JPS6317345B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6317345B2 JPS6317345B2 JP57186301A JP18630182A JPS6317345B2 JP S6317345 B2 JPS6317345 B2 JP S6317345B2 JP 57186301 A JP57186301 A JP 57186301A JP 18630182 A JP18630182 A JP 18630182A JP S6317345 B2 JPS6317345 B2 JP S6317345B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- heat treatment
- crystals
- quartz tube
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/12—Active materials
- H10F77/123—Active materials comprising only Group II-VI materials, e.g. CdS, ZnS or HgCdTe
- H10F77/1237—Active materials comprising only Group II-VI materials, e.g. CdS, ZnS or HgCdTe having at least three elements, e.g. HgCdTe
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は三元混晶半導体材料である水銀カド
ミウムテルライド（Hg1-XCdXTe：０≦ｘ＜１）
結晶の処理方法に関する。
ミウムテルライド（Hg1-XCdXTe：０≦ｘ＜１）
結晶の処理方法に関する。
Hg1-XCdXTe結晶は、水銀テルライド
（HgTe）とカドミウムテルライド（CdTe）の混
晶であり、結晶中のCdTeの割合（ｘ値）により
禁制帯幅が−0.3eV〜1.6eV（77〓）の範囲で変化
する半導体結晶である。ｘ＝0.2の組成の結晶、
即ちHg0.8Cd0.2Teは、禁制帯幅が0.1eV（77〓）
で、波長10μｍ付近の赤外線検出素子用材料とし
て重要である。また、ｘ＝0.3の組成の結晶
（Hg0.7Cd0.3Te）は、波長4μｍ付近の赤外線検出
素子に用いられる。さらに、ｘ＝0.75の組成の結
晶は、1.3μｍ付近の検器として有用である。この
ように、Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）は優れた特
徴を持つ材料であり、近年この結晶を用いた赤外
線検出素子の研究開発が活発である。
（HgTe）とカドミウムテルライド（CdTe）の混
晶であり、結晶中のCdTeの割合（ｘ値）により
禁制帯幅が−0.3eV〜1.6eV（77〓）の範囲で変化
する半導体結晶である。ｘ＝0.2の組成の結晶、
即ちHg0.8Cd0.2Teは、禁制帯幅が0.1eV（77〓）
で、波長10μｍ付近の赤外線検出素子用材料とし
て重要である。また、ｘ＝0.3の組成の結晶
（Hg0.7Cd0.3Te）は、波長4μｍ付近の赤外線検出
素子に用いられる。さらに、ｘ＝0.75の組成の結
晶は、1.3μｍ付近の検器として有用である。この
ように、Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）は優れた特
徴を持つ材料であり、近年この結晶を用いた赤外
線検出素子の研究開発が活発である。
Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）は、結晶を構成す
る元素として、非常に蒸気圧の高い水銀（Hg）
元素を含むので、これが、結晶成長中に解離、蒸
発して結晶中に空孔を作りやすい。このHgの空
孔はHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶中でアクセ
プタとなるので、一般にHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜
１）結晶は、結晶成長後では、キヤリア濃度が
1016〜1017（cm-3）のｐ形である。
る元素として、非常に蒸気圧の高い水銀（Hg）
元素を含むので、これが、結晶成長中に解離、蒸
発して結晶中に空孔を作りやすい。このHgの空
孔はHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶中でアクセ
プタとなるので、一般にHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜
１）結晶は、結晶成長後では、キヤリア濃度が
1016〜1017（cm-3）のｐ形である。
このようにHg空孔を数多く含む結晶は、電気
的特性が悪くデバイスに使用することはできない
ので、一般にHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶は、
成長後にHg圧中で熱処理して、Hg空孔を減らす
必要がある。このHg圧中での熱処理の条件によ
つて、Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）は、よりキヤ
リア濃度の低いｐ形結晶やｎ形結晶に変換できる
ことが知られている。第１図に、Hg1-XCdXTe
（０≦ｘ＜１）結晶のHg圧中での熱処理方法とし
て従来から用いられているものを図示した。
的特性が悪くデバイスに使用することはできない
ので、一般にHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶は、
成長後にHg圧中で熱処理して、Hg空孔を減らす
必要がある。このHg圧中での熱処理の条件によ
つて、Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）は、よりキヤ
リア濃度の低いｐ形結晶やｎ形結晶に変換できる
ことが知られている。第１図に、Hg1-XCdXTe
（０≦ｘ＜１）結晶のHg圧中での熱処理方法とし
て従来から用いられているものを図示した。
図中、１はHg、２はHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜
１）結晶、３は石英アンプルである。石英アンプ
ル３の中は真空引きされている。Hg1-XCdXTe
（０≦ｘ＜１）結晶２は、この石英アンプル３を
熱処理炉の中に設置し、Hg１とHg1-XCdXTe（０
≦ｘ＜１）結晶２とを所定の温度にすることによ
り、Hg圧中で熱処理される。第２図は、この石
英アンプルを作製する方法を示したものである。
図中、１〜３は第１図の場合と同じである。４は
真空排気装置の石英管取り付け口、５はＯリン
グ、６は排気管である。石英管３にHg１と
Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶２を図のように
入れ石英管３中を真空に排気して、石英管を封止
切れば、第１図の石英アンプルが得られる。とこ
ろが、このような封管中での熱処理では、アンプ
ル中に含まれる不純物は、たとえそれが微量であ
つても結晶に甚大な悪影響を及ぼすから、封入す
るHgとHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶は充分汚
れのないように処理されたものでなければならな
い。特にHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶表面は
清浄化が必要であるが石英管内に入れる前に表面
エツチングしても、その後大気に曝すと、結晶表
面に酸化膜ができるうえ、表面に再び汚れも付着
しやすいので、熱処理を行なつても充分特性の良
い結晶が得られない場合があつた。
１）結晶、３は石英アンプルである。石英アンプ
ル３の中は真空引きされている。Hg1-XCdXTe
（０≦ｘ＜１）結晶２は、この石英アンプル３を
熱処理炉の中に設置し、Hg１とHg1-XCdXTe（０
≦ｘ＜１）結晶２とを所定の温度にすることによ
り、Hg圧中で熱処理される。第２図は、この石
英アンプルを作製する方法を示したものである。
図中、１〜３は第１図の場合と同じである。４は
真空排気装置の石英管取り付け口、５はＯリン
グ、６は排気管である。石英管３にHg１と
Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶２を図のように
入れ石英管３中を真空に排気して、石英管を封止
切れば、第１図の石英アンプルが得られる。とこ
ろが、このような封管中での熱処理では、アンプ
ル中に含まれる不純物は、たとえそれが微量であ
つても結晶に甚大な悪影響を及ぼすから、封入す
るHgとHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶は充分汚
れのないように処理されたものでなければならな
い。特にHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶表面は
清浄化が必要であるが石英管内に入れる前に表面
エツチングしても、その後大気に曝すと、結晶表
面に酸化膜ができるうえ、表面に再び汚れも付着
しやすいので、熱処理を行なつても充分特性の良
い結晶が得られない場合があつた。
この発明は以上のような問題点に鑑みてなされ
たものであり、結晶表面処理を石英管中で行なう
ようにして、清浄な結晶表面を得ることを目的と
したものである。
たものであり、結晶表面処理を石英管中で行なう
ようにして、清浄な結晶表面を得ることを目的と
したものである。
第３図は、この発明の一実施例を説明するため
の図である。図中１〜６は第２図と同じであり、
７はテスラコイル、８はプラズマである。Hg１
とHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶２とを石英管
３中に入れ真空引きした後、テスラコイル７の端
子に振動性の高電圧を発生させ、図のように、こ
のテスラコイル７の端子をHg1-XCdXTe（０≦ｘ
＜１）結晶２を保持した石英管３に接近させるこ
とにより、水銀蒸気圧雰囲気中にプラズマ８を発
生させる。このテスラコイル７を用いて発生させ
たプラズマ８により、Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）
結晶２の表面をスパツタ処理する。この処理によ
りHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶表面の酸化膜
や表面に付着した汚れは除去され清浄な結晶表面
が得られる。またスパツタ処理後は結晶は再び大
気に曝れることはないから表面汚染の心配もな
い。
の図である。図中１〜６は第２図と同じであり、
７はテスラコイル、８はプラズマである。Hg１
とHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶２とを石英管
３中に入れ真空引きした後、テスラコイル７の端
子に振動性の高電圧を発生させ、図のように、こ
のテスラコイル７の端子をHg1-XCdXTe（０≦ｘ
＜１）結晶２を保持した石英管３に接近させるこ
とにより、水銀蒸気圧雰囲気中にプラズマ８を発
生させる。このテスラコイル７を用いて発生させ
たプラズマ８により、Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）
結晶２の表面をスパツタ処理する。この処理によ
りHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶表面の酸化膜
や表面に付着した汚れは除去され清浄な結晶表面
が得られる。またスパツタ処理後は結晶は再び大
気に曝れることはないから表面汚染の心配もな
い。
この発明は封止切りを行なう石英管内でHg1-X
CdXTe（０≦ｘ＜１）結晶をプラズマによりスパ
ツタ処理することを特徴とするものであり、プラ
ズマ発生方法は上記実施例のようなテスラコイル
７を用いる方法に限定されるものではなく、例え
ば、石英管３にらせん状のコイルをまき、このコ
イルに高周波電界を印加することによりプラズマ
８を発生させる方法であつてもよい。
CdXTe（０≦ｘ＜１）結晶をプラズマによりスパ
ツタ処理することを特徴とするものであり、プラ
ズマ発生方法は上記実施例のようなテスラコイル
７を用いる方法に限定されるものではなく、例え
ば、石英管３にらせん状のコイルをまき、このコ
イルに高周波電界を印加することによりプラズマ
８を発生させる方法であつてもよい。
この発明によれば、封止切りを行なう石英管内
でHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶表面をスパツ
タ処理するので、非常に清浄な状態で結晶を石英
アンプル中に封入でき、熱処理によつて良質の結
晶が再現性良く得られるという大きな利点があ
る。
でHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶表面をスパツ
タ処理するので、非常に清浄な状態で結晶を石英
アンプル中に封入でき、熱処理によつて良質の結
晶が再現性良く得られるという大きな利点があ
る。
第１図は、Hg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶の
熱処理に用いる石英アンプルの断面図、第２図は
従来から行なわれている石英アンプルの製作方法
を示す断面図、第３図はこの発明の一実施例にな
るHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶の処理方法を
示す断面図である。 図において、１は水銀、２は水銀カドミウムテ
ルライド結晶、３は石英管、４は真空排気装置の
石英管取り付け口、５はＯリング、６は排気管、
７はテスラコイル、８はプラズマである。なお、
図中同一符号は同一部分または相当部分を示す。
熱処理に用いる石英アンプルの断面図、第２図は
従来から行なわれている石英アンプルの製作方法
を示す断面図、第３図はこの発明の一実施例にな
るHg1-XCdXTe（０≦ｘ＜１）結晶の処理方法を
示す断面図である。 図において、１は水銀、２は水銀カドミウムテ
ルライド結晶、３は石英管、４は真空排気装置の
石英管取り付け口、５はＯリング、６は排気管、
７はテスラコイル、８はプラズマである。なお、
図中同一符号は同一部分または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 水銀カドミウムテルライド（Hg1-XCdXTe：
０≦ｘ＜１）結晶を石英アンプル中に封入するに
際して、石英管の封止前に該水銀カドミウムテル
ライド（Hg1-XCdXTe：０≦ｘ＜１）結晶を該石
英管中でプラズマを用いてスパツタ処理すること
を特徴とする水銀カドミウムテルライド（Hg1-X
CdXTe：０≦ｘ＜１）結晶の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57186301A JPS5975683A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 水銀カドミウムテルライド結晶の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57186301A JPS5975683A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 水銀カドミウムテルライド結晶の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5975683A JPS5975683A (ja) | 1984-04-28 |
| JPS6317345B2 true JPS6317345B2 (ja) | 1988-04-13 |
Family
ID=16185924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57186301A Granted JPS5975683A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 水銀カドミウムテルライド結晶の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5975683A (ja) |
-
1982
- 1982-10-22 JP JP57186301A patent/JPS5975683A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5975683A (ja) | 1984-04-28 |
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