JPH02141489A - ボート成長法による化合物半導体製造方法及び製造装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポート成長法を用いたＧａＡｓ等■−■族化合
物半導体の製造方法および製造装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

一般にＧａＡｓ等の■−Ｖ族化合物半導体インゴットは
、石英管からなるリアクタ内に種結晶を収納した石英製
ポートを入れ、該ポート内で単結晶を成長させることに
より製造されることが多い。

このようなポート成長法においてはポートの使用温度領
域が１２００〜１３００℃と石英の軟化点以上であるた
め、使用後ポートが変形してしまい、そのため通常は使
い捨てにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ポート成長法においてＧａＡｓ融液とポート
との間で濡れが生ずると多結晶化が生じてしまうが、多
結晶化はポート表面にクリストバライト層を形成するこ
とにより避けられることが知られている。このクリスト
バライト層は、高温においてポートを繰返し使用するこ
とにより形成されるが、繰り返し使用するとポートが変
形してしまうという問題がある。

そこでポートの繰返し使用を可能にするために肉厚を数
ｍｍと厚くし、ポート形状もインゴットの製造後インゴ
ットがすぐ外れるように構成して結晶成長を行わせてみ
たところ、リアクタとポートとが癒着してしまい、取れ
なくなってしまうという問題が生じてしまった。この場
合、フッ酸により溶かして取るのはかなり困難で、また
フッ酸によって、せっかくポート内面に形成されたクリ
ストバライト層も溶けてしまい、以後の結晶性に影響を
与えてしまう。

また、使用温度が石英の軟化点付近であるために肉厚を
増してもどうしても変形が生じ、この変形は最初の使用
のときが一番大きく、使っていくうちに変形の度合は少
なくなるものの変形を防止することはできず、なるべく
使用温度を下げるようにしても完全には変形を防止する
ことはできない。そして変形が生じると、今まで使用し
ていたリアクタが使用できなくなったり、また径の大き
なリアクタを使用しなければならなくなってしまう。

本発明は上記課題を解決するためのもので、リアクタと
ポートとの癒着を防止すると共に、ホトの変形をなくし
て繰返し使用を可能にし、製造コストの低減化を図り、
さらに高品質な結晶成長を行うことができるようにした
ポート成長法による化合物半導体製造方法および製造装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、リアクタ内にポートを入れ、ポー
ト内で単結晶を成長させるポート成長法において、ポー
トとリアクタとの間に不活性な材質からなるポート受け
を介在させたことを特徴とし、またリアクタ内にポート
を挿入して単結晶を成長させる化合物半導体製造装置に
おいて、リアクタとポート間に不活性な材質からなるポ
ート受けを少なくとも１個介在させたこと、ポート受け
をポート側面外形形状に合わせたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明はリアクタとポートとの間に不活性な材質、例え
ば窒化硼素、好ましくは熱分解窒化硼素、窒化アルミニ
ウム、窒化ケイ素等で形成したホト受けを介在させるこ
とにより、ポートとリアクタとが癒着せず、またポート
受けの形状をポートの側面外形形状に合わせることによ
りポートを繰返し使用してもポートの変形を防止でき、
繰返し使用によりクリストバライト層が形成された状態
での結晶成長が可能となり、製造コストの低減化と結晶
の高品質化を図ることが可能となる。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図で、図中１０１はリ
アクタ、１０３はポート、１０５はポート受けである。

図においてリアクタ１０１は通常の石英製のものであり
、この中に熱分解窒化硼素（ＰｙｒｏｌｉｔｉｃＢｏｒ
ｏｎ　Ｎ１ｔｒｉｄｅ　；　ｐ　ＢＮ）からなるポート
受け１０５を挿入する。ｐＢＮは２０００℃程度まで安
定で、強度が大きく石英とは反応を生じない。′そして
リアクタ内に肉厚を５＋＋＋ｍ程度と厚くしたポート１
０３を入れ、ポート受け１０５で支持する。

ポート１０３内には図示しない種結晶が入れてあり、１
２００〜１３００℃で結晶成長を行わせる。

このような方法により結晶成長をさせたところ、ポート
とリアクタ−とは癒着せず簡単にポートを取り出すこと
ができた。

なお、上記実施例ではポートをｐＢＮ製としたが、これ
以外にも窒化アルミニウム、窒化ケイ素等を使用しても
よい。

ところで第１図の実施例のものは、ポート受け１０５が
いわばリアクタとポート間のスペーサとして機能してい
るのみで、ポートの肉厚を通常使用の４〜９ｍｍ程度に
厚くしても何回か使用しているうちにどうしても変形が
生じてしまう。

ポートは、通常第２図に示すような形状をしている。第
２図（ａ）は平面図、第２図（ｂ）は横断面図、第２図
（ｃ）は縦断面図である。

第３図はポートの変形を防止し、繰返し使用を可能にし
たポート受けを用いた実施例を示す図である。第３図（
ａ＞は平面図、第３図（ｂ）は横断面図、第３図（ｃ）
は縦断面図である。

本実施例ではポート受けを第２図に示したポートの側面
外形形状に合わせた形状とし、この中にポートを入れて
結晶成長させることによりポートの変形を防止し、何回
でも使用することが可能となり、大幅なコスト低減を図
ることができる。また繰返し使用によりポート内面にク
リストバライト層が形成され、ポートからの一純物の混
入を防止して高品質な結晶成長を行わせることができる
。

なお、第３図の実施例で示したポート受けにおいてはポ
ートの長手方向端部側面は受けない構造としているが、
長手方向端部側面も受ける構造としてもよく、またポー
ト受けの底部をリアクタの内面形状に合うようにするこ
とにより、振動に対して強いものとすることが可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、リアクタとポートとの間
に高温において安定な不活性な材質からなるポート受け
を介在させることにより、ポートとリアクタとの癒着を
防止し、また、ポート受けの形状をポート側面外形形状
に合わせることによりポートの変形を防止して繰返し使
用が可能となり、ポート成長法における大幅なコスト低
減を図ると共に、クリストバライト層の形成により高品
質な結晶成長が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は第１
図のポートを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は
横断面図、同図（ｃ）は縦断面図、第３図は第１図のポ
ート受けを示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横
断面図、同図（ｃ）は縦断面図である。 １０１・・・リアクタ、１０３・・・ポート、１０５・
・・ポート受け。 出　　願　　人　三菱モンサント化成株式会社（外１名
）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）リアクタ内にポートを入れ、ポート内で単結晶を
   成長させるポート成長法において、ポートとリアクタと
   の間に不活性な材質からなるポート受けを介在させたこ
   とを特徴とするポート成長法による化合物半導体製造方
   法。
2. （２）前記ポートは繰り返し使用する請求項１記載のポ
   ート成長法による化合物半導体製造方法。
3. （３）不活性な材質は窒化硼素、窒化アルミニウム、窒
   化ケイ素である請求項１記載のポート成長法による化合
   物半導体製造方法。
4. （４）リアクタ内にポートを挿入して単結晶を成長させ
   る化合物半導体製造装置において、リアクタとポート間
   に不活性な材質からなるポート受けを少なくとも１個介
   在させたことを特徴とするポート成長法による化合物半
   導体製造装置。
5. （５）リアクタ内にポートを挿入して単結晶を成長させ
   る化合物半導体製造装置において、リアクタとポート間
   にポート側面外形形状に合わせた形状の不活性な材質か
   らなるポート受けを介在させたことを特徴とするポート
   成長法による化合物半導体製造装置。
6. （６）不活性な材質は熱分解窒化硼素、窒化アルミニウ
   ム、窒化ケイ素である請求項３又は４記載のポート成長
   法による化合物半導体製造装置。