JPH02143538A - 液相エピタキシャル成長装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔１既　　要〕 液相エピタキシャル成長装置に関し、 基板上に形成するエピタキシャル結晶層の両側端部が中
央部より部分的に異常成長するのを防止するのを目的と
し、 アンプル内に封入された固定治具でエピタキシャル成長
用基板を保持した基板ホルダを挾持し、該基板の下部に
収容されて溶融したエピタキシャル成長用メルトにアン
プルを回転させて基板を接触させ、前記メルトの温度を
降下させながら基板上にエピタキシャル結晶を成長させ
る装置に於いて、 前記溶融したエピタキシャル成長用メルト内に、該メル
ト内で発生する対流の分割手段を設けて構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は液相エピタキシャル成長装置に関する。

赤外線検知素子や、赤外線レーザ素子のような光電変換
素子には、エネルギーバンドギャップの狭い水銀・カド
ミウム・テルル（Ｈｇ１−ｘ　ｃａＸＴｅ）のような化
合物半導体結晶が用いられている。

このようなＨｇ１−Ｘ　Ｃｄｘ　ＴＢの結晶を、カドミ
ウムテルル（ＣｄＴｅ）の基板上にエピタキシャル成長
する場合、水銀が易蒸発性の元素であるため、密閉構造
のアンプルを用いて水銀の蒸発を防ぎ、溶融した水銀・
カドミウム・テルルの溶融したメルト（合金）を基板に
接触させてエピタキシャル結晶を基板上に形成する液相
エピタキシャル成長装置が、装置の構造が簡単でかつ形
成されるエピタキシャル層の組成制御性が良い等の理由
により多用されている。

〔従来の技術〕

従来の液相エピタキシャル成長装置は、第４図に示すよ
うにエピタキシャル成長用基板１を保持する基板ホルダ
２を挾持する溝３を有し、エピタキシャル成長時の装置
の回転時に溶融したエピタキシャル成長用メルト４を収
容する空間部５を有し、相互に連結された一対の対向せ
る円柱形状の石英部材よりなる基板固定治具６と、該基
板固定治具６を封入するアンプル７とよりなる。

このような従来の装置を用いてエピタキシャル層を基板
上に形成する場合に付いて説明する。

第４図および第４図のＩＶ−ＩＶ　’線に沿った断面図
の第５図（ａ）に示すように、基板１を基板ホルダ２に
設置し、該基板ホルダ２を前記した固定治具６の溝３内
に設置し、該基板１を設置した固定治具６を、該基板と
対向する反対側の位置に水銀、カドミウムおよびテルル
より成るエピタキシャル成長用のメルト形成材料４を充
填した状態でアンプル７内に封入する。

次いで上記アンプル７を加熱炉内の炉芯管（図示せず）
内に挿入し、アンプル７を加熱してアンプル７内のメル
ト形成材料４を溶融する。

次いでアンプル７を矢印Ａ方向に沿って１８０度回転し
、第５図（ｂ）に示すように、溶融したエピタキシャル
成長用メルト４に基板１を接触させ、加熱炉の温度を降
下させることで、メルト４の温度を降下させ、該降下温
度に対応する飽和蒸気圧を有する飽和メルトを基板上に
接触させることで、基板上にエピタキシャル層を析出形
成している。

次いで該アンプル７を矢印Ｂ方向に更に１８０度回転し
、第５図（Ｃ）に示すように基板上に付着しているメル
トを下部に落下させるワイプオフの作業によってエピタ
キシャル成長を停止している。

〔発明が解決しようとする課題〕

然し、このような装置で基板１上にエピタキシャル層を
形成すると、第６図に示すように前記した固定治具に挟
まれていない基板の両側端部ＩＡに於けるエピタキシャ
ル結晶の成長速度が、基板の中央部ＩＢに於ける成長速
度より部分的に速くなり、基板の両側端部ＩＡでエピタ
キシャル結晶が異常成長し、異常成長結晶８が形成され
る問題がある。

このように両側端部が異常成長した基板は、その後のマ
スク合わせをして露光する工程で、支障をきたす恐れが
あるので、通常は基板の周縁部を切断して使用している
が、このようにすると赤外線検知素子の形成し得る面積
が減少し、−枚の基板より形成される検知素子の数が減
少する問題がある。

本発明は上記した問題点を解決し、基板の両側端部に於
けるエピタキシャル結晶の成長速度と、基板の中央部に
於けるエピタキシャル結晶の成長速度が同じになるよう
にして基板の両側端部でエピタキシャル結晶が異常成長
しないようにしだ液相エピタキシャル成長装置の提供を
目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 上記目的を達成する本発明の液相エピタキシャル成長装
置は、アンプル内に封入された固定治具でエピタキシャ
ル成長用基板を保持した基板ホルダを挾持し、該基板の
下部に収容されて溶融したエピタキシャル成長用メルト
にアンプルを回転させて基板を接触させ、前記メルトの
温度を降下させながら基板上にエピタキシャル結晶を成
長させる装置に於いて、 前記溶融したエピタキシャル成長用メルト内に、該メル
ト内で発生する対流の分割手段を設ける。

〔作　用〕

液相エピタキシャル成長に於いては、基板に溶融メルト
を接触させた後、メルトの温度を降下させなからメルト
中の溶質を過飽和の状態にして基板上にメルト中の溶質
を析出させるようにしており、この溶質は溶融メルトの
対流によって移動する。そしてこの対流は第６図の矢印
りおよび已に示すようにアンプル７の内壁面に沿って起
こりやすく、そのためこのアンプル７の内壁面と基板の
側端部１八を結んだ曲線にそって溶融メルトの対流が起
こり、そのため、基板の側端部にこの対流によって溶質
の供給が他の部分より増加し、結晶の析出し易い傾向が
あるとされている。

そのためこの熔融メルト内の基板の固定治具のメルトと
接触する面に凹凸部を設け、この凹凸部によって前記し
た基板の側端部とアンプルの内壁面を結ぶ方向に移動す
る対流を分割して、この分割した対流によってメルト中
の溶質が基板の全領域に均一に移動するようして基板の
両側端部にメルト中の溶質が集中しないようにして基板
の側端部に於ける異常成長を防止する。

〔実　施　例〕

以下、図面を用いて本発明の１実施例につき詳細に説明
する。

第１図は本発明の液相エピタキシャル成長装置断面図、
第２図は第１図のＩ−Ｉ”線に沿った断面図、第３図は
第２図をＦ方向に１８０度回転して基板にメルトを接触
させた断面図である。

第１図、第２図に示すように本発明の液相エピタキシャ
ル成長装置の基板固定治具１１のエピタキシャル成長用
基板１と対向する箇所１１Ａ、即ち、第３図に示すよう
に基板１とエピタキシャル成長用メルト４を接触させた
時にメルト４と接触する固定治具１１の箇所１１八に鋸
刃状の凹凸部１２を設ける。この凹凸部１２の凸部の個
数は対向する基板１に対して例えば５〜６個程度設け、
また凸部の山の高さは溶融メルト４の深さの１１５〜１
／３程度になるように設ける。

このような凹凸部１２を設けることで、この凹凸部１２
のテーパ一部分に沿ってメルト内に発生ずる対流が矢印
Ｇに示すように細かく分割され、この細か（分割された
メルトの対流に沿ってメルト内の溶質が移動するため、
従来のようなアンプルの内壁面と基板の側端部を結ぶ大
きい流れの対流と異なるため、基板全体に均一にメルト
中の溶質が運ばれるため、基板上に均一な厚さのエピタ
キシャル層が形成される。

また本実施例の他に変形例として基板に対向する固定治
具の箇所１１Ａ（固定治具１１の連結部）が分離できる
構造にして、この分離した連結部１１Ａに前記した凹凸
部１２を設けても良い。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、基板に
形成されるエピタキシャル層の両側端部に異常成長が少
なくなり、表面の平坦な高品質のエピタキシャル層が得
られる効果がある。

第２図は第１図のＩ−Ｉ’線に沿った断面図、第３図は
エピタキシャル成長時の成長装置の断面図、 第４図は従来の液相エピタキシャル成長装置の断面図、 第５図（ａ）より第５図（Ｃ）迄は、従来の装置による
液相エピタキシャル成長の工程図、 第６図は従来の装置に於ける不都合な状態図である。

図に於いて、 １はエピタキシャル成長用基板、２は基板ボルダ、４は
エピタキシャル成長用メルト、７はアンプル、１１１１
Ａは基板固定治具、１２は凹凸部を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液相エピタキシャル成長装置の断面図
、 第 図 第 図 Ｔビ７キシマルへＥ−！＝　ｙ４−＝バご艮４％ｆｉｐ
、＠面１刀＃Ｊしｉτとニーター？）＋Ｉ１．　八ｉｆ
？　’３１　＝＋　＃６１ＸＩ第４図 （ｅｌ １１Ｊ−、、Ａｇ１Ｌｔ＝ｔｓ　；ｌ’ｉｊｇ７−ｔ゛
７Ｔ３−ｗＬＦＳ：、４＜　ｘ−＃ｆｍ第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アンプル（７）内に封入された固定治具（５）でエピタ
   キシャル成長用基板（１）を保持した基板ホルダ（２）
   を挾持し、該基板の下部に収容されて溶融したエピタキ
   シャル成長用メルト（４）にアンプル（７）を回転させ
   て基板を接触させ、前記メルトの温度を降下させながら
   基板上にエピタキシャル結晶を成長させる装置に於いて
   、 前記溶融したエピタキシャル成長用メルト（４）内に、
   該メルト（４）内で発生する対流の分割手段（１２）を
   設けたことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。