JPH0524962A - 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
- JPH0524962A JPH0524962A JP20352991A JP20352991A JPH0524962A JP H0524962 A JPH0524962 A JP H0524962A JP 20352991 A JP20352991 A JP 20352991A JP 20352991 A JP20352991 A JP 20352991A JP H0524962 A JPH0524962 A JP H0524962A
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- Japan
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- crystal
- seed crystal
- single crystal
- compound semiconductor
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】化合物半導体単結晶を垂直ブリッジマン法ある
いは垂直グラジエントフリ−ズ法によって製造する際
に、単結晶育成用容器の種結晶保持部と種結晶との間に
隙間を埋める材料を介在させる。 【効果】単結晶育成用容器の種結晶保持部と種結晶との
隙間に原料融液が流れ込むことがなくなり、結晶性の良
好な単結晶を収率良く得ることができる。
いは垂直グラジエントフリ−ズ法によって製造する際
に、単結晶育成用容器の種結晶保持部と種結晶との間に
隙間を埋める材料を介在させる。 【効果】単結晶育成用容器の種結晶保持部と種結晶との
隙間に原料融液が流れ込むことがなくなり、結晶性の良
好な単結晶を収率良く得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は垂直ブリッジマン法ある
いは垂直グラジエントフリーズ法によって、種結晶を用
いて化合物半導体単結晶を育成する方法に関し、特に種
結晶の保持方法に関するものである。
いは垂直グラジエントフリーズ法によって、種結晶を用
いて化合物半導体単結晶を育成する方法に関し、特に種
結晶の保持方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】垂直ブリッジマン法あるいは垂直グラジ
エントフリーズ法によって化合物半導体単結晶を育成す
る場合、図２(a)あるいは図２(b)に示すような単結晶育
成用容器が一般的に用いられている。
エントフリーズ法によって化合物半導体単結晶を育成す
る場合、図２(a)あるいは図２(b)に示すような単結晶育
成用容器が一般的に用いられている。
【０００３】図２(a)は底部が突起しており、この容器
に多結晶原料を入れ、溶融した後、容器突起部分６が最
も低い温度となるように温度勾配をつけながら容器突起
部分から徐々に冷却し固化していく。
に多結晶原料を入れ、溶融した後、容器突起部分６が最
も低い温度となるように温度勾配をつけながら容器突起
部分から徐々に冷却し固化していく。
【０００４】図２(b)は種結晶７を保持する部分８を具
備しており、この容器に多結晶原料を入れ、溶融した
後、種結晶が最も低い温度となるように温度勾配をつけ
ながら種結晶側から徐々に冷却し固化していく。
備しており、この容器に多結晶原料を入れ、溶融した
後、種結晶が最も低い温度となるように温度勾配をつけ
ながら種結晶側から徐々に冷却し固化していく。
【０００５】前者の方法の場合、固化が始まる際に容器
突起部分に発生した多くの結晶核の中から、選択成長が
なされ最終的には１つの結晶粒となるようにする必要が
ある。このため、選択成長に十分な時間をかけなければ
ならない。また、選択される結晶の面方位はいつも同じ
ものとは限らない。さらに、必ずしも最終的に残る結晶
粒が１つとは限らず、いくつかの結晶粒が残ってしまう
場合もあり再現性よく単結晶が得られないといった欠点
があった。
突起部分に発生した多くの結晶核の中から、選択成長が
なされ最終的には１つの結晶粒となるようにする必要が
ある。このため、選択成長に十分な時間をかけなければ
ならない。また、選択される結晶の面方位はいつも同じ
ものとは限らない。さらに、必ずしも最終的に残る結晶
粒が１つとは限らず、いくつかの結晶粒が残ってしまう
場合もあり再現性よく単結晶が得られないといった欠点
があった。
【０００６】後者の方法は、初めから単一の核から結晶
育成させるために種結晶を用いるもので、上記の欠点が
なく、ＧａＡｓなどの単結晶育成では一般的な方法であ
る。しかし、ＣｄＴｅ単結晶の場合には、ＧａＡｓなど
と比べ結晶欠陥が入り易く、熱伝導率が小さいために、
この方法でも十分な品質のものを育成することができな
かった。
育成させるために種結晶を用いるもので、上記の欠点が
なく、ＧａＡｓなどの単結晶育成では一般的な方法であ
る。しかし、ＣｄＴｅ単結晶の場合には、ＧａＡｓなど
と比べ結晶欠陥が入り易く、熱伝導率が小さいために、
この方法でも十分な品質のものを育成することができな
かった。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、上記の問
題点を解決したものであって、ＣｄＴｅ単結晶のような
結晶欠陥が入り易く、熱伝導率が小さい化合物半導体単
結晶でも高品質の結晶を得ることができる製造方法を提
供するものである。
題点を解決したものであって、ＣｄＴｅ単結晶のような
結晶欠陥が入り易く、熱伝導率が小さい化合物半導体単
結晶でも高品質の結晶を得ることができる製造方法を提
供するものである。
【０００８】
【問題点を解決するための手段及び方法】本発明は、垂
直ブリッジマン法あるいは垂直グラジエントフリーズ法
によって、種結晶を用いて化合物半導体単結晶を育成す
る方法において、単結晶育成用容器の種結晶保持部と種
結晶との間に隙間を埋める材料を介在させて、単結晶育
成時に化合物半導体融液が種結晶保持部の隙間に流れ込
まないようにしたことを特徴とする化合物半導体単結晶
の製造方法であり、ＣｄＴｅ単結晶のような結晶欠陥が
入り易く、熱伝導率が小さい化合物半導体単結晶でも高
品質の結晶を得ることができる。
直ブリッジマン法あるいは垂直グラジエントフリーズ法
によって、種結晶を用いて化合物半導体単結晶を育成す
る方法において、単結晶育成用容器の種結晶保持部と種
結晶との間に隙間を埋める材料を介在させて、単結晶育
成時に化合物半導体融液が種結晶保持部の隙間に流れ込
まないようにしたことを特徴とする化合物半導体単結晶
の製造方法であり、ＣｄＴｅ単結晶のような結晶欠陥が
入り易く、熱伝導率が小さい化合物半導体単結晶でも高
品質の結晶を得ることができる。
【０００９】また、隙間を埋める材料としては、細かく
砕いた化合物半導体結晶粉末を用いても、種結晶の側面
と隙間が生じないように加工された黒鉛製種結晶ホルダ
−を用いても良い。
砕いた化合物半導体結晶粉末を用いても、種結晶の側面
と隙間が生じないように加工された黒鉛製種結晶ホルダ
−を用いても良い。
【００１０】本発明者等は、上記問題点の原因は単結晶
育成用容器の種結晶保持部と種結晶との間の隙間にある
と考えた。すなわち、単結晶育成用容器の種結晶保持部
と種結晶との間に隙間があると、多結晶原料を溶融する
際に多結晶原料融液が隙間に流れ込み急速に固化して、
種結晶の結晶性に悪影響を与えてしまい、結晶性が悪く
なったこの部分から結晶を育成していくので結晶性の悪
さも引き継がれ、単結晶全体の結晶性も悪くなってしま
う。
育成用容器の種結晶保持部と種結晶との間の隙間にある
と考えた。すなわち、単結晶育成用容器の種結晶保持部
と種結晶との間に隙間があると、多結晶原料を溶融する
際に多結晶原料融液が隙間に流れ込み急速に固化して、
種結晶の結晶性に悪影響を与えてしまい、結晶性が悪く
なったこの部分から結晶を育成していくので結晶性の悪
さも引き継がれ、単結晶全体の結晶性も悪くなってしま
う。
【００１１】しかも、単結晶育成用容器の種結晶保持部
と種結晶との間の隙間は、容器形状の精度に影響されて
生じ、石英あるいはＰＢＮなどでできた単結晶育成用容
器は機械加工できないため、形状の精度はあまり良くな
く、隙間をなくすこができなかった。
と種結晶との間の隙間は、容器形状の精度に影響されて
生じ、石英あるいはＰＢＮなどでできた単結晶育成用容
器は機械加工できないため、形状の精度はあまり良くな
く、隙間をなくすこができなかった。
【００１２】そこで本発明者等は、種結晶を単結晶育成
用容器の種結晶保持部に直接保持させずに、単結晶育成
用容器の種結晶保持部と種結晶との間に隙間を埋める材
料を介在させることを考え付いた。
用容器の種結晶保持部に直接保持させずに、単結晶育成
用容器の種結晶保持部と種結晶との間に隙間を埋める材
料を介在させることを考え付いた。
【００１３】単結晶育成用容器の種結晶保持部と種結晶
との間の隙間を埋める材料としては、化合物半導体単結
晶を汚染せず、多結晶原料を溶融する際に多結晶原料融
液が隙間に流れ込まないようにするために、細かく砕い
た化合物半導体単結晶粉末あるいは、種結晶の側面と隙
間が生じないように加工された黒鉛製種結晶ホルダ−を
用いることとした。
との間の隙間を埋める材料としては、化合物半導体単結
晶を汚染せず、多結晶原料を溶融する際に多結晶原料融
液が隙間に流れ込まないようにするために、細かく砕い
た化合物半導体単結晶粉末あるいは、種結晶の側面と隙
間が生じないように加工された黒鉛製種結晶ホルダ−を
用いることとした。
【００１４】単結晶育成用容器の種結晶保持部と種結晶
との間の隙間を埋める材料として、細かく砕いた化合物
半導体単結晶粉末を用いた場合、多結晶原料を溶融する
ために昇温していく過程で化合物半導体結晶粉末が焼結
し隙間のない状態となるため、多結晶原料融液が隙間に
流れ込むことがなくなる。また、化合物半導体結晶粉末
から他の結晶粒が発生し多結晶化することが考えられた
が、化合物半導体結晶粉末から発生した結晶粒は種付け
直後になくなり問題はなかった。
との間の隙間を埋める材料として、細かく砕いた化合物
半導体単結晶粉末を用いた場合、多結晶原料を溶融する
ために昇温していく過程で化合物半導体結晶粉末が焼結
し隙間のない状態となるため、多結晶原料融液が隙間に
流れ込むことがなくなる。また、化合物半導体結晶粉末
から他の結晶粒が発生し多結晶化することが考えられた
が、化合物半導体結晶粉末から発生した結晶粒は種付け
直後になくなり問題はなかった。
【００１５】次に、単結晶育成用容器の種結晶保持部と
種結晶との間の隙間を埋める材料として、種結晶の側面
と隙間が生じないように加工された黒鉛製種結晶ホルダ
−を用いた場合、黒鉛は精密加工がしやすく、黒鉛製種
結晶ホルダ−と種結晶間および黒鉛製種結晶ホルダ−と
単結晶育成用容器の種結晶保持部との間の隙間を十分小
さくできるため、多結晶原料融液が隙間に流れ込むこと
がなくなる。また、黒鉛製種結晶ホルダ−あるいは黒鉛
製種結晶ホルダ−と単結晶育成用容器の種結晶保持部と
の間の隙間から他の結晶粒が発生し多結晶化することが
考えられたが、黒鉛製種結晶ホルダ−からの核発生はな
く、単結晶育成用容器の種結晶保持部との間の隙間から
発生した結晶粒は種付け直後になくなり問題はなかっ
た。
種結晶との間の隙間を埋める材料として、種結晶の側面
と隙間が生じないように加工された黒鉛製種結晶ホルダ
−を用いた場合、黒鉛は精密加工がしやすく、黒鉛製種
結晶ホルダ−と種結晶間および黒鉛製種結晶ホルダ−と
単結晶育成用容器の種結晶保持部との間の隙間を十分小
さくできるため、多結晶原料融液が隙間に流れ込むこと
がなくなる。また、黒鉛製種結晶ホルダ−あるいは黒鉛
製種結晶ホルダ−と単結晶育成用容器の種結晶保持部と
の間の隙間から他の結晶粒が発生し多結晶化することが
考えられたが、黒鉛製種結晶ホルダ−からの核発生はな
く、単結晶育成用容器の種結晶保持部との間の隙間から
発生した結晶粒は種付け直後になくなり問題はなかっ
た。
【００１６】
【実施例１】図１に示すように内径８ｍｍΦのＰＢＮる
つぼ１の種結晶保持部２に（１１１）面に平行な面の円
柱型のＣｄＴｅ単結晶の種結晶３をエッチング洗浄した
後入れ、ＣｄＴｅ結晶粉末４をその周りに入れた。続い
て内径８０ｍｍΦのるつぼ直胴部にＣｄＴｅ多結晶原料
５を入れ、このるつぼを石英アンプルにいれて真空度１
０-6torrにて封じた。この石英アンプルを結晶成長炉に
装填し、ＣｄＴｅの融点近くまで昇温し、アンプル縦方
向に２〜１０℃／ｃｍの温度勾配を付けさらに昇温し種
結晶の途中までを融液となるようにし、５０時間の均一
化を行った後るつぼ先端部分から徐々に冷却し結晶を育
成した。この方法によって所望の面方位を持ち種結晶か
ら結晶性が悪化することなく全体の結晶性もよい結晶が
でき、ほぼ全域から良質のウェハを得ることができた。
つぼ１の種結晶保持部２に（１１１）面に平行な面の円
柱型のＣｄＴｅ単結晶の種結晶３をエッチング洗浄した
後入れ、ＣｄＴｅ結晶粉末４をその周りに入れた。続い
て内径８０ｍｍΦのるつぼ直胴部にＣｄＴｅ多結晶原料
５を入れ、このるつぼを石英アンプルにいれて真空度１
０-6torrにて封じた。この石英アンプルを結晶成長炉に
装填し、ＣｄＴｅの融点近くまで昇温し、アンプル縦方
向に２〜１０℃／ｃｍの温度勾配を付けさらに昇温し種
結晶の途中までを融液となるようにし、５０時間の均一
化を行った後るつぼ先端部分から徐々に冷却し結晶を育
成した。この方法によって所望の面方位を持ち種結晶か
ら結晶性が悪化することなく全体の結晶性もよい結晶が
でき、ほぼ全域から良質のウェハを得ることができた。
【００１７】
【実施例２】内径６ｍｍΦの黒鉛製種結晶ホルダ−に
（１１１）面に平行な面の円柱型のＣｄＴｅ単結晶の種
結晶をエッチング洗浄した後装填した後、内径８ｍｍΦ
のＰＢＮるつぼの種結晶保持部に入れた。その後は、実
施例１と同様にして結晶を育成した。この方法によって
所望の面方位を持ち種結晶から結晶性が悪化することな
く全体の結晶性もよい結晶ができ、ほぼ全域から良質の
ウェハを得ることができた。
（１１１）面に平行な面の円柱型のＣｄＴｅ単結晶の種
結晶をエッチング洗浄した後装填した後、内径８ｍｍΦ
のＰＢＮるつぼの種結晶保持部に入れた。その後は、実
施例１と同様にして結晶を育成した。この方法によって
所望の面方位を持ち種結晶から結晶性が悪化することな
く全体の結晶性もよい結晶ができ、ほぼ全域から良質の
ウェハを得ることができた。
【００１８】実施例はＣｄＴｅ単結晶について説明した
が、ＣｄＴｅ以外の２−６族あるいは３−５族の化合物
半導体単結晶の製造においても利用できることは言うま
でもない。
が、ＣｄＴｅ以外の２−６族あるいは３−５族の化合物
半導体単結晶の製造においても利用できることは言うま
でもない。
【００１９】
【発明の効果】本発明によって多結晶原料を溶融する際
に多結晶原料融液が隙間に流れ込むことがなくなったた
め、種結晶部分から結晶性が悪化することがなくなり、
育成した結晶全体の結晶性が向上し、所望の面方位の化
合物半導体単結晶を収率良く得ることができた。
に多結晶原料融液が隙間に流れ込むことがなくなったた
め、種結晶部分から結晶性が悪化することがなくなり、
育成した結晶全体の結晶性が向上し、所望の面方位の化
合物半導体単結晶を収率良く得ることができた。
【図１】本発明による種結晶保持方法の１実施例を示す
図である。
図である。
【図２】従来の単結晶育成用容器を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】垂直ブリッジマン法あるいは垂直グラジエ
ントフリーズ法によって、種結晶を用いて化合物半導体
単結晶を育成する方法において、単結晶育成用容器の種
結晶保持部と種結晶との間に隙間を埋める材料を介在さ
せて、単結晶育成時に化合物半導体融液が種結晶保持部
の隙間に流れ込まないようにしたことを特徴とする化合
物半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項２】請求項１の隙間を埋める材料が細かく砕い
た化合物半導体結晶粉末であることを特徴とする化合物
半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項３】請求項１の隙間を埋める材料が種結晶の側
面と隙間が生じないように加工された黒鉛製種結晶ホル
ダ−であ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 |
|---|---|---|---|
| JP20352991A JPH0524962A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP20352991A JPH0524962A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0524962A true JPH0524962A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16475668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20352991A Pending JPH0524962A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0524962A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02208279A (ja) * | 1989-02-08 | 1990-08-17 | Hitachi Cable Ltd | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
| JPH0380180A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-04 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | 単結晶製造装置 |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP20352991A patent/JPH0524962A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02208279A (ja) * | 1989-02-08 | 1990-08-17 | Hitachi Cable Ltd | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
| JPH0380180A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-04 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | 単結晶製造装置 |
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