JPH02289487A - 化合物半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
化合物半導体単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPH02289487A JPH02289487A JP10785289A JP10785289A JPH02289487A JP H02289487 A JPH02289487 A JP H02289487A JP 10785289 A JP10785289 A JP 10785289A JP 10785289 A JP10785289 A JP 10785289A JP H02289487 A JPH02289487 A JP H02289487A
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- JP
- Japan
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- quartz tube
- raw material
- single crystal
- seed crystal
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- Prior art date
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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〕
本発明は化合物半導体単結晶の製造方法に関し、特に化
合物半導体単結晶を浮遊帯域溶融法（フロートゾーン法
又はＦＺ法とも称する）で育成する際の石英製反応管へ
の試料封入法を改良した製造方法に関するものである。
合物半導体単結晶を浮遊帯域溶融法（フロートゾーン法
又はＦＺ法とも称する）で育成する際の石英製反応管へ
の試料封入法を改良した製造方法に関するものである。
（従来の技術〕
浮遊帯域溶融法においては、第２図に示すように原料多
結晶３及び種結晶２は、例えばチョクラルスキー法にお
ける原料るつぼやボート法におけるボート等の原料チャ
ージ用容器に収納されることなく、石英製反応管（以下
、石英管と略称する）１内に内壁に接触しない状態で固
定されている。
結晶３及び種結晶２は、例えばチョクラルスキー法にお
ける原料るつぼやボート法におけるボート等の原料チャ
ージ用容器に収納されることなく、石英製反応管（以下
、石英管と略称する）１内に内壁に接触しない状態で固
定されている。
この固定は、例えばＰｂ５ｎＴｅ成長の場合、原料多結
晶３及び種結晶２の一端を同図中に６で示すｐｂで固め
ることにより行なう。
晶３及び種結晶２の一端を同図中に６で示すｐｂで固め
ることにより行なう。
原料多結晶３及び種結晶２の石英管１への封入が終了し
た後、該石英管ｌは育成炉内に縦向きに設置される。第
３図に示すように、結晶育成は図示されていない育成炉
内の左右に設置された光源より原料多結晶３に光８を照
射して、溶融することにより行われる。まず最初に原料
多結晶３と種結晶２との接合領域から原料溶融を開始す
る。石英管ｌは上方に移動可能であり、第３図に示すよ
うに種結晶２から原料多結晶３を徐々に溶融させていっ
たならば、単結晶育成が可能である。また、この方法で
は一般に酸素等の混入の少ない単結晶が得られる。
た後、該石英管ｌは育成炉内に縦向きに設置される。第
３図に示すように、結晶育成は図示されていない育成炉
内の左右に設置された光源より原料多結晶３に光８を照
射して、溶融することにより行われる。まず最初に原料
多結晶３と種結晶２との接合領域から原料溶融を開始す
る。石英管ｌは上方に移動可能であり、第３図に示すよ
うに種結晶２から原料多結晶３を徐々に溶融させていっ
たならば、単結晶育成が可能である。また、この方法で
は一般に酸素等の混入の少ない単結晶が得られる。
しかし、このような方法を重力下にて実施したならば、
原料融液のタレコボレが発生し、はんの小さな直径の単
結晶しか得られない。そこで径がある程度の大きさの単
結晶を得るためには、無重力下で結晶育成を行なう必要
がある。現実に、このような観点から宇宙空間の無重力
下で、浮遊帯域溶融法により単結晶を製造することが、
考えられている。
原料融液のタレコボレが発生し、はんの小さな直径の単
結晶しか得られない。そこで径がある程度の大きさの単
結晶を得るためには、無重力下で結晶育成を行なう必要
がある。現実に、このような観点から宇宙空間の無重力
下で、浮遊帯域溶融法により単結晶を製造することが、
考えられている。
前記のように、従来法では原料多結晶及び種結晶の石英
管内への固定は、溶融Ｐｂを固めることにより行なう。
管内への固定は、溶融Ｐｂを固めることにより行なう。
溶融Ｐｂが凝固する際のＰｂ自身の膨張により、或いは
石英管に対しである程度以上の機械的振動が加わった時
にＰｂが破損することにより、原料多結晶及び種結晶の
固定がはずれたり、石英管が割れたりすることが時折あ
った。
石英管に対しである程度以上の機械的振動が加わった時
にＰｂが破損することにより、原料多結晶及び種結晶の
固定がはずれたり、石英管が割れたりすることが時折あ
った。
ところで、前記のように宇宙空間での単結晶製造を考え
た場合、無重力空間において、全ての工程を最初から実
施することは、作業空間の狭さ、無重力状態での作業の
不確実性から、非常に困難であるため、原料多結晶及び
種結晶の石英管内への固定等の工程は、地上で確実に行
っておく必要がある。しかし、地上重力下から宇宙重力
下への移動の際には、かなり激しい振動を避けることが
できないことは、よく知られた事実であり、従来法では
固定外れや石英管割れの危険が大きい。
た場合、無重力空間において、全ての工程を最初から実
施することは、作業空間の狭さ、無重力状態での作業の
不確実性から、非常に困難であるため、原料多結晶及び
種結晶の石英管内への固定等の工程は、地上で確実に行
っておく必要がある。しかし、地上重力下から宇宙重力
下への移動の際には、かなり激しい振動を避けることが
できないことは、よく知られた事実であり、従来法では
固定外れや石英管割れの危険が大きい。
本発明は上記のような従来法の欠点を解消して、無重力
下で浮遊帯域溶融法により単結晶育成を行なう場合に避
けることのできない、地上重力下から宇宙重力下への移
動の際の振動による石英管の破損、或いは原料、種結晶
の固定の外れを防止でき、これにより安定して化合物半
導体単結晶を製造できる方法を提供することを、目的と
するものである。
下で浮遊帯域溶融法により単結晶育成を行なう場合に避
けることのできない、地上重力下から宇宙重力下への移
動の際の振動による石英管の破損、或いは原料、種結晶
の固定の外れを防止でき、これにより安定して化合物半
導体単結晶を製造できる方法を提供することを、目的と
するものである。
本発明は浮遊帯域溶融法により無重力下で容器を用いる
ことなしに単結晶を育成する化合物半導体の製造方法に
おいて、無重力下での育成に先立ち石英製反応管内に原
料及び種結晶を互いにその一端を接して封入するにあた
り、該原料及び種結晶の互いに接していない他の端部の
両側にカーボンクロスを配置して封入することを特徴と
する化合物半導体単結晶の製造方法である。
ことなしに単結晶を育成する化合物半導体の製造方法に
おいて、無重力下での育成に先立ち石英製反応管内に原
料及び種結晶を互いにその一端を接して封入するにあた
り、該原料及び種結晶の互いに接していない他の端部の
両側にカーボンクロスを配置して封入することを特徴と
する化合物半導体単結晶の製造方法である。
本発明を図面により具体的に説明する。第１図は本発明
の一実施態様を示す図であり、原料多結晶３及び種結晶
２は従来方法と同様の状態で石英管１内に封入されるが
、原料多結晶３及び種結晶２のそれぞれ一端にはカーボ
ンクロス６が挿入され、石英管ｌの開口部外周を石英管
封止キャップ９で封止することにより固定して、外部か
らの振動が緩和されるようになっている。図示の例では
石英管の開口部外周と封止キャップの内周には同じピッ
チのネジが切られていて、両者は螺合している。また、
石英管ｌの内径は種結晶２、原料多結晶３の外径とほぼ
近いサイズに作製されている為、種結晶２と原料多結晶
３を固定することなしに石英管内に封入しても、これら
の位置が単結晶の育成に問題がある程太き（ズレること
はない。
の一実施態様を示す図であり、原料多結晶３及び種結晶
２は従来方法と同様の状態で石英管１内に封入されるが
、原料多結晶３及び種結晶２のそれぞれ一端にはカーボ
ンクロス６が挿入され、石英管ｌの開口部外周を石英管
封止キャップ９で封止することにより固定して、外部か
らの振動が緩和されるようになっている。図示の例では
石英管の開口部外周と封止キャップの内周には同じピッ
チのネジが切られていて、両者は螺合している。また、
石英管ｌの内径は種結晶２、原料多結晶３の外径とほぼ
近いサイズに作製されている為、種結晶２と原料多結晶
３を固定することなしに石英管内に封入しても、これら
の位置が単結晶の育成に問題がある程太き（ズレること
はない。
石英管ｌへのカーボンクロス６、種結晶２及び原料多結
晶３の封入作業は、作業の確実性を考えて、地上重力下
の振動の殆ど発生しない場所で行なう。封入後、この石
英管は育成炉内に設置され、宇宙無重力下への搬送手段
（例えばスペースシャトル等）内に、運びこまれる。地
上重力下から宇宙重力下への移動途中においては、激し
い機械的振動が石英管に及ぶと予想される。この時、原
料多結晶、種結晶を石英管にｐｂにより固定する従来法
の場合には、前記のように石英管の割れや原料多結晶、
種結晶の固定外れが発生してしまう。
晶３の封入作業は、作業の確実性を考えて、地上重力下
の振動の殆ど発生しない場所で行なう。封入後、この石
英管は育成炉内に設置され、宇宙無重力下への搬送手段
（例えばスペースシャトル等）内に、運びこまれる。地
上重力下から宇宙重力下への移動途中においては、激し
い機械的振動が石英管に及ぶと予想される。この時、原
料多結晶、種結晶を石英管にｐｂにより固定する従来法
の場合には、前記のように石英管の割れや原料多結晶、
種結晶の固定外れが発生してしまう。
しかし、本発明による封入を行った場合は、封入によっ
て石英管、原料多結晶、種結晶に不自然な力がかかるこ
となく、又カーボンクロスの緩和作用により、外部の機
械的振動は原料多結晶、種結晶に及ぶことがないため、
このようなトラブルは殆ど無くなり、単結晶育成装置を
安全に無重力状態へ搬送できて、所望の組成の単結晶育
成が実現できる。
て石英管、原料多結晶、種結晶に不自然な力がかかるこ
となく、又カーボンクロスの緩和作用により、外部の機
械的振動は原料多結晶、種結晶に及ぶことがないため、
このようなトラブルは殆ど無くなり、単結晶育成装置を
安全に無重力状態へ搬送できて、所望の組成の単結晶育
成が実現できる。
実施例
種結晶及び原料多結晶を本発明に従い石英管内に封入し
た場合、機械的振動による石英管の割れや固定外れがど
の程度防止されるかを、振動実験により調査した。
た場合、機械的振動による石英管の割れや固定外れがど
の程度防止されるかを、振動実験により調査した。
従来のＰｂにより固定する方法により種結晶ｌｏｇ。
原料多結晶４０ｇを封入した石英管（サイズ３０ａ＋ｍ
φＸ ７０ｍｍ） １０本（比較例）と、本発明により
カーボンクロスを両端に配置して比較例と同様の種結晶
、原料多結晶を封入した同じサイズの石英管１０本（実
施例）を用意して、各々の石英管に対して５ｇの振動強
度（これは地上重力下より宇宙重力下に搬送する際に石
英管が受けると考えられる振動強度であり、石英管への
種結晶、原料多結晶封入から結晶育成終了にいたるまで
に石英管が受ける最も大きい振動強度である）を１０分
間与えて、石英管が割れたかどうか、或いは凝固Ｐｂの
破損の有無、原料多結晶、種結晶の固定が外れたかどう
かを調査したところ、従来法においてはＩＯ本中５本に
石英管の割れ、或いは原料多結晶、種結晶の固定の外れ
が確認されたが、本発明によるものでは１０本中１本も
存在していなかった。
φＸ ７０ｍｍ） １０本（比較例）と、本発明により
カーボンクロスを両端に配置して比較例と同様の種結晶
、原料多結晶を封入した同じサイズの石英管１０本（実
施例）を用意して、各々の石英管に対して５ｇの振動強
度（これは地上重力下より宇宙重力下に搬送する際に石
英管が受けると考えられる振動強度であり、石英管への
種結晶、原料多結晶封入から結晶育成終了にいたるまで
に石英管が受ける最も大きい振動強度である）を１０分
間与えて、石英管が割れたかどうか、或いは凝固Ｐｂの
破損の有無、原料多結晶、種結晶の固定が外れたかどう
かを調査したところ、従来法においてはＩＯ本中５本に
石英管の割れ、或いは原料多結晶、種結晶の固定の外れ
が確認されたが、本発明によるものでは１０本中１本も
存在していなかった。
以上説明したように、本発明は熱雷ツノ下で浮遊帯域溶
融法により単結晶育成を行なう場合に避けることのでき
ない、地上重力下から宇宙重力下への移動の際の振動に
よる石英管破損、或いは原料多結晶、種結晶の固定の外
れを防止するのに有効であり、これにより安定した化合
物半導体単結晶の製造を保証できる。
融法により単結晶育成を行なう場合に避けることのでき
ない、地上重力下から宇宙重力下への移動の際の振動に
よる石英管破損、或いは原料多結晶、種結晶の固定の外
れを防止するのに有効であり、これにより安定した化合
物半導体単結晶の製造を保証できる。
第１図は本発明の実施態様を説明する概略図、第２図及
び第３図は従来法を説明する概略図である。 １は石英管、２は種結晶、３は原料多結晶、４は原料融
液、５は単結晶、６は固体ｔ’ｂ、７はカーボンクロス
、８は光、９は石英管封止キャップを表す。
び第３図は従来法を説明する概略図である。 １は石英管、２は種結晶、３は原料多結晶、４は原料融
液、５は単結晶、６は固体ｔ’ｂ、７はカーボンクロス
、８は光、９は石英管封止キャップを表す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 浮遊帯域溶融法により無重力下で容器を用 いることなしに単結晶を育成する化合物半導体の製造方
法において、無重力下での育成に先立ち石英製反応管内
に原料及び種結晶を互いにその一端を接して封入するに
あたり、該原料及び種結晶の互いに接していない他の端
部の両側にカーボンクロスを配置して封入することを特
徴とする化合物半導体単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10785289A JPH02289487A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10785289A JPH02289487A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02289487A true JPH02289487A (ja) | 1990-11-29 |
Family
ID=14469696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10785289A Pending JPH02289487A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02289487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476063A (en) * | 1993-08-04 | 1995-12-19 | National Research Institute For Metals | Method of production of single crystal |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP10785289A patent/JPH02289487A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476063A (en) * | 1993-08-04 | 1995-12-19 | National Research Institute For Metals | Method of production of single crystal |
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