JPH0624894A - 多元半導体結晶の液相エピタキシャル成長装置 - Google Patents

多元半導体結晶の液相エピタキシャル成長装置

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JPH0624894A
JPH0624894A JP4181416A JP18141692A JPH0624894A JP H0624894 A JPH0624894 A JP H0624894A JP 4181416 A JP4181416 A JP 4181416A JP 18141692 A JP18141692 A JP 18141692A JP H0624894 A JPH0624894 A JP H0624894A
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JP
Japan
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substrate
crystal
quartz
section
fixing body
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JP4181416A
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Inventor
Michiharu Ito
道春 伊藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多元半導体結晶の閉管式ティッピング法の液
相エピタキシャル成長装置に関し、組成が安定した多元
半導体結晶を得ることを目的とする。 【構成】 180 度回動自在に水平に枢支する石英閉管1
と、石英閉管1内に挿着するほぼ円柱形の基板固定体2
と、中央部の外周部分を欠切してなる断面欠円形凹部21
を有する円柱形の基板固定体2と、基板固定体2のほぼ
中央部に設けた断面欠円形凹部21と、平坦面31のほぼ中
央部に結晶基板5を押入しセットする角形凹部32を有
し、平坦面31とは反対側の面を蒲鉾形凸面35に形成した
基板ホルダ3とを備え、断面欠円形凹部21は、所定量の
多元半導体溶液7を収容する容器機能を有し、基板ホル
ダ3は、結晶基板5が水平で、且つ蒲鉾形凸面35が開口
側を指向した状態で、断面欠円形凹部21内に搭載され、
基板固定体2は、石英閉管1を回動することで基板ホル
ダ3の天地を反転させるものである構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多元半導体結晶の液相
エピタキシャル成長装置に係わり、特に閉管式ティッピ
ング法の液相エピタキシャル成長装置に関する。
【0002】易蒸発性元素を主成分に含む多元半導体結
晶を、閉管式ティッピング法により結晶基板の表面に成
長させることがしばしばある。
【0003】
【従来の技術】図3は従来の液相エピタキシャル成長装
置の側断面図、図4の(A),(B) は従来例の作用を説明す
る図である。
【0004】図において、7は、多元半導体結晶素材
(例えばHg,Cd,Te) を加熱することで液化された、多元
半導体溶液である。5は、カドニウムテルル(CdTe)結
晶等の多元半導体結晶よりなる結晶基板であって、その
板厚は、0.5mm 〜1mmである。
【0005】1は、両端面に設けた水平軸11により、18
0 度回動自在に水平に枢支される中空円筒形の石英閉管
である。2は、石英閉管1内にしっくりと挿入し固着す
る石英よりなる円柱形の基板固定体である。
【0006】基板固定体2の中央部に、半円よりも大き
い断面を有する、軸心に並行する所望に長い断面欠円形
凹部21を設けている。このように断面欠円形凹部21を設
けたことにより、基板固定体2は、両側の一対の円柱体
と両円柱体を連結する扇形体部22とで構成される。
【0007】30は、結晶基板5の平面形状にほぼ等しい
浅い角形凹部32を、一方の平坦面31に設けた石英よりな
る薄い角板状の基板ホルダである。この角形凹部32に結
晶基板5を水平に押入することで、表面が平坦面31より
もわずかに突出した状態で、結晶基板5は基板ホルダ30
の平坦面31側に、搭載される。
【0008】一方、断面欠円形凹部21の対向する端面23
の双方に、軸心より扇形体部22よりの位置に対向してガ
イド溝を設けている。結晶基板5が扇形体部22側になる
ように、基板ホルダ30の左右の側縁を、対向するガイド
溝に挿入し固着し、基板ホルダ30を断面欠円形凹部21内
に水平に搭載している。
【0009】そして、所定量の多元半導体結晶素材を断
面欠円形凹部21に投入し、基板ホルダ30を搭載した基板
固定体2を石英閉管1に挿入し固着した後に、石英閉管
内を所望に減圧して、石英閉管1の開口を封止してい
る。
【0010】所定量の多元半導体結晶素材とは、加熱し
て多元半導体溶液7にした時に、基板固定体2の扇形体
部22が上方に位置するように石英閉管1を保持した場合
に、図4の(A) に図示したように、基板ホルダ30が多元
半導体溶液7の液面より上にあり、基板固定体2の扇形
体部22が下方に位置するように石英閉管1を180 度回転
すると、図4の(B) に図示したように結晶基板5が多元
半導体溶液7に浸漬するという量をいう。
【0011】上述のような液相エピタキシャル成長装置
を用いて、結晶基板の表面に多元半導体結晶を液相エピ
タキシャル成長させるには下記の如くにする。多元半導
体結晶素材(例えばHg,Cd,Te),及び結晶基板(CdTe結晶
板) 5を封止した石英閉管1を電気炉に入れて500 ℃に
加熱し、図4の(A) に図示したように多元半導体結晶素
材を液化して多元半導体溶液(Hg,Cd,Te溶液)7とす
る。
【0012】次に石英閉管1を飽和温度(480℃) 以下に
冷却した後に、石英閉管1を180 度回転し、図4の(B)
に図示したように、基板ホルダ30を反転させて結晶基板
5を下向きに水平にした状態で、多元半導体溶液7に浸
漬して接触させ、多元半導体結晶(HgTeとCdTeの混晶)
を結晶基板5の表面に成長させる。
【0013】そして、所望の膜厚(例えば50μmm) まで
成長した時点で、石英閉管1を反転して、多元半導体溶
液7と結晶基板5とを分離し成長を停止させるものであ
る。なお、結晶基板の表面に水銀カドニウムテルル(Hg
CdTe)結晶よりなる多元半導体結晶を設けた半導体部品
は、赤外線検知器として広く使用されている。
【0014】水銀カドニウムテルル結晶の分子式は、Hg
1-x CdX Teであって、X値(Cd量)により、水銀カドニ
ウムテルル結晶のバンドギャップが定まり、赤外線検知
器とした場合に、応答波長がX値によって所定に決定さ
れる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】ところで、水銀カドニ
ウムテルル結晶素材(HgCdTe)を溶融すると、HgTeの比
重がとCdTeの比重よりも大きいために、溶液の深さ方向
にHgTeの濃度傾斜が生ずる。
【0016】一方、従来の液相エピタキシャル成長装置
では、石英閉管を180度回転して結晶基板と多元半導
体溶液とを接触させた場合に多元半導体溶液の表面張力
により、図4の(B) に図示したように、基板ホルダの平
坦な裏面33上に一部の多元半導体溶液Pが残る。
【0017】そしてこの基板ホルダ上に付着して残る多
元半導体溶液Pは、一定でなく毎回異なる。即ち図4の
(B) に図示した多元半導体溶液の液面の高さHがその都
度異なることに起因して、結晶基板5の表面に触れる部
分の多元半導体溶液の濃度が変わり、液相エピタキシャ
ル成長する多元半導体結晶の組成が不安定となり、所定
の特性の多元半導体結晶部品が得られないという、問題
点があった。
【0018】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、組成が安定した多元半導体結晶を得られる液相
エピタキシャル成長装置を提供することを目的としてい
る。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、図1に図示したように、石英閉管内に結
晶基板と多元半導体結晶素材とを封入し加熱し、閉管式
ティッピング法により結晶基板と多元半導体溶液との接
触・分離を行い、該結晶基板の表面に多元半導体結晶を
液相エピタキシャル成長させる装置であって、180 度回
動自在に、水平に枢支する石英閉管1と、石英閉管1内
に挿着するほぼ円柱形の基板固定体2と、基板固定体2
のほぼ中央部に設けた断面欠円形凹部21と、平坦面31の
ほぼ中央部に結晶基板5を押入しセットする角形凹部32
を有し、平坦面31とは反対側の面を蒲鉾形凸面35に形成
した基板ホルダ3とを構成とする。
【0020】そして、断面欠円形凹部21は所定量の多元
半導体溶液7を収容する容器機能を有するものとし、基
板ホルダ3は、結晶基板5が水平で且つ蒲鉾形凸面35が
開口側を指向した状態で、断面欠円形凹部21内に搭載す
るものとし、基板固定体2は、石英閉管1を回動するこ
とで基板ホルダ3の天地を反転させるものとする。
【0021】
【作用】本発明に係わる基板ホルダは、結晶基板の搭載
面とは反対側の面が、蒲鉾形凸面であるので、石英閉管
を180 度反転させて、結晶基板を多元半導体溶液に接触
させる時に、蒲鉾形凸面が上側になる。
【0022】このことにより多元半導体溶液がこの蒲鉾
形凸面に付着して残ることがない。即ち、液相エピタキ
シャル成長時に多元半導体溶液の液面の高さが毎回一定
となるので、結晶基板の表面に触れる部分の多元半導体
溶液の濃度が一定となる。
【0023】したがって、液相エピタキシャル成長する
多元半導体結晶の組成が一定で安定する。
【0024】
【実施例】以下図を参照しながら、本発明を具体的に説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。
【0025】図1は、本発明の実施例の図で、(A) は分
離した形で示す斜視図、(B) は基板ホルダの断面図であ
り、図2の(A),(B) は本発明の作用を説明する図であ
る。図1,図2に示す液相エピタキシャル成長装置が従
来の装置と異なる点は、結晶基板を搭載する基板ホルダ
である。
【0026】したがって、石英閉管,基板固定体,結晶
基板等の説明は従来構造と同じであるので省略する。3
は、結晶基板5の平面形状にほぼ等しい浅い角形凹部32
を平坦面31のほぼ中央部に設け、平坦面31とは反対側の
面を蒲鉾形凸面35に形成した石英よりなる基板ホルダで
ある。
【0027】基板ホルダ3のこの角形凹部32に結晶基板
5を水平に押入することで、表面が平坦面31よりもわず
かに突出した状態で、結晶基板5が基板ホルダ3の平坦
面31側に搭載される。
【0028】そして、基板固定体2の断面欠円形凹部21
の対向する端面の双方の軸心より扇形体部22よりの位置
に、対向してガイド溝24を設け、結晶基板5が扇形体部
22側になるように、基板ホルダ3の左右の側縁を、対向
するガイド溝24に挿入し固着し、基板ホルダ3を断面欠
円形凹部21内にセットし、結晶基板5が水平になるよう
に搭載している。
【0029】なお、基板固定体2はガイド溝24の下面を
含む平面で2分割されるような構造にしてある。所定量
の多元半導体結晶素材を断面欠円形凹部21に投入し、基
板ホルダ3を搭載した基板固定体2を石英閉管1に挿入
し固着した後に、石英閉管内を所望に減圧して、石英閉
管1の開口を封止している。
【0030】所定量の多元半導体結晶素材とは、加熱し
て多元半導体溶液7にした時に、基板固定体2の扇形体
部22が上方に位置するように石英閉管1を保持した場合
に、図2の(A) に図示したように、基板ホルダ3が多元
半導体溶液7の液面より上にあり、基板固定体2の扇形
体部22が下方に位置するように石英閉管1を180 度回転
すると、図2の(B) に図示したように結晶基板5が多元
半導体溶液7に浸漬するという量をいう。
【0031】上述のような液相エピタキシャル成長装置
を用いて、結晶基板5の表面に多元半導体結晶を液相エ
ピタキシャル成長させるには下記の如くにする。多元半
導体結晶素材(例えばHg,Cd,Te),及び結晶基板(CdTe結
晶板) 5を封止した石英閉管1を電気炉に入れて500 ℃
に加熱し、図2の(A) に図示したように多元半導体結晶
素材を液化して多元半導体溶液(Hg,Cd,Te溶液)7とす
る。
【0032】次に石英閉管1を飽和温度(480℃) 以下に
冷却した後に、石英閉管1を180 度回転し、図4の(B)
に図示したように、基板ホルダ30を反転させて結晶基板
5を下向きに水平にした状態で、多元半導体溶液7に浸
漬して接触させ、多元半導体結晶(HgTeとCdTeの混晶)
を結晶基板5の表面に成長させる。
【0033】所望の膜厚(例えば50μmm) まで成長した
時点で、石英閉管1を反転して、多元半導体溶液7と結
晶基板5とを分離し成長を停止させる。次に石英閉管1
を電気炉から取り出し常温まで下げたのち石英閉管1を
開封し、基板固定体2の半体を石英閉管1から引き出し
て基板ホルダ3を取り出し、結晶基板5を基板ホルダ3
から取り外す。なお、多元半導体結晶素材は断面欠円形
凹部21内に残すものとする。
【0034】そして、次に液相エピタキシャル成長さす
べき結晶基板を、基板ホルダ3に搭載し、基板固定体2
を石英閉管1に挿着して、前述と同様の手順により結晶
基板の表面に多元半導体結晶を液相エピタキシャル成長
させる。
【0035】本発明の多元半導体結晶の液相エピタキシ
ャル成長装置の基板ホルダ3は、結晶基板5の搭載面と
は反対側の面を、蒲鉾形凸面35としてある。したがっ
て、石英閉管1を180 度反転させて、結晶基板5を多元
半導体溶液7に接触させる時に、多元半導体溶液7が上
側になる。
【0036】このことにより多元半導体溶液7が蒲鉾形
凸面35に付着して残ることがないので、液相エピタキシ
ャル成長時に多元半導体溶液7の液面の高さが毎回一定
である。
【0037】即ち、結晶基板5の表面に触れる部分の多
元半導体溶液7の濃度が一定となり、液相エピタキシャ
ル成長する多元半導体結晶の組成が一定となる。なお、
実施例の多元半導体結晶はHg,Cd,Teであるが、本発明は
他のPb,S,Se 或いはGa,As,P 等の多元半導体結晶に適用
して、組成が一定のものが得られることは勿論のことで
ある。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、閉管式テ
ィッピング法により結晶基板と多元半導体溶液との接触
・分離を行い、結晶基板の表面に多元半導体結晶を液相
エピタキシャル成長させるにあたり、結晶基板を搭載す
る基板ホルダを、結晶基板搭載面とは反対側を蒲鉾形凸
面としたものであって、成長する多元半導体結晶の組成
が常に一定で安定しており、多元半導体結晶部品の特性
の品質が高いという、実用上で優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の図で (A) は分離した形で示す斜視図 (B) は基板ホルダの断面図
【図2】 (A),(B) は本発明の作用を説明する図
【図3】 従来の液相エピタキシャル成長装置の側断面
図
【図4】 (A),(B) は従来例の作用を説明する図
【符号の説明】
1 石英閉管 2 基板固定体 3,30 基板ホルダ 5 結晶基板 7 多元半導体溶液 21 断面欠円形凹部 22 扇形体部 24 ガイド溝 31 平坦面 32 角形凹部 35 蒲鉾形凸面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管内に結晶基板と多元半導体結晶素材と
    を封入し加熱し、閉管式ティッピング法により結晶基板
    と多元半導体溶液との接触・分離を行い、該結晶基板の
    表面に多元半導体結晶を、液相エピタキシャル成長させ
    る装置であって、 180 度回動自在に、水平に枢支する石英閉管(1)と、 該石英閉管(1)内に挿着するほぼ円柱形の基板固定体
    (2)と、 該基板固定体(2)のほぼ中央部に設けた断面欠円形凹
    部(21)と、 平坦面(31)のほぼ中央部に前記結晶基板(5)を押入し
    セットする角形凹部(32)を有し、該平坦面(31)とは反対
    側の面を蒲鉾形凸面(35)に形成した基板ホルダ(3)と
    を備え、 該断面欠円形凹部(21)は所定量の前記多元半導体溶液
    (7) を収容する容器機能を有するものであり、 該基板ホルダ(3) は、該結晶基板(5) が水平で且つ該蒲
    鉾形凸面(35)が開口側を指向した状態で、該断面欠円
    形凹部(21)内に搭載するものであり、 該基板固定体(2)は、該石英閉管(1)を回動するこ
    とで該基板ホルダ(3)の天地を、反転させるものである
    ことを特徴とする多元半導体結晶の液相エピタキシャル
    成長装置。
JP4181416A 1992-07-09 1992-07-09 多元半導体結晶の液相エピタキシャル成長装置 Withdrawn JPH0624894A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101805972A (zh) * 2009-02-16 2010-08-18 松下电器产业株式会社 洗衣机
US10189091B2 (en) 2014-10-23 2019-01-29 Citizen Watch Co., Ltd. Machine tool

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101805972A (zh) * 2009-02-16 2010-08-18 松下电器产业株式会社 洗衣机
CN101805972B (zh) 2009-02-16 2012-04-04 松下电器产业株式会社 洗衣机
US10189091B2 (en) 2014-10-23 2019-01-29 Citizen Watch Co., Ltd. Machine tool

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