JPH0239441A - 化合物半導体結晶の製造方法 - Google Patents
化合物半導体結晶の製造方法Info
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- JPH0239441A JPH0239441A JP19040888A JP19040888A JPH0239441A JP H0239441 A JPH0239441 A JP H0239441A JP 19040888 A JP19040888 A JP 19040888A JP 19040888 A JP19040888 A JP 19040888A JP H0239441 A JPH0239441 A JP H0239441A
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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〕
化合物半導体結晶の製造方法に関し、
インジウムアンチモン基板上に、該基板に対してミスフ
ィツト転位を生じない状態で、水銀・カドミウム・チル
1111g1□CdイTe)の結晶層を気相エピタキシ
ャル成長する方法の提供を目的とし、インジウムアンチ
モン基板−ヒに亜鉛・カドミウム・テルル(Cd1−2
Zn、 Te)の結晶層を、該基板に対してミスフィ
ツト転位を発生しない臨界厚さ以下の厚さで組成を変動
させて順次複数層積層形成した後、該基板の最上層に水
銀・カドミウム・テルルよりなる化合物半導体結晶層を
形成することで構成する。
ィツト転位を生じない状態で、水銀・カドミウム・チル
1111g1□CdイTe)の結晶層を気相エピタキシ
ャル成長する方法の提供を目的とし、インジウムアンチ
モン基板−ヒに亜鉛・カドミウム・テルル(Cd1−2
Zn、 Te)の結晶層を、該基板に対してミスフィ
ツト転位を発生しない臨界厚さ以下の厚さで組成を変動
させて順次複数層積層形成した後、該基板の最上層に水
銀・カドミウム・テルルよりなる化合物半導体結晶層を
形成することで構成する。
本発明は化合物半導体結晶の製造方法に係り、特にrn
sbのような化合物半導体基板上に、該基板に対して格
子不整合を生じない状態で基板に対して異種結晶の水銀
・カドミウム・テルルの化合物半導体結晶を製造する方
法に関する。
sbのような化合物半導体基板上に、該基板に対して格
子不整合を生じない状態で基板に対して異種結晶の水銀
・カドミウム・テルルの化合物半導体結晶を製造する方
法に関する。
赤外線検知素子を形成する材料としてエネルギーバンド
ギャップの狭い水銀・カドウミム・テルルの化合物半導
体結晶を薄層状態に形成した結晶が用いられている。
ギャップの狭い水銀・カドウミム・テルルの化合物半導
体結晶を薄層状態に形成した結晶が用いられている。
近年、このような赤外線検知素子形成材料として異種の
化合物半導体結晶同志を組み合わせたへテロ構造の結晶
の検知素子形成材料が望まれている。このようにすると
大面積の単結晶基板が得難い’g+−xCdイTeの結
晶を製造する場合、比較的大面積の単結晶基板が得易い
InSb基板の一ヒにHg、−8CdXTeを気相エピ
タキシャル成長することで大面積のHg+□CdXTe
の単結晶が得られる。
化合物半導体結晶同志を組み合わせたへテロ構造の結晶
の検知素子形成材料が望まれている。このようにすると
大面積の単結晶基板が得難い’g+−xCdイTeの結
晶を製造する場合、比較的大面積の単結晶基板が得易い
InSb基板の一ヒにHg、−8CdXTeを気相エピ
タキシャル成長することで大面積のHg+□CdXTe
の単結晶が得られる。
従来の方法は、第3図に示すようにInSbのような化
合物半導体基板1−ヒに該基板と異なる格子定数を有す
る水銀・カドミウム・テルノ喧Hg + −xcdヶT
e)の結晶層3をエピタキシャル成長する場合、直接−
上記基板1−ににHg+−x CdXTeの結晶層3を
形成しようとすると、両者の格子定数が異なるため、基
板とエピタキシャル層に格子不整合による転位を発生す
る。
合物半導体基板1−ヒに該基板と異なる格子定数を有す
る水銀・カドミウム・テルノ喧Hg + −xcdヶT
e)の結晶層3をエピタキシャル成長する場合、直接−
上記基板1−ににHg+−x CdXTeの結晶層3を
形成しようとすると、両者の格子定数が異なるため、基
板とエピタキシャル層に格子不整合による転位を発生す
る。
そのため、該基板1上に形成すべきHg1−x Cdx
Teの結晶層3と格子定数の値が近接したCd、−、Z
n2Te(z=0.04)の結晶層をバッファ層2とし
て基板1上に予め形成し、その−ヒにHg、−、CdX
Teの結晶3を形成していた。
Teの結晶層3と格子定数の値が近接したCd、−、Z
n2Te(z=0.04)の結晶層をバッファ層2とし
て基板1上に予め形成し、その−ヒにHg、−、CdX
Teの結晶3を形成していた。
然し、InSbの基板1上に直接Cd+ −z Znz
Te(z=0.04)の結晶層を形成すると、InS
bの基板1とCd1−* Zn、 Te(z=0.04
)の結晶層2は格子定数がそれぞれ異なるため、基板1
と結晶層2間に格子不整合による転位、即ちミスフィツ
ト転位が発生し、そのCd1−2 Zn、 Te(z=
0.04)の結晶N2上に形成されるHg、−XCd、
Teの結晶層3の結晶性が悪くなる問題を生じていた
。
Te(z=0.04)の結晶層を形成すると、InS
bの基板1とCd1−* Zn、 Te(z=0.04
)の結晶層2は格子定数がそれぞれ異なるため、基板1
と結晶層2間に格子不整合による転位、即ちミスフィツ
ト転位が発生し、そのCd1−2 Zn、 Te(z=
0.04)の結晶N2上に形成されるHg、−XCd、
Teの結晶層3の結晶性が悪くなる問題を生じていた
。
本発明は上記した問題点を除去し、InSb基板上にバ
ッファ層として形成するcd、−2Zn、 Teの結晶
層が、基板に対して格子不整合による転位を生じない状
態で形成されるようにし、最上層に形成されるl1g、
−、CdXTeの結晶層がTnSbの基板に対して格子
不整合を発生しない状態で形成されるようにした化合物
半導体結晶の製造方法の提供を目的とする。
ッファ層として形成するcd、−2Zn、 Teの結晶
層が、基板に対して格子不整合による転位を生じない状
態で形成されるようにし、最上層に形成されるl1g、
−、CdXTeの結晶層がTnSbの基板に対して格子
不整合を発生しない状態で形成されるようにした化合物
半導体結晶の製造方法の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段]
本発明の化合物半導体結晶の製造方法は、インジウムア
ンチモン(In5b)基板−ヒ亜鉛・カドミウム・テル
ル(Cd、、 Zn、 Te)の結晶層を、基板に対し
てミスフィツト転位を発生しない臨界厚さ以下の厚さで
組成を変動させて順次複数層、積層形成した後、該基板
の最上層に水銀を含む化合物半導体結晶層を形成する。
ンチモン(In5b)基板−ヒ亜鉛・カドミウム・テル
ル(Cd、、 Zn、 Te)の結晶層を、基板に対し
てミスフィツト転位を発生しない臨界厚さ以下の厚さで
組成を変動させて順次複数層、積層形成した後、該基板
の最上層に水銀を含む化合物半導体結晶層を形成する。
「作 用〕
基板上に形成した結晶層が、該基板に対してミスフィツ
ト転位を発生しない状態となる結晶層の1>m界厚さを
り、とすると、このhcO値は文献1(アメリカ合衆国
特許、特許番号3,788,890号Patented
Jan、29.1974)により第(1)式に示すよ
うになる。
ト転位を発生しない状態となる結晶層の1>m界厚さを
り、とすると、このhcO値は文献1(アメリカ合衆国
特許、特許番号3,788,890号Patented
Jan、29.1974)により第(1)式に示すよ
うになる。
h、 =b (1−ν)/4 f (1+ν) c
osλ= 1.1/f (入) ・・・・・・
・・・・・・(1)ここでhcは臨界厚さ、fはミスフ
ィツト転位数、νはポアソン比、λは基板−ヒに形成し
た結晶のスリップ面の方向と、該スリップ面と元の基板
の交線に立てた法線とのなす角度、bはバーガースヘク
トルの大きさを示す。
osλ= 1.1/f (入) ・・・・・・
・・・・・・(1)ここでhcは臨界厚さ、fはミスフ
ィツト転位数、νはポアソン比、λは基板−ヒに形成し
た結晶のスリップ面の方向と、該スリップ面と元の基板
の交線に立てた法線とのなす角度、bはバーガースヘク
トルの大きさを示す。
更にHg+−x Cd、 Teの場合のhcO値は文献
2(Phys、5tat、sol、 (a)So、66
3(1983)、5ubject C1assific
ation:1.5 andlo、2;22.4,4
、by J、11.Ba5sonand H,Booy
ens: Introduction of Mis
fit Disl。
2(Phys、5tat、sol、 (a)So、66
3(1983)、5ubject C1assific
ation:1.5 andlo、2;22.4,4
、by J、11.Ba5sonand H,Booy
ens: Introduction of Mis
fit Disl。
cation in llgcdTe)によって第(2
)弐で示されている。
)弐で示されている。
hC= 1.8/f(入)・・・・・・・・・(2)
更に基板上に該基板と格子定数の異なる異種結晶を形成
した場合のミスフィツト数fは第(3)式に示すように
なる。
更に基板上に該基板と格子定数の異なる異種結晶を形成
した場合のミスフィツト数fは第(3)式に示すように
なる。
f=(異種結晶層の格子定数/基板の格子定数)■ ・
・・・・・(3) ここで本発明の方法で化合物半導体結晶を形成する際に
関係する結晶の種類と、その格子定数の値を第1表に示
す。
・・・・・(3) ここで本発明の方法で化合物半導体結晶を形成する際に
関係する結晶の種類と、その格子定数の値を第1表に示
す。
一ヒ記した第1表、並びに第(2)式および第(3)式
を用いてInSb基板上に、該基板に対してミスフィッ
ト転位を発生しないZt+、 Cd1−z Teの結晶
層を、組成(2値)を変動させた状態で複数層下層に対
して臨界厚さ以下の厚さで形成後、該Zn、 ca、−
、Teの結晶層の最上層にl1g+−x CdXTeの
結晶を形成することで、該11g、□CdXTeの結晶
層がInSbの基板に対してミスフィツト転位を発生し
ない状態で形成される。
を用いてInSb基板上に、該基板に対してミスフィッ
ト転位を発生しないZt+、 Cd1−z Teの結晶
層を、組成(2値)を変動させた状態で複数層下層に対
して臨界厚さ以下の厚さで形成後、該Zn、 ca、−
、Teの結晶層の最上層にl1g+−x CdXTeの
結晶を形成することで、該11g、□CdXTeの結晶
層がInSbの基板に対してミスフィツト転位を発生し
ない状態で形成される。
第 1 表
このようにしてInSbの基板上にZnz Cd+−、
Teの結晶層を2値を変動させてInSbの基板、或い
は下層のZnz Cd、−、Teの結晶層に対して臨界
厚さ以内の厚さで複数層積層形成した後、最終層として
HgI□CdつTeの結晶層を形成すると、TnSbの
基板上に形成される結晶層は全て臨界厚さ以内の厚さで
形成されているため、最上層のHg+〜XCdつTeの
結晶層も基板のInSbに対してミスフィツト転位を発
生しない高品質の結晶が得られる。
Teの結晶層を2値を変動させてInSbの基板、或い
は下層のZnz Cd、−、Teの結晶層に対して臨界
厚さ以内の厚さで複数層積層形成した後、最終層として
HgI□CdつTeの結晶層を形成すると、TnSbの
基板上に形成される結晶層は全て臨界厚さ以内の厚さで
形成されているため、最上層のHg+〜XCdつTeの
結晶層も基板のInSbに対してミスフィツト転位を発
生しない高品質の結晶が得られる。
最上層にjig、□Cd、 Teの結晶を形成する。こ
のようにすれば、InSbの基板に対してミスフィツト
転位を発生しない高品質のHg1−x caXTeの結
晶か得られる。
のようにすれば、InSbの基板に対してミスフィツト
転位を発生しない高品質のHg1−x caXTeの結
晶か得られる。
以下、図面を用いながら本発明の一実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
第1図は本発明の方法で形成した化合物半導体結晶の断
面図で、第2図は本発明の方法に用いる装置の説明図で
ある。
面図で、第2図は本発明の方法に用いる装置の説明図で
ある。
また第2表に本実施例で用いた基板、並びにその−ヒに
形成した各結晶層の格子定数の値を示し、第3表に本実
施例に於ける基板上に積層形成した各結晶層の下層の結
晶層に対する上層の結晶層の臨界厚さの値を示す。
形成した各結晶層の格子定数の値を示し、第3表に本実
施例に於ける基板上に積層形成した各結晶層の下層の結
晶層に対する上層の結晶層の臨界厚さの値を示す。
第1図および第2図に示すように、InSb基板11を
基板設置台22に設置して反応管21内に挿入した後、
該反応管内を10−7torr程度の真空度に排気した
後、バルブ23を開いて水素ガスを反応管21内に導入
する。
基板設置台22に設置して反応管21内に挿入した後、
該反応管内を10−7torr程度の真空度に排気した
後、バルブ23を開いて水素ガスを反応管21内に導入
する。
また同時にバルブ24,25.29を開いてジメチルカ
ドミウムを収容した蒸発器26、ジエチルテルルを収容
した蒸発器27およびジメチル亜鉛を収容した第2表 ムとジエチルテルルとジメチル亜鉛を担持した水素ガス
を反応管21内に導入してコイル28に高周波電力を印
加して基板を加熱し、いわゆるMetal−Organ
ic−Chemical−Vapor−Deposit
ion(以下MOCVDと称する)方法によりCdo、
qqZno、 olTe結晶層13を2500人の厚
さで基板11上に形成する。
ドミウムを収容した蒸発器26、ジエチルテルルを収容
した蒸発器27およびジメチル亜鉛を収容した第2表 ムとジエチルテルルとジメチル亜鉛を担持した水素ガス
を反応管21内に導入してコイル28に高周波電力を印
加して基板を加熱し、いわゆるMetal−Organ
ic−Chemical−Vapor−Deposit
ion(以下MOCVDと称する)方法によりCdo、
qqZno、 olTe結晶層13を2500人の厚
さで基板11上に形成する。
このようにすれば、InSb基板11に対してCdo、
qqZr+0.。、Te結晶層13が口n界厚さ以下の
厚さで形成される。
qqZr+0.。、Te結晶層13が口n界厚さ以下の
厚さで形成される。
第 3 表
蒸発器30に水素ガスを導入し、ジメチルカドミラ更に
Cdo、 qeZno、 ozTe結晶層14を200
0人の厚さに、Cdo、 qJno、 oiTeの結晶
層15を2000人の厚さに、Cd、。
Cdo、 qeZno、 ozTe結晶層14を200
0人の厚さに、Cdo、 qJno、 oiTeの結晶
層15を2000人の厚さに、Cd、。
qb+Zno、 o:+Jeの結晶層16を2000人
の厚さに、Cd、。
の厚さに、Cd、。
q6Zno、。aTeの結晶層17を6000人の厚さ
に形成する。
に形成する。
このようにCd+−z Znz Te(0<z <]、
)の結晶を2値を変えて形成するには、蒸発器26,2
7.30に連なるバルブ31,25.29の開閉時間を
調節することで容易に形成できる。
)の結晶を2値を変えて形成するには、蒸発器26,2
7.30に連なるバルブ31,25.29の開閉時間を
調節することで容易に形成できる。
更にバルブ31を開き、バルブ29を閉じ、水素ガスと
水銀を収容した蒸発器32と、ジメチルカドミウムを収
容した蒸発器26とジエチルテルルを収容した蒸発器2
7を通過した水素ガスを反応管21内に導入し、辰ヒ層
としての)Igo、eCd o、2Teの結晶層18を
60000人の厚さに形成する。
水銀を収容した蒸発器32と、ジメチルカドミウムを収
容した蒸発器26とジエチルテルルを収容した蒸発器2
7を通過した水素ガスを反応管21内に導入し、辰ヒ層
としての)Igo、eCd o、2Teの結晶層18を
60000人の厚さに形成する。
このようにすれば−F層の結晶層は、下層の結晶層に対
して何れも臨界厚さ以下の厚さで形成されているため、
格子不整合によるミスフィツト転位を生じない高品位の
結晶が形成される。
して何れも臨界厚さ以下の厚さで形成されているため、
格子不整合によるミスフィツト転位を生じない高品位の
結晶が形成される。
以上1本べたように本発明の方法によれば、基板トに形
成される化合物半導体結晶にミスフィツト転位が発生し
ないので、高品位な化合物半導体結晶が得られる効果が
ある。
成される化合物半導体結晶にミスフィツト転位が発生し
ないので、高品位な化合物半導体結晶が得られる効果が
ある。
第1図は本発明の方法で形成した結晶の断面図、第2図
は本発明の方法に用いる装置の説明図、第3図は従来の
方法で形成した結晶の断面図である。 図に於いて、 11はInSb基板、13はCdo、 qqZno、
o 1Te結晶層、14はCdo、 qllZno、
ozTe結晶層、15はCdo、 q7Zno、 o3
Te結晶層、16はCdo、 q6+Zno、 o3q
Te結晶層、17はCdo、、6Zn(、、o4Te結
晶層、18はHgo、 ucdo、 zTe結晶層、2
1は反応管、22は基板設置台、23.24,25,2
9.31はバルブ、26はジメチルカドミウム蒸発器、
27はジエチルテルル蒸発器、28はコイル、30はジ
メチル亜鉛蒸発器、32は水銀蒸発器を示す。
は本発明の方法に用いる装置の説明図、第3図は従来の
方法で形成した結晶の断面図である。 図に於いて、 11はInSb基板、13はCdo、 qqZno、
o 1Te結晶層、14はCdo、 qllZno、
ozTe結晶層、15はCdo、 q7Zno、 o3
Te結晶層、16はCdo、 q6+Zno、 o3q
Te結晶層、17はCdo、、6Zn(、、o4Te結
晶層、18はHgo、 ucdo、 zTe結晶層、2
1は反応管、22は基板設置台、23.24,25,2
9.31はバルブ、26はジメチルカドミウム蒸発器、
27はジエチルテルル蒸発器、28はコイル、30はジ
メチル亜鉛蒸発器、32は水銀蒸発器を示す。
Claims (1)
- インジウムアンチモン基板上(11)に、亜鉛・カドミ
ウム・テルル(Cd_1_−_zZn_zTe)の結晶
層(13、14、15、16、17)を、ミスフィット
転位を発生しない臨界厚さ以下の厚さで組成を変動させ
て順次複数層積層形成した後、該基板の最上層に水銀を
含む化合物半導体結晶層(18)を形成することを特徴
とする化合物半導体結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19040888A JPH0239441A (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19040888A JPH0239441A (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0239441A true JPH0239441A (ja) | 1990-02-08 |
Family
ID=16257648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19040888A Pending JPH0239441A (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0239441A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH076951A (ja) * | 1993-04-06 | 1995-01-10 | Hughes Aircraft Co | シリコン基体上への三元カルコゲン化合物半導体フィルムのエピタキシャル付着のための砒素パシベーション |
KR950034343A (ko) * | 1994-03-15 | 1995-12-28 | 나카자토 요시히코 | 열동형 과부하 계전기 |
KR100510711B1 (ko) * | 2002-11-15 | 2005-08-30 | 엘에스산전 주식회사 | 안전장치가 구비된 과부하 계전기 |
-
1988
- 1988-07-28 JP JP19040888A patent/JPH0239441A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH076951A (ja) * | 1993-04-06 | 1995-01-10 | Hughes Aircraft Co | シリコン基体上への三元カルコゲン化合物半導体フィルムのエピタキシャル付着のための砒素パシベーション |
KR950034343A (ko) * | 1994-03-15 | 1995-12-28 | 나카자토 요시히코 | 열동형 과부하 계전기 |
KR100510711B1 (ko) * | 2002-11-15 | 2005-08-30 | 엘에스산전 주식회사 | 안전장치가 구비된 과부하 계전기 |
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