JPH089520B2 - 薄膜単結晶の製造方法 - Google Patents
薄膜単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPH089520B2 JPH089520B2 JP58092019A JP9201983A JPH089520B2 JP H089520 B2 JPH089520 B2 JP H089520B2 JP 58092019 A JP58092019 A JP 58092019A JP 9201983 A JP9201983 A JP 9201983A JP H089520 B2 JPH089520 B2 JP H089520B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- thin film
- film single
- substrate
- manufacturing thin
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本願発明は単結晶（結晶軸が一定の方向を保っている
結晶）の製造方法に係るものであり、特に薄膜単結晶の
製造方法に係るものである。
結晶）の製造方法に係るものであり、特に薄膜単結晶の
製造方法に係るものである。
単結晶の製造方法としては溶融原料に単結晶種子をつ
け、なじませた後回転しながらゆっくり引き上げて融液
を固化させながら単結晶を成長させる方法（チョクラル
スキー方法）が一般に知られている。薄膜単結晶はこの
ようにして製造したインゴットより薄膜を切り出し研磨
して製造する。しかしその場合円形以外の形状の薄膜を
得ようとするとロス分が多く生じ、又研磨の際に半分程
度の材料が失われてしまう。更に、得られる薄膜の寸法
も制限され、任意の大形の薄膜を得ることはできない。
け、なじませた後回転しながらゆっくり引き上げて融液
を固化させながら単結晶を成長させる方法（チョクラル
スキー方法）が一般に知られている。薄膜単結晶はこの
ようにして製造したインゴットより薄膜を切り出し研磨
して製造する。しかしその場合円形以外の形状の薄膜を
得ようとするとロス分が多く生じ、又研磨の際に半分程
度の材料が失われてしまう。更に、得られる薄膜の寸法
も制限され、任意の大形の薄膜を得ることはできない。
本発明の目的は、単結晶を任意形状寸法の薄膜の形で
直接得る薄膜単結晶の製造方法を提供することである。
直接得る薄膜単結晶の製造方法を提供することである。
この目的は実質的に重力のない場、すなわち微小重力
下で結晶材料の溶融液表面に冷却基板をその一端から他
端に向かって徐々に接触させ、それから基板を溶融液表
面から離して基板表面に薄膜状の単結晶を成長させるこ
とによって達成される。結晶材料はPbSnTe、GaAs、G
aP、InSb、Si又はGeである 本発明を以下に添付図を参照して詳細に説明する。
下で結晶材料の溶融液表面に冷却基板をその一端から他
端に向かって徐々に接触させ、それから基板を溶融液表
面から離して基板表面に薄膜状の単結晶を成長させるこ
とによって達成される。結晶材料はPbSnTe、GaAs、G
aP、InSb、Si又はGeである 本発明を以下に添付図を参照して詳細に説明する。
第１図に示すように微小重力の場で容器１内で単結晶
材料を溶融する。半導体材料の融液２は表面張力により
球状となっている。最終的に得ようとする薄膜形状と同
じ形状の冷却基板３を第２−ａ図に示すようにそれの一
端を融液に接触させると、融液の接触面が冷却され薄膜
状単結晶が成長を開始する。もし重力の場で（地上で）
同じことを行うと、融液内に対流が生じているため成長
した薄膜の一部は基板から剥離して運ばれ、それは基板
の他の部分において結晶成長の核となる。このため単結
晶は成長せず、得られる結晶は多結晶となる。
材料を溶融する。半導体材料の融液２は表面張力により
球状となっている。最終的に得ようとする薄膜形状と同
じ形状の冷却基板３を第２−ａ図に示すようにそれの一
端を融液に接触させると、融液の接触面が冷却され薄膜
状単結晶が成長を開始する。もし重力の場で（地上で）
同じことを行うと、融液内に対流が生じているため成長
した薄膜の一部は基板から剥離して運ばれ、それは基板
の他の部分において結晶成長の核となる。このため単結
晶は成長せず、得られる結晶は多結晶となる。
しかし宇宙船又はロケット内のような微小重力下では
対流は殆ど生じておらず、第２−ｂ図、第２−ｃ図のよ
うに冷却基板３を接触させていくにつれて薄膜状に単結
晶４は成長していく。適当な厚みの単結晶４が得られた
状態で冷却基板３を融液２から取り出す。
対流は殆ど生じておらず、第２−ｂ図、第２−ｃ図のよ
うに冷却基板３を接触させていくにつれて薄膜状に単結
晶４は成長していく。適当な厚みの単結晶４が得られた
状態で冷却基板３を融液２から取り出す。
微小重力下での融解、徐冷による単結晶成長の実例を
第３図に示す。宇宙開発事業団のTT500Aロケットの前部
に電気炉を装備し、試料（鉛・錫・テルルの合金）を透
明石英管の中に真空封入して成る試料アンプルを電気炉
内に入れ、259Kmの高度で６分間実験した後その試料ア
ンプルを回収した。試料は微小重力下で融解、再凝固し
たため表面張力により球状となっていた。第３図は回収
した試料の表面近傍の断面の顕微鏡写真で鉛・錫・テル
ルの単結晶が得られていることを示している。
第３図に示す。宇宙開発事業団のTT500Aロケットの前部
に電気炉を装備し、試料（鉛・錫・テルルの合金）を透
明石英管の中に真空封入して成る試料アンプルを電気炉
内に入れ、259Kmの高度で６分間実験した後その試料ア
ンプルを回収した。試料は微小重力下で融解、再凝固し
たため表面張力により球状となっていた。第３図は回収
した試料の表面近傍の断面の顕微鏡写真で鉛・錫・テル
ルの単結晶が得られていることを示している。
第１図は微小重力下の容器内で材料を融解した状態を示
す断面図である。 第２−ａ図，第２−ｂ図，第２−ｃ図及び第２−ｄ図は
本発明の方法に従って融解材料を徐冷して薄膜単結晶を
製造する過程を示す。 第３図は微小重力下で試料の融液をそのまま徐冷して得
た半球状薄膜の単結晶の構造の顕微鏡写真である。 図中： １……容器 ２……融解材料 ３……冷却基板 ４……成長した単結晶
す断面図である。 第２−ａ図，第２−ｂ図，第２−ｃ図及び第２−ｄ図は
本発明の方法に従って融解材料を徐冷して薄膜単結晶を
製造する過程を示す。 第３図は微小重力下で試料の融液をそのまま徐冷して得
た半球状薄膜の単結晶の構造の顕微鏡写真である。 図中： １……容器 ２……融解材料 ３……冷却基板 ４……成長した単結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩井 荘八 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 難波 進 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 柴藤 羊二 東京都港区浜松町２丁目４番１号 宇宙開 発事業団内 (72)発明者 増田 剛志 東京都港区浜松町２丁目４番１号 宇宙開 発事業団内 (72)発明者 秋本 敏男 東京都港区浜松町２丁目４番１号 宇宙開 発事業団内 (56)参考文献 特開 昭47−14079（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−73450（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】微小重力下で結晶材料の溶融液表面に冷却
基板をその一端から他端に向かって徐々に接触させ、そ
れから基板を溶融液表面から離して基板表面に薄膜状の
単結晶を成長させることを特徴とする薄膜単結晶の製造
方法。 - 【請求項２】前記の結晶材料がPbSnTe、GaAs、GaP、InS
b、Si又はGeである請求項１に記載の薄膜単結晶の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58092019A JPH089520B2 (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 薄膜単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58092019A JPH089520B2 (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 薄膜単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59217692A JPS59217692A (ja) | 1984-12-07 |
| JPH089520B2 true JPH089520B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=14042818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58092019A Expired - Lifetime JPH089520B2 (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 薄膜単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089520B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6117488A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-25 | Hitachi Cable Ltd | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
| DE3615541A1 (de) * | 1986-05-07 | 1987-11-12 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren und vorrichtung zur auskristallisation einer in einer fluessigkeit geloesten substanz im zustand der schwerelosigkeit |
| US5219522A (en) * | 1988-06-28 | 1993-06-15 | Masao Kubota | Method of producing a substance utilizing agravic effect and an apparatus for carrying out same |
| JPH03254832A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-13 | Japan Steel Works Ltd:The | 微重力落下カプセル |
| JPH03254833A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-13 | Japan Steel Works Ltd:The | 微重力落下カプセル |
| JPH03254831A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-13 | Japan Steel Works Ltd:The | 微重力落下カプセル |
| JP2929006B1 (ja) * | 1998-07-08 | 1999-08-03 | 工業技術院長 | 高品質結晶薄板材料の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2850805C2 (de) * | 1978-11-23 | 1986-08-28 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum Herstellen von scheiben- oder bandförmigen Siliziumkristallen mit Kolumnarstruktur für Solarzellen |
-
1983
- 1983-05-25 JP JP58092019A patent/JPH089520B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59217692A (ja) | 1984-12-07 |
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