JPH0426583A - ＺｎＳｅの結晶成長方法と結晶成長装置 - Google Patents
ＺｎＳｅの結晶成長方法と結晶成長装置Info
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- JPH0426583A JPH0426583A JP13169490A JP13169490A JPH0426583A JP H0426583 A JPH0426583 A JP H0426583A JP 13169490 A JP13169490 A JP 13169490A JP 13169490 A JP13169490 A JP 13169490A JP H0426583 A JPH0426583 A JP H0426583A
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- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- solvent
- crystal growth
- source
- temperature
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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】
Ｅ産業上の利用分野〕
本発明は、結晶成長に関し、特に化合物半導体のうちＺ
ｎＳｅの温度差法による液相結晶成長方法と液相結晶成
長装置に関する。
ｎＳｅの温度差法による液相結晶成長方法と液相結晶成
長装置に関する。
［従来技術］
第４図に、従来の技術による、■−■族化合物半導体Ｚ
ｎＳｅの液相結晶成長装置を示す２石英製の結晶成長用
アンプル１の底部に、カーボン等の熱伝導率のよい材料
で作製したヒートシンク６を収納し固定している。ヒー
トシンク６の上には、溶媒２として■族元素Ｓｅあるい
はＳ ｅ −Ｔ ｅが収容される。さらに、成長原料と
なるソース結晶３として粒状の多結晶ＺｎＳｅが収容さ
れている。
ｎＳｅの液相結晶成長装置を示す２石英製の結晶成長用
アンプル１の底部に、カーボン等の熱伝導率のよい材料
で作製したヒートシンク６を収納し固定している。ヒー
トシンク６の上には、溶媒２として■族元素Ｓｅあるい
はＳ ｅ −Ｔ ｅが収容される。さらに、成長原料と
なるソース結晶３として粒状の多結晶ＺｎＳｅが収容さ
れている。
成長アンプル１内に溶媒２およびソース結晶３を収容し
た後、アンプル内は真空に排気され、封止される。この
ような構成からなるアンプルを図中右側に示すような温
度勾配中に配置する。そして上部の高温部分にあるソー
ス結晶３を溶媒２中に飽和溶解度に至るまで溶解させ、
低温部に向かって拡散させる。溶解したソース結晶３は
温度勾配中を輸送され、ヒートシンク６の上面７付近に
至る。ヒートシンク６の上面７付近は上部より温度が低
いので、溶液は過飽和溶液となり、ヒートシンク６の上
面７上にバルク状の結晶を成長させる。
た後、アンプル内は真空に排気され、封止される。この
ような構成からなるアンプルを図中右側に示すような温
度勾配中に配置する。そして上部の高温部分にあるソー
ス結晶３を溶媒２中に飽和溶解度に至るまで溶解させ、
低温部に向かって拡散させる。溶解したソース結晶３は
温度勾配中を輸送され、ヒートシンク６の上面７付近に
至る。ヒートシンク６の上面７付近は上部より温度が低
いので、溶液は過飽和溶液となり、ヒートシンク６の上
面７上にバルク状の結晶を成長させる。
結晶を成長させるカーボンヒートシンク６の上面７は平
坦かつ鏡面に形成されている。
坦かつ鏡面に形成されている。
上記のように、溶媒の内部、たとえば上下に温度差を形
成し、溶媒の高温部にソース結晶を配置し、溶媒の低温
部において一定温度で結晶成長を行う結晶成長方法を温
度差法と呼ぶ。
成し、溶媒の高温部にソース結晶を配置し、溶媒の低温
部において一定温度で結晶成長を行う結晶成長方法を温
度差法と呼ぶ。
Ｅ発明が解決しようとする課Ｉ！］
この成長装置によれば、ソース結晶３と溶！２との比重
差およびこの溶液の対流によりソース結晶３の位１か不
確定となる。そのために、Ｍ密にはソース結晶３の部分
の温度は一定でなく、飽和溶解度か変化する。また、カ
ーボンヒートシンク６により、溶媒２中の温度勾配は結
晶析出面（上面７）近傍では急峻となる。従って、再現
性のよい安定した結晶成長が行われない、さらに、ソー
ス結晶３がヒートシンク６の上面７まで落下し、結晶の
成長が行われないこともある。
差およびこの溶液の対流によりソース結晶３の位１か不
確定となる。そのために、Ｍ密にはソース結晶３の部分
の温度は一定でなく、飽和溶解度か変化する。また、カ
ーボンヒートシンク６により、溶媒２中の温度勾配は結
晶析出面（上面７）近傍では急峻となる。従って、再現
性のよい安定した結晶成長が行われない、さらに、ソー
ス結晶３がヒートシンク６の上面７まで落下し、結晶の
成長が行われないこともある。
本発明の目的は、温度差法を用いたＺｎＳｅの結晶成長
方法において、ソース結晶付近の温度を一定とし、安定
かつ再現性の良い定常的な結晶成長を行うことのできる
結晶成長方法を提供することである。
方法において、ソース結晶付近の温度を一定とし、安定
かつ再現性の良い定常的な結晶成長を行うことのできる
結晶成長方法を提供することである。
本発明の他の目的は、このような結晶成長を行うことの
できる結晶成長装置を提供することである。
できる結晶成長装置を提供することである。
３課題を解決するための手段］
本発明によれば、溶媒の上下に温度差を形成し、溶媒の
高温部にソース結晶を配置し、溶媒の低温部において一
定温度で結晶成長を行う温度差法を用いた結晶成長方法
において、ソース結晶として用いるインゴット状のＺｎ
Ｓｅ多結晶を溶媒上部に固定し一該ゾース結晶と結晶を
析出させる面との間の距離を３ＣＩ以上としたことを特
徴とするＺｎＳｅの結晶成長方法が提供される。
高温部にソース結晶を配置し、溶媒の低温部において一
定温度で結晶成長を行う温度差法を用いた結晶成長方法
において、ソース結晶として用いるインゴット状のＺｎ
Ｓｅ多結晶を溶媒上部に固定し一該ゾース結晶と結晶を
析出させる面との間の距離を３ＣＩ以上としたことを特
徴とするＺｎＳｅの結晶成長方法が提供される。
「作 用」
ソース結晶の位置を固定することにより、ソース結晶は
常に一定温度の位１に保持される４ソース結晶付近の温
度が一定なので、飽和溶解度が一定となる。そのため、
結晶析出部への溶質の拡散量は一定となり、安定した結
晶成長が可能となる。
常に一定温度の位１に保持される４ソース結晶付近の温
度が一定なので、飽和溶解度が一定となる。そのため、
結晶析出部への溶質の拡散量は一定となり、安定した結
晶成長が可能となる。
ソース結晶の固定する位置を結晶を析出させる面（例え
ば、ヒートシンク上面のカーボン面）がら３１以上離す
ことにより、溶媒中の温度勾配が一定の領域にソース結
晶を配置することができる。
ば、ヒートシンク上面のカーボン面）がら３１以上離す
ことにより、溶媒中の温度勾配が一定の領域にソース結
晶を配置することができる。
そのため、結晶の成長は溶媒中の温度勾配による拡散律
速となり、安定かつ再現性のよい定常的な結晶成長が可
能となる。
速となり、安定かつ再現性のよい定常的な結晶成長が可
能となる。
；実施例］
第１図に本発明の実施例による、ＺｎＳｅの結晶成長を
行う半導体結晶成長装置を示す。
行う半導体結晶成長装置を示す。
石英製の結晶成長用アンプル１の底部に、カーボン等の
熱伝導率のよい材料で作製したヒートシンク６を収納し
、ヒートシンク６の一部に刻みを入れ、成長用アンプル
１をそれに応じて変形させることによってヒートシンク
６を固定している。
熱伝導率のよい材料で作製したヒートシンク６を収納し
、ヒートシンク６の一部に刻みを入れ、成長用アンプル
１をそれに応じて変形させることによってヒートシンク
６を固定している。
ヒートシンク６の上面７（結晶を析出させる面）は平坦
かつ鏡面に処理しである。ヒートシンク６は、たとえば
直径８〜２０１ｉで長さ５〜２００１ｍ１Ｍの円柱状の
高純度カーボンからなる０石英アンプル１は、下側の小
口径の異径管１１と、上側の大口径の異径管１２とを接
続したものである。
かつ鏡面に処理しである。ヒートシンク６は、たとえば
直径８〜２０１ｉで長さ５〜２００１ｍ１Ｍの円柱状の
高純度カーボンからなる０石英アンプル１は、下側の小
口径の異径管１１と、上側の大口径の異径管１２とを接
続したものである。
鏡面研磨されたヒートシンク上面７の上には、溶媒２と
して■族元素のＳｅあるいは５ｅ−Ｔｅを収容する。成
長原料となるソース結晶３として、石英アンプル１内に
インゴット状のＺｎＳｅ多結晶を入れる。このＺｎＳｅ
多結晶の径は一石英アンプル１の下部の小口径部１１の
内径より大きく、かつ大口径部１２の内径より小さくす
る。このためソース結晶３は、小口径部１１と大口径部
１２との接続部分の段差４により保持される。成長アン
プル１内に、溶媒２およびソース結晶３を収容した後、
アンプル１内は２ Ｘ １０ ’Ｔｏｒｒよりも高い真
空度で真空に排気され、封止される。
して■族元素のＳｅあるいは５ｅ−Ｔｅを収容する。成
長原料となるソース結晶３として、石英アンプル１内に
インゴット状のＺｎＳｅ多結晶を入れる。このＺｎＳｅ
多結晶の径は一石英アンプル１の下部の小口径部１１の
内径より大きく、かつ大口径部１２の内径より小さくす
る。このためソース結晶３は、小口径部１１と大口径部
１２との接続部分の段差４により保持される。成長アン
プル１内に、溶媒２およびソース結晶３を収容した後、
アンプル１内は２ Ｘ １０ ’Ｔｏｒｒよりも高い真
空度で真空に排気され、封止される。
このような構成からなるアングル１をあらかじめソース
結晶温度Ｔｓおよび結晶成長開始部温度Ｔｇの温度勾配
が形成された炉に配置する０回申右側は、アンプル１が
配置される温度勾配を示す。
結晶温度Ｔｓおよび結晶成長開始部温度Ｔｇの温度勾配
が形成された炉に配置する０回申右側は、アンプル１が
配置される温度勾配を示す。
このような温度勾配中にアンプル１を配置することによ
り、高温部分にあるソース結晶３を溶媒２中に溶解させ
、温度勾配中を拡散で輸送させて、ヒートシンク６の上
面７上に析出させる。
り、高温部分にあるソース結晶３を溶媒２中に溶解させ
、温度勾配中を拡散で輸送させて、ヒートシンク６の上
面７上に析出させる。
第３図は、ソース結晶３の保持位置と結晶成長開始部（
カーボン面７）との間の距離ｄと成長速度Ｖとの間の関
係を示す、このグラフは、溶媒２としてＳｅ：Ｔｅ＝３
０＋７０のＳ ｅ −Ｔ ｅを用い、成長温度Ｔｇ＝９
５０℃、ソース結晶と成長開始部との間の温度差ΔＴ＝
１０℃／Ｃ履としたときのグラフである。
カーボン面７）との間の距離ｄと成長速度Ｖとの間の関
係を示す、このグラフは、溶媒２としてＳｅ：Ｔｅ＝３
０＋７０のＳ ｅ −Ｔ ｅを用い、成長温度Ｔｇ＝９
５０℃、ソース結晶と成長開始部との間の温度差ΔＴ＝
１０℃／Ｃ履としたときのグラフである。
溶ＡＩ２中の温度勾配は、カーボンヒートシンク６によ
り、結晶析出部（上面７）近傍で急談となる。また、結
晶析出部から離れるにしたがい一定の温度勾配になる。
り、結晶析出部（上面７）近傍で急談となる。また、結
晶析出部から離れるにしたがい一定の温度勾配になる。
従って４第３図に示すように距離ｄの値が小さいと成長
速度Ｖが速くなる。また、距Ｍｄの値が大きくなると、
成長速度Ｖかある程度一定値となる。距Ｍｄの値か小さ
く成長速度■か速いと、析出する結晶は多結晶化してし
まう、６５３ｃｍ以上では多結晶化は起こらず、はぼ一
定の成長速度で結晶が成長し、バルク状の結晶が得られ
た。
速度Ｖが速くなる。また、距Ｍｄの値が大きくなると、
成長速度Ｖかある程度一定値となる。距Ｍｄの値か小さ
く成長速度■か速いと、析出する結晶は多結晶化してし
まう、６５３ｃｍ以上では多結晶化は起こらず、はぼ一
定の成長速度で結晶が成長し、バルク状の結晶が得られ
た。
第２図は５発明の他の実施例による、ＺｎＳｅの結晶成
長を行う半導体結晶成長装！を示す。
長を行う半導体結晶成長装！を示す。
この実施例では、石英製の結晶成長用アンプル１の構成
が第１図のものと興なる。この石英アングル１の形状は
ストレート管である。ヒートシンク６の構成およびその
固定方法は、第１図の実施例と同様である。溶媒２およ
びソース結晶３も第１図の実施例と同機である８石英ア
ングル１の形状かストレート管であるので、そのままで
はソース結晶を支持する機構かない、そこで、ソース結
晶３を止める部材として石英製リング５をアンプル１の
内壁に溶着している。ソース結晶３であるＺｎＳｅ多結
晶の径は、ソース結晶止めである石英リング５の内径よ
り大きく、アングル１の内径より小さくする。このよう
にして、ソース結晶３を保持する。ソース結晶３を収容
した後、その上に重り１３を配置する。この重り１３も
リンク状の石英材で構成できる０重り１３は省略しても
よい。
が第１図のものと興なる。この石英アングル１の形状は
ストレート管である。ヒートシンク６の構成およびその
固定方法は、第１図の実施例と同様である。溶媒２およ
びソース結晶３も第１図の実施例と同機である８石英ア
ングル１の形状かストレート管であるので、そのままで
はソース結晶を支持する機構かない、そこで、ソース結
晶３を止める部材として石英製リング５をアンプル１の
内壁に溶着している。ソース結晶３であるＺｎＳｅ多結
晶の径は、ソース結晶止めである石英リング５の内径よ
り大きく、アングル１の内径より小さくする。このよう
にして、ソース結晶３を保持する。ソース結晶３を収容
した後、その上に重り１３を配置する。この重り１３も
リンク状の石英材で構成できる０重り１３は省略しても
よい。
第１図の実施例と同機に、成長アングル１内に、溶媒２
およびソース結晶３を収容した後、アングルｌ内はＸπ
に排気され、封止される。
およびソース結晶３を収容した後、アングルｌ内はＸπ
に排気され、封止される。
このような構成からなるアンプル１を、第１図中右側に
示すような、温度勾配中に配置することにより、高温部
分にあるソース結晶３を溶媒２中に溶解させ、温度勾配
中を輸送させて、ヒートシンク６の上面７上に析出させ
る。
示すような、温度勾配中に配置することにより、高温部
分にあるソース結晶３を溶媒２中に溶解させ、温度勾配
中を輸送させて、ヒートシンク６の上面７上に析出させ
る。
この実施例においても、ソース結晶３は結晶を析出させ
るヒートシンク６の上面７までの距Ｍｄか３ｃｉ以上に
なるような位置に保持されている。
るヒートシンク６の上面７までの距Ｍｄか３ｃｉ以上に
なるような位置に保持されている。
そのため、多結晶化は起こらず、はぼ一定の成長速度で
結晶か成長し−バルク状の単結晶か得られる。
結晶か成長し−バルク状の単結晶か得られる。
″Ｌ発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、ソース結晶の位
置を固定し、その位置を結晶を析出させる面から３ＣＩ
以上離すようにしているので、溶質の拡散か溶媒中の一
定温度勾配領域による拡散律速となり、安定かつ再現性
の良い定常的な結晶成長が可能となる。
置を固定し、その位置を結晶を析出させる面から３ＣＩ
以上離すようにしているので、溶質の拡散か溶媒中の一
定温度勾配領域による拡散律速となり、安定かつ再現性
の良い定常的な結晶成長が可能となる。
また、成長開始時から終了時までの間は、はぼ一定状態
で結晶成長か進行するので、均質性に優れたバルク状の
単結晶の成長が可能である。
で結晶成長か進行するので、均質性に優れたバルク状の
単結晶の成長が可能である。
第１図は、本発明の実施例によるＺｎＳｅの結晶成長を
行う結晶成長装置を説明する断面図お上び温度分布図、 第２図は、本発明の他の実施例によるＺｎＳｅの結晶成
長を行う結晶成長装置を説明する断面図、第３図は、ソ
ース結晶の位置と結晶成長装置部との間の距離ｄと成長
速度Ｖとの関係を示すグラフ、 第４図は、従来技術による半導体結晶の成長を行う液相
成長装置を説明する断面図および温度分布図である。 結晶成長用アンプル Ｓｅあるいは５ｅ−Ｔｅ溶媒 ソース結晶 段差 石英製リング ヒートシンク 結晶析出面 小口径部 大口径部 第１図
行う結晶成長装置を説明する断面図お上び温度分布図、 第２図は、本発明の他の実施例によるＺｎＳｅの結晶成
長を行う結晶成長装置を説明する断面図、第３図は、ソ
ース結晶の位置と結晶成長装置部との間の距離ｄと成長
速度Ｖとの関係を示すグラフ、 第４図は、従来技術による半導体結晶の成長を行う液相
成長装置を説明する断面図および温度分布図である。 結晶成長用アンプル Ｓｅあるいは５ｅ−Ｔｅ溶媒 ソース結晶 段差 石英製リング ヒートシンク 結晶析出面 小口径部 大口径部 第１図
Claims (2)
- （１）、溶媒の上下に温度差を形成し、溶媒の高温部に
ソース結晶を配置し溶媒の低温部において一定温度で結
晶成長を行う温度差法を用いた結晶成長方法において、 ソース結晶として用いるインゴット状のＺｎＳｅ多結晶
を溶媒上部に固定し、該ソース結晶と結晶を析出させる
面との間の距離を３ｃｍ以上としたことを特徴とするＺ
ｎＳｅの結晶成長方法。 - （２）、溶媒の上下に温度差を形成し、溶媒の高温部に
ソース結晶を配置し温度差法を用いて溶媒の低温部にお
いて一定温度で結晶成長を行うための結晶成長装置にお
いて、 低温部に配置されたヒートシンクと、 ヒートシンクの上面から３ｃｍ以上離れた高さにＺｎＳ
ｅソース結晶を保持するソース結晶保持機構と を有するＺｎＳｅの結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131694A JP2525931B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ＺｎＳｅの結晶成長方法と結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131694A JP2525931B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ＺｎＳｅの結晶成長方法と結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426583A true JPH0426583A (ja) | 1992-01-29 |
| JP2525931B2 JP2525931B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=15064023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2131694A Expired - Lifetime JP2525931B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ＺｎＳｅの結晶成長方法と結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2525931B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5499600A (en) * | 1993-12-24 | 1996-03-19 | Stanley Electric Co., Ltd. | Methods for compound semiconductor crystal growth from solution |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2131694A patent/JP2525931B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5499600A (en) * | 1993-12-24 | 1996-03-19 | Stanley Electric Co., Ltd. | Methods for compound semiconductor crystal growth from solution |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2525931B2 (ja) | 1996-08-21 |
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