JPH0271533A - 結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長方法Info
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- JPH0271533A JPH0271533A JP22385788A JP22385788A JPH0271533A JP H0271533 A JPH0271533 A JP H0271533A JP 22385788 A JP22385788 A JP 22385788A JP 22385788 A JP22385788 A JP 22385788A JP H0271533 A JPH0271533 A JP H0271533A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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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〕
ホットウォール法などの気相成長法に固相成長を織り込
んだ二段階成長法に関し、 良質の結晶膜を成長させることを目的とし、被成長基板
上に格子定数の異なる異種結晶膜を成長する結晶成長方
法において、 原料ガスを蒸発させる坩堝上で被成長基板を低温度に加
熱してアモルファス膜を成長する第１の工程と、次いで
、前記坩堝内の原料ガスを蒸発させる加熱温度を調整し
、被成長基板面の膜成長と再蒸発とが平衡するように制
御して、前記坩堝上で被成長基板を高温度に加熱して前
記アモルファス膜を結晶膜に固相成長する第２の工程と
、次いで、原料ガスを蒸発させる坩堝上で被成長基板を
所定の成長温度に加熱して新たな結晶膜を前記結晶膜に
積層成長する第３の工程とが含まれてなることを特徴と
する。
んだ二段階成長法に関し、 良質の結晶膜を成長させることを目的とし、被成長基板
上に格子定数の異なる異種結晶膜を成長する結晶成長方
法において、 原料ガスを蒸発させる坩堝上で被成長基板を低温度に加
熱してアモルファス膜を成長する第１の工程と、次いで
、前記坩堝内の原料ガスを蒸発させる加熱温度を調整し
、被成長基板面の膜成長と再蒸発とが平衡するように制
御して、前記坩堝上で被成長基板を高温度に加熱して前
記アモルファス膜を結晶膜に固相成長する第２の工程と
、次いで、原料ガスを蒸発させる坩堝上で被成長基板を
所定の成長温度に加熱して新たな結晶膜を前記結晶膜に
積層成長する第３の工程とが含まれてなることを特徴と
する。
本発明は結晶成長方法のうち、ホットウォール法などの
気相成長法に固相成長を織り込んだ二段階成長法に関す
る。
気相成長法に固相成長を織り込んだ二段階成長法に関す
る。
固相成長法は高温に加熱すれば結晶成長が速（て良質の
単結晶が得られ易（、そのような固相成長法を気相成長
法に混入させた二段階成長法が最近、注目されている。
単結晶が得られ易（、そのような固相成長法を気相成長
法に混入させた二段階成長法が最近、注目されている。
例えば、赤外線検知素子を製造する場合、ＧａＡｓ（ガ
リウム砒素）基板やサファイア基板上にＣｄＴｅ（カド
ミウム・テＪレル）１１莫やＨｇＣｄＴｅ （水ｉ艮・
カドミウム・テルル）膜を成長する結晶成長法が用いら
れており、その場合に固相成長法を気相成長法に混合さ
せた二段階成長法が導入されている。また、Ｓｉ （シ
リコン）基板にＧａＡｓ膜を成長する場合にも、同様の
二段階成長法が用いられている。
リウム砒素）基板やサファイア基板上にＣｄＴｅ（カド
ミウム・テＪレル）１１莫やＨｇＣｄＴｅ （水ｉ艮・
カドミウム・テルル）膜を成長する結晶成長法が用いら
れており、その場合に固相成長法を気相成長法に混合さ
せた二段階成長法が導入されている。また、Ｓｉ （シ
リコン）基板にＧａＡｓ膜を成長する場合にも、同様の
二段階成長法が用いられている。
さて、第１図に結晶成長装置の概要断面図を示しており
、同図は気相成長法のうちのホットウォールエピタキシ
ャル成長（Ｈｏｔ Ｗａｌｌ Ｅｐｉｔａｘｙ）法を適
用する装置で、それは坩堝にソースを収容して坩堝の側
壁を加熱し、高真空中で坩堝上に配置した被成長基板に
エピタキシャル成長層を成長させるものである。図中の
１は真空チャンバ、２はＧａＡｓ基板（被成長基板）、
２Ｈは基板ヒータ、３は坩堝、３０はバッフル（ｂｕｆ
ｆｌｅ） 、 ３１はＣｄＴｅソース３２はＣｄ補給ソ
ース、３１１は坩堝ヒータで、パンフル３０は原料ガス
を十分に混合するために設けた整流板である。
、同図は気相成長法のうちのホットウォールエピタキシ
ャル成長（Ｈｏｔ Ｗａｌｌ Ｅｐｉｔａｘｙ）法を適
用する装置で、それは坩堝にソースを収容して坩堝の側
壁を加熱し、高真空中で坩堝上に配置した被成長基板に
エピタキシャル成長層を成長させるものである。図中の
１は真空チャンバ、２はＧａＡｓ基板（被成長基板）、
２Ｈは基板ヒータ、３は坩堝、３０はバッフル（ｂｕｆ
ｆｌｅ） 、 ３１はＣｄＴｅソース３２はＣｄ補給ソ
ース、３１１は坩堝ヒータで、パンフル３０は原料ガス
を十分に混合するために設けた整流板である。
この第１図に示す結晶成長装置を用いて、ＧａＡｓ基板
にＣｄＴｅ膜を成長する実施例によって従来の二段階成
長法を説明する。第２図ｆａ）〜（ｃ＞にその成長工程
順断面図を示しており、まず、第２図ｉａ）に示すよう
に、第１の工程としてＣｄＴｅソース３Ｉを５３０’Ｃ
，Ｃｄ補給ソース３２を２３０℃に加熱してＣｄＴｅを
蒸発させ、１００℃に加熱したＧａＡｓ基板２上に薄い
アモルファスＣｄＴｅ膜５′ （膜厚２００〜３００人
）を被着する。
にＣｄＴｅ膜を成長する実施例によって従来の二段階成
長法を説明する。第２図ｆａ）〜（ｃ＞にその成長工程
順断面図を示しており、まず、第２図ｉａ）に示すよう
に、第１の工程としてＣｄＴｅソース３Ｉを５３０’Ｃ
，Ｃｄ補給ソース３２を２３０℃に加熱してＣｄＴｅを
蒸発させ、１００℃に加熱したＧａＡｓ基板２上に薄い
アモルファスＣｄＴｅ膜５′ （膜厚２００〜３００人
）を被着する。
次いで、第２図（ｂ）に示すように、第２の工程として
アモルファスＣｄＴｅ膜５°を被着したＧａＡｓ基板２
を坩堝３上から外しく第１図に示す点線の位置に配置す
る）、基板温度を３５０〜４００℃と高くして結晶Ｃｄ
Ｔｅ膜５を固相成長する。
アモルファスＣｄＴｅ膜５°を被着したＧａＡｓ基板２
を坩堝３上から外しく第１図に示す点線の位置に配置す
る）、基板温度を３５０〜４００℃と高くして結晶Ｃｄ
Ｔｅ膜５を固相成長する。
次いで、再びＧａＡｓ１板２を坩堝３上に戻し、第３の
工程として、第１の工程と同じ＜ ＣｄＴｅソース３１
を５３０°Ｃ，Ｃｄ補給ソース３２を２３０℃に加熱し
てＣｄＴｅを蒸発させ、ＧａＡｓ基板２は３００℃に加
熱して結晶ＣｄＴｅ膜５に結晶ＣｄＴｅ膜を成長させて
厚い結晶ＣｄＴｅ膜５０、例えば、膜厚数μｍの結晶Ｃ
ｄＴｅ膜を得る。
工程として、第１の工程と同じ＜ ＣｄＴｅソース３１
を５３０°Ｃ，Ｃｄ補給ソース３２を２３０℃に加熱し
てＣｄＴｅを蒸発させ、ＧａＡｓ基板２は３００℃に加
熱して結晶ＣｄＴｅ膜５に結晶ＣｄＴｅ膜を成長させて
厚い結晶ＣｄＴｅ膜５０、例えば、膜厚数μｍの結晶Ｃ
ｄＴｅ膜を得る。
以上の方法が気相成長法に固相成長を織り込んだ二段階
成長法の概要である。
成長法の概要である。
ところで、二段階成長法は固相成長法が高温に加熱でき
て良質の単結晶を得易いために導入されたものであるが
、上記例のような蒸気圧の高いＣｄを含んだ結晶膜を成
長する場合には、温度を上げ過ぎると成長膜が再蒸発し
て消失したり、また、組成が変化したりする不具合が生
じるため、余り高温に上げられないのが現状で、そのた
め、上記のように基板温度を３５０〜４００℃に低く留
めている。しかし、そうすれば低温加熱であるから、そ
れだけ結晶品質の良い結晶成長膜を得にくい欠点がある
。
て良質の単結晶を得易いために導入されたものであるが
、上記例のような蒸気圧の高いＣｄを含んだ結晶膜を成
長する場合には、温度を上げ過ぎると成長膜が再蒸発し
て消失したり、また、組成が変化したりする不具合が生
じるため、余り高温に上げられないのが現状で、そのた
め、上記のように基板温度を３５０〜４００℃に低く留
めている。しかし、そうすれば低温加熱であるから、そ
れだけ結晶品質の良い結晶成長膜を得にくい欠点がある
。
従って、本発明はそのような欠点を軽減させて、良質の
結晶膜を成長することを目的とした結晶成長方法を提案
するものである。
結晶膜を成長することを目的とした結晶成長方法を提案
するものである。
その課題は、被成長基板上に格子定数の異なる異種結晶
膜を成長する結晶成長方法において、坩堝上で被成長基
板を低温度に加熱してアモルファス膜を成長する第１の
工程と、 次いで、坩堝内の原料ガスを蒸発させる加熱温度を調整
し、被成長基板面の膜成長と再蒸発とが平衡するように
制御して、坩堝上で被成長基板を高塩度に加熱して前記
アモルファス膜を結晶膜に固相成長する第２の工程と、 次いで、坩堝上で被成長基板を所定の成長温度に加熱し
て新たな結晶膜を前記結晶膜に積層成長する第３の工程
とが含まれる結晶成長方法によって解決される。
膜を成長する結晶成長方法において、坩堝上で被成長基
板を低温度に加熱してアモルファス膜を成長する第１の
工程と、 次いで、坩堝内の原料ガスを蒸発させる加熱温度を調整
し、被成長基板面の膜成長と再蒸発とが平衡するように
制御して、坩堝上で被成長基板を高塩度に加熱して前記
アモルファス膜を結晶膜に固相成長する第２の工程と、 次いで、坩堝上で被成長基板を所定の成長温度に加熱し
て新たな結晶膜を前記結晶膜に積層成長する第３の工程
とが含まれる結晶成長方法によって解決される。
即ち、本発明にかかる二段階成長法は、同相成長させる
第２の工程において、被成長基板を坩堝上に配置したま
ま、坩堝の加熱温度を制御して、被成長基板面の膜成長
速度と再蒸発速度とが平衡になるように調整し、被成長
基板を高温度に加熱して前記アモルファス膜を結晶膜に
固相成長させることを特徴とする。
第２の工程において、被成長基板を坩堝上に配置したま
ま、坩堝の加熱温度を制御して、被成長基板面の膜成長
速度と再蒸発速度とが平衡になるように調整し、被成長
基板を高温度に加熱して前記アモルファス膜を結晶膜に
固相成長させることを特徴とする。
そうすると、成長膜が再蒸発して消失したり、また、組
成が変化したりする問題がなく、高温度で同相成長が行
われて、欠陥の少ない良質の結晶膜が得られる。
成が変化したりする問題がなく、高温度で同相成長が行
われて、欠陥の少ない良質の結晶膜が得られる。
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
従来例と同じ（ＧａＡｓ基板にＣｄＴｅ膜を成長する実
施例によって、第１図および第２図を参照して本発明に
かかる二段階成長法を説明する。まず、第１の工程とし
てＣｄＴｅソース３１を５３０’Ｃ，Ｃｄ補給ソース３
２を２３０℃に加熱してＣｄＴｅ＠ｇ発させ、１００℃
程度あるいはそれ以下の低温度に加熱したＧａＡｓ基板
２上に薄いアモルファスＣｄＴｅ膜５’（１１９１２０
０〜３００人）を被着する（第２図（ａｌ参照）。この
工程は従来法と同様である。
施例によって、第１図および第２図を参照して本発明に
かかる二段階成長法を説明する。まず、第１の工程とし
てＣｄＴｅソース３１を５３０’Ｃ，Ｃｄ補給ソース３
２を２３０℃に加熱してＣｄＴｅ＠ｇ発させ、１００℃
程度あるいはそれ以下の低温度に加熱したＧａＡｓ基板
２上に薄いアモルファスＣｄＴｅ膜５’（１１９１２０
０〜３００人）を被着する（第２図（ａｌ参照）。この
工程は従来法と同様である。
次いで、第２の工程としてアモルファスＣｄＴｅ膜５“
を被着したＧａＡｓ基板２を坩堝３上にＲ置したまま、
基板温度を５００°Ｃに高くして結晶ＣｄＴｅＩ］奨５
を固相成長する（第２図（ｂ）参照）。その際、坩堝の
加熱温度を調整して、ＧａＡｓ基板２面の５００°Ｃに
おける成長膜の再蒸発速度と坩堝３からの蒸発によるＣ
ｄＴｅ膜の成長速度とが平衡になるように制御■する。
を被着したＧａＡｓ基板２を坩堝３上にＲ置したまま、
基板温度を５００°Ｃに高くして結晶ＣｄＴｅＩ］奨５
を固相成長する（第２図（ｂ）参照）。その際、坩堝の
加熱温度を調整して、ＧａＡｓ基板２面の５００°Ｃに
おける成長膜の再蒸発速度と坩堝３からの蒸発によるＣ
ｄＴｅ膜の成長速度とが平衡になるように制御■する。
例えば、ＧａＡｓ１板の温度を５００℃にすると、坩堝
の温度を約６００°Ｃと高くして再蒸発と膜成長とが平
衡になるように制御する。そのように、平衡状態を保っ
て、ＧａＡｓ基板の温度を従来の温度（３５０〜４００
’Ｃ）よりも高くすれば、組成変動がなく結晶欠陥の少
ない良質の結晶ＣｄＴｅ膜が得られる。
の温度を約６００°Ｃと高くして再蒸発と膜成長とが平
衡になるように制御する。そのように、平衡状態を保っ
て、ＧａＡｓ基板の温度を従来の温度（３５０〜４００
’Ｃ）よりも高くすれば、組成変動がなく結晶欠陥の少
ない良質の結晶ＣｄＴｅ膜が得られる。
次いで、第３の工程として第１の工程と同じくＣｄＴｅ
ソース３１を５３０℃、 Ｃｄ補給ソース３２を２３０
°Ｃに戻してＣｄＴｅを蒸発させ、ＧａＡｓ基板２を３
００℃の低温度に加熱して長時間（０，５〜２時間）保
持し、結晶ＣｄＴｅ膜５上に新たな膜厚数μｍの結晶Ｃ
ｄＴｅ膜５０を成長させる（第２図（Ｃ）参照）。
ソース３１を５３０℃、 Ｃｄ補給ソース３２を２３０
°Ｃに戻してＣｄＴｅを蒸発させ、ＧａＡｓ基板２を３
００℃の低温度に加熱して長時間（０，５〜２時間）保
持し、結晶ＣｄＴｅ膜５上に新たな膜厚数μｍの結晶Ｃ
ｄＴｅ膜５０を成長させる（第２図（Ｃ）参照）。
このようにすれば、基盤になるアモルファスＣｄＴｅ膜
から固相成長させた結晶ＣｄＴｅ膜５が良質の結晶膜の
ために、欠陥の少ない高品位な結晶ＣｄＴｅ膜５０が成
長する。
から固相成長させた結晶ＣｄＴｅ膜５が良質の結晶膜の
ために、欠陥の少ない高品位な結晶ＣｄＴｅ膜５０が成
長する。
尚、本発明にかかる結晶成長法は上記例のようなＣｄＴ
ｅ膜のみならず他の結晶成長膜にも適用できるが、Ｇａ
Ａｓ膜などの蒸気圧の高い元素を含んだ結晶膜の成長に
特に存効な方法である。
ｅ膜のみならず他の結晶成長膜にも適用できるが、Ｇａ
Ａｓ膜などの蒸気圧の高い元素を含んだ結晶膜の成長に
特に存効な方法である。
Ｃ発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる二段階
成長法によれば、従来よりも結晶品質の良い結晶成長膜
を得ることができる効果のあるものである。
成長法によれば、従来よりも結晶品質の良い結晶成長膜
を得ることができる効果のあるものである。
第１図は結晶成長装置の概要断面図、
第２図は二段階成長法の成長工程順断面図である。
図において、
１は真空チャンバ、
２はＧａＡｓ基板（被成長基板）、
３は坩堝、
５゛はアモルファスＣｄＴｅ膜、
５．５０は結晶ＣｄＴｅ膜、
３０はパンフル、
３１はＣｄＴｅソース、
３２はＣｄ補給ソース、
２＋１は基板ヒータ、
３］１は坩堝ヒータ
を示している。
二醗階八長伝乳枚長工程ｌ゛唾釘面面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被成長基板上に該被成長基板と格子定数の異なる異種結
晶膜を成長する結晶成長方法において、原料ガスを蒸発
させる坩堝上で被成長基板を低温度に加熱してアモルフ
ァス膜を成長する第１の工程と、 次いで、前記坩堝内の原料ガスを蒸発させる加熱温度を
調整し、被成長基板面の膜成長と再蒸発とが平衡するよ
うに制御して、前記坩堝上で被成長基板を高温度に加熱
して前記アモルファス膜を結晶膜に固相成長する第２の
工程と、 次いで、原料ガスを蒸発させる坩堝上で被成長基板を所
定の成長温度に加熱して新たな結晶膜を前記結晶膜に積
層成長する第３の工程とが含まれてなることを特徴とす
る結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22385788A JPH0271533A (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22385788A JPH0271533A (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271533A true JPH0271533A (ja) | 1990-03-12 |
Family
ID=16804797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22385788A Pending JPH0271533A (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0271533A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07202228A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | Ｈｇを含む化合物半導体の保護膜形成方法 |
| JPH07201890A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5660719A (en) * | 1994-12-23 | 1997-08-26 | Kurtz; Mark E. | Ultraviolet light apparatus for fluid purification |
-
1988
- 1988-09-06 JP JP22385788A patent/JPH0271533A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07202228A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | Ｈｇを含む化合物半導体の保護膜形成方法 |
| JPH07201890A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5660719A (en) * | 1994-12-23 | 1997-08-26 | Kurtz; Mark E. | Ultraviolet light apparatus for fluid purification |
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