JP2610034B2 - 単結晶の成長方法 - Google Patents
単結晶の成長方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 コンピュータ用超高速デバイス、光応用デバイス等の
素材として用いる化合物半導体単結晶の成長方法に関
し、 単結晶の成長における不純物の混入、結晶欠陥の導入
および組成の不均一化を格段に低減し、しかも連続的な
結晶成長を可能とし、 単結晶の種結晶と同じ材料の多結晶又は単結晶のイン
ゴットに凹部を形成して作成した容器内に低融点金属溶
媒を注入し、前記低融点金属溶媒中に気泡が入らず、か
つ前記低融点金属溶媒の自由表面を無くすように前記種
結晶によって前記容器を密封した後、前記容器を高温炉
中に設置し、前記種結晶が低温側に、前記容器の前記低
融点金属溶媒周囲の前記インゴットが高温側になるよう
に前記インゴットの軸方向に温度勾配部を設けて前記容
器を加熱し、前記温度勾配部を前記インゴットの軸方向
の種結晶と反対側に徐々に移動させることにより連続的
に単結晶を成長させるように構成する。
素材として用いる化合物半導体単結晶の成長方法に関
し、 単結晶の成長における不純物の混入、結晶欠陥の導入
および組成の不均一化を格段に低減し、しかも連続的な
結晶成長を可能とし、 単結晶の種結晶と同じ材料の多結晶又は単結晶のイン
ゴットに凹部を形成して作成した容器内に低融点金属溶
媒を注入し、前記低融点金属溶媒中に気泡が入らず、か
つ前記低融点金属溶媒の自由表面を無くすように前記種
結晶によって前記容器を密封した後、前記容器を高温炉
中に設置し、前記種結晶が低温側に、前記容器の前記低
融点金属溶媒周囲の前記インゴットが高温側になるよう
に前記インゴットの軸方向に温度勾配部を設けて前記容
器を加熱し、前記温度勾配部を前記インゴットの軸方向
の種結晶と反対側に徐々に移動させることにより連続的
に単結晶を成長させるように構成する。
本発明は、コンピュータ用超高速デバイス、光応用デ
バイス等の素材として用いる化合物半導体単結晶の成長
方法に関する。
バイス等の素材として用いる化合物半導体単結晶の成長
方法に関する。
上記デバイスは近年ますます微細化、高集積化され、
デバイスを原子層オーダで制御して形成する技術ととも
に、その素材である半導体単結晶に対しても同じく原子
層オーダでの完全性が要求されるようになった。そこ
で、低欠陥の単結晶を育成しようとする種々の努力がな
されているが、現在実用に供されている半導体単結晶は
シリコンでさえも完全な単結晶からは程遠く、ガリウム
−ヒ素（GaAs）等の二元、三元化合物半導体の低欠陥の
単結晶を作成することはさらに困難である。このため低
欠陥で高均一な単結晶を作成する技術を開発する必要が
ある。
デバイスを原子層オーダで制御して形成する技術ととも
に、その素材である半導体単結晶に対しても同じく原子
層オーダでの完全性が要求されるようになった。そこ
で、低欠陥の単結晶を育成しようとする種々の努力がな
されているが、現在実用に供されている半導体単結晶は
シリコンでさえも完全な単結晶からは程遠く、ガリウム
−ヒ素（GaAs）等の二元、三元化合物半導体の低欠陥の
単結晶を作成することはさらに困難である。このため低
欠陥で高均一な単結晶を作成する技術を開発する必要が
ある。
従来の化合物半導体単結晶の成長方法としては、チョ
クラルスキー法、ブリッジマン法等の融液成長方法、メ
タルオルガニックCVD（MOCVD）法、モレキュラビームエ
ピタクシ（MBE）法等の気相成長方法、固相成長方法お
よび溶液成長方法等がある。
クラルスキー法、ブリッジマン法等の融液成長方法、メ
タルオルガニックCVD（MOCVD）法、モレキュラビームエ
ピタクシ（MBE）法等の気相成長方法、固相成長方法お
よび溶液成長方法等がある。
このなかで、溶液成長方法は材料の融点よりはるかに
低い温度で単結晶を成長できるので、例えば融液成長方
法に比べ化学論理からのずれを小さくでき、格子欠陥が
少なく均一性の高い結晶を得ることができる。
低い温度で単結晶を成長できるので、例えば融液成長方
法に比べ化学論理からのずれを小さくでき、格子欠陥が
少なく均一性の高い結晶を得ることができる。
溶液成長方法のうち、バルク結晶を得るのに適した方
法としては移動溶媒法（TSM法Travelling Solvent Meth
od）が提案されており、第２図にその原理を示す。
法としては移動溶媒法（TSM法Travelling Solvent Meth
od）が提案されており、第２図にその原理を示す。
第２図において、石英等のルツボ11の中に単結晶の種
結晶12（例えばGaAs単結晶）と低融点金属溶媒13（例え
ばGa溶媒）とソース結晶14（例えばGaAsの多結晶あるい
は単結晶）を封入し（第２図（Ａ））、このルツボ11を
第２図（Ｂ）に示される温度勾配を持つ高温炉内に設置
する。このように高温勾配を設けて加熱することにより
高温側の前記ソース結晶14からGaAsが前記低融点金属溶
媒13（Ga溶媒）中に溶け出して拡散し、低温側の前記種
結晶12（GaAs単結晶）の表面にGaAsの単結晶がエピタキ
シャル成長する。これは第３図に示されるように、Ga溶
媒に対しAsが高温側で大きな溶解度を有することに起因
する。さらに、第２図（Ｂ）の温度勾配部を矢印ｍ方向
に、例えば1mm/hr程度の速度でゆっくり移動すると（第
２図（Ｃ））、前記低融点金属溶媒13は前記温度勾配部
とともに移動し、それにつれて前記種結晶12の表面に再
結晶した単結晶が成長してバルクの単結晶15が得られる
（第２図（Ｄ））。
結晶12（例えばGaAs単結晶）と低融点金属溶媒13（例え
ばGa溶媒）とソース結晶14（例えばGaAsの多結晶あるい
は単結晶）を封入し（第２図（Ａ））、このルツボ11を
第２図（Ｂ）に示される温度勾配を持つ高温炉内に設置
する。このように高温勾配を設けて加熱することにより
高温側の前記ソース結晶14からGaAsが前記低融点金属溶
媒13（Ga溶媒）中に溶け出して拡散し、低温側の前記種
結晶12（GaAs単結晶）の表面にGaAsの単結晶がエピタキ
シャル成長する。これは第３図に示されるように、Ga溶
媒に対しAsが高温側で大きな溶解度を有することに起因
する。さらに、第２図（Ｂ）の温度勾配部を矢印ｍ方向
に、例えば1mm/hr程度の速度でゆっくり移動すると（第
２図（Ｃ））、前記低融点金属溶媒13は前記温度勾配部
とともに移動し、それにつれて前記種結晶12の表面に再
結晶した単結晶が成長してバルクの単結晶15が得られる
（第２図（Ｄ））。
また、溶液成長方法の他の方法として本出願人は、第
４図に示される方法を提案している。第４図において、
低融点金属溶媒22は６枚の単結晶基板21で完全に囲まれ
ている（第４図（Ａ））。この状態で約900℃まで昇温
すると第４図（Ｂ）に示されるように、厚さａの前記単
結晶基板21のうち、表面から厚さｂの部分までが前記低
融点金属溶媒22中に溶け出し、その後降温すると前記低
融点金属溶媒22に対する前記単結晶基板21の構成元素の
溶解度か低下して、溶け残った前記単結晶基板21の表面
に厚さＣの単結晶層が再結晶する。
４図に示される方法を提案している。第４図において、
低融点金属溶媒22は６枚の単結晶基板21で完全に囲まれ
ている（第４図（Ａ））。この状態で約900℃まで昇温
すると第４図（Ｂ）に示されるように、厚さａの前記単
結晶基板21のうち、表面から厚さｂの部分までが前記低
融点金属溶媒22中に溶け出し、その後降温すると前記低
融点金属溶媒22に対する前記単結晶基板21の構成元素の
溶解度か低下して、溶け残った前記単結晶基板21の表面
に厚さＣの単結晶層が再結晶する。
しかし、上述の第２図に示されたTSM法は、半導体材
料12,14および低融点金属溶媒13がルツボ11と直接接触
しており、このルツボ11の材料は一般に石英等であり、
これは半導体材料12,14と異質な材料であるため、ルツ
ボ11と半導体材料12,14との界面から成長結晶に欠陥が
入り易く、また前記界面から微量不純物が成長結晶中に
混入する。さらに地上では低融点金属溶媒中に重力に起
因する対流が発生し、この対流によって成長界面での温
度変動、濃度変動が起こり不安定な過冷却や熱応力が生
じ、成長結晶に欠陥、組成不均一が発生するという問題
がある。
料12,14および低融点金属溶媒13がルツボ11と直接接触
しており、このルツボ11の材料は一般に石英等であり、
これは半導体材料12,14と異質な材料であるため、ルツ
ボ11と半導体材料12,14との界面から成長結晶に欠陥が
入り易く、また前記界面から微量不純物が成長結晶中に
混入する。さらに地上では低融点金属溶媒中に重力に起
因する対流が発生し、この対流によって成長界面での温
度変動、濃度変動が起こり不安定な過冷却や熱応力が生
じ、成長結晶に欠陥、組成不均一が発生するという問題
がある。
また、上述の第４図に示された方法は、低融点金属溶
媒22が単結晶基板21で完全に囲まれているため、前記TS
M法におけるルツボとの界面に起因した問題は解消され
るが、この方法では種結晶である単結晶基板21がソース
結晶を兼ねているため連続的に結晶の成長を行えず、数
10μｍ〜数100μｍの薄膜単結晶しか得られないという
問題がある。
媒22が単結晶基板21で完全に囲まれているため、前記TS
M法におけるルツボとの界面に起因した問題は解消され
るが、この方法では種結晶である単結晶基板21がソース
結晶を兼ねているため連続的に結晶の成長を行えず、数
10μｍ〜数100μｍの薄膜単結晶しか得られないという
問題がある。
そこで、本発明は単結晶の成長における不純物の混
入、結晶欠陥を導入および組成の不均一化を格段に低減
し、しかも連続的な結晶成長を可能とすることを目的と
する。
入、結晶欠陥を導入および組成の不均一化を格段に低減
し、しかも連続的な結晶成長を可能とすることを目的と
する。
本発明は、単結晶の種結晶と同じ材料の多結晶又は単
結晶のインゴットに凹部を形成して作成した容器内に低
融点金属溶媒を注入し、前記低融点金属溶媒中に気泡が
入らず、かつ前記低融点金属溶媒の自由表面を無くすよ
うに前記種結晶によって前記容器を密封した後、前記容
器を高温炉中に設置し、前記種結晶が低温側に、前記容
器の前記低融点金属溶媒周期の前記インゴットが高温側
になるように前記インゴットの軸方向に温度勾配部を設
けて前記容器を加熱し、前記温度勾配部を前記インゴッ
トの軸方向の種結晶と反対側に徐々に移動させることに
より連続的に単結晶を成長させるように構成した。
結晶のインゴットに凹部を形成して作成した容器内に低
融点金属溶媒を注入し、前記低融点金属溶媒中に気泡が
入らず、かつ前記低融点金属溶媒の自由表面を無くすよ
うに前記種結晶によって前記容器を密封した後、前記容
器を高温炉中に設置し、前記種結晶が低温側に、前記容
器の前記低融点金属溶媒周期の前記インゴットが高温側
になるように前記インゴットの軸方向に温度勾配部を設
けて前記容器を加熱し、前記温度勾配部を前記インゴッ
トの軸方向の種結晶と反対側に徐々に移動させることに
より連続的に単結晶を成長させるように構成した。
単結晶の種結晶と同じ材料の多結晶のインゴットに凹
部を形成して作成した容器の中に低融点金属溶媒を入
れ、この容器を前記種結晶により前記低融点金属溶媒が
気泡を含まず、かつ自由表面を有さない状態で密封す
る。次に前記容器を温度勾配をつけられる高温炉中に設
置し、前記種結晶が低温側に、前記低融点金属溶媒の種
結晶の反対側面が高温側になるように前記容器を加熱す
る。これにより高温側の前記インゴットの構成元素が前
記低融点金属溶媒中に溶け出して拡散し、低温側の前記
種結晶の表面に単結晶がエピタキシャル成長する。そし
て前記温度勾配部を前記インゴットの軸方向の種結晶と
反対側に徐々に移動することにより連続的に単結晶が成
長してバルクの単結晶が得られる。
部を形成して作成した容器の中に低融点金属溶媒を入
れ、この容器を前記種結晶により前記低融点金属溶媒が
気泡を含まず、かつ自由表面を有さない状態で密封す
る。次に前記容器を温度勾配をつけられる高温炉中に設
置し、前記種結晶が低温側に、前記低融点金属溶媒の種
結晶の反対側面が高温側になるように前記容器を加熱す
る。これにより高温側の前記インゴットの構成元素が前
記低融点金属溶媒中に溶け出して拡散し、低温側の前記
種結晶の表面に単結晶がエピタキシャル成長する。そし
て前記温度勾配部を前記インゴットの軸方向の種結晶と
反対側に徐々に移動することにより連続的に単結晶が成
長してバルクの単結晶が得られる。
このように、種結晶と同じ材料の容器を用いているた
め、容器からの不純物の混入、熱応力発生による結晶欠
陥の導入がほとんどなく、組成が均一な単結晶を連続し
て成長することができる。
め、容器からの不純物の混入、熱応力発生による結晶欠
陥の導入がほとんどなく、組成が均一な単結晶を連続し
て成長することができる。
また、前記容器を、単結晶の種結晶と同じ材料の単結
晶インゴットに最低次結晶面で周囲を囲まれた直方体の
凹部を形成して作成した容器とすることにより、種結晶
の表面に単結晶がエピタキシャル成長するときの成長機
構が最も単純なものとなり、かつ連続して成長する単結
晶の側面も周囲の壁面と同じ結晶面であるため、結晶欠
陥の導入がさらに少ないものとなる。
晶インゴットに最低次結晶面で周囲を囲まれた直方体の
凹部を形成して作成した容器とすることにより、種結晶
の表面に単結晶がエピタキシャル成長するときの成長機
構が最も単純なものとなり、かつ連続して成長する単結
晶の側面も周囲の壁面と同じ結晶面であるため、結晶欠
陥の導入がさらに少ないものとなる。
さらに上述の単結晶の成長を宇宙空間の微小重力下で
おこなえば、低融点金属溶媒中に重力に起因する対流が
発生せず、また自由表面がはじめから無いので、表面張
力の差に起因する対流（マランゴニ対流）も発生しな
い。そのため成長界面での温度変動、濃度変動が無くな
り、組成の不均一化が生ぜず、より高品質な単結晶の成
長が可能となる。
おこなえば、低融点金属溶媒中に重力に起因する対流が
発生せず、また自由表面がはじめから無いので、表面張
力の差に起因する対流（マランゴニ対流）も発生しな
い。そのため成長界面での温度変動、濃度変動が無くな
り、組成の不均一化が生ぜず、より高品質な単結晶の成
長が可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明による単結晶の成長の一実施例を示す
図である。
図である。
第１図のうち、第１図（Ａ）は単結晶の種結晶２と同
じ材料の多結晶のインゴット３に表面を鏡面仕上げした
凹部４を形成して容器１とし、この容器１の凹部４に低
融点金属溶媒５を注入し前記種結晶２で密封した状態の
縦断面を示す。また、第１図（Ｂ）は前記容器１の前記
種結晶２による密封箇所の横断面を示す。第１図（Ａ）
において前記低融点金属溶媒５は気泡を含まず、かつ自
由表面を全く有さない状態で前記種結晶２によって前記
容器１内に封入されている。図示例では前記凹部４は直
方体形状をなしているが、凹部４の形状に特に制限があ
るものではない。前記種結晶２および前記インゴット３
の材料としてはガリウム−ヒ素（GaAs）、インジウム−
リン（InP）等の種々の半導体用材料を用いることがで
きる。また、前記低融点金属溶媒５としては、Ga溶媒、
In溶媒等を用いることができる。
じ材料の多結晶のインゴット３に表面を鏡面仕上げした
凹部４を形成して容器１とし、この容器１の凹部４に低
融点金属溶媒５を注入し前記種結晶２で密封した状態の
縦断面を示す。また、第１図（Ｂ）は前記容器１の前記
種結晶２による密封箇所の横断面を示す。第１図（Ａ）
において前記低融点金属溶媒５は気泡を含まず、かつ自
由表面を全く有さない状態で前記種結晶２によって前記
容器１内に封入されている。図示例では前記凹部４は直
方体形状をなしているが、凹部４の形状に特に制限があ
るものではない。前記種結晶２および前記インゴット３
の材料としてはガリウム−ヒ素（GaAs）、インジウム−
リン（InP）等の種々の半導体用材料を用いることがで
きる。また、前記低融点金属溶媒５としては、Ga溶媒、
In溶媒等を用いることができる。
このような前記容器１は第１図（Ｃ）に示されるよう
な温度勾配をつけられる高温炉中に設置され加熱され
る。この場合前記種結晶２と前記低融点金属溶媒５との
境界の温度T1と、前記インゴット３と前記低融点金属溶
媒５との界面のうち前記種結晶の反対側の位置の温度T2
との温度差（T2−T1）は、通常10〜300℃程度である。
また、前記温度T2は前記インゴット３の材料と前記低融
点金属溶媒５の組み合せによる溶解度曲線（第３図参
照）に基づき適宜決定することができる。上述の条件で
温度勾配部を設けて前記容器１が加熱されるため、相対
的に前記インゴット３の構成元素の前記低融点金属溶媒
に対する溶解度が温度T1と温度T2で異なることを利用し
て単結晶のエピタキシャル成長を行なうことができる。
すなわち、前記インゴット３の構成元素が高温側で前記
低融点金属溶媒中に溶け出して拡散し、低温側の前記種
結晶２の表面に単結晶がエピタキシャル成長する。さら
に、第１図（ｃ）の温度勾配部を相対的に前記インゴッ
ト３の軸方向（矢印ｍ方向）に例えば1mm/hr程度の速度
でゆっくり移動することにより、前記低融点金属溶媒５
は前記温度勾配部とともに前記インゴット３の内部をそ
の軸方向に移動する。これにより前記種結晶２の表面に
エピタキシャル成長した単結晶が連続的に成長する。そ
して一定時間経過後には、第１図（Ｄ）、（Ｅ）に示さ
れるように前記インゴット３の内部軸方向に単結晶６の
バルクが得られる。
な温度勾配をつけられる高温炉中に設置され加熱され
る。この場合前記種結晶２と前記低融点金属溶媒５との
境界の温度T1と、前記インゴット３と前記低融点金属溶
媒５との界面のうち前記種結晶の反対側の位置の温度T2
との温度差（T2−T1）は、通常10〜300℃程度である。
また、前記温度T2は前記インゴット３の材料と前記低融
点金属溶媒５の組み合せによる溶解度曲線（第３図参
照）に基づき適宜決定することができる。上述の条件で
温度勾配部を設けて前記容器１が加熱されるため、相対
的に前記インゴット３の構成元素の前記低融点金属溶媒
に対する溶解度が温度T1と温度T2で異なることを利用し
て単結晶のエピタキシャル成長を行なうことができる。
すなわち、前記インゴット３の構成元素が高温側で前記
低融点金属溶媒中に溶け出して拡散し、低温側の前記種
結晶２の表面に単結晶がエピタキシャル成長する。さら
に、第１図（ｃ）の温度勾配部を相対的に前記インゴッ
ト３の軸方向（矢印ｍ方向）に例えば1mm/hr程度の速度
でゆっくり移動することにより、前記低融点金属溶媒５
は前記温度勾配部とともに前記インゴット３の内部をそ
の軸方向に移動する。これにより前記種結晶２の表面に
エピタキシャル成長した単結晶が連続的に成長する。そ
して一定時間経過後には、第１図（Ｄ）、（Ｅ）に示さ
れるように前記インゴット３の内部軸方向に単結晶６の
バルクが得られる。
なお、第１図（Ｃ）、（Ｅ）では温度T1から温度T2に
至る温度勾配部の途中に温度T2よりも高い温度を示す極
大点が存在するが、温度T1から温度T2に至る温度勾配部
の途中段階での温度の推移は特に制限はなく、例えば第
１図（Ｃ）に一点鎖線で示されるように、ほぼ直線的に
温度T1から温度T2に移行してもよい。
至る温度勾配部の途中に温度T2よりも高い温度を示す極
大点が存在するが、温度T1から温度T2に至る温度勾配部
の途中段階での温度の推移は特に制限はなく、例えば第
１図（Ｃ）に一点鎖線で示されるように、ほぼ直線的に
温度T1から温度T2に移行してもよい。
このように、前記低融点金属溶媒５に自由表面が存在
しないため、表面張力の差に起因する対流（マランゴニ
対流）が発生せず、組成の均一な単結晶を成長させるこ
とができる。また、前記容器１自体がエピタキシャル成
長する単結晶と同一の材料であるため、容器からの不純
物混入がないとともに、成長する単結晶が異質な材料と
接触することにより生ずる熱応力による結晶欠陥の導入
がほとんどなく、連続的に単結晶の成長を行ない高品質
な単結晶のバルクを得ることができる。
しないため、表面張力の差に起因する対流（マランゴニ
対流）が発生せず、組成の均一な単結晶を成長させるこ
とができる。また、前記容器１自体がエピタキシャル成
長する単結晶と同一の材料であるため、容器からの不純
物混入がないとともに、成長する単結晶が異質な材料と
接触することにより生ずる熱応力による結晶欠陥の導入
がほとんどなく、連続的に単結晶の成長を行ない高品質
な単結晶のバルクを得ることができる。
また、前記インゴット３として単結晶のインゴットを
使用し、前記凹部４を最低次結晶面（（100）結晶面）
で周囲を囲まれた直方体形状の凹部として、上述の方法
により単結晶の成長を行うこともできる。このように前
記インゴット３に単結晶を使用することにより、多結晶
にみられる結晶粒界に起因する結晶欠陥の導入がなく、
また、前記種結晶２の表面にエピタキシャル成長する成
長機構が最も単純なものとなるため、結晶欠陥がより入
り難いものとなる。
使用し、前記凹部４を最低次結晶面（（100）結晶面）
で周囲を囲まれた直方体形状の凹部として、上述の方法
により単結晶の成長を行うこともできる。このように前
記インゴット３に単結晶を使用することにより、多結晶
にみられる結晶粒界に起因する結晶欠陥の導入がなく、
また、前記種結晶２の表面にエピタキシャル成長する成
長機構が最も単純なものとなるため、結晶欠陥がより入
り難いものとなる。
さらに、上述の単結晶の成長を宇宙空間の微小重力下
でおこなえば、低融点金属溶媒中に重力に起因する対流
が発生しない。そのため成長界面での温度変動、濃度変
動が無くなり、組成の不均一化が生ぜず、より高品質な
単結晶の成長が可能となる。
でおこなえば、低融点金属溶媒中に重力に起因する対流
が発生しない。そのため成長界面での温度変動、濃度変
動が無くなり、組成の不均一化が生ぜず、より高品質な
単結晶の成長が可能となる。
本発明によれば、成長させようとする単結晶と同じ材
料の容器中で単結晶の成長を行うことができるため、容
器からの不純物の混入、熱応力発生による結晶欠陥の導
入がほとんどなく、組成が均一な単結晶を連続して成長
することができる。また、前記容器を単結晶の種結晶と
同じ材料の単結晶インゴットに最低次結晶面で周囲を囲
まれた直方体の凹部を形成して作成した容器とすること
により、種結晶の表面に単結晶がエピタキシャル成長す
るときの成長機構が最も単純なものとなり、かつ連続し
て成長する結晶の側面も周囲の壁面と同じ結晶面である
ため、結晶欠陥の導入がさらに少ないものとなる。
料の容器中で単結晶の成長を行うことができるため、容
器からの不純物の混入、熱応力発生による結晶欠陥の導
入がほとんどなく、組成が均一な単結晶を連続して成長
することができる。また、前記容器を単結晶の種結晶と
同じ材料の単結晶インゴットに最低次結晶面で周囲を囲
まれた直方体の凹部を形成して作成した容器とすること
により、種結晶の表面に単結晶がエピタキシャル成長す
るときの成長機構が最も単純なものとなり、かつ連続し
て成長する結晶の側面も周囲の壁面と同じ結晶面である
ため、結晶欠陥の導入がさらに少ないものとなる。
さらに、上述の単結晶の成長を宇宙空間の微小重力下
でおこなえば、低融点金属溶媒中に重力に起因する対流
が発生せず、また自由表面がはじめから無いので、表面
張力の差に起因する対流（マランゴニ対流）も発生しな
い。そのため成長界面での温度変動、濃度変動が無くな
り、組成の不均一化が生ぜず、より高品質な単結晶の成
長が可能となる。
でおこなえば、低融点金属溶媒中に重力に起因する対流
が発生せず、また自由表面がはじめから無いので、表面
張力の差に起因する対流（マランゴニ対流）も発生しな
い。そのため成長界面での温度変動、濃度変動が無くな
り、組成の不均一化が生ぜず、より高品質な単結晶の成
長が可能となる。
第１図は本発明による単結晶の成長の一実施例を示す
図、 第２図は従来の溶液成長方法であるTSM法の原理図、 第３図はGaに対するAsおよびSb,Inに対するＰのそれぞ
れの溶解度の温度による変化を示す図、 第４図は従来の溶液成長方法の一例を示す図である。 １……容器、 ２……種結晶、 ３……インゴット、 ４……凹部、 ５……低融点金属溶媒、 ６……単結晶。
図、 第２図は従来の溶液成長方法であるTSM法の原理図、 第３図はGaに対するAsおよびSb,Inに対するＰのそれぞ
れの溶解度の温度による変化を示す図、 第４図は従来の溶液成長方法の一例を示す図である。 １……容器、 ２……種結晶、 ３……インゴット、 ４……凹部、 ５……低融点金属溶媒、 ６……単結晶。
Claims (2)
- 【請求項１】単結晶の種結晶と同じ材料の多結晶のイン
ゴットに凹部を形成して作成した容器内に低融点金属溶
媒を注入し、 前記低融点金属溶媒中に気泡が入らず、かつ前記低融点
金属溶媒の自由表面を無くすように前記種結晶によって
前記容器を密封し、 前記容器を高温炉中に設置し、前記種結晶が低温側に、
前記低融点金属溶媒の種結晶の反対側面が高温側になる
ように前記インゴットの軸方向に温度勾配部を設けて前
記容器を加熱し、 前記温度勾配部を前記インゴットの軸方向の種結晶と反
対側に徐々に移動させることにより連続的に単結晶を成
長させることを特徴とする単結晶の成長方法。 - 【請求項２】単結晶の種結晶と同じ材料の単結晶のイン
ゴットに最低次結晶面で周囲を囲まれた直方体の凹部を
形成して作成した容器内に低融点金属溶媒を注入し、 前記低融点金属溶媒中に気泡が入らず、かつ前記低融点
金属溶媒の自由表面を無くすように前記種結晶によって
前記容器を密封し、 前記容器を高温炉中に設置し、前記種結晶が低温側に、
前記低融点金属溶媒の種結晶の反対側面が高温側になる
ように前記インゴットの軸方向に温度勾配部を設けて前
記容器を加熱し、 前記温度勾配部を前記インゴットの軸方向の種結晶と反
対側に徐々に移動させることにより連続的に単結晶を成
長させることを特徴とする単結晶の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63077232A JP2610034B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 単結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63077232A JP2610034B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 単結晶の成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01249687A JPH01249687A (ja) | 1989-10-04 |
| JP2610034B2 true JP2610034B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=13628118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63077232A Expired - Lifetime JP2610034B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 単結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2610034B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325757A (en) * | 1976-08-23 | 1978-03-09 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Ground seal unit |
| JPS62152180A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-07 | Kiichi Nakamura | 太陽電池用シリコン結晶の製造法 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63077232A patent/JP2610034B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325757A (en) * | 1976-08-23 | 1978-03-09 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Ground seal unit |
| JPS62152180A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-07 | Kiichi Nakamura | 太陽電池用シリコン結晶の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01249687A (ja) | 1989-10-04 |
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