[发明专利]激光蒸发装置及应用该装置的半导体形成法

说明书

本发明涉及光设备中所利用的化合物半导体形成法。

以下说明现有的Ⅱ-Ⅵ族半导体形成法。现有的Ⅱ-Ⅵ族半导体形成法如K.Ohkawe和T.Mitsuyu在J.Appl.Phys.，Vol.70（1991）第439页中所揭示的那样，在采用分子束外延生长法（MBE）使ZnSe单晶薄膜成长的同时，向生长薄膜照射活性氮，形成p型载流子的N掺杂ZnSe薄膜。

但是按照这种方式，氮原子团供给与化合物成长是同时进行的，因而有氮原子团未被加进化合物薄膜的问题。

因此本发明的目的在于针对上述问题，提供一种可以使激光蒸镀法形成Ⅱ-Ⅵ族半导体与氮原子团供给交替进行的激光蒸发装置以及应用该装置的半导体形成法。

为了解决上述课题，本发明的激光蒸发装置以及半导体形成法包括：脉冲激光振荡器;聚光的透镜;真空槽;设置于上述真空槽上的激光入射窗;位于上述真空槽内、照射激光的靶;位于靶上方的基板，使因激光照射而由靶上喷出的物质淀积其上;用来向基板间歇吹气的脉冲式喷嘴，从而使脉冲激光与脉冲喷嘴交替动作。

使用这种结构，可以向Ⅱ-Ⅵ族半导体添加高浓度P型杂质。

图1是本发明实施例激光蒸发装置的剖面图。

图2是本发明第二实施例半导体形成法的示意图。

图3是本发明第三实施例半导体形成法的示意图。

以下根据附图说明本发明一实施例。

图1中，例如激态基态复合物激光器（エキシマレ-ザ-）1振荡发出的蒸发用激光2经透镜3聚光通过真空封闭用窗4入射到真空槽5内。真空槽5装有真空泵6。激光2照射到设置于真空槽5内的靶7上。而且，在真空槽5内与靶7相向设置了带加热机构的基座8，其上贴着基板9。真空槽5上装着带气体导入管10的脉冲喷嘴11，气体导入管10与脉冲喷嘴11之间是等离子体发生器12。

对于这种构造，若将例如波长248nm、脉冲宽度27ns、振荡频率10Hz的激光2聚焦到例如硒化锌靶7上的话，物质就被轰击出来变成硒与锌粒子13，飞向例如是砷化镓的基板9上，形成硒与锌的化合物薄膜。这里，从气体导入管10将氮气导入等离子体发生器12中，使之产生氮等离子体，作为激励分子束14由例如脉冲宽度80μs、重复频率10Hz的脉冲喷嘴11照射到基板9上。这时，由脉冲发生器15定时使激光器1与喷嘴12交替动作。这样，从靶7喷出的物质与激励的氮交替地飞到基板9上，氮被掺杂到化合物薄膜中。

以下说明第2实施例。

图2表示第二实施例，对于与第一实施例相同的装置构造，若将例如波长248nm、脉冲宽度27ns、振荡频率10Hz的激光2聚焦到例如硒化锌靶上的话，物质就被轰击出变成硒与锌粒子，飞到例如是砷化镓的基板21上，假如用反射高速电子衍射法（RHEED）观察，如图2（a）所示仅使锌22与硒23的化合物薄膜生长一层。这时停止生长，照射激励的氮24。重复此过程氮就被掺杂到化合物薄膜中。

以下说明第3实施例。

图3表示第3实施例，除有两种靶方面与第一实施例不同以外，其他均相同。对于这种构造的装置，将例如波长248nm、脉冲宽度27ns、振荡频率10Hz的激光2聚焦到例如锌靶的话，物质就被轰击出来成为锌粒子，飞到例如是砷化镓的基板31上，如图3（a）所示，锌32吸附于基板31上，这时停止激光照射，如图3（b）所示照射激励的氮33并使之吸附。接下来将激光会聚到硒靶上，形成硒粒子飞出，如图4（c）所示形成硒34与锌32的化合物。重复此过程，氮就被掺进化合物薄膜中。

按照本发明Ⅱ-Ⅵ族半导体形成法，通过使脉冲喷嘴喷出的激励的氮气向基板的照射与对Ⅱ-Ⅵ族半导体构成元素靶的脉冲激光照射交替进行，可以在基板上形成添加有高浓度P型杂质的Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物。