JPH0278233A - 液相エピタキシャル成長方法およびその成長装置 - 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】 〔概　要〕 液相エピタキシャル成長方法およびその成長装置に関し
、 エピタキシャル成長後に基板を回転移動し、基板上に付
着せる残留メルトを下部に落下させるワイプオフにより
、エピタキシャル成長を停止した時、基板上に付着する
残留メルトの接触面積が少なくなるような液相エピタキ
シャル成長方法およびその成長用装置の提供を目的とし
、 アンプル内に封入された一対の円柱状治具で基板を挟み
、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て、
前記メルトの温度を低下させながら、基板上にエピタキ
シャル結晶を成長させた後、該アンプルを再度回転させ
て基板上に残留付着しているメルトを落下させてエピタ
キシャル結晶を成長する方法に於いて、前記基板をエピ
タキシャル成長用メルトに接触させた後、該基板を１８
０度未満の回転角度で回転させて基板を傾けることによ
り、基板上より残留メルトを落下させるようにして構成
する。

更にアンプル内に封入された固定治具の基板を挟む対向
面が互いに略平行となるように、かつアンプルの管軸に
対して所定の角度θを有するように形成され、かつ前記
対向面の各々に基板をはめこみ設置する溝を設けるとと
もに、該固定治具のアンプルと接触する対向面の各々に
切り込みを設けて構成する。

〔産業上の利用分野） 本発明は液相エピタキシャル成長方法およびその成長用
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（Ｈｇ＋−ｘ　Ｃｄｘ　Ｔｅ）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Ｈｇ＋−ｘ　Ｃｄ＋ｔ　Ｔｅの結晶を、カド
ミウム（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Ｈｇ＋−ｘＣ
ｄＸＴｅのメルトを基板に接触させてエピタキシャル層
を基板上に形成する傾斜型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５図に示すよ
うにエピタキシャル成長用基板Ｉを保持する基板ホルダ
２を挟持する溝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を有した対向せる一対の円柱形状の石英
よりなる固定治具６と、該固定治具６を封入するアンプ
ル７とよりなる。

このような従来の液相エピタキシャル成長装置を用いて
、従来の方法により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５図のｖ−ｖ　”線に沿った断面図の第６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６図（ハ）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１．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６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、上記した方法では基板にエピタキシャル層を成長
した後、該基板をメルトの表面より１８０度回転させて
、基板上に付着している溶融メルトを下部に落下させる
際に、第７図に示すようにこの溶融メルトが表面張力に
よって球状に成って広がり、この広がったメルト４がエ
ピタキシャル成長用基板１の周縁部ＩＡより基板の内部
に迄、入り込み、このメルト４が固化する際に基板上に
形成されたエピタキシャル層上の突起となって現れ、そ
のため、エピタキシャル層の素子として使用できる面積
が減少する問題がある。

本発明は上記した問題点を除去し、残留メルトがエピタ
キシャル層の周縁部に移動するようにし、形成されたエ
ピタキシャル層の素子形成領域に迄入り込まないように
して、素子に使用できるエピタキシャル層の面積が大き
く採れるようにした液相エピタキシャル成長方法ならび
にその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ための本発明の液相エピタキシャル
成長方法は、アンプル内に封入された固定状治具で基板
を支持し、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
させて、前記メルトの温度を低下させながら、基板上に
エピタキシャル結晶を成長させた後、該アンプルを再度
回転させて基板上に残留付着しているメルトを落下させ
てエピタキシャル結晶を成長する方法に於いて、前記基
板をエピタキシャル成長用メルトに接触させた後、該基
板を１８０度未満の回転角度で回転させて基板上より残
留メルトを落下させるようにしたことを特徴とする。

更に本発明の液相エピタキシャル成長用装置は、アンプ
ル内に封入された固定治具の対向面が互いに平行となる
ように、かつアンプルの管軸に対して所定の角度θを有
するように形成され、かつ前記対向面の各々に基板をス
ライドしてはめこみ設置する溝を設けるとともに、該固
定治具のアンプルと接触する対向面の各々に切り込みを
設けて構成する。

〔作　用〕

本発明の方法は、基板を溶融メルトに接触させた後、該
基板上に付着された溶融メルトを下部に落下させるため
に基板を回転させる際に、基板表面をメルト表面に対し
て１８０度回転させた時に溶融メルトが基板上に表面張
力で拡散して広がらないようにするために、基板の表面
をメルトの表面に対して１８０度以内の角度に保つよう
にして、メルト表面に対して基板表面が１８０度以内の
角度に傾けるようにする。すると基板上に残留している
溶融メルトは楕円体と成って、基板の周縁部へ移動する
ので、素子形成領域の面積の減少が防止できる。

更に基板を挟持する円柱状支持部材の対向面が略平行に
なるように、かつ該支持部材が挿入されるアンプルの管
軸に対して所定の角度傾けるようにして、エピタキシャ
ル成長用基板の角部に基板に付着した残留メルトが付着
するようにして、エピタキシャル層の素子形成領域が減
少しないようにする。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の一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の平面図
、第２図は該装置の側面図である。

第１図および第２図に示すように、本発明の装置は円柱
状の一対の基板固定治具１１のエピタキシャル成長用基
板１２を挟む対向面１１Ａ、１１Ｂがアンプル１３の管
軸１４に対して角度θ文頭いており、かつ対向面１１Ａ
、　１１Ｂは略平行に保たれている。

また固定治具１１の対向面１１Ａ、　１１Ｂがアンプル
１３と接触する片方の部分には、上部より下部に迄到達
する切り込み１５を設けておく。この切り込み１５によ
って溶融したメルトがワイプオフの際に、基板上に滞留
するのを防止する役目をする。

また前記対向面１１Ａ、１１Ｂの各々に基板ホルダ１８
上に設置した基板１２をスライドさせてはめこむ溝１６
を設ける。

このような本発明のエピタキシャル成長用治具を用いて
、本発明の方法により基板上にエピタキシャル層を形成
する場合に付いて説明する。

第３図（ａ）に示すように、上記固定治具１１の溝１６
内に基板ホルダ１８に設置したエピタキシャル成長用基
板１２をはめこみ、該基板１２の下部にエピタキシャル
成長用メルト１７を充填した状態でアンプル１３内に封
入する。次いで該アンプル１３を加熱炉内の炉芯管（図
示せず）に挿入して、エピタキシャル成長用メルト１７
を溶融する。

次いでアンプル１３を矢印Ｃ方向に１８０度回転して、
第３図（ｂ）に示すように、基板１２に溶融メルト１７
を接触させた後、加熱炉の温度を降下させてメルト１７
の温度を低下させ、過飽和状態となったメルトを基板上
に接触させることで、基板上にエピタキシャル層を形成
する。

次いでエピタキシャル層が所定の厚さ成長した段階で、
該アンプルを矢印り方向に３０〜４０度回転移動させて
基板上の残留メルトをワイプオフする。

このようにすれば、第４図（ａ）に示すようにワイプオ
フ後の基板上の残留メルト　２０Ａは基板の周縁部に重
力によって下方向に落下しようとするので表面張力と重
力の関係で楕円体となって集まり、素子形成領域内に入
り込まない状態となるので、残留メルトによってエピタ
キシャル層の素子形成領域が減少する不都合が解決され
る。

尚、本実施例ではワイプオフ時の基板１２のメルト１７
表面に対する傾き角度αを第３図（Ｃ）に示すように３
０〜４０度としたが、この角度αは従来のようにメルト
表面に対して１８０度の角度迄回転移動させずに、１８
０度以内の範囲の角度で止めるようにすると良い。

また本発明のエピタキシャル成長用装置を用いてエピタ
キシャル成長すると、従来の装置では基板の回転中心が
第４図（ａ）に示すように各辺の中央を結んだ線分１９
Ａの状態より、第４図（ｂ）に示すように基板の回転中
心が線分１９Ｂに示すように変動して、基板１２の対角
線上に位置するようになるため、ワイプオフ後の残留メ
ルＩ−２０Ｂは基板の角部に楕円体となって残留するた
め、より一層素子形成領域内より移動することとなって
素子形成領域の面積が大きく採れる効果がある。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の方法および装
置によれば、ワイプオフ後の残留メルトが基板の角部に
楕円体となって残留するため、エピタキシャル層の素子
形成領域が太き（とれ、赤外線検知素子の製造コストの
低下につながる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の平面図、 第２図は本発明の装置の側面図、 第３図（ａ）より第３図（Ｃ）迄は、本発明の方法の動
作の説明図、 第４図（ａ）および第４図（ｂ）は本発明の方法および
装置で製造したエピタキシャル層の状態図、第５図は従
来の装置の断面図、 第６図（ａ）より第６図（ＣＣ迄は、従来の装置の動作
状態を示す断面図、 第７図は従来の装置で製造したエピタキシャル層の不都
合な状態図である。 図において、 １１は固定治具、１１Ａ、　１１Ｂは対向面、１２はエ
ピタキシャル成長用基板、１３はアンプル、１４は管軸
、１５は切り込み部、１６は溝、１７はメルト、１８は
基板ホルダ、１９Ａ、１９Ｂは回転中心を示す線分、２
０Ａ　、　２０Ｂは残留メルトを示す。 本発明−（１の平面図 第１図 序兆’１ＩｄｃＷｒ例面口 第２図 （Ｃ） 半、ｆ１５ａＪｊ、ガま槽炸偽ｐ椙 第３図 （ｂ） オー６萌４方辻及０・・鷲冒７み鷲遺訊ｒピタ午５ヤル
層のＣ：慇昭第４図 １９、、ｇｙ・’ｇｊ！、ｔ、ｒ：　エビＦ％とｔｌ、
ｈｐｆＪＰ＃１−ｆｔ’Ｑ、ａ第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アンプル（１３）内に封入された固定治具（１１
   ）でエピタキシャル成長用基板（１２）を支持し、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（１７）にアンプルを回転させて基板を接触させて
   、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た後、該アンプルを再度回転させ
   て基板上に残留付着しているメルトを落下させてエピタ
   キシャル結晶を成長する方法に於いて、 前記基板（１２）をエピタキシャル成長用メルト（１７
   ）に接触させた後、該基板を１８０度未満の回転角度で
   更に回転させて基板上より残留メルト（２０Ａ、２０Ｂ
   ）を落下させるようにすることを特徴とする液相エピタ
   キシャル成長方法。
2. （２）アンプル（１３）内に封入された固定治具（１１
   ）でエピタキシャル成長用基板（１２）を支持し、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（１７）にアンプルを回転させて基板を接触させて
   、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た後、該アンプルを再度回転さ
   せて基板上に残留付着しているメルト（２０Ａ、２０Ｂ
   ）を落下させてエピタキシャル結晶を成長する装置に於
   いて、 該アンプル（１３）内に封入された固定治具（１１）の
   基板（１２）を挟む対向面（１１Ａ、１１Ｂ）が互いに
   略平行となるように、かつアンプルの管軸（１４）に対
   して所定の角度θを有するように形成され、かつ前記対
   向面（１１Ａ、１１Ｂ）の各々に基板（１２）をはめこ
   み設置する溝（１６）を設けるとともに、該固定治具（
   １１）のアンプル（１３）と接触する対向面（１１Ａ、
   １１Ｂ）の各々に切り込み（１５）を設けたことを特徴
   とする液相エピタキシャル成長用装置。