JPH0442897A - 単結晶引き上げ用るつぼおよびその製造方法 - Google Patents

単結晶引き上げ用るつぼおよびその製造方法

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JPH0442897A
JPH0442897A JP14593190A JP14593190A JPH0442897A JP H0442897 A JPH0442897 A JP H0442897A JP 14593190 A JP14593190 A JP 14593190A JP 14593190 A JP14593190 A JP 14593190A JP H0442897 A JPH0442897 A JP H0442897A
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原田 今朝治
Atsuo Kawada
敦雄 川田
Kenji Ito
賢治 伊藤
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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) 本発明は熱分解窒化ほう素およびその製造方法、特には
層構造の発達した異方性の高いものであることから、化
合物半導体単結晶引き上げ用るつぼ材として有用とされ
る熱分解窒化ほう素およびその製造方法に関するもので
ある。
(従来の技術) 熱分解窒化ほう素(以下P−BNと略記する)の製造方
法については、ハロゲン化ほう素とアンモニアとを温度
、1,450〜2,300℃、圧力50+amHg以下
という条件で熱化学蒸着させるという方法が公知とされ
ており(米国特許第3,152,006号明細書参照)
、この方法で得られるP−BN結晶が堆積方向に配向さ
れることから層状構造をもつ、結晶配向度がlO〜10
0である異方性のものになる。
また、これについてはほう酸アルキルエステルとアンモ
ニアとを温度1,100−1.9(10℃、圧力約1ト
ールで熱分解蒸着させる法(米国特許第3.692,5
66号明細書参照)、またこの反応を温度1.200〜
2,300 、圧力100トールで行なうという方法(
米国特許344,096,297号明細書参照)も知ら
れているが、この場合に得られるP−BNは層状構造で
はなく等方性のものであり、結晶配向度も1〜lOと低
いものになる。
さらにこのP−BNの製造方法についてはハロゲン化ほ
う素とアンモニアとを少量のほう酸アルキルエステルの
存在下に温度1,100〜1,600℃で反応させる方
法も公知とされており(米国特許第4.544,535
号明細書参照)、これによれば層状構造にはならないが
異方性をもフており、結晶配向度が10〜100のもの
が得られるとされている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、これら公知の方法で得られたP−BNはこれを
化合物半導体結晶引き上げ用るつぼとして使用すると、
このP−BNと化合物半導体融液との濡れ性が良いため
に、冷却時に熱収縮応力がるつぼに発生し、層状構造を
もつP−BNから作られたるつぼにはその内面が層にし
たがって剥離し、この剥離量が多いために通常20回程
度しか使用できないという不利があり、層状構造をもた
ないP−BNから作られたるつぼは割れてしまうために
繰り返し使用することができないという欠点がある。
(課題を解決するための手段) 本発明はこのような不利を解決したP−BNおよびその
製造方法に関するものであり、これは結晶配向度が1,
000以上であるP−BNおよびハロゲン化ほう素、ほ
う酸アルキルエステルおよびアンモニアを1,600℃
以上、50トール以下で反応させることを特徴とするP
−BNの製造方法に関するものである。
すなわち、本発明者らは化合物半導体単結晶引き上げ用
るつぼ材として好適とされるP−BNの製造方法につい
て種々検討した結果、ハロゲン化ほう素、ほう酸アルキ
ルエステルおよびアンモニアとの反応を1,600℃以
上、50トール以下で反応させると、従来公知のP−B
Nにくらべてより層構造の発達した結晶配向度が1,0
00以上のP−BNが得られるし、このものは異方性が
極めて高いものとなるので、これを化合物半導体単結晶
引き上げ用るつぼ材として使用すると、この発達した層
構造によって冷却時に起る剥離が深さの方向に広がるの
が防止され、この剥離量が極めて少ないものとなるので
、この繰り返し使用回数を多くすることができるという
ことを見出し、この反応条件についての研究を進めて本
発明を完成させた。
以下にこれをさらに詳述する。
(作用) 本発明は結晶配向度が1.000以上であるP−BNお
よびハロゲン化ほう素、ほう酸アルキルエステルおよび
アンモニアの反応によるP−BN製造方法の改良に関す
るものである。
本発明によるP−BNの製造はハロゲン化ほう素、ほう
酸アルキルエステルおよびアンモニアとの反応により行
なわれる。
ここに使用されるハロゲン化ほう素は三塩化ほう素、三
フッ化ほう素のようなものとすればよいし、またここに
使用されるほう酸アルキルエステルはほう酸メチル、ほ
う酸エチルなどとすればよく、ここに使用されるアンモ
ニアも従来公知の方法で使用されるものとすればよいが
、これらは目的とする化合物半導体単結晶引き上げ用る
つぼが高純度であることが要求されるものであることか
ら、いずれも充分に精製した高純度のものとすることが
必要とされる。
このハロゲン化ほう素、ほう酸アルキルエステル、アン
モニアの配合比はハロゲン化ほう素1モルに対してほう
酸アルキルエステルが0.1モル未満では少なすぎて層
構造が発達せず、1.0モルより多くすると層状になら
ないので、0.1〜1.0モルの範囲とすればよく、こ
のアンモニアについてはハロゲン化ほう素1モルに対し
て2モル未満とすると少なすぎて生成物中に過剰のほう
素が多くなり、10モルより多くすると未反応のアンモ
ニアが多くなるので、2〜10モルの範囲とすればよハ
また、この反応はP−BNを高純度のものとして取得す
るということから通常、これは高純度グラファイト製の
反応容器中で行なわせることがよいが、これを公知の1
.too〜1.600℃という温度で行なわせると得ら
れるP−BNが層状構造をもつものとならないので、こ
れは1,600℃以上の例えば1.700〜1,900
℃で行なう必要があるが、この場合の圧力は50ト一ル
以上では膜とならないので50ト一ル未満とすればよい
。このように1,600℃以上という高温、50トール
以下で反応させると、得られるP−BNは従来公知の方
法で得られるものにくらべて層構造がより発達したもの
となるし、異方性も極めて高いものとなり、式 %式%) (ここにI c (002)は堆積面に垂直な方向の(
002)面のX線回折強度、Ic(10)は堆積面に垂
直な方向の(1G)面のX線回折強度、I a (00
2)は堆積面に平行な方向の(002)面のX線回折強
度、Ia(to)は堆積面に平行な方向の(10)面の
X線回折強度)で示される結晶配向度が従来品の1〜1
00にくらべて著しく高い1,000〜100,000
となり、このものを化合物半導体単結晶引き上げ用るつ
ぼとして使用すると、この発達した層構造が剥離の深さ
方向に広げるのを防ぐので、この剥離を従来品にくらべ
て著しく薄いものとすることができるという有利性が与
えられる。
(実施例) つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。
実施例1 毎時三塩化ほう素1モル、ほう酸メチル0.2モルおよ
びアンモニア10モルを内径が150mmφの高純度グ
ラファイト製反応容器内に供給し、1,600℃、5ト
ールの条件で熱化学蒸着させたところ、層状構造であり
、結晶配向度が33,000であるP−BNが得られた
ので、これから直径4インチのるつぼを作った。
ついでこのるつぼを使用して化合物半導体単結晶引上げ
時に封止剤として使われる無水ほう酸の融解、冷却を3
9回繰り返してそのときのるつぼの剥離量をしらべたと
ころ、これは0.3g/回であった。
実施例2 毎時三塩化ほう素1モル、ほう酸メチル0.3モルおよ
びアンモニア5モルを直径150mmφの高純度グラフ
ァイト製反応容器に供給し、1,700℃、5トールの
条件で熱化学蒸着させてP−BNを作ったところ、この
P−BNは層状構造で結晶配向度が18,000のもの
であった。
ついで、このP−BNから直径4インチのるつぼを作り
、これについて実施例1と同じ試験を行なったところ、
このるつぼの剥離量は平均0.4g/回であった。
実施例3 毎時三塩化ほう素1モル、ほう酸メチル0.8モルおよ
びアンモニア3モルを直径150mmφの高純度グラフ
ァイト製反応容器に供給し、1,800℃、7トールの
条件で熱化学蒸着させてP−BNを作ったところ、この
P−BNは層状構造をもつもので結晶配向度が1,90
0のものであった。
ついで、このP−BNから直径4インチのるつぼを作り
、これについて実施例1と同じ試験を行なったところ、
このるつぼの剥離量は平均0 、3 g/回であった。
実施例4 毎時三塩化ほう素1モル、ほう酸メチル0.5モルおよ
びアンモニア3モルを直径150mmφの高純度グラフ
ァイト製反応容器に供給し、1,900℃、10トール
の条件で熱化学蒸着させてP−BNを作ったところ、こ
のP−BNは層状構造を有するもので結晶配向度が1,
100のものであった。 ついで、このP−BNから直
径4インチのるつぼを作り、これについて実施例1と同
じ試験を行なったところ、このるつぼの剥離量は平均0
.3g/回であった。
実施例5 毎時三フッ化ほう素1モル、ほう酸メチル0.2モルお
よびアンモニア5モルを直径150mmφの高純度グラ
ファイト製反応容器に供給し、1,800℃、3トール
の条件で熱化学蒸着させてP−BNを作ったところ、こ
のP−BNは層状構造を有するもので結晶配向度が3,
000のものであった。
ついで、このP−BNから直径4インチのるつぼを作り
、これについて実施例1と同じ試験を行なったところ、
このるつぼの剥離量は平均0.4g 7回であった。
実施例6 毎時三塩化ほう素1モル、ほう酸エチル0.6モルおよ
びアンモニア5モルを直径180mmφの高純度グラフ
ァイト製反応容器に供給し、1.800℃、10トール
の条件で熱化学蒸着させてP−BNを作ったところ、こ
のP−BNは層状構造を有するもので結晶配向度がs、
oooのものであった。
ついで、このP−BNから直径4インチのるつぼを作り
、これについて実施例1と同じ試験を行なフたところ、
このるつぼの剥離量は平均0.3g 7回であった。
比較例 毎時三塩化ほう素1モルとアンモニア3モルを直径18
0+wmφの高純度グラファイト製反応容器に供給し、
1.800℃、5トールの条件で熱化学蒸着させてP−
BNを作ったところ、このP−BNは層状構造を有する
ものであったが、結晶配向度は28と低いものであった
ついで、このP−BNから直径4インチのるつぼを作り
、これについて実施例1と同じ試験を行なフなところ、
このるつぼの剥離量は平均2.0g/回であった。
(発明の効果) 本発明は層構造の発達した異方性の高いP−BNおよび
その製造方法に関するものであり、これは前記したよう
にハロゲン化ほう素、ほう酸アルキルエステルおよびア
ンモニアを1.6(10℃以上、50トール以下で反応
させることを特徴とするものであるが、これによれば従
来法で得られたP−BNにくらべて層構状がより発達し
た異方性の高いものが得られ、これはその結晶配向度が
1,000以上のものとなり、このものを化合物半導体
単結晶引き上げ用るつぼとして用いた場合には、この発
達した層構造、結晶配向度が剥離の深さ方向への広がり
を防止するので、この剥離が従来法で得られたP−BN
から作られたるつぼにおける剥離にくらべて著しく小さ
いものとなり、したがってこのるつぼには長期間使用す
ることができるどう有利性が与えられる。
〃     〃   兎 升 罐 懇偽 手続補正書溌 平成2年 9月゛3日 特許庁長官  植 松  敏  殿 1、事件の表示 平成2年特許願第145931号 2、発明の名称 熱分解窒化ほう素およびその製造方法 3゜ 補正をする者 事件との関係   特許出願人 名 称 (206)信越化学工業株式会社4゜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.結晶配向度が1,000以上である熱分解窒化ほう
    素。
  2. 2.ハロゲン化ほう素、ほう酸アルキルエステルおよび
    アンモニアを1,600℃以上、50トール以下で反応
    させることを特徴とする熱分解窒化ほう素の製造方法。
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