JPS5849700A - 結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長方法Info
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- JPS5849700A JPS5849700A JP56148209A JP14820981A JPS5849700A JP S5849700 A JPS5849700 A JP S5849700A JP 56148209 A JP56148209 A JP 56148209A JP 14820981 A JP14820981 A JP 14820981A JP S5849700 A JPS5849700 A JP S5849700A
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- JP
- Japan
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- crystal
- melt
- cadmium
- chillide
- cdte
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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
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
- C30B19/04—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux the solvent being a component of the crystal composition
-
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/46—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C30B29/48—AIIBVI compounds wherein A is Zn, Cd or Hg, and B is S, Se or Te
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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】
本発明は結晶成長方法に関し、特にカドミウムチルライ
ド(CdTe )結晶上に水銀カドミウムチルライド(
HgCdTe)結晶を液相エピタキシャル成長法により
結晶成長させる結晶成長方法に関するものである。
ド(CdTe )結晶上に水銀カドミウムチルライド(
HgCdTe)結晶を液相エピタキシャル成長法により
結晶成長させる結晶成長方法に関するものである。
水銀カドミウムチルライド(HgCdTe)三元混晶は
、結晶を構成するカドミウムチルライド(caTe)の
モル分率が変わるに従ってその禁制帯幅(Eg)が、半
金属である水銀チルライド(HgTe)の−〇3eV(
77K)からカドミウムチルライド(CdTe)の16
eV(77K)tで変化する。例えば、カドミウムチル
ライド(cdre)のモル分率が20係の結晶は、禁制
帯幅が0.1 eV(77K)となり、波長10μm付
近の赤外線検出器として用いられ、該モル分率が30係
の結晶は波長4μm付近の赤外線検出器として用いられ
る。また、モル分率を75係とすることによって光通信
用として好適な波長1.3μm付近の検出器としても使
用できる。
、結晶を構成するカドミウムチルライド(caTe)の
モル分率が変わるに従ってその禁制帯幅(Eg)が、半
金属である水銀チルライド(HgTe)の−〇3eV(
77K)からカドミウムチルライド(CdTe)の16
eV(77K)tで変化する。例えば、カドミウムチル
ライド(cdre)のモル分率が20係の結晶は、禁制
帯幅が0.1 eV(77K)となり、波長10μm付
近の赤外線検出器として用いられ、該モル分率が30係
の結晶は波長4μm付近の赤外線検出器として用いられ
る。また、モル分率を75係とすることによって光通信
用として好適な波長1.3μm付近の検出器としても使
用できる。
このように、水銀カドミウムチルライド(HgCdTe
)結晶は、結晶中のカドミウムチルライド(CdTe)
のモル分率を変えることにより、種々の波長帯の赤外線
検出器を作ることができる優れた特長を有している。こ
のため、近年、この結晶を用いた赤外線検出器の開発研
究が盛んである。
)結晶は、結晶中のカドミウムチルライド(CdTe)
のモル分率を変えることにより、種々の波長帯の赤外線
検出器を作ることができる優れた特長を有している。こ
のため、近年、この結晶を用いた赤外線検出器の開発研
究が盛んである。
中でも、カドミウムチルライド(CdTe)結晶基板上
に水銀カドミウムチルライド(HgCdTe)結晶をエ
ピタキシャル成長した構造は、(()大面積で特性の均
一な結晶を短時間で作製可能である。←)多層構造が作
製可能である。eつカドミウムチルライド(CdTe
)基板から赤外線を照射する裏面照射形の素子が製作で
きる等の利点があるため、この構造の製造方法やこの構
造を用いた素子の研究が特に活発である。
に水銀カドミウムチルライド(HgCdTe)結晶をエ
ピタキシャル成長した構造は、(()大面積で特性の均
一な結晶を短時間で作製可能である。←)多層構造が作
製可能である。eつカドミウムチルライド(CdTe
)基板から赤外線を照射する裏面照射形の素子が製作で
きる等の利点があるため、この構造の製造方法やこの構
造を用いた素子の研究が特に活発である。
カドミウムチルライド(CdTe)結晶基板」−に水銀
カドミウムチルライド(HgCdTe)エピタキシャル
結晶を製作する方法としては、液相エピタキシャル成長
法が主に用いられており、この方法ではさらに加圧ディ
ッピング法、封管ネルソン法、開管スライドホード法等
が研究されている。
カドミウムチルライド(HgCdTe)エピタキシャル
結晶を製作する方法としては、液相エピタキシャル成長
法が主に用いられており、この方法ではさらに加圧ディ
ッピング法、封管ネルソン法、開管スライドホード法等
が研究されている。
ここでは説明の便宜上、開管スライドボート法を用いて
従来技術の欠点を説明する。
従来技術の欠点を説明する。
第1図は、開管スライドボート液相エピタキシャル成長
法を示す原理図である。同図において、(1)は炉心管
、(2)は炉体、(3)はガス制御系、(4a)。
法を示す原理図である。同図において、(1)は炉心管
、(2)は炉体、(3)はガス制御系、(4a)。
ご
(4b)Fi引き出し棒、+51は結晶成長用ボートで
あって、(5a)はスライダ、(5b)はスライダ(5
a)上を滑らかにすべるように作られたメルー・溜め、
(6)はメルト、(7)はカドミウムチルライド(Cd
Te )結晶基板である。
あって、(5a)はスライダ、(5b)はスライダ(5
a)上を滑らかにすべるように作られたメルー・溜め、
(6)はメルト、(7)はカドミウムチルライド(Cd
Te )結晶基板である。
また、第2図には第1図に示した開管スライドボート液
相エピタキシャル成長法により、水銀カドミウムチルラ
イド(HgCdTe)結晶全液相エピタキシャル成長さ
せる場合に使用される代表的な結晶成長温度を示してい
る。
相エピタキシャル成長法により、水銀カドミウムチルラ
イド(HgCdTe)結晶全液相エピタキシャル成長さ
せる場合に使用される代表的な結晶成長温度を示してい
る。
さらに、第1表にはメルトの組成およびそのメルトの組
成に対応するエピタキシャル層の組成の一例を示してい
る。
成に対応するエピタキシャル層の組成の一例を示してい
る。
第1表
この方法によシ水銀カドミウムチルライド(HgCdT
a)エピタキシャル結晶を作るには、まず必要な組成の
メルト溜め(5b)K仕込み、カドミウムチルライド(
CdTe )結晶基板(7)をスライダ(5a)に取付
けて第1図に示したように炉心管+11の中に保持する
。そして、第2図に示した温度プログラムに従ってボー
ト(5)の温度を変え、ボート(5)が第2図中(7)
で示した温度に達した時、引き出し棒(4b)を引き出
してメルト(6)と基板(7)とを接触させる。この状
態でボート(5)が第2図中(イ)で示した温度になる
まで保持した後、さらに引き出し棒(4b)を引き出し
てメルト(6)を基板(7)から分離する。この後、ボ
ート(5)全体を急冷して炉心管(1)から取出す。以
上の手順により、カドミウムチルライド(CdTe )
結晶基板(7)上例水銀カドミウムチルライド(HgC
dTe)エピタキシャル結晶を成長させることができる
。この時、メルトの組成を第1表中の(A)欄で示す如
くすれば、Hg(17Cdo、3Teの組成の結晶が得
られ、(B)欄で示す如くすればHgO,6CdO,4
Teの組成の結晶が得られる。
a)エピタキシャル結晶を作るには、まず必要な組成の
メルト溜め(5b)K仕込み、カドミウムチルライド(
CdTe )結晶基板(7)をスライダ(5a)に取付
けて第1図に示したように炉心管+11の中に保持する
。そして、第2図に示した温度プログラムに従ってボー
ト(5)の温度を変え、ボート(5)が第2図中(7)
で示した温度に達した時、引き出し棒(4b)を引き出
してメルト(6)と基板(7)とを接触させる。この状
態でボート(5)が第2図中(イ)で示した温度になる
まで保持した後、さらに引き出し棒(4b)を引き出し
てメルト(6)を基板(7)から分離する。この後、ボ
ート(5)全体を急冷して炉心管(1)から取出す。以
上の手順により、カドミウムチルライド(CdTe )
結晶基板(7)上例水銀カドミウムチルライド(HgC
dTe)エピタキシャル結晶を成長させることができる
。この時、メルトの組成を第1表中の(A)欄で示す如
くすれば、Hg(17Cdo、3Teの組成の結晶が得
られ、(B)欄で示す如くすればHgO,6CdO,4
Teの組成の結晶が得られる。
ところが、このような結晶成長に際し、水銀カドミウム
チルライド(HgCdTe)結晶を構成する三元素のう
ち、水銀(Hg)の蒸気圧が非常に高いためにメルトを
第2図に示したような高碗に長時間保持すると、メルト
中から水銀(Hg)が蒸発してメルトの組成が変化し、
水銀カドミウムチルライド(HgCdTe)結晶の組成
を制御することが非常に困難になるという欠点があった
。特に、カドミウムチルライド(CdTe )のモル分
率が少い結晶、例えばHgo4Cdo、2Te結晶を得
ることは非常に困難になっていた。
チルライド(HgCdTe)結晶を構成する三元素のう
ち、水銀(Hg)の蒸気圧が非常に高いためにメルトを
第2図に示したような高碗に長時間保持すると、メルト
中から水銀(Hg)が蒸発してメルトの組成が変化し、
水銀カドミウムチルライド(HgCdTe)結晶の組成
を制御することが非常に困難になるという欠点があった
。特に、カドミウムチルライド(CdTe )のモル分
率が少い結晶、例えばHgo4Cdo、2Te結晶を得
ることは非常に困難になっていた。
本発明はこのような欠点を解決するためになされたもの
で、その目的は液相エピタキシャル成長法によシカドミ
ウムテルライド結晶基板上に水銀カドミウムチルライド
(HgCdTs)エピタキシャル結晶を成長させる場合
に、この水銀カドミウムチルライド(Hgcc+re)
結晶中のカドミウムチルライド(CdTe)のモル分率
を容易に制御できるようにした結晶成長方法を提供する
ことにある。
で、その目的は液相エピタキシャル成長法によシカドミ
ウムテルライド結晶基板上に水銀カドミウムチルライド
(HgCdTs)エピタキシャル結晶を成長させる場合
に、この水銀カドミウムチルライド(Hgcc+re)
結晶中のカドミウムチルライド(CdTe)のモル分率
を容易に制御できるようにした結晶成長方法を提供する
ことにある。
このために本発明け、水銀(T(g)とテルリウム(T
e)とで構成されるメルトをカドミウムチルライ)’(
CdT’e)結晶基板と接触させ、該カドミウムチルラ
イド(CdTe )結晶基板からメルト中へ溶解したカ
ドミウム(Cd)Th用いて水銀カドミウムチルライド
(HgCdTa+)結晶を成長させるようにしたもので
ある。すなわち、液相エピタキシャル成長法によりカド
ミウムチルライド(CdTe)結晶基板上に水銀カドミ
ウムチルライド(HgCdTe )エピタキシャル結晶
を作る場合に、結晶成長用のメルト素材として水銀(H
g )とテルリウム(Te)とだけを用いてカドミウム
(cd)をメルト中に入れないこと全特徴とするもので
ある。
e)とで構成されるメルトをカドミウムチルライ)’(
CdT’e)結晶基板と接触させ、該カドミウムチルラ
イド(CdTe )結晶基板からメルト中へ溶解したカ
ドミウム(Cd)Th用いて水銀カドミウムチルライド
(HgCdTa+)結晶を成長させるようにしたもので
ある。すなわち、液相エピタキシャル成長法によりカド
ミウムチルライド(CdTe)結晶基板上に水銀カドミ
ウムチルライド(HgCdTe )エピタキシャル結晶
を作る場合に、結晶成長用のメルト素材として水銀(H
g )とテルリウム(Te)とだけを用いてカドミウム
(cd)をメルト中に入れないこと全特徴とするもので
ある。
第2表には、本発明によって作成したメルトの組成と、
該メルトから成長した水銀カドミウムチルライド(Hg
CdTe)エピタキシャル結晶の組成の一例を示してい
る。
該メルトから成長した水銀カドミウムチルライド(Hg
CdTe)エピタキシャル結晶の組成の一例を示してい
る。
第2表
また、第3図にはその時に使用した結晶成長温度を示し
ている。
ている。
このようにメルトの成分としては、水銀(Hg)とテル
リウム(Te)としかないにも拘らず、Hg(13Cd
o、7Teの結晶が成長している。このHg o、3
Cd o、7Te結晶中のカドミウムは、カドミウムチ
ルライド(CdTe )結晶基板から溶解して供給され
たものである。この場合、2つの成分Hg 、 Teと
から々るメルトヲカドミウムテルライド(CdTe )
結晶基板に接触させる温度や、結晶成長時の冷却速度を
適切に選ぶことによシ、カドミウムチルライド(CdT
e)結晶基板からメルト中に溶解するカドミウム(Ca
)の量を制御することができる。すなわち、水銀カドミ
ウムチルライド(HgCdTe)エピタキシャル結晶中
のカドミウムチルライド(CdTe)のモル分率を容易
に制御することができる。特に、カドミウムチルライド
(CdTe)のモル分率の少ない水銀カドミウムチルラ
イド(HgCdTe)エピタキシャル結晶を容易に作る
ことができる。
リウム(Te)としかないにも拘らず、Hg(13Cd
o、7Teの結晶が成長している。このHg o、3
Cd o、7Te結晶中のカドミウムは、カドミウムチ
ルライド(CdTe )結晶基板から溶解して供給され
たものである。この場合、2つの成分Hg 、 Teと
から々るメルトヲカドミウムテルライド(CdTe )
結晶基板に接触させる温度や、結晶成長時の冷却速度を
適切に選ぶことによシ、カドミウムチルライド(CdT
e)結晶基板からメルト中に溶解するカドミウム(Ca
)の量を制御することができる。すなわち、水銀カドミ
ウムチルライド(HgCdTe)エピタキシャル結晶中
のカドミウムチルライド(CdTe)のモル分率を容易
に制御することができる。特に、カドミウムチルライド
(CdTe)のモル分率の少ない水銀カドミウムチルラ
イド(HgCdTe)エピタキシャル結晶を容易に作る
ことができる。
ところで上記の説明では便宜上、開管スライドボート法
による液相エピタキシャル成長の場合を例に掲げて説明
したが、カドミウムチルライド(CdTe)結晶基板上
に水銀カドミウムチルライド(HgCdTe)エピタキ
シャル結晶を成長させる液相エピタキシャル成長法なら
ばいかなる方法にも適用できるものである。
による液相エピタキシャル成長の場合を例に掲げて説明
したが、カドミウムチルライド(CdTe)結晶基板上
に水銀カドミウムチルライド(HgCdTe)エピタキ
シャル結晶を成長させる液相エピタキシャル成長法なら
ばいかなる方法にも適用できるものである。
なお、説明の中で、水銀カドミウムチルライド(HgC
dTe)と記述した結晶けI(gl−XCdxTeであ
り、Xは0〜lの間の任意の値をとれるものである。
dTe)と記述した結晶けI(gl−XCdxTeであ
り、Xは0〜lの間の任意の値をとれるものである。
捷た、I(go、8 、 Cd O,2の如く、Hg、
Cdの右に付記した数字は水銀チルライド(HgTe)
とカドミウムチルライド(CdTe )とがその数字の
割合のモル分率を有していることを示すものであり、例
えばHg0J3Cdo、2Teはカドミウムチルライド
(CdTe )のモル分率が20%であることを示すも
のである。
Cdの右に付記した数字は水銀チルライド(HgTe)
とカドミウムチルライド(CdTe )とがその数字の
割合のモル分率を有していることを示すものであり、例
えばHg0J3Cdo、2Teはカドミウムチルライド
(CdTe )のモル分率が20%であることを示すも
のである。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、水銀カ
ドミウムチルライド結晶中のカドミウムチルライドのモ
ル分率を容易に制御することができ、特にカドミウムチ
ルライドのモル分率の少ない結晶を容易に作ることがで
きる優れた効果がある。
ドミウムチルライド結晶中のカドミウムチルライドのモ
ル分率を容易に制御することができ、特にカドミウムチ
ルライドのモル分率の少ない結晶を容易に作ることがで
きる優れた効果がある。
第1図は開管スライドボート法による水銀カドミウムチ
ルライド結晶の液相エピタキシャル成長法の原理図、第
2図は従来方法におけるボート温度の一例を示す図、第
3図は本発明の方法におけるボート温度の一例を示す図
である。 (1)・・・・炉心管、(2)・・・・炉体、(3)・
・・・ガス制御系、(4a) 、 (4b)・・・・引
き出し棒、(5)・・・・ボート、(6)・・・・メル
ト、(7)・・・・基板。
ルライド結晶の液相エピタキシャル成長法の原理図、第
2図は従来方法におけるボート温度の一例を示す図、第
3図は本発明の方法におけるボート温度の一例を示す図
である。 (1)・・・・炉心管、(2)・・・・炉体、(3)・
・・・ガス制御系、(4a) 、 (4b)・・・・引
き出し棒、(5)・・・・ボート、(6)・・・・メル
ト、(7)・・・・基板。
Claims (1)
- カドミウムチルライド結晶基板上に水銀カドミウムチル
ライド結晶を液相エピタキシャル法により結晶成長させ
る結晶成長方法において、水銀とテルリウムの2成分か
ら成るメルトを形成した後、該メルトとカドミウムチル
ライド結晶基板とを接触させてカドミウムを含むメルト
を形成し、該メルトカラ水銀カドミウムチルライド結晶
を成長させ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 |
---|---|---|---|
JP56148209A JPS5849700A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56148209A JPS5849700A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 結晶成長方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5849700A true JPS5849700A (ja) | 1983-03-23 |
Family
ID=15447701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56148209A Pending JPS5849700A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5849700A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6074538A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-26 | Fujitsu Ltd | 半導体素子の製造方法 |
CN106435718A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-02-22 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种高密闭性碲镉汞气相外延的石英套管 |
-
1981
- 1981-09-19 JP JP56148209A patent/JPS5849700A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6074538A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-26 | Fujitsu Ltd | 半導体素子の製造方法 |
CN106435718A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-02-22 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种高密闭性碲镉汞气相外延的石英套管 |
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