JPS623408Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS623408Y2 JPS623408Y2 JP1982084742U JP8474282U JPS623408Y2 JP S623408 Y2 JPS623408 Y2 JP S623408Y2 JP 1982084742 U JP1982084742 U JP 1982084742U JP 8474282 U JP8474282 U JP 8474282U JP S623408 Y2 JPS623408 Y2 JP S623408Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- container
- gallium arsenide
- quartz
- melt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は融解温度で高い蒸気圧を示す元素を含
す化合物半導体の合成や単結晶の製造において、
所望材料の融液ないし所望材料を含す溶液を入れ
る結晶製造用るつぼに関するものである。
す化合物半導体の合成や単結晶の製造において、
所望材料の融液ないし所望材料を含す溶液を入れ
る結晶製造用るつぼに関するものである。
ガリウムヒ素を代表とする−族化合物半導
体やシリコンはその特異な電気的特性を活かして
多種の半導体素子用基板材料として用いられてい
る。半導体材料を半導体素子用基板として用いる
ためには所定の不純物を導入し、または導入せ
ず、所望の比抵抗に制御する必要がある。このた
めには、所定不純物以外の不純物（以後残留不純
物と呼ぶ）の当該結晶中への混入を可能なかぎり
減らすことが重要である。半導体材料の製造にお
いては、所望材料の融液あるいは所望材料を含む
溶液を収納する容器からのこれらへの残留不純物
混入が第一に問題となる。このため従来より種々
の材質、構造の容器が考えられている。これら
は、例えば、石英、カーボン、アルミナ、窒化ホ
ウ素、窒化ケイ素あるいは石英ないしカーボン容
器内壁に炭化ケイ素、窒化ケイ素、三酸化ホウ素
を被覆したもの等がある。しかし工業的には経済
性、容器材質の純度の面から主に石英容器が用い
られている。現在工業的に多量生産されている。
体やシリコンはその特異な電気的特性を活かして
多種の半導体素子用基板材料として用いられてい
る。半導体材料を半導体素子用基板として用いる
ためには所定の不純物を導入し、または導入せ
ず、所望の比抵抗に制御する必要がある。このた
めには、所定不純物以外の不純物（以後残留不純
物と呼ぶ）の当該結晶中への混入を可能なかぎり
減らすことが重要である。半導体材料の製造にお
いては、所望材料の融液あるいは所望材料を含む
溶液を収納する容器からのこれらへの残留不純物
混入が第一に問題となる。このため従来より種々
の材質、構造の容器が考えられている。これら
は、例えば、石英、カーボン、アルミナ、窒化ホ
ウ素、窒化ケイ素あるいは石英ないしカーボン容
器内壁に炭化ケイ素、窒化ケイ素、三酸化ホウ素
を被覆したもの等がある。しかし工業的には経済
性、容器材質の純度の面から主に石英容器が用い
られている。現在工業的に多量生産されている。
ガリウムリン、インジウムリン、ガリウムヒ素
等の化合物半導体材料の合成や結晶製造には石英
容器が使用されているが、石英容器には石英と液
相半導体材料との反応により石英の構成元素であ
るシリコンと酸素が液相半導体材料中に溶け込む
結果、半導体材料中にはシリコンおよび酸素が残
留不純物として混入しており、これら残留不純物
が素子特性の劣化を生起したり、所望比抵抗結晶
の製造を困難にしているという欠点がある。また
ガリウムヒ素の合成や結晶製造においては、特に
シリコンの混入を防止する必要があるため、近年
高純度で化学的安定性に優れた熱分解法による窒
化ボロン（PBN）容器が用いられているが、非常
に高価である、ボロンが多量に混入する、という
欠点がある。一方、三酸化ホウ素（B2O3）は現在
化合物半導体の液体封止引き上げ法による単結晶
成長法において、高蒸気圧成分の蒸発を抑止する
カプセル剤として用いられている化学的に非常に
安定なガラス状物質であるが、軟化点が約450℃
と低いために半導体材料の合成や結晶製造用容器
としては用いることができないという欠点があ
る。
等の化合物半導体材料の合成や結晶製造には石英
容器が使用されているが、石英容器には石英と液
相半導体材料との反応により石英の構成元素であ
るシリコンと酸素が液相半導体材料中に溶け込む
結果、半導体材料中にはシリコンおよび酸素が残
留不純物として混入しており、これら残留不純物
が素子特性の劣化を生起したり、所望比抵抗結晶
の製造を困難にしているという欠点がある。また
ガリウムヒ素の合成や結晶製造においては、特に
シリコンの混入を防止する必要があるため、近年
高純度で化学的安定性に優れた熱分解法による窒
化ボロン（PBN）容器が用いられているが、非常
に高価である、ボロンが多量に混入する、という
欠点がある。一方、三酸化ホウ素（B2O3）は現在
化合物半導体の液体封止引き上げ法による単結晶
成長法において、高蒸気圧成分の蒸発を抑止する
カプセル剤として用いられている化学的に非常に
安定なガラス状物質であるが、軟化点が約450℃
と低いために半導体材料の合成や結晶製造用容器
としては用いることができないという欠点があ
る。
本考案は上記の事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、半導体材料の合成
や結晶製造を行なうに際し、高純度の合成多結晶
および単結晶を安価に製造するためのるつぼを提
供することにある。
で、その目的とするところは、半導体材料の合成
や結晶製造を行なうに際し、高純度の合成多結晶
および単結晶を安価に製造するためのるつぼを提
供することにある。
従つて、本考案による液体封止法結晶製造用る
つぼは、石英あるいは窒化ボロン容器等を外周容
器とし、三酸化ホウ素を主成分とする物質により
形成された容器を内部容器とする二重構造を特徴
とするものである。
つぼは、石英あるいは窒化ボロン容器等を外周容
器とし、三酸化ホウ素を主成分とする物質により
形成された容器を内部容器とする二重構造を特徴
とするものである。
以下、本考案による液体封止法結晶製造用るつ
ぼの実施例を説明する。第１図及び第２図は直接
合成液体封止（Liquid Encapsulated
Czochralski：LEC）法によるガリウムヒ素の合
成および単結晶製造に適用した際の本考案による
容器の概略断面図であり、第１図は合成段階、第
２図は単結晶製造段階を示すものである。図中、
１は三酸化ホウ素（B2O3）から成る（内部）るつ
ぼ、２は石英るつぼ、３はカプセル剤（B2O3）、
４はガリウム容液、５はヒ素、６はカーボンサセ
プター、７はガリウムヒ素単結晶、８はガリウム
ヒ素融液である。このような容器によりガリウム
ヒ素を合成し、さらに単結晶を成長させるには、
容器１，２内を加熱し、ガリウム溶液４と共にヒ
素５及びカプセル剤３を溶融してガリウムヒ素融
液８を合成させる。ガリウムヒ素融液８を合成し
た後、第２図に示すように種結晶（図示せず）を
前記ガリウムヒ素融液に接触させてガリウムヒ素
単結晶７を形成せしめる。
ぼの実施例を説明する。第１図及び第２図は直接
合成液体封止（Liquid Encapsulated
Czochralski：LEC）法によるガリウムヒ素の合
成および単結晶製造に適用した際の本考案による
容器の概略断面図であり、第１図は合成段階、第
２図は単結晶製造段階を示すものである。図中、
１は三酸化ホウ素（B2O3）から成る（内部）るつ
ぼ、２は石英るつぼ、３はカプセル剤（B2O3）、
４はガリウム容液、５はヒ素、６はカーボンサセ
プター、７はガリウムヒ素単結晶、８はガリウム
ヒ素融液である。このような容器によりガリウム
ヒ素を合成し、さらに単結晶を成長させるには、
容器１，２内を加熱し、ガリウム溶液４と共にヒ
素５及びカプセル剤３を溶融してガリウムヒ素融
液８を合成させる。ガリウムヒ素融液８を合成し
た後、第２図に示すように種結晶（図示せず）を
前記ガリウムヒ素融液に接触させてガリウムヒ素
単結晶７を形成せしめる。
これらの過程において、ガリウムヒ素結晶中で
浅いドナーレベルを作る不純物であるシリコン
（特にMESFETをイオンインプランテーシヨン技
術で作成するための半絶縁性結晶としては極力混
入を避けなければならない不純物である）は、ガ
リウムヒ素融液８の合成初期（室温）から合成完
了時（約1250℃）までガリウム溶液
（Ga1-XAsX；Ｘ＝０〜0.5）が直接石英るつぼ２
に接触することがないので、ガリウムヒ素単結晶
中に混入することはなくなる。即ち、従来のよう
に石英るつぼを用いる方法ではガリウム溶液と石
英の反応性が高いため、シリコンの混入を防止す
ることは困難であつたが、本考案による容器によ
れば、室温〜約450℃までは内部るつぼ１が、そ
れ以上の温度では、内部るつぼであるB2O3るつ
ぼ１及びカプセル剤であるB2O3３が融解し３′の
領域ガリウム溶液４あるいはガリウムヒ素融液８
の周囲を覆い石英るつぼ２と溶（融）液との接触
を防止するのである。
浅いドナーレベルを作る不純物であるシリコン
（特にMESFETをイオンインプランテーシヨン技
術で作成するための半絶縁性結晶としては極力混
入を避けなければならない不純物である）は、ガ
リウムヒ素融液８の合成初期（室温）から合成完
了時（約1250℃）までガリウム溶液
（Ga1-XAsX；Ｘ＝０〜0.5）が直接石英るつぼ２
に接触することがないので、ガリウムヒ素単結晶
中に混入することはなくなる。即ち、従来のよう
に石英るつぼを用いる方法ではガリウム溶液と石
英の反応性が高いため、シリコンの混入を防止す
ることは困難であつたが、本考案による容器によ
れば、室温〜約450℃までは内部るつぼ１が、そ
れ以上の温度では、内部るつぼであるB2O3るつ
ぼ１及びカプセル剤であるB2O3３が融解し３′の
領域ガリウム溶液４あるいはガリウムヒ素融液８
の周囲を覆い石英るつぼ２と溶（融）液との接触
を防止するのである。
内部るつぼ１の厚さを２mmとし、上記の手順に
従つてガリウムヒ素単結晶を製造し、質量分析法
により不純物分析を行なつた結果、シリコン濃度
は1014at／cm3以下となつており、従来法による混
入量1015〜1016at／cm3と比較して大巾な高純度化
が達成された。また、石英るつぼ２のかわりに
PBNるつぼを使用して同様に結晶の製造、不純物
分析を行なつた結果、ボロン濃度は1015at／cm3以
下となり、従来法による混入量約1016at／cm3と比
較して約1/10に減少した。
従つてガリウムヒ素単結晶を製造し、質量分析法
により不純物分析を行なつた結果、シリコン濃度
は1014at／cm3以下となつており、従来法による混
入量1015〜1016at／cm3と比較して大巾な高純度化
が達成された。また、石英るつぼ２のかわりに
PBNるつぼを使用して同様に結晶の製造、不純物
分析を行なつた結果、ボロン濃度は1015at／cm3以
下となり、従来法による混入量約1016at／cm3と比
較して約1/10に減少した。
以上の実施例においては直接合成LEC法によ
るガリウムヒ素の合成および結晶製造について行
なつたが、本考案によるるつぼは以上説明した主
旨から、他の半導体材料の合成や結晶製造方法に
おいて高純度結晶を安価に得ることのできる容器
として利用することができる。
るガリウムヒ素の合成および結晶製造について行
なつたが、本考案によるるつぼは以上説明した主
旨から、他の半導体材料の合成や結晶製造方法に
おいて高純度結晶を安価に得ることのできる容器
として利用することができる。
以上説明したように、B2O3Cから成るるつぼを
内部容器として用い、石英あるいはPBNるつぼを
外周容器として用いることにより、半導体材料の
溶（融）液は化学的に非常に安定なB2O3とのみ
接触し、石英等の容器との接触を避けることがで
きるから、本考案のるつぼには高純度の半導体材
料および単結晶を得ることができるという利点が
ある。
内部容器として用い、石英あるいはPBNるつぼを
外周容器として用いることにより、半導体材料の
溶（融）液は化学的に非常に安定なB2O3とのみ
接触し、石英等の容器との接触を避けることがで
きるから、本考案のるつぼには高純度の半導体材
料および単結晶を得ることができるという利点が
ある。
また、本考案のるつぼは、外周容器と内部容器
が別々に製造されて、外周容器の内側に内部容器
が納められるので、従来の外周容器の内側に三酸
化ホウ素が被覆・密着されて製造されていたるつ
ぼの製造歩留りが、外周容器の石英等の材料と三
酸化ホウ素の熱膨張係数が大きく異なるため低か
つたのを改善することができる。
が別々に製造されて、外周容器の内側に内部容器
が納められるので、従来の外周容器の内側に三酸
化ホウ素が被覆・密着されて製造されていたるつ
ぼの製造歩留りが、外周容器の石英等の材料と三
酸化ホウ素の熱膨張係数が大きく異なるため低か
つたのを改善することができる。
第１図及び第２図は本考案による液体封止法結
晶製造用るつぼの実施例の概略断面図である。 １……三酸化ホウ素るつぼ、２……石英るつ
ぼ、３……カプセル剤、４……ガリウム溶液、５
……ヒ素、６……カーボンサセプター、７……ガ
リウムヒ素単結晶、８……ガリウムヒ素融液。
晶製造用るつぼの実施例の概略断面図である。 １……三酸化ホウ素るつぼ、２……石英るつ
ぼ、３……カプセル剤、４……ガリウム溶液、５
……ヒ素、６……カーボンサセプター、７……ガ
リウムヒ素単結晶、８……ガリウムヒ素融液。
Claims (1)
- 外周容器とは別の三酸化ホウ素を材料とする物
質により形成された内部容器を、該外周容器の内
側に配置して二重構造の容器としたことを特徴と
する液体封止法結晶製造用るつぼ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8474282U JPS59463U (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 液体封止法結晶製造用るつぼ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8474282U JPS59463U (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 液体封止法結晶製造用るつぼ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59463U JPS59463U (ja) | 1984-01-05 |
| JPS623408Y2 true JPS623408Y2 (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=30214710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8474282U Granted JPS59463U (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 液体封止法結晶製造用るつぼ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59463U (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT380639B (de) * | 1984-04-27 | 1986-06-25 | Amf Sport Freizeitgeraete | Skibindungsteil, insbesondere vorderbacken |
-
1982
- 1982-06-09 JP JP8474282U patent/JPS59463U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59463U (ja) | 1984-01-05 |
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