JPH08333186A - 化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置 - Google Patents
化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置Info
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- JPH08333186A JPH08333186A JP14064995A JP14064995A JPH08333186A JP H08333186 A JPH08333186 A JP H08333186A JP 14064995 A JP14064995 A JP 14064995A JP 14064995 A JP14064995 A JP 14064995A JP H08333186 A JPH08333186 A JP H08333186A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 再現性良く化合物半導体単結晶を得ることが
できる化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置を提
供する。 【構成】 容器１の底部１ｃに化合物半導体の原料の種
結晶３を配置し、種結晶３の上に原料４と液体封止剤５
とを投入した後、温度勾配炉２を用いて原料４及び液体
封止剤５を溶融して容器１内に原料融液4a及び液体封止
剤層5aを形成し、所定の温度勾配を設定すると共に移動
手段を用いて温度勾配を容器１に対して相対的に移動さ
せることにより化合物半導体単結晶を製造する方法にお
いて、PBN製容器１を用いると共に、その容器１の密度
を容器全域に亘り、1.85ｇ／ｃｍ3 〜2.05ｇ／ｃｍ3 と
し、その容器１をなすPBN 板の厚さ方向に垂直な面で測
定した(100) 面と(002) 面とのＸ線回折積分強度比の値
を容器全域に亘り８〜30とし、Ｘ線回折積分強度比の値
のバラツキを10以下としたことを特徴としている。
できる化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置を提
供する。 【構成】 容器１の底部１ｃに化合物半導体の原料の種
結晶３を配置し、種結晶３の上に原料４と液体封止剤５
とを投入した後、温度勾配炉２を用いて原料４及び液体
封止剤５を溶融して容器１内に原料融液4a及び液体封止
剤層5aを形成し、所定の温度勾配を設定すると共に移動
手段を用いて温度勾配を容器１に対して相対的に移動さ
せることにより化合物半導体単結晶を製造する方法にお
いて、PBN製容器１を用いると共に、その容器１の密度
を容器全域に亘り、1.85ｇ／ｃｍ3 〜2.05ｇ／ｃｍ3 と
し、その容器１をなすPBN 板の厚さ方向に垂直な面で測
定した(100) 面と(002) 面とのＸ線回折積分強度比の値
を容器全域に亘り８〜30とし、Ｘ線回折積分強度比の値
のバラツキを10以下としたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体単結晶の
製造方法及び製造装置に関する。
製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体結晶を製造する方法として
温度勾配法と引上法とがある。温度勾配法は引上法に比
べて小さな温度勾配の下で結晶を成長させることができ
るので、転位の少ない化合物半導体単結晶を得ることが
できる。この種の容器内で固化成長させる方法ではPyro
litic Boron Nitride 製容器（以下「ＰＢＮ製容器」と
いう。）を用いるのが一般的である。
温度勾配法と引上法とがある。温度勾配法は引上法に比
べて小さな温度勾配の下で結晶を成長させることができ
るので、転位の少ない化合物半導体単結晶を得ることが
できる。この種の容器内で固化成長させる方法ではPyro
litic Boron Nitride 製容器（以下「ＰＢＮ製容器」と
いう。）を用いるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし使用するＰＢＮ
製容器によって化合物半導体単結晶の収率に差が生じ、
再現性が良くなかった。
製容器によって化合物半導体単結晶の収率に差が生じ、
再現性が良くなかった。
【０００４】化合物半導体単結晶を再現性良く得るため
には種々の要因があるが、ＰＢＮ製容器にも要因がある
ことが明確になってきた。しかしながら、ＰＢＮ製容器
の特性において、再現性良く化合物半導体単結晶を得る
ためには何が一番決定的な要因となっているのかは明確
ではなかった。
には種々の要因があるが、ＰＢＮ製容器にも要因がある
ことが明確になってきた。しかしながら、ＰＢＮ製容器
の特性において、再現性良く化合物半導体単結晶を得る
ためには何が一番決定的な要因となっているのかは明確
ではなかった。
【０００５】また、ＰＢＮ製容器を使用する前に、その
ＰＢＮ製容器が単結晶を得るのに収率が良いのか否かを
判定する手段がなく、実際に使用して単結晶が得られる
収率を確認することによりＰＢＮ製容器の特性を把握す
る方法しかなかった。この場合、ＰＢＮ製容器の特性を
把握するためには、数多くのＰＢＮ製容器を用いて単結
晶を製造しなければならず、多大な材料費、設備費及び
人件費が必要となり経済性が損なわれるという問題があ
った。
ＰＢＮ製容器が単結晶を得るのに収率が良いのか否かを
判定する手段がなく、実際に使用して単結晶が得られる
収率を確認することによりＰＢＮ製容器の特性を把握す
る方法しかなかった。この場合、ＰＢＮ製容器の特性を
把握するためには、数多くのＰＢＮ製容器を用いて単結
晶を製造しなければならず、多大な材料費、設備費及び
人件費が必要となり経済性が損なわれるという問題があ
った。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、再現性良く化合物半導体単結晶を得ることができる
化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置を提供する
ことにある。
し、再現性良く化合物半導体単結晶を得ることができる
化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、容器の底部に化合物半導体の原料の種結晶
を配置し、種結晶の上に原料と液体封止剤とを投入した
後、温度勾配炉を用いて原料及び液体封止剤を溶融して
容器内に原料融液及び液体封止剤層を形成し、所定の温
度勾配を設定すると共に移動手段を用いて温度勾配を容
器に対して相対的に移動させることにより化合物半導体
単結晶を製造する化合物半導体単結晶の製造方法におい
て、容器としてＰＢＮ製容器を用いると共に、その容器
の密度を容器全域に亘り、１．８５ｇ／ｃｍ3 〜２．０
５ｇ／ｃｍ3 の範囲とし、その容器をなすＰＢＮ板の厚
さ方向に垂直な面で測定した（１００）面と（００２）
面とのＸ線回折積分強度比の値を容器全域に亘り８〜３
０の範囲とし、かつ、Ｘ線回折積分強度比の値のバラツ
キを１０以下としたものである。
に本発明は、容器の底部に化合物半導体の原料の種結晶
を配置し、種結晶の上に原料と液体封止剤とを投入した
後、温度勾配炉を用いて原料及び液体封止剤を溶融して
容器内に原料融液及び液体封止剤層を形成し、所定の温
度勾配を設定すると共に移動手段を用いて温度勾配を容
器に対して相対的に移動させることにより化合物半導体
単結晶を製造する化合物半導体単結晶の製造方法におい
て、容器としてＰＢＮ製容器を用いると共に、その容器
の密度を容器全域に亘り、１．８５ｇ／ｃｍ3 〜２．０
５ｇ／ｃｍ3 の範囲とし、その容器をなすＰＢＮ板の厚
さ方向に垂直な面で測定した（１００）面と（００２）
面とのＸ線回折積分強度比の値を容器全域に亘り８〜３
０の範囲とし、かつ、Ｘ線回折積分強度比の値のバラツ
キを１０以下としたものである。
【０００８】上記目的を達成するために本発明は、化合
物半導体の原料融液を収容する容器と、この容器の周囲
に配置された温度勾配炉と、この温度勾配炉による温度
勾配を容器に対して相対的に移動させる移動手段とを有
し、容器の一端から化合物半導体単結晶を固化成長させ
る化合物半導体単結晶の製造装置において、容器として
ＰＢＮ製容器を用いると共に、その容器の密度を容器全
域に亘り、１．８５ｇ／ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の
範囲とし、その容器をなすＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な
面で測定した（１００）面と（００２）面とのＸ線回折
積分強度比の値を容器全域に亘り８〜３０の範囲とし、
かつ、Ｘ線回折積分強度比の値のバラツキを１０以下と
したものである。
物半導体の原料融液を収容する容器と、この容器の周囲
に配置された温度勾配炉と、この温度勾配炉による温度
勾配を容器に対して相対的に移動させる移動手段とを有
し、容器の一端から化合物半導体単結晶を固化成長させ
る化合物半導体単結晶の製造装置において、容器として
ＰＢＮ製容器を用いると共に、その容器の密度を容器全
域に亘り、１．８５ｇ／ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の
範囲とし、その容器をなすＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な
面で測定した（１００）面と（００２）面とのＸ線回折
積分強度比の値を容器全域に亘り８〜３０の範囲とし、
かつ、Ｘ線回折積分強度比の値のバラツキを１０以下と
したものである。
【０００９】
【作用】ＰＢＮをＸ線回折でＸ線回折積分強度を求めた
ときの測定条件は下記の通りであった。
ときの測定条件は下記の通りであった。
【００１０】測定条件 Ｘ線源としてＣｕＫα線、電圧／電流として４０ＫＶ／
３０ｍＡ、スリットとしてＤＳ１、ＲＳ０．３、ＳＳ
１、スキャンスピードとして１°／ｍｉｎ、スキャン幅
（２θ）として（００２）２４°〜２８°、（１００）
４０°〜５０° ＰＢＮの密度と厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折
積分強度比：｛Ｉ(0 02) ／Ｉ(100) ｝の間にはおよそ一
定の関係があり、密度が小さいほど厚さ方向に垂直な面
で測定したＸ線回折積分強度比も小さくなる傾向にあ
る。
３０ｍＡ、スリットとしてＤＳ１、ＲＳ０．３、ＳＳ
１、スキャンスピードとして１°／ｍｉｎ、スキャン幅
（２θ）として（００２）２４°〜２８°、（１００）
４０°〜５０° ＰＢＮの密度と厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折
積分強度比：｛Ｉ(0 02) ／Ｉ(100) ｝の間にはおよそ一
定の関係があり、密度が小さいほど厚さ方向に垂直な面
で測定したＸ線回折積分強度比も小さくなる傾向にあ
る。
【００１１】また現在使用されているＰＢＮ製容器は、
熱ＣＶＤ法で製作されるのが一般的であるが、現在の技
術では製造ロット毎、且つ、１つのＰＢＮ製容器におい
ても、同一特性の製品を作ることが困難である。つま
り、ＰＢＮ製容器１個毎に密度、厚さ方向に垂直な面で
測定したＸ線回折積分強度比とも同一ではなく、ＰＢＮ
製容器それぞれの特性を持っている。
熱ＣＶＤ法で製作されるのが一般的であるが、現在の技
術では製造ロット毎、且つ、１つのＰＢＮ製容器におい
ても、同一特性の製品を作ることが困難である。つま
り、ＰＢＮ製容器１個毎に密度、厚さ方向に垂直な面で
測定したＸ線回折積分強度比とも同一ではなく、ＰＢＮ
製容器それぞれの特性を持っている。
【００１２】また、１つのＰＢＮ製容器内においても、
密度、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度
比は測定箇所において、異なる特性を示す。
密度、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度
比は測定箇所において、異なる特性を示す。
【００１３】従って、ＰＢＮ製容器の密度を容器全域に
亘り、１．８５ｇ／ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲
とし、その容器をなすＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で
測定した（１００）面と（００２）面とのＸ線回折積分
強度比の値を容器全域に亘り８〜３０の範囲とし、か
つ、Ｘ線回折積分強度比の値のバラツキを１０以下とす
ることにより、化合物半導体単結晶が得られる再現性が
最も高い。
亘り、１．８５ｇ／ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲
とし、その容器をなすＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で
測定した（１００）面と（００２）面とのＸ線回折積分
強度比の値を容器全域に亘り８〜３０の範囲とし、か
つ、Ｘ線回折積分強度比の値のバラツキを１０以下とす
ることにより、化合物半導体単結晶が得られる再現性が
最も高い。
【００１４】密度１．８５ｇ／ｃｍ3 以上の場合には、
厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比によ
らず化合物半導体単結晶が得られる再現性が低い。同様
に厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比が
８以下、３０以上の場合も密度によらず化合物半導体単
結晶が得られる再現性が低い。また密度が１．８５ｇ／
ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲であり、且つ、厚さ
方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比が８〜３
０の範囲であってもＸ線回折積分強度比のバラツキが１
０以上の場合も化合物半導体単結晶が得られる再現性が
低い。
厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比によ
らず化合物半導体単結晶が得られる再現性が低い。同様
に厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比が
８以下、３０以上の場合も密度によらず化合物半導体単
結晶が得られる再現性が低い。また密度が１．８５ｇ／
ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲であり、且つ、厚さ
方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比が８〜３
０の範囲であってもＸ線回折積分強度比のバラツキが１
０以上の場合も化合物半導体単結晶が得られる再現性が
低い。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１６】図１（ａ）、（ｂ）は本発明の化合物半導
体単結晶の製造方法の一実施例を示す概念図である。
体単結晶の製造方法の一実施例を示す概念図である。
【００１７】（実施例）化合物半導体単結晶を以下に示
すＰＢＮ製容器を用いて垂直温度勾配の下で製造した。
図１（ａ）、（ｂ）に示すＰＢＮ製容器１は、直胴部１
ａの直径５２ｍｍ、高さ２００ｍｍ、逆円錘形部１ｂの
傾斜角４５°、種結晶部（底部）１ｃの直径１０ｍｍで
ある。ＰＢＮ製容器１の周囲には、ＰＢＮ製容器１に温
度勾配を与える温度勾配炉２が配置されている。ＰＢＮ
製容器１は図示しない移動手段により所定の速度で降下
できるようになっている（尚、本実施例ではＰＢＮ製容
器１を降下させているが、温度勾配炉２を上昇させる等
温度勾配をＰＢＮ製容器１に対して相対的に移動させれ
ばよい。） このような化合物半導体単結晶の製造装置を用いて製造
する方法について述べる。
すＰＢＮ製容器を用いて垂直温度勾配の下で製造した。
図１（ａ）、（ｂ）に示すＰＢＮ製容器１は、直胴部１
ａの直径５２ｍｍ、高さ２００ｍｍ、逆円錘形部１ｂの
傾斜角４５°、種結晶部（底部）１ｃの直径１０ｍｍで
ある。ＰＢＮ製容器１の周囲には、ＰＢＮ製容器１に温
度勾配を与える温度勾配炉２が配置されている。ＰＢＮ
製容器１は図示しない移動手段により所定の速度で降下
できるようになっている（尚、本実施例ではＰＢＮ製容
器１を降下させているが、温度勾配炉２を上昇させる等
温度勾配をＰＢＮ製容器１に対して相対的に移動させれ
ばよい。） このような化合物半導体単結晶の製造装置を用いて製造
する方法について述べる。
【００１８】先ずＰＢＮ製容器１の種結晶部１ｃにＧａ
Ａｓの種結晶３を挿入し、この種結晶３の上に１０００
ｇのＧａＡｓ原料４と１００ｇのＢ2 Ｏ3 液体封止剤５
とを投入する（図１（ａ））。
Ａｓの種結晶３を挿入し、この種結晶３の上に１０００
ｇのＧａＡｓ原料４と１００ｇのＢ2 Ｏ3 液体封止剤５
とを投入する（図１（ａ））。
【００１９】温度勾配炉２でＧａＡｓ原料４とＢ2 Ｏ3
液体封止剤５と溶融し、原料融液４ａ及びＢ2 Ｏ3 の液
体封止剤層５ａを形成する（図１（ｂ））。
液体封止剤５と溶融し、原料融液４ａ及びＢ2 Ｏ3 の液
体封止剤層５ａを形成する（図１（ｂ））。
【００２０】次いで温度勾配炉２に３０ｄｅｇ／ｍｉｎ
の温度勾配を設定して、ＰＢＮ製容器１を５ｍｍ／ｈｒ
の速度で降下させた。
の温度勾配を設定して、ＰＢＮ製容器１を５ｍｍ／ｈｒ
の速度で降下させた。
【００２１】容器特性及び結果：ＰＢＮ製容器をなすＰ
ＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強
度比の分布範囲が１４〜２０（バラツキは１０以下）で
あり、密度の分布範囲が１．８７ｇ／ｃｍ3 〜２．００
ｇ／ｃｍ3 というそれぞれの特性を満たしたＰＢＮ製容
器を用い、前述した方法でＧａＡｓ結晶の結晶成長を１
０回行った。その結果、結晶の種付け部から結晶成長最
終部迄、全域単結晶（以下「オールシングル」とい
う。）が１０本全て得られた。また他のＰＢＮ製容器を
なすＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折
積分強度比の分布範囲が８〜３０の範囲、且つ、バラツ
キが１０以下であり、密度の分布範囲が１．８５ｇ／ｃ
ｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 というそれぞれの特性を満た
した前述したＰＢＮ製容器以外のＰＢＮ製容器を用い前
述の方法でＧａＡｓ結晶の結晶成長を１００回行った結
果オールシングルのＧａＡｓ結晶が９５％以上の確率で
得られた。（比較例１）ＰＢＮ製容器をなすＰＢＮの密
度の分布範囲の下限が１．８５ｇ／ｃｍ3 以下のＰＢＮ
製容器を用いて実施例と同様の方法で結晶成長を行った
結果、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度
比によらず、オールシングルの確率は６０％以下であっ
た。
ＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強
度比の分布範囲が１４〜２０（バラツキは１０以下）で
あり、密度の分布範囲が１．８７ｇ／ｃｍ3 〜２．００
ｇ／ｃｍ3 というそれぞれの特性を満たしたＰＢＮ製容
器を用い、前述した方法でＧａＡｓ結晶の結晶成長を１
０回行った。その結果、結晶の種付け部から結晶成長最
終部迄、全域単結晶（以下「オールシングル」とい
う。）が１０本全て得られた。また他のＰＢＮ製容器を
なすＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折
積分強度比の分布範囲が８〜３０の範囲、且つ、バラツ
キが１０以下であり、密度の分布範囲が１．８５ｇ／ｃ
ｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 というそれぞれの特性を満た
した前述したＰＢＮ製容器以外のＰＢＮ製容器を用い前
述の方法でＧａＡｓ結晶の結晶成長を１００回行った結
果オールシングルのＧａＡｓ結晶が９５％以上の確率で
得られた。（比較例１）ＰＢＮ製容器をなすＰＢＮの密
度の分布範囲の下限が１．８５ｇ／ｃｍ3 以下のＰＢＮ
製容器を用いて実施例と同様の方法で結晶成長を行った
結果、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度
比によらず、オールシングルの確率は６０％以下であっ
た。
【００２２】（比較例２）ＰＢＮ製容器をなすＰＢＮの
密度の分布範囲の下限が２．０５ｇ／ｃｍ3 以上のＰＢ
Ｎ製容器を用いて実施例と同様の方法で結晶成長を行っ
た結果、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強
度比によらず、オールシングルの確率は４０％以下であ
った。
密度の分布範囲の下限が２．０５ｇ／ｃｍ3 以上のＰＢ
Ｎ製容器を用いて実施例と同様の方法で結晶成長を行っ
た結果、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強
度比によらず、オールシングルの確率は４０％以下であ
った。
【００２３】（比較例３）ＰＢＮ製容器をなすＰＢＮ板
の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比の
分布範囲の下限が８以下のＰＢＮ製容器を用いて実施例
と同様の方法で結晶成長を行った結果、密度によらず、
オールシングルの確率は５０％以下であった。
の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比の
分布範囲の下限が８以下のＰＢＮ製容器を用いて実施例
と同様の方法で結晶成長を行った結果、密度によらず、
オールシングルの確率は５０％以下であった。
【００２４】（比較例４）ＰＢＮ製容器をなすＰＢＮ板
の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比の
分布範囲の上限が３０以上のＰＢＮ製容器を用いて実施
例と同様の方法で結晶成長を行った結果、密度によら
ず、オールシングルの確率は４０％以下であった。
の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比の
分布範囲の上限が３０以上のＰＢＮ製容器を用いて実施
例と同様の方法で結晶成長を行った結果、密度によら
ず、オールシングルの確率は４０％以下であった。
【００２５】（比較例５）ＰＢＮ製容器をなすＰＢＮ板
の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比の
分布範囲が８〜３０であり、その値のバラツキが１０よ
り大きく、且つ、密度の分布範囲が１．８５ｇ／ｃｍ3
〜２．０５ｇ／ｃｍ3 のＰＢＮ製容器を用いて実施例と
同様の方法で結晶成長を行った結果、オールシングルの
確率は７０％以下であった。
の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比の
分布範囲が８〜３０であり、その値のバラツキが１０よ
り大きく、且つ、密度の分布範囲が１．８５ｇ／ｃｍ3
〜２．０５ｇ／ｃｍ3 のＰＢＮ製容器を用いて実施例と
同様の方法で結晶成長を行った結果、オールシングルの
確率は７０％以下であった。
【００２６】以上において、ＰＢＮ製容器の密度の分布
範囲が、容器全域に亘り１．８５ｇ／ｃｍ3 〜２．０５
ｇ／ｃｍ3 の範囲であり、且つＰＢＮ製容器をなすＰＢ
Ｎ板の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度
比の分布範囲が、容器全域に亘り８〜３０の範囲であ
り、且つＸ線回折積分強度比のバラツキが１０以下であ
るような特性を有するＰＢＮ製容器を用いた場合に、化
合物半導体単結晶が得られる再現性を大幅に向上させる
ことができる。
範囲が、容器全域に亘り１．８５ｇ／ｃｍ3 〜２．０５
ｇ／ｃｍ3 の範囲であり、且つＰＢＮ製容器をなすＰＢ
Ｎ板の厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度
比の分布範囲が、容器全域に亘り８〜３０の範囲であ
り、且つＸ線回折積分強度比のバラツキが１０以下であ
るような特性を有するＰＢＮ製容器を用いた場合に、化
合物半導体単結晶が得られる再現性を大幅に向上させる
ことができる。
【００２７】本実施例ではＧａＡｓ単結晶成長に用いる
ＰＢＮ製容器において、密度の分布範囲、厚さ方向に垂
直な面で測定したＸ線回折積分強度比の分布範囲、バラ
ツキの範囲について規定した。基本的には熱流の問題と
考えられるため、熱伝導率で規定するのが本筋である。
しかし、熱伝導率は測定が容易ではなく、且つ、熱伝導
率の測定は破壊検査である。よって、測定が容易で熱伝
導率と密接な関連があり、非破壊検査である密度及び厚
さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比で規定
した。
ＰＢＮ製容器において、密度の分布範囲、厚さ方向に垂
直な面で測定したＸ線回折積分強度比の分布範囲、バラ
ツキの範囲について規定した。基本的には熱流の問題と
考えられるため、熱伝導率で規定するのが本筋である。
しかし、熱伝導率は測定が容易ではなく、且つ、熱伝導
率の測定は破壊検査である。よって、測定が容易で熱伝
導率と密接な関連があり、非破壊検査である密度及び厚
さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比で規定
した。
【００２８】熱伝導率（ここでの熱伝導率はＰＢＮ板の
厚さ方向に垂直な面で測定した値）とＰＢＮ板の厚さ方
向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比の関係も略
比例関係にあり、熱伝導率が大きくなるとＸ線回折積分
強度比も大きくなり、熱伝導率が小さくなるとＸ線回折
積分強度比も小さくなる。
厚さ方向に垂直な面で測定した値）とＰＢＮ板の厚さ方
向に垂直な面で測定したＸ線回折積分強度比の関係も略
比例関係にあり、熱伝導率が大きくなるとＸ線回折積分
強度比も大きくなり、熱伝導率が小さくなるとＸ線回折
積分強度比も小さくなる。
【００２９】また、熱伝導率（ここでの熱伝導率はＰＢ
Ｎ板の厚さ方向に垂直な面で測定した値）と密度の関係
は、略比例関係にあり、熱伝導率が大きくなると密度も
大きくなり、熱伝導率が小さくなると密度も小さくな
る。
Ｎ板の厚さ方向に垂直な面で測定した値）と密度の関係
は、略比例関係にあり、熱伝導率が大きくなると密度も
大きくなり、熱伝導率が小さくなると密度も小さくな
る。
【００３０】前述したようにＰＢＮ製容器は、１個毎に
特性が異なっているので、破壊検査である熱伝導率測定
ではＰＢＮ製容器を使用する前の特性の把握は困難であ
る。
特性が異なっているので、破壊検査である熱伝導率測定
ではＰＢＮ製容器を使用する前の特性の把握は困難であ
る。
【００３１】本実施例で得られたＧａＡｓ結晶は、従来
のＧａＡｓ結晶よりもオールシングルが得られる確率が
高いだけでなく、転位の集積部が少ない。これは、温度
分布がより精密に制御されたことに基づくと考えられ
る。本実施例で得られるＧａＡｓ単結晶ウエーハは、こ
れを用いて素子を形成した場合、転位による素子の歩留
の低下を防止でき、工業生産における経済的効果は多大
なものが予想される。
のＧａＡｓ結晶よりもオールシングルが得られる確率が
高いだけでなく、転位の集積部が少ない。これは、温度
分布がより精密に制御されたことに基づくと考えられ
る。本実施例で得られるＧａＡｓ単結晶ウエーハは、こ
れを用いて素子を形成した場合、転位による素子の歩留
の低下を防止でき、工業生産における経済的効果は多大
なものが予想される。
【００３２】また、ＰＢＮ製容器の形状に関しては「ぬ
れ性」や「オールシングルが得られる確率」の観点で様
々な発明がなされているが、本実施例はそれらの要件を
阻害するものではなく、それらの発明における形状にお
いても極めて高い効果が得られると予想される。
れ性」や「オールシングルが得られる確率」の観点で様
々な発明がなされているが、本実施例はそれらの要件を
阻害するものではなく、それらの発明における形状にお
いても極めて高い効果が得られると予想される。
【００３３】以上において、ＰＢＮの特性で、測定が容
易である密度、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折
積分強度比のそれぞれの分布範囲によりＰＢＮ製容器の
特性を規定し、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折
積分強度比の分布範囲が８〜３０の範囲であり、バラツ
キが１０以下であり、密度の分布範囲が１．８５ｇ／ｃ
ｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲であるというそれぞれ
の特性を満たしたＰＢＮ製容器を用いて化合物半導体単
結晶成長を行うことにより、オールシングルの化合物半
導体単結晶が得られる再現性が大幅に向上する。
易である密度、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折
積分強度比のそれぞれの分布範囲によりＰＢＮ製容器の
特性を規定し、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線回折
積分強度比の分布範囲が８〜３０の範囲であり、バラツ
キが１０以下であり、密度の分布範囲が１．８５ｇ／ｃ
ｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲であるというそれぞれ
の特性を満たしたＰＢＮ製容器を用いて化合物半導体単
結晶成長を行うことにより、オールシングルの化合物半
導体単結晶が得られる再現性が大幅に向上する。
【００３４】また、密度、厚さ方向に垂直な面で測定し
たＸ線回折積分強度比の測定（非破壊検査）によって、
使用前にＰＢＮ製容器の特性を把握すること、すなわち
使用前に全域単結晶が得られる収率の高いＰＢＮ製容器
を選定できる効果がある。
たＸ線回折積分強度比の測定（非破壊検査）によって、
使用前にＰＢＮ製容器の特性を把握すること、すなわち
使用前に全域単結晶が得られる収率の高いＰＢＮ製容器
を選定できる効果がある。
【００３５】さらにＰＢＮ製容器の製造メーカへの納入
仕様として、密度、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線
回折積分強度比の分布範囲を規定することにより、常に
全域単結晶が得られる収率の高いＰＢＮ製容器を購入す
ることができ、これにより効率の良い容器の購入が可能
となり、経済性を大幅に向上させることができる。
仕様として、密度、厚さ方向に垂直な面で測定したＸ線
回折積分強度比の分布範囲を規定することにより、常に
全域単結晶が得られる収率の高いＰＢＮ製容器を購入す
ることができ、これにより効率の良い容器の購入が可能
となり、経済性を大幅に向上させることができる。
【００３６】尚、本実施例ではＧａＡｓ単結晶を製造す
る場合について説明したが、これに限定されることはな
く、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＩｎＡｓ等の化合物半導体単結晶
の製造する場合に適用しても同様の効果が得られる。
る場合について説明したが、これに限定されることはな
く、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＩｎＡｓ等の化合物半導体単結晶
の製造する場合に適用しても同様の効果が得られる。
【００３７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００３８】ＰＢＮ容器としてＰＢＮ製容器を用いると
共に、その容器の密度を容器全域に亘り、１．８５ｇ／
ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲とし、その容器をな
すＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で測定した（１００）
面と（００２）面とのＸ線回折積分強度比の値を容器全
域に亘り８〜３０の範囲とし、かつ、Ｘ線回折積分強度
比の値のバラツキを１０以下とすることにより、再現性
良く化合物半導体単結晶を得ることができる。
共に、その容器の密度を容器全域に亘り、１．８５ｇ／
ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲とし、その容器をな
すＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で測定した（１００）
面と（００２）面とのＸ線回折積分強度比の値を容器全
域に亘り８〜３０の範囲とし、かつ、Ｘ線回折積分強度
比の値のバラツキを１０以下とすることにより、再現性
良く化合物半導体単結晶を得ることができる。
【図１】本発明の化合物半導体単結晶の製造方法の一実
施例を示す概念図である。
施例を示す概念図である。
１ 容器（ＰＢＮ製容器） １ｃ 底部（種結晶部） ２ 温度勾配炉 ３ 種結晶 ４ 原料（ＧａＡｓ） ４ａ 原料融液 ５ 液体封止剤（Ｂ2 Ｏ3 ） ５ａ 液体封止剤層
Claims (2)
- 【請求項１】 容器の底部に化合物半導体の原料の種結
晶を配置し、種結晶の上に原料と液体封止剤とを投入し
た後、温度勾配炉を用いて該原料及び該液体封止剤を溶
融して上記容器内に原料融液及び液体封止剤層を形成
し、所定の温度勾配を設定すると共に移動手段を用いて
温度勾配を上記容器に対して相対的に移動させることに
より化合物半導体単結晶を製造する化合物半導体単結晶
の製造方法において、上記容器としてＰＢＮ製容器を用
いると共に、その容器の密度を容器全域に渡り、１．８
５ｇ／ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲とし、その容
器をなすＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で測定した（１
００）面と（００２）面とのＸ線回折積分強度比の値を
容器全域に亘り８〜３０の範囲とし、かつ、Ｘ線回折積
分強度比の値のバラツキを１０以下としたことを特徴と
する化合物半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項２】 化合物半導体の原料融液を収容する容器
と、この容器の周囲に配置された温度勾配炉と、この温
度勾配炉による温度勾配を上記容器に対して相対的に移
動させる移動手段とを有し、上記容器の一端から化合物
半導体単結晶を固化成長させる化合物半導体単結晶の製
造装置において、上記容器としてＰＢＮ製容器を用いる
と共に、その容器の密度を容器全域に亘り、１．８５ｇ
／ｃｍ3 〜２．０５ｇ／ｃｍ3 の範囲とし、その容器を
なすＰＢＮ板の厚さ方向に垂直な面で測定した（１０
０）面と（００２）面とのＸ線回折積分強度比の値を容
器全域に亘り８〜３０の範囲とし、かつ、Ｘ線回折積分
強度比の値のバラツキを１０以下としたことを特徴とす
る化合物半導体単結晶の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14064995A JPH08333186A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14064995A JPH08333186A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08333186A true JPH08333186A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15273568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14064995A Pending JPH08333186A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08333186A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112011101731B4 (de) * | 2010-05-21 | 2018-03-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Behälter aus pyrolytischem Bornitrid zum Wachsen eines Kristalls, und Verwendung des Behälters |
-
1995
- 1995-06-07 JP JP14064995A patent/JPH08333186A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112011101731B4 (de) * | 2010-05-21 | 2018-03-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Behälter aus pyrolytischem Bornitrid zum Wachsen eines Kristalls, und Verwendung des Behälters |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20031216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |