(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テンプレート基板結晶の表面に、テンプレート基板結晶の格子定数と相違する格子定数である材料により薄膜結晶を形成するエピタキシャル成長テンプレート基板において、テンプレート基板となる結晶の主面方位が作成しようとする薄膜結晶の主面方位に対して以下の式で計算される角度Ψで傾斜していることを特徴とするエピタキシャル成長テンプレート基板。
【数１】
0003834608.tif 000022
（式中、ｄｚｆ  は、テンプレート基板結晶主面方位の格子間隔、ｄｘｆはテンプレート基板結晶面の主面内の格子間隔、ｄｘｓは、薄膜結晶の主面内の格子間隔を表す。νはｆ＜１のときの零あるいは正の整数、ｆ＞１のときに負の整数であり、Ψが現実的な角度の範囲になるようになるべく小さい値が選ばれるものとする。）
【請求項２】
テンプレート基板結晶の表面に、テンプレート基板結晶の格子定数と相違する格子定数である材料により薄膜結晶を形成するエピタキシャル成長テンプレート基板の製造方法において、テンプレート基板となる結晶の主面方位が作成しようとする薄膜結晶の主面方位に対して以下の式で計算される角度Ψで傾斜していることを特徴とするエピタキシャル成長テンプレート基板の製造方法。
【数２】
0003834608.tif 000023
（式中、ｄｚｆ  は、テンプレート基板結晶主面方位の格子間隔、ｄｘｆはテンプレート基板結晶面の主面内の格子間隔、ｄｘｓは、薄膜結晶の主面内の格子間隔を表す。νはｆ＜１のときの零あるいは正の整数、ｆ＞１のときに負の整数であり、Ψが現実的な角度の範囲になるようになるべく小さい値が選ばれるものとする。）
【請求項３】
請求項１の基板結晶の上にエピタキシャル成長した異種材料の薄膜を有することを特徴とするエピタキシャル成長テンプレート基板。
【請求項４】
請求項２の基板結晶の上にエピタキシャル成長した異種材料の薄膜を有することを特徴とするエピタキシャル成長テンプレート基板の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、疑似整合させたエピタキシャル成長テンプレート基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロニクス及び光エレクトロニクスの分野では、高機能を発揮させるためには、できるだけ高品質の膜及び膜結晶を製造し、これを利用することが必要である。このために高度の膜結晶を成長させる技術が必要となる。高品質の膜結晶を成長させるためには、結晶成長を誘導する基本となる、良好なテンプレート基板が必要となる。テンプレート基板には、機能、強度、価格、技術的制約、及びその他の理由が存在することから、これらを考慮し、膜材料とは相違する異種材料により構成されるテンプレート基板を選択することが少なくない。
一般に、テンプレート基板と結晶成長させようとする膜の材料が相違する場合には、両者の材料は、その材料に応じてそれぞれ固有の格子定数を有している。このように材料が相違する条件で、結晶成長を行うと、その初期には、膜結晶は横方向（面内）にテンプレート基板と同じ格子定数を持った仮晶を形成することが知られている。この膜は格子定数が相違するので、結晶膜がテンプレート基板と接触する界面では、結晶膜には当然歪が発生する。結晶膜が厚く成長すると、歪みによるエネルギーは大きくなり、ある臨界値を超えると、転移が起こり、歪みが緩和される。このような転移は結晶欠陥であるから、できるだけ避けたい現象である。歪みにより、引張りが生ずる場合には、その力に耐えきれない状態になると、薄膜が割れることが起こることとなる。
このような結晶成長による界面に発生する歪みの発生は避けられない問題であるにもかかわらず、歪みの発生を極力抑制することに関して、テンプレート基板と薄膜結晶の関係から解決しようとすることは、従来試みられていない。
そこで、結晶膜を成長させることに関して、従来の知見を見てみることにする。
ヘテロエピタキシャルに成長させて得られる薄膜成長操作では、テンプレート基板に成長させる薄膜は、結晶成長させる際に傾斜して得られることが、屡々観察されている。このような傾斜が生ずることは、格子定数が相違する場合のヘテロエピタキシーの分野では一般的なことがらである。既に述べたように、半導体デバイスの製造分野では、結晶成長方法を良好に行うことは重要な課題である。このようなことから、結晶成長においては、その形成過程の機構の解明も多くの人々により行われている。しかしながら、これらはいずれも高度に格子定数が一致していない、適応していない状態の系に限られ、特別なケースに関するものに限られていた。これらの系にあっては、敢えて結晶成長に傾斜の状態が見られる。これに対して、テンプレート基板を結晶主軸から傾けて切断した状態に加工し、このテンプレート基板を用いることも従来行われているところである。しかしながら、このようにテンプレート基板を加工して用いる目的は、表面の原子ステップを利用した結晶成長の促進を図ること、又は結晶成長が島状となって発生することを抑制することに限られている。これらは、いずれも、前記したような、結晶成長による歪みの発生することを極力抑制することを目的としたものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、テンプレート基板結晶の表面に、テンプレート基板結晶の格子定数と相違する格子定数である材料による薄膜結晶を形成して疑似整合させたエピタキシャル成長テンプレート基板及びその製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、テンプレート基板の上に形成される薄膜の幾何学的なモデルにより、薄膜が傾斜して形成される過程について、とりわけ、最小自由エネルギーについて検討した。このモデルに基づいて、薄膜がテンプレート基板の上に形成される際の傾斜角度を計算により導き出すことができる。そして、このようにして得られる傾斜角度により薄膜結晶の主結晶面方位に対して傾斜切断して表面を形成すると、テンプレート基板表面方位と平行になり、疑似整合させたエピタキシャル成長テンプレート基板が得られることを見出した。
【０００５】
計算により前記傾斜角度を導き出す場合の内容は、以下の通りである。
ｄｚｆは、テンプレート基板結晶主面方位の格子間隔、ｄｘｆはテンプレート基板結晶面の主面内の格子間隔、ｄｘｓは、薄膜結晶の主面内の格子間隔を表すとすると、テンプレート基板となる結晶の主面方位が作成しようとする薄膜結晶の主面方位に対して傾斜している角度Ψは以下の式により計算することができる。
【数３】
0003834608.tif 000002
νの値の選択に関しては、以下のようにする。
ｆ＜１のときは、０及び正の整数であり、ｆ＞１のときは負の整数であり、前記角度は現実的な角度の範囲で、なるべく小さな絶対値が選ばれる。
【０００６】
本発明によれば、以下の発明が提供される。
（１）テンプレート基板結晶の表面に、テンプレート基板結晶の格子定数と相違する格子定数である材料により薄膜結晶を形成するエピタキシャル成長テンプレート基板において、薄膜結晶の主たる結晶面の方位（以下、薄膜結晶主結晶面方位とも言う）がテンプレート基板表面の方位（テンプレート基板表面方位とも言う）と平行になるように基板となる結晶をその主結晶面方位に対して傾斜切断して表面を形成したことを特徴とするエピタキシャル成長テンプレート基板。
（２）テンプレート基板となる結晶の主面方位が作成しようとする薄膜結晶の主面方位に対して以下の式で計算される角度Ψで傾斜していることを特徴とするエピタキシャル成長テンプレート。
【数４】
0003834608.tif 000003
（式中、ｄｚｆは、テンプレート基板結晶主面方位の格子間隔、ｄｘｆはテンプレート基板結晶面の主面内の格子間隔、ｄｘｓは、薄膜結晶の主面内の格子間隔を表す。
νはｆ＜１のときの零あるいは正の整数、ｆ＞１のときに負の整数であり、Ψが現実的な角度の範囲になるようになるべく小さい値が選ばれるものとする。）
（３）テンプレート基板材料の表面に、テンプレート基板材料の格子常数と相違する格子常数である薄膜結晶を形成させるエピタキシャル成長テンプレート基板の形成方法において、薄膜結晶の主たる結晶面の方位がテンプレート基板表面の方位と平行になるように基板となる結晶をその主結晶面方位に対して傾斜切断して表面を形成したことを特徴とするエピタキシャル成長テンプレート基板の形成方法。
（４）テンプレート基板となる結晶の主面方位が作成しようとする薄膜結晶の主面方位に対して以下の式で計算される角度Ψで傾斜していることを特徴とするエピタキシャル成長テンプレートの製造方法。
【数５】
0003834608.tif 000004
（式中、ｄｚｆは、テンプレート基板結晶主面方位の格子間隔、ｄｘｆはテンプレート基板結晶面の主面内の格子間隔、ｄｘｓは、薄膜結晶の主面内の格子間隔を表す。
νはｆ＜１のときの零あるいは正の整数、ｆ＞１のときに負の整数であり、Ψが現実的な角度の範囲になるようになるべく小さい値が選ばれるものとする。）
【０００７】
【発明の実施の形態】
テンプレート基板結晶の格子間隔と薄膜結晶の格子間隔が相違する界面に働くエネルギーを、薄膜結晶の主たる結晶面の方位がテンプレート基板表面の方位となす角及び格子間隔より計算する。
以下に、その計算過程を説明する。
（１）薄膜結晶の主たる結晶面の方位がテンプレート基板表面の方位となす角と各格子間隔の関係
計算を簡略化するために、一方向についてのみ格子常数が一致していないものとする。又、テンプレート基板は固定されているものとして取り扱う。
テンプレート基板の上に形成される薄膜結晶が傾斜している状態に関し、双方の格子の境界領域の幾何学的な構造は、図１に示す通りである。
テンプレート基板結晶の格子間隔と薄膜結晶の格子間隔の違いが大きい場合に両者の接合界面に周期的に転位を発生させることによって擬似的格子整合が成立する。
このとき転位の一周期間に存在するテンプレート基板結晶格子数をｎ、薄膜結晶格子数をｍとする。
又、薄膜結晶の主たる結晶面の方位がテンプレート基板表面の方位となす角と及び各格子間隔の関係とする。
ｄｘｓは、薄膜結晶の主面内の格子間隔を表す。
ｄｘｆは、テンプレート基板結晶の主面内の格子間隔を表す。
ｄ＊ｘｆは、Ｚｆ方向に歪んだｄｘｆを表す。
同様に、ｄｚｆ及びｄ＊ｚｆは、無歪み状態及びＺｆ方向に歪んだ状態でのテンプレート基板結晶主面方位の格子間隔を表している。
又、σはポアソン比を表す。
（ｘｆ，ｚｆ）はテンプレート基板結晶の主軸座標、（ｘｓ，ｚｓ）は薄膜結晶の主軸座標とする。
格子形状の関係を式で表すと、下記式（１）を得ることができる。
【数６】
0003834608.tif 000005
ｐ及びｆを以下の式（２）のように定義すると、式（１）は、以下の式（３）のようになる。
【数７】
0003834608.tif 000006
【数８】
0003834608.tif 000007
【０００８】
（２）界面における弾性エネルギー及び弾性エネルギーと傾斜角の関係について
通常の場合に見られる格子定数の不一致は、ｆ−１で表される。
転位、これはｄ＊ｚｆがｚｓに沿う歪みにより引き起こされるものであるが、この転位は周期的に、垂直方向に圧縮される領域を形成したり、或いは伸張される領域を形成することとなる。このように押さえつけられたり、拡大されたりを繰り返すことによる格子の変動により引き起こされる歪の変動のために、表面近辺に集中して蓄えられる弾性エネルギーは上昇させられる結果となる。
歪は、連続しておこる格子の転位に応じて直線的に変化すると仮定すると、エネルギー、１周期におけるエネルギーＥI０、は、次の式によって、大まかに計算される。
これは水平方向の断面積を、微小部分に分けて計算したエネルギー値を集計することにより、以下の式（４）を導き出すことができる。ここで、第三の方向は単位幅とする。
【数９】
0003834608.tif 000008
式中、ｋｖは、ｚ方向の薄膜結晶の弾性剛直性係数、整数ｉは、転位からの格子間隔ｄｘｓの数を表す。これに、式（１）を導入する。ＥI０を１周期の面積により除すると、ｍｄｘｓ、エネルギーである単位当たりのＥIが得られる。
【数１０】
0003834608.tif 000009
単位面積により標準化することにより、連続するエネルギー計算について同様に行うことができる。
【０００９】
一方、弾性エネルギー、薄膜結晶の横軸方向の長い範囲の歪の存在下によるＥｐは、以下のように表すことができる。
【数１１】
0003834608.tif 000010
式中、ｋｈは、薄膜結晶の横軸方向の弾性剛性係数を表す。又、ＮＬは、薄膜結晶の原子層の全体数である。
もし、界面が２軸にわたって一致していないときには、例えば、＜１００＞に沿う４重の軸に対称な四角形の（００１）表面にある正方格子の被膜では、およそ中間の方位角｛１１０｝へ傾斜させられている状態にある。
中間の方位角へ傾斜させることにより、平面上の変形、又はせん断歪である、ζ、は、以下の（７）式により表される。
【数１２】
0003834608.tif 000011
【００１０】
せん断歪が存在することによる弾性エネルギーであるＥｓは、以下の式（８）により表現される。
【数１３】
0003834608.tif 000012
ｋｓは、せん断歪を受けている薄膜結晶の弾性剛性係数である。全歪エネルギーであるＥＴは、上部被膜の単位面積に蓄えられるものであるが、前記ＥＩ、ＥＰ及びＥＳの和として以下の式（９）により近似される。
【数１４】
0003834608.tif 000013
【００１１】
ＥＴは、Ψの関数として表現される。
そして、図２により示される通りである。
ここで、各々の値は以下の通りである。
ＮＬ＝５０であり、ｋｖ＝ｋｈ  ，ｋｓ  ＝４４ｋｈ  σ＝０．３７，
ｆ＝０．９０４，ｐ＝√2  であるＧａＡｓテンプレート基板の上にＣｕ層を付着させたもの。
ＥＴは、ｍ及びｎが平衡が保たれている状態、又はν＝ｎ−ｍであるときの最小値を表している。
ν＝０であれば、その他のνが０でない場合と比較して、より高い弾性エネルギーである結果として、最小値が得られる。νの値がより大きくなると、小さなΨとなることを引き起こすが、より大きなΨの関数としての弾性エネルギーの曲線の幅は、より大きなνに対してはより大きなνの値の場合にエネルギーは安定化され、むしろ尖鋭化する結果となる。
結果として、Ｃｕ／ＧａＡｓの場合には、νが１となるようにする。この値にすると、Ψの値は凡そ７°程度であることが予想される。そして、この値に付いては、後で、実験値と比較する。
ν＝０であるときの転位は格子の不整合により引き起こされるのではなく、傾斜させることによって引き起こされることによるものであることに留意されるべきである。
傾斜している境界が、同一物質からなる状態、即ち、二つの結晶系から構成されている場合であっても、転位は生ずるであろうと考えられる。この種類の転位は傾斜転位として言及することにする。Ｚｆに沿う格子は、ν＝０であれば、たとえ傾斜した後であっても整合がとれているものとなっている。
横軸方向の歪が０である状態に対応する最小値は、ｍ及びｎを以下のように公式化することにより、最小値のものとするのに十分であることがわかる。
【数１５】
0003834608.tif 000014
このような状態のもとでは、ｆ＜１に対して、νの値が、０，１，２，４であり、ｆ＞１に対して−１、−２、−３であることは自明な事柄である。νの絶対値は、ｚｆに沿う格子の転位数に等しい。そして、この場合の転位は、境界における傾斜転位の１周期を表現している。これらは、格子不整合転位では、あてはまることである。
【００１２】
（３）傾斜角についての計算式について
傾斜角Ψは、式（１０）を解くことにより、ｐ、ｆ、νの関数として表現することができる。
【数１６】
0003834608.tif 000015
式中、νは次の式で表される。
【数１７】
0003834608.tif 000016
通常、νは、−２、−１、０、１、２などの小さい整数である。
前記（１１）式がｎ＝ｍの場合（この場合には、前記式から明らかなようにν＝０となる。）には、ｆ＜１となり、以下の式（１５）で表される。
【数１８】
0003834608.tif 000017
Ψをｆに応じて変化させ、図３においても起こり得るケースであるν＝０、ν＝１、ν＝−１について、図示する。
図２に使用されているものと同じｐの値を用いて計算する。傾斜転位の周期ｎは、次式（１２）によって予測される。
【数１９】
0003834608.tif 000018
ｎの計算値は常に整数とはならないので、ｎ＋１又はｎ−１の周期は、実際のケースでは混合される場合を包含している。
【００１３】
以上の式から得られる計算値及び実測値について測定して、その結果を比較する。
図示されている薄膜／テンプレート基板の組み合わせでは、以下の場合について検討する。
（ａ）ＧａＡｓの（００１）面に成長させたＣｕ薄膜結晶、
（ｂ）ＧａＡｓの上の面に成長させたＣｕＩｎＳｅ２の（００１）面に成長させたＺｎＯ薄膜結晶、
（ｃ）ＧａＡｓの上の面に形成させたＣｕＧａＳｅ２の（００１）面に成長させたＣｕ３Ｓｅ２
薄膜結晶
分子線エピタキシャルのにより成長させて得られる薄膜結晶の分析は，Ｘ線解析による。図４、図５及び図６に示されている通りである。
極点図で示されるこの図は、グラファイトモノクロメータを有する、４５ｋｖ×３００ｍＡで運転する回転アノードＸ線発生機からのＣｕＫα線を用いてＸ線回析構造解析により得られたものである。
内容については、後に記載する実施例１乃至３に示す。これらによれば計算値と実測値は良好に一致していることが分かる。
【００１４】
Ｃｕ／ＧａＡｓの場合のν＝１として、理想的な格子の界面の断面は、図７に示されている。そして、格子不整合転位は、前記に考察したところにしたがって、分配される。ＧａＡｓの表面のＣｕの場合にはエピタキシャル成長の最初の段階は、仮晶であることが知られている。異相のエピタキシャル応力に応じて、仮晶には弾性応力エネルギーを蓄積する。Ｅｐｓは、次式（１３）によって与えられる。
【数２０】
0003834608.tif 000019
この値は、蓄積層の厚さが厚くなるに従い、又はＮＬに応じて大きくなる。
ＥＩ＋Ｅｓとして与えられる値と、傾斜していることによる成長に起因する自由エネルギーの減少に伴うＥｐｓ
を対比した値をＤとすると、Ｄは次式（１４）で与えられる。
【数２１】
0003834608.tif 000020
【００１５】
Ｄに関し、この表現を用いることにより、安定になる構造の遷移を見出すための評価として有効に用いることができる。このＤの値が、Ｄ＜１となる領域では、軸に沿った成長が安定であることを示している。又、Ｄ＞１となる領域では傾斜が優位であることを示している。ｆとＮＬの関係においてＤ＝１の境界線は図８に示されている。そして、Ｃｕ／ＧａＡｓのパラメータについて再び利用する。仮に、ｆが１に近ければ（格子の不一致は少ない）、ＮＬについての大きな値まで仮晶となる事象と一致する。ｆが１と明らかに相違すれば、ＮＬについての小さな値でＤ＝１となる。薄膜結晶の厚さの後に、ＮＬが臨界値を超えると、擬態構造は傾いた構造に変形する。構造変形の機構は後で述べることとする。
【００１６】
基板結晶の主軸が法線となるテンプレート基板上で薄膜を成長させると、対称の数だけそれぞれの方位に傾いた領域を形成し多くの地点での異なる会合を引き起こすので、好ましくない。できれば、傾けた状態の単一領域を形成し、薄膜結晶を成長させることが有効である。
この方法では、特定の角度により、格子テンプレート基板を傾斜させ、その投影における縮尺を用いることにより、薄膜の格子平面にオフアクシスの適合を許すようにすることができる。
角度は、前記式を用いて計算することができる。テンプレート基板と薄膜パラメータを適宜調節することができる。テンプレート基板の表面をオフアクシスな状態とし、この上に結晶薄膜を成長させると、格子歪みが界面に集中する。そして、残りの薄膜結晶には殆ど応力は存在しなくなる。
このようなテンプレート基板は、エピタキシャル成長に対しては、格子に適合する型板として作用する。
【００１７】
このようにして、テンプレート基板結晶の表面に、テンプレート基板結晶の格子定数と相違する格子定数である材料による薄膜結晶を形成して成長させることができる。具体的には、図９（ｂ、ｃ）に示された、計算による傾斜角を形成させて、用いる。
そして、例え、表面をオフアクシスな状態としたテンプレート基板の場合であったとしても、成長の初期には、図９（ａ）に見られるように仮晶となっているものと考えられ、構造変換により、より厚い薄膜を形成することができることなる。
臨界的な変換の厚さは、式（１４）を用いて推算することができる。テンプレート基板が薄膜に比較して、弾性的な点から見てみて軟質であれば、界面の最終状態は、図９（ｃ）に見られるようになる。
適切な範囲の格子不整合が存在すると、臨界的な層の数を小さな値となり、ずれによる歪みを上昇させないようにする。そして、これはテンプレート基板の材料の選択によるものと考えられる。
結論として、以下の通りである。薄膜の成長に関して、一般的にテンプレート基板に適合させることができる機構は、界面の結晶学的主軸を特定の角度に傾斜させることにより、界面以外に静的な歪みを含まないようにすることである。界面に沿って周期的に形成される連続的な転移の間の平均的な間隙は、二つの物質の格子間隔及び主軸における薄膜結晶の単位高さを用いて推算することができる。
又、傾斜角は幾何学的に計算することができる。このモデルにおいては、傾斜している薄膜結晶の転移の間の結晶格子面の数、ｎは、テンプレート基板に対する数であるｍに必ずしも等しくはなくて、ｎ＝ｍ＋ν（但し、νは、整数である。）の関係にある。実験の結果によると、このモデルは傾斜角を予測することに役立つことを示している。このモデルでは、薄膜結晶にオフアクシスに適合させることにより、単一領域に応力が存在しない薄膜を形成することができることを示している。
【００１８】
【実施例】
以下に、実施例により本発明の内容を具体的に説明する。本発明の内容は、これに限定されるものではない。
以下の実施例は結晶の主面方位が基板表面と一致した基板上に薄膜結晶がその主方位を傾斜して成長することを実験的に確かめたもので、基板と薄膜の関係が反転している。これは、傾斜切断したテンプレート基板上に薄膜結晶を成長したものと全く等価の事象であるので、本実施例の結果より本発明の有効性を確認することができる。
実施例１（ＧａＡｓの上にＣｕ薄膜を形成する場合）
（ａ）ＧａＡｓの［００１］面に、分子線エピタキシャル法によりＣｕ薄膜結晶を成長させた。Ｘ線解析の結果は、図４の通りであった。
計算値及び実測値の結果は、以下の通りであった。
ｎ＝ｍ＋１、ｆ＝０．９０４、ｐ＝√２  、  ν＝１、
Ψ（計算値）＝７．１５°、Ψ（実測値）＝７．２０°
ｎ＝１１．２８
（ｂ）ＧａＡｓの［１１０］面に、分子線エピタキシャル法によりＣｕ薄膜結晶を成長させた。Ｘ線解析の結果は、図４の通りであった。
計算値及び実測値の結果は、以下の通りであった。
ｎ＝ｍ＋１、ｆ＝０．９０４、ｐ＝２   、ν＝１、
Ψ（計算値）＝９．４６、Ψ（実測値）＝１０．３°
以上の結果から、 計算値及び実測値は、良好に一致しているということができる。
（ａ）の場合の傾斜方位角は、主として、｛１１０｝に沿う影響を受けているＧａＡｓ｛１１０｝の方向である。即ち、図４及び表１では、前者の方向（ＧａＡｓ｛１１０｝の方向性）は、“ａ”が付されている。後者の方向（｛１１０｝に沿う影響）は、“ｂ”が付されている。
【００１９】
実施例２（ＧａＡｓの上にＣｕＩｎＳｅ２を形成し、その上にＺｎＯ薄膜を形成する場合）
ＧａＡｓの上に、ＣｕＩｎＳｅ２  を形成し、その［１１０］面にＺｎＯ薄膜を形成した。
Ｘ線解析の結果は、図５の通りであった。
計算値及び実測値は、以下の通りであった。
ｎ＝ｍ−１、ｆ＝１．３７７、ｐ＝０．９２５
Ψ（計算値）（ｎ＝２．５０）＝１０．４９°
Ψ（計算値）（ｎ＝２）＝１３．０９°
Ψ（実測値）＝１４．３°
以上の結果から、計算値及び実測値は、良好に一致していることが分かる。
【００２０】
実施例３（ＧａＡｓの上にＣｕＧａＳｅ２を形成し、その上にＣｕ３Ｓｅ２薄膜を形成する場合）
ＧａＡｓの上に、ＣｕＧａＳｅ２  を形成し、その［１１０］面にＣｕ３Ｓｅ２薄膜を形成した。
Ｘ線解析の結果は、図６の通りであった。
計算値及び実測値は、以下の通りであった。
ｎ＝ｍ−１、ｆ＝１．１３３、ｐ＝１
以上の結果から、計算値及び実測値は良好に一致していることがわかる。
実施例２及び３では、観察される傾斜方位角では、各々ＣｕＩｎＳｅ２に対する｛１１０｝、ＣｕＧａＳｅ２に対する｛１１０｝である。実施例３では、極点図の端の近くにある反射は、ＺｎＯ（１１０３）双晶面の極の近くを中心とする双晶の極の回転に対応している。
実施例１乃至３の結果の記載をまとめると、表１の通りである。極の像の分析によって計測される傾斜角は、表１に要約されている。そして、計測値と比較している。計測された傾斜角と、計算値は良好に一致していることがわかる。採用されているνの値と同様に計算に用いられているパラメ−タは、表中に示されている。
【００２１】
【表１】
0003834608.tif 000021
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、テンプレート基板結晶の表面に、テンプレート基板結晶の格子定数と相違する格子定数である材料により薄膜結晶を形成して疑似整合させたエピタキシャル成長テンプレート基板及びその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  テンプレート基板の上に薄膜結晶が形成され、傾斜している状態に関し、双方の格子の境界領域の幾何学的な構造を示す。
【図２】  薄膜結晶及び表面に蓄えられる全歪エネルギーと傾斜角からなる関数の関係
【図３】  格子整合因子ｆを関数としてみた場合の傾斜角の関係
【図４】  ＧａＡｓの表面にＣｕの薄膜を形成した場合のＸ線解析図
【図５】  ＧａＡｓ及びＣｕＩｎＳｅ２の表面にＺｎＯの薄膜を形成した場合のＸ線解析図
【図６】  ＧａＡｓ及びＣｕＧａＳｅ２の表面にＣｕ３Ｓｅ２の薄膜を形成した場合のＸ線解析図
【図７】  ＧａＡｓの表面にＣｕの薄膜を形成した、ν＝１の界面を示す断面図
【図８】  薄膜結晶が安定かどうかを格子整合因子からみた関係を示す図（Ｄ＝１は、境界を示している。）
【図９】  傾斜角を有する基板とその上に成長した薄膜の界面を示す断面図であり、（ａ）は仮晶を示す図であり、（ｂ）テンプレート基板がオフアクシスな状態であることを示す図
【符号の説明】
ｄｘｓ：  薄膜結晶の主面内の格子間隔
ｄｘｆ：  テンプレート基板結晶の主面内の格子間隔
ｄｚｆ：  テンプレート基板結晶主面方位の格子間隔
【図１】
0003834608.tif 000024
【図２】
0003834608.tif 000025
【図３】
0003834608.tif 000026
【図４】
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【図５】
0003834608.tif 000028
【図６】
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【図７】
0003834608.tif 000030
【図８】
0003834608.tif 000031
【図９】
0003834608.tif 000032