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JPH01202829A - 電子装置の製造方法および使用する反応容器 - Google Patents

電子装置の製造方法および使用する反応容器

Info

Publication number
JPH01202829A
JPH01202829A JP63319698A JP31969888A JPH01202829A JP H01202829 A JPH01202829 A JP H01202829A JP 63319698 A JP63319698 A JP 63319698A JP 31969888 A JP31969888 A JP 31969888A JP H01202829 A JPH01202829 A JP H01202829A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zone
outlet
injection tube
substrate
reaction vessel
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.)
Pending
Application number
JP63319698A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter A C Whiffin
ピーター・アーサー・チャールス・ウイフィン
Christopher D Maxey
クリストファー・ダビッド・マクセイ
Brian C Easton
ブリアン・コル・イーストン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of JPH01202829A publication Critical patent/JPH01202829A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
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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】 本発明は、少なくとも第１および第２の反応体を含むガ
ス流を反応容器の反応帯域における加熱基板上に通して
基板上に層状に物質を堆積する方法に関するものである
。
本発明は独占的ではないが、特にテルル化水銀カドミウ
ムの層剤の物質を、例えばカドミウムおよびテルルのア
ルカリ化合物を使用して堆積する方法に関するものであ
る。
層から製造する装置は、例えば光導電性赤外検出器、ホ
トダイオードまたは二極トランジスターとすることがで
きる。
英国特許公開第２１５６８５７号明細書（ＰＨ８３３０
４１）にはテルル化水銀カドミウムを備える装置の製造
方法が開示されており、この方法では、水銀給源を反応
容器の第１反応帯域で加熱して水銀蒸気の雰囲気を反応
容器の第２反応帯域に維持し；揮発性テルル化合物（例
えばジエチル　テルル）と揮発性カドミウム化合物（例
えばジメチルカドミウム）を、反応帯域の加熱基板上を
水銀蒸気の存在下で通して基板上にテルル化水銀カドミ
ウムの履用の物質を堆積させ：揮発性カドミウム化合物
を揮発性テルル化合物とは別に反応容器で第１帯域を貫
通する注入管により反応帯域に供給して揮発性カドミウ
ム化合物を、水銀給源と基板との間の位置でガス流中に
注入し；管は第１帯域を通るカドミウム化合物に高流速
を与える。制御弁により揮発性ガドミウム化合物の流速
を急激に変えることにより、堆積した物質の組成の急激
な変化が層の厚さ方向に得られる。
英国特許第２１５６８５７号明細書に開示された特定の
系の場合には、反応容器は４０ｍｍの内径を有する管で
あり、基板上のガス流の全流速は代表的には５〜８ｃｍ
−ｓ−’　（ｃｍ／秒）である。注入管の内径（その出
口を容器の反応帯域に有する）は１ｍｌ１１程度であり
、揮発性カドミウムの流速（例えばジメチルカドミウム
では１５０　ｃｍ　−ｓ−’）はカドミウム化合物の著
しい分解が該化合物が高温度反応帯域に達するまで起こ
らないような速度である。即ち反応容器の第１帯域を例
えば２２０〜２５０°Ｃに加熱して水銀蒸気を発生する
が、アルキルカドミウムは注入管により第１帯域中で水
銀蒸気から分離され、第１帯域を急速に通過して反応帯
域に達する。また堆積層に対するドーパントを注入管に
より反応帯域に供給して第１帯域における水銀給源を汚
染しないようにすることができる。このようにして英国
特許公開第２１５６８５７号明細書に開示されている系
はテルル化水銀カドミウムを供給する際かなりの利点を
提供する。
本発明者等により行われた他の研究は、堆積物質の組成
の著しい変化が基板の表面上の異なる位置で起こり得る
ことを示した。水銀化合物と比較してカドミウム化合物
の反応速度が大であることにより、堆積物質のカドミウ
ム量が反応帯域に沿った距離とともに減する傾向がある
。然し、本発明は、組成の若干の変化が供給カドミウム
と基板上のガス流中の他の反応体の不均衡な混合による
部分的性質のものであることおよび注入管からの供給カ
ドミウムの流速と主ガス流の流速を一層緊密に整合させ
ることにより改善を行われることを認知したことに基づ
く。同様の状態がテルル化水銀カドミウム以外の物質、
例えばテルル化亜鉛カドミウムの如き、他の三元物質ま
たは砒化ガリウムの如き二元半導体物質の生成およびド
ープする際に起こり得る。
本発明は、第１の点で、少なくとも第１反応体と第２反
応体を含むガス流を、反応容器の反応帯域における加熱
した基板上を通して基板上に層状で物質を堆積し、第１
反応体は第２反応体とは別に反応容器の加熱した第１帯
域を貫通する注入管により第１反応体を第１帯域と基板
との間の位置でガス流に注入することにより反応帯域に
供給し、上記注入管として小口径を有するものを用いて
第１反応体にし高流速を与え第１帯域を通過させる、電
子装置の製造方法において、注入管が第１帯域の長さの
大部分に亘って上記小口径を有し、次いでその出口端部
に向って管径を少なくとも一方向においてその寸法を広
げて妨害のない幅広出口として第１反応体をガス流に、
上記位置におけるガス流の流速と一層緊密に整合する低
流速で注入することを特徴とする電子装置の製造方法を
提供する。
本発明は、第２の点で、水銀給源を反応容器の第１帯域
で加熱して反応容器の第２反応帯域における水銀蒸気の
雰囲気を維持し、揮発性テルル化合物および揮発性カド
ミウム化合物を含むガス流を、水銀蒸気の存在下で反応
帯域における加熱基板上を通して基板上にテルル化水銀
カドミウムの履用の物質を堆積させ、揮発性カドミウム
化合物を揮発性テルル化合物とは別に反応容器の第１帯
域を貫通する注入管により揮発性カドミウム化合物を水
銀給源と基板との間の位置でガス流に注入することによ
り反応帯域に供給し、上記注入管として小口径を有する
ものを用いて第１帯域を通るカドミウム化合物に高流速
を与える、テルル化水銀カドミウムを備えた電子装置の
製造方法において、注入管が第１帯域の長さの大部分に
亘って上記小口径を有し、次いでその出口端部に向って
管径の少なくとも一方向にその寸法を広げて妨害のない
幅広出口として揮発性カドミウム化合物をガス流に、上
記位置におけるガス流の流速と一層緊密に整合する低流
速で注入することを特徴とする電子装置の製造方法を提
供する。
反応容器の加熱した長さに沿って供給管を幅広にして堆
積させるべき物質の揮発性の劣る成分の給源を収納する
ことは既に知られている。堆積すべき物質が砒化ガリウ
ムである場合には、管内に収納される給源はガリウムで
あり；三塩化砒素または他の反応性ガス（担体ガスによ
り希釈される）を、管を流通させ、従ってガリウム給源
上を通過させる。英国特許第１３４１７８７および第１
４８１４７７号明細書には、反応帯域への狭い出口を形
成するようにガリウム給源の後でガス供給管を再び細く
する装置が開示されている。欧州特許出願ＥＰ−Ａ　−
００６８８３９およびＢＰ−Ａ−００３７１９９号明細
占には、反応容器の第１加熱帯域に入る際ガス供給管を
広げる装置が開示されている。これ等のすべての装置で
は、管の拡開部分における給源の存在により、管を通る
反応性ガスの流れは妨害され撹乱される。
これに対して、本発明における注入管は、反応容器の第
１加熱帯域を通る管の大部分に亘ってこの帯域において
高流速を与えるように小口を有し、その出口に向って妨
害のない幅広の出口を与えるように広げてこの位置にお
けるガス流の流速と一層緊密に整合する低流速で第１反
応体をガス流に注入する。
本発明においては、注入管の幅広出口で一層良く混合し
て一層均一なガス流パターンが得られるように、装置は
、第１帯域においてガス流が反応体の給源を有するカプ
セルを流通し、カプセルの断面を少なくとも一方の端部
に向って狭くしてカプセルに一層小さい断面の出口を設
は且つ注入管の出口をカプセルの出口内に同心的に配置
するようなものである場合に有利である。テルル化水銀
カドミウムの成長において第１帯域における水銀の給源
はカプセル内に設ける水銀のプールとすることができる
。これは水銀を反応容器内に一層容易に入れることがで
きる容器を提供する。
更に、装置が第１帯域と反応帯域の間に混合帯域が存在
するようなものが好ましく、混合帯域はカプセルの出口
の断面積および基板上の反応帯域の断面積より大である
のが好ましい。注入管およびカプセルからの反応体の断
面積の一層大きいこの混合帯域への膨張はガス流の特に
効果的混合を与えるようである。
混合ガス流を安定化した後基板上に堆積させるため、注
入管の幅広出口は、加熱基板から反応容器に沿って一定
の距離だけ離間させるのが好ましく、この距離はその位
置における反応容器の平均断面寸法の少なくとも２倍で
ある。
本発明は、他の観点で、第１帯域に続く反応帯域、この
反応帯域において基板を支持するための支持手段、第１
帯域および反応帯域を加熱するための加熱手段、ガス流
で第１反応体および第２反応体を反応帯域に供給するた
めの夫々の第１および第２供給手段を備え、第１供給手
段は反応容器内の第１帯域を貫通して第１帯域と基板と
の間の位置で第１反応体をガス流に注入する注入管を備
え、上記注入管は第１帯域を介して第１反応体に高流速
を与えるため小口径を有する反応容器を提供するもので
、この反応容器は、注入管が第１帯域の長さの大部分に
亘って上記小口径を有し、次いでその出口端部に向って
管路を少なくとも一方向にその寸法を広げて妨害のない
幅広い出口として第１反応体をガス流に、上記位置にお
けるガス流の流速と一層緊密に整合する低流速で注入す
るようにしたことを特徴とする。
次に本発明を図面を参照して実施例につき説明する。
図面は概略を示すもので、実際の寸法通りにはかかれて
ないことに注意すべきである。これら図面の部分の相対
寸法及び相対比は、図面の明快さ及び便宜のために拡大
又は縮小して示した。一般に、１つの例で用いたのと同
じ゛番号を、他の例における対応するか又は同様の部分
に用いた。
第１図及び第２図は、テルル化水銀カドミウムを有する
電子装置の製造における本発明の一例を示す。水銀給源
３を、反応容器１の第１帯域Ａで加熱して反応容器の第
２反応帯域Ｃに水銀蒸気の雰囲気を維持する。揮発性テ
ルル化合物（例えば、ジエチルテルルＥｔｚＴｅ）及び
揮発性カドミウム化合物（例えば、ジメチルカドミウム
ＭｅｚＣｄ）を含むガス流３６を水銀蒸気の存在下に反
応帯域Ｃの加熱した基板２９上を通過させて、テルル化
水銀カドミウムの層３０のための材料を基板２９上に堆
積する。
揮発性カドミウム化合物を、ガス流３８中の揮発性テル
ル化合物とは別個にガス流３７により反応帯域Ｃに供給
する。このことは、反応容器１内の第１帯域Ａを貫通す
る注入管１２により行ない、揮発性カドミウム化合物を
水銀給源３と基板２９との間の位置でガス流３８．３６
に注入する。管１２は、第１帯域を通るカドミウム化合
物に高流速を与えるため小口径ｙを有する。
本発明に従って本例においては管１２はこの小口径ｙを
第１帯域゛Ａの長さの大部分に亘って有し、次いで出口
端部に向ってＸ及び２の寸法で広くなっており、カドミ
ウム化合物を、上記の位置でガス流３８．３６の流速に
一層よく整合する低流速でガス流３６．３８に注入する
ための広い出口を供給する。
第１図及び第２図に例示する反応容器は、４個の帯域Ａ
、Ｂ、Ｃ及びＤを有するシリカ管１から成る。帯域Ａ及
びＢは例えば約４０ｍｍの内径を有する円形断面を有し
、一方帯域Ｃ及びＤは平坦な上部壁部４１を有する一層
小さな断面を有する。
第１帯域Ａにおいて、水銀のプール３が中空円筒形カプ
セル２に包含され、このカプセル２は一方の端部に入口
、反対の端部に出口を有し管１１からのガス流３８が流
通するようになっている。これら入口及び出口はカプセ
ル２の主要本体より小さな断面領域（直径りを有する。
水銀３を含むカプセル２は管状抵抗炉４により加熱する
ことができる。注入管１２の広い出口（寸法Ｘ）を、第
１図及び第２図に示す如くカプセル２の狭い出口内に同
心的に配置して流３８が管１２の出口の付近で均一に圧
縮されるようにする。小口径ｙからの管１２の広がりは
、代表例では帯域Ａにおける管の長さの約１１５に亘り
延在するのがよい。
これら出口からの膨張ガス流３７と圧縮ガス流３８は、
第１帯域Ａと反応帯域Ｃとの間の混合帯域Ｂで一緒に混
合する。この混合帯域Ｂはカプセル２の出口の断面領域
（直径Ｘ）及び基板２９上の反応帯域Ｃの断面領域より
大きな断面領域（直径ｄ）を有し；かくして流３７及び
３８は帯域Ｂ中で膨張し、次いで帯域Ｃで圧縮される。
混合ガス流３６は、帯域Ｂから反応帯域Ｃを介して、加
熱したサスセプタ（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）　５　（基板
２９を載置する）により形成される下部主表面と反応容
器１の平坦な上部壁部４１により形成される上部主表面
との間に流れる。サスセプタ５は管１の底部上に静止し
ている半円筒形グラファイトとすることができ、英国特
許第２１５６８５７号明細書に記載されている如く、抵
抗加熱した半円筒形炉により放射加熱することができる
。半円筒形炉６（第２図）はセラミック半円筒体８を備
え、この半円筒体は長さ方向に伸びている溝９を内側表
面上に備え、隣接する溝は一端で相互連結しており、螺
旋ワイヤ抵抗素子１０が溝９内に配置されている。
第４帯域りを反応帯域Ｃの端部に存在させることができ
る。この帯域りは層材料を基板２９上に堆積する間は加
熱せず、反応副生成物が堆積する「ダンプ管（ｄａｍｐ
　ｔｕｂｅ）　」として作動する緊密に嵌合したシリカ
ライナ７を包含することができる。
シリカライナ７は堆積処理後の反応容器１の洗浄の問題
を簡易にする。成長帯域Ｃで容器１の壁部上に堆積した
材料は、管状炉を容器１の成長帯域Ｃの周りに配置し、
水素流を容器１を通過させ（第１図の左から右に）、堆
積処理する間に帯域Ｃを反応帯域にかけられる温度以上
の３００〜４００°Ｃの温度に加熱することにより、ラ
イナ７の内部表面上に移動させることができる。
テルル化水銀カドミウムの層３０用の材料を堆積する場
合、カドミウム及、びテルルのアルキル化合物を揮発性
化合物として使用するのが好ましい。
即ち、例えばジエチルテルル及びジメチルカドミウムを
、水素とジエチルテルル蒸気および水素とジメチルカド
ミウム蒸気の流の形態で夫々の管１１及び１２を介して
反応容器１に導入するのがよい。
第１図は、例えば英国特許第２１５６８５７号明細書に
開示されているガス供給系の１例を示す。パラジウムを
拡散させた水素を４個の各質量流量制御器１３、１４．
１５及び１６に供給する。ジエチルテルル蒸気は、水素
を質量流量制御器１４、三方ソレノイド弁１７及び逆止
め弁１８を介してジエチルテルル液体を含むバブラー１
９に通すことにより発生させる。
水素とバブラー１９で生成したジエチルテルルの混合物
を、三方ソレノイド弁２０を介して流し、次いで質量流
量制御器１３を介して供給する水素で希釈し、得られた
混合物をカプセル２に対する入口で終端している管１１
を介して容器ｌに導入する。管１１を介して容器１に導
入するガス流３８は、管状炉４により２２０〜２５０°
Ｃの温度に加熱されるカプセル２に存在する水銀３から
発生した水銀蒸気を同伴する。
質量流量制御器１５及び１６からの水素流を、各三方ソ
レノイド弁２１及び２２を介して通す。ソレノイド弁２
１が第１の位置にある場合、弁２１を通る水素流・は逆
止め弁２３を介してジメチルカドミウムを含むバブラー
２４を通り、水素とジメチルカドミウム蒸気の流は第１
の位置の三方ソレノイド弁２５を通り管１２に達する。
三方ソレノイド弁２１が第２の位置にある場合、弁２５
も第２の位置にあり、この際質量流量制御器１５からの
水素流はバブラー２４を迂回する。質量流量制御器１６
からの水素流は、三方ソレノイド弁２２を通り逆止め弁
２６を介し揮発性ドーパントを含むバブラー２７を通り
三方ソレノイド弁２８に達するか又は三方ソレノイド弁
２８に直接達する。弁２５及び２８からの流を混合し、
管１２を介して反応容器１に導入する。バブラー１９．
２４及び２７は、夫々水浴（図示せず）により例えば、
２５°Ｃの温度に維持して各アルキル化合物の蒸気圧を
一定に保つ。
１つの特定例においては、三方ソレノイド弁２５及び２
８を管１２に連結した管及び管１２の小口径ｙは約１〜
２ｍｍの内径を有し、弁２５及び２８から容器１中の管
１２の放出端部までの管の長さは約１５０ｃｍとするこ
とができる。水素は例えば２００〜２０００ｍ１／ｍｉ
ｎの速度でジエチルテルルバブラー１９を通過し、水素
は例えば２０〜２００ｍ１／ｍｉｎの速度でジメチルカ
ドミウムバブラー２４を通過し、水素は同様の速度例え
ば、３０〜３００ＩＩ＋１７ＩＩＩｉｎでドーパントバ
ブラー２７を併設する三方ソレノイド弁２２を通過する
。
三方ソレノイド弁２５及び２８から容器１の管１２の出
口端部までのガス流の通過時間は、１秒程度である。カ
プセル２の出口及び管１２の出口は、ガス流が基板２９
に到達する前に完全に混合するように寸法法めし、配置
する。ジメチルカドミウム及びジエチルテルルは分解し
てカドミウムおよびテルルを形成し、このカドミウムと
テルルが水銀蒸気と反応し、テルル化水銀カドミウム（
ＣｄｘＨｇ＋−ｘ　Ｔｅ）層３０を、例えば３９０〜４
１０”Ｃの温度に維持することのできる基板２９上に形
成する。ガス状反応生成物水素及び未反応物質は排出管
３１を介して容器ｌ外へ通過させる。バブラー２４から
のカドミウムの供給を、層３０を堆積する間に周期的に
遮断及び導通して極めて薄いテルル化カドミウムとテル
ル化水銀の交互の層を成長させるのが好ましく、テルル
化カドミウムおよびテルル化水銀は加熱基板上で成長す
る間相互拡散して英国特許公開第２１４６６６３号明細
書の教示に従ってテルル化水銀カドミウムの均質層３０
を形成する。
本発明者等は、英国特許公開第２１５６８５７号明細書
に記載されている注入管の構造の代わりに第１図及び第
２図に示す水銀カプセル２およびアルキルカドミウム注
入管１２の出口の構造を用いる方法において、テルル化
水銀カドミウムの著しく均質な層を成長させることがで
きることを見出した。
このことが、ガス流３７及びガス流３８が混合帯域Ｂに
導入される際のこれらの速度の一層緊密な調和に起因す
ることは明らかである。即ち、例えば計算値により、帯
域Ａにおける流３８及び注入管１２における流３７のガ
ス流量（１／ｍ１ｎ）の割合が約１０：１である場合、
ガス流３７及び３８は以下の状態（ｉ）〜（ｉｉｉ　）
に対する以下の割合の速度で混合帯域Ｂに導入されるこ
とが示された。
（ｉ）ｄ；４０ｍｍ　　　　ｙ；１ｍｍ　　　１００以
上：１（ｉｉ）　ａ　；１８ｍｍ　　　　ｙ　；１ｍｍ
　　　約３０：１（ｉｉｉ　）　ａ　；　１８ｎ＋ｍ　
　　ｘ　；　５ｍｍ　　約１：１流３８に対して記載し
た出口径は、全直径であり管１２の同心領域を含み、流
３８が管１２の出口の周りを流れる実際の領域を得るに
は上記同心領域を減する必要がある。状態（ｉ）は、−
様な管１２及び水銀カプセルの代わりの従来の水銀ボー
トを用いる英国特許公開第２１５６８５７号明細書に記
載されている状態に対応する。状態（ｉｉ　）は、水銀
カプセル２　　（１８ｍｍの出口径を有する。）を含む
が、小口径（１ｍｍ）の−様な管１２を有する。状態（
ｉｉｉ）は、本発明の構造に対応し、管１２がカプセル
２の狭い出口（約１８ｍｍ）で約５１の直径に（１ｍｍ
から）広がっている。
上記では状態（ｉｉｉ　）に対して約１：１の割合を与
えており、本発明の具体例においてはこれより緊密には
調和しなくてもよいが、大きくとも、例えば２：１又は
３：１が好ましい。しかし、混合を完全にし層３０が成
長するより前にガス流量及び反応体組成を安定化するた
めに、注入管の広い出口を、出口の位置及び混合帯域Ｂ
における容器１の平均断面寸法ｄ（例えば、特定例にお
いて４０ｍｍ）の少なくとも２倍の距離したけ加熱基板
２９から離間させるのが好ましい。
本発明のテルル化水銀カドミウムの成長に対して上述し
た特定例に対するこれ等の条件で、この方法を使用して
結晶質ＣｄｘＨｇ＋−ｘ　Ｔｅ層（Ｘは０．１５〜０．
４５、例えば０．２２）を１０　ａｍ　／ｈｒの速度で
製造することができることを見出した。この範囲の特定
組成の場合、代表的にＸの値は、基板の長さ１ｃＩＩｌ
上の厚さ１０μｍの層に対して２％以下、層３０の領域
の横方向に変化した。
注入管１２からの揮発性カドミウム化合物の良好な混合
に加えて、本発明は管１２からのドーパントの良好な混
合を可能にする。即ち、例えばバブラー２７は、注入管
１２に供給するアルキル化合物のドーパント、例えばト
リメチルアンモニウムを含有することができる。異なる
ドーパントを含むか又は異なる範囲にドープされたテル
ル化水銀カドミウムから成る構造が望ましい場合には、
付加的な質量流量制御器、バブラー及び併設した弁を使
用することができる。ドーパントバブラー２７に加えて
、又はこれに代えて、ガス状ドーパント（例えば水素中
のアルシン又はホスフィン）は、圧縮ガスシリンダから
注入管１２を介して反応帯域Ｃに供給することができる
。
基板２９上で層が成長した後、他の装置製造工程を、テ
ルル化水銀カドミウムのこの結晶質層３０の少なくとも
一部分を用いて既知方法で行って、電子装置の一部分を
設ける。装置としては、例えば赤外線検出器又はトラン
ジスタがある。これら他の工程の若干のものは、層３０
の成長と同様の反応容器で行うことができる。即ち、例
えばＣｄＴｅの厚い不動態性層を層３０上に堆積するこ
とができる。
しかし、他の装置製造工程の大部分、例えば層３０を装
置素子のために望ましい形状にパターン化し、テルル化
水銀カドミウムと接触する金属電極を堆積し、恐ら＜ｐ
−ｎ接合をテルル化水銀カドミウム層３０に形成するこ
とは、反応容器１の外側で行われる。また、他の処理は
例えば基板２９を成形することにより基板２９上で行っ
て、装置に適する光素子を形成することができる。
本発明の範囲内で種々の変形が可能であることは明らか
であり、即ち、例えば少なくとも反応容器ｌの大部分が
第３図に示す如く平坦な頂部壁４１を有し、非円形状の
形状をカプセル２及び注入管１２の出口に使用すること
ができる。第３図において、注入管は小口径から幅広出
口に主として水平寸法（Ｘ）を（垂直２方向に極めて少
し）広くし、この一方の幅広寸法Ｘは反応容器１の平坦
上部壁４１にほぼ平行である。水銀カプセル２の出口は
同様の非円形の形状とすることができる。更に、若干の
反応容器の形状の場合には、水銀カプセルの出口を小さ
くすることなく、注入管を広げるのに十分な大きさとす
ることができる（ｙからＸまで）；従って、例えばかか
る場合において従来の水銀ボートを使用することができ
る。
特に好ましい変形例において、本発明は、ＰＣＴ国際公
開（ＷＯ−Ａ）第８６１０２９５１号に記載されている
如き揮発性Ｃｄ及びＴｅ化合物の光分解を包含する方法
に組込まれる。このことは、例えば２２０″Ｃ〜２７０
℃の範囲の温度の基板温度を使用することを可能にする
。装置は、紫外線又はＣｄ及びＴｅ化合物を分解するの
に用いられる他の光放射を発生するランプ或いは他の手
段を備える。この場合、基板２９上方のガス流は不活性
ガス、例えば窒素又は貴ガス、例えばヘリウムを含む。
本発明は、テルル化水銀カドミウムの層の成長に特に有
利であるが、また他の物質、例えばテルル化錫鉛の如き
他の三元物質の堆積に並びに他の物質、例えば砒化ガリ
ウムのドーパントのドーピングに使用することができ、
他の二元半導体物質を本発明の注入管装置を介して供給
して堆積中層内に混入させることができる。第１帯域は
堆積層に対する反応体の一つの給源を備えることができ
、この給源は例えば液体若しくは融解した形態或いは若
干の場合には固体形状でもよく、これは特定の反応体に
より決まる。第１および第２反応体をガス流で基板上を
通すことにより成長層を堆積する場合には、第１反応体
を注入管により反応器に供給し、第２反応体を容器の第
１帯域に存在させ、ガス流を、第１帯域を通過させるこ
とにより反応帯域に供給することができる。
上述したところから、他の変形は当業者に明らかであろ
う。かかる変形には、反応容器系および電子装置並びに
それ等の部品の設計、製造および使用上で既に知られて
おり、また既に記載した特徴の代わりにまたは特徴に加
えて用いられる他の特徴が含まれる。特許請求の範囲に
はこれ等特徴とする特定の組合せについて記載しである
が、本発明の範囲には明らかにまたは暗黙のうちに示さ
れたすべての新規な特徴または特徴の組合せまたはそれ
等の帰納的結果がすべて含まれる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法において反応容器を使用する際用
いられるガス供給系を一緒に示す反応容器の断面図、 第２図は第１図の■−■線に沿った断面図、第３図は他
の反応容器の第２図と同様の位置の断面図である。 １・・・反応容器 ２・・・カプセル ３・・・水銀給源（または水銀のプール）４・・・管状
抵抗炉 ５・・・サスセプタ ６・・・半円筒形炉 ７・・・シリカライナ ８・・・セラミック半円筒体 ９・・・溝 １０・・・螺旋ワイヤ抵抗素子 １１・・・管 １２・・・注入管 １３、１４．１５．１６・・・質量流量制御器１７、２
０．２１．２２．２５．２８・・・三方ソレノイド弁１
８、２３．２６・・・逆止め弁 １９、２４．　２７・・・バブラー ２９・・・基板 ３０・・・テルル化水銀カドミウムの層３１・・・排出
管 ３６・・・揮発性テルル化合物及び揮発性カドミウム化
合物を含むガス流 ３７、３８・・・ガス流 ４１・・・上部壁部 特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン Ｆｉｇ、２゜ Ｆｉｇ、３゜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも第１反応体と第２反応体を含むガス流を
    、反応容器の反応帯域における加熱した基板上を通して
    基板上に層状で物質を堆積し、第１反応体は第２反応体
    とは別に反応容器の加熱した第１帯域を貫通する注入管
    により第１反応体を第１帯域と基板との間の位置でガス
    流に注入することにより反応帯域に供給し、上記注入管
    として小口径を有するものを用いて第１反応体に高流速
    を与え第１帯域を通過させる、電子装置の製造方法にお
    いて、注入管が第１帯域の長さの大部分に亘って上記小
    口径を有し、次いでその出口端部に向って管径を少なく
    とも一方向においてその寸法を広げて妨害のない幅広出
    口として第１反応体域をガス流に、上記位置におけるガ
    ス流の流速と一層緊密に整合する低流速で注入すること
    を特徴とする電子装置の製造方法。 ２、水銀給源を反応容器の第１帯域で加熱して反応容器
    の第２反応帯域における水銀蒸気の雰囲気を維持し、揮
    発性テルル化合物および揮発性カドミウム化合物を含む
    ガス流を、水銀蒸気の存在下で反応帯域における加熱基
    板上を通して基板上にテルル化水銀カドミウムの層用の
    物質を堆積させ、揮発性カドミウム化合物を揮発性テル
    ル化合物とは別に反応容器の第１帯域を貫通する注入管
    により揮発性カドミウム化合物を水銀給源と基板との間
    の位置でガス流に注入することにより反応帯域に供給し
    、上記注入管として小口径を有するものを用いて第１帯
    域を通るカドミウム化合物に高流速を与える、テルル化
    水銀カドミウムを備えた電子装置の製造方法において、
    注入管が第１帯域の長さの大部分に亘って上記小口径を
    有し、次いでその出口端部に向って管径の少なくとも一
    方向にその寸法を広げて妨害のない幅広出口として揮発
    性カドミウム化合物をガス流に、上記位置におけるガス
    流の流速と一層緊密に整合する低流速で注入することを
    特徴とする電子装置の製造方法。 ３、第１帯域においてガス流を、反応体の給源を有する
    カプセルを流通させ、カプセルの断面を少なくとも一方
    の端部に向って狭くしてカプセルに小断面領域の出口を
    設け、注入管の出口をカプセルの出口内に同心的に配置
    することを特徴とする請求項１記載の方法。 ４、第１帯域においてガス流を、水銀のプールを有する
    カプセルを流通させ、カプセルの断面を少なくとも一方
    の端部に向って狭くしてカプセルに小断面領域を設け、
    注入管の出口をカプセルの出口内に同心的に配置するこ
    とを特徴とする請求項２記載の方法。 ５、混合帯域をカプセルと反応帯域の間に存在させ、こ
    の混合帯域がカプセルの出口の断面積および基板上の反
    応帯域の断面積より大であることを特徴とする請求項３
    または４記載の方法。 ６、基板を載置する加熱サスセプタにより形成された下
    部主表面と反応容器の平坦な上部壁により形成された上
    部主表面との間に、ガス流を流通させることを特徴とす
    る請求項１〜５のいずれか一つの項に記載の方法。 ７、管を拡開する上記少なくとも一つの寸法が反応器の
    平坦な上部壁にほぼ平行であることを特徴とする請求項
    ６記載の方法。 ８、広い方の出口が加熱基板から反応器に沿って一定の
    距離だけ離間し、その距離がその位置における反応容器
    の平均横断面寸法の少なくとも２倍であることを特徴と
    する請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の方法。 ９、層に対するドーパントを注入管により反応圏に供給
    することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つの項
    に記載の方法。 １０、第１帯域に続く反応帯域、この反応帯域において
    基板を支持するための支持手段、第１帯域および反応帯
    域を加熱するための加熱手段、ガス流で第１反応体およ
    び第２反応体を反応帯域に供給するための夫々の第１お
    よび第２供給手段を備え、第１供給手段は反応容器内の
    第１帯域を貫通して第１帯域と基板との間の位置で第１
    反応体をガス流に注入する注入管を備え、上記注入管は
    第１帯域を介して第１反応体に高流速を与えるため小口
    径を有する請求項１〜９のいずれか１つの項に記載の方
    法に使用する反応容器において、注入管が第１帯域の長
    さの大部分に亘って上記小口径を有し、次いでその出口
    端部に向って管路を少なくとも一方向にその寸法を広げ
    て妨害のない幅広出口として第１反応体をガス流に、上
    記位置におけるガス流の流速と一層緊密に整合する低流
    速で注入するようにしたことを特徴とする反応容器。
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