JPS6317345B2 - - Google Patents
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- 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
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- crystals
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- 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
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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。[Detailed Description of the Invention] The present invention uses mercury cadmium telluride (Hg 1-X Cd X Te: 0≦x<1), which is a ternary mixed crystal semiconductor material.
Concerning a crystal processing method.
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。 Hg 1-X Cd It is a semiconductor crystal that changes in the range of 〓). A crystal with a composition of x=0.2,
In other words , Hg 0.8 Cd 0.2 Te has a forbidden band width of 0.1 eV (77〓)
Therefore, it is important as a material for infrared detection elements with wavelengths around 10 μm. Further, a crystal having a composition of x=0.3 (Hg 0.7 Cd 0.3 Te) is used for an infrared detection element with a wavelength of around 4 μm. Furthermore, a crystal with a composition of x=0.75 is useful as a detector of around 1.3 μm. As described above, Hg 1-X Cd X Te (0≦x<1) is a material with excellent characteristics, and in recent years research and development of infrared detection elements using this crystal have been active.
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。 Hg 1-X Cd
Since it contains elements, it is easy to dissociate and evaporate during crystal growth to create vacancies in the crystal. This Hg vacancy becomes an acceptor in the Hg 1-X Cd X Te (0≦x<1) crystal, so generally Hg 1-X Cd X Te (0≦x<1)
1) After crystal growth, the carrier concentration is
10 16 to 10 17 (cm -3 ) p-type.
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。 Crystals containing many Hg vacancies have poor electrical properties and cannot be used in devices, so generally Hg 1-X Cd X Te (0≦x<1) crystals are
After growth, heat treatment under Hg pressure is required to reduce Hg vacancies. It is known that depending on the heat treatment conditions under Hg pressure, Hg 1-X Cd X Te (0≦x<1) can be converted into p-type crystal or n-type crystal with lower carrier concentration. In Figure 1, Hg 1-X Cd X Te
(0≦x<1) A method conventionally used for heat treatment of crystals under Hg pressure is illustrated.
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。 In the figure, 1 is Hg, 2 is Hg 1-X Cd X Te (0≦x<
1) Crystal, 3 is a quartz ampoule. The inside of the quartz ampoule 3 is evacuated. Hg 1-X Cd X Te
( 0 ≦
≦x<1) By bringing the crystal 2 to a predetermined temperature, heat treatment is performed under Hg pressure. FIG. 2 shows a method for manufacturing this quartz ampoule.
In the figure, 1 to 3 are the same as in FIG. 4 is a quartz tube attachment port of a vacuum exhaust device, 5 is an O-ring, and 6 is an exhaust pipe. Hg1 in quartz tube 3
Insert the Hg 1 -X Cd . However, in such heat treatment in a sealed tube, the impurities contained in the ampoule, even if only in small amounts, have a severe negative effect on the crystal, so the Hg and Hg 1-X Cd X Te ( 0≦x<1) The crystal must be treated to be sufficiently clean. In particular, the surface of the Hg 1-X Cd Moreover, since dirt is likely to re-adhere to the surface, crystals with sufficiently good properties may not be obtained even after heat treatment.
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。 This invention was made in view of the above problems, and aims to obtain a clean crystal surface by performing crystal surface treatment in a quartz tube.
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。 FIG. 3 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention. 1 to 6 in the figure are the same as in Figure 2,
7 is a Tesla coil, and 8 is a plasma. Hg1
and Hg 1-X Cd Connect the terminals of Tesla coil 7 to Hg 1-X Cd X Te (0≦x
<1) Plasma 8 is generated in a mercury vapor pressure atmosphere by bringing the crystal 2 close to the quartz tube 3 holding it. By the plasma 8 generated using this Tesla coil 7, Hg 1-X Cd X Te (0≦x<1)
The surface of crystal 2 is sputtered. This treatment removes the oxide film on the surface of the Hg 1-X Cd X Te (0≦x<1) crystal and the dirt attached to the surface, resulting in a clean crystal surface. Furthermore, since the crystals are not exposed to the atmosphere again after sputtering, there is no need to worry about surface contamination.
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。 In this invention, Hg 1-X is
It is characterized by sputtering a Cd Alternatively, the plasma 8 may be generated by winding a spiral coil around the quartz tube 3 and applying a high frequency electric field to the coil.
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。 According to this invention, the surface of the Hg 1-X Cd , has the great advantage that high-quality crystals can be obtained with good reproducibility through heat treatment.
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。
Figure 1 is a cross-sectional view of a quartz ampoule used for heat treatment of Hg 1-X Cd FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for processing a Hg 1-X Cd X Te (0≦x<1) crystal, which is an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is mercury, 2 is a mercury cadmium telluride crystal, 3 is a quartz tube, 4 is a quartz tube attachment port of a vacuum exhaust device, 5 is an O-ring, 6 is an exhaust pipe,
7 is a Tesla coil, and 8 is a plasma. In addition,
The same reference numerals in the drawings indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
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。1 Mercury cadmium telluride (Hg 1-X Cd X Te:
0≦x<1) When enclosing a crystal in a quartz ampoule, the mercury cadmium telluride (Hg 1-X Cd Mercury cadmium telluride (Hg 1-X
Cd X Te: 0≦x<1) Crystal processing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57186301A JPS5975683A (en) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | Processing of hgcd telluride crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57186301A JPS5975683A (en) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | Processing of hgcd telluride crystal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5975683A JPS5975683A (en) | 1984-04-28 |
| JPS6317345B2 true JPS6317345B2 (en) | 1988-04-13 |
Family
ID=16185924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57186301A Granted JPS5975683A (en) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | Processing of hgcd telluride crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5975683A (en) |
-
1982
- 1982-10-22 JP JP57186301A patent/JPS5975683A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5975683A (en) | 1984-04-28 |
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