JPH03193688A - 化合物半導体単結晶製造方法 - Google Patents
化合物半導体単結晶製造方法Info
- Publication number
- JPH03193688A JPH03193688A JP33184189A JP33184189A JPH03193688A JP H03193688 A JPH03193688 A JP H03193688A JP 33184189 A JP33184189 A JP 33184189A JP 33184189 A JP33184189 A JP 33184189A JP H03193688 A JPH03193688 A JP H03193688A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- crystal
- compound semiconductor
- growth
- melt
- 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 description 49
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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、特に温度傾斜法を用いて製造される化合物半
導体単結晶製造方法に関するものである。
導体単結晶製造方法に関するものである。
［従来の技術］
化合物半導体の単結晶を製造するには幾つかの方法が知
ら机でいるがそのうちの一つに温度傾斜式結晶成長法（
グラジェントフリーズ法二ＧＦ法）がある。この方法は
ボート又はるつぼ内で融解させた半導体原料の融液を定
められた温度勾配に従って冷却させて結晶化するもので
、第２図にボートを用いて例えばガリウム・ヒ素（Ｇａ
Ａｓ）単結晶を製造する場合の結晶成長方法の説明図で
、結晶成長装置（ａ）と温度分布曲線（ｂ）を示す。
ら机でいるがそのうちの一つに温度傾斜式結晶成長法（
グラジェントフリーズ法二ＧＦ法）がある。この方法は
ボート又はるつぼ内で融解させた半導体原料の融液を定
められた温度勾配に従って冷却させて結晶化するもので
、第２図にボートを用いて例えばガリウム・ヒ素（Ｇａ
Ａｓ）単結晶を製造する場合の結晶成長方法の説明図で
、結晶成長装置（ａ）と温度分布曲線（ｂ）を示す。
同図（ａ）において、１は反応管、２は石英ボート、３
はＧａＡＳ融液、４は結晶、５はＡＳ、６は石英ボート
２を加熱して融液状態を保持する高温側ヒータ、７は高
温側ヒータ６内の熱を放散させる放熱孔、８は放熱孔７
を覆う石英ガラス板、９はＡＳを加熱して反応管１内を
一定の蒸気圧に保持させる低温側ヒータである。
はＧａＡＳ融液、４は結晶、５はＡＳ、６は石英ボート
２を加熱して融液状態を保持する高温側ヒータ、７は高
温側ヒータ６内の熱を放散させる放熱孔、８は放熱孔７
を覆う石英ガラス板、９はＡＳを加熱して反応管１内を
一定の蒸気圧に保持させる低温側ヒータである。
装置が稼動して高温側ヒータ６及び低温側ヒータ９が加
熱されると、定められた温度分布及び蒸気圧の下で結晶
の成長が開始される。
熱されると、定められた温度分布及び蒸気圧の下で結晶
の成長が開始される。
同図（ｂ）は高温側ヒータ６の長手（横）方向における
温度分布曲線を示すもので、横軸が長手方向位置ρ、縦
軸が温度Ｔを示す。ρ＝ｆＪｏは融液３と結晶４との間
の固液界面に対応する位置を示す。曲線Ａは加熱時の温
度分布設定値、曲線Ｂは降温時の温度分布設定値、曲線
Ｃは実測値を示す。
温度分布曲線を示すもので、横軸が長手方向位置ρ、縦
軸が温度Ｔを示す。ρ＝ｆＪｏは融液３と結晶４との間
の固液界面に対応する位置を示す。曲線Ａは加熱時の温
度分布設定値、曲線Ｂは降温時の温度分布設定値、曲線
Ｃは実測値を示す。
曲線Ａに示す温度分布の下で融液３が形成された後この
状態を保持したまま温度を低下させると融液３はボート
２の一端から凝固を開始し順次全体が結晶化する。融液
３が凝固する場合は結晶の自由表面から始まることが必
要であるが、放熱孔７より結晶自由表面付近の熱を放散
させることにより結晶を安定に成長させることができる
。
状態を保持したまま温度を低下させると融液３はボート
２の一端から凝固を開始し順次全体が結晶化する。融液
３が凝固する場合は結晶の自由表面から始まることが必
要であるが、放熱孔７より結晶自由表面付近の熱を放散
させることにより結晶を安定に成長させることができる
。
［発明が解決しようとする課題］
上述したように放熱孔は固液界面付近の熱を外部に放散
させて結晶の成長を安定される働きをするが、この場合
放熱孔各部の放熱特性を均一に保つことはかなり困難で
、例えば放熱孔の中央部と両端部とでは放熱効果が異な
るため融液の凝固速度が変動して固液界面が不安定とな
り、結晶に欠陥が生ずる。このような放熱効果の不均一
性は特に結晶が厚肉化及び大面積化された場合に影響が
大きく、結晶の品質及び歩留を一層低下させるので極め
て好ましくない。
させて結晶の成長を安定される働きをするが、この場合
放熱孔各部の放熱特性を均一に保つことはかなり困難で
、例えば放熱孔の中央部と両端部とでは放熱効果が異な
るため融液の凝固速度が変動して固液界面が不安定とな
り、結晶に欠陥が生ずる。このような放熱効果の不均一
性は特に結晶が厚肉化及び大面積化された場合に影響が
大きく、結晶の品質及び歩留を一層低下させるので極め
て好ましくない。
本発明の目的は、結晶成長速度を均一にして固液界面を
安定化させ単結晶品質の向上を計る化合物半導体単結晶
製造方法を提供することにある。
安定化させ単結晶品質の向上を計る化合物半導体単結晶
製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は、温度傾斜式結晶成長法（ＧＦ法）等を用いる
化合物半導体単結晶製造方法において、原料の融液を形
成する高温側ヒータの上部に取付けられている放熱孔の
放熱面積を結晶の成長に応じて変化させ、結晶成長時に
おける固液界面付近の温度勾配が一定となる如く調節し
て単結晶の成長を安定化させることを特徴としており、
高品質の単結晶が得られるようにして目的の達成を計っ
ている。
化合物半導体単結晶製造方法において、原料の融液を形
成する高温側ヒータの上部に取付けられている放熱孔の
放熱面積を結晶の成長に応じて変化させ、結晶成長時に
おける固液界面付近の温度勾配が一定となる如く調節し
て単結晶の成長を安定化させることを特徴としており、
高品質の単結晶が得られるようにして目的の達成を計っ
ている。
［作用］
本発明の化合物半導体単結晶製造方法ではＧＦ法を用い
て例えばＧａＡＳ単結晶を製造する場合、ＧａＡＳ融液
を形成する高温側ヒータの上部に取付けられている放熱
孔の上部に断熱材を載せ、結晶の成長状況に応じてこの
断熱材を移動させて放熱孔の熱放散面積を変化させるよ
うにしているので、結晶成長時に固液界面付近の放散熱
を自由に調整することが可能となり、固液界面付近にお
ける温度勾配が略一定となって安定した結晶成長を行う
ことができる。
て例えばＧａＡＳ単結晶を製造する場合、ＧａＡＳ融液
を形成する高温側ヒータの上部に取付けられている放熱
孔の上部に断熱材を載せ、結晶の成長状況に応じてこの
断熱材を移動させて放熱孔の熱放散面積を変化させるよ
うにしているので、結晶成長時に固液界面付近の放散熱
を自由に調整することが可能となり、固液界面付近にお
ける温度勾配が略一定となって安定した結晶成長を行う
ことができる。
［実施例〕
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。第
１図は本発明の化合物半導体単結晶製造方法の一実施例
を示す説明図で、結晶成長￥Ｎ置（ａ）と温度分布曲線
（ｂ）を示す。第２図と同一部分には同一符号が用いら
れている。
１図は本発明の化合物半導体単結晶製造方法の一実施例
を示す説明図で、結晶成長￥Ｎ置（ａ）と温度分布曲線
（ｂ）を示す。第２図と同一部分には同一符号が用いら
れている。
この実施例が第２図の場合と比べて最も異なる点は放熱
孔７、石英ガラス板８の上部に断熱材１０を載せ、結晶
界面位置に対してこの断熱材１０の位置を移ｖＪさせて
放熱面積を変化させ、放熱量を自由に調節できるように
した点にある。このように断熱材１０を移動させて放熱
量を調節することにより、固液界面付近の熱が結晶成長
中略均一となりボー１への長さ方向に対する温度勾配を
固液界面付近で略一定にすることができる。
孔７、石英ガラス板８の上部に断熱材１０を載せ、結晶
界面位置に対してこの断熱材１０の位置を移ｖＪさせて
放熱面積を変化させ、放熱量を自由に調節できるように
した点にある。このように断熱材１０を移動させて放熱
量を調節することにより、固液界面付近の熱が結晶成長
中略均一となりボー１への長さ方向に対する温度勾配を
固液界面付近で略一定にすることができる。
同図（ｂ）は第２図（ｂ）と同様高温側ヒータの長手方
向距１ｌｌｌρと温度Ｔの関係を示すもので、曲線りが
断熱材を移動させつつ結晶を成長さヒ゛た場合の温度特
性曲線を示しており、鎖線Ｅで示すようにｊ＝Ｎｏ付近
における温度勾配が略一定に改善されていることが分る
。
向距１ｌｌｌρと温度Ｔの関係を示すもので、曲線りが
断熱材を移動させつつ結晶を成長さヒ゛た場合の温度特
性曲線を示しており、鎖線Ｅで示すようにｊ＝Ｎｏ付近
における温度勾配が略一定に改善されていることが分る
。
このように固液界面における温度勾配を一定に保持する
ことにより、結晶成長速度の変動及び結晶成長界面の変
動を大幅に低減することができるので結晶が厚肉、大面
積化された場合でも結晶を安定に成長させることが可能
となる。
ことにより、結晶成長速度の変動及び結晶成長界面の変
動を大幅に低減することができるので結晶が厚肉、大面
積化された場合でも結晶を安定に成長させることが可能
となる。
［発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば次のような効果が得ら
れる。
れる。
（１）結晶成長界面における不安定現象及び結晶成長速
度の変動を大幅に改善することが可能となり、安定な結
晶成長を行うことができる。
度の変動を大幅に改善することが可能となり、安定な結
晶成長を行うことができる。
（２）多結晶、双晶及びリネージ等の結晶欠陥が大幅に
減少し、再融解等無駄作業を排除して品質及び生産性を
大幅に向上することができる。
減少し、再融解等無駄作業を排除して品質及び生産性を
大幅に向上することができる。
（３）結晶の厚肉化及び大面積化に対しても対応が容易
となり、歩留、生産効率の一層の拡大を計ることができ
る。
となり、歩留、生産効率の一層の拡大を計ることができ
る。
第１図は本発明の化合物半導体１５結晶製造方法の一実
施例を示す説明図、第２図は従来方法の説明図である。 反応管、 石英ボート、 融液、 結晶、 高温側ヒータ、 放熱孔、 断熱材。 第 図
施例を示す説明図、第２図は従来方法の説明図である。 反応管、 石英ボート、 融液、 結晶、 高温側ヒータ、 放熱孔、 断熱材。 第 図
Claims (1)
- １、半導体原料の入ったボートを反応管内に真空封入し
高温側ヒータにより加熱して融液を形成させ、該融液を
定められた温度勾配を保持したまま前記ボートの長手方
向に徐々に固化させて単結晶を育成する化合物半導体単
結晶製造方法において、前記高温側ヒータの上部に取付
けられている放熱孔の放熱面積を結晶の成長に応じて変
化させ、結晶成長時における固液界面付近の温度勾配が
一定となる如く調節して前記単結晶の成長を安定化させ
ることを特徴とする化合物半導体単結晶製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33184189A JPH03193688A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 化合物半導体単結晶製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33184189A JPH03193688A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 化合物半導体単結晶製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03193688A true JPH03193688A (ja) | 1991-08-23 |
Family
ID=18248252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33184189A Pending JPH03193688A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 化合物半導体単結晶製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03193688A (ja) |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP33184189A patent/JPH03193688A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3806791B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS6090897A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法および製造装置 | |
| JPH0380180A (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JP2758038B2 (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JP2773441B2 (ja) | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 | |
| JPH0316988A (ja) | 化合物半導体単結晶製造装置 | |
| JP2001080987A (ja) | 化合物半導体結晶の製造装置及びそれを用いた製造方法 | |
| JP3806793B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPH072615Y2 (ja) | 化合物半導体単結晶成長装置 | |
| JP5698171B2 (ja) | 単結晶製造方法及び単結晶製造装置 | |
| JPH069025Y2 (ja) | 化合物半導体単結晶製造装置 | |
| JP2531875B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPH0341432B2 (ja) | ||
| JP3647964B2 (ja) | 単結晶基板の製造方法および装置 | |
| JP2757865B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼−▲ｖ▼族化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPH05319973A (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JPH10298000A (ja) | 板状単結晶およびその製造方法 | |
| JPH0449185Y2 (ja) | ||
| JPH0764670B2 (ja) | 単結晶の成長方法および成長装置 | |
| JPH0559873B2 (ja) | ||
| JPH061686A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPH0426593A (ja) | 化合物単結晶の製造装置及び製造方法 | |
| JPH04167421A (ja) | 半導体単結晶の製造装置 | |
| JPH07206598A (ja) | Ｃｄ１−ｘ−ｙＭｎｘＨｇｙＴｅ系単結晶の製造装置 | |
| JP2004026577A (ja) | 化合物半導体単結晶成長装置及び化合物半導体単結晶成長方法 |