JPH1050612A - ＨｇＣｄＴｅ膜の作製方法及びＨｇＣｄＴｅ積層構造 - Google Patents
ＨｇＣｄＴｅ膜の作製方法及びＨｇＣｄＴｅ積層構造Info
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- JPH1050612A JPH1050612A JP8199389A JP19938996A JPH1050612A JP H1050612 A JPH1050612 A JP H1050612A JP 8199389 A JP8199389 A JP 8199389A JP 19938996 A JP19938996 A JP 19938996A JP H1050612 A JPH1050612 A JP H1050612A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚さ方向に関して組成の変動が少なく、かつ
良好な結晶性を有するＨｇＣｄＴｅ膜を形成する方法及
びＨｇＣｄＴｅ積層構造を提供する。 【解決手段】 下地基板を成長容器内に配置する。有機
Ｃｄ化合物、有機Ｔｅ化合物、該有機Ｃｄ化合物と有機
Ｔｅ化合物の分解を促進する添加物、及びＨｇ原料ガス
とを混合して前記成長容器内に供給する。前記下地基板
上にＨｇＣｄＴｅ膜を成膜する。
良好な結晶性を有するＨｇＣｄＴｅ膜を形成する方法及
びＨｇＣｄＴｅ積層構造を提供する。 【解決手段】 下地基板を成長容器内に配置する。有機
Ｃｄ化合物、有機Ｔｅ化合物、該有機Ｃｄ化合物と有機
Ｔｅ化合物の分解を促進する添加物、及びＨｇ原料ガス
とを混合して前記成長容器内に供給する。前記下地基板
上にＨｇＣｄＴｅ膜を成膜する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＨｇＣｄＴｅ膜の
作製方法に関する。ＨｇＣｄＴｅ膜は、赤外線検出素子
に用いられる。
作製方法に関する。ＨｇＣｄＴｅ膜は、赤外線検出素子
に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】ＨｇＣｄＴｅの成長は、通常、有機金属
を用いた気相成長（ＭＯ−ＶＰＥ）により行われる。た
だし、有機水銀の分解温度が６００℃程度と高いこと、
及び猛毒であることから、水銀の原料としては一般的に
金属水銀が用いられる。Ｃｄ及びＴｅの有機金属原料と
金属水銀との混合時における水銀の凝結を防止するため
に、これら原料ガスの混合部を３００℃程度まで加熱す
る。この加熱により有機金属が分解しやすくなり、成長
室の内壁に生成物が付着する。
を用いた気相成長（ＭＯ−ＶＰＥ）により行われる。た
だし、有機水銀の分解温度が６００℃程度と高いこと、
及び猛毒であることから、水銀の原料としては一般的に
金属水銀が用いられる。Ｃｄ及びＴｅの有機金属原料と
金属水銀との混合時における水銀の凝結を防止するため
に、これら原料ガスの混合部を３００℃程度まで加熱す
る。この加熱により有機金属が分解しやすくなり、成長
室の内壁に生成物が付着する。
【０００３】成長室の内壁に皮膜が形成されると、皮膜
による熱輻射の影響で成長室内の温度が変化し、成膜温
度を一定に保つことが困難になる。皮膜が形成されると
成長容器内の温度が高くなる傾向がある。成長初期の温
度が低い場合には、成膜されたＨｇＣｄＴｅ膜と基板と
の界面近傍に所望の組成よりもＣｄ組成の低いＨｇＣｄ
Ｔｅ膜が形成される。
による熱輻射の影響で成長室内の温度が変化し、成膜温
度を一定に保つことが困難になる。皮膜が形成されると
成長容器内の温度が高くなる傾向がある。成長初期の温
度が低い場合には、成膜されたＨｇＣｄＴｅ膜と基板と
の界面近傍に所望の組成よりもＣｄ組成の低いＨｇＣｄ
Ｔｅ膜が形成される。
【０００４】このＨｇＣｄＴｅ膜を、基板側から赤外光
を入射する赤外線検出素子に使用する場合、Ｃｄ組成の
低い膜で赤外光の一部が吸収されてしまい量子効率が低
下する。
を入射する赤外線検出素子に使用する場合、Ｃｄ組成の
低い膜で赤外光の一部が吸収されてしまい量子効率が低
下する。
【０００５】成長初期にＣｄ組成の高いＨｇＣｄＴｅ膜
またはＣｄＴｅ膜を形成することにより、Ｃｄ組成の低
いＨｇＣｄＴｅ膜の形成を防止することができる。しか
し、成長すべき組成のＨｇＣｄＴｅ膜に格子整合する基
板を用いると、Ｃｄ組成の高いＨｇＣｄＴｅ膜もしくは
ＣｄＴｅ膜と基板との間の格子不整合が生ずる。格子不
整合のため、転位等の欠陥が発生しやすくなり、結晶性
の良いＨｇＣｄＴｅ膜を形成することが困難になる。
またはＣｄＴｅ膜を形成することにより、Ｃｄ組成の低
いＨｇＣｄＴｅ膜の形成を防止することができる。しか
し、成長すべき組成のＨｇＣｄＴｅ膜に格子整合する基
板を用いると、Ｃｄ組成の高いＨｇＣｄＴｅ膜もしくは
ＣｄＴｅ膜と基板との間の格子不整合が生ずる。格子不
整合のため、転位等の欠陥が発生しやすくなり、結晶性
の良いＨｇＣｄＴｅ膜を形成することが困難になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来例
による成長方法では、ＨｇＣｄＴｅ膜の成長初期に、Ｃ
ｄ組成の低い膜が形成されてしまい、厚さ方向に関して
均一な組成のＨｇＣｄＴｅ膜を成長させることが困難で
ある。また、成長初期にＣｄ組成の高い膜を堆積する
と、格子不整合による結晶欠陥が発生しやすい。
による成長方法では、ＨｇＣｄＴｅ膜の成長初期に、Ｃ
ｄ組成の低い膜が形成されてしまい、厚さ方向に関して
均一な組成のＨｇＣｄＴｅ膜を成長させることが困難で
ある。また、成長初期にＣｄ組成の高い膜を堆積する
と、格子不整合による結晶欠陥が発生しやすい。
【０００７】本発明の目的は、厚さ方向に関して組成の
変動が少なく、かつ良好な結晶性を有するＨｇＣｄＴｅ
膜を形成する方法及びＨｇＣｄＴｅ積層構造を提供する
ことである。
変動が少なく、かつ良好な結晶性を有するＨｇＣｄＴｅ
膜を形成する方法及びＨｇＣｄＴｅ積層構造を提供する
ことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、下地基板を成長容器内に配置する工程と、有機Ｃｄ
化合物、有機Ｔｅ化合物、該有機Ｃｄ化合物と有機Ｔｅ
化合物の分解を促進する添加物、及びＨｇ原料ガスとを
混合して前記成長容器内に供給し、前記下地基板上にＨ
ｇＣｄＴｅ膜を成膜する第１成膜工程とを有するＨｇＣ
ｄＴｅ膜の作製方法が提供される。
と、下地基板を成長容器内に配置する工程と、有機Ｃｄ
化合物、有機Ｔｅ化合物、該有機Ｃｄ化合物と有機Ｔｅ
化合物の分解を促進する添加物、及びＨｇ原料ガスとを
混合して前記成長容器内に供給し、前記下地基板上にＨ
ｇＣｄＴｅ膜を成膜する第１成膜工程とを有するＨｇＣ
ｄＴｅ膜の作製方法が提供される。
【０００９】成長容器内壁の原料ガスの導入口近傍に、
原料ガスの反応生成物が付着し皮膜が形成される。皮膜
が形成される途中段階には、成長容器内部から外部に放
射される熱量が変動するため、成長容器内の温度が安定
しない。有機Ｃｄ化合物と有機Ｔｅ化合物の分解を促進
する添加物が含まれているため、成膜を開始した後比較
的早く皮膜が形成される。このため、成長容器内の温度
が比較的早く安定する。成長温度が安定すると、ＨｇＣ
ｄＴｅ膜の厚さ方向に関する組成比の変動が抑制され
る。
原料ガスの反応生成物が付着し皮膜が形成される。皮膜
が形成される途中段階には、成長容器内部から外部に放
射される熱量が変動するため、成長容器内の温度が安定
しない。有機Ｃｄ化合物と有機Ｔｅ化合物の分解を促進
する添加物が含まれているため、成膜を開始した後比較
的早く皮膜が形成される。このため、成長容器内の温度
が比較的早く安定する。成長温度が安定すると、ＨｇＣ
ｄＴｅ膜の厚さ方向に関する組成比の変動が抑制され
る。
【００１０】本発明の他の観点によると、下地基板を成
長容器内に配置する工程と、有機Ｃｄ化合物及び有機Ｔ
ｅ化合物からなる原料ガスとＨｇ原料ガスとを混合して
前記成長容器内に供給し、前記下地基板上にＨｇＣｄＴ
ｅ膜を成膜する第１成膜工程と、前記Ｃｄ化合物と有機
Ｔｅ化合物のうち少なくとも一方が、より分解しにくい
他の有機Ｃｄ化合物もしくは他の有機Ｔｅ化合物に置き
換えられた他の原料ガスと前記Ｈｇ原料ガスとを前記成
長容器内に供給し、前記下地基板上にＨｇＣｄＴｅ膜を
成膜する第２成膜工程とを有するＨｇＣｄＴｅ膜の作製
方法が提供される。
長容器内に配置する工程と、有機Ｃｄ化合物及び有機Ｔ
ｅ化合物からなる原料ガスとＨｇ原料ガスとを混合して
前記成長容器内に供給し、前記下地基板上にＨｇＣｄＴ
ｅ膜を成膜する第１成膜工程と、前記Ｃｄ化合物と有機
Ｔｅ化合物のうち少なくとも一方が、より分解しにくい
他の有機Ｃｄ化合物もしくは他の有機Ｔｅ化合物に置き
換えられた他の原料ガスと前記Ｈｇ原料ガスとを前記成
長容器内に供給し、前記下地基板上にＨｇＣｄＴｅ膜を
成膜する第２成膜工程とを有するＨｇＣｄＴｅ膜の作製
方法が提供される。
【００１１】成膜当初に分解し易い原料ガスを用いるた
め、成膜を開始した後比較的早く成長容器内に皮膜が形
成される。このため、成長容器内の温度が比較的早く安
定する。成長温度が安定すると、ＨｇＣｄＴｅ膜の厚さ
方向に関する組成比の変動が抑制される。
め、成膜を開始した後比較的早く成長容器内に皮膜が形
成される。このため、成長容器内の温度が比較的早く安
定する。成長温度が安定すると、ＨｇＣｄＴｅ膜の厚さ
方向に関する組成比の変動が抑制される。
【００１２】本発明の他の観点によると、下地基板と、
前記下地基板の表面上に形成され、有機Ｃｄ化合物及び
有機Ｔｅ化合物の分解を促進するＣｄ及びＴｅ以外の有
機金属化合物を構成する金属が添加されたＨｇＣｄＴｅ
膜と、前記ＨｇＣｄＴｅ膜の上に形成され、前記金属を
含まない他のＨｇＣｄＴｅ膜とを有するＨｇＣｄＴｅ積
層構造が提供される。
前記下地基板の表面上に形成され、有機Ｃｄ化合物及び
有機Ｔｅ化合物の分解を促進するＣｄ及びＴｅ以外の有
機金属化合物を構成する金属が添加されたＨｇＣｄＴｅ
膜と、前記ＨｇＣｄＴｅ膜の上に形成され、前記金属を
含まない他のＨｇＣｄＴｅ膜とを有するＨｇＣｄＴｅ積
層構造が提供される。
【００１３】成膜当初に、原料ガスの分解を促進する有
機金属化合物を添加して成膜が行われる。このため、成
膜を開始した後比較的早く成長容器内に皮膜が形成さ
れ、成長容器内の温度が比較的早く安定する。成長温度
が安定すると、ＨｇＣｄＴｅ膜の厚さ方向に関する組成
比の変動が抑制される。
機金属化合物を添加して成膜が行われる。このため、成
膜を開始した後比較的早く成長容器内に皮膜が形成さ
れ、成長容器内の温度が比較的早く安定する。成長温度
が安定すると、ＨｇＣｄＴｅ膜の厚さ方向に関する組成
比の変動が抑制される。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例によるＨ
ｇＣｄＴｅ膜の作製に使用するＭＯ−ＶＰＥ装置の概略
図を示す。
ｇＣｄＴｅ膜の作製に使用するＭＯ−ＶＰＥ装置の概略
図を示す。
【００１５】石英製の成長容器１の内部に導電性の基板
載置台２が配置されている。成膜時には、基板載置台２
の上面に下地基板５が載置される。成長容器１の外側
に、基板載置台２を取り囲むように高周波コイル３が配
置されている。高周波コイル３に高周波電流を流すこと
により、誘導により基板載置台２を加熱することができ
る。
載置台２が配置されている。成膜時には、基板載置台２
の上面に下地基板５が載置される。成長容器１の外側
に、基板載置台２を取り囲むように高周波コイル３が配
置されている。高周波コイル３に高周波電流を流すこと
により、誘導により基板載置台２を加熱することができ
る。
【００１６】ガス排気管１４が成長容器１の側壁下方に
開口しており、ガス排気管１４を介して成長容器１内を
真空排気することができる。
開口しており、ガス排気管１４を介して成長容器１内を
真空排気することができる。
【００１７】希釈用のＨ2 ガスを導入するためのガス導
入管４が、成長容器１の基板５に対向する位置に開口し
ている。ガス導入管４の開口部近傍において、ガス導入
管４にガス導入管５が接続されている。この接続箇所近
傍は、補助ヒータ１２により加熱される。ガス導入管５
からは、Ｃｄ及びＴｅの有機金属原料ガスが供給され
る。
入管４が、成長容器１の基板５に対向する位置に開口し
ている。ガス導入管４の開口部近傍において、ガス導入
管４にガス導入管５が接続されている。この接続箇所近
傍は、補助ヒータ１２により加熱される。ガス導入管５
からは、Ｃｄ及びＴｅの有機金属原料ガスが供給され
る。
【００１８】ガス導入管４には、さらに、ガス導入管５
との接続部よりも上流側において、ガス導入管６の一端
が接続されている。ガス導入管６の他端は、金属水銀９
が収容されたバブラ８に接続されている。バブラ８に
は、キャリアガス導入管７が挿入されている。
との接続部よりも上流側において、ガス導入管６の一端
が接続されている。ガス導入管６の他端は、金属水銀９
が収容されたバブラ８に接続されている。バブラ８に
は、キャリアガス導入管７が挿入されている。
【００１９】ガス導入管４のうち、成長容器１への開口
部からガス導入管６との接続箇所までの部分、ガス導入
管６、及びバブラ８は、恒温槽１３の中に配置されてい
る。恒温槽１３内は、ヒータ１０及びファン１１により
一定の温度に保たれる。
部からガス導入管６との接続箇所までの部分、ガス導入
管６、及びバブラ８は、恒温槽１３の中に配置されてい
る。恒温槽１３内は、ヒータ１０及びファン１１により
一定の温度に保たれる。
【００２０】次に、ＨｇＣｄＴｅ膜の成膜方法について
説明する。Ｈｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅに格子整合するＺｎ濃
度４％のＣｄＺｎＴｅ基板５を基板載置台２の上面に載
置する。成長容器１内を水素パージするとともに、基板
温度が３８０℃になるまで加熱する。
説明する。Ｈｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅに格子整合するＺｎ濃
度４％のＣｄＺｎＴｅ基板５を基板載置台２の上面に載
置する。成長容器１内を水素パージするとともに、基板
温度が３８０℃になるまで加熱する。
【００２１】ガス導入管５からジメチルカドミウム（Ｄ
ＭＣｄ）、ジイソプロピルテルル（ＤＩＰＴｅ）及びト
リスジメチルアミノアルシン（ＴＤＭＡＡｓ）を供給す
る。これらの有機金属原料は、一定温度に保った液体原
料をＨ2 ガスでバブリングして供給される。ＤＭＣｄの
温度は約２０℃、ＤＩＰＴｅ及びＴＤＭＡＡｓの温度は
約４０℃である。このときのＤＭＣｄ、ＤＩＰＴｅ及び
ＴＤＭＡＡｓの分圧は、それぞれ約１×１０-5気圧、１
×１０-3気圧、及び１×１０-4気圧である。ＴＤＭＡＡ
ｓはＤＭＣｄ及びＤＩＰＴｅの分解を促進する作用を有
する。
ＭＣｄ）、ジイソプロピルテルル（ＤＩＰＴｅ）及びト
リスジメチルアミノアルシン（ＴＤＭＡＡｓ）を供給す
る。これらの有機金属原料は、一定温度に保った液体原
料をＨ2 ガスでバブリングして供給される。ＤＭＣｄの
温度は約２０℃、ＤＩＰＴｅ及びＴＤＭＡＡｓの温度は
約４０℃である。このときのＤＭＣｄ、ＤＩＰＴｅ及び
ＴＤＭＡＡｓの分圧は、それぞれ約１×１０-5気圧、１
×１０-3気圧、及び１×１０-4気圧である。ＴＤＭＡＡ
ｓはＤＭＣｄ及びＤＩＰＴｅの分解を促進する作用を有
する。
【００２２】ガス導入管７からＨ2 ガスを導入し、金属
水銀９をバブリングしてガス導入管６を経由してガス導
入管４にＨｇを供給する。恒温槽１３内は約２００℃に
保たれている。このときのＨｇ分圧は約１×１０-2気圧
である。Ｈｇを含んだガスが流れる配管はすべて恒温槽
１３内に配置されており、Ｈｇの凝結が防止される。
水銀９をバブリングしてガス導入管６を経由してガス導
入管４にＨｇを供給する。恒温槽１３内は約２００℃に
保たれている。このときのＨｇ分圧は約１×１０-2気圧
である。Ｈｇを含んだガスが流れる配管はすべて恒温槽
１３内に配置されており、Ｈｇの凝結が防止される。
【００２３】ガス導入管４と５との接続箇所で、ＤＭＣ
ｄ、ＤＩＰＴｅ及びＴＤＭＡＡｓが混合された有機金属
原料とＨｇとが混合される。接続箇所に供給される前の
有機金属原料の温度は２００℃以下であるため、そのま
ま混合が行われるとＨｇの温度が下がり、Ｈｇが凝結し
てしまう。Ｈｇの凝結を防止するために、ガス導入管４
と５との接続箇所を補助ヒータ１２で約３００℃程度ま
で加熱する。このように、Ｈｇガスとの混合時における
有機金属原料の温度を、Ｈｇのバブリング温度よりも高
くしておくことにより、Ｈｇの凝結を防止することがで
きる。
ｄ、ＤＩＰＴｅ及びＴＤＭＡＡｓが混合された有機金属
原料とＨｇとが混合される。接続箇所に供給される前の
有機金属原料の温度は２００℃以下であるため、そのま
ま混合が行われるとＨｇの温度が下がり、Ｈｇが凝結し
てしまう。Ｈｇの凝結を防止するために、ガス導入管４
と５との接続箇所を補助ヒータ１２で約３００℃程度ま
で加熱する。このように、Ｈｇガスとの混合時における
有機金属原料の温度を、Ｈｇのバブリング温度よりも高
くしておくことにより、Ｈｇの凝結を防止することがで
きる。
【００２４】３００℃程度の温度でもＤＭＣｄ及びＤＩ
ＰＴｅが分解するため、ガス導入管４の開口部近傍及び
成長容器１の上部内壁に反応生成物が付着する。成長容
器１の内壁に皮膜が付着すると、その部分が黒変する。
この皮膜により成長容器１内部からの輻射熱が遮られ、
ガス導入管４と５との接続箇所の温度が低下する。温度
を一定に保つために補助ヒータ１２に流れる電流を増加
させる。成長容器１の内部から外部に放射される熱量が
減少し、導入されるガスの温度が一定であるため、内部
の温度が徐々に上昇する。
ＰＴｅが分解するため、ガス導入管４の開口部近傍及び
成長容器１の上部内壁に反応生成物が付着する。成長容
器１の内壁に皮膜が付着すると、その部分が黒変する。
この皮膜により成長容器１内部からの輻射熱が遮られ、
ガス導入管４と５との接続箇所の温度が低下する。温度
を一定に保つために補助ヒータ１２に流れる電流を増加
させる。成長容器１の内部から外部に放射される熱量が
減少し、導入されるガスの温度が一定であるため、内部
の温度が徐々に上昇する。
【００２５】成長容器１の内壁に皮膜が形成され、放射
熱量が一定になるまで、成長容器１内の温度が徐々に上
昇する。所望の温度に到達するまでは、低温で分解し易
いＤＭＣｄがＤＩＰＴｅに比べて過剰に分解する。基板
５の表面に到達する前にＤＭＣｄが分解してしまうた
め、基板５上に成長する膜は、Ｃｄ組成比の小さな膜に
なる。ＴＤＭＡＡｓがＤＭＣｄとＤＩＰＴｅの分解を促
進するため、成膜開始から約３０分で温度が安定する。
これに対し、ＴＤＭＡＡｓを添加しない場合は、温度が
安定するまでに約６０分が必要であった。
熱量が一定になるまで、成長容器１内の温度が徐々に上
昇する。所望の温度に到達するまでは、低温で分解し易
いＤＭＣｄがＤＩＰＴｅに比べて過剰に分解する。基板
５の表面に到達する前にＤＭＣｄが分解してしまうた
め、基板５上に成長する膜は、Ｃｄ組成比の小さな膜に
なる。ＴＤＭＡＡｓがＤＭＣｄとＤＩＰＴｅの分解を促
進するため、成膜開始から約３０分で温度が安定する。
これに対し、ＴＤＭＡＡｓを添加しない場合は、温度が
安定するまでに約６０分が必要であった。
【００２６】成膜開始から３０分経過した時点で、ＴＤ
ＭＡＡｓの供給を停止し、ＤＭＣｄ、ＤＩＰＴｅ及びＨ
ｇのみを供給し、約２時間の成長を行う。成膜当初の３
０分間で厚さ約３μｍ、その後の２時間で厚さ約１２μ
ｍのＨｇＣｄＴｅ膜が堆積する。
ＭＡＡｓの供給を停止し、ＤＭＣｄ、ＤＩＰＴｅ及びＨ
ｇのみを供給し、約２時間の成長を行う。成膜当初の３
０分間で厚さ約３μｍ、その後の２時間で厚さ約１２μ
ｍのＨｇＣｄＴｅ膜が堆積する。
【００２７】なお、ＤＭＣｄ及びＤＩＰＴｅの分解を促
進するためにＴＤＭＡＡｓを添加しているが、上記条件
において基板５上に堆積したＨｇＣｄＴｅ膜に添加され
るＡｓの量はわずかである。従って、Ａｓの添加による
悪影響はほとんどない。また、ＨｇＣｄＴｅ膜にＡｓが
添加されるとｐ型になる。特に、ＨｇＣｄＴｅ膜と基板
５との界面近傍の層をｐ型として使用する場合には、Ａ
ｓの添加による悪影響はない。
進するためにＴＤＭＡＡｓを添加しているが、上記条件
において基板５上に堆積したＨｇＣｄＴｅ膜に添加され
るＡｓの量はわずかである。従って、Ａｓの添加による
悪影響はほとんどない。また、ＨｇＣｄＴｅ膜にＡｓが
添加されるとｐ型になる。特に、ＨｇＣｄＴｅ膜と基板
５との界面近傍の層をｐ型として使用する場合には、Ａ
ｓの添加による悪影響はない。
【００２８】図２（Ａ）は、堆積したＨｇＣｄＴｅ膜の
Ｃｄ組成比の厚さ方向に関する分布を示す。横軸は基板
界面からの距離を単位μｍで表し、縦軸はＣｄ組成比を
表す。図中の記号○は本実施例による方法で成膜した場
合、記号△はＴＤＭＡＡｓを添加しないで成膜した場
合、及び記号□は所望の組成比を有するＨｇＣｄＴｅ膜
を成膜する前にＣｄ組成比の大きなＨｇＣｄＴｅ膜を成
膜した場合を示す。
Ｃｄ組成比の厚さ方向に関する分布を示す。横軸は基板
界面からの距離を単位μｍで表し、縦軸はＣｄ組成比を
表す。図中の記号○は本実施例による方法で成膜した場
合、記号△はＴＤＭＡＡｓを添加しないで成膜した場
合、及び記号□は所望の組成比を有するＨｇＣｄＴｅ膜
を成膜する前にＣｄ組成比の大きなＨｇＣｄＴｅ膜を成
膜した場合を示す。
【００２９】図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の記号○及び△
の場合の基板の断面図を示す。ＣｄＺｎＴｅ基板５の表
面上にＨｇＣｄＴｅ膜２０が形成されている。記号○で
示す本実施例の場合には、ＨｇＣｄＴｅ膜２０のうち基
板５との界面近傍にＡｓが添加された層２０ａが形成さ
れる。
の場合の基板の断面図を示す。ＣｄＺｎＴｅ基板５の表
面上にＨｇＣｄＴｅ膜２０が形成されている。記号○で
示す本実施例の場合には、ＨｇＣｄＴｅ膜２０のうち基
板５との界面近傍にＡｓが添加された層２０ａが形成さ
れる。
【００３０】図２（Ｃ）は、図２（Ａ）の記号□の場合
の基板の断面図を示す。ＣｄＺｎＴｅ基板５の表面上に
Ｃｄ組成比の比較的大きなＨｇＣｄＴｅ膜２１が形成さ
れ、その上に所望の組成のＨｇＣｄＴｅ膜２０が形成さ
れている。
の基板の断面図を示す。ＣｄＺｎＴｅ基板５の表面上に
Ｃｄ組成比の比較的大きなＨｇＣｄＴｅ膜２１が形成さ
れ、その上に所望の組成のＨｇＣｄＴｅ膜２０が形成さ
れている。
【００３１】図２（Ａ）の記号○で示すように、本実施
例の方法で堆積した膜は、厚さ方向に関してほぼ均一な
Ｃｄ組成比を有する。これに対し、ＴＤＭＡＡｓを添加
しないで堆積した場合には、記号△で示すように界面か
ら離れるに従ってＣｄ組成比が徐々に増加している。こ
れは、成長容器の内壁に皮膜が形成され、温度が安定す
るまでの時間が長く、その間の成長温度が変動するため
と考えられる。
例の方法で堆積した膜は、厚さ方向に関してほぼ均一な
Ｃｄ組成比を有する。これに対し、ＴＤＭＡＡｓを添加
しないで堆積した場合には、記号△で示すように界面か
ら離れるに従ってＣｄ組成比が徐々に増加している。こ
れは、成長容器の内壁に皮膜が形成され、温度が安定す
るまでの時間が長く、その間の成長温度が変動するため
と考えられる。
【００３２】また、所望の組成のＨｇＣｄＴｅ膜堆積前
に、Ｃｄ組成比の大きな膜を堆積した場合には、記号□
で示すように基板との界面近傍にＣｄ組成比の大きな層
が形成される。このため、Ｃｄ組成比の小さな層が形成
されることを防止できる。
に、Ｃｄ組成比の大きな膜を堆積した場合には、記号□
で示すように基板との界面近傍にＣｄ組成比の大きな層
が形成される。このため、Ｃｄ組成比の小さな層が形成
されることを防止できる。
【００３３】ただし、この場合のＨｇＣｄＴｅ膜内の転
位密度は約５×１０5 ｃｍ-2であり、ＣｄＺｎＴｅ基板
の転位密度に比べて１桁程度大きな値になった。これに
対し、本実施例の場合には、ＨｇＣｄＴｅ膜内の転位密
度は約２×１０4 ｃｍ-2であり、ＣｄＺｎＴｅ基板とほ
ぼ同程度の値であった。
位密度は約５×１０5 ｃｍ-2であり、ＣｄＺｎＴｅ基板
の転位密度に比べて１桁程度大きな値になった。これに
対し、本実施例の場合には、ＨｇＣｄＴｅ膜内の転位密
度は約２×１０4 ｃｍ-2であり、ＣｄＺｎＴｅ基板とほ
ぼ同程度の値であった。
【００３４】なお、図２（Ａ）では、本実施例によるＨ
ｇＣｄＴｅ膜のＣｄ組成比が記号△及び□で示す比較例
の場合に比べて小さい場合が示されている。本実施例に
よる成膜方法においても、原料ガス中のＤＭＣｄの分圧
比を大きくすることにより、Ｃｄ組成比の大きなＨｇＣ
ｄＴｅ膜を形成することは可能である。この場合も、厚
さ方向に関するＣｄ組成比の変動を抑制することが可能
であろう。
ｇＣｄＴｅ膜のＣｄ組成比が記号△及び□で示す比較例
の場合に比べて小さい場合が示されている。本実施例に
よる成膜方法においても、原料ガス中のＤＭＣｄの分圧
比を大きくすることにより、Ｃｄ組成比の大きなＨｇＣ
ｄＴｅ膜を形成することは可能である。この場合も、厚
さ方向に関するＣｄ組成比の変動を抑制することが可能
であろう。
【００３５】このように、成膜当初、ＤＭＣｄ及びＤＩ
ＰＴｅの分解を促進するＴＤＭＡＡｓを添加することに
より、Ｃｄ組成比の小さな層を形成することなく、かつ
結晶性の良いＨｇＣｄＴｅ膜を得ることができる。
ＰＴｅの分解を促進するＴＤＭＡＡｓを添加することに
より、Ｃｄ組成比の小さな層を形成することなく、かつ
結晶性の良いＨｇＣｄＴｅ膜を得ることができる。
【００３６】図２（Ｂ）に示すＨｇＣｄＴｅ膜２０内に
ｐｎ接合を形成する場合には、ＨｇＣｄＴｅ膜２０を形
成した基板を熱処理してＨｇ空孔を発生させる。Ｈｇ空
孔の発生したＨｇＣｄＴｅ膜２０はｐ型になる。Ｈｇ空
孔の発生したＨｇＣｄＴｅ膜２０の上層部分にＢをイオ
ン注入して、ｎ型層を形成する。
ｐｎ接合を形成する場合には、ＨｇＣｄＴｅ膜２０を形
成した基板を熱処理してＨｇ空孔を発生させる。Ｈｇ空
孔の発生したＨｇＣｄＴｅ膜２０はｐ型になる。Ｈｇ空
孔の発生したＨｇＣｄＴｅ膜２０の上層部分にＢをイオ
ン注入して、ｎ型層を形成する。
【００３７】上記実施例では、成長容器１の内壁に皮膜
が形成され、成長容器１内の温度が安定になった後、Ｔ
ＤＭＡＡｓの供給を停止したが、ＴＤＭＡＡｓを継続し
て供給してもよい。ただし、原料ガス中にＴＤＭＡＡｓ
が添加されている場合には、ＤＭＣｄ及びＤＩＰＴｅの
分解が温度変動に対して敏感になるため、より高い精度
で温度制御を行う必要がある。より安定した成膜を行う
ためには、温度が安定した後、ＴＤＭＡＡｓの供給を停
止することが好ましい。
が形成され、成長容器１内の温度が安定になった後、Ｔ
ＤＭＡＡｓの供給を停止したが、ＴＤＭＡＡｓを継続し
て供給してもよい。ただし、原料ガス中にＴＤＭＡＡｓ
が添加されている場合には、ＤＭＣｄ及びＤＩＰＴｅの
分解が温度変動に対して敏感になるため、より高い精度
で温度制御を行う必要がある。より安定した成膜を行う
ためには、温度が安定した後、ＴＤＭＡＡｓの供給を停
止することが好ましい。
【００３８】上述のように、成膜当初の基板の温度変動
は、成長容器１の内壁に付着する皮膜が原因と考えられ
る。従って、成長容器１の内壁に予め皮膜を形成してお
くことにより、基板の温度変動を抑制できると考えられ
る。ただし、予め皮膜を付着させておくと、基板を基板
載置台に載置してから所定の温度まで上昇させるまでの
間に皮膜が剥がれ、剥がれた皮膜が基板上に落下するお
それがある。このため、成長容器１の内壁に予め皮膜を
形成しておくことは好ましくないと思われる。
は、成長容器１の内壁に付着する皮膜が原因と考えられ
る。従って、成長容器１の内壁に予め皮膜を形成してお
くことにより、基板の温度変動を抑制できると考えられ
る。ただし、予め皮膜を付着させておくと、基板を基板
載置台に載置してから所定の温度まで上昇させるまでの
間に皮膜が剥がれ、剥がれた皮膜が基板上に落下するお
それがある。このため、成長容器１の内壁に予め皮膜を
形成しておくことは好ましくないと思われる。
【００３９】上記実施例では、ＤＭＣｄとＤＩＰＴｅの
分解を促進させるための添加物としてＴＤＭＡＡｓを用
いた場合を説明したが、他の原料を用いてもよい。例え
ば、ターシャリブチルアルシン（ＴＢＡｓ）等の有機金
属化合物、アゾターシャリブタン（ＡＴＢ）等の有機化
合物を用いてもよい。
分解を促進させるための添加物としてＴＤＭＡＡｓを用
いた場合を説明したが、他の原料を用いてもよい。例え
ば、ターシャリブチルアルシン（ＴＢＡｓ）等の有機金
属化合物、アゾターシャリブタン（ＡＴＢ）等の有機化
合物を用いてもよい。
【００４０】また、上記実施例では、成膜当初、有機金
属原料の分解を促進するための添加物を原料ガス中に添
加する場合を説明したが、添加物を添加する代わりに、
低温で分解し易い有機金属原料を用いてもよい。例え
ば、ジターシャリブチルテルル（ＤＴＢＴｅ）、ジアリ
ルテルル（ＤＡＴｅ）、ジメチルジテルル（ＤＭＤＴ
ｅ）及びメチルアリルテルル（ＭＡＴｅ）等はＤＩＰＴ
ｅよりも分解しやすい。従って、成膜当初、ＤＭＣｄと
ＤＴＢＴｅ等を供給し、温度が安定したらＤＴＢＴｅ等
をＤＩＰＴｅに切り換えてもよい。
属原料の分解を促進するための添加物を原料ガス中に添
加する場合を説明したが、添加物を添加する代わりに、
低温で分解し易い有機金属原料を用いてもよい。例え
ば、ジターシャリブチルテルル（ＤＴＢＴｅ）、ジアリ
ルテルル（ＤＡＴｅ）、ジメチルジテルル（ＤＭＤＴ
ｅ）及びメチルアリルテルル（ＭＡＴｅ）等はＤＩＰＴ
ｅよりも分解しやすい。従って、成膜当初、ＤＭＣｄと
ＤＴＢＴｅ等を供給し、温度が安定したらＤＴＢＴｅ等
をＤＩＰＴｅに切り換えてもよい。
【００４１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＨｇＣｄＴｅ膜成長中の成長温度の変動を抑制すること
ができる。成長温度の変動が抑制されるため、厚さ方向
に関する組成比の変動を抑制することができる。
ＨｇＣｄＴｅ膜成長中の成長温度の変動を抑制すること
ができる。成長温度の変動が抑制されるため、厚さ方向
に関する組成比の変動を抑制することができる。
【図１】本発明の実施例で使用するＭＯ−ＶＰＥ装置の
概略図である。
概略図である。
【図２】ＨｇＣｄＴｅ膜の厚さ方向に関するＣｄ組成比
の分布を示すグラフ、ＨｇＣｄＴｅ膜の積層構造を示す
断面図である。
の分布を示すグラフ、ＨｇＣｄＴｅ膜の積層構造を示す
断面図である。
１ 成長容器 ２ 基板載置台 ３ 高周波コイル ４、５、６、７ ガス導入管 ８ バブラ ９ 金属水銀 １０ ヒータ １１ ファン １２ 補助ヒータ １３ 恒温槽 １４ ガス排気管
Claims (8)
- 【請求項１】 下地基板を成長容器内に配置する工程
と、 有機Ｃｄ化合物、有機Ｔｅ化合物、該有機Ｃｄ化合物と
有機Ｔｅ化合物の分解を促進する添加物、及びＨｇ原料
ガスを混合して前記成長容器内に供給し、前記下地基板
上にＨｇＣｄＴｅ膜を成膜する第１成膜工程とを有する
ＨｇＣｄＴｅ膜の作製方法。 - 【請求項２】 さらに、前記第１成膜工程の後、前記添
加物の供給を停止し、前記有機Ｃｄ化合物、前記有機Ｔ
ｅ化合物、及び前記Ｈｇ原料ガスを混合して前記成長容
器内に供給し、前記下地基板上にＨｇＣｄＴｅ膜を成膜
する第２成膜工程を含む請求項１に記載のＨｇＣｄＴｅ
膜の作製方法。 - 【請求項３】 前記第１成膜工程が、 金属水銀を第１の温度まで加熱してＨｇガスを生成する
工程と、 前記有機Ｃｄ化合物、前記有機Ｔｅ化合物、前記添加
物、及び前記Ｈｇ原料ガスを混合する工程であって、混
合時における前記有機Ｃｄ化合物、前記有機Ｔｅ化合
物、及び前記添加物の温度を前記第１の温度よりも高い
第２の温度とする工程とを含む請求項１または２に記載
のＨｇＣｄＴｅ膜の作製方法。 - 【請求項４】 前記添加物がトリスジメチルアミノアル
シン、ターシャリブチルアルシン及びアゾターシャリブ
タンからなる群より選ばれた少なくとも１つである請求
項１〜３のいずれかに記載のＨｇＣｄＴｅ膜の作製方
法。 - 【請求項５】 下地基板を成長容器内に配置する工程
と、 有機Ｃｄ化合物及び有機Ｔｅ化合物からなる原料ガスと
Ｈｇ原料ガスとを混合して前記成長容器内に供給し、前
記下地基板上にＨｇＣｄＴｅ膜を成膜する第１成膜工程
と、 前記Ｃｄ化合物と有機Ｔｅ化合物のうち少なくとも一方
の化合物が、該一方の化合物よりも分解しにくい他の有
機Ｃｄ化合物もしくは他の有機Ｔｅ化合物に置き換えら
れた他の原料ガスと前記Ｈｇ原料ガスとを混合して前記
成長容器内に供給し、前記下地基板上にＨｇＣｄＴｅ膜
を成膜する第２成膜工程とを有するＨｇＣｄＴｅ膜の作
製方法。 - 【請求項６】 前記第１成膜工程が、 金属水銀を第１の温度まで加熱してＨｇガスを生成する
工程と、 前記有機Ｃｄ化合物及び前記有機Ｔｅ化合物と前記Ｈｇ
ガスとを混合する工程であって、混合時における前記有
機Ｃｄ化合物及び前記有機Ｔｅ化合物の温度を前記第１
の温度よりも高い第２の温度とする工程とを含む請求項
５に記載のＨｇＣｄＴｅ膜の作製方法。 - 【請求項７】 前記有機Ｔｅ化合物が、ジターシャリブ
チルテルル、ジアリルテルル、ジメチルジテルル、及び
メチルアリルテルルからなる群より選ばれた１つの化合
物であり、前記他の有機Ｔｅ化合物がジイソプロピルテ
ルルである請求項５または６に記載のＨｇＣｄＴｅ膜の
作製方法。 - 【請求項８】 下地基板と、 前記下地基板の表面上に形成され、有機Ｃｄ化合物及び
有機Ｔｅ化合物の分解を促進するＣｄ及びＴｅ以外の有
機金属化合物を構成する金属が添加されたＨｇＣｄＴｅ
膜と、 前記ＨｇＣｄＴｅ膜の上に形成され、前記金属を含まな
い他のＨｇＣｄＴｅ膜とを有するＨｇＣｄＴｅ積層構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8199389A JPH1050612A (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | ＨｇＣｄＴｅ膜の作製方法及びＨｇＣｄＴｅ積層構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8199389A JPH1050612A (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | ＨｇＣｄＴｅ膜の作製方法及びＨｇＣｄＴｅ積層構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050612A true JPH1050612A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16406969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8199389A Withdrawn JPH1050612A (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | ＨｇＣｄＴｅ膜の作製方法及びＨｇＣｄＴｅ積層構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1050612A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7438872B2 (en) | 2003-01-23 | 2008-10-21 | Sony Corporation | Steam oxidation apparatus |
-
1996
- 1996-07-29 JP JP8199389A patent/JPH1050612A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7438872B2 (en) | 2003-01-23 | 2008-10-21 | Sony Corporation | Steam oxidation apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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