JP2555847B2 - 低抵抗半導体結晶基板及びその製造方法 - Google Patents

低抵抗半導体結晶基板及びその製造方法

Info

Publication number
JP2555847B2
JP2555847B2 JP4296622A JP29662292A JP2555847B2 JP 2555847 B2 JP2555847 B2 JP 2555847B2 JP 4296622 A JP4296622 A JP 4296622A JP 29662292 A JP29662292 A JP 29662292A JP 2555847 B2 JP2555847 B2 JP 2555847B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
cdte
low
cdznte
resistance semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4296622A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06125148A (ja
Inventor
智 大楽
明和 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP4296622A priority Critical patent/JP2555847B2/ja
Publication of JPH06125148A publication Critical patent/JPH06125148A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2555847B2 publication Critical patent/JP2555847B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザー用の基
板材料として用いられる低抵抗半導体結晶基板及びその
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、3元化合物半導体の1つである
HgCdTe結晶は、赤外半導体レーザー材料として注
目を集めている材料である。そのHgCdTe結晶に
は、物理的に均一な特性と良質な結晶性を有することが
要求される。そのため、結晶成長にはエピタキシャル成
長法が採用され、そのエピタキシャル成長用基板には、
格子定数のマッチングの良いCdTe結晶あるいはCd
ZnTe結晶が用いられている。
【0003】基板となるCdTe結晶あるいはCdZn
Te結晶は、ブリッジマン法あるいはグラディエント・
フリーズ法により作製することが広く知られている。ブ
リッジマン法は、CdとTe原料あるいはCdとZnと
Te原料を容器の中に真空封入し、その容器を電気炉内
に設置した後、電気炉を加熱し原料を溶融させ、原料を
充分に溶融させた後、その容器を、適当な温度勾配を有
するその電気炉内の高温部から低温部へゆっくり移動さ
せ、その結果、容器内の溶液の温度が徐々に下がり、C
dTe結晶あるいはCdZnTe結晶を固化させる方法
である。また、グラディエント・フリーズ法は、原料を
充分溶融させた後、電気炉内に設定した温度勾配を変え
ることなく、ゆっくりと温度を下げ、その結果、容器内
の溶液の温度が徐々に下がり、CdTe結晶あるいはC
dZnTe結晶を固化させる方法である。その結晶成長
過程で、結晶の伝導型の制御または結晶中の析出物の大
きさ・密度の制御を行うため、Cd蒸気圧を印加するこ
とも通常行われている。
【0004】その結果得られたCdTe結晶あるいはC
dZnTe結晶は、適当な大きさに切断し、エピタキシ
ャル成長用基板として使用されている。この方法で得ら
れるCdTe結晶及びCdZnTe結晶の比抵抗値は、
10〜200Ω・cmが一般的である。また、Inを添
加したCdTe結晶及びCdZnTe結晶は、107
109 Ω・cm程度の高い比抵抗値が得られることが一
般に知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザーとして
使用する際、基板からエピタキシャル結晶へ電流を流す
ことが必要である。そのため、基板とエピタキシャル結
晶の比抵抗値に極めて大きな差がないことが要求され
る。しかしながら、実際にエピタキシャル成長されるH
gCdTe結晶の比抵抗値は、約0.005Ω・cmで
あり、上述した従来の方法で得られる基板は低い比抵抗
値のものでも10Ω・cm程度である。これらの間には
比抵抗値に極めて大きな差が存在している。そのため、
基板はエピタキシャル結晶に対して半絶縁性の挙動を示
し、レーザー発振が起こらなくなるという問題点があっ
た。
【0006】本発明は、半導体レーザー材料のエピタキ
シャル成長用基板材料に用いられる低抵抗のCdTe結
晶あるいはCdZnTe結晶及びその製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、種々の検討を重ねた結果、所望の値のInを添加
し、Cd蒸気圧を印加しながら結晶成長することにより
得られるCdTe結晶あるいはCdZnTe結晶及びそ
の製造方法、または、所望の値のInを添加した結晶
を、Cd雰囲気下で熱処理することにより得られるCd
Te結晶あるいはCdZnTe結晶及びその製造方法、
によって課題が解決されることを見い出したものであ
る。
【0008】すなわち、本発明は、比抵抗値が0.1Ω
・cm以下であるCdTe結晶あるいはCdZnTe結
晶からなる低抵抗半導体結晶基板である。
【0009】また、本発明は、CdとTeからなる原
料、またはCdとTeとZnからなる原料の入った石英
容器に、Inを添加し、石英容器を真空にした後、Cd
蒸気圧を印加しながら結晶育成することによって得られ
るCdTe結晶あるいはCdZnTe結晶からなる低抵
抗半導体結晶基板の製造方法であり、また結晶の育成方
法がブリッジマン法あるいはグラディエント・フリーズ
法による製造方法であり、また原料に対し、Inを1×
1017〜2×1018atoms/cm3 の濃度となるよ
うに添加する製造方法である。
【0010】また、本発明は、Inを含むCdTe結晶
あるいはCdZnTe結晶を、Cd雰囲気下で熱処理す
ることによって得られるCdTe結晶あるいはCdZn
Te結晶からなる低抵抗半導体結晶基板の製造方法であ
り、またCdTe結晶あるいはCdZnTe結晶がIn
を1×1017〜2×1018atoms/cm3 含む製造
方法であり、また熱処理が550〜650℃の温度で2
0時間以上とする製造方法である。
【0011】
【作用】本発明にあっては、CdとTeからなる原料、
またはCdとTeとZnからなる原料の入った石英容器
に、Inを添加し、石英容器を真空にした後、Cd蒸気
圧を印加しながら結晶育成することによって、低抵抗の
CdTe結晶あるいはCdZnTe結晶を製造すること
を可能としたものである。0.1Ω・cm以下の比抵抗
値を得るためには、Inの濃度を1×1017〜2×10
18atoms/cm3 とすることが好ましい。また、結
晶の育成方法としては、ブリッジマン法あるいはグラデ
ィエント・フリーズ法を用いることが好ましい。
【0012】また、Inを含むCdTe結晶またはCd
ZnTe結晶を、Cd雰囲気下で熱処理することによっ
て、低抵抗のCdTe結晶あるいはCdZnTe結晶を
製造することを可能としたものである。0.1Ω・cm
以下の比抵抗値を得るためには、Inの濃度が1×10
17〜2×1018atoms/cm3 である結晶を用いる
ことが好ましい。熱処理温度に関しては、温度が高すぎ
ると結晶性の破損が生じ、また低すぎると比抵抗を低抵
抗に制御するに必要なCd蒸気圧を得ることが困難であ
る。結晶性を破壊せず、所望の伝導性を得るための熱処
理温度は、550〜650℃が最適である。また、熱処
理の時間は結晶サイズにも依存されるが、伝導性を均一
に制御するためには20時間以上が好ましい。
【0013】また、本発明の実施に当たっては、低抵抗
の結晶を得るため、CdとTeあるいは(Cd+Zn)
とTeのモル比として、Cd/Te,(Cd+Zn)/
Teを0.9〜0.99999とすることが好ましい。
使用する原料の純度は、他の不純物の挙動を避けるた
め、99.9999%以上であることが望ましい。
【0014】
【実施例】
(実施例1)いずれも純度99.9999%の、Cdを
1365.18gと、Znを25.16gと、Teを1
598.91gと、Inを98.22mgと、蒸気圧印
加用のCdを1.00gとを、直径100mmの石英容
器に挿入し、1.0×10-6Torr以下の真空度にて
封入した。次に、その石英容器を電気炉内に設置し、1
100℃の温度で10時間原料を溶融した。その後、
0.3℃/時間の割合で1050℃まで冷却し結晶化さ
せた後、60℃/時間の割合で室温まで冷却し結晶を取
り出した。結晶育成中印加するCdの蒸気圧は、1〜2
気圧とした。取り出した結晶から5×5×1.0mmの
測定用サンプルを切り出し、0.5%Br−メタノール
で鏡面エッチングを行った。その後、測定用サンプルに
In電極を付け、パウ法により比抵抗値を測定した。そ
の結果、CdZnTe結晶の比抵抗値が、0.033〜
0.068Ω・cmであった。
【0015】(実施例2)いずれも純度99.9999
%の、Cdを1334.72gと、Teを1516.7
3gと、Inを25.36mgと、蒸気圧印加用のCd
を1.50gとを、直径100mmの石英容器に挿入
し、1.0×10-6Torr以下の真空度にて封入し
た。次に、その石英容器を電気炉内に設置し、1100
℃の温度で10時間原料を溶融した。その後、0.3℃
/時間の割合で1050℃まで冷却し結晶化させた後、
60℃/時間の割合で室温まで冷却し結晶を取り出し
た。結晶育成中印加するCdの蒸気圧は、1〜2気圧と
した。取り出した結晶から5×5×1.0mmの測定用
サンプルを切り出し、0.5%Br−メタノールで鏡面
エッチングを行った。その後、測定用サンプルにIn電
極を付け、パウ法により比抵抗値を測定した。その結
果、CdZnTe結晶の比抵抗値が、0.042〜0.
081Ω・cmであった。
【0016】(実施例3)純度99.9999%の原料
を用いて作製した、Inを1.20×1018atoms
/cm3 の濃度含むCdZnTe結晶20.50gと純
度99.9999%のCdを0.62gを直径30mm
の石英容器に挿入し、1.0×10-6Torr以下の真
空度にて封入した。その後、その容器を電気炉に設置
し、650℃の温度で20時間の熱処理を実施した。そ
の後、60℃/時間の割合で室温まで冷却し結晶を取り
出した。取り出した結晶から5×5×1.0mmの測定
用サンプルを切り出し、0.5%Br−メタノールで鏡
面エッチングを行った。その後、測定用サンプルにIn
電極を付け、パウ法により比抵抗値を測定した。その結
果、CdZnTe結晶の比抵抗値が、0.036〜0.
043Ω・cmであった。
【0017】(実施例4)純度99.9999%の原料
を用いて作製した、Inを1.20×1018atoms
/cm3 の濃度含むCdZnTe結晶18.76gと純
度99.9999%のCdを0.65gを直径30mm
の石英容器に挿入し、1.0×10-6Torr以下の真
空度にて封入した。その後、その容器を電気炉に設置
し、550℃の温度で40時間の熱処理を実施した。そ
の後、60℃/時間の割合で室温まで冷却し結晶を取り
出した。取り出した結晶から5×5×1.0mmの測定
用サンプルを切り出し、0.5%Br−メタノールで鏡
面エッチングを行った。その後、測定用サンプルにIn
電極を付け、パウ法により比抵抗値を測定した。その結
果、CdZnTe結晶の比抵抗値が、0.046〜0.
049Ω・cmであった。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザー材料用
のエピタキシャル成長用基板として需要のある低抵抗の
CdTe結晶あるいはCdZnTe結晶を提供でき、ま
た、安定して容易に製造し得ることが可能である。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 比抵抗値が0.1Ω・cm以下であるこ
    とを特徴とするCdTe結晶あるいはCdZnTe結晶
    からなる低抵抗半導体結晶基板。
  2. 【請求項2】 CdとTeからなる原料、またはCdと
    TeとZnからなる原料の入った石英容器に、Inを添
    加し、石英容器を真空にした後、Cd蒸気圧を印加しな
    がら結晶育成することを特徴とするCdTe結晶あるい
    はCdZnTe結晶からなる低抵抗半導体結晶基板の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 結晶の育成方法がブリッジマン法あるい
    はグラジェント・フリーズ法であることを特徴とする請
    求項2記載の低抵抗半導体結晶基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 CdTe結晶あるいはCdZnTe結晶
    に対し、Inが1×1017〜2×1018atoms/c
    3 の濃度となるようにInを添加することを特徴とす
    る請求項2または請求項3記載の低抵抗半導体結晶基板
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 Inを含むCdTe結晶あるいはCdZ
    nTe結晶を、Cd雰囲気下で熱処理することを特徴と
    するCdTe結晶あるいはCdZnTe結晶からなる低
    抵抗半導体結晶基板の製造方法。
  6. 【請求項6】 InがCdTe結晶あるいはCdTeZ
    n結晶に対し、1×1017〜2×1018atoms/c
    3 含まれるCdTe結晶あるいはCdZnTe結晶を
    用いることを特徴とする請求項5記載の低抵抗半導体結
    晶基板の製造方法。
  7. 【請求項7】 熱処理が、550〜650℃の温度で2
    0時間以上であることを特徴とする請求項5または請求
    項6記載の低抵抗半導体結晶基板の製造方法。
JP4296622A 1992-10-09 1992-10-09 低抵抗半導体結晶基板及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2555847B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4296622A JP2555847B2 (ja) 1992-10-09 1992-10-09 低抵抗半導体結晶基板及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4296622A JP2555847B2 (ja) 1992-10-09 1992-10-09 低抵抗半導体結晶基板及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06125148A JPH06125148A (ja) 1994-05-06
JP2555847B2 true JP2555847B2 (ja) 1996-11-20

Family

ID=17835934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4296622A Expired - Fee Related JP2555847B2 (ja) 1992-10-09 1992-10-09 低抵抗半導体結晶基板及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2555847B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7875957B2 (en) 2006-08-25 2011-01-25 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Semiconductor substrate for epitaxial growth and manufacturing method thereof
JP5953116B2 (ja) * 2012-05-18 2016-07-20 Jx金属株式会社 放射線検出素子用化合物半導体結晶、放射線検出素子、および放射線検出器
JP6018532B2 (ja) * 2013-03-29 2016-11-02 Jx金属株式会社 半導体ウエハ、放射線検出素子、放射線検出器、および化合物半導体単結晶の製造方法
JP6456782B2 (ja) * 2015-06-23 2019-01-23 Jx金属株式会社 CdTe系化合物半導体単結晶及びその製造方法
JP6097854B2 (ja) * 2016-02-02 2017-03-15 Jx金属株式会社 放射線検出素子用化合物半導体結晶の製造方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN=1962 *
PHILIPS RES.REPTS.=1959 *
SOLID STATE SCIENCE=1971 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06125148A (ja) 1994-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1895031A1 (en) Process for producing silicon carbide single crystal
US5871580A (en) Method of growing a bulk crystal
JP2555847B2 (ja) 低抵抗半導体結晶基板及びその製造方法
JP4120016B2 (ja) 半絶縁性GaAs単結晶の製造方法
US20050115489A1 (en) Method of obtaining a cdte or cdznte single crystal and the single crystal thus obtained
JP3848446B2 (ja) 低抵抗SiC単結晶の育成方法
Kletowski et al. Single crystal growth of (rare earth) Me3 compounds where Me≡ Sn, In and Pb
JP2003206200A (ja) p型GaAs単結晶及びその製造方法
JP2555847C (ja)
US3615205A (en) Method for the synthesis and growth of high purity iii{14 v semiconductor compositions in bulk
JP2832241B2 (ja) ▲ii▼―▲vi▼族化合物半導体結晶の製造方法
JP2585629B2 (ja) ZnSe単結晶作製法
JPH10152393A (ja) バルク結晶の成長方法及びバルク結晶成長用種結晶
JP3412853B2 (ja) 半導体結晶の製造装置
JP2692410B2 (ja) 単結晶の育成方法
JPH0535720B2 (ja)
JP4778150B2 (ja) ZnTe系化合物半導体単結晶の製造方法およびZnTe系化合物半導体単結晶
JP2969385B2 (ja) 単結晶の製造方法
JP2922039B2 (ja) 単結晶の成長方法
JP3806793B2 (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
JPH10212200A (ja) 半絶縁性GaAs単結晶の製造方法
JP2873449B2 (ja) 化合物半導体浮遊帯融解単結晶成長方法
JP2511457B2 (ja) 半導体結晶基板
JP3821508B2 (ja) ZnSe単結晶の製造方法
JPH06279198A (ja) 半絶縁性ガリウム砒素化合物半導体単結晶の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees