧放電灯を用いるか、ＫｒＦもしくはＸｅＣｌもしくは
ＸｅＦまたはＨｅＣｄの各レーザを用いることも可能で
あり、バンドギャップエネルギー以上の光子エネルギー
を有する光源として高圧放電灯を用いる場合には高圧放
電灯と、２５０ｎｍ以下の波長を遮蔽する光学系とを併
設して２５０ｎｍ以下の波長光を遮断するようにしても
よい。
［作用］
上記の手段により、常温から表面状態のすぐれた薄膜を
形成することが可能であり、基板表面へのランプの光ま
たはレーザの照射により炭化水素なとの不純物の混入を
抑え、結晶性のよい薄膜か威長てきる。
形成することが可能であり、基板表面へのランプの光ま
たはレーザの照射により炭化水素なとの不純物の混入を
抑え、結晶性のよい薄膜か威長てきる。
［実施例］
第１図はこの発明の一実施例であるＺｎＳの薄膜成長装
置の主要部の概略を説明する模式図て、同図（ａ）は−
側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）を９０°回転した場合
の側面図である。
置の主要部の概略を説明する模式図て、同図（ａ）は−
側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）を９０°回転した場合
の側面図である。
第１図において、ｌは反応管、２はこの反応管１内に配
置されたサセプタで、このサセプタ２上に基板３がある
。この反応管ｌの側面からジメチル亜鉛とジメチル硫黄
の原料ガスを供給し、原料ガス分解用の光源として波長
１９３□のＡｒＦエキシマ・レーザ発振器８からのレー
ザを、基板３上に平行になるようにシリンドリカルレン
ズ等の光学系９を透過して反応管ｌの窓５から照射して
、原料ガスを分解する。また、このＡｒＦエキシマ・レ
ーザは直接基板３に照射すると、原料ガスか分解して基
板の表面か荒れるのて、基板３には当てないように、基
板３の上面ｌＯに平行に照射する。
置されたサセプタで、このサセプタ２上に基板３がある
。この反応管ｌの側面からジメチル亜鉛とジメチル硫黄
の原料ガスを供給し、原料ガス分解用の光源として波長
１９３□のＡｒＦエキシマ・レーザ発振器８からのレー
ザを、基板３上に平行になるようにシリンドリカルレン
ズ等の光学系９を透過して反応管ｌの窓５から照射して
、原料ガスを分解する。また、このＡｒＦエキシマ・レ
ーザは直接基板３に照射すると、原料ガスか分解して基
板の表面か荒れるのて、基板３には当てないように、基
板３の上面ｌＯに平行に照射する。
さらに、超高圧水銀灯６はＺｎＳのバンドギャップエネ
ルギー以上の波長をもち、かつ、有機亜鉛、有機硫黄、
有機セレンの吸収か少ないようなものてあり、この光を
くラー７で折返して、反応管ｌの窓４から基板３へ照射
する。これは、半導体素子にバンドギャップエネルギー
以上の光を照射すると、半導体素子内のキャリアか励起
されて、表面の反応に変化が生じ、低温でも炭化水素な
どの不純物の混入を抑えて、薄膜を成長させることかて
きるからである。
ルギー以上の波長をもち、かつ、有機亜鉛、有機硫黄、
有機セレンの吸収か少ないようなものてあり、この光を
くラー７で折返して、反応管ｌの窓４から基板３へ照射
する。これは、半導体素子にバンドギャップエネルギー
以上の光を照射すると、半導体素子内のキャリアか励起
されて、表面の反応に変化が生じ、低温でも炭化水素な
どの不純物の混入を抑えて、薄膜を成長させることかて
きるからである。
この実施例においては、基板２は１５℃から４００’Ｃ
に加熱する。
に加熱する。
また、実施例ではＡｒＦエキシマ・レーザな用いたか、
これにかえてＫｒＦ、ＸｅＧＩ、ＸｅＦの各エキシマ・
レーザでもかまわない。但し、この場合には、有機金属
の吸収がないか、光を２つ同時に送る２光子吸収によっ
てガスを分解する。
これにかえてＫｒＦ、ＸｅＧＩ、ＸｅＦの各エキシマ・
レーザでもかまわない。但し、この場合には、有機金属
の吸収がないか、光を２つ同時に送る２光子吸収によっ
てガスを分解する。
さらに、バンドギャップ以上の波長をもつ光源として超
高圧水銀ランプにかえて、キセノンランプまたはＫｒＦ
、ＸｅＧＩ、ＸｅＦの各エキシマ・レーザなどを基板に
照射することができる。その際、これら光源のエネルギ
ーが２５０ｎｍ以下の波長の光か強い場合はこの光を遮
蔽するフィルタ等の光学系を併用すればよい。
高圧水銀ランプにかえて、キセノンランプまたはＫｒＦ
、ＸｅＧＩ、ＸｅＦの各エキシマ・レーザなどを基板に
照射することができる。その際、これら光源のエネルギ
ーが２５０ｎｍ以下の波長の光か強い場合はこの光を遮
蔽するフィルタ等の光学系を併用すればよい。
以−にの実施例においては、ＺｎＳの薄膜成長を行う例
について述べたか、Ｚｎ５ｅの場合においても、原料ガ
スをジメチル硫黄に置き換えれば可能であることは勿論
である。
について述べたか、Ｚｎ５ｅの場合においても、原料ガ
スをジメチル硫黄に置き換えれば可能であることは勿論
である。
［発明の効果］
以−Ｌ述べたように、この発明によれば、原料ガスへの
エキシマ・レーザの照射により１５℃程度の低温から薄
膜を成長することかできる。そして、低温て威長ずれば
、ＺｎＳ 、 Ｚｎ５ｅに対するドーピングの制御が容
易になる。
エキシマ・レーザの照射により１５℃程度の低温から薄
膜を成長することかできる。そして、低温て威長ずれば
、ＺｎＳ 、 Ｚｎ５ｅに対するドーピングの制御が容
易になる。
また、基板表面へのランプの光またはレーザの照射によ
り、レーザて原料ガスを分解するたけに比較して炭化水
素等の不純物の混入を抑え、結晶性のよい薄膜を形成す
ることかできる。それによって表面状態のすぐれた薄膜
を低温で形成することができる。
り、レーザて原料ガスを分解するたけに比較して炭化水
素等の不純物の混入を抑え、結晶性のよい薄膜を形成す
ることかできる。それによって表面状態のすぐれた薄膜
を低温で形成することができる。
第１図はこの発明の一実施例であるＺｎＳの薄膜成長装
置の主要部の概略を説明する模式図で、同図（ａ）は−
側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）を９０’回転した場合
の側面図、第２図、第３図は従来のＺｎ５ｅの薄膜を成
長させる気相成長装置の概略を示す模式図、第４図はこ
れら従来の作製方法における成長温度−成長速度の関係
を示した図である。 図中。 １．２１．３１：反応管 ２、２２．３２：サセプタ ３、２３．３３＋基板 ４、５．２４．３４：窓 ６：超高圧水銀灯 ７．２６ ミラー ８．３５：ＡｒＦエキシマ・レーザ ９：光学系 １０；基板の上面
置の主要部の概略を説明する模式図で、同図（ａ）は−
側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）を９０’回転した場合
の側面図、第２図、第３図は従来のＺｎ５ｅの薄膜を成
長させる気相成長装置の概略を示す模式図、第４図はこ
れら従来の作製方法における成長温度−成長速度の関係
を示した図である。 図中。 １．２１．３１：反応管 ２、２２．３２：サセプタ ３、２３．３３＋基板 ４、５．２４．３４：窓 ６：超高圧水銀灯 ７．２６ ミラー ８．３５：ＡｒＦエキシマ・レーザ ９：光学系 １０；基板の上面
Claims (6)
- （１）光励起気相成長方法により硫化亜鉛もしくはセレ
ン化亜鉛の薄膜を成長させる方法において、内部に基板
を有する反応管内に、水素をキャリアガスとして所定量
の原料ガスである有機亜鉛もしくは有機セレンを供給し
、前記反応管内の圧力を１ｔｏｒｒ乃至１気圧にし、か
つ前記基板を１５℃乃至４００℃に加熱保持し、さらに
、この基板近傍に、前記原料ガスを分解するレーザ光を
照射し、かつ前記基板に硫化亜鉛もしくはセレン化亜鉛
のバンドギャップエネルギー以上の光子エネルギーを有
する光を照射して硫化亜鉛もしくはセレン化亜鉛の薄膜
を成長させることを特徴とする光励起気相成長方法。 - （２）原料ガスを分解するレーザとして、有機亜鉛もし
くはセレン化亜鉛を所定の強度で直接分解することがで
きるＡｒＦエキシマ・レーザを用いることを特徴とする
請求項（１）に記載の光励起気相成長方法。 - （３）原料ガスを分解するレーザとして、有機亜鉛もし
くはセレン化亜鉛を多光子吸収により分解できるように
ＫｒＦもしくはＸｅＣｌもしくはＸｅＦの各エキシマ・
レーザを光学系で絞って照射することを特徴とする請求
項（１）に記載の光励起気相成長方法。 - （４）バンドギャップエネルギー以上の光子エネルギー
を有する光源として高圧放電灯を用いることを特徴とす
る請求項（１）、（２）、（３）のうちいずれか１項に
記載の光励起気相成長方法。 - （５）バンドギャップエネルギー以上の光源としてＫｒ
ＦもしくはＸｅＣｌもしくはＸｅＦまたはＨｅＣｄの各
レーザを用いることを特徴とする請求項（１）、（２）
、（３）のうちいずれか１項に記載の光励起気相成長方
法。 - （６）バンドギャップエネルギー以上の光子エネルギー
を有する光源として高圧放電灯と、２５０ｎｍ以下の波
長を遮蔽する光学系とを併設して２５０ｎｍ以下の波長
光を遮断することを特徴とする請求項（４）に記載の光
励起気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257990A JPH03237097A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 光励起気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257990A JPH03237097A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 光励起気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237097A true JPH03237097A (ja) | 1991-10-22 |
Family
ID=12362789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257990A Pending JPH03237097A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 光励起気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03237097A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005078154A1 (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Kaneka Corporation | 透明導電膜の製造方法、及びタンデム型薄膜光電変換装置の製造方法 |
| US7677198B2 (en) * | 2005-11-28 | 2010-03-16 | Industrial Technology Research Institute | Method and apparatus for growing a composite metal sulphide photocatalyst thin film |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP3257990A patent/JPH03237097A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPWO2005078154A1 (ja) * | 2004-02-16 | 2007-10-18 | 株式会社カネカ | 透明導電膜の製造方法、及びタンデム型薄膜光電変換装置の製造方法 |
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