JPH0249278B2 - Epitakisharuketsushoseichosochi - Google Patents
EpitakisharuketsushoseichosochiInfo
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- JPH0249278B2 JPH0249278B2 JP7185182A JP7185182A JPH0249278B2 JP H0249278 B2 JPH0249278 B2 JP H0249278B2 JP 7185182 A JP7185182 A JP 7185182A JP 7185182 A JP7185182 A JP 7185182A JP H0249278 B2 JPH0249278 B2 JP H0249278B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
- C30B19/063—Sliding boat system
Landscapes
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明はエピタキシヤル結晶成長装置の改良に
関するものである。
関するものである。
(b) 技術の背景
赤外線検知素子のような光電変換素子の形成材
料として、一般に水銀、カドミウム、テルル
（Hg1-XCdXTe）のようなエネルギーギヤツプの
狭い化合物半導体結晶が用いられている。
料として、一般に水銀、カドミウム、テルル
（Hg1-XCdXTe）のようなエネルギーギヤツプの
狭い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素子形成に都合
が良いように大面積でしかも薄層の状態で得るよ
うにするため、大面積の結晶が得やすいテルル化
カドミウム（CdTe）の基板上にHg1-XCdXTeの
結晶層をスライデイング法を用いた液相エピタキ
シヤル成長方法で形成している。
が良いように大面積でしかも薄層の状態で得るよ
うにするため、大面積の結晶が得やすいテルル化
カドミウム（CdTe）の基板上にHg1-XCdXTeの
結晶層をスライデイング法を用いた液相エピタキ
シヤル成長方法で形成している。
(c) 従来技術と問題点
このような液相エピタキシヤル成長方法に用い
る従来の装置を第１図に示す。
る従来の装置を第１図に示す。
図示するように従来の液相エピタキシヤル成長
装置においては、水素（H2）ガス雰囲気内の反
応管１内には設置台２上に設置されたカーボンよ
りなる支持台３とその上をスライドして移動する
スライド部材４とよりなる液相エピタキシヤル成
長用治具５が設置されている。
装置においては、水素（H2）ガス雰囲気内の反
応管１内には設置台２上に設置されたカーボンよ
りなる支持台３とその上をスライドして移動する
スライド部材４とよりなる液相エピタキシヤル成
長用治具５が設置されている。
そしてこの支持台３にはCdTeの基板６が埋設
されており、またスライド部材４の液だめ７内に
は基板上に形成すべきHg1-XCdXTeの結晶層の材
料の液相８が収容されている。
されており、またスライド部材４の液だめ７内に
は基板上に形成すべきHg1-XCdXTeの結晶層の材
料の液相８が収容されている。
一方該反応管１内には支持台３とスライド部材
４よりなる液相エピタキシヤル成長用治具５より
所定の距離を隔てて基板上に形成すべきHg1-X
CdXTeの結晶層のうち易蒸発性成分のHg９を収
容した収容容器１０が設けられており、これ等の
エピタキシヤル成長治具５および収容容器１０を
加熱する加熱炉１１が反応管１の周囲に設けられ
ている。
４よりなる液相エピタキシヤル成長用治具５より
所定の距離を隔てて基板上に形成すべきHg1-X
CdXTeの結晶層のうち易蒸発性成分のHg９を収
容した収容容器１０が設けられており、これ等の
エピタキシヤル成長治具５および収容容器１０を
加熱する加熱炉１１が反応管１の周囲に設けられ
ている。
ここで従来は加熱炉１０の温度は、エピタキシ
ヤル成長治具が占める寸法の範囲に亘つてほぼ一
定の500℃近傍の温度になるように調節し、収容
容器１０を加熱する温度は該容器１０が占める寸
法の範囲にわたつて260℃の一定の温度になるよ
うに調節している。
ヤル成長治具が占める寸法の範囲に亘つてほぼ一
定の500℃近傍の温度になるように調節し、収容
容器１０を加熱する温度は該容器１０が占める寸
法の範囲にわたつて260℃の一定の温度になるよ
うに調節している。
このようにしてスライド部材４の液だめ内の
Hg1-XCdXTeの材料７が溶融した時点でスライド
部材４を矢印Ａ方向にスライドさせて移動し、基
板５上に液だめ６を静置してからエピタキシヤル
成長治具５が占める寸法の部分の加熱炉１１の温
度を局部的に約１℃／分の温度勾配で低下させ基
板５上にHg1-XCdXTeのエピタキシヤル層を形成
している。そしてHg1-XCdXTeの結晶層を形成す
る材料のうち易蒸発性のHgを収容容器９よりH2
ガスのキヤリヤガスを用いて反応器１に飽和させ
ることで液だめ６内のHg1-XCdXTe７の材料より
易蒸発性のHgが蒸発するのを防止して、基板上
に形成されるHg1-XCdXTeの結晶層の組成が変動
するのを防止するようにしている。
Hg1-XCdXTeの材料７が溶融した時点でスライド
部材４を矢印Ａ方向にスライドさせて移動し、基
板５上に液だめ６を静置してからエピタキシヤル
成長治具５が占める寸法の部分の加熱炉１１の温
度を局部的に約１℃／分の温度勾配で低下させ基
板５上にHg1-XCdXTeのエピタキシヤル層を形成
している。そしてHg1-XCdXTeの結晶層を形成す
る材料のうち易蒸発性のHgを収容容器９よりH2
ガスのキヤリヤガスを用いて反応器１に飽和させ
ることで液だめ６内のHg1-XCdXTe７の材料より
易蒸発性のHgが蒸発するのを防止して、基板上
に形成されるHg1-XCdXTeの結晶層の組成が変動
するのを防止するようにしている。
ところでこのような従来の装置においては易蒸
発生のHgを収容する収容容器が占める寸法（約
５cmの長さ）の全域にわたつて温度が均一になる
よう調節する必要があり、このような収容容器の
寸法の全域にわたつて精度良く加熱炉の温度を制
御することは非常に困難である。
発生のHgを収容する収容容器が占める寸法（約
５cmの長さ）の全域にわたつて温度が均一になる
よう調節する必要があり、このような収容容器の
寸法の全域にわたつて精度良く加熱炉の温度を制
御することは非常に困難である。
そのため従来の装置を用いた場合では収容容器
１０より蒸発するHgの蒸気圧が所定の値に制御
できず、したがつて基板上に形成される結晶層の
組成が均一にならない不都合を生じている。
１０より蒸発するHgの蒸気圧が所定の値に制御
できず、したがつて基板上に形成される結晶層の
組成が均一にならない不都合を生じている。
(d) 発明の目的
本発明は上述した欠点を除去し、前述した収容
容器１０より蒸発するHgの蒸気圧が一定になる
ような液相エピタキシヤル成長装置の提供を目的
とするものである。
容器１０より蒸発するHgの蒸気圧が一定になる
ような液相エピタキシヤル成長装置の提供を目的
とするものである。
(e) 発明の構成
かかる目的を達成するための本発明の液相エピ
タキシヤル成長装置は、一部を局部的に細く絞
り、該絞つた箇所に窪みを設けた反応管内の前記
細く絞つた箇所を挟んで基板に対する結晶成長用
の治具と、基板上に形成すべき結晶層の材料の易
蒸発性成分の収容容器とをそれぞれ設け、更に前
記窪みの部分の加熱温度が易蒸発性成分の収容容
器の加熱温度より低温になるようにした加熱炉を
反応管の周囲に設けたことを特徴とするものであ
る。
タキシヤル成長装置は、一部を局部的に細く絞
り、該絞つた箇所に窪みを設けた反応管内の前記
細く絞つた箇所を挟んで基板に対する結晶成長用
の治具と、基板上に形成すべき結晶層の材料の易
蒸発性成分の収容容器とをそれぞれ設け、更に前
記窪みの部分の加熱温度が易蒸発性成分の収容容
器の加熱温度より低温になるようにした加熱炉を
反応管の周囲に設けたことを特徴とするものであ
る。
(f) 発明の実施例
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２図は本発明の液相エピタキシヤ
ル成長装置を示す概略図である。
に説明する。第２図は本発明の液相エピタキシヤ
ル成長装置を示す概略図である。
図示するように本発明に用いる石英製の反応管
２１は所定の位置Ｂで細く絞られて形成されてい
る。この絞り部は反応管自体を絞つて形成する以
外に、内径を細くするような別のリング部材を挿
入して形成しても良い。そしてこの細く絞られた
箇所には基板上に形成すべき結晶層のうち易蒸発
性の成分のHg２２Ａを収容する窪み２３を設け
ている。またこの細く絞つた箇所を挟むようにし
て水銀２２Ｂを収容する収容容器２４と更に設置
台２５上に設置して直方体形状のカーボンよりな
る支持台２６とその上をスライドするスライド部
材２７よりなるエピタキシヤル成長用治具２８を
設けてある。
２１は所定の位置Ｂで細く絞られて形成されてい
る。この絞り部は反応管自体を絞つて形成する以
外に、内径を細くするような別のリング部材を挿
入して形成しても良い。そしてこの細く絞られた
箇所には基板上に形成すべき結晶層のうち易蒸発
性の成分のHg２２Ａを収容する窪み２３を設け
ている。またこの細く絞つた箇所を挟むようにし
て水銀２２Ｂを収容する収容容器２４と更に設置
台２５上に設置して直方体形状のカーボンよりな
る支持台２６とその上をスライドするスライド部
材２７よりなるエピタキシヤル成長用治具２８を
設けてある。
そしてこの支持台２６の凹所にはCdTeの基板
２９を埋設し、スライド部材の液だめ３０には
Hg1-XCdXTeの材料３１を収容した状態で反応管
２１内にH2ガスを導入しながら加熱炉３２の温
度を温度分布線図３３の温度分布になるようにし
て加熱する。温度分布線図３３に示すように水銀
収容容器２４の部分の温度は265℃の温度に、水
銀を収容する窪み２３の箇所の温度はそれより約
10℃程低い255℃に、またエピタキシヤル成長治
具２８の部分の温度は500℃の温度になるように
加熱炉３２の温度を調節する。
２９を埋設し、スライド部材の液だめ３０には
Hg1-XCdXTeの材料３１を収容した状態で反応管
２１内にH2ガスを導入しながら加熱炉３２の温
度を温度分布線図３３の温度分布になるようにし
て加熱する。温度分布線図３３に示すように水銀
収容容器２４の部分の温度は265℃の温度に、水
銀を収容する窪み２３の箇所の温度はそれより約
10℃程低い255℃に、またエピタキシヤル成長治
具２８の部分の温度は500℃の温度になるように
加熱炉３２の温度を調節する。
このようにしてスライド部材２７の液だめ３０
内のHg1-XCdXTeの材料３１が充分溶融した時点
でスライド部材２７を矢印Ｃの方向にスライドさ
せて基板２９上に液だめ３０を静置させる。
内のHg1-XCdXTeの材料３１が充分溶融した時点
でスライド部材２７を矢印Ｃの方向にスライドさ
せて基板２９上に液だめ３０を静置させる。
その後このエピタキシヤル成長治具２８の部分
の温度が１℃／分の割合で低下するように加熱炉
３２の温度を低下させて基板上にHg1-XCdXTeの
結晶層を形成する。
の温度が１℃／分の割合で低下するように加熱炉
３２の温度を低下させて基板上にHg1-XCdXTeの
結晶層を形成する。
この状態で水銀収容容器２４よりH2のキヤリ
アガスによつて運ばれるHgの蒸気はその水銀収
容容器２４より２℃低い温度で制御されている窪
み２３内に凝固して液状の水銀となつて入り込
み、この水銀の蒸気圧によつて水銀収容容器２４
より蒸発した水銀の蒸発圧が制御されるようにな
る。つまり加熱炉の横方向の寸法で寸法の小さい
水銀を収容する窪み２３は温度を正確に制御する
のは比較的容易であり、この温度を正確に制御す
ることで反応管系内のHgの飽和蒸気圧を所定の
値に制御するようにしたものである。
アガスによつて運ばれるHgの蒸気はその水銀収
容容器２４より２℃低い温度で制御されている窪
み２３内に凝固して液状の水銀となつて入り込
み、この水銀の蒸気圧によつて水銀収容容器２４
より蒸発した水銀の蒸発圧が制御されるようにな
る。つまり加熱炉の横方向の寸法で寸法の小さい
水銀を収容する窪み２３は温度を正確に制御する
のは比較的容易であり、この温度を正確に制御す
ることで反応管系内のHgの飽和蒸気圧を所定の
値に制御するようにしたものである。
つまり開管式の反応管において易蒸発性のHg
を収容する容器を二つ設け、温度制御をしやすい
容積の小さい容器の温度の方を温度制御がし難い
容積の大きい容器の温度より低温度に精密に制御
し、しかる後、大きい容器より蒸発してくるHg
の蒸気の反応管内の飽和蒸気圧を小さい容器より
蒸発してくるHgの蒸気の飽和蒸気圧で制御する
ようにしたものである。
を収容する容器を二つ設け、温度制御をしやすい
容積の小さい容器の温度の方を温度制御がし難い
容積の大きい容器の温度より低温度に精密に制御
し、しかる後、大きい容器より蒸発してくるHg
の蒸気の反応管内の飽和蒸気圧を小さい容器より
蒸発してくるHgの蒸気の飽和蒸気圧で制御する
ようにしたものである。
このようにすれば反応管内のHgの占める蒸気
圧が高精度に正確に制御されるため、基板上に形
成されるHg1-XCdXTeの結晶層が組成変動の生じ
なく安定に形成される。
圧が高精度に正確に制御されるため、基板上に形
成されるHg1-XCdXTeの結晶層が組成変動の生じ
なく安定に形成される。
(g) 発明の効果
以上述べたように本発明のエピタキシヤル結晶
成長装置によれば高信頼度の組成の安定したエピ
タキシヤル結晶が得られる。
成長装置によれば高信頼度の組成の安定したエピ
タキシヤル結晶が得られる。
また以上の実施例の他に本発明の装置はHg以
外の他の易蒸発性の成分を含む化合物半導体結晶
を液相エピタキシヤル法にて形成する場合に適用
できることは勿論である。
外の他の易蒸発性の成分を含む化合物半導体結晶
を液相エピタキシヤル法にて形成する場合に適用
できることは勿論である。
第１図は従来の液相エピタキシヤル成長装置を
示す概略図、第２図は本発明に係る液相エピタキ
シヤル成長装置を示す概略図である。 図において、１，２１は反応管、２，２５は設
置台、３，２６は支持台、４，２７はスライド部
材、５，２８はエピタキシヤル成長治具、６，２
９はCdTeの基板、７，３０は液だめ、８，３１
はHg1-XCdXTeの材料、９，２２Ａ，２２Ｂは
Hg、１０，２４は水銀収容容器、１１，３２は
加熱炉、２３は窪み、３３は温度分布線図、Ａ，
Ｃはスライド方向を示す矢印、Ｂは細く絞る箇所
を示す。
示す概略図、第２図は本発明に係る液相エピタキ
シヤル成長装置を示す概略図である。 図において、１，２１は反応管、２，２５は設
置台、３，２６は支持台、４，２７はスライド部
材、５，２８はエピタキシヤル成長治具、６，２
９はCdTeの基板、７，３０は液だめ、８，３１
はHg1-XCdXTeの材料、９，２２Ａ，２２Ｂは
Hg、１０，２４は水銀収容容器、１１，３２は
加熱炉、２３は窪み、３３は温度分布線図、Ａ，
Ｃはスライド方向を示す矢印、Ｂは細く絞る箇所
を示す。
Claims (1)
- １ 一部を局部的に細く絞り、該絞つた箇所に窪
みを設けた反応管内の前記細く絞つた箇所を挟ん
で基板に対する結晶成長用の治具と基板上に形成
すべき結晶層の材料の易蒸発性成分の収容容器と
をそれぞれ設け、更に前記窪みの部分の加熱温度
が易蒸発性成分の収容容器の加熱温度より低温に
なるようにした加熱炉を反応管の周囲に設けたこ
とを特徴とするエピタキシヤル結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7185182A JPH0249278B2 (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | Epitakisharuketsushoseichosochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7185182A JPH0249278B2 (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | Epitakisharuketsushoseichosochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190894A JPS58190894A (ja) | 1983-11-07 |
| JPH0249278B2 true JPH0249278B2 (ja) | 1990-10-29 |
Family
ID=13472449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7185182A Expired - Lifetime JPH0249278B2 (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | Epitakisharuketsushoseichosochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0249278B2 (ja) |
-
1982
- 1982-04-28 JP JP7185182A patent/JPH0249278B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58190894A (ja) | 1983-11-07 |
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