JPH0249277B2 - Suiginnitondajuekikaraekisoepitakushiinyotsutesuiginkadomiumuterurukabutsuoseichosaserutamenohohooyobisochi - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 垂直に配向された結晶成長チヤンバ内におい
て液相エピタキシヤル成長によつて選定された基
板の表面上に選定された材料からなる層を形成す
るための方法であつて、該基板を、結晶成長原料
のうち蒸発しやすい結晶成長原料成分を含み所定
の組成を有する結晶成長原料からなる結晶成長用
融液と所定期間、該融液を該基板上における所定
の厚さへの該選定された材料からなる該層の結晶
成長を生じさせるに充分な速度でその液相線温度
未満に冷却しつつ、接触させることを包含してな
り、該結晶成長用融液の該組成は該融液からの該
蒸発しやすい成分の蒸発を最小とするように充分
に低い温度における該結晶成長を提供すべく選定
されていることを特徴とし、さらに、該融液から
逃散する蒸気を凝縮しそれによつて凝縮液を形成
し、かつ該凝縮液を該融液に戻し、それによつて
該融液の該所定の元素組成が実質的に一定に維持
されて該選定された材料からなる該層の化学量論
を増大させるために該結晶成長チヤンバに垂直に
隣接して凝縮手段が設けられていることを特徴と
する液相エピタキシヤル成長によつて水銀カドミ
ウムテルル化物を形成するための方法。 ２ 該水銀カドミウムテルル化物がHg_1-xCd_xTe
からなり、ここでｘはゼロないし１の範囲内のい
ずれかの値であつてよい特許請求の範囲第１項記
載の方法。 ３ 該融液が約90モルパーセントの水銀を含む特
許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 該基板がテルル化カドミウム（CdTe）およ
びセレン化カドミウムテルル化物（CdSe_yTe_1-y）
よりなる群の中から選ばれる特許請求の範囲第１
項記載の方法。 ５ 該凝縮手段が還流カラムからなる特許請求の
範囲第１項記載の方法。 ６ 該結晶成長が約390℃の温度および１気圧の
圧力で行われる特許請求の範囲第１項記載の方
法。 ７ 該水銀カドミウムテルル化物の該層の該所定
の厚さが２ないし20ミクロンメーターの範囲内に
ある特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 該融液の温度が、デジタルコンピユーター手
段と、該結晶成長チヤンバに熱を加えるための多
重の独立に制御される加熱手段とを包含する閉鎖
式ループ型温度制御システムによつて正確に制御
される特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９ 垂直液相エピタキシヤル成長装置であつて、
炉、選定された結晶成長用溶液を含有し、かつ該
成長用溶液から選定された基板上への該エピタキ
シヤル成長を受け入れるための、該炉内の結晶成
長チヤンバ、および外部環境から該結晶成長チヤ
ンバ内への該基板の移送を可能とするための、該
結晶成長チヤンバに垂直に隣接する移送チヤンバ
を包含するものにおける、該移送チヤンバと該結
晶成長チヤンバとの接合部にある凝縮手段であつ
て該結晶成長チヤンバから逃散する該結晶成長用
溶液からの蒸気を凝縮し、該凝縮した蒸気を該結
晶成長用溶液へ戻しそれによつて該結晶成長用溶
液を一定の組成に維持するためのものからなる液
相エピタキシヤル成長によつて水銀カドミウムテ
ルル化物を形成するための装置。 １０ 該結晶成長チヤンバを取り巻きそれに熱を
提供するための多重の独立に制御される加熱手段
からなるさらなる改良を包含する特許請求の範囲
第９項記載の装置。 １１ 蒸発しやすい成分を有する選定された結晶
成長用溶液から選定された基板の表面上に選定さ
れた材料からなる層を垂直液相エピタキシヤル成
長させるための装置であつて、炉、該選定された
結晶成長用溶液を含有し、かつ該成長用溶液から
該選定された基板上への該エピタキシヤル成長を
受け入れるための、該炉内の結晶成長チヤンバ、
および外部環境から該結晶成長チヤンバ内への該
基板の移送を可能とするための、該結晶成長チヤ
ンバに垂直に隣接しかつ該炉の外部にある移送チ
ヤンバを包含するものにおいて、改良は、該移送
チヤンバと該結晶成長チヤンバとの接合部で該炉
の外部に設けられた手段であつて該結晶成長チヤ
ンバから逃散する該結晶成長用溶液からの該蒸発
しやすい成分の蒸気を凝縮し該凝縮した蒸気を該
結晶成長用溶液へ戻しそれによつて該結晶成長用
溶液を一定の組成に維持するためのものからなる
液相エピタキシヤル成長によつて水銀カドミウム
テルル化物を形成するための装置。 発明の背景 １ 発明の分野 この発明は、一般に、水銀カドミウムテルル化
物の層を形成するための方法および装置に、およ
び特に、水銀に富んだ融液からの液相エピタキシ
ヤル堆積を用いたそのような方法に関する。 ２ 先行技術の説明 水銀カドミウムテルル化物は光検出素子すなわ
ち放射に応答する検出素子として有用な材料であ
る。特に、水銀カドミウムテルル化物
（HgCdTe）は赤外検出素子すなわち他の好適な
信号処理手段と組合せて物体の存在および／また
は挙動をその表面からの赤外線を検知することに
よつて決定するために用いられるデバイスの作製
に非常に有用である。より最近には、赤外焦点面
アレイ技術は、多段光検出セルであつて材料の性
質は各段で異なつているものを内包する単一チツ
プ構造に向つて進んできている。いくつかの赤外
検出用多層構造が周期律表における第族と第
族における元素の化合物半導体例えば鉛スズテル
ル化物（PbSnTe）および第族と第族の化合
物半導体例えばヒ化インジウムアンチモン化物
（InAsSb）において、それぞれ例えば、スクーラ
ー他によつてインフラレツド・フイジツクス、第
20巻、No.４、1980年７月、第271頁以下において、
およびD.T.チヨン他によつてアプライド・フイ
ジツクス・レターズ、第30巻、No.11、1977年６
月、第587頁以下において記載されているように、
実証されている。しかしながら、周期律表の第
族と第族の化合物半導体例えばHgCdTeは多層
検出および信号処理に対して多くの潜在的な利点
を与える。このような利点には、１ミクロメータ
ー未満から20ミクロメーターを越える範囲内の波
長に対する広範な適用性、テルル化水銀
（HgTe）とテルル化カドミウム（CdTe）との間
の小さな格子不適合、低キヤリヤ濃度、低誘電
率、および低熱膨張が含まれる。これらの利点を
達成するためには、該HgCdTeは均一かつ高純度
の層として形成されなければならないし、また制
御された方法で形成されなければならない。 HgCdTe層を成長させるために、例えばC.C.ワ
ン、S.H.シン、M.チユー、M.ラニールおよびA.
H.B.バンデルウイツクによつてザ・ジヤーナ
ル・オブ・ジ・エレクトロケミカル・ソサエテ
イ：ソリツド−ステート・サイエンス・アンド・
テクノロジイ、1980年１月、第127巻、No.１、第
175〜178頁における「リキツド・フエーズ・グロ
ウス・オブ・HgCdTe・エピタキシヤル成長・レ
イヤーズ」と題する刊行物に記載されているよう
な方法および装置を用いて液相エピタクシー
（LPE）が使用されてきている。ワン他の該方法
によつて、CdTe基板は、所定量の水銀およびカ
ドミウムを含有するテルル溶液に、該溶液がその
液相線温度を越える所定温度に維持された状態
で、さらされる。ついで、該溶液は該基板上での
エピタキシヤル結晶成長を生じさせるためにその
飽和平衡温度未満に冷却される。ワンの方法のよ
うな方法の一つの主要な欠点は、当該結晶成長用
溶液を溶融形態に維持するために要求される比較
的高い成長温度（例えば、500℃またはそれ以上）
において生じる高い水銀蒸気圧を制御するために
高圧装置を用いなければならないということであ
る。 HgCdTeを成長させるための類似の液相エピタ
キシヤル法がR.B.マキオレツク他への米国特許
3902924に記載されており、ここでは、所望の
（Hg、Cd）Te組成の固相線温度と実質的に同一
の液相線温度を持つところの水銀、カドミウムお
よびテルルのほぼ飽和した液溶体が生成される。
該液溶体は基板と接触させられ、該溶体は過飽和
まで冷却されその結果該基板上に（Hg、Cd）Te
の薄い層もしくは膜が成長する。マキオレツク他
のこの方法は、また、使用される比較的高い成長
温度（すなわち、800℃またはそれ以上）から高
い水銀圧が結果するという不利点を持つ。該水銀
は当該融液から定常的に気化するので、当該結晶
成長用融液の組成が定常的に変化し、こうしてこ
の変化する融液から成長した当該エピタキシヤル
層は均一な組成を持たない。 上に述べた先行技術方法で用いられる高い成長
温度から生じる付加的な複雑さには、拡散効果に
よつて多重層間および基板と隣接する堆積層との
間にはつきりと規定された界面がなくなること、
および成長したままの層のキヤリヤ濃度を適切に
制御できないことが含まれる。 本発明がめざしているのは、HgCdTeの均一高
純度層に関する、および高い結晶成長温度によつ
て引き起される悪影響に関するこれら先行技術の
問題の軽減である。 発明の概要 この発明の一般的な目的は、水銀カドミウムテ
ルル化物層を形成するための先行技術の方法およ
び装置の利点の全てではないとしたらほとんどを
有するとともにそれらの上に論じた重大な不利点
を軽減するところの、所定の組成の水銀カドミウ
ムテルル化物の層を形成するための新規かつ改善
された方法および装置を提供することである。 このような目的を達成するために、私は、垂直
に配向された結晶成長チヤンバ中において水銀、
カドミウムおよびテルルからなる結晶成長用融液
をまず提供することによつて選定された基板の表
面上に所定の組成の水銀カドミウムテルル化物の
層を形成するための新規かつ改善された方法を見
い出し、開発した。該融液は33.33モルパーセン
トまたはそれ以上の水銀を包含し、その液相線温
度以上の所定温度に維持される。該結晶成長チヤ
ンバの頂部にあるいは垂直に隣接して、該融液か
ら逃散する水銀蒸気を凝縮しこの凝縮水銀を該融
液に戻しそれによつて該融液を一定組成に維持す
るために、凝縮手段が設けられている。該基板は
所定期間この結晶成長用融液と接触させ、その
間、該基板上に所望の厚さに水銀カドミウムテル
ル化物の層の結晶成長を生じさせるに充分な所定
の速度で該融液をその液相線温度未満に冷却す
る。このように形成された水銀カドミウムテルル
化物の層は均一な組成であり、高純度で、かつ比
較的低い成長温度および比較的低い系圧力で形成
される。 したがつて、本発明の目的は水銀に富んだ融液
からの液相エピタキシヤル成長によつて水銀カド
ミウムテルル化物の層を形成するための新規かつ
改善された方法を提供することである。 他の目的は該水銀カドミウムテルル化物層が、
該水銀融液成長溶液が高純度であるために、高純
度である、記載したタイプの方法を提供すること
である。 さらに目的は、該水銀カドミウムテルル化物層
が均一組成からなる、記載したタイプの方法を提
供することである。 さらに他の目的は、比較的低い成長温度が用い
られ、それによつてこうして成長した該層中の拡
散効果およびキヤリヤ濃度に対する制御を可能と
しかつ当該結晶成長系内の減少された水銀蒸気圧
を可能とする、記載したタイプの方法を提供する
ことである。 本発明のなお他の目的は、揮発性水銀が当該成
長系内に維持され、それによつて該成長用溶液を
一定の組成に維持しこうして水銀カドミウムテル
ル化物の均一で再現性のある層を成長させる、記
載したタイプの方法を提供することである。 他の目的は、比較的低い圧力（すなわち１気
圧）が用いられる、記載したタイプの方法を提供
することである。 本発明のさらに他の目的は気化した水銀蒸気を
凝縮しこれを該成長用融液に戻すための手段を含
む垂直液相エピタキシヤル成長装置を提供するこ
とである。 本発明の装置の特徴は、該結晶成長用融液から
逃散する揮発した水銀を凝縮しこれを該融液に戻
すために該結晶成長チヤンバの頂部に還流領域が
設けられていることである。 本発明の装置の他の特徴は、デジタルコンピユ
ーター、および独立の制御下にある多重加熱ゾー
ンを用いた閉鎖式ループ形温度制御システムが用
いられていることである。 本発明のこれらのおよび他の利点は以下の図面
および本発明の好ましい態様の説明においてより
容易に明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するための一つ
の好適な装置を概略的形態で図解している。 第２図は本発明の方法に従つて堆積された
HgCdTe層を有するフオトダイオードのスペクト
ル応答、および抵抗値−面積の積（RoAj）の値
を示す一組の曲線を表示している。

【発明の詳細な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための垂直液
相エピタキシヤル結晶成長装置を概略的形態で示
している。この装置は、本譲受人に譲渡された
G.S.カマスおよびH.P.ミツチエルへの米国特許
4026735であつてここに参考のために含められた
ものに記載され、以下に詳しく論じられるような
変形を有する、ヒ化ガリウムのエピタキシヤル層
を成長させるために用いられる一般タイプのもの
である。第１図に示されているように、伸長され
た中空液相エピタクシー結晶成長ハウジング１４
を収容するための中央の開口（第１図には見えな
い）をその中に有する通常の液相エピタクシー炉
部材１０が備えられている。炉部材１０は内壁１
１および外壁１３を有し、各内壁１１とその対向
する外壁１３との間には断熱材１５が設置されて
いる。 結晶成長ハウジング１４の下側水平表面上には
結晶成長用融液３６を含有する標準ルツボ３４が
通常の手段（図示されていない）によつて取り付
けられている。結晶成長用融液３６は主にHg（す
なわち33.33モル％を越えるHg）を包含し、融液
３６の組成は形成すべき水銀カドミウムテルル化
物層の所望組成を提供すべく予め決められてい
る。水銀カドミウムテルル化物の組成を表わす式
Hg_1-xCd_xTeを用いると、ｘは、本発明の方法に
よつて堆積される層にとつてゼロないし１の範囲
内のいずれの値に等しくてもよい。 ルツボ３４は、融液３６の温度を検出しかつ信
号線あるいは導線４１を介して出力を、以下によ
り詳しく論じるように融液３６の温度を適切に制
御するために用いられるコンピユーター化閉鎖式
ループ形温度制御手段６４に提供する熱電対装置
４０を収容するためにその底表面内に凹部３８を
含んでいる。 結晶成長ハウジング１４の上端には、送込管５
０であつてそこを通つて水素ガス（H₂）が、該
結晶成長方法の前および間に純化したH₂雰囲気
を維持するために、結晶成長ハウジング１４内に
導入されるものが設けられている。結晶成長ハウ
ジング１４の上端には、また、排出管５２であつ
てそこを通つて該H₂が排出できるものが設けら
れている。 結晶成長ハウジング１４の垂直方向上方あるい
は頂部で炉部材１０の外部に位置して、二重壁石
英管からなる還流手段１５が設けられ、該壁間
に、該結晶成長用融液から還流手段１５中に逃散
する熱い水銀蒸気を冷却し凝縮し、該凝縮した水
銀を該融液に戻しそれによつて均一な融液組成を
維持するために水またはガスが循環される。水ま
たはガスは送込管１７を通つて還流手段１５に入
り、かつ排出管１９を通つて出てゆく。 総体的に２６で表示されている高真空弁部材
は、一水平表面上において還流手段１５の上表面
と界面をなし、反対の水平表面上において、以下
に論ずべき移送チヤンバ１８と界面をなす。この
高真空弁部材２６は、主弁ダイヤフラム部材２７
であつてダイヤフラム部材２７を弁箱３０内にお
いて水平に動かすために用いられる押し棒２８お
よび把手２９と一体に形成されたもの、および弁
箱３０の左手チヤンバ部３１からなる。この弁部
材２６の米国特許4026735（既に、ここで参照し
た）においてそこの第１図に関連して記載され、
ここに参考のために含められているように作用す
る。 弁部材２６の垂直方向上部または頂部に位置す
る移送チヤンバ１８は垂直浸漬棒または管２０お
よび棒２０の下端に取着されたウエハホルダー２
２を収容するための中空チヤンバからなる。ウエ
ハホルダー２２は、任意的に、スライドカバーを
有するタイプのもので既にここで参照した米国特
許4026735に記載されたものであつてよい。熱電
対手段（図示されていない）がウエハホルダー２
２内においてウエハ（図示されていない）の一主
面に隣接して、該ウエハの温度を検出するため
に、位置している。該熱電対ワイヤは管２０の中
央を通つて走行し、その上端を通つて出ている。
次に該熱電対ワイヤは信号線２３を介してコンピ
ユーター手段６４に接続され、これによつて該ウ
エハの温度についてのデータがコンピユーター６
４に入力される。 棒２０は、ウエハホルダーとこれに取着された
ウエハを移送チヤンバ１８から炉１０内の第１図
に示された通りの位置に移送するために、その上
端部２４において移動される。移送チヤンバ１８
は、その上方水平表面において、垂直浸漬棒２０
を収容するための中央の開口を含む取りはずし得
るカバーを備えている。移送チヤンバ１８は、ま
た、ガス送込手段５４およびガス排出手段５６で
あつて、それらによつて、弁部材２６がその開鎖
位置および該結晶成長方法のための初期準備中に
あるときに水素をそれぞれ移送チヤンバ１８へ導
入しおよびそこから除去するものを備えている。 炉部材１０は炉部材１０の内壁１１を５つの加
熱帯域に取り巻く５つの別々に巻回された加熱素
子６０に制御された電流を通じることによつて熱
せられる。各別々の巻線６０はそれにきわめて接
近して位置する、その温度を検出するための相応
する熱電対装置６１を持つている。各熱電対装置
６１は、今度は、信号線または導線６５を介し
て、標準デジタル制御回路を含みかつ、例えば、
セシルL.スミスによつて「デジタル・コンピユー
ター・プロセス・コントロール」と題するインテ
クスト・エデユケーシヨナル・パブリケーシヨン
ズ、ニユーヨークの本に記載されているように閉
鎖式ループ形温度制御機能を提供するデジタルコ
ンピユーターに接続されている。熱電対装置６１
によつて検出された温度に対応する電気信号は信
号線６５を介してコンピユーター６４に入力され
る。加えて、コンピユーター６４は入力信号を、
信号線６４を介して、上に論じたように融液３６
の温度を検出する熱電対手段４０から受取る。コ
ンピユーター６４は、また、ここで既に述べたよ
うに、信号線２３を介して、該ウエハの後ろに位
置する熱電対手段（図示されていない）から入力
信号を受取る。比例積分導関数（Ｐ−Ｉ−Ｄ）制
御アルゴリズムを用いて、コンピユーター６４は
熱電対手段４０によつて検出された融液３６の温
度の値を所定の値と比較し、適当な別々の信号を
５つの別々の加熱素子60に、相応する信号線また
は導線６３を介して、提供して、融液３６の所望
温度にもたらすために要求される炉温度を生み出
す。各巻線６０はコンピユーター手段６４内にお
いて導線６３′を介して接地されている。このち
ようど述べた閉鎖式ループ形温度制御システムを
用いて、融液３６の温度は0.01ないし0.1℃の範
囲内で正確に制御され得る。任意的に、温度制御
におけるさらに高い正確さを提供するために、Ｚ
−伝送制御アルゴリズムを用いてもよい。 該融液温度のこの正確な制御は、Hg−Cd−Te
状態図（ギツブズ三角図）のHgの角における液
相等温線内に生じるところの、Hg_1-xCd_xTe固相
への束ねられた結合線の分離を可能とし、したが
つて、堆積される固体層の組成の正確な制御を可
能とする。加えて、このようなシステムは所望に
応じて当該システムの温度を動的に変化させる能
力を提供し、かつ、例えば、該融液上に該結晶成
長ハウジングのどこよりも、望ましいわずかに低
い温度を提供するために該システムを輪郭づける
上での柔軟性を提供する。 第１図に示した装置を用いて本発明の方法を実
施するに当り、所定の組成の、水銀に富んだ融液
を、多帯域化された炉１０内の結晶成長ハウジン
グ１４内に設置された標準ルツボ内に設置する。
多帯域化された炉１０は、上に論じたようにコン
ピユーター６４の指示および制御下にある５つの
別々の巻回された加熱素子６０に制御された電流
を通じることによつて熱せられる。炉１０内の温
度は、既に記したように該コンピユーター制御シ
ステムを用いて、該結晶成長用融液の液相線温度
を越えた所定の温度に注意深く制御され維持され
る。冷却剤例えば水が入口１７および出口１９を
介して還流手段１５中を循環される。 弁部材２６を閉鎖位置にして、移送チヤンバ１
８を、入口５４および出口５６を介してその中に
水素を連続的に通じることによつて清浄にし、お
よび結晶成長ハウジング１４を、入口５０および
出口５２を介してその中に水素を連続的に通じる
ことによつて清浄にする。ついで、弁部材２６を
まだ閉鎖位置にして、カバー２５を取りはずし、
垂直浸漬棒２０とウエハ例えばCdTe基板を有す
るウエハホルダー２２とを移送チヤンバ１８内に
挿入する。カバー２５を元の所に置く。一連の排
気および水素パージ操作により、水素パージで終
了させて移送チヤンバ１８を再び清浄にする。つ
いで、ウエハホルダー２２が結晶成長ハウジング
１４中に下降できるように弁２６を開く。水素
を、ここに記載した全結晶成長方法中結晶成長ハ
ウジング内に連続的に通じる。 炉１０内の結晶成長用融液の温度が所望の温度
に安定したとき、ウエハホルダー２２および該ウ
エハを、棒２０の上部２４上で押し下げることに
よつて、結晶成長用融液３６中に下降させる。該
ウエハを所定期間結晶成長用融液３６と接触さ
せ、その間該ウエハ上に水銀カドミウムテルル化
物の層の結晶成長を生じさせるに充分な所定の速
度で該融液をその液相線温度より低く冷却する。
結晶成長用融液３６の冷却は加熱素子６０に与え
られる電流の適切な制御によつて達成され、減少
した電流入力は融液３６の減少した加熱（すなわ
ち、冷却）を提供する。水銀カドミウムテルル化
物の層が所望の厚さに堆積されたなら、ウエハホ
ルダー２２および該ウエハを、棒２０の上端を引
き上げることによつて、結晶成長用融液３６から
除去し、当該結晶成長方法を終える。 本発明の方法によつて、水銀カドミウムテルル
化物の層の形成のための結晶成長用融液は主に
（すなわち、33.33モルパーセントを越える）水銀
を包含する。このような水銀に富んだ溶液を用い
ることによつて、該結晶成長は、いくつかの先行
技術方法において用いられている比較的高い成長
温度（すなわち、600℃を越える）において遭遇
する高い水銀分圧という先行技術の問題を一部軽
減するところの390℃未満の温度でおこなうこと
ができる。加えて、より低い成長温度の使用は、
成長した層間および当該基板とそれに隣接する成
長した層との間の拡散効果の最小化を可能とし、
それによつてこれら層間にはつきりと規定された
界面が形成できる。さらに、低い成長温度の使用
は、成長したままの層のキヤリヤ濃度に対するよ
り大きな制御を可能とする。 加えて、主に水銀を包含する結晶成長用融液を
用いることによつて、水銀は極めて高純度に商業
的に入手できるすなわち十億につき100部未満の
不純物を有するので不純物の効果は最小化され
る。 さらにまた、本発明の方法によつて、該結晶成
長用融液は、水銀カドミウムテルル化物の均一で
再現性のある層の形成を可能とする一定組成に維
持される。この一定の組成は水銀蒸気を凝縮しか
つこの凝縮された水銀を該結晶成長用溶液に房す
ための還流領域または他の凝縮手段を用いること
によつて揮発性水銀を該結晶成長系内に維持する
ことによつて達成される。加えて、本発明の方法
によつて達成される減少した水銀蒸気圧のため
に、該結晶成長方法は、ここで論じた先行技術方
法によつて要求されるような高い圧力の下におけ
るよりもむしろ、都合のよい１気圧でおこなうこ
とができる。 最後に、本発明の方法によつて、形成された水
銀カドミウムテルル化物層は成長したままで所望
のｎ形伝導を示し、ここで論じた先行技術方法に
よつて成長した層におこなわれているような成長
したままのｐ形層をｎ形に転化するための後の結
晶成長熱処理工程を必要としない。加えて、本発
明の方法によつて形成されたエピタキシヤル層
は、CdTe基板に特徴的な低角度粒界がないこと
を反映している。 第２図は本発明の方法に従つて堆積したHg_0.8
Cd_0.2Teのエピタキシヤル層上に作製されたフオ
トダイオードの接合部におけるスペクトル応答お
よび抵抗値−面積の積の値（RoAj）を示す一組
の曲線を表示している。第２図において「Ａ」か
ら「Ｅ」と符号を付せられた曲線の各々は
HgCdTeの同じ層上に形成された別々のフオトダ
イオードを表わしている。該フオトダイオードに
衝突するワツトエネルギー当りの該フオトダイオ
ードの相対応答がミクロメータ（μｍ）での光電
スペクトル応答波長に対してプロツトされてい
る。該測定がなされた温度は79〓であつた。 第２図からわかるように、スペクトルの均一性
は本発明の方法に従つて堆積されたHgCdTe層に
おいて達成されている。特に、本発明の方法によ
つて達成されるエピタキシヤルHgCdTe層の高い
程度の組成的均一性は該種々の曲線にとつてのカ
ツトオフ点（該フオトダイオード応答がその最大
値の半分である点）が極めて接近していることに
よつて示される。（これらの値は互いの0.5ミクロ
ンモーター内である。）加えて、第２図に示され
ているように、望ましいところの、RoAjの比較
的高い値が本発明の方法に従つてHgCdTeの層を
形成することによつて達成できる。 実施例 第１図に記載した装置を用いて本発明の方法を
実施するに当り、（111）Ｂ方位を有するCdTeの
１インチウエハ上にHgCdTeの層を成長させた。
当該結晶成長用融液はテルルで飽和した約90モル
パーセントの水銀、より特には約0.1モルパーセ
ントのCdTeおよび５モルパーセント未満のTeで
飽和した水銀を包含していた。（該CdTeは互い
に混合したときに普通に生じるCdとTeの会合を
防止するために用いられる。）二重壁石英管１４
内に水を循環させた。当該結晶成長方法は約390
℃の温度で約１時間おこなつて２から20ミクロメ
ーターの厚さの水銀カドミウムテルル化物の層を
形成した。こうして形成された層の組成はHg_1-x
Cd_xTeであつてｘ＝1.0、0.5、0.3または0.2であつ
た。 より特定すると、該基板を、温度が該融液中よ
りも0.5℃未満冷たいところの、該融液上方の炉
の領域内に置いた。該融液をその飽和点を越える
温度から冷却した。該融液がその飽和点まで冷却
した時点で、該基板を該融液中に下降させた。こ
のより冷えた基板の効果は該融液を該基板表面で
瞬間的に過飽和させることであつた。この過飽和
は当該層形態の良好な制御につながる極めて高い
核発生密度を生み出した。 ちようど述べた方法を用いることによつてｘ＝
１、0.5、0.3または0.2であるHg_1-xCd_xTeという
組成を持つ層が融液組成と成長温度との適切な選
定によつて成長した。加えて、（111）方位の
「Ｂ」（Teに富む）面に沿つて配向したCdTe基板
を用いることによつて高度に特異的な層が達成で
きることがわかつた。本発明の方法によつて形成
された、組成Hg_0.7Cd_0.3Teを有する水銀カドミウ
ムテルル化物層の測定はキヤリヤ濃度（ｎ形）約
５×10¹⁴cm^-3を示している。本発明の方法によつ
て形成され、後にフオトダイオードに形成された
Hg_0.8Cd_0.2Teにとつての抵抗値−面積の積
（RoAj）およびスペクトル応答の値は第２図に示
されている。 本発明の方法は、単一のヘテロ接合装置、二色
検出器、およびモノリシツク焦点面アレイに用い
られる多層赤外電荷結合装置のような装置におい
て水銀カドミウムテルル化物を形成する上で有用
である。 本発明をその好ましに態様に関して特に記載し
てきたが、本発明の精神および範囲からはずれる
ことなく形態および詳細においてある種の他の変
形がなされ得ることは当業者には認められるであ
ろう。特に、この発明の範囲はここに記載した特
定の結晶成長用融液組成に限定されず、結晶成長
用融液から気化し逃散する１つまたはそれ以上の
成分を包含するいずれの結晶成長用融液をも含む
ことが意図されている。加えて、本発明はここに
記載した特定の結晶成長装置に限定されず、結晶
成長用融液の気化成分を凝縮しこれを当該結晶成
長用融液に戻すための手段を含むいずれの垂直液
相エピタキシヤル成長装置をも含むことが意図さ
れている。さらに、水銀蒸気を凝縮するための手
段はここに記載した還流カラムに限定されず、他
の既知の蒸気凝縮用手段を含んでいてもよい。加
えて、本発明はテルル化カドミウム基板の使用に
限定されず、水銀カドミウムテルル化物の層を堆
積することが望まれるいずれの基板例えばセレン
化カドミウムテルル化物（CdSe_yTe_1-y）の使用
を含む。最後に、本発明はここに記載した結晶成
長方法の特定の詳細に限定されず、所望の組成の
水銀カドミウムテルル化物を形成するために要求
され得るようないずれの結晶成長方法の詳細にも
含むことが意図されている。