JPH04367588A - エピタキシャル結晶の製造方法 - Google Patents
エピタキシャル結晶の製造方法Info
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- JPH04367588A JPH04367588A JP14373791A JP14373791A JPH04367588A JP H04367588 A JPH04367588 A JP H04367588A JP 14373791 A JP14373791 A JP 14373791A JP 14373791 A JP14373791 A JP 14373791A JP H04367588 A JPH04367588 A JP H04367588A
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，結晶基板上に酸化物又
は弗化物の単結晶薄膜を気相成長するためのエピタキシ
ャル結晶の製造方法に関する近年の電子機器，光応用機
器の発達に伴い，圧電効果，電気光学効果等を利用する
電子部品が多用されるようになった。
は弗化物の単結晶薄膜を気相成長するためのエピタキシ
ャル結晶の製造方法に関する近年の電子機器，光応用機
器の発達に伴い，圧電効果，電気光学効果等を利用する
電子部品が多用されるようになった。
【０００２】かかる電子部品の多くには，基板上にエピ
タキシャル成長された酸化物又は弗化物の単結晶薄膜が
用いられている。このため，大量生産に適した気相エピ
タキシャル成長法を用いて，簡便かつ容易に酸化物又は
弗化物の単結晶薄膜を製造する方法が求められている。
タキシャル成長された酸化物又は弗化物の単結晶薄膜が
用いられている。このため，大量生産に適した気相エピ
タキシャル成長法を用いて，簡便かつ容易に酸化物又は
弗化物の単結晶薄膜を製造する方法が求められている。
【０００３】
【従来の技術】図２は従来の実施例であり，エピタキシ
ャル成長装置の断面を表している。従来の酸化物又は弗
化物の単結晶薄膜の気相エピタキシャル成長では，図２
（ａ）を参照して，外周にヒータ２４が，一端にガス流
入口２６が，他端にガス流出口２５が設けられた炉心管
２３の中に基板２１を設置し，炉心管２３中に原料ガス
を流入し，原料ガスを分解して基板２１表面上に所望の
結晶を成長している。
ャル成長装置の断面を表している。従来の酸化物又は弗
化物の単結晶薄膜の気相エピタキシャル成長では，図２
（ａ）を参照して，外周にヒータ２４が，一端にガス流
入口２６が，他端にガス流出口２５が設けられた炉心管
２３の中に基板２１を設置し，炉心管２３中に原料ガス
を流入し，原料ガスを分解して基板２１表面上に所望の
結晶を成長している。
【０００４】他の気相成長法は，図２（ｂ）を参照して
，原料ガスとガス流入口２６の近くに置かれた原材料２
２とを反応させ，この反応ガスを基板２１上で分解させ
て結晶を成長する。
，原料ガスとガス流入口２６の近くに置かれた原材料２
２とを反応させ，この反応ガスを基板２１上で分解させ
て結晶を成長する。
【０００５】これらの方法は，いずれも原料物質をガス
状の化合物として搬送し，基板上で化学反応により原料
物質を結晶として析出させるもので，このため成長装置
は，反応性ガスを取り扱うための精密なガス流制御機構
と気密構造，あるいは反応制御のための精密な温度制御
を備えている。
状の化合物として搬送し，基板上で化学反応により原料
物質を結晶として析出させるもので，このため成長装置
は，反応性ガスを取り扱うための精密なガス流制御機構
と気密構造，あるいは反応制御のための精密な温度制御
を備えている。
【０００６】この様な化学反応の利用を避けて成長装置
が複雑になることを回避する方法として，図２（ｃ）を
参照して，ガス流入口２６近くの炉心管２３内に成長す
べき物質からなる原料を置き，これを蒸発源２７として
キャリアガス中に蒸発させ，結晶基板２１上に成長させ
るものがある。
が複雑になることを回避する方法として，図２（ｃ）を
参照して，ガス流入口２６近くの炉心管２３内に成長す
べき物質からなる原料を置き，これを蒸発源２７として
キャリアガス中に蒸発させ，結晶基板２１上に成長させ
るものがある。
【０００７】しかし，この方法では，原料を蒸発するた
めに反応管の相当部分を高温に保つ必要があり，装置が
複雑になる。このため，原料の蒸発温度を下げるために
通常は反応管内部を真空にする。しかし，真空とするた
めに装置及び操作の複雑化は避けられない。
めに反応管の相当部分を高温に保つ必要があり，装置が
複雑になる。このため，原料の蒸発温度を下げるために
通常は反応管内部を真空にする。しかし，真空とするた
めに装置及び操作の複雑化は避けられない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の酸化物又は弗化
物のエピタキシャル結晶成長においては，反応性ガスを
用いた化学反応を利用することから，あるいは真空にす
ることから，精密，高価な装置を必要とし，さらに成長
に際して複雑な操作をしなければならなかった。
物のエピタキシャル結晶成長においては，反応性ガスを
用いた化学反応を利用することから，あるいは真空にす
ることから，精密，高価な装置を必要とし，さらに成長
に際して複雑な操作をしなければならなかった。
【０００９】本発明は，簡単な装置を用いて，簡便に酸
化物又は弗化物の単結晶薄膜を気相エピタキシャル成長
する方法を提供することを目的とする。
化物又は弗化物の単結晶薄膜を気相エピタキシャル成長
する方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の実施例説
明図であり，成長装置の断面及びその温度分布を表して
いる。
明図であり，成長装置の断面及びその温度分布を表して
いる。
【００１１】本発明は，図１を参照して，酸化物及び弗
化物の何れかの化合物の単結晶を結晶基板４上にエピタ
キシャル成長する方法において， 融剤のメルトに該化
合物を溶かした溶液６を大気圧下でルツボ７中に保持し
，該溶液６を，該化合物は蒸発しかつ該融剤の成分は蒸
発しない温度に保ち，該溶液６から蒸発した該化合物の
蒸気を，該溶液６上に保持され該溶液よりも低温に保た
れた該結晶基板４の表面に凝固させ，該化合物の単結晶
とすることを特徴として構成され，及び，前記のエピタ
キシャル結晶の製造方法において，前記化合物は酸化亜
鉛であり，前記融剤は，一酸化鉛，弗化鉛，酸化硼素及
び酸化バナジュウムのうちの一又は二以上を主たる物質
として含むことを特徴として構成される。
化物の何れかの化合物の単結晶を結晶基板４上にエピタ
キシャル成長する方法において， 融剤のメルトに該化
合物を溶かした溶液６を大気圧下でルツボ７中に保持し
，該溶液６を，該化合物は蒸発しかつ該融剤の成分は蒸
発しない温度に保ち，該溶液６から蒸発した該化合物の
蒸気を，該溶液６上に保持され該溶液よりも低温に保た
れた該結晶基板４の表面に凝固させ，該化合物の単結晶
とすることを特徴として構成され，及び，前記のエピタ
キシャル結晶の製造方法において，前記化合物は酸化亜
鉛であり，前記融剤は，一酸化鉛，弗化鉛，酸化硼素及
び酸化バナジュウムのうちの一又は二以上を主たる物質
として含むことを特徴として構成される。
【００１２】
【作用】本発明では，図１を参照して，高温に保持され
た溶液６の上に，低温の結晶基板４が保持されている。
た溶液６の上に，低温の結晶基板４が保持されている。
【００１３】この溶液６の温度は，結晶成分である化合
物が蒸発する温度以上かつ，融剤の成分が蒸発しない温
度以下の温度範囲の一定温度に保たれている。従って，
溶液６表面からは，融剤の成分を含まない結晶成分から
なる化合物のみが蒸発し，低温の結晶基板４表面に凝固
し，エピタキシャル単結晶薄膜として成長する。
物が蒸発する温度以上かつ，融剤の成分が蒸発しない温
度以下の温度範囲の一定温度に保たれている。従って，
溶液６表面からは，融剤の成分を含まない結晶成分から
なる化合物のみが蒸発し，低温の結晶基板４表面に凝固
し，エピタキシャル単結晶薄膜として成長する。
【００１４】上記化学反応を伴わないプロセスは，大気
に開放され，温度分布を設けた縦型の管状炉で実現する
ことができるから，そのために，特別にガス流の制御，
気密構造，真空装置及び精密な温度制御装置を必要とし
ないのである。
に開放され，温度分布を設けた縦型の管状炉で実現する
ことができるから，そのために，特別にガス流の制御，
気密構造，真空装置及び精密な温度制御装置を必要とし
ないのである。
【００１５】また，融剤を用いて低い温度で結晶成分を
蒸発することができるから，とくに高温に適した成長炉
も必要としない。従って，非常に単純な装置を用いて，
簡単な操作により酸化物又は弗化物のエピタキシャル薄
膜を製造することができる。
蒸発することができるから，とくに高温に適した成長炉
も必要としない。従って，非常に単純な装置を用いて，
簡単な操作により酸化物又は弗化物のエピタキシャル薄
膜を製造することができる。
【００１６】
【実施例】本発明を，酸化亜鉛をサファイア基板上にエ
ピタキシャル成長した実施例に沿い説明する。
ピタキシャル成長した実施例に沿い説明する。
【００１７】本実施例に用いた成長装置は，図１を参照
して，外周にヒータ３を備えた縦型の炉心管５内の低部
に設けられたルツボ台８上に，結晶成分と融剤とを入れ
たルツボ７を設置する。
して，外周にヒータ３を備えた縦型の炉心管５内の低部
に設けられたルツボ台８上に，結晶成分と融剤とを入れ
たルツボ７を設置する。
【００１８】結晶成分はモル比０．０９６６の酸化亜鉛
，融剤はモル比０．１２１７の酸化硼素及びモル比１．
２７の一酸化鉛とすることができる。勿論，他の通常用
いられている融剤を適用できるのは当然である。
，融剤はモル比０．１２１７の酸化硼素及びモル比１．
２７の一酸化鉛とすることができる。勿論，他の通常用
いられている融剤を適用できるのは当然である。
【００１９】溶液６を例えば６６０℃に昇温し，この温
度に保つ。溶液温度が６６０℃のとき酸化亜鉛だけが定
常状態で蒸発し，このとき結晶成長速度は略０．３〜０
．４μｍと結晶膜厚の制御に適当な速度となる。また，
溶液温度を変えて結晶成長速度を変えることもできる。
度に保つ。溶液温度が６６０℃のとき酸化亜鉛だけが定
常状態で蒸発し，このとき結晶成長速度は略０．３〜０
．４μｍと結晶膜厚の制御に適当な速度となる。また，
溶液温度を変えて結晶成長速度を変えることもできる。
【００２０】サファイア基板４は回転自在なロッド１の
先に設けた基板ホルダー２に水平に保持され，溶液６の
上で炉心管５内温度が５５０〜６００℃の位置に置かれ
，サファイア基板４の下面に酸化亜鉛の単結晶層をエピ
タキシャル成長する。
先に設けた基板ホルダー２に水平に保持され，溶液６の
上で炉心管５内温度が５５０〜６００℃の位置に置かれ
，サファイア基板４の下面に酸化亜鉛の単結晶層をエピ
タキシャル成長する。
【００２１】なお，基板温度が低いと微結晶粒が基板に
付着して結晶の品質が低下し，基板温度が高いと成長速
度が小さくなる。また，基板４はエピタキシャル層を均
一な厚さに成長するために，毎分１００回転し，３０秒
毎に回転方向を交代した。
付着して結晶の品質が低下し，基板温度が高いと成長速
度が小さくなる。また，基板４はエピタキシャル層を均
一な厚さに成長するために，毎分１００回転し，３０秒
毎に回転方向を交代した。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば，大
気に開放された炉を用い，また低い温度で結晶成分を蒸
発するから，単純な装置を用いて，簡単な操作により酸
化物又は弗化物の単結晶薄膜を気相エピタキシャル成長
する方法を提供することができ，電子部品の性能向上に
寄与するところが大きい。
気に開放された炉を用い，また低い温度で結晶成分を蒸
発するから，単純な装置を用いて，簡単な操作により酸
化物又は弗化物の単結晶薄膜を気相エピタキシャル成長
する方法を提供することができ，電子部品の性能向上に
寄与するところが大きい。
【図１】 本発明の実施例説明図
【図２】 従来の実施例
１ ロッド
２ 基板ホルダ
３ ヒータ
４ 基板
５ 炉心管
６ 溶液
７ ルツボ
８ ルツボ台
２１ 基板
２２ 原材料
２３ 炉心管
２４ ヒータ
２５ ガス流出口
２６ ガス流入口
２７ 蒸発源
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化物及び弗化物の何れかの化合物の
単結晶を結晶基板（４）上にエピタキシャル成長する方
法において，融剤のメルトに該化合物を溶かした溶液（
６）を大気圧下でルツボ（７）中に保持し，該溶液（６
）を，該化合物は蒸発しかつ該融剤の成分は蒸発しない
温度に保ち，該溶液（６）から蒸発した該化合物の蒸気
を，該溶液（６）上に保持され該溶液よりも低温に保た
れた該結晶基板（４）の表面に凝固させ，該化合物の単
結晶とすることを特徴とするエピタキシャル結晶の製造
方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のエピタキシャル結晶の
製造方法において，前記化合物は酸化亜鉛であり，前記
融剤は，一酸化鉛，弗化鉛，酸化硼素及び酸化バナジュ
ウムのうちの一又は二以上を主たる物質として含むこと
を特徴とする酸化亜鉛のエピタキシャル結晶の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14373791A JPH04367588A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | エピタキシャル結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14373791A JPH04367588A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | エピタキシャル結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367588A true JPH04367588A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15345843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14373791A Withdrawn JPH04367588A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | エピタキシャル結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04367588A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100146A1 (ja) | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | 液相成長法によるZnO単結晶の製造方法 |
| WO2008114855A1 (ja) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Ube Industries, Ltd. | 酸化亜鉛単結晶の製造方法 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP14373791A patent/JPH04367588A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100146A1 (ja) | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | 液相成長法によるZnO単結晶の製造方法 |
| US7708831B2 (en) | 2006-03-01 | 2010-05-04 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Process for producing ZnO single crystal according to method of liquid phase growth |
| JP5146310B2 (ja) * | 2006-03-01 | 2013-02-20 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 液相成長法によるＺｎＯ単結晶の製造方法 |
| WO2008114855A1 (ja) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Ube Industries, Ltd. | 酸化亜鉛単結晶の製造方法 |
| JP5067419B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2012-11-07 | 宇部興産株式会社 | 酸化亜鉛単結晶の製造方法 |
| RU2474625C2 (ru) * | 2007-03-16 | 2013-02-10 | Убе Индастриз, Лтд. | Способ получения монокристалла оксида цинка |
| US8409348B2 (en) | 2007-03-16 | 2013-04-02 | Ube Industries, Ltd. | Production method of zinc oxide single crystal |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |