JPH01192791A - 化合物半導体単結晶の育成方法及び装置 - Google Patents

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） 本発明は、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等のｍ−ｖ族化合物半導体
単結晶やＺｎ５ｅ、ＣｄＴｅ等の１ｌ−ＶＩ族化合物半
導体単結晶をＬＥＣ法により育成する方法、及びその装
置に関する。

（従来の技術） 従来、高解離圧化合物半導体単結晶を原料融液から引き
上げる方法として、原料融液の上に液体封止剤を置き、
雰囲気ガスで液体封止剤を加圧することにより、原料融
液の解離を防止しながら結晶を引き上げるＬＥＣ法があ
る。第２図は従来のＬＥＣ法の説明図である。図（ａ）
は引き上げ結晶の肩付は工程を示したものであり、図（
ｂ）は直胴部の形成工程を示したものである。るつぼｌ
内に原料２と液体封止剤３を収容してヒータで加熱融解
し、原料融液を所定温度に調整した後、上軸４に取り付
けた種結晶５を下降して原料融液に十分なじませた、次
いで、種結晶５を徐々に引き上げることにより、単結晶
６を育成する。

７はるつぼｌを回転支持する下軸である。

（発明が解決しようとする課題） 従来のＬＥＣ法は、第２図（ａ）及び（ｂ）の液体封止
剤の厚さを対比すると明らかなように、引き上げ結晶の
肩部が液体封止剤層を通過する間、液体封止剤の厚さは
増大を続ける。

この液体封止剤の厚さの変動は、結晶の固液界面の温度
を変化させ、所定の温度制御を難しくし、その結果、結
晶成長軸方向の特性を不安定にし、均一にすることが困
難にしていた。

本発明は、上記の問題を解消するために、一定の厚さに
保持された液体封止剤の下の原料融液から単結晶を引き
上げることにより、固液界面の温度制御を容易にし、結
晶成長軸方向に均一な化合物半導体単結晶の製造を可能
とする方法及び装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、（１）化合物半導体単結晶をＬ　ＥＣ法によ
り育成する方法において、引き上げ結晶の直径の増大に
対応して液体封止剤を系外に排出し、一定の厚みの液体
封止剤の下の原料融液から結晶を引き上げることを特徴
とする化合物半導体単結晶の育成方法、及び（２）化合
物半導体ｊｐ結晶をＬＥＣ法により育成する装置におい
て、引き上げ結晶の直径より大きな内径を有する環状溝
を副軸で支持し、液体封止剤を環状溝内に流入させるよ
うに副軸を押し下げる手段を付設したことを特徴とする
化合物半導体単結晶の育成装置である。

なお、環状溝は、原料融液及び液体封止剤に対して安定
であればその材質を問わないが、例えば、カーボン、グ
ラッシーカーボン、ＢＮ。

ＰＢＮ、ＡｌＮ５Ｓ　ｉＣ，石英、アルミナ、ジルコニ
ア及びこれらの複合材料や金属基材にセラミックコーテ
ィングを施したものなどを用いることができる。

（作用） 第１図は本発明の詳細な説明するための図であり、図（
ａ）は引き上げ結晶の肩付は工程を示し、図（ｂ）は直
胴部形成工程を示したものである。第１図の装置は、第
２図の装置に対して副軸９にごていされた環状溝８を液
体封止剤３の中に配置した点を除き、その他の装置構成
に差異はない。なお、第３図は第１図で用いた環状溝の
斜視図である。

結晶成長は、通常、種付は工程の後、肩付は工程、直胴
部形成工程、及び尾部を形成して結晶を引き抜く工程か
らなる。引き上げ結晶は、肩付けが終了するまで、その
直径を増大するが、液体封止剤の厚さは、結晶の肩の部
分が液体封止剤層を通過するまで増大を続ける。そこで
、本発明では、環状溝８を副軸９により押し下げること
により、液体封止剤を該溝内に流入させ、液体封止剤の
厚さを常に一定に保持しようとするものである。副軸の
下降速度は、原料融液表面の下降速度に合わせればよい
。

なお、環状溝の形状は、該溝がるつぼ内で上下に移動可
能とするために、溝の外径をるつぼの内径より小さくし
、また、結晶を環状溝の中央より引き上げるために、溝
の内径を結晶の直胴部の外径より大きくする必要があり
、溝の内側の８植を余剰の液体封止剤を収容可能な大き
さとする必要がある。断面形状はｍ１図のようなＵ字状
に限定されない。

このように余剰の液体封止剤を環状溝内に流入させるこ
とにより、液体封止剤の厚さは、結晶成長の間一定に保
たれているので、結晶の固液界面の温度制御が極めて容
易になり、結晶成長軸方向に均一な化合物半導体単結晶
を製造することが可能になった。

（実施例） 第１図の装置を用いてＩｎＰ単結晶を製造した。２イン
チ径の石英るつぼにＩｎＰを１．〇−１液体封止剤のＢ
、Ｏユを９０ｇ投入した。断面０字状の環状溝は内径が
６０■、外径が９７−１高さが２３ｍで、肉厚が４−の
カーボン製のものを用いた。環状溝は原料融液の下降速
度に合わせて押し下げ、液体封止剤の厚さを２０−に維
持しながらＩｎＰ単結晶を引き上げた。

得られたＩｎＰ単結晶は、直径が５５閣、高さが１１０
５−１ｆｆｉが８５０ｇであり、結晶成長軸方向のＥＰ
Ｄの変動は１〜３ＸＩＯ’と極めて小さな値を示した。

（発明の効果） 本発明は、上記構成を採用することにより、液体封止剤
の厚さを常時一定に保ちながら結晶を引き上げることが
できるので、結晶の固液界面の温度制御が容易になり、
一定の温度分布を維持できるところから、結晶成長軸方
向に均一な特性を有する化合物半導体単結晶を製造する
ことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２図は従
来のＬＥＣ法の説明図であり、第１図及び第２図の＜ａ
＞ば引き上げ結晶の肩付は工程を示したものであり、（
ｂ）は直胴部の形成工程を示したものである。第３図は
第１図で用いる環状溝の斜視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）化合物半導体単結晶をＬＥＣ法により育成する方
   法において、引き上げ結晶の直径の増大に対応して液体
   封止剤を系外に排出し一定の厚みの液体封止剤の下の原
   料融液から結晶を引き上げることを特徴とする化合物半
   導体単結晶の育成方法。
2. （２）化合物半導体単結晶をＬＥＣ法により育成する装
   置において、引き上げ結晶の直径より大きな内径を有す
   る環状溝を副軸で支持し、液体封止剤を環状溝内に流入
   させるように副軸を押し下げる手段を付設したことを特
   徴とする化合物半導体単結晶の育成装置。