JP2015038035A

JP2015038035A - アニールによるｉｉ−ｖｉ族の半導体材料中の沈殿物を除去するための方法

Info

Publication number: JP2015038035A
Application number: JP2014216109A
Authority: JP
Inventors: ベルナール・ペリシアリ; Bernard Pelliciari
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2015-02-26
Also published as: FR2905706A1; PL1897965T3; ES2329520T3; ATE435312T1; DE602007001424D1; FR2905706B1; US8021482B2; EP1897965B1; JP2008100900A; US20080060729A1; JP6004601B2; EP1897965A1

Abstract

【課題】アニールによるＩＩ−ＶＩ族の半導体材料中の沈殿物を除去するための方法を提供する。
【解決手段】アニールによってＩＩ−ＶＩ族の固体の半導体材料に含まれる沈殿物を除去する方法であって、前記固体の半導体材料は、調和昇華を示す固体の半導体材料であり、そして、以下の連続した段階である、前記固体の半導体材料が、ＩＩ−ＶＩ族の化合物／ＶＩ族元素の共晶に対応する第１の温度Ｔ_１、及び、最大の調和昇華温度に対応する第２の温度Ｔ_２の間の、温度Ｔまで不活性ガスフローの下で加熱される段階、前記固体の材料が、前記沈殿物を除去するのに十分な期間に亘って中性ガスフロー下で、この温度Ｔで保たれる段階、前記固体の半導体材料が、冷却中にこの固体材料がその調和昇華線に合致するような冷却率で、温度Ｔから周辺温度まで不活性ガスフローの下で冷却される段階、前記沈殿物の無い固体の半導体材料が、回収される段階、が実行される、方法。
【選択図】図５

Description

本発明は、調和昇華されるＩＩ−ＶＩ族の半導体材料（例えばＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ又はＺｎＴｅ）中の沈殿物をアニールによって除去する方法に関する。

前記沈殿物は、一般に元素（すなわち、例えばＣｄといったＩＩ族元素、又は、例えばＴｅといったＶＩ族元素）のうちの１つからなる。

本発明の技術分野は、半導体材料及びそれらの浄化（すなわちこれらの材料の欠陥及び不純物の除去）を準備するものとして規定されうる。

本願において特に興味があるのは、ＩＩ−ＶＩ族の半導体材料の準備及び浄化である。

ＩＩ−ＶＩ族の半導体材料の結晶成長の準備中に生じる一つの基本的な問題は、マトリックス（ＩＩ族元素又はＶＩ族元素）の構成元素の一つの沈殿物といった、欠陥無く液相からインゴットを成長させるべきか、又は少なくとも、どのようにこれらの欠陥率を低下させるべきか、ということである。

これらの沈殿物の起源は、固相線の逆行的な出現によって熱力学的に説明される。そして、図１に明示されるように、冷却中に、必然的に固相線をたどる。

例えば、
１．シールされた管の形態で作製されるＣｄＴｅインゴットに対して、図１の添付の線図において見られるように、調和融点（ｘｌ＝０．５００１０）付近で、沈殿物は、固相線が阻止される瞬間から、すなわち、８３０℃付近で、現れる。

２．シールされた管の形態で作製されるＣｄＴｅインゴットに対して、テルル溶媒（ｘ_ｌ ^＊＞０．５００２０）で、ブリッジマン法、高圧ブリッジマン法又はＴＨＭ方法のような方法を介して、テルル沈殿物は、第１の結晶が冷却される瞬間から現れる。これは、この第１の結晶の代表点は逆行的な固相線にあるからである。

冷却動力学に依存する密度及びサイズを有する、これらのテルル沈殿物は、エピタキシャル層の成長、ｐ−ｎダイオードの生成、Ｘ線及びγ線検出器の製造、電気光学的成分の製造といった、一連の技術的段階中における、特に煩わしい潜在的な源と考えられる。

それらを含んでいる材料から沈殿物を除去するために、存在領域、すなわち、固相線内部に含まれる領域である存在領域、に組み込むために、この材料をアニールすることが知られている。このアニール処理中に適合される状態は、冷却中にこの材料を固相線に重なりを生じさせない。

そして、ＩＩ−ＶＩ族の半導体材料の場合、好ましくは液相中での冶金的実行により沈殿物を何ら保有できないインゴットから前記沈殿物を除去する目的で、この全体のインゴットを、又はこのインゴットから抽出されて元素ＶＩ族側（しかしながら、この圧力は必然的に、ＩＩ族元素側で作製されるＩＩ−ＶＩ族材料上のＩＩ族元素の分圧よりも低く保持される。文献[１]参照）で作製される各々のウエハを、アニールすることからなる方法を行うこと、このインゴットをシールされた管中で温度Ｔに戻すこと、問題となるＩＩ−ＶＩ族材料上のこのＩＩ族元素の分圧よりも高いＩＩ族元素の圧力に、この温度で受けさせること、を行いうる。

このように、ＩＩ族の元素に印加される圧力に基づいて、この材料の組成は、この温度での存在領域に含まれる任意の値に適合されうる。化学量論的組成線が固体の存在領域中に含まれる場合には、導電型の変化が通常観察される場合の化学量論的組成を超えた固体組成と同様に、化学量論的組成は達成されうる。

化学量論組成に戻されるインゴットが、固相線を交差することなく、すなわち、沈殿物を生成することなく、冷却されうることは、明らかと思われる。

多くの記事及び特許が、この方法に従うＣｄＴｅ、又はＣｄＺｎＴｅ、及びＺｎＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族の材料のアニールをテーマにする文献［１］，［２］，［３］，［４］で見つかる。

［１］米国特許第６，２９９，６８０号明細書

［２］H.R. Vydyanath, J.A. Ellsworth, J.B. Parkinson, <<Thermomigration of Te Precipitates and Improvement of (Cd, Zn)Te Substrate Characteristics for the Fabrication of LWIR(Hg, CD)Te Photodiodes>>, Journal of Electronics Materials, vol. 22, No. 8, 1993 ［３］Li Yujie and Jie Wangi, <<Reduction of Te-rich phases in Cd1-XZnXTe(X=0.04) crystals>>, J. Phys. Condens. Matter 14(2002) 10183-10191 ［４］S.Sen, D.R. Rhiger, C.R. Curtis, M.H. Kalisher, H.L. Hettich and M.C. Currie, <<Infrared Absorption Behavior in CdZnTe Substrates>>, Journal of Electronic Materials, vol. 30, No. 6, 2001

しかしながら、上述した方法には、多数の欠陥及び不利な点があって、いくつかの問題点が生じる。

１．その実施には、２つの温度（すなわち、１つはＩＩ族元素を含む供給源に対するものであり、そして、もう１つはＩＩ−ＶＩ族の材料に対するものである）を制御することが必要であり、そして、これらの温度は独立していない。

２．ＩＩ族元素の圧力が、常に、ＩＩ−ＶＩ族の材料上で、この元素の分圧に等しくなるように、この供給源及びＩＩ−ＶＩ族の材料の自動制御が必要である。

３．化学量論的な位置に対応するＩＩ族元素の圧力の決定はできるだけ正確でなければならず、そして、これはＩＩ−ＶＩ族の材料がアニールされる温度の全てに対して当てはまる。

４．ＩＩ族元素に対する圧力調節は、アニール段階中において、上述した化学量論的なＩＩ−ＶＩ族の材料上で、
になるように、ＩＩ族元素の供給源に対する温度制御の精度によって保証される。

５．シールされた管中で生成することが可能なだけであり、そして、これは、アニール毎に１つの石英管を消耗することが必要であることを意味する。

従って、上述のことから、特に、正確で感受性が高い調整、測定及び制御に起因して、ＩＩ族元素の圧力がＩＩ−ＶＩ族の材料上に印加されるアニーリング法の実行が困難であり、信頼性が高い方法で再生することが非常に困難であることになる。

従って、単純で、信頼性が高くて、再現可能で、実施容易で、経済的で、そして、沈殿物の完全な除去を確実にする、ＩＩ−ＶＩ族の固体の半導体材料における沈殿物を除去するためのアニーリング法に対する必要性が存在している。

ＩＩ−ＶＩ族の固体の半導体材料中の沈殿物を除去するためのアニーリング法に対して、従来技術のアニーリング法における不利益、限界、欠点及び問題点を有さず、従来技術の方法の問題を解決する、他の必要性も存在する。

本発明の目的は、とりわけ、これらの必要性に適合する、ＩＩ−ＶＩ族の固体の半導体材料（例えばＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ又はＺｎＴｅ）の沈殿物を除去するためのアニーリング法を提供することである。

この目的及び他のものも、アニーリングによってＩＩ−ＶＩ族の半導体材料に含まれる沈殿物を除去する方法によって、本発明に従って達成される。前記固体の半導体材料は、調和昇華固体の半導体材料であり、そして、以下の連続した段階が実行される。
−固体の半導体材料は、第１の温度Ｔ_１（ＩＩ−ＶＩ族の化合物／ＶＩ族元素の共晶に対応する）及び第２の温度Ｔ_２（最大の調和昇華温度に対応する）との間の、温度Ｔまで不活性ガスフローの下で加熱される。
−この固体材料は、沈殿物を除去するのに十分な期間に亘って中性ガスフローの下で、この温度Ｔで保たれる。
−この固体の半導体材料は、冷却中にこの固体材料がその調和昇華線で結合するような割合で、温度Ｔから周辺温度まで不活性ガスフローの下で冷やされる。
−沈殿物の無い固体の半導体材料が、回収される。

周辺温度は、一般に２０から２５℃の温度（例えば、２１から２４℃、そして、特に２２から２３℃）を意味するものとして理解される。

不活性ガスフローの下での加熱、及び／又は、不活性ガスフローの下での保持、及び／又は冷却は、任意のＩＩ族元素及び／又はＶＩ族元素の逆圧（ｃｏｕｎｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）なしでなしうるものであると、おそらく言い得る。しかしながら、逆圧《なしで》という用語を用いているが、昇華に伴うＩＩ族及び／又はＶＩ族元素による一定程度の圧力が実際には常に存在している。しかし、従来技術の場合と同様に、逆圧を決めるための計測は行われない。唯一の圧力は、何ら保証に関係せずに、固有の方法において昇華に自然に由来するものである。

本発明による方法は、従来技術にこれまで記載されていなかった。

本発明による方法は従来技術の方法の問題点、欠陥、限界及び欠点を有さず、そして、本発明による方法は、従来技術の方法によって提起される課題を解決し、そして、特に、従来技術の方法とは異なって、本発明による方法は、通常、ＩＩ又はＶＩ族の元素による如何なる逆圧も必要としない。したがって、この逆圧の設定に関連した測定及び規則は、除去される。

数ある中でも、本発明による方法は単純である。そして、信頼性が高く、実行するのが容易で、再現可能で、経済的である。

特に、本発明による方法は、不活性ガスフローの下で作動するという点で、例えば米国特許第５，２０１，９８５号明細書、米国特許第４，１９０，４８６号明細書、米国特許第４，４８１，０４４号明細書及び欧州特許第０，４２３，４６３号明細書に記載されているような、従来技術の方法とは基本的に異なっている。本発明による方法が不活性ガスフロー下で、不活性ガス掃気下で、不活性ガス吸引下で、実行されるという事実、又は、より正確には、この材料の成長表面が不活性ガス掃気下、吸引下であるという事実は、従来技術の方法と比較してこの材料の成長及び冷却状態を完全にそして全体的に変えて、そして、多数の効果を導く。

このような不活性ガスフローは、不活性ガスフローが結果的に不可能であった従来技術におけるいわゆる《閉止》《シール》される管とは対照的に、中に材料が配置されて一般には内側にるつぼが入る開口した反応器管で生成される。不活性ガスフロー下で作動することは、任意の流れ、掃気、又は吸引の無い通常の定常的な不活性雰囲気下での作動とは、全体的に異なっている。

不活性ガスフロー下で作動することの効果は、アニールされる材料から抜け出し又は流出するテルル及びカドミウムといった、ＩＩ族及びＶＩ族元素からの蒸気の同伴（エントレインメント）を、例えばクヌーセンセルとして機能しているるつぼの開口を経て、特に可能にすることである。

不活性ガスフローは、このように、試料がアニールされる材料中に当初存在するテルルのようなＶＩ族の元素等の包含物及び沈殿物を放出するための、ある種のエンジンである例えばるつぼの死容積中で、前記材料上に動的な平衡近傍の状況を生じる。このように同伴される蒸気は、更に記述されるように、反応器管の冷たい部分で凝縮される。例えば、不活性ガスの流量は、当業者によって容易に構成されうる。そして、例えば、１気圧下において、１０から１，０００ｃｃ／分、好ましくは１００から５００ｃｃ／分でありうる。

平衡近傍の状況は、例えば、図５で説明されるように、図解されうる。

容器、ボート、るつぼ内における平衡近傍は、特に冷却中において、自己調整される。これは、平衡定数を遵守するために、ＶＩ族及びＩＩ族の元素（例えばＣｄ及びＴｅ）の分圧は、それ自体によって新しい温度に適応するからである。

このことが、本願の構成においてのみ、そして不活性ガスの流れに対してのみなされうることは、明らかである。

従来技術においては、この平衡を確実にするために、研究者は、例えばＣｄといったＶＩ族の元素（又は例えばＴｅといったＩＩ族の元素）の供給源の温度に追従させなければならず、本願の方法におけるような完全な精度で行うことができなかった。

このようなわけで、本願のケースでは、アニールされた試料又は材料は、冷却中における調和昇華線に完全に追従されそして同化され、そして、この段階は、一つの実験から他方へと完全に再現可能である。その一方で、閉管を使用する従来技術の場合、遠くからこの線をたどる橋渡し手法だけが問題であり、さらに、再現不能である。

本発明によれば、熱力学的欠陥である沈殿物を除去するために、相平衡線図において解決策が見出された。

本発明によれば、そして、ＩＩ−ＶＩ族材料に対する状態図を知ることで、析出が発生できない存在領域中にＩＩ−ＶＩ族複合体を保持することを保証すると言い得る。これらの目的に対して、調和昇華線が、アニールを実行するために、完全にそして正確にこの線に追従してこの線に合致させることによって、用いられる。このような方法は、従来技術においてこれまで予期されず、提案されていなかった。

本発明による基本的な方法において、調和昇華線は、密接に接近又は少し離れてたどられるのではなく、完全に合致（マージ）され、正確に追従される。本発明に従って、調和昇華線が使用される方法は、上述したように、この線上に完全に存在することを信頼性高く保証して、そして、アニール時間の間だけでなく、特に周囲温度に復帰する間も、同様である。

信頼性が高い方法で調和昇華線上に常に正確に位置することの確信又は保証は、本発明によって確立される、不活性ガスフローに、そして、平衡近傍への自己適応に関連している。

何ら不活性ガスフローの無い従来技術の方法において、調和昇華線は、これとの合致に成功せずに、単に接近されるだけである。そして、この単純な方法は、ランダムで再現不能である。本発明による方法は、従って、従来技術のものよりも明らかに信頼性が高い。

ＩＩ−ＶＩ族半導体材料に対する状態図において、第１の温度Ｔ_１は、有利には、材料の最大の融点（すなわち固相線の最高の位置）を垂直に通過する線及び固相線との交差点に対応する温度である。

ＩＩ−ＶＩ族半導体材料の状態図において、第２の温度Ｔ_２は、有利には、調和昇華線及び固相線の交差点に対応する温度である。

沈殿物は、通常、ＶＩ族元素の沈殿物である。

ＩＩ−ＶＩ族半導体材料は、ＣｄＴｅ、Ｃｄ_１−ＸＺｎ_ＸＴｅ（ここで、Ｘは０から１に亘る）、及びＺｎＴｅの間で、有利に選択される。

沈殿物として、この種の材料は、一般にテルルの沈殿物だけを含む。

この材料がＣｄＴｅであって、この沈殿物が単にテルルだけからなる場合、第１の温度Ｔ_１は８３０℃であり、そして、第２の温度Ｔ_２は１０４０℃である。

この材料がＺｎＴｅであって、この沈殿物が単にテルルだけからなる場合、第１の温度Ｔ_１は８２０℃であり、そして、第２の温度Ｔ_２は１２４０℃である。

固体材料が単一の一定温度Ｔで保たれる期間は、有利には１分から５０時間である。そして、この期間は、＜アニール時間＞とも呼ばれうる。

単一の温度Ｔでの保持時間又はアニール時間は、この方法に従属する材料の量に、そして、選択される温度に依存する。

例示のために、１０４０℃に上昇されるＣｄＺｎＴｅ基板の場合、添付図に示されるように、５分のアニール時間は含有する第二相の基板（すなわち、Ｔｅ沈殿物）をパージするのに十分である。本発明の方法の利点のうちの１つは、任意の複合の温度の温度プロファイル及び規制なしにアニールが一定の単一の温度で実施されるということである。

本発明の方法によって処理されるＩＩ−ＶＩ族の半導体材料は、多種多様な形態をとることができ、特に、それは単一の基板又はいくつかの基板の形で現れうる。そして、各々のこれらの基板は、１ブロック又はインゴットの形で現れうる。

不活性ガスは、通常、アルゴン及びヘリウムの間で選択される。

ＩＩ−ＶＩ族の固体半導体材料は、最大融解点で、又は、ＶＩ族元素の溶媒（例えばＴｅ）中において、ブリッジマン法によって作製される材料であってもよい。

有利には、この材料は、クヌーセンセルのように設計されるるつぼ内側に配置される。

有利には、この方法は、不活性ガスフロー、及び、不活性ガスでの掃気、掃引を可能にする、開口した反応器である管中において実施される。

本発明は、ここで、添付された図面との関係において、非限定的で例示目的のために付与される、以下の詳細な説明における特に特定の実施の形態との関係において、記載されている。

図１は、ＣｄＴｅのための状態図である。（単位Ｋでの）温度はｙ軸に沿ってプロットされ、そして、テルルの原子分率はｘ軸に沿ってプロットされる。図２Ａは、最大融解点近傍の組成を有する液体から生成されるインゴットに由来するアズグローンのＣｄＴｅ基板の＜マッピング＞を示す、ＩＲ顕微鏡で撮られる赤外透過写真である。図２Ｂは、図２Ａと同一の基板であるが、本発明による方法に従ってアニール後の、＜マッピング＞を示す、ＩＲ顕微鏡で撮られる赤外透過写真である。図３Ａは、（本発明を実行する前に、）より高いレベルに拡大して（＜ズーム＞して）観察する図２Ａの写真の領域を示す。図３Ｂは、（本発明を実行した後に、）図３Ａの写真の観察された領域を示す。図４は、本発明の方法によるアニールの後、任意の第二相の沈殿物を有していない、ＺｎＴｅウエハにおける光学顕微鏡（２００倍に拡大）で撮られた画像である。図５は、本発明による方法を実施するためのデバイスの図表の部分であって、この方法の原則を示す。

本発明が基づく原理、そして、固体の半導体材料の相の相平衡線図に実質的に基づく原理は、図１において示される。

図１は、ＣｄＴｅに関するものであるが、この図に関する説明及びコメントが他の調和昇華（ＩＩ−ＶＩ族半導体材料）へ容易に移行しうることは当業者によって非常に明らかである。

従って、ＣｄＴｅ固体が最大融解点で、又はテルル溶媒中で作製され、そして、テルルの沈殿物だけを含むことを仮定する。この固体は、８３０及び１０４０℃の間の温度に戻される。添付の線図（図１）において、８３０℃（＝１１００Ｋ）は、最大融解点近くで生成されるＣｄＴｅが冷却されるときに沈殿物を生成し始める温度に対応し、そして、１０４０℃は、調和昇華線が固相線を阻止する固相線温度である。

これらの２つの制限値の間に含まれる温度に移行されるこのインゴットが、Ｃｄ又はＴｅの何らの逆圧無しで不活性ガス（例えばＡｒ）が流れる開管中に置かれる場合、化学量論からその初期偏差に関係なく、その組成は、調和昇華線に固定するために、一定温度で、変化しうる。すなわち、その存在領域において、固形物は如何なる沈殿物も含有せず、常に蒸気との平衡状態にありそして冷却中に調和昇華線と合致するような十分に遅い速度でこの固体を冷却すること以外は何ら必要としない。この線は、平衡領域に含まれて、固相線を決して通過せずに、沈殿物の無い固形物を回収（回復）することを、周囲温度で可能にする。

今回、テルル溶媒中で、ブリッジマン法によってシールされた石英管の形態で作製されるＺｎＴｅ固体を仮定する。調和昇華線が固相線と交わる温度（１２４０℃）よりも低い温度に戻されるこの固体は、調和昇華線に固定するために、本発明による方法に従って変化する。その存在領域中で、この固体は、如何なる沈殿物も含有しない。常に蒸気との平衡状態にありそして冷却中に調和昇華線と合致するような十分に遅い速度でこの固体を冷却すること以外は何ら必要としない。

このような方法でもう一度、テルル沈殿物の無い固体が、回収される（図４参照）。

本発明による方法は、例えば、以下のようにして、図５に記載されているように、行うことができる。

ＩＩ−ＶＩ族の半導体材料２を含むるつぼ１は、一方の端で閉じて他端でリーク不浸透性端面シールドにシールされた石英管内側に配置される。この材料２は、例えば、ＣｄＴｅ（又はＣｄＺｎＴｅ）の単結晶基板、又は、例えば、ＣｄＴｅ（又はＣｄＺｎＴｅ）で作製される、多結晶インゴットから抽出される単一の粒からなるブロック、又は、ＣｄＴｅ（又はＣｄＺｎＴｅ）で作製される、単結晶インゴットでもありえる。このるつぼの形状及び寸法は、アニールされるサンプルの形状及び寸法に適している。

ＣｄＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族材料は、ＶＩ族元素（例えばＴｅ）の中で、含有物３を具備しうる。例示のために、図５において、るつぼ内部の材料がＴｅを包含するＣｄＴｅであることが示される。

るつぼ１を構成する材料は、機械加工が容易で、等温性を促進する熱伝導率の水準を有しなければならない。例えば、黒鉛は、完全に好適でありうる。るつぼは、アニール段階中において、アニールされる固体及び蒸気相（ＰＣｄ及びＰＴｅ圧）の間の、疑似平衡（二重矢印５で示される）を確実にするために、試料を受け入れてその上部に充分な死空間を提供するように設計されている。るつぼ１は、るつぼの本体と同一材料でできているエンド・キャップによって切り離される。このエンド・キャップは、アセンブリがクヌーセンセルとして機能することを可能にしている調整された開口６を支持する。この開口６を介して、ＩＩ−ＶＩ族材料で最も多くの揮発成分元素が、好ましく蒸発する（矢印７）。

本発明によるアニール段階の間、るつぼ及び試料を含んでいる石英管は、炉中に導入されて、アニール温度に移行される。端面シールドによって炉の外側から切り離されるその端部は、周囲温度で保たれ、るつぼから流出してアルゴン８のような不活性ガスの流れによって同伴される蒸気が凝縮される冷却部を生成する。

すでに示されるように、アニール時間は、アニールされるサンプルの量に、そして、選択される温度に依存する。例えば、１０４０℃に移行されるＣｄＺｎＴｅ基板の場合、５分の期間は、図２Ｂ及び図３Ｂに示すように、この基板から、前記基板が含んでいた第二相をパージするために十分である。

本発明の方法によるアニールのコースの間、アニールされている試料は、以下の材料を失う。
−例えば、ＣｄＴｅ（重い重量ではない）の場合、テルルからなる沈殿物及び包含物、
−るつぼの死空間内部で部分的な平衡圧を決めるために、そして、開口を通るこれらのリークを考慮して、長期に渡り平衡圧を維持するために蒸発する、結晶格子（ＣｄＴｅの場合）の構成要素のカドミウム及びテルル原子。

例えば、５グラムの初期試料に対して、これらの損失の中で推定されたオーダーでは、数百マイクログラムの沈殿物及び包含物に対して１グラムのＣｄ及びＴｅ材料の損失がある。

この材料の損失は、表記の研磨された表面外観を劣化させ、そして、アニールの後、非常に軽い再研磨によって初期の外観が復元される。

本発明は、非限定的で例示する目的のために与えられる以下の実施例に関して、ここで記載されている。

［実施例１］
この実施例において、テルル沈殿物は本発明による方法によって固体の半導体材料から除去される。

出発物質は、最大融解点で作られるＣｄＴｅ固体である。

３６×３８ｍｍ^２の寸法及び７５０μｍの厚さを有する単結晶基板は、軸［１１１］に沿って配向される。その表面は、慣習的な操作に従って鏡面仕上げされている。それらは、基板が適当なグラファイトるつぼに搭載される直前に、５％の臭素を含むメタノール溶液中に漬けられる。このるつぼは、それから、調整された穴（２ｍｍの直径）を備えている蓋によって閉じられる。この半閉されたるつぼは、リーク不浸透性端面シールドで開口部がシールされる、石英管からなるアニール反応器中に導入される。

熱電対（サーモカップル）は、基板に最も近いグラファイトるつぼ中に置かれる。石英反応器は、それから真空下に配置されて、そして、１気圧においてアルゴンで充填される。この反応器は、１００ｃｃ／分の割合でのアルゴン掃気下で、そして、その後１気圧に保たれる。

石英管が取り付けられる炉は、そして、２５０℃／時間の割合で１０４０℃の温度に達するために、研究者によって課されるアニールスケジュールに従って加熱される。この炉は、４０℃／時間の割合で周辺温度に戻ることの前に、５分間この温度に保持される。

周辺温度で、エピタキシー基板は、アニール段階中に生じる蒸発に続いて必須的になされる軽いポリシング後に、るつぼから取り除かれて、ＩＲ透過顕微鏡法によって特徴付けられる。

顕微鏡を用いてＩＲ透過によって生じる、アズグローン基板における＜マッピング＞を示す図２Ａにおいて、このマッピング領域は第二相において黒点（ブラックスポット）特性を有することが観察される。

より高いレベルで拡大された領域（図３Ａ）は、第二相のこれらの黒点の形状、サイズ及び分布を示す。

図２Ｂは、本発明の方法によるアニール後の、同一基板におけるマッピングを示す。このマッピングは、赤外透過顕微鏡で作られる。周辺温度での第二相に対応する暗影は、もはや観察されない。このことは、より高いレベルで拡大されて生成される写真によって確認される（図３Ｂ）。

［実施例２］
この実施例において、単結晶Ｃｄ_ＸＺｎ_１−ＸＴｅ（ここで、Ｘ＝０．４）の基板について、同一の実験が実施例１と同様に（同一条件で）行われ、同一の結果が得られた。

［実施例３］
この実施例において、沈殿物は、テルル溶媒を使用し、かつテルル沈殿物だけを含んで、ブリッジマン法によってシールされた石英管において作製されるＺｎＴｅ固体から除去される。

１０×１０ｍｍ^２の寸法及び３５０μｍの厚さを有する［１１１］方位の単結晶基板は、前述のＣｄＴｅとして同様に処理される。この基板は、ＣｄＴｅに対して使用するものと類似のグラファイトるつぼに導入される。そして、この基板は、１気圧の下で、１００ｃｃ／分の割合で、アルゴン流によって掃気される反応器内部中に配置される。

ＺｎＴｅに対する特定の線図を考慮するために、本発明によれば、アニール温度は、４４９．５℃から１２４０℃（最大調和蒸発温度、又は調和蒸発線が固相線を妨害する温度）の範囲の中で選択されうる。

このアニールのため、温度は、５分間１０１０℃にされる。周辺温度への復帰は、４０℃／時間の割合で生じる。

可視顕微鏡での観察は、透過において直接なされうる。そして、アニール段階の間、ＺｎＴｅはこれらの波長に対して透過性であり、その表面が劣化される。

図４は、本発明の方法によるアニールの後、任意の第二相を有していない、ＺｎＴｅウエハにおける光学顕微鏡（２００倍に拡大）で撮られた画像である。

１るつぼ
２材料
６開口
８アルゴン

Claims

アニールによってＩＩ−ＶＩ族の固体の半導体材料に含まれる沈殿物を除去する方法であって、前記固体の半導体材料は、調和昇華を示す固体の半導体材料であり、そして、以下の連続した段階である、
前記固体の半導体材料が、ＩＩ−ＶＩ族の化合物／ＶＩ族元素の共晶に対応する第１の温度Ｔ_１、及び、最大の調和昇華温度に対応する第２の温度Ｔ_２の間の、温度Ｔまで不活性ガスフローの下で加熱される段階、
前記固体の材料が、前記沈殿物を除去するのに十分な期間に亘って中性ガスフロー下で、この温度Ｔで保たれる段階、
前記固体の半導体材料が、冷却中にこの固体材料がその調和昇華線に合致するような冷却率で、温度Ｔから周辺温度まで不活性ガスフローの下で冷却される段階、
前記沈殿物の無い固体の半導体材料が、回収される段階、
が実行される、方法。
前記ＩＩ−ＶＩ族の半導体材料に対する状態図において、
前記第１の温度Ｔ_１は、前記材料における最大の融点を垂直に通過する線及び固相線の交差点に対応する温度である、請求項１に記載の方法。
前記ＩＩ−ＶＩ族の半導体材料に対する状態図において、
前記第２の温度Ｔ_２は、前記調和昇華線及び固相線の交差点に対応する温度である、請求項１又は２に記載の方法。
前記沈殿物は、ＶＩ族の元素の沈殿物である、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
前記ＩＩ−ＶＩ族の半導体材料は、ＣｄＴｅ、Ｃｄ_１−ＸＺｎ_ＸＴｅ、及びＺｎＴｅの間で選択され、
ここで、Ｘが０から１に亘っている、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
前記ＩＩ−ＶＩ族の半導体材料は、前記沈殿物として、テルル沈殿物だけを含む、請求項５に記載の方法。
前記半導体材料がＣｄＴｅであり、
前記沈殿物は、単にテルルだけからなり、
前記第１の温度Ｔ_１が、８３０℃であり、そして、前記第２の温度Ｔ_２が、１０４０℃である、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
前記半導体材料が、ＺｎＴｅであり、
前記沈殿物は、単にテルルだけからなり、
前記第１の温度Ｔ_１が、８２０℃であり、そして、前記第２の温度Ｔ_２が、１２４０℃である、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
前記温度Ｔは、１分−５０時間の期間に亘って維持される、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
前記材料は、単一の基板又はいくつかの基板の形態で現れ、
これらの基板の各々は、ブロック又はインゴットの形態である、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
前記不活性ガスが、アルゴン及びヘリウムの間で選択される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
前記固体の半導体材料は、最大融解点で又はＶＩ族の元素の溶媒中でブリッジマン法によって作製される材料である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
前記材料がクヌーセンセルのように設計されるるつぼ内側に配置される、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
前記方法は、開口した反応器管において実施される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の材料。