JPS63236788A - エピタキシヤル成長用メルトの製造方法 - 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】 〔概要〕 傾斜型液相エピタキシャル成長法でエピタキシャル結晶
を形成する際に用いるエピタキシャル成長用メルトの製
造方法であって、円筒軸に沿って二分割される外管とこ
の外管の一方に設置され、半円筒形状の底部に開口部を
有する傾斜型液相エピタキシャル成長装置の複数のメル
トホルダと、該外管を挿入するアンプルとより成り、前
記メルトホルダを設置していない他方の外管内にエピタ
キシャル結晶成長用メルト形成材料を充填後、外管をア
ンプルに挿入後、アンプルと共に外管内部を排気して封
止し、前記メルト形成材料を溶融後、前記外管を回転さ
せることで、溶融したメルトの表面に発生した酸化物を
前記メルトホルダの開口部を介してメルトホルダと外管
との間に導き、酸化物等の異物が無いメルトを容易に得
るようにしたもの。

〔産業上の利用分野〕

本発明は傾斜型液相エピタキシャル成長に用いるメルト
の製造方法に関する。

赤外線検知素子や、赤外線レーザ素子のような光電変換
素子にはエネルギーバンドギャップの狭い水銀・カドミ
ウム・テルル（Ｈｇ＋−ｘｃｄｘ　Ｔｅ）　ノ結晶が用
いられている。

このようなＨｇ＋−ｘ　Ｃｄ＋ｔ　Ｔｅの結晶をカドミ
ウムテルル（ＣｄＴｅ）の基板上にエピタキシャル成長
する場合、水銀が易蒸発性の材料であるため、密閉構造
の封管を用いて水銀の蒸発を防ぎ、溶融したＨｇ＋−ｘ
Ｃｄｘ　Ｔｅのメルトを基板に接触させ、エピタキシャ
ル層を基板上に形成する傾斜型液相エピタキシャル成長
方法が、装置が簡単でかつエピタキシャル層の成長速度
が早い等の理由により良く用いられている。

ところでこのようなメルトを構成する水銀（Ｈｇ）、カ
ドミウム（Ｃｄ）、テルル（Ｔｅ）のうち、特にＴｅは
酸化し易い元素であり、このような元素の酸化物がメル
ト中に形成されると、基板上に形成されるエピタキシャ
ル結晶内に結晶欠陥が入り易くなるため、メルト形成時
にこれらの元素の酸化物が形成されないようにすること
が要望されている。

〔従来の技術〕

従来のエピタキシャル成長用メルトの製造方法に用いる
装置は、第７図に示すように一端Ａが有底の円筒状管１
の管軸方向に対して垂直方向に、該円筒状管の略半径ｒ
に等しい寸法の仕切り板２が複数個設けられ、その仕切
り板２で仕切られた各室３Ａ、３Ｂ、３Ｃ・・・と対向
する側の円筒状管１内に、前記したＨｇ５Ｃｄｓ　Ｔｅ
をそれぞれ所定重量秤量したメルト形成材料４を充填し
、この円筒状管１を、図示しないが一端が有底のアンプ
ル内にカーボン治具等を用いて固定して挿入し、円筒状
管１とアンプル内とを排気した後、アンプルの他端部を
封止する。

次いで円筒状管１内に充填されているメルト形成材料４
を溶融した後、アンプル内に挿入されている円筒状管１
を矢印Ｂ方向に１８０度回転し、前記した各室３Ａ、３
Ｂ、３Ｃ・・・内に溶融したメルトを充填して固化させ
ることで、第８図に示すようなエピタキシャル成長用メ
ルト５を形成している。

このようにして形成したエピタキシャル成長用メルト５
を第９図および第９図のｘ−ｘ　’線に沿った断面図の
第１０図に示すような底部に開口部６を有し、両端部７
が前記したエピタキシャル成長用メルト５が挿入できる
ように開放端部となっている石英製のメルトホルダ８内
に設置する。

更にメルトホルダ８上にＣｄＴｅの基板９を設置し、メ
ルトホルダ８と基板９の両者を石英製の支持部材１０で
挟持するようにし、このメルトホルダ８、基板９、エピ
タキシャル成長用メルト５、支持部材１０をアンプル１
１内に封入し、前記メルト５を溶融後、第９図の矢印Ｃ
方向に示すように更にアンプル１１を１８０度回転して
基板９上に溶融したメルト５を接触させた後、溶融メル
ト５の温度を低下させて基板９上にエピタキシャル結晶
を形成していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然し、上記したエピタキシャル成長用メルトの製造装置
では、メルト形成材料のＣｄｓ　Ｈｇｓ　Ｔｅ等の元素
の内で特にＴｅは酸化し易い元素であるため、メルト形
成材料を溶融した段階でそのメルトの表面にこれらの元
素の酸化物が付着形成されるおそれがあり、この酸化物
を有するメルトをエピタキシャル成長用メルトとして用
いると、基板上に形成されるエピタキシャル結晶内に結
晶欠陥が形成されるおそれが生じる。

本発明は上記した問題点を解決し、メルト構成元素の酸
化物がメルト表面に形成されないようにしたエピタキシ
ャル成長用メルトの製造方法の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成する本発明のエピタキシャル成長用メル
トの製造方法は、円筒軸に沿って二分割された上下一対
の外管と、該外管の一方に設置され、半円筒形状の底部
に開口部を設けた複数のエピタキシャル成長装置用メル
トホルダと、該外管を挿入するアンプルとよりなり、前
記メルトホルダを一方の外管内に挿入した後、前記他方
の外管の内部にエピタキシャル成長用メルト形成材料を
充填し、該外管をアンプル内に挿入し、排気封止後、前
記エピタキシャル成長用メルト形成材料を溶融した後、
前記外管を回転させることによりメルト形成材料の酸化
物を、前記外管と前記メルトホルダとの間に導入するよ
うにする。

〔作用〕

本発明のエピタキシャル成長用メルトの製造方法は、底
部に開口部を設けた液相エピタキシャル成長装置用のメ
ルトホルダ内に、メルト形成材料を充填した後、このメ
ルトホルダを外管内に挿入し、前記外管内を排気後、メ
ルト形成材料を溶融し、この溶融したメルトを回動させ
ることで溶融したメルト表面に形成される酸化物を前記
メルトホルダの開口部を介して外管とメルトホルダとの
間に導入して除去するので、形成されたメルト表面には
前記酸化物が付着しない。

〔実施例〕

以下、図面を用いながら本発明の一実施例につき詳細に
説明する。

第１図は本発明の方法に用いる装置の外管の分解した斜
視図、第２図は本発明の方法に用いる装置の断面図、第
３図は第２図のｍ−ｍ′線に沿った断面図である。

第１図、第２図および第３図に示すように外管２１は石
英ガラス製で管軸方向に沿って２分割された上部外管２
２と下部外管２３とより成る。上部外管２２と下部外管
２３の両方共、両端部に平板状の突出部２４を有し、こ
の突出部２４の略中央部にはネジ孔２５が設けられ、こ
のネジ孔２５内に嵌合するカーボン製のネジ２６の締結
によって上部外管２２と下部外管２３が固定されるよう
に成っている。

また下部外管２２には所定の間隔を隔てて、後述するメ
ルトホルダを設置するための突出部２７が設けられてい
る。

この下部外管２３内にｎｇ、　ｃａ、　Ｔｅを所定の重
量測定したメルト形成材料２８を充填し、上部外管２２
内の突出部２７上に第４図および第４図のｖ−ｖ　’線
に沿った断面図である第５図に示す半円筒形状のメルト
ホルダ２９を倒立させた状態で設置する。

このメルトホルダ２９は底部に開口部３０を有し、両端
部３１が開放状態に成っており、形成されたメルトを取
り出しやす（している。

次いでメルト形成材料２日を充填した下部外管２３と、
メルトホルダ２９を倒立させて設置した上部外管２２と
をＡｒガスのような不活性ガス雰囲気内にさらし、前記
したネジ２６を用いて下部外管２３と上部外管２２とを
締結し、この外管２１を図示しないが、一端が有底のア
ンプル内に挿入して排気した後、他端部を封止する。

この状態で外管２１を加熱炉内に導入し、第６図（ａ）
に示すようにメルト形成材料２８を溶融する。すると溶
融したメルト形成材料２８の表面にはメルト形成材料の
酸化物３２が析出する。

次いで外管２１を矢印り方向に回転させることで第６図
（ｂ）の状態にする。すると溶融したメルト２８は酸化
物３２に比して比重が大きいため、メルトホルダ２９の
外壁面と外管２１の内壁面との間の隙間を通じて移動し
、酸化物３２は溶融したメルト２８の表面に残留する。

更に外管２１を矢印り方向に回転させることで第６図（
Ｃ）の状態にする。この第６図（Ｃ）の状態は第６図（
ａ）の状態を矢印り方向に沿って１８０度回転した状態
となっており、この場合には開口部３０を通じて溶融し
たメルトがメルトホルダ２９の内部に入り、比重の軽い
酸化物３２がメルトホルダ２９の外壁面と外管２１の内
壁面との間に残留する。

更に外管２１を矢印り方向に対して反対側の矢印Ｅ方向
に移動させて第６図［ｄ）の状態にする。すると開口部
３０を通じてメルトホルダ２９内に入っている溶融した
メルトが多少外管２１の内部に流出し、外管２１とメル
トホルダ２９との隙間に残留している酸化物３２を外管
２１の内部に押し出す。

このようにしてメルトホルダ２９内には、酸化物３２が
除去された高品質のメルトが残留し、この溶融したメル
トを固化してエピタキシャル成長用メルトとして使用す
れば、エピタキシャル成長層内にメルトの酸化物による
結晶表面欠陥の発生が見られない高品質のエピタキシャ
ル結晶が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明のエピタキシャル成長用メルト
の製造方法によれば、酸化物が含まれない高品質のメル
トが得られ、このメルトを用いてエピタキシャル成長を
すると結晶欠陥の発生しない高品質のエピタキシャル結
晶が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる装置の斜視図、第２図は
本発明の方法に用いる装置の断面図、第３図は第２図の
ｍ−ｍ’線に沿った断面図、第４図はメルトホルダの斜
視図、 第５図は第４図のｖ−ｖ”線に沿った断面図、第６図（
ａ）より第６図（ｄ）迄は本発明の方法に用いる装置の
状態図、 第７図は従来の方法の説明図、 第８図はメルトの斜視図、 第９図はエピタキシャル成長装置の斜視図、第１０図は
第９図のｘ−ｘ”線に沿った断面図である。 図に於いて、 ２１は外管、２２は上部外管、２３は下部外管、２４．
２７は突出部、２５はネジ孔、２６はネジ、２８はメル
ト形成材料、２９はメルトホルダ、３０は開口部、３１
は両端部、３２は酸化物、Ｄ、Ｅは装置の回転方向を示
す矢印である。 ’ｔｚｒｘ、　ｘ−ｘ′４ｍ＊ａｉ 第３図 （Ｑ）　　　　　　　　　　　　　　ｔｂ）第６図 促朱／１雷はへ説明■ 第７図 メルトめ軒視区 第８図 エビタキシマルおｄ覧鷲１Ｌ乃矛チ刊１直第９図 一＋ｑｒｉゴの　Ｘ　−Ｘ’　　、’Ｊ＋＝＞９ｙＮ　
ｌケｔｃり第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　円筒軸に沿って二分割された上下一対の外管（２１）
   と、該外管（２１）の一方に設置され、半円筒形状の底
   部に開口部（３０）を設けた複数のエピタキシャル成長
   装置用メルトホルダ（２９）と、該外管を挿入するアン
   プルとよりなり、前記メルトホルダ（２９）を一方の外
   管内に挿入した後、前記他方の外管（２１）の内部にエ
   ピタキシャル成長用メルト形成材料（２８）を充填し、
   該外管（２１）をアンプル内に挿入し、排気封止後、前
   記エピタキシャル成長用メルト形成材料（２８）を溶融
   した後、前記外管（２１）を回転させることによりメル
   ト形成材料（２８）の酸化物（３２）を、前記外管（２
   １）と前記メルトホルダ（２９）との間に導入するよう
   にしたことを特徴とするエピタキシャル成長用メルトの
   製造方法。