JPS6258642A - 液相エピタキシヤル成長装置 - 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】 ［ｍ要］ 本発明は、閉管式の液相エピタキシャル成長装置であっ
て、高温で熔融したメルト素材を、基板側へ直径の変化
する細管を通し、高所から低所に流し込むことにより、
メルト素材液が攪拌されて、基板上に結晶成長を均一に
行なうようにしたものである。

［産業上の利用分野］ 本発明は、液相エピタキシャル成長装置に係り、特に熔
融したメルト素材を均一化する構造に関するものである
。

近時、エピタキシャル成長方法として、液相エピタキシ
ャル成長が広く採用され、例えば赤外線素子に使用され
る水銀、カドミウム、テルル（ＨｇＣｄＴｅ）の結晶を
生成する際等に利用されている。

然しながら、従来のアンプル内で行われる閉管式〇液相
エピタキシャル成長装置では、成長基板をメルト素材に
浸漬するだけであるので、熔融したメルト素材中の成分
の比重の差によって、メルト素材が部分的に不均一の組
成になっているという不都合があり、その改善が要望さ
れている。

［従来の技術］ 第３図（ａ）〜第３図（ｂ）は、従来の液相エピタキシ
ャル結晶成長装置の側断面図と正面断面図をそれぞれ示
している。

例として、カドミウム、テルル（ＣｄＴｅ）の基板上に
Ｈｇ　Ｃｄ　Ｔ　ｅを成長する場合について説明する。

石英製のアンプルｌ内では、基板２が石英製のメルトホ
ルダ３で両側から支持されており、最初Ｈｇ　Ｃｄ　Ｔ
　ｅの成長素材が真空封入されているが、液相エピタキ
シャル成長を行う際には、基板を上側にし、成長素材を
下側にした状態で、成長アンプルを電気炉に挿入し、ア
ンプルの温度を約５００℃に加熱すると、Ｈｇ　Ｃｄ　
Ｔ　ｅは溶融して液体のメルト素材５になる。

次ぎに、成長アンプルを回転して、基板を液状になった
Ｈ　ｇ　Ｃｄ　Ｔ　ｅのメルト素材の中に浸漬し、所定
の温度と所定時間だけ浸漬を行うことにより基板表面に
液相エピタキシャル結晶成長が行われる。

所要の結晶成長ができた後、成長アンプルを１８０度反
軸反転初期の状態に戻して、エピタキシャル成長が終了
する。

このような従来の方法では、アンプル内のメルト素材で
あるＨｇＣｄＴｅで、Ｈｇの比重がＣｄやＴｅの比重に
比較して２倍程度であるために、メルト素材が静止した
状態でエピタキシャル成長を行うので、水銀が下面に沈
澱し、特に、エピタキシャル成長期間の初期では成長速
度が大きく、その時点でのＨｇＣｄＴｅのそれぞれの成
分が均一のメルト溶液になっていることが重要であるが
、従来方法では必ずしも均一ではなかったという欠点が
ある。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来の液相エピタキシャル成長では、メルト素材が比重
の差異によって不均一になり、均一な結晶が成長されな
いということが問題点である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決するための液相エピタキシ
ャル成長装置を提案するもので、その解決の手段は、液
相エピタキシャル成長アンプル内に配置された、基板領
域と、メルト素材領域を、直径が長さ方向に変化させた
細管で結合した構造として、メルト素材液を細管を通過
させて、基板の配置領域に流動させることにより、メル
ト素材液が乱流となって、基板領域に注入されるために
、比重の異なる組成を有するメルト素材が均一になり、
均一な結晶を有する液相エピタキシャル成長が行なえる
ようにしたものである。

［作用］ ＨｇＣｄＴｅのようなメルト素材では、比重の差異によ
る沈′澱の大小により、均一性が悪くなるために、その
対策として、メルト溶液を細管を通過させて乱流とし、
メルト素材に攪拌効果を与えることにより、メルト素材
を均一化し、液相エピタキシャル成長を行うものであり
、例えば細管でも直径の変化する細管を使用することに
より、より一層効果的な攪拌を行うことができ、この結
果、均一な組成を有する優れた結晶成長ができることに
なる。

［実施例コ 第１図は、本発明の液相エピタキシャル成長装置の実施
例を示す側断面図である。

石英で形成された成長アンプル１１の内部に、石英製の
細管形成ブロック１２があって、その両側の上部と下部
に基板１３とメルト素材１４が収納されるメルト素材領
域１５があり、基板が配置されている領域とメルト素材
領域との間には、直径が長さ方向に変化する細管１６が
設けられている。

第２図は、本発明の液相エピタキシャル成長装置を、第
１図の符合に対応して、それぞれの正面断面図を示して
いる。

細管１６の断面は、基板の配置領域とメルト素材領域と
接合する部分の直径が大きく、それらの中央部分では細
くなっているが、その割合はほぼ２：１程度でよい。

液相成長を行う際には、成長アンプル内の成長素材を下
側にして、電気炉により５００°Ｃに昇温し、成長素材
であるＨｇＣｄＴｅを熔融して液体にした後、第１図に
示すように、アンプルを１８０度回転して、メルト素材
を上側にしてメルト溶液を細管を通して基板の配置しで
ある領域に流入させるものである。

第１図は、メルト素材１４が細管１６内を流動している
状態を示しているが、矢印で示す細管中を流れるメルト
素材は、直径の変化する細管内で乱流をなして流動する
。

メルト素材がメルト素材領域から十分に流出した時には
、基板領域はメルト素材で充満され、基板は完全にメル
ト素材に浸漬され、所定の温度と時間の処理を行うこと
により、結晶成長が行われる。

その結果、Ｈｇ　Ｃｄ　Ｔ　ｅの、それぞれの成分の比
重によって、不均一であったタルト溶液は、細管中を通
過して、基板領域に射出される工程で、充分な攪拌を受
け、はぼ完全に均一組成のヌル１−素材になる。

結晶成長の期間に、比重の大きいＨｇが、時間の経過と
共に下方に沈澱することは本質的に有り得るが、本来結
晶の成長は、結晶成長の初期に成長レートが著しく大き
いために、本発明のように最初に十分攪拌しておけば、
全体としてＨｇの沈澱の悪影響はそれほど顕著でない。

このような均一なメルト素材に浸漬された基板は極めて
均一な結晶が成長されることになる。

［発明の効果］ 以上、詳細に述べたように、本発明の液相エピタキシャ
ル成長装置を採用することにより、基板の表面に均一な
結晶が生成され、優れた半導体基板を供し得るという効
果大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液相エピタキシャル成長装置の実施
例を示す断面図、 第２図は、本発明の液相エピタキシャル成長装置の実施
例を示す正面図、 第３図は、従来の液相エピタキシャル成長装置の実施例
を示す断面図、 図において、 １１は石英アンプル、　　１２は細管形成ブロック１３
は基板、　　　　　　１４はメルト素材、Ｉ５はメルト
素材領域、　Ｉ６は細管、をそれぞれ示している。 宴 第１！！Ｉ！ 笛　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液相エピタキシャル成長装置のアンプル（１１）内で、 基板（１３）の配置領域とメルト素材（１４）の領域が
   分離され、 それらの領域間を直径が長さ方向に変化させた細管（１
   ６）で結合して、 該メルト素材（１４）が該細管（１６）を通過して、基
   板の配置領域に流れるようにしたことを特徴とする液相
   エピタキシャル成長装置。