JP3379054B2 - 半導体結晶の製造方法 - Google Patents
半導体結晶の製造方法Info
- Publication number
- JP3379054B2 JP3379054B2 JP27642094A JP27642094A JP3379054B2 JP 3379054 B2 JP3379054 B2 JP 3379054B2 JP 27642094 A JP27642094 A JP 27642094A JP 27642094 A JP27642094 A JP 27642094A JP 3379054 B2 JP3379054 B2 JP 3379054B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- hgcdte
- group
- heat treatment
- temperature
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体結晶の製造方法に
関するものであり、特に、赤外線検出半導体装置に用い
るＨｇＣｄＴｅ結晶中からＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ）を除去する方法に関するものである。
関するものであり、特に、赤外線検出半導体装置に用い
るＨｇＣｄＴｅ結晶中からＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ）を除去する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、赤外線検出半導体装置用の結晶と
しては、シリコン、ＩｎＳｂ、ＰｂＳｎＴｅ、及び、Ｈ
ｇＣｄＴｅが用いられているが、１０μｍ帯の赤外線に
感度を有する赤外線検出半導体装置としては、ＨｇＣｄ
Ｔｅ、特に、Ｈｇ0.8 Ｃｄ0.2Ｔｅが用いられている。
しては、シリコン、ＩｎＳｂ、ＰｂＳｎＴｅ、及び、Ｈ
ｇＣｄＴｅが用いられているが、１０μｍ帯の赤外線に
感度を有する赤外線検出半導体装置としては、ＨｇＣｄ
Ｔｅ、特に、Ｈｇ0.8 Ｃｄ0.2Ｔｅが用いられている。
【０００３】このＨｇＣｄＴｅ結晶は、Ｔｅ過剰のＨｇ
−Ｃｄ−Ｔｅ溶液を用いて、ＣｄＴｅ基板上に液相エピ
タキシャル成長（ＬＰＥ）させることにより、均一性の
優れた単結晶薄膜が得られており、この単結晶薄膜にＢ
（ボロン）等の不純物をイオン注入してｐｎ接合を形成
して、赤外線フォトダイオードや赤外線固体撮像装置を
構成していた。
−Ｃｄ−Ｔｅ溶液を用いて、ＣｄＴｅ基板上に液相エピ
タキシャル成長（ＬＰＥ）させることにより、均一性の
優れた単結晶薄膜が得られており、この単結晶薄膜にＢ
（ボロン）等の不純物をイオン注入してｐｎ接合を形成
して、赤外線フォトダイオードや赤外線固体撮像装置を
構成していた。
【０００４】しかし、この液相エピタキシャル成長過程
において、成長させたＨｇＣｄＴｅエピタキシャル層中
に、１０15ｃｍ-3のオーダーでＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎ
ａ，Ｋ）が混入してＨｇＣｄＴｅ結晶を汚染する場合が
しばしば生じ、この様なＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）
で汚染されたＨｇＣｄＴｅ結晶によりフォトダイオード
を形成した場合には、量子効率が低い等の素子特性の悪
いフォトダイオードしか得られないという問題が生じて
いる。なお、このＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）汚染の
原因は、必ずしも明らかでないが、液相エピタキシャル
成長における原材料となるＨｇ、Ｃｄ、或いは、Ｔｅに
微量のＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）が混入しているた
めと推定される。
において、成長させたＨｇＣｄＴｅエピタキシャル層中
に、１０15ｃｍ-3のオーダーでＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎ
ａ，Ｋ）が混入してＨｇＣｄＴｅ結晶を汚染する場合が
しばしば生じ、この様なＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）
で汚染されたＨｇＣｄＴｅ結晶によりフォトダイオード
を形成した場合には、量子効率が低い等の素子特性の悪
いフォトダイオードしか得られないという問題が生じて
いる。なお、このＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）汚染の
原因は、必ずしも明らかでないが、液相エピタキシャル
成長における原材料となるＨｇ、Ｃｄ、或いは、Ｔｅに
微量のＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）が混入しているた
めと推定される。
【０００５】したがって、フォトダイオードの特性を向
上させるためには、ＨｇＣｄＴｅ結晶中のＩａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を除去する必要があり、このための
方法としてｎ型熱処理が提案されている。（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ ＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ，９１，１９
８８，ｐ．１−１０参照。）
上させるためには、ＨｇＣｄＴｅ結晶中のＩａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を除去する必要があり、このための
方法としてｎ型熱処理が提案されている。（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ ＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ，９１，１９
８８，ｐ．１−１０参照。）
【０００６】ここで、図３を参照してｎ型熱処理を用い
た従来のＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）除去工程を説明
する。 図３（ａ）参照 このｎ型熱処理とは、図３（ａ）に示すように石英反応
管７中にＨｇＣｄＴｅ結晶５とＨｇ溜め６とを封入し
て、ＨｇＣｄＴｅ結晶５とＨｇ溜め６との両方の温度を
２５０℃近傍に保持して、アクセプタとして作用するＨ
ｇ空孔によってｐ型化しているＨｇＣｄＴｅ結晶５にＨ
ｇ蒸気を供給して、Ｈｇ空孔をＨｇによって埋めること
によりｎ型化する処理である。このｎ型熱処理におい
て、ＨｇがＨｇＣｄＴｅ結晶５中を拡散してＨｇ空孔を
埋めていく際に、Ｉａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）をＨｇ
ＣｄＴｅ結晶５から追い出していくものと考えられてい
る。
た従来のＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）除去工程を説明
する。 図３（ａ）参照 このｎ型熱処理とは、図３（ａ）に示すように石英反応
管７中にＨｇＣｄＴｅ結晶５とＨｇ溜め６とを封入し
て、ＨｇＣｄＴｅ結晶５とＨｇ溜め６との両方の温度を
２５０℃近傍に保持して、アクセプタとして作用するＨ
ｇ空孔によってｐ型化しているＨｇＣｄＴｅ結晶５にＨ
ｇ蒸気を供給して、Ｈｇ空孔をＨｇによって埋めること
によりｎ型化する処理である。このｎ型熱処理におい
て、ＨｇがＨｇＣｄＴｅ結晶５中を拡散してＨｇ空孔を
埋めていく際に、Ｉａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）をＨｇ
ＣｄＴｅ結晶５から追い出していくものと考えられてい
る。
【０００７】そして、通常のＨｇＣｄＴｅフォトダイオ
ードの場合には、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶にＢ等のｎ型不
純物をイオン注入してｐｎ接合を形成するものであるた
め、ｎ型熱処理によってｎ型化したＨｇＣｄＴｅ結晶５
を再びｐ型化する必要がある。このｐ型化のためには、
ＨｇＣｄＴｅ結晶５を再び熱処理して蒸気圧の高いＨｇ
をＨｇＣｄＴｅ結晶５中から追い出し、Ｈｇ空孔を形成
することによってｐ型化することになる。しかし、ｎ型
熱処理後、そのままｐ型熱処理を行った場合には、Ｈｇ
がＨｇＣｄＴｅ結晶５から出ていくのに伴って、石英反
応管７中に残留しているＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）
が再びＨｇＣｄＴｅ結晶５中に入って、結晶を再び汚染
することになる。
ードの場合には、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ結晶にＢ等のｎ型不
純物をイオン注入してｐｎ接合を形成するものであるた
め、ｎ型熱処理によってｎ型化したＨｇＣｄＴｅ結晶５
を再びｐ型化する必要がある。このｐ型化のためには、
ＨｇＣｄＴｅ結晶５を再び熱処理して蒸気圧の高いＨｇ
をＨｇＣｄＴｅ結晶５中から追い出し、Ｈｇ空孔を形成
することによってｐ型化することになる。しかし、ｎ型
熱処理後、そのままｐ型熱処理を行った場合には、Ｈｇ
がＨｇＣｄＴｅ結晶５から出ていくのに伴って、石英反
応管７中に残留しているＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）
が再びＨｇＣｄＴｅ結晶５中に入って、結晶を再び汚染
することになる。
【０００８】図３（ｂ）参照
したがって、この再汚染を防止するためには、ｎ型熱処
理後に石英反応管７を一度開封したのち、石英反応管７
中にＨｇＣｄＴｅ結晶５とＨｇ溜め６とを再封入して、
ＨｇＣｄＴｅ結晶５部分の温度を３５０℃〜４００℃
（図の場合には、３５０℃）とし、Ｈｇ溜め６部分の温
度を２５０℃近傍とした状態で熱処理することによりＩ
ａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）汚染のないｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ結晶を得ていた。
理後に石英反応管７を一度開封したのち、石英反応管７
中にＨｇＣｄＴｅ結晶５とＨｇ溜め６とを再封入して、
ＨｇＣｄＴｅ結晶５部分の温度を３５０℃〜４００℃
（図の場合には、３５０℃）とし、Ｈｇ溜め６部分の温
度を２５０℃近傍とした状態で熱処理することによりＩ
ａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）汚染のないｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ結晶を得ていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のｎ型熱
処理は、ｎ型熱処理以外に石英反応管の開封、再封入、
及び、ｐ型熱処理等が必要となるため、製造工程数が増
加するという欠点があり、また、それに伴って他の不純
物による汚染の可能性も高まるという欠点もあった。
処理は、ｎ型熱処理以外に石英反応管の開封、再封入、
及び、ｐ型熱処理等が必要となるため、製造工程数が増
加するという欠点があり、また、それに伴って他の不純
物による汚染の可能性も高まるという欠点もあった。
【００１０】また、このｎ型熱処理によっては、液相エ
ピタキシャル成長等の結晶成長段階においてＩａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の汚染を防止することは不可能であ
り、且つ、結晶成長段階において原材料中のＩａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を除去することは原理的には可能で
あっても、実用技術レベルで除去する具体的手段はない
ので、何れにしても結晶成長段階での汚染を防止するこ
とはできなかった。
ピタキシャル成長等の結晶成長段階においてＩａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の汚染を防止することは不可能であ
り、且つ、結晶成長段階において原材料中のＩａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を除去することは原理的には可能で
あっても、実用技術レベルで除去する具体的手段はない
ので、何れにしても結晶成長段階での汚染を防止するこ
とはできなかった。
【００１１】したがって、本発明は、ＨｇＣｄＴｅ結晶
成長工程或いはＨｇＣｄＴｅ結晶成長後においてＨｇＣ
ｄＴｅ結晶中からＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を除去
して、ＨｇＣｄＴｅフォトダイオード等の素子特性を向
上することを目的とする。
成長工程或いはＨｇＣｄＴｅ結晶成長後においてＨｇＣ
ｄＴｅ結晶中からＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を除去
して、ＨｇＣｄＴｅフォトダイオード等の素子特性を向
上することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体結晶の
製造方法において、ＨｇＣｄＴｅ結晶（図１の５）とＨ
ｇ源（図１の６）とを真空状態にして封入した反応管
（図１の７）内で熱処理を施して、ＨｇＣｄＴｅ結晶
（図１の５）をｎ型化し、引き続いてＨｇ源（図１の
６）近傍の温度をＨｇが気化しない温度まで低下させて
熱処理することによりＨｇＣｄＴｅ結晶（図１の５）の
ｐ型キャリア濃度を制御することを特徴とする。
製造方法において、ＨｇＣｄＴｅ結晶（図１の５）とＨ
ｇ源（図１の６）とを真空状態にして封入した反応管
（図１の７）内で熱処理を施して、ＨｇＣｄＴｅ結晶
（図１の５）をｎ型化し、引き続いてＨｇ源（図１の
６）近傍の温度をＨｇが気化しない温度まで低下させて
熱処理することによりＨｇＣｄＴｅ結晶（図１の５）の
ｐ型キャリア濃度を制御することを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａ
ｇ，Ａｕ）雰囲気中に晒すために、ＨｇＣｄＴｅ結晶表
面にＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を蒸着し、室温〜
１００℃の温度において、１〜１００時間保持すること
によりＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）をＨｇＣｄＴｅ
結晶中に拡散することを特徴とする。
ｇ，Ａｕ）雰囲気中に晒すために、ＨｇＣｄＴｅ結晶表
面にＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を蒸着し、室温〜
１００℃の温度において、１〜１００時間保持すること
によりＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）をＨｇＣｄＴｅ
結晶中に拡散することを特徴とする。
【００１４】また、本発明は、Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａ
ｇ，Ａｕ）雰囲気中に晒すために、ＨｇＣｄＴｅ結晶を
Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を含む溶液に浸漬し、
室温〜１００℃の温度において、１〜１００時間保持す
ることによりＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）をＨｇＣ
ｄＴｅ結晶中に拡散することを特徴とする。
ｇ，Ａｕ）雰囲気中に晒すために、ＨｇＣｄＴｅ結晶を
Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を含む溶液に浸漬し、
室温〜１００℃の温度において、１〜１００時間保持す
ることによりＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）をＨｇＣ
ｄＴｅ結晶中に拡散することを特徴とする。
【００１５】また、本発明は、Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａ
ｇ，Ａｕ）雰囲気中に晒すために、ＨｇＣｄＴｅ結晶を
Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を含む研磨液を用いて
研磨することによりＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を
ＨｇＣｄＴｅ結晶中に拡散することを特徴とする。
ｇ，Ａｕ）雰囲気中に晒すために、ＨｇＣｄＴｅ結晶を
Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を含む研磨液を用いて
研磨することによりＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を
ＨｇＣｄＴｅ結晶中に拡散することを特徴とする。
【００１６】
【作用】ＨｇＣｄＴｅ結晶とＨｇ源を封入して真空にし
た反応管内で熱処理を施して、ＨｇＣｄＴｅ結晶をｎ型
化し、引き続いてＨｇ源近傍の温度をＨｇが気化しない
温度まで低下させて真空中で熱処理することにより、石
英反応管の開封・再封入の工程が不要になり、製造工程
を簡素化することができる。
た反応管内で熱処理を施して、ＨｇＣｄＴｅ結晶をｎ型
化し、引き続いてＨｇ源近傍の温度をＨｇが気化しない
温度まで低下させて真空中で熱処理することにより、石
英反応管の開封・再封入の工程が不要になり、製造工程
を簡素化することができる。
【００１７】ＨｇＣｄＴｅ結晶においては、Ｉａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）よりもＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ）の方がＨｇＣｄＴｅ結晶のメタルサイトに取り込ま
れやすいので、Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）の蒸
着、Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を含む溶液中への
浸漬、Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を含む研磨液を
用いた研磨等により、ＨｇＣｄＴｅ結晶表面をＩｂ族元
素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）雰囲気に晒してＩｂ族元素（Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ）をＨｇＣｄＴｅ結晶中に拡散させるこ
とによって、Ｉａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）をＨｇＣｄ
Ｔｅ結晶中から除去することができる。
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）よりもＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ）の方がＨｇＣｄＴｅ結晶のメタルサイトに取り込ま
れやすいので、Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）の蒸
着、Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を含む溶液中への
浸漬、Ｉｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）を含む研磨液を
用いた研磨等により、ＨｇＣｄＴｅ結晶表面をＩｂ族元
素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）雰囲気に晒してＩｂ族元素（Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ）をＨｇＣｄＴｅ結晶中に拡散させるこ
とによって、Ｉａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）をＨｇＣｄ
Ｔｅ結晶中から除去することができる。
【００１８】
【実施例】（実施例１）
図１（ａ）参照
まず、ＨｇＣｄＴｅ結晶５とＨｇを入れたＨｇ溜め６と
を間隔を隔てて石英反応管７に収納したのち、真空にし
てから封管して、炉の温度分布が２５０℃に均一になる
ように調整した状態で２４時間熱処理する。このｎ型熱
処理工程において、Ｈｇ溜め６から気化したＨｇ蒸気が
ＨｇＣｄＴｅ結晶５中に拡散していってＨｇＣｄＴｅ結
晶５中のＨｇ空孔を埋め込みｎ型化すると同時に、Ｈｇ
ＣｄＴｅ結晶５中に含有されていたＩａ族元素（Ｌｉ，
Ｎａ，Ｋ）を結晶外に追い出す。
を間隔を隔てて石英反応管７に収納したのち、真空にし
てから封管して、炉の温度分布が２５０℃に均一になる
ように調整した状態で２４時間熱処理する。このｎ型熱
処理工程において、Ｈｇ溜め６から気化したＨｇ蒸気が
ＨｇＣｄＴｅ結晶５中に拡散していってＨｇＣｄＴｅ結
晶５中のＨｇ空孔を埋め込みｎ型化すると同時に、Ｈｇ
ＣｄＴｅ結晶５中に含有されていたＩａ族元素（Ｌｉ，
Ｎａ，Ｋ）を結晶外に追い出す。
【００１９】図１（ｂ）参照
引き続いて、ＨｇＣｄＴｅ結晶５を配置した部分が２５
０℃になり、Ｈｇ溜め６を配置した部分が２０℃になる
ように炉の温度分布を調整し、この状態で２４時間保持
したのち急冷する工程である、所謂真空熱処理を行う。
この真空熱処理工程において、Ｈｇ溜め６は２０℃に下
げられているのでＨｇは気化せず、石英反応管７内は真
空状態になり、蒸気圧の高いＨｇが２５０℃に加熱され
たＨｇＣｄＴｅ結晶５から飛び出すことによりＨｇ空孔
が生成されてｐ型化する。この際、ｎ型熱処理工程にお
いてＨｇＣｄＴｅ結晶外に追い出されたＩａ族元素（Ｌ
ｉ，Ｎａ，Ｋ）は、２０℃に下げたＨｇ溜め６部近傍に
析出して、再び気化することがないので、ｐ型熱処理後
のＨｇＣｄＴｅ結晶がＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）に
再び汚染されることはない。
０℃になり、Ｈｇ溜め６を配置した部分が２０℃になる
ように炉の温度分布を調整し、この状態で２４時間保持
したのち急冷する工程である、所謂真空熱処理を行う。
この真空熱処理工程において、Ｈｇ溜め６は２０℃に下
げられているのでＨｇは気化せず、石英反応管７内は真
空状態になり、蒸気圧の高いＨｇが２５０℃に加熱され
たＨｇＣｄＴｅ結晶５から飛び出すことによりＨｇ空孔
が生成されてｐ型化する。この際、ｎ型熱処理工程にお
いてＨｇＣｄＴｅ結晶外に追い出されたＩａ族元素（Ｌ
ｉ，Ｎａ，Ｋ）は、２０℃に下げたＨｇ溜め６部近傍に
析出して、再び気化することがないので、ｐ型熱処理後
のＨｇＣｄＴｅ結晶がＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）に
再び汚染されることはない。
【００２０】図２参照
この様にして得られたＨｇＣｄＴｅ結晶中には、Ｉａ族
元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）は約３×１０13ｃｍ-3程度しか
含有されておらず、フォトダイオード等の素子特性に悪
影響を及ぼすことはない。
元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）は約３×１０13ｃｍ-3程度しか
含有されておらず、フォトダイオード等の素子特性に悪
影響を及ぼすことはない。
【００２１】なお、実施例１のｎ型熱処理は、２３０℃
乃至２７０℃の温度で、２４時間乃至４８時間の時間行
なえば良いものであり、また、真空熱処理は、Ｈｇ溜め
側を室温以下の温度とし、ＨｇＣｄＴｅ結晶側の温度を
２００℃乃至３００℃にした状態で行なえば良く、Ｈｇ
ＣｄＴｅ結晶側の温度が２５０℃より高温の場合には２
４時間より短い処理時間で充分であり、２５０℃より低
温の場合には２４時間以上の処理時間が必要になる。こ
の真空熱処理工程における温度によってｐ型キャリア濃
度は制御されるため、この実施例２における２００℃乃
至３００℃の温度は、フォトダイオードに好適な１〜４
×１０16ｃｍ-3のｐ型キャリア濃度（図２の斜線の領
域）を得るための温度条件である。
乃至２７０℃の温度で、２４時間乃至４８時間の時間行
なえば良いものであり、また、真空熱処理は、Ｈｇ溜め
側を室温以下の温度とし、ＨｇＣｄＴｅ結晶側の温度を
２００℃乃至３００℃にした状態で行なえば良く、Ｈｇ
ＣｄＴｅ結晶側の温度が２５０℃より高温の場合には２
４時間より短い処理時間で充分であり、２５０℃より低
温の場合には２４時間以上の処理時間が必要になる。こ
の真空熱処理工程における温度によってｐ型キャリア濃
度は制御されるため、この実施例２における２００℃乃
至３００℃の温度は、フォトダイオードに好適な１〜４
×１０16ｃｍ-3のｐ型キャリア濃度（図２の斜線の領
域）を得るための温度条件である。
【００２２】次に、実施例２を説明する。
（実施例２）
ＨｇＣｄＴｅ結晶表面に５０ｎｍの厚さのＡｇを蒸着さ
せたのち、室温において２４時間放置したのち、硝酸液
でエッチングすることによりＡｇ蒸着膜を除去し、次い
で、純水でＨｇＣｄＴｅ結晶を洗浄する。 図２参照 この工程において、ＨｇＣｄＴｅ結晶中には、Ａｇが約
１×１０16ｃｍ-3含有される代わりに、Ｉａ族元素（Ｌ
ｉ，Ｎａ，Ｋ）は約３×１０13ｃｍ-3程度に減少し、フ
ォトダイオード等の素子特性に悪影響を及ぼすことはな
い。
せたのち、室温において２４時間放置したのち、硝酸液
でエッチングすることによりＡｇ蒸着膜を除去し、次い
で、純水でＨｇＣｄＴｅ結晶を洗浄する。 図２参照 この工程において、ＨｇＣｄＴｅ結晶中には、Ａｇが約
１×１０16ｃｍ-3含有される代わりに、Ｉａ族元素（Ｌ
ｉ，Ｎａ，Ｋ）は約３×１０13ｃｍ-3程度に減少し、フ
ォトダイオード等の素子特性に悪影響を及ぼすことはな
い。
【００２３】なお、この場合の条件としては、蒸着膜厚
は３０乃至１００ｎｍであれば良く、温度は室温乃至１
００℃であれば良く、放置時間は１乃至１００時間であ
れば良い。したがって、この実施例の場合には、最大１
００℃までしか温度を上げないため、他の不純物による
汚染が生じにくいという利点がある。
は３０乃至１００ｎｍであれば良く、温度は室温乃至１
００℃であれば良く、放置時間は１乃至１００時間であ
れば良い。したがって、この実施例の場合には、最大１
００℃までしか温度を上げないため、他の不純物による
汚染が生じにくいという利点がある。
【００２４】次に、実施例３を説明する。
（実施例３）
ＨｇＣｄＴｅ結晶を、硝酸銀水溶液中に浸漬し、室温に
おいて２４時間放置したのち、硝酸銀水溶液から引き上
げ、次いで、純水で洗浄する。
おいて２４時間放置したのち、硝酸銀水溶液から引き上
げ、次いで、純水で洗浄する。
【００２５】図２参照
この工程においても、ＨｇＣｄＴｅ結晶中には、Ａｇが
約１×１０16ｃｍ-3含有される代わりに、Ｉａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）は約３×１０13ｃｍ-3程度に減少
し、フォトダイオード等の素子特性に悪影響を及ぼすこ
とはない。なお、この場合の条件としては、温度は室温
乃至９０℃であれば良く、また、放置時間は１乃至１０
０時間であれば良い。この場合にも、最大９０℃までし
か温度を上げないため、他の不純物による汚染が生じに
くいという利点がある。
約１×１０16ｃｍ-3含有される代わりに、Ｉａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）は約３×１０13ｃｍ-3程度に減少
し、フォトダイオード等の素子特性に悪影響を及ぼすこ
とはない。なお、この場合の条件としては、温度は室温
乃至９０℃であれば良く、また、放置時間は１乃至１０
０時間であれば良い。この場合にも、最大９０℃までし
か温度を上げないため、他の不純物による汚染が生じに
くいという利点がある。
【００２６】次に、実施例４を説明する。
（実施例４）
アルミナ粉末をといた研磨液に５ｐｐｍのＡｇを混入さ
せ、この研磨液を用いてＨｇＣｄＴｅ結晶を研磨するこ
とによって、結晶膜厚を調整する。
せ、この研磨液を用いてＨｇＣｄＴｅ結晶を研磨するこ
とによって、結晶膜厚を調整する。
【００２７】図２参照
この工程においても、ＨｇＣｄＴｅ結晶中には、Ａｇが
約１×１０16ｃｍ-3含有される代わりに、Ｉａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）は約３×１０13ｃｍ-3程度に減少
し、フォトダイオード等の素子特性に悪影響を及ぼすこ
とはない。
約１×１０16ｃｍ-3含有される代わりに、Ｉａ族元素
（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）は約３×１０13ｃｍ-3程度に減少
し、フォトダイオード等の素子特性に悪影響を及ぼすこ
とはない。
【００２８】なお、実施例４においては研磨液として水
にアルミナ粉末をといた研磨液を用いているが、コロイ
ダルシリカを用いても良いものであり、また、含有させ
るＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）の量は１〜１０ｐｐ
ｍの範囲であれば良い。この場合には、元々必要であっ
たＨｇＣｄＴｅ結晶の厚さの調整のための研磨工程を利
用してＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を除去するので、
工程数の増加を伴わない利点がある。
にアルミナ粉末をといた研磨液を用いているが、コロイ
ダルシリカを用いても良いものであり、また、含有させ
るＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）の量は１〜１０ｐｐ
ｍの範囲であれば良い。この場合には、元々必要であっ
たＨｇＣｄＴｅ結晶の厚さの調整のための研磨工程を利
用してＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）を除去するので、
工程数の増加を伴わない利点がある。
【００２９】なお、上記の実施例２乃至実施例４におい
ては、Ｉｂ族元素としてＡｇを用いているが、Ａｇと同
様の振る舞いをする他のＩｂ族元素であるＣｕ，Ａｕで
あっても良い。また、上記各実施例におけるＨｇＣｄＴ
ｅ結晶として、Ｈｇ0.8 Ｃｄ0.2 Ｔｅ結晶を用いている
が、この混晶比の結晶に限られるものではなく、例え
ば、Ｈｇ0.6 Ｃｄ0.4 Ｔｅ等の他の混晶比の結晶を用い
ても良いものである。
ては、Ｉｂ族元素としてＡｇを用いているが、Ａｇと同
様の振る舞いをする他のＩｂ族元素であるＣｕ，Ａｕで
あっても良い。また、上記各実施例におけるＨｇＣｄＴ
ｅ結晶として、Ｈｇ0.8 Ｃｄ0.2 Ｔｅ結晶を用いている
が、この混晶比の結晶に限られるものではなく、例え
ば、Ｈｇ0.6 Ｃｄ0.4 Ｔｅ等の他の混晶比の結晶を用い
ても良いものである。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、結晶をｎ型熱処理した
のち引き続いて同じ石英反応管中で真空処理する、或い
は、結晶をＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）雰囲気に晒
すことによって、ＨｇＣｄＴｅ結晶中に含まれるＩａ族
元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の量を減少させ、それによって
赤外線検出半導体装置の特性を向上させることができ
る。
のち引き続いて同じ石英反応管中で真空処理する、或い
は、結晶をＩｂ族元素（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）雰囲気に晒
すことによって、ＨｇＣｄＴｅ結晶中に含まれるＩａ族
元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の量を減少させ、それによって
赤外線検出半導体装置の特性を向上させることができ
る。
【図１】本発明の実施例１の製造工程を説明する図であ
る。
る。
【図２】本発明の各実施例によるＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎ
ａ，Ｋ）の含有量の低減の効果を示す図である。
ａ，Ｋ）の含有量の低減の効果を示す図である。
【図３】従来のＩａ族元素（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）除去工程
を説明する図である。
を説明する図である。
５ ＨｇＣｄＴｅ結晶
６ Ｈｇ溜め
７ 石英反応管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C30B 29/48
C30B 19/00
H01L 21/368
H01L 21/477
H01L 31/0264
Claims (4)
- 【請求項１】 ＨｇＣｄＴｅ結晶とＨｇ源を真空状態に
して封入した反応管内で熱処理を施して前記ＨｇＣｄＴ
ｅ結晶をｎ型化し、引き続いて前記Ｈｇ源近傍の温度を
Ｈｇが気化しない温度まで低下させて熱処理することに
より前記ＨｇＣｄＴｅ結晶のｐ型キャリア濃度を制御す
ることを特徴とする半導体結晶の製造方法。 - 【請求項２】 ＨｇＣｄＴｅ結晶表面にＩｂ族元素を蒸
着し、前記ＨｇＣｄＴｅ結晶を室温〜１００℃の温度に
おいて、１時間〜１００時間保持することにより前記Ｉ
ｂ族元素を前記ＨｇＣｄＴｅ結晶中に拡散することを特
徴とする半導体結晶の製造方法。 - 【請求項３】 ＨｇＣｄＴｅ結晶をＩｂ族元素を含む溶
液に浸漬し、室温〜９０℃の温度において、１〜１００
時間保持することにより前記Ｉｂ族元素を前記ＨｇＣｄ
Ｔｅ結晶中に拡散することを特徴とする半導体結晶の製
造方法。 - 【請求項４】 ＨｇＣｄＴｅ結晶をＩｂ族元素を含む研
磨液を用いて研磨することにより前記Ｉｂ族元素を前記
ＨｇＣｄＴｅ結晶中に拡散することを特徴とする半導体
結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27642094A JP3379054B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27642094A JP3379054B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 半導体結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08133898A JPH08133898A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3379054B2 true JP3379054B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=17569169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27642094A Expired - Lifetime JP3379054B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3379054B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014156597A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 光電変換素子用化合物半導体単結晶、光電変換素子、および光電変換素子用化合物半導体単結晶の製造方法 |
| CN109097836A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-28 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 一种碲镉汞掺金母液的制备方法 |
| CN113410124B (zh) * | 2020-10-26 | 2022-06-14 | 昆明物理研究所 | 一种金掺杂液相外延碲镉汞材料电学性能稳定性控制方法 |
-
1994
- 1994-11-10 JP JP27642094A patent/JP3379054B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08133898A (ja) | 1996-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1997157B1 (en) | Method for fabricating a photovoltaic element with stabilised efficiency | |
| EP1088913A2 (en) | Liquid-phase growth method, liquid-phase growth apparatus, and solar cell | |
| JPH10223640A (ja) | 半導体基板およびその製造方法 | |
| JP3379054B2 (ja) | 半導体結晶の製造方法 | |
| JP2002083981A (ja) | 太陽電池セルおよびその製造方法 | |
| US4089714A (en) | Doping mercury cadmium telluride with aluminum or silicon | |
| JP2916580B2 (ja) | エピタキシャル被覆半導体ウエハー及びその製造方法 | |
| US6544899B2 (en) | Process for manufacturing silicon epitaxial wafer | |
| JP2746497B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2003188176A (ja) | シリコンウェーハおよびシリコンウェーハの製造方法 | |
| JP3644011B2 (ja) | 化合物半導体結晶のドーピング方法 | |
| US3217378A (en) | Method of producing an electronic semiconductor device | |
| US4086106A (en) | Halogen-doped Hg,Cd,Te | |
| JP3800367B2 (ja) | 不純物ドーピング方法 | |
| JP2774855B2 (ja) | ゲッタリング効果増強シリコン基板及びその製造方法 | |
| JPH0422876B2 (ja) | ||
| JP2708175B2 (ja) | ＩｎＳｂプレーナ光起電力形素子の製造方法 | |
| JPS6213815B2 (ja) | ||
| JPH05206145A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3272908B2 (ja) | 半導体多層材料の製造方法 | |
| US4089713A (en) | Diffusion of donors into (Hg Cd) Te through use of Ga-Al alloy | |
| JPH0434300B2 (ja) | ||
| JPH026221B2 (ja) | ||
| JP3479928B2 (ja) | 半導体結晶の製造方法 | |
| JPH0453140A (ja) | シリコン単結晶ウエハの処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021119 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071213 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081213 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091213 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091213 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101213 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111213 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111213 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121213 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121213 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131213 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |