JPH069024Y2 - 化合物半導体単結晶製造装置 - Google Patents
化合物半導体単結晶製造装置Info
- Publication number
- JPH069024Y2 JPH069024Y2 JP4632588U JP4632588U JPH069024Y2 JP H069024 Y2 JPH069024 Y2 JP H069024Y2 JP 4632588 U JP4632588 U JP 4632588U JP 4632588 U JP4632588 U JP 4632588U JP H069024 Y2 JPH069024 Y2 JP H069024Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- compound semiconductor
- quartz
- quartz boat
- boat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、化合物半導体単結晶製造装置、特に石英ボー
トの熱変形防止に関するものである。
トの熱変形防止に関するものである。
［従来の技術］ 水平ブリッジマン法（横形ボート法）を用いて例えばガ
リウム・ヒ素（ＧａＡｓ）の単結晶を製造する場合は、
通常、石英ガラス製のボートが使用される。石英ガラス
は不純物が少なくて熱伝導度が低く、また、前処理を行
なえばＧａＡｓ結晶といわゆる「ぬれ」を生じない等の
特徴があるため広く用いられているが、ボート内でＧａ
Ａｓの融液を作製する場合はＧａＡｓの融点が１２３８
℃と高温のためボート自体がこの温度の影響を受けて変
形する場合がある。例えば初回の結晶成長の場合でも自
重およびＧａＡｓ融液の重量によってボートに広がり変
形を生じ、極端な場合はボートの側壁がボートを収納す
る石英アンプルに接触して融着を生じ、冷却後アンプル
からボートや結晶を取出そうとしても取出せない現象が
生じる。したがってこのような現象を防止するため、最
近では耐熱性のセラミックス材料を用いてボートの外側
を補強する方式のものが用いられるようになった。
リウム・ヒ素（ＧａＡｓ）の単結晶を製造する場合は、
通常、石英ガラス製のボートが使用される。石英ガラス
は不純物が少なくて熱伝導度が低く、また、前処理を行
なえばＧａＡｓ結晶といわゆる「ぬれ」を生じない等の
特徴があるため広く用いられているが、ボート内でＧａ
Ａｓの融液を作製する場合はＧａＡｓの融点が１２３８
℃と高温のためボート自体がこの温度の影響を受けて変
形する場合がある。例えば初回の結晶成長の場合でも自
重およびＧａＡｓ融液の重量によってボートに広がり変
形を生じ、極端な場合はボートの側壁がボートを収納す
る石英アンプルに接触して融着を生じ、冷却後アンプル
からボートや結晶を取出そうとしても取出せない現象が
生じる。したがってこのような現象を防止するため、最
近では耐熱性のセラミックス材料を用いてボートの外側
を補強する方式のものが用いられるようになった。
［考案が解決しようとする課題］ 上述したように、ボートの熱変形を防止するため耐熱性
のセラミックスで補強されたボートが用いられるように
なったが、実際にこのようなボートを作成して単結晶の
成長を行なわせてみると、処理温度を上げて結晶を成長
させる過程では特に異常は生じないが、成長が終了して
冷却する過程でセラミックス補強材の熱収縮率が石英ボ
ートのそれよりも大きいため、石英ボートまたは補強材
が割れる現象が生じ、ボートをその都度交換しなければ
ならない不便が発生した。
のセラミックスで補強されたボートが用いられるように
なったが、実際にこのようなボートを作成して単結晶の
成長を行なわせてみると、処理温度を上げて結晶を成長
させる過程では特に異常は生じないが、成長が終了して
冷却する過程でセラミックス補強材の熱収縮率が石英ボ
ートのそれよりも大きいため、石英ボートまたは補強材
が割れる現象が生じ、ボートをその都度交換しなければ
ならない不便が発生した。
本考案の目的は、石英ボートの熱変形を防止し結晶を安
定に成長させる化合物半導体単結晶製造装置を提供する
ことにある。
定に成長させる化合物半導体単結晶製造装置を提供する
ことにある。
［課題を解決するための手段］ 本考案は、化合物半導体の一方の構成元素と種結晶とを
入れた石英ボートを他方の構成元素と共に石英アンプル
に封入して前記化合物半導体の単結晶を育成する化合物
半導体単結晶製造装置において、前記石英ボートの外側
に、この石英ボートと相似の形状を有し底部にこの底部
を可動自在とする可動連結部を具え前記石英ボートを補
強して熱変形を抑止する変形防止治具が設けてあること
を特徴とし、結晶が安定に成長できるようにして目的の
達成を計ったものである。
入れた石英ボートを他方の構成元素と共に石英アンプル
に封入して前記化合物半導体の単結晶を育成する化合物
半導体単結晶製造装置において、前記石英ボートの外側
に、この石英ボートと相似の形状を有し底部にこの底部
を可動自在とする可動連結部を具え前記石英ボートを補
強して熱変形を抑止する変形防止治具が設けてあること
を特徴とし、結晶が安定に成長できるようにして目的の
達成を計ったものである。
［作用］ 本考案の化合物半導体単結晶製造装置では、石英ボート
を石英アンプルにセットして単結晶生成を行なう場合、
石英ボートが反応炉より加えられる熱によって変形する
のを防止するため、石英ボートの外側にこれと相似形の
耐熱セラミックス等を用いた変形防止治具を設け、石英
ボートの広がり変形を外側から抑制するようにしている
ので、石英ボートは高温状態においても変形せず安定し
た単結晶成長を行なわせることができる。変形防止治具
には底部の一個所または複数箇所に可動連結部を設け、
結晶成長後の冷却時に生ずる変形防止治具の収縮を可動
連結部を折曲げ、あるいは取外すことにより防止するよ
うにしているので結晶を損わずに取出すことができる。
を石英アンプルにセットして単結晶生成を行なう場合、
石英ボートが反応炉より加えられる熱によって変形する
のを防止するため、石英ボートの外側にこれと相似形の
耐熱セラミックス等を用いた変形防止治具を設け、石英
ボートの広がり変形を外側から抑制するようにしている
ので、石英ボートは高温状態においても変形せず安定し
た単結晶成長を行なわせることができる。変形防止治具
には底部の一個所または複数箇所に可動連結部を設け、
結晶成長後の冷却時に生ずる変形防止治具の収縮を可動
連結部を折曲げ、あるいは取外すことにより防止するよ
うにしているので結晶を損わずに取出すことができる。
［実施例］ 以下、本考案の一実施例について図を用いて説明する。
第１図（ａ），（ｂ）は本考案の化合物半導体単結晶製
造装置の一実施例を示す石英アンプルに石英ボートをセ
ットした場合の断面図、同図（ａ）は石英ボートが角形
の場合、同図（ｂ）はＤ型の場合を示す。
造装置の一実施例を示す石英アンプルに石英ボートをセ
ットした場合の断面図、同図（ａ）は石英ボートが角形
の場合、同図（ｂ）はＤ型の場合を示す。
第２図は（ａ），（ｂ）は変形防止治具の断面図で、同
図（ａ）は可動連結部を一個所に設けた場合，同図
（ｂ）は２個所に設けた場合を示す。
図（ａ）は可動連結部を一個所に設けた場合，同図
（ｂ）は２個所に設けた場合を示す。
各図において１は石英アンプル、２は石英ボート、３は
変形防止治具を示す。４および５は変形防止治具３の底
部に設けられた可動連結部で、４は取外し可能な連結
部、５は折り曲げ可能な連結部を示す。６は例えばＧａ
Ａｓの融液、７は石英ボート２の受け台を示す。
変形防止治具を示す。４および５は変形防止治具３の底
部に設けられた可動連結部で、４は取外し可能な連結
部、５は折り曲げ可能な連結部を示す。６は例えばＧａ
Ａｓの融液、７は石英ボート２の受け台を示す。
この実施例においては、石英ボート２が角形の場合は変
形防止治具３もこれと相似の角形となり、石英ボート２
がＤ形の場合は変形防止治具３と同じくＤ形となる。
形防止治具３もこれと相似の角形となり、石英ボート２
がＤ形の場合は変形防止治具３と同じくＤ形となる。
この場合石英ボート２と変形防止治具３との間は可動連
結部４あるいは５を調節することにより密着させること
ができるから、石英ボート２に広がり変形を生じても変
形防止治具３によって抑止することが可能となる。
結部４あるいは５を調節することにより密着させること
ができるから、石英ボート２に広がり変形を生じても変
形防止治具３によって抑止することが可能となる。
実施例に示す装置を用いてＧａＡｓの単結晶を製造する
場合は、石英アンプル１の一端に石英ボート２を配置し
その中に種結晶と金属Ｇａ2000ｇを入れる。石英アンプ
ル１の他端には金属Ａｓをセットして石英アンプル１を
５×１０-6トル（Torr）以下の圧力で１時間以上真空状
態となるよう排気して封じ切る。
場合は、石英アンプル１の一端に石英ボート２を配置し
その中に種結晶と金属Ｇａ2000ｇを入れる。石英アンプ
ル１の他端には金属Ａｓをセットして石英アンプル１を
５×１０-6トル（Torr）以下の圧力で１時間以上真空状
態となるよう排気して封じ切る。
次に、この石英アンプル１を高低二連式の電気炉にセッ
トしてボート２の部分を１２００℃以上、Ａｓ側を６１
０℃としてＧａＡｓを合成し、石英ボート２の長さ方向
に１℃／cmの温度傾斜を与えながら種結晶部の温度を１
２３８℃に調整する。種結晶を若干溶解させた後１℃／
時の速度で降温して単結晶を成長させた後、全体を固化
させるさらに１００℃／時の速度で室温まで冷却して単
結晶の製造を完了する。
トしてボート２の部分を１２００℃以上、Ａｓ側を６１
０℃としてＧａＡｓを合成し、石英ボート２の長さ方向
に１℃／cmの温度傾斜を与えながら種結晶部の温度を１
２３８℃に調整する。種結晶を若干溶解させた後１℃／
時の速度で降温して単結晶を成長させた後、全体を固化
させるさらに１００℃／時の速度で室温まで冷却して単
結晶の製造を完了する。
このようにしてＧａＡｓの単結晶を製造した後、石英ア
ンプル１を開封して結晶を取出した結果、石英ボート２
および変形防止治具３には共に変形を生じていないこと
が認められた。
ンプル１を開封して結晶を取出した結果、石英ボート２
および変形防止治具３には共に変形を生じていないこと
が認められた。
この場合、変形防止治具３は石英ボート２を多少持上げ
るように動作しているが、これは冷却時の収縮により生
ずる応力変化を抑制して変形防止治具３、したがって石
英ボート２の変形を抑止し、高品質の結晶が得られるよ
うに動作していることを示す。
るように動作しているが、これは冷却時の収縮により生
ずる応力変化を抑制して変形防止治具３、したがって石
英ボート２の変形を抑止し、高品質の結晶が得られるよ
うに動作していることを示す。
変形防止治具３の材質としては、炭化珪素（ＳｉＣ）、
アジ化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ
３Ｎ４）よりなるセラミックスが用いられるが、耐熱性
に優れ、ＧａＡｓや石英と反応を生じないものであれば
特に制限はない。
アジ化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ
３Ｎ４）よりなるセラミックスが用いられるが、耐熱性
に優れ、ＧａＡｓや石英と反応を生じないものであれば
特に制限はない。
以上述べたように、本実施例を用いることにより次のよ
うな効果が得られる。
うな効果が得られる。
(1)石英ボートおよび変形防止治具の変形や破損を防止
することができる。
することができる。
(2)高価な石英ボートを再利用することが可能となり、
経済的に有利である。
経済的に有利である。
(3)結晶成長後、石英ボートの取外し作業が容易とな
る。
る。
［考案の効果］ 本考案によれば、石英ボートの熱変形を防止し結晶を安
定に成長させる化合物半導体単結晶製造装置を提供する
ことができる。
定に成長させる化合物半導体単結晶製造装置を提供する
ことができる。
第１図は本考案の化合物半導体製造装置の一実施例を示
す石英アンプル、石英ボートおよび変形防止治具の配置
を示す断面図、第２図は変形防止治具の断面図である。 １：石英アンプル、 ２：石英ボート、 ３：変形防止治具、 ４，５：可動連結部、 ６：ＧａＡｓ融液。
す石英アンプル、石英ボートおよび変形防止治具の配置
を示す断面図、第２図は変形防止治具の断面図である。 １：石英アンプル、 ２：石英ボート、 ３：変形防止治具、 ４，５：可動連結部、 ６：ＧａＡｓ融液。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−91095（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−278184（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−185776（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】化合物半導体の一方の構成元素と種結晶を
入れた石英ボートを他方の構成元素と共に石英アンプル
に封入して前記化合物半導体の単結晶を育成する化合物
半導体単結晶製造装置において、前記石英ボートの外側
に、該石英ボートと相似の形状を有し底部に該底部を可
動自在とする可動連結部を具え前記石英ボートを補強し
て熱変形を抑止する変形防止治具が設けてあることを特
徴とする化合物半導体単結晶製造装置。 - 【請求項２】前記変形防止治具は、炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ３
Ｎ４）よりなる耐熱性セラミックスを用いるものである
実用新案登録請求の範囲第１項記載の化合物半導体単結
晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4632588U JPH069024Y2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4632588U JPH069024Y2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01149468U JPH01149468U (ja) | 1989-10-17 |
| JPH069024Y2 true JPH069024Y2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=31272595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4632588U Expired - Lifetime JPH069024Y2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069024Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-04-06 JP JP4632588U patent/JPH069024Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01149468U (ja) | 1989-10-17 |
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