JPH0218382A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、スライドボート法を用いた半導体結晶の液相
エピタキシャル成長装置に関し、特にエピタキシャル成
長後に成長した結晶層上に残留している成長用溶融材料
を効果的に除去して良質の大面積にわたるエピタキシャ
ル結晶を得る液相エピタキシャル成長装置に関するもの
である。

（従来の技術） 一般に、エネルギーギャップの狭い水銀カドミウムテル
ル（Ｈｇｔ−、ＣｄＸＴｅ　　Ｏ＜Ｘ＜１　）のような
化合物半導体結晶は、赤外線検知素子の形成用材料とし
て用いられている。このような結晶を目的に適した大面
積なものに形成するために、テルル化カドミウム（Ｃｄ
Ｔｅ）の単結晶基板上に、Ｈｇｔ−ｘ　Ｃｄｗ　Ｔｅの
結晶を液相エピタキシャル成長させる方法がとられてい
る。

第４図は、ＣｄＴｅ単結晶基板上にＨｇ１−ｘＣｄｘＴ
ｅ結晶を成長させるための開管スライドボート法を用い
た従来の液相エピタキシャル成長装置の概略図の一例で
ある。図に示すように、液相エピタキシャル成長装置は
、電気炉１、耐熱石英反応管２、エピタキシャル成長用
単結晶基板を保持するカーボンよりなる支持台３、その
上にスライド可能に設けられたエピタキシャル成長用材
料（水銀カドミウムテルル）液溜め４（以下、液溜めと
称す、）、エピタキシャル成長用材料液５（以下、成長
用材料液と称す。）、エピタキシャル成長用基板として
Ｃｄ　Ｔ　ｅ単結晶基板６、液溜めスライド操作棒７、
モニター用熱電対８より構成されている。

このように設置した状態で、電気炉１を加熱し、成長用
材料液５を溶融する。溶融後、液溜め４をスライドさせ
、ＣｄＴｅ単結晶基板６上に成長用材料液５を接着させ
る。その状態で温度を降下させることによりＣｄ　Ｔ　
ｅ単結晶基板６上に、Ｈｇ＋−ｘ　Ｃｄｘ　Ｔｅのエピ
タキシャル結晶層を成長させる。成長後、液溜め４をス
ライドさせ、成長用材料液５を切り離した後、冷却して
からＨｇ５−ｘ　Ｃｄｘ　Ｔｅエピタキシャル結晶を取
り出す。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の液相エピタキシャル成
長装置においては、成長後、液溜めをスライドさせ成長
用材料液を切り離す際に、基板結晶を保持する支持台の
材質であるカーボンと成長用材料液との濡れが悪く、か
つ、成長した結晶層と成長用材料液との濡れが良いため
、成長用材料液がスムーズに移動せず、エピタキシャル
結晶表面上に成長用材料液が残ってしまうことが多い。

このことにより、良質の大面積にわたるエピタキシャル
結晶を得ることが困難であるという問題点があった。

したがって、本発明の目的は、上記問題点を解決するた
めになされたものであり、エピタキシャル成長後、成長
したエピタキシャル結晶層の表面上から、成長用材料液
を完全に除去し、良質の大面積にわたるエピタキシャル
結晶を得ることができるようにした、液相エピタキシャ
ル成長装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、第１に、スライ
ドボート法を用いる液相エピタキシャル成長装置におい
て、エピタキシャル成長後に成長用溶融材料をスライド
させる際、前記液相エピタキシャル成長装置を一方に傾
斜させる機構を有することを特徴とする液相エピタキシ
ャル成長装置を採用するものである。

本発明は、第２に、スライドボート法を用いる液相エピ
タキシャル成長装置において、エピタキシャル成長基板
の側壁に密着してスライド方向の側にエピタキシャル成
長基板と同様な物理的性質を有する平板を設置すること
を特徴とする液相エピタキシャル成長装置を採用するも
のである。

本発明は、第３に、上記第１の発明と第２の発明を組合
せたものであって、スライドボート法を用いる液相エピ
タキシャル成長装置において、液相エピタキシャル成長
装置を一方に傾斜させる機構と、エピタキシャル成長基
板の側壁に密着してスライド方向の側に設置したエピタ
キシャル成長基板と同様な物理的性質を有する平板と、
を有することを特徴とする液相エピタキシャル成長装置
を採用するものである。

（作用） 第１の発明においては、液相エピタキシャル成長装置を
傾斜するように構成し、重力により成長した結晶層上に
残留している成長用材料液を除去する。

すなわちエピタキシャル成長後、成長用材料液を切り離
す際に、液相エピタキシャル成長装置を傾斜させること
で、エピタキシャル結晶表面上に多少なりとも残留して
いる成長用材料液を傾斜させた下側にスムーズに移動さ
せることが可能になったため、再現性よく成長用材料液
をエピタキシャル結晶表面上から除去することができる
。

第２の発明においては、エピタキシャル成長基板と同様
な物理的性質を有する平板を成長基板に隣接して設置し
て成長した結晶層の表面上に残留している成長用材料液
をその平板上にスムーズに移送させることにより成長用
材料液を除去する。

すなわち、平板が、エピタキシャル成長基板と同様な物
質的性質を有するため（なお、成長用材料液と同様な材
質ともなる）、エピタキシャル成長後、成長用材料液を
切り離す際に、成長用材料液をスムーズにエピタキシャ
ル結晶表面上から平板の結晶板上に移動させることが可
能になったため、再現性よく成長用材料液をエピタキシ
ャル結晶表面上から除去することができる。

第３の発明は、前述の２つの発明の構成を組合せて一層
効果的な成長用材料液の除去を行っている。

（実施例） 以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明
する。

第１図は、本発明の液相エピタキシャル成長装置の第一
実施例の概略側面図、第２図は、第１図と同様な図であ
るが、液相エピタキシャル成長装置が傾斜している状態
を示す概略側面図、第３図は、本発明の液相エピタキシ
ャル成長装置の第二実施例の概略側面図である。

最初に第１図および第２図を参照して、本発明の第一実
施例について説明する。

この第一実施例に基づく本発明の液相エピタキシャル成
長装置は、従来の液相エピタキシャル成長装置における
電気炉１を固定している土台上部の盤上に、ボールベア
リング９および真ちゅうからなる軸１０を取り付け、液
相エピタキシャル成長装置を矢印Ｂの方向に回転できる
ようにし、かつ液相エピタキシャル成長装置が回転し過
ぎないように回転軸より離れた位置にストッパー１１を
取り付けたものである。

そして、この装置においてＣｄＴｅ単結晶基板６上にＨ
ｇ　ｓ−ｘ　Ｃｄｘ　Ｔｅエピタキシャル結晶層を成長
させるには、上記で説明した従来例と同様に行う、まず
、電気炉１を加熱し、成長用材料液５を溶融する。溶融
後、液溜め４を第１図中矢印Ａの方向にスライドさせ、
Ｃｄ　Ｔ　ｅ単結晶基板６上に成長材料液５を接触させ
る。その状態で温度を降下させることによりＣｄＴｅ単
結晶基板６上に、Ｈｇ＋−ｘ　Ｃｄｘ　Ｔｅのエピタキ
シャル結晶層を成長させる。

成長後、液相エピタキシャル成長装置（電気炉を含む）
を第１図中矢印Ｂの方向に回転させ、ストッパー１１で
固定する。この状態で、液相エピタキシャル成長装置全
体が傾斜することになる。

そこで、液溜めスライド操作棒７を用いて液溜め４を第
２図中矢印Ａの方向にスライドさせ、成長用材料液５を
エピタキシャル結晶表面から切り離す（第２図の状態）
。その際、大部分の成長用材料液５は、液溜め６のスラ
イドとともにエピタキシャル結晶表面より切り離される
。そして、エピタキシャル結晶表面上に多少なりとも薄
く残留している成長用材料液が、液相エピタキシャル成
長装置が傾斜しているため、エピタキシャル結晶の傾斜
している下側の方向へ残留成長材料液自体の重さにより
移動する。

その後、冷却してからＨｇ　ｒ−ｘ　Ｃｄｘ　Ｔ　ｅエ
ピタキシャル結晶を収り出す。

その結果、成長後エピタキシャル結晶表面上に残留して
いた成長用材料液が、エピタキシャル結島表面上から傾
斜している下側の方向に移動することが可能になったた
め、エピタキシャル結晶表面上に薄く残留していた成長
用材料液を残すことなく完全に除去することができる。

また、本発明はＨｇｔ−ｘＣｄｘＴｅの液相エピタキシ
ャル成長に限らず、他の■−■族化合物半導体或は■−
Ｖ族化合物半導体の液相エピタキシャル成長にも適用さ
れる。

次に、第３図を参照して、本発明の第二実施例について
説明する。

この第二実施例に基づく本発明の液相エピタキシャル成
長装置は、従来のエピタキシャル成長用単結晶基板を保
持するカーボンよりなる支持台３中に、エピタキシャル
成長後、成長用材料液を切り離す方向に、エピタキシャ
ル成長基板と同様な物理的性質を有する平板、例えばＣ
ｄ　Ｔ　ｅよりなる平板１２を設置したものである。

すなわち、カーボン材料は成長材料液として使用される
水銀カドミウムテルルに対していわゆる「濡れ」が悪く
、言換えると水銀カドミウムテルルをはじく性質を有し
ているため、エピタキシャル成長後、単に液溜めをスラ
イドさせただけでは成長用材料液はスムーズにカーボン
よりなる支持台に移動せず、成長した結晶層の表面上に
残留してしまう。このため、本発明においては、エピタ
キシャル成長基板と同様な物理的性質、具体的には濡れ
が良い材料、例えば結晶基板と同一のＣｄＴｅよりなる
平板を用いているものである。

そして、この装置においてＣｄ　Ｔ　ｅ単結晶基板６上
にＨｇ＋−ｘＣｄｘＴｅエピタキシャル結晶層を成長さ
せるには、上記で説明した従来例と同様に行う、まず、
電気炉１を加熱し、成長用材料液５を溶融する。溶融後
、液溜め４を矢印Ａの方向にスライドさせ、ＣｄＴｅ単
結晶基板６上に成長用材料液５を接触させる。その状態
で温度を降下させることによりＣｄＴｅ単結晶基板６上
に、Ｈｇｔ−ｘＣｄｘＴｅのエピタキシャル結晶層を成
長させる。成長後、液溜めスライド操作棒７を用いて液
溜め４を矢印Ａの方向にスライドさせ、成長用材料液５
をＣｄＴｅよりなる平板１２へ切り離す。さらに、矢印
Ａの方向にスライドさせた後、冷却してからＨｇ　！−
ｘ　Ｃｄ　Ｘ　Ｔ　ｅエピタキシャル結晶を取り出す。

その結果、成長用材料液５がスムーズにエピタキシャル
結晶表面上からＣｄＴｅよりなる平板１２上に移動する
ことが可能であるため、エピタキシャル結晶表面上に成
長用材料液５を残すことなく完全に除去することができ
る。

また、この実施例は、前述の第一実施例と同様に、Ｈｇ
＋−ｘＣｄｘＴｅの液相エピタキシャル成長に限らず、
他のＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体或は■−Ｖ族化合物半導
体の液相エピタキシャル成長にも適用される。

以上、本発明の好ましい２つの実施例について説明して
きたが、本発明はこれらの２つの実施例を組合わせて実
施できるものである。すなわち、本発明の液相エピタキ
シャル成長装置は、液相エピタキシャル成長装置を一方
に傾斜させる機構と、エピタキシャル成長基板の側壁に
密着してスライド方向の側に設置した、エピタキシャル
成長基板と同様な物理的性質を有する平板と、を有する
ように構成できるものである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、液相エピタキシ
ャル成長装置全体を傾斜できるように構成し、または、
成長用材料液と同様な物理的性質を用する平板を成長基
板に隣接して設けるように構成し、または、これらの構
成を組合わせることにより、エピタキシャル結晶層の表
面上に不要な成長用材料液を効果的に除去したエピタキ
シャル結晶を得ることができるものである。

【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第一
実施例の概略側面図である。 第２図は、第１図と同様な図であるが、液相エピタキシ
ャル成長装置が傾斜している状態を示す概略側面図であ
る。 第３図は、本発明の液相エピタキシャル成長装置の第二
実施例の概略側面図である。 第４図は、従来の液相エピタキシャル成長装置の概略側
面図である。 １・・・電気炉、 ２・・・耐熱石英反応管、 ３・・・基板支持台、 ４・・・液溜め、 ５・・・成長用材料液、 ６・・・単結晶基板、 ７・・・操作棒、 ８・・・熱電対、 ９・・・ボールベアリング、 １０・・・回転軸、 １１・・・ストッパー １２・・・平板。 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スライドボート法を用いる液相エピタキシャル成
   長装置において、エピタキシャル成長後に成長用溶融材
   料をスライドさせる際、前記液相エピタキシャル成長装
   置を一方に傾斜させる機構を有することを特徴とする液
   相エピタキシャル成長装置。
2. （２）スライドボート法を用いる液相エピタキシャル成
   長装置において、エピタキシャル成長基板の側壁に密着
   してスライド方向の側にエピタキシャル成長基板と同様
   な物理的性質を有する平板を設置することを特徴とする
   液相エピタキシャル成長装置。
3. （３）スライドボート法を用いる液相エピタキシャル成
   長装置において、液相エピタキシャル成長装置を一方に
   傾斜させる機構と、エピタキシャル成長基板の側壁に密
   着してスライド方向の側に設置した、エピタキシャル成
   長基板と同様な物理的性質を有する平板と、を有するこ
   とを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。