JPS58110492A - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長方法Info
- Publication number
- JPS58110492A JPS58110492A JP21350181A JP21350181A JPS58110492A JP S58110492 A JPS58110492 A JP S58110492A JP 21350181 A JP21350181 A JP 21350181A JP 21350181 A JP21350181 A JP 21350181A JP S58110492 A JPS58110492 A JP S58110492A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid phase
- component elements
- evaporate
- epitaxial growth
- substrate
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
- C30B19/04—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux the solvent being a component of the crystal composition
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は液相エビタキＶヤル成長方法、特に易蒸発性成
分元素の水銀ＣＨｇ”）のような成分を含む化合物半導
体の液相エピタキシャル成長方法の改良に関するもので
ある。
分元素の水銀ＣＨｇ”）のような成分を含む化合物半導
体の液相エピタキシャル成長方法の改良に関するもので
ある。
（ロ）技術の背景
Ｈｇを含む化合物半導体、例えば水銀、カドミウム、Ｔ
１ｖｔＬｙ （Ｈｇｌ ｚｃｄ）（Ｔｅ） の結晶
はそのエネルギーギャップが狭く赤外線検知素子等の光
電変換素子の材料として用いられている。
１ｖｔＬｙ （Ｈｇｌ ｚｃｄ）（Ｔｅ） の結晶
はそのエネルギーギャップが狭く赤外線検知素子等の光
電変換素子の材料として用いられている。
このようなＨｇｔ ｘＣｄｘＴｅの枯菌を素子形成を容
易とするために所定の厚さに薄く、しかも表面を平滑に
してかつ大面積で得るために液相エビタキンヤル成長方
法がとられている。
易とするために所定の厚さに薄く、しかも表面を平滑に
してかつ大面積で得るために液相エビタキンヤル成長方
法がとられている。
（Ｃ） 従来技術と問題点
ここでこのようなＨｇ １−ｘＣｄｘＴｅの結晶を形成
する際の従来の液相エピタキシャル成長方法について説
明する。まずｔ！ｇ１図に示すように直方体形状のカー
ボンよりなる支持台１の凹所２にテ／Ｌ’／Ｌ’化カド
虜つム（ＣｄＴｅ ）よシなる基板８を埋設する。
する際の従来の液相エピタキシャル成長方法について説
明する。まずｔ！ｇ１図に示すように直方体形状のカー
ボンよりなる支持台１の凹所２にテ／Ｌ’／Ｌ’化カド
虜つム（ＣｄＴｅ ）よシなる基板８を埋設する。
一方該支持台上をスライドして移動し、かつカーボンよ
シなる直方体形状のスフイド部材番の方形の貫通孔より
なる液だめｂ内に該基板上に形成すべき結晶の材料とな
るＨｇ、カド竺つム（Ｃａ）、テ／Ｌ／／Ｌ／（Ｔｅ）
をそれぞれ所定Ｘ値を持つＨｇ １−ｘＣｄｘＴｅの組
成となるように秤量して収容する。
シなる直方体形状のスフイド部材番の方形の貫通孔より
なる液だめｂ内に該基板上に形成すべき結晶の材料とな
るＨｇ、カド竺つム（Ｃａ）、テ／Ｌ／／Ｌ／（Ｔｅ）
をそれぞれ所定Ｘ値を持つＨｇ １−ｘＣｄｘＴｅの組
成となるように秤量して収容する。
その後該支持台とスライド部材とよシなる液相エピタキ
シャル成長装置を水素（Ｈｚ）ガス雰囲気内の反応管中
に導入して該反応管を約６００℃の温度に加熱して前記
Ｈｇ、 Ｃｄ、 Ｔｏの材料を溶融してＨｇｌ ｚＣｄ
ｘＴｅの液相６を形成する。その後スフイド部材４を矢
印Ａ方向にスライドさせて基板８上に液だめ５を静置さ
せてから加熱炉の温度を所定の温度勾配で低下させて基
板上にＨｇｌ ｚｃＬｌｚＴｅの結晶層を形成するよう
にしている。
シャル成長装置を水素（Ｈｚ）ガス雰囲気内の反応管中
に導入して該反応管を約６００℃の温度に加熱して前記
Ｈｇ、 Ｃｄ、 Ｔｏの材料を溶融してＨｇｌ ｚＣｄ
ｘＴｅの液相６を形成する。その後スフイド部材４を矢
印Ａ方向にスライドさせて基板８上に液だめ５を静置さ
せてから加熱炉の温度を所定の温度勾配で低下させて基
板上にＨｇｌ ｚｃＬｌｚＴｅの結晶層を形成するよう
にしている。
ここでＨｇ、Ｃｄ、Ｔｅを溶融しテＨｇ１−ＸＣｄｘＴ
ｅノ液相を形成し九場合、Ｔｅは該液相の溶媒となシＨ
ｇとＣｄは該液相の溶質となり、通常液相は（Ｈｇ １
−ｘｃｄｘ ） ５−ｙＴｅｙ（Ｄ形で表わされ、溶［
Ｔｅに対して、溶質Ｃ（１が１−ｇ七μ％溶解すると飽
和状態となって液相は安定であるが、溶質ｃｄが溶媒Ｔ
θに対して１〜８毛ｙ％以上溶解すると、過飽和状態の
Ｃｄが液相よシ析出してｃｄの比重がＴｅの比重より小
さいので、液相の表面にｃｄが浮上してくるようになる
ので、前述し九廖質Ｃｄが溶媒Ｔｅに対して１〜８七μ
％の値となるように秤量して液だめ内に収容するように
していた。
ｅノ液相を形成し九場合、Ｔｅは該液相の溶媒となシＨ
ｇとＣｄは該液相の溶質となり、通常液相は（Ｈｇ １
−ｘｃｄｘ ） ５−ｙＴｅｙ（Ｄ形で表わされ、溶［
Ｔｅに対して、溶質Ｃ（１が１−ｇ七μ％溶解すると飽
和状態となって液相は安定であるが、溶質ｃｄが溶媒Ｔ
θに対して１〜８毛ｙ％以上溶解すると、過飽和状態の
Ｃｄが液相よシ析出してｃｄの比重がＴｅの比重より小
さいので、液相の表面にｃｄが浮上してくるようになる
ので、前述し九廖質Ｃｄが溶媒Ｔｅに対して１〜８七μ
％の値となるように秤量して液だめ内に収容するように
していた。
しかしこのようにして形成したＨｇ＋−ＸＣｄＸＴｅの
液相を用いて基板上にエピタキシャル成長をする際、Ｈ
ｇが易蒸発性成分であるのでエピタキシャル成長中にＨ
ｇの蒸気となって反応管内に逃散してしまう欠点があり
形成されるＨｇ１−ＸｃｄＸＴｅの結晶が所定の組成に
ならない。
液相を用いて基板上にエピタキシャル成長をする際、Ｈ
ｇが易蒸発性成分であるのでエピタキシャル成長中にＨ
ｇの蒸気となって反応管内に逃散してしまう欠点があり
形成されるＨｇ１−ＸｃｄＸＴｅの結晶が所定の組成に
ならない。
そこで従来は液だめ内にあらかじめ酸化［率（ＢｇＯａ
）を添加して該ＢｇＯａで液相の表面を被覆して液相か
らのＨｇの蒸発を防ぐ方法を用いていたが、このような
方法であると硼素の）が結晶層中に不純物として添加さ
れて形成される光電変換素子の特性が劣化する不具合が
生じる。
）を添加して該ＢｇＯａで液相の表面を被覆して液相か
らのＨｇの蒸発を防ぐ方法を用いていたが、このような
方法であると硼素の）が結晶層中に不純物として添加さ
れて形成される光電変換素子の特性が劣化する不具合が
生じる。
またこの他に反応管を内管、外管の二重管構造となし、
内管の端部にＨｇを収容する液だめを設け、ま表内管の
内部にエピタキシャル成長用装置を設け、ＨｇＯ液だめ
とエピタキシャル成長用装置とを別個に加熱する加熱炉
を設けて外管内に非酸化性ガスを流した状態で内管内を
常に一定のＨｇの蒸気圧になるようにして液だめ内の液
相よりエピタキシャル成長中にＨｇが逃散しないように
したエピタキシャル成長装置を本発明者らは特願昭５５
−１１５５６！３号においてすでに提案している。
内管の端部にＨｇを収容する液だめを設け、ま表内管の
内部にエピタキシャル成長用装置を設け、ＨｇＯ液だめ
とエピタキシャル成長用装置とを別個に加熱する加熱炉
を設けて外管内に非酸化性ガスを流した状態で内管内を
常に一定のＨｇの蒸気圧になるようにして液だめ内の液
相よりエピタキシャル成長中にＨｇが逃散しないように
したエピタキシャル成長装置を本発明者らは特願昭５５
−１１５５６！３号においてすでに提案している。
しかしこのような方法であると装置が複雑で装置に要す
るコストが高くなシまたＨｇの蒸気圧を制御するのが困
難であるといった不都合を生じる。
るコストが高くなシまたＨｇの蒸気圧を制御するのが困
難であるといった不都合を生じる。
に）発明の目的
本発明は上述した欠点を除去し、簡単な方法でしかも素
子形成上悪影響を及ぼす異種の不純物が結晶層中に混入
されず、またエピタキシャル成長過程で易蒸発性成分の
Ｈｇが逃散し力いような液相エピタキシャル成長方法の
提供を目的とするものである。
子形成上悪影響を及ぼす異種の不純物が結晶層中に混入
されず、またエピタキシャル成長過程で易蒸発性成分の
Ｈｇが逃散し力いような液相エピタキシャル成長方法の
提供を目的とするものである。
（ｅ） 発明の構成
かかる目的を達成するための本発明の液相エヒ。
タキシャル成長方法は基板上に易蒸発性成分元素を含ん
だ複数個の成分元素よりなる液相を静置させて、該液相
の組成よりなる結晶層な形成する液相エピタキシャル成
長方法において、前記液相を形成する複数個の成分元素
のうち難蒸発性成分元素をあらかじめ所定の値より多く
含有させて液相となし、該液相表面を前記過剰の難蒸発
性成分元素で覆いながら基板上に結晶層を形成すること
を特徴とするものである。
だ複数個の成分元素よりなる液相を静置させて、該液相
の組成よりなる結晶層な形成する液相エピタキシャル成
長方法において、前記液相を形成する複数個の成分元素
のうち難蒸発性成分元素をあらかじめ所定の値より多く
含有させて液相となし、該液相表面を前記過剰の難蒸発
性成分元素で覆いながら基板上に結晶層を形成すること
を特徴とするものである。
つまり、本発明の従来の方法と異なる薇はＨｇ。
Ｃ（１，Ｔｏをそれぞれ秤量して液だめ内に収容したの
ち、溶融して液相とする際、溶媒Ｔθに対して飽和量以
上にＣｄを添加し、それによって過飽和状部となって溶
媒Ｔｅ内に溶解せずに液相上に浮び上ってきた過剰難蒸
発成分のＣ（１の成分で液相上を被覆し、この過剰０（
１成分の被覆によってエピタキシャル成長中に液相より
易蒸発性成分のＨｇが蒸発するのを防止するものである
。
ち、溶融して液相とする際、溶媒Ｔθに対して飽和量以
上にＣｄを添加し、それによって過飽和状部となって溶
媒Ｔｅ内に溶解せずに液相上に浮び上ってきた過剰難蒸
発成分のＣ（１の成分で液相上を被覆し、この過剰０（
１成分の被覆によってエピタキシャル成長中に液相より
易蒸発性成分のＨｇが蒸発するのを防止するものである
。
（０発明の実施例
以下本発明の実施例につき図面を用いて詳細に説明する
。
。
前述した図に示す支持台１の凹所２にＣｄＴｅの基板を
埋設する。一方スライド部材４の液だめにＨｇを９５０
１１ｇ％Ｔｅを８０５０ｗａｇ、Ｃｄを２６０１１ｇそ
れぞれ秤量して充填したのち、該支持台と７フイド部材
とをＨ２ガス雰囲気内の反応管中に挿入して加熱炉にて
該反応管を約５００℃の温度に加熱する。
埋設する。一方スライド部材４の液だめにＨｇを９５０
１１ｇ％Ｔｅを８０５０ｗａｇ、Ｃｄを２６０１１ｇそ
れぞれ秤量して充填したのち、該支持台と７フイド部材
とをＨ２ガス雰囲気内の反応管中に挿入して加熱炉にて
該反応管を約５００℃の温度に加熱する。
このようにして液だめ内のＨｇ、 Ｃｃｌ、 Ｔｅが溶
融し、Ｔｅを溶媒としてＨｇ、Ｃｄを溶質した（Ｈｇｌ
−ｘＣｄｘｈ−ｙＴθｙの組成の液相が形成されＣｄが
Ｔｅに対して１０モル％添加されたことになる。ここで
ＣｄがＴｅに対してｌ−２モル％の割合であると平衡状
態となってＣｄがＴｅ内に溶解するが、ＣｄをＴｅに対
して１０モル％添加するとＴｅがｃｄに対して過飽和の
状態になり溶解しないＣｄの成分が液相の表面に浮び上
ってくる。この状態で前述したスライド部材４を矢印Ａ
方向に移動させてＣｄＴｅの基板８上に液だめｂを静置
させ、基板と液相とを充分になじませたのち、加熱炉を
所定の温度勾配により徐冷させて液相よりＨｇ １−ｘ
ｏｄｘＴｅの結晶をＣｄＴｅ基板上にエピタキシャル成
長させて析出させる。このエピタキシャル成長の過程で
液相は表面に浮き出たＣｄの成分で被覆されるので、液
相から易蒸発性成分のＨｇが蒸発して損失することがな
くなり、組成の安定したエピタキシャル結晶層が得られ
る。以上の東施例においてはＣ（１の添加ｋをＴｅに対
して１〇七ル％としたが、２モル５以上１０セル％まで
なら適当な値に選んで差し支えない。このようにして峡
相上に形成されるＣｄの成分を分厚くすると前述した二
重管構造の複雑な液相エピタキシャル成長装置を用いな
くても簡単な従来の構造の反応管が開管状縣の装置を用
いて所望の組成のエビタギシャρ結晶の成長が可能とな
る。
融し、Ｔｅを溶媒としてＨｇ、Ｃｄを溶質した（Ｈｇｌ
−ｘＣｄｘｈ−ｙＴθｙの組成の液相が形成されＣｄが
Ｔｅに対して１０モル％添加されたことになる。ここで
ＣｄがＴｅに対してｌ−２モル％の割合であると平衡状
態となってＣｄがＴｅ内に溶解するが、ＣｄをＴｅに対
して１０モル％添加するとＴｅがｃｄに対して過飽和の
状態になり溶解しないＣｄの成分が液相の表面に浮び上
ってくる。この状態で前述したスライド部材４を矢印Ａ
方向に移動させてＣｄＴｅの基板８上に液だめｂを静置
させ、基板と液相とを充分になじませたのち、加熱炉を
所定の温度勾配により徐冷させて液相よりＨｇ １−ｘ
ｏｄｘＴｅの結晶をＣｄＴｅ基板上にエピタキシャル成
長させて析出させる。このエピタキシャル成長の過程で
液相は表面に浮き出たＣｄの成分で被覆されるので、液
相から易蒸発性成分のＨｇが蒸発して損失することがな
くなり、組成の安定したエピタキシャル結晶層が得られ
る。以上の東施例においてはＣ（１の添加ｋをＴｅに対
して１〇七ル％としたが、２モル５以上１０セル％まで
なら適当な値に選んで差し支えない。このようにして峡
相上に形成されるＣｄの成分を分厚くすると前述した二
重管構造の複雑な液相エピタキシャル成長装置を用いな
くても簡単な従来の構造の反応管が開管状縣の装置を用
いて所望の組成のエビタギシャρ結晶の成長が可能とな
る。
（ロ）発明の効果
以上述べたように本発明の方法により易蒸発性成分の逃
散を防止した形で液相エピタキシャル成長が可能となり
、したがって形成されるエピタキシャル結晶層の組成が
安定しこのような材料を用いて赤外線検知素子を形成す
れば形成される素子の特性が安定して素子の製造歩留が
向上する利点を生じる。
散を防止した形で液相エピタキシャル成長が可能となり
、したがって形成されるエピタキシャル結晶層の組成が
安定しこのような材料を用いて赤外線検知素子を形成す
れば形成される素子の特性が安定して素子の製造歩留が
向上する利点を生じる。
図は従来および本発明のエピタキシャル成長方法に用い
たエピタキシャル成長装置の断面図である。 図において、ｌは支持台、２は凹所、８は基板、会はス
ライド部材、５は液だめ、６はＨｇ１−ｘＣｄｘＴｅの
液相、Ａはスライド方向を示す矢印である。
たエピタキシャル成長装置の断面図である。 図において、ｌは支持台、２は凹所、８は基板、会はス
ライド部材、５は液だめ、６はＨｇ１−ｘＣｄｘＴｅの
液相、Ａはスライド方向を示す矢印である。
Claims (1)
- 基板上に易蒸発性成分元素を含んだ複数個の成分元素よ
シなる液相を静置させて、該液相の組成よりなる結晶層
を形成する液相エピタキシャル成長方法において、前記
液相を形成する複数個の成分元素のうち難蒸発性成分元
素をあらかじめ所定の値より多く含有させて液相となし
、該液相表面を前記過剰の難蒸発性成分元素で覆いなが
ら基板上に結晶層を形成することを特徴とする液相エピ
タキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21350181A JPS58110492A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21350181A JPS58110492A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58110492A true JPS58110492A (ja) | 1983-07-01 |
Family
ID=16640236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21350181A Pending JPS58110492A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58110492A (ja) |
-
1981
- 1981-12-23 JP JP21350181A patent/JPS58110492A/ja active Pending
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