JPH01122995A - 化合物半導体単結晶の成長方法 - Google Patents
化合物半導体単結晶の成長方法Info
- Publication number
- JPH01122995A JPH01122995A JP28035487A JP28035487A JPH01122995A JP H01122995 A JPH01122995 A JP H01122995A JP 28035487 A JP28035487 A JP 28035487A JP 28035487 A JP28035487 A JP 28035487A JP H01122995 A JPH01122995 A JP H01122995A
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- JP
- Japan
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- single crystal
- graphite crucible
- growth
- crucible
- insulating plate
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は液体封止引上法により化合物半導体単結晶の成
長を行なう方法に関するものである。
長を行なう方法に関するものである。
ＧａＡＳ等の化合物半導体はＳｉ半導体以上の比抵抗、
電子移動度及び発光確率を有し、ＩＣや発光素子として
近年開発が進められて来ている。
電子移動度及び発光確率を有し、ＩＣや発光素子として
近年開発が進められて来ている。
このような化合物半導体単結晶の製造方法の中では最も
工業的な生産手段として液体封止引上法（以下ＬＥＣ法
と略記する）が多く用いられている。
工業的な生産手段として液体封止引上法（以下ＬＥＣ法
と略記する）が多く用いられている。
このＬＥＣ法は例えば第３図に示すように耐圧容器（１
）内に回転軸（３）が底面に固定され、さらに５ｉＯｚ
又はＰＢＮ製の内側ルツボ（８）を内設した円筒状黒鉛
ルツボ（２）を設け、該ルッボ（２）の側面の外周の周
囲に黒鉛ルツボ加熱ヒーター（４）を設け、かつ該ヒー
ターの上方にヒーターの熱による雰囲気ガスの熱対流を
防ぐ円環状断熱プレート（７）を設けた装置を用いて、
ＳｉＯ２又はＰＡＮ製の内側ルツボ（８）内に成長用原
料を入れその上を８２０３等の封止剤で覆っておく。
）内に回転軸（３）が底面に固定され、さらに５ｉＯｚ
又はＰＢＮ製の内側ルツボ（８）を内設した円筒状黒鉛
ルツボ（２）を設け、該ルッボ（２）の側面の外周の周
囲に黒鉛ルツボ加熱ヒーター（４）を設け、かつ該ヒー
ターの上方にヒーターの熱による雰囲気ガスの熱対流を
防ぐ円環状断熱プレート（７）を設けた装置を用いて、
ＳｉＯ２又はＰＡＮ製の内側ルツボ（８）内に成長用原
料を入れその上を８２０３等の封止剤で覆っておく。
次に耐圧容器（１）内を真空排気後、Ａｒ等の不活性ガ
スを導入して５〜１００ Ｋ’Ｊ／ｃｄ程度に加圧し、
加熱ヒーター（４）により成長用原料及び封止剤を溶融
してそれぞれ融液原料（９）及び液体封止剤（１０）と
する。その後耐圧容器（１）の上面から貫入し上下移動
と回転自在な引上軸（５）の下端に目的単結晶の種結晶
（６）を取り付け、該引上軸（５）を黒鉛ルツボ（２）
上方から降下し種結晶（６）を液体封止剤（１０）の層
を貫通させて融液原料（９）に接触させ、引上軸（５）
を回転しながら溶液の温度、種結晶（６）の引上速度等
を制御して種結晶（６）と同一結晶方位の結晶を引上成
長させる。なお図中（１２）は観察用のぞき窓である。
スを導入して５〜１００ Ｋ’Ｊ／ｃｄ程度に加圧し、
加熱ヒーター（４）により成長用原料及び封止剤を溶融
してそれぞれ融液原料（９）及び液体封止剤（１０）と
する。その後耐圧容器（１）の上面から貫入し上下移動
と回転自在な引上軸（５）の下端に目的単結晶の種結晶
（６）を取り付け、該引上軸（５）を黒鉛ルツボ（２）
上方から降下し種結晶（６）を液体封止剤（１０）の層
を貫通させて融液原料（９）に接触させ、引上軸（５）
を回転しながら溶液の温度、種結晶（６）の引上速度等
を制御して種結晶（６）と同一結晶方位の結晶を引上成
長させる。なお図中（１２）は観察用のぞき窓である。
上記のようなＬＥＣ法での結晶成長では結晶成長中の加
圧圧力等の影響により容器内の待に融液上方での熱対流
が大きく、雰囲気中の温度変動が大きくなってしまう。
圧圧力等の影響により容器内の待に融液上方での熱対流
が大きく、雰囲気中の温度変動が大きくなってしまう。
そしてこれが原因で成長界面での固相成長速度に変動を
来たし、結晶径の変動あるいは界面不均一による異結晶
の発生を生じ易くなり問題となっていた。
来たし、結晶径の変動あるいは界面不均一による異結晶
の発生を生じ易くなり問題となっていた。
［問題点を解決するための手段］
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、上記の欠点を平易
な手法で除去せしめＬＥＣ法により高品質かつ高歩留り
で単結晶を成長させる方法を提供するものである。
な手法で除去せしめＬＥＣ法により高品質かつ高歩留り
で単結晶を成長させる方法を提供するものである。
即ち耐圧容器内に回転軸を底面に設けた黒鉛ルツボを設
け、該ルツボの側面外周の周囲に黒鉛ルツボ加熱用のヒ
ーターを設け、該ヒーターの上方に断熱プレートを環状
に設けて黒鉛ルツボ内の化合物半導体を溶融し、液体封
止引上法により単結晶を成長させる方法において、黒鉛
ルツボの外周面の上端部と断熱プレートの内周面とを対
設させて単結晶の引き上げを行なうことを特徴とするも
のであり、黒鉛ルツボの外周面の上端部と断熱プレート
の内周面との対設面の垂直方向のオーバーラツプ部の長
さを１及び黒鉛ルツボの外周面と断熱プレートの内周面
との間隙幅をｄとしたときに、次式（１）の関係を満た
して単結晶の引き上げを行なうのが良好な方法である。
け、該ルツボの側面外周の周囲に黒鉛ルツボ加熱用のヒ
ーターを設け、該ヒーターの上方に断熱プレートを環状
に設けて黒鉛ルツボ内の化合物半導体を溶融し、液体封
止引上法により単結晶を成長させる方法において、黒鉛
ルツボの外周面の上端部と断熱プレートの内周面とを対
設させて単結晶の引き上げを行なうことを特徴とするも
のであり、黒鉛ルツボの外周面の上端部と断熱プレート
の内周面との対設面の垂直方向のオーバーラツプ部の長
さを１及び黒鉛ルツボの外周面と断熱プレートの内周面
との間隙幅をｄとしたときに、次式（１）の関係を満た
して単結晶の引き上げを行なうのが良好な方法である。
！ ≧ ３ｄ ・・・・・・・・ （１）〔作 用〕
このように黒鉛ルツボの外周面の上端部と断熱プレート
の内周面とを対設させるのはヒーターで加熱されること
により生ずる雰囲気ガスの熱対流が直接ルツボ上方の空
間に影響を及ぼさないようにし、雰囲気の温度安定性を
高めるためである。
の内周面とを対設させるのはヒーターで加熱されること
により生ずる雰囲気ガスの熱対流が直接ルツボ上方の空
間に影響を及ぼさないようにし、雰囲気の温度安定性を
高めるためである。
またこの対設する面の垂直方向のオーバーラツプする長
ざ１とそれらの間隙幅ｄとの関係を上記（１）式のよう
に規定したのは、ヒーターで加熱された雰囲気ガスがこ
の間隙を上向に流出する際の助走区間として動き上方へ
の流れに整流作用を起こし、結晶成長に必要な融液面上
方での雰囲気温度を安定させる効果がより大きくなるか
らである。一方１の寸法がＯくｌく３ｄの場合は上記の
対設部からの雰囲気ガスの流れが乱流となってしまい黒
鉛ルツボの外周面の上端部と断熱プレートの内周面とを
対設させたことによる温度安定効果を低減させてしまう
。
ざ１とそれらの間隙幅ｄとの関係を上記（１）式のよう
に規定したのは、ヒーターで加熱された雰囲気ガスがこ
の間隙を上向に流出する際の助走区間として動き上方へ
の流れに整流作用を起こし、結晶成長に必要な融液面上
方での雰囲気温度を安定させる効果がより大きくなるか
らである。一方１の寸法がＯくｌく３ｄの場合は上記の
対設部からの雰囲気ガスの流れが乱流となってしまい黒
鉛ルツボの外周面の上端部と断熱プレートの内周面とを
対設させたことによる温度安定効果を低減させてしまう
。
（実施例〕
本発明の一実施例を第１図により説明する。
（１）は耐圧容器、（２）は底面に回転軸（３）を固定
した円筒状黒鉛ルツボ、（４）は黒鉛ルツボ（２）の側
面周囲に設けた１１口熱ヒーター、（５）は下端にＧａ
ＡＳ単結晶の種結晶（６）を取付けた上下移動と回転自
在の引上軸であり、ヒーター（４）の上方に円環状断熱
プレート（７）を設けた装置において、ざらに該断熱プ
レート（７）と黒鉛ルツボ（２）との位置関係は第２図
に示すように構成した。即ち黒鉛ルツボ（２）の外周面
の上端部と断熱プレート（７）の内周面との対設面の垂
直方向のオーバーラツプ部の長さ（ｉ）を黒鉛ルツボ（
２）の外周面と断熱プレート（７）の内周面との間隙幅
（ｄ＞の４倍、従って第（１）式の条件を満足する関係
を保った。
した円筒状黒鉛ルツボ、（４）は黒鉛ルツボ（２）の側
面周囲に設けた１１口熱ヒーター、（５）は下端にＧａ
ＡＳ単結晶の種結晶（６）を取付けた上下移動と回転自
在の引上軸であり、ヒーター（４）の上方に円環状断熱
プレート（７）を設けた装置において、ざらに該断熱プ
レート（７）と黒鉛ルツボ（２）との位置関係は第２図
に示すように構成した。即ち黒鉛ルツボ（２）の外周面
の上端部と断熱プレート（７）の内周面との対設面の垂
直方向のオーバーラツプ部の長さ（ｉ）を黒鉛ルツボ（
２）の外周面と断熱プレート（７）の内周面との間隙幅
（ｄ＞の４倍、従って第（１）式の条件を満足する関係
を保った。
このような装置で、黒鉛ルツボ（２）内にＰＢＮＵＨの
内側ルツボ（８）を内設し、ＧａＡＳ成長用原料と封止
剤を入れ、耐圧容器（１）内を真空排気した後Ａｒガス
を導入して加圧した。次に加熱ヒーター（４）でルツボ
を加熱し、内部の原料及び封止剤を溶融させてそれぞれ
融液原料（９）と液体封止剤（１０）とした。その後引
上軸（５）を降下させ種結晶を融液原料（９）の表面に
接触させ所定の操作によりＧａＡＳ単結晶（１１）の引
上成長を行なったところ、従来の方法に比較して直径変
動が減少し、単結晶化率が向上し、ざらに再現性の良い
高品質の結晶成長が可能となった。
内側ルツボ（８）を内設し、ＧａＡＳ成長用原料と封止
剤を入れ、耐圧容器（１）内を真空排気した後Ａｒガス
を導入して加圧した。次に加熱ヒーター（４）でルツボ
を加熱し、内部の原料及び封止剤を溶融させてそれぞれ
融液原料（９）と液体封止剤（１０）とした。その後引
上軸（５）を降下させ種結晶を融液原料（９）の表面に
接触させ所定の操作によりＧａＡＳ単結晶（１１）の引
上成長を行なったところ、従来の方法に比較して直径変
動が減少し、単結晶化率が向上し、ざらに再現性の良い
高品質の結晶成長が可能となった。
以上はＧａＡＳについての実施例であるが本発明の方法
は他の■−ｖ族化合物半導体にも適用できるものである
。
は他の■−ｖ族化合物半導体にも適用できるものである
。
（発明の効果〕
このように本発明によればＬＥＣ法による結晶成長で成
長結晶の径変動を大幅に減少させ、高歩留りで単結晶を
再現性良く成長できる等工業上顕著な効果を奏するもの
である。
長結晶の径変動を大幅に減少させ、高歩留りで単結晶を
再現性良く成長できる等工業上顕著な効果を奏するもの
である。
第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第２図は第
１図のＡ部を示す拡大図、第３図は従来例を示す側断面
図である。 １・・・・・・・・耐圧容器 ２・・・・・・・・円筒状黒鉛ルツボ ３・・・・・・・・回転軸 ４・・・・・・・・加熱ヒーター ５・・・・・・・・引上軸 ６・・・・・・・・種結晶 ７・・・・・・・・円環状断熱プレート８・・・・・・
・・内側ルツボ ９・・・・・・・・融液原料 １０・・・・・・・・液体封止剤 １１・・・・・・・・ＧａＡＳ単結晶 第１図 第２図
１図のＡ部を示す拡大図、第３図は従来例を示す側断面
図である。 １・・・・・・・・耐圧容器 ２・・・・・・・・円筒状黒鉛ルツボ ３・・・・・・・・回転軸 ４・・・・・・・・加熱ヒーター ５・・・・・・・・引上軸 ６・・・・・・・・種結晶 ７・・・・・・・・円環状断熱プレート８・・・・・・
・・内側ルツボ ９・・・・・・・・融液原料 １０・・・・・・・・液体封止剤 １１・・・・・・・・ＧａＡＳ単結晶 第１図 第２図
Claims (2)
- （１）耐圧容器内に回転軸を底面に設けた黒鉛ルツボを
設け、該ルツボの側面外周の周囲に黒鉛ルツボ加熱用の
ヒーターを設け、該ヒーターの上方に断熱プレートを環
状に設けて黒鉛ルツボ内の化合物半導体を溶融し、液体
封止引上法により単結晶を成長させる方法において、黒
鉛ルツボの外周面の上端部と断熱プレートの内周面とを
対設させて単結晶の引き上げを行なうことを特徴とする
化合物半導体単結晶の成長方法。 - （２）黒鉛ルツボの外周面の上端部と断熱プレートの内
周面との対設面の垂直方向のオーバーラップ部の長さを
ｌ及び黒鉛ルツボの外周面と断熱プレートの内周面との
間隙幅をｄとしたときに、次式の関係を満たして単結晶
の引き上げを行なう特許請求の範囲第１項記載の化合物
半導体単結晶の成長方法。 ｌ≧３ｄ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28035487A JPH01122995A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 化合物半導体単結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28035487A JPH01122995A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 化合物半導体単結晶の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122995A true JPH01122995A (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=17623834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28035487A Pending JPH01122995A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 化合物半導体単結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01122995A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5291659A (en) * | 1991-07-03 | 1994-03-08 | Roland Dg Corporation | Plotting system |
-
1987
- 1987-11-06 JP JP28035487A patent/JPH01122995A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5291659A (en) * | 1991-07-03 | 1994-03-08 | Roland Dg Corporation | Plotting system |
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