JPH02289488A - 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
- JPH02289488A JPH02289488A JP10785389A JP10785389A JPH02289488A JP H02289488 A JPH02289488 A JP H02289488A JP 10785389 A JP10785389 A JP 10785389A JP 10785389 A JP10785389 A JP 10785389A JP H02289488 A JPH02289488 A JP H02289488A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quartz tube
- raw material
- ceramic
- single crystal
- seed crystal
- 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
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims description 9
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 42
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 32
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 23
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- 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。
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
、石英管と称する）ｌ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
、石英管と称する）ｌ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で示ず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で示ず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ｌ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に黒矢印で
示される光を照射して、溶融することにより行われる。
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に黒矢印で
示される光を照射して、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。
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。
［課題を解決するための手段〕
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
両側にセラミックバネ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
両側にセラミックバネ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風体的に説明する。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セラ
ミックバネ６が挿入され、外部からの振動が緩和される
ようになっている。図示の例ではセラミックバネ６は、
セラミック製ネジ９により、セラミック製板８を介して
セラミック製台ｌＯ又は石英製反応管封止キャップ１１
にネジ止めされている。また、石英管ｌの開口部外周を
石英管封止キャップ１１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
。さらに、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ｌ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大きく
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セラ
ミックバネ６が挿入され、外部からの振動が緩和される
ようになっている。図示の例ではセラミックバネ６は、
セラミック製ネジ９により、セラミック製板８を介して
セラミック製台ｌＯ又は石英製反応管封止キャップ１１
にネジ止めされている。また、石英管ｌの開口部外周を
石英管封止キャップ１１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
。さらに、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ｌ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大きく
ズレることはない。
石英管１へのセラミックバネ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、又セラミックバネの緩和作用により、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、又セラミックバネの緩和作用により、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。
、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１０ｇ、原
料多結晶４０ｇを封入した石英管（サイズ３０ｆｌＩＩ
ｌφｘ ７０＋ａｓ） １０本（比較例）と、本発明に
よりセラミックバネ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品育成終了にいたる
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１０本中
５本に石英管の割れ、或いは原料、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。
料多結晶４０ｇを封入した石英管（サイズ３０ｆｌＩＩ
ｌφｘ ７０＋ａｓ） １０本（比較例）と、本発明に
よりセラミックバネ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品育成終了にいたる
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１０本中
５本に石英管の割れ、或いは原料、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。
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。 ｌは石英管、２は種結晶、 ４は原料融液、５は単結晶、 セラミックバネ、８はセラミ ミック製ネジ、ｌＯはセラミツ 管封止キャップを表す。 ３は原料多結晶、 ６は固体Ｐｂ、 ７は ツタ板、９はセラ ク製台、１１は石英
び第３図は従来法を説明する概略図である。 ｌは石英管、２は種結晶、 ４は原料融液、５は単結晶、 セラミックバネ、８はセラミ ミック製ネジ、ｌＯはセラミツ 管封止キャップを表す。 ３は原料多結晶、 ６は固体Ｐｂ、 ７は ツタ板、９はセラ ク製台、１１は石英
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
部の両側にセラミックバネ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 |
|---|---|---|---|
| JP10785389A JPH02289488A (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 |
|---|---|---|---|
| JP10785389A JPH02289488A (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 |
|---|---|
| JPH02289488A true JPH02289488A (ja) | 1990-11-29 |
Family
ID=14469722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10785389A Pending JPH02289488A (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) | JPH02289488A (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 JP10785389A patent/JPH02289488A/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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2872299A (en) | Preparation of reactive materials in a molten non-reactive lined crucible | |
| US5057287A (en) | Liquid encapsulated zone melting crystal growth method and apparatus | |
| US2890139A (en) | Semi-conductive material purification method and apparatus | |
| JPH02289488A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| US5007980A (en) | Liquid encapsulated zone melting crystal growth method and apparatus | |
| JPH02289487A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP2723249B2 (ja) | 結晶育成方法および結晶育成用るつぼ | |
| JPS60176995A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JP2000313690A (ja) | 半導体単結晶の製造方法およびこれに用いられる固体の半導体原料塊 | |
| JP3018738B2 (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JP3144058B2 (ja) | 単結晶成長法 | |
| JPH02172888A (ja) | シリコン単結晶引き上げ用るつぼ | |
| JPH1081595A (ja) | 単結晶製造装置および製造方法 | |
| JPS60215597A (ja) | 結晶製造用ルツボ | |
| JPH0640592Y2 (ja) | シリコン単結晶の成長装置 | |
| US3988197A (en) | Crucible-free zone melting of semiconductor crystal rods including oscillation dampening | |
| US3996096A (en) | Method for crucible-free zone melting of semiconductor crystal rods | |
| JPS58199796A (ja) | 液体封止結晶引上げ装置 | |
| JPS61227989A (ja) | 単結晶の製造方法及びその装置 | |
| JP2959097B2 (ja) | 単結晶の育成方法 | |
| JP2814657B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の育成方法 | |
| JPH0524964A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPH0416591A (ja) | 化合物半導体の単結晶引き上げ装置 | |
| JPH03261692A (ja) | 原料充填方法 | |
| JPH05139884A (ja) | 単結晶の製造方法 |