JPH0362680B2 - - Google Patents

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JPH0362680B2
JPH0362680B2 JP31979287A JP31979287A JPH0362680B2 JP H0362680 B2 JPH0362680 B2 JP H0362680B2 JP 31979287 A JP31979287 A JP 31979287A JP 31979287 A JP31979287 A JP 31979287A JP H0362680 B2 JPH0362680 B2 JP H0362680B2
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JP
Japan
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crystal
quartz tube
growth
melt
heat sink
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Takahiro Kanba
Hiroyuki Kato
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Stanley Electric Co Ltd
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Stanley Electric Co Ltd
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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、半導体結晶の液相成長法及び装置に
関し、特に温度差法により−族化合物半導体
の結晶を成長させる方法及び装置に関するもので
ある。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method and apparatus for liquid phase growth of semiconductor crystals, and more particularly to a method and apparatus for growing crystals of - group compound semiconductors by a temperature difference method. .

〔従来の技術及び問題点〕[Conventional technology and problems]

従来、例えば−族化合物半導体等の半導体
結晶を結晶成長させる場合、例えば第5図に示す
ように、先ず石英管1の下端1aを平坦になるよ
うに封じ、この石英管1の内壁に接するように熱
導電率の高い物質から成るヒートシンク3を装着
固定し、このとき該ヒートシンク3の下方に空洞
を形成することにより、結晶成長時に高温炉内で
ヒートシンク3が膨張しても該石英管1に歪が生
じないようにしておくと共に、さらに上記ヒート
シンク3上に該ヒートシンク3に密着するように
ZnSe基板結晶4を入れ、円筒状の石英製基板止
め5により該基板結晶4を固定し、その後所定の
組成になるように混合されたSe,Teの溶媒6と
成長素材であるZnSe多結晶粒子のソース結晶7
を入れて、2×10-7Torr程度の高真空で石英管
1の上端を封じ切ることにより、成長用アンプル
8を製作する。
Conventionally, when growing a semiconductor crystal such as a - group compound semiconductor, for example, as shown in FIG. A heat sink 3 made of a material with high thermal conductivity is attached and fixed to the quartz tube 1, and by forming a cavity below the heat sink 3, even if the heat sink 3 expands in a high-temperature furnace during crystal growth, the quartz tube 1 will not be damaged. In addition to making sure that no distortion occurs, there is also a layer on the heat sink 3 so as to be in close contact with the heat sink 3.
A ZnSe substrate crystal 4 is placed, and the substrate crystal 4 is fixed with a cylindrical quartz substrate stopper 5, and then a Se and Te solvent 6 mixed to have a predetermined composition and ZnSe polycrystalline particles as a growth material are placed. source crystal 7
A growth ampoule 8 is produced by filling the quartz tube 1 with a high vacuum of about 2×10 -7 Torr and sealing off the upper end of the quartz tube 1.

このようにして製作された成長用アンプル8を
予め所定温度に設定された加熱炉(図示せず)内
にセットし、この加熱炉内を例えば基板結晶4の
位置Aで温度T1、溶媒6の位置Bで温度T2(T2
>T1)となるように(第6図参照)、ほぼ10℃/
cmの温度勾配を持つように加熱することにより、
ヒートシンク3上に配置された基板結晶4の上に
温度差法により結晶9を成長させるようにしてい
る。
The growth ampoule 8 manufactured in this way is set in a heating furnace (not shown) that is preset to a predetermined temperature, and the inside of this heating furnace is heated to a temperature T 1 at a position A of the substrate crystal 4 and a solvent 6 The temperature T 2 (T 2
>T 1 ) (see Figure 6), approximately 10℃/
By heating to have a temperature gradient of cm,
A crystal 9 is grown on a substrate crystal 4 placed on a heat sink 3 by a temperature difference method.

この場合、先ず成長用アンプル8の上端を下向
きになるよう反転させて、該上端を成長温度T1
より高い温度に加熱することによつて、約2時間
程度Se,Te中にZnSeを均一に溶解させる、所謂
メルトアロイを行なつてメルト6′とした後、成
長用アンプル8の上端を上向きになるよう正転さ
せて上記メルト6′を基板結晶4に接触させるこ
とにより、基板結晶4上に、例えば1.0〜
10.0μm/hrの速度でZnSeエピタキシヤル成長層
9を得るようにしている。
In this case, first, invert the upper end of the growth ampoule 8 so that it faces downward, and set the upper end to the growth temperature T 1
By heating to a higher temperature, ZnSe is uniformly dissolved in Se and Te for about 2 hours, so-called melt alloying is performed to form a melt 6', and then the upper end of the growth ampoule 8 is turned upward. By bringing the melt 6' into contact with the substrate crystal 4 by rotating the melt 6' in the normal direction, the melt 6' is placed on the substrate crystal 4, for example, from 1.0 to
The ZnSe epitaxial growth layer 9 is obtained at a rate of 10.0 μm/hr.

しかしながら、成長用アンプル8を反転させて
メルトアロイを行なう際に、メルトアロイの温
度、時間によつては、必ずしもZnSe多結晶粒子
7が溶媒6中に完全に溶解して均一なメルト6′
となるとは限らない。例えば、メルトアロイの温
度が低い場合や時間が短い場合等には、ZnSe多
結晶粒子7は溶媒6のSe,Te中に完全には溶解
しきれず、残存してしまうことになる。この状態
で成長用アンプル8を正転させて結晶成長を開始
すると、上述のように残存しているZnSe多結晶
粒子7が基板結晶4上に落下することとなり、該
基板結晶4上に結晶成長されたエピタキシヤル成
長層9内にZnSe多結晶粒子7がそのままの形で
混入してしまうので、良質のエピタキシヤル成長
層9が得られなくなつてしまう。
However, when performing melt alloying by inverting the growth ampoule 8, depending on the melt alloying temperature and time, the ZnSe polycrystalline particles 7 may not necessarily be completely dissolved in the solvent 6 to form a uniform melt 6'.
This is not necessarily the case. For example, if the temperature of the melt alloy is low or the time is short, the ZnSe polycrystalline particles 7 will not be completely dissolved in Se and Te of the solvent 6 and will remain. When the growth ampoule 8 is rotated in the normal direction in this state to start crystal growth, the remaining ZnSe polycrystalline particles 7 will fall onto the substrate crystal 4 as described above, and the crystal will grow on the substrate crystal 4. Since the ZnSe polycrystalline particles 7 are mixed in the epitaxially grown layer 9 as they are, it becomes impossible to obtain a good quality epitaxially grown layer 9.

このため、従来、溶媒6中のTeの比率を高く、
例えばモル比でSe:Teを45:55以上にして結晶
成長を行なわせる方法が採られているが、この方
法においては、基板結晶4上に結晶成長されたエ
ピタキシヤル成長層9内にTeが混入されること
により、該エピタキシヤル成長層9がZnSeでは
なくZnSeTeとなつてしまい、Teイオンの半径等
により、該エピタキシヤル成長層9を構成する結
晶中に歪が発生することとなり、これにより該結
晶の光学的特性が低下すると共に、低温における
フオトルミネツセンスでは、Teの存在により禁
制帯幅中に半値幅の広く且つ深いエネルギー準位
が発生して支配的になつてしまう。
For this reason, conventionally, the proportion of Te in the solvent 6 was increased,
For example, a method has been adopted in which crystal growth is performed at a Se:Te molar ratio of 45:55 or more, but in this method, Te is grown in the epitaxial growth layer 9 grown on the substrate crystal 4. By mixing Te, the epitaxial growth layer 9 becomes ZnSeTe instead of ZnSe, and due to the radius of Te ions, distortion occurs in the crystal constituting the epitaxial growth layer 9. The optical properties of the crystal deteriorate, and in photoluminescence at low temperatures, an energy level with a wide and deep half-value width is generated in the forbidden band width and becomes dominant due to the presence of Te.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、以上の点に鑑み、溶媒中のTeの比
率を高くすることなく、ZnSeの残存結晶粒子が
基板結晶上に成長されるエピタキシヤル成長層に
落下しないようにした、液相成長法及び成長装置
を提供することを目的としている。
In view of the above points, the present invention provides a liquid phase growth method that prevents residual ZnSe crystal particles from falling into an epitaxial growth layer grown on a substrate crystal without increasing the proportion of Te in the solvent. and a growth device.

〔問題点を解決するための手段及び作用〕[Means and actions for solving problems]

上記目的は、本発明によれば、相互に接続され
た二つの径の異なる石英管を含み、下方の小口径
の第一の石英管の下端を平坦になるように封じ且
つ該第一の石英管の内壁に接するようにヒートシ
ンクを装着して、該ヒートシンクの上で大口径の
第二の石英管内に溶媒とソース結晶を入れて高真
空で該第二の石英管の上端を封じた成長用アンプ
ルを使用して半導体結晶を結晶成長させるように
した、−族化合物半導体の温度差液相エピタ
キシヤル成長法又は成長装置において、ソース結
晶として、第一の石英管の内径よりも大きな寸法
の鋳塊を用いたことにより達成される。
The above object, according to the present invention, includes two quartz tubes of different diameters connected to each other, the lower end of the lower first quartz tube of small diameter is sealed flat, and the first quartz tube is For growth, a heat sink is attached so as to be in contact with the inner wall of the tube, a solvent and a source crystal are placed in a large-diameter second quartz tube on top of the heat sink, and the upper end of the second quartz tube is sealed under high vacuum. In a temperature difference liquid phase epitaxial growth method or a growth apparatus for - group compound semiconductors, in which a semiconductor crystal is grown using an ampoule, a cast crystal with dimensions larger than the inner diameter of the first quartz tube is used as a source crystal. This is achieved by using lumps.

この発明によれば、ソース結晶として鋳塊が使
用されているので、成長用アンプルを反転させて
メルトアロイを行なつた後、ソース結晶が溶媒中
に完全に溶解せずに残存しても、残存したソース
結晶は、その大きさが成長用アンプルを形成する
小口径の第一の石英管の内径よりも大きく選定さ
れていることによつて、鋳塊のままの形態で第一
の石英管と第二の石英管との接続領域に構成され
た段部に支持されることになり、ソース結晶の粒
子が結晶成長中のエピタキシヤル成長層内に混入
するようなことはなく、且つメルトが均一に保持
され得ることとなる。
According to this invention, since an ingot is used as the source crystal, even if the source crystal remains without being completely dissolved in the solvent after the growth ampoule is inverted and melt alloying is performed, the remaining The source crystal is selected to have a size larger than the inner diameter of the small-diameter first quartz tube that forms the growth ampoule, so that it can be used as an ingot in the form of a first quartz tube. The source crystal is supported by the step formed in the connection area with the second quartz tube, so particles of the source crystal will not be mixed into the epitaxial growth layer during crystal growth, and the melt will be uniform. This means that it can be maintained as follows.

また溶媒中のSe,Teの混合モル比を任意の値
にすることが可能であるから、基板結晶の上に成
長されるエピタキシヤル成長層を構成する結晶
が、光学的にTeの関与する発光が非常に少ない、
又は全くない良質のものとなる。
Furthermore, since it is possible to set the mixing molar ratio of Se and Te in the solvent to any value, the crystals forming the epitaxial growth layer grown on the substrate crystals can optically emit light due to Te. There are very few
Or it will be of no good quality at all.

さらに、上記段部をメルト中に位置するように
しておけば、結晶成長中にソース結晶がメルトに
接触していることから、ソース結晶の鋳塊の量を
適宜選定することにより、長時間に亘る結晶成長
が容易に実現され、これにより比較的厚いエピタ
キシヤル成長層が得られる。また、上記段部をメ
ルト表面の上方に位置するようにしておけば、結
晶成長中にソース結晶がメルトに接触していない
ので、結晶成長はメルトの量により制限されるこ
ととなり、メルトアロイの時間及び温度に基づい
てソース結晶の溶解量が決定されることから、エ
ピタキシヤル成長層の厚さはメルトアロイの時間
及び温度に依存することとなり、これにより特に
比較的薄いエピタキシヤル成長層を得る場合にメ
ルトアロイの時間及び温度を制御することにより
所望の厚さのエピタキシヤル成長層が得られるこ
ととなる。
Furthermore, if the step part is located in the melt, the source crystal will be in contact with the melt during crystal growth, so by appropriately selecting the amount of the source crystal ingot, it will be possible to Spanning crystal growth is easily achieved, resulting in relatively thick epitaxially grown layers. In addition, if the step is located above the melt surface, the source crystal will not be in contact with the melt during crystal growth, so crystal growth will be limited by the amount of melt, and the melt alloying time will be limited. The thickness of the epitaxially grown layer depends on the melt alloying time and temperature since the amount of source crystal melted is determined based on By controlling the melt alloying time and temperature, an epitaxially grown layer of desired thickness can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面に示した一実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。
The present invention will be described in detail below based on an embodiment shown in the drawings.

第1図は本発明を実施するための液相成長装置
の一実施例で使用する成長用アンプルを示してお
り、この成長用アンプル10は、例えば内径が8
乃至12mmの小口径の第一の石英管11と、例えば
内径が15乃至20mmの大口径の第二の石英管12と
を該第一の石英管11が下方に位置するように直
立させて接続することによつて成つており、上記
第一の石英管11の下端を平坦になるように封
じ、この第一の石英管11の内壁に接するよう
に、例えば高さ80乃至200mmのヒートシンク13
を、高温炉内でのヒートシンク13の膨張を吸収
し得るようにこの第一の石英管11の下端に僅か
な空洞を残して装着固定し、さらに該ヒートシン
ク13上で該ヒートシンク13に密着するように
ZnSe基板結晶14を入れ、円筒状の石英製基板
止め15により該基板結晶14を固定し、その後
成長用アンプル10の第二の石英管12内まで任
意の所定混合比のSe,Teの溶媒16を入れ、そ
の上に成長素材であるZnSeのソース結晶17を
入れた後、例えば2×10-7Torr程度の高真空で
第二の石英管12の上端を封じ切ることにより構
成されており、その全高は例えば180乃至300mmに
なつている。
FIG. 1 shows a growth ampoule used in an embodiment of a liquid phase growth apparatus for carrying out the present invention, and this growth ampoule 10 has an inner diameter of, for example, 8.
A first quartz tube 11 having a small diameter of 12 mm to 12 mm and a second quartz tube 12 having a large diameter having an inner diameter of 15 to 20 mm are connected in an upright position with the first quartz tube 11 positioned downward. The lower end of the first quartz tube 11 is sealed flat, and a heat sink 13 with a height of, for example, 80 to 200 mm is placed in contact with the inner wall of the first quartz tube 11.
is attached and fixed with a slight cavity left at the lower end of the first quartz tube 11 so as to absorb the expansion of the heat sink 13 in the high-temperature furnace, and furthermore, it is placed on the heat sink 13 so as to be in close contact with the heat sink 13. to
A ZnSe substrate crystal 14 is placed, the substrate crystal 14 is fixed with a cylindrical quartz substrate stopper 15, and then a Se, Te solvent 16 with an arbitrary predetermined mixing ratio is introduced into the second quartz tube 12 of the growth ampoule 10. After placing a source crystal 17 of ZnSe, which is a growth material, on top of it, the upper end of the second quartz tube 12 is sealed in a high vacuum of, for example, about 2 × 10 -7 Torr. Its total height is, for example, 180 to 300 mm.

上記ソース結晶17は、この場合焼結体等の鋳
塊であつて、その大きさが第一の石英管11の内
径より大きく且つ第二の石英管12より小さく選
定されており、第二の石英管12内に収容された
とき、重力により第一の石英管11と第二の石英
管12との接続領域に形成される段部11aに支
持されるようになつている。
In this case, the source crystal 17 is an ingot such as a sintered body, and its size is selected to be larger than the inner diameter of the first quartz tube 11 and smaller than the second quartz tube 12. When housed in the quartz tube 12, it is supported by gravity on a step 11a formed in the connection area between the first quartz tube 11 and the second quartz tube 12.

本装置は以上のように構成されており、結晶成
長を行なわせる場合には、第5図に示した従来の
成長用アンプル8の場合と同様に、先ず成長用ア
ンプル10を加熱炉内に反転させてセツトしてメ
ルトアロイを行なつた後、該成長用アンプル10
を正転させて結晶成長を開始すると、メルトアロ
イの際にソース結晶17が残存しても、該ソース
結晶17が多結晶粒子ではなく鋳塊であることか
ら、結晶成長の際に該ソース17が基板結晶14
の上に落下することはなく、均一な良質のエピタ
キシヤル成長層18が結晶成長され得る。
This apparatus is constructed as described above, and when performing crystal growth, the growth ampoule 10 is first inverted into a heating furnace, as in the case of the conventional growth ampoule 8 shown in FIG. After setting and performing melt alloying, the growth ampoule 10
When the source crystal 17 is rotated in the normal direction to start crystal growth, even if the source crystal 17 remains during melt alloying, the source crystal 17 is not a polycrystalline particle but an ingot, so the source 17 will be removed during crystal growth. Substrate crystal 14
A uniform and high quality epitaxial growth layer 18 can be grown.

この際、メルト16′が段部11aの上方まで
第二の石英管12内に満たされているので、図示
のようにソース結晶17はメルト16′中に接触
しており、このようにソース結晶17の量を適宜
選定しておくことによつて、長時間に亘る比較的
厚いエピタキシヤル成長層18も容易に得られる
ことになる。
At this time, since the second quartz tube 12 is filled with the melt 16' up to above the step portion 11a, the source crystal 17 is in contact with the melt 16' as shown in the figure, and the source crystal 17 is in contact with the melt 16' as shown in the figure. By appropriately selecting the amount of 17, a relatively thick epitaxial growth layer 18 can be easily obtained over a long period of time.

次に、実験例を第2図に示すと、ZnSeの液相
成長において、溶媒としてSe,Teの混合比を
50:50とし、基板結晶として同じ面方位を持つも
のを使用して、成長条件を同一にして、30乃至60
分のメルトアロイの後に3時間の結晶成長を行な
つた。
Next, an experimental example is shown in Figure 2. In the liquid phase growth of ZnSe, the mixing ratio of Se and Te as solvents was changed.
50:50, using substrate crystals with the same plane orientation, and keeping the growth conditions the same.
Minutes of melt alloying was followed by 3 hours of crystal growth.

その結果、従来装置では、結晶の中心部の高さ
lcが20乃至25μm、周辺部の高さlcが9乃至12μm
で、成長初期に基板結晶上にZnSe多結晶粒子が
落下して、エピタキシヤル成長層9の表面は凹凸
が多くしかも孔が形成されることもある(第2図
A参照)のに対して、本発明装置では、結晶の中
心部の高さlcが9乃至11μm、周辺部の高さlcが
5乃至7μmで、表面は滑らかでほぼ鏡面状態とな
つている(第2図B参照)。
As a result, with conventional equipment, the height of the center of the crystal
lc is 20 to 25 μm, peripheral height lc is 9 to 12 μm
In contrast, ZnSe polycrystalline particles fall onto the substrate crystal in the early stage of growth, and the surface of the epitaxial growth layer 9 has many irregularities and pores may be formed (see FIG. 2A). In the device of the present invention, the height lc of the central portion of the crystal is 9 to 11 μm, and the height lc of the peripheral portion is 5 to 7 μm, and the surface is smooth and almost mirror-like (see FIG. 2B).

また、エピタキシヤル成長層のフオトルミネツ
センスを測定すると、溶媒のSe,Teの混合比を、
45:55とした従来例においては、第3図Aに示す
ように、約2.65eVをピークとする半値幅の広い
Teによるフオトルミネツセンスが発生するのに
対して、上記混合比を85:15とした本発明装置に
よる場合には、第3図Bに示すように上述のよう
なピークは発生せず、DAペア発光が確認され得
る。
In addition, when measuring the photoluminescence of the epitaxially grown layer, the mixing ratio of Se and Te in the solvent can be determined as follows:
In the conventional example with 45:55, as shown in Figure 3A, the half-width is wide with a peak of about 2.65 eV.
While photoluminescence occurs due to Te, when using the apparatus of the present invention with the above mixing ratio of 85:15, the above-mentioned peak does not occur as shown in Figure 3B, and DA Paired luminescence can be confirmed.

第4図は第1図の装置の変形例を示しており、
この成長用アンプル10′は、メルト16′が段部
11aの下方まで、即ち第一の石英管11内まで
満たされていないことを除いては、第1図の成長
用アンプル10と同様の構成である。
FIG. 4 shows a modification of the device shown in FIG.
This growth ampoule 10' has the same structure as the growth ampoule 10 shown in FIG. 1, except that the melt 16' is not filled below the step 11a, that is, into the first quartz tube 11. It is.

この場合、第1図の成長用アンプル10とほぼ
同様に作用すると共に、結晶成長の際に、ソース
結晶17がメルトに接触していないので、結晶成
長がメルト量によつて制限されることとなり、従
つてエピタキシヤル成長層18の厚さは、メルト
アロイの時間及び温度を適宜に制御することによ
り、任意に調整され得る。
In this case, the effect is almost the same as that of the growth ampoule 10 shown in FIG. 1, and since the source crystal 17 is not in contact with the melt during crystal growth, the crystal growth is limited by the amount of melt. Therefore, the thickness of the epitaxially grown layer 18 can be adjusted as desired by appropriately controlling the melt alloying time and temperature.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、相互に接続
された二つの径の異なる石英管を含み、下方の小
口径の第一の石英管の下端を平坦になるように封
じ且つ該第一の石英管の内壁に接するようにヒー
トシンクを装着して、該ヒートシンクの上で大口
径の第二の石英管内に溶媒とソース結晶を入れて
高真空で該第二の石英管の上端を封じた成長用ア
ンプルを使用して半導体結晶を結晶成長させるよ
うにした−族化合物半導体の温度差液相エピ
タキシヤル成長法又は成長装置において、ソース
結晶として、第一の石英管の内径よりも大きな寸
法の鋳塊を使用するように、この液相エピタキシ
ヤル成長法又は成長装置を構成したから、ソース
結晶として鋳塊が使用されているので、成長用ア
ンプルを反転させてメルトアロイを行なつた後、
ソース結晶が溶媒中に完全に溶解せずに残存して
も、残存したソース結晶は、その大きさが成長用
アンプルを形成する小口径の第一の石英管の内径
よりも大きく選定されていることによつて、鋳塊
のままの形態で第一の石英管と第二の石英管との
接続領域に構成された段部に支持されることにな
り、ソース結晶の粒子が結晶成長中のエピタキシ
ヤル成長層内に混入するようなことはなく、且つ
メルトが均一に保持され得ることとなる。
As described above, the present invention includes two quartz tubes of different diameters connected to each other, the lower end of the lower first quartz tube of small diameter is sealed flat, and the lower end of the first quartz tube of small diameter is sealed flat. A heat sink is attached so as to be in contact with the inner wall of the quartz tube, and the solvent and source crystal are placed in a large-diameter second quartz tube above the heat sink, and the upper end of the second quartz tube is sealed under high vacuum. In a temperature difference liquid phase epitaxial growth method or growth apparatus for a - group compound semiconductor in which a semiconductor crystal is grown using a quartz ampoule, a cast quartz tube with dimensions larger than the inner diameter of the first quartz tube is used as a source crystal. Since this liquid phase epitaxial growth method or growth apparatus is configured to use an ingot, an ingot is used as a source crystal, so after inverting the growth ampoule and performing melt alloying,
Even if the source crystal does not completely dissolve in the solvent and remains, the size of the remaining source crystal is selected to be larger than the inner diameter of the small-diameter first quartz tube forming the growth ampoule. As a result, the source crystal particles are supported in the form of an ingot by the step formed in the connection area between the first quartz tube and the second quartz tube, and the particles of the source crystal are supported during crystal growth. The melt will not be mixed into the epitaxially grown layer, and the melt can be maintained uniformly.

また、溶媒中のSe,Teの混合モル比を任意の
値にすることが可能であるから、基板結晶の上に
成長されるエピタキシヤル成長層を構成する結晶
が光学的にTeの関与する発光が非常に少ない、
又は全くない良質のものとなる。
In addition, since it is possible to set the mixing molar ratio of Se and Te in the solvent to an arbitrary value, the crystals forming the epitaxial growth layer grown on the substrate crystals can optically emit light due to Te. There are very few
Or it will be of no good quality at all.

さらに、上記段部をメルト中に位置するように
しておけば、結晶成長中にソース結晶がメルトに
接触していることから、ソース結晶の鋳塊の量を
適宜選定することにより、長時間に亘る結晶成長
が容易に実現され、これにより比較的厚いエピタ
キシヤル成長層が得られる。また、上記段部をメ
ルト表面の上方に位置するようにしておけば、結
晶成長中にソース結晶がメルトに接触していない
ので、結晶成長はメルトの量により制限されるこ
ととなり、メルトアロイの時間及び温度に基づい
てソース結晶の溶解量が決定されることから、エ
ピタキシヤル成長層の厚さはメルトアロイの時間
及び温度に依存することとなり、これにより特に
比較的薄いエピタキシヤル成長層を得る場合にメ
ルトアロイの時間及び温度を制御することにより
所望の厚さのエピタキシヤル成長層が得られるこ
ととなる。
Furthermore, if the step part is located in the melt, the source crystal will be in contact with the melt during crystal growth, so by appropriately selecting the amount of the source crystal ingot, it will be possible to Spanning crystal growth is easily achieved, resulting in relatively thick epitaxially grown layers. In addition, if the step is located above the melt surface, the source crystal will not be in contact with the melt during crystal growth, so crystal growth will be limited by the amount of melt, and the melt alloying time will be limited. The thickness of the epitaxially grown layer depends on the melt alloying time and temperature since the amount of source crystal melted is determined based on By controlling the melt alloying time and temperature, an epitaxially grown layer of desired thickness can be obtained.

かくして、本発明によれば、溶媒中のTeの比
率を高くすることなく、ZnSeの残存結晶粒子が
基板結晶上に落下せず、良質のエピタキシヤル成
長層が得られる、温度差液相エピタキシヤル成長
法及び成長装置が提供され得ることになる。
Thus, according to the present invention, a temperature difference liquid phase epitaxial method is achieved in which residual ZnSe crystal particles do not fall onto the substrate crystal and a high-quality epitaxial growth layer is obtained without increasing the proportion of Te in the solvent. A growth method and a growth apparatus may be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を実施するための液相成長装置
の一実施例の概略断面図、第2図Aは従来装置に
よるエピタキシヤル成長層の拡大断面図、第2図
Bは第1図の装置によるエピタキシヤル成長層の
拡大断面図である。第3図Aは従来装置によるエ
ピタキシヤル成長層のフオトルミネツセンス特性
を示すグラフ、第3図Bは第1図の装置によるエ
ピタキシヤル成長層のフオトルミネツセンス特性
を示すグラフである。第4図は本発明の他の実施
例を示す第1図と同様の概略断面図である。第5
図は従来の液相成長装置の一例を示す概略断面
図、第6図は第5図の装置における温度勾配を示
すグラフである。 10……成長用アンプル;11……第一の石英
管;12……第二の石英管;13……ヒートシン
ク;14……基板結晶;15……基板止め;16
……溶媒;17……ソース結晶;18……結晶成
長されたエピタキシヤル成長層。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a liquid phase growth apparatus for carrying out the present invention, FIG. 2A is an enlarged sectional view of an epitaxially grown layer by a conventional apparatus, and FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an epitaxially grown layer by the apparatus. FIG. 3A is a graph showing the photoluminescence characteristics of the epitaxially grown layer produced by the conventional apparatus, and FIG. 3B is a graph showing the photoluminescence characteristics of the epitaxially grown layer produced by the apparatus of FIG. FIG. 4 is a schematic sectional view similar to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention. Fifth
The figure is a schematic sectional view showing an example of a conventional liquid phase growth apparatus, and FIG. 6 is a graph showing the temperature gradient in the apparatus of FIG. 10... Ampoule for growth; 11... First quartz tube; 12... Second quartz tube; 13... Heat sink; 14... Substrate crystal; 15... Substrate stopper; 16
...solvent; 17...source crystal; 18...crystal-grown epitaxial growth layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 相互に接続された二つの径の異なる石英管を
含み、下方の小口径の第一の石英管の下端を平坦
になるように封じ且つ該第一の石英管の内壁に接
するようにヒートシンクを装着して、該ヒートシ
ンクの上で大口径の第二の石英管内に溶媒とソー
ス結晶を入れて高真空で該第二の石英管の上端を
封じた成長用アンプルを使用して半導体結晶を結
晶成長させるようにした、−族化合物半導体
の温度差液相エピタキシヤル成長法において、ソ
ース結晶として、第一の石英管の内径よりも大き
な寸法の鋳塊が使用されていることを特徴とす
る、液相エピタキシヤル成長法。 2 相互に接続された二つの径の異なる石英管を
含み、下方の小口径の第一の石英管の下端を平坦
になるように封じ且つ該第一の石英管の内壁に接
するようにヒートシンクを装着して、該ヒートシ
ンクの上で大口径の第二の石英管内に溶媒とソー
ス結晶を入れて高真空で該第二の石英管の上端を
封じた成長用アンプルを使用して半導体結晶を結
晶成長させるようにした、−族化合物半導体
の温度差液相エピタキシヤル成長装置において、
上記第一の石英管の内径よりも大きな寸法の鋳塊
をソース結晶としたことを特徴とする、液相エピ
タキシヤル成長装置。
[Scope of Claims] 1. Includes two interconnected quartz tubes of different diameters, the lower end of a lower first quartz tube of small diameter is sealed flat, and the inner wall of the first quartz tube is sealed so as to be flat. A growth ampoule is used in which the solvent and source crystal are placed in a large-diameter second quartz tube on top of the heat sink, and the upper end of the second quartz tube is sealed in a high vacuum. In a temperature difference liquid phase epitaxial growth method for - group compound semiconductors in which a semiconductor crystal is grown by using a method for crystal growth, an ingot having a size larger than the inner diameter of a first quartz tube is used as a source crystal. A liquid phase epitaxial growth method characterized by: 2. It includes two interconnected quartz tubes with different diameters, the lower end of the lower first quartz tube of small diameter is sealed flat, and a heat sink is attached so as to be in contact with the inner wall of the first quartz tube. Place the solvent and source crystal in a large-diameter second quartz tube on top of the heat sink, and crystallize the semiconductor crystal using a growth ampoule with the top end of the second quartz tube sealed under high vacuum. In a temperature difference liquid phase epitaxial growth apparatus for - group compound semiconductors,
A liquid phase epitaxial growth apparatus characterized in that a source crystal is an ingot having a size larger than the inner diameter of the first quartz tube.
JP31979287A 1987-12-17 1987-12-17 Method for liquid-phase epitaxial growth of semiconductor crystal and apparatus therefor Granted JPH01160900A (en)

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