JPH03242943A - 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】 〔概　要〕 液相エピタキシャル成長装置に関し、 基板上にエピタキシャル結晶を成長する際に、溶融した
エピタキシャル成長用メルトを冷却してから成長する過
程で、該溶融メルトより発生する結晶核が成長したエピ
タキシャル結晶表面に固化して付着するのを防止する装
置を目的とし、固定治具に挟持されたエピタキシャル成
長用基板と、該基板上にエピタキシャル結晶を成長する
ためのエピタキシャル成長用メルトとを封入した容器を
含み、 前記容器を回転させて前記メルトの溶融物を基板に接触
させて基板上にエピタキシャル結晶を成長する装置に於
いて、 前記溶融したエピタキシャル成長用メルトに発生する結
晶核の除去手段を、前記装置に設けて構成する。

〔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。

赤外線検知素子の形成材料として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　Ｃ
ｄｘ　Ｔｅ）よりなる化合物半導体結晶が用いられてい
る。

このような化合物半導体結晶を検知素子形成材料として
都合が良いように、薄膜の状態でかつ大面積に形成する
方法として装置が簡単で結晶の組成の制御性が良好な液
相エピタキシャル成長方法が用いられている。

〔従来の技術〕 従来の液相エピタキシャル成長装置は第７図に示すよう
にエピタキシャル成長用基板ｌを保持する支持板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部材よ
り成る固定治具６と、該固定治具を封入する石英ガラス
製の容器７とより成る。

このような従来の装置を用いてエピタキシャル結晶を基
板上に形成する場合に付いて述べる。

先ず第７図および第７図の■−■′線に沿った断面図の
第８図（ａ）に示すように、エピタキシャル成長用基板
１を設置した支持板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、該基板と対向
する反対側の位置に水根、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メルト４の形成材料を充填し
た状態で容器７内に封入する。

次いで上記容器７を加熱炉内の炉芯管（図示せず）内に
挿入し、容器７を加熱して該容器７内の前記メルトの形
成材料を溶融する。

次いで容器７を矢印Ａ方向に沿って１８０度回転し、第
８図（ｂ）に示すような状態とし、溶融したエピタキシ
ャル成長用メルト４にエピタキシャル成長用基板１を接
触させ、加熱炉の温度を降下させることで、エピタキシ
ャル成長用メルト４の温度を降下させ、該降下温度に対
応する過飽和の溶質を基板上にエピタキシャル成長して
いる。

次いで該容器７を更に矢印Ｂ方向に１８０度回転し、第
８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〕

ところで第８図（ｂ）に示すように上記容器７内の溶融
したエピタキシャル成長用メルト４は、容器の内壁面７
Ａに近い程温度が低く、容器の内部程温度が高い。

このような溶融したメルトはエピタキシャル成長する過
程で、温度を降下させているが、温度の低い内壁面に近
い溶融したエピタキシャル成長用メルトより結晶核８が
発生し易い。

第８図（Ｃ）に示すように、この結晶核８は前記メルト
をワイプオフする過程でも、形成したエピタキシャル結
晶９の表面に残留して固着するようになる。

一般ニ、成長したエピタキシャル結晶の厚さは均一でな
い場合が多く、そのため検知素子の特性が変動するので
、均一な厚さにするための研磨作業を行っており、この
研磨作業時に上記結晶核の部分よりエピタキシャル結晶
に歪が入ったり、或いはこの結晶核の部分が割れ、その
割れた結晶核が研磨剤中に入り込んでエピタキシャル結
晶の表面に傷を発生させる不都合が生しる。

本発明は上記した問題点を解決し、上記した結晶核がエ
ピタキシャル結晶表面に固着されないようにした液相エ
ピタキシャル成長装置を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を達成する本発明の液相エビクキシャル成
長装置は、エピタキシャル成長用基板を挟持した固定治
具と、エピタキシャル成長用メルトを封止した装置に結
晶核除去手段を設ける。

そしてその結晶核の除去手段が、エピタキシャル成長用
基板を挟持する固定治具の対向面に設けた溝に、前記基
板表面に対向して挿入され、かつ所定の開口部を有する
網状治具を設けるか、或いは容器の内壁面より円周に沿
って円弧状板を設け、この円弧状板と内壁面との間に形
成された溝で前記結晶核を除去する。

［作　用］ 本発明の液相エピタキシャル成長装置は、エピタキシャ
ル成長用基板を挟持する固定治具の溝に前記エピタキシ
ャル成長用基板表面に対向して開口部を有する網状の例
えばサファイア板を設け、エピタキシャル成長後、容器
を回転させる時点でこの網状の板で溶融したメルト中に
発生した結晶核を掬い取るようにし、該結晶核が成長し
たエピタキシャル結晶の表面に固着しないようにする。

或いは容器の内壁面に、該内壁面の円周方向に沿って円
弧状の板を設け、容器を回転する時点で内壁面と円弧状
板の間の溝内に結晶核が入り込むようにして成長したエ
ピタキシャル結晶の表面に結晶核が固着しないようにす
る。

〔実　施　例〕

以下５２図面を用いて本発明の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第１実
施例の断面図、第２図は第１図のｒ−ｒ’線断面図、第
３図（ａ）は本実施例に用いる網状治具の平面図、第３
図（ｂ）は第３図（ａ）のｍ−ｍ　’線断面図である。

第１図、第２図、第３図（ａ）および第３図（ｂ）に図
示するように本実施例の液相エピタキシャル成長装置は
、エピタキシャル成長用基板１を保持する支持板２を挟
持するための固定治具６に設けた溝３内に上記基板表面
に対向して挿入され、かつ所定の開口部１２を設けた網
状治具１１を設けている。

この網状治具はサファイア、或いは石英板に例えば１　
ｍｍの間隔で１辺が１　＋＋＋ｍの開口部１２を設けて
形成されている。このようにするとエピタキシャル成長
後、基板を回転させる段階で溶融したメルト内の結晶核
が上記網状治具で掬いとられ、エピタキシャル成長面に
固着しなくなる。

このような第１実施例の装置の動作に付いて述べると、
前記した第１図および第２図に示すように前記固定治具
６の講３内にエピタキシャル成長用基板ｌを保持した支
持板２を設置し、この基板表面に対向して前記網状治具
１１を設置する。

次いで容器を矢印Ｃ方向に沿って１８０度回転し、第５
図（ａ）の状態にし、エピタキシャル成長用基板ｌを溶
融したエピタキシャル成長用メルト４に接触させて該メ
ルトの温度を所定の割合で降下させる。すると容器の内
壁面７八に近い箇所に結晶核８が形成される。

次いでエピタキシャル成長を終了した時点で該容器を矢
印り方向に沿って更に１８０度回転させて第５図（ｂ）
の状態にする。すると上記結晶核８は網状治具の上部に
載置された状態で掬い取られ、成長したエピタキシャル
結晶９の表面には付着し゛ない。

第４図は本発明の液相エピタキシャル成長装置の第２実
施例の断面図である。

図示するように本発明の装置では、容器７の内壁面７Ａ
に該内壁面の円周方向に沿って円弧状板１３を設け、前
記内壁面と円弧状板との間に溝１４を形成する。

このようにするとエピタキシャル成長後、容器を回転す
る時点でこの溝内に結晶核が入りこみ成長したエピタキ
シャル結晶の表面に固着しなくなる。

このように容器の内壁に円弧状板を設けるには円弧状に
１加工した石英板を内部に収容した状態で容器を加工す
ることで容易に形成できる。

このような第２実施例の装置の動作に付いて述べると、
前記した第４図に示すように前記溝１４を０ 形成した内壁を有する容器７内に前記したような固定治
具の溝内にエピタキシャル成長用基板１を保持した支持
板２を設置する。

次いで容器を矢印Ｅ方向に１８０度回転して第６図（ａ
）に示すようにエピタキシャル成長用基板ｌの表面に溶
融したエピタキシャル成長用メルト４を接触させる。そ
して該溶融メルトの温度を降下させると容器の内壁面７
Ａに近い箇所に結晶核８が発生する。

次いで容器を４５度矢印Ｆ方向に回転させて第６図（ロ
）の状態にする。このようにすると上記結晶核８は溝１
４内に収容される。

次いで容器を９０度矢印Ｇ方向に回転させて第６図（Ｃ
）の状態にすると前記溝１４内に結晶核８が収容された
状態で、基板上に付着している溶融メルトがワイプオフ
される。

この時、成長したエピタキシャル結晶表面に結晶核が落
下しないようにするためには、基板にエピタキシャル成
長用メルトを接触させた後、従来のように１８０度回転
せずに、１３０度回転した段階でエピタキシャル成長の
作業を終了する。

このようにすれば、容器の内壁面近傍に発生した結晶核
が溝内に入り込み、該結晶核が、成長したエピタキシャ
ル結晶９の表面に固着しなくなり、高品質のエピタキシ
ャル結晶が得られる。

〔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、エピタ
キシャル成長用基板を溶融したエピタキシャル成長用メ
ルトに接触させて基板上にエピタキシャル結晶を成長す
る際、結晶核が成長したエピタキシャル結晶表面に付着
しない高品質なエピタキシャル結晶が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の断面図、第２図は第１図
の１−Ｉ゛線断面図、 第３図（ａ）および第３図（ｂ）第１実施例の網状治具
の平面図と断面図、 第４図は本発明の第２実施例の断面図、　１− ２ 第５図（ａ）および第５図（ｂ）は第１実施例の装置の
動作を示す断面図、 第６図（ａ）より第６図（Ｃ）迄は第２実施例の装置の
動作を示す断面図、 第７図は従来の装置を示す断面図、 第８図（ａ）より第８図（Ｃ）迄は従来の装置の動作を
示す断面図である。 図において、 ■はエピタキシャル成長用基板、２は支持板、３．１４
は溝、４はエピタキシャル成長用メルト、６は固定治具
、７は容器、７八は内壁面、８は結晶核、９はエピタキ
シャル結晶、１１は網状治具、１２は開口部、１３は円
弧状板を示す。 多 　３− （ｂ＞ 琴Ｔだ並ｆＰＪ／１州孜砧勧乎面間ヒ断向閃第３図 手イさ明。琴２夫ノを伊Ｊの断面の 第４図 ＋ｂ＞ 〕４【［）ざ）４こＳ　の１Ｅ３１仁で、づ安プノイＴ
１≧木ずｄう１面Ｇり第５図 ３ （ｂ＋ 特開平３−２４２９４３　（６） 第 図 （Ｑ） ”ｉ　／”鵞で２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定治具に挟持されたエピタキシャル成長用基板
   （１）と、該基板上にエピタキシャル結晶を成長するた
   めのエピタキシャル成長用メルト（４）とを封入した容
   器（７）を含み、 前記容器を回転させて前記エピタキシャル成長用メルト
   （４）の溶融物をエピタキシャル成長用基板（１）に接
   触させて基板上にエピタキシャル結晶を成長する装置に
   於いて、 前記溶融したエピタキシャル成長用メルトに発生する結
   晶核（８）の除去手段（１１、１４）を、前記装置に設
   けたことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。
2. （２）前記結晶核の除去手段が、前記エピタキシャル成
   長用基板（１）を挟持する固定治具（６）の対向面に設
   けた溝（３）に、前記基板表面に対向して挿入され、か
   つ所定の開口部（１２）を有する網状治具（１１）であ
   ることを特徴とする請求項（１）記載の液相エピタキシ
   ャル成長装置。
3. （３）前記結晶核の除去手段が、前記容器（７）の内壁
   面（７Ａ）に沿って円弧状板（１３）を設け、前記容器
   の内壁面と前記円弧状板の間に形成された溝（１４）で
   あることを特徴とする請求項（１）記載の液相エピタキ
   シャル成長装置。