JPH10178027A - 液相エピタキシャル成長方法及び液相成長装置 - Google Patents
液相エピタキシャル成長方法及び液相成長装置Info
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- JPH10178027A JPH10178027A JP8337867A JP33786796A JPH10178027A JP H10178027 A JPH10178027 A JP H10178027A JP 8337867 A JP8337867 A JP 8337867A JP 33786796 A JP33786796 A JP 33786796A JP H10178027 A JPH10178027 A JP H10178027A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液相エピタキシャル成長方法及び液相成長装
置に関し、蒸気圧の高い元素を含む化合物半導体成長層
の厚さ方向の組成分布を均一に、或いは、任意に制御す
る。 【解決手段】 結晶成長部２と温度を独立に制御できる
分圧制御部３とを有する閉管１の結晶成長部２に成長基
板４及び成長用融液５を配置し、結晶成長時に分圧制御
部３の温度を結晶成長温度より下げて、析出する化合物
半導体からなるエピタキシャル成長層６の厚さ方向の組
成を任意に制御する。
置に関し、蒸気圧の高い元素を含む化合物半導体成長層
の厚さ方向の組成分布を均一に、或いは、任意に制御す
る。 【解決手段】 結晶成長部２と温度を独立に制御できる
分圧制御部３とを有する閉管１の結晶成長部２に成長基
板４及び成長用融液５を配置し、結晶成長時に分圧制御
部３の温度を結晶成長温度より下げて、析出する化合物
半導体からなるエピタキシャル成長層６の厚さ方向の組
成を任意に制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液相エピタキシャル
成長方法及び液相成長装置に関するものであり、特に、
Ｈｇ等の蒸気圧の高い元素を含むＨｇＣｄＴｅ等の化合
物半導体エピタキシャル成長層の厚さ方向の組成勾配を
任意に制御する手段に特徴のある液相エピタキシャル成
長方法及び液相成長装置に関するものである。
成長方法及び液相成長装置に関するものであり、特に、
Ｈｇ等の蒸気圧の高い元素を含むＨｇＣｄＴｅ等の化合
物半導体エピタキシャル成長層の厚さ方向の組成勾配を
任意に制御する手段に特徴のある液相エピタキシャル成
長方法及び液相成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、III-Ｖ族化合物半導体或いはＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体等の化合物半導体は、発光素子或
いは受光素子等の光電変換半導体素子として用いられて
おり、その製造に際しては、液相エピタキシャル成長方
法（ＬＰＥ法）等が用いられており、近年の半導体装置
の性能向上のために成長方向の組成分布を制御したエピ
タキシャル成長層を成長させることが要請されている。
−ＶＩ族化合物半導体等の化合物半導体は、発光素子或
いは受光素子等の光電変換半導体素子として用いられて
おり、その製造に際しては、液相エピタキシャル成長方
法（ＬＰＥ法）等が用いられており、近年の半導体装置
の性能向上のために成長方向の組成分布を制御したエピ
タキシャル成長層を成長させることが要請されている。
【０００３】特に、液相エピタキシャル成長方法によっ
て成長させたＨｇＣｄＴｅ半導体は、１０μｍ帯近傍の
赤外線を検知するフォトダイオードとして用いられてお
り、このフォトダイオードを一次元アレイ状或いは二次
元アレイ状に配置すると共に、読出回路との電気的なコ
ンタクトをとるために、フォトダイオードアレイ基板及
び読出回路基板を、双方に形成したＩｎ等の金属のバン
プで貼り合わせて赤外線固体撮像装置が構成されてい
る。
て成長させたＨｇＣｄＴｅ半導体は、１０μｍ帯近傍の
赤外線を検知するフォトダイオードとして用いられてお
り、このフォトダイオードを一次元アレイ状或いは二次
元アレイ状に配置すると共に、読出回路との電気的なコ
ンタクトをとるために、フォトダイオードアレイ基板及
び読出回路基板を、双方に形成したＩｎ等の金属のバン
プで貼り合わせて赤外線固体撮像装置が構成されてい
る。
【０００４】従来の一般の液相エピタキシャル成長工程
においては開管式のボートスライド法によって行ってい
たが、蒸気圧の高いＨｇ，Ａｓ，Ｐ等の元素を含んだ化
合物半導体層の成長の場合には蒸気圧制御を行う必要が
あり、そのためにはキャリアガスの流量を高精度に制御
する必要があり、均一な組成のエピタキシャル成長層を
得ることが困難であった。
においては開管式のボートスライド法によって行ってい
たが、蒸気圧の高いＨｇ，Ａｓ，Ｐ等の元素を含んだ化
合物半導体層の成長の場合には蒸気圧制御を行う必要が
あり、そのためにはキャリアガスの流量を高精度に制御
する必要があり、均一な組成のエピタキシャル成長層を
得ることが困難であった。
【０００５】例えば、開管式ＬＰＥ法によってＨｇＣｄ
Ｔｅ層をエピタキシャル成長させる場合には、Ｈｇ溜を
設けて蒸気圧を制御し、キャリアガスと共にＨｇ蒸気を
結晶成長部に供給しているが、やはり、キャリアガスの
流量の制御性が悪く、また、温度安定性も低下するため
安定したメルトを維持できず、且つ、Ｃｄ及びＴｅの乖
離によってメルトの組成がずれるという問題もある（必
要ならば、例えば、特開昭５９−１１５５３１号公報参
照）。
Ｔｅ層をエピタキシャル成長させる場合には、Ｈｇ溜を
設けて蒸気圧を制御し、キャリアガスと共にＨｇ蒸気を
結晶成長部に供給しているが、やはり、キャリアガスの
流量の制御性が悪く、また、温度安定性も低下するため
安定したメルトを維持できず、且つ、Ｃｄ及びＴｅの乖
離によってメルトの組成がずれるという問題もある（必
要ならば、例えば、特開昭５９−１１５５３１号公報参
照）。
【０００６】そこで、この様なＨｇ等の蒸気圧の高い元
素を含む化合物半導体層を成長させる場合には、閉管式
のＬＰＥ法を用いることによって、蒸気圧の変動を抑え
る方法が採用されている。
素を含む化合物半導体層を成長させる場合には、閉管式
のＬＰＥ法を用いることによって、蒸気圧の変動を抑え
る方法が採用されている。
【０００７】しかし、この様な閉管式のＬＰＥ法を用い
た場合にも、成長用融液、即ち、メルトと析出する化合
物半導体成長層の組成が異なるため、成長して行くにし
たがってメルト組成が変化し、それに伴って、析出する
化合物半導体成長層の組成も変化するので、成長層の厚
さ方向に組成分布ができるという問題がある。
た場合にも、成長用融液、即ち、メルトと析出する化合
物半導体成長層の組成が異なるため、成長して行くにし
たがってメルト組成が変化し、それに伴って、析出する
化合物半導体成長層の組成も変化するので、成長層の厚
さ方向に組成分布ができるという問題がある。
【０００８】図５参照 即ち、図５のＴｅ−Ｈｇ−Ｃｄ系メルトのＴｅリッチコ
ーナーの相図（必要ならば、Ｔ．Ｔｕｎｇ，ｅｔ ａ
ｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｖｏｌ．１２８，１９８
１，ｐ．１６０８参照）に示す様に、メルトの組成比に
よって液相化温度、及び、析出する結晶の平衡組成が決
定されるので、例えば、５００℃においてｘ＝０．３の
ＨｇＣｄＴｅ成長層、即ち、Ｃｄ組成比が０．３のＨｇ
0.7 Ｃｄ0.3 Ｔｅ成長層が得られる様にメルトのＨｇの
原子分率及びＣｄの原子分率を設定して徐々に降温しな
がら成長を行った場合、結晶成長が進むに連れて図にお
いて矢印で示す様にメルトの組成が変化し、例えば、４
５０℃まで降温した時点では、ｘ≒０．２のＨｇＣｄＴ
ｅ成長層が析出するメルト組成となり、Ｃｄ組成比が小
さくなる方向で組成勾配が形成される。なお、上記の相
図は古いものであり、実際の値とは多少のずれがある。
ーナーの相図（必要ならば、Ｔ．Ｔｕｎｇ，ｅｔ ａ
ｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｖｏｌ．１２８，１９８
１，ｐ．１６０８参照）に示す様に、メルトの組成比に
よって液相化温度、及び、析出する結晶の平衡組成が決
定されるので、例えば、５００℃においてｘ＝０．３の
ＨｇＣｄＴｅ成長層、即ち、Ｃｄ組成比が０．３のＨｇ
0.7 Ｃｄ0.3 Ｔｅ成長層が得られる様にメルトのＨｇの
原子分率及びＣｄの原子分率を設定して徐々に降温しな
がら成長を行った場合、結晶成長が進むに連れて図にお
いて矢印で示す様にメルトの組成が変化し、例えば、４
５０℃まで降温した時点では、ｘ≒０．２のＨｇＣｄＴ
ｅ成長層が析出するメルト組成となり、Ｃｄ組成比が小
さくなる方向で組成勾配が形成される。なお、上記の相
図は古いものであり、実際の値とは多少のずれがある。
【０００９】この様な組成勾配を有するＨｇＣｄＴｅ成
長層を用いて光起電力型フォトダイオードを形成した場
合に、Ｃｄ組成比の減少に伴ってバンド・ギャップが小
さくなるため、トンネル電流によるリーク電流が大きく
なるという問題がある。
長層を用いて光起電力型フォトダイオードを形成した場
合に、Ｃｄ組成比の減少に伴ってバンド・ギャップが小
さくなるため、トンネル電流によるリーク電流が大きく
なるという問題がある。
【００１０】この様な問題を改善するために、閉管式Ｌ
ＰＥ法によってＨｇＣｄＴｅ層を成長させる場合には、
封止したアンプルの中にＨｇ溜を設け、平衡蒸気圧に保
った後、結晶成長を行い、成長終了後に連続してｎ処理
を行って、組成分布が均一なＨｇＣｄＴｅエピタキシャ
ル成長層を形成したり、ＨｇＣｄＴｅエピタキシャル成
長層内にｐｎ接合を形成することが試みられている（例
えば、特開平１−３０８８９５号公報、或いは、特開平
４−３２４６４６号公報等参照）。
ＰＥ法によってＨｇＣｄＴｅ層を成長させる場合には、
封止したアンプルの中にＨｇ溜を設け、平衡蒸気圧に保
った後、結晶成長を行い、成長終了後に連続してｎ処理
を行って、組成分布が均一なＨｇＣｄＴｅエピタキシャ
ル成長層を形成したり、ＨｇＣｄＴｅエピタキシャル成
長層内にｐｎ接合を形成することが試みられている（例
えば、特開平１−３０８８９５号公報、或いは、特開平
４−３２４６４６号公報等参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＨｇ溜
を設けたＬＰＥ法の場合には、成長開始前の溶融時及び
降温時の温度変化に対応して平衡蒸気圧を保持できず、
Ｈｇ溜からのＨｇの移動によるメルト組成の変動を引起
し、組成のずれた結晶が析出する問題がある。
を設けたＬＰＥ法の場合には、成長開始前の溶融時及び
降温時の温度変化に対応して平衡蒸気圧を保持できず、
Ｈｇ溜からのＨｇの移動によるメルト組成の変動を引起
し、組成のずれた結晶が析出する問題がある。
【００１２】また、組成勾配を減少させる他の方法とし
ては、メルト量を増やすことで、相対的に組成変動を小
さくする方法も用いられているが、メルト量を増やすに
も限界があり、組成勾配を大幅に低減することはできな
い。
ては、メルト量を増やすことで、相対的に組成変動を小
さくする方法も用いられているが、メルト量を増やすに
も限界があり、組成勾配を大幅に低減することはできな
い。
【００１３】一方、この様な閉管式ＬＰＥ法において使
用するメルトの組成は予め決まっているので、このメル
トから任意の組成のエピタキシャル成長層を成長させる
ことは非常に困難であり、例えば、成長温度をあげて成
長基板をメルトバックさせ、メルトの組成を変えること
によってエピタキシャル成長層の組成を変えるか、或い
は、成長温度を下げて過冷却にした状態でダミー基板上
に結晶成長させたのち、結晶成長の結果、組成が変化し
たメルトを用いて結晶成長を行うしかなく、組成の任意
性は限られたものであった。
用するメルトの組成は予め決まっているので、このメル
トから任意の組成のエピタキシャル成長層を成長させる
ことは非常に困難であり、例えば、成長温度をあげて成
長基板をメルトバックさせ、メルトの組成を変えること
によってエピタキシャル成長層の組成を変えるか、或い
は、成長温度を下げて過冷却にした状態でダミー基板上
に結晶成長させたのち、結晶成長の結果、組成が変化し
たメルトを用いて結晶成長を行うしかなく、組成の任意
性は限られたものであった。
【００１４】例えば、ＣｄＴｅ基板を用いてＨｇＣｄＴ
ｅ成長層を成長させる場合には、前者のメルトバックの
場合には、Ｃｄ組成比の大きくなったＨｇＣｄＴｅ成長
層が得られ、後者のダミー基板を用いる場合には、Ｃｄ
組成比の小さくなったＨｇＣｄＴｅ成長層が得られるこ
とになる。
ｅ成長層を成長させる場合には、前者のメルトバックの
場合には、Ｃｄ組成比の大きくなったＨｇＣｄＴｅ成長
層が得られ、後者のダミー基板を用いる場合には、Ｃｄ
組成比の小さくなったＨｇＣｄＴｅ成長層が得られるこ
とになる。
【００１５】したがって、本発明は、蒸気圧の高い元素
を含む化合物半導体成長層の厚さ方向の組成分布を均一
に、或いは、任意に制御することを目的とする。
を含む化合物半導体成長層の厚さ方向の組成分布を均一
に、或いは、任意に制御することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、液相エピタキシャル成長方法におい
て、結晶成長部２と温度を独立に制御できる分圧制御部
３とを有する閉管１の結晶成長部２に成長基板４及び成
長用融液５を配置し、結晶成長時に分圧制御部３の温度
を結晶成長温度より下げて、析出する化合物半導体から
なるエピタキシャル成長層６の厚さ方向の組成を任意に
制御することを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、液相エピタキシャル成長方法におい
て、結晶成長部２と温度を独立に制御できる分圧制御部
３とを有する閉管１の結晶成長部２に成長基板４及び成
長用融液５を配置し、結晶成長時に分圧制御部３の温度
を結晶成長温度より下げて、析出する化合物半導体から
なるエピタキシャル成長層６の厚さ方向の組成を任意に
制御することを特徴とする。
【００１７】この様に、温度を独立に制御できる分圧制
御部３の温度を結晶成長温度より下げて成長用融液５の
平衡蒸気圧以下にすることによって、結晶成長部２に配
置した成長用融液５の平衡蒸気圧を制御することがで
き、それによって、メルトの組成を任意に変化させるこ
とができるので、析出するエピタキシャル成長層６の厚
さ方向の組成を任意に制御することができる。
御部３の温度を結晶成長温度より下げて成長用融液５の
平衡蒸気圧以下にすることによって、結晶成長部２に配
置した成長用融液５の平衡蒸気圧を制御することがで
き、それによって、メルトの組成を任意に変化させるこ
とができるので、析出するエピタキシャル成長層６の厚
さ方向の組成を任意に制御することができる。
【００１８】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、析出するエピタキシャル成長層６の厚さ方向の組成
勾配が均一になる様に、分圧制御部３の温度を制御した
ことを特徴とする。
て、析出するエピタキシャル成長層６の厚さ方向の組成
勾配が均一になる様に、分圧制御部３の温度を制御した
ことを特徴とする。
【００１９】分圧制御部３の温度を結晶成長開始時の成
長用融液５の平衡分圧を保つ様に制御することによっ
て、成長用融液５の組成をほぼ一定に保つことができ、
それによって析出するエピタキシャル成長層６の厚さ方
向の組成勾配を均一にすることができる。
長用融液５の平衡分圧を保つ様に制御することによっ
て、成長用融液５の組成をほぼ一定に保つことができ、
それによって析出するエピタキシャル成長層６の厚さ方
向の組成勾配を均一にすることができる。
【００２０】（３）また、本発明は、上記（１）におい
て、析出するエピタキシャル成長層６の厚さ方向の組成
勾配が徐々に変化する様に、分圧制御部３の温度を制御
したことを特徴とする。
て、析出するエピタキシャル成長層６の厚さ方向の組成
勾配が徐々に変化する様に、分圧制御部３の温度を制御
したことを特徴とする。
【００２１】分圧制御部３の温度を徐々に変化させるこ
とによって、成長用融液５の組成を徐々に変化させるこ
とができ、それによって、析出するエピタキシャル成長
層６の厚さ方向の組成勾配を徐々に変化させる、即ち、
グレーデッドバンド・ギャップ構造にすることができ
る。
とによって、成長用融液５の組成を徐々に変化させるこ
とができ、それによって、析出するエピタキシャル成長
層６の厚さ方向の組成勾配を徐々に変化させる、即ち、
グレーデッドバンド・ギャップ構造にすることができ
る。
【００２２】（４）また、本発明は、上記（１）におい
て、分圧制御部３の温度を制御することによって、成長
用融液５の組成を任意に変化させ、任意の組成のエピタ
キシャル成長層６を成長させることを特徴とする。
て、分圧制御部３の温度を制御することによって、成長
用融液５の組成を任意に変化させ、任意の組成のエピタ
キシャル成長層６を成長させることを特徴とする。
【００２３】この様に、分圧制御部３の温度を制御する
ことによって、一つの成長用融液５から、任意の組成の
エピタキシャル成長層６を成長させることができ、成長
途中で、分圧制御部３の温度を段階的に変化させること
によって、異なった組成のエピタキシャル成長層６から
なる多層膜構造を形成することができる。
ことによって、一つの成長用融液５から、任意の組成の
エピタキシャル成長層６を成長させることができ、成長
途中で、分圧制御部３の温度を段階的に変化させること
によって、異なった組成のエピタキシャル成長層６から
なる多層膜構造を形成することができる。
【００２４】（５）また、本発明は、請求項（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、分圧制御部３の成長開始前
の温度を、結晶成長部２の温度より高くしたことを特徴
とする。
（３）のいずれかにおいて、分圧制御部３の成長開始前
の温度を、結晶成長部２の温度より高くしたことを特徴
とする。
【００２５】結晶成長系の平衡蒸気圧は低温部の蒸気圧
で決定されるので、分圧制御部３の成長開始前の温度
を、結晶成長部２の温度より高くすることによって、結
晶成長開始時の平衡蒸気圧は結晶成長部２の平衡蒸気圧
で決定され、秤量時に設定した成長用融液５の組成での
安定した結晶成長が可能になる。
で決定されるので、分圧制御部３の成長開始前の温度
を、結晶成長部２の温度より高くすることによって、結
晶成長開始時の平衡蒸気圧は結晶成長部２の平衡蒸気圧
で決定され、秤量時に設定した成長用融液５の組成での
安定した結晶成長が可能になる。
【００２６】（６）また、本発明は、上記（１）乃至
（５）のいずれかにおいて、化合物半導体が、Ｈｇを含
むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、或いは、少なくともＡｓ
またはＰを含むIII-Ｖ族化合物半導体のいずれかである
ことを特徴とする。
（５）のいずれかにおいて、化合物半導体が、Ｈｇを含
むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、或いは、少なくともＡｓ
またはＰを含むIII-Ｖ族化合物半導体のいずれかである
ことを特徴とする。
【００２７】この様な分圧制御部３を設けた液相エピタ
キシャル成長方法は、Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体、或いは、少なくともＡｓまたはＰを含むIII-Ｖ族
化合物半導体等の蒸気圧の高い元素を含んだ化合物半導
体に有用である。
キシャル成長方法は、Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体、或いは、少なくともＡｓまたはＰを含むIII-Ｖ族
化合物半導体等の蒸気圧の高い元素を含んだ化合物半導
体に有用である。
【００２８】（７）また、本発明は、上記（６）におい
て、化合物半導体層がＨｇ1-x Ｃｄ x Ｔｅ層であり、ま
た、成長用融液５がＴｅリッチの融液であることを特徴
とする。
て、化合物半導体層がＨｇ1-x Ｃｄ x Ｔｅ層であり、ま
た、成長用融液５がＴｅリッチの融液であることを特徴
とする。
【００２９】この様な分圧制御部３を設けた液相エピタ
キシャル成長方法は、Ｈｇ1-x Ｃｄ x Ｔｅ層に特に有用
であり、その場合の成長用融液５としてはＴｅリッチの
融液を用いる必要がある。
キシャル成長方法は、Ｈｇ1-x Ｃｄ x Ｔｅ層に特に有用
であり、その場合の成長用融液５としてはＴｅリッチの
融液を用いる必要がある。
【００３０】（８）また、本発明は、上記（７）におい
て、Ｈｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ層の表面のＣｄ比ｘを、成長用
融液５の初期組成から得られるＣｄ比をｘ’とした場
合、ｘ≧ｘ’＋０．０２とし、少なくとも、表面近傍に
光電変換用のｐｎ接合を形成することを特徴とする。
て、Ｈｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ層の表面のＣｄ比ｘを、成長用
融液５の初期組成から得られるＣｄ比をｘ’とした場
合、ｘ≧ｘ’＋０．０２とし、少なくとも、表面近傍に
光電変換用のｐｎ接合を形成することを特徴とする。
【００３１】この様に、Ｈｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ層の表面の
Ｃｄ比ｘを、成長用融液５の初期組成から得られるＣｄ
比ｘ’より０．０２以上大きくすることによって、リー
ク電流の少ない光起電力型フォトダイオードを形成する
ことができる。
Ｃｄ比ｘを、成長用融液５の初期組成から得られるＣｄ
比ｘ’より０．０２以上大きくすることによって、リー
ク電流の少ない光起電力型フォトダイオードを形成する
ことができる。
【００３２】（９）また、本発明は、液相成長装置にお
いて、閉管１に互いに離間した結晶成長部２と分圧制御
部３とを設け、結晶成長部２に成長基板４と成長用融液
５を配置すると共に、分圧制御部３を温度を独立に制御
できる空間で構成したことを特徴とする。
いて、閉管１に互いに離間した結晶成長部２と分圧制御
部３とを設け、結晶成長部２に成長基板４と成長用融液
５を配置すると共に、分圧制御部３を温度を独立に制御
できる空間で構成したことを特徴とする。
【００３３】この様に、閉管１に温度を独立に制御でき
る空間で構成された分圧制御部３を設けることによっ
て、Ｈｇ溜を設けた閉管式液相成長装置に比べて、Ｈｇ
溜からのＨｇの移動による成長用融液５の組成の変動を
なくすことができ、且つ、分圧制御部３を平衡蒸気圧よ
り下げることで、析出するエピタキシャル成長層６の厚
さ方向の組成を任意に制御することができる。
る空間で構成された分圧制御部３を設けることによっ
て、Ｈｇ溜を設けた閉管式液相成長装置に比べて、Ｈｇ
溜からのＨｇの移動による成長用融液５の組成の変動を
なくすことができ、且つ、分圧制御部３を平衡蒸気圧よ
り下げることで、析出するエピタキシャル成長層６の厚
さ方向の組成を任意に制御することができる。
【００３４】（１０）また、本発明は、上記（９）にお
いて、結晶成長部２と分圧制御部３とを細管７で連通し
たことを特徴とする。
いて、結晶成長部２と分圧制御部３とを細管７で連通し
たことを特徴とする。
【００３５】この様に、結晶成長部２と分圧制御部３と
を細管７で連通することによって空間の体積を小さくす
ることができ、それによってＨｇの空間部分への蒸発量
を減らすことができるので、成長用融液５の組成を精度
良く制御することができる。
を細管７で連通することによって空間の体積を小さくす
ることができ、それによってＨｇの空間部分への蒸発量
を減らすことができるので、成長用融液５の組成を精度
良く制御することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の第１の実施の形
態の製造工程を図２及び図４を参照して説明する。 図２（ａ）参照 まず、結晶成長部１２、独立に温度を制御することので
きる空の空間からなる分圧制御部１３、及び、両者を接
続する細管１４から構成される閉管式の石英製アンプル
１１の結晶成長部１２に治具１５を配置すると共に、こ
の治具１５の一端に成長基板となる３０ｍｍ×３０ｍｍ
の面積で、厚さ１ｍｍの予めＢｒ−メタノール液で清浄
化したＣｄ0.97Ｚｎ0.03Ｔｅ基板１６をクランパ１７に
よって固定するとともに、治具１５の他端にメルトブロ
ック１８を配置する。
態の製造工程を図２及び図４を参照して説明する。 図２（ａ）参照 まず、結晶成長部１２、独立に温度を制御することので
きる空の空間からなる分圧制御部１３、及び、両者を接
続する細管１４から構成される閉管式の石英製アンプル
１１の結晶成長部１２に治具１５を配置すると共に、こ
の治具１５の一端に成長基板となる３０ｍｍ×３０ｍｍ
の面積で、厚さ１ｍｍの予めＢｒ−メタノール液で清浄
化したＣｄ0.97Ｚｎ0.03Ｔｅ基板１６をクランパ１７に
よって固定するとともに、治具１５の他端にメルトブロ
ック１８を配置する。
【００３７】この場合のメルトブロック１８は、４８０
℃の液相化温度において、平衡組成、即ち、成長するＨ
ｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ層のｘ値が０．２３になる様に予め所
定の組成に秤量したＴｅリッチメルトを他の石英製アン
プルに真空封止して、約６００℃において５０時間加熱
することにより合金化して均一にしたのち、冷却・固化
して取り出したＨｇ0.1607Ｃｄ0.00902 Ｔｅ0.83028 を
６０ｇ用いる。
℃の液相化温度において、平衡組成、即ち、成長するＨ
ｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ層のｘ値が０．２３になる様に予め所
定の組成に秤量したＴｅリッチメルトを他の石英製アン
プルに真空封止して、約６００℃において５０時間加熱
することにより合金化して均一にしたのち、冷却・固化
して取り出したＨｇ0.1607Ｃｄ0.00902 Ｔｅ0.83028 を
６０ｇ用いる。
【００３８】なお、このＨｇ0.1607Ｃｄ0.00902 Ｔｅ
0.83028 は液相化温度４８０℃において、平衡組成は
０．２３、平衡Ｈｇ分圧は０．０８気圧（ａｔｍ）、平
衡Ｔｅ2分圧は０．００６ａｔｍ、平衡Ｃｄ分圧は５×
１０-9ａｔｍである。
0.83028 は液相化温度４８０℃において、平衡組成は
０．２３、平衡Ｈｇ分圧は０．０８気圧（ａｔｍ）、平
衡Ｔｅ2分圧は０．００６ａｔｍ、平衡Ｃｄ分圧は５×
１０-9ａｔｍである。
【００３９】次いで、図に示す様に、結晶成長部１２の
温度を約５℃／分の昇温速度で５００℃に昇温させたの
ち、１時間程度保持してメルトブロック１８を溶融さ
せ、一方、分圧制御部１３の温度は、結晶成長部１２の
温度より高い５００℃以上、例えば、５１０℃にしてお
く。
温度を約５℃／分の昇温速度で５００℃に昇温させたの
ち、１時間程度保持してメルトブロック１８を溶融さ
せ、一方、分圧制御部１３の温度は、結晶成長部１２の
温度より高い５００℃以上、例えば、５１０℃にしてお
く。
【００４０】図２（ｂ）参照 次いで、０．１℃／分の降温速度で温度を下げて、結晶
成長部１２の温度が４８０℃になった時点で、石英製ア
ンプル１１を逆に傾けて溶融したメルト１９とＣｄ0.97
Ｚｎ0.03Ｔｅ基板１６とを接触させて結晶成長を開始す
る。
成長部１２の温度が４８０℃になった時点で、石英製ア
ンプル１１を逆に傾けて溶融したメルト１９とＣｄ0.97
Ｚｎ0.03Ｔｅ基板１６とを接触させて結晶成長を開始す
る。
【００４１】この結晶成長開始時に、分圧制御部１３の
温度を結晶成長部１２の温度より高い４８０℃以上、例
えば、４９０℃にしておくことにより、成長系の蒸気圧
は低温部である結晶成長部１２の温度で決まるので、秤
量時に設定したメルト組成で安定した結晶成長が開始さ
れる。
温度を結晶成長部１２の温度より高い４８０℃以上、例
えば、４９０℃にしておくことにより、成長系の蒸気圧
は低温部である結晶成長部１２の温度で決まるので、秤
量時に設定したメルト組成で安定した結晶成長が開始さ
れる。
【００４２】次いで、０．１℃／分の降温速度で温度を
下げて、１００分間結晶成長を行うことによって、即
ち、０．１℃／分×１００分＝１０℃だけ降温すること
によって、Ｃｄ組成比ｘ＝０．２３で厚さ４０μｍのＨ
ｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅ成長層２０が得られることになる
が、このままでは、成長層の厚さ方向にΔｘ＝０．００
０５μｍ-1の組成勾配Δｘが生じて、表面のＣｄ組成比
ｘは０．２１（＝０．２３−０．０００５×４０）とな
る。
下げて、１００分間結晶成長を行うことによって、即
ち、０．１℃／分×１００分＝１０℃だけ降温すること
によって、Ｃｄ組成比ｘ＝０．２３で厚さ４０μｍのＨ
ｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅ成長層２０が得られることになる
が、このままでは、成長層の厚さ方向にΔｘ＝０．００
０５μｍ-1の組成勾配Δｘが生じて、表面のＣｄ組成比
ｘは０．２１（＝０．２３−０．０００５×４０）とな
る。
【００４３】したがって、この第１の実施の形態におい
ては、この様な組成勾配が生じない様に、分圧制御部１
３の温度を４９０℃から、４８０℃における平衡組成ｘ
＝０．２３のメルト１９のＴｅリッチ（Ｔｅ飽和）側の
平衡蒸気圧である０．０８ａｔｍがＨｇリッチ（Ｈｇ飽
和）側で得られる様に２４０℃まで急速に降温してい
く。
ては、この様な組成勾配が生じない様に、分圧制御部１
３の温度を４９０℃から、４８０℃における平衡組成ｘ
＝０．２３のメルト１９のＴｅリッチ（Ｔｅ飽和）側の
平衡蒸気圧である０．０８ａｔｍがＨｇリッチ（Ｈｇ飽
和）側で得られる様に２４０℃まで急速に降温してい
く。
【００４４】即ち、分圧制御部１３の空間を占めるの
は、ほとんどがメルト１９から蒸発して移動してきたＨ
ｇ蒸気であるので、分圧制御部１３における平衡蒸気圧
はＨｇ飽和の平衡蒸気圧であり、このＨｇ飽和の平衡蒸
気圧が結晶成長部１２のＴｅ飽和の平衡蒸気圧と等しく
なる様に、分圧制御部１３の温度を降下させるものであ
る。
は、ほとんどがメルト１９から蒸発して移動してきたＨ
ｇ蒸気であるので、分圧制御部１３における平衡蒸気圧
はＨｇ飽和の平衡蒸気圧であり、このＨｇ飽和の平衡蒸
気圧が結晶成長部１２のＴｅ飽和の平衡蒸気圧と等しく
なる様に、分圧制御部１３の温度を降下させるものであ
る。
【００４５】図４参照 図４は、Ｔｅ−Ｈｇ−Ｃｄ系の三相（気相、液相、固
相）平衡状態の圧力−温度曲線、即ち、Ｐ−Ｔ曲線であ
り、このＰ−Ｔ曲線から明らかな様に、４８０℃（１０
００／Ｔ≒１．３２８）におけるＴｅ飽和の平衡蒸気圧
０．００８ａｔｍは、２４０℃（１０００／Ｔ≒１．９
４９）におけるＨｇ飽和の平衡蒸気圧と等しくなる（必
要ならば、Ｔ．Ｔｕｎｇ，ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅ
ｔｙ ｖｏｌ．１２８，１９８１，ｐ．１６０９〜１９
１０参照）。
相）平衡状態の圧力−温度曲線、即ち、Ｐ−Ｔ曲線であ
り、このＰ−Ｔ曲線から明らかな様に、４８０℃（１０
００／Ｔ≒１．３２８）におけるＴｅ飽和の平衡蒸気圧
０．００８ａｔｍは、２４０℃（１０００／Ｔ≒１．９
４９）におけるＨｇ飽和の平衡蒸気圧と等しくなる（必
要ならば、Ｔ．Ｔｕｎｇ，ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅ
ｔｙ ｖｏｌ．１２８，１９８１，ｐ．１６０９〜１９
１０参照）。
【００４６】この分圧制御部１３の降温過程において、
メルト１９からＨｇ，Ｃｄ，Ｔｅが分圧制御部１３に移
動し、２４０℃までは分圧制御部１３でＨｇ飽和の三相
平衡が成り立つ様に、移動を停止する方向に働くので、
成長系内の蒸気圧はメルト１９の平衡蒸気圧がほぼ維持
されることになる。
メルト１９からＨｇ，Ｃｄ，Ｔｅが分圧制御部１３に移
動し、２４０℃までは分圧制御部１３でＨｇ飽和の三相
平衡が成り立つ様に、移動を停止する方向に働くので、
成長系内の蒸気圧はメルト１９の平衡蒸気圧がほぼ維持
されることになる。
【００４７】したがって、２４０℃に達した状態におけ
る成長系の蒸気圧は低温部の分圧制御部１３の平衡蒸気
圧によって決定されるので、結晶成長が進行してメルト
１９の組成が変化しようとするが、平衡蒸気圧０．０８
ａｔｍを保つ様にメルト１９からＨｇ，Ｔｅ，Ｃｄが蒸
発し、Ｈｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅ成長層２０の組成比ｘ＝
０．２３はほぼ一定に保たれることになる。この場合、
Ｈｇの蒸気圧はＴｅの約１０倍、Ｃｄの約１０7 倍と大
きいので、ＨｇとＴｅのみがメルト１９から蒸発するも
のと見なせる。
る成長系の蒸気圧は低温部の分圧制御部１３の平衡蒸気
圧によって決定されるので、結晶成長が進行してメルト
１９の組成が変化しようとするが、平衡蒸気圧０．０８
ａｔｍを保つ様にメルト１９からＨｇ，Ｔｅ，Ｃｄが蒸
発し、Ｈｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅ成長層２０の組成比ｘ＝
０．２３はほぼ一定に保たれることになる。この場合、
Ｈｇの蒸気圧はＴｅの約１０倍、Ｃｄの約１０7 倍と大
きいので、ＨｇとＴｅのみがメルト１９から蒸発するも
のと見なせる。
【００４８】なお、実際には、結晶成長温度は４８０℃
から４７０℃へと１０°変化しており、それに伴って、
平衡蒸気圧も若干変化するので、厳密に組成勾配を０に
するためには、分圧制御部１３の温度も結晶成長部１２
の降温に伴って若干下げる必要があるが、実用上は２４
０℃にすれば十分である。
から４７０℃へと１０°変化しており、それに伴って、
平衡蒸気圧も若干変化するので、厳密に組成勾配を０に
するためには、分圧制御部１３の温度も結晶成長部１２
の降温に伴って若干下げる必要があるが、実用上は２４
０℃にすれば十分である。
【００４９】したがって、本発明の第１の実施の形態に
おいては、分圧制御部１３の温度を結晶成長温度におけ
るＴｅ飽和の平衡蒸気圧に等しいＨｇ飽和の平衡蒸気圧
が得られる様に制御することによって、組成勾配のない
均一な組成比ｘのＨｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ成長層を成長させ
ることができる。
おいては、分圧制御部１３の温度を結晶成長温度におけ
るＴｅ飽和の平衡蒸気圧に等しいＨｇ飽和の平衡蒸気圧
が得られる様に制御することによって、組成勾配のない
均一な組成比ｘのＨｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ成長層を成長させ
ることができる。
【００５０】次に、図３及び図４を参照して、本発明の
第２の実施の形態を説明する。 図３（ａ）参照 まず、上記第１の実施の形態と同様に、閉管式の石英製
アンプル１１の結晶成長部１２に配置した治具１５の一
端にＣｄ0.97Ｚｎ0.03Ｔｅ基板１６をクランパ１７によ
って固定すると共に、治具１５の他端にＨｇ0.1607Ｃｄ
0.00902 Ｔｅ0. 83028 組成のメルトブロック（図示せ
ず）を配置する。
第２の実施の形態を説明する。 図３（ａ）参照 まず、上記第１の実施の形態と同様に、閉管式の石英製
アンプル１１の結晶成長部１２に配置した治具１５の一
端にＣｄ0.97Ｚｎ0.03Ｔｅ基板１６をクランパ１７によ
って固定すると共に、治具１５の他端にＨｇ0.1607Ｃｄ
0.00902 Ｔｅ0. 83028 組成のメルトブロック（図示せ
ず）を配置する。
【００５１】次いで、結晶成長部１２の温度を約５℃／
分の昇温速度で５００℃に昇温させたのち、１時間程度
保持してメルトブロックを溶融させ、次いで、０．１℃
／分の降温速度で温度を下げて、結晶成長部１２の温度
が４８０℃になった時点で、図に示す様に、石英製アン
プル１１を逆に傾けて溶融したメルト１９とＣｄ0.97Ｚ
ｎ0.03Ｔｅ基板１６とを接触させる。
分の昇温速度で５００℃に昇温させたのち、１時間程度
保持してメルトブロックを溶融させ、次いで、０．１℃
／分の降温速度で温度を下げて、結晶成長部１２の温度
が４８０℃になった時点で、図に示す様に、石英製アン
プル１１を逆に傾けて溶融したメルト１９とＣｄ0.97Ｚ
ｎ0.03Ｔｅ基板１６とを接触させる。
【００５２】次いで、結晶成長部１２の温度を０．１℃
／分の降温速度で温度を下げると共に、分圧制御部１３
の温度を２４０℃まで急速に降温した状態で結晶成長を
行うことによって、均一な組成のＨｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅ
成長層（図示せず）を得ることができる。
／分の降温速度で温度を下げると共に、分圧制御部１３
の温度を２４０℃まで急速に降温した状態で結晶成長を
行うことによって、均一な組成のＨｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅ
成長層（図示せず）を得ることができる。
【００５３】次いで、分圧制御部１３の温度を２３０℃
まで急速に降温し、メルト１９の４８０℃における平衡
組成ｘをｘ＝０．４０まで変化させて結晶成長を行うこ
とによって、Ｈｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅ成長層上に、均一な
組成のＨｇ0.60Ｃｄ0.40Ｔｅ成長層２１を得ることがで
きる。
まで急速に降温し、メルト１９の４８０℃における平衡
組成ｘをｘ＝０．４０まで変化させて結晶成長を行うこ
とによって、Ｈｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅ成長層上に、均一な
組成のＨｇ0.60Ｃｄ0.40Ｔｅ成長層２１を得ることがで
きる。
【００５４】再び、図４参照 分圧制御部１３の温度を２４０℃から２３０℃（１００
０／Ｔ≒１．９８７）に降温するにしたがって、図の矢
印Ａに示す様にＨｇ飽和の平衡蒸気圧は０．０６ａｔｍ
まで低下するが、それに伴って、結晶成長部１２におけ
る４８０℃におけるＴｅ飽和の平衡蒸気圧も０．０６ａ
ｔｍとなる様にメルト１９からＨｇが蒸発して、図にお
いて矢印Ｂで示す様にメルト１９の平衡組成ｘはｘ≒
０．４０となる。但し、厳密にはＴｅの移動も伴うの
で、秒単位で組成平衡に達するＨｇ単体の移動より約１
０倍の時間を要する。
０／Ｔ≒１．９８７）に降温するにしたがって、図の矢
印Ａに示す様にＨｇ飽和の平衡蒸気圧は０．０６ａｔｍ
まで低下するが、それに伴って、結晶成長部１２におけ
る４８０℃におけるＴｅ飽和の平衡蒸気圧も０．０６ａ
ｔｍとなる様にメルト１９からＨｇが蒸発して、図にお
いて矢印Ｂで示す様にメルト１９の平衡組成ｘはｘ≒
０．４０となる。但し、厳密にはＴｅの移動も伴うの
で、秒単位で組成平衡に達するＨｇ単体の移動より約１
０倍の時間を要する。
【００５５】したがって、本発明の第２の実施の形態に
おいては、分圧制御部１３の温度を分圧制御部１３のＨ
ｇ飽和蒸気圧が、結晶成長温度におけるＴｅ飽和の平衡
蒸気圧以下の任意の圧力になる様に制御することによっ
て、任意の組成で、且つ、組成勾配のない均一なＨｇ
1-x Ｃｄx Ｔｅ成長層を成長させることができ、また、
この様な温度変化を段階的に行うことによって、組成比
ｘの異なる複数の半導体層を、組成比ｘが段階的に大き
くなる様に積層することができる。
おいては、分圧制御部１３の温度を分圧制御部１３のＨ
ｇ飽和蒸気圧が、結晶成長温度におけるＴｅ飽和の平衡
蒸気圧以下の任意の圧力になる様に制御することによっ
て、任意の組成で、且つ、組成勾配のない均一なＨｇ
1-x Ｃｄx Ｔｅ成長層を成長させることができ、また、
この様な温度変化を段階的に行うことによって、組成比
ｘの異なる複数の半導体層を、組成比ｘが段階的に大き
くなる様に積層することができる。
【００５６】例えば、Ｈｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ層を成長させ
たのち、Ｈｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ層の表面に組成比ｙが組成
比ｘより０．０２以上大きくなったＨｇ1-y Ｃｄy Ｔｅ
層を形成し、このＨｇ1-y Ｃｄy Ｔｅ層の表面にｐｎ接
合を形成して光起電力型フォトダイオードを形成した場
合には、リーク電流を低減することができる。
たのち、Ｈｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ層の表面に組成比ｙが組成
比ｘより０．０２以上大きくなったＨｇ1-y Ｃｄy Ｔｅ
層を形成し、このＨｇ1-y Ｃｄy Ｔｅ層の表面にｐｎ接
合を形成して光起電力型フォトダイオードを形成した場
合には、リーク電流を低減することができる。
【００５７】また、分圧制御部１３の温度を徐々に連続
的に変化させることによって、エピタキシャル成長層の
組成比ｘを連続的に変えたグレーデッドバンド・ギャッ
プ構造のＨｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ成長層を形成することがで
きる。
的に変化させることによって、エピタキシャル成長層の
組成比ｘを連続的に変えたグレーデッドバンド・ギャッ
プ構造のＨｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ成長層を形成することがで
きる。
【００５８】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、液相エピタキシャル成長装置は、閉管を傾けるネ
ルソン式液相成長装置に限られるものではなく、閉管を
回転させるティッピング式液相成長装置、或いは、閉管
内で成長基板をメルトに浸すディッピング式液相成長装
置等であっても良い。
たが、液相エピタキシャル成長装置は、閉管を傾けるネ
ルソン式液相成長装置に限られるものではなく、閉管を
回転させるティッピング式液相成長装置、或いは、閉管
内で成長基板をメルトに浸すディッピング式液相成長装
置等であっても良い。
【００５９】また、エピタキシャル成長層としてはＨｇ
ＣｄＴｅ層を例に説明しているが、本発明は、ＨｇＣｄ
Ｔｅと同様に蒸気圧の高いＨｇを含むＨｇＺｎＴｅ、Ｈ
ｇＣｄＺｎＴｅ、或いは、ＨｇＭｎＴｅ等のＨｇを含む
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体も対象とするものである。
ＣｄＴｅ層を例に説明しているが、本発明は、ＨｇＣｄ
Ｔｅと同様に蒸気圧の高いＨｇを含むＨｇＺｎＴｅ、Ｈ
ｇＣｄＺｎＴｅ、或いは、ＨｇＭｎＴｅ等のＨｇを含む
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体も対象とするものである。
【００６０】また、他のエピタキシャル成長層として
は、同じく蒸気圧の高い元素であるＡｓ或いはＰを含む
III-Ｖ族化合物半導体、例えば、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧ
ａＡｓ、ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａ
Ｐ、ＩｎＡｌＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＡｌＧａＰ、ＩｎＧ
ａＡｓＰ、或いは、ＩｎＧａＡｌＡｓＰも本発明の対象
とするものである。
は、同じく蒸気圧の高い元素であるＡｓ或いはＰを含む
III-Ｖ族化合物半導体、例えば、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧ
ａＡｓ、ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａ
Ｐ、ＩｎＡｌＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＡｌＧａＰ、ＩｎＧ
ａＡｓＰ、或いは、ＩｎＧａＡｌＡｓＰも本発明の対象
とするものである。
【００６１】また、成長基板としては、Ｃｄ0.97Ｚｎ
0.03Ｔｅ基板を用いているが、Ｃｄ0. 97Ｚｎ0.03Ｔｅ基
板に限られるものではなく、Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の場合には、任意の組成のＣｄＺｎＴｅ基
板、ＣｄＴｅ基板、ＣｄＴｅＳｅ基板、ＣｄＭｎＴｅ基
板、Ｓｉ基板或いはサファイア基板上にＣｄ（Ｚｎ）Ｔ
ｅを成長させたＣｄ（Ｚｎ）Ｔｅ／Ｓｉ基板或いはＣｄ
（Ｚｎ）Ｔｅ／サファイア基板を用いても良いものであ
る。
0.03Ｔｅ基板を用いているが、Ｃｄ0. 97Ｚｎ0.03Ｔｅ基
板に限られるものではなく、Ｈｇを含むＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の場合には、任意の組成のＣｄＺｎＴｅ基
板、ＣｄＴｅ基板、ＣｄＴｅＳｅ基板、ＣｄＭｎＴｅ基
板、Ｓｉ基板或いはサファイア基板上にＣｄ（Ｚｎ）Ｔ
ｅを成長させたＣｄ（Ｚｎ）Ｔｅ／Ｓｉ基板或いはＣｄ
（Ｚｎ）Ｔｅ／サファイア基板を用いても良いものであ
る。
【００６２】また、Ａｓ或いはＰを含むIII-Ｖ族化合物
半導体の場合には、ＧａＡｓ基板、ＧａＡｓ／Ｓｉ基
板、ＩｎＰ基板、或いは、ＩｎＡｓ基板を用いれば良
い。
半導体の場合には、ＧａＡｓ基板、ＧａＡｓ／Ｓｉ基
板、ＩｎＰ基板、或いは、ＩｎＡｓ基板を用いれば良
い。
【００６３】また、上記各実施の形態においては、閉管
として石英製アンプルを用いているが、石英製に限られ
るものではなく、耐熱ステンレス製の閉管を用いても良
いものである。
として石英製アンプルを用いているが、石英製に限られ
るものではなく、耐熱ステンレス製の閉管を用いても良
いものである。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、閉管に空の空間からな
り、独立に温度制御可能な分圧制御部を設け、この分圧
制御部の温度を制御することによって、多元化合物半導
体層の組成勾配をなくしたり、或いは、任意の組成比の
多元化合物半導体層の成長が可能になり、赤外線検知装
置等の化合物半導体装置の高性能化に寄与するところが
大きい。
り、独立に温度制御可能な分圧制御部を設け、この分圧
制御部の温度を制御することによって、多元化合物半導
体層の組成勾配をなくしたり、或いは、任意の組成比の
多元化合物半導体層の成長が可能になり、赤外線検知装
置等の化合物半導体装置の高性能化に寄与するところが
大きい。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図４】Ｔｅ−Ｈｇ−Ｃｄ系の三相平衡状態の圧力−温
度曲線である。
度曲線である。
【図５】Ｔｅ−Ｈｇ−Ｃｄ系メルトのＴｅリッチコーナ
ーの相図である。
ーの相図である。
１ 閉管 ２ 結晶成長部 ３ 分圧制御部 ４ 成長基板 ５ 成長用融液 ６ エピタキシャル成長層 ７ 細管 １１ 石英製アンプル １２ 結晶成長部 １３ 分圧制御部 １４ 細管 １５ 治具 １６ Ｃｄ0.97Ｚｎ0.03Ｔｅ基板 １７ クランパ １８ メルトブロック １９ メルト ２０ Ｈｇ0.77Ｃｄ0.23Ｔｅ成長層 ２１ Ｈｇ0.60Ｃｄ0.40Ｔｅ成長層
Claims (10)
- 【請求項１】 結晶成長部と温度を独立に制御できる分
圧制御部とを有する閉管の前記結晶成長部に成長基板及
び成長用融液を配置し、結晶成長時に前記分圧制御部の
温度を結晶成長温度より下げて、析出する化合物半導体
からなるエピタキシャル成長層の厚さ方向の組成を任意
に制御することを特徴とする液相エピタキシャル成長方
法。 - 【請求項２】 上記析出するエピタキシャル成長層の厚
さ方向の組成勾配が均一になる様に、上記分圧制御部の
温度を制御した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。 - 【請求項３】 上記析出するエピタキシャル成長層の厚
さ方向の組成勾配が徐々に変化する様に、上記分圧制御
部の温度を制御した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。 - 【請求項４】 上記分圧制御部の温度を制御することに
よって、上記成長用融液の組成を任意に変化させ、任意
の組成のエピタキシャル成長層を成長させることを特徴
とする請求項１記載の液相エピタキシャル成長方法。 - 【請求項５】 上記分圧制御部の成長開始前の温度を、
上記結晶成長部の温度より高くしたことを特徴とする請
求項１乃至３のいずれか１項に記載の液相エピタキシャ
ル成長方法。 - 【請求項６】 上記化合物半導体が、Ｈｇを含むＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体、或いは、少なくともＡｓまたはＰ
を含むIII-Ｖ族化合物半導体のいずれかであることを特
徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液相エ
ピタキシャル成長方法。 - 【請求項７】 上記化合物半導体層がＨｇ1-x Ｃｄx Ｔ
ｅ層であり、また、上記成長用融液がＴｅリッチの融液
であることを特徴とする請求項６記載の液相エピタキシ
ャル成長方法。 - 【請求項８】 上記Ｈｇ1-x Ｃｄx Ｔｅ層の表面のＣｄ
比ｘを、上記成長用融液の初期組成から得られるＣｄ比
をｘ’とした場合、ｘ≧ｘ’＋０．０２とし、少なくと
も、前記表面近傍に光電変換用のｐｎ接合を形成するこ
とを特徴とする請求項７記載の液相エピタキシャル成長
方法。 - 【請求項９】 閉管に互いに離間した結晶成長部と分圧
制御部とを設け、前記結晶成長部に成長基板と成長用融
液を配置すると共に、前記分圧制御部を温度を独立に制
御できる空間で構成したことを特徴とする液相成長装
置。 - 【請求項１０】 上記結晶成長部と上記分圧制御部とを
細管で連通したことを特徴とする請求項９記載の液相成
長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337867A JPH10178027A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 液相エピタキシャル成長方法及び液相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337867A JPH10178027A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 液相エピタキシャル成長方法及び液相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10178027A true JPH10178027A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18312740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8337867A Withdrawn JPH10178027A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 液相エピタキシャル成長方法及び液相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10178027A (ja) |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP8337867A patent/JPH10178027A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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