JPH09286699A - Production of mercury cadmium telluride crystal - Google Patents

Production of mercury cadmium telluride crystal

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JPH09286699A
JPH09286699A JP10094696A JP10094696A JPH09286699A JP H09286699 A JPH09286699 A JP H09286699A JP 10094696 A JP10094696 A JP 10094696A JP 10094696 A JP10094696 A JP 10094696A JP H09286699 A JPH09286699 A JP H09286699A
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JP
Japan
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crystal
crystal growth
hydrogen
melt
closed tube
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Application number
JP10094696A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kato
岳 加藤
Kazuo Ozaki
一男 尾▲崎▼
Kosaku Yamamoto
功作 山本
Koji Ebe
広治 江部
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the crystal in which crystal defects due to oxide, such as surface pits or p<+> defects are remarkably reduced by performing crystal growth of a HgCdTe crystal in a specific gas atmosphere. SOLUTION: In this production, crystal growth of a HgCdTe crystal is performed in an atmosphere 18 of hydrogen with which the inside of a closed tube 11 is filled so that the pressure inside the closed tube 11 is >=0.6atm, preferably 0.8 to 1.0atm expressed in terms of pressure at ordinary temp. As a result, oxygen or oxide remaining in the closed tube 11 is effectively reduced to prevent a growing layer from being contaminated by oxygen and to reduce the generation of p<+> defects due to oxide to a <=1cm<-2> defect density that is equivalent to <=1/10 of the density of a conventional HgCdTe crystal. Preferably, the internal volume of a connection 16 of a hydrogen filling device for filling the inside of the closed tube 11 with hydrogen, that is used for connecting the device to the closed tube 11, is adjusted to a volume larger than the internal volume of the closed tube 11 to suppress the change in pressure inside the tube 11 due to the heat generated at the time of sealing the closed tube 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はHgCdTe結晶の
製造方法に関するものであり、特に、酸化物に起因する
表面ピットやp+ 欠陥等の結晶欠陥を減少させたHgC
dTe結晶の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a HgCdTe crystal, and particularly to HgC in which crystal defects such as surface pits and p + defects caused by an oxide are reduced.
The present invention relates to a method of manufacturing a dTe crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、10μm帯近傍の赤外線を検知す
る赤外線検知素子としては、Cd比が0.2近傍のHg
CdTeを用いたpn接合ダイオードが用いられている
が、高性能の赤外線検知素子を製造するために、キャリ
ア濃度制御が容易で、且つ、低欠陥の結晶成長技術が要
請されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an infrared detecting element for detecting infrared rays in the vicinity of 10 μm band, Hg having a Cd ratio of about 0.2 is used.
Although a pn junction diode using CdTe is used, a crystal growth technique with easy control of carrier concentration and low defects is required for manufacturing a high-performance infrared detection element.

【0003】従来、この様な要請に応えるために、石英
製アンプルの内部に、結晶成長用基板及び成長用メルト
を収納した結晶成長治具を挿入し、アンプル内部を真空
に排気したのち、0.2気圧の水素を充填し、次いで、
アンプルを封止したのち熱処理炉に入れ、結晶成長を行
っていた(必要ならば、例えば、特開昭60−2046
99号公報参照)。
Conventionally, in order to meet such a demand, a crystal growth jig containing a crystal growth substrate and a growth melt is inserted into a quartz ampoule, and the interior of the ampoule is evacuated to a vacuum. Fill with 2 atmospheres of hydrogen, then
After the ampoule was sealed, it was placed in a heat treatment furnace for crystal growth (if necessary, see, for example, JP-A-60-2046).
No. 99).

【0004】この様に、結晶成長時にアンプル内に水素
を充填することによって、アンプル内に残留する酸素を
還元し、成長層中への酸素の取込み及び酸化物生成に起
因する表面ピット等の欠陥発生を抑制し、また、キャリ
ア濃度も1×1014cm-3程度の低濃度に制御してい
た。
As described above, by filling hydrogen into the ampoule during crystal growth, oxygen remaining in the ampoule is reduced, and defects such as surface pits resulting from the incorporation of oxygen into the growth layer and oxide formation. Generation was suppressed and the carrier concentration was controlled to a low concentration of about 1 × 10 14 cm −3 .

【0005】なお、上記参照公報においては、水素の充
填圧を常温換算で0.5気圧(0.5kg/cm2 )程
度にする様に記載されているが、実際には、上述のよう
に0.2気圧で十分であるので、0.2気圧で結晶成長
を行っていた。
Although the above-mentioned reference describes that the filling pressure of hydrogen is about 0.5 atm (0.5 kg / cm 2 ) at room temperature, in reality, as described above, Since 0.2 atm is sufficient, the crystal was grown at 0.2 atm.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、0.2気圧、
或いは、0.5気圧の水素の充填は、キャリア濃度制
御、及び、表面ピット抑制には効果的であったが、赤外
線検知素子の画素欠陥要因の一つであるp+ 欠陥抑制に
は不十分であることがLBIC(Laser Beam
Induced Current)による結晶評価に
よって明らかになってきた。
However, 0.2 atm,
Alternatively, filling of 0.5 atm of hydrogen was effective for controlling carrier concentration and suppressing surface pits, but was insufficient for suppressing p + defects, which is one of the pixel defect factors of infrared detection elements. LBIC (Laser Beam)
It became clear by the crystal evaluation by the Induced Current.

【0007】このp+ 欠陥は、p型結晶中に存在するp
+ 型領域であり、転位クラスタが原因であると考えられ
ているが、従来の0.2気圧の水素充填では、成長層中
のp + 欠陥密度は12〜13cm-2であり、実用上問題
があった。
This p+The defects are p existing in the p-type crystal.
+Type region and is believed to be due to dislocation clusters
However, in the conventional 0.2 atm hydrogen filling,
P +Defect density is 12 to 13 cm-2And is a practical problem
was there.

【0008】したがって、本発明は、HgCdTe成長
層中のp+ 欠陥を減少させる方法を提供することを目的
とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a method of reducing p + defects in HgCdTe growth layers.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図1参照 (1)本発明は、HgCdTe結晶の製造方法におい
て、閉管1内に水素を常温換算で0.6気圧以上に充填
した水素雰囲気5中で結晶成長を行うことを特徴とす
る。
FIG. 1 is an explanatory view of the principle configuration of the present invention, and means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG. See FIG. 1 (1) In the method for producing a HgCdTe crystal, the present invention is characterized in that crystal growth is performed in a hydrogen atmosphere 5 in which hydrogen is filled in a closed tube 1 at a pressure of 0.6 atm or more at room temperature.

【0010】この様に、閉管1内に水素を常温換算で
0.6気圧以上に充填した水素雰囲気5中で結晶成長を
行うことによって、閉管1内に残留する酸素或いは酸化
物を効果的に還元し、成長層中への酸素の取込みを防止
し、酸化物に起因するp+ 欠陥の発生を従来の1/10
以下の〜1cm-2に減少することができる。
As described above, by performing crystal growth in the hydrogen atmosphere 5 in which hydrogen is filled into the closed tube 1 at a pressure of 0.6 atm or more at room temperature, oxygen or oxide remaining in the closed tube 1 can be effectively removed. Reduction of oxygen prevents oxygen from being taken into the growth layer, and reduces generation of p + defects due to oxides to 1/10 of the conventional level
It can be reduced to ~ 1 cm -2 below.

【0011】(2)また、本発明は、上記(1)におい
て、閉管1内に水素を充填する水素充填装置の閉管1と
の接続部の内容積を、閉管1の内容積よりも大きくした
ことを特徴とする。
(2) Further, according to the present invention, in the above (1), the internal volume of the connecting portion of the hydrogen filling device for filling the closed tube 1 with the closed tube 1 is made larger than the internal volume of the closed tube 1. It is characterized by

【0012】この様に、水素充填装置の閉管1との接続
部の内容積を、閉管1の内容積よりも大きくすることに
よって、封止時の熱による閉管1内の圧力変化を抑制す
ることができる。
In this way, by making the internal volume of the connecting portion of the hydrogen filling device with the closed tube 1 larger than the internal volume of the closed tube 1, it is possible to suppress the pressure change in the closed tube 1 due to heat at the time of sealing. You can

【0013】(3)また、本発明は、上記(1)または
(2)において、閉管1を封止する際に、閉管1の封止
部7以外、及び、水素充填装置の閉管1との接続部を冷
却することを特徴とする。
(3) Further, according to the present invention, in the above (1) or (2), when the closed tube 1 is sealed, the closed tube 1 other than the sealing portion 7 and the closed tube 1 of the hydrogen filling device are provided. It is characterized in that the connection part is cooled.

【0014】この様に、閉管1の封止部7以外、及び、
水素充填装置の閉管1との接続部を冷却することによっ
て、封止時の熱による閉管1内の圧力変化を抑制するこ
とができ、特に、金属からなる接続部を冷却することに
よって、Oリングの溶融等を防止することができる。
In this way, except for the sealing portion 7 of the closed tube 1, and
By cooling the connection portion of the hydrogen filling device with the closed pipe 1, it is possible to suppress the pressure change in the closed pipe 1 due to heat at the time of sealing, and in particular, by cooling the connection portion made of metal, the O-ring Can be prevented from melting.

【0015】(4)また、本発明は、上記(1)乃至
(3)のいずれかにおいて、閉管1を封止する際に、常
温換算で0.6気圧未満で水素充填用間隙を残して仮封
止したのち、水素圧力を上げて最終封止することを特徴
とする。
(4) Further, according to the present invention, in any one of the above (1) to (3), when the closed tube 1 is sealed, a hydrogen filling gap is left below 0.6 atm at room temperature. After temporary sealing, the hydrogen pressure is raised to perform final sealing.

【0016】この様に、2段階封止することによって、
最終封止の時間を短縮することができるので、封止時の
熱による閉管1内の圧力変化をより効果的に抑制するこ
とができる。
By thus performing the two-stage sealing,
Since the time of final sealing can be shortened, the pressure change in the closed tube 1 due to the heat at the time of sealing can be suppressed more effectively.

【0017】(5)また、本発明は、上記(1)乃至
(4)のいずれかにおいて、閉管1の内壁、及び、結晶
成長治具2の少なくとも一部をカーボンでコーティング
したことを特徴とする。
(5) Furthermore, the present invention is characterized in that in any one of the above (1) to (4), the inner wall of the closed tube 1 and at least a part of the crystal growth jig 2 are coated with carbon. To do.

【0018】閉管1及び結晶成長治具2は石英で構成さ
れており、この石英とCdの酸化物等とが反応しやすい
ので、閉管1の内壁、及び、結晶成長治具2の少なくと
も一部をカーボンでコーティングすることによって酸素
還元効果が高まり、p+ 欠陥の発生を抑制することがで
きる。
The closed tube 1 and the crystal growth jig 2 are made of quartz, and the quartz and the oxide of Cd easily react with each other. Therefore, at least a part of the inner wall of the closed tube 1 and the crystal growth jig 2 is formed. By coating carbon with carbon, the oxygen reduction effect is enhanced, and the generation of p + defects can be suppressed.

【0019】(6)また、本発明は、上記(5)におい
て、カーボンのコーティングを結晶成長用融液4との接
触部に施したことを特徴とする。
(6) Further, the present invention is characterized in that, in the above (5), a carbon coating is applied to a contact portion with the melt 4 for crystal growth.

【0020】この様なカーボンコーティングは、最低
限、結晶成長用融液4との接触部に施せば良く、閉管1
及び結晶成長治具2の全表面をカーボンコーティングす
る必要はない。
Such a carbon coating may be applied at least to the contact portion with the melt 4 for crystal growth, and the closed tube 1
It is not necessary to coat the entire surface of the crystal growth jig 2 with carbon.

【0021】(7)また、本発明は、上記(1)乃至
(6)のいずれかにおいて、結晶成長に先立って、結晶
成長融液用材料として、予め所定組成にした結晶成長融
液用合金を用いたことを特徴とする。
(7) Further, in the present invention according to any one of the above (1) to (6), an alloy for crystal growth melt having a predetermined composition as a material for melt for crystal growth prior to crystal growth. Is used.

【0022】結晶成長工程において、各種の結晶成長融
液用材料を溶融して、結晶成長用融液4を安定化してか
ら結晶成長を開始するには時間がかかり、その間にCd
Te基板等の結晶成長用基板3が熱的にダメージを受け
ることがあるので、予め所定組成にした結晶成長融液用
合金を用いることにより、結晶成長用融液4の形成時間
を短縮して結晶成長用基板3の受けるダメージを軽減す
ることができる。
In the crystal growth step, it takes time to start crystal growth after melting the various crystal growth melt materials and stabilizing the crystal growth melt 4, and during that time, Cd
Since the crystal growth substrate 3 such as a Te substrate may be thermally damaged, it is possible to shorten the formation time of the crystal growth melt 4 by using a crystal growth melt alloy having a predetermined composition in advance. Damage to the crystal growth substrate 3 can be reduced.

【0023】(8)また、本発明は、上記(7)におい
て、結晶成長融液用合金を、カーボンコーティング部と
カーボン未コーティング部とからなる融液作製治具を用
いて形成する際に、常温換算で0.6気圧以上に水素を
充填した閉管内において、カーボンコーティング部で結
晶成長融液用原料を溶融させたのち、カーボン未コーテ
ィング部に融液を移して固化させることを特徴とする。
(8) Further, in the present invention according to the above (7), when the alloy for crystal growth melt is formed by using a melt producing jig consisting of a carbon coated portion and a carbon uncoated portion, Characterized by melting the raw material for crystal growth melt in the carbon coating part in a closed tube filled with hydrogen at 0.6 atm at room temperature or higher, and then transferring and solidifying the melt to the carbon non-coating part .

【0024】この様に、結晶成長融液用合金の形成の際
にも、結晶成長融液用合金中にできるだけ酸素が取り込
まれないように、常温換算で0.6気圧以上の水素雰囲
気中で行うことが重要であり、また、融液作製治具をカ
ーボンコーティング部とカーボン未コーティング部とか
ら構成し、カーボンコーティング部で結晶成長融液用原
料を溶融させることによって酸素還元効果を高め、且
つ、カーボン未コーティング部に融液を移して固化させ
ることにより、結晶成長融液用合金がカーボンコーティ
ング部に固着することを防止することができる。
As described above, even when the alloy for crystal growth melt is formed, in a hydrogen atmosphere of 0.6 atm or more in terms of room temperature so that oxygen is not taken into the alloy for crystal growth melt as much as possible. It is important to do this, and the melt preparation jig is composed of a carbon coating part and a carbon non-coating part, and the oxygen reduction effect is enhanced by melting the raw material for crystal growth melt in the carbon coating part, and The alloy for crystal growth melt can be prevented from sticking to the carbon-coated portion by transferring and solidifying the melt to the carbon-uncoated portion.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態を図2
及び図3を参照して説明する。 図2(a)参照 まず、石英製の結晶成長用アンプル11内に、CdTe
基板13及びHgCdTeメルト用合金14を収容した
結晶成長治具12を挿入し、次いで、結晶成長用アンプ
ル11の開放端にアンプル封止用内管15を挿入し、こ
の開放端を真空排気装置を兼ねる水素充填装置のアンプ
ル接続部16にOリングを介して気密に取り付ける。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. See FIG. 2 (a). First, CdTe is placed in a quartz crystal growth ampoule 11.
The crystal growth jig 12 accommodating the substrate 13 and the HgCdTe melt alloy 14 is inserted, then the inner tube 15 for ampoule sealing is inserted into the open end of the crystal growth ampoule 11, and the open end is connected to a vacuum exhaust device. The ampoule connection part 16 of the double hydrogen filling device is attached airtightly via an O-ring.

【0026】なお、この場合の水素充填装置のアンプル
接続部16の内容積は、封止時の圧力変化を抑制するた
めに、結晶成長用アンプル11の内容積よりも十分大き
くすることが重要である。
In this case, it is important that the internal volume of the ampoule connection portion 16 of the hydrogen filling device is sufficiently larger than the internal volume of the crystal growth ampoule 11 in order to suppress the pressure change during sealing. is there.

【0027】また、この場合のHgCdTeメルト用合
金14は、HgとCdとTeの組成比が、モル比でH
g:Cd:Te=20:1:79になるように予め溶融
固化したものであり、この組成比は成長しようとするH
gCdTe結晶の組成比に応じて適宜変更するものであ
る。
Further, in this case, the alloy 14 for HgCdTe melt has a composition ratio of Hg, Cd and Te of H in terms of molar ratio.
The composition was previously melted and solidified so that g: Cd: Te = 20: 1: 79.
It is appropriately changed according to the composition ratio of the gCdTe crystal.

【0028】次いで、真空排気装置を兼ねる水素充填装
置によって、結晶成長用アンプル11の内部を十分真空
排気したのち、結晶成長用アンプル11の内部に水素充
填装置から水素を送り込み、0.6気圧以下、例えば、
0.4気圧になった状態でアンプル封止部17をバーナ
ーを用いて加熱することによって、アンプル封止用内管
15と結晶成長用アンプル11との間に水素充填用の間
隙19を残して仮封止する。
Then, the inside of the crystal growth ampoule 11 is sufficiently evacuated by a hydrogen filling device which also serves as a vacuum exhaust device, and then hydrogen is fed into the inside of the crystal growth ampoule 11 from the hydrogen filling device to 0.6 atmospheric pressure or less. , For example,
By heating the ampoule sealing portion 17 with a burner in a state of 0.4 atm, a gap 19 for hydrogen filling is left between the ampoule sealing inner tube 15 and the crystal growth ampoule 11. Temporarily seal.

【0029】図2(b)参照 次いで、さらに、結晶成長用アンプル11の内部に水素
充填装置から水素を送り込み、常温換算で0.6気圧以
上、例えば、0.8気圧になった状態で、再びアンプル
封止部17をバーナーを用いて加熱することによって最
終封止を行う。
Next, referring to FIG. 2 (b), hydrogen is further fed into the crystal growth ampoule 11 from the hydrogen filling device, and when it reaches 0.6 atm or more, for example, 0.8 atm at room temperature, Final sealing is performed by heating the ampoule sealing portion 17 again using a burner.

【0030】なお、仮封止及び最終封止の工程におい
て、バーナーの熱による結晶成長用アンプル11の内部
の圧力が上昇しないように、結晶成長用アンプル11の
アンプル封止部17以外の部分、及び、水素充填装置の
アンプル接続部16を冷却することが望ましく、冷却す
ることによって水素充填装置のアンプル接続部16にお
けるOリングの溶融も防止することができる。
In the steps of temporary sealing and final sealing, a portion other than the ampoule sealing portion 17 of the crystal growth ampoule 11 is prevented so that the pressure inside the crystal growth ampoule 11 due to the heat of the burner does not rise. Also, it is desirable to cool the ampoule connection portion 16 of the hydrogen filling device, and by cooling, it is possible to prevent melting of the O-ring in the ampoule connection portion 16 of the hydrogen filling device.

【0031】また、この場合の冷却手段としては、水を
含ませた布を結晶成長用アンプル11のアンプル封止部
17以外の部分、及び、水素充填装置のアンプル接続部
16に巻き付ける方法が簡便であるが、液体窒素を吹き
つけることによって冷却しても良いものである。
As a cooling means in this case, a method of winding a cloth containing water around the ampoule sealing part 17 of the crystal growth ampoule 11 and the ampoule connection part 16 of the hydrogen filling device is simple. However, it may be cooled by blowing liquid nitrogen.

【0032】次いで、図示しないものの、封止した結晶
成長用アンプル11を水素充填装置から取り外したの
ち、熱処理炉に挿入し、次いで、500℃に昇温したの
ち0.1℃/分の降温速度で冷却することによって、C
dTe基板13上にHgCdTe結晶をエピタキシャル
成長させる。
Next, although not shown, the sealed crystal-growing ampoule 11 is removed from the hydrogen filling device, inserted into a heat treatment furnace, heated to 500 ° C., and then cooled to 0.1 ° C./min. By cooling with C
An HgCdTe crystal is epitaxially grown on the dTe substrate 13.

【0033】図3参照 図3は、成長させたHgCdTe結晶中のp+ 欠陥の水
素充填圧依存性を示す図であり、0.2〜0.4気圧で
12〜13cm-2であったp+ 欠陥が、水素充填圧を
0.6以上にすることによって1cm-2程度に低減し、
この様なHgCdTe結晶を用いて赤外線検知素子を構
成しても画素欠陥はほとんど起こらない。
See FIG. 3. FIG. 3 is a diagram showing the hydrogen filling pressure dependency of p + defects in the grown HgCdTe crystal, which was 12 to 13 cm −2 at 0.2 to 0.4 atm. + Defects are reduced to about 1 cm -2 by setting the hydrogen filling pressure to 0.6 or more,
Even if an infrared detecting element is constructed using such HgCdTe crystal, pixel defects hardly occur.

【0034】なお、この場合の水素充填圧は、0.6気
圧以上であれば良いが、0.8気圧以上であることがよ
り望ましく、また、この様な封止は通常は常圧下で行う
ので、結晶成長用アンプル11の内圧が1気圧以上にな
ると、加熱により軟化したアンプル封止部17が外側に
脹らみ、封止ができなくなるので、水素充填圧は1気圧
以下にする必要がある。
In this case, the hydrogen filling pressure may be 0.6 atm or more, but it is more preferably 0.8 atm or more, and such sealing is usually performed under normal pressure. Therefore, when the internal pressure of the crystal growth ampoule 11 becomes 1 atm or more, the ampoule sealing portion 17 softened by heating expands to the outside and sealing cannot be performed. Therefore, the hydrogen filling pressure needs to be 1 atm or less. is there.

【0035】また、この第1の実施の形態においては、
従来と同様に表面ピット等の結晶欠陥の発生も十分抑制
することができ、さらに、キャリア濃度の制御性も従来
とほぼ同様であった。
Further, in the first embodiment,
The generation of crystal defects such as surface pits can be sufficiently suppressed as in the conventional case, and the controllability of the carrier concentration is almost the same as in the conventional case.

【0036】なお、上記の第1の実施の形態において
は、予め仮封止することによって最終封止にかかる時間
を短くして、圧力の変化を抑制しているが、必ずしも2
段階封止を行う必要はなく、最初から0.6気圧以上に
水素を充填した状態で最終的な封止を行って良いもので
ある。
In the first embodiment described above, the time required for final sealing is shortened by performing temporary sealing in advance to suppress the change in pressure.
It is not necessary to perform stepwise sealing, and final sealing may be performed in a state where hydrogen is filled to 0.6 atm or more from the beginning.

【0037】また、上記の第1の実施の形態において
は、通常の石英製の結晶成長用アンプル11及び結晶成
長治具12を用いているが、石英はCdの酸化物と反応
しやすく、酸素の影響が残存しやすいので、石英表面を
厚さ100〜500nmのカーボンでコーティングして
水素による酸素還元効果を高めても良い。
Further, in the above-mentioned first embodiment, the usual quartz-made crystal-growing ampoule 11 and crystal-growing jig 12 are used. However, quartz easily reacts with the oxide of Cd, and oxygen Since the effect of (3) tends to remain, the quartz surface may be coated with carbon having a thickness of 100 to 500 nm to enhance the oxygen reduction effect by hydrogen.

【0038】その場合には、結晶成長用アンプル11及
び結晶成長治具12の全表面をカーボンコーティングす
る必要は必ずしもなく、結晶成長用融液(メルト)と接
触する部分のみをカーボンでコーティングしても良いも
のである。
In this case, it is not always necessary to coat the entire surfaces of the crystal-growing ampoule 11 and the crystal-growing jig 12 with carbon, and only the portion in contact with the crystal-growing melt is coated with carbon. Is also good.

【0039】次に、図4を参照して、上記第1の実施の
形態において用いるHgCdTeメルト用合金の製造方
法に関する第2の実施の形態を説明する。 図4(a)参照 まず、石英製の成長用メルト作製用アンプル21内に、
メルト作製原料25、例えば、モル比でHg:Cd:T
e=20:1:79となる、Hg、Cd、及び、Teを
収容したメルト作製治具22を挿入したのち、第1の実
施の形態と同様に水素充填装置を用いて、成長用メルト
作製用アンプル21内の水素圧が常温換算で0.6気圧
以上、例えば、0.8気圧になるようにした状態で封止
する。
Next, with reference to FIG. 4, a second embodiment of the method for producing the alloy for HgCdTe melt used in the first embodiment will be described. See FIG. 4 (a). First, in an ampoule 21 for producing a melt for growth made of quartz,
Melt producing raw material 25, for example, Hg: Cd: T in a molar ratio
After inserting the melt producing jig 22 containing Hg, Cd, and Te, in which e = 20: 1: 79, the melt for producing was prepared using the hydrogen filling device as in the first embodiment. The ampoule 21 for sealing is sealed in a state where the hydrogen pressure in the ampoule 21 is 0.6 atmospheric pressure or more, for example, 0.8 atmospheric pressure.

【0040】なお、この封止方法は、第1の実施の形態
の様に2段階封止であっても、1段階封止であっても良
く、また、成長用メルト作製用アンプル21のアンプル
封止部27以外、及び、水素充填装置のアンプル接続部
(図示せず)を冷却しながら行っても良い。
The sealing method may be two-step sealing as in the first embodiment or one-step sealing, and the ampoule 21 for the growth melt making ampoule 21 may be used. It may be performed while cooling the ampoule connection part (not shown) of the hydrogen filling device other than the sealing part 27.

【0041】また、この場合のメルト作製治具22はカ
ーボン未コーティング部23とカーボンコーティング部
24から構成され、上下に分割可能になっており、最初
の段階では、カーボンコーティング部24が下になるよ
うに配置する。
Further, the melt producing jig 22 in this case is composed of an uncoated carbon portion 23 and a carbon coating portion 24, and can be divided into upper and lower parts. In the initial stage, the carbon coating portion 24 is at the bottom. To arrange.

【0042】図4(b)参照 次いで、成長用メルト作製用アンプル21を熱処理炉に
挿入し、600〜700℃において8〜10時間加熱す
ることにより、均一に溶融したHgCdTeメルト29
を形成する。
Then, the ampoule 21 for producing the melt for growth is inserted into a heat treatment furnace and heated at 600 to 700 ° C. for 8 to 10 hours to uniformly melt the HgCdTe melt 29.
To form

【0043】図4(c)参照 次いで、冷却する際に、メルト作製治具22の上下を反
転させ、HgCdTeメルト29をカーボン未コーティ
ング部23に移してから固化させて、HgCdTeメル
ト用合金30を形成する。
Next, when cooling, the melt-making jig 22 is turned upside down, the HgCdTe melt 29 is transferred to the carbon-uncoated portion 23, and then solidified to obtain the HgCdTe melt alloy 30. Form.

【0044】この場合も、常温換算で0.6気圧以上の
水素雰囲気中で熱処理を行うので、成長用メルト作製用
アンプル21内に残存する酸素を還元することができ、
HgCdTeメルト用合金30内に酸素或いは酸化物が
取り込まれることがなく、このHgCdTeメルト用合
金30を用いて、上記第1の実施の形態のように結晶成
長を行うことによって、酸素に起因するp+ 欠陥をより
効果的に抑制することができる。
Also in this case, since the heat treatment is carried out in a hydrogen atmosphere of 0.6 atm at room temperature, oxygen remaining in the growth melt making ampoule 21 can be reduced.
Oxygen or oxide is not taken into the HgCdTe melt alloy 30. By using this HgCdTe melt alloy 30 to perform crystal growth as in the first embodiment, oxygen-induced p + Defects can be suppressed more effectively.

【0045】この第2の実施の形態の形態においては、
HgCdTeメルト29の溶融時の酸素との反応を防止
し、また、固化時におけるHgCdTeメルト用合金3
0のメルト作製治具22への固着・付着を防止するため
に、カーボン未コーティング部23とカーボンコーティ
ング部24から構成されたメルト作製治具22を用いて
いるが、必ずしもこの様な治具に限られるものではな
く、カーボン未コーティング部のみからなるメルト作製
治具、或いは、カーボンコーティング部のみからなるメ
ルト作製治具を用いても良く、この場合には、当然、固
化時にメルト作製治具を反転させる必要はない。
In the form of this second embodiment,
The alloy for HgCdTe melt 3 which prevents reaction with oxygen when HgCdTe melt 29 is melted and which is solidified during solidification
In order to prevent sticking / adhesion to the melt production jig 22 of No. 0, the melt production jig 22 composed of the uncoated carbon portion 23 and the carbon coating portion 24 is used. It is not limited to this, and a melt producing jig consisting only of an uncoated portion of carbon or a melt producing jig consisting of only a carbon coating portion may be used. No need to flip.

【0046】なお、上記の第1の実施の形態において
は、予め形成したHgCdTeメルト用合金を用いるこ
とにより、メルト形成時間を短くしてCdTe基板の受
ける熱的ダメージを少なくしているが、必ずしも、Hg
CdTeメルト用合金を用いる必要はなく、結晶成長治
具内に直接、所定モル比のHg、Cd、及び、Teを入
れても良い。
In the first embodiment described above, by using a preformed alloy for HgCdTe melt, the melt formation time is shortened and the thermal damage to the CdTe substrate is reduced. , Hg
It is not necessary to use an alloy for CdTe melting, and Hg, Cd, and Te in a predetermined molar ratio may be directly put in the crystal growth jig.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、常温換算で0.6気圧
以上の水素雰囲気中でHgCdTe結晶の成長を行うの
で、酸素に起因するp+ 欠陥の少ない良質なHgCdT
e結晶を得ることができ、赤外線検知素子の高品質化、
或いは、製造歩留りの向上に寄与するところが大きい。
According to the present invention, since HgCdTe crystals are grown in a hydrogen atmosphere of 0.6 atm at room temperature, high quality HgCdT with few p + defects due to oxygen is grown.
e crystal can be obtained, the quality of the infrared detection element can be improved,
Alternatively, it greatly contributes to the improvement of manufacturing yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a principle configuration of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the first embodiment of the present invention.

【図3】p+ 欠陥密度と水素充填圧依存性の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of dependency of p + defect density and hydrogen filling pressure.

【図4】本発明の第2の実施の形態の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 閉管 2 治具 3 結晶成長用基板 4 成長用融液 5 水素雰囲気 6 封止用内管 7 封止部 11 結晶成長用アンプル 12 結晶成長治具 13 CdTe基板 14 HgCdTeメルト用合金 15 アンプル封止用内管 16 水素充填装置のアンプル接続部 17 アンプル封止部 18 水素 19 間隙 21 成長用メルト作製アンプル 22 メルト作製治具 23 カーボン未コーティング部 24 カーボンコーティング部 25 メルト作製原料 26 アンプル封止用内管 27 アンプル封止部 28 水素 29 HgCdTeメルト 30 HgCdTeメルト用合金 1 Closed Tube 2 Jig 3 Crystal Growth Substrate 4 Growth Melt 5 Hydrogen Atmosphere 6 Sealing Inner Tube 7 Sealing Part 11 Crystal Growth Ampoule 12 Crystal Growth Jig 13 CdTe Substrate 14 HgCdTe Melt Alloy 15 Ampule Sealing Inner pipe 16 Ampoule connection part of hydrogen filling device 17 Ampoule sealing part 18 Hydrogen 19 Gap 21 Melt making ampoule for growth 22 Melt making jig 23 Carbon uncoated part 24 Carbon coating part 25 Melt making raw material 26 Inside ampoule sealing Tube 27 Ampoule sealing part 28 Hydrogen 29 HgCdTe melt 30 HgCdTe melt alloy

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 功作 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 江部 広治 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kosaku Yamamoto 4-1-1 Kamikodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (72) Inventor Koji Ebe, 4 Ueoda-chu, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Chome 1-1 No. 1 within Fujitsu Limited

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 閉管内に水素を常温換算で0.6気圧以
上に充填した水素雰囲気中で結晶成長を行うことを特徴
とするHgCdTe結晶の製造方法。
1. A method for producing an HgCdTe crystal, which comprises performing crystal growth in a hydrogen atmosphere in which hydrogen is filled into a closed tube at a pressure equal to or higher than 0.6 atm at room temperature.
【請求項2】 上記閉管内に水素を充填する水素充填装
置の前記閉管との接続部の内容積を、前記閉管の内容積
よりも大きくしたことを特徴とする請求項1記載のHg
CdTe結晶の製造方法。
2. The Hg according to claim 1, wherein an internal volume of a connecting portion of the hydrogen filling device for filling hydrogen into the closed tube with the closed tube is larger than an internal volume of the closed tube.
Method for producing CdTe crystal.
【請求項3】 上記閉管を封止する際に、前記閉管の封
止部以外、及び、上記水素充填装置の閉管との接続部を
冷却することを特徴とする請求項1または2に記載のH
gCdTe結晶の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein, when the closed pipe is sealed, a portion other than the sealed portion of the closed pipe and a connection portion of the hydrogen filling device with the closed pipe are cooled. H
Method for producing gCdTe crystal.
【請求項4】 上記閉管を封止する際に、常温換算で
0.6気圧未満で水素充填用間隙を残して仮封止したの
ち、水素圧力を上げて最終封止することを特徴とする請
求項1乃至3のいずれか1項に記載のHgCdTe結晶
の製造方法。
4. When the closed tube is sealed, it is temporarily sealed with a hydrogen filling gap of less than 0.6 atm at room temperature, and then the hydrogen pressure is raised to perform final sealing. The method for producing the HgCdTe crystal according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 上記閉管内壁、及び、結晶成長治具の少
なくとも一部をカーボンでコーティングしたことを特徴
とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のHgCd
Te結晶の製造方法。
5. The HgCd according to claim 1, wherein the inner wall of the closed tube and at least a part of the crystal growth jig are coated with carbon.
Method for manufacturing Te crystal.
【請求項6】 上記カーボンのコーティングを結晶成長
用融液との接触部に施したことを特徴とする請求項5記
載のHgCdTe結晶の製造方法。
6. The method for producing an HgCdTe crystal according to claim 5, wherein the carbon coating is applied to a contact portion with the crystal growth melt.
【請求項7】 上記結晶成長に先立って、結晶成長融液
用材料として、予め所定組成にした結晶成長融液用合金
を用いたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1
項に記載のHgCdTe結晶の製造方法。
7. An alloy for crystal growth melt having a predetermined composition is used as a material for crystal growth melt prior to the crystal growth, according to any one of claims 1 to 6.
Item 6. A method for producing a HgCdTe crystal according to item.
【請求項8】 上記結晶成長融液用合金を、カーボンコ
ーティング部とカーボン未コーティング部とからなる融
液作製治具を用いて形成する際に、常温換算で0.6気
圧以上に水素を充填した閉管内において、前記カーボン
コーティング部で結晶成長融液用原料を溶融させたの
ち、前記カーボン未コーティング部に融液を移して固化
させることを特徴とする請求項7記載のHgCdTe結
晶の製造方法。
8. When forming the alloy for crystal growth melt by using a melt producing jig consisting of a carbon coated portion and a carbon uncoated portion, hydrogen is filled to a pressure of 0.6 atm or more in terms of room temperature. The method for producing a HgCdTe crystal according to claim 7, wherein the raw material for crystal growth melt is melted in the carbon coating part in the closed tube, and then the melt is transferred to the carbon non-coating part and solidified. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113550011A (en) * 2020-04-24 2021-10-26 中国科学院物理研究所 Method for changing electrical property of single crystal perovskite oxide thin film material

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