JPS6234157B2 - - Google Patents
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- JPS6234157B2 JPS6234157B2 JP57190635A JP19063582A JPS6234157B2 JP S6234157 B2 JPS6234157 B2 JP S6234157B2 JP 57190635 A JP57190635 A JP 57190635A JP 19063582 A JP19063582 A JP 19063582A JP S6234157 B2 JPS6234157 B2 JP S6234157B2
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- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 claims description 8
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0296—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe
- H01L31/02966—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe including ternary compounds, e.g. HgCdTe
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は三元混晶半導体材料である水銀カド
ミウムテルライド（Hg1-xCdxTe：Ｏ≦ｘ＜１）
結晶の製造方法に関する。
ミウムテルライド（Hg1-xCdxTe：Ｏ≦ｘ＜１）
結晶の製造方法に関する。
Hg1-xCdxTe結晶は水銀テルライド（HgTe）
とカドミウムテルライド（CdTe）との混晶であ
り、結晶中のCdTeの割合（Ｘ値）により禁制帯
幅が−0.3eV〜1.6eV（77〓）の範囲で変化する
半導体結晶である。Ｘ＝0.2の組成の結晶、すな
わち、Hg0.8Cd0.2Teは、禁制帯幅が0.1eV（77
〓）で、波長10μｍ付近の赤外線検出素子用材料
として重要である。また、Ｘ＝0.3の組成の結晶
（Hg0.7Cd0.3Te）は、波長４μｍ付近の赤外線検
出素子に用いられる。さらに、Ｘ＝0.75の組成の
結晶は、1.3μｍ付近の光検出器として有用であ
る。この様に、（Hg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）は
優れた特徴を持つ材料であり、近年この結晶を用
いた赤外線検出素子の研究開発が活発である。
とカドミウムテルライド（CdTe）との混晶であ
り、結晶中のCdTeの割合（Ｘ値）により禁制帯
幅が−0.3eV〜1.6eV（77〓）の範囲で変化する
半導体結晶である。Ｘ＝0.2の組成の結晶、すな
わち、Hg0.8Cd0.2Teは、禁制帯幅が0.1eV（77
〓）で、波長10μｍ付近の赤外線検出素子用材料
として重要である。また、Ｘ＝0.3の組成の結晶
（Hg0.7Cd0.3Te）は、波長４μｍ付近の赤外線検
出素子に用いられる。さらに、Ｘ＝0.75の組成の
結晶は、1.3μｍ付近の光検出器として有用であ
る。この様に、（Hg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）は
優れた特徴を持つ材料であり、近年この結晶を用
いた赤外線検出素子の研究開発が活発である。
（Hg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）は、結晶を構成
する元素として、非常に蒸気圧の高い水銀
（Hg）元素を含むため、これが、結晶成長中に解
離蒸発して結晶中に空孔を作りやすい。このHg
の空孔はHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶中でア
クセプタとなるため、一般にHg1-xCdxTe（Ｏ≦
ｘ＜１）結晶は、結晶成長後では、キヤリア濃度
が1016〜1017（cm-3）のｐ形である。
する元素として、非常に蒸気圧の高い水銀
（Hg）元素を含むため、これが、結晶成長中に解
離蒸発して結晶中に空孔を作りやすい。このHg
の空孔はHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶中でア
クセプタとなるため、一般にHg1-xCdxTe（Ｏ≦
ｘ＜１）結晶は、結晶成長後では、キヤリア濃度
が1016〜1017（cm-3）のｐ形である。
このようにHg空孔を数多く含む結晶は、電気
的特性が悪くデバイスに使用することはできない
ので、一般にHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶
は、成長後にHg圧中で熱処理して、Hg空孔を減
らす必要がある。このHg圧中での熱処理の条件
によつて、Hg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）は、より
キヤリア濃度の低いｐ形結晶やｎ形結晶に変換で
きることが知られている。第１図に、
Hg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶のHg圧中での熱
処理方法として従来から用いられているものを図
示した。図中、１は石英アンプル、２および３は
石英アンプル１内に互いに隔てて収容されたHg
およびHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶をそれぞ
れ示す。石英アンプル１の中は真空引きされてい
る。Hg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶３は、この
石英アンプル１を熱処理炉の中に設置し、Hg(2)
とHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶３とを所定の
温度にすることにより、Hg圧中で熱処理され
る。第２図は、この石英アンプルを作製する方法
を示したものである。図中、１〜３は第１図の場
合と同じである。４は真空排気装置の石英管取り
付け口、５はＯリング、６は排気管である。石英
管１にHg(2)とHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶３
とを図のように入れ石英管１中を真空に排気し
て、石英管１を封止切れば、第１図の石英アンプ
ルが得られる。従来の方法では、このように石英
管中に入れたHgを全て封止切つていたため、Hg
中に含まれる不純物は全て封止切つた石英アンプ
ル中に含まれている。このような封管中での熱処
理では、アンプル中に含まれる不純物は、たとえ
微量であつても結晶に悪影響を与える。Hgは純
粋な状態で保存するのが難しく、また純化のため
の処理も適当な方法はない。
的特性が悪くデバイスに使用することはできない
ので、一般にHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶
は、成長後にHg圧中で熱処理して、Hg空孔を減
らす必要がある。このHg圧中での熱処理の条件
によつて、Hg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）は、より
キヤリア濃度の低いｐ形結晶やｎ形結晶に変換で
きることが知られている。第１図に、
Hg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶のHg圧中での熱
処理方法として従来から用いられているものを図
示した。図中、１は石英アンプル、２および３は
石英アンプル１内に互いに隔てて収容されたHg
およびHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶をそれぞ
れ示す。石英アンプル１の中は真空引きされてい
る。Hg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶３は、この
石英アンプル１を熱処理炉の中に設置し、Hg(2)
とHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶３とを所定の
温度にすることにより、Hg圧中で熱処理され
る。第２図は、この石英アンプルを作製する方法
を示したものである。図中、１〜３は第１図の場
合と同じである。４は真空排気装置の石英管取り
付け口、５はＯリング、６は排気管である。石英
管１にHg(2)とHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶３
とを図のように入れ石英管１中を真空に排気し
て、石英管１を封止切れば、第１図の石英アンプ
ルが得られる。従来の方法では、このように石英
管中に入れたHgを全て封止切つていたため、Hg
中に含まれる不純物は全て封止切つた石英アンプ
ル中に含まれている。このような封管中での熱処
理では、アンプル中に含まれる不純物は、たとえ
微量であつても結晶に悪影響を与える。Hgは純
粋な状態で保存するのが難しく、また純化のため
の処理も適当な方法はない。
このため石英アンプル中への不純物の混入がさ
けられないため、以前からこれを防ぐ方法の開発
が望まれていた。
けられないため、以前からこれを防ぐ方法の開発
が望まれていた。
この発明は、このような問題点に鑑みてなされ
たものであり、封止切り前に石英管内でHgを蒸
留純化することによつて、これによつて得られた
純粋なHgとHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶また
はその構成物質とを石英管内に封入し、熱処理に
よつて所望の良質な結晶が得られる方法を提供す
るものである。
たものであり、封止切り前に石英管内でHgを蒸
留純化することによつて、これによつて得られた
純粋なHgとHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶また
はその構成物質とを石英管内に封入し、熱処理に
よつて所望の良質な結晶が得られる方法を提供す
るものである。
Hgは蒸気圧の高い物質なので、蒸留して純化
することは比較的容易である。この発明では、封
止切りに用いる石英管中でHgを蒸留純化し、そ
の後大気に曝すことなく石英アンプル中に封止切
ることにした。第３図はこの発明の一実施例を説
明するための模式断面図で、従来例と同等部分は
同一符号で示す。この実施例に用いる石英管１ａ
はHg収容室とHgxCd1-xTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶収
容室との間に蒸留室１１を有し、蒸留室１１の外
周には冷却装置７が設けられ、上記Hg収容室の
外部にはこれを加熱するバーナー８が設けられて
いる。まず、第３図ａに示すように石英管１ａの
Hg収容室に収容されたHgを石英管１ａの封止前
にバーナー８で加熱蒸発させ蒸留室１１において
冷却装置７で冷却して液化させる。このようにし
て、適量のHgが蒸留純化されて蒸留室１１に得
られると、第３図ｂに示すように未蒸留のHgを
収容する部分を切り取ると、従来方法における第
２図と同様の状態となる。その後は前述の従来の
方法と同様の手順によつて石英管１ａを真空排気
装置の石英管取り付け口４のところで封止切り第
１図に示したと同様な石英アンプルが得られる。
この方法によれば、石英アンプル内に封入される
Hgは不純物を含まない純粋なものとすることが
できる。
することは比較的容易である。この発明では、封
止切りに用いる石英管中でHgを蒸留純化し、そ
の後大気に曝すことなく石英アンプル中に封止切
ることにした。第３図はこの発明の一実施例を説
明するための模式断面図で、従来例と同等部分は
同一符号で示す。この実施例に用いる石英管１ａ
はHg収容室とHgxCd1-xTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶収
容室との間に蒸留室１１を有し、蒸留室１１の外
周には冷却装置７が設けられ、上記Hg収容室の
外部にはこれを加熱するバーナー８が設けられて
いる。まず、第３図ａに示すように石英管１ａの
Hg収容室に収容されたHgを石英管１ａの封止前
にバーナー８で加熱蒸発させ蒸留室１１において
冷却装置７で冷却して液化させる。このようにし
て、適量のHgが蒸留純化されて蒸留室１１に得
られると、第３図ｂに示すように未蒸留のHgを
収容する部分を切り取ると、従来方法における第
２図と同様の状態となる。その後は前述の従来の
方法と同様の手順によつて石英管１ａを真空排気
装置の石英管取り付け口４のところで封止切り第
１図に示したと同様な石英アンプルが得られる。
この方法によれば、石英アンプル内に封入される
Hgは不純物を含まない純粋なものとすることが
できる。
この発明は封止切りを行なう石英管内でHgを
蒸留することを要旨とするもので、上記実施例に
示した石英管の形状、Hgを蒸留するための加熱
用バーナーなどは説明の便宜上の一例に過ぎず、
これに限定されるものではない。
蒸留することを要旨とするもので、上記実施例に
示した石英管の形状、Hgを蒸留するための加熱
用バーナーなどは説明の便宜上の一例に過ぎず、
これに限定されるものではない。
以上説明したように、この発明では石英管内へ
収容したHgをそのまま使用するのではなくて、
石英管内でHgを蒸留して得た純化されたHgを
HgxCd1-xTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶またはその構成
物質であるCdおよびTeとを石英管内へ封止し、
未蒸留のHgは切離すようにしたので、この石英
アンプル内で熱処理して得られる結晶は良質であ
り、その再現性も良好となる。
収容したHgをそのまま使用するのではなくて、
石英管内でHgを蒸留して得た純化されたHgを
HgxCd1-xTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶またはその構成
物質であるCdおよびTeとを石英管内へ封止し、
未蒸留のHgは切離すようにしたので、この石英
アンプル内で熱処理して得られる結晶は良質であ
り、その再現性も良好となる。
第１図はHg1-xCdxTe（Ｏ≦ｘ＜１）結晶の熱
処理に用いる石英アンプルを示す断面図、第２図
は従来の石英アンプル製作方法を示す断面図、第
３図はこの発明の一実施例における石英アンプル
製作方法を示し、第３図ａはHgの蒸留段階を示
す断面図、第３図ｂは未蒸留Hgを切り離した状
態を示す断面図である。 図において、１，１ａは石英管、２は水銀、３
は水銀カドミウムテルライド結晶、４は真空排気
装置の石英管取り付け口、５はＯリング、６は排
気管、７は冷却装置、８はバーナー、１１は蒸留
室である。なお、図中同一符号は同一または相当
部分を示す。
処理に用いる石英アンプルを示す断面図、第２図
は従来の石英アンプル製作方法を示す断面図、第
３図はこの発明の一実施例における石英アンプル
製作方法を示し、第３図ａはHgの蒸留段階を示
す断面図、第３図ｂは未蒸留Hgを切り離した状
態を示す断面図である。 図において、１，１ａは石英管、２は水銀、３
は水銀カドミウムテルライド結晶、４は真空排気
装置の石英管取り付け口、５はＯリング、６は排
気管、７は冷却装置、８はバーナー、１１は蒸留
室である。なお、図中同一符号は同一または相当
部分を示す。
Claims (1)
- １ 水銀と水銀カドミウムテルライド
（Hg1-xCdxTe：Ｏ≦ｘ＜１）結晶または該結晶
の構成物質であるカドミウム（Cd）およびテル
ル（Te）とを石英管内に封入して熱処理を施す
水銀カドミウムテルライド結晶の製造方法におい
て、上記水銀と上記水銀カドミウムテルライド結
晶または該結晶の構成物質であるカドミウムおよ
びテルルとを同一の上記石英管内に収容し封止す
る前に該水銀を該石英管内で蒸留し、この蒸留純
化された水銀のみを上記水銀カドミウムテルライ
ド結晶または該結晶の構成物質であるカドミウム
およびテルルとともに該石英管内に封入すること
を特徴とする水銀カドミウムテルライド結晶の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190635A JPS5978581A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 水銀カドミウムテルライド結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190635A JPS5978581A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 水銀カドミウムテルライド結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5978581A JPS5978581A (ja) | 1984-05-07 |
| JPS6234157B2 true JPS6234157B2 (ja) | 1987-07-24 |
Family
ID=16261347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57190635A Granted JPS5978581A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 水銀カドミウムテルライド結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5978581A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2746497B2 (ja) * | 1992-03-03 | 1998-05-06 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-10-27 JP JP57190635A patent/JPS5978581A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5978581A (ja) | 1984-05-07 |
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