JP2795002B2 - ＨｇＣｄＴｅ薄膜の製造方法 - Google Patents

ＨｇＣｄＴｅ薄膜の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＨｇＣｄＴｅ薄膜の製造
方法において、（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板を使用し
て、同基板上にＣｄＴｅバッファ層およびＨｇＣｄＴｅ
赤外線検出層を結晶性良く成長させることを可能にする
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＧａＡｓをＨｇＣｄＴｅ赤外線検
出器用材料の基板として使用する場合、主として（１０
０）面および同面方位の微傾斜面が用いられ、基板熱処
理の温度、Ｔｅフラックスまたはひ素フラックスを照射
しながらの基板熱処理により、（１００）もしくは（１
１１）面方位に成長するＣｄＴｅバッファ層が選ばれ、
どちらかの面方位上にＨｇＣｄＴｅ赤外線検出層が成長
されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法において、
基板の高温熱処理で基板表面に荒れが生じることが問題
であった。
【０００４】また、（１００）面方位上にＨｇＣｄＴｅ
薄膜赤外線検出層を成長させた場合には表面にピラミッ
ド状の突起した欠陥が、また、（１１１）面方位上に同
層を成長させた場合には結晶中に双晶欠陥が形成される
ことが指摘された（例：Ａ．Ｍｉｌｌｉｏｎ，Ｌ．Ｄｉ
Ｃｉｏｃｃｉｏ，Ｊ．Ｐ．Ｇａｉｌｌｉａｒｄ ａｎｄ
Ｊ．Ｐｉａｇｕｅｔ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃ
ｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ Ａ６（１９８８）２８１３．）。これらの欠陥はい
ずれもＨｇＣｄＴｅ赤外線検出層の機能を低下させる主
原因となることが問題であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明の要旨とするところは、まず（２１１）Ｂ
ＧａＡｓ基板での赤外線検出器用材料の製造方法にお
いて、Ｔｅフラックスを照射し、（１００）ＧａＡｓ基
板に比してより低温での熱処理を可能にするものであ
る。
【０００６】また、（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板上にＣ
ｄＴｅバッファ層を介してＨｇＣｄＴｅを積層する製造
方法において、前記ＣｄＴｅバッファ層は２００℃以上
２９０℃より低い基板温度で（２１１）Ｂに面方位制御
することを可能にするものである。
【０００７】また、（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板上にＣ
ｄＴｅバッファ層を介してＨｇＣｄＴｅを積層する製造
方法において、前記ＣｄＴｅバッファ層は２９０℃以上
３６０℃以下の基板温度で（１３３）に面方位制御する
ことを可能にするものである。
【０００８】さらに、（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板上に
ＣｄＴｅバッファ層を介してＨｇＣｄＴｅを積層する結
晶において、前記ＣｄＴｅバッファ層の成長面方位を
（１３３）とし、同方位上に良質なＨｇＣｄＴｅ赤外線
検出器用結晶を積層することを可能にするものである。
【０００９】
【作用】請求項１の方法によれば（２１１）ＧａＡｓ基
板を使用することにより、さらにＴｅフラックスを照射
することにより、熱処理を（１００）ＧａＡｓに比べて
低温で実施でき、熱処理による表面の荒れを防止するこ
とができる。
【００１０】また、前記基板上にＣｄＴｅバッファ層を
形成する場合、基板温度で成長する面方位を制御するこ
とができる。
【００１１】さらに、（１３３）面方位を有するＣｄＴ
ｅバッファ層が成長され、同方位を用いれば、結晶性を
向上させることができる。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により赤外線検出器用材料の製
造方法を説明する。
【００１３】ＭＢＥ装置でＨｇＣｄＴｅ膜を形成する場
合、高速電子線回折で結晶表面の状態をモニターするこ
とができる。これにより、（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板
を使用した場合、（１００）ＧａＡｓ基板に比べて約３
０℃低い５５０℃で酸化膜が解離する事が確認された。
（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板を使用し、また基板表面の
荒れを防止するためにＴｅフラックスを照射するとＣｄ
Ｔｅバッファ層及びＨｇＣｄＴｅ赤外線検出層にとって
良質な被成長表面が得られた。
【００１４】このような表面に基板温度を２００℃以上
で２９０℃より低い範囲とし、ＣｄＴｅバッファ層を成
長させると（２１１）に面方位が制御される。同様に、
基板温度を２９０℃以上３６０℃以下の範囲とし、Ｃｄ
Ｔｅバッファ層を成長させると（１３３）に面方位が制
御される。このことは図１に示されている。同図縦軸は
二結晶法Ｘ線回折により評価された結晶性を示す。同図
から、基板温度により（２１１）もしくは（１３３）の
いずれかの成長面方位の制御が可能であった。
【００１５】図２は（１３３）に成長されたＣｄＴｅの
二結晶法Ｘ線回折による評価結果である。同図よりＣｄ
Ｔｅの結晶性としては約６０秒半値幅の良質なものを得
ることができる。このような数値は従来の（１００）も
しくはその微傾斜面ＧａＡｓ基板を使用した場合には得
ることができなかった。（Ｋ．Ｚａｎｉｏ，ＳＰＩＥ，
Ｖｏｌ．１３０８，”Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄｅｔｅｃｔ
ｏｒｓ ａｎｄ Ｆｏｃａｌ Ｐｌａｎｅ Ａｒｒａｙ
ｓ”，（１９９０）１８４参照）。一般にバッファ層の
結晶性がその上に形成される結晶膜の品質を決定する。
したがって、従来用いられたことの無かった（１３３）
を成長方位に選定し、上述した良質な結晶性を有するＣ
ｄＴｅバッファ層を形成できた。このような良質のバッ
ファ層を下地としてＨｇＣｄＴｅを成長させると良質な
結晶性を有するＨｇＣｄＴｅ層が形成できた。このよう
にして品質の良いＨｇＣｄＴｅ層の形成が可能となり、
同層での良好な動作特性が期待できる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明により実施し
た赤外線検出器の製造方法によれば良質な結晶性を有す
るＣｄＴｅバッファ層およびＨｇＣｄＴｅ薄膜赤外線検
出層の形成が可能であり、良好な動作特性を得ることの
できるＨｇＣｄＴｅ赤外線検出器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板温度により成長面方位が制御できることを
示す図である。
【図２】（１３３）面方位の良質な結晶性を説明するた
めの図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−237170（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−70182（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−9576（ＪＰ，Ａ) Ｍ．Ｊ．ＢＥＶＡＮ ＥＴ Ａ Ｌ．，”ＯＲＧＡＮＯＭＥＴＡＬＬＩＣ ＶＡＰＯＲ−ＰＨＡＳＥ ＥＰＩＴＡ ＸＹ ＯＦ ＨＧ１−ＸＣＤＸＴＥ Ｏ Ｎ （211）−ＯＲＩＥＮＴＥＤ ＳＵ ＢＳＴＲＡＴＥ”，Ｊ．ＡＰＰＬ．ＰＨ ＹＳ．（ＵＳＡ），1992，ＶＯＬ．71, ＮＯ．１，Ｐ．204−210 Ｍ．Ｄ．ＬＡＮＧＥ ＥＴ Ａ Ｌ．，”ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＢＥＡＭ ＥＰＩＴＡＸＹ ＡＮＤ ＣＨＡＲＡ ＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＤＴ Ｅ（211） ＡＮＤ ＣＤＴＥ（133） ＦＩＬＭＳ ＯＮ ＧＡＡＳ（211）Ｂ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ”，ＡＰＰＬ. ＰＨＹＳ．ＬＥＴＴ．（ＵＳＡ）, 1991，ＶＯＬ．58，ＮＯ．18，Ｐ．1988 −1990 Ｊ．Ｍ．ＡＲＩＡＳ ＥＴ Ａ Ｌ．，”ＩＮＦＲＡＲＥＤ ＤＩＯＤＥ Ｓ ＦＡＢＲＩＣＡＴＥＤ ＷＩＴＨ ＨＧＣＤＴＥ ＧＲＯＷＮ ＢＹ ＭＯ ＬＥＣＵＬＡＲ ＢＥＡＭ ＥＰＩＴＡ ＸＹ ＯＮ ＧＡＡＳ ＳＵＢＳＴＲＡ ＴＥＳ”，ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．ＬＥＴ Ｔ．（ＵＳＡ），1989，ＶＯＬ．54，Ｎ Ｏ．11，Ｐ．1025−1027 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/0264 C23C 14/00 - 14/58

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板を使用したＨ
    ｇＣｄＴｅ薄膜の製造方法において、成長直前に同基板
    にＴｅを照射して約５５０℃で熱処理を行うことを特徴
    とするＨｇＣｄＴｅ薄膜の製造方法。
  2. 【請求項２】（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板上にＣｄＴｅ
    バッファ層を介して形成するＨｇＣｄＴｅ薄膜の製造方
    法において、前記（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板にＴｅを
    照射して約５５０℃で熱処理を行い、その後２００℃以
    上２９０℃より低い基板温度で前記ＣｄＴｅバッファ層
    を形成することによって（２１１）Ｂに面方位制御する
    ことを特徴とするＨｇＣｄＴｅ薄膜の製造方法。
  3. 【請求項３】（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板上にＣｄＴｅ
    バッファ層を介して形成するＨｇＣｄＴｅ薄膜の製造方
    法において、前記（２１１）Ｂ ＧａＡｓ基板にＴｅを
    照射して約５５０℃で熱処理を行い、その後２９０℃以
    上３６０℃以下の基板温度で前記ＣｄＴｅバッファ層を
    形成することによって（１３３）に面方位制御すること
    を特徴とするＨｇＣｄＴｅ薄膜の製造方法。
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