JP2001151593A - 石英ボート及びそれを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法 - Google Patents
石英ボート及びそれを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法Info
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- JP2001151593A JP2001151593A JP33177499A JP33177499A JP2001151593A JP 2001151593 A JP2001151593 A JP 2001151593A JP 33177499 A JP33177499 A JP 33177499A JP 33177499 A JP33177499 A JP 33177499A JP 2001151593 A JP2001151593 A JP 2001151593A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多結晶の少ない単結晶が得られる石英ボート
及びそれを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法
を提供する。 【解決手段】 原料３及び種結晶４を収納する石英ボー
ト１０の肩部１０ａに位置する外側表面を透明にしたこ
とにより、高温ヒータ６からの輻射熱が不透明部分のよ
うな散乱を受けることなく肩部１０ａの原料融液へ到達
し、局所加熱効果を得ることができる。この結果、肩部
１０ａの底部１０ａａの温度を上げることができ、固液
界面の凹面化を防止することができ、多結晶の少ない単
結晶が得られる。
及びそれを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法
を提供する。 【解決手段】 原料３及び種結晶４を収納する石英ボー
ト１０の肩部１０ａに位置する外側表面を透明にしたこ
とにより、高温ヒータ６からの輻射熱が不透明部分のよ
うな散乱を受けることなく肩部１０ａの原料融液へ到達
し、局所加熱効果を得ることができる。この結果、肩部
１０ａの底部１０ａａの温度を上げることができ、固液
界面の凹面化を防止することができ、多結晶の少ない単
結晶が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石英ボート及びそ
れを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法に関す
る。
れを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ボート法を用いたＧａＡｓ単結晶の製造
方法、特にＧＦ法について以下説明する。
方法、特にＧＦ法について以下説明する。
【０００３】図２（ａ）は従来のボート法化合物半導体
単結晶製造方法を適用した製造装置の概念図であり、図
２（ｂ）は図２（ａ）の温度分布図である。図２（ｂ）
において横軸が製造装置の長手方向の位置軸であり、縦
軸が温度軸である。
単結晶製造方法を適用した製造装置の概念図であり、図
２（ｂ）は図２（ａ）の温度分布図である。図２（ｂ）
において横軸が製造装置の長手方向の位置軸であり、縦
軸が温度軸である。
【０００４】石英アンプル１内に、原料としてのＧａ３
及び種結晶４を配置した石英ボート２と、Ａｓ５とを収
納して真空封止を行う。真空封止した石英アンプル１
を、高温ヒータ６と低温ヒータ７とを有する単結晶製造
炉８内にセットする。セット後高温ヒータ６と低温ヒー
タ７とを昇温させて、Ｇａ３とＡｓ５とを反応させ、Ｇ
ａＡｓを合成する。ＧａＡｓ合成後一定の温度勾配を有
する温度分布９をつくり、ＧａＡｓを融液化させ、種付
けを行う。
及び種結晶４を配置した石英ボート２と、Ａｓ５とを収
納して真空封止を行う。真空封止した石英アンプル１
を、高温ヒータ６と低温ヒータ７とを有する単結晶製造
炉８内にセットする。セット後高温ヒータ６と低温ヒー
タ７とを昇温させて、Ｇａ３とＡｓ５とを反応させ、Ｇ
ａＡｓを合成する。ＧａＡｓ合成後一定の温度勾配を有
する温度分布９をつくり、ＧａＡｓを融液化させ、種付
けを行う。
【０００５】種付け後、高温ヒータ６を降温させ、種結
晶４側から結晶成長させることにより化合物半導体単結
晶が得られる。
晶４側から結晶成長させることにより化合物半導体単結
晶が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２
（ａ）、（ｂ）に示した従来技術では、初期成長段階で
ある石英ボート２の肩部２ａ付近における固液界面形状
が凹面化してしまい、この凹面部分にリネージが発生
し、結晶が多結晶化してしまうという問題があった。
（ａ）、（ｂ）に示した従来技術では、初期成長段階で
ある石英ボート２の肩部２ａ付近における固液界面形状
が凹面化してしまい、この凹面部分にリネージが発生
し、結晶が多結晶化してしまうという問題があった。
【０００７】この原因として、肩部２ａでの結晶成長に
おいて、肩部２ａの構造上、肩部２ａの底部２ａａが高
温ヒータ６から離れた位置にあるため、石英ボート２の
直胴部２ｂと比較して高温ヒータ６から受ける熱量が少
なく、底部２ａａの温度が直胴部２ｂよりも低くなり、
肩部２ａにおいては底部２ａａと接する部分での結晶成
長がはやくなり、その結果、固液界面が凹面化してしま
う。
おいて、肩部２ａの構造上、肩部２ａの底部２ａａが高
温ヒータ６から離れた位置にあるため、石英ボート２の
直胴部２ｂと比較して高温ヒータ６から受ける熱量が少
なく、底部２ａａの温度が直胴部２ｂよりも低くなり、
肩部２ａにおいては底部２ａａと接する部分での結晶成
長がはやくなり、その結果、固液界面が凹面化してしま
う。
【０００８】この問題の解決として、石英ボート２の肩
部２ａに局所加熱ヒータを設置した単結晶成長炉を検討
したが、局所加熱ヒータが肩部２ａ以外の表面にも影響
し、局所加熱の効果を上げることで単結晶製造部全体の
温度制御のバランスがくずれてしまう。また、これとは
逆に単結晶成長炉全体の温度制御を行わない場合、局所
加熱の効果が薄れることとなってしまう。
部２ａに局所加熱ヒータを設置した単結晶成長炉を検討
したが、局所加熱ヒータが肩部２ａ以外の表面にも影響
し、局所加熱の効果を上げることで単結晶製造部全体の
温度制御のバランスがくずれてしまう。また、これとは
逆に単結晶成長炉全体の温度制御を行わない場合、局所
加熱の効果が薄れることとなってしまう。
【０００９】ここで、原料３及び種結晶４を収納する石
英ボート２の内側については原料融液とのヌレを防止す
るためサンドブラスト処理を行い、外側については高温
ヒータ６からの輻射熱を散乱させ、均一に石英ボート２
を加熱する目的で内側同様サンドブレスト処理により不
透明化することが一般的である。
英ボート２の内側については原料融液とのヌレを防止す
るためサンドブラスト処理を行い、外側については高温
ヒータ６からの輻射熱を散乱させ、均一に石英ボート２
を加熱する目的で内側同様サンドブレスト処理により不
透明化することが一般的である。
【００１０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、多結晶の少ない単結晶が得られる石英ボート及びそ
れを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法を提供
することにある。
し、多結晶の少ない単結晶が得られる石英ボート及びそ
れを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の石英ボートは、原料及び種結晶を収納する石
英ボートにおいて、肩部に位置する外側表面を透明にし
たものである。
に本発明の石英ボートは、原料及び種結晶を収納する石
英ボートにおいて、肩部に位置する外側表面を透明にし
たものである。
【００１２】本発明の石英ボートを用いたボート法化合
物半導体単結晶製造方法は、ボート法を用いて化合物半
導体単結晶を製造する方法において、肩部に位置する外
側表面を透明にした石英ボートに原料及び種結晶を収納
して化合物半導体単結晶を製造するものである。
物半導体単結晶製造方法は、ボート法を用いて化合物半
導体単結晶を製造する方法において、肩部に位置する外
側表面を透明にした石英ボートに原料及び種結晶を収納
して化合物半導体単結晶を製造するものである。
【００１３】本発明によれば、原料及び種結晶を収納す
る石英ボートの肩部に位置する外側表面を透明にしたこ
とにより、ヒータからの輻射熱が不透明部分のような散
乱を受けることなく肩部原料融液へ到達し、局所加熱効
果を得ることができる。この結果、肩部の底部の温度を
上げることができ、固液界面の凹面化を防止することが
でき、多結晶の少ない単結晶が得られる。
る石英ボートの肩部に位置する外側表面を透明にしたこ
とにより、ヒータからの輻射熱が不透明部分のような散
乱を受けることなく肩部原料融液へ到達し、局所加熱効
果を得ることができる。この結果、肩部の底部の温度を
上げることができ、固液界面の凹面化を防止することが
でき、多結晶の少ない単結晶が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１５】図１（ａ）は本発明の石英ボートを用いた
ボート法化合物半導体単結晶製造方法を適用した製造装
置の概念図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の温度分布
図である。図１（ｂ）において横軸が製造装置の長手方
向の位置軸であり、縦軸が温度軸である。
ボート法化合物半導体単結晶製造方法を適用した製造装
置の概念図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の温度分布
図である。図１（ｂ）において横軸が製造装置の長手方
向の位置軸であり、縦軸が温度軸である。
【００１６】図２（ａ）、（ｂ）に示した従来例との相
違点は、肩部１０ａに位置する外側表面を透明にした石
英ボート１０を用いた点である（直胴部１０ｂの外側及
び内側はサンドブラスト処理されている）。以下、Ｇａ
Ａｓ単結晶の製造について説明する。
違点は、肩部１０ａに位置する外側表面を透明にした石
英ボート１０を用いた点である（直胴部１０ｂの外側及
び内側はサンドブラスト処理されている）。以下、Ｇａ
Ａｓ単結晶の製造について説明する。
【００１７】石英アンプル１内に、原料としてのＧａ３
及び種結晶４を配置した石英ボート１０と、Ａｓ５とを
収納して真空封止する。真空封止した石英アンプル１を
単結晶製造炉８内にセットし、昇温、反応、融液作製
後、種付けを行い、０．４℃／ｈの温度変化率で降温さ
せ、単結晶成長を行う。
及び種結晶４を配置した石英ボート１０と、Ａｓ５とを
収納して真空封止する。真空封止した石英アンプル１を
単結晶製造炉８内にセットし、昇温、反応、融液作製
後、種付けを行い、０．４℃／ｈの温度変化率で降温さ
せ、単結晶成長を行う。
【００１８】表１に本発明と従来例との結果を示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１に示すように、本発明の石英ボートを
用いた方が単結晶化率の高いことが分かる。
用いた方が単結晶化率の高いことが分かる。
【００２１】以上において本発明によれば、結晶の単結
晶化に有効な固液界面形状を形成することが可能とな
り、多結晶化を有効に解消し、再現性よく単結晶を得る
ことができる。
晶化に有効な固液界面形状を形成することが可能とな
り、多結晶化を有効に解消し、再現性よく単結晶を得る
ことができる。
【００２２】なお、上述した実施の形態ではＧＦ法によ
るＧａＡｓ単結晶製造を行った場合で説明したが、他の
原料（ＧａＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ等）にも適用可能であ
る。また、ＨＢ法、ＶＢ法、ＶＧＦ法による全ての化合
物半導体単結晶製造についても適用可能である。
るＧａＡｓ単結晶製造を行った場合で説明したが、他の
原料（ＧａＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ等）にも適用可能であ
る。また、ＨＢ法、ＶＢ法、ＶＧＦ法による全ての化合
物半導体単結晶製造についても適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００２４】多結晶の少ない単結晶が得られる石英ボー
ト及びそれを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方
法の提供が可能である。
ト及びそれを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方
法の提供が可能である。
【図１】（ａ）は本発明の石英ボートを用いたボート法
化合物半導体単結晶製造方法を適用した製造装置の概念
図であり、（ｂ）は（ａ）の温度分布図である。
化合物半導体単結晶製造方法を適用した製造装置の概念
図であり、（ｂ）は（ａ）の温度分布図である。
【図２】（ａ）は従来のボート法化合物半導体単結晶製
造方法を適用した製造装置の概念図であり、（ｂ）は
（ａ）の温度分布図である。
造方法を適用した製造装置の概念図であり、（ｂ）は
（ａ）の温度分布図である。
１ 石英アンプル ３ 原料（Ｇａ） ４ 種結晶 ５ Ａｓ ６ 高温ヒータ（ヒータ） ７ 低温ヒータ（ヒータ） ８ 単結晶製造炉 ９ 温度分布 １０ 石英ボート
Claims (2)
- 【請求項１】 原料及び種結晶を収納する石英ボートに
おいて、肩部に位置する外側表面を透明にしたことを特
徴とする石英ボート。 - 【請求項２】 ボート法を用いて化合物半導体単結晶を
製造する方法において、肩部に位置する外側表面を透明
にした石英ボートに原料及び種結晶を収納して化合物半
導体単結晶を製造することを特徴とするボート法化合物
半導体単結晶製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33177499A JP2001151593A (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 石英ボート及びそれを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33177499A JP2001151593A (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 石英ボート及びそれを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001151593A true JP2001151593A (ja) | 2001-06-05 |
Family
ID=18247488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33177499A Pending JP2001151593A (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 石英ボート及びそれを用いたボート法化合物半導体単結晶製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001151593A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107955971A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-24 | 有研光电新材料有限责任公司 | 水平法砷化镓单晶拉制过程中的放肩方法 |
-
1999
- 1999-11-22 JP JP33177499A patent/JP2001151593A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107955971A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-24 | 有研光电新材料有限责任公司 | 水平法砷化镓单晶拉制过程中的放肩方法 |
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