JPH054894A - 化合物半導体の結晶成長法 - Google Patents
化合物半導体の結晶成長法Info
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- JPH054894A JPH054894A JP15177791A JP15177791A JPH054894A JP H054894 A JPH054894 A JP H054894A JP 15177791 A JP15177791 A JP 15177791A JP 15177791 A JP15177791 A JP 15177791A JP H054894 A JPH054894 A JP H054894A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 昇華法あるいはハロゲン輸送法で化合物半導
体のバルク単結晶を気相成長するに際し、バルク単結晶
の結晶径の拡大化及び品質の再現性の向上を図る。 【構成】 成長容器内の原料充填領域と結晶成長領域と
の中間領域に、気体の対流の発生を抑制する手段を付設
して気相成長を行う。
体のバルク単結晶を気相成長するに際し、バルク単結晶
の結晶径の拡大化及び品質の再現性の向上を図る。 【構成】 成長容器内の原料充填領域と結晶成長領域と
の中間領域に、気体の対流の発生を抑制する手段を付設
して気相成長を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、昇華法あるいはハロゲ
ン輸送法を用いた化合物半導体バルク単結晶の成長方法
に、特に、II−VI族化合物半導体（ＺｎＳ，ＺｎＳｅ
等）の結晶成長方法に関する。
ン輸送法を用いた化合物半導体バルク単結晶の成長方法
に、特に、II−VI族化合物半導体（ＺｎＳ，ＺｎＳｅ
等）の結晶成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】昇華法、ハロゲン輸送法は、化合物半導
体のバルク単結晶成長法として用いられ、特にＺｎＳ，
ＺｎＳｅを初めとするII−VI族化合物半導体の単結晶成
長においては、高温高圧下でなされる熔融法等に見られ
る冷却時の相転移点の通過に伴う結晶多形の混入を回避
でき、高品質の単結晶を得る上で有効である。この昇華
法あるいはハロゲン輸送法等の結晶成長法で従来用いら
れてきた結晶成長装置（例えば、特開昭６３−３５４９
２号公報）の概略図を図３に示す。図において１１は成
長容器、１２は支持棒、１３は原料粉末、１４は種結
晶、１５は成長結晶、１６，１７は加熱炉、１８は加熱
炉内の温度分布である。成長容器１１は、例えば石英の
円筒容器からなり、この成長容器の一端に原料粉末１３
が充填され、円錐形状に成型されたもう一端に種結晶１
４が支持棒１２に連結されて設置されている。原料１３
ならびに種結晶１４を装填された成長容器は、縦型ある
いは横型の加熱炉１６内に原料充填領域が高温
（Ｔ4 ）、種結晶１４設置領域、即ち結晶成長領域が低
温（Ｔ5 ）に設定された温度分布１８中に保持され、原
料充填領域と結晶成長領域との間の温度差（Ｔ4 −
Ｔ5 ）による原料蒸気の流れにより原料物質の輸送が生
じ、低温の種結晶１４に結晶１５の成長が進行する。
体のバルク単結晶成長法として用いられ、特にＺｎＳ，
ＺｎＳｅを初めとするII−VI族化合物半導体の単結晶成
長においては、高温高圧下でなされる熔融法等に見られ
る冷却時の相転移点の通過に伴う結晶多形の混入を回避
でき、高品質の単結晶を得る上で有効である。この昇華
法あるいはハロゲン輸送法等の結晶成長法で従来用いら
れてきた結晶成長装置（例えば、特開昭６３−３５４９
２号公報）の概略図を図３に示す。図において１１は成
長容器、１２は支持棒、１３は原料粉末、１４は種結
晶、１５は成長結晶、１６，１７は加熱炉、１８は加熱
炉内の温度分布である。成長容器１１は、例えば石英の
円筒容器からなり、この成長容器の一端に原料粉末１３
が充填され、円錐形状に成型されたもう一端に種結晶１
４が支持棒１２に連結されて設置されている。原料１３
ならびに種結晶１４を装填された成長容器は、縦型ある
いは横型の加熱炉１６内に原料充填領域が高温
（Ｔ4 ）、種結晶１４設置領域、即ち結晶成長領域が低
温（Ｔ5 ）に設定された温度分布１８中に保持され、原
料充填領域と結晶成長領域との間の温度差（Ｔ4 −
Ｔ5 ）による原料蒸気の流れにより原料物質の輸送が生
じ、低温の種結晶１４に結晶１５の成長が進行する。
【０００３】上記の成長方法を用い、例えばＺｎＳをハ
ロゲン（ヨウ素）輸送法により成長させた場合、大型の
もので１０×１０×１５ｍｍ3 程度の均質部分を有する
単結晶が得られている。しかしながら、成長容器内の対
流の影響により、多結晶の成長あるいは容器内壁への成
長がしばしば発生する場合があった。また、単結晶が得
られる場合においても成長結晶の一部に形状の乱れが含
まれる場合があり、形状の整った単結晶の得られる割合
は約５０％以下であった。
ロゲン（ヨウ素）輸送法により成長させた場合、大型の
もので１０×１０×１５ｍｍ3 程度の均質部分を有する
単結晶が得られている。しかしながら、成長容器内の対
流の影響により、多結晶の成長あるいは容器内壁への成
長がしばしば発生する場合があった。また、単結晶が得
られる場合においても成長結晶の一部に形状の乱れが含
まれる場合があり、形状の整った単結晶の得られる割合
は約５０％以下であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
成長法では、成長容器内の原料充填領域と結晶成長領域
との間の空間に、強いて容器内の気体の流れを制御する
ための手段は設けられておらず、成長容器内の対流の影
響のために再現性良く単結晶を得ることができない、さ
らにまた、得られた単結晶中にも結晶形状の乱れが含ま
れるという問題点を有していた。しかも、対流の影響は
成長容器の径大化とともに増大するため、上記の問題点
は成長容器を大型化した際により顕著に現れ、大型の単
結晶を再現性良く成長させることは極めて困難であっ
た。
成長法では、成長容器内の原料充填領域と結晶成長領域
との間の空間に、強いて容器内の気体の流れを制御する
ための手段は設けられておらず、成長容器内の対流の影
響のために再現性良く単結晶を得ることができない、さ
らにまた、得られた単結晶中にも結晶形状の乱れが含ま
れるという問題点を有していた。しかも、対流の影響は
成長容器の径大化とともに増大するため、上記の問題点
は成長容器を大型化した際により顕著に現れ、大型の単
結晶を再現性良く成長させることは極めて困難であっ
た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる点に鑑
みてなされたものであって、昇華法あるいはハロゲン輸
送法を用いた化合物半導体の結晶成長方法において、成
長容器内の原料充填領域と結晶成長領域との間に容器内
の気体の対流の発生を抑制しうる構造物を設置して、結
晶成長を行うものであって、成長容器の原料充填領域と
結晶成長領域との中間の領域に少なくとも１枚の格子板
を設けること、あるいは該成長容器よりも小なる内径を
有する細管を成長容器内径に密に束ねて配設することに
より、成長容器内での原料蒸気の対流の発生を抑制する
ことを特徴とする化合物半導体の結晶成長法である。
みてなされたものであって、昇華法あるいはハロゲン輸
送法を用いた化合物半導体の結晶成長方法において、成
長容器内の原料充填領域と結晶成長領域との間に容器内
の気体の対流の発生を抑制しうる構造物を設置して、結
晶成長を行うものであって、成長容器の原料充填領域と
結晶成長領域との中間の領域に少なくとも１枚の格子板
を設けること、あるいは該成長容器よりも小なる内径を
有する細管を成長容器内径に密に束ねて配設することに
より、成長容器内での原料蒸気の対流の発生を抑制する
ことを特徴とする化合物半導体の結晶成長法である。
【０００６】本発明において用いる成長容器の形状とし
ては、生産性、耐圧性等から円筒形状とすることが好ま
しく、その寸法としては、成長させる結晶の大きさ（原
料充填量）に依存するが、実用的な大きさ（１５×１５
×１５ｍｍ3 〜７５×７５×１５０ｍｍ3 ）の結晶を得
るためには内径２０〜１００ｍｍ、長さ５０〜８００ｍ
ｍ程度とすることが好ましい。そして、容器内の対流の
発生を抑制するための内部構造として格子板を用いる場
合、その設置位置としては例えば、成長結晶の設定寸法
（成長終端）から成長容器内径の０．２〜１倍程度の位
置とすることで、結晶成長領域での対流の発生を有効に
抑え、なおかつ設定寸法の結晶を成長させるのに必要な
空間を確保することができ好適である。さらに、複数の
格子板を配設する場合には、成長領域に最近接して設置
された格子板より順次原料領域に向かって成長容器内径
と同程度以下の間隔をもって設置することが好ましい。
なお、格子板の構造としては、例えば平板に多数の貫通
穴を設けたもの、あるいは格子状のものを用いることが
できる。その貫通孔もしくは格子の開口部の大きさとし
ては、成長容器内径よりも十分小さく（１／５以下）す
ることで対流の抑制を十分に抑えることができる。
ては、生産性、耐圧性等から円筒形状とすることが好ま
しく、その寸法としては、成長させる結晶の大きさ（原
料充填量）に依存するが、実用的な大きさ（１５×１５
×１５ｍｍ3 〜７５×７５×１５０ｍｍ3 ）の結晶を得
るためには内径２０〜１００ｍｍ、長さ５０〜８００ｍ
ｍ程度とすることが好ましい。そして、容器内の対流の
発生を抑制するための内部構造として格子板を用いる場
合、その設置位置としては例えば、成長結晶の設定寸法
（成長終端）から成長容器内径の０．２〜１倍程度の位
置とすることで、結晶成長領域での対流の発生を有効に
抑え、なおかつ設定寸法の結晶を成長させるのに必要な
空間を確保することができ好適である。さらに、複数の
格子板を配設する場合には、成長領域に最近接して設置
された格子板より順次原料領域に向かって成長容器内径
と同程度以下の間隔をもって設置することが好ましい。
なお、格子板の構造としては、例えば平板に多数の貫通
穴を設けたもの、あるいは格子状のものを用いることが
できる。その貫通孔もしくは格子の開口部の大きさとし
ては、成長容器内径よりも十分小さく（１／５以下）す
ることで対流の抑制を十分に抑えることができる。
【０００７】一方、成長容器内に細管の束を設置して、
対流の発生を抑制する場合、その設置位置としては、格
子板を用いた場合と同様に、成長結晶の設定寸法より成
長容器内径の０．２〜１倍程度の間隔をあけて設置する
ことが好ましい。また、その内径は、成長容器内径の１
／５以下とすることが好ましい。成長時に温度分布に関
しては、例えば、高温の原料領域ならびに低温の結晶成
長領域をそれぞれ均一な温度に保ち、２つの温度領域間
に急峻な温度勾配をつけた階段状の２温度分布を用い
る。あるいはまた、中間領域に設置された対流抑制のた
めの構造物への自然核発生の抑止を確実にするために中
間領域の温度を原料領域よりも僅かに高温に設定した温
度分布を用いる。
対流の発生を抑制する場合、その設置位置としては、格
子板を用いた場合と同様に、成長結晶の設定寸法より成
長容器内径の０．２〜１倍程度の間隔をあけて設置する
ことが好ましい。また、その内径は、成長容器内径の１
／５以下とすることが好ましい。成長時に温度分布に関
しては、例えば、高温の原料領域ならびに低温の結晶成
長領域をそれぞれ均一な温度に保ち、２つの温度領域間
に急峻な温度勾配をつけた階段状の２温度分布を用い
る。あるいはまた、中間領域に設置された対流抑制のた
めの構造物への自然核発生の抑止を確実にするために中
間領域の温度を原料領域よりも僅かに高温に設定した温
度分布を用いる。
【０００８】
【作用】成長容器の原料充填領域と結晶成長領域との中
間の領域に、容器内の気体の流れに作用する内部構造物
を設置することにより成長容器内での原料蒸気の対流の
発生が抑制され、形状の整った単結晶を再現性良く成長
させることが可能となった。特に、径大化した成長容器
を用いた場合に対流の発生を抑制することが顕著であ
り、従来より大型の単結晶を成長させること可能となっ
た。
間の領域に、容器内の気体の流れに作用する内部構造物
を設置することにより成長容器内での原料蒸気の対流の
発生が抑制され、形状の整った単結晶を再現性良く成長
させることが可能となった。特に、径大化した成長容器
を用いた場合に対流の発生を抑制することが顕著であ
り、従来より大型の単結晶を成長させること可能となっ
た。
【０００９】
実施例１
図１に本発明の化合物半導体結晶成長方法に用いる結晶
成長装置の概略図を示す。同図において、１は成長容
器、２は支持棒、３は原料粉末、４は種結晶、５は成長
結晶、６は格子板、７は加熱炉、８は加熱炉の温度分布
である。成長容器１は基本的には図４に示されるような
従来例と同様の石英製の円筒形容器であって、その内径
は５０ｍｍ、長さは２００ｍｍとし、平坦終焉された底
部より６０ｍｍ、８５ｍｍ、１１０ｍｍ、１３５ｍｍの
位置に直径３ｍｍ程度の貫通孔を多数設けた厚さ約２ｍ
ｍ格子板を設置した。昇華法の場合、原料粉末を容器の
底部に充填し、種結晶４は円錐形終焉部の頭頂部に支持
棒２により固定支持して設置した。ハロゲン輸送法の場
合には、さらに輸送媒体であるハロゲンを充填した。こ
の成長容器を、原料充填領域、格子板設置領域（中間領
域）、結晶成長領域の３つの領域がそれぞれ、Ｔ1 ，Ｔ
2 , Ｔ3 （Ｔ2 ≧Ｔ1 ＞ Ｔ3 ）の均一な温度に保たれ
た温度分布８を持つ加熱炉７内に保持することにより成
長を行った。
成長装置の概略図を示す。同図において、１は成長容
器、２は支持棒、３は原料粉末、４は種結晶、５は成長
結晶、６は格子板、７は加熱炉、８は加熱炉の温度分布
である。成長容器１は基本的には図４に示されるような
従来例と同様の石英製の円筒形容器であって、その内径
は５０ｍｍ、長さは２００ｍｍとし、平坦終焉された底
部より６０ｍｍ、８５ｍｍ、１１０ｍｍ、１３５ｍｍの
位置に直径３ｍｍ程度の貫通孔を多数設けた厚さ約２ｍ
ｍ格子板を設置した。昇華法の場合、原料粉末を容器の
底部に充填し、種結晶４は円錐形終焉部の頭頂部に支持
棒２により固定支持して設置した。ハロゲン輸送法の場
合には、さらに輸送媒体であるハロゲンを充填した。こ
の成長容器を、原料充填領域、格子板設置領域（中間領
域）、結晶成長領域の３つの領域がそれぞれ、Ｔ1 ，Ｔ
2 , Ｔ3 （Ｔ2 ≧Ｔ1 ＞ Ｔ3 ）の均一な温度に保たれ
た温度分布８を持つ加熱炉７内に保持することにより成
長を行った。
【００１０】本実施例によりヨウ素を輸送媒体としたハ
ロゲン輸送法でＺｎＳを成長させる場合、高純度ＺｎＳ
原料粉末（２００ｇ）、ヨウ素、ならびに種結晶（７ｍ
ｍ×７ｍｍの（１１１）Ａ方位のＺｎＳ単結晶片）を成
長容器中に封入し、原料領域温度Ｔ1 ＝８５０℃、中間
領域温度Ｔ2 ＝８５５℃、結晶成長領域温度Ｔ3 ＝８４
０℃に設定された温度分布中に３０日間保持すること
で、３０ｍｍ×３０ｍｍ×４０ｍｍ程度の均質部分が結
晶のほぼ８５％を絞める形状の整った大型のＺｎＳバル
ク単結晶を８０％以上の高い確率で得ることができた。 実施例２ 図２に本発明の第２の実施例に用いる成長装置の概略図
を示す。同図において１は成長容器、２は支持棒、３は
原料粉末、４は種結晶、５は成長結晶、９は細管束であ
り、成長装置の中間領域に設けられた細管束９以外は実
施例１で示した成長容器と同様のものである。細管束９
は、内径３ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、長さ７０ｍｍの石英
製細管を成長容器の底部から６０〜１３０ｍｍの中間領
域に成長容器内径中に密に束ねて設置したものである。
加熱炉の温度分布として、実施例１と同様の階段状のも
のを用いることができる。あるいはまた、高温の原料充
填領域と低温の結晶成長領域との間に温度勾配を有する
傾斜型の温度分布１０を用いることもできる。この成長
容器を用いた場合も実施例１の場合と同様に、ヨウ素輸
送法によるＺｎＳの大型バルク単結晶を再現性良く成長
させることができた。 実施例３ 本発明の結晶成長方法を用いて、昇華法によりＺｎＳｅ
の成長を行った。成長容器としては、実施例１あるいは
２と同様の形状、寸法を持つものを用い、原料として高
純度のＺｎＳｅ粉末（１５０ｇ）を、種結晶として（１
１１）面のＺｎＳｅ小単結晶（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を
充填し、原料領域温度９２０℃、成長領域温度９００
℃、中間領域の温度勾配２℃／ｃｍの傾斜型温度分布中
で成長を行った。約３０日間の成長で、２０×２０×３
０ｍｍ3 程度の均質部分を有する大型の単結晶を再現性
良く得ることができた。 実施例４ 本発明の結晶成長方法を用い、ヨウ素輸送法によりＺｎ
Ｓ0.4 Ｓｅ0.6 の成長を行った。成長容器、あるいは加
熱炉の温度分布等は実施例１あるいは２と同様のものを
用いた。原料として高純度のＺｎＳおよびＺｎＳｅ粉末
を４：６のモル比で混合焼成したものを、種結晶として
（１１１）Ａ面のＺｎＳ0.4 Ｓｅ0.6 単結晶の小片をヨ
ウ素とともに成長容器に封入した。成長は、原料部温度
８５０℃、成長部温度８４０℃、中間領域の温度勾配
１．５℃／ｃｍの傾斜型の温度分布中で約３０日間成長
させることにより３０×３０×４０ｍｍ3 のＺｎＳ0.4
Ｓｅ 0.6 単結晶を再現性良く得ることができた。なお、
成長させるＺｎＳＳｅ単結晶の混晶組成は、原料の仕込
み組成と等しいものが得られ、全混晶組成範囲のものを
再現性良く得る事ができた。また、結晶中の組成のばら
つきは０．１％以下であり、均一性の高い混晶結晶を得
ることができた。 実施例５ 本発明の結晶成長方法を用い、ヨウ素輸送法によりＺｎ
0.5 Ｃｄ0.5 Ｓの成長を行った。成長容器、あるいは加
熱炉の温度分布等は実施例１あるいは２と同様のものを
用いた。原料として高純度のＺｎＳおよびＣｄＳ粉末を
１：１のモル比で混合したものを、種結晶として（１１
１）Ａ面のＺｎ0.5 Ｃｄ0.5 Ｓ単結晶の小片をヨウ素と
ともに成長容器に封入した。成長は、原料部温度８００
℃、成長部温度７９２℃、中間領域の温度８０３℃の階
段状の温度分布中で約３０日成長させることにより３０
×３０×４０ｍｍ3 のＺｎ0.5 Ｃｄ0.5 Ｓ単結晶を再現
性良く得ることができた。本実施例においても実施例４
のＺｎＳＳｅの成長と同様に原料仕込み組成により全組
成範囲のＺｎＣｄＳを再現性良く成長させることができ
た。 実施例６ 本発明の結晶成長方法を用い、ヨウ素輸送法によりＺｎ
0.3 Ｃｄ0.7 Ｓ0.4 Ｓｅ0.6 の成長を行った。成長容
器、あるいは加熱炉の温度分布等は実施例１あるいは２
と同様のものを用いた。原料として高純度ＺｎＳ、Ｚｎ
Ｓｅ、ＣｄＳならびにＣｄＳｅ粉末を６：９：１４：２
１のモル比で混合焼成したものを、種結晶として（１１
１）Ａ面のＺｎ0.3 Ｃｄ0.7 Ｓ0.4 Ｓｅ0.6 単結晶の小
片をヨウ素とともに成長容器に封入した。成長は、原料
部温度８２０℃、成長部温度８１２℃、中間領域の温度
８２２℃の階段状の温度分布中で約３０日間成長させる
ことにより３０×３０×４０ｍｍ3 のＺｎ0.3 Ｃｄ0.7
Ｓ0.4 Ｓｅ0.6 単結晶を再現性良く得ることができた。
本実施例においても実施例４、５のＺｎＳＳｅあるいは
ＺｎＣｄＳの成長と同様に原料仕込み組成により全組成
範囲のＺｎＣｄＳＳｅを再現性良く成長させることがで
きた。
ロゲン輸送法でＺｎＳを成長させる場合、高純度ＺｎＳ
原料粉末（２００ｇ）、ヨウ素、ならびに種結晶（７ｍ
ｍ×７ｍｍの（１１１）Ａ方位のＺｎＳ単結晶片）を成
長容器中に封入し、原料領域温度Ｔ1 ＝８５０℃、中間
領域温度Ｔ2 ＝８５５℃、結晶成長領域温度Ｔ3 ＝８４
０℃に設定された温度分布中に３０日間保持すること
で、３０ｍｍ×３０ｍｍ×４０ｍｍ程度の均質部分が結
晶のほぼ８５％を絞める形状の整った大型のＺｎＳバル
ク単結晶を８０％以上の高い確率で得ることができた。 実施例２ 図２に本発明の第２の実施例に用いる成長装置の概略図
を示す。同図において１は成長容器、２は支持棒、３は
原料粉末、４は種結晶、５は成長結晶、９は細管束であ
り、成長装置の中間領域に設けられた細管束９以外は実
施例１で示した成長容器と同様のものである。細管束９
は、内径３ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、長さ７０ｍｍの石英
製細管を成長容器の底部から６０〜１３０ｍｍの中間領
域に成長容器内径中に密に束ねて設置したものである。
加熱炉の温度分布として、実施例１と同様の階段状のも
のを用いることができる。あるいはまた、高温の原料充
填領域と低温の結晶成長領域との間に温度勾配を有する
傾斜型の温度分布１０を用いることもできる。この成長
容器を用いた場合も実施例１の場合と同様に、ヨウ素輸
送法によるＺｎＳの大型バルク単結晶を再現性良く成長
させることができた。 実施例３ 本発明の結晶成長方法を用いて、昇華法によりＺｎＳｅ
の成長を行った。成長容器としては、実施例１あるいは
２と同様の形状、寸法を持つものを用い、原料として高
純度のＺｎＳｅ粉末（１５０ｇ）を、種結晶として（１
１１）面のＺｎＳｅ小単結晶（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を
充填し、原料領域温度９２０℃、成長領域温度９００
℃、中間領域の温度勾配２℃／ｃｍの傾斜型温度分布中
で成長を行った。約３０日間の成長で、２０×２０×３
０ｍｍ3 程度の均質部分を有する大型の単結晶を再現性
良く得ることができた。 実施例４ 本発明の結晶成長方法を用い、ヨウ素輸送法によりＺｎ
Ｓ0.4 Ｓｅ0.6 の成長を行った。成長容器、あるいは加
熱炉の温度分布等は実施例１あるいは２と同様のものを
用いた。原料として高純度のＺｎＳおよびＺｎＳｅ粉末
を４：６のモル比で混合焼成したものを、種結晶として
（１１１）Ａ面のＺｎＳ0.4 Ｓｅ0.6 単結晶の小片をヨ
ウ素とともに成長容器に封入した。成長は、原料部温度
８５０℃、成長部温度８４０℃、中間領域の温度勾配
１．５℃／ｃｍの傾斜型の温度分布中で約３０日間成長
させることにより３０×３０×４０ｍｍ3 のＺｎＳ0.4
Ｓｅ 0.6 単結晶を再現性良く得ることができた。なお、
成長させるＺｎＳＳｅ単結晶の混晶組成は、原料の仕込
み組成と等しいものが得られ、全混晶組成範囲のものを
再現性良く得る事ができた。また、結晶中の組成のばら
つきは０．１％以下であり、均一性の高い混晶結晶を得
ることができた。 実施例５ 本発明の結晶成長方法を用い、ヨウ素輸送法によりＺｎ
0.5 Ｃｄ0.5 Ｓの成長を行った。成長容器、あるいは加
熱炉の温度分布等は実施例１あるいは２と同様のものを
用いた。原料として高純度のＺｎＳおよびＣｄＳ粉末を
１：１のモル比で混合したものを、種結晶として（１１
１）Ａ面のＺｎ0.5 Ｃｄ0.5 Ｓ単結晶の小片をヨウ素と
ともに成長容器に封入した。成長は、原料部温度８００
℃、成長部温度７９２℃、中間領域の温度８０３℃の階
段状の温度分布中で約３０日成長させることにより３０
×３０×４０ｍｍ3 のＺｎ0.5 Ｃｄ0.5 Ｓ単結晶を再現
性良く得ることができた。本実施例においても実施例４
のＺｎＳＳｅの成長と同様に原料仕込み組成により全組
成範囲のＺｎＣｄＳを再現性良く成長させることができ
た。 実施例６ 本発明の結晶成長方法を用い、ヨウ素輸送法によりＺｎ
0.3 Ｃｄ0.7 Ｓ0.4 Ｓｅ0.6 の成長を行った。成長容
器、あるいは加熱炉の温度分布等は実施例１あるいは２
と同様のものを用いた。原料として高純度ＺｎＳ、Ｚｎ
Ｓｅ、ＣｄＳならびにＣｄＳｅ粉末を６：９：１４：２
１のモル比で混合焼成したものを、種結晶として（１１
１）Ａ面のＺｎ0.3 Ｃｄ0.7 Ｓ0.4 Ｓｅ0.6 単結晶の小
片をヨウ素とともに成長容器に封入した。成長は、原料
部温度８２０℃、成長部温度８１２℃、中間領域の温度
８２２℃の階段状の温度分布中で約３０日間成長させる
ことにより３０×３０×４０ｍｍ3 のＺｎ0.3 Ｃｄ0.7
Ｓ0.4 Ｓｅ0.6 単結晶を再現性良く得ることができた。
本実施例においても実施例４、５のＺｎＳＳｅあるいは
ＺｎＣｄＳの成長と同様に原料仕込み組成により全組成
範囲のＺｎＣｄＳＳｅを再現性良く成長させることがで
きた。
【００１１】
【発明の効果】本発明により、昇華法あるいはハロゲン
輸送法を用いた化合物半導体の結晶成長方法において、
成長容器内の原料蒸気の対流の発生を抑制することによ
り、大型の単結晶を再現性良く成長させることが可能と
なり、化合物半導体デバイス用及びエピタキシャル成長
基板用の結晶材料として産業上実用的な大きさ、結晶品
質の化合物半導体結晶を提供することが可能となる。
輸送法を用いた化合物半導体の結晶成長方法において、
成長容器内の原料蒸気の対流の発生を抑制することによ
り、大型の単結晶を再現性良く成長させることが可能と
なり、化合物半導体デバイス用及びエピタキシャル成長
基板用の結晶材料として産業上実用的な大きさ、結晶品
質の化合物半導体結晶を提供することが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例の化合物半導体の結晶成
長法において用いる成長装置の概略図である。
長法において用いる成長装置の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施例において用いる成長装置
の概略図である。
の概略図である。
【図３】従来の化合物半導体の結晶成長法において用い
られる成長装置の概略図である。
られる成長装置の概略図である。
１，１１ 成長容器
２，１２ 支持棒
３，１３ 原料粉末
４，１４ 種結晶
５，１５ 成長結晶
６ 格子板
７，１６，１７ 加熱炉
８，１８ 加熱炉内の温度分布
９ 細管束
Claims (3)
- 【請求項１】 昇華法あるいはハロゲン輸送法を用いた
化合物半導体バルク単結晶の気相成長方法において、成
長容器の原料充填領域と結晶成長領域との中間の領域に
該成長容器内の気体の対流の発生を抑制しうる内部構造
物を設置し、気相成長を行うことを特徴とする化合物半
導体の結晶成長方法。 - 【請求項２】 内部構造物が、少なくとも１枚の格子板
からなる請求項１に記載の化合物半導体の結晶成長法。 - 【請求項３】 内部構造が該成長容器よりも小なる内径
を有する細管の束からなりかつ成長容器内径に密に配設
されている請求項１に記載の化合物半導体の結晶成長方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15177791A JP3231050B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 化合物半導体の結晶成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15177791A JP3231050B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 化合物半導体の結晶成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH054894A true JPH054894A (ja) | 1993-01-14 |
| JP3231050B2 JP3231050B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=15526074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15177791A Expired - Fee Related JP3231050B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 化合物半導体の結晶成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231050B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08119792A (ja) * | 1994-10-21 | 1996-05-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 昇華法における結晶化速度の測定方法、結晶の精製方法及び単結晶の成長方法 |
| EP0819785A1 (en) * | 1996-07-15 | 1998-01-21 | Sumitomo Electric Industries, Limited | A method of suppressing convection in a fluid in a cylindrical vessel |
| JP2012140325A (ja) * | 2012-03-21 | 2012-07-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶の成長方法およびｉｉｉ族窒化物半導体結晶の成長装置 |
| CN104962989A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-07 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种pvt法制备单晶用可控制载气流场的单晶炉 |
-
1991
- 1991-06-24 JP JP15177791A patent/JP3231050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08119792A (ja) * | 1994-10-21 | 1996-05-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 昇華法における結晶化速度の測定方法、結晶の精製方法及び単結晶の成長方法 |
| EP0819785A1 (en) * | 1996-07-15 | 1998-01-21 | Sumitomo Electric Industries, Limited | A method of suppressing convection in a fluid in a cylindrical vessel |
| US6464781B2 (en) * | 1996-07-15 | 2002-10-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of suppressing convection in a fluid in a cylindrical vessel |
| JP2012140325A (ja) * | 2012-03-21 | 2012-07-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶の成長方法およびｉｉｉ族窒化物半導体結晶の成長装置 |
| CN104962989A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-07 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种pvt法制备单晶用可控制载气流场的单晶炉 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3231050B2 (ja) | 2001-11-19 |
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