JPH0735318B2 - ▲ｉｉ▼−▲ｖｉ▼族化合物単結晶成長用ボ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、II−VI族化合物単結晶成長用ボートに関す
る。さらに詳細には、この発明は原料の損失を防止し収
率の向上が図れるII−VI族化合物単結晶成長用ボートに
関する。

〈従来の技術〉 従来、II−VI族化合物単結晶の製造方法として、種々の
方法が用いられているが、そのような方法の一つとし
て、第３図に示されるような単結晶成長用のボートを用
いた水平ブリッジマン法を挙げることができる。この装
置を用いてII−VI族化合物単結晶、例えば、CdTe化合物
単結晶を製造する一例を説明すると、反応部（４）とリ
ザーバー部（５）とがキャピラリーで連通された反応容
器（６）を使用し、リザーバー部（５）に適量のCdを加
えるとともに反応部（４）に設けられた単結晶成長用ボ
ート（７）内にCdTe化合物原料を仕込んだ後、反応容器
（６）を減圧し真空とする。そして、反応容器（６）を
炉（８）により外部から加熱すると、CdTe化合物原料は
しだいにCdを吸収し、最終的には化学量論的組成の融液
（９）となった後、単結晶成長用ボート（７）の一端に
設けられた棚部に保持されたCdTe化合物単結晶（種子結
晶）を該融液（９）に接触させ、結晶成長を開始させ
る。その後、炉（８）の温度分布を移動（装置によって
は、炉またはボートの移動）させて結晶を成長させ、Cd
Te化合物単結晶（10）が製造される。上記の製造方法に
おいて、該炉（８）の温度分布は、反応容器（６）内部
の蒸気圧の制御を行ないつつ単結晶の成長を行うため、
通常、第４図に示されるように、T1（CdTe化合物の融
点）以上の温度領域、前記T1と後記T3との間の温度であ
るT2の温度領域、および反応系内を化学量論的な化合物
を得るに適した蒸気圧に保持するために、蒸気圧制御物
質（上記の例ではCd）を蒸発させるに必要な加熱温度で
あるT3の温度領域の３つの定温度帯となされている。

このように融液（９）から解離して逃散しようとするCd
蒸気の圧力と、リザーバー部（５）内のCdの蒸気圧とが
等しくなるように制御することにより、融液（９）の組
成が変化するのを防止している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、CdTe化合物は融点における解離圧が大き
く、またCdおよびTeは共に高い蒸気圧を示す。特にCdは
蒸気圧が高いので、上記方法のような化学量論的組成制
御のCd圧においても単結晶成長用ボート（７）内の融液
（９）の表面からリザーバー部（５）への蒸発が生じ、
原料の損失が大きいという問題がある。このとき、上述
した蒸気圧制御によってCdの融液（９）からの蒸発は抑
制されているのに対して、CdとTeの蒸気圧が共に高い場
合には制御できない。特に、大型の単結晶を製造する際
には、成長用ボートも大型となり、表面積も広くなるの
で、蒸発による損失は大きなものとなる。

〈目的〉 この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、成
長用ボート表面からの蒸発を制御し、原料の損失を防止
できるII−VI族化合物単結晶成長用ボートを提供するこ
とを目的とする。

〈構成〉 上記目的を達成するためになされた、この発明のII−VI
族化合物単結晶成長用ボートは、開口部を有する有蓋の
単結晶成長用ボートであることを特徴とし、該開口部は
小面積であることが好ましい。

〈作用〉 この発明は、上記の構成よりなり、成長用ボート内の融
液は、開口部を有する蓋で覆われるので、該蓋が融液表
面からの蒸発の抵抗体となり、原料の損失を減少させる
ことができる。特に、開口部が小面積であれば、この効
果は一層大きくなる。

ここで、開口部を設けているのは、以下の理由による。
例えばCdTe化合物単結晶を製造する水平ブリッジマン法
では、前述のように、反応容器内のボート外に置いたCd
を加熱して、Cd蒸気をボート内の融液に徐々に吸収させ
て、最終的に化学当量的組成のCdTe融液とする。従っ
て、前記開口部はCd蒸気の進入口として機能する。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添附図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、この発明のII−VI族化合物単結晶成長用ボー
トの一実施例を示す斜視図で、ボート底部（１）、蓋
（２）および開口部（３）で構成されている。ボート底
部（１）は従来から使用されている単結晶成長用ボート
と実質的に同一のものである。該ボート底部（１）の上
方開口面は蓋（２）で覆われ、蓋（２）にはスリット状
の開口部（３）が該蓋（２）の幅方向に沿って設けられ
ている。ボート底部（１）と蓋（２）とは融着等により
封着してもよいが、封着しなくとも、この発明の効果は
充分に達成することができる。開口部（３）の形状は、
特に限定されず、上記のようにスリット状としてもよい
し、小穴状等でもよい。また、蓋（２）を２つに分け、
その二分された蓋（２）をボート底部（１）上に小間隔
をおいて覆設することによって開口部（３）を形成して
もよい。さらに、開口部（３）は上記実施例とは異な
り、該蓋（２）の長さ方向に沿って設けられていてもよ
い。

この発明にあっては、開口部（３）の形状等よりもその
面積が重要な意味を有し、開口部（３）の面積を10mm²
以下とするのが制御性の面から好ましい。

上記ボート底部（１）および蓋（２）の材質としては、
外部より結晶の成長状態を観察できる点から透明石英が
好ましいが、予め設定された条件で製造を行うように観
察が不用の場合には、セラミックス、BN、SiC、Al₂O₃等
の材質でもよい。

次に、この発明にかかる単結晶成長用ボートの使用法の
一例を説明すると、まずボート底部（１）の内部にII−
VI族化合物単結晶原料を充填し、開口部（３）を有する
蓋（２）で覆った後、第３図で示される装置の反応部
（４）の所定位置に設置し、反応容器（６）を減圧し真
空とする。以下、従来の水平ブリッジマン法に準じて、
II−VI族化合物単結晶を成長させる。上記の製造方法
中、開口部（３）は結晶の成長方向に向かって後ろ側に
設ける方が蒸気圧の制御を行うには好ましい。従って、
蓋（２）に開口部（３）を設ける際にも、蓋（２）の長
さ方向の一端に寄った部分に開口部（３）を設けること
が好ましい。

以下、実験例をもって、この発明をより詳細に説明す
る。

実験例 スリット面積を変化させた、第１図に示される単結晶成
長用ボート（長さ170mm、幅20mm、深さ10mm）を作製
し、該ボート内にCdTe化合物原料を一定量仕込んだ後、
第３図に示される装置の反応部の所定位置に設置し、T1
＝1170℃、T2−1050℃およびT3＝820℃の温度条件で加
熱し、原料のロス量を測定した。ロス量の測定は、CdTe
化合物を含むボートの加熱前後の重量の差により求め
た。その結果を第２図に示す。

第２図から明らかなように、ロス量は、ある開口面積
（S0）までは開口面積に比例して増加するが、S0を越え
るとロス量の変化はなくなり、Cd分圧や融液温度の影響
が強くなる。種々の実験の結果、クリティカルポイント
S0は、Cd分圧や融液条件により若干の変化が見られる
が、おおよそ２〜10mm²の範囲に存在する。従って、開
口部の面積は10mm²以下とするのが好ましい。

〈効果〉 以上のように、この発明のII−VI族化合物単結晶成長用
ボートによれば、開口部を有する蓋が融液表面からの蒸
発を抑制するので、原料の損失を防止でき、生産性の向
上に寄与できるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかるII−VI族化合物単結晶成長
用ボートの一実施例を示す斜視図、 第２図は、実験例における開口面積とロス量の関係を示
す図、 第３図および第４図は、それぞれ水平ブリッジマン法に
用いられる装置の概略図および温度制御例の概略図であ
る。 （１）……ボート底部、（２）……蓋 （３）……開口部

フロントページの続き (72)発明者 宮崎 健史 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−83914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−47795（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−129634（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平ブリッジマン法によるII−VI族化合物
   単結晶の製造に使用される単結晶成長用ボートにおい
   て、該ボートが開口部を有する有蓋ボートであることを
   特徴とするII−VI族化合物単結晶成長用ボート。
2. 【請求項２】開口部の面積が、10mm²以下である上記特
   許請求の範囲第１項記載のII−VI族化合物単結晶成長用
   ボート。