JPH02263788A - 液相エピタキシャル成長装置およびその成長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 液相エピタキシャル成長装置およびその成長方法に関し
、 基板上に均一な組成のエピタキシャル結晶が形成される
のを目的とし、 一端が有底の管よりなるアンプル内に、該アンプル空間
を管軸方向にて二分割するごとく形成した突出部を設け
て該突出部をエピタキシャル成長用基板の設置台とする
とともに、前記二分割された空間をエピタキシャル成長
用メルトのメルト溜七する。更に請求項（］）に記載の
液相エピタキシャル成長装置の突出部にエピタキシャル
成長用基板を設置し、該突出部の両側にエピタキシャル
成長用メルトを設置してアンプルを封止後、前記メルト
を溶融し、該メルトの温度を降下させながら前記アンプ
ルを揺動させることで前記メルトを一方のメルト溜より
他方のメルト溜に移動させながら、前記メルトの成分を
基板上にエピタキシャル成長することで構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は液相エピタキシャル成長装置およびその成長方
法に関する。

赤外線検知素子の形成材料としてエネルギーバンドギャ
ップの狭い水銀・カドミウム・テルル（１（ｇ＋−、Ｃ
ｄＸＴｅ）のような化合物半導体結晶が用いられている
。

このような化合物半導体結晶を検知素子の製造に都合が
良いように、大面積でかつ薄層状態に形成するために製
造装置が簡単で、均一な組成の結晶が得られ易い液相エ
ピタキシャル成長方法が用いられている。

〔従来の技術］ 従来の液相エピタキシャル成長装置およびその成長方法
について第４図の断面図および第４図のｒＶ−ＩＶ′線
に沿った断面図の第５図（ａ）および第５図の）を用い
て説明する。

第４図、第５図（ａ）および第５図（ｂ）に示すように
従来の装置およびその成長方法は一対の石英よりなる円
柱状のエピタキシャル成長治具１の対向面に設けた溝２
内にＣｄＴｅより成るエピタキシャル成長用基キ反３を
挟み、該基板に対向する位置に、基板上に成長するエピ
タキシャル結晶の形成材料の水銀（Ｈｇ）　、カドミウ
ム（Ｃｄ）、テルル（Ｔｅ）のエピタキシャル成長用メ
ルト（合金）４を設置した状態で前記エピタキシャル成
長治具１をアンプル５内に封入する。

そして該アンプル５を炉芯管（図示せず）内に挿入し、
該炉芯管を加熱炉（図示せず）で加熱して前記エピタキ
シャル成長用メルト４を加熱して溶融する。

次いで該アンプル５を１８０度矢印Ａ方向に沿って回転
させ、第５図Ｃｏ）に示すようにエピタキシャル成長用
基板３表面を、溶融したエピタキシャル成長用メルト４
に接触させた後、加熱炉の温度を降下させることでエピ
タキシャル成長用メルト４の温度を降下させ、基板上に
’ｇｒ−ｘ　Ｃ％　Ｔｅのエピタキシャル結晶を成長さ
せた後、更にアンプル５を矢印Ｂ方向に沿って１８０度
回転させ、第５図（ａ）の状態にして基板３上に付着し
ている溶融メルト４を下部に落下させるワイプオフの操
作によって基板上にＩｇｌ−ＸｃｄＸＴｅのエピタキシ
ャル結晶を形成している。５ 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで溶融したＨｇ＋□Ｃｄ、　Ｔｅのメルト４の成
分を基板上にエピタキシャル成長する際、基板上にエピ
タキシャル層を成長するに連れてＨｇ、、　Ｃｄｘ　Ｔ
ｅのメルト中のＣｄ原子の占める割合が低下する傾向に
ある。

このことは基板上に形成されたり、−ｘ　ＣｄＸＴｅの
エピタキシャル結晶を厚さ方向に沿ってその成分を分析
すると、基板とエピタキシャル結晶との境界面近傍では
、）Ｉｇｌ−イＣｄｘＴｅのエピタキシャル結晶内のＣ
ｄ原子の占める割合が大であるが、エピタキシャル結晶
の表面に成る程、Ｃｄ原子のＨｇｌ□Ｃｄ、　Ｔｅのエ
ピタキシャル結晶中に占める割合が低下していることを
分析器（ＥＰＭＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｉ’ｒｏｂｅ　
Ｍｉｃｒｏ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）により本発明者等は実
験的に確かめた。

つまりエピタキシャル成長が始まってからの時間の経過
とともに成長用基板付近のメルト中に於けるＣｄ原子の
占める割合が低下しているものと考えられる。

本発明は上記した問題点を解決するもので、エピタキシ
ャル成長が始まる初期の時点と、エピタキシャル成長が
始まってから所定時間経過した時点でも、溶融メルト内
の成分原子が均一な状態に成るようにしだ液相エピタキ
シャル成長装置およびその成長方法を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成する本発明の液相エピタキシセル成長装
置およびその成長方法は、一端が有底の管よりなるアン
プル内に、該アンプル空間を管軸方向にて二分割するご
とく形成した突出部を設けて該突出部をエピタキシャル
成長用基板の設置台とするとともに、前記二分割された
空間をエピタキシャル成長用メルトのメルト溜とする。

更に上記液相エピタキシャル成長装置の突出部にエピタ
キシャル成長用基板を設置し、該突出部の両側にエピタ
キシャル成長用メルトを設置してアンプルを封止後、前
記メルトを溶融し、該メルトの温度を降下させながら前
記アンプルを揺動させることで前記メルトを一方のメル
ト溜より他方のメルト溜に移動させながら、前記メルト
の成分を基板上にエピタキシャル成長する。

〔作　用〕

本発明の装置およびその方法は、一端が有底の管よりな
るアンプル内に、該アンプル空間を管軸方向にて二分割
するごとく形成した突出部を設けて該突出部をエピタキ
シャル成長用基板の設置台とするとともに、前記二分割
された空間をエピタキシャル成長用メルトのメルト溜と
し、基板をメルトに接触させて該メルトの温度を降下し
て基板上にメルトの成分をエピタキシャル成長する間に
、アンプルを管軸方向に沿って上下移動してメルトを一
方のメルト溜より他方のメルト溜に移動させる。このよ
うにすると、メルト溜が従来の方法および装置と異なっ
て三箇所に設けられているので、メルトの攪拌効果を高
め、メルトを構成する原子が均一にメルト内で混合する
ように成る。

このようにすれば、従来の装置に比較してメルトの攪拌
が充分行われ、均一な組成のエピタキシャル層が基板上
に形成される。また従来の装置および方法と異なって、
基板とメルトとを対向させて接触する構成を採らずに基
板上にメルトが存在するように構成することで、メルト
を攪拌した場合でも常に基板上にメルトが存在するよう
に成る。

〔実　施　例〕

以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明
する。

第１図は本発明の液相エピタキシャル成長装置の正面の
断面図、第２図は第１図の１−１’線に沿った断面図で
ある。

第１図および第２図に図示するように、本発明の装置は
、一端が育成の管よりなるアンプル１１の管軸１２方向
の中央部の管の肉厚を部分的に厚く形成した突出部１３
を設けると共に、該突出部１３にエピタキシャル成長用
基板１４を設置する窪み１５を設け、該突出部１３の両
側端部１３４．１３Ｂとアンプル１１の内壁で囲まれた
領域にエピタキシャル成長用メルト１６を設けるメルト
溜１７Ａ、１７Ｂを設ける。

そして該突出部１３の基板１４の下部の位置にカーボン
等より成る熱良導性部材１８を埋設する。この熱良導性
部材１８を設ける理由は、溶融メルトの温度とエピタキ
シャル成長用基板に温度差を設けないと基板上にエピタ
キシャル結晶が成長しないために、この熱良導性部材１
８を通じて突出部１３が他のアンプルの部分より熱が逃
散し易くし、それによって基板の温度がメルトの温度よ
り低下するようにして基板上にエピタキシャル結晶が成
長できるようにする。

このような装置を用いて本発明の方法を実施する場合に
付いて説明する。

アンプル１１の突出部１３の窪み１５にエピタキシャル
成長用基板１４を設置し、また該突出部１３の側端部と
アンプル１１の内壁で囲まれたメルト溜１７Ａ、　１７
Ｂにエピタキシャル結晶形成用のメルト１６を設置した
後、アンプル１１内部を排気した後、該アンプルの他端
部を溶融して封止する。

次いで第３図（ａ）に示すように、このアンプル１１を
加熱炉内の炉芯管（図示せず）内に所定の角度（θ）傾
けた状態で挿入し、該アンプルを加熱する。この傾ける
角度θはエピタキシャル成長用メルト１６が溶融した時
点で、該溶融したメルト１６がエピタキシャル成長用基
板１４に接触しない程度になるように傾ける。

次いでエピタキシャル成長用メルトが溶融した時点で、
基板１４の上にメルトが覆うような状態に成る迄アンプ
ルを矢印Ｃ方向に傾け、第３図（ｂ）の状態にする。

この状態で加熱炉の温度を降下させてメルトの温度を下
降させるとともに、第１図のアンプル１１の右端を支点
とし、左端を矢印り方向に上下に揺動させて、一方のメ
ルト溜１７Ｂ　、、ｌ’り他方のメルト溜１７Ａに向か
ってメルトが移動するようにする。

このようにすれば、両方のメルト溜１７Ａ、１７Ｂ内の
エピタキシャル成長用メルト１６は充分攪拌され、メル
トの成分はエピタキシャル成長中に於いて均一となる。

このようにして所定時間経過した後、矢印Ｅ方向に沿っ
てアンプル１１を回転させ、第３図（Ｃ）に示すように
アンプルを前記した第３図（ａ）の状態になるようにし
て、エピタキシャル成長用基板１４の表面に付着してい
るメルトを下部の方向へ落下させるワイプオフの操作に
よって除去する。

このようにすれば、エピタキシャル成長中にエピタキシ
ャル成長用メルトが充分攪拌されるので第３図（Ｃ）に
示すように組成の変動の少ないエピタキシャル結晶１９
が得られる。

なお、本実施例ではアンプル１１と突出部１３とを一体
物で形成したが、突出部を別個に形成し７てアンプルの
内壁にはめこむ構造を採っても良い。

〔発明の効果〕

以−Ｆの説明から明らかなように本発明によれば、エピ
タキシャル成長中でメルトが充分攪拌されるので溶融メ
ルトの成分が均一に攪拌されるため、組成の変動の少な
いエピタキシャル結晶が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液相エピタキシャル成長装置の断面図
、 第２図は第１図の１−１線に沿った断面図、第３図（ａ
）より第３図（Ｃ）迄は本発明の詳細な説明するための
断面図、 第４図は従来の？ｒｊ、招エピタキシャル成長装置の断
面図、 第５図（ａ）、および第５図（ｂ）は従来の方法を説明
するための断面図である。 図に於いて、 １１はアンプル、１２は管軸、１３は突出部、１３＾、
１３Ｂは突出部の側端部、１４はエピタキシャル成長用
基板、１５は窪み、１６はエピタキシャル成長用メルト
、１７＾、１７Ｂはメルト溜２．１８は熱良導性部材、
１９はエピタキシャル結晶を示す。 第１図 オーｊ腸Ｔ−Ｔ’！＆＋溝、に村ｊ゛口第２図 （ｂ） ＣＣ） ｓ３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端が有底の管よりなるアンプル（１１）内に、
   該アンプル空間を管軸（１２）方向にて二分割するごと
   く形成した突出部（１３）を設けて該突出部（１３）を
   エピタキシャル成長用基板（１４）の設置台とするとと
   もに、前記二分割された空間をエピタキシャル成長用メ
   ルト（１６）のメルト溜（１７Ａ、１７Ｂ）としたこと
   を特徴とする液相エピタキシャル成長装置。
2. （２）請求項（１）に記載の液相エピタキシャル成長装
   置の突出部（１３）にエピタキシャル成長用基板（１４
   ）を設置し、該突出部の両側にエピタキシャル成長用メ
   ルト（１６）を設置してアンプルを封止後、前記メルト
   （１６）を溶融し、該メルトの温度を降下させながら前
   記アンプル（１１）を揺動させることで前記メルトを一
   方のメルト溜（１７Ｂ）より他方のメルト溜（１７Ａ）
   に移動させながら、前記メルトの成分を基板上にエピタ
   キシャル成長することを特徴とする液相エピタキシャル
   成長方法。