JPH0372628A - 半導体デバイスの表面パッシベーション方法および装置 - 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、半導体デバイスの表面パッシベーション方法
に関するものである。さらに詳しく述べると本発明は、
光センサ、殊に赤外線センサとして有用な半導体デバイ
スの表面パッシベーションに関するものである。

（従来の技術） テルル化水銀カドミウム（Ｃｄ　＊　Ｈｇ　１−ｘ　Ｔ
　ｅ　：以下、ＣＭＴと称する。）は、ＨｇＴｅとＣｄ
Ｔｅとの混晶系化合物半導体であり、その組成比Ｘを変
えることによって、赤外線の感光波長を１〜２０μｍに
わたって任意に変えることができることから、赤外線セ
ンサデバイスとして有用なものである。このＣＭＴを用
いた赤外線センサとしては、ｐｃ型、ＭＩＳ型、光起電
力型（ｐｖ型）があるが、比較的作製が容易でかつ高感
度が得られるｐｃ型としての態様が多い。

一般に、半導体デバイスにおいては、特性の安定化を図
るために、表面パッシベーションがなされている。例え
ば、前記したような光導電型光センサ半導体デバイスに
おいては、電極間の絶縁および表面発生再結合電流を防
止するために表面パッシベーションを特徴とする特に、
ＣＭＴ結晶の表面は不安定であり、そのままにしておく
と最表面側にＣｄ成分が析出し、目的の組成比とならな
い傾向が強いために、このようなパッシベーションは有
効であった。

従来、ＣＭＴのパッシベーションは、スパッタリング法
によりＺｎＳ膜を形成したり、あるいは陽極酸化法によ
り酸化膜を形成する（例えば、フィリプ　シー　カタグ
ナス［Ｐｈ１ｌｉｐ　Ｃ，Ｃａｔａｇｎｕｓコらの米国
特許第３，９７７．０１８号）ことにより行なわれてい
た。

しかしながら、これらのパッシベーション法においては
、いずれもパッシベーション膜の形成に先立ち、ＣＭＴ
結晶表面に生成した自然酸化膜を除去する必要があると
されている（例えば、ＺｎＳ膜に関しては、香用邦廣ら
、“Ｓｉ窒化膜によるＨｇＣｄＴｅの表面保護”　応用
物理　第５７巻　第６号　（１９８８年）　第９４７〜
９５５頁を、また陽極酸化膜に関してはエム　サカシタ
ら、“アノ−デイック　オキシド　フィルムスアンド　
エレクトロケミカル　リアクションズオン　Ｃｄ　０．
２　Ｈｇ　ｏ、　Ｂ　Ｔ　ｅ　　　ジャーナル　オブ　
ザ　エレクトロケミカル　ソサエティ　第１２９券　第
８号（１９８２年）　第１７１０〜１７１６頁［Ｍ、　
５ａｋａｓｈｉｔａ　ｅｔ、　ａｌ、＋　Ａｎｏｄｉｃ
　ＯｘｉｄｅＦｉｌｍｓ　　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃ
ｈｅｍｉｃａｌ　　Ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｃｄｏ、
２Ｈｇｏ、　ｇ　Ｔｅ、　　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔ
ｈｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔ
ｙ、　ｖｏｌ、１２９．　Ｎｏ、８．１９８２．　ｐｐ
、１７１０−１７１６］を参照のこと）。すなわち、自
然酸化膜は正の固定電荷を持っており、一般に特性が不
安定である。このため、この自然酸化膜が表面に残存し
てしまうと、界面準位密度が大きく、特に荷電子帯から
１／　４　Ｅ　ｇ付近の表面準位密度が大きくなって表
面発生再結合電流が増加し、界面特性の劣化をもたらす
ことになるためである。

このようなＣＭＴ結晶表面に形成された自然酸化膜を還
元ないし除去するための前処理は、操作が非常に煩雑で
あるばかりでなく、ＣＭＴ結晶は表面が不安定であるた
めにこの前処理によってＣＭＴ結晶が損傷を受ける虞れ
の高いものであった。

さらに、ＣＭＴへの陽極酸化あるいはスパッリングによ
るパッシベーションにおいては、前記したようにＣＭＴ
結晶は表面が不安定であるために、電解液あるいはプラ
ズマ中の荷電粒子によるＣＭＴ薄膜表面の損傷も生じる
ものであった。

また、電子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤによるＳ
ｉＮ、パッシベーション膜も提唱されており、この方法
によると、ＳｉＮｘ膜付着に際してＣＭＴ表面の自然酸
化膜が還元されるため、前記したような前処理が不要で
あるが、やはりこの方法においてもプラズマ中の荷電粒
子によるＣＭＴ表面の損傷が生じるものであった（前記
香川らの論文）。

ところで、上記のごとく赤外線センサデバイスとして有
用なＣＭＴ結晶は、近年、有機金属熱分解気相成長法（
Ｍｅｔａｌ　　Ｏｒｇａｎｉｃ　　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　
Ｖａｐｏｒ　　Ｄ　ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　：以下、ＭＯ
ＣＶＤ法と称する。）によって薄膜化して成長させるよ
うになりできている。このＭＯＣＶＤ法は、量産性と結
晶成長層の膜厚、組成比制御性を兼ね備えていることか
ら、近年高性能半導体素子を作製するための重要な技術
となっているものである。

ＭＯＣＶＤ法によるＣＭＴ薄膜成長に関し、例えばジャ
ーナル　オブ　クリスタル　グロウス、第５５巻（１９
８１年）、第１０７頁〜第１１５頁（Ｊｏｕｒｎａｌ　
ｏｆ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ、　ｖｏｌ、５５
　（１９８１）、　ｐ１０７−１１５）に開示されてい
る。この技術においては、薄膜成長は石英製の水平反応
管内で常圧にて行なわれる。原料としては、ジメチルカ
ドミウム（Ｍｅ２Ｃｄ）、ジエチルテルル（Ｅｔ２Ｔｅ
）および金属水銀（Ｈｇ）が用いられている。

有機金属（ＭＯ）であるＭｅ２ＣｄおよびＥｔ２Ｔｅは
、水素ガスをキャリアガスとして、反応管内に導入され
る。また、Ｈｇは、反応管内に載置された水銀溜より供
給される。反応管内には、カーボンサセプタが配置して
あり、このカーボンサセプタ上にはＣｄＴｅ基板が載置
しである。反応管内に導入されたＭＯガスは高周波コイ
ルによって加熱されたカーボンサセプタ近傍で熱分解し
、一方、水銀溜よりはＨｇ蒸気が供給されるため、サセ
プタ」二に置かれたＣｄＴｅ基板面上にＣＭＴ結晶が成
長するというものである。典型的な基板温度は４２０℃
付近である。薄膜の組成比（ｘ）は水銀溜の温度により
制御され、その温度範囲は０ ２４００Ｃから３２０℃である。また、このように水銀
溜を加熱することにより水銀蒸気を発生させるため、反
応管の管壁の温度が低いと、水銀蒸気が該管壁に凝結し
てしまう。このようなことのないように反応管の管壁は
外部より抵抗ヒータで加熱されている。

さらに、上記のごときＭＯＣＶＤ法における成長温度を
低温化させ、得られるＣＭＴ薄膜を高品質でかつ組成比
および膜厚が均一なものとするために、本発明者らは先
に、１９０〜３００ｎｍの波長を有するエキシマ−レー
ザーの照射によって原料ガスを基板近傍で分解させる光
励起気相成長法を提唱した（特願昭６３−３０１２０号
）。すなわち、Ｅ　ｔ２　Ｔ　ｅ、　Ｍｅ２　Ｃｄなど
のＭＯガスは、紫外域、殊に１９０ｎｍ〜３００ｎｍの
波長領域に特異な吸収スペクトルを持ち、この領域に波
長を有する光ビームの照射によって光分解するため、用
いられるＭＯガスが高い吸収ピークを示す波長の光を照
射することにより効率のよい光分解が可能となり、これ
によって、気相成長の低温１ 化が図られるというものである。

このようにＭＯＣＶＤ法あるいは光励起気相成長方法を
用いることにより、優れた特性を有する半導体薄膜を作
製できるものであるため、前記したような半導体デバイ
スの表面パッシベーション技術に関しても、その改善が
当然に望まれるところであった。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明は半導体デバイスの新規な表面パッシベ
ーション方法を提供することを目的とするものである。

本発明はまた、ＭＯＣＶＤ法あるいは光励起気相成長方
法により光感応性半導体薄膜を形成した場合において、
容易に表面保護膜を形成することのできる表面パッシベ
ーション方法を提供することを目的とするものである。

本発明はさらに、半導体表面を損傷することのない表面
パッシベーション方法を提供することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段） 上記諸目的は、反応管内に１ないしそれ以上の２ 有機金属をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供給し
、反応管内に設置された基板近傍において前記有機金属
を光または熱の作用により分解し、前記基板上に光感応
性半導体薄膜を成長させた後に、 この反応管内に有機亜鉛化合物と有機硫黄化合物をキャ
リアガスに伴送させて所定量づつ供給し、１９０〜３０
０ｎｍの波長を有する光を基板近傍あるいは基板自身に
照射することにより前記有機亜鉛化合物および有機硫黄
化合物を分解して、前記光感応性半導体薄膜上にＺｎＳ
パッシベーション薄膜を形成することを特徴とする半導
体デバイスの光励起パッシベーション方法によって達成
される。

本発明はまた反応管内に有機カドミウ、ム化合物と有機
テルル化合物をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供
給し、一方、反応管内に設置された水銀溜より反応管内
に所定量の水銀蒸気を発生させ、反応管内に設置された
基板近傍において前記有機金属を光または熱の作用によ
り分解し、前記３ 基板上に所定の組成比を有するテルル化水銀カドミウム
薄膜を成長させた後に、 この反応管内、に有機亜鉛化合物と有機硫黄化合物をキ
ャリアガスに伴送させて所定量づつ供給し、１９０〜３
００ｎｍの波長を有する光を基板近傍あるいは基板自身
に照射することにより前記有機亜鉛化合物および有機硫
黄化合物を分解して、テルル化水銀カドミウム薄膜上に
ＺｎＳパッシベーション薄膜を連続的に形成するもので
ある請求項１に記載の半導体デバイスの光励起パッシベ
ーション方法を示すものである。本発明はさらに、有機
亜鉛化合物および有機硫黄化合物を分解するために照射
される１９０〜３００ｎｍの波長を有する光が、ＡｒＦ
エキシマ−レーザーである半導体デバイスの光励起パッ
シベーション方法を示すものである。

上記諸目的はまだ、反応管内に１ないしそれ以上の有機
金属をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供給し、反
応管内に設置された基板近傍において前記有機金属を光
または熱の作用により分解４ し、前記基板上に光感応性半導体薄膜を成長させた後に
、 大気中に曝すことなく前記基板を他の反応管に移動させ
、当該他の反応管内に有機亜鉛化合物と有機硫黄化合物
をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供給し、１９０
〜３００ｎｍの波長を有する光を基板近傍あるいは基板
自身に照射することにより前記有機亜鉛化合物および有
機硫黄化合物を分解して、前記光感応性半導体薄膜上に
ＺｎＳパッシベーション薄膜を形成することを特徴とす
る半導体デバイスの光励起パッシベーション方法によっ
ても達成される。

本発明はまた、反応管内に有機カドミウム化合物と有機
テルル化合物をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供
給し、一方、反応管内に設置された水銀溜より反応管内
に所定量の水銀蒸気を発生させ、反応管内に設置された
基板近傍において前記有機金属を光または熱の作用によ
り分解し、前記基板」二に所定の組成比を有するテルル
化水銀カドミウム薄膜を成長させた後に、 ５ 大気中に曝すことなく前記基板を他の反応管に移動させ
、当該他の反応管内に有機亜鉛化合物と有機硫黄化合物
をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供給し、１９０
〜３００ｎｍの波長を有する光を基板近傍あるいは基板
自身に照射することにより前記有機亜鉛化合物および有
機硫黄化合物を分解して、テルル化水銀カドミウム薄膜
上にＺｎＳパッシベーション薄膜を連続的に形成するも
のである半導体デバイスの光励起パッシベーション方法
を示すものである。本発明はさらに、有機亜鉛化合物お
よび有機硫黄化合物を分解するために照射される１９０
〜３００ｎｍの波長を有する光が、ＡｒＦエキシマ−レ
ーザーである半導体デバイスの光励起パッシベーション
方法を示すものである。

本川納置においては、さらにまた、１ないしそれ以上の
有機金属を導入するため原料ガス導入系に接続された光
感応性半導体薄膜の気相成長を行なう第１の反応管と、 有機亜鉛化合物および有機硫黄化合物を導入す６ るための原料ガス導入系に接続されたＺｎＳパッシベー
ション膜の形成を行なう第２の反応管とを、一端部にお
いて前記第１の反応管の内部に気密に連通され、他端部
において前記第２の反応管の内部に気密に連通され、ま
たそれぞれの接合部に各反応管内部との連通され、また
それぞれの接合部にその内部を真空ないしは不活性雰囲
気に保持し得る試料搬送用管路により接続し、 該試料搬送用管路と各反応管との気密な連通を損ねるこ
となく、該試料搬送用管路を通じて第１の反応管内の所
望位置に配された基板を第２の反応管内の所望位置に搬
送する試料搬送機構を設け、さらに、前記第２の反応管
の内部の所定位置に保持される基板ないしその近傍に、
１９０〜３００ｎｍの範囲のに波長を有する光を照射す
る光学系を設けたことを特徴とする半導体デバイスの光
励起パッシベーション装置が示されるものである。

（作用） しかして、本発明においては、光感応性半導体薄膜への
表面パッシベーションが、光感応性半導７ 体薄膜の形成後、該半導体薄膜を形成した反応管内にお
いて連続的に行なわれる、あるいは光感応性半導体薄膜
の形成後、該半導体薄膜を形成した反応管から他の反応
管へ大気ｒ４＝＋ｉこ曝すことなく移動させて行なわれ
るものである。このように、形成された光感応性半導体
薄膜を大気中に曝すことなく、パッシベーションを行な
うために、光感応性半導体薄膜表面に自然酸化膜が生成
することは本来ない。従って、従来の方法におけるごと
く、パッシベーションを行なう前に自然酸化膜を除去す
るための前処理を必要とするといった煩雑さがなくなる
。

さらに、本発明においては、反応管内に有機亜鉛化合物
と有機硫黄化合物をキャリアガスに伴送させて所定量づ
つ供給し、１９０〜３００ｎｍの波長を有する光を基板
近傍あるいは基板自身に照射することにより前記有機亜
鉛化合物および有機硫黄化合物を分解して、光感応性半
導体薄膜表面上にＺｎＳパッシベーション膜を成長させ
るものである。後述するように、本発明者らは、有機亜
８ 鉛化合物および有機硫黄化合物が共に１９０〜３００ｎ
ｍの波長の光に対して良好な吸収特性を有し、該波長領
域の光を照射することによって、これらの化合物を分解
できることを見い出し、上記のごとき光励起による有機
金属気相成長方法によって低温にて、光センサデバイス
のパッシベーションとして有効なＺｎＳ膜を形成するこ
とを想到したものである。

このように低温にてＺｎＳパッシベーション膜を形成す
るために、パッシベーション処理工程における光感応性
半導体薄膜表面状態をより安定なものとすることができ
、例えばＣＭＴ単結晶薄膜などのように比較的不安定な
表面状態を有する光感応性半導体であっても、その表面
を損傷する虞れは極めて少ないものである。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の表面パッシベーション方法の一
態様を実施するために用いられる装置構成を示す模式図
である。

９ 本発明の第１の表面パッシベーション方法は、光感応性
半導体薄膜を基板上に形成した後、連続して、該光感応
性半導体薄膜を形成するのに用いられた反応管内におい
て、ＺｎＳパッシベーション膜を形成するものである。

従って、本発明の第１の表面パッシベーション方法を実
施するための装置は、光感応性半導体薄膜を形成するた
めの構成とＺｎＳパッシベーション膜を形成するための
構成を有するものである。例えば、第１図に示す装置は
、基板上に光感応性半導体薄膜としてのＣＭＴ単結晶薄
膜を形成し、その後連続してＺｎＳパッシベーション膜
を形成するための構成を有している。

しかしながら、先行する光感応性半導体薄膜形成が熱励
起あるいは光励起による有機金属気相成長方法によって
行なわれる限りにおいては、本発明の第１の表面パッシ
ベーション方法は、この光感応性半導体薄膜の種類、形
成条件などに何ら限定されるものではない。

第１図に示す装置において、まず、パッシベー０ ジョン膜の形成に先立ち、光感応性半導体薄膜としての
ＣＭＴ単結晶薄膜を以下のようにして基板上に形成する
。

原料となるＭｅ２ＣｄおよびＥｔ２Ｔｅはそれぞれステ
ンレス製のバブラー１，２内にあり、それぞれ恒温槽３
，４に納められている。なお、Ｍｅ２ｃｄに代えて、ジ
エチルカドミウム、ジプロピルカドミウム、ジブチルカ
ドミウム、ジイソブチルカドミウム、ジイソアミルカド
ミウムなどの他のアルキル化カドミウム等を、またＥｔ
２Ｔｅに代えて、ジメチルテルル、ジイソプロピルテル
ル、ジターシャリブチルテルルなどの他のアルキル化テ
ルル、ジアリルテルル、ジメチルアリルテルルなどのア
ルケニル化テルル、あるいは２．５−ジハイドロテルロ
フエン等をそれぞれ原料として用いることも可能である
。バブラー１，２内は適当な蒸気圧で飽和状態にあり、
その蒸気圧は恒温槽３．４の温度で決定する。

水平反応管８内に導入される原料ガス量はバブラー１，
２へ送り込まれるＨ２ガス流量、すなわ１ ち、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）５．６とこれら
のＭＯガスを希釈するＨ２ガス流量、ＭＦＣ７で決定す
る。このようにして、バブラー１゜２から送出された原
料ガスであるＭｅ２ＣｄおよびＥｔ２Ｔｅを、適当な濃
度までＨ２ガスで希釈して反応管８内へ送り込む。

これらの原料ガスが送り込まれる反応管８内には、上端
の開口された容器状の水銀溜９が設置されており、この
水銀溜９より反応管８内に水銀蒸気を供給する。反応管
８内における水銀の蒸気圧は、水銀溜９の位置と水銀溜
加熱用ヒータ１０ａで制御する。水銀溜の温度は、熱電
対１１でモニターし、水銀溜９が所定の設定値で一定温
度となるように加熱用ヒータ１０ａを制御する。

この反応管８内において、前記水銀溜９の設けられた部
位より後方に位置する部位には、流線形状をなした基板
設置用カーボンサセプタ１２が配置されており、この上
には基板１３が載置されている。基板１３は、カーボン
サセプタ１２下部に取り付けられた抵抗加熱ヒータ１４
で昇温され、２ 基板１３の温度は、カーボンサセプタ１２内に埋め込ん
だ熱電対１５でモニターし、基板温度が所定の設定温度
値で一定となるように制御される。

なお基板１３としては、結晶方位（１１１）のＣｄＴｅ
基板を好適なものの１つとして挙げることができるが、
他の面方位、例えば（１００）面、さらに例えばＧａＡ
ｓ、ＳｉＳ　Ｉｎ５ｂＳＡ１２０３などのその他の基板
制料も用いられ得る。

そして、加熱された基板１３近傍でＭｅ２ＣｄおよびＥ
ｔ２Ｔｅを熱分解させ、基板１３面上に所定の組成比の
ＣＭＴ単結晶を成長させる。

なお、ＣＭＴ単結単結晶成長反応基応管８内は、排気制
御装置１６を作動させることにより、所定の圧力に保た
れており、また反応管８の管壁は、管壁加熱用ヒータ１
７ａに通電することで、所定の設定温度に保持されてい
る。

あるいはまた、以下に示すように、ＣＭＴ単結品薄膜を
光励起による気相成長方法によって形成する。

すなわち、反応管８には、前記の熱励起による３ 気相成長方法の場合と同様にして、バブラー１゜２から
送出された原料ガスであるＭｅ２ＣｄおよびＥｔ２Ｔｅ
を、適当な濃度までＨ２ガスで希釈して送り込まれる。

また、前記と同様に反応管８内に設置された水銀溜９か
らは反応管８内に水銀蒸気が供給される。なお、ＣＭＴ
結晶成長が光励起によって行なわれる場合、一般に成長
温度が低温域にあるため、前記熱励起による場合と比較
して、必要とされる水銀蒸気圧は低いものであり、水銀
溜の設定温度は低いものとなる。このため、反応管８の
管壁温度も同様に低いものとなる。

この反応管８内部に配置された基板設置用カーボンサセ
プタ１２上には前記と同様の基板１３が載置されている
が、この基板１３には、ＡｒＦエキシマ−レーザー（１
９３ｎｍ）光源２４から放たれ、光学系、例えばミラー
２５で屈折され、レンズ２６、例えば焦点距離２００ｍ
ｍのレンズで集光され、サセプタ１２の直上に位置する
反応管８管壁に設けられた光導入窓２７を通じて反応管
８内へ導入されたＡｒＦエキシマ−レーザービー４ ムが照射されている。

Ｍｅ２ＣｄおよびＥｔ２Ｔｅは、共にＡｒＦエキシマ−
レーザーの発振波長である１９３ｎｍにおいて比較的良
好な吸収断面積を有するため、基板１３近傍で効率よく
光分解し、基板１３面」二に所定の組成比のＣＭＴ単結
晶が成長する。

なお、この実施態様においては、装置構成を簡単なもの
とするため、ＣＭＴ単結晶成長系と、後述するＺｎＳパ
ッシベーション膜成長系との光学系とを共通のものとし
たが、前述したように本発明は、この光感応性半導体薄
膜成長における形成条件などに何ら限定されるものでは
なく、例えば反応管８に別の光導入用窓をさらに設け、
別の光学系を用いて、Ｍｅ２ＣｄおよびＥｔ２Ｔｅが良
好な吸収断面積を有する２４８ｎｍに発振波長を有する
ＫｒＦエキシマ−レーザーを照射して、ＣＭＴ単結晶薄
膜成長を行なうことも可能である。

さらに、当然のことではあるが、用いられる原料ガスの
秤類がこの実施態様のものと異なれば、その原料ガスが
良好な吸収断面積を示す波長を有す５ る光を、このような別の光学系を通じて照射して光感応
性半導体薄膜の成長を行なうことができる。

また、第１図に示す反応装置においては、光ビームが基
板１３に対し垂直な方向から基板１３に入射するように
照射される構成をとるが、光ビームが基板１３に対し平
行な方向から基板１３の直」二を通過するように照射さ
れても、あるいは基板１３に対し斜め方向から入射する
ように照射されても、同様にＣＭＴ単結晶を光励起気相
成長させることができる。

なお、ＣＭＴ単結単結晶成長反応基板１３の温度は、熱
電対１５でモニターし、必要に応じて抵抗加熱ヒータ１
４を作動させて、所定の設定温度値で一定となるように
制御されている。また反応管８内は、排気制御装置１６
を作動させることにより、所定の圧力に保たれており、
さらに反応管８の管壁は、管壁加熱用ヒータ１７ａに通
電することで、所定の設定温度に保持されている。

このようにして、基板１３上にＣＭＴ単結晶薄膜を形成
した後、連続的に、ＣＭＴ単結晶薄膜の６ パッシベーションを行なう。

まず、ＣＭＴ成長系の原料ガス（Ｅｔ２Ｔｅ、Ｍｅ２Ｃ
ｄ）の供給を停止し、また、水銀溜加熱用ヒータ１０ａ
および管壁加熱用ヒータ１７ａの通電を停止して水銀蒸
気の供給を停止し、基板１３面上への結晶の成長を停止
させる。なお、この際、水銀溜９および反応管８管壁を
冷却するための機構、例えば水銀溜冷却用パイプ１０ｂ
および管壁冷却用パイプ１７ｂが、それぞれ設けられて
いると、より迅速かつ確実な切換え操作が可能となる。

さらに必要に応じて抵抗加熱ヒータ１４への通電を切り
、基板１３温度を常温〜３００℃、好ましくは５０〜２
００℃の範囲の所定の温度に設定する。なお、基板１３
温度をこのように低温のものとすることで、ＺｎＳパッ
シベーション膜形成時におけるＣＭＴ単結晶薄膜の安定
化を図り、表面組成の変動を防止することができる。す
なわち、ＣＭＴの構成物中、水銀の蒸気圧は極めて高く
、このためＣＭＴが高温に曝されれば、結晶中に多量７ からズレを生じる虞れがあるためである。例えば、サー
フェス　サイエンス、第１０４巻（１９８１年）、第３
６５頁〜第３８３頁（Ｓ　ｕｒｆａｃｅ　　Ｓ　ｃｉｅ
ｎｃｅ　ｖｏｌ、　１０４　（１９８１）、　ｐ３６５
−３８３）には、組成比０、２、すなわち、Ｃｄｏ２Ｈ
ｇｏ８Ｔｅを１５０℃以上で加熱した場合、ＣＭＴ結晶
中からの水銀の蒸発が見られることが報告されている。

また、反応管８内の圧力も、１Ｏ−３ｔｏｒｒ〜１００
０ｔｏｒｒ、より好ましくは１０ｔｏｒｒ〜７６０ｔｏ
ｒｒの範囲内の所定の圧力でＺｎＳパッシベーション膜
形戊形成なえるように、必要に応じて排気制御装置１６
を調整する。

加えて、上記のような切換え操作時においては、ＣＭＴ
単結晶薄膜表面に自然酸化膜が形成されないように、例
えば、反応管８へ水素ガスを供給し続けるなどして、反
応管８内を不活性ないし還元雰囲気に保つことが必要で
ある。

これらの操作が完了したら、反応管８内へＺｎＳパッシ
ベーション膜を形成するための原料ガス８ を導入する。

原料となるジメチル亜鉛（Ｍｅ２Ｚｎ）およびジエチル
硫黄（Ｅｔ２Ｓ）は、前記Ｅｔ２ＴｅおよびＭｅ２Ｃｄ
と同様に、それぞれステンレス製のバブラー１８．１つ
内にあり、それぞれ恒温槽２０．２１に納められている
。なお、有機亜鉛化合物としてはＭｅ２　Ｚｎに代えて
、ジエチル亜鉛、ジイソプロピル亜鉛等を、また有機硫
黄化合物としてはＥｔ２Ｓに代えて、ジメチル硫黄、ジ
イソプロピル硫黄等をそれぞれ原料として用いることも
可能である。

、バブラー１８．１９内は適当な蒸気圧で飽和状態にあ
り１、その蒸気圧は恒温槽２０．２１の温度で決定する
。なお、Ｍｅ２Ｚｎの恒温槽２０の温度としては、−５
０〜１０℃、より好ましくは−３０〜−１０℃程度が、
またＥｔ２ｓの恒温槽２１の温度としては、−３０〜３
０℃、より好ましくは一１０〜１０℃程度が適当である
。

反応管８内に導入される原料ガス量はバブラー１８．１
９へ送り込まれるＨ２ガス流量、すなわ９ ち、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２．２３とこ
れらのＭＯガスを希釈するＨ２ガス流量、ＭＦＣ７で決
定する。なお、Ｍｅ２Ｚｎバブラー１８に送り込むＨ２
ガス流量としては１〜５００ｍ１／分、より好ましくは
１０〜１００ｍ１／分程度が、Ｅｔ２Ｓバブラー１９に
送り込むＨ２ガス流量としては１〜５００ｍ１／分、よ
り好ましくは１０〜１００ｍ１／分程度が、また希釈Ｈ
２ガス流量としては０．１〜２０ρ／分、より好ましく
は０．５〜５１／分程度がそれぞれ適当である。上記し
た恒温槽２０．２１の温度およびこれらのＨ２ガス流量
が、示された最適条件範囲より低いものであると、パッ
シベーション膜の成長は可能であるが成膜速度が遅く実
用的ではなく、−方、最適条件範囲より高いものである
と原料歩留りが悪くなる上に未反応の原料ガスが後述す
る排ガス処理系に多量に流れるためにメインテナンス上
で問題となる。

しかして、本発明においては、このようにして反応管８
内に導入された有機亜鉛化合物および有０ 機硫黄化合物（この実施態様においてはＭｅ２Ｚｎおよ
びＥｔ２Ｓ）が、１９０〜３００ｎｍの波長を有する光
の照射によって分解される。

第２図および第３図に、本発明者らが測定した有機亜鉛
化合物および有機硫黄化合物の一例の紫外域における吸
収スペクトルを示す。これらの例などからも明らかなよ
うに、有機亜鉛化合物および有機硫黄化合物は、いずれ
も１９０〜３０００ｍに特異な吸収スペクトルを有し、
１９０〜３００ｎｍの波長の光によって光分解すること
ができる。

ここで、原料ガスとして用いられる有機亜鉛化合物およ
び有機硫黄化合物の種類と光源の波長とは、その組合せ
において最適化されていなければならない。これは、照
射波長における有機亜鉛化合物と有機硫黄化合物の光分
解効率が高くなけれは、前記したような１５０°Ｃ以下
の低温におけるＺｎＳパッシベーション膜形成が困難と
なるからである。分子密度ｎ、長さＤの媒質に強度ＩＯ
の光か入射した場合、媒質で吸収を受けた後の透過１ 光強度Ｉは １＝ＩＯｅｘｐ　（−ａｎρ） で表される。上記の式におけるσは、吸収断面積と定義
され、有機亜鉛化合物および有機硫黄化合物の光分解の
容易さは、入射ビーム波長における吸収断面積が目安と
なる。第２図および第３図に示す有機亜鉛化合物および
有機硫黄化合物のうち、本実施態様において用いられる
Ｍｅ２ＺｎおよびＥｔ２ｓはいずれも、ＡｒＦエキシマ
−レーザーの発振波長である１９３ｎｍの近傍に吸収ピ
ークを有しており、Ｍｅ２ＺｎおよびＥｔ２Ｓの共在す
る反応管８内に、このＡｒＦエキシマ−レーザーを照射
することによって極めて効率よく分解できることがわか
る。なお、エキシマ−レーザは高出力であり、かつレー
ザ媒質用ガスを交換することにより、ＸｅＢｒ　（２８
２ｎｍ）　、ＫｒＦ　（２４８ｎｍ）　、ＫｒＣ１（２
２２ｎｍ）というように１９０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲
においていくつかの所定の発振波長を出すことができる
ために、有機亜鉛化合物および有機硫黄化合物を分解す
る２ のに選択される光ビームとして好ましいものとして挙げ
ることができる。しかしながら、有機亜鉛化合物および
有機硫黄化合物を分解するために照射される光ビームと
しては、エキシマ−レーザーに限定されるものではなく
、例えば、超高圧水銀ランプ、重水素ランプ、キセノン
ランプ等の他の光源から発せられる１９０〜３００ｎｍ
の領域に波長を有する光を用いることも可能である。

従って、例えば第１図に示す反応装置においては、Ａｒ
Ｆエキシマ−レーザー（１９３ｎｍ）光源２４から放た
れたＡｒＦエキシマ−レーザービームが、光学系、例え
ばミラー２５で反射され、レンズ２６、例えば焦点距離
２００ｍｍのレンズで集光され、サセプタ１２の直上に
位置する反応管８管壁に設けられた光導入窓２７を通じ
て、反応管８内へ導入され、ＣＭＴ単結晶薄膜を形成さ
れた基板１３面上に達する。そして、前記のごとく反応
管８内へ導入されたＭｅ２　ＺｎおよびＥｔ２Ｓは、基
板１３近傍において、このＡｒＦエキシマ−レーザービ
ームによって励起されて分解し、３ ＣＭＴ単結晶薄膜上にＺｎＳパッシベーション膜が形成
される。

なお、第１図に示す反応装置においては、光ビームが基
板１３に対し垂直な方向から基板１３に入射するように
照射される構成をとるが、本発明の表面パッシベーショ
ン方法においては、光ビームが基板１３に対し平行な方
向から基板１３の直上を通過するように照射される構成
を用いることも、あるいは基板１３に対し斜め方向から
入射するように照射される構成を用いることも可能であ
る。

第４図は本発明の第２の表面パッシベーション方法の一
態様を実施するために用いられる装置構成を示す模式図
である。

本発明の第２の表面パッシベーション方法は、反応管内
において有機金属気相成長方法により光感応性半導体薄
膜を基板上に形成した後、該基板を大気中に曝すことな
く、該反応管から他の反応管へと移し、当該他の反応管
内において、ＺｎＳパッシベーション膜を形成するもの
である。従っ４ て、本発明の第２の表面パッシベーション方法を実施す
るための装置は、光感応性半導体薄膜を形成するための
反応系とＺｎＳパッシベーション膜を形成するための反
応系が、それぞれの反応時には閉塞可能であるような基
板搬送用管路で接続されている構成を有するものである
。例えば、第１図に示す装置は、基板上に光感応性半導
体薄膜としてのＣＭＴ単結晶薄膜を形成するための反応
管８に一端部において接続され、また、その後にＺｎｓ
パッシベーション膜を形成するための別の反応管２８に
他端部において接続され、かつそれぞれの接合部に各反
応管８，２８内部との連通を阻止するゲートバルブ２９
．３０を備えた試料搬送用管路３１を有している。なお
、第４図に示す装置構成においては、ＺｎＳパッシベー
ション膜形成に先行する光感応性半導体薄膜形成に関す
る反応系として、ＣＭＴ薄膜形成系が設けられているが
、この第２の表面パッシベーション方法に係わる本発明
の表面パッシベーション装置において、光感応性半導体
薄膜形成に関する反応系は、熱動５ 起あるいは光励起による有機金属気相成長を行なうもの
である限りにおいては、任意の構成を取り得る。

マス、パッシベーション膜の形成に先立って反応管８内
で行なわれる、光感応性半導体薄膜としてのＣＭＴ単結
晶薄膜の熱励起ないし光励起気相成長による形成は、前
記第１のパッシベーション方法における実施態様におい
て述べたものと同様にして行なわれるため説明を省略す
る。この第２のパッシベーション方法においても、先行
する光感応性半導体薄膜形成が熱励起あるいは光励起に
よる有機金属気相成長方法によって行なわれる限りにお
いては、光感応性半導体薄膜の種類、形成条件などに何
ら限定されるものではない。なお、第４図に示す反応装
置における各部分ないし部位に関して、第１図に示した
装置の各部分ないし部位と同一のものには、第１図にお
いてこれらに付した符号と同一の符号を付している。

反応管８内において、基板１３上にＣＭＴ単結晶薄膜が
形成されたら、このＣＭＴ単結晶薄膜が６ 形成された基板１３を、大気中に曝すことなく、別の反
応管２８内に配置されたサセプタ３２上まで搬送する。

すなわちまず、ＣＭＴ成長系の原料ガス（Ｅｔ２　Ｔｅ
ＳＭｅ２　Ｔｅ）の供給を停止し、また、水銀溜加熱用
ヒータ１０ａおよび管壁加熱用ヒータ１７ａの通電を停
止して水銀蒸気の供給を停止し、基板１３面上への結晶
の成長を停止させる。

このようにしてＣＭＴ結晶薄膜の成長が終了したら、排
気制御装置１６を作動させて反応管８内を真空吸引する
。あるいは反応管８内にキャリアーガスとして用いられ
たＨ２ガス、もしくは他の不活性ガスを流して反応管８
内部をこのようなガスによる不活性雰囲気化に保つ。

一方、ゲートバルブ２９によってこの反応管８との連通
を遮断されている試料搬送管３１の内部を、排気制御装
置１６を作動させて真空吸引し、反応管８内の減圧度と
同じものとする。あるいは試料搬送管３１の内部に、反
応管８に対すると同様にＨ２ガス、もしくは他の不活性
ガスを流して７ 試料搬送管３１内部をこのようなガスによる不活性雰囲
気化に保−つ。

これらの操作が完了したら、ゲートバルブ２つを開き、
反応管８と試料搬送管３１とを連通させ、試料搬送機構
（図示せず）により、反応管８内にあった基板１３を試
料搬送管３１内へと移動させる。移動が完了したら、ゲ
ートバルブ２９を再度閉じる。

次いで、試料搬送管３１内を必要に応じてさらに真空吸
引し、また、もう一方の反応管２８内も排気制御装置１
６を作動させて真空吸引して、両者の内部圧力を同一と
する。あるいは試料搬送管３１内に必要に応じてさらに
Ｈ２ガス、もしくは他の不活性ガスを流し、また反応管
２８内にも試料搬送管３１に対すると同様にＨ２ガス、
もしくは他の不活性ガスを流して、試料搬送管３１内部
と反応管２８内部を同じ不活性雰囲気化に保つ。

これらの操作が完了したら、ゲートバルブ３０を開き、
試料搬送管３１と反応管２８とを連通させ、前記試料搬
送機構（図示せず）により、試料８ 搬送管３１内へと運ばれてきていた基板１３をさらに、
反応管２８内へと移動させ、反応管２８内部に設置され
たサセプター３２上へ配置する。移動か完了したら、ゲ
ートバルブ３０を再度閉じる。

このようにして、ＣＭＴ単結晶薄膜形成用反応管８から
ＺｎＳパッシベーション膜形成用反応管２８への基板１
３の移動操作が完了したら、反応管２８内へＺｎＳパッ
シベーション膜を形成するための原料ガスを導入し、基
板１３表面に形成されたＣＭＴ結晶薄膜上へのＺｎＳパ
ッシベーション膜の形成を開始する。なお、この第２の
表面パッシベーション方法において、ＺｎＳパッシベー
ションに関する反応条件等は、反応が別の反応管２８内
で行なわれるという以外は、前記第１の表面パッシベー
ション方法において述べたものと同様であるので、この
実施態様における構成を簡単に説明するだけにとどめる
。

すなわち、移動されてきた基板１３が内部に配置された
反応管２８には、それぞれバブラー１８゜１９より送出
されたジメチル亜鉛（Ｍｅ２Ｚｎ）９ およびジエチル硫黄（Ｅｔ２Ｓ）が、希釈ラインを流れ
てきた水素ガスによって希釈され、所望の濃度とされて
導入される。一方、１９０〜３００ｎｍの範囲内に波長
を有する光源、例えば、ＡｒＦエキシマ−レーザー（１
９３ｎｍ）光源２４から放たれたＡｒＦエキシマ−レー
ザービームが、光学系、例えばミラー２５で反射され、
レンズ２６、例えば焦点距離２００ｍｍのレンズで集光
され、サセプタ１２の側方に位置する反応管８管壁に設
けられた光導入窓２７を通じて、反応管８内へ水平方向
から導入され、ＣＭＴ単結晶薄膜を形成された基板１３
面の直上を通過する。そして、前記のごとく反応管８内
へ導入されたＭｅ２ＺｎおよびＥｔ２Ｓは、基板１３近
傍において、このＡｒＦエキシマ−レーザービームによ
って励起されて分解し、ＣＭＴ単結晶薄膜上にＺｎＳパ
ッシベーション膜が形成される。

なお、第４図に示す反応装置においては、光ビームが基
板１３に対し平行な方向から基板１３の直−ヒを通過す
るように照射される構成とされてい０ るが、本発明の第２の表面パッシベーション方法に係わ
る装置においても、前記第１の表面パッシベーション方
法におけるものと同様に、光ビームが基板１３に対し垂
直な方向から基板１３に入射するように照射される構成
とすることもあるいは基板１３に対し斜め方向から入射
するように照射される構成とすることも可能である。

以上は、ＣＭＴ　（Ｃｄ、ａｇｌ−ｘ　Ｔｅ）の表面パ
ッシベーションを例にとり、本発明の表面パッシベーシ
ョン方法を説明したが、本発明は、他の光感応性半導体
、例えばＺｎ、Ｈｇ１−、Ｔｅ、Ｐｂ　Ｓ　１Ｐ　ｂ　
Ｓ　ｅ　％　Ｐ　ｂ　ｘ　Ｓ　ｎ　１−ｘ　Ｔ　ｅ　％
　　Ｉ　ｎ　Ｓ　ｂなどの表面パッシベーションにも同
様に適用でき、光感応性半導体の表面を損傷することな
くかつ容易に、界面特性の劣化を良好に防止するパッシ
ベーション膜を形成することができるものである。

（実施例） 以下本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例１゜ １ 第１図に示すような装置を用い、熱励起による気相成長
方法によってＣＭＴ結晶薄膜を成長させた後、連続して
ＺｎＳパッシベーション膜を形成した。

すなわち、まずＣＭＴ薄膜を成長させるために、Ｈ２ガ
スをキャリアーガスとして、水平反応管８内に、Ｍｅ２
ＣｄおよびＥｔ２Ｔｅをそれぞれ１ｘｌＯ−６ｍｏ　１
／ｉ）、ｌＸｌ０−”ｍｏ　１／、Ｑの流量で送り込み
、一方、反応管８内に設置された水銀溜９の温度を３２
０°Ｃに設定し水銀蒸気を発生させた。そして、反応管
８に設置されたカーボンサセプタ１２にＣｄＴｅ基板（
結晶方位（１１１）面）１３を保持し、サセプタ温度を
４１０℃に設定し、反応管内の圧力を７６０ｔｏｒｒと
して、ＣｄＴｅ基板面上に５μｍのＣＭＴ薄膜成長を行
なった。なお、反応管の管壁は、３８０℃に設定された
管壁加熱用ヒータ１７ａで加熱されていた。

所定の膜厚のＣＭＴ薄膜を成長させた後、Ｍｅ２Ｃｄお
よびＥｔ２Ｔｅの反応管への供給を停止し、また、水銀
溜加熱用ヒータ１０ａおよび管壁２ 加熱用ヒータ１７ａを切ると同時に水銀溜冷却用パイプ
１０ｂおよび管壁冷却用パイプ１７ｂに冷却媒体を流し
て水銀溜を１０℃、管壁を２０℃までそれぞれ冷却し、
水銀蒸気の発生を停止した。

さらにサセプタ温度を１５０℃までさげ、反応管内の圧
力を１００ｔｏｒｒに調整した。なお、これらの切換操
作時において、反応管８内へのＨ２ガスの供給は続けら
れていた。

これらの切換操作が完了したら、反応管８内に、Ｈ２ガ
スをキャリアーガスとして、Ｍｅ２ＺｎおよびＥｔ２Ｓ
をそれぞれ２Ｘ１０−８ｍｏｌ／ρ、ＩＸＩＯ−５ｍｏ
ｌ／ρの流量で送り込み、光導入用窓２７よりＣＭＴ単
結晶薄膜の形成された基板１３面上に、ＡｒＦエキシマ
−レーザ（１パルス１５ｍＪ　　繰返し周波数１００Ｈ
ｚ）を１５分間照射して、パッシベーション膜形成を行
なった。

得られた成長層を２次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）に
より分析したところ、第５図に示すように、ＣＭＴ薄膜
上に厚さ０．３μｍのＺｎＳパッシベーション膜が形成
されており、かつこのＺｎ３ Ｓパッシベーション膜より下のＣＭＴ薄膜の組成比は、
深さ方向全体を通じて０．２と均一なものであった。

実施例２ 第１図に示すような装置を用い、光励起による気相成長
方法によってＣＭＴ結品結膜薄膜長させた後、連続して
ＺｎＳパッシベーション膜を形成した。

すなわち、まずＣＭＴ薄膜を成長させるために、Ｈ２ガ
スをキャリアーガスとして、水平反応管８内に、Ｍｅ２
ＣｄおよびＥｔ２Ｔｅをそれそ゛れＩＸｌｏ−６ｍｏ１
／ρ、ＩＸ１’０−５ｍｏｌ／ρの流量で送り込み、一
方、反応管８内に設置された水銀溜９の温度を１００℃
に設定し水銀蒸気を発生させた。そして、反応管８に設
置されたカーボンサセプタ１２にＣｄＴｅ基板（結晶方
位（１１１）面）１３を保持し、サセプタ温度を１５０
℃に設定し、反応管内の圧力を１００ｔｏｒｒとして、
光導入用窓２７より基板１３面上に、ＡｒＦエキシマ−
レーザ（１パルス　１５ｍＪ　　繰返し周波４ 数１００Ｈｚ）を照射して、ＣｄＴｅ基板面上に５μｍ
のＣＭＴ薄膜成長を行なった。なお、反応管の管壁は、
１００℃に設定された管壁加熱用ヒータ１７ａで加熱さ
れていた。

所定の膜厚のＣＭＴ薄膜を成長させた後、Ｍｅ２Ｃｄお
よびＥｔ２Ｔｅの反応管への供給を停止し、また、水銀
溜加熱用ヒータ１０ａおよび管壁加熱用ヒータ１７ａを
切ると同時に水銀溜冷却用パイプ１０ｂおよび管壁冷却
用パイプ１７ｂに冷却媒体を流して水銀溜を１０℃、管
壁を２０℃までそれぞれ冷却し、水銀蒸気の発生を停止
した。

なお、これらの切換操作時において、反応管８内へのＨ
２ガスの供給は続けられていた。

これらの切換操作が完了したら、反応管８内に、Ｈ２ガ
スをキャリアーガスとして、Ｍｅ２ＺｎおよびＥｔ２ｓ
をそれぞれ２Ｘ１０−６ｍｏｌ／、Ｑ、ｌＸ１０”ｍｏ
ｌ／ρの流量で送り込み、光導入用窓２７よりＣＭＴ単
結晶薄膜の形成された基板１３面」二に、ＡｒＦエキシ
マ−レーザ（１パルス１５ｍＪ　　繰返し周波数１００
Ｈｚ）を１５分５ 間照射して、パッシベーション膜形成を行なった。

得られた成長層をＳＩＭＳにより分析したところ、実施
例１と同様に、ＣＭＴ薄膜上に厚さ０゜３μｍのＺｎＳ
パッシベーション膜が形成されており、かつこのＺｎＳ
パッシベーション膜より下のＣＭＴ薄膜の組成比は、深
さ方向全体を通じて０．２と均一なものであった。

比較例ｌ ＣｄＴｅ基板（結晶方位（１１１）面）上に、実施例１
におけるものと同様にしてＣＭＴ単結晶薄膜のみを成長
させた。得られたＣＭＴ単結晶薄膜を室温で１時間大気
中に放置した後、ＳＩＭＳにより分析した。その結果、
第６図に示すように最表面にＣｄ成分の析出が見られ、
目的の組成比となっていないことが明らかとなった。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、光感応性半導体の
形成後に、同一反応管内にて連続して、光励起による気
相成長によってパッシベーション処理を行なう、あるい
は光感応性半導体の形戊後６ に、光感応性半導体の形成を行なった反応管から別の反
応管へと大気に曝すことなく基板を移動し、当該別の反
応管で光励起による気相成長によってパッシベーション
処理を行なうものであるために、光感応性半導体を損傷
することなくかつ容易に、界面特性の劣化を良好に防止
するパッシベーション膜を形成することができるもので
あり、このようにして処理された光感応性半導体は、所
望の光感応性を有するとともに、その特性の極めて安定
なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の表面パッシベーション方法の一
態様を実施するために用いられる装置構成を示す模式図
、第２図はジメチル亜鉛およびジエチル亜鉛の紫外域に
おける吸収スペクトルを示す図、第３図はジメチル硫黄
およびジエチル硫黄の紫外域における吸収スペク）・ル
を示す図、第４図は本発明の第２の表面パッシベーショ
ン方法の一態様を実施するために用いられる装置構成を
示す模式図、第５図は本発明の実施例において作製７ した試料のＳＩＭＳ分析結果を示す図であり、また第６
図は比較例において作製した試料のＳＩＭＳ分析粘果を
示す図である。 １、　２．　１８．　１９・・・バブラー３．４，２０
．２１・・・恒温槽、 ５、　６．　２２．　２３・・・原料供給量調整用マス
フローコントローラ、 ７・・・希釈流量調整用マスフローコントローラ、８．
２８・・・水平反応管、　９・・・水銀溜、１０ａ・・
・水銀溜加熱用ヒータ、 １０ｂ・・・水銀溜冷却用パイプ、 １１・・・水銀溜温度モニタ用熱電対、１２・・・基板
装着用カーボンサセプタ、１３・・・・・・基板、　１
４．３４・・・基板加熱用ヒータ、１５．３４・・・基
板温度モニタ用熱電対、１６・・・排気装置、１７ａ・
・・管壁加熱用コイル、１７ａ・・・管壁冷却用パイプ
、 ２４・・・ＡｒＦエキシマ−レーザー光源、２５・・・
ミラー、２６・・・レンズ、２７・・・光導入用窓、　
２９．３０・・・ゲートバルブ、８ ３１・・・試料搬送管。 特許出踊人 新日本製鐵株式會社

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応管内に１ないしそれ以上の有機金属をキャリ
   アガスに伴送させて所定量づつ供給し、反応管内に設置
   された基板近傍において前記有機金属を光または熱の作
   用により分解し、前記基板上に光感応性半導体薄膜を成
   長させた後に、 この反応管内に有機亜鉛化合物と有機硫黄化合物をキャ
   リアガスに伴送させて所定量づつ供給し、１９０〜３０
   ０ｎｍの波長を有する光を基板近傍あるいは基板自身に
   照射することにより前記有機亜鉛化合物および有機硫黄
   化合物を分解して、前記光感応性半導体薄膜上にＺｎＳ
   パッシベーション薄膜を形成することを特徴とする半導
   体デバイスの光励起パッシベーション方法。
2. （２）反応管内に有機カドミウム化合物と有機テルル化
   合物をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供給し、一
   方、反応管内に設置された水銀溜より反応管内に所定量
   の水銀蒸気を発生させ、反応管内に設置された基板近傍
   において前記有機金属を光または熱の作用により分解し
   、前記基板上に所定の組成比を有するテルル化水銀カド
   ミウム薄膜を成長させた後に、 この反応管内に有機亜鉛化合物と有機硫黄化合物をキャ
   リアガスに伴送させて所定量づつ供給し、１９０〜３０
   ０ｎｍの波長を有する光を基板近傍あるいは基板自身に
   照射することにより前記有機亜鉛化合物および有機硫黄
   化合物を分解して、テルル化水銀カドミウム薄膜上にＺ
   ｎＳパッシベーション薄膜を連続的に形成するものであ
   る請求項１に記載の半導体デバイスの光励起パッシベー
   ション方法。
3. （３）反応管内に１ないしそれ以上の有機金属をキャリ
   アガスに伴送させて所定量づつ供給し、反応管内に設置
   された基板近傍において前記有機金属を光または熱の作
   用により分解し、前記基板上に光感応性半導体薄膜を成
   長させた後に、 大気中に曝すことなく前記基板を他の反応管に移動させ
   、当該他の反応管内に有機亜鉛化合物と有機硫黄化合物
   をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供給し、１９０
   〜３００ｎｍの波長を有する光を基板近傍あるいは基板
   自身に照射することにより前記有機亜鉛化合物および有
   機硫黄化合物を分解して、前記光感応性半導体薄膜上に
   ＺｎＳパッシベーション薄膜を形成することを特徴とす
   る半導体デバイスの光励起パッシベーション方法。
4. （４）反応管内に有機カドミウム化合物と有機テルル化
   合物をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供給し、一
   方、反応管内に設置された水銀溜より反応管内に所定量
   の水銀蒸気を発生させ、反応管内に設置された基板近傍
   において前記有機金属を光または熱の作用により分解し
   、前記基板上に所定の組成比を有するテルル化水銀カド
   ミウム薄膜を成長させた後に、 大気中に曝すことなく前記基板を他の反応管に移動させ
   、当該他の反応管内に有機亜鉛化合物と有機硫黄化合物
   をキャリアガスに伴送させて所定量づつ供給し、１９０
   〜３００ｎｍの波長を有する光を基板近傍あるいは基板
   自身に照射することにより前記有機亜鉛化合物および有
   機硫黄化合物を分解して、テルル化水銀カドミウム薄膜
   上にＺｎＳパッシベーション薄膜を連続的に形成するも
   のである請求項３に記載の半導体デバイスの光励起パッ
   シベーション方法。
5. （５）有機亜鉛化合物および有機硫黄化合物を分解する
   ために照射される１９０〜３００ｎｍの波長を有する光
   が、ＡｒＦエキシマーレーザーである請求項１〜２のい
   ずれかに記載の半導体デバイスの光励起パッシベーショ
   ン方法。
6. （６）１ないしそれ以上の有機金属を導入するため原料
   ガス導入系に接続された光感応性半導体薄膜の気相成長
   を行なう第１の反応管と、 有機亜鉛化合物および有機硫黄化合物を導入するための
   原料ガス導入系に接続されたＺｎＳパッシベーション膜
   の形成を行なう第２の反応管とを、一端部において前記
   第１の反応管の内部に気密に連通され、他端部において
   前記第２の反応管の内部に気密に連通され、またそれぞ
   れの接合部に各反応管内部との連通を遮断可能な流路閉
   塞部材を備え、さらにその内部を真空ないしは不活性雰
   囲気に保持し得る試料搬送用管路により接続し、該試料
   搬送用管路と各反応管との気密な連通を損ねることなく
   、該試料搬送用管路を通じて第１の反応管内の所望位置
   に配された基板を第２の反応管内の所望位置に搬送する
   試料搬送機構を設け、さらに、前記第２の反応管の内部
   の所定位置に保持される基板ないしその近傍に、１９０
   〜３００ｎｍの範囲のに波長を有する光を照射する光学
   系を設けたことを特徴とする半導体デバイスの光励起パ
   ッシベーション装置。