JPH0796477B2 - Vapor growth method and apparatus - Google Patents
Vapor growth method and apparatusInfo
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- JPH0796477B2 JPH0796477B2 JP61116406A JP11640686A JPH0796477B2 JP H0796477 B2 JPH0796477 B2 JP H0796477B2 JP 61116406 A JP61116406 A JP 61116406A JP 11640686 A JP11640686 A JP 11640686A JP H0796477 B2 JPH0796477 B2 JP H0796477B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 水銀カドミウムテルル等水銀を構成元素の一つとする化
合物の気相成長方法とこの方法の実施に直接使用する気
相成長装置とである。DETAILED DESCRIPTION [Overview] A vapor phase growth method for a compound containing mercury as one of the constituent elements such as mercury cadmium tellurium and a vapor phase growth apparatus used directly for carrying out this method.
構成元素の一つである水銀の蒸気を、バブラを使用して
供給し、さらに、バブラから反応領域までの温度を、バ
ブラ温度より高い温度(随伴する他の物質の分解温度よ
り低い温度)に制御し、途中で水銀滴に滴化することを
防止しながら、反応領域における水銀蒸気圧を正確に制
御し、所望の混晶比となしうるようにしたものである。The vapor of mercury, which is one of the constituent elements, is supplied using a bubbler, and the temperature from the bubbler to the reaction region is set higher than the bubbler temperature (lower than the decomposition temperature of other substances accompanying it). The mercury vapor pressure in the reaction region can be accurately controlled by controlling it to prevent it from dripping into mercury droplets on the way to obtain a desired mixed crystal ratio.
本発明は、水銀カドミウムテルル等水銀を構成元素の一
つとする化合物の気相成長方法とこの方法の実施に直接
使用する気相成長装置とに関する。特に、反応領域にお
ける水銀蒸気圧を正確に制御し、水銀の混晶比を正確に
制御しうるようになす改良に関する。The present invention relates to a vapor phase growth method for a compound containing mercury as one of constituent elements such as mercury cadmium tellurium and a vapor phase growth apparatus used directly for carrying out this method. In particular, the present invention relates to an improvement in which the mercury vapor pressure in the reaction region can be accurately controlled and the mixed crystal ratio of mercury can be accurately controlled.
水銀カドミウムテルル等水銀を構成元素の一つとする化
合物の気相成長方法の実施に使用する気相成長装置とし
て従来広く使用されている気相成長装置を第2図に示
す。1は石英ガラス製の反応管であり、2はグラファイ
ト製の基板支持装置であり基板3を支持し、4は反応領
域温度制御用RFコイルである。5は水銀溜であり、6は
水銀蒸発用ヒータである。7は気相材料供給装置であ
り、水銀カドミウルテルル層を成長する場合は、例えば
ジメチルカドミウムとジエチルテルルとの混合ガスを供
給する。この場合、反応領域においては、ジメチルカド
ミウムは350℃〜360℃に加熱されて水素と反応してカド
ミウムラジカルとメタン等とに分解し、一方、ジエチル
テルルは350℃〜360℃に加熱されて水素と反応してテル
ルラジカルとエタン等とに分解し、これらのラジカルと
水銀とが反応して、水銀カドミウムテルルが生成され
る。FIG. 2 shows a vapor phase epitaxy apparatus that has been widely used as a vapor phase epitaxy apparatus used for implementing the vapor phase epitaxy method of a compound containing mercury as one of the constituent elements such as mercury cadmium tellurium. Reference numeral 1 is a reaction tube made of quartz glass, 2 is a substrate support device made of graphite, which supports a substrate 3, and 4 is an RF coil for controlling a reaction region temperature. Reference numeral 5 is a mercury reservoir and 6 is a mercury evaporation heater. Reference numeral 7 denotes a vapor phase material supply device, which supplies a mixed gas of, for example, dimethylcadmium and diethyl tellurium when the mercury cadmium tellurium layer is grown. In this case, in the reaction region, dimethylcadmium is heated to 350 ° C to 360 ° C and reacts with hydrogen to decompose into cadmium radicals and methane, while diethyl tellurium is heated to 350 ° C to 360 ° C to generate hydrogen. Reacts with and decomposes into tellurium radicals and ethane, and these radicals react with mercury to produce mercury cadmium tellurium.
上記せる従来技術に係る気相成長装置を使用してなす従
来技術に係る気相成長法にあっては、水銀溜の温度制御
が正確にできず、そのため、反応領域における水銀の蒸
気圧を正確に制御できず、したがって、成長される水銀
カドミウムテルル層中の水銀混晶比を正確に制御できな
いという欠点があった。In the conventional vapor phase growth method using the above-described conventional vapor phase growth apparatus, the temperature of the mercury reservoir cannot be accurately controlled, and therefore, the vapor pressure of mercury in the reaction region can be accurately controlled. However, there is a drawback that the mixed crystal ratio of mercury in the grown mercury-cadmium-tellurium layer cannot be controlled accurately.
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、反応
領域における水銀の蒸気圧を正確に制御し、反応領域に
おける材料ガスの組成比を正確に所望の値に制御し、正
確に所望の混晶比を有する物質を成長しうる気相成長方
法とその方法の実施に直接使用する気相成長装置とを提
供することにある。The object of the present invention is to eliminate this drawback, to precisely control the vapor pressure of mercury in the reaction region, to accurately control the composition ratio of the material gas in the reaction region to a desired value, A vapor phase growth method capable of growing a material having a mixed crystal ratio, and a vapor phase growth apparatus used directly for carrying out the method.
上記の目的のうち、第1の目的を達成する手段は、水銀
と有機金属化合物とを出発物質として、水銀を構成元素
の一つとする化合物半導体を製造する気相成長方法にお
いて、前記の出発物質のうち、水銀は、反応装置外にお
いて所定の水銀の飽和蒸気圧に対応する温度にて気化し
て水銀蒸気供給管に供給し、この水銀蒸気供給管中にお
いて水銀の飽和蒸気圧に対応する温度より高い温度に加
熱した後反応領域に供給し、一方、前記の出発物質のう
ち、有機金属化合物は、この物質の分解温度より低い温
度をもって、反応領域に供給し、前記の出発物質のそれ
ぞれの最適の量を前記の反応領域に供給して、相互に反
応させる気相成長方法である。Among the above objects, a means for achieving the first object is a vapor phase growth method for producing a compound semiconductor containing mercury and one of organometallic compounds as starting materials, wherein the starting materials are the above-mentioned starting materials. Of the above, mercury is vaporized outside the reactor at a temperature corresponding to the predetermined saturated vapor pressure of mercury and supplied to the mercury vapor supply pipe, and in this mercury vapor supply pipe, the temperature corresponding to the saturated vapor pressure of mercury. After being heated to a higher temperature, it is fed to the reaction zone, while among the starting materials mentioned above, the organometallic compounds are fed to the reaction zone at a temperature lower than the decomposition temperature of this material and the This is a vapor phase growth method in which an optimum amount is supplied to the reaction region to cause mutual reaction.
また、第2の目的を達成する手段は、水銀を構成元素の
一つとする化合物の層を成長する気相成長装置におい
て、この気相成長装置には、水銀を蒸気化するバブラ
(8)と、このバブラ(8)から反応領域に水銀蒸気を
供給する水銀蒸気供給管(9)と、この水銀蒸気供給管
(9)の温度を制御する温度制御手段(10)と、水銀以
外の元素のガスを供給する気相材料供給手段(7)とが
設けられている気相成長装置である。Further, the means for achieving the second object is a vapor phase growth apparatus for growing a layer of a compound containing mercury as one of the constituent elements, and the vapor phase growth apparatus includes a bubbler (8) for vaporizing mercury. , A mercury vapor supply pipe (9) for supplying mercury vapor from the bubbler (8) to the reaction region, a temperature control means (10) for controlling the temperature of the mercury vapor supply pipe (9), and an element other than mercury. The vapor phase growth apparatus is provided with a vapor phase material supply means (7) for supplying gas.
本発明にあっては、水銀蒸気を供給するためにバブラが
使用されているため、水銀蒸気をその飽和蒸気圧におい
て供給することが容易であり、バブラから反応領域まで
の温度が制御されているので、途中で滴化することがな
く、水銀の飽和蒸気圧に対応する温度より高い温度をも
って、十分な量の水銀蒸気が反応領域に供給され、一
方、上記の温度制御は随伴する他の物質が分解しないよ
うにされているので、混晶比を所望の値に制御すること
ができる。In the present invention, since the bubbler is used to supply the mercury vapor, it is easy to supply the mercury vapor at its saturated vapor pressure, and the temperature from the bubbler to the reaction region is controlled. Therefore, a sufficient amount of mercury vapor is supplied to the reaction region at a temperature higher than the temperature corresponding to the saturated vapor pressure of mercury without dripping on the way, while the above temperature control is accompanied by other substances. Therefore, the mixed crystal ratio can be controlled to a desired value.
以下、図面を参照しつゝ、本発明の一実施例に係る気相
成長方法及び装置についてさらに説明する。Hereinafter, a vapor phase growth method and apparatus according to an embodiment of the present invention will be further described with reference to the drawings.
第1図参照 図は本発明の一実施例に係る気相成長装置の構造図であ
る。図において、1は石英ガラス製の反応管であり、2
はグラファイト製の基板支持装置であり基板3を支持
し、4は反応領域温度制御用RFコイルである。See FIG. 1. FIG. 1 is a structural diagram of a vapor phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a reaction tube made of quartz glass, and 2
Is a substrate supporting device made of graphite, which supports the substrate 3, and 4 is an RF coil for controlling the reaction region temperature.
8は本発明の要旨に係る水銀蒸気化用バブラであり、容
器81には水銀が入れられ、ヒータ82により所望の温度例
えば200℃〜230℃に制御されている。83は水素ガス供給
装置であり、水素ガスを泡状にして、水銀中に供給して
水銀を蒸気化する。9は本発明の要旨に係る水銀蒸気供
給管であり、温度制御手段10によって温度制御されてい
る。7は気相材料供給装置であり、水銀カドミウムテル
ル層を成長する場合は、例えばジメチルカドミウムとジ
エチルテルルとの混合ガスを供給する。Reference numeral 8 is a bubbler for vaporizing mercury according to the gist of the present invention. Mercury is put in a container 81, and a desired temperature, for example, 200 ° C. to 230 ° C. is controlled by a heater 82. Reference numeral 83 is a hydrogen gas supply device, which forms hydrogen gas into bubbles and supplies the hydrogen gas into mercury to vaporize the mercury. Reference numeral 9 denotes a mercury vapor supply pipe according to the gist of the present invention, the temperature of which is controlled by the temperature control means 10. Reference numeral 7 denotes a vapor phase material supply device, which supplies a mixed gas of, for example, dimethyl cadmium and diethyl tellurium when the mercury cadmium tellurium layer is grown.
温度制御手段10による温度制御は、水銀の飽和蒸気圧に
対応する温度より僅かに高く、換言すれば、バブラ8の
温度より僅かに高く例えば240℃〜250℃に保持するよう
にされる。また、温度制御の上限は随伴する物質(本例
においてはジメチルカドミウムとジエチルテルル)の分
解温度とされている。そのため、水銀蒸気は途中で滴化
することなく、バブラ8で制御された所望の量だけ反応
領域に供給される。一方、随伴する物質(本例において
はジメチルカドミウムとジエチルテルル)はその分解温
度より僅かに低い温度に制御されるので、途中で分解す
ることなく所望の量が、反応領域に供給されるので、本
例においては、350℃〜360℃に保持される基板3上の反
応領域において、ジメチルカドミウムは水素と反応して
カドミウムラジカルとメタン等とに分解し、一方、ジエ
チルテルルは水素と反応してテルルラジカルとエタン等
とに分解し、これらのラジカルと水銀とが反応して、所
望の混晶比を正確に有する物質例えば水銀カドミウムテ
ルル層を成長することができる。The temperature control by the temperature control means 10 is made slightly higher than the temperature corresponding to the saturated vapor pressure of mercury, in other words, slightly higher than the temperature of the bubbler 8 and maintained at, for example, 240 ° C to 250 ° C. In addition, the upper limit of temperature control is set to the decomposition temperature of the accompanying substances (dimethylcadmium and diethyl tellurium in this example). Therefore, the mercury vapor is supplied to the reaction region in a desired amount controlled by the bubbler 8 without dripping on the way. On the other hand, the accompanying substances (dimethylcadmium and diethyl tellurium in this example) are controlled at a temperature slightly lower than the decomposition temperature, so that the desired amount is supplied to the reaction region without decomposition during the process. In this example, dimethylcadmium reacts with hydrogen to decompose into cadmium radicals and methane in the reaction region on the substrate 3 kept at 350 ° C to 360 ° C, while diethyl tellurium reacts with hydrogen. It decomposes into tellurium radicals and ethane, and these radicals react with mercury to grow a substance having exactly the desired mixed crystal ratio, such as a mercury-cadmium tellurium layer.
以上説明せるとおり、本発明においては、水銀を蒸気化
するバブラと、バブラから反応領域に水銀蒸気を供給す
る水銀蒸気供給管と、水銀蒸気供給管の温度を制御する
温度制御手段と、水銀蒸気供給管とは別個の気相材料供
給手段とが設けられた気相成長装置を使用して、水銀を
構成元素の一つとする化合物の気相成長をなすにあた
り、構成元素のうち、水銀の蒸気は、水銀の飽和蒸気圧
に対応する温度より僅かに高い温度をもって(バブラの
温度より僅かに高い温度をもって)、また、構成元素の
うち、他の物質は、この他の物質の分解温度より低い温
度をもって、反応領域に供給することとされているの
で、バブラで蒸気化された水銀蒸気は途中で滴化するこ
となく、バブラで制御された所望の量だけ反応領域に供
給され、一方、随伴する物質も、所望の量が、反応領域
に供給されるので、所望の混晶比を正確に有する物質の
層を成長することができる。As explained above, in the present invention, the bubbler for vaporizing mercury, the mercury vapor supply pipe for supplying the mercury vapor from the bubbler to the reaction region, the temperature control means for controlling the temperature of the mercury vapor supply pipe, and the mercury vapor In vapor phase growth of a compound having mercury as one of the constituent elements using a vapor phase growth apparatus provided with a vapor phase material supply means separate from the supply pipe, the vapor of mercury among the constituent elements is used. Has a temperature slightly higher than the temperature corresponding to the saturated vapor pressure of mercury (having a temperature slightly higher than the bubbler temperature), and among the constituent elements, other substances are lower than the decomposition temperature of this other substance. Since it is said that the mercury vapor vaporized by the bubbler is supplied to the reaction region at a desired amount controlled by the bubbler without being dripping in the middle, while being supplied to the reaction region at a temperature, You Substances, the desired amount, since it is fed to the reaction zone, it is possible to grow a layer of material having exactly the desired mixed crystal ratio.
第1図は、本発明の一実施例に係る気相成長装置の構造
図である。 第2図は、従来技術に係る気相成長装置の構造図であ
る。 1……反応管、 2……基板支持装置、 3……基板、 4……RFコイル、 5……水銀溜、 6……ヒータ、 7……気相材料供給装置、 8……バブラ、 81……容器、 82……ヒータ、 83……水素ガス供給装置、 9……水銀蒸気供給管、 10……温度制御手段。FIG. 1 is a structural diagram of a vapor phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a structural diagram of a conventional vapor phase growth apparatus. 1 ... Reaction tube, 2 ... Substrate support device, 3 ... Substrate, 4 ... RF coil, 5 ... Mercury reservoir, 6 ... Heater, 7 ... Vapor phase material supply device, 8 ... Bubbler, 81 …… Container, 82 …… Heater, 83 …… Hydrogen gas supply device, 9 …… Mercury vapor supply pipe, 10 …… Temperature control means.
Claims (2)
て、水銀を構成元素の一つとする化合物半導体を製造す
る気相成長方法において、 前記出発物質のうち、水銀は、反応装置外において所定
の水銀の飽和蒸気圧に対応する温度にて気化して水銀蒸
気供給管に供給し、該水銀蒸気供給管中において水銀の
飽和蒸気圧に対応する温度より高い温度に加熱した後反
応領域に供給し、 前記出発物質のうち、有機金属化合物は、該物質の分解
温度より低い温度をもって、反応領域に供給し、 前記出発物質のそれぞれの最適の量を前記反応領域に供
給して、相互に反応させる ことを特徴とする気相成長方法。1. A vapor phase growth method for producing a compound semiconductor containing mercury and one of organometallic compounds as starting materials, the compound semiconductor containing mercury as one of the constituent elements. It is vaporized at a temperature corresponding to the saturated vapor pressure of mercury and supplied to the mercury vapor supply pipe, heated in the mercury vapor supply pipe to a temperature higher than the temperature corresponding to the saturated vapor pressure of mercury, and then supplied to the reaction region. Among the starting materials, the organometallic compound is supplied to the reaction zone at a temperature lower than the decomposition temperature of the material, and an optimal amount of each of the starting materials is supplied to the reaction zone to react with each other. A vapor phase growth method characterized by the above.
成長する気相成長装置において、該気相成長装置には、 所定の水銀の飽和蒸気圧に対応する温度にて水銀を蒸気
化するバブラ(8)と、 該バブラ(8)から反応領域に水銀蒸気を供給する水銀
蒸気供給管(9)と、 該水銀蒸気供給管(9)の温度を制御する温度制御手段
(10)と、 水銀以外の元素のガスを供給する気相材料供給手段
(7)と が設けられてなることを特徴とする気相成長装置。2. A vapor phase growth apparatus for growing a layer of a compound containing mercury as one of the constituent elements, wherein the vapor phase growth apparatus vaporizes mercury at a temperature corresponding to a predetermined saturated vapor pressure of mercury. A bubbler (8), a mercury vapor supply pipe (9) for supplying mercury vapor from the bubbler (8) to the reaction region, and a temperature control means (10) for controlling the temperature of the mercury vapor supply pipe (9). A vapor phase material supply means (7) for supplying a gas of an element other than mercury, and the vapor phase growth apparatus.
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|---|---|---|---|
| JP61116406A JPH0796477B2 (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Vapor growth method and apparatus |
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| JP61116406A JPH0796477B2 (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Vapor growth method and apparatus |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS62275100A JPS62275100A (en) | 1987-11-30 |
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Family
ID=14686265
Family Applications (1)
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| JP61116406A Expired - Lifetime JPH0796477B2 (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Vapor growth method and apparatus |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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Family Cites Families (1)
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1986
- 1986-05-20 JP JP61116406A patent/JPH0796477B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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