JPH01249687A - 単結晶の成長方法 - Google Patents
単結晶の成長方法Info
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- JPH01249687A JPH01249687A JP7723288A JP7723288A JPH01249687A JP H01249687 A JPH01249687 A JP H01249687A JP 7723288 A JP7723288 A JP 7723288A JP 7723288 A JP7723288 A JP 7723288A JP H01249687 A JPH01249687 A JP H01249687A
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Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
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４■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白雨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
単結晶を成長さぜるように構成する。
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４■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白雨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
単結晶を成長さぜるように構成する。
Ｃ産業上の利用分野〕
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。
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ずまず微細化、高集積化され、デ
バイスを原子層オーダて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しく原子層
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
ンてさえも完全な単結晶からは程遠く、カリウム−ヒ素
（ＧａＡｓ）等の二元、二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。
バイスを原子層オーダて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しく原子層
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
ンてさえも完全な単結晶からは程遠く、カリウム−ヒ素
（ＧａＡｓ）等の二元、二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。
このなめ低欠陥て高均一な単結晶を作成する技術を１Ｊ
ＦＪ発する必要がある。
ＦＪ発する必要がある。
ｆａｔ来の化合物２１′導体ｆｉｔ結晶の成長方法とし
ては、チミＩクラルスキー法、ブリッジマン法等の融液
成長方法、メタルオルカニツク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。
ては、チミＩクラルスキー法、ブリッジマン法等の融液
成長方法、メタルオルカニツク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
に比べ化学量論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。
い温度で単結晶を成長できるので、例えば融液成長方法
に比べ化学量論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（ＴＳＨ法Ｔｒａｖｅ ｌ ｌ ｉ
ｎｑＳＯＩＶｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）か提案されてお
り、第２図にその原理を示す。
としては移動溶媒法（ＴＳＨ法Ｔｒａｖｅ ｌ ｌ ｉ
ｎｑＳＯＩＶｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）か提案されてお
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１】の中に単結晶の種
結晶１２（例えばＧａＡｓ単結晶）と低融点金属浴ｆｆ
１３（例えばＧａ溶媒）とソース結晶１４（例えばＧａ
Ａｓの多結晶あるいは単結晶）を封入しく第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Ｉ４がら
ＧａＡｓが前記低融点金属溶媒１３（Ｇａ溶媒）中に溶
は出して拡散し、低温側の前記種結晶１２（Ｇ ａ Ａ
ｓ単結晶）の表面にＧ ａ Ａ、 ｓ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
印用方向に、例えば］、 Ｉｎｍ／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ｍ結晶か成長してバ
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）と低融点金属浴ｆｆ
１３（例えばＧａ溶媒）とソース結晶１４（例えばＧａ
Ａｓの多結晶あるいは単結晶）を封入しく第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Ｉ４がら
ＧａＡｓが前記低融点金属溶媒１３（Ｇａ溶媒）中に溶
は出して拡散し、低温側の前記種結晶１２（Ｇ ａ Ａ
ｓ単結晶）の表面にＧ ａ Ａ、 ｓ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
印用方向に、例えば］、 Ｉｎｍ／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ｍ結晶か成長してバ
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））。
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
溶は出し、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の楕成元索の溶解度か底下し
て、溶は残った前記単結晶基板２１の表面に厚さＣのＪ
Ｎ結晶層が再結晶する。
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
溶は出し、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の楕成元索の溶解度か底下し
て、溶は残った前記単結晶基板２１の表面に厚さＣのＪ
Ｎ結晶層が再結晶する。
しかし、上述の第２図に示されたＴ’ Ｓ Ｍ法は、半
導体・ＩＡＡｌ１２，１．／１および低融点金属溶媒１
３がルツボ１１と直接接触しており、このルツボ１１の
材料は−・殻に石英等であり、これは半導体材料］、、
２．１４と異質な材料であるなめ、ルツボ１１と半導体
材料１２．１４との界ｒｍから成長結晶に欠陥か入り易
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−１−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、利成不均−が発生ずるという問題が
ある。
導体・ＩＡＡｌ１２，１．／１および低融点金属溶媒１
３がルツボ１１と直接接触しており、このルツボ１１の
材料は−・殻に石英等であり、これは半導体材料］、、
２．１４と異質な材料であるなめ、ルツボ１１と半導体
材料１２．１４との界ｒｍから成長結晶に欠陥か入り易
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−１−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、利成不均−が発生ずるという問題が
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て完全に囲まれているため、前記
ＴＳＭ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１結晶基板２１が
ソース結晶を兼ねているなめ連続的に結晶の成長を行え
ず、数１０μｍ・〜数１００．ｕｍの薄膜単結晶しか得
られないという問題がある。
２２が単結晶基板２１て完全に囲まれているため、前記
ＴＳＭ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１結晶基板２１が
ソース結晶を兼ねているなめ連続的に結晶の成長を行え
ず、数１０μｍ・〜数１００．ｕｍ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することをＩｌ的とす
る。
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することをＩｌ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
晶のインボッ１へに凹部を形成して作成し／こ容器内に
低融点金属溶媒を注入し、前記低融点金属溶媒中に気泡
か入らず、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ｉｆｆ シ、０１ｆ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
度勾配部を設げ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。
晶のインボッ１へに凹部を形成して作成し／こ容器内に
低融点金属溶媒を注入し、前記低融点金属溶媒中に気泡
か入らず、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ｉｆｆ シ、０１ｆ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
度勾配部を設げ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ボッ１へに凹
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。
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
の反対側面か高温側になるように前記容器を加熱する。
、前記種結晶が低温側に、前記低融点金属溶媒の種結晶
の反対側面か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稈１成元素が前記
低融点金属溶媒中に溶番−）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か
成長してバルクの単結晶が得られる。
低融点金属溶媒中に溶番−）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か
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−０−−一 による結晶欠陥の導入がほとんどなく、組成か均一な単
結晶を連続して成長することかできる。
、容器からの不純物の混入、熱応力発生−０−−一 による結晶欠陥の導入がほとんどなく、組成か均一な単
結晶を連続して成長することかできる。
また、前記容器を、単結晶の種結晶と同じ材料の単結晶
インボッ１へ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Ｊｉ
ｉ結晶の側面も周囲の壁面と同じ結晶面であるなめ、結
晶欠陥の導入がさらに少ないものとなる。
インボッ１へ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Ｊｉ
ｉ結晶の側面も周囲の壁面と同じ結晶面であるなめ、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′ｉｆ空間の微小重力下
ておこなえは、低融点金属溶媒中に重力に起因する対流
が発生ぜず、また自由表面がはじめから無いのて、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。そのため成長界面ての温度変動、濃度変動が無くな
り、組成の不均一化か生ぜず、より高品質な単結晶の成
長が可能となる。
ておこなえは、低融点金属溶媒中に重力に起因する対流
が発生ぜず、また自由表面がはじめから無いのて、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。そのため成長界面ての温度変動、濃度変動が無くな
り、組成の不均一化か生ぜず、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詳細な説明ずる。
第１図は本発明による単結晶の成長の−・実施例を示す
図である。
図である。
第１図のうち、第１図（Ａ）は昨結晶の種結晶２と同じ
材料の多結晶のインボッｌ−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および前記インボッ１−
３の材料としては力リウム−ヒ素（ＧａＡｓ ） 、イ
ンジウム−リン（ＴｎＰ）等の種々の半導体用材料を用
いることができる。
材料の多結晶のインボッｌ−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および前記インボッ１−
３の材料としては力リウム−ヒ素（ＧａＡｓ ） 、イ
ンジウム−リン（ＴｎＰ）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。
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。
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との界面
の温度′Ｆ１と、前記インボッ１−３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
′「２との温度差（Ｔ２−Ｔ１）は、通常１０〜３００
℃程度である。また、前記温度１゛２は前記インボッ１
−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
熱されるなめ、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′１゛ と
温度１゛２て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かできる。すなわち、前記インゴ
ット３の構成元素か高温側で前記低調１点金属溶媒中に
溶ζつ出して拡散し、低温側の前記種結晶２の表面に単
結晶か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の軸方向く矢
印ｍ方向）に例えば１１１１１１１ ／ ｈ ｒ程度の
速度でゆつ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ボッｌ−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か連続的に成長す
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のバルクか得られる。
の温度′Ｆ１と、前記インボッ１−３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
′「２との温度差（Ｔ２−Ｔ１）は、通常１０〜３００
℃程度である。また、前記温度１゛２は前記インボッ１
−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
熱されるなめ、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′１゛ と
温度１゛２て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かできる。すなわち、前記インゴ
ット３の構成元素か高温側で前記低調１点金属溶媒中に
溶ζつ出して拡散し、低温側の前記種結晶２の表面に単
結晶か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の軸方向く矢
印ｍ方向）に例えば１１１１１１１ ／ ｈ ｒ程度の
速度でゆつ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ボッｌ−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か連続的に成長す
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のバルクか得られる。
なお、第１図（Ｃ）、（Ｅ）では温度ゴーから温度］゛
に至る温度勾配部の途中に温度１゛２よりも高い温度
を示す極大点か存在するが、温度１゛１から温度１゛２
に至る温度勾配部の途中段階での温度の棺；移は特に制
限はなく、例えば第１図（Ｃ）に−点鎖線で示されるよ
うに、はぼ直線的に温度１゛ から温度′Ｖ２に移行し
てもよい。
に至る温度勾配部の途中に温度１゛２よりも高い温度
を示す極大点か存在するが、温度１゛１から温度１゛２
に至る温度勾配部の途中段階での温度の棺；移は特に制
限はなく、例えば第１図（Ｃ）に−点鎖線で示されるよ
うに、はぼ直線的に温度１゛ から温度′Ｖ２に移行し
てもよい。
このように、前記低融点金属溶！１！５に自由表面か存
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）か発生せず、組成の均一な単結晶を成長させる
ことかてきる。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
入かほとんどなく、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かできる。
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）か発生せず、組成の均一な単結晶を成長させる
ことかてきる。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
入かほとんどなく、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かできる。
また、前記インボッｈ 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
前記インボッ１−３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かな
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、結晶欠陥かよ
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
前記インボッ１−３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かな
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、結晶欠陥かよ
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。そのため成長界面ての温度変動、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
発生しない。そのため成長界面ての温度変動、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
の容器中て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
かほとんどなく、組成か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＋４利の単結晶インボッｌ〜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鼓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
るなめ、結晶欠陥の導入がさらに少ないものとなる。
の容器中て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
かほとんどなく、組成か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＋４利の単結晶インボッｌ〜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鼓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
るなめ、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１【力に起因する対流
が発生せず、また自由表面かはじめから無いので、表面
張力の差に起因する対流（マ６・・・単結晶。
おこなえば、低融点金属溶媒中に１【力に起因する対流
が発生せず、また自由表面かはじめから無いので、表面
張力の差に起因する対流（マ６・・・単結晶。
ランゴ二対流）も発生しない。そのなめ成長界面ての温
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。
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”Ｉ’ Ｓ Ｍ法の
原理図、 第３図はＧａに対するＡ、 ｓ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、 −１，６− ；兜 ス（ｊ ７シｊ１ スづ ＜ Ｑ ρ に） 溶液成長方法の：。 第 ４ Ｌ例を示す図 図
、 第２図は従来の溶液成長方法である”Ｉ’ Ｓ Ｍ法の
原理図、 第３図はＧａに対するＡ、 ｓ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、 −１，６− ；兜 ス（ｊ ７シｊ１ スづ ＜ Ｑ ρ に） 溶液成長方法の：。 第 ４ Ｌ例を示す図 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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。 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 true JPH01249687A (ja) | 1989-10-04 |
| JP2610034B2 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 |
|---|---|
| JP2610034B2 (ja) | 1997-05-14 |
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