JPH0227742A - 気相エピタキシャル成長方法 - Google Patents
気相エピタキシャル成長方法Info
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- JPH0227742A JPH0227742A JP17748788A JP17748788A JPH0227742A JP H0227742 A JPH0227742 A JP H0227742A JP 17748788 A JP17748788 A JP 17748788A JP 17748788 A JP17748788 A JP 17748788A JP H0227742 A JPH0227742 A JP H0227742A
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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。
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〕
気相エピタキシャル成長装置に関し、
反応容器内に導入される複数の分解温度の異なるエピタ
キシャル成長用ガスが、基板上で確実に分解して組成変
動、および結晶欠陥の無い良好なエピタキシャル層が得
られるのを目的とし、エピタキシャル成長用基板を保持
し、回転可能なサセプタと、 該サセプタを異なった温度領域を有するように別個に加
熱する複数の固定された加熱手段と、前記サセプタを収
容し、前記異なる温度領域に対応して前記基板ヒの空間
を垂直方向に仕切る仕切り板を有する反応容器と、 前記仕切り板で仕切られた反応容器内の基板上の空間領
域にそれぞれ異なる組成のエピタキシャル成長ガスを別
個に導入するガス導入管とから構成する。
キシャル成長用ガスが、基板上で確実に分解して組成変
動、および結晶欠陥の無い良好なエピタキシャル層が得
られるのを目的とし、エピタキシャル成長用基板を保持
し、回転可能なサセプタと、 該サセプタを異なった温度領域を有するように別個に加
熱する複数の固定された加熱手段と、前記サセプタを収
容し、前記異なる温度領域に対応して前記基板ヒの空間
を垂直方向に仕切る仕切り板を有する反応容器と、 前記仕切り板で仕切られた反応容器内の基板上の空間領
域にそれぞれ異なる組成のエピタキシャル成長ガスを別
個に導入するガス導入管とから構成する。
本発明は気相エピタキシャル成長装置に係り、特に分解
温度の異なる複数の種類のエピタキシャル成長用ガスを
反応管に導入して基板上で分解でき、組成変動および結
晶欠陥の生しないエピタキシャル層が形成できる気相エ
ピタキシャル成長装置に関する。
温度の異なる複数の種類のエピタキシャル成長用ガスを
反応管に導入して基板上で分解でき、組成変動および結
晶欠陥の生しないエピタキシャル層が形成できる気相エ
ピタキシャル成長装置に関する。
赤外線検知素子の材料として水銀・カドミウム・テルル
(tag 1− *Cd工Te)の化合物半導体結晶が
用いられており、このような結晶を薄層状態でかつ大面
積で得るために気相エピタキシャル成長方法が用いられ
ている。
(tag 1− *Cd工Te)の化合物半導体結晶が
用いられており、このような結晶を薄層状態でかつ大面
積で得るために気相エピタキシャル成長方法が用いられ
ている。
従来の気相エピタキシャル成長装置は第3図に示すよう
に、石英より成る反応容器管1内にグラファイトよりな
り、回転軸2Aを備えたサセプタ2を設置し、該サセプ
タ2上にエピタキシャル成長用のカドミウムテルル(C
dTe)の基板3を設置する。この反応容器1内を所定
の真空変になるまで、排気管4に連なる排気ポンプ(図
示せず)で排気した後、該容器1の上部のガス導入管4
よりガスミキサ(図示せず)にて混合され、キャリアガ
スとしての水素ガスに担持された水銀ガス、水素ガスに
担持されたジメチルカドミウムC(C1h) zcd
Eガス二および水素ガスに担持されたジエチルテルル(
(CJJ zTe )ガス等より成るエピタキシャル成
長用ガスを反応容器l内に導入する。
に、石英より成る反応容器管1内にグラファイトよりな
り、回転軸2Aを備えたサセプタ2を設置し、該サセプ
タ2上にエピタキシャル成長用のカドミウムテルル(C
dTe)の基板3を設置する。この反応容器1内を所定
の真空変になるまで、排気管4に連なる排気ポンプ(図
示せず)で排気した後、該容器1の上部のガス導入管4
よりガスミキサ(図示せず)にて混合され、キャリアガ
スとしての水素ガスに担持された水銀ガス、水素ガスに
担持されたジメチルカドミウムC(C1h) zcd
Eガス二および水素ガスに担持されたジエチルテルル(
(CJJ zTe )ガス等より成るエピタキシャル成
長用ガスを反応容器l内に導入する。
そして反応容器lの周囲に設けた高周波誘導コイル6に
高周波電力を印加することでサセプタ2を加熱し、基板
3を約400 ’Cの温度に加熱し、基板3J:に導入
されてきたエピタキシャル成長用ガスを分解して基板ヒ
に’g+−x Cdx Teのエピタキシャル層を成長
している。
高周波電力を印加することでサセプタ2を加熱し、基板
3を約400 ’Cの温度に加熱し、基板3J:に導入
されてきたエピタキシャル成長用ガスを分解して基板ヒ
に’g+−x Cdx Teのエピタキシャル層を成長
している。
このようなHg+−x Cd)I Teの結晶は、ジエ
チルテルルが分解したことで形成されるTeとHgの結
合によるテルル化水銀(lIgTe)の混晶と、ジメチ
ルカドミウムが分解されて形成されるCdと、ジエチル
テルルが分解されたことで形成されるTeによるテルル
化カドミウム(CdTe)の混晶が先ず形成され、その
各々の混晶を構成する元素が相互に拡散してHg+−x
C(1+ Teの結晶が形成されると考えられている
。
チルテルルが分解したことで形成されるTeとHgの結
合によるテルル化水銀(lIgTe)の混晶と、ジメチ
ルカドミウムが分解されて形成されるCdと、ジエチル
テルルが分解されたことで形成されるTeによるテルル
化カドミウム(CdTe)の混晶が先ず形成され、その
各々の混晶を構成する元素が相互に拡散してHg+−x
C(1+ Teの結晶が形成されると考えられている
。
ところで上記したエピタキシャル成長用ガスの内で、水
銀は既に単体元素の状態であり、ジメチルカドミウムの
分解温度は260°Cで、更にジエチルテルルの分解温
度は380°Cで上記三種類のエピタキシャル成長用ガ
スのうちで最も分解し難い。
銀は既に単体元素の状態であり、ジメチルカドミウムの
分解温度は260°Cで、更にジエチルテルルの分解温
度は380°Cで上記三種類のエピタキシャル成長用ガ
スのうちで最も分解し難い。
この分解温度は、例えばジメチルカドミウムの場合、ジ
メチルカドミウム[Cd (CH3) z ]の化合物
を形成しているカドミウム(Cd)の原子と、メチル基
(CB−1)−に分解される温度で、ジエチルテルルの
場合は、ジエチルテルルの化合物(re(ctus)
t )を]を形成しているテルル(Te)の原子と、エ
チル基(CJs)−に分解される温度である。
メチルカドミウム[Cd (CH3) z ]の化合物
を形成しているカドミウム(Cd)の原子と、メチル基
(CB−1)−に分解される温度で、ジエチルテルルの
場合は、ジエチルテルルの化合物(re(ctus)
t )を]を形成しているテルル(Te)の原子と、エ
チル基(CJs)−に分解される温度である。
またHgTeの成長温度は旧0゛Cで、CdTeの成長
温度の390℃の値より高いため、従来の装置に於ける
ようにエピタキシャル成長用基板の温度を400°Cの
値に一定に保つと、HgTe、或いはCdTeのどちら
かの結晶の成長が阻害される問題がある。
温度の390℃の値より高いため、従来の装置に於ける
ようにエピタキシャル成長用基板の温度を400°Cの
値に一定に保つと、HgTe、或いはCdTeのどちら
かの結晶の成長が阻害される問題がある。
L記したように分解温度が異なるエピタキシャル成長用
ガスを温度が一定な例えば400℃の基板上に導入する
と、ガスの分解の度合が各エピタキシャル成長用ガスに
よって異なるため、基板上で所望の組成のエピタキシャ
ル層が得られない問題がある。
ガスを温度が一定な例えば400℃の基板上に導入する
と、ガスの分解の度合が各エピタキシャル成長用ガスに
よって異なるため、基板上で所望の組成のエピタキシャ
ル層が得られない問題がある。
また分解が不十分なエピタキシャル成長用ガス成分が基
板に付着すると、CdTeの結晶と成らない未反応なC
d原子、HgTeの結晶とならない未反応なTe原子が
基板りに残留し、これらの原子が形成されるエピタキシ
ャル結晶の結晶欠陥となる問題がある。
板に付着すると、CdTeの結晶と成らない未反応なC
d原子、HgTeの結晶とならない未反応なTe原子が
基板りに残留し、これらの原子が形成されるエピタキシ
ャル結晶の結晶欠陥となる問題がある。
本発明は上記した問題点を解決し、上記した成長温度の
異なる11gTeの混晶や、CdTeの混晶が確実に形
成されるようにした気相エピタキシャル成長装置の提供
を目的とする。
異なる11gTeの混晶や、CdTeの混晶が確実に形
成されるようにした気相エピタキシャル成長装置の提供
を目的とする。
上記目的を達成する本発明の気相エピタキシャル成長装
置は、エピタキシャル成長用基板を保持して加熱し、回
転可能なサセプタと、 該サセプタを異なった温度領域を有するように別個に加
熱する加熱手段と、 前記サセプタを収容し、基板上の空間を仕切る仕切り板
を有する反応容器と、 前記仕切り板で仕切られた反応容器内の基板上の空間領
域にエピタキシャル成長ガスを別個に導入するガス導入
部とからなり、 前記エピタキシャル成長用基板を異なった加熱温度領域
を有するサセプタで加熱しながら回転させることで、基
板に異なった加熱温度領域を形成するとともに、前記基
板の加熱温度に近接した分解温度を有するエピタキシャ
ル成長用ガスを基板の分割した加熱温度領域にそれぞれ
別個に供給するようにして構成する。
置は、エピタキシャル成長用基板を保持して加熱し、回
転可能なサセプタと、 該サセプタを異なった温度領域を有するように別個に加
熱する加熱手段と、 前記サセプタを収容し、基板上の空間を仕切る仕切り板
を有する反応容器と、 前記仕切り板で仕切られた反応容器内の基板上の空間領
域にエピタキシャル成長ガスを別個に導入するガス導入
部とからなり、 前記エピタキシャル成長用基板を異なった加熱温度領域
を有するサセプタで加熱しながら回転させることで、基
板に異なった加熱温度領域を形成するとともに、前記基
板の加熱温度に近接した分解温度を有するエピタキシャ
ル成長用ガスを基板の分割した加熱温度領域にそれぞれ
別個に供給するようにして構成する。
本発明の装置は基板を設置して加熱するサセプタを回転
可能に形成し、該サセプタの下部に異なった温度で加熱
されるような加熱手段を設ける。
可能に形成し、該サセプタの下部に異なった温度で加熱
されるような加熱手段を設ける。
また基板上の容器内の空間部に仕切り板を設け、この仕
切り板で仕切られた基板上の空間部に分解温度の異なる
エピタキシャル成長用ガスが別個に供給されるようなガ
ス導入管を設ける。
切り板で仕切られた基板上の空間部に分解温度の異なる
エピタキシャル成長用ガスが別個に供給されるようなガ
ス導入管を設ける。
そして基板を回転させながら加熱ヒータを加熱すること
で、基板に異なった加熱領域を形成し、この加熱領域の
温度に最も近接した分解温度を有するエピタキシャル成
長ガスを、前記した基板上に仕切り板で形成された基板
上の空間部に別個に供給することで確実な組成を有する
HgTeとCdTeの結晶を形成し、これらの結晶の各
々の元素の相互拡散によって組成の安定したIg、−、
Cd、 Teのエピタキシャル結晶を容易に得るように
する。
で、基板に異なった加熱領域を形成し、この加熱領域の
温度に最も近接した分解温度を有するエピタキシャル成
長ガスを、前記した基板上に仕切り板で形成された基板
上の空間部に別個に供給することで確実な組成を有する
HgTeとCdTeの結晶を形成し、これらの結晶の各
々の元素の相互拡散によって組成の安定したIg、−、
Cd、 Teのエピタキシャル結晶を容易に得るように
する。
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。
する。
第1図は本発明の気相エピタキシャル成長装置の断面図
、第2図は第1図の要部の平面図である。
、第2図は第1図の要部の平面図である。
第1図および第2図に図示するように、モータ(図示せ
ず)によって回転可能な回転軸11を備えた円板状のカ
ーボンよりなるサセプタ12の上にCdTeのエピタキ
シャル成長用基板13を設置する。このサセプタ12の
下部には、390°Cの設定温度に加熱された赤外線ラ
ンプよりなる加熱ヒータ14A と、410″Cの設定
温度に加熱された赤外線ランプよりなる加熱ヒータ14
Bとが円板状のサセプタをほぼ二分するようにそれぞれ
回転軸11を中心にして左右に設けられている。
ず)によって回転可能な回転軸11を備えた円板状のカ
ーボンよりなるサセプタ12の上にCdTeのエピタキ
シャル成長用基板13を設置する。このサセプタ12の
下部には、390°Cの設定温度に加熱された赤外線ラ
ンプよりなる加熱ヒータ14A と、410″Cの設定
温度に加熱された赤外線ランプよりなる加熱ヒータ14
Bとが円板状のサセプタをほぼ二分するようにそれぞれ
回転軸11を中心にして左右に設けられている。
これ等のサセプタ12やヒータ14A、 14Bを収容
した反応容器15は上部が絞られてガス導入管16とな
り、底部にガス排出管17を備えた円筒状の形状を?し
ている。また基板13の中心部F、即ち回転軸Inには
基板131の容器内の空間部を垂直方向に二分する石英
製の仕切り板18が設けられ、これによって容器上部の
ガス導入管16も16Aと16Bの如く二分される。
した反応容器15は上部が絞られてガス導入管16とな
り、底部にガス排出管17を備えた円筒状の形状を?し
ている。また基板13の中心部F、即ち回転軸Inには
基板131の容器内の空間部を垂直方向に二分する石英
製の仕切り板18が設けられ、これによって容器上部の
ガス導入管16も16Aと16Bの如く二分される。
このような反応容器15内をガス排出管17に連なる排
気ポンプ(図示せず)を用いて10−’torrの真空
度に成るまで排気した後、ガス導入管16より水素ガス
を44!/winの流量で流し、基板13をlorpm
の回転速度で回転させる。そしてガス導入管16A側よ
りジメチルカドミウムを2 Xl0−’気圧、ジエチル
テルルをI Xl0−’気圧の分圧となるように、キャ
リアガスとしての水素ガスに担持させて導入し、全体の
ガス流量が2 L’分とるように調節する。
気ポンプ(図示せず)を用いて10−’torrの真空
度に成るまで排気した後、ガス導入管16より水素ガス
を44!/winの流量で流し、基板13をlorpm
の回転速度で回転させる。そしてガス導入管16A側よ
りジメチルカドミウムを2 Xl0−’気圧、ジエチル
テルルをI Xl0−’気圧の分圧となるように、キャ
リアガスとしての水素ガスに担持させて導入し、全体の
ガス流量が2 L’分とるように調節する。
またガス導入管16B側よりジエチルテルルを2XIO
−’気圧、水銀を2 Xl0−”気圧の分圧となるよう
に、キャリアガスとしての水素ガスに担持させて導入し
、全体のガス流量が217分となるように調節する。
−’気圧、水銀を2 Xl0−”気圧の分圧となるよう
に、キャリアガスとしての水素ガスに担持させて導入し
、全体のガス流量が217分となるように調節する。
このようにすれば、分解温度の高いジエチルテルルガス
は導入管16Aより、仕切り板18によって第2図に示
す基板の高温加熱領域13A側に導入され、分解温度の
低いジメチルカドミウムは導入管16Bより、仕切り板
によって基板の低温加熱領域13B側に導入される。そ
して基板上でそれらのガスが確実に分解されるので、組
成の安定したII g T eが基板の高温領域側に、
CdTeのが基板の低温領域側で安定な組成で形成され
、この基板を回転することで、これらのHgTeとCd
Teが相互に拡散して、t1g+−x Cdx Teの
エピタキシャル層が形成される。
は導入管16Aより、仕切り板18によって第2図に示
す基板の高温加熱領域13A側に導入され、分解温度の
低いジメチルカドミウムは導入管16Bより、仕切り板
によって基板の低温加熱領域13B側に導入される。そ
して基板上でそれらのガスが確実に分解されるので、組
成の安定したII g T eが基板の高温領域側に、
CdTeのが基板の低温領域側で安定な組成で形成され
、この基板を回転することで、これらのHgTeとCd
Teが相互に拡散して、t1g+−x Cdx Teの
エピタキシャル層が形成される。
なお、本実施例ではHg、□Cd、 Teのエピタキシ
ャル層の形成に例を用いて説明したが、その他、分解温
度の異なるエピタキシャル成長用ガスを用いて基板トに
エピタキシャル層を形成する場合に於いて本発明の装置
は適用可能である。
ャル層の形成に例を用いて説明したが、その他、分解温
度の異なるエピタキシャル成長用ガスを用いて基板トに
エピタキシャル層を形成する場合に於いて本発明の装置
は適用可能である。
また前記した仕切り板、加熱ヒータの個数はエピタキシ
ャル成長用ガスの種類に応じて適当な数を設けても良い
。
ャル成長用ガスの種類に応じて適当な数を設けても良い
。
[発明の効果]
以トの説明から明らかなように本発明によれば、エピタ
キシャル成長用ガスが確実に分解できるので、組成変動
を生じ無く、かつ結晶欠陥の発生を見ない良質なエピタ
キシャル結晶が得られる効果がある。
キシャル成長用ガスが確実に分解できるので、組成変動
を生じ無く、かつ結晶欠陥の発生を見ない良質なエピタ
キシャル結晶が得られる効果がある。
第1図は本発明の気相エピタキシャル成長装置の断面図
、 第2図は第1図の要部の平面図、 第3図は従来の気相エピタキシャル成長装置の断面図で
ある。
、 第2図は第1図の要部の平面図、 第3図は従来の気相エピタキシャル成長装置の断面図で
ある。
図において、
11は回転軸、12はサセプタ、13はエピタキシャル
成長用基板、13八は高温加熱領域、13Bは低温加熱
領域、14A、14Bは加熱ヒータ、15は反応容器、
16.16^、16Bはガス導入管、17はガス排出管
、18は仕切り板を示す。
成長用基板、13八は高温加熱領域、13Bは低温加熱
領域、14A、14Bは加熱ヒータ、15は反応容器、
16.16^、16Bはガス導入管、17はガス排出管
、18は仕切り板を示す。
5奎夛色4’l yへ、木且rと“クキシマへ八玉鳴塁
に席taΔり第1rM ff11.!不日rと・7Nシ↑ル八長H1の之牟6b
閏第3図 ;1・下図のかgPの1娑[nff1 第2図
に席taΔり第1rM ff11.!不日rと・7Nシ↑ル八長H1の之牟6b
閏第3図 ;1・下図のかgPの1娑[nff1 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 エピタキシャル成長用基板(13)を保持し、回転可能
なサセプタ(12)と、 該サセプタ(12)を異なった温度領域を有するように
別個に加熱する複数の固定された加熱手段(1414B
)と、 前記サセプタ(12)を収容し、前記異なる温度領域に
対応して前記基板上の空間を垂直方向に仕切る仕切り板
(18)を有する反応容器(15)と、前記仕切り板(
18)で仕切られた反応容器(15)内の基板(13)
上の空間領域にそれぞれ異なる組成のエピタキシャル成
長ガスを別個に導入するガス導入管(16A、16B)
とからなることを特徴とする気相エピタキシャル成長装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63177487A JP2658213B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 気相エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63177487A JP2658213B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 気相エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=16031762
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Cited By (1)
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US7541294B2 (en) | 2001-04-13 | 2009-06-02 | Yamaha Corporation | Semiconductor package and semiconductor package mounting method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5350973A (en) * | 1976-10-20 | 1978-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vapor phase growth method and vapor phase growth apparatus |
JPS62203336A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-08 | Nec Corp | 半導体素子の製造装置 |
JPS62247520A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-28 | Fujitsu Ltd | 気相処理装置 |
JPS6353917A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-08 | Hitachi Ltd | 結晶成長装置 |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63177487A patent/JP2658213B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7541294B2 (en) | 2001-04-13 | 2009-06-02 | Yamaha Corporation | Semiconductor package and semiconductor package mounting method |
Also Published As
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