JPS58190894A - エピタキシヤル結晶成長装置 - 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】 （ａ）　　発明の技術分野 本発明はエピタキシャル結晶成長装置の改良に関するも
のである。

（至）技術の背景 ・□　赤外線検知素子のような光電変換素子の形成材料
として、一般に水銀、カドミウム、テルル（Ｈｇ化合物
半導体結晶が用いられている。

このような化合物半導体結晶を素子形成に部会が良いよ
うに大面積でしかも薄層の状態で得るようにするため、
大面積の結晶が得やすいテ７レル化カドミウム（ＣｄＴ
ｅ）ノ基板上にＨｉｌｌ！：ｔ　ｚｏ（１ｚＴｅ（７）
結晶層をスライディング法を用いだ液相エピタキシャル
成長方法で形成している。

（０）従来技術と問題点 このような液相エピタキシャル成長方法に用いる従来の
装置を第１図に示す。

図示するように従来の液相エピタキシャル成長装置にお
いては、水素（Ｈｇ）ガス雰囲気内の反応管ｌ内には設
置台２上に設置されたカーボンよりなる支持台３とその
上をスライドして移動するスライド部材４とよりなる液
相エピタキシャ）Ｖ成長用治具５が設置されている。

そしてこの支持台８にはＣｄＴｅの基板６が埋設されて
おり、またスライド部材４の液だめ７内には基板上に形
成すべきＨｇ　１−ｘｃｄｘＴｅの結晶層の材一方該反
応管ｌ内には支持台８とスライド部材４よりなる面相エ
ピタキシＡｒ　）し成長用治具５より所定の距離を隔て
て基板−トに形成すべきＨｇ１−ｘｃｄｘ’ｒθの結晶
層のうち易蒸発性成分のＨｇ９を収容した収容容器ＩＯ
が設けられており、これ等のエピタキシャル成長治具す
および収容容８３１０を加熱する加熱炉１１が反応管ｌ
の周囲に設けられている。

ここで従来は加熱炉ＩＯの温度は、エピタキシャル 定の６００℃近傍の温度になるように調節し・収容容器
ｌＯを加熱する温度は該容器１０が占める寸法の範囲に
わたって２６０ｔＥの一定の温度になるように調節して
いる。

このようにしてスフイド部材４の液だめ内のＥ（ｇｌ−
ｘＣｄｘＴθの材料７が溶ｌｉｌＡＬだ時点でスライド
部材４を矢印へ方向にスフイドさせて移動し、基板１６
七に液だめ６を静置してから工ビタキシャｐ成長治具５
が占める寸法の部分の加熱炉１１の温度を局部的に約ｔ
ｔｙ分の温度勾配で低下させ基板５玉にＨｇｘ　ｚｃｄ
ｘＴｅのエピタキシャル層を形成している。そしてＨｇ
１　ｚ（ＭｚＴｅの結晶−を形成する材料のうち易蒸発
性のＨｇを収容容器９よりＨ２ガヌのキャリアガスを用
いて反応管１に飽和させることで液だめ６内のＨｇ１　
、（Ｃｄｘ’ｒｅ　７の材料より易蒸発性のＨｇが蒸発
するのを防止して、基板上に形成されるＨｇｔ−ＸＣｄ
ｚＴｅの結晶層の組成が変動するのを防止するようにし
ている。

ところでこのような従来の装置においては易蒸発性のＨ
ｇを収容する収容容器が占める寸法（約５ｎの長さ）の
全域にわたって温度が均一になるよう調節する必要があ
り，このように収容容器の寸法の全域にわたって精度良
く加熱炉の温度を制御することは非常に困難である。

そのため従来の装置を用いた場合では収容容器ｌＯより
蒸発するＨｇの蒸気圧が所定の直に制御できず、したが
って基板上に形成される結晶層の組成が均一にならない
不都合を生じている。

（■　発明の目的 本発明は上述した欠点を除去し、前述した収容容器１０
より蒸発するＨｇの蒸気圧が一定になるような面相エピ
タキシャル成長装置の提供を目的とするものである。

（θ）＠明の構成 かかる目的を達成するだめの本発明の液相エピタキシャ
ル成長装置は、一部を局部的に細く絞り、該絞った箇所
に寵みを設けた反応管内の前記卸１く絞った箇所を挾ん
で法板に広ｌする結晶成長用の治具と、基板上に形成す
べき結晶軸の材料の易蒸発性成分の収容容器とをそれぞ
れ設け、更に前記謹みの部分の加熱温度が易蒸発性成分
の収容容器の加熱温度より低ｌ晶になるようにした加熱
炉を反応管の周囲に設けたことを特徴とするものである
。

（０　発明の実施例 以下図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明す
る。第２図は本発明の液相エピタキシャル成長装置を示
す概略図である。

図示するように本発明に用いる石英製の反応管２１は所
定の位置Ｂで細く絞られて形成されてい外に、内径を測
くするような別のリング部材を挿入して形成しても良い
。そしてこの細く絞られた箇所には基板トに形成すべき
結晶−のうち易蒸発性の成分のＥ（ｇ　２　２　Ａを収
容する窪み２８を設けている。またこの軸く絞った箇所
を挾むようにして水銀２２Ｂを収容する収容容器２４と
釘に設置台２５上に設置して直方体形状のカーボンより
なる支持台２６とそのとをスライドするスフイド部材２
７よりなるエピタキシャル成長用治具２８を設けである
。

そしてこの支持台２６の凹所にはＣｄｏＰｅの基板２９
を埋設し、スライド部材の液だめ８０にはＨｇｉ　１−
ＸｃｄＸ’ｒｅの材料８１を収容した状態で反応管２１
内にＨ２ガスを導入しながら加熱炉８２の温度を温度分
布線図８８の温度分布になるようにして加熱する。温度
分布線図８８に示すように水銀収容容器２４の部分の温
度は２６５℃の温度に、水銀を収容する窪み２８の箇所
の温度はそれより約ｌθ℃程低い２５５℃に、またエピ
タキシャル成長治具２８３２の温度をｉ１周節する。

このようにしてスライド部利２７の液だめ８０内のＩ（
ｇｌ−）（ＣｄｚＴｅの材料８１が充分溶融した時点で
スライド部材２７を矢印Ｃの方向にスライドさせて基板
２９ヒに故だめ８０を静置させる。

その後このエピタキシャル成１逮治具２８の部分の温度
が１℃／分の、４１＋　＆で＋Ｉｔ　’ｌ”するように
加熱炉８２の温度を低下させて基板、ににＨｇ　１−ｚ
ｃｄ、ｙ、Ｔｅの結晶−を形成する。

この状態で水銀収容容器２４よりＨｇのキャリアガスに
よって運ばれるＥ（ｇの蒸或はその水銀収容容器２４よ
り２’Ｃ低い温度で制御されている窪み２３内に凝固し
て液状の水銀となって入り込み、この水銀の蒸気圧によ
って水銀収容容器２４より蒸発した水銀の蒸気圧が制御
されるようになる。

つまり加熱炉の横方向の寸法で寸法の小さい水銀を収容
する窪み２８はｔ温度を正確に制御するのは比較的容易
であり、この温度を正確に制御するこ□とで反応管糸内
のｆ（ｇの飽和蒸気圧を所定の鎖に制御するようにした
ものである。

つ筐り開管式の反応管に２いて易蒸発性のＨｇを収容す
る容器を二つ設け、Ｚ温度制御をしやすい容積の小さい
容器の温度の方を温度制御がし難い容積の大きい谷然の
温度より低温度に精密ｖｃ制御し、しかる後、大きい容
器より蒸発してくるＨｇの蒸気の反応管内の飽和蒸気圧
を小さい容器より蒸発してくるＨｇの蒸気の飽和蒸気圧
で制御するようにしたものである。

このようにすれば反応管内のｌ（ｇの占める蒸気圧が品
精度に正確に制御されるため、基板上に形成されるＨｇ
ｌ　１ｃｄＸＴθの結晶−が組成変動の生じなく安定に
形成される。

■　発明の効果 以上述べたように本発明のエピタキシャル結晶成長装置
１ｔｖｃよれば高信頼度の組成の安定したエピタキシャ
ル結晶が得られる。

また以■の実施例の池に本発明の装置はＨｇ以外の曲の
易蒸発性の成分を含む化自物半導体結晶を液１目エピタ
キシャル法にて形成する場合に通用できることは勿論で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の面相エビタギシャ／Ｌ／戎長装置を示す
概略図、第２図は本う＾明に係る液相エピタキシャル成
長装置Ｗをｎくす概略図である。 図において、ｌ、２１は反応管、２．２５は設けＣｄＴ
ｅノ基板、７．８０はＹ１￥だめ、８，８１はＨｇｉ　
、（Ｃｄ）（Ｔｏの材料、９．　２２Ａ、　　２２Ｂは
ｕｇ、ｔｏ。 ２４は水銀収容容器、１１．８２は加熱炉、２８は窪み
、８８はｌ温度分布線図、Ａ、Ｃはスフイド方向を示す
矢印、■３は細く絞る置所を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一部を局部的に細く絞り、該絞った箇所に窪みを設けた
   反応管内の前記細く絞った箇所を挾んで基板に対する結
   晶成長用の治具と基板上に形成すべき結晶層の材料の易
   蒸発性成分の収容容器とをそれぞれ設け、更に前記窪み
   の部分の加熱温度が易蒸発性成分の収容容器の加熱温度
   より低温になるようにした加熱炉を反応管の周囲に設け
   たことを特徴とするエピタキシャル結晶成長装置。