JPH077747B2 - Vapor phase epitaxial growth system - Google Patents
Vapor phase epitaxial growth systemInfo
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- JPH077747B2 JPH077747B2 JP633387A JP633387A JPH077747B2 JP H077747 B2 JPH077747 B2 JP H077747B2 JP 633387 A JP633387 A JP 633387A JP 633387 A JP633387 A JP 633387A JP H077747 B2 JPH077747 B2 JP H077747B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 エピタキシャル成長後の未使用の水銀蒸気を液化して水
銀収容容器に還流させ、この還流した水銀を再びエピタ
キシャル成長に用いる循環型のエピタキシャル成長方法
であって、この液化した水銀を蒸溜して純化する手段を
付設することで、再使用される水銀の純度を高め、不純
物の混入の少ない高品位の水銀を含む化合物半導体のエ
ピタキシャル結晶を得るようにする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] This is a circulation type epitaxial growth method in which unused mercury vapor after epitaxial growth is liquefied and returned to a mercury storage container, and the refluxed mercury is again used for epitaxial growth. By providing a means for distilling and purifying mercury, the purity of the reused mercury is increased and an epitaxial crystal of a compound semiconductor containing high-quality mercury with less impurities is obtained.
本発明は水銀を含む化合物半導体のエピタキシャル成長
方法に関する。The present invention relates to a method for epitaxially growing a compound semiconductor containing mercury.
水銀・カドミウム・テルル（Hg1-xCdxTe）のような化合
物半導体結晶はそのエネルギーバンドギャップが狭く、
赤外線検知素子のような光電変換装置に利用されてい
る。Compound semiconductor crystals such as mercury, cadmium and tellurium (Hg 1-x Cd x Te) have a narrow energy band gap,
It is used in photoelectric conversion devices such as infrared detectors.
このような水銀を含む化合物半導体を素子形成に都合が
良いように大面積で、かつ薄層状態に得る方法としてHg
1-xCdxTeに対して格子定数がほぼ同じのカドミウム（Cd
Te）の結晶を基板として用い、その上に気相成長方法を
用いてHg1-xCdxTeの結晶を形成している。As a method for obtaining such a compound semiconductor containing mercury in a large area and in a thin layer state, which is convenient for device formation, Hg
1-x Cd x Te has the same lattice constant as cadmium (Cd
Te) crystal is used as a substrate, and Hg 1-x Cd x Te crystal is formed on it by vapor phase epitaxy.
このように気相成長方法でHg1-xCdxTeの結晶を形成する
場合には、反応容器内にCdTeの基板と、ソース材料とし
てカドミウム（Cd）やテルル（Te）を設置し、該基板や
ソース材料を加熱した状態で水銀の蒸気をソース材料上
に通過させ、このソース材料を担持した水銀の蒸気を基
板に供給してエピタキシャル成長を行っている。When forming a Hg 1-x Cd x Te crystal by the vapor phase growth method as described above, a CdTe substrate and cadmium (Cd) or tellurium (Te) as a source material are installed in a reaction vessel, Mercury vapor is passed over the source material while the substrate and the source material are heated, and mercury vapor carrying the source material is supplied to the substrate for epitaxial growth.
このようなエピタキシャル成長時にこのソース材料を担
持した水銀の蒸気の一部しか反応に与からず、他の殆ど
の水銀は未反応の状態で外部に運ばれる。そのため、こ
の未使用の水銀の蒸気を冷却して液化し、この液化した
水銀を反応容器に連通する水銀収容容器内に還流させ、
この還流した水銀を再度エピタキシャル成長に用いる装
置が提案されている。During such epitaxial growth, only a part of the mercury vapor carrying the source material participates in the reaction, and most of the other mercury is carried to the outside in an unreacted state. Therefore, the unused mercury vapor is cooled and liquefied, and the liquefied mercury is refluxed into the mercury container communicating with the reaction vessel,
An apparatus has been proposed in which this refluxed mercury is used again for epitaxial growth.
従来のこのような水銀を液化、還流して再使用するエピ
タキシャル成長装置が、アメリカ合衆国特許（特許番号
3,619,283号PATENTED Nov.9.1971）に於いて提案されて
いる。A conventional epitaxial growth apparatus for liquefying and refluxing mercury and reusing it is known as a U.S. patent (Patent No.
No. 3,619,283 PATENTED Nov.9.1971).
第２図はこのような従来の気相エピタキシャル成長装置
の模式図で、図示するように、水銀１を収容する水銀収
容容器２とCdTeの基板３と基板上に形成すべきHg1-xCdx
Teの結晶の形成用材料のテルル（Te）４を収容するボー
ト５と、カドミウム（Cd）６を収容するボート７を設置
する反応容器８とは連通して設けられている。FIG. 2 is a schematic view of such a conventional vapor phase epitaxial growth apparatus. As shown in the figure, a mercury container 2 containing mercury 1, a substrate 3 of CdTe, and Hg 1-x Cd x to be formed on the substrate.
A boat 5 for containing tellurium (Te) 4 as a material for forming Te crystals and a reaction vessel 8 for installing a boat 7 for containing cadmium (Cd) 6 are provided in communication with each other.
この反応容器８に於いて、水銀の蒸気の流れる方向より
見て基板３が設置されている箇所の下流側は二股に分岐
され、その分岐された反応容器の間には未使用の水銀蒸
気を冷却して液化するためのエアー噴射装置等の冷却手
段９が設置されている。また基板３は前記反応容器８の
分岐された箇所に跨るようにして設置されているカーボ
ン等よりなる基板設置治具10の上に設置されている。In this reaction vessel 8, the downstream side of the place where the substrate 3 is installed when viewed from the direction of the flow of mercury vapor is bifurcated, and unused mercury vapor is introduced between the branched reaction vessels. A cooling means 9 such as an air injection device for cooling and liquefying is installed. The substrate 3 is placed on a substrate placement jig 10 made of carbon or the like that is placed so as to straddle the branched portion of the reaction vessel 8.
またこの反応容器８には反応容器内を排気するための排
気ポンプ11が接続さており、更に基板３およびTeおよび
Cdのソース材料4,6を加熱するためのヒータ12が設けら
れている。また水銀収容容器２には水銀の蒸発速度を高
めるためのヒータ13が設置されている。Further, an exhaust pump 11 for exhausting the inside of the reaction vessel is connected to the reaction vessel 8, and further the substrate 3 and Te and
A heater 12 is provided to heat the Cd source materials 4 and 6. A heater 13 is installed in the mercury container 2 to increase the evaporation rate of mercury.
また反応容器８を密閉するための蓋14が設けられてい
る。Further, a lid 14 for sealing the reaction container 8 is provided.
このような装置の蓋14を開けて基板３およびCd、および
Teのソース材料4,6を反応容器８内に収容する。また一
方、反応容器８に連通する水銀収容容器２内に水銀１を
収容する。Open the lid 14 of such a device to open the substrates 3 and Cd, and
The Te source materials 4 and 6 are housed in the reaction vessel 8. On the other hand, the mercury 1 is contained in the mercury container 2 that communicates with the reaction container 8.
次いで排気ポンプ11を用いて反応容器８内を排気した
後、ヒータ12、ヒータ13を加熱して水銀の蒸気をTeとCd
のソース材料4,6の上に供給し、これらのソース材料4,6
を担持した水銀の蒸気を基板３上に供給することで、基
板３上にHg1-xCdxTeの結晶をエピタキシャル成長させ
る。Then, after exhausting the inside of the reaction vessel 8 using the exhaust pump 11, the heater 12 and the heater 13 are heated to convert mercury vapor into Te and Cd.
Source over these source materials 4,6, these source materials 4,6
By supplying the vapor of mercury carrying H onto the substrate 3, a crystal of Hg 1-x Cd x Te is epitaxially grown on the substrate 3.
次いで空気噴射器等の空冷手段９を動作させてエピタキ
シャル成長に与からなかった未反応の水銀の蒸気を冷却
して液化せしめ、その液化した水銀を水銀収容容器２内
に還流させる。次いでこの還流した水銀を再度エピタキ
シャル成長に用いることで水銀を循環して使用し、水銀
の消費量を少なく保つようにしている。Next, the air-cooling means 9 such as an air injector is operated to cool and liquefy unreacted mercury vapor that has not contributed to the epitaxial growth, and the liquefied mercury is refluxed into the mercury container 2. Then, this refluxed mercury is used again for epitaxial growth to circulate and use the mercury, thereby keeping the consumption of mercury low.
然し、従来のこのような気相エピタキシャル成長装置に
於いては、例えばHg1-xCdxTeの結晶にＮ型、或いはＰ型
の導電型を付与する砒素（As）或いはインジウム（In）
を添加した場合、これらの添加すべき元素が水銀の未使
用の蒸気の中に混入する恐れがあり、それが冷却されて
液化した水銀の中に混入されるおそれが生じる。However, in such a conventional vapor phase epitaxial growth apparatus, for example, arsenic (As) or indium (In) that imparts N-type or P-type conductivity to a crystal of Hg 1-x Cd x Te, for example.
When added, these elements to be added may be mixed in the unused vapor of mercury, and may be mixed in the liquefied mercury that is cooled.
このような不純物原子が混入された水銀をエピタキシャ
ル成長に再使用すると、形成されるエピタキシャル結晶
が所望の組成の結晶が得られない問題を生じる。When mercury containing such impurity atoms is reused for epitaxial growth, there arises a problem that an epitaxial crystal to be formed cannot obtain a crystal having a desired composition.
本発明は上記した液化した水銀の中にエピタキシャル層
形成の際の不純物原子が混入されないようにしたエピタ
キシャル気相エピタキシャル成長装置の提供を目的とす
る。An object of the present invention is to provide an epitaxial vapor phase epitaxial growth apparatus in which the above-mentioned liquefied mercury is prevented from being mixed with impurity atoms when forming an epitaxial layer.
本発明の気相エピタキシャル成長装置は、エピタキシャ
ル層形成用の反応容器と、該反応容器に連通し、該反応
容器内で未反応の液化した水銀を純化する純化手段を設
けると共に、該純化手段を前記反応容器に連通する構成
とし、前記純化した水銀を連続してエピタキシャル成長
に使用可能とする。The vapor phase epitaxial growth apparatus of the present invention is provided with a reaction vessel for forming an epitaxial layer and a purification means which communicates with the reaction vessel and purifies unreacted liquefied mercury in the reaction vessel, and the purification means is The structure is such that it communicates with the reaction vessel, and the purified mercury can be continuously used for epitaxial growth.
上記気相エピタキシャル成長の過程に未反応の水銀中に
はCdTe基板から、CdやTeが、またドーパントとして用い
たAsやIn等の不純物原子が混入されるおそれがある。上
記したCd、Te、As、In等は水銀に比較して蒸気圧が105
程度低い。従って蒸気圧の差を利用すると純粋な水銀を
回収することができる。During the above vapor phase epitaxial growth, unreacted mercury may be mixed with Cd and Te from the CdTe substrate and with impurity atoms such as As and In used as dopants. The above Cd, Te, As, In, etc. have a vapor pressure of 10 5 compared to mercury.
It is low. Therefore, pure mercury can be recovered by utilizing the difference in vapor pressure.
本発明の気相エピタキシャル成長装置は、液化した水銀
を純化する蒸溜装置をこの気相エピタキシャル成長装置
に付与することで、エピタキシャル成長の際に水銀中に
含有された不純物原子を蒸気圧の差によって容易に確実
に除去し、高純度な水銀が水銀収容容器の中に還流され
るようにして高品位のエピタキシャル結晶が得られるよ
うにする。The vapor phase epitaxial growth apparatus of the present invention is provided with a distillation apparatus for purifying liquefied mercury to this vapor phase epitaxial growth apparatus, so that the impurity atoms contained in mercury during epitaxial growth can be easily and reliably ensured by the difference in vapor pressure. Then, the high-purity mercury is refluxed into the mercury container to obtain a high-quality epitaxial crystal.
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。An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図は、本発明の気相エピタキシャル成長装置に付与
する蒸溜装置の一実施例を示す模式図で、 図示するようにこの蒸溜装置101は、液化した水銀を収
容する収容容器21と、この収容容器21に連結し、かつ水
銀を加熱して水銀蒸気とし、その蒸気を冷却して液化す
る凝縮器22と、その純化されて液化された水銀を収容す
る容器23とよりなる。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a distilling device applied to the vapor phase epitaxial growth apparatus of the present invention. As shown in the figure, the distilling device 101 includes a container 21 for containing liquefied mercury and a container 21 for containing the liquefied mercury. A condenser 22 connected to the container 21 and heating mercury to mercury vapor, cooling the vapor and liquefying it, and a container 23 containing the purified and liquefied mercury.
この収容容器21の上部には、前記した液化した水銀が供
給される供給口24を設け、その底部には水銀を所定量供
給する供給弁25と、この水銀を所定量保管する水銀溜め
26を有し、冷却器27を介して凝縮器22の底部と連結して
いる。A supply port 24 for supplying the above-mentioned liquefied mercury is provided in the upper part of the container 21, a supply valve 25 for supplying a predetermined amount of mercury at the bottom thereof, and a mercury reservoir for storing a predetermined amount of this mercury.
26, and is connected to the bottom of the condenser 22 via a cooler 27.
凝縮器22の底部は二股に分岐され、その分岐された箇所
には水銀を加熱するためのヒータ28が設置されている。The bottom of the condenser 22 is bifurcated, and a heater 28 for heating mercury is installed at the bifurcated portion.
また凝縮器22の上部には蒸発した水銀を冷却して液化す
るための水を冷媒として循環させる冷却部29が設置され
ている。そして冷却部29の下部の側方には、蒸溜されて
純度を高められた水銀を収容する容器23が設置されてい
る。Further, a cooling unit 29 that circulates water for cooling and liquefying evaporated mercury as a refrigerant is installed above the condenser 22. A container 23 for storing the distilled and highly purified mercury is installed laterally below the cooling unit 29.
このような蒸溜装置の供給口24は、前記したエピタキシ
ャル成長装置の反応容器８と、水銀収容容器２との接続
管2Aの途中に接続されている。The supply port 24 of such a distillation apparatus is connected in the middle of a connecting pipe 2A between the reaction vessel 8 of the epitaxial growth apparatus and the mercury storage vessel 2 described above.
また純化された水銀収容容器23と前記した第２図に示し
た水銀収容容器２とは別個に配管30を設けて接続する
か、或いは水銀収容容器23を設けずに、凝縮器22の冷却
部29の底部と前記した水銀収容容器２とを直接配管で接
続するようにしても良い。Further, the purified mercury storage container 23 and the mercury storage container 2 shown in FIG. 2 are connected separately by providing a pipe 30 or without providing the mercury storage container 23, and a cooling unit for the condenser 22. You may make it connect the bottom part of 29 and the above-mentioned mercury container 2 directly with piping.
このような蒸溜装置は、排気ポンプ31で装置内部が排気
された後、前記エピタキシャル形成装置で液化された水
銀が、接続管2Aより開口部24を介して水銀収容容器21内
に供給される。更にこの水銀は供給弁25により水銀溜め
26に所定量保管される。この水銀は更に凝縮器22の底部
の加熱部32に供給され、ヒータ28にて加熱されて水銀の
蒸気となる。この水銀の蒸気は更に凝縮器22の上部の冷
却部29で冷却されて液化された後、水銀収容容器23に収
容され、更に図示しない配管を通じて水銀収容容器２に
保管される。In such a distilling device, after the inside of the device is exhausted by the exhaust pump 31, mercury liquefied by the epitaxial forming device is supplied from the connecting pipe 2A into the mercury container 21 through the opening 24. In addition, this mercury is stored by the supply valve 25.
A predetermined amount is stored in 26. This mercury is further supplied to the heating section 32 at the bottom of the condenser 22 and heated by the heater 28 to become mercury vapor. The mercury vapor is further cooled and liquefied in the cooling unit 29 above the condenser 22, and then stored in the mercury storage container 23 and further stored in the mercury storage container 2 through a pipe (not shown).
このようにして蒸気圧の差によって純化されて水銀収容
容器２に保管された水銀は、還流して連続的にエピタキ
シャル成長に使用される。The mercury thus purified by the difference in vapor pressure and stored in the mercury container 2 is refluxed and continuously used for epitaxial growth.
このようにすれば、エピタキシャル成長過程で水銀の内
部に含有されている不純物は除去され、高純度な水銀が
得られれ、この水銀を用いることで高品位のエピタキシ
ャル結晶が得られる。By doing so, impurities contained in the mercury are removed during the epitaxial growth process, and high-purity mercury is obtained. By using this mercury, a high-quality epitaxial crystal can be obtained.
第１図は本発明の装置の要部の説明図、 第２図は従来の気相成長装置の要部の説明図である。 図に於いて、 2,21,23は水銀収容容器、2Aは接続管、22は凝縮器、24
は供給口、25は供給弁、26は水銀溜め、27は冷却器、28
はヒータ、29は冷却部、30は配管、31は排気ポンプ、32
は加熱部、101は蒸溜装置を示す。FIG. 1 is an explanatory view of the main parts of the apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view of the main parts of a conventional vapor phase growth apparatus. In the figure, 2,21,23 are mercury storage containers, 2A is a connecting pipe, 22 is a condenser, and 24 is a condenser.
Is a supply port, 25 is a supply valve, 26 is a mercury reservoir, 27 is a cooler, 28
Is a heater, 29 is a cooling unit, 30 is piping, 31 is an exhaust pump, 32
Is a heating unit, and 101 is a distilling device.
Claims (1)
反応容器に連通し、該反応容器内で未反応の液化した水
銀を純化する純化手段を設けると共に、該純化手段を前
記反応容器に連通する構成とし、前記純化した水銀を連
続してエピタキシャル成長に使用可能としたことを特徴
とする気相エピタキシャル成長装置。1. A reaction vessel for forming an epitaxial layer, and a purification means which communicates with the reaction vessel and purifies unreacted liquefied mercury in the reaction vessel, and the purification means communicates with the reaction vessel. A vapor phase epitaxial growth apparatus having the above-described structure, wherein the purified mercury can be continuously used for epitaxial growth.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP633387A JPH077747B2 (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Vapor phase epitaxial growth system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP633387A JPH077747B2 (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Vapor phase epitaxial growth system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63174312A JPS63174312A (en) | 1988-07-18 |
| JPH077747B2 true JPH077747B2 (en) | 1995-01-30 |
Family
ID=11635434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP633387A Expired - Lifetime JPH077747B2 (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Vapor phase epitaxial growth system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077747B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMI20100285A1 (en) | 2010-02-23 | 2011-08-24 | Getters Spa | METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLED DISTRIBUTION OF MERCURY AND DEVICES PRODUCED WITH THIS METHOD |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP633387A patent/JPH077747B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63174312A (en) | 1988-07-18 |
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