JP2585276B2 - ＣｄＴｅ結晶の製造装置 - Google Patents
ＣｄＴｅ結晶の製造装置Info
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- JP2585276B2 JP2585276B2 JP62173813A JP17381387A JP2585276B2 JP 2585276 B2 JP2585276 B2 JP 2585276B2 JP 62173813 A JP62173813 A JP 62173813A JP 17381387 A JP17381387 A JP 17381387A JP 2585276 B2 JP2585276 B2 JP 2585276B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、CdTe結晶及びCd1-XZnxTe、Cd1-XMnxTe、Cd
SexTe1-X等のCdTeを含む混晶を原料融液から引上げる結
晶製造装置に関する。
SexTe1-X等のCdTeを含む混晶を原料融液から引上げる結
晶製造装置に関する。
GaAs等の高解離圧化合物単結晶を原料融液から引上げ
る従来の製造装置を第２図〜第４図に示す。
る従来の製造装置を第２図〜第４図に示す。
第２図の装置は圧力容器16内に原料融液７及び液体封
止剤であるB2O317を収容したるつぼ２を置き、圧力容器
16内に不活性ガス18を導入して、B2O3融液17表面を加圧
することにより原料融液７から揮発性成分であるAs等の
解離を抑制する。一方、上軸６の下端に取付けた種結晶
８を原料融液７に接触させて、単結晶９を引上げるLEC
法を実施するための装置である。
止剤であるB2O317を収容したるつぼ２を置き、圧力容器
16内に不活性ガス18を導入して、B2O3融液17表面を加圧
することにより原料融液７から揮発性成分であるAs等の
解離を抑制する。一方、上軸６の下端に取付けた種結晶
８を原料融液７に接触させて、単結晶９を引上げるLEC
法を実施するための装置である。
第３図及び第４図の装置は特公昭60−41037号公報に
記載されているもので、第３図の装置は、びん型るつぼ
19の上端に嵌め込み蓋20を設け、シール用B2O3融液21を
収容して上軸６とのシールを形成して、びん型るつぼ19
内の密閉状態を維持している。また、不活性ガス18は圧
力容器16内を満している。単結晶９はびん型るつぼ19内
で原料融液７から引き上げられるので、高温下で不活性
ガスに曝されることがなく、単結晶９の表面からのAsの
解離が抑制される。
記載されているもので、第３図の装置は、びん型るつぼ
19の上端に嵌め込み蓋20を設け、シール用B2O3融液21を
収容して上軸６とのシールを形成して、びん型るつぼ19
内の密閉状態を維持している。また、不活性ガス18は圧
力容器16内を満している。単結晶９はびん型るつぼ19内
で原料融液７から引き上げられるので、高温下で不活性
ガスに曝されることがなく、単結晶９の表面からのAsの
解離が抑制される。
第４図の装置は第３の装置の変型である第３図のびん
型るつぼがその上半分に相当する形状の炉芯管22と下半
分の円筒状るつぼ２とに分離されている。るつぼ２内に
収容されている液体封止剤のB2O3融液中に炉芯管22の下
端を浸漬することにより、炉芯管22内の密封が維持され
ている。そして、上軸６に取付けた受皿23にAs24を収容
し、該As24を揮発させることにより、炉芯管22内をAs蒸
気で満している。このような炉芯管22内で単結晶９は引
き上げられる。
型るつぼがその上半分に相当する形状の炉芯管22と下半
分の円筒状るつぼ２とに分離されている。るつぼ２内に
収容されている液体封止剤のB2O3融液中に炉芯管22の下
端を浸漬することにより、炉芯管22内の密封が維持され
ている。そして、上軸６に取付けた受皿23にAs24を収容
し、該As24を揮発させることにより、炉芯管22内をAs蒸
気で満している。このような炉芯管22内で単結晶９は引
き上げられる。
第５図は、CdTe結晶を圧力バランス法で製造する装置
を示したものである。縦長円筒型るつぼ25の上端は上軸
ベアリングシールブロツク26に接続され、該ブロツク26
の上面凹部に液体シール剤21が収容される。上記るつぼ
25の上部内壁には受皿27が付設され、Cd28を収容してい
る。このCd28は加熱されて、るつぼ25内の雰囲気ガスを
形成する。一方、圧力容器16内には不活性ガス18が導入
され、るつぼ25の外側の雰囲気を形成する。また、該不
活性ガス18は上記ブロツク26の液体シール剤21を介して
るつぼ25内のガス圧を制御するようになつている。
を示したものである。縦長円筒型るつぼ25の上端は上軸
ベアリングシールブロツク26に接続され、該ブロツク26
の上面凹部に液体シール剤21が収容される。上記るつぼ
25の上部内壁には受皿27が付設され、Cd28を収容してい
る。このCd28は加熱されて、るつぼ25内の雰囲気ガスを
形成する。一方、圧力容器16内には不活性ガス18が導入
され、るつぼ25の外側の雰囲気を形成する。また、該不
活性ガス18は上記ブロツク26の液体シール剤21を介して
るつぼ25内のガス圧を制御するようになつている。
CdTe結晶を上記の従来装置で製造するときには次のよ
うな問題が生ずる。
うな問題が生ずる。
第２図及び第４図に示したLEC法による装置では原料
融液７のCdTeと液体封止剤17のB2O3が直接接触するため
に、原料融液から解離するCdとB2O3が次とような反応を
起す。
融液７のCdTeと液体封止剤17のB2O3が直接接触するため
に、原料融液から解離するCdとB2O3が次とような反応を
起す。
B2O3＋3CD3CdO（ｇ）＋2B その結果、単離したボロン（Ｂ）が結晶中に不純物と
して混入するという問題がある。
して混入するという問題がある。
第３図及び第５図の装置は、原料融液７に液体封止剤
を直接接触させることを避け、上軸６とるつぼ上端をB2
O3融液21でシールする構造を有しているために、上記の
ボロン混入の問題は回避されるが、引上結晶を全て内包
できる大型のるつぼを必要とする。そして、この種の大
型るつぼは、原料の挿入、引上結晶の取り出しの作業が
大変困難である。また、上軸の貫通部で発生する振動が
るつぼを介して原料融液に伝わり、結晶育成の障害とな
る。
を直接接触させることを避け、上軸６とるつぼ上端をB2
O3融液21でシールする構造を有しているために、上記の
ボロン混入の問題は回避されるが、引上結晶を全て内包
できる大型のるつぼを必要とする。そして、この種の大
型るつぼは、原料の挿入、引上結晶の取り出しの作業が
大変困難である。また、上軸の貫通部で発生する振動が
るつぼを介して原料融液に伝わり、結晶育成の障害とな
る。
第４図の装置は、結晶成長室を形成する炉芯管とるつ
ぼを２分するために、上記第３図及び第５図の装置に付
随する問題を回避しているものの、原料融液CdTeと液体
封止剤B2O3の直接接触による上記の問題の外に、炉芯管
内の雰囲気ガスであるCd蒸気がるつぼ内表面の液体封止
剤B2O3と接触し、上記の反応式によりCdO蒸気を生成
し、CdO蒸気が炉芯管内壁に付差して内部の監視を妨げ
るという問題、下軸の振動をるつぼを介して原料融液に
伝えるという問題、及び、炉芯管の下端を薄い液体封止
剤層内に維持する特別な機構を必要とするという問題が
ある。
ぼを２分するために、上記第３図及び第５図の装置に付
随する問題を回避しているものの、原料融液CdTeと液体
封止剤B2O3の直接接触による上記の問題の外に、炉芯管
内の雰囲気ガスであるCd蒸気がるつぼ内表面の液体封止
剤B2O3と接触し、上記の反応式によりCdO蒸気を生成
し、CdO蒸気が炉芯管内壁に付差して内部の監視を妨げ
るという問題、下軸の振動をるつぼを介して原料融液に
伝えるという問題、及び、炉芯管の下端を薄い液体封止
剤層内に維持する特別な機構を必要とするという問題が
ある。
本発明は、上記の問題を解消し、原料の挿入、結晶の
取り出しを容易とし、上下軸の貫通部の振動を回避し、
確実な監視の下で、ボロンの混入しない高純度のCdTe結
晶の引上げを可能とした結晶製造装置を提供しようとす
るものである。
取り出しを容易とし、上下軸の貫通部の振動を回避し、
確実な監視の下で、ボロンの混入しない高純度のCdTe結
晶の引上げを可能とした結晶製造装置を提供しようとす
るものである。
本発明は、原料融液を収容する内るつぼと、液体B2O3
を収容する外るつぼと、該外るつぼを支持する回転昇降
可能な下軸と、種結晶を下端に取付けた回転昇降可能な
上軸と、該上軸を貫通させ、下端を前記外るつぼのB2O3
融液中に浸漬する成長用ベッセルと、該成長用ベッセル
の上軸貫通部に付設したシール用のB2O3融液液溜とを有
し、かつ、前記外るつぼのB2O3融液液面の上方に位置す
る前記成長用ベッセル下部内壁に沿って環状のCd溜めを
設けたことを特徴とするCdTe結晶又はCdTeを含む混晶の
製造装置である。
を収容する外るつぼと、該外るつぼを支持する回転昇降
可能な下軸と、種結晶を下端に取付けた回転昇降可能な
上軸と、該上軸を貫通させ、下端を前記外るつぼのB2O3
融液中に浸漬する成長用ベッセルと、該成長用ベッセル
の上軸貫通部に付設したシール用のB2O3融液液溜とを有
し、かつ、前記外るつぼのB2O3融液液面の上方に位置す
る前記成長用ベッセル下部内壁に沿って環状のCd溜めを
設けたことを特徴とするCdTe結晶又はCdTeを含む混晶の
製造装置である。
なお、内るつぼと外るつぼとは底部で一体化させても
よいが、下軸の振動を原料融液は伝えないために内るつ
ぼを外るつぼ内のB2O3融液に浮かせた状態に保つことが
好ましい。また、成長用ベツセルは石英、グラツシーカ
ーボンで作ることができるが、グラツシーカーボンで作
るときには、ビユーロツドは成長用ベツセルの内側まで
伸ばす必要がある。
よいが、下軸の振動を原料融液は伝えないために内るつ
ぼを外るつぼ内のB2O3融液に浮かせた状態に保つことが
好ましい。また、成長用ベツセルは石英、グラツシーカ
ーボンで作ることができるが、グラツシーカーボンで作
るときには、ビユーロツドは成長用ベツセルの内側まで
伸ばす必要がある。
第１図は本発明の一具体例であるCdTe結晶の製造装置
を示す。
を示す。
不活性ガスを満した圧力容器16内に成長用ベツセル３
と二重るつぼを配置する。外るつぼ１は昇降回転可能な
下軸５に支持されており、内るつぼ２は外るつぼ１内の
B2O3融液10に浮かせてある。成長ベツセル３はその下端
を外るつぼ１内のB2O3融液10に浸漬してシールされてお
り、その上端には上軸を貫通させた状態でシールするた
めのB2O3融液受皿11を付設する。該受皿の周囲には補助
ヒータ13を設けてB2O3を溶融する。また、成長ベツセル
３の下部内壁にはCd溜め４を設ける。二重るつぼ周囲の
主ヒータ12は内るつぼ２のCdTe原料７、外るつぼのB2O3
10及び溜め４のCdを溶融する。Cdは蒸発して成長ベツセ
ル３内の雰囲気ガスとなる。次にCdTe種結晶８を取り付
けた上軸６を降下させて種結晶８を原料融液10に充分接
触させた後、回転させながら徐々に引上げCdTe単結晶９
を製造する。この引上制御はビユーロツド15を介した監
視の下で行なわれる。なお、14は断熱材である。
と二重るつぼを配置する。外るつぼ１は昇降回転可能な
下軸５に支持されており、内るつぼ２は外るつぼ１内の
B2O3融液10に浮かせてある。成長ベツセル３はその下端
を外るつぼ１内のB2O3融液10に浸漬してシールされてお
り、その上端には上軸を貫通させた状態でシールするた
めのB2O3融液受皿11を付設する。該受皿の周囲には補助
ヒータ13を設けてB2O3を溶融する。また、成長ベツセル
３の下部内壁にはCd溜め４を設ける。二重るつぼ周囲の
主ヒータ12は内るつぼ２のCdTe原料７、外るつぼのB2O3
10及び溜め４のCdを溶融する。Cdは蒸発して成長ベツセ
ル３内の雰囲気ガスとなる。次にCdTe種結晶８を取り付
けた上軸６を降下させて種結晶８を原料融液10に充分接
触させた後、回転させながら徐々に引上げCdTe単結晶９
を製造する。この引上制御はビユーロツド15を介した監
視の下で行なわれる。なお、14は断熱材である。
第１図の装置を用いてCdTe単結晶の製造を行なつた。
内るつぼは４インチ径の石英るつぼを、外るつぼは６イ
ンチ径pBNるつぼ使用し、成長用ベツセルは石英製のも
のを使用した。
内るつぼは４インチ径の石英るつぼを、外るつぼは６イ
ンチ径pBNるつぼ使用し、成長用ベツセルは石英製のも
のを使用した。
内るつぼにはCdTeを1kg、外るつぼにはB2O3を約700
g、成長用ベツセルの溜めにはCdは30gチヤージし、上軸
貫通部の受皿にはB2O3を収容した。
g、成長用ベツセルの溜めにはCdは30gチヤージし、上軸
貫通部の受皿にはB2O3を収容した。
結晶の引上げは上軸を5rpmで回軸し、引上げ速度を3m
m/Hとした。また、下軸は10rpmで回転した。
m/Hとした。また、下軸は10rpmで回転した。
その結果、直径35mm、長さ60mmのCdTe単結晶を得た。
結晶育成中に成長用ベツセルの曇りは全くなく、内部の
監視は容易であつた。結晶の組成のずれは見い出せなか
つた。また、結晶のＢ濃度は８×1014〜５×1015cm-3で
LEC法で育成した結晶に比べて１〜２桁低い濃度であつ
た。EPDは３×104cm-2、ｎ型で比抵抗が105〜104Ωcmで
あつた。
結晶育成中に成長用ベツセルの曇りは全くなく、内部の
監視は容易であつた。結晶の組成のずれは見い出せなか
つた。また、結晶のＢ濃度は８×1014〜５×1015cm-3で
LEC法で育成した結晶に比べて１〜２桁低い濃度であつ
た。EPDは３×104cm-2、ｎ型で比抵抗が105〜104Ωcmで
あつた。
本発明は、上記構成を採用することにより、次のよう
な効果を有する。
な効果を有する。
（１） 原料融液とシール剤であるB2O3が分離されてい
るためにボロン（Ｂ）が解離してCdTe単結晶中に混入す
ることがなくなつた。
るためにボロン（Ｂ）が解離してCdTe単結晶中に混入す
ることがなくなつた。
（２） 成長ベツセルが外るつぼのB2O3と上軸貫通部受
皿のB2O3によりシールされ、ベツセル内部にCd蒸気が充
満されているので、原料融液からCdの散逸が防止され
た。
皿のB2O3によりシールされ、ベツセル内部にCd蒸気が充
満されているので、原料融液からCdの散逸が防止され
た。
（３） 成長ベツセルとるつぼが互いに分離されている
ので、原料のチヤージと引上結晶の取り出しが容易とな
り、かつ、成長ベツセルから原料融液への振動の伝播が
回避され、安定な結晶育成を可能とした。
ので、原料のチヤージと引上結晶の取り出しが容易とな
り、かつ、成長ベツセルから原料融液への振動の伝播が
回避され、安定な結晶育成を可能とした。
（４） 成長ベツセル内のCd溜めに予じめCdをチヤージ
することにより、Cd蒸気の供給を行ない、かつ、成長ベ
ツセル内壁を流下するCd液滴を捕捉することにより、外
るつぼのB2O3融液中への流入を防ぎ、即ちCdがB2O3融液
に流入したときにCdOガスが生じ、成長用ベツセル内壁
にCdOが付着してベツセルを不透明となし、その結果ベ
ツセル内の監視を不可能とするという問題も解消され
た。なお、ビユーロツドを成長ベツセル内に延長すると
きにも、ベツセル内のビユーロツドにCdOが付着するの
で同様の問題があつたが、この点も解消された。
することにより、Cd蒸気の供給を行ない、かつ、成長ベ
ツセル内壁を流下するCd液滴を捕捉することにより、外
るつぼのB2O3融液中への流入を防ぎ、即ちCdがB2O3融液
に流入したときにCdOガスが生じ、成長用ベツセル内壁
にCdOが付着してベツセルを不透明となし、その結果ベ
ツセル内の監視を不可能とするという問題も解消され
た。なお、ビユーロツドを成長ベツセル内に延長すると
きにも、ベツセル内のビユーロツドにCdOが付着するの
で同様の問題があつたが、この点も解消された。
第１図は本発明の一具体例であるCdTe結晶の製造装置の
概念図、第２図〜第５図は従来の結晶製造装置の概念図
である。
概念図、第２図〜第５図は従来の結晶製造装置の概念図
である。
Claims (3)
- 【請求項１】原料融液を収容する内るつぼと、液体B2O3
を収容する外るつぼと、該外るつぼを支持する回転昇降
可能な下軸と、種結晶を下端に取付けた回転昇降可能な
上軸と、該上軸を貫通させ、下端を前記外るつぼのB2O3
融液中に浸漬する成長用ベッセルと、該成長用ベッセル
の上軸貫通部に付設したシール用のB2O3融液液溜とを有
し、かつ、前記外るつぼのB2O3融液液面の上方に位置す
る前記成長用ベッセル下部内壁に沿って環状のCd溜めを
設けたことを特徴とするCdTe結晶又はCdTeを含む混晶の
製造装置。 - 【請求項２】前記成長用ベッセルを石英で構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造装置。 - 【請求項３】前記成長用ベッセルをグラッシーカーボン
で構成し、前記成長用ベッセル内に貫通するようにビュ
ーロッドを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62173813A JP2585276B2 (ja) | 1987-07-14 | 1987-07-14 | ＣｄＴｅ結晶の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62173813A JP2585276B2 (ja) | 1987-07-14 | 1987-07-14 | ＣｄＴｅ結晶の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6419000A JPS6419000A (en) | 1989-01-23 |
| JP2585276B2 true JP2585276B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=15967631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62173813A Expired - Lifetime JP2585276B2 (ja) | 1987-07-14 | 1987-07-14 | ＣｄＴｅ結晶の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585276B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111809235B (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-22 | 宁波碲晶光电科技有限公司 | 一种制备碲化镉或碲锌镉多晶料的方法 |
| CN111809243B (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-15 | 宁波碲晶光电科技有限公司 | 一种制备碲化镉或碲锌镉多晶料的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5227881U (ja) * | 1975-08-19 | 1977-02-26 | ||
| JPS5913480B2 (ja) * | 1978-12-12 | 1984-03-29 | 三菱マテリアル株式会社 | ２重融液シ−ルの引上法による半導体用高解離圧化合物単結晶の成長法およびその装置 |
-
1987
- 1987-07-14 JP JP62173813A patent/JP2585276B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6419000A (en) | 1989-01-23 |
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