JPH0645517B2 - 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
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- JPH0645517B2 JPH0645517B2 JP60201356A JP20135685A JPH0645517B2 JP H0645517 B2 JPH0645517 B2 JP H0645517B2 JP 60201356 A JP60201356 A JP 60201356A JP 20135685 A JP20135685 A JP 20135685A JP H0645517 B2 JPH0645517 B2 JP H0645517B2
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- boat
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Description
【発明の詳細な説明】 （ア） 技術分野 この発明は、三温度水平ブリツジマン法（three temper
ature horizontal Bridgman）によるIII−Ｖ化合物半導
体単結晶の製造方法に関する。
ature horizontal Bridgman）によるIII−Ｖ化合物半導
体単結晶の製造方法に関する。
三温度ＨＢ法は、ボートによる単結晶成長法であつて、
高温加熱部、中間温度加熱部、低温加熱部の３つの異な
る加熱ヒータ部を有する炉の中で、炉を移動させること
により温度分布をボートに対し水平に動かし、単結晶を
成長させる。
高温加熱部、中間温度加熱部、低温加熱部の３つの異な
る加熱ヒータ部を有する炉の中で、炉を移動させること
により温度分布をボートに対し水平に動かし、単結晶を
成長させる。
（イ） 従来技術 GaAsなど化合物半導体単結晶の成長については、特開昭
51-18471、特開昭51-18472、特開昭52-117300など多く
の工夫がなされている。
51-18471、特開昭51-18472、特開昭52-117300など多く
の工夫がなされている。
特開昭51-18471、18472は三温度水平ブリツジマン法でG
aAsの単結晶を製造するもので、高温加熱部を1245℃〜1
270℃に、中間温度加熱部を1080℃〜1220℃、低温加熱
部を605℃〜620℃に設定している。そして高温加熱部と
中間温度加熱部の間の温度勾配を２〜10℃／cm、成長速
度を２〜10mm／Ｈとしている。
aAsの単結晶を製造するもので、高温加熱部を1245℃〜1
270℃に、中間温度加熱部を1080℃〜1220℃、低温加熱
部を605℃〜620℃に設定している。そして高温加熱部と
中間温度加熱部の間の温度勾配を２〜10℃／cm、成長速
度を２〜10mm／Ｈとしている。
特開昭56-100200号もGaAsの三温度水平ブリツジマン法
に関するが、融点（1238℃）から、1180℃〜1200℃まで
の温度勾配を２〜５℃／cm、1180℃〜1200℃より以下の
温度勾配を２℃／cm以下に制御する、という事を提案し
ている。
に関するが、融点（1238℃）から、1180℃〜1200℃まで
の温度勾配を２〜５℃／cm、1180℃〜1200℃より以下の
温度勾配を２℃／cm以下に制御する、という事を提案し
ている。
これらは三温度水平ブリツジマン法に関する改良である
が、グラジエントフリーズ法（ＧＦ）による化合物半導
体単結晶の製造方法の改良もなされている。グラジエン
トフリーズ法は、ヒータを動かすことなく、ヒータのパ
ワーを徐々に低下させることにより、温度勾配を維持し
たまま、結晶凝固させてゆくものである。一定の温度勾
配（直線状）の温度プロフイルを作るが、温度勾配が１
℃／cmで、40cm以上の長いボートの場合、最高温度部と
最低温度部の差が40℃以上になつてしまう。
が、グラジエントフリーズ法（ＧＦ）による化合物半導
体単結晶の製造方法の改良もなされている。グラジエン
トフリーズ法は、ヒータを動かすことなく、ヒータのパ
ワーを徐々に低下させることにより、温度勾配を維持し
たまま、結晶凝固させてゆくものである。一定の温度勾
配（直線状）の温度プロフイルを作るが、温度勾配が１
℃／cmで、40cm以上の長いボートの場合、最高温度部と
最低温度部の差が40℃以上になつてしまう。
そこで、特開昭58-176193号は、融点の上下で、温度勾
配が0.5℃／cm〜℃／cmで、成長中は、ボートの低温側
が融点から15℃以内であつて、高温側と低温側との温度
差が20℃以内であるべきである、と主張している。
配が0.5℃／cm〜℃／cmで、成長中は、ボートの低温側
が融点から15℃以内であつて、高温側と低温側との温度
差が20℃以内であるべきである、と主張している。
化合物半導体単結晶の製造方法に於ては、融点より20℃
以内の領域の温度勾配を0.5〜１℃／cmとしたのでは融
液が組成的過冷却現象を起してしまい、安定に固液界面
を制御することができない。このため、長い単結晶を得
ることが難しい。
以内の領域の温度勾配を0.5〜１℃／cmとしたのでは融
液が組成的過冷却現象を起してしまい、安定に固液界面
を制御することができない。このため、長い単結晶を得
ることが難しい。
また融点直下20℃よりもさらに低い温度領域で、0.5℃
〜２℃／cmの緩やかな温度勾配を維持する必要がある。
そうでないと、界面の熱放散が十分になされず、熱収縮
を受けて結晶欠陥が発生しやすくなる。このため、高い
歩留りで単結晶を製造することができない。
〜２℃／cmの緩やかな温度勾配を維持する必要がある。
そうでないと、界面の熱放散が十分になされず、熱収縮
を受けて結晶欠陥が発生しやすくなる。このため、高い
歩留りで単結晶を製造することができない。
また、凝固が完了した後、任意の速度で、降温して、容
器をとり出し、室温中へ単結晶を取り出したりすると、
大きな熱収縮によつて歪みが生じ、結晶欠陥が増大す
る、という事もある。
器をとり出し、室温中へ単結晶を取り出したりすると、
大きな熱収縮によつて歪みが生じ、結晶欠陥が増大す
る、という事もある。
冷却過程も適切でなければならない。前記の公知技術
は、冷却についてはなんら言及していない。
は、冷却についてはなんら言及していない。
（ウ） 目的 転位密度が低くしかも均一な大形化合物半導体単結晶を
三温度水平ブリツジマン法（３Ｔ−ＨＢ）で製造できる
ようにする事が本発明の目的である。
三温度水平ブリツジマン法（３Ｔ−ＨＢ）で製造できる
ようにする事が本発明の目的である。
本発明は特に、単結晶の冷却過程を好適な条件に設定す
ることにより、良質の単結晶を製造する事を可能にす
る。
ることにより、良質の単結晶を製造する事を可能にす
る。
（エ） 発明の構成 本発明は、このような目的を達成するために、融点から
20℃以内の範囲では、温度勾配を１〜４℃／cm、20℃以
下の範囲では温度勾配を０〜２℃／cmに保ち、しかもボ
ートの最低温度が、成長完了まで融点から90℃以内にあ
るように制御しながら成長させ、成長終了後は温度勾配
を維持しながら融点の0.7〜0.8倍にあたる温度Ｔｙにま
で高温部が達するまで結晶全体を２〜20℃／Ｈで降温
し、Ｔｙから融点の１／３にあたる温度Ｔｚに至るまで
は、２〜300℃／Ｈの速さで降温し、高温部がＴｚ以下
になつた時に、単結晶を室温へとりだすこととする。
20℃以内の範囲では、温度勾配を１〜４℃／cm、20℃以
下の範囲では温度勾配を０〜２℃／cmに保ち、しかもボ
ートの最低温度が、成長完了まで融点から90℃以内にあ
るように制御しながら成長させ、成長終了後は温度勾配
を維持しながら融点の0.7〜0.8倍にあたる温度Ｔｙにま
で高温部が達するまで結晶全体を２〜20℃／Ｈで降温
し、Ｔｙから融点の１／３にあたる温度Ｔｚに至るまで
は、２〜300℃／Ｈの速さで降温し、高温部がＴｚ以下
になつた時に、単結晶を室温へとりだすこととする。
まず、いくつかの温度定数を定義する。
融点Ｔｍより20℃低い温度をＴｑ、融点Ｔｍより90℃低
い温度をＴｐとする。摂氏温度に於て、融点の0.7〜0.8
倍の温度をＴｙとする。融点の１／３の温度をＴｚとす
る。
い温度をＴｐとする。摂氏温度に於て、融点の0.7〜0.8
倍の温度をＴｙとする。融点の１／３の温度をＴｚとす
る。
Ｔｑ＝Ｔｍ−20 (1) Ｔｐ＝Ｔｍ−90 (2) Ｔｙ＝0.7Tm〜0.8Tm (3) Ｔｚ＝Ｔｍ／３ (4) 種結晶の存在する点を原点とした、単結晶の長手方向に
位置座標ｘを考える。ボート中の結晶の長さはボート長
Ｌ１にほぼ等しい。
位置座標ｘを考える。ボート中の結晶の長さはボート長
Ｌ１にほぼ等しい。
本発明が規定する成長、冷却の過程について、より詳し
く説明する。
く説明する。
Ｉ 成長条件 Ｔｑ≦Ｔ≦Ｔｍに於て、温度勾配Ｇ１は Ｇ１＝１〜４℃／cm Ｔ＜Ｔｑに於て、温度勾配Ｇ２は Ｇ２＝０〜２℃／cm とする。さらにボート内の全ての位置について、成長過
程中 Ｔ（ｘ１ｔ）≧Ｔｐ (5) とする。Ｇ１に於て、これが１℃／cmより小さいと固液
界面近傍で過冷却が起つてしまう。４℃／cmより大きい
と、転位密度が増える。
程中 Ｔ（ｘ１ｔ）≧Ｔｐ (5) とする。Ｇ１に於て、これが１℃／cmより小さいと固液
界面近傍で過冷却が起つてしまう。４℃／cmより大きい
と、転位密度が増える。
Ｇ２は固化部分の温度勾配である。０℃／cmがもつとも
良いようであるが、２℃／cm以下であればよい。２℃／
cmをこえると、成長した単結晶の転位密度が増加する。
良いようであるが、２℃／cm以下であればよい。２℃／
cmをこえると、成長した単結晶の転位密度が増加する。
条件(5)は成長過程中、ボート内の全ての点の温度が、
融点から90℃以内にある、というものである。これはボ
ートの長さに拘らず課せられる条件である。これも温度
分布を小さくして、温度を単結晶中で一様にするための
条件である。
融点から90℃以内にある、というものである。これはボ
ートの長さに拘らず課せられる条件である。これも温度
分布を小さくして、温度を単結晶中で一様にするための
条件である。
II 冷却条件 凝固完了後、単結晶内に形成された温度分布を維持しな
がら、結晶の全体を均一に冷却する。
がら、結晶の全体を均一に冷却する。
降温速度Ｓは、高温部の温度（Ｔとかく）がＴｙに達す
るまで、 とする。降温速度は、結晶の全ての部分に於て同一にな
るようにし、相対的な温度関係は変らないものとする。
るまで、 とする。降温速度は、結晶の全ての部分に於て同一にな
るようにし、相対的な温度関係は変らないものとする。
つまり冷却過程に於て、均一冷却 という条件を常に満足するようにする。
降温速度Ｓはそれゆえ、単結晶中の位置によらず、時間
のみの函数となる。降温速度Ｓの範囲は二段階に規定さ
れる。後半のＴｙ〜Ｔｚに於てはより広範囲となる。
のみの函数となる。降温速度Ｓの範囲は二段階に規定さ
れる。後半のＴｙ〜Ｔｚに於てはより広範囲となる。
すなわち、ＴｙからＴｚまでは Ｓ＝２〜300℃／Ｈ (7) とする。Ｔｚ以下に降温した時に、単結晶を加熱してい
るヒータをを切つて自然に降温させ、室温にとりだすこ
ととする。
るヒータをを切つて自然に降温させ、室温にとりだすこ
ととする。
単結晶の品質という点では降温速度が小さい方がよい。
しかし、工業的には、降温速度の速い方がよい。冷却時
間は短い方が、単結晶の製造コストが低減するからであ
る。
間は短い方が、単結晶の製造コストが低減するからであ
る。
品質とコストに対する要求を兼ね合わせて降温速度を決
定する。Ｔｙまでは20℃／Ｈ以下、Ｔｚまでは300℃／
Ｈ以下という制限を課して降温速度を決定する、という
のが本発明の特徴のひとつである。
定する。Ｔｙまでは20℃／Ｈ以下、Ｔｚまでは300℃／
Ｈ以下という制限を課して降温速度を決定する、という
のが本発明の特徴のひとつである。
図面によつて説明する。第１図は三温度水平ブリツジマ
ン法の結晶成長炉の構成と本発明方法の温度分布とを示
す図である。
ン法の結晶成長炉の構成と本発明方法の温度分布とを示
す図である。
１、２、３は電気炉である。これは高温加熱部１、中間
温度加熱部２、低温加熱部３に分割されており、独立に
パワー制御できる。電気炉のヒータ１、２、３のパワー
を適当に制御する事により、炉内に、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３
の温度分布を実現することができる。
温度加熱部２、低温加熱部３に分割されており、独立に
パワー制御できる。電気炉のヒータ１、２、３のパワー
を適当に制御する事により、炉内に、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３
の温度分布を実現することができる。
炉内には、水平に、高純度石英容器４が設けてある。こ
の中に、高純度石英製がボート５が置かれている。
の中に、高純度石英製がボート５が置かれている。
ボート５の中には、化合物半導体の原料融液６が収容さ
れている。ボート５の一端には棚があつて、ここに適当
な結晶方位の種結晶７が置いてある。
れている。ボート５の一端には棚があつて、ここに適当
な結晶方位の種結晶７が置いてある。
石英ボート５のある位置の反対側に、Ｖ族元素９が置い
てある。これは石英容器４内のＶ族元素の蒸気圧を制御
するためのものである。Ｖ族元素はＰ、As、Sbなどであ
る。温度プロフイルＴ１、Ｔ２、Ｔ３の分布は、III−
Ｖ族化合物の成長に於て、同様な形状になるが、化合物
の種類によつて、融点やＶ族元素の解離圧が異なるの
で、温度の値が異なる。
てある。これは石英容器４内のＶ族元素の蒸気圧を制御
するためのものである。Ｖ族元素はＰ、As、Sbなどであ
る。温度プロフイルＴ１、Ｔ２、Ｔ３の分布は、III−
Ｖ族化合物の成長に於て、同様な形状になるが、化合物
の種類によつて、融点やＶ族元素の解離圧が異なるの
で、温度の値が異なる。
以下は、GaAsの成長を例にして説明する。この場合、Ｖ
族元素はAsであるから、過剰As９と書くことにする。
族元素はAsであるから、過剰As９と書くことにする。
GaAsの場合 Ｔ１＝1245℃〜1270℃ Ｔ２＝1100℃〜1220℃ Ｔ３＝600℃〜620℃ である。
石英容器４の中間には、細孔８を穿つた隔壁10を設け
る。細孔８はAsの蒸気を通す。これによつて、ボート
５、融液６の近傍のAsの蒸気圧が、過剰As９によつて制
御される事になる。しかし、細孔８はガリウムの酸化
物、シリコンの酸化物を通さない。
る。細孔８はAsの蒸気を通す。これによつて、ボート
５、融液６の近傍のAsの蒸気圧が、過剰As９によつて制
御される事になる。しかし、細孔８はガリウムの酸化
物、シリコンの酸化物を通さない。
融点Ｔｍ（1238℃は、高温部Ｔ１と中間温度部Ｔ２の間
にある。Ｔ１、Ｔ２の間は、融液を凝固させる部分であ
るから、ある程度の温度勾配がなければならない。Ｔ２
の温度勾配は緩やかな方がよい。
にある。Ｔ１、Ｔ２の間は、融液を凝固させる部分であ
るから、ある程度の温度勾配がなければならない。Ｔ２
の温度勾配は緩やかな方がよい。
融点Ｔｍより20℃下の温度をＴｑとするが、Ｔｍ〜Ｔｑ
に於ける温度勾配Ｇ１は Ｇ１＝１〜４℃／cm である。Ｔｑ以下の温度勾配Ｇ２は Ｇ２＝０〜２℃／cm である。
に於ける温度勾配Ｇ１は Ｇ１＝１〜４℃／cm である。Ｔｑ以下の温度勾配Ｇ２は Ｇ２＝０〜２℃／cm である。
さらに、中間温度加熱部Ｔ２の長さＬ２は、ボートの長
さＬ１より長い。
さＬ１より長い。
最初、ボート５は、高温度Ｔ１にあるから、ボート内の
原料はすべて融けて融液になつている。ヒータＡ、Ｂ、
Ｃは石英容器４に対して左方へ１〜10mm／Ｈの速度で移
動させる。すると、種結晶の近傍から、融点以下になつ
てゆくので、種結晶につづいて固化してゆく。固体と融
液が共存する状態になる。境界を固液界面という。固液
界面はヒータの運動とともに左方に移動してゆく。固化
した部分は単結晶になつている。これは中間温度Ｔ２に
ある。
原料はすべて融けて融液になつている。ヒータＡ、Ｂ、
Ｃは石英容器４に対して左方へ１〜10mm／Ｈの速度で移
動させる。すると、種結晶の近傍から、融点以下になつ
てゆくので、種結晶につづいて固化してゆく。固体と融
液が共存する状態になる。境界を固液界面という。固液
界面はヒータの運動とともに左方に移動してゆく。固化
した部分は単結晶になつている。これは中間温度Ｔ２に
ある。
。ボートの後端が融点Ｔｍを横切つた時、凝固が完了し
たことになる。この時、凝固した部分の全体は、中間温
度加熱部２によつて、中間温度Ｔ２の状態にある。
たことになる。この時、凝固した部分の全体は、中間温
度加熱部２によつて、中間温度Ｔ２の状態にある。
しかも、凝固が行われている間、ボートの既に固化した
部分が、融点より90℃以下の温度Ｔｐより高温でなけれ
ばならない。つまりGaAsであれば、1148℃より高温でな
ければならない、という事である。
部分が、融点より90℃以下の温度Ｔｐより高温でなけれ
ばならない。つまりGaAsであれば、1148℃より高温でな
ければならない、という事である。
次に冷却過程について説明する。
これは、温度分布Ｔ１、Ｔ２の相対的な温度勾配を保ち
ながら降温してゆくのである。
ながら降温してゆくのである。
Ｔ３も相対的な関係を保つべきであるが、Ｔ２とＴ３の
温度差は最初600℃程度であるから、Ｔ１、Ｔ２が降温
してくると、Ｔ３はこれに対し相対的に同一の温度差を
保つことができないようになる。しかし、これは差支え
のないことである。
温度差は最初600℃程度であるから、Ｔ１、Ｔ２が降温
してくると、Ｔ３はこれに対し相対的に同一の温度差を
保つことができないようになる。しかし、これは差支え
のないことである。
温度関係がＴ１、Ｔ２で固定されているから、任意の一
点の温度を規定すれば、他の全ての点の温度が決定され
る。
点の温度を規定すれば、他の全ての点の温度が決定され
る。
そこで、高温加熱部Ｔ１の温度が一様であるので、これ
をＴと書き、Ｔによつて温度を表現することにする。
をＴと書き、Ｔによつて温度を表現することにする。
さてＴが90℃程度になるまで（0.7Ｔｍ〜0.8Ｔｍ）２〜
20℃／Ｈで降温し、さらにＴが900℃以下になり、400℃
に至るまでは２〜300℃／Ｈで降温する。
20℃／Ｈで降温し、さらにＴが900℃以下になり、400℃
に至るまでは２〜300℃／Ｈで降温する。
第１図の中間の温度プロフイルが900℃程度に於けるも
のである。
のである。
第１図の下段の温度プロフイルは、Ｔが400℃程度に下
つた状態のものを示している。
つた状態のものを示している。
高温、中間温度、低温度分布はＴ４、Ｔ５、Ｔ６によつ
て示されている。Ｔ４とＴ５の関係は、Ｔ１とＴ２の関
係に等しい。
て示されている。Ｔ４とＴ５の関係は、Ｔ１とＴ２の関
係に等しい。
この時Ｔ４は400℃程度或はそれ以下である。
Ｔ６は100〜200℃程度である。
以上説明したように、本発明に於ては、温度Ｔが、Ｔｍ
〜Ｔｙに於て２〜20℃／Ｈ、Ｔｙ〜Ｔｚ以下までＳ＝２
〜300℃／Ｈとする。しかし、それぞれの領域でＳが一
定でなければならない、というわけではない。
〜Ｔｙに於て２〜20℃／Ｈ、Ｔｙ〜Ｔｚ以下までＳ＝２
〜300℃／Ｈとする。しかし、それぞれの領域でＳが一
定でなければならない、というわけではない。
第２図は温度Ｔと降温速度Ｓの関係を示すグラフであ
る。横軸は降温速度Ｓ、縦軸は高温部の温度Ｔである。
る。横軸は降温速度Ｓ、縦軸は高温部の温度Ｔである。
本発明が規定する前記の条件は、第３図に於て、斜線に
よつて縁どられた領域の温度、降温速度の対応が存在す
るという事である。
よつて縁どられた領域の温度、降温速度の対応が存在す
るという事である。
この領域の中に通つて、降温してゆく、という事のみが
要求される。様々な降温モードが可能である。
要求される。様々な降温モードが可能である。
折線ａは、簡単な降温速度例を与える。これはＴｍ〜Ｔ
ｙに於てＳが２〜20℃／Ｈの間の一定値を取り、Ｔｙ〜
Ｔｚに於て２〜300℃／Ｈの間の一定値をとつている。
ｙに於てＳが２〜20℃／Ｈの間の一定値を取り、Ｔｙ〜
Ｔｚに於て２〜300℃／Ｈの間の一定値をとつている。
しかし、それぞれの領域で一定値でなければならないと
いう事ではない。折線ｂは、Ｔｍ〜Ｔｙで降温速度Ｓを
徐々に増加させ、Ｔｙ〜ＴｚではＳを一定に保つてい
る。
いう事ではない。折線ｂは、Ｔｍ〜Ｔｙで降温速度Ｓを
徐々に増加させ、Ｔｙ〜ＴｚではＳを一定に保つてい
る。
折線ｃは、Ｔｙ〜Ｔｚの領域に於て、最初は降温温度を
増加させ、途中である一定値にしている。
増加させ、途中である一定値にしている。
この他、Ｔｙ〜Ｔｚの領域に於て、二段階に分けて降温
速度を増加させるようにしてもよい。
速度を増加させるようにしてもよい。
また一点鎖線ｄに示すように、Ｔｍ〜Ｔｚまで一定の降
温速度を保つようにしてもよい。これは最も簡単な降温
モードである。
温速度を保つようにしてもよい。これは最も簡単な降温
モードである。
（オ） 効 果 成長時に於ては、固液界面が安定しており、また冷却時
は均一の高い冷却が行われるので、固化後に結晶内に生
ずる熱応力を極小にする事ができる。
は均一の高い冷却が行われるので、固化後に結晶内に生
ずる熱応力を極小にする事ができる。
これは、転位の発生、増殖を抑制する上に効果がある。
本発明は、それゆえ低転位密度の大型の化合物半導体単
結晶を製造する事ができる。
結晶を製造する事ができる。
（カ） 実施例 Ｉ 断面が半円形で、内径65mm、全長500mmの石英製ボート
に、SiドープGaAs多結晶を3,500ｇチヤージした。種結
晶をシード棚に置いた。成長方向は＜１１１＞As方向で
ある。
に、SiドープGaAs多結晶を3,500ｇチヤージした。種結
晶をシード棚に置いた。成長方向は＜１１１＞As方向で
ある。
その石英ボートを、第１図に示す容器の中に入れ、電気
炉のＴ１の温度内に置き、電気炉に通電し、Ｔ１、
Ｔ２、Ｔ３の温度分布を形成した。融点1238℃から、12
18℃までの間の温度勾配を２℃／cmとし、1218℃から11
48℃（融点より90℃下）までの温度勾配を1.0℃／cmと
した。
炉のＴ１の温度内に置き、電気炉に通電し、Ｔ１、
Ｔ２、Ｔ３の温度分布を形成した。融点1238℃から、12
18℃までの間の温度勾配を２℃／cmとし、1218℃から11
48℃（融点より90℃下）までの温度勾配を1.0℃／cmと
した。
このような電気炉を左へ5.0mm／Ｈの速度で相対的に移
動させて、SiドープGaAs単結晶を成長させた。
動させて、SiドープGaAs単結晶を成長させた。
単結晶の成長時間は120時間であつた。この後、Ｔ１、
Ｔ２の温度分布の全体をひとしく20℃／Ｈの速さで降温
した。降温に要した時間は45時間である。この時、
Ｔ４、Ｔ５の温度分布になつている。Ｔ３は10℃／Ｈの
速さで降温しＴ６になつた。
Ｔ２の温度分布の全体をひとしく20℃／Ｈの速さで降温
した。降温に要した時間は45時間である。この時、
Ｔ４、Ｔ５の温度分布になつている。Ｔ３は10℃／Ｈの
速さで降温しＴ６になつた。
この後、室温にして、固化物を取り出した。全体の70％
が単結晶化していた。
が単結晶化していた。
(a) 種結晶の位置から120mmの位置で、 キヤリヤ濃度 1.5×1018／cm3 エツチピツト密度 5.7×102／cm2 (b) 種結晶の位置から450mmの位置で、 キヤリヤ密度 5.0×1018／cm3 エツチピツト密度 1.0×102／cm2 であつた。
（キ） 実施例 II 断面が半円形で、内径63mm、全長600mmの石英製ボート
に、ZnドープGaAs多結晶を4,000grチヤージした。
に、ZnドープGaAs多結晶を4,000grチヤージした。
実施例Ｉと同じ温度分布、同じ成長速度で単結晶を成長
させた。145時間で成長が完了した。
させた。145時間で成長が完了した。
固化後は、Ｔ１、Ｔ２の温度を15℃／Ｈで降温し60時間
後に、第１図で示すＴ４、Ｔ５の温度とした。この間、
Ｔ３は８℃／Ｈの速さで降温し、Ｔ６の温度となつた。
後に、第１図で示すＴ４、Ｔ５の温度とした。この間、
Ｔ３は８℃／Ｈの速さで降温し、Ｔ６の温度となつた。
全チヤージ量に対して、75％が単結晶化していた。
(a) 種結晶より90mmの位置では キヤリヤ濃度 1.0×1019／cm3 エツチピツト密度 5×102／cm2 (b) 種結晶より400mmの位置では キヤリヤ濃度 2.3×1019／cm3 エツチピツト密度 14×102／cm2 であつた。良質の単結晶であることが分る。
第１図は本発明を実施するための三温度水平式ブリツジ
マン法の電気炉と、電気炉によつて形成される温度分布
を示す図。 第２図は本発明の冷却過程の温度・降温速度関係図。 １……高温加熱部 ２……中間温度加熱部 ３……低温加熱部 ４……高純度石英容器 ５……高純度石英ボート ６……融液 ７……種結晶 ８……細孔 ９……過剰As １０……隔壁
マン法の電気炉と、電気炉によつて形成される温度分布
を示す図。 第２図は本発明の冷却過程の温度・降温速度関係図。 １……高温加熱部 ２……中間温度加熱部 ３……低温加熱部 ４……高純度石英容器 ５……高純度石英ボート ６……融液 ７……種結晶 ８……細孔 ９……過剰As １０……隔壁
Claims (1)
- 【請求項１】細孔を有する隔壁で仕切られた空間を有
し、III−Ｖ化合物半導体の原料融液と種結晶を収容し
たボートと、Ｖ族元素とをそれぞれの空間に置き密封さ
れた石英容器を、水平方向に高温加熱部、中間温度加熱
部、低温加熱部を有する電気炉の中へ入れ、炉のヒータ
を石英容器に対して移動させることにより単結晶を成長
させてゆく方法に於て、化合物半導体の融点Ｔｍから、
融点下２０℃の温度Ｔｑまでの範囲では温度勾配を１〜
４℃／cmにし、Ｔｑより下では温度勾配を０〜２℃／cm
に保ち、単結晶を成長させている間、ボートの全体が融
点Ｔｍ下90℃以内にあり、成長終了後は、高温加熱部、
中間温度加熱部の温度勾配を維持しながら、融点Ｔｍか
ら融点Ｔｍの0.7〜0.8倍である温度Ｔｙまでは２〜20℃
／Ｈの降温速度で降温し、融点Ｔｍの0.7〜0.8倍である
温度Ｔｙから融点Ｔｍの１／３である温度Ｔｚ以下にな
るまでは２〜300℃／Ｈの降温速度で降温し、この後、
単結晶を室温へ取り出す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 |
|---|---|---|---|
| JP60201356A JPH0645517B2 (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP60201356A JPH0645517B2 (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6259590A JPS6259590A (ja) | 1987-03-16 |
| JPH0645517B2 true JPH0645517B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=16439683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60201356A Expired - Lifetime JPH0645517B2 (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645517B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102758255B (zh) * | 2012-08-02 | 2015-05-27 | 元亮科技有限公司 | 顶部籽晶温度梯度法生长大尺寸高温氧化物晶体的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5819638B2 (ja) * | 1974-08-07 | 1983-04-19 | 住友電気工業株式会社 | シリコンイガイノ フジユンブツド−プヒカガリウムタンケツシヨウノ セイゾウホウホウ |
| JPS5938185A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-01 | Mac Gregor Far East Ltd | 折り畳み式ハツチカバ− |
-
1985
- 1985-09-10 JP JP60201356A patent/JPH0645517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6259590A (ja) | 1987-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |