JPH044967B2 - - Google Patents
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- JPH044967B2 JPH044967B2 JP60171199A JP17119985A JPH044967B2 JP H044967 B2 JPH044967 B2 JP H044967B2 JP 60171199 A JP60171199 A JP 60171199A JP 17119985 A JP17119985 A JP 17119985A JP H044967 B2 JPH044967 B2 JP H044967B2
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- boron nitride
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- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 18
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 7
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/243—Crucibles for source material
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は熱分解型窒化硼素に関するものであ
り、−族化合物半導体単結晶を育成する際に
使用するルツボまたは真空蒸着もしくは分子線エ
ピタキシー（MBE）等で使用するAl溶解用ルツ
ボなどの用途に適した熱分解型窒化硼素に関する
ものである。 〔従来の技術〕 −族化合物半導体単結晶、例えばGaAs単
結晶やInP単結晶の引き上げには、成分元素の揮
発を防ぐ必要があり、このため液体封止チヨクラ
ルスキー法（LEC法）が採用されている。 LEC法で使用するルツボとしては、従来石英
（SiO2）ルツボなどが使用されていた。しかし、
例えば石英ルツボを使用してGaAsを引き上げる
と結晶中にSiが不純物として混入するという問題
があつた。このため、通常、Crをドープして引
き上げを行なうということも知られているが、
Crをドープすると絶縁性が低下しIC用基板とし
ては適さなくなるという新たな問題が生ずる。 そのため、最近ノンドープの半絶縁性基板を得
るべく、ルツボとして熱分解型窒化硼（ｐ−
BN）からなるルツボが使用されるようになつて
きた。 窒化硼素（BN）は−族化合物であり、単
結晶中に混入しても不純物レベルを形成しないこ
と、また熱分解法で製造されるｐ−BNルツボは
極めて高純度のものが得られること、などがルツ
ボとして使用されるようになつてきた理由であ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、従来知られているｐ−BNルツボは層
状の表面剥離が生じやすく、４〜５回の引き上げ
が寿命となつており、この寿命の短いことが
GaAs単結晶を工業的に量産する上で大きな障害
となつている。 本発明の目的は、上記従来のｐ−BNルツボに
見られるような層状の表面剥離の発生を著しく軽
減したｐ−BNを実現することであり、これによ
つて、長寿命のルツボを提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は熱分解法で製造されたBNであつて、
その結晶構造が六方晶窒化硼素とこの六方晶窒化
硼素よりＣ面の間隔が大きい乱層構造窒化硼素か
らなり、Ｘ線回折による六方晶窒化硼素の回折強
度が乱層構造窒化硼素の回折強度以下であること
を特徴とするものである。 本願発明者らは、従来のｐ−BNルツボにおい
て層状の表面剥離が発生する原因は、BNの結晶
構造に起因するものと推定し、その結晶構造と強
度との関係について詳しく研究した。 その結果、BNの結晶構造は六方晶であるため
熱分解法、例えばCVD法（化学気相蒸着法）合
成すると、最稠密面であるＣ面が基板に平行して
成膜されやすい傾向があること、BNのＣ面の格
子定数6.66Åはａ面の格子定数2.504Åに比べて
大きいため、Ｃ面間相互の結合力は弱いことを知
見した。このため、CVD法等で合成したBNは層
状の表面剥離が発生しやすいものと推考した。 したがつて、層状の表面剥離を防ぐためには、
熱分解法、例えばCVD法でBNを成膜する際にＣ
面の積層状態をコントロールすればよいと考え、
本発明を完成するに至つたものである。 本発明において、Ｃ面の積層状態は、例えば
CVD条件によりコントロール可能であり、積層
状態はＸ線回折により調査することができる。 第１図はCVD法で作成したBN膜の（002）面
のＸ線回折パターンを示す。 なお、試料Ａ〜Ｄは外熱型減圧CVD装置を使
用し、第１表に示す条件で作成したものであり、
Ｘ線回折パターンを測定する際のターゲツトとし
てはCoを使用した。
り、−族化合物半導体単結晶を育成する際に
使用するルツボまたは真空蒸着もしくは分子線エ
ピタキシー（MBE）等で使用するAl溶解用ルツ
ボなどの用途に適した熱分解型窒化硼素に関する
ものである。 〔従来の技術〕 −族化合物半導体単結晶、例えばGaAs単
結晶やInP単結晶の引き上げには、成分元素の揮
発を防ぐ必要があり、このため液体封止チヨクラ
ルスキー法（LEC法）が採用されている。 LEC法で使用するルツボとしては、従来石英
（SiO2）ルツボなどが使用されていた。しかし、
例えば石英ルツボを使用してGaAsを引き上げる
と結晶中にSiが不純物として混入するという問題
があつた。このため、通常、Crをドープして引
き上げを行なうということも知られているが、
Crをドープすると絶縁性が低下しIC用基板とし
ては適さなくなるという新たな問題が生ずる。 そのため、最近ノンドープの半絶縁性基板を得
るべく、ルツボとして熱分解型窒化硼（ｐ−
BN）からなるルツボが使用されるようになつて
きた。 窒化硼素（BN）は−族化合物であり、単
結晶中に混入しても不純物レベルを形成しないこ
と、また熱分解法で製造されるｐ−BNルツボは
極めて高純度のものが得られること、などがルツ
ボとして使用されるようになつてきた理由であ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、従来知られているｐ−BNルツボは層
状の表面剥離が生じやすく、４〜５回の引き上げ
が寿命となつており、この寿命の短いことが
GaAs単結晶を工業的に量産する上で大きな障害
となつている。 本発明の目的は、上記従来のｐ−BNルツボに
見られるような層状の表面剥離の発生を著しく軽
減したｐ−BNを実現することであり、これによ
つて、長寿命のルツボを提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は熱分解法で製造されたBNであつて、
その結晶構造が六方晶窒化硼素とこの六方晶窒化
硼素よりＣ面の間隔が大きい乱層構造窒化硼素か
らなり、Ｘ線回折による六方晶窒化硼素の回折強
度が乱層構造窒化硼素の回折強度以下であること
を特徴とするものである。 本願発明者らは、従来のｐ−BNルツボにおい
て層状の表面剥離が発生する原因は、BNの結晶
構造に起因するものと推定し、その結晶構造と強
度との関係について詳しく研究した。 その結果、BNの結晶構造は六方晶であるため
熱分解法、例えばCVD法（化学気相蒸着法）合
成すると、最稠密面であるＣ面が基板に平行して
成膜されやすい傾向があること、BNのＣ面の格
子定数6.66Åはａ面の格子定数2.504Åに比べて
大きいため、Ｃ面間相互の結合力は弱いことを知
見した。このため、CVD法等で合成したBNは層
状の表面剥離が発生しやすいものと推考した。 したがつて、層状の表面剥離を防ぐためには、
熱分解法、例えばCVD法でBNを成膜する際にＣ
面の積層状態をコントロールすればよいと考え、
本発明を完成するに至つたものである。 本発明において、Ｃ面の積層状態は、例えば
CVD条件によりコントロール可能であり、積層
状態はＸ線回折により調査することができる。 第１図はCVD法で作成したBN膜の（002）面
のＸ線回折パターンを示す。 なお、試料Ａ〜Ｄは外熱型減圧CVD装置を使
用し、第１表に示す条件で作成したものであり、
Ｘ線回折パターンを測定する際のターゲツトとし
てはCoを使用した。
以下、実施例に基づいて詳細に説明する。
実施例 １
外熱型減圧CVD装置で、反応ガスとしてBCl3、
NH3、およびH2を使用してBNを合成した。 BCl3は単体で使用し、キヤリアガスとしてH2
を使用した。反応温度は1800℃に固定し反応ガス
流量、反応圧力を変化させて第２表に示す各種条
件でBNを合成した。
NH3、およびH2を使用してBNを合成した。 BCl3は単体で使用し、キヤリアガスとしてH2
を使用した。反応温度は1800℃に固定し反応ガス
流量、反応圧力を変化させて第２表に示す各種条
件でBNを合成した。
【表】
結晶構造の評価は、Ｘ線回折を行ない回折強度
比Ｉ（ｔ−BN）／Ｉ（ｈ−BN）を測定しておこ
なつた。また層間のハクリ強度の評価はBN膜を
研摩した断面にビツカース圧子を押し込んだ際に
発生するクラツクの長さを測定して行なつた。ク
ラツク長が短い方が層間のハクリ強度に優れてい
る。 さらにルツボとしての寿命を評価するため４イ
ンチルツボを作成し、LEC炉でGaAs単結晶引き
上げを繰り返し行ない寿命を評価した。それぞれ
の評価結果を第３表に示す。
比Ｉ（ｔ−BN）／Ｉ（ｈ−BN）を測定しておこ
なつた。また層間のハクリ強度の評価はBN膜を
研摩した断面にビツカース圧子を押し込んだ際に
発生するクラツクの長さを測定して行なつた。ク
ラツク長が短い方が層間のハクリ強度に優れてい
る。 さらにルツボとしての寿命を評価するため４イ
ンチルツボを作成し、LEC炉でGaAs単結晶引き
上げを繰り返し行ない寿命を評価した。それぞれ
の評価結果を第３表に示す。
【表】
第３表に示したように、回折強度比Ｉ（ｔ−
BN）／Ｉ（ｈ−BN）が１以上であるとクラツク
長が短く、また単結晶引き上げ寿命試験では、
GaAs単結晶引き上げ可能な回数が従来材の２倍
以上となり、剥離強度、寿命ともに優れているこ
とがわかる。 実施例 ２ Al真空蒸着用ルツボとして使用するため第１
表と同一条件で20φ×40のルツボを作成した。
誘導加熱型真空蒸着装置のルツボとしてAlを繰
り返し真空蒸着し寿命を評価した。評価結果を第
４表に示す。
BN）／Ｉ（ｈ−BN）が１以上であるとクラツク
長が短く、また単結晶引き上げ寿命試験では、
GaAs単結晶引き上げ可能な回数が従来材の２倍
以上となり、剥離強度、寿命ともに優れているこ
とがわかる。 実施例 ２ Al真空蒸着用ルツボとして使用するため第１
表と同一条件で20φ×40のルツボを作成した。
誘導加熱型真空蒸着装置のルツボとしてAlを繰
り返し真空蒸着し寿命を評価した。評価結果を第
４表に示す。
【表】
第４表に示した、回折強度比Ｉ（ｔ−BN）／
Ｉ（ｈ−BN）が１以上であるとAl真空蒸着寿命
試験では寿命が従来材のほぼ２倍以上となる。 実施例 ３ 実施例１の同じCVD装置を使用し、反応温度
は1400℃から1900℃、反応圧力は5Torrから
15Torrまで変化させ、第５表に示す条件で各種
BN膜を作成して回折強度比および硬さの評価を
行なつた。 第５表に示したように、回折強度比Ｉ（ｔ−
BN）／Ｉ（ｈ−BN）が１以上である場合には、
硬さはHv80以上である。 実施例１および２の結果からＩ（ｔ−BN）／
Ｉ（ｈ−BN）が１以上である場合には剥離強度
に優れていることが判つており、したがつて、硬
度Hvが80以上のものは層間の剥離強度に優れて
いると判断できる。 本実施例により、必ずしも回折強度比を測定し
なくとも、BN膜の強度を測定するだけで剥
Ｉ（ｈ−BN）が１以上であるとAl真空蒸着寿命
試験では寿命が従来材のほぼ２倍以上となる。 実施例 ３ 実施例１の同じCVD装置を使用し、反応温度
は1400℃から1900℃、反応圧力は5Torrから
15Torrまで変化させ、第５表に示す条件で各種
BN膜を作成して回折強度比および硬さの評価を
行なつた。 第５表に示したように、回折強度比Ｉ（ｔ−
BN）／Ｉ（ｈ−BN）が１以上である場合には、
硬さはHv80以上である。 実施例１および２の結果からＩ（ｔ−BN）／
Ｉ（ｈ−BN）が１以上である場合には剥離強度
に優れていることが判つており、したがつて、硬
度Hvが80以上のものは層間の剥離強度に優れて
いると判断できる。 本実施例により、必ずしも回折強度比を測定し
なくとも、BN膜の強度を測定するだけで剥
上述のように、本発明によるｐ−BNは剥離強
度に優れているので、このｐ−BNを用いたルツ
ボは表面剥離が著しく減少し、従来の２倍以上の
長寿命となつてGaAs単結晶の量産化に寄与する
こと大である。
度に優れているので、このｐ−BNを用いたルツ
ボは表面剥離が著しく減少し、従来の２倍以上の
長寿命となつてGaAs単結晶の量産化に寄与する
こと大である。
第１図はBN膜の（002）面のＸ線回折パター
ンを示す図である。
ンを示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結晶構造が、六方晶窒化硼素とこの六方晶窒
化硼素よりＣ面の面間隔が大きい乱層構造窒化硼
素からなり、Ｘ線回折において六方晶窒化硼素の
回折強度が乱層構造窒化硼素の回折強度以下であ
ることを特徴とする熱分解型窒化硼素。 ２ GaAs単結晶引き上げ用ルツボとして使用す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
熱分解型窒化硼素。 ３ Al真空蒸着用ルツボとして使用することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱分解型
窒化硼素。 ４ 硬さがHv80以上であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の熱分解型窒化硼素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17119985A JPS6236009A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 熱分解型窒化硼素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17119985A JPS6236009A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 熱分解型窒化硼素 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236009A JPS6236009A (ja) | 1987-02-17 |
| JPH044967B2 true JPH044967B2 (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=15918852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17119985A Granted JPS6236009A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 熱分解型窒化硼素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236009A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2532899B2 (ja) * | 1987-12-10 | 1996-09-11 | 憲一 小砂 | 生理活性ヘミセルロ―スの製造方法 |
| JP4932128B2 (ja) | 2001-02-08 | 2012-05-16 | 株式会社アミノアップ化学 | 生理活性作用を有する新規物質、その製造方法及び用途 |
| CN115323475B (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-16 | 北京大学 | 一种高指数晶面六方氮化硼薄膜的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51109912A (ja) * | 1975-02-27 | 1976-09-29 | Union Carbide Corp |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP17119985A patent/JPS6236009A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51109912A (ja) * | 1975-02-27 | 1976-09-29 | Union Carbide Corp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6236009A (ja) | 1987-02-17 |
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