JPH04130098A - 液相エピタキシャル成長方法 - 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】 〔目　次〕 概要・・・・・・　　・・・　・・・・・・５頁産業上
の利用分野・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・６頁従来の技術　・・・　・・・　　・
・・　・・・　・・・・・・７頁発明が解決しようとす
る課題・・・・・・・・・・・・８頁課題を解決するた
めの手段・・・・・・・・・・・・・・・１０頁作用・
・・・・・　・・・　・・・　・・・　・・・・・・　
・・・　・・・１２頁実施例　　・・・　・・・　・・
・・・・・・・・・・　・・・・・・・・・１９頁発明
の効果・・・　　・・・　・・・　・・・　　・・・・
・・２９頁〔概　要〕 液相エピタキシ中ル成長方法に関し、 エピタキシャル成長用溶融メルトの量を増加させること
なく、成長方向の組成勾配を低減させた液相エピタキシ
ャル成長方法を目的とし、アンプル内に封入され、テル
ルを溶媒とし、少なくとも水銀とカドミウムを溶質とし
て含む溶融したエピタキシャル成長用メルトに、該アン
プル内の固定治具に挟持されたエピタキシャル成長用基
板を接触させ、該基板上に水銀・カドミウム・テルル系
の多元化合物半導体のエピタキシャル結晶をエピタキシ
ャル成長する方法において、前記エピタキシャル成長用
メルトと接触しない位置に、該エピタキシャル成長用メ
ルト中の少なくとも水銀を吸収する水銀吸収手段を設け
た状態で、前記エピタキシャル成長用メルトの温度を低
下させて、該エピタキシャル成長用メルトにエピタキシ
ャル成長用基板を接触させて該基板上にエピタキシャル
結晶を成長することで構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、赤外線センサ用材料として使用される水銀・
カドミウム・テルル（ｔｌｇｃｄＴｅ　）等の水銀（Ｈ
ｇ）を含む狭バンドギヤツプ化合物半導体結晶の液相エ
ピタキシャル成長法に於いて、所定の組成を有し、且つ
成長層の厚さ方向に均一な組成分布を有するエピタキシ
ャル結晶を得るための液相エピタキシャル成長方法に関
する。

近年、赤外線センサの高感度化、多画素化の要望が大と
なり、特に画素間の特性の均一化が要求されている。こ
のため、ウェハ面内方向に組成の均一な成長層が得られ
る液相エピタキシャル成長法による結晶成長方法が提供
されているが、組成がエピタキシャル結晶の成長層の厚
さ方向に変化していると、エピタキシャル結晶層の厚さ
の僅かな差により画素間で分光感度特性がばらつ（ので
、該結晶層の厚さ方向の組成についても均一であること
が必要となる。

〔従来の技術〕

従来のＨｇＣｄＴｅ系多元化合物半導体結晶の液相エピ
タキシャル成長方法について述べる。

第１０図（ａ）に示すように石英製のアンプル１内の円
柱状の固定治具２に、基板ホルダ（図示せず）に設置さ
れたＣｄＴｅよりなるエピタキシャル成長用基板４が挟
持され、基板ホルダの下部の固定治具の間の空間部には
水銀、カドミウム、テルルをそれぞれ所定重量秤量して
溶融後、固化したエピタキシャル成長用メルト５が収容
されている。

そして前記エピタキシャル成長用メルト５を溶融した後
、該アンプルを矢印Ａ方向に沿って１８０度回転し、第
１０図（ロ）に示すようにエピタキシャル成長用基板４
に溶融したエピタキシャル成長用メルト５を接触させ、
該メルトの温度を低下することで該基板上にＨｇｒ−ｘ
　Ｃｄｘ　Ｔｅのエピタキシャル結晶を成長している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の方法では、カドミウムテルル（ＣｄＴ
ｅ　）の偏析作用によりＨｇｒ−ｘ　Ｃｄｘ　Ｔｅのエ
ピタキシャル結晶の成長に伴って、溶融したエピタキシ
ャル成長用メルト中のＣｄの濃度が低下する。

そのため、エピタキシャル成長に伴い、エピタキシャル
結晶の組成が変化し、エピタキシャル結晶の厚さ方向に
組成勾配が生じる。この組成勾配を低減するため、従来
は溶融したエピタキシャル成長用メルトの量を増加する
方法を採っていた。

ところでエピタキシャル成長用メルトの量を増加しよう
とすると、メルト形成材料の消費量が増えるだけでな（
、エピタキシャル成長用アンプル等の成長系も大型にな
り、高い蒸気圧を有するＨｇの分圧を大型の成長系内で
精度良く制御することが困難になってくる。

つまり、上記のようにエピタキシャル結晶の成長方向の
組成勾配を低減しようとして、エピタキシャル成長用メ
ルトの量を増やすと、成長装置も大型になるため、成長
系内を均温に保つことが困難になり、主成分のＨｇが成
長系内の低温部分に偏在して組成制御精度が低下すると
いう問題が生じる。

また易蒸発性のＨｇを主成分しているため、高い組成制
御精度を得るためには、成長系を閉管に近い系でするこ
とが必要であるので、成長過程でエピタキシャル成長用
メルトにＣｄを追加供給することも困難である。

本発明は上記した問題点を解決し、ＨｇＣｄＴｅ系多元
化合物半導体を成長させるための閉管式液相エピタキシ
ャル成長法において、エピタキシャル成長用メルトの量
を増やすことなく、成長方向の組成勾配を低減した、更
には、成長方向の組成分布を制御した液相エピタキシャ
ル成長方法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方
法は、前記エピタキシャル成長用メルトと接触しない位
置に、該エピタキシャル成長用メルト中の少な（とも水
銀を吸収する水銀吸収手段を設けた状態で、前記エピタ
キシャル成長用メルトの温度を低下させて、該エピタキ
シャル成長用メルトにエピタキシャル成長用基板を接触
させて該基板上にエピタキシャル結晶を成長することを
特徴とする特 また前記水銀吸収手段がエピタキシャル成長用メルトと
接触しない水銀吸収用結晶、水銀吸収用メルト、或いは
該アンプルを延長して連通し、前記エピタキシャル成長
用メルトと温度差を有する水ｉ吸収室とする。

また前記エピタキシャル成長用メルトと、水銀吸収手段
と、エピタキシャル成長用基板とを含む成長系を閉管系
とし、前記エピタキシャル成長用メルトと、水銀吸収手
段と、エピタキシャル成長用基板を含む成長系内の温度
差が１°Ｃ以下とする。

また前記水銀吸収室の温度が、前記エピタキシャル成長
用メルトより１℃以上低温とする。

また前記水銀吸収手段を（ｃｄｒｅ）を主成分とする結
晶、或いは水銀・カドミウム・テルル（ＨｇＣｄＴｅ）
系の水銀吸収用結晶とし、該水銀吸収用結晶の表面に、
凹凸を設ける。また前記水銀吸収用結晶を板状とし、該
板状の結晶の両面共がエピタキシャル成長用メルトの表
面と同じ空間部に接しているようにし、水銀吸収用結晶
の表面の一部を保護膜で覆う。

また前記水銀吸収手段としてＴｅを主成分とする水銀吸
収用メルトを、前記エピタキシャル成長用メルトと別個
に前記エピタキシャル成長用基板を挟持する固定治具で
隔ててエピタキシャル成長用のアンプル内に収容し、前
記エピタキシャル成長用メルトと、水銀吸収用メルトと
を隔絶する固定治具に小孔を設ける。また前記水銀吸収
用メルトノ温度ヲ、エピタキシャル成長用メルトの温度
とは独立に、制御して時間的に変化させる。

また前記エピタキシャル成長用メルトを、エピタキシャ
ル成長用基板に接触させる時点までは、水銀吸収用結晶
、或いは水銀吸収用メルトの水銀吸収手段を、前記エピ
タキシャル成長用メルトに接した空間部から遮蔽し、エ
ピタキシャル成長中は、前記水銀吸収手段が前記エピタ
キシャル成長用メルトに接した空間部に接するような開
閉機構を設ける。

〔作　用〕

本発明の液相エピタキシャル結晶成長法においては、Ｃ
ｄの偏析作用により成長中に溶融エピタキシャル成長用
メルト中のＣｄ１度が低下し、溶融エピタキシャル成長
用メルトの固相値〔析出するＨｇ＋−ｊＬＣｄｘＴｅエ
ピタキシャル層の組成（Ｘ値）〕が低Ｘ値側に変化して
いくことを防ぐため、成長系内にＣｄＴｅ結晶板のよう
な水銀吸収手段を設置する。

この水銀吸収手段によって、エピタキシャル成長中に主
に水銀を吸収し、溶融エピタキシャル成長用メルトのＨ
ｇ濃度を低下させることによって、該メルトの面相値を
一定に保とうとするものである。

水銀吸収手段には、ＣｄＴｅ系の結晶のような水銀吸収
用結晶を用いることが、後記の理由により効果的である
。即ち、Ｔｅリッチのメルトからは、化学ポテンシャル
の差によって、ＨｇとＴｅだけが気相で等モル数供給さ
れて、やはり固相値の低下が防げるためであり、その供
給量（水銀吸収用結晶から見ると水銀吸収量）は、水銀
吸収用結晶の表面積に比例し、前記メルトの成分と温度
が決まると時間だけの関数で一義的に決まるので、水銀
吸収量の制御精度や再現精度が良いからである。

また、この水銀吸収量を律速するのは、水銀吸収用結晶
表面に供給されて形成されたＨｇＴｅのエピタキシャル
層と、ＣｄＴｅ結晶との相互拡散であり、この相互拡散
により、結晶表面のＣｄＴｅモル比（Ｘ値）が高くなる
程、水銀吸収量が増える。相互拡散係数は、水銀吸収用
結晶のＸ値依存性が大きく、Ｘ値が小さい程大きくなる
ので、ＣｄＴｅ結晶の代わりにＨｇＣｄＴｅ結晶を用い
て相互拡散速度を早めることによって、ｎｇ及びＴｅの
吸収量を増やしても良い。

更に、Ｈｇ及びＴｅの吸収量を増やすためには、水銀吸
収用結晶の表面に凹凸を設けて表面積を増やすことも効
果がある。また、水銀吸収用結晶が板状の場合には、該
結晶の有効表面積を増やすため、該結晶を周辺で支えて
、該結晶の両面で吸収できるようにすると良い。

また水銀吸収用結晶の表面の一部をＺｎＳ等の保護膜で
覆えば、該結晶の保持用の治具等を変更しなくても、水
銀吸収用結晶の有効表面積が可変と成り、水銀吸収量が
調節できる。

上記のような方法で、エピタキシャル成長中に水銀吸収
手段に水銀が吸収されてエピタキシャル成長用メルトか
ら水銀が奪われるようにして、ＨｇＣｄＴｅ系の多元化
合物半導体を液相エピタキシャル成長すると、Ｃｄが偏
析するため、エピタキシャル成長用メルト中のＣｄのモ
ル比はエピタキシャル結晶層中のＣｄモル比より低くし
である。

そのため、従来の方法ではエピタキシャル結晶層の成長
に伴って該メルト中のＣｄ濃度（モル比）が低下してい
くため、該メルトの固相値（Ｘ値）が下がり、エピタキ
シャル結晶層の組成勾配も成長方向に沿って、Ｘ値が低
下したが、本発明の方法により該メルトの固相値（Ｘ値
）が下がるのを防ぎ、固相値を一定に維持するようにな
る。従って、エピタキシャル結晶層の成長方向の組成勾
配も一定になるように働（。

そしてエピタキシャル結晶層の成長方向の組成勾配も精
度良く、且つ再現性良く一定にするためには、水銀吸収
手段へのＩ（ｇ吸収量は精度よく制御することが必要で
あり、ＣｄＴｅ系結晶で構成した水銀吸収用結晶板は、
水銀吸収量が、結晶の表面積に比例し、エピタキシャル
成長用メルトの成分と温度が決まると時間だけの関数で
一義的に決まるので、吸収量の制御精度や再現精度の良
い水銀吸収手段として働く。そのため、結晶の表面積を
変えることによって、水銀吸収量を変えることができる
。

ＣｄＴｅ系結晶を水銀吸収手段に用いた場合には、この
ＣｄＴｅはＨｇと等モルのＴｅを吸収するが、ｔｔｇだ
けを吸収する場合と同様にメルトの固相値（Ｘ値）を下
げる効果がある。

また、水銀吸収手段を、Ｔｅを主成分とする水銀吸収用
メルトとしても良い、　Ｔｅは成長温度ではＨｇ分圧の
低い液体であり、水銀の吸収量が大きく、かつ水銀の吸
収速度も大きいため、溶融エピタキシャル成長用メルト
の固相値低下を防ぐのに効果的である。この場合、水銀
の吸収量や吸収速度が大きいので、水銀吸収量を調節す
るためには、エピタキシャル成長用メルトと、水銀吸収
用メルトとを隔絶している固定治具に絞りとして小孔を
設けることが好ましい。

また、水銀の吸収量が大きいＴｅを主成分とする水銀吸
収用メルトで水銀吸収手段を構成し、エピタキシャル成
長用メルトと、水銀吸収用メルトとの間固定治具に絞り
として小孔を設けると、この小孔が水銀吸収量の制御機
構として働き、水銀吸収量の可変範囲の広い水銀吸収手
段として働く。

また、エピタキシャル成長用のアンプルに連なって石英
製の水銀吸収室を設け、この水銀吸収室をエピタキシャ
ル成長用メルトより低温に保てば、水銀吸収室内には、
水銀吸収用結晶や、水銀吸収用メルトを設置しなくても
、分圧の高いＨｇが優先的に、その低温の水銀吸収室内
に集まってくるので、エピタキシャル成長用メルトの固
相値低下を防ぐのに効果的である。

この場合、水銀吸収室の温度調節をすることで、溶融し
たエピタキシャル成長用メルトから水銀を吸収したり、
また水銀を溶融したエピタキシャル成長用メルトに戻す
ことも可能であり、成長方向の組成分布制御の自由度が
広がるという効果がある。

また、エピタキシャル成長用メルトの温度とは独立して
水銀吸収室の温度を制御できるようにした場合、温度を
エピタキシャル成長用メルトの温度より低温にすると、
分圧の高いＨｇが優先的に水銀吸収室に集まり、その吸
収量が水銀吸収室の温度を変えることができる水銀吸収
手段として働くようになる。

更に、エピタキシャル成長用メルトを均一に溶融させる
のに必要なエピタキシャル成長前の加熱時間内に、溶融
したエピタキシャル成長用メルトから水銀吸収用結晶や
、水銀吸収用メルトの水銀吸収手段にＨｇが移動して、
溶融したエピタキシャル成長用メルトの固相値が大きく
変化したり、水銀吸収手段の成長中の吸収可能残量が減
少したりしないように、溶融したエピタキシャル成長用
メルトを、エピタキシャル成長用基板に接触させるまで
（即ち、エピタキシャル成長開始まで）、水銀吸収手段
に水銀が吸収されないような開閉機構を設ける。

この開閉機構が溶融したエピタキシャル成長用メルトと
基板を接触させるための運動（例えば、成長用アンプル
の傾斜や回転）に連動して働くようにすることによって
、成長系を閉管系に保ったままで実現することができる
。

そして、エピタキシャル成長用メルトを、エピタキシャ
ル成長用基板に接触させる時点まで、水銀吸収手段を、
エピタキシャル成長用メルトに接した空間部から遮蔽す
る開閉機構は、成長用メルトを均一に溶融させるために
必要なエピタキシャル成長前の加熱時間内に、水銀吸収
手段に水銀が吸収されて、メルトの固相値が大きく変化
したり、水銀吸収手段の吸収可能残量が減少したりする
のを防ぐように機能する。

〔実　施　例〕

第１図（ａ）より第１図（ｅ）迄は、本発明の方法の第
１実施例を説明する断面図であり、第１図（ｂ）、第１
図（Ｃ）および第１図（ｄ）は、第１図（ａ）のＩ−Ｉ
’線に沿った断面図である。

第１図（ａ）に示すように石英製のアンプル１で構成さ
れたエピタキシャル成長系内には、Ｔｅを溶媒としｔｔ
ｇやＣｄを溶質として含むエピタキシャル成長用メルト
５と、ＨｇＣｄＴｅエピタキシャル結晶層に格子整合す
るようなＣｄＺｎＴｅより成るエピタキシャル成長用基
板４と、Ｃｄ　Ｔｅ結晶よりなる水銀吸収用結晶１１が
固定治具２に挟持されて配置されている。

他の実施例として、この水銀吸収用結晶はＣｄＴｅ結晶
の代わりにＨｇＣｄＴｅ結晶を用いても良い。

このような本発明の方法を用いてエピタキシャル成長用
基板上にＨｇＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長する場
合、第１図（ａ）より第１図（ｅ）迄の手順で行い、前
記水銀吸収用結晶１１にエピタキシャル成長用メルト５
が接触しない状態で、エピタキシャル成長用基板４に溶
融したエピタキシャル成長用メルト５を接触させ、該メ
ルトの温度を所定の温度に降下させながらエピタキシャ
ル成長する。

このような液相エピタキシャル成長方法について第９図
を用いて説明する。

第９図はＨｇ−Ｃｄ−Ｔｅ系の三元合金状態図のＴｅリ
ッチコーナーを示しており、エピタキシャル成長用メル
トの固相値をｘ　＝０．２、液相化温度を５００’Ｃと
すると、本発明のように水銀吸収用結晶１１のない液相
エピタキシャル成長方法では、エピタキシャル成長用メ
ルトの温度を下げて、エピタキシャル成長用基板の表面
にＨｇｏ、　ｍｃｄｏ、　ｚＴｅのエピタキシャル結晶
層を成長させるにつれて、エピタキシャル成長用メルト
中のＣｄ／Ｈｇモル濃度比が、成長するエピタキシャル
結晶層中のＣｄ／Ｈ，モル濃度比に比べて小さいため、
エピタキシャル成長用メルト中のＣｄモル濃度が相対的
に太き（低下し、エピタキシャル成長用メルトの固相値
がｘ　＝Ｏ−２より小さくなってい＜、（第９図に線ａ
でメルト組成の変化の様子を示した。） 即ち、エピタキシャル成長の方向に沿ってエピタキシャ
ル結晶層のＸ値は小さくなっていき、エピタキシャル成
長方向に沿って組成勾配を持つことになる。

一方、本実施例のように、エピタキシャル成長用メルト
５から離れた位置に、ＣｄＴｅ結晶より成る水銀吸収用
結晶ＩＩを配置すると、エピタキシャル成長用メルト５
と、ＣｄＴｅ結晶の化学ポテンシャルの差によって、エ
ピタキシャル成長用メルト５とＣｄＴｅ結晶とが同じ温
度であっても、エピタキシャル成長用メルト５をソース
としてＣｄＴｅ結晶の表面に結晶がエピタキシャル成長
（ＩＳＯＶＰＥ：　Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ　Ｖａｐｏｒ
　Ｐｈａｓｅ　Ｅｐｉｔａｘｙ）する。

この場合、■族元素については、分圧の高いＨｇだけが
エピタキシャル成長用基板に供給されるため、成長する
エピタキシャル結晶層はＨｇＴｅであり、ＨｇとＴｅの
供給モル比は等しくなる。エピタキシャル成長用基板の
ＣｄＴｅ結晶表面のＨｇＴｅは、ＣｄＴｅ結晶と相互拡
散してＨｇＣｄＴｅになるが、その表面のＨｇＣｄＴｅ
のＸ値がエピタキシャル成長用メルト５の固相値より大
きい条件下では、ＣｄＴｅ結晶表面のχ値とエピタキシ
ャル成長用メルト５の固相値の差に対応した量のＨｇと
Ｔｅが供給されて成長が続く。

相互拡散によってエピタキシャル成長用基板のＣｄＴｅ
結晶表面にＣｄが拡散し続けるので、常にＣｄＴｅ結晶
表面のＸ値は、エピタキシャル成長用メルトの固相値よ
り大きく保たれるが、ＣｄＴｅ結晶表面へのＣｄの拡散
量、即ち相互拡散がＨｇとＴｅの供給量を律速する。ｔ
ｔｇとＴｅの供給量は、エピタキシャル成長用基板のＣ
ｄＴｅ結晶の表面積にも比例するので、ＣｄＴｅ結晶表
面の面積を所定の面積にすることによって、第９図の線
すで示したエピタキシャル成長用メルト組成の変化（固
相値が一定）に矯正できる。

即ち、蒸気圧の高いＨｇが過度に蒸発してエピタキシャ
ル成長用メルト組成の変化を防ぐのに適した閉管系の成
長系で、且つ最も温度制御のし易い均温条件下で、水銀
を所定量吸収する機能が実現でき、成長方向の組成勾配
が小さいエピタキシャル層が成長できるようになる。

この水銀吸収用結晶１１においては、相互拡散係数は結
晶のＸ値依存性が大きく、Ｘ値が小さい程大きくなるの
で、相互拡散速度を早めることによって、ｎｇ及びＴｅ
の吸収量を増やす効果がある。

第２図は本発明の方法の第２実施例の断面図で図示する
ように、本実施例では水銀吸収用結晶１１の表面に凹凸
を設けている。このようにすれば、水銀吸収用結晶の表
面積が増加するのでＨｇ及びＴｅの吸収量が増加し、よ
り効果的となる。

第３図は本発明の第３実施例の断面図で図示するように
、本実施例では水銀吸収用結晶１１の周辺部を固定治具
２で支持して、該水銀吸収用結晶の両面共が、エピタキ
シャル成長用メルト５の表面と同じ空間部１２に接する
ように該水銀吸収用結晶を設置している。このようにす
れば、水銀吸収用結晶の有効表面積が増加し、該水銀吸
収用結晶の両面で水銀を吸収できるので更に効果が大と
なる。

第４図は本発明の第４実施例の断面図で、図示するよう
に本実施例では、水銀吸収用結晶１１の表面の一部をＺ
ｎＳ等の保護膜１３で覆っている。このようにすれば、
水銀吸収用結晶の保持用の治具等を変更しなくても、該
水銀吸収用結晶の有効表面積が可変と成り、水銀の吸収
量が調節できる。

第５図は本発明の第５実施例の断面図で、図示するよう
に本実施例では、水銀吸収手段として、エピタキシャル
成長用メルト５と固定治具２で隔絶してＴｅを主成分と
する水銀吸収用メルト１４をアンプル１内に封入してお
り、この水銀吸収用メルトに於ける水銀の吸収量や吸収
速度を調節するために、エピタキシャル成長用メルト５
と水銀吸収用メルト１４とを隔絶している固定治具２に
小孔１５を設けている。

このＴｅを主成分とする水銀吸収用メルト１４に於いて
、Ｔｅはエピタキシャル成長温度ではＨｇ分圧の低い液
体であり、水銀の吸収量が大きく、吸収速度も大きいた
め、エピタキシャル成長用メルトの固相値の低下を防ぐ
のに効果的である。この場合、水銀吸収量や水銀吸収速
度が大きいので、上記水銀吸収量や水銀吸収速度を調節
するためには、エピタキシャル成長用メルトと水銀吸収
用メルトとの間の固定治具２に小孔１５を設けている。

第６図は本発明の方法の第６実施例の説明図と温度分布
図で、本実施例ではアンプル１に接続して水銀吸収室１
６を設け、この水銀吸収室１６を、エピタキシャル成長
用メルト５とは別個に独立して温度制御するようにして
おり、この水銀吸収室１６には水銀吸収用結晶や、水銀
吸収用メルトを設置しなくても良い。このようにして水
銀吸収室１６をエピタキシャル成長用メルト５より低温
に保てば、水銀吸収室１６に水銀吸収用結晶や、水銀吸
収用メルトを設置しなくても、分圧の高いＨｇが優先的
に、その低温部（水銀吸収室）に集まってくるので、エ
ピタキシャル成長用メルト５の固相値低下を防ぐのに効
果的である。この場合、水銀吸収室１６を温度調節する
ことによって、エピタキシャル成長用メルト５から水銀
を吸収したり、また水銀をエピタキシャル成長用メルト
５に戻すことも可能であり、成長方向の組成分布制御の
自由度が広がるという効果がある。

第７図（ａ）および第７図（ｂ）は本発明の方法の第７
実施例を示す断面図で、第７図（ｂ）は第７図（ａ）を
矢印Ｃ方向に沿って１８０度回転し、エピタキシャル成
長用基板４にエピタキシャル成長用メルトを接触させた
状態である。

第７図（ａ）、第７図（ｂ）に示すように、エピタキシ
ャル成長用メルト５をエピタキシャル成長用基板４に接
触させるために、アンプル１を回転させる際の回転運動
に連動して開く石英板よりなる開閉機構１７を設けてい
る。

つまりエピタキシャル成長用メルト５を均一に溶融させ
るために必要なエピタキシャル成長前の加熱時間内に、
エピタキシャル成長用メルト５から水銀吸収用結晶１１
にＨｇが移動して、エピタキシャル成長用メルト５の固
相値が大きく変化したり、水銀吸収用結晶１１のエピタ
キシャル成長中の吸収可能残量が減少したりしないよう
に、エピタキシャル成長用メルト５をエピタキシャル成
長用基板４に接触させる迄（即ち、エピタキシャル成長
開始迄）、水銀吸収用結晶１１に水銀が吸収されないよ
うに開閉機構１７を設ける。この開閉機構１７は石英板
で形成され、エピタキシャル成長用基板４と水銀吸収用
結晶１１の間に設けられ、エピタキシャル成長用メルト
５とエピタキシャル成長用基板４を接触させるための運
動（例えば、アンプルｌの傾斜や回転）に連動して働く
ようにすることによって、成長系を閉管系に保ったまま
で実現することができる。

第８図（ａ）および第８図（ｂ）は本発明の方法の第８
実施例を示す断面図で、第８図（ｂ）は第８図（ａ）を
矢印り方向に沿って１８０度回転し、エピタキシャル成
長用基板４にエピタキシャル成長用メルト５を接触した
状態を示す。

第８図（ａ）、および第８図０））に図示するように、
エピタキシャル成長用メルト５をエピタキシャル成長用
基板４に接触させるために、アンプル１を回転させる際
の回転運動に連動して移動する石英板よりなる開閉機構
１８を、前記エピタキシャル成長用メルト５と水銀吸収
用メルト１４とを隔絶し、小孔１５を有する固定治具２
に凹部１９を設け、この凹部内を移動可能に設けている
。

つまりエピタキシャル成長用メルト５を均一に溶融させ
るために必要なエピタキシャル成長前の加熱時間内に、
エピタキシャル成長用メルト５から水銀吸収用用メルト
１４に小孔１５を通じてＨｇが移動して、エピタキシャ
ル成長用メルト５の固相値が大きく変化したり、水銀吸
収用メルト１４のエピタキシャル成長中の吸収可能残量
が減少したりしないように、エピタキシャル成長用メル
ト５をエピタキシャル成長用基板４に接触させる迄（即
ち、エピタキシャル成長開始迄）、水銀吸収用メルト１
４に水銀が吸収されないような開閉機構１８を設ける。

この開閉機構１８は石英板で形成され、エピタキシャル
成長用メルト５と水銀吸収用メルト１４を隔絶し、小孔
１５を有する固定治具２に凹部１９を設け、この凹部に
沿って移動可能に設けられている。

そしてエピタキシャル成長用メルト５とエピタキシャル
成長用基板４を接触させるための運動（例えば、アンプ
ル１の傾斜や回転）に連動して、この開閉機構が移動す
るようにして前記アンプルの運動時には小孔１５を通じ
てエピタキシャル成長用メルト５と水銀吸収用メルトの
間で水銀蒸気の移動を可能にすることで、更に制御性の
良いエピタキシャル結晶が成長系を閉管系に保ったまま
で実現することができる。

〔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
シャル成長に伴うメルト中のＣｄ濃度の低下が小さくな
る効果を奏し、エピタキシャル結晶の成長方向の組成勾
配が小さいエピタキシャル層が成長でき、係るエピタキ
シャル結晶を用いた赤外線センサの性能向上に寄与する
ところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）より第１図（ｅ）迄は、本発明の方法の第
１実施例を説明する断面図、 第２図は本発明の方法の第２実施例の断面図、第３図は
本発明の方法の第３実施例の断面図、第４図は本発明の
方法の第４実施例の断面図、第５図は本発明の方法の第
５実施例の断面図、第６図は本発明の方法の第６実施例
の説明図と温度分布図、 第７図（ａ）、および第７図（ロ）は本発明の方法の第
７実施例の断面図、 第８図（ａ）、および第８図（ｂ）は本発明の方法の第
８実施例の断面図、 第９図はＴｅリッチコーナのＨｇ　−Ｃｄ　−Ｔｅの三
元合金状態図、 第１０図（ａ）、および第１０図（ｂ）は従来の液相エ
ピタキシャル成長方法を示す断面図である。 図に於いて、 １はアンプル、２は固定治具、４はエピタキシャル成長
用基板、５はエピタキシャル成長用メルト、１１は水銀
吸収用結晶（水銀吸収手段）、１２は空間部、１３は保
護膜、１４は水銀吸収用メルト（水銀吸収手段）、１５
は小孔、１６は水銀吸収室（水銀吸収手段）、１７．１
８は開閉機構、、９は凹部を示す、Ｃｂ＋ （Ｃ１ 第 図　（ブハ１） （ｅ） 滞宛四っλ汁の鯖Ｔ究撓例Ｇ欽明１さ新曲■Ｊｉｌ　　
−い／１２） ス’Ｆ：、ＥＦ＋　６）Ｔ５Ｅｑ　！＄４’Ｊｒうｈ４
七／Ｆゴ＝＝ｌ！ｉヒｄｉｊｒンＪ第４図 （Ｑ） 本発明＝１方珪の輩７蒙施４列のよ牟面ｍ嬉７図

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）アンプル（１）内に封入され、テルルを溶媒とし
   、少なくとも水銀とカドミウムを溶質として含む溶融し
   たエピタキシャル成長用メルト（５）に、該アンプル（
   １）内の固定治具（２）に挟持されたエピタキシャル成
   長用基板（４）を接触させ、該基板上に水銀・カドミウ
   ム・テルル系の多元化合物半導体のエピタキシャル結晶
   をエピタキシャル成長する方法において、 前記エピタキシャル成長用メルト（５）と接触しない位
   置に、該エピタキシャル成長用メルト（５）中の少なく
   とも水銀を吸収する水銀吸収手段（１１、１４、１６）
   を設けた状態で、前記エピタキシャル成長用メルト（５
   ）の温度を低下させて、該エピタキシャル成長用メルト
   （５）にエピタキシャル成長用基板（４）を接触させて
   該基板上にエピタキシャル結晶を成長することを特徴と
   する液相エピタキシャル成長方法。
2. （２）前記水銀吸収手段がエピタキシャル成長用メルト
   （５）と接触しない水銀吸収用結晶（１１）、水銀吸収
   用メルト（１４）、或いは該アンプルを延長して前記エ
   ピタキシャル成長用メルトと温度差を有する水銀吸収室
   （１６）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方法。
3. （３）前記エピタキシャル成長用メルト（５）と、水銀
   吸収手段（１１、１４、１６）と、エピタキシャル成長
   用基板（４）とを含む成長系が、閉管系であることを特
   徴とする請求項（１）記載の液相エピタキシャル成長方
   法。
4. （４）前記エピタキシャル成長用メルト（５）と、水銀
   吸収手段（１１、１４）と、エピタキシャル成長用基板
   （４）を含む成長系内の温度差が１℃以下であることを
   特徴とする請求項（１）、（２）、或いは（３）に記載
   の液相エピタキシャル成長方法。
5. （５）前記水銀吸収室（１６）の温度が、前記エピタキ
   シャル成長用メルト（５）より１℃以上低温であること
   を特徴とする請求項（１）、或いは（２）に記載の液相
   エピタキシャル成長方法。
6. （６）前記水銀吸収用結晶（１１）がカドミウムテルル
   （ＣｄＴｅ）を主成分とする結晶、或いは水銀・カドミ
   ウム・テルル（ＨｇＣｄＴｅ）系の結晶であることを特
   徴とする請求項（１）、（２）、或いは（３）に記載の
   液相エピタキシャル成長方法。
7. （７）前記水銀吸収用結晶（１１）の表面に、凹凸を設
   けたことを特徴とする請求項（２）、或いは（６）に記
   載の液相エピタキシャル成長方法。
8. （８）前記水銀吸用結晶（１１）が板状であり、該板状
   の結晶の両面共がエピタキシャル成長用メルト（５）の
   表面と同じ空間部（１２）に接していることを特徴とす
   る請求項（６）、或いは（７）に記載の液相エピタキシ
   ャル成長方法。
9. （９）前記水銀吸収用結晶（１１）の表面の一部を保護
   膜（１３）で覆ったことを特徴とする請求項（６）、（
   ７）、或いは（８）に記載の液相エピタキシャル成長方
   法。
10. （１０）前記水銀吸収手段としてＴｅを主成分とする水
    銀吸収用メルト（１４）を、前記エピタキシャル成長用
    メルト（５）と別個に前記エピタキシャル成長用基板（
    ４）を挟持する固定治具（２）で隔ててエピタキシャル
    成長用のアンプル（１）内に収容したことを特徴とする
    請求項（１）、（２）、（３）、或いは（４）に記載の
    液相エピタキシャル成長方法。
11. （１１）前記エピタキシャル成長用メルト（５）と、水
    銀吸収用メルト（１４）とを隔絶する固定治具に小孔（
    １５）を設けたことを特徴とする請求項（１０）記載の
    液相エピタキシャル成長方法。
12. （１２）前記水銀吸収用メルト（１４）の温度を、エピ
    タキシャル成長用メルト（５）の温度とは独立に、制御
    して時間的に変化させることを特徴とする請求項（１０
    ）、或いは（１１）に記載の液相エピタキシャル成長方
    法。
13. （１３）前記エピタキシャル成長用メルト（５）を、エ
    ピタキシャル成長用基板（４）に接触させる時点までは
    、水銀吸収用結晶（１１）、或いは水銀吸収用メルト（
    １４）の水銀吸収手段を、前記エピタキシャル成長用メ
    ルト（５）に接した空間部から遮蔽し、エピタキシャル
    成長中は、前記水銀吸収手段（１１、１４）が前記エピ
    タキシャル成長用メルト（５）に接した空間部に接する
    ような開閉機構（１７、１８）を設けたことを特徴とす
    る請求項（１）、（２）、（３）、（４）、（６）、（
    ７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）、或いは（
    １２）に記載の液相エピタキシャル成長方法。