JPS6345198A - 多元系結晶の製造方法 - Google Patents

多元系結晶の製造方法

Info

Publication number
JPS6345198A
JPS6345198A JP62089131A JP8913187A JPS6345198A JP S6345198 A JPS6345198 A JP S6345198A JP 62089131 A JP62089131 A JP 62089131A JP 8913187 A JP8913187 A JP 8913187A JP S6345198 A JPS6345198 A JP S6345198A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
vapor pressure
component
pressure control
reaction
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
Application number
JP62089131A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Miyazaki
健史 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of JPS6345198A publication Critical patent/JPS6345198A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/04Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • C30B11/08Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt every component of the crystal composition being added during the crystallisation
    • C30B11/12Vaporous components, e.g. vapour-liquid-solid-growth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/003Heating or cooling of the melt or the crystallised material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/04Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • C30B11/06Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt at least one but not all components of the crystal composition being added
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/46Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C30B29/48AIIBVI compounds wherein A is Zn, Cd or Hg, and B is S, Se or Te
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S117/00Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10S117/906Special atmosphere other than vacuum or inert

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、3種類以上の元素から構成される結晶(以
下、多元系結晶と称する)の製造方法に関する。さらに
詳細には、蒸気圧制御された封管反応容器を用い、多元
系単結晶を高収率で得ることができる多元系結晶の製造
方法に関する。
〈従来の技術〉 従来からマイクロエレクトロニクス、オプトエレクトロ
ニクス等の各種デバイスとして、化合物半導体、酸化物
等の単結晶が汎用されている。最近、これら各種デバイ
スの機能をより高め、また新たな機能を発揮させるため
、3種類以上の構成元素からなる材料が開発されている
。例えば、二種類の構成元素からなる2元化合物半導体
あっては、その物理的性質(例えば、格子定数、禁止帯
幅、光の屈折率、熱膨張係数、電子や正孔の移動度等)
、化学的性質(表面エネルギー、耐薬品性等)などの物
性は、構成する元素の種類により一義的に決まり、上記
の物性を改良し、また人為的に制御することができない
ので、38類以上の構成元素からなる多元系化合物半導
体混晶が利用されている。このような多元系混晶にあっ
ては、3種類以上の構成元素よりなるので、構成する元
素の種類、組成等の選択の余地が広がり、それらを適宜
選択することにより所望の物性を有する′化合物半導体
を得ることができる利点がある。また同様に酸化物単結
晶においても3種類以上の構成元素よりなる材料が種々
開発されている。
このような多元系結晶の製造方法としては、種々の方法
が用いられているが、封管反応容器を用い、多元系結晶
を形成する原料融液から多元系結晶を成長させる方法が
知られ、例えば、垂直ブリッジマン法、トラベリングヒ
ータ法(Travellinglleater Met
hod)等が提案されている。
第5図は、従来法で多元系結晶を製造する例として、垂
直ブリッジマン法で化合物半導体混晶を製造する場合を
例示し、同図aは混晶の成長過程を示す概略図、また同
図すは使用される炉のlH度分布を示す概略図である。
この方法で、例えば、A、−、BXC(A、BおよびC
は構成元素を示す。
ただし、O<X<1゜以下同様)の組成からなる混晶を
製造する場合の概略を説明すると、まず、石英等の材質
からなる反応管(51)の底部に混晶A1−xBxC(
種子結晶)を仕込むと共に該種子結晶の上に混晶の原料
、すなわち、ACl−X    l−X およびBCを所定量収容した後、反応管(51)X 内を減圧し、真空状態とする。この状態の反応管(51
)を同図すで示される温度分布の炉(図示せず)内の所
定位置に設置し、同図aで示されるように上記混晶原料
を溶融し、該融液(52)を上記の種子結晶と接触させ
て混晶の成長を開始する。その後、該反応管(51)を
同図a中の矢印方向にゆっくりと下げることにより固液
界面を移動させ、結晶(53)を成長させることにより
混晶が製造される。
また、第6図は従来のトラベリングヒータ法にて化合物
半導体混晶を製造する例を示し、同図aは混晶の成長過
程を示す概略図、また同図すは使用される炉の温度分布
を示す概略図である。この例にあっては、原料であるA
   C(84)およ1−X  1−X びB  C(65)とが反応管(61)の垂直軸に沿っ
てx 対峙するように設けられるとともに炉の温度分布を制御
し部分的に溶融部(62)を形成しているが、操作等は
上記垂直ブリッジマン法と実質的に同様に行われ、混晶
(63)が製造される。
〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の多元系結晶においては、結晶を構成する元素の組
成に・より特性が著しく異なるので、結晶の組成制御が
極めて重要になるが、多元系結晶およびその原料は溶融
状態において、高い蒸気圧を示したり、分解するものが
多く、従来の方法においては、構成元素の内の高蒸気圧
成分が蒸発し、結晶中に空孔が生ずるなど結晶欠陥が多
くなり、またストイキオメトリ−な結晶を得ることがで
きないという問題がある。
例えば、Cd   Zn  Te混晶を従来法にて1−
x   x 製造した場合、高蒸気圧成分であるCdおよびZnが蒸
発しやすく、製造された結晶中にCdおよびZnの空孔
が生じ、また結晶としてもP型の伝導タイプのみが得ら
れ、結晶の組成制御、ストイキオメトリ−制御といった
面では極めて不十分な状態であった。従って、従来の製
造方法では、組成の変動、ストイキオメトリ−からの偏
差を生じ、特性の安定した多元系結晶を歩留まりよく装
造することは困難である。
く目 的〉 この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、従
来の製造装置をそのまま使用しながら、組成の変動の少
なくかつストイキオメトリ−の多元系結晶を高収率で得
ることができる多元系結晶の製造方法を提供することを
目的とする。
く問題を解決するための手段〉 上記の問題点を解決すべくなされた、この発明の多元系
結晶の製造方法は、封管反応容器内で、多元系結晶を原
料融液から成長させる多元系結晶の製造方法において、
上記封管反応容器か小孔により連通された反応部と蒸気
圧1り押部とから形成され、反応部に上記多元系結晶原
料を収容するとともに葵気圧制御部に上記多元系結晶の
成分の2種以上かみなる蒸気圧制御物質を収容した後、
該蒸気圧制御部を所定の温度に保持して反応系の蒸気圧
を制御しながら多元系結晶原料の融液から結晶を成長さ
せることを特徴とするものである。
なお、蒸気圧制御物質としては、多元系結晶の成分の内
、高蒸気圧成分を用いるのが好ましい。
く作 用〉 封管反応容器内で、溶融状態の多元系結晶原料からスト
イキオメトリ−の多元系結晶を成長させるには、封管反
応容器内の蒸気圧をストイキオメトリ−な化合物を得る
に適した蒸気圧に制御する必要がある。この発明は上記
の構成よりなり、封管反応容器内に、多元系結晶の成分
の2 F!以上の成分からなる蒸気圧制御物質が加えら
れた蒸気圧制御部が設けられており、該蒸気圧制御部を
所定の温度に保ち、蒸気圧制御物質を蒸発させ、2種以
上の蒸気圧制御物質の蒸気圧により反応系内をストイキ
オメトリ−な多元系結晶を得るに適した蒸気圧となるよ
うに制御できるので、組成変動、ストイキオメトリ−か
らの偏差および結晶欠陥の少ない、特性の安定した多元
系結晶を得ることができる。
〈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aは、この発明の製造方法を3温度水平ブリッジ
マン法に適用した場合の一装置例を示す概略図である。
また同図すはその際における炉の温度制御の一例を示す
概略図で、TIは多元系結晶の融点以上の温度、T2は
多元系結晶の融点以下で13以上の温度、およびT3は
反応系内をストイキオメトリ−な化合物を得るに適した
蒸気圧に保持するために必要な、蒸気圧制御物質(6)
の加熱温度を示す。上記図aに示される装置のn略を説
明すると、石英等の材質からなる反応管(1)は、小孔
を有する隔壁(2)で仕切られて反応部(3)と蒸気圧
制御部(4)に分離されており、真空または不活性ガス
雰囲気とされている。反応部(3)内には、多元系結晶
原料を収容するための、石英、グラフアト、BN等の材
質からなるボート(5)が設置されている。
一方、蒸気圧制御部(4)内には、収容された蒸気圧制
御物質(6)の温度を測定するための熱電対(7)が設
けられ、その測定温度に基づいて炉(8)の温度調整が
行われる。また、反応管(1)の周囲には、該反応管(
1)の水平軸方向に沿って炉(8)が設けられ、該炉(
8)は独立に温度制御可能な複数の部分より構成される
この発明の製造方法の一例を、上記第1図aに示される
装置を用いてCd   Zn  Teの組成1−x  
 X からなる3元I!−VI族化合物半導体混晶を製造する
例をもって説明すると、第1図aにおける反応部O)の
ボート(5)内に原料としてCd   TeLx   
 1−x およびZn  Te  の組成からなる混合物を収容X
        X する。上記Cd   Zn  Te混晶を構成する元1
−x   X 素の内、高蒸気圧成分はCdおよびZnであるので、ス
トイキオメトリ−のCd   ZnTe混1−X   
   x 晶を製造するには、反応系内におけるこの2つの元素の
蒸気圧を同時に制御する必要がある。従って、蒸気圧制
御部(4)には、蒸気圧制御部(4)を温度T3に保持
した場合にストイキオメトリ−の化合物を得るに適した
蒸気圧を示すように、所望するXに応じて、蒸気圧制御
物質(6)として、CdZn(ただし、O<y<1)の
組成か1−y   y らなる合金を収容する。その後、反応管(1)内を減圧
し、真空とする。この状態から、蒸気圧制御部(4)を
炉(8)で外部から加熱して温度T3とし、Cdおよび
Znを蒸発させ、反応管(1)内の蒸気圧をストイキオ
メトリ−な化合物を得るに適した蒸気圧とする。一方、
反応部(3)は炉(8)により外部から加熱して温度T
lとし、ボート(S)内の前記の混晶原料を溶融させる
。該融液(9)は、ボート(5)の一端(第1図aにあ
っては右端)に設けられた混晶結晶(種子結晶)と接触
し、結晶成長が開始する。
その後、反応管(1)をゆっくりと第1図a中の矢印方
向に移動させ、固液界面を移動させて結晶00)を成長
させる(第1図aで示される状態)。結晶化が完了後反
応管(1)より生成した結晶を取り出してCd   Z
n  Te混晶が製造される。
1−X   x なお、上記実施例では、反応管(1)を移動させている
が、反応管(1)の移動に代え、炉(8)の温度分布を
制御することにより、ボート(5)内の融液(9)と成
長結晶(io)との固液界面を移動させて混晶を成長さ
せてもよい。このように炉(8)の温度分布を制御する
方法によれば、ボート(5)の移動を伴わないので、振
動等の影響による結晶欠陥の発生を防止でき、結晶性を
大幅に向上させることができる。
第2図(声、この発明の製造方法の他の実施例として3
温度垂直ブリッジマン法に適用した場合を示し、同図a
はその装置例の概略図、同図すは使用される炉(8)の
温度制御例の概略を示し、T1、T2およびT3は第1
図すにおけるTl 、T2およびT3と同じ意味である
。同図aに示されるように、この実施例では、垂直に設
けられた炉(28)内に反応管(21)が配設され、該
反応管(21)は小孔を有する隔壁(22)で隔てられ
、下方に蒸気圧制御部(24)が、上方に反応部(23
)が形成される。蒸気圧制御部(24)には蒸気圧制御
物質(26)が収容され、また蒸気圧制御物質(26)
には反応管(21)の器壁を介して熱雷対(27)が接
続され、蒸気圧制御物質(26)の温度が測定される。
反応管(21)の上方に設けられた反応部(23)内に
は、反応管(21)の上端からルツボ(25)が吊着さ
れ、ルツボ(25)内には種子結晶および結晶原料が収
容されている。この装置により多元系結晶を製造する方
法は前記第1図における装置を用いた実施例と実質的に
同様に行われ、例えば、反応管(21)内の所定位置に
蒸気圧制御物質(26)および結晶原料を仕込んな後、
反応管(21)内を減圧して真空封入する。この反応管
(21)を炉(28)内の所定位置に配設し、蒸気圧制
御物質(26)を蒸発させ反応管(21)内を所定圧に
保持すると共に結晶原料を溶融する。該融液(29)と
種子結晶を接触させ、次いで反応管(21)を第2図a
の矢印方向に移動させることにより結晶を成長させる。
結晶化が完了後、反応管(21)内のルツボ(25)よ
り結晶を取り出し多元系結晶を得る。
なお、この発明の製造方法は、上記の実施例に限定され
るものではなく、この発明の要旨を変更しない範囲で適
宜設計変更することができる。例えば、前記実施例では
、 II    IIVI D    EF !−x   X (DおよびEは周期律表■族元素、Fは周期律表■族元
素を示す。Xは前記と同じ)からなる3元混晶の製造例
をもって説明したが、 GnH■   ■ z   z (Gは周期律表■族元素、HおよびIは周期律表■族元
素を示す。ただし、0<z<1)からなる混晶、例えば
、CdTe   Se  を製造する場1−z   z 合には、例えば、適宜な組成のTeおよびSeからなる
蒸気圧制御物質を蒸気圧制御部に収容し所定温度T3に
保ち、反応系の蒸気圧を制御することにより、同様に行
うことができる。さらに、4成分元素以上からなる多元
系化合物半導体混晶を製造する場合には、成分元素中の
高蒸気圧成分の複数を蒸気圧制御物質として前記の蒸気
圧制御部に収容し、所定;?L度T3に保つことにより
同様に行うことができる。
また、多元系結晶として、■−■族化合物半導体混晶(
例えば、GaAs  P   など)、酸化  1−X 物単結晶(例えば、LiNbO3、 (S r、Ba)Nb;+ Os、 Gd3SC2Gas O12など)等の製造も同様な方
法にて、原料および蒸気圧制御物質を適宜選択すること
により行なうことができる。
また前記実施例中、小孔を有する隔壁の代りにキャピラ
リーを用いてもよく、さらに、反応管を移動させる代り
に炉を移動させたり、蒸気圧制御物質として合金の代り
に混合物を使用してもよい。
以下、実験例に基づいて、この発明の製造方法をより詳
細に説明する。
実験例1 第1図aに示される装置を用い、多元系結晶と。、95
   0.。5T e混晶の製造を実して、Cd   
  Zn 施した。第1図aの反応部(3)のボート(5)内にC
d。
ZnおよびTeの原料元素を所定量収容した。一方、蒸
気圧制御部(4)には蒸気圧制御物質(6)とじてCd
   Zn   からなる合金を収容した後、反0.9
9  0.01 応答(1)内を減圧し2 X 10−6Torr以下の
真空度とした。その後、炉(8)の?m度を制御し、T
l−1110℃、T2纏1050℃およびT3−800
〜830℃として、ボート(5)内の原料元素を溶融さ
せるとともに反応管(1)内の蒸気圧を所定圧に保った
。次いで、反応管(1)を3mm/時間の速度で第1図
aの矢印方向に移動させ、結晶を成長させて混晶を得た
。このようにした得られた混晶の比抵抗と蒸気圧制御部
(4)の温度との関係を第3図に示す。
なお、ボート(5)には、高純度ベンゼンを熱分解した
カーボン膜をコーティングした石英ボートを用い、原料
のCdは10%硝酸−エタノール溶液で、ZnおよびT
eは10%塩酸でエツチングして用いた。
第3図から明らかなように、この発明の製造方法で得ら
れた混晶は、蒸気圧制御部の温度を制御することにより
、n型およびn型の伝導タイプの制御ができ、また非ド
ープ結晶で約108Ω−備の高比抵抗を有する結晶が得
られ、極めて良質のCdZnTe:見易が得られた。
また、比較例として、蒸気圧ル1[音部(4)にCdだ
けを収容し、Cdのみで反応系の蒸気圧を制御し、上記
と同様な条件下に混晶を成長させた。得られた混晶の比
抵抗と蒸気圧制御部(4)の温度との関係を第3図に併
せて示す。なお、この比較例においては、Cdが少量の
場合にはZnが蒸気圧制御部(4)に凝縮し、そのため
ボート(5)内はTeがストイキオメトリ−よりも過剰
の組成となり、Teが蒸気圧制御部(4)に凝縮し、前
記のCdと合金を形成した。そのために反応系全体の制
御蒸気圧が大幅に低下し、結晶の成長は健全には行えず
、また第3図に示されるように比抵抗も低いものであっ
た。
実験例2 Cd   Z n   Te混晶の製造を第1図aに0
.98  0.04 示される装置を用いて行なった。第1図aの反応部(3
)のボート(5)にはカーボンコーティングを施した石
英ボートを用いた。ボート(5)内には、Cd。
ZnおよびTeを所定量収容し、蒸気圧制御部(4)に
は蒸気圧制御物質としてCd   Zn   合金0.
96  0.04 を収容した後、反応管(1)内を高純度アルゴンガスで
置換した後、8 X 1O−7Torr以下の真空に排
気して封入した。その後、炉(8)の温度を制御し、T
l−1140℃、T2−1080℃およびT3−820
°Cとして、ボート(5)内の原料を溶融させると共に
反応管(1)内の蒸気圧を所定圧に保持した。
次いで、T3を一定に保ち、反応管(1)内の蒸気圧を
保持しながら、温度T1およびT2領域に対応する部分
の炉(8)の温度制御を行ない、T1およびT2を0.
2℃/時間で降下させることにより温度分布を変化させ
、ボート(5)内の原料融液から結晶を成長させて混晶
を得た。
また実験例3および4として、蒸気圧制御物質にCd 
  Zn   合金およびCd   ZnO,9g  
 0.02       0.99  0’、01合金
をそれぞれ用い、Cd   Z n   T e i%
晶0.96  0.04 の製造を上記実験例2と同様にして行なった。
上記実験例2〜4で得られた混晶の固化率に対する結晶
中のZn′Ia度を第4図に示す。
第4図から明らかなように、実験例2〜4で得られた混
晶は、下記式から求められる偏析係数kC−k Co 
(1−g) [式中、Cは結晶中のZn′a度、Co i;!Z n
の初期濃度、gは固化率〕 が小さく、特にZn含量の大きい合金を使用して得た混
晶においては偏析係数がより小さくなり、Znの濃度分
布が一定化し、一定の許容範囲(上記実験例2〜4では
、通常、結晶中のZna度として4.0±0.5mo1
%)に包含される結晶が多くなり、歩留まりが向上した
また、得られた混晶の特性は、いずれの蒸気圧条件下に
おいても、比抵抗で106Ω−Cm以上であり、不純物
の感知なしに高比抵抗の結晶が得られた。さらにNak
agaVa液によるエッチピット密度の測定では、50
00〜40,000個/ cdと従来の結晶に1ヒベ一
桁以上の特性の向上が認められ、また結晶には従来多く
観察された双晶、多結晶等の結晶欠陥が見当たらず、エ
ッチピットの分布にもセル構造は見られなかった。この
ように、炉の移動または反応管の移動を伴う方法に比べ
、炉の温度分布を、t制御して結晶を成長させる方法に
よれば結晶性を大幅に向上させることができる。
〈発明の効果〉 以上のように、この発明の多元系結晶の製造方法によれ
ば、反応系の蒸気圧を多元系結晶の成分の2種以上の蒸
気圧で制御しながら、結晶を成長させるので、生成する
単結晶の組成制御、ストイキオメトリ−制御が可能とな
り、特性の安定した良質の多元系単結晶を製造できると
共に偏析係数を小さくできるので歩留まりが向上すると
いう特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図aは、この発明の製造方法を3温度水平ブリッジ
マン法に適用した場合に使用される装置の一例を示す概
略図、同すはその際の温度制御の一例を示す概略図、 第2図aは、この発明の製造方法をB 1M度垂直ブリ
ッジマン法に適用した場合に使用される装置の一例を示
す概略図、同すはその際の温度制御の一例を示す概略図
、 第3図は、実験例および比較例で得られた結晶の比抵抗
と蒸気圧制御部の温度との関係を示す図、第4図は、実
験例2〜4により得られた混晶の固化率に対する結晶中
のZna度を示す図、第5図および第6図は、それぞれ
従来例を示す概略図である。 (1)(21)・・・反応管    (2)(22)・
・・・・隔壁(3)(23)・・・反応部    (4
)(24)・・・蒸気圧制御部(5)・・・・・・ボー
ト    (25)・・・・・・ルツボ(6)(2B)
・・・蒸気圧制御物質 (8)(28)・・・炉     (9)(29)・・
・融液(イ))(30)・・・結晶 代  理  人   弁理士  亀  井  弘  勝
(ほか3名) 第4図 固化率(%)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、封管反応容器内で、3種類以上の構成 元素からなる結晶を原料融液から成長さ せる多元系結晶の製造方法において、上 記封管反応容器が小孔により連通された 反応部と蒸気圧制御部とから形成され、 反応部に上記多元系結晶原料を収容する とともに蒸気圧制御部に上記多元系結晶 の成分の2種以上からなる蒸気圧制御物 質を収容した後、該蒸気圧制御部を所定 の温度に保持して反応系の蒸気圧を制御 しながら多元系結晶原料の融液から結晶 を成長させることを特徴とする多元系結 晶の製造方法。 2、結晶成長方法が3温度水平ブリッジマ ン法である上記特許請求の範囲第1項記 載の多元系結晶の製造方法。 3、多元系結晶がII−VI族化合物半導体混 晶である上記特許請求の範囲第1項また は第2項記載の多元系結晶の製造方法。 4、II−VI族化合物半導体混晶が、 CdZnTeである上記特許請求の範囲 第3項記載の多元系結晶の製造方法。
JP62089131A 1986-04-23 1987-04-11 多元系結晶の製造方法 Pending JPS6345198A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9433686 1986-04-23
JP61-94336 1986-04-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6345198A true JPS6345198A (ja) 1988-02-26

Family

ID=14107439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62089131A Pending JPS6345198A (ja) 1986-04-23 1987-04-11 多元系結晶の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4853078A (ja)
EP (1) EP0244987B1 (ja)
JP (1) JPS6345198A (ja)
CA (1) CA1301034C (ja)
DE (1) DE3781016T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6437488A (en) * 1987-08-03 1989-02-08 Katsumi Mochizuki Production of single crystal of compound semiconductor and device therefor

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2754765B2 (ja) * 1989-07-19 1998-05-20 富士通株式会社 化合物半導体結晶の製造方法
JP3129236B2 (ja) * 1996-07-15 2001-01-29 住友電気工業株式会社 円筒形容器内流体の対流抑制方法
FR2816755B1 (fr) 2000-11-13 2002-12-20 Commissariat Energie Atomique Procede de croissance d'un materiau semi-conducteur massif de type ii-vi
US6660083B2 (en) * 2001-03-30 2003-12-09 Technologies And Devices International, Inc. Method of epitaxially growing device structures with submicron group III nitride layers utilizing HVPE
US6613143B1 (en) * 2001-07-06 2003-09-02 Technologies And Devices International, Inc. Method for fabricating bulk GaN single crystals
US20060011135A1 (en) * 2001-07-06 2006-01-19 Dmitriev Vladimir A HVPE apparatus for simultaneously producing multiple wafers during a single epitaxial growth run
US7501023B2 (en) * 2001-07-06 2009-03-10 Technologies And Devices, International, Inc. Method and apparatus for fabricating crack-free Group III nitride semiconductor materials
US20070032046A1 (en) * 2001-07-06 2007-02-08 Dmitriev Vladimir A Method for simultaneously producing multiple wafers during a single epitaxial growth run and semiconductor structure grown thereby
US7161110B2 (en) * 2002-07-08 2007-01-09 Czt, Inc. Melting and vaporizing apparatus and method
US8524213B2 (en) * 2003-12-30 2013-09-03 Genzyme Corporation Polymeric materials, their preparation and use
US7641733B2 (en) 2004-09-01 2010-01-05 Rensselaer Polytechnic Institute Method and apparatus for growth of multi-component single crystals
CN101107270B (zh) 2004-11-24 2011-11-23 诺维信生物制药丹麦公司 用二乙烯基砜交联透明质酸的方法
US8093094B2 (en) * 2008-06-12 2012-01-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Blocking contacts for N-type cadmium zinc telluride
CN103088409B (zh) * 2013-01-31 2015-03-25 中国科学院上海技术物理研究所 一种垂直提拉生长碲锌镉单晶的装置和方法
CN108660512A (zh) * 2018-04-18 2018-10-16 苏州西奇狄材料科技有限公司 一种thm炉及其生产碲化镉或碲锌镉单晶体的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5523798A (en) * 1978-08-01 1980-02-20 Westinghouse Electric Corp Slot wedge engaged with iron
JPS5938185A (ja) * 1982-08-27 1984-03-01 Mac Gregor Far East Ltd 折り畳み式ハツチカバ−

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404265A (en) * 1969-10-01 1983-09-13 Rockwell International Corporation Epitaxial composite and method of making
US4368098A (en) * 1969-10-01 1983-01-11 Rockwell International Corporation Epitaxial composite and method of making
US3877883A (en) * 1973-07-13 1975-04-15 Rca Corp Method of growing single crystals of compounds
FR2255949B1 (ja) * 1973-12-28 1976-10-08 Radiotechnique Compelec
FR2416729A1 (fr) * 1978-02-09 1979-09-07 Radiotechnique Compelec Perfectionnement au procede de fabrication d'un monocristal de compose iii-v''
US4379733A (en) * 1981-10-02 1983-04-12 Hughes Aircraft Company Bicameral mode crystal growth apparatus and process
JPS6041036B2 (ja) * 1982-08-27 1985-09-13 財団法人 半導体研究振興会 GaAs浮遊帯融解草結晶製造装置
US4632710A (en) * 1983-05-10 1986-12-30 Raytheon Company Vapor phase epitaxial growth of carbon doped layers of Group III-V materials
US4568397A (en) * 1984-09-12 1986-02-04 Raytheon Company Metalorganic vapor phase epitaxial growth of group II-VI semiconductor materials
US4689094A (en) * 1985-12-24 1987-08-25 Raytheon Company Compensation doping of group III-V materials
US4704258A (en) * 1986-04-01 1987-11-03 Grumman Aerospace Corporation Method and apparatus for growth of single crystal material in space

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5523798A (en) * 1978-08-01 1980-02-20 Westinghouse Electric Corp Slot wedge engaged with iron
JPS5938185A (ja) * 1982-08-27 1984-03-01 Mac Gregor Far East Ltd 折り畳み式ハツチカバ−

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6437488A (en) * 1987-08-03 1989-02-08 Katsumi Mochizuki Production of single crystal of compound semiconductor and device therefor

Also Published As

Publication number Publication date
EP0244987B1 (en) 1992-08-12
US4853078A (en) 1989-08-01
CA1301034C (en) 1992-05-19
DE3781016T2 (de) 1993-04-01
EP0244987A1 (en) 1987-11-11
DE3781016D1 (de) 1992-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4315796A (en) Crystal growth of compound semiconductor mixed crystals under controlled vapor pressure
US4853078A (en) Process for growing a multi-component crystal
JPS61178495A (ja) 単結晶の成長方法
US4906325A (en) Method of making single-crystal mercury cadmium telluride layers
EP0102054B1 (en) Method for growing gaas single crystal by using floating zone
US3767472A (en) Growth of ternary compounds utilizing solid, liquid and vapor phases
US4613495A (en) Growth of single crystal Cadmium-Indium-Telluride
US4702791A (en) Method for manufacturing bismuth-containing oxide single crystal
US4708763A (en) Method of manufacturing bismuth germanate crystals
JPS60176995A (ja) 単結晶の製造方法
Gandhi Single crystal growth by a slow evaporation technique: Concept, mechanisms and applications
US4872943A (en) Process for making monocrystalline HGCDTE layers
CN1216185C (zh) 坩埚下降法生长近化学计量比铌酸锂单晶的方法
JP3021935B2 (ja) カドミウムマンガンテルル単結晶の製造方法
Hill et al. The Hydrothermal Growth of Beryllium Oxide Single Crystals
JPH06183873A (ja) 半磁性化合物半導体単結晶の育成方法
JP2885452B2 (ja) ▲iii▼―▲v▼族化合物結晶のボート成長方法
JPS60204692A (ja) CdTe結晶の製造方法
US3600143A (en) Growth of crystalline chalcogenide spinels
JPS63274696A (ja) 銅酸ランタン単結晶の製造方法
JPS61117198A (ja) InP単結晶の成長用溶解物およびその使用法
JPH01138199A (ja) 鉛錫テルル系半導体単結晶
JPH0471875B2 (ja)
JPS6221787A (ja) 半導体結晶成長法
JPS6379797A (ja) 2−6族化合物半導体単結晶の製造方法