JPH0582458A - 半導体結晶の製造方法 - Google Patents
半導体結晶の製造方法Info
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- JPH0582458A JPH0582458A JP23846891A JP23846891A JPH0582458A JP H0582458 A JPH0582458 A JP H0582458A JP 23846891 A JP23846891 A JP 23846891A JP 23846891 A JP23846891 A JP 23846891A JP H0582458 A JPH0582458 A JP H0582458A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体結晶の製造方法に関し、サファイアの
ような異種基板上にCdTe結晶層を介してHg1-x Cdx Te結
晶をエピタキシャル成長する場合、CdTe結晶層とHg1-x
Cdx Te結晶の間に相互拡散層が形成されない方法の提供
を目的とする。 【構成】 基板１上に形成すべき化合物半導体結晶の構
成原子を含む結晶層を予め成長後、該基板１とエピタキ
シャル成長用メルト４をアンプル５内に封入し、該基板
１をエピタキシャル成長用メルト４に接触させ、該メル
ト４の温度を降下させながら該基板１上に化合物半導体
結晶を液相エピタキシャル成長する方法に於いて、前記
基板１上に化合物半導体結晶を液相エピタキシャル成長
後、該基板１よりエピタキシャル成長用メルト４を分離
した後、前記エピタキシャル成長用メルト４の温度を、
前記基板１よりエピタキシャル成長用メルト４を分離し
た時の温度に保持した状態で、前記基板１を所定時間熱
処理することで構成する。
ような異種基板上にCdTe結晶層を介してHg1-x Cdx Te結
晶をエピタキシャル成長する場合、CdTe結晶層とHg1-x
Cdx Te結晶の間に相互拡散層が形成されない方法の提供
を目的とする。 【構成】 基板１上に形成すべき化合物半導体結晶の構
成原子を含む結晶層を予め成長後、該基板１とエピタキ
シャル成長用メルト４をアンプル５内に封入し、該基板
１をエピタキシャル成長用メルト４に接触させ、該メル
ト４の温度を降下させながら該基板１上に化合物半導体
結晶を液相エピタキシャル成長する方法に於いて、前記
基板１上に化合物半導体結晶を液相エピタキシャル成長
後、該基板１よりエピタキシャル成長用メルト４を分離
した後、前記エピタキシャル成長用メルト４の温度を、
前記基板１よりエピタキシャル成長用メルト４を分離し
た時の温度に保持した状態で、前記基板１を所定時間熱
処理することで構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体結晶の製造方法に
係り、特にサファイア、シリコン等の基板上にCdTe結晶
層を介してHg1-x CdxTe結晶を液相エピタキシャル成長
する方法に関する。
係り、特にサファイア、シリコン等の基板上にCdTe結晶
層を介してHg1-x CdxTe結晶を液相エピタキシャル成長
する方法に関する。
【０００２】従来より赤外線検知素子形成材料として、
水銀・カドミウム・テルル（Hg1-x Cdx Te）の化合物半
導体結晶が用いられており、このような化合物半導体結
晶は、比較的大面積の単結晶が得やすいサファイア基板
上にＭＯＣＶＤ法(Metal Organic Chemical Vapor Depo
sition) を用いてCdTe結晶層を形成し、これをエピタキ
シャル成長用基板とし、その上に液相エピタキシャル成
長方法によりHg1-x Cd x Te結晶を成長している。
水銀・カドミウム・テルル（Hg1-x Cdx Te）の化合物半
導体結晶が用いられており、このような化合物半導体結
晶は、比較的大面積の単結晶が得やすいサファイア基板
上にＭＯＣＶＤ法(Metal Organic Chemical Vapor Depo
sition) を用いてCdTe結晶層を形成し、これをエピタキ
シャル成長用基板とし、その上に液相エピタキシャル成
長方法によりHg1-x Cd x Te結晶を成長している。
【０００３】
【従来の技術】従来の液相エピタキシャル成長方法につ
いて述べると、図6(c)に示すように、サファイア基板１
上にCdTe結晶層21をＭＯＣＶＤ法で形成する。
いて述べると、図6(c)に示すように、サファイア基板１
上にCdTe結晶層21をＭＯＣＶＤ法で形成する。
【０００４】次いで図6(a)に示すように、このCdTe結晶
層21を形成したサファイア基板１を支持板２に保持した
状態でエピタキシャル成長用の治具３に設置する。そし
て該基板１の裏面側の空間部に水銀、カドミウム、テル
ルを所定量混合して溶融後、固化したエピタキシャル成
長用メルト( 合金) ４を設置した状態で、前記基板１を
アンプル５の内部に封入する。
層21を形成したサファイア基板１を支持板２に保持した
状態でエピタキシャル成長用の治具３に設置する。そし
て該基板１の裏面側の空間部に水銀、カドミウム、テル
ルを所定量混合して溶融後、固化したエピタキシャル成
長用メルト( 合金) ４を設置した状態で、前記基板１を
アンプル５の内部に封入する。
【０００５】次いで該アンプルを加熱炉( 図示せず) 内
に挿入し、図6(a)および図6(b)に示すように、上記した
エピタキシャル成長用メルト４を液相化温度ＴL (480
℃) より20〜30℃高い温度Ｔで加熱して溶融し、このエ
ピタキシャル成長用メルト４の温度を所定の温度勾配で
下降させ、該メルト４の温度が液相化温度ＴL の近傍に
成った時、アンプル５を180 度矢印Ａ方向に回転して、
サファイア基板１にエピタキシャル成長用メルト４を接
触させる。
に挿入し、図6(a)および図6(b)に示すように、上記した
エピタキシャル成長用メルト４を液相化温度ＴL (480
℃) より20〜30℃高い温度Ｔで加熱して溶融し、このエ
ピタキシャル成長用メルト４の温度を所定の温度勾配で
下降させ、該メルト４の温度が液相化温度ＴL の近傍に
成った時、アンプル５を180 度矢印Ａ方向に回転して、
サファイア基板１にエピタキシャル成長用メルト４を接
触させる。
【０００６】更に該メルトの温度を0.1 ℃/minの温度勾
配で降下させながら60分間保つ。次いでアンプル５を矢
印Ｂ方向に再び180 度回転させて該基板１上に付着して
いるエピタキシャル成長用メルト４を分離するワイプオ
フの操作に依り、該基板１上に約30μm の厚さのHg1-x
Cdx Te結晶をエピタキシャル成長している。
配で降下させながら60分間保つ。次いでアンプル５を矢
印Ｂ方向に再び180 度回転させて該基板１上に付着して
いるエピタキシャル成長用メルト４を分離するワイプオ
フの操作に依り、該基板１上に約30μm の厚さのHg1-x
Cdx Te結晶をエピタキシャル成長している。
【０００７】その後、図6(b)に示すように、加熱炉の温
度を室温迄下降させてアンプルを取り出す。
度を室温迄下降させてアンプルを取り出す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した方法によれ
ば、サファイア基板１上に形成したCdTe結晶層21は、サ
ファイア基板１をエピタキシャル成長用メルト４に接触
させてHg1-x Cdx Te結晶を液相エピタキシャル成長する
と、若干、Hg1-x Cdx Te結晶に変換する。
ば、サファイア基板１上に形成したCdTe結晶層21は、サ
ファイア基板１をエピタキシャル成長用メルト４に接触
させてHg1-x Cdx Te結晶を液相エピタキシャル成長する
と、若干、Hg1-x Cdx Te結晶に変換する。
【０００９】然し、そのCdTe結晶層がHg1-x CdxTe結晶
に変換した場合のx 値は、液相エピタキシャル成長した
Hg1-x Cdx Te結晶のｘ値に比較して高く、Hg1-xCdx Te
の液相エピタキシャル成長途中にHgとCdの相互拡散によ
り、図７の矢印Ｃに示すように、サファイア基板とエピ
タキシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶の境界近傍に、ｘ
値が変動している相互拡散層を生じている。
に変換した場合のx 値は、液相エピタキシャル成長した
Hg1-x Cdx Te結晶のｘ値に比較して高く、Hg1-xCdx Te
の液相エピタキシャル成長途中にHgとCdの相互拡散によ
り、図７の矢印Ｃに示すように、サファイア基板とエピ
タキシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶の境界近傍に、ｘ
値が変動している相互拡散層を生じている。
【００１０】赤外線検知素子が検知する波長はHg1-x Cd
x Te結晶のx 値に対して変化するので、該検知素子を形
成するためには、x 値が均一なHg1-x Cdx Te結晶のエピ
タキシャル層の厚さが所定厚さ必要となる。
x Te結晶のx 値に対して変化するので、該検知素子を形
成するためには、x 値が均一なHg1-x Cdx Te結晶のエピ
タキシャル層の厚さが所定厚さ必要となる。
【００１１】上記した相互拡散層は、エピタキシャル成
長方向に沿って、組成勾配（ｘ／結晶成長寸法）が急峻
な層であり、作成する赤外線検知素子に悪影響を及ぼす
恐れがある。
長方向に沿って、組成勾配（ｘ／結晶成長寸法）が急峻
な層であり、作成する赤外線検知素子に悪影響を及ぼす
恐れがある。
【００１２】そこで、本出願人は以前に特開平2-263433
号に於いて、基板とエピタキシャル成長用メルトとを接
触させて、基板上に化合物半導体結晶を液相エピタキシ
ャル成長する以前に、液相化温度（480 ℃) に加熱した
エピタキシャル成長用メルトの雰囲気内に長時間基板を
曝し、前記したサファイア基板上のCdTe結晶層を、等温
気相成長方法によりHg1-x Cdx Te結晶に変換する方法を
提案している。
号に於いて、基板とエピタキシャル成長用メルトとを接
触させて、基板上に化合物半導体結晶を液相エピタキシ
ャル成長する以前に、液相化温度（480 ℃) に加熱した
エピタキシャル成長用メルトの雰囲気内に長時間基板を
曝し、前記したサファイア基板上のCdTe結晶層を、等温
気相成長方法によりHg1-x Cdx Te結晶に変換する方法を
提案している。
【００１３】然し、この従来の方法では、長時間基板を
エピタキシャル成長用メルトの雰囲気に曝す間に、サフ
ァイア基板上に形成した１μm 程度のCdTe結晶層の薄層
にピットと称する凹部が形成され、そのため、その上に
Hg1-x Cdx Te結晶を液相エピタキシャル成長すると、形
成されるHg1-x Cdx Te結晶もピットが多数発生する不都
合がある。また甚だしい場合には、CdTe結晶層が侵され
てサファイア基板表面が部分的に露出し、その部分には
Hg1-x Cdx Te結晶が形成されない不都合が生じる。
エピタキシャル成長用メルトの雰囲気に曝す間に、サフ
ァイア基板上に形成した１μm 程度のCdTe結晶層の薄層
にピットと称する凹部が形成され、そのため、その上に
Hg1-x Cdx Te結晶を液相エピタキシャル成長すると、形
成されるHg1-x Cdx Te結晶もピットが多数発生する不都
合がある。また甚だしい場合には、CdTe結晶層が侵され
てサファイア基板表面が部分的に露出し、その部分には
Hg1-x Cdx Te結晶が形成されない不都合が生じる。
【００１４】本発明は上記した事項に鑑みてなされたも
ので、前記した相互拡散層が形成されないようにした異
種基板上のHg1-x Cdx Te結晶成長方法の提供を目的とす
る。
ので、前記した相互拡散層が形成されないようにした異
種基板上のHg1-x Cdx Te結晶成長方法の提供を目的とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は基板上に
形成すべき化合物半導体結晶の構成原子を含む結晶層を
予め成長後、該基板とエピタキシャル成長用メルトをア
ンプル内に封入し、該基板をエピタキシャル成長用メル
トに接触させ、該メルトの温度を降下させながら該基板
上に化合物半導体結晶を成長する方法に於いて、前記基
板上に化合物半導体結晶を液相エピタキシャル成長後、
該基板よりエピタキシャル成長用メルトを分離した後、
前記エピタキシャル成長用メルトの温度を、前記基板よ
りエピタキシャル成長用メルトを分離した時の温度に保
持した状態で、前記基板を所定時間熱処理することを特
徴とする。
形成すべき化合物半導体結晶の構成原子を含む結晶層を
予め成長後、該基板とエピタキシャル成長用メルトをア
ンプル内に封入し、該基板をエピタキシャル成長用メル
トに接触させ、該メルトの温度を降下させながら該基板
上に化合物半導体結晶を成長する方法に於いて、前記基
板上に化合物半導体結晶を液相エピタキシャル成長後、
該基板よりエピタキシャル成長用メルトを分離した後、
前記エピタキシャル成長用メルトの温度を、前記基板よ
りエピタキシャル成長用メルトを分離した時の温度に保
持した状態で、前記基板を所定時間熱処理することを特
徴とする。
【００１６】また前記基板上にエピタキシャル成長用メ
ルトを接触後、該メルトの下降温度勾配を低減させ、所
定時間該メルトに基板を接触した後、該基板よりエピタ
キシャル成長用メルトを分離することを特徴とする。
ルトを接触後、該メルトの下降温度勾配を低減させ、所
定時間該メルトに基板を接触した後、該基板よりエピタ
キシャル成長用メルトを分離することを特徴とする。
【００１７】また化合物半導体結晶を成長した基板を複
数枚、エピタキシャル成長用メルトと共に別個のアンプ
ル内に封入し、該エピタキシャル成長用メルトの液相化
温度近傍で該基板を、所定時間熱処理することを特徴と
する。
数枚、エピタキシャル成長用メルトと共に別個のアンプ
ル内に封入し、該エピタキシャル成長用メルトの液相化
温度近傍で該基板を、所定時間熱処理することを特徴と
する。
【００１８】また化合物半導体結晶を成長した基板を複
数枚、水銀と共に別個のアンプル内に封入し、所定時
間、所定温度で熱処理した後、更に熱処理温度を変化さ
せて所定時間保つことで、前記化合物半導体結晶の水銀
の空孔を埋めて該結晶のキャリア濃度を制御することを
特徴とする。
数枚、水銀と共に別個のアンプル内に封入し、所定時
間、所定温度で熱処理した後、更に熱処理温度を変化さ
せて所定時間保つことで、前記化合物半導体結晶の水銀
の空孔を埋めて該結晶のキャリア濃度を制御することを
特徴とする。
【００１９】
【作用】本発明に於いて請求項１の方法は、CdTe結晶層
を形成したサファイア基板上にHg1-x Cdx Teの化合物半
導体結晶を液相エピタキシャル成長方法で成長した後、
該基板上よりエピタキシャル成長用メルトを分離するワ
イプオフの操作を行った後、このメルトの温度で基板を
10時間以上アンプル内で該メルトの雰囲気内で曝す。
を形成したサファイア基板上にHg1-x Cdx Teの化合物半
導体結晶を液相エピタキシャル成長方法で成長した後、
該基板上よりエピタキシャル成長用メルトを分離するワ
イプオフの操作を行った後、このメルトの温度で基板を
10時間以上アンプル内で該メルトの雰囲気内で曝す。
【００２０】このようにすると、前記したCdTe結晶層、
エピタキシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶の間で相互拡
散が充分行われ、前記したサフイア基板とHg1-x Cdx Te
のエピタキシャル結晶との境界面で形成されている相互
拡散層が無くなる。
エピタキシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶の間で相互拡
散が充分行われ、前記したサフイア基板とHg1-x Cdx Te
のエピタキシャル結晶との境界面で形成されている相互
拡散層が無くなる。
【００２１】また請求項２の方法は、基板とエピタキシ
ャル成長用メルトを接触させた後、エピタキシャル成長
用メルトの温度を降下させながら、基板上にHg1-x Cdx
Te結晶をエピタキシャル成長する際に、前記エピタキシ
ャル成長用メルトの温度の下降勾配を小さくして、長時
間掛けてHg1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長する。
ャル成長用メルトを接触させた後、エピタキシャル成長
用メルトの温度を降下させながら、基板上にHg1-x Cdx
Te結晶をエピタキシャル成長する際に、前記エピタキシ
ャル成長用メルトの温度の下降勾配を小さくして、長時
間掛けてHg1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長する。
【００２２】このようにすると、前記したCdTe結晶層と
エピタキシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶との間で、相
互拡散が充分行われ、前記したサファイア基板とエピタ
キシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶の境界面で形成され
ている相互拡散層が無くなるようになる。
エピタキシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶との間で、相
互拡散が充分行われ、前記したサファイア基板とエピタ
キシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶の境界面で形成され
ている相互拡散層が無くなるようになる。
【００２３】また請求項３の方法は、請求項１、或いは
２の方法では、基板を多数枚処理することが不可能であ
るので、Hg1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長したサ
ファイア基板を、複数枚エピタキシャル成長用メルトと
共に別個のアンプル内に封入する。そしてこのエピタキ
シャル成長用メルトの温度を、該メルトの液相化温度に
保って長時間熱処理することで、前記したCdTe結晶層と
エピタキシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶との間で、相
互拡散が充分行われ、前記したサファイア基板とエピタ
キシャル結晶の境界面で形成されている相互拡散層が無
くなる。
２の方法では、基板を多数枚処理することが不可能であ
るので、Hg1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長したサ
ファイア基板を、複数枚エピタキシャル成長用メルトと
共に別個のアンプル内に封入する。そしてこのエピタキ
シャル成長用メルトの温度を、該メルトの液相化温度に
保って長時間熱処理することで、前記したCdTe結晶層と
エピタキシャル成長したHg1-x Cdx Te結晶との間で、相
互拡散が充分行われ、前記したサファイア基板とエピタ
キシャル結晶の境界面で形成されている相互拡散層が無
くなる。
【００２４】また請求項４の方法は、Hg1-x Cdx Te結晶
をエピタキシャル成長したサファイア基板を、複数枚水
銀と共に、別個のアンプル内に封入し、この水銀の温度
を450 〜500 ℃の温度に保って10時間以上の長時間加熱
処理することで、前記したCdTe結晶層とエピタキシャル
成長したHg1-x Cdx Te結晶との間で相互拡散が充分行わ
れ、前記したサファイア基板とエピタキシャル結晶の境
界面で形成されている相互拡散層が無くなる。
をエピタキシャル成長したサファイア基板を、複数枚水
銀と共に、別個のアンプル内に封入し、この水銀の温度
を450 〜500 ℃の温度に保って10時間以上の長時間加熱
処理することで、前記したCdTe結晶層とエピタキシャル
成長したHg1-x Cdx Te結晶との間で相互拡散が充分行わ
れ、前記したサファイア基板とエピタキシャル結晶の境
界面で形成されている相互拡散層が無くなる。
【００２５】更に熱処理温度を変化させて24時間、長時
間を掛けて加熱処理することで、エピタキシャル成長し
たHg1-x Cdx Te結晶の水銀の空孔が埋められ、キャリア
濃度が所定の値に制御でき、素子形成に最適なキャリア
濃度が得られる。
間を掛けて加熱処理することで、エピタキシャル成長し
たHg1-x Cdx Te結晶の水銀の空孔が埋められ、キャリア
濃度が所定の値に制御でき、素子形成に最適なキャリア
濃度が得られる。
【００２６】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例に付き詳
細に説明する。図1(a)、および図1(a)のＡ−Ａ´線断面
図の図1(b)に示すように、上記したCdTe結晶層を１μm
の厚さに形成したサファイア基板１を支持板２に保持し
た状態でエピタキシャル成長用の治具３に設置する。そ
して該基板１の裏面側の空間部に水銀、カドミウム、テ
ルルを所定量混合して溶融後、固化したエピタキシャル
成長用メルト( 合金) ４を設置した状態で、前記基板１
をアンプル５の内部に封入する。
細に説明する。図1(a)、および図1(a)のＡ−Ａ´線断面
図の図1(b)に示すように、上記したCdTe結晶層を１μm
の厚さに形成したサファイア基板１を支持板２に保持し
た状態でエピタキシャル成長用の治具３に設置する。そ
して該基板１の裏面側の空間部に水銀、カドミウム、テ
ルルを所定量混合して溶融後、固化したエピタキシャル
成長用メルト( 合金) ４を設置した状態で、前記基板１
をアンプル５の内部に封入する。
【００２７】次いで該アンプルを加熱炉( 図示せず) 内
に挿入し、図2(a)に示すように、上記したエピタキシャ
ル成長用メルト４を液相化温度ＴL (480℃) より20〜30
℃高い温度Ｔで加熱して１時間保持して溶融する。この
エピタキシャル成長用メルト４の温度を所定の温度勾配
で下降させ、該メルト４の温度が液相化温度ＴL の近傍
に成った時、アンプル５を180 度矢印Ａ方向に回転し
て、図1(c)に示すようにサファイア基板１にエピタキシ
ャル成長用メルト４を接触させる。
に挿入し、図2(a)に示すように、上記したエピタキシャ
ル成長用メルト４を液相化温度ＴL (480℃) より20〜30
℃高い温度Ｔで加熱して１時間保持して溶融する。この
エピタキシャル成長用メルト４の温度を所定の温度勾配
で下降させ、該メルト４の温度が液相化温度ＴL の近傍
に成った時、アンプル５を180 度矢印Ａ方向に回転し
て、図1(c)に示すようにサファイア基板１にエピタキシ
ャル成長用メルト４を接触させる。
【００２８】更に該メルトの温度を0.1 ℃/minの温度勾
配で降下させながら60分間保つ。次いで図1(c)のアンプ
ル５を矢印Ｂ方向に再び180 度回転させて該基板１上に
付着しているエピタキシャル成長用メルト４を分離する
ワイプオフの操作に依り、該基板１上に約30μm の厚さ
のHg1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長している。
配で降下させながら60分間保つ。次いで図1(c)のアンプ
ル５を矢印Ｂ方向に再び180 度回転させて該基板１上に
付着しているエピタキシャル成長用メルト４を分離する
ワイプオフの操作に依り、該基板１上に約30μm の厚さ
のHg1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長している。
【００２９】ここ迄の工程は従来の方法と同様である。
次いで図2(a)に示すように、このエピタキシャル成長用
メルト４を分離した時の該メルトの温度をそのまま保っ
た状態で更に10時間以上熱処理する。
次いで図2(a)に示すように、このエピタキシャル成長用
メルト４を分離した時の該メルトの温度をそのまま保っ
た状態で更に10時間以上熱処理する。
【００３０】この10時間以上熱処理することで、図５に
示すようにサファイア基板の表面よりｘ値が一定な、つ
まり相互拡散層が形成されない高品質のHg1-x Cdx Te結
晶が形成された。
示すようにサファイア基板の表面よりｘ値が一定な、つ
まり相互拡散層が形成されない高品質のHg1-x Cdx Te結
晶が形成された。
【００３１】本発明の第２実施例について述べる。CdTe
結晶層を形成したサファイア基板をエピタキシャル成長
用メルトに接触する迄の工程は、第１実施例と同様であ
る。第２実施例が従来の方法と異なる点は、図1(c)に示
したように、CdTe結晶層を形成したサファイア基板１を
エピタキシャル成長用メルト４に接触させて、Hg1- x Cd
x Teのエピタキシャル成長を開始した後、図2(b)に示す
ように、エピタキシャル成長用メルトの温度の下降勾配
を0.01℃/ min とし、従来の10倍の長時間を要してHg
1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長した後、図1(a)お
よび図1(b)に示すようにエピタキシャル成長用メルトを
分離することにある。
結晶層を形成したサファイア基板をエピタキシャル成長
用メルトに接触する迄の工程は、第１実施例と同様であ
る。第２実施例が従来の方法と異なる点は、図1(c)に示
したように、CdTe結晶層を形成したサファイア基板１を
エピタキシャル成長用メルト４に接触させて、Hg1- x Cd
x Teのエピタキシャル成長を開始した後、図2(b)に示す
ように、エピタキシャル成長用メルトの温度の下降勾配
を0.01℃/ min とし、従来の10倍の長時間を要してHg
1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長した後、図1(a)お
よび図1(b)に示すようにエピタキシャル成長用メルトを
分離することにある。
【００３２】このように長時間を掛けてHg1-x Cdx Te結
晶をエピタキシャル成長することで、CdTe結晶層と液相
エピタキシャル成長で形成されたHg1-x Cdx Te結晶の間
で充分な相互拡散が行われ、サファイア基板の表面より
x 値の変動しない、つまり相互拡散層の発生しない高品
質なエピタキシャル結晶が形成される。
晶をエピタキシャル成長することで、CdTe結晶層と液相
エピタキシャル成長で形成されたHg1-x Cdx Te結晶の間
で充分な相互拡散が行われ、サファイア基板の表面より
x 値の変動しない、つまり相互拡散層の発生しない高品
質なエピタキシャル結晶が形成される。
【００３３】本発明の第３実施例に付いて述べる。図６
の従来の方法で形成したHg1-x Cdx Te結晶を有するサフ
ァイア基板を、図3(a)に示すような別個のアンプル11内
に複数枚、処理治具12に立てた状態で前記したHg1-x Cd
x Teのエピタキシャル成長用メルト４と共に封入する。
そして、このアンプル１を加熱炉（図示せず）内に挿入
し、前記エピタキシャル成長用メルトを480 ℃の液相化
温度ＴL に加熱し、この状態で10時間熱処理を行う。
の従来の方法で形成したHg1-x Cdx Te結晶を有するサフ
ァイア基板を、図3(a)に示すような別個のアンプル11内
に複数枚、処理治具12に立てた状態で前記したHg1-x Cd
x Teのエピタキシャル成長用メルト４と共に封入する。
そして、このアンプル１を加熱炉（図示せず）内に挿入
し、前記エピタキシャル成長用メルトを480 ℃の液相化
温度ＴL に加熱し、この状態で10時間熱処理を行う。
【００３４】すると多数枚のサファイア基板上のHg1-x
Cdx Te結晶が、長時間Hg1-x Cdx Teのエピタキシャル成
長用メルトの蒸気の雰囲気内に曝されることになり、サ
ファイア基板上に形成されているCdTe結晶層とHg1-x Cd
x Te結晶の間で相互拡散が行われ、サファイア基板の表
面よりx 値の変動の無い高品質のHg1-x Cdx Te結晶が得
られる。
Cdx Te結晶が、長時間Hg1-x Cdx Teのエピタキシャル成
長用メルトの蒸気の雰囲気内に曝されることになり、サ
ファイア基板上に形成されているCdTe結晶層とHg1-x Cd
x Te結晶の間で相互拡散が行われ、サファイア基板の表
面よりx 値の変動の無い高品質のHg1-x Cdx Te結晶が得
られる。
【００３５】本発明の第４実施例に付いて述べる。図６
の従来の方法で形成したHg1-x Cdx Te結晶を有するサフ
ァイア基板を、図4(a)に示すような別個のアンプル11内
に複数枚、処理治具12に立てた状態で水銀13と共に封入
する。そして、このアンプル11を加熱炉（図示せず）内
に挿入し、図4(b)に示すように、前記水銀13の温度を45
0 〜500 ℃の温度(Ts ) に加熱し、この状態で10時間以
上熱処理を行う。
の従来の方法で形成したHg1-x Cdx Te結晶を有するサフ
ァイア基板を、図4(a)に示すような別個のアンプル11内
に複数枚、処理治具12に立てた状態で水銀13と共に封入
する。そして、このアンプル11を加熱炉（図示せず）内
に挿入し、図4(b)に示すように、前記水銀13の温度を45
0 〜500 ℃の温度(Ts ) に加熱し、この状態で10時間以
上熱処理を行う。
【００３６】すると多数枚のサファイア基板上のHg1-x
Cdx Te結晶が、長時間水銀13の蒸気の雰囲気内に曝され
ることになり、サファイア基板上に形成されているCdTe
結晶層とHg1-x Cdx Te結晶の間で相互拡散が行われ、サ
ファイア基板の表面よりx値の変動の無い高品質のHg
1-x Cdx Te結晶が得られる。
Cdx Te結晶が、長時間水銀13の蒸気の雰囲気内に曝され
ることになり、サファイア基板上に形成されているCdTe
結晶層とHg1-x Cdx Te結晶の間で相互拡散が行われ、サ
ファイア基板の表面よりx値の変動の無い高品質のHg
1-x Cdx Te結晶が得られる。
【００３７】次いで、更に水銀13の温度を400 ℃の熱処
理温度ＴM に保ち、この温度で24時間程度保つと、前記
したHg1-x Cdx Teのエピタキシャル結晶のアクセプタと
なる空格子点を水銀原子で埋めることになり、Ｐ型で10
17/cm3のキャリア濃度の所定のキャリア濃度のHg1-x Cd
x Te結晶となる。
理温度ＴM に保ち、この温度で24時間程度保つと、前記
したHg1-x Cdx Teのエピタキシャル結晶のアクセプタと
なる空格子点を水銀原子で埋めることになり、Ｐ型で10
17/cm3のキャリア濃度の所定のキャリア濃度のHg1-x Cd
x Te結晶となる。
【００３８】更に、例えばＮ型で1014/cm3のキャリア濃
度のHg1-x Cdx Te結晶を得る場合には、熱処理温度ＴM
を250 ℃に保ち、この温度で24時間熱処理すると良い。
そしてこの熱処理時間、および水銀の加熱温度を制御す
ることで素子形成に適当なＮ型、或いはＰ型の導電型
で、かつ最適なキャリア濃度が得られ、相互拡散層の無
いHg1-x Cdx Te結晶とともに、キャリア濃度が制御され
たHg1-x Cdx Te結晶が連続した熱処理工程で得られるこ
とになる。
度のHg1-x Cdx Te結晶を得る場合には、熱処理温度ＴM
を250 ℃に保ち、この温度で24時間熱処理すると良い。
そしてこの熱処理時間、および水銀の加熱温度を制御す
ることで素子形成に適当なＮ型、或いはＰ型の導電型
で、かつ最適なキャリア濃度が得られ、相互拡散層の無
いHg1-x Cdx Te結晶とともに、キャリア濃度が制御され
たHg1-x Cdx Te結晶が連続した熱処理工程で得られるこ
とになる。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたように本発明の方法によれ
ば、サファイアのような異種基板上にCdTe結晶層を介し
てHg1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長する際、CdTe
結晶層とHg1-x Cdx Te結晶との間で相互拡散層が形成さ
れない状態でHg1-x Cdx Te結晶が形成され、この結晶で
赤外線検知素子を形成すると高信頼度の素子が得られる
効果がある。
ば、サファイアのような異種基板上にCdTe結晶層を介し
てHg1-x Cdx Te結晶をエピタキシャル成長する際、CdTe
結晶層とHg1-x Cdx Te結晶との間で相互拡散層が形成さ
れない状態でHg1-x Cdx Te結晶が形成され、この結晶で
赤外線検知素子を形成すると高信頼度の素子が得られる
効果がある。
【図１】 本発明の第１および第２実施例の説明図であ
る。
る。
【図２】 本発明の第１および第２実施例の温度プログ
ラム図である。
ラム図である。
【図３】 本発明の第３実施例の説明図および温度プロ
グラム図である。
グラム図である。
【図４】 本発明の第４実施例の説明図および温度プロ
グラム図である。
グラム図である。
【図５】 本発明の方法で形成したHg1-x Cdx Te結晶の
組成分布図である。
組成分布図である。
【図６】 従来の方法の説明図と成長温度プログラム図
である。
である。
【図７】 従来の方法で形成したHg1-x Cdx Te結晶の組
成分布図である。
成分布図である。
1 CdTe／サファイア基板 2 支持板 3 治具 4 エピタキシャル成長用メルト 5,11 アンプル 12 処理治具 13 水銀
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 基板(1) 上に形成すべき化合物半導体結
晶の構成原子を含む結晶層を予め成長後、 該基板(1) とエピタキシャル成長用メルト(4) をアンプ
ル(5) 内に封入し、該基板(1) をエピタキシャル成長用
メルト(4) に接触させ、該メルト(4) の温度を降下させ
ながら該基板(1) 上に化合物半導体結晶を液相エピタキ
シャル成長する方法に於いて、 前記基板(1) 上に化合物半導体結晶を液相エピタキシャ
ル成長後、該基板(1)よりエピタキシャル成長用メルト
(4) を分離し、前記エピタキシャル成長用メルト(4) の
温度を、前記基板(1) よりエピタキシャル成長用メルト
(4) を分離した時の温度に保持した状態で、前記基板
(1) を所定時間熱処理することを特徴とする半導体結晶
の製造方法。 - 【請求項２】 基板(1) 上に形成予定の化合物半導体結
晶の構成原子を含む結晶層を予め成長後、 該基板(1) とエピタキシャル成長用メルト(4) をアンプ
ル(5) 内に封入し、該基板(1) をエピタキシャル成長用
メルト(4) に接触させ、該メルト(4) の温度を降下させ
ながら該基板(1) 上に化合物半導体結晶をエピタキシャ
ル成長する方法に於いて、 前記基板(1) 上にエピタキシャル成長用メルト(4) を接
触後、該メルト(4) の下降温度勾配を低減させ、所定時
間該メルト(4) に基板(1) を接触して該基板(1) 上にエ
ピタキシャル結晶を成長した後、該基板(1) よりエピタ
キシャル成長用メルトを分離することを特徴とする半導
体結晶の製造方法。 - 【請求項３】 基板(1) 上に形成予定の化合物半導体結
晶の構成原子を含む結晶層を予め成長後、 該基板(1) とエピタキシャル成長用メルト(4) をアンプ
ル(5) 内に封入し、該基板(1) をエピタキシャル成長用
メルト(4) に接触させ、該メルト(4) の温度を降下させ
ながら該基板(1) 上に化合物半導体結晶を液相エピタキ
シャル成長したのち、 該化合物半導体結晶を成長した基板(1) を複数枚、エピ
タキシャル成長用メルト(4) と共に別個のアンプル(11)
内に封入し、 該エピタキシャル成長用メルト(4) の液相化温度近傍で
該基板(1)を、所定時間熱処理することを特徴とする半
導体結晶の製造方法。 - 【請求項４】 基板(1) 上に形成予定の化合物半導体結
晶の構成原子を含む結晶層を予め成長後、 該基板(1) とエピタキシャル成長用メルト(4) をアンプ
ル(5) 内に封入し、該基板(1) をエピタキシャル成長用
メルト(4) に接触させ、該メルト(4) の温度を降下させ
ながら該基板(1) 上に化合物半導体結晶を液相エピタキ
シャル成長したのち、 該化合物半導体結晶を成長した基板(1) を複数枚、水銀
(13)と共に別個のアンプル(11)内に封入し、 所定時間、所定温度で熱処理した後、更に熱処理温度を
変化させて所定時間保つことで、前記化合物半導体結晶
の水銀の空孔を埋めて該結晶のキャリア濃度を制御する
ことを特徴とする半導体結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23846891A JPH0582458A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23846891A JPH0582458A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 半導体結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582458A true JPH0582458A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17030687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23846891A Pending JPH0582458A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582458A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7282190B2 (en) | 2004-05-27 | 2007-10-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Silicon layer production method and solar cell production method |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP23846891A patent/JPH0582458A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7282190B2 (en) | 2004-05-27 | 2007-10-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Silicon layer production method and solar cell production method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010227 |