JPS63303884A - 半導体結晶成長用アンプル - Google Patents
半導体結晶成長用アンプルInfo
- Publication number
- JPS63303884A JPS63303884A JP14051387A JP14051387A JPS63303884A JP S63303884 A JPS63303884 A JP S63303884A JP 14051387 A JP14051387 A JP 14051387A JP 14051387 A JP14051387 A JP 14051387A JP S63303884 A JPS63303884 A JP S63303884A
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- JP
- Japan
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- ampoule
- crucible
- semiconductor crystal
- carbon
- wall surface
- 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.)
- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ブリッジマン法を用いてカドミウム・亜鉛・テルル（Ｃ
ｄ＋−２Ｚｎｚ Ｔｅ）のような化合物半導体の単結晶
を製造する際に用いるアンプルであって、このアンプル
を外管と該外管内に挿入される坩堝の二重構造とし、こ
の坩堝はカーボン製とし、かつ単結晶形成材料が充填さ
れる坩堝の内壁面はカーボン被膜を塗布し、坩堝を加工
する際に坩堝内壁に生じた凹凸部をカーボン被膜で埋め
ることで平滑にする。そして坩堝内部に半導体結晶を充
填した後、外管と坩堝内を排気後、外管の他端部を封止
し、坩堝内部の結晶形成材料を溶融後、坩堝の・底部よ
り溶融物を固化させて単結晶に成長させた時、溶融した
結晶形成材料が坩堝内壁の凹凸部に入り込み、この入り
込んだ結晶形成材料が固化する際に結晶内に入る歪を無
（すようにして低転位密度の結晶を得るようにする。
ｄ＋−２Ｚｎｚ Ｔｅ）のような化合物半導体の単結晶
を製造する際に用いるアンプルであって、このアンプル
を外管と該外管内に挿入される坩堝の二重構造とし、こ
の坩堝はカーボン製とし、かつ単結晶形成材料が充填さ
れる坩堝の内壁面はカーボン被膜を塗布し、坩堝を加工
する際に坩堝内壁に生じた凹凸部をカーボン被膜で埋め
ることで平滑にする。そして坩堝内部に半導体結晶を充
填した後、外管と坩堝内を排気後、外管の他端部を封止
し、坩堝内部の結晶形成材料を溶融後、坩堝の・底部よ
り溶融物を固化させて単結晶に成長させた時、溶融した
結晶形成材料が坩堝内壁の凹凸部に入り込み、この入り
込んだ結晶形成材料が固化する際に結晶内に入る歪を無
（すようにして低転位密度の結晶を得るようにする。
本発明は半導体結晶成長用アンプルに係り、特に溶融し
た半導体結晶形成材料が、アンプルの内壁面の凹凸部に
入り込まないようにした半導体結晶成長用アンプルに関
する。
た半導体結晶形成材料が、アンプルの内壁面の凹凸部に
入り込まないようにした半導体結晶成長用アンプルに関
する。
赤外線検知素子の形成材料としてはエネルギーバンドギ
ャップの狭い、光電変換効率の良い水銀・カドミウム・
テルル（Ｈｇ＋□Ｃｄ、 Ｔｅ）のような化合物半導体
結晶が用いられている。
ャップの狭い、光電変換効率の良い水銀・カドミウム・
テルル（Ｈｇ＋□Ｃｄ、 Ｔｅ）のような化合物半導体
結晶が用いられている。
このような化合物半導体結晶は素子形成上、都合が良い
ように薄層で大面積の結晶が必要で、そのためこのＨｇ
１−ＸＣｄ、 Ｔｅと格子整合が得やすいＣｄ＋−＋ｔ
Ｚｎ、 Ｔｅの単結晶を基板結晶として用い、そのの
上にＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅの結晶をエピタキシャル
成長している。このような基板として用いるＣｄ、−、
Ｚｎ。
ように薄層で大面積の結晶が必要で、そのためこのＨｇ
１−ＸＣｄ、 Ｔｅと格子整合が得やすいＣｄ＋−＋ｔ
Ｚｎ、 Ｔｅの単結晶を基板結晶として用い、そのの
上にＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅの結晶をエピタキシャル
成長している。このような基板として用いるＣｄ、−、
Ｚｎ。
Ｔｅの単結晶は転位密度が低く、かつ小傾角粒界の少な
い単結晶が望まれている。
い単結晶が望まれている。
従来、このようなＣｄ、、 ＺｎヨＴｅの単結晶を形成
するには、第３図に示すように有底で先端部Ａが尖った
構造の石英製のアンプル１内の内壁面にプロパンガス等
を反応ガスとして用いた化学的蒸着法（ＣＶＤ）により
カーボンの被膜２を塗布する。
するには、第３図に示すように有底で先端部Ａが尖った
構造の石英製のアンプル１内の内壁面にプロパンガス等
を反応ガスとして用いた化学的蒸着法（ＣＶＤ）により
カーボンの被膜２を塗布する。
次いで単結晶形成材料としてのカドミウム（Ｃｄ）、亜
鉛（Ｚｎ）、テルル（Ｔｅ）のそれぞれを所定の重量で
秤量した後、該形成材料３を先端の尖ったアンプル１中
に充填し、このアンプル内を排気した後、他端部Ｂを封
止する。
鉛（Ｚｎ）、テルル（Ｔｅ）のそれぞれを所定の重量で
秤量した後、該形成材料３を先端の尖ったアンプル１中
に充填し、このアンプル内を排気した後、他端部Ｂを封
止する。
次いでこのアンプル１を、図示しないが加熱炉内に挿入
し、該形成材料３を溶融後、アンプル１を加熱炉３内で
矢印Ｃ方向に沿って降下させながら単結晶形成材料３の
融液を先端部Ａより固化させてＣｄ＋−ｚ Ｚｎ、 Ｔ
ｅの単結晶を得ている。そしてカーボン被膜２をアンプ
ル１の内壁に塗布することで、単結晶形成材料のＺｎと
Ｃｄとの酸化物が石英アンプルと反応するのを防止する
ことが、Ｊ、Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、ｓｏｃ、５ＯＬ
ＩＤ ５ＴＡＴＥ ５ＣＩＥＮＣＥ ｖｏｌ １１８．
Ｎｏ１ｌ、Ｐ１７９０ （１９７１）に開示されている
。
し、該形成材料３を溶融後、アンプル１を加熱炉３内で
矢印Ｃ方向に沿って降下させながら単結晶形成材料３の
融液を先端部Ａより固化させてＣｄ＋−ｚ Ｚｎ、 Ｔ
ｅの単結晶を得ている。そしてカーボン被膜２をアンプ
ル１の内壁に塗布することで、単結晶形成材料のＺｎと
Ｃｄとの酸化物が石英アンプルと反応するのを防止する
ことが、Ｊ、Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、ｓｏｃ、５ＯＬ
ＩＤ ５ＴＡＴＥ ５ＣＩＥＮＣＥ ｖｏｌ １１８．
Ｎｏ１ｌ、Ｐ１７９０ （１９７１）に開示されている
。
然し、このようなアンプルではアンプルを形成する石英
ガラスとカーボン膜との間の熱膨張率の相違によって、
石英アンプル１の内壁に塗布したカーボン膜２が剥離し
、結晶形成材料３と石英アンプル１が反応し、溶融した
結晶形成材料３を固化する過程で形成される結晶に歪み
が導入される問題がある。
ガラスとカーボン膜との間の熱膨張率の相違によって、
石英アンプル１の内壁に塗布したカーボン膜２が剥離し
、結晶形成材料３と石英アンプル１が反応し、溶融した
結晶形成材料３を固化する過程で形成される結晶に歪み
が導入される問題がある。
そこで第４図に示すように上記石英アンプル１内にカー
ボン坩堝１１を設け、上記したカーボン膜のの剥離現象
を防止し、石英アンプル１と結晶形成材料３の反応を防
止した構造を採っている。
ボン坩堝１１を設け、上記したカーボン膜のの剥離現象
を防止し、石英アンプル１と結晶形成材料３の反応を防
止した構造を採っている。
然し、上記したカーボン坩堝を用いた場合でも、坩堝の
内壁面は平滑に加工することは困難で、結晶成長時に坩
堝の内壁面に溶融した結晶形成材料が坩堝の内壁面の凹
凸部に入り込み、それが凝固するために、その凝固の際
に形成される半導体結晶に歪みが入って形成される半導
体結晶に結晶欠陥が発生したり、或いはカーボン坩堝に
凝固した結晶形成材料が付着した状態となり、坩堝より
結晶が取り出せなく成る問題がある。
内壁面は平滑に加工することは困難で、結晶成長時に坩
堝の内壁面に溶融した結晶形成材料が坩堝の内壁面の凹
凸部に入り込み、それが凝固するために、その凝固の際
に形成される半導体結晶に歪みが入って形成される半導
体結晶に結晶欠陥が発生したり、或いはカーボン坩堝に
凝固した結晶形成材料が付着した状態となり、坩堝より
結晶が取り出せなく成る問題がある。
本発明は上記した問題点を解決し、内壁面を平滑にして
凹凸を無くし、その凹凸部に結晶形成材料が入り込まな
いようにして形成される半導体結晶に結晶欠陥が発生し
ていようにし、また容易に成長した結晶が取り出せるよ
うな半導体結晶成長用アンプルの提供を目的とする。
凹凸を無くし、その凹凸部に結晶形成材料が入り込まな
いようにして形成される半導体結晶に結晶欠陥が発生し
ていようにし、また容易に成長した結晶が取り出せるよ
うな半導体結晶成長用アンプルの提供を目的とする。
上記目的を達成する本発明の半導体結晶成長用アンプル
は、一端が有底の外管と、該外管内に挿入され、内壁面
にカーボン被膜が塗布され、内部に半導体結晶形成材料
が充填されるカーボン類の坩堝とよりなる構成を採って
いる。
は、一端が有底の外管と、該外管内に挿入され、内壁面
にカーボン被膜が塗布され、内部に半導体結晶形成材料
が充填されるカーボン類の坩堝とよりなる構成を採って
いる。
本発明の半導体結晶成長用アンプルは、石英製のアンプ
ル内に、内壁面にカーボン被膜が塗布されたカーボン類
の坩堝が設けられ、この坩堝の内壁面はカーボン被膜が
塗布されているので、加工時の内壁面の凹凸部が、上記
カーボン被膜のカーボンの粒子で埋められることになる
ので内壁面が平滑となる。そのため、この坩堝内に半導
体結晶形成用材料を充填して該材料を溶融した後、固化
して結晶を形成する際に、カーボン坩堝の内壁面の凹凸
部分に溶融した半導体結晶が入り込み、それが凝固する
際に形成される半導体結晶の内部に歪が入るのを防ぐこ
とができる。
ル内に、内壁面にカーボン被膜が塗布されたカーボン類
の坩堝が設けられ、この坩堝の内壁面はカーボン被膜が
塗布されているので、加工時の内壁面の凹凸部が、上記
カーボン被膜のカーボンの粒子で埋められることになる
ので内壁面が平滑となる。そのため、この坩堝内に半導
体結晶形成用材料を充填して該材料を溶融した後、固化
して結晶を形成する際に、カーボン坩堝の内壁面の凹凸
部分に溶融した半導体結晶が入り込み、それが凝固する
際に形成される半導体結晶の内部に歪が入るのを防ぐこ
とができる。
また半導体結晶形成材料が充填される坩堝の内壁面がテ
ーパー状を呈しているので坩堝より成長して固化した結
晶が容易に取り出せるようになる。
ーパー状を呈しているので坩堝より成長して固化した結
晶が容易に取り出せるようになる。
第１図は本発明の半導体結晶成長用アンプルの断面図で
、第２図は第１図の要部拡大図である。
、第２図は第１図の要部拡大図である。
第１図に示すように本発明の半導体結晶成長用アンプル
２１は、先端りが尖った構造で他端部Ｅが絞られた有底
の石英製の外管２２と、その内部に挿入されるカーボン
坩堝２３の二重管構造を採っており、そのカーボン坩堝
２３の内壁面にはカーボン被膜２４が塗布されている。
２１は、先端りが尖った構造で他端部Ｅが絞られた有底
の石英製の外管２２と、その内部に挿入されるカーボン
坩堝２３の二重管構造を採っており、そのカーボン坩堝
２３の内壁面にはカーボン被膜２４が塗布されている。
このような半導体結晶成長用アンプル２１を形成するに
は、一端が有底の石英よりなる外管２２の内部に、内壁
面の側壁部２５が垂直方向から所定の角度θの傾斜角度
を有するように、形成されているカーボン坩堝２３を挿
入する。そして後の工程でアンプル２１内に半導体結晶
形成材料を充填してアンプル内２１を排気後、封止する
工程を容易にするため、他端部Ｅを絞る。
は、一端が有底の石英よりなる外管２２の内部に、内壁
面の側壁部２５が垂直方向から所定の角度θの傾斜角度
を有するように、形成されているカーボン坩堝２３を挿
入する。そして後の工程でアンプル２１内に半導体結晶
形成材料を充填してアンプル内２１を排気後、封止する
工程を容易にするため、他端部Ｅを絞る。
この状態で石英アンプル２１内を排気した後、該アンプ
ル２１内にメタンガス等の炭素原子を含むガスを担持し
た不活性ガスをキャリアガスとして導入し、石英アンプ
ル２１を加熱して前記導入されたメタンガスを熱分解し
、形成されるカーボン被膜２４をカーボン坩堝２３の内
壁面に約５μｍの厚さで被着させる。
ル２１内にメタンガス等の炭素原子を含むガスを担持し
た不活性ガスをキャリアガスとして導入し、石英アンプ
ル２１を加熱して前記導入されたメタンガスを熱分解し
、形成されるカーボン被膜２４をカーボン坩堝２３の内
壁面に約５μｍの厚さで被着させる。
この坩堝２３内に前記したＣｄ、 Ｚｎ、↑ｅの半導体
結晶形成材料２６を充填し、アンプル２１内を排気した
後、アンプル２１の他端部Ｅを封止して、アンプル２１
を絞った他端部Ｅに支持具を取りつけてこのアンプル２
１を図示しない加熱炉内に導入して半導体結晶形成材料
２６を溶融した後、カーボン坩堝２３の底部の尖端部よ
り順次固化して単結晶を形成する。
結晶形成材料２６を充填し、アンプル２１内を排気した
後、アンプル２１の他端部Ｅを封止して、アンプル２１
を絞った他端部Ｅに支持具を取りつけてこのアンプル２
１を図示しない加熱炉内に導入して半導体結晶形成材料
２６を溶融した後、カーボン坩堝２３の底部の尖端部よ
り順次固化して単結晶を形成する。
このようにすると、第２図に示すようにカーボン坩堝２
３の内壁面は凹凸形状を採っているが、その内壁面２３
にカーボン被膜２４を塗布することで、溶融した半導体
結晶形成材料２６が接触する面は平滑な面となり、従来
のアンプルに於けるようにアンプルの側壁部の凹凸部に
溶融した結晶形成材料が入り込まないようになり、結晶
欠陥の少ない結晶を形成することができる。
３の内壁面は凹凸形状を採っているが、その内壁面２３
にカーボン被膜２４を塗布することで、溶融した半導体
結晶形成材料２６が接触する面は平滑な面となり、従来
のアンプルに於けるようにアンプルの側壁部の凹凸部に
溶融した結晶形成材料が入り込まないようになり、結晶
欠陥の少ない結晶を形成することができる。
以上述べたように、本発明の半導体結晶成長用アンプル
によれば、半導体結晶内部に転位が発生するのが防止さ
れ、低転位の高品位な半導体結晶が得られる効果がある
。
によれば、半導体結晶内部に転位が発生するのが防止さ
れ、低転位の高品位な半導体結晶が得られる効果がある
。
第１図は本発明の半導体結晶成長用アンプルの断面図、
第２図は第１図の要部拡大図、
第３図および第４図は従来の半導体結晶成長用アンプル
の断面図である。 図に於いて、 ２１は半導体結晶成長用アンプル、２２は外管、２３は
カーボン坩堝、２４はカーボン被膜、２５は側壁部、２
６は半導体結晶形成用材料、Ｄは底部、Ｅは他端第１図 Ｓ囃（ｆむ７き７４／ｌ翼尺凶 第２図 赴の７）７・ル３鉾面図 第３図 突上めＴ〉７・歩め制“面図 第４図
の断面図である。 図に於いて、 ２１は半導体結晶成長用アンプル、２２は外管、２３は
カーボン坩堝、２４はカーボン被膜、２５は側壁部、２
６は半導体結晶形成用材料、Ｄは底部、Ｅは他端第１図 Ｓ囃（ｆむ７き７４／ｌ翼尺凶 第２図 赴の７）７・ル３鉾面図 第３図 突上めＴ〉７・歩め制“面図 第４図
Claims (2)
- （１）一端が有底の外管（２１）と、該外管（２１）内
に挿入され、内壁面にカーボン被膜（２４）が塗布され
、内部に半導体結晶形成材料（２６）が充填されるカー
ボン製の坩堝（２３）の二重管構造であることを特徴と
する半導体結晶成長用アンプル。 - （２）前記坩堝（２３）の内壁の側壁部（２５）に垂直
方向に対して所定の傾斜角度を付設したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の半導体結晶成長用アンプ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14051387A JPS63303884A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 半導体結晶成長用アンプル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14051387A JPS63303884A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 半導体結晶成長用アンプル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303884A true JPS63303884A (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=15270395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14051387A Pending JPS63303884A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 半導体結晶成長用アンプル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63303884A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298301A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物単結晶の製造方法およびそれに用いられる保持具付き単結晶成長用容器 |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP14051387A patent/JPS63303884A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298301A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物単結晶の製造方法およびそれに用いられる保持具付き単結晶成長用容器 |
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