(57)【要約】      （修正有）【課題】結晶性の優れたＣｄＴｅ膜および、それを備えた半導体デバイスの提供。【解決手段】炭素濃度が１×１０１９ｃｍ−３以下であり、格子定数が６．４８１００Å以上であり、単結晶からなるＣｄＴｅ結晶を含むＣｄＴｅ膜であり、Ｓｉ基板上に前記ＣｄＴｅ膜が積層された、半導体デバイス。【選択図】図５
2019073424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素濃度が１×１０１９ｃｍ−３以下であるＣｄＴｅ結晶を含む、ＣｄＴｅ膜。
【請求項２】
格子定数が６．４８１００Å以上であるＣｄＴｅ結晶を含む、ＣｄＴｅ膜。
【請求項３】
炭素濃度が１×１０１９ｃｍ−３以下であり、且つ格子定数が６．４８１００Å以上であるＣｄＴｅ結晶を含む、ＣｄＴｅ膜。
【請求項４】
前記ＣｄＴｅ結晶が単結晶である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＣｄＴｅ膜。
【請求項５】
Ｓｉ基板上に請求項１〜４のいずれか１項に記載のＣｄＴｅ膜が積層された、半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）膜、およびＣｄＴｅ膜を含有する化合物半導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣｄＴｅは太陽電池や放射線検出器用の半導体として有用である。現在この用途で実用化されているのは、トラベリングヒータ法で成長されるバルクＣｄＴｅ結晶である（非特許文献１）。しかし、バルクＣｄＴｅ結晶は大型化が難しく、また、結晶性や電気特性の均一性が十分ではないといわれている。
かかる問題点を解決するために、Ｓｉ基板やＧａＡｓ基板のような大面積基板上に、ＣｄＴｅ厚膜をヘテロエピタキシャル成長により形成する試みが行われている。例えば、（２１１）Ｓｉ基板をＧａＡｓ片と共にアニールすることにより、その上にＭＯＶＰＥ（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）法で良質なＣｄＴｅ層をエピタキシャル成長させる
ことができたという報告がある（非特許文献２）。
【０００３】
ＭＯＶＰＥ法によるＣｄＴｅ結晶のエピタキシャル成長では、Ｃｄ源およびＴｅ源の両方に有機金属化合物が用いられている。例えば、上記非特許文献２に開示された方法では、Ｃｄ源にジメチルカドミウム（ＤＭＣｄ）が、また、Ｔｅ源にジエチルテルル（ＤＥＴｅ）が使用されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】M. Funaki, T. Ozaki, K. Satoh, R. Ohno, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 436 (1999) 120-126
【非特許文献２】M. Niraula, K. Yasuda, H. Ohnishi, K. Eguchi, H. Takahashi, K. Noda, Y. Agata, J. Crystal Growth 284 (2005) 15-19
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、ＣｄＴｅ結晶を良好な太陽電池や放射線検出器として用いるには、結晶性を示す指標である、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅（以下、単にＦＷＨＭとも称する）が１０００ａｒｃｓｅｃ以下のＣｄＴｅ膜が求められている。しかしながら、従来の技術では、十分な結晶性を有するＣｄＴｅ膜を得ることはできなかった。
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、結晶性の優れたＣｄＴｅ膜および、それを備えた半導体デバイスを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者が鋭意検討した結果、ＣｄＴｅ膜を構成するＣｄＴｅ結晶中の炭素濃度を一定の範囲に制御することで、優れた結晶性を有するＣｄＴｅ膜が得られることを見出した。
更に、ＣｄＴｅ膜を構成するＣｄＴｅ結晶の格子定数を一定の範囲に制御することで、優れた結晶性を有するＣｄＴｅ膜が得られることを見出した。
すなわち本発明の実施形態には以下の［１］〜［５］が含まれる。
［１］炭素濃度が１×１０１９ｃｍ−３以下であるＣｄＴｅ結晶を含む、ＣｄＴｅ膜
［２］格子定数が６．４８１００Å以上であるＣｄＴｅ結晶を含む、ＣｄＴｅ膜。
［３］炭素濃度が１×１０１９ｃｍ−３以下であり、且つ格子定数が６．４８１００Å以上であるＣｄＴｅ結晶を含む、ＣｄＴｅ膜。
［４］前記ＣｄＴｅ結晶が単結晶である、［１］〜［３］いずれかに記載のＣｄＴｅ膜。
［５］Ｓｉ基板上に［１］〜［４］のいずれかに記載のＣｄＴｅ膜が積層された、半導体デバイス。
【発明の効果】
【０００７】
優れた結晶性を有するＣｄＴｅ結晶を含むＣｄＴｅ膜が提供される。
また、優れた結晶性を有するＣｄＴｅ結晶を含むＣｄＴｅ膜を備えた半導体デバイスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、気相堆積装置の模式図を示す。
【図２】図２は、気相堆積装置の模式図を示す。
【図３】図３は、気相堆積装置の模式図を示す。
【図４】図４は、気相堆積装置の模式図を示す。
【図５】図５は、実験例１〜４のＣｄＴｅ膜の鳥瞰ＳＥＭ像を示す（図面代用写真）。
【図６】図６は、炭素濃度とＦＷＨＭの関係を示す。
【図７】図７は、格子定数とＦＷＨＭの関係を示す。
【図８】図８は、実験例５および６のＣｄＴｅ膜の鳥瞰ＳＥＭ像を示す（図面代用写真）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．ＣｄＴｅ膜
（炭素濃度）
本発明の第１の実施形態に係るＣｄＴｅ膜は、ＣｄＴｅ膜を構成するＣｄＴｅ結晶中に炭素を含み、ＣｄＴｅ結晶中の炭素濃度が１×１０１９ｃｍ−３以下であり、好ましくは５×１０１８ｃｍ−３以下、より好ましくは１×１０１８ｃｍ−３以下、更に好ましくは５×１０１７ｃｍ−３以下、特に好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下である。下限は特に規定されないが、分析法である２次イオン質量分析法の炭素濃度検出限界は５×１０１６ｃｍ−３であるため、それ以下の濃度の測定は一般的に出来ない。なお、上記炭素濃度が低減されたＣｄＴｅ結晶は、ＣｄＴｅ膜中の少なくとも一部に存在すればよいが、膜中の２０体積％以上であってよく、５０体積％以上であってよく、７５体積％以上であってよく、９０体積％以上であってよく、１００体積％であってよい。
【００１０】
ＣｄＴｅ膜を気相成長法で成長させる場合、ＩＩ族前駆体原料、ＶＩ族前駆体原料、または、ドーピング原料として主に炭素を含む原料を用いる。このため、成長したＣｄＴｅ結晶中に炭素が取り込まれる。この際、炭素濃度が１×１０１９ｃｍ−３より大きい場合、結晶性を示すＦＷＨＭが大きくなり、良質なＣｄＴｅ結晶が得られない。一方、トラベリングヒータ法などＣｄＴｅ結晶を液相成長法で成長させて得られるバルクＣｄＴｅ結晶は、原料に炭素元素を含まないことから、炭素を含まないＣｄＴｅ結晶を得ることが出来るが、多数の欠陥や転位を含むＣｄＴｅ結晶が成長しやすく、大口径結晶の成長には適していない。
ＣｄＴｅ結晶中の炭素濃度を上記範囲に低減させることは、気相成長法において、炭素数の少ない有機金属や単体金属を原料として用いること、体積温度を比較的高くすること、などで達成できる。
【００１１】
ＣｄＴｅ結晶中の炭素濃度の分析法は特に限定されないが、２次イオン質量分析法が一般的に用いられる。好ましくは、ＳＩＭＳ装置としてはＣａｍｅｃａ製、１次イオンビームとしてＣｓ、１次イオンエネルギー１４．５ｋｅＶ、入射角２５度の条件で分析を行うことができる。また分析範囲としては、試料表面から１０マイクロメーター位置の２次イオン強度を測定する。
Ｃａｍｅｃａ製のＳＩＭＳ装置を用いた場合における２次イオン質量分析は、表１の条件により行うことができる。
【００１２】
【表１】
2019073424.tif 000003
【００１３】
（格子定数）
本発明の第２の実施形態に係るＣｄＴｅ膜は、ＣｄＴｅ結晶の格子定数が６．４８１００Å以上であり、好ましくは６．４８１５０Å以上、より好ましくは６．４８２００Å以上、更に好ましくは６．４８２２０Å以上、特に好ましくは６．４８２５０Å以上である。格子定数が６．４８１００Åより小さい場合、ＦＷＨＭが大きくなり、十分な結晶性を有するＣｄＴｅ膜を得られない。一方、上限は特に限定されないが、通常６．４８４５０Å以下、より好ましくは６．４８４００Å以下、更に好ましくは６．４８３８０Å以下、特に好ましくは６．４８３５０Å以下である。なお、上記格子定数が大きいＣｄＴｅ結晶は、ＣｄＴｅ膜中の少なくとも一部に存在すればよいが、膜中の２０体積％以上であってよく、５０体積％以上であってよく、７５体積％以上であってよく、９０体積％以上であってよく、１００体積％であってよい。
【００１４】
なお、本明細書において格子定数は、Ｘ線回折法により測定することができ、以下の式を用いてａとして計算される。なお、測定に用いるＸ線の線源は、ＣｕＫαを用いることができる。
【数１】
2019073424.tif 000004
ａｏｂｓは観測値、Δａｔｅｍｐは温度補正、Δａｒｅｆｒは屈折補正、Δａｄｉｖは垂直方向の発散Ｘ線による補正、ΔａＬｐはローレンツ補正である。
【数２】
2019073424.tif 000005
ここでαは室温付近の熱膨張、ΔＴは基準温度（２５℃＝２９８．２Ｋ）と測定時の温度の差である。
【数３】
2019073424.tif 000006
ここでｎ０は結晶１ｎｍ２当りの電子数、λはＸ線の波長、μは結晶表面と回折格子面との成す角、θは回折角である。
【数４】
2019073424.tif 000007
ここで、Δは入射Ｘ線の垂直方向（コリメーターの縦方向）の発散角である。
【数５】
2019073424.tif 000008
ここで、δはピークの半値幅である。
ＣｄＴｅ結晶中の格子定数を上記範囲で大きくさせることは、気相成長法において、低い成長速度、高い成長温度とすることで達成できる。
【００１５】
本発明の第３の実施形態に係るＣｄＴｅ膜は、炭素濃度が１×１０１９ｃｍ−３以下であり、且つ格子定数が６．４８１００Å以上であるＣｄＴｅ結晶を含む。炭素濃度と格子定数の好ましい範囲は、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したとおりであり、また炭素濃度及び格子定数を上記範囲とするための方法も、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したとおりである。
【００１６】
以下、本発明の第１〜３の実施形態に係るＣｄＴｅ膜の好ましい形態を説明する。
【００１７】
（ＦＷＨＭ）
本発明の第１〜３の実施形態に係るＣｄＴｅ膜は、結晶性に優れるものであるが、そのＦＷＨＭは通常１０００ａｒｃｓｅｃ以下、より好ましくは９００ａｒｃｓｅｃ以下、更に好ましくは８００ａｒｃｓｅｃ以下であり、下限は制限されないが、通常０より大きい。
結晶性ＦＷＨＭの大小は、成長させた結晶の品質の尺度となる。ωスキャンを行うことで得られるＸ線ロッキングカーブの半値幅をＦＷＨＭと定義しているために、小さければ小さいほど結晶性は良好なことを示す。Ｏｎ−ａｘｉｓのＦＷＨＭは、結晶が成す表面の面方位に関してのＸ線ロッキングカーブの半値幅を示す。
【００１８】
（ＸＲＤパターン）
本発明の第１〜３の実施形態に係るＣｄＴｅ膜の２θ／ωスキャンから得られるＸＲＤパターンは、最も強いピークに対して、２番目に強いピークの強度が、最も強いピークの１／１０未満、更には１／１００未満であることが好ましい。該比率が小さい程、成長したＣｄＴｅ膜の結晶性が高く、好ましい。なお、測定に用いるＸ線の線源は、ＣｕＫαを用いることができる。
【００１９】
（膜厚）
本発明の第１〜３の実施形態に係るＣｄＴｅ膜の膜厚は、特に制限されないが、通常０．１μｍ以上、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、更に好ましくは１０μｍ以上、上限は特に制限されないが、通常１００ｃｍ以下、好ましくは５０ｃｍ以下、より好ましくは１０ｃｍ以下である。
膜厚の測定法は種々の手法が用いられる。例えば、分光エリプソメトリー法、断面SEM
像測定等が挙げられる。
【００２０】
（ドーピング）
本発明の第１〜３の実施形態に係るＣｄＴｅ膜は、種々の元素をドーピングすることができる。一般的にアンドープのＣｄＴｅ膜はＰ型のキャリア型を示すが、ＩＩＩ族、もしくは、ＶＩＩ族の元素をドーピングすることでＮ型のキャリアを持ったＣｄＴｅ膜を作製することが可能である。ＶＩＩ族の元素としてはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等のハロゲン元素が挙げられるが、原料前駆体の取り扱いやすさの点においてＢｒ、Ｉが好ましい。
【００２１】
ドーピング元素の含有量は特に制限されないが、通常１×１０１７ｃｍ−３以上であり、好ましくは５×１０１７ｃｍ−３以上、通常１×１０２０ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下である。
【００２２】
ドーピング元素濃度の分析法は特に限定されないが、２次イオン質量分析法が一般的に用いられる。
ＣｄＴｅ膜を構成するＣｄＴｅ結晶は、単結晶であってもよく、多結晶（ポリ）であってもよいが、結晶性の観点からは単結晶であることが好ましい。
【００２３】
２．半導体デバイス
本発明の第４の実施形態に係る半導体デバイスは、基板上に前記の第１〜３の実施形態に係るＣｄＴｅ膜が積層されてなる。当該基板は、特に制限されないが、例えばＳｉ基板やＣｄＴｅ基板等が挙げられ、Ｓｉ基板であることが好ましい。また積層の方法も特に限定されず、準備した基板上にＣｄＴｅ結晶を堆積させ、ＣｄＴｅ膜とすることが例示される。このような構成とした半導体デバイスは、放射線検出器や太陽電池等に用いることができる。
ＣｄＴｅ膜とは、厚みをもった結晶性の膜であり、ＣｄＴｅ結晶を含むものをいう。また、ＣｄＴｅ膜は、ＣｄＴｅ基板として用いることもできる。
（Ｓｉ基板）
Ｓｉ基板の主面の面方位は、特に制限されない。｛１１１｝面、｛１００｝面、｛２１１｝面を用いることが可能であるが、Ｓｉ基板上にＣｄＴｅ結晶を堆積する場合には、結晶性の点において主面が｛２１１｝面であるＳｉ基板を用いることが好ましい。当該Ｓｉ基板は、単結晶であることが好ましい。なお、主面とは、Ｓｉ基板のうち広い面積を有する面をいう。
【００２４】
３．ＣｄＴｅ膜の製造方法
本発明の第１〜第３の実施形態に係るＣｄＴｅ膜の製造方法は、特に制限されないが、例えばＳｉ基板上にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長させる方法や、ＣｄＴｅ基板上に更にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長させる方法等が挙げられる。これらの方法を用いる場合、炭素濃度及び／又は格子定数を特定の範囲に調整するために、原料のＣｄ源及びＴｅ源の種類、原料の供給量、ＣｄＴｅ結晶の堆積温度やＣｄＴｅ結晶の堆積雰囲気を調整することが好ましい。
【００２５】
３−１．原料のＣｄ源及びＴｅ源の種類
ＣｄＴｅ膜の製造に用いる原料としては、Ｃｄ元素及びＴｅ元素をリアクターに供給できるものであれば特に制限されないが、ＣｄＴｅ膜の炭素濃度を低減させる手法としては、炭素数の少ない有機金属や単体金属を用いることが挙げられる。
【００２６】
Ｃｄ源としては、有機Ｃｄ化合物や金属Ｃｄを用いることができ、好ましくはジメチルカドミウム［（ＣＨ３）２Ｃｄ］、ジエチルカドミウム［（Ｃ２Ｈ５）２Ｃｄ］、ジイソプロピルカドミウム［（ＣＨ３）２ＣＨ−Ｃｄ−ＣＨ（ＣＨ３）２］、ジターシャリーブ
チルカドミウム［（ＣＨ３）３Ｃ−Ｃｄ−Ｃ（ＣＨ３）３］およびジイソプロピルジカドミウム［（ＣＨ３）２ＣＨ−Ｃｄ−Ｔｅ−ＣＨ（ＣＨ３）２］、金属Ｃｄが挙げられる。単体Ｃｄは、温度４００℃以上で気相成長法に求められる十分な原料分圧を持ち、コストの点で好ましい。
【００２７】
Ｔｅ源としては、有機Ｔｅ化合物や金属Ｔｅを用いることができ、好ましくはジメチルテルル［（ＣＨ３）２Ｔｅ］、ジエチルテルル［（Ｃ２Ｈ５）２Ｔｅ］、ジイソプロピルテルル［（ＣＨ３）２ＣＨ−Ｔｅ−ＣＨ（ＣＨ３）２］、ジターシャリーブチルテルル［（ＣＨ３）３Ｃ−Ｔｅ−Ｃ（ＣＨ３）３］およびジイソプロピルジテルル［（ＣＨ３）２ＣＨ−Ｔｅ−Ｔｅ−ＣＨ（ＣＨ３）２］、金属Ｔｅが挙げられる。有機Ｔｅ化合物に関しては、ある特定の温度における蒸気圧は化合物により異なり、目的とするＴｅ分圧に応じて有機Ｔｅ化合物が選ばれる。有機Ｔｅ化合物と比較して、金属Ｔｅは蒸気圧が非常に低く、十分な原料分圧を得ることは困難である。
【００２８】
Ｃｄ源と、Ｔｅ源の好ましい組み合わせとしては、ＣｄＴｅ膜の炭素濃度及び／又は格子定数を調整できる点から、金属Ｃｄと有機Ｔｅ化合物との組み合わせである。
【００２９】
３−２．気相堆積装置
Ｓｉ基板上や、ＣｄＴｅ基板上にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長させる方法を実施するうえで、特に好ましく用いることのできる気相堆積装置の一例を、図１に模式的に示す。
【００３０】
図１を参照すると、気相堆積装置１００は、ホットウォール型のリアクター１１１と、基板を支持するために該リアクター内に配置されたサセプタ１１２と、該サセプタによって支持される基板を加熱するために該リアクターの外部に配置された第一ヒーター１１３と、該リアクター内に配置されたＣｄリザーバー１１４と、該Ｃｄリザーバーに収容される金属Ｃｄを加熱するために該リアクターの外部に配置された第二ヒーター１１５と、配管を介して該リアクター内に供給される有機Ｔｅ化合物を気化させるために該リアクターの外部に配置されたバブラー１２０と、を備えている。
【００３１】
リアクター１１１は石英管チャンバーであり得るが、限定はされない。サセプタ１１２は、例えば石英、ＳｉＣ（炭化珪素）等で形成され得る。
第一ヒーター１１３は、サセプタ１１２が配置されたゾーンを環状に取り囲んでいる。
Ｃｄリザーバー１１４は、例えば石英で形成されており、溶融した金属Ｃｄを収容することが可能である。金属Ｃｄは換言すれば単体Ｃｄである。
第二ヒーター１１５は、Ｃｄリザーバー１１４が配置されたゾーンを環状に取り囲んでいる。
【００３２】
リアクター１１１には、他端が第一キャリアガス供給源（図示せず）に接続された第一キャリアガス供給管１１６の一端が接続されている。Ｃｄリザーバーに収容される金属Ｃｄから生じる単体Ｃｄ蒸気を輸送するための第一キャリアガスが、該第一キャリアガス供給管１１６を通してリアクター１１１内に供給される。
【００３３】
リアクター１１１の外部には、有機Ｔｅ化合物を気化させるためのバブラー１２０が配置されている。バブラー１２０で気化された有機Ｔｅ化合物は、第二キャリアガス源（図示せず）から該バブラーに供給される第二キャリアガス（以下、バブリングガスと称する場合がある。）と共に、Ｔｅ源供給管１１７を通じてリアクター１１１内に輸送される。
【００３４】
Ｔｅ源供給管１１７の途中には、他端が第三キャリアガス源（図示せず）に接続された第三キャリアガス供給管１２１の一端が接続されており、リアクター１１１に供給される
有機Ｔｅ化合物蒸気を第三キャリアガスによって希釈できるようになっている。
【００３５】
リアクター１１１には、更に、他端がバリアガス源（図示せず）に接続されたバリアガス供給管１１８の一端が接続されている。リアクター１１１内において、Ｔｅ源供給管１１７とバリアガス共有管１１８とは、前者を内管、後者を外管とする二重管を構成しており、内管から放出されるＴｅ源含有ガス流が、外管から放出されるバリアガス流により包囲されるようになっている。
リアクター１１１には、更に、排気口１１９が設けられている。排気口１１９は通常、スクラバーに接続される。
【００３６】
図１に示す気相堆積装置の変形例を図２〜４に例示する。図２〜４では、図１に示す構成と対応する構成に同じ符号を付与している。
図２に示す気相堆積装置は、サセプタ１１２が基板を装置の底面に対して垂直に支持するように構成されている。
図３に示す気相堆積装置では、リアクター１１１が縦型で、ガス流は該リアクター内を上方から下方に向かうようになっている。
【００３７】
また、ＣｄＴｅ膜の形成方法は、図４に示す構成を備える気相堆積装置を用いて実施することもできる。
【００３８】
図４を参照すると、気相堆積装置２００は、ホットウォール型のリアクター２１１と、基板を支持するために該リアクター内に配置されたサセプタ２１２と、該サセプタによって支持される基板を加熱するために該リアクターの外部に配置された第一ヒーター２１３と、配管を介して該リアクター内に供給される有機Ｔｅ化合物を気化させるために該リアクターの外部に配置されたバブラー２２０とを備えている。
【００３９】
Ｃｄリザーバー２３１はチャンバー型となっており、該Ｃｄリザーバーに収容される金属Ｃｄは、該Ｃｄリザーバーの外部に配置された第二ヒーター２３２によって加熱される。
【００４０】
Ｃｄリザーバー２３１内で生じる単体Ｃｄ蒸気は、第一キャリアガス源（図示せず）からキャリアガス供給管２３４を通して該Ｃｄリザーバーに供給される第一キャリアガスと共に、Ｃｄ源供給管２３３を通してリアクター２１１内に輸送される。
【００４１】
その他、図１〜４にそれぞれ示す気相堆積装置において、サセプタを回転させる機構は任意に設けることができる。
また、他の元素をドーピングする場合は、例えばバリアガス供給管１１８などから導入することができる。
【００４２】
３−３Ａ．単結晶Ｓｉ基板へのＣｄＴｅ結晶のエピタキシャル成長
単結晶Ｓｉ基板へのＣｄＴｅ結晶のエピタキシャル成長方法は、単体Ｃｄ又は有機Ｃｄ化合物と、単体Ｔｅ又は有機Ｔｅ化合物とをそれぞれＣｄ源およびＴｅ源に用いて、該単結晶Ｓｉ基板の表面上にＣｄＴｅ結晶を気相から堆積させる成長ステップ、を有する。
前記成長方法は、さらに単結晶Ｓｉ基板を準備する準備ステップ、及び
該準備した単結晶Ｓｉ基板を、還元性ガス又は不活性ガス中でベークするベーキングステップを含むことが好ましい。準備ステップとベーキングステップは、前記成長ステップの前に実施されることが好ましい。
【００４３】
また、実施形態に係るＣｄＴｅ結晶のエピタキシャル成長方法は、主たるステップとして、次の３つのステップを有してもよい。
（i）単結晶Ｓｉ基板を準備する第一ステップ。
（ii）該第一ステップで準備した単結晶Ｓｉ基板を、還元性ガス又は不活性ガス、好ましくはＨ２を含むベーキングガス流中でベークし、その表面を清浄化する第二ステップ。
（iii）単体Ｃｄ又は有機Ｃｄ化合物と、単体Ｔｅ又は有機Ｔｅ化合物とをそれぞれＣｄ
源およびＴｅ源に用いて、該単結晶Ｓｉ基板の該第二ステップで清浄化された表面上にＣｄＴｅ結晶を気相から堆積させる第三ステップ。第一ステップ及び第二ステップは省略してもよい。
以下、各ステップを具体的に説明する。
【００４４】
３−３Ａ−１．第一ステップ
第一ステップでは、その上にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長させるべき基板として単結晶Ｓｉ基板を準備する。好ましい単結晶Ｓｉ基板は｛２１１｝基板であるが、限定されない。
第一ステップで準備する単結晶Ｓｉ基板は表面酸化膜を有し得る。ここでいう表面酸化膜は、当該Ｓｉ基板に由来するケイ素が、該基板の外部から供給された酸素と反応して形成された、あらゆる酸化ケイ素膜を含む。
第一ステップで準備する単結晶Ｓｉ基板が有し得る表面酸化膜は、非意図的に形成された酸化膜と意図的に形成された酸化膜のいずれでもあり得るし、どのようにして形成された酸化膜であっても、また、どのような条件下で形成された酸化膜であってもよい。
【００４５】
第一ステップで準備する単結晶Ｓｉ基板が有し得る表面酸化膜の一例は、自然酸化膜（非意図的に形成された酸化膜）である。一般には、空気中で室温下形成される酸化膜、ＲＣＡ洗浄のような化学洗浄に伴い形成される酸化膜、超純水によるＳｉウエハの洗浄過程で形成される酸化膜等が、自然酸化膜に分類される。
【００４６】
第一ステップで準備する単結晶Ｓｉ基板が有し得る表面酸化膜の他の一例は、熱酸化膜、熱硝酸溶液などの酸化剤による処理で形成された酸化膜等、意図的な酸化処理により形成された酸化膜である。Ｓｉ基板の表面クリーニング法として知られる石坂−白木法で形成される化学酸化膜も、ここに分類することができる。石坂−白木法の詳細は、A. Ishizaka, et al, “Low Temperature Surface Cleaning of Silicon and Its Application to
Silicon MBE”, J. Electrochem. Soc., Vol. 133, pp 666-671 (1986)を参照されたい
。
【００４７】
第一ステップで準備する単結晶Ｓｉ基板が有し得る表面酸化膜は、非意図的な酸化により生じた酸化ケイ素からなる部分と、意図的な酸化処理で形成された酸化ケイ素からなる部分とを含むものであり得る。
更に、第一ステップで準備する単結晶Ｓｉ基板は、上述の表面酸化膜に代えて、あるいは上述の表面酸化膜に加えて、酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素からなる堆積膜が表面に形成されたものであってもよい。
【００４８】
３−３Ａ−２．第二ステップ
第二ステップでは、前述の第一ステップで準備した単結晶Ｓｉ基板を、還元性ガス又は不活性ガス、好ましくはＨ２を含むベーキングガス流中でベークし、その表面を清浄化する。このステップを実行することによって、後の第三ステップにおいてＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長させ易くなる。
【００４９】
ベーキングガスは、還元性ガス又は不活性ガスが好ましい。還元性ガスとしてはＨ２がより好ましいが、限定されるものではなく、Ｎ２、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等）等の不活性ガスを含有してもよい。ベーキングガス中のＨ２ガスの割合としては、通常５０体積％以上、より好ましくは６０体積％以上、更に好ましくは７０体積％以上である。上記範
囲であれば、ＣｄＴｅ膜中の炭素濃度と格子定数を本発明の第１〜３の実施形態の範囲への調整が容易になる。
また、単結晶Ｓｉ基板の表面の清浄化が困難とならない限りで、ベーキングガスがＨ２と不活性ガスだけでなく他のガスを含有することも許容される。ベーキング雰囲気中にＧａあるいはＡｓが存在する必要はない。
第二ステップは、単結晶Ｓｉ基板の表面上に他の成分を堆積させることなく行われることが不純物による結晶のキャリアタイプ、およびキャリア濃度制御がしやすくなる点から好ましい。具体的には、ＧａやＡｓ等の元素を含む成分を含まない雰囲気で、ベーキングするといった形態が挙げられる。
【００５０】
また、ベーキングステップでは、単結晶Ｓｉ基板の表面を清浄化することが好ましい。本発明でいう清浄化とは、基板表面のＣｄＴｅ結晶の堆積において不要な成分を除去することをいい、例えばＳｉ基板の表面に存在し得る表面酸化膜を除去することが挙げられる。ベーキングステップにより、Ｓｉ基板の表面を十分に清浄化することにより、ＣｄＴｅ結晶を堆積することが容易となる。
【００５１】
単結晶Ｓｉ基板が表面酸化膜を有する場合には、これを除去することが好ましいことから、その厚さに応じてベーキング温度およびベーキング時間を設定する。
【００５２】
ベーキング中の単結晶Ｓｉ基板の温度であるベーキング温度は、通常５００℃以上、好ましくは７００℃以上、より好ましくは８００℃以上、更に好ましくは８５０℃以上、特に好ましくは９００℃以上、最も好ましくは９５０℃以上であり、Ｓｉの融点未満とする。ベーキング温度が高い程、表面の清浄化に必要な時間は短くなるが、ベーキング容器の熱劣化も速くなることに注意が必要である。
【００５３】
また、ベーキング時間は、通常１分以上、好ましくは５分以上、より好ましくは１０分以上、更に好ましくは１５分以上、特に好ましくは２０分以上である。
【００５４】
単結晶Ｓｉ基板が有する表面酸化膜の少なくとも一部は、上述のベーキングの前に、湿式または乾式の化学エッチングで除去してもよい。湿式法で用い得るエッチング溶液としては、ＨＦ水溶液（フッ化水素酸）や、ＮＨ４Ｆ（フッ化アンモニウム）を含む水溶液が好ましく例示される。
【００５５】
３−３Ａ−３．第三ステップ
第三ステップでは、単体Ｃｄ又は有機Ｃｄ化合物と、単体Ｔｅ又は有機Ｔｅ化合物とをそれぞれＣｄ源およびＴｅ源に用いて、第一ステップで準備した単結晶Ｓｉ基板上にＣｄＴｅ結晶を気相から堆積させる。
具体的には、単結晶Ｓｉ基板を内部に設置したリアクター内に、単体Ｃｄ蒸気又は有機Ｃｄ化合物蒸気と、単体Ｔｅ蒸気又は有機Ｔｅ化合物蒸気とを供給する。単結晶Ｓｉ基板は、堆積するＣｄＴｅの結晶化に必要な最低温度よりも高い温度に加熱する。該単結晶Ｓｉ基板の表面が前述の第二ステップで清浄化されているとき、該表面上においてＣｄＴｅ結晶のエピタキシャル成長が起こり易くなる。
【００５６】
特に好ましい例では、第三ステップにおいて、ＣｄＴｅ結晶の二次元成長が生じる。二次元成長とは、結晶が基板表面を切れ目なく覆う層を形成するように成長する成長モードのことをいう。
二次元成長により形成されるＣｄＴｅ結晶層における層厚の面内変動は、中央値に対して好ましくは±５０％である。
ＣｄＴｅ結晶の二次元成長は、例えば、堆積温度の最適化により実現することができる。
【００５７】
ＣｄＴｅ結晶の堆積温度は特に限定されないが、通常５７０℃以上、より好ましくは６００℃以上であり、通常７３０℃以下、より好ましくは７２０℃以下である。上記範囲であれば、ＣｄＴｅ膜中の炭素濃度と格子定数を本発明の第１〜３の実施形態の範囲への調整が容易になる。
【００５８】
第三ステップにおけるキャリアガスは、特に限定されず任意の組成のガスを用いることができるが、第二ステップにおけるベーキングガスと同様のものを用いてもよい。
【００５９】
また、ＣｄＴｅ膜に他の元素をドーピングするには、本ステップにおいて、リアクター内に、ドーピングしたい元素を含む分子を蒸気の状態で供給すればよい。
【００６０】
また、第三ステップにおけるリアクター内の圧力は、特に制限されないが、通常０．４ａｔｍ以上、好ましくは０．６ａｔｍ以上、より好ましくは０．８ａｔｍ以上である。
【００６１】
３−３Ｂ．単結晶ＣｄＴｅ基板へのＣｄＴｅ結晶のエピタキシャル成長方法
単結晶ＣｄＴｅ基板へのＣｄＴｅ結晶のエピタキシャル成長方法は、単体Ｃｄ又は有機Ｃｄ化合物と、単体Ｔｅ又は有機Ｔｅ化合物をそれぞれＣｄ源およびＴｅ源に用いて、該単結晶ＣｄＴｅ基板の表面上にＣｄＴｅ結晶を気相から堆積させる成長ステップ、を有する。
前記成長方法は、さらに単結晶ＣｄＴｅ基板を準備する準備ステップ、及び
該準備した単結晶ＣｄＴｅ基板を、還元性ガス又は不活性ガス中でベークするベーキングステップ、を含むことが好ましい。当該ガスとしては、特に限定されず任意の組成のガスを用いることができるが、前記３−３Ａにおけるベーキングガスと同様のものを用いることができる。準備ステップとベーキングステップは、前記成長ステップの前に実施されることが好ましい。
【００６２】
また、実施形態に係るＣｄＴｅ結晶のエピタキシャル成長方法は、主たるステップとして、次の２つのステップを有してもよい。
（i）単結晶ＣｄＴｅ基板を準備する第一ステップ。
（ii）単体Ｃｄ又は有機Ｃｄ化合物と、単体Ｔｅ又は有機Ｔｅ化合物をそれぞれＣｄ源およびＴｅ源に用いて、該ＣｄＴｅ基板の表面上にＣｄＴｅ結晶を気相から堆積させる第二ステップ。第一ステップは省略してもよい。
以下、各ステップを具体的に説明する。
【００６３】
３−３Ｂ−１．第一ステップ
第一ステップでは、その上にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長させるべき基板として単結晶ＣｄＴｅ基板を準備する。好ましい単結晶ＣｄＴｅ基板は、｛２１１｝ＣｄＴｅ基板、｛１１１｝ＣｄＴｅ基板、｛１００｝ＣｄＴｅ基板等が挙げられるが、限定されない。結晶性が良好な成長がしやすいという点において｛２１１｝ＣｄＴｅ基板が好ましい。
ＣｄＴｅ基板は、ＣｄＴｅバルク基板でも、異種基板上に成長したＣｄＴｅ層でもよく、市販のものや非特許文献１〜３等に記載の公知の方法で得られる。また、単結晶Ｓｉ基板に、前記３−３Ａと同様に単体Ｃｄ又は有機Ｃｄ化合物と、単体Ｔｅ又は有機Ｔｅ化合物をそれぞれＣｄ源およびＴｅ源に用いて製造してもよい。
【００６４】
３−３Ｂ−２．第二ステップ
第二ステップでは、単体Ｃｄ又は有機Ｃｄ化合物と、単体Ｔｅ又は有機Ｔｅ化合物とをそれぞれＣｄ源およびＴｅ源に用いて、第一ステップで準備したＣｄＴｅ基板上にＣｄＴｅ結晶を気相から堆積させる。
具体的には、単結晶ＣｄＴｅ基板を内部に設置したリアクター内に、単体Ｃｄ蒸気又は
有機Ｃｄ化合物蒸気と、単体Ｔｅ蒸気又は有機Ｔｅ化合物蒸気とを供給する。単結晶ＣｄＴｅ基板は、堆積するＣｄＴｅの結晶化に必要な最低温度よりも高い温度に加熱する。
【００６５】
ＣｄＴｅ結晶の堆積温度は特に限定されないが、通常５７０℃以上、より好ましくは６００℃以上であり、通常７３０℃以下、より好ましくは７２０℃以下である。上記範囲であれば、ＣｄＴｅ膜中の炭素濃度と格子定数を本発明の第１〜３の実施形態の範囲への調整が容易になる。
【００６６】
第二ステップにおけるキャリアガスは、特に限定されず任意の組成のガスを用いることができるが、前記３−３Ａにおけるベーキングガスと同様のものを用いることができる。
【００６７】
また、ＣｄＴｅ膜に他の元素をドーピングするには、本ステップにおいて、リアクター内に、他の元素を蒸気の状態で供給すればよい。
【００６８】
また、第三ステップにおけるリアクター内の圧力は、特に制限されないが、通常０．４ａｔｍ以上、好ましくは０．６ａｔｍ以上、より好ましくは０．８ａｔｍ以上である。
【００６９】
４．好ましい実施形態
ここでは、図１に示す気相堆積装置１００を用いて、｛２１１｝Ｓｉ基板上にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長させる例について説明する。
【００７０】
＜基板の準備およびリアクター内への設置＞
表面酸化膜を有する｛２１１｝Ｓｉ基板を準備する。表面酸化膜は自然酸化膜であってもよいし、石坂−白木法で用いられる手順により形成された化学酸化膜であってもよい。
次いで、準備した｛２１１｝Ｓｉ基板をサセプタ１１２上にセットしたうえで、そのサセプタをリアクター１１１内の、第一ヒーター１１３によって環状に取り囲まれたゾーンに置く。
Ｃｄリザーバーへの金属Ｃｄの投入は、Ｓｉ基板をリアクター内に設置する前に済ませておく。
【００７１】
＜基板のベーキング＞
リアクター１１１内にＳｉ基板を設置した後、該リアクター内にＨ２を含むベーキングガスを供給する。
気相堆積装置１００にベーキングガス用の配管を設ける必要はなく、第一キャリアガス、第三キャリアガスおよび／またはバリアガスを供給するための配管を利用して、ベーキングガスをリアクター１１１内に供給することができる。第一キャリアガス、第三キャリアガスおよび／またはバリアガスの組成と、ベーキングガスの組成とを、同じとすることもできる。
【００７２】
ベーキングガスの供給開始以降は、排気口１１９に接続した外部の排気手段、例えばファンを用いて、リアクター１１１内の圧力を例えば０．８〜１．０ａｔｍの範囲内に制御する。
【００７３】
リアクター内がベーキングガスで置換された後、第一ヒーター１１３による基板の加熱を開始する。
ベーキング温度は、好ましくは９００℃以上、より好ましくは１０００℃以上である。リアクター１１１が石英管チャンバーである場合、ベーキング温度は１３００℃以下とすることが好ましい。ベーキング温度は１１００℃以下でも目的を達成することが可能である。
｛２１１｝Ｓｉ基板が有する表面酸化膜の厚さにもよるが、ベーキング時間は好ましく
は３０分以上である。
【００７４】
＜ＣｄＴｅ結晶の堆積＞
ベーキング後、第一ヒーター１１３の出力を下げて、｛２１１｝Ｓｉ基板の温度を所定の堆積温度まで下げる。ベーキングガスは、基板温度を降下させている間も流し続ける。基板をリアクター１１１から取り出す必要はなく、ＣｄＴｅ結晶の堆積開始までの間、基板表面はベーキングにより清浄化されたままの状態に保たれる。基板をリアクターから取り出す必要がないことは、プロセスを簡略化できるという点でも好都合である。
【００７５】
基板温度の制御と同時に、第二ヒーター１１５によってＣｄリザーバー１１４内の金属Ｃｄを融点より高い所定温度まで加熱し、融解させる。
金属Ｃｄの温度は、基板温度より低く設定することが好ましく、より好ましくは金属Ｃｄと基板の温度差を１００℃以上とする。そうすることによって、基板上に金属Ｃｄが堆積することを防止できる。
基板および金属Ｃｄの温度がそれぞれ所定値に達したら、第一キャリアガス、第三キャリアガスおよびバリアガスの組成および流量を各々所定の組成および値に設定するとともに、第二キャリアガスの供給を開始する。
第一キャリアガス、第二キャリアガス、第三キャリアガスおよびバリアガスの組成は、それぞれ１００％Ｈ２であることが好ましいが、限定はされない。各ガスは、ＣｄＴｅ結晶のエピタキシャル成長が阻害されない限りで、Ｈ２以外のガスを含んでもよい。Ｈ２以外のガスの一例は不活性ガス、すなわちＮ２または希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等）であるが、限定はされない。
【００７６】
第二キャリアガスの供給を開始すると、バブラー１２０で発生する有機Ｔｅ化合物蒸気がＴｅ源供給管１１７を通してリアクター１１１内に輸送される。リアクター１１１内に運ばれた有機Ｔｅ化合物蒸気は、第一ヒーター１１３による加熱を受けて分解するとともに、金属Ｃｄの気化により生じた単体Ｃｄ蒸気と反応してＣｄＴｅ結晶を生じる。生成したＣｄＴｅ結晶の少なくとも一部が、｛２１１｝Ｓｉ基板上に堆積する。この際の堆積温度は５７０℃以上であってよく、６００℃以上であってよい。
【００７７】
堆積条件が適切に設定されたとき、｛２１１｝Ｓｉ基板上ではＣｄＴｅ結晶がエピタキシャル成長する。好ましい例では、ＣｄＴｅ結晶の二次元成長が起こる。特に好ましい例では、二次元成長したＣｄＴｅ結晶の２θ／ωスキャンから得られるＸＲＤパターンが有するピークが、ＣｄＴｅ｛４２２｝ピークのみとなる。
【００７８】
＜用途＞
一例として、本実施形態において、単結晶Ｓｉ基板上に堆積したＣｄＴｅ膜は、単結晶Ｓｉ基板と結合したままの状態で用いて、放射線検出器や太陽電池のような半導体デバイスを構成することができる。
【実施例】
【００７９】
実験結果Ａ
図１に示す気相堆積装置と同じ基本構成を備える気相堆積装置を用いて、｛２１１｝Ｓｉ基板上へのＣｄＴｅ堆積を試みた。有機Ｔｅ化合物にはジイソプロピルテルル（ＤｉＰＴｅ）を用いた。気相堆積装置のリアクターは、石英管を用いて作製した。リアクターの排気口は、排気ファンを備えたスクラバーに接続した。
【００８０】
（実験例１）
市販の（２１１）Ｓｉ基板に対し、石坂−白木法で用いられる手順に則って化学酸化処理を施した。該化学酸化処理をした（２１１）Ｓｉ基板を気相堆積装置のリアクター内に
セットし、次いで、キャリアガス用の配管およびバリアガス用の配管を通してリアクター内にＨ２を導入した。流量は４４６０ｓｃｃｍとした。
リアクター内がＨ２で置換された後、ベーキング温度１０００℃、ベーキング時間３０分の条件で、該基板をベークした。リアクター内の全圧は１ａｔｍとした（以後のステップにおいても同様とした）。
【００８１】
ベーキング後、リアクター内にＨ２を流したままヒーター出力を制御して、基板温度を所定の堆積温度まで低下させた。同時に、リアクター内に設置したリザーバー内の金属Ｃｄを、融点より高い４５５℃となるように加熱した。
基板と金属Ｃｄがそれぞれ目標温度に達したところで、リアクター内に流すキャリアガスおよびバリアガスの流量を所定値に調整した。バブラーへのキャリアガス（バブリングガス）の供給は、このタイミングで開始した。バブリング温度は２９℃とした。
堆積温度は、６００℃とした。
【００８２】
リアクター内に供給するキャリアガスおよびバリアガスには全てＨ２を用い、その総流量は４４２０ｓｃｃｍに設定した。
リアクター内のＤｉＰＴｅの供給量は２５μｍｏｌ／ｍｉｎ、Ｃｄ供給量は４５４μｍｏｌ／ｍｉｎに設定した。
ＤｉＰＴｅ供給量は、常法に従い、バブラー内圧力が８００Ｔｏｒｒ（微加圧状態）であるとの仮定の下、バブリング温度におけるＤｉＰＴｅの蒸気圧とバブリングガスの流量とから算出した。
Ｃｄ供給量は、４５５℃におけるＣｄの蒸気圧と、Ｃｄ蒸気を輸送するために供給したキャリアガスの流量とから算出した。
２時間の堆積後、バブラーへのバブリングガスの供給を停止することで、リアクター内へのＤｉＰＴｅの供給を停止するとともに、リアクターの加熱を停止した。
【００８３】
リアクター内の温度が室温に下がった後、ＣｄＴｅ結晶を堆積した（２１１）Ｓｉ基板をリアクターから取り出し、該基板上に堆積したＣｄＴｅ膜を得た。
図５に、堆積させたＣｄＴｅ膜の鳥瞰ＳＥＭ像を示す。
また、ＣｄＴｅ膜の膜厚、炭素濃度、格子定数、堆積温度、堆積雰囲気の体積割合及びＦＷＨＭを表２に示す。
【００８４】
（実験例２）
堆積温度を６５０℃とした以外は、実験例１と同様にして、ＣｄＴｅ結晶を堆積した（２１１）Ｓｉ基板を得た。
図５に、堆積させたＣｄＴｅ膜の鳥瞰ＳＥＭ像を示す。
また、ＣｄＴｅ膜の膜厚、炭素濃度、格子定数、堆積温度、堆積雰囲気の体積割合及びＦＷＨＭを表２に示す。
【００８５】
（実験例３）
リアクター内に供給するキャリアガスおよびバリアガスに、体積比で７：３のＨ２とＮ２との混合ガスを用い、その総流量を４４２０ｓｃｃｍに設定した以外は、実験例１と同様にして、ＣｄＴｅ結晶を堆積した（２１１）Ｓｉ基板を得た。
図５に、堆積させたＣｄＴｅ膜の鳥瞰ＳＥＭ像を示す。
また、ＣｄＴｅ膜の膜厚、炭素濃度、格子定数、堆積温度、堆積雰囲気の体積割合及びＦＷＨＭを表２に示す。
【００８６】
（実験例４）
堆積温度を６５０℃とした以外は、実験例３と同様にして、ＣｄＴｅ結晶を堆積した（２１１）Ｓｉ基板を得た。
図５に、堆積させたＣｄＴｅ膜の鳥瞰ＳＥＭ像を示す。
また、ＣｄＴｅ膜の膜厚、炭素濃度、格子定数、堆積温度、堆積雰囲気の体積割合及びＦＷＨＭを表２に示す。また、図６および７に炭素濃度又は格子定数と、ＦＷＨＭとの関係を示す。
【表２】
2019073424.tif 000009
【００８７】
実験結果Ｂ
図１に示す気相堆積装置と同じ基本構成を備える気相堆積装置を用いて、｛２１１｝ＣｄＴｅ基板上へのＩ又はＢｒをドープしたＣｄＴｅ堆積を試みた。有機Ｔｅ化合物にはジイソプロピルテルル（ＤｉＰＴｅ）を用いた。また、ドーピング原料には、エチル化ヨウ素またはエチル化臭素を用いた。気相堆積装置のリアクターは、石英管を用いて作製した。リアクターの排気口は、排気ファンを備えたスクラバーに接続した。
（実験例５）
市販の（２１１）Ｓｉ基板に対し、石坂−白木法で用いられる手順に則って化学酸化処理を施した。該化学酸化処理をした（２１１）Ｓｉ基板を気相堆積装置のリアクター内にセットし、次いで、キャリアガス用の配管およびバリアガス用の配管を通してリアクター内にＨ２を導入した。流量は４４６０ｓｃｃｍとした。
リアクター内がＨ２で置換された後、ベーキング温度１０００℃、ベーキング時間３０分の条件で、該基板をベークした。リアクター内の全圧は１ａｔｍとした（以後のステップにおいても同様とした）。
【００８８】
ベーキング後、リアクター内にＨ２を流したままヒーター出力を制御して、基板温度を所定の堆積温度まで低下させた。同時に、リアクター内に設置したリザーバー内の金属Ｃｄを、融点より高い４５５℃となるように加熱した。
基板と金属Ｃｄがそれぞれ目標温度に達したところで、リアクター内に流すキャリアガスおよびバリアガスの流量を所定値に調整した。バブラーへのキャリアガス（バブリングガス）の供給は、このタイミングで開始した。バブリング温度は２９℃とした。
堆積温度は、６１２℃とした。
【００８９】
リアクター内に供給するキャリアガスおよびバリアガスには全てＨ２を用い、その総流量は４４２０ｓｃｃｍに設定した。
リアクター内のＤｉＰＴｅの供給量は２５μｍｏｌ／ｍｉｎ、Ｃｄ供給量は４５４μｍｏｌ／ｍｉｎに設定した。
ＤｉＰＴｅ供給量は、常法に従い、バブラー内圧力が８００Ｔｏｒｒ（微加圧状態）であるとの仮定の下、バブリング温度におけるＤｉＰＴｅの蒸気圧とバブリングガスの流量とから算出した。
Ｃｄ供給量は、４５５℃におけるＣｄの蒸気圧と、Ｃｄ蒸気を輸送するために供給したキャリアガスの流量とから算出した。
１時間の堆積後、リアクター内に、エチル化ヨウ素を０．３６μｍｏｌ／ｍｉｎとなる
ように供給し、更に２時間の堆積後、バブラーへのバブリングガスの供給を停止することで、リアクター内へのＤｉＰＴｅの供給を停止するとともに、リアクターの加熱を停止した。
【００９０】
リアクター内の温度が室温に下がった後、ＣｄＴｅ結晶を堆積した（２１１）Ｓｉ基板をリアクターから取り出し、該基板上に堆積したＣｄＴｅ膜を得た。
図８に、堆積させたＣｄＴｅ膜の鳥瞰ＳＥＭ像を示す。
また、ＣｄＴｅ膜の膜厚、炭素濃度、ドープ元素濃度、堆積雰囲気及びＦＷＨＭを表３に示す。
【００９１】
（実験例６）
リアクター内に供給するキャリアガスおよびバリアガスに、体積比で７：３のＨ２とＮ２の混合ガスを用い、その総流量を４４２０ｓｃｃｍに設定し、エチル化ヨウ素の代わりにエチル化臭素を用いた以外は、実験例５と同様にして、ＣｄＴｅ結晶を堆積した（２１１）Ｓｉ基板を得た。
堆積温度を６２５℃とした以外は、実験例１と同様にして、ＣｄＴｅ結晶を堆積した（２１１）Ｓｉ基板を得た。
図８に、堆積させたＣｄＴｅ膜の鳥瞰ＳＥＭ像を示す。
また、ＣｄＴｅ膜の膜厚、炭素濃度、ドープ元素濃度、堆積雰囲気及びＦＷＨＭを表３に示す。
【表３】
2019073424.tif 000010
【００９２】
・炭素濃度およびドープ元素の測定方法
ＳＩＭＳ装置としてはＣａｍｅｃａ製、１次イオンビームとしてＣｓ、１次イオンエネルギー１４．５ｋｅＶ、入射角２５度の条件で分析を行った。また分析範囲としては、試料表面から１０マイクロメーター位置の２次イオン強度を測定した。測定条件を表４に示す。
【００９３】
【表４】
2019073424.tif 000011
【００９４】
・格子定数の測定方法
Ｘ線回折法により、上述の式に従って格子定数を算出した。なお、測定に用いるＸ線の線源は、ＣｕＫαを用いた。
・ＦＷＨＭの測定方法
上述の方法に従い、ωスキャンを行い、得られたＸ線ロッキングカーブの半値幅としてＦＷＨＭを得た。なお、測定に用いるＸ線の線源は、ＣｕＫαを用いた。
【符号の説明】
【００９５】
１００、２００  気相堆積装置
１１１、２１１  リアクター
１１２、２１２  サセプタ
１１３、２１３  第一ヒーター
１１４、２３１  Ｃｄリザーバー
１１５、２３２  第二ヒーター
１１６  第一キャリアガス供給管
１１７、２１７  Ｔｅ源ガス供給管
１１８、２１８  バリアガス供給管
１１９、２１９  排気口
１２０、２２０  バブラー
１２１、２２１  第三キャリアガス供給管
２３３  Ｃｄ源供給管
２３４  キャリアガス
【図１】
2019073424.tif 000012
【図２】
2019073424.tif 000013
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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