JPH0948700A - Production of group ii-vi or iii-v compound single crystal - Google Patents

Production of group ii-vi or iii-v compound single crystal

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JPH0948700A
JPH0948700A JP23304595A JP23304595A JPH0948700A JP H0948700 A JPH0948700 A JP H0948700A JP 23304595 A JP23304595 A JP 23304595A JP 23304595 A JP23304595 A JP 23304595A JP H0948700 A JPH0948700 A JP H0948700A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a compound single crystal having little crystal defect by coating an outer surface of a seed crystal composed of a group II-Vl single crystal compound, etc., with a coating film composed of a glassy substance and a powdery solid having a melting point higher than that of the compound of polycrystalline state. SOLUTION: The outer surface of a seed crystal composed of a single crystal of a group II-VI or III-V compound is coated with a coating film composed of a glassy substance and a powdery solid having a melting point higher than the melting point of the above compound in polycrystalline state. The coated product is placed on the bottom of a vertically maintained crucible and the remaining part of the crucible is filled with the compound having polycrystalline form. The crucible is inserted into a vertical furnace capable of forming an upper high-temperature region and a lower low-temperature region. The polycrystalline compound is melted while keeping a part of the seed crystal in solid state in the crucible by controlling the position of the crucible and the temperature of the upper high-temperature region. After forming a solid-liquid interface, the furnace and the solid-interface are vertically shifted while maintaining the temperatures in the lower low-temperature region and the upper high-temperature region to obtain the objective single crystal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、II−VI族ま
たはIII−V族化合物単結晶の製造方法に関するもの
であり、特に、発光ダイオード(LED)、レーザダイ
オード等の光電子分野や、トランジスタ等の電子分野に
利用される、II−VI族またはIII−V族化合物単
結晶の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal, and more particularly to the field of optoelectronics such as light emitting diodes (LEDs) and laser diodes, and transistors. The present invention relates to a method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal used in the electronic field.

【0002】[0002]

【従来の技術】III−V族およびII−VI族化合物
半導体単結晶としては、たとえば、ヒ化ガリウム(Ga
As)、リン化ガリウム(GaP)、リン化インジウム
(InP)およびテルル化カドミウム(CdTe)等が
挙げられる。
2. Description of the Related Art Examples of III-V and II-VI group compound semiconductor single crystals include gallium arsenide (Ga).
As), gallium phosphide (GaP), indium phosphide (InP), and cadmium telluride (CdTe).

【0003】これらの化合物半導体単結晶は、従来、水
平ブリッジマン法(HB法)、液体封止引上げ法(LE
C法)、垂直ブリッジマン法(VB法)および垂直温度
勾配法(VGF法)等様々な工業的方法により製造され
ることが知られている。
Conventionally, these compound semiconductor single crystals have been manufactured by the horizontal Bridgman method (HB method) or the liquid sealing pulling method (LE).
It is known to be manufactured by various industrial methods such as C method), vertical Bridgman method (VB method) and vertical temperature gradient method (VGF method).

【0004】これらの方法のうち、たとえば、VB法に
よる化合物半導体単結晶の製造は、以下のように行なわ
れる。
Of these methods, for example, the production of a compound semiconductor single crystal by the VB method is performed as follows.

【0005】一般に、VB法は、1以上の高温域および
1以上の低温域を有する垂直炉を使用する。これらの領
域は、約5〜20℃/cmの温度勾配を有する遷移域に
よって分けられた温度の比較的均一な高温域と、温度の
比較的均一な低温域からなる炉の温度プロファイルを提
供するように設計される。
Generally, the VB method uses a vertical furnace having one or more high temperature zones and one or more low temperature zones. These regions provide a temperature profile for the furnace that consists of a relatively high temperature zone of relatively uniform temperature and a low temperature zone of relatively uniform temperature separated by a transition zone having a temperature gradient of about 5-20 ° C / cm. Designed to be.

【0006】まず、II−VI族またはIII−V族化
合物を含有するのに適した、垂直に配置したるつぼ(通
常、pBNで構成される)が、密閉されたアンプル中に
配置される。単結晶の成長は、るつぼ−アンプル集合体
を不動に保持しながら、炉をゆっくりと上昇させること
によって進行される。
First, a vertically arranged crucible (usually composed of pBN) suitable for containing a Group II-VI or Group III-V compound is placed in a sealed ampoule. Single crystal growth is proceeded by slowly raising the furnace while holding the crucible-ampoule assembly stationary.

【0007】VB法による化合物半導体の製造は、るつ
ぼの底部に単結晶の種結晶を配置するステップと、多結
晶の物質をるつぼ中に入れるステップと、るつぼをアン
プル中に配置した後アンプルを密封し、このるつぼ−ア
ンプル集合体を上述の垂直に配置された炉の内側の台座
に配置するステップと、多結晶の物質および単結晶の種
結晶の上部をその融点以上に加熱するステップと、多結
晶物質の溶融によって得られた融液の長さだけ炉を上方
に動かして、固体の単結晶物質を生成するステップとを
備えている。
To manufacture a compound semiconductor by the VB method, a step of arranging a single crystal seed crystal at the bottom of a crucible, a step of putting a polycrystalline substance into a crucible, a crucible being placed in an ampoule, and then the ampoule is sealed. And placing the crucible-ampoule assembly on the pedestal inside the vertically arranged furnace, and heating the polycrystalline material and the upper portion of the single crystal seed crystal above its melting point. Moving the furnace upwards by the length of the melt obtained by melting the crystalline material to produce a solid single crystal material.

【0008】このように製造されたII−VI族または
III−V族化合物半導体単結晶のインゴットは、次に
るつぼから取出され、種々の電子または光電子用途のた
めのウエハへとスライスされる。
The II-VI or III-V compound semiconductor single crystal ingot thus produced is then removed from the crucible and sliced into wafers for various electronic or optoelectronic applications.

【0009】このように構成されるVB法は、他の方法
に比べて欠陥密度の低い良質の結晶を低コストで製造で
きる方法として、有望視されている。
The VB method constructed as described above is regarded as promising as a method capable of producing a high-quality crystal having a low defect density at a low cost as compared with other methods.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このV
B法による単結晶の製造においては、種結晶をるつぼ底
部に配置した際、るつぼと種結晶との間に隙間かできて
しまう。そして、この隙間にGaAs融液等の原料融液
が浸入すると、種結晶側からではなく、るつぼ壁面側か
ら融液が固化し始め、多結晶化を招くという問題があっ
た。
However, this V
In the production of the single crystal by the method B, when the seed crystal is placed at the bottom of the crucible, a gap is created between the crucible and the seed crystal. When the raw material melt such as GaAs melt enters the gap, the melt begins to solidify not from the seed crystal side but from the crucible wall surface side, which causes polycrystallization.

【0011】この発明の目的は、上述の問題点を解決
し、多結晶化を有効に防止することにより、結晶欠陥の
少ないII−VI族またはIII−V族化合物単結晶を
工業的に製造することができる方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to industrially produce a II-VI group or III-V group compound single crystal having few crystal defects by solving the above problems and effectively preventing polycrystallization. Is to provide a method that can.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明によるI
I−VI族またはIII−V族化合物単結晶の製造方法
は、垂直に配置したるつぼ中で多結晶のII−VI族ま
たはIII−V族化合物から単結晶のII−VI族また
はIII−V族化合物を製造する方法であって、単結晶
の化合物からなる種結晶の外表面を、多結晶の化合物の
融点よりも高い融点を有する粉末固体と、ガラス状物質
とからなる被膜で被覆するステップと、被覆された種結
晶をるつぼの底部に配置するステップと、るつぼの残部
に多結晶の化合物を配置するステップと、種結晶と多結
晶の化合物がその中に配置されたるつぼを、上部の高温
域と下部の低温域とを作ることができる垂直に配置した
炉の中に配置するステップと、炉の位置および上部の高
温域の温度を調節することにより、るつぼ中で種結晶の
一部を固体の状態に保ちながら多結晶の化合物を溶融す
るステップと、下部の低温域の温度を単結晶の化合物の
融点未満に設定し、かつ、上部の高温域の温度を融点よ
りも高く設定することにより、固−液界面を作るステッ
プと、下部の低温域および上部の高温域における温度設
定を実質的に保持しながら、炉および固−液界面を上方
に垂直に移動させることにより、単結晶の化合物を成長
させるステップとを備えている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an information processing apparatus comprising:
A method for producing a single crystal of a group I-VI or group III-V compound is a method for producing a single crystal group II-VI or group III-V from a polycrystalline group II-VI or group III-V compound in a vertically arranged crucible. A method of producing a compound, the outer surface of a seed crystal consisting of a single crystal compound, a powder solid having a melting point higher than the melting point of the polycrystalline compound, and a step of coating with a film composed of a glassy material, , Placing the coated seed crystal at the bottom of the crucible, placing the polycrystalline compound in the rest of the crucible, and placing the seed crystal and the polycrystalline compound in the crucible, Part of the seed crystal in the crucible by arranging in a vertically arranged furnace that can create a zone and a lower temperature zone, and adjusting the position of the furnace and the temperature in the upper temperature zone. Solid state By melting the polycrystalline compound while keeping it, and setting the temperature of the lower low temperature region below the melting point of the single crystal compound, and setting the temperature of the upper high temperature region higher than the melting point, the solid- Growing a single crystal compound by vertically moving the furnace and the solid-liquid interface upward while substantially maintaining the steps of creating the liquid interface and the temperature settings in the lower low temperature region and the upper high temperature region. And steps.

【0013】請求項2の発明によるII−VI族または
III−V族化合物単結晶の製造方法は、請求項1の発
明において、種結晶の外表面を粉末固体とガラス状物質
とからなる被膜で被覆するステップは、種結晶の外表面
に粉末固体とシラノール化合物とを含む混合液を施与す
るステップと、混合液が施与された種結晶を真空加熱す
ることにより、種結晶の外表面上に粉末固体と酸化シリ
コンからなるガラス状物質とを含む被膜を形成するステ
ップとを含んでいる。
A method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal according to the second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein the outer surface of the seed crystal is a coating made of a powder solid and a glassy substance. The step of coating includes applying a mixed solution containing a powder solid and a silanol compound to the outer surface of the seed crystal, and heating the seed crystal to which the mixed solution has been applied on the outer surface of the seed crystal. And forming a coating containing a powdered solid and a glassy material made of silicon oxide.

【0014】なお、種結晶への混合液施与後の真空加熱
処理は、種結晶の分解劣化を防ぐため、500〜600
℃程度の温度で30分以上、より好ましくは、500〜
600℃の温度で2〜3時間行なうとよい。この真空加
熱処理により、施与された混合液中のシラノールは、加
熱重合反応により酸化シリコン(SiO2 )に変化す
る。
The vacuum heat treatment after applying the mixed solution to the seed crystal is performed in a range of 500 to 600 in order to prevent decomposition and deterioration of the seed crystal.
30 minutes or more at a temperature of about ℃, more preferably 500 ~
It may be carried out at a temperature of 600 ° C. for 2-3 hours. By this vacuum heat treatment, silanol in the applied mixed liquid is converted into silicon oxide (SiO 2 ) by the heat polymerization reaction.

【0015】請求項3の発明によるII−VI族または
III−V族化合物単結晶の製造方法は、請求項2の発
明において、種結晶の外表面に混合液を施与するステッ
プは、混合液中に種結晶を浸漬することにより行なわれ
る。
The method for producing a group II-VI or group III-V compound single crystal according to the third aspect of the present invention is the method according to the second aspect, wherein the step of applying the mixed solution to the outer surface of the seed crystal is the mixed solution. It is performed by immersing the seed crystal therein.

【0016】請求項4の発明によるII−VI族または
III−V族化合物単結晶の製造方法は、請求項2の発
明において、種結晶の外表面に混合液を施与するステッ
プは、種結晶の外表面に混合液を噴霧することにより行
なわれる。
The method for producing a II-VI or III-V group compound single crystal according to the invention of claim 4 is the method of claim 2, wherein the step of applying the mixed liquid to the outer surface of the seed crystal is By spraying the mixed solution on the outer surface of the.

【0017】なお、混合液を噴霧して使用する場合に
は、混合液にアセトンを混合することが好ましい。アセ
トンの混合より、スプレー塗付性が向上するとともに、
膜の内部歪みが低減されるからである。
When the mixed solution is sprayed for use, it is preferable to mix acetone with the mixed solution. Compared to the mixture of acetone, spray coatability is improved,
This is because the internal strain of the film is reduced.

【0018】請求項5の発明によるII−VI族または
III−V族化合物単結晶の製造方法は、請求項1の発
明において、ガラス状物質は、多結晶の化合物の融点よ
りも低い軟化点を有することを特徴としている。
A method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal according to the invention of claim 5 is the method of claim 1, wherein the glassy material has a softening point lower than the melting point of the polycrystalline compound. It is characterized by having.

【0019】請求項6の発明によるII−VI族または
III−V族化合物単結晶の製造方法は、請求項5の発
明において、ガラス状物質は、三酸化二硼素(B2
3 )を含んでいる。
The method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal according to the sixth aspect of the present invention is the method according to the fifth aspect, wherein the glassy substance is diboron trioxide (B 2 O).
3 ) Including.

【0020】請求項7の発明によるII−VI族または
III−V族化合物単結晶の製造方法は、請求項5の発
明において、ガラス状物質は、B23 と二酸化硅素
(SiO2 )との混合物を含んでいる。
A method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal according to the invention of claim 7 is the same as that of the invention of claim 5, wherein the glassy substance is B 2 O 3 and silicon dioxide (SiO 2 ). Contains a mixture of.

【0021】請求項8の発明によるII−VI族または
III−V族化合物単結晶の製造方法は、請求項1〜請
求項7のいずれかの発明において、粉末固体は窒化ボロ
ンを含んでいる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the method for producing a II-VI or III-V group compound single crystal according to any one of the first to seventh aspects, the powder solid contains boron nitride.

【0022】請求項9の発明によるII−VI族または
III−V族化合物単結晶の製造方法は、請求項8の発
明において、窒化ボロンの粒径は、平均粒径として0.
05μm以上、10μm以下である。
The method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal according to the ninth aspect of the present invention is the method according to the eighth aspect, wherein the grain size of boron nitride is 0.
It is not less than 05 μm and not more than 10 μm.

【0023】平均粒径が10μmより大きいと、濡れや
すくなり、結晶欠陥が発生しやすくなるからである。
This is because if the average particle size is larger than 10 μm, wetting tends to occur and crystal defects are likely to occur.

【0024】なお、この明細書において、窒化ボロン
(BN)の粒径は、図15に示すように、たとえばBN
の1次粒子10が集合して2次粒子20のようになって
いる場合であっても、1次粒子10の粒径として定義す
る。
In this specification, the particle size of boron nitride (BN) is, for example, BN as shown in FIG.
Even when the primary particles 10 are aggregated to form the secondary particles 20, it is defined as the particle size of the primary particles 10.

【0025】また、本発明における化合物としては、ヒ
化ガリウム(GaAs)、InP、GaP等のIII−
V族化合物や、ZnSe、CdTe等のII−VI族化
合物等が挙げられる。
As the compound in the present invention, gallium arsenide (GaAs), InP, GaP, etc. III-
Examples thereof include group V compounds and group II-VI compounds such as ZnSe and CdTe.

【0026】請求項10の発明によるII−VI族また
はIII−V族化合物単結晶の製造方法は、多結晶のI
I−VI族またはIII−V族化合物から、単結晶のI
I−VI族またはIII−V族化合物を製造する方法で
あって、単結晶の化合物からなる種結晶の外表面を、ガ
ラス状物質からなるバインダを介して、多結晶の化合物
の融点よりも高い融点を有する粉末固体で被覆するステ
ップと、被覆された種結晶をるつぼの底部に配置するス
テップと、るつぼの残部に多結晶の化合物を配置するス
テップと、種結晶と多結晶の化合物がその中に配置され
たるつぼを、上部の高温域と下部の低温域とを作ること
ができる垂直に配置した炉の中に配置するステップと、
炉の位置および上部の高温域の温度を調節することによ
り、るつぼ中で種結晶の一部を固体の状態に保ちながら
多結晶の化合物を溶融するステップと、下部の低温域の
温度を単結晶の化合物の融点未満に設定し、かつ、上部
の高温域の温度を融点よりも高く設定することにより、
固−液界面を作るステップと、下部の低温域および上部
の高温域における温度設定を実質的に保持しながら、炉
および固−液界面を上方に垂直に移動させることによ
り、単結晶の化合物を成長させるステップとを備えてい
る。
The method for producing a II-VI or III-V group compound single crystal according to the tenth aspect of the present invention is a polycrystalline I crystal.
Single crystal I from a group I-VI or group III-V compound
A method for producing a group I-VI or group III-V compound, wherein the outer surface of a seed crystal composed of a single crystal compound is higher than the melting point of the polycrystalline compound via a binder composed of a glassy substance. Coating with a powdered solid having a melting point, placing the coated seed crystal at the bottom of the crucible, placing a polycrystalline compound in the remainder of the crucible, and seeding and polycrystalline compound in it. Placing the crucible located in the furnace in a vertically arranged furnace capable of creating a hot zone at the top and a cold zone at the bottom,
By adjusting the position of the furnace and the temperature in the upper high temperature region, the step of melting the polycrystalline compound while keeping a part of the seed crystal in the crucible in the solid state, and the temperature in the lower low temperature region to the single crystal By setting the temperature below the melting point of the compound and setting the temperature of the upper high temperature region higher than the melting point,
By moving the furnace and the solid-liquid interface vertically upward while substantially maintaining the steps of forming the solid-liquid interface and the temperature settings in the lower low temperature region and the upper high temperature region, a single crystal compound is obtained. And the step of growing.

【0027】この発明によれば、種結晶の外表面が、粉
末固体とガラス状物質とからなる被膜で被覆される。
According to the present invention, the outer surface of the seed crystal is coated with the coating composed of the powder solid and the glassy substance.

【0028】そのため、種結晶をるつぼ底部に配置した
際、るつぼと種結晶との間に隙間ができないため、るつ
ぼの壁面から原料融液が固化して多結晶化するのが防止
される。
Therefore, when the seed crystal is placed at the bottom of the crucible, there is no gap between the crucible and the seed crystal, so that the raw material melt is prevented from solidifying and polycrystallizing from the wall surface of the crucible.

【0029】さらに、この発明によれば、被膜は、粉末
固体とガラス状物質とからなる。そのため、種結晶への
付着力が高く、かつ、均一な被膜を形成することができ
る。
Furthermore, according to the present invention, the coating is composed of a powder solid and a glassy substance. Therefore, the adhesive force to the seed crystal is high and a uniform film can be formed.

【0030】図13は、本発明により、粉末固体3とガ
ラス状物質13とからなる被膜により被覆された種結晶
7の外表面の状態を模式的に示す図である図13を参照
して、本発明によれば、潤滑剤として作用する各粉末固
体3間に位置するガラス状物質13aおよび潤滑剤とし
て作用する粉末固体3と種結晶7との間に位置するガラ
ス状物質13bが、バインダとして作用するため、上述
のように、種結晶7への強い付着力を有し、かつ、均一
な被膜が形成される。
FIG. 13 is a diagram schematically showing the state of the outer surface of the seed crystal 7 coated with the coating composed of the powder solid 3 and the glassy substance 13 according to the present invention, with reference to FIG. According to the present invention, the glassy substance 13a located between the powder solids 3 acting as a lubricant and the glassy substance 13b located between the powder solids 3 acting as a lubricant and the seed crystal 7 are used as binders. As described above, a uniform film having a strong adhesive force to the seed crystal 7 and being formed is formed as described above.

【0031】[0031]

【実施例】図1は、II−VI族またはIII−V族化
合物単結晶の製造工程の一例を示す図である。
EXAMPLE FIG. 1 is a view showing an example of a process for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal.

【0032】以下、図1に示す各工程についてそれぞれ
説明する。 (1) 原料前処理工程 まず、ボート法で合成したGaAs多結晶からなる原料
の面取りを行なった。これは、原料のエッジによってる
つぼ内面に形成された被膜が剥離されるのを防止するた
めである。
Each step shown in FIG. 1 will be described below. (1) Raw Material Pretreatment Step First, a raw material made of GaAs polycrystal synthesized by the boat method was chamfered. This is to prevent the coating film formed on the inner surface of the crucible from being peeled off by the edge of the raw material.

【0033】一方、GaAs単結晶からなる種結晶(シ
ード)についても、多結晶原料と同様に面取りを行なっ
た。これは、シードをるつぼ底部に挿入する際、るつぼ
内面に形成された被膜が剥離されるのを防止するための
である。
On the other hand, a seed crystal made of GaAs single crystal was chamfered in the same manner as the polycrystalline raw material. This is to prevent the coating formed on the inner surface of the crucible from being peeled off when the seed is inserted into the bottom of the crucible.

【0034】続いて、上述の処理を行なった多結晶原料
およびシードについて、その表面の不純物を除去するた
めにエッチングを行なった。なお、エッチング条件は、
以下に示すように通常の条件を用いた。
Subsequently, the polycrystalline raw material and the seed that were subjected to the above-mentioned treatment were etched to remove impurities on their surfaces. The etching conditions are
Normal conditions were used as shown below.

【0035】 エッチング条件例1(硫酸系エッチン
グ液使用の場合) エッチング液組成;硫酸:過酸化水素:水=3:1:1 エッチング液の温度;60℃ エッチング時間;多結晶原料については20分前後、シ
ードについては1〜2分 エッチング条件例2(王水使用の場合) エッチング液組成;硝酸:塩酸=1:3 エッチング液の温度;室温 エッチング時間;多結晶原料については20分前後、シ
ードについては8分前後 (2) るつぼ前処理工程 (例1)図2は、るつぼ前処理工程の一例を示す図であ
る。
Etching condition example 1 (when a sulfuric acid-based etching solution is used) Etching solution composition; sulfuric acid: hydrogen peroxide: water = 3: 1: 1 etching solution temperature; 60 ° C. etching time; 20 minutes for polycrystalline raw material Before and after, 1 to 2 minutes for seed Etching condition example 2 (when aqua regia is used) Etching solution composition; nitric acid: hydrochloric acid = 1: 3 Etching solution temperature; room temperature Etching time; About 20 minutes for polycrystalline raw material, seed About 8 minutes (2) Crucible pretreatment step (Example 1) FIG. 2 is a diagram showing an example of the crucible pretreatment step.

【0036】以下、図2を参照して、るつぼ前処理工程
について説明する。 (a) 混合液の作製 BN粉末として、平均粒径10μm以下のものを使用し
た。また、この粒子の酸素濃度は3%以下であった。な
お、粒子の酸素濃度は、低い方がドーパントと反応しに
くいためより好ましい。
The crucible pretreatment step will be described below with reference to FIG. (A) Preparation of mixed liquid BN powder having an average particle diameter of 10 μm or less was used. The oxygen concentration of these particles was 3% or less. The lower the oxygen concentration of the particles, the more difficult it is to react with the dopant, which is more preferable.

【0037】シラノール化合物としては、東京応化製O
CDを用いた。このOCDは、シラノール化合物と溶剤
とからなる液体である。
As the silanol compound, O produced by Tokyo Ohka
A CD was used. This OCD is a liquid composed of a silanol compound and a solvent.

【0038】今回の実験においては、無機系Type2
(Si(OH)4 :5.9wt%含有,溶剤:酢酸エチ
ル)と、有機系Type7(RnSi(OH)4-n ;R
はアルキル基を示す。:12wt%含有,溶剤:メタノ
ール)の2種を使用した。Type2、Type7とも
に、20wt%の濃度のものまで使用可能であった。
In this experiment, the inorganic type 2
(Si (OH) 4 : 5.9 wt% content, solvent: ethyl acetate) and organic type 7 (RnSi (OH) 4-n ; R
Represents an alkyl group. : 12 wt% content, solvent: methanol) were used. Both Type 2 and Type 7 were usable up to the concentration of 20 wt%.

【0039】このようなBN粒子およびシラノール化合
物を用いて、以下のように混合液を混合した。
Using the BN particles and the silanol compound, the mixed solution was mixed as follows.

【0040】 混合液を液状態で使用(液塗付け)す
る場合
When the mixed liquid is used in a liquid state (liquid application)

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】 混合液を噴霧して使用(スプレー)す
る場合
When spraying a mixed solution

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】表2に示すように、スプレーにより混合液
を施与する場合には、アセトンを混合することが好まし
い。
As shown in Table 2, when the mixed solution is applied by spraying, it is preferable to mix acetone.

【0045】このようにアセトンを混合する第1の理由
は、スプレー塗付性の向上にある。OCDの溶剤である
酢酸エチルまたはメタノールは揮発性が低いため、連続
して塗付けすると液状になり、乾燥後割れたりまだらに
なりやすい。また、OCDは粘度が高いため、スプレー
粒子が細かい霧になりにくく、均一な膜を形成すること
が難しい。そこで、このようにアセトンを混合すること
により、揮発性がよく、液状になりにくいという効果が
得られる。また、細かい霧状になるため、均一な膜が得
られるという効果も得られる。
The first reason for mixing acetone in this way is to improve spray coatability. Since ethyl acetate or methanol, which is a solvent for OCD, has low volatility, it becomes liquid when continuously applied, and is easily cracked or mottled after drying. Further, since OCD has a high viscosity, it is difficult for spray particles to become fine mist, and it is difficult to form a uniform film. Therefore, by mixing acetone in this way, it is possible to obtain an effect that the volatility is good and it is difficult to be in a liquid state. Further, since it becomes a fine mist, there is an effect that a uniform film can be obtained.

【0046】さらに、アセトンを混合する第2の理由
は、膜の内部歪み低減にある。OCD比率が高いと、G
aAs融液には濡れにくいが、膜が硬くなり、内部歪み
が大きくなる。内部歪みの大きい膜は、割れたり、クラ
ックが入ったりして剥離しやすい。そこで、このように
アセトンを混合することにより、OCD濃度が低くなる
ため、膜の内部歪みが小さくなり、クラックや剥離が起
こりにくくなるという効果が得られる。
The second reason for mixing acetone is to reduce the internal strain of the film. If the OCD ratio is high, G
Although it is difficult to get wet with the aAs melt, the film becomes hard and the internal strain becomes large. A film having a large internal strain is easily cracked or cracked and easily peeled off. Therefore, by mixing acetone in this way, the OCD concentration is lowered, so that the internal strain of the film is reduced, and cracks and peeling are less likely to occur.

【0047】なお、混合液において、BN粉末の粒子径
およびアセトン混合比について検討を行なった結果を、
以下の表3および表4に併せて示す。表3および表4に
おいて「欠陥」とは、転位または多結晶等の発生をい
う。
The results of the examination of the particle size of BN powder and the mixing ratio of acetone in the mixed solution are as follows.
The results are shown in Tables 3 and 4 below. In Tables 3 and 4, the term "defect" refers to the occurrence of dislocations or polycrystals.

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】(b) るつぼへの混合液の施与 るつぼへの混合液の施与は、るつぼ内面に混合液を液状
態で塗付け(液塗付け)するか、または、混合液を噴霧
(スプレー)する方法により行なうことができる。
(B) Application of the mixed solution to the crucible The application of the mixed solution to the crucible can be carried out by applying the mixed solution to the inner surface of the crucible in a liquid state (liquid application) or by spraying the mixed solution ( Spraying).

【0051】図3は、混合液をスプレーしてるつぼに施
与する状態を示す図である。図3を参照して、pBNる
つぼ1に噴霧器6を用いて混合液5をスプレー塗付けす
る際には、ハンドヒータ4により、るつぼを50〜15
0℃に加熱しながら行なうとよい。スプレー塗付けした
混合液中の溶剤を早く乾燥させて、混合液が垂れ落ちる
のを防ぐことができるからである。
FIG. 3 is a view showing a state in which the mixed liquid is sprayed and applied to the crucible. Referring to FIG. 3, when spray-applying the mixed liquid 5 to the pBN crucible 1 using the sprayer 6, the crucible is heated to 50 to 15 by the hand heater 4.
It is advisable to perform it while heating to 0 ° C. This is because the solvent in the spray-applied mixture can be dried quickly to prevent the mixture from dripping.

【0052】また、スプレー塗付けの際に、るつぼ上方
の開口部1aからスプレーすると、噴霧液がるつぼ壁で
はね返されるため、るつぼ下部のシード設置部1cおよ
びテーパ部1bに混合液5が付着しにくい。そこで、シ
ード設置部1c側から吸引を行なうことにより、テーパ
部1bおよびシード設置部1cへの混合液5の付着が改
善される。
When spraying from the opening 1a above the crucible during spray coating, the sprayed liquid is repelled by the wall of the crucible. Hateful. Therefore, by suctioning from the seed setting portion 1c side, the adhesion of the mixed liquid 5 to the tapered portion 1b and the seed setting portion 1c is improved.

【0053】図5は、本発明に用いられるるつぼの一例
を示す断面図である。図5を参照して、このるつぼ1
は、その内部表面に細かい凹凸が形成されている。この
ようなるつぼを用いることにより、るつぼの内側の面に
形成された被膜が剥離しにくくなるという効果が得られ
る。なお、表面凹凸の大きさとしては、たとえば、最大
高さRmax が10〜150μmであり、中心線平均粗さ
a が3〜15μmのものが用いられるとよい。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of the crucible used in the present invention. Referring to FIG. 5, this crucible 1
Has fine irregularities formed on its inner surface. By using such a crucible, it is possible to obtain the effect that the coating formed on the inner surface of the crucible is less likely to peel off. As the magnitude of surface irregularities, for example, up to a height R max is 10 to 150 m, the center line average roughness R a include the 3~15μm is used may.

【0054】ここで、「最大高さRmax 」とは、断面曲
線からその平均線の方向に評価長さLmの部分を抜取
り、平均線に平行な2直線でその断面曲線を挟んだと
き、この2直線の間隔を縦倍率の方向に測定した値をい
う。
Here, "maximum height R max " means that a portion having an evaluation length Lm is extracted from the cross-section curve in the direction of the average line, and the cross-section curve is sandwiched by two straight lines parallel to the average line. A value obtained by measuring the distance between these two straight lines in the direction of longitudinal magnification.

【0055】なお、「断面曲線」とは、測定面の平均表
面に直角な平面で測定面を切断したとき、その切り口に
現れる輪郭をいう。また、「平均線」とは、断面曲線の
抜取り部分において、被測定面の幾何学的形状を持つ直
線で、かつその線から断面曲線までの偏差の自乗和が最
小になるように設定した線をいう。
The "cross-section curve" means the contour that appears at the cut surface when the measurement surface is cut along a plane perpendicular to the average surface of the measurement surface. In addition, the "mean line" is a straight line having the geometric shape of the surface to be measured in the sampling portion of the section curve, and the line set so that the sum of squares of the deviation from that line to the section curve is minimized. Say.

【0056】また、「中心線平均粗さRa 」とは、粗さ
曲線からその中心線の方向に、評価長さLmを抜取り、
この抜取り部分の中心線をX軸、縦倍率の方向をY軸と
し、粗さ曲線をY(x)で表わしたとき、以下の式によ
って求められる値をいう。
The "center line average roughness R a " means that the evaluation length Lm is extracted from the roughness curve in the direction of the center line.
When the center line of the extracted portion is the X axis and the direction of longitudinal magnification is the Y axis and the roughness curve is represented by Y (x), it means the value obtained by the following formula.

【0057】[0057]

【数1】 [Equation 1]

【0058】なお、「粗さ曲線」とは、断面曲線から低
周波成分を除去するような特性を持つ測定方法で求めら
れた曲線をいう。また、「中心線」とは、粗さ曲線の平
均線に平行な直線を引いたとき、この直線と粗さ曲線で
囲まれる面積が、この直線の両側で等しくなる直線をい
う。
The "roughness curve" refers to a curve obtained by a measuring method having a characteristic of removing a low frequency component from a sectional curve. Further, the "center line" means a straight line in which, when a straight line parallel to the average line of the roughness curve is drawn, the areas surrounded by this straight line and the roughness curve are equal on both sides of this straight line.

【0059】以上の表面粗さの指標は、いずれもJIS
B0601−1976にしたがっている。
The above-mentioned indexes of surface roughness are all JIS
According to B0601-1976.

【0060】さらに、るつぼ内面に混合液を施与する際
には、一度に厚く塗付けると、被膜にクラックが入った
り、被膜が剥離しやすくなる。そこで、るつぼへの混合
液の塗付けは、二度以上に分けて行なうことが好まし
い。
Furthermore, when the mixed solution is applied to the inner surface of the crucible, if it is applied thickly at one time, cracks may occur in the coating or the coating may be easily peeled off. Therefore, it is preferable to apply the mixed solution to the crucible twice or more.

【0061】たとえば、一度の塗付けで好ましい膜の厚
さは、液塗付けの場合は50〜500μmであり、一
方、スプレーの場合は50〜1000μmである。した
がって、二度塗付けを行なう際には、たとえば、表5に
示すような4種類の塗付け方法が考えられる。
For example, a preferable film thickness for one application is 50 to 500 μm for liquid application, and 50 to 1000 μm for spray application. Therefore, when applying twice, for example, four kinds of applying methods as shown in Table 5 can be considered.

【0062】[0062]

【表5】 [Table 5]

【0063】なお、二度以上の重ね塗付けを行なう際に
は、二度目の塗付けを行なう前に、一度目の塗付けによ
る膜に対して一旦1000℃程度の加熱処理を行なうこ
とが好ましい。この加熱処理により、一度目の塗付けに
よる膜の強度が高くなり、その後に重ね塗付けをした際
にも膜が割れることがないからである。
In addition, when the multi-coating is performed twice or more, it is preferable that the film by the first coating is once subjected to a heat treatment at about 1000 ° C. before the second coating. . This heat treatment increases the strength of the film by the first application, and the film is not cracked even when the multiple application is subsequently performed.

【0064】(c) シードへの混合液の施与 シードへの混合液の施与は、シードを混合液中に浸漬
(液付け)するか、または、混合液をシード外表面に噴
霧(スプレー)する方法により行なうことができる。
(C) Application of the mixed solution to the seeds The application of the mixed solution to the seeds is performed by immersing (immersing) the seed in the mixed solution or spraying (spraying) the mixed solution on the outer surface of the seed. ) Method.

【0065】なお、液付けの場合は、たとえば表1に示
す混合液混合例1の混合液の使用が好ましく、一方、ス
プレーの場合は、たとえば表2に示す混合液混合例2の
使用が好ましい。
In the case of liquid application, it is preferable to use, for example, the mixed liquid of mixed liquid mixing example 1 shown in Table 1, while in the case of spraying, it is preferable to use, for example, mixed liquid mixing example 2 shown in Table 2. .

【0066】このようにシードに被膜を形成するのは、
以下のような理由による。すなわち、シードとるつぼと
の間にGaAs融液が浸入すると、シード側からではな
く、るつぼ壁面側から融液が固化し、多結晶化する恐れ
がある。そこで、このようにシードに被膜を形成するこ
とにより、シードとるつぼとの間に隙間が生じるのを防
ぎ、GaAs融液の浸入を防止することができるからで
ある。
Forming a film on the seed in this way is
For the following reasons. That is, if the GaAs melt flows into the space between the seed and the crucible, the melt may be solidified not from the seed side but from the wall surface side of the crucible and polycrystallized. Therefore, by forming a film on the seed in this way, it is possible to prevent a gap from being formed between the seed and the crucible, and prevent the GaAs melt from entering.

【0067】図6は、シードを混合液中に浸漬してシー
ドに混合液を施与する状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the seed is immersed in the mixed solution and the mixed solution is applied to the seed.

【0068】図6を参照して、シード7のうち、先端部
7aを除く部分を混合液5中に浸漬し、るつぼ底部に設
置する際には、この先端部7aから挿入するとよい。
With reference to FIG. 6, when the portion of seed 7 excluding tip portion 7a is dipped in mixed solution 5 and installed at the bottom of the crucible, it may be inserted from tip portion 7a.

【0069】(d) るつぼおよびシードの真空加熱 無機系OCDは、真空中で加熱することにより、加熱重
合反応により、Si(OH)4 から水が除去されて、S
iO2 (石英ガラス)になる。
(D) Vacuum heating of crucible and seed Inorganic OCD is heated in vacuum to remove water from Si (OH) 4 by a heat polymerization reaction, so that S
It becomes iO 2 (quartz glass).

【0070】一方、有機系OCDを真空中で加熱した場
合には、SiO2 以外に、微量ながらグラファイトが残
存する。このグラファイトはGaAs融液と濡れやすい
ため、濡れによる結晶欠陥(転位)の発生を引き起こす
可能性がある。
On the other hand, when the organic OCD is heated in vacuum, a small amount of graphite remains in addition to SiO 2 . Since this graphite easily wets the GaAs melt, crystal defects (dislocations) may occur due to wetting.

【0071】以下、表6に、るつぼおよびシードの好ま
しい真空加熱条件を示す。
Table 6 below shows preferable vacuum heating conditions for the crucible and the seed.

【0072】[0072]

【表6】 [Table 6]

【0073】なお、加熱温度は、500℃以上であれば
SiO2 の生成に問題はない。ただし、pBNるつぼ
は、たとえば1500℃程度の高温での加熱も可能であ
るが、GaAsシードは、GaAsの分解劣化を防ぐた
めに、500〜600℃での加熱が適当であると考えら
れる。
If the heating temperature is 500 ° C. or higher, there is no problem in forming SiO 2 . However, although the pBN crucible can be heated at a high temperature of, for example, about 1500 ° C., it is considered appropriate to heat the GaAs seed at 500 to 600 ° C. in order to prevent decomposition and deterioration of GaAs.

【0074】また、真空度については、SiO2 の生成
に特に影響を及ぼすものではなく、水を除去することさ
えできれば、たとえば窒素(N2 )、アルゴン(Ar)
等のガス気流中でもよいと考えられる。
The degree of vacuum does not particularly affect the production of SiO 2 , and if water can be removed, for example, nitrogen (N 2 ), argon (Ar)
It is considered to be good even in a gas stream such as.

【0075】図4は、混合液を施与したるつぼを真空加
熱する状態を示す図である。図4を参照して、混合液5
を施与したるつぼ1を石英容器8内に配置し、真空ポン
プで石英容器8内を真空状態にしながら、外部からヒー
タ14により加熱を行なう。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the crucible to which the mixed liquid is applied is heated in vacuum. With reference to FIG. 4, the mixed solution 5
The crucible 1 having been subjected to is placed in a quartz container 8 and is heated by a heater 14 from the outside while the inside of the quartz container 8 is kept in a vacuum state by a vacuum pump.

【0076】また、図7は、混合液を施与したシードを
真空加熱する状態を示す図である。図7を参照して、混
合液5を施与したシード7を、真空中でヒータ24によ
り加熱処理する。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the seed applied with the mixed solution is heated in vacuum. With reference to FIG. 7, the seed 7 to which the mixed liquid 5 is applied is heat-treated by the heater 24 in vacuum.

【0077】このような真空加熱処理により、るつぼ内
面とシード外表面には、BN粉末とSiO2 とからなる
被膜が形成される。
By such vacuum heat treatment, a coating film made of BN powder and SiO 2 is formed on the inner surface of the crucible and the outer surface of the seed.

【0078】(e) シード取付け 上述のようにして外表面に被膜を形成したシードを、内
面に被膜が形成されたるつぼ内に挿入し、るつぼ底部に
配置する。
(E) Attachment of seed The seed having the coating formed on the outer surface as described above is inserted into the crucible having the coating formed on the inner surface and placed at the bottom of the crucible.

【0079】このとき、シード先端部にエッジがある
と、るつぼの内面に形成された被膜を剥離してしまうの
で、シードは面取りをした側からるつぼ内へ挿入するこ
とが好ましい。
At this time, if there is an edge at the tip of the seed, the coating film formed on the inner surface of the crucible will be peeled off. Therefore, it is preferable to insert the seed into the crucible from the chamfered side.

【0080】また、シード取付け後は、るつぼからシー
ドが落ちないように、るつぼの底部にBNまたはpBN
製のキャップまたは栓31を取付けるのが好ましい。
After the seed is attached, BN or pBN is attached to the bottom of the crucible so that the seed does not drop from the crucible.
It is preferable to attach a cap or stopper 31 made of plastic.

【0081】(f) るつぼとシードの隙間充填 上述のようにシードをるつぼ底部に取付けた際には、る
つぼとシードとの間に隙間ができることがある。この隙
間にGaAs融液が浸入すると、その部分から固化が始
まり、多結晶化する恐れがある。
(F) Filling the gap between the crucible and the seed When the seed is attached to the bottom of the crucible as described above, a gap may be formed between the crucible and the seed. If the GaAs melt enters this gap, solidification may start from that portion and polycrystallization may occur.

【0082】そこで、以下のように、るつぼとシードと
の隙間を充填することが好ましい。まず、るつぼとシー
ドとの隙間に、混合液を施与する。混合液の施与は、隙
間に混合液をスポイトで滴下して充填するか、または、
混合液を隙間に噴霧(スプレー)する方法により行なう
ことができる。スプレーによる場合は、施与後にシード
上端面に付着した混合液を拭取ることが必要である。ま
た、スプレー前に予め、混合液が付着しないようにシー
ド上端面をマスキングしておいてもよい。
Therefore, it is preferable to fill the gap between the crucible and the seed as follows. First, the mixed solution is applied to the gap between the crucible and the seed. To apply the mixed solution, drop the mixed solution into the gap with a dropper to fill it, or
It can be performed by a method of spraying the mixed solution into the gap. In the case of spraying, it is necessary to wipe off the mixed solution adhering to the upper end surface of the seed after application. Further, the upper end surface of the seed may be masked in advance before spraying so that the mixed liquid does not adhere.

【0083】なお、滴下充填の場合は、たとえば表1に
示す混合液混合例1の混合液の使用が好ましく、一方、
スプレーの場合は、たとえば表2に示す混合液混合例2
の使用が好ましい。
In the case of dropping and filling, for example, it is preferable to use the mixed liquid of mixed liquid mixing example 1 shown in Table 1, while
In the case of spraying, for example, a mixed liquid mixing example 2 shown in Table 2
The use of is preferred.

【0084】図8は、るつぼとシードとの隙間が充填さ
れた状態を示す断面図であり、図9は、図8のIX部分
の部分拡大断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a state in which the gap between the crucible and the seed is filled, and FIG. 9 is a partially enlarged sectional view of a portion IX in FIG.

【0085】図8および図9を参照して、被膜15がそ
の内面に形成されたるつぼ1と、被膜75がその外表面
に形成されたシード7との隙間9に、混合液5が充填さ
れている。
With reference to FIGS. 8 and 9, the mixed liquid 5 is filled in the gap 9 between the crucible 1 having the coating 15 formed on the inner surface thereof and the seed 7 having the coating 75 formed on the outer surface thereof. ing.

【0086】(g) 真空加熱 次に、充填した混合液を加熱重合させるため、真空加熱
処理を行なう。真空加熱条件の一例としては、シードに
ダメージを与えない温度である500〜600℃の温度
で2〜3時間の加熱を、真空度10-6〜10-8Torr
の雰囲気下で行なうとよい。
(G) Vacuum heating Next, a vacuum heating treatment is carried out to heat and polymerize the filled mixed solution. As an example of the vacuum heating conditions, heating is performed at a temperature of 500 to 600 ° C., which is a temperature that does not damage the seed, for 2 to 3 hours, and a vacuum degree of 10 −6 to 10 −8 Torr.
It is good to do it under the atmosphere.

【0087】このような真空加熱処理により、るつぼと
シードとの隙間には、BN粉末とSiO2 とからなる被
膜が形成される。
By such a vacuum heat treatment, a film made of BN powder and SiO 2 is formed in the gap between the crucible and the seed.

【0088】(例2)上述の例1においては、るつぼ内
面およびシード外表面を被覆する被膜が、粉末固体して
のBNと、ガラス状物質としてのSiO2 のみとからな
る場合について説明したが、ガラス状物質としてSiO
2 のみを使用した場合には、GaAsの融点において軟
化しない。
(Example 2) In the above-mentioned Example 1, the case where the coating film for coating the inner surface of the crucible and the outer surface of the seed was composed of BN in the form of powder solid and only SiO 2 as the glassy substance was described. , SiO as glassy material
When only 2 is used, it does not soften at the melting point of GaAs.

【0089】しかしながら、たとえば、ガラス状物質と
して、B23 またはB23とSiO2 との混合
物を使用した場合には、GaAsの融点において軟化が
生じる。その結果、バインダとしてのガラス状物質が潤
滑剤としてのBN粒子の動きを阻害することがないた
め、本発明におけるBN粉末粒子の潤滑剤としての効果
を、さらに高めることができる。
However, when B 2 O 3 or a mixture of B 2 O 3 and SiO 2 is used as the glassy substance, softening occurs at the melting point of GaAs. As a result, the glassy substance as the binder does not hinder the movement of the BN particles as the lubricant, so that the effect of the BN powder particles in the present invention as the lubricant can be further enhanced.

【0090】そこで、以下、ガラス状物質としてB2
3 またはB23 とSiO2 との混合物を使用した
場合について、被膜の形成方法およびその効果について
説明する。
Therefore, hereinafter, B 2 is used as a glassy substance.
A method of forming a film and its effect will be described for the case of using a mixture of O 3 or B 2 O 3 and SiO 2 .

【0091】 ガラス状物質としてB23 を使用し
た場合 (a) 被膜の形成方法 (方法1)まず、るつぼの内側の面に、BN粉末を施与
する。次に、このようにBN粉末が施与されたるつぼ
を、酸素(O2 )ガス、またはO2 混合ガス雰囲気下
で、900℃〜1200℃の温度で加熱する。すると、
BN粉末の表面が、下記に示す式(1)の反応に従い酸
化される。
When B 2 O 3 is used as the glassy substance (a) Method for forming coating (Method 1) First, BN powder is applied to the inner surface of the crucible. Next, the crucible to which the BN powder has been applied in this manner is heated at a temperature of 900 ° C. to 1200 ° C. in an oxygen (O 2 ) gas or O 2 mixed gas atmosphere. Then
The surface of the BN powder is oxidized according to the reaction of the formula (1) shown below.

【0092】 4BN+3O2 →2B23 +2N2 …(1) その結果、るつぼの内側の面に、BN粉末粒子とB2
3 とからなる被膜が形成される。
4BN + 3O 2 → 2B 2 O 3 + 2N 2 (1) As a result, BN powder particles and B 2 O are formed on the inner surface of the crucible.
A coating consisting of 3 and 3 is formed.

【0093】(方法2)まず、BN粉末と硼酸(H3
3 )粉末とを混合した後、さらに、水またはアルコー
ル等の溶媒と混合して、混合液を作製する。
(Method 2) First, BN powder and boric acid (H 3 B
After mixing with O 3 ) powder, it is further mixed with water or a solvent such as alcohol to prepare a mixed liquid.

【0094】次に、このようにして作製した混合液を、
るつぼの内側の面またはシードの外表面に塗布する。続
いて、このように混合液が塗布されたるつぼを、窒素
(N2)ガス、アルゴン(Ar)ガスまたはO2 ガス雰
囲気下で、300℃〜1200℃の温度で熱処理する。
一方、混合液が塗布されたシードについては、N2 ガス
またはArガス雰囲気下で、300℃〜600℃の温度
で熱処理する。
Next, the mixed solution thus prepared is
Apply to the inner surface of the crucible or the outer surface of the seed. Subsequently, the crucible coated with the mixed liquid in this manner is heat-treated at a temperature of 300 ° C. to 1200 ° C. in a nitrogen (N 2 ) gas, argon (Ar) gas or O 2 gas atmosphere.
On the other hand, the seed applied with the mixed liquid is heat-treated at a temperature of 300 ° C. to 600 ° C. in an atmosphere of N 2 gas or Ar gas.

【0095】その結果、るつぼの内側の面またはシード
の外表面に、BN粉末粒子とB2 3 とからなる被膜が
形成される。
As a result, the inner surface or seed of the crucible
BN powder particles and B on the outer surface of2 O Three The coating consisting of
It is formed.

【0096】(方法3)まず、BN粉末と酸化硼素(B
23 )粉末とを混合した後、さらに、水またはアルコ
ール等の溶媒と混合して、混合液を作製する。なお、混
合液作製の際には、B23 粉末を予め水またはアルコ
ール等の溶媒に溶かした後、さらにBN粉末と混合して
もよい。
(Method 3) First, BN powder and boron oxide (B
2 O 3 ) powder and then further mixed with a solvent such as water or alcohol to prepare a mixed solution. When preparing the mixed liquid, the B 2 O 3 powder may be dissolved in water or a solvent such as alcohol in advance and then further mixed with the BN powder.

【0097】次に、このようにして作製した混合液を、
るつぼの内側の面またはシードの外表面に塗布する。続
いて、このように混合液が塗布されたるつぼを、N2
ス、ArガスまたはO2 ガス雰囲気下で、300℃〜1
200℃の温度で熱処理する。一方、混合液が塗布され
たシードについては、N2 ガスまたはArガス雰囲気下
で、300℃〜600℃の温度で熱処理する。
Next, the mixed solution thus prepared is
Apply to the inner surface of the crucible or the outer surface of the seed. Subsequently, the crucible coated with the mixed liquid in this manner is treated under an atmosphere of N 2 gas, Ar gas or O 2 gas at 300 ° C. to 1 ° C.
Heat treatment is performed at a temperature of 200 ° C. On the other hand, the seed applied with the mixed liquid is heat-treated at a temperature of 300 ° C. to 600 ° C. in an atmosphere of N 2 gas or Ar gas.

【0098】その結果、るつぼの内側の面またはシード
の外表面に、BN粉末粒子とB2 3 とからなる被膜が
形成される。
As a result, the inner surface or seed of the crucible
BN powder particles and B on the outer surface of2 O Three The coating consisting of
It is formed.

【0099】(b) 効果 ガラス状物質としてSiO2 を使用する場合と比較し
て、Siが原料融液中へ混入する恐れが全くないため、
特に、半絶縁性結晶の製造において有効である。
(B) Effect As compared with the case where SiO 2 is used as the glassy substance, there is no possibility that Si is mixed into the raw material melt,
In particular, it is effective in the production of semi-insulating crystals.

【0100】 ガラス状物質としてB23 とSiO
2 との混合物を使用した場合 (a) 被膜の形成方法 (方法1)まず、BN粉末とシラノール化合物とを混合
して、混合液を作製する。シラノール化合物としては、
たとえば、前述のOCDを用いることができる。
B 2 O 3 and SiO as glassy substances
When a mixture with 2 is used (a) Method for forming coating (Method 1) First, BN powder and a silanol compound are mixed to prepare a mixed solution. As a silanol compound,
For example, the above-mentioned OCD can be used.

【0101】次に、このようにして作製した混合液を、
るつぼの内側の面に施与する。続いて、混合液が施与さ
れたるつぼに、酸化処理を施す。この酸化処理により、
混合液中のBN粉末が酸化されて、一部がB23 に変
化し、また、シラノールは酸化シリコン(SiO2 )に
変化する。
Next, the mixed solution thus prepared is
Apply to the inner surface of the crucible. Then, the crucible to which the mixed liquid is applied is subjected to an oxidation treatment. By this oxidation treatment,
The BN powder in the mixed solution is oxidized and a part thereof is changed to B 2 O 3 , and the silanol is changed to silicon oxide (SiO 2 ).

【0102】その結果、るつぼの内側の面に、BN粒子
と、B23 とSiO2 との混合物とからなる被膜が形
成される。
As a result, a coating film composed of BN particles and a mixture of B 2 O 3 and SiO 2 is formed on the inner surface of the crucible.

【0103】(方法2)まず、BN粉末とB23 粉末
とシラノール化合物とを混合して、混合液を作製する。
シラノール化合物としては、たとえば、前述のOCDを
用いることができる。また、B23 粉末の代わりに、
硼酸(H3 BO3 )粉末を用いてもよい。
(Method 2) First, BN powder, B 2 O 3 powder and silanol compound are mixed to prepare a mixed solution.
As the silanol compound, for example, the above-mentioned OCD can be used. Also, instead of B 2 O 3 powder,
Boric acid (H 3 BO 3 ) powder may be used.

【0104】次に、このようにして作製した混合液を、
るつぼの内側の面またはシードの外表面に施与する。続
いて、混合液が施与されたるつぼを、窒素(N2 )ガ
ス、アルゴン(Ar)ガスまたは酸素(O2 )ガス雰囲
気下で、300℃〜1200℃の温度で熱処理する。一
方、混合液が施与されたシードについては、N2 ガスま
たはArガス雰囲気下で、300℃〜600℃の温度で
熱処理する。
Next, the mixed solution thus prepared is
Apply to the inner surface of the crucible or the outer surface of the seed. Subsequently, the crucible to which the mixed liquid is applied is heat-treated at a temperature of 300 ° C. to 1200 ° C. under a nitrogen (N 2 ) gas, argon (Ar) gas or oxygen (O 2 ) gas atmosphere. On the other hand, the seed to which the mixed liquid is applied is heat-treated at a temperature of 300 ° C. to 600 ° C. in an N 2 gas or Ar gas atmosphere.

【0105】その結果、るつぼの内側の面またはシード
の外表面に、BN粒子と、B23とSiO2 との混合
物とからなる被膜が形成される。
As a result, a coating film of BN particles and a mixture of B 2 O 3 and SiO 2 is formed on the inner surface of the crucible or the outer surface of the seed.

【0106】(方法3)まず、BN粉末とSiO2 粉末
とB23 粉末とを混合した後、さらに、水、アルコー
ル等の溶媒と混合して、混合液を作製する。なお、B2
3 粉末の代わりに、硼酸(H3 BO3 )粉末を用いて
もよい。
(Method 3) First, BN powder, SiO 2 powder and B 2 O 3 powder are mixed and then further mixed with a solvent such as water or alcohol to prepare a mixed liquid. In addition, B 2
Boric acid (H 3 BO 3 ) powder may be used instead of the O 3 powder.

【0107】次に、このようにして作製した混合液を、
るつぼの内側の面またはシードの外表面に塗布する。続
いて、混合液が塗布されたるつぼを、N2 ガス、Arガ
スまたはO2 ガス雰囲気下で、300℃〜1200℃の
温度で熱処理する。一方、混合液が塗布されたシードに
ついては、N2 ガスまたはArガス雰囲気下で、300
℃〜600℃の温度で熱処理する。
Next, the mixed solution thus prepared is
Apply to the inner surface of the crucible or the outer surface of the seed. Subsequently, the crucible coated with the mixed liquid is heat-treated at a temperature of 300 ° C. to 1200 ° C. under an atmosphere of N 2 gas, Ar gas or O 2 gas. On the other hand, for the seed coated with the mixed liquid, under a N 2 gas or Ar gas atmosphere, 300
Heat treatment is performed at a temperature of ℃ to 600 ℃.

【0108】その結果、るつぼの内側の面またはシード
の外表面に、BN粒子と、B23とSiO2 との混合
物とからなる被膜が形成される。
As a result, a coating film of BN particles and a mixture of B 2 O 3 and SiO 2 is formed on the inner surface of the crucible or the outer surface of the seed.

【0109】(方法4)まず、BN粉末とSiO2 粉末
とを混合した後、さらに、水、アルコール等の溶媒と混
合して、混合液を作製する。
(Method 4) First, BN powder and SiO 2 powder are mixed and then mixed with a solvent such as water or alcohol to prepare a mixed liquid.

【0110】次に、このようにして作製した混合液を、
るつぼの内側の面に塗布する。続いて、混合液が塗布さ
れたるつぼに、酸化処理を施す。
Next, the mixed solution thus prepared is
Apply to the inner surface of the crucible. Subsequently, the crucible coated with the mixed solution is subjected to an oxidation treatment.

【0111】その結果、るつぼの内側の面に、BN粒子
と、B23 とSiO2 との混合物とからなる被膜が形
成される。
As a result, a film composed of BN particles and a mixture of B 2 O 3 and SiO 2 is formed on the inner surface of the crucible.

【0112】(b) 効果 被膜中のガラス状物質としては、B23 のみを用いて
も、十分にバインダとしての効果が得られるが、B2
3 は、以下に示すような吸湿による影響を受けやすい物
質である。
[0112] As (b) glassy material effect in the coating can be used only B 2 O 3, although fully effective as a binder is obtained, B 2 O
3 is a substance that is easily affected by moisture absorption as shown below.

【0113】すなわち、B23 は、吸湿によって硼酸
(H3 BO3 )に変化し、このH3BO3 は、粘着力が
なく、加熱により飛散してしまうという性質を有する。
That is, B 2 O 3 changes to boric acid (H 3 BO 3 ) due to moisture absorption, and this H 3 BO 3 has no adhesive force and has the property of being scattered by heating.

【0114】したがって、B23 がH3 BO3 に変化
してしまった場合には、被膜の付着力が低下し、原料融
解までの加熱により飛散してしまうために、被膜中のバ
インダとしてのガラス状物質が欠乏するとともに、被膜
が剥離してしまう。その結果、ツインまたはマイクロツ
インの発生、もしくは多結晶化といった、結晶欠陥が発
生する恐れがある。
Therefore, when B 2 O 3 is changed to H 3 BO 3 , the adhesive force of the film is lowered and the film is scattered by heating until the raw material is melted. The glassy substance is deficient and the coating is peeled off. As a result, crystal defects such as generation of twins or micro twins or polycrystallization may occur.

【0115】そこで、ガラス状物質として、B23
SiO2 を添加した混合物を用いることにより、上述し
た懸念がなくなる。
Therefore, by using a mixture of B 2 O 3 and SiO 2 as the glassy substance, the above-mentioned concern is eliminated.

【0116】たとえば、GaAs単結晶の製造において
は、添加するSiO2 濃度は、0.1mol%〜80m
ol%が好ましい。B23 の軟化点は300℃〜35
0℃であり、SiO2 の軟化点は1500℃前後である
ことから、SiO2 濃度が80mol%より大きくなる
と、B23 とSiO2 との混合物の軟化点がGaAs
の軟化点以上となってしまうからである。一方、SiO
2 の濃度が0.1mol%より小さいと、B23 が吸
湿による影響を受けてしまうからである。
For example, in the production of GaAs single crystal, the added SiO 2 concentration is 0.1 mol% to 80 m.
ol% is preferred. B 2 O 3 has a softening point of 300 ° C to 35
Since it is 0 ° C. and the softening point of SiO 2 is around 1500 ° C., when the SiO 2 concentration is higher than 80 mol%, the softening point of the mixture of B 2 O 3 and SiO 2 is GaAs.
This is because the softening point of is not less than. On the other hand, SiO
This is because if the concentration of 2 is less than 0.1 mol%, B 2 O 3 will be affected by moisture absorption.

【0117】また、添加するSiO2 濃度は、好ましく
は1mol%〜70mol%、さらに好ましくは5mo
l%〜60mol%であるとよい。
The concentration of SiO 2 added is preferably 1 mol% to 70 mol%, more preferably 5 mo%.
It is good to be 1% -60 mol%.

【0118】また、GaAsより融点の高いGaP単結
晶の製造においては、添加するSiO2 濃度は、0.1
mol%〜90mol%、好ましくは1mol%〜80
mol%、さらに好ましくは5mol%〜70mol%
であるとよい。
Further, in manufacturing a GaP single crystal having a melting point higher than that of GaAs, the added SiO 2 concentration is 0.1.
mol% to 90 mol%, preferably 1 mol% to 80
mol%, more preferably 5 mol% to 70 mol%
Is good.

【0119】さらに、GaAsより融点の低いInP単
結晶の製造においては、添加するSiO2 濃度は、0.
1mol%〜65mol%、好ましくは1mol%〜5
5mol%、さらに好ましくは5mol%〜45mol
%であるとよい。
Further, in the production of an InP single crystal having a melting point lower than that of GaAs, the added SiO 2 concentration is 0.
1 mol% to 65 mol%, preferably 1 mol% to 5
5 mol%, more preferably 5 mol% to 45 mol
It is good to be%.

【0120】以下、ガラス状物質として、B23 とS
iO2 との混合物を用いるメリットについて、SiO2
濃度が低い場合と高い場合に分けて説明する。
Hereinafter, B 2 O 3 and S were used as glassy substances.
The advantages of using a mixture with iO 2 are SiO 2
The case where the concentration is low and the case where the concentration is high will be described separately.

【0121】B23 とSiO2 との混合物において、
SiO2 濃度が低いとき、すなわち、B23 濃度が高
いときには、Siによる汚染が少ないため、半絶縁性結
晶の製造の際に適用するのが好ましい。
In a mixture of B 2 O 3 and SiO 2 ,
When the concentration of SiO 2 is low, that is, when the concentration of B 2 O 3 is high, the contamination with Si is small, and therefore it is preferable to apply it when manufacturing a semi-insulating crystal.

【0122】一方、B23 とSiO2 との混合物にお
いて、SiO2 濃度が高いとき、すなわち、B23
度が低いときには、ドーパントのSiとB23 中の硼
素(B)との置換反応が起こりにくいため、ドーパント
のSiの濃度低下や、硼素(B)による汚染が少ない。
そのため、Siドープ結晶の製造の際に適用するのが好
ましい。また、SiO2 濃度が高くなると、B23
吸湿による硼酸(H3BO3 )への変化がより効果的に
防止されるため、バインダとしての効果が十分に発揮さ
れて被膜の付着力が向上するとともに、加熱時にH3
3 が飛散して被膜中のバインダとしてのガラス状物質
が欠乏してしまうこともなくなる。
On the other hand, in the mixture of B 2 O 3 and SiO 2 , when the SiO 2 concentration is high, that is, when the B 2 O 3 concentration is low, the dopant Si and boron (B) in B 2 O 3 are added. Since the substitution reaction of 1 is unlikely to occur, the concentration of Si as a dopant is low and the contamination with boron (B) is small.
Therefore, it is preferably applied when manufacturing Si-doped crystals. Further, when the SiO 2 concentration becomes high, the change to boric acid (H 3 BO 3 ) due to the moisture absorption of B 2 O 3 is more effectively prevented, so that the effect as a binder is sufficiently exerted and the adhesion of the coating film is improved. Is improved and H 3 B is added when heated.
O 3 is not scattered and the glassy substance as a binder in the coating is not deficient.

【0123】(3) 原料チャージ 上述の前処理を行なったpBN製るつぼ内に、ボート法
(HB法)で合成したGaAs多結晶原料5kgをチャ
ージした。また、ドーパントとしては、高純度シリコン
(Si)ウエハ110mgを使用した。
(3) Raw Material Charge 5 kg of a GaAs polycrystalline raw material synthesized by the boat method (HB method) was charged in the pBN crucible subjected to the above-mentioned pretreatment. As the dopant, 110 mg of high-purity silicon (Si) wafer was used.

【0124】なお、石英アンプル内を平衡蒸気圧(1a
tm)に保つため、GaAs多結晶原料とともに、高純
度砒素(As)1gをるつぼ内に添加することが好まし
い。
The equilibrium vapor pressure (1a
It is preferable to add 1 g of high-purity arsenic (As) into the crucible together with the GaAs polycrystal raw material in order to keep the temperature at tm).

【0125】(4) 真空封入 図10は、石英アンプル封入の状態を示す断面図であ
る。
(4) Vacuum Encapsulation FIG. 10 is a sectional view showing a state in which the quartz ampoule is encapsulated.

【0126】上述のように多結晶原料12をチャージし
たるつぼ1を石英アンプル50内に配置し、石英キャッ
プ51をして、真空に引きながらバーナ52を用いて真
空封入した。
The crucible 1 charged with the polycrystalline raw material 12 as described above was placed in the quartz ampoule 50, the quartz cap 51 was capped, and the burner 52 was vacuum-sealed while drawing a vacuum.

【0127】なお、るつぼ1内には、GaAs多結晶原
料12と、多結晶原料12で作った窪みに収容されたド
ーパントとしてのSiウエハ22とがチャージされてい
る。
The crucible 1 is charged with a GaAs polycrystal raw material 12 and a Si wafer 22 as a dopant accommodated in a recess formed by the polycrystal raw material 12.

【0128】(5) 結晶成長 GaAs結晶成長は、通常の条件により行なった。(5) Crystal Growth The GaAs crystal growth was performed under ordinary conditions.

【0129】なお、VB法は、ヒータの上昇またはアン
プルの降下により、種結晶側から温度を低下させて単結
晶を成長させる方法である。一方、VGF法は、ヒータ
とアンプルの位置関係は固定し、ヒータの温度プロファ
イルを変化させることにより種結晶側から温度を低下さ
せて単結晶を成長させる方法である。
The VB method is a method of growing a single crystal by lowering the temperature from the seed crystal side by raising the heater or lowering the ampoule. On the other hand, the VGF method is a method in which the positional relationship between the heater and the ampoule is fixed, and the temperature profile of the heater is changed to lower the temperature from the seed crystal side to grow a single crystal.

【0130】以下に、VB法による成長条件の一例につ
いて説明する。なお、使用したるつぼおよび石英アンプ
ルのサイズは、それぞれ図11および図12に示すとお
りであった。
An example of the growth conditions by the VB method will be described below. The sizes of the crucible and the quartz ampoule used were as shown in FIGS. 11 and 12, respectively.

【0131】まず、昇温速度3〜5℃/分でヒータ温度
を上昇またはアンプルを高温側へ移動し、多結晶原料を
融解した。続いて、ヒータ温度を昇温速度5〜10℃/
時で上昇させて、種結晶の一部を融解してシーディング
を行なった。
First, the heater temperature was raised at a temperature rising rate of 3 to 5 ° C./min or the ampoule was moved to a higher temperature side to melt the polycrystalline raw material. Subsequently, the heater temperature is raised at a heating rate of 5 to 10 ° C /
By raising the temperature at some point, a part of the seed crystal was melted and seeding was performed.

【0132】次に、以下のような条件でVB成長を行な
った。 高温度帯の温度:1245〜1265℃ 低温度帯の温度:1000〜1150℃ 温度勾配:5〜10℃/cm ヒータ移動速度:2〜7mm/時 ヒータ移動距離:300mm前後 VB成長後、ヒータの移動を停止した後、5〜180℃
/時で冷却を行なった。
Next, VB growth was performed under the following conditions. High temperature zone temperature: 1245 to 1265 ° C. Low temperature zone temperature: 1000 to 1150 ° C. Temperature gradient: 5 to 10 ° C./cm Heater moving speed: 2 to 7 mm / hour Heater moving distance: around 300 mm After stopping the movement, 5 ~ 180 ℃
Cooling was performed at 1 / hour.

【0133】冷却は、たとえば成長終了時の温度から室
温まで180℃/時の速度で行なうことができる。ま
た、結晶欠陥の発生を抑制するために、成長終了時の温
度から1000℃まで10℃/時の速度で、1000℃
から800℃まで30℃/時の速度で、800℃から6
00℃まで50℃/時の速度で、さらに600℃から室
温まで100℃/時の速度で、冷却を行なうこともでき
る。
Cooling can be performed, for example, from the temperature at the end of growth to room temperature at a rate of 180 ° C./hour. Further, in order to suppress the generation of crystal defects, the temperature from the temperature at the end of growth to 1000 ° C. is 1000 ° C. at a rate of 10 ° C./hour.
To 800 ° C at a rate of 30 ° C / hour from 800 ° C to 6
Cooling can also be performed at a rate of 50 ° C./hour up to 00 ° C., and at a rate of 100 ° C./hour from 600 ° C. to room temperature.

【0134】なお、このようにして成長した結晶の特性
を、表7に示す。
The characteristics of the crystal thus grown are shown in Table 7.

【0135】[0135]

【表7】 [Table 7]

【0136】なお、表7中における肩部、ミドル部およ
びテール部は、図14に示すとおりである。
The shoulder portion, the middle portion and the tail portion in Table 7 are as shown in FIG.

【0137】(6) アンプル割出し 結晶成長後、アンプルを割り、GaAs単結晶を取出し
た。
(6) Ampoule indexing After the crystal growth, the ampoule was broken and the GaAs single crystal was extracted.

【0138】[0138]

【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、多結晶化が有効に防止され、結晶欠陥の少ないII
−VI族またはIII−V族化合物単結晶を製造するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, polycrystallization is effectively prevented, and the number of crystal defects is II.
A group VI- or group III-V compound single crystal can be produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】II−VI族またはIII−V族化合物単結晶
の製造工程の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a process for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal.

【図2】本発明によるるつぼ前処理工程の一例を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a crucible pretreatment process according to the present invention.

【図3】本発明により混合液をスプレーしてるつぼに施
与する状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a mixed solution is sprayed and applied to a crucible according to the present invention.

【図4】本発明により混合液を施与したるつぼを真空加
熱する状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the crucible to which the mixed liquid is applied according to the present invention is vacuum-heated.

【図5】本発明に用いられるるつぼの一例を示す断面図
である。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of a crucible used in the present invention.

【図6】本発明によりシードを混合液中に浸漬してシー
ドに混合液を施与する状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which a seed is immersed in a mixed solution and the mixed solution is applied to the seed according to the present invention.

【図7】本発明により混合液を施与したシードを真空加
熱する状態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the seed applied with the mixed solution according to the present invention is heated in vacuum.

【図8】本発明によりるつぼとシードとの隙間が充填さ
れた状態を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where a gap between a crucible and a seed is filled according to the present invention.

【図9】図8のIX部分の部分拡大断面図である。9 is a partially enlarged cross-sectional view of a portion IX in FIG.

【図10】石英アンプル封入の状態を示す断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which a quartz ampoule is enclosed.

【図11】本発明の実施例において使用したるつぼのサ
イズを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing sizes of crucibles used in Examples of the present invention.

【図12】本発明の実施例において使用した石英アンプ
ルのサイズを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing sizes of quartz ampules used in Examples of the present invention.

【図13】本発明により粉末固体とガラス状物質とから
なる被膜により被覆された種結晶の外表面の状態を模式
的に示す図である。
FIG. 13 is a diagram schematically showing a state of an outer surface of a seed crystal coated with a coating film composed of a powder solid and a glassy substance according to the present invention.

【図14】本発明の実施例により成長した結晶を示す断
面図である。
FIG. 14 is a sectional view showing a crystal grown according to an example of the present invention.

【図15】BN粒子の粒子径を説明するための図であ
る。
FIG. 15 is a diagram for explaining the particle size of BN particles.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 pBNるつぼ 1a 開口部 1b テーパ部 1c シード設置部 2 GaAs融液 3 BN粉末 5 混合液 6 噴霧器 7 シード 8 石英容器 9 隙間 12 GaAs多結晶原料 13,13a,13b,13c ガラス状物質 15,75 被膜 50 石英アンプル 51 石英キャップ なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 pBN crucible 1a Opening 1b Tapered part 1c Seed installation part 2 GaAs melt 3 BN powder 5 Mixed liquid 6 Atomizer 7 Seed 8 Quartz container 9 Gap 12 GaAs polycrystalline raw material 13, 13a, 13b, 13c Glassy substance 15,75 Coat 50 Quartz ampoule 51 Quartz cap In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 垂直に配置したるつぼ中で、多結晶のI
I−VI族またはIII−V族化合物から単結晶のII
−VI族またはIII−V族化合物を製造する方法であ
って、 単結晶の前記化合物からなる種結晶の外表面を、前記多
結晶の化合物の融点よりも高い融点を有する粉末固体
と、ガラス状物質とからなる被膜で被覆するステップ
と、 前記被覆された種結晶を、前記るつぼの底部に配置する
ステップと、 前記るつぼの残部に、多結晶の前記化合物を配置するス
テップと、 前記種結晶と前記多結晶の化合物がその中に配置された
るつぼを、上部の高温域と下部の低温域とを作ることが
できる垂直に配置した炉の中に配置するステップと、 前記炉の位置および前記上部の高温域の温度を調節する
ことにより、前記るつぼ中で前記種結晶の一部を固体の
状態に保ちながら前記多結晶の化合物を溶融するステッ
プと、 前記下部の低温域の温度を単結晶の前記化合物の融点未
満に設定し、かつ、前記上部の高温域の温度を前記融点
よりも高く設定することにより、固−液界面を作るステ
ップと、 前記下部の低温域および前記上部の高温域における前記
温度設定を実質的に保持しながら、前記炉および前記固
−液界面を上方に垂直に移動させることにより、単結晶
の前記化合物を成長させるステップとを備える、II−
VI族またはIII−V族化合物単結晶の製造方法。
1. A polycrystalline I in a vertically arranged crucible.
Single crystal II from group I-VI or group III-V compound
A method for producing a Group VI or III-V compound, comprising: an outer surface of a seed crystal composed of a single crystal of the compound, and a glass solid having a melting point higher than that of the polycrystalline compound Coating with a coating of a substance, the coated seed crystal, the step of placing the bottom of the crucible, the rest of the crucible, the step of placing the polycrystalline compound, and the seed crystal Placing the crucible in which the polycrystalline compound is placed in a vertically arranged furnace capable of creating a hot zone at the top and a cold zone at the bottom; By melting the polycrystalline compound while maintaining a part of the seed crystal in the crucible in a solid state by adjusting the temperature of the high temperature region of the single crystal. Setting below the melting point of the compound, and by setting the temperature of the high temperature region of the upper part higher than the melting point, to form a solid-liquid interface, in the low temperature region of the lower part and the high temperature region of the upper part. Growing the single crystal of the compound by vertically moving the furnace and the solid-liquid interface upward while substantially maintaining the temperature setting. II-
A method for producing a Group VI or III-V compound single crystal.
【請求項2】 前記種結晶の外表面を粉末固体とガラス
状物質とからなる被膜で被覆するステップは、 前記種結晶の外表面に、前記粉末固体とシラノール化合
物とを含む混合液を施与するステップと、 前記混合液が施与された種結晶を真空加熱することによ
り、前記種結晶の外表面上に前記粉末固体と酸化シリコ
ンからなるガラス状物質とを含む被膜を形成するステッ
プとを含む、請求項1記載のII−VI族またはIII
−V族化合物単結晶の製造方法。
2. The step of coating the outer surface of the seed crystal with a film made of a powdered solid and a glassy substance, the mixture of the powdered solid and the silanol compound is applied to the outer surface of the seed crystal. And a step of forming a coating film containing the glass solid substance made of the powder solid and silicon oxide on the outer surface of the seed crystal by heating the seed crystal to which the mixed liquid is applied under vacuum. II-VI or III according to claim 1, comprising
-Method for producing Group V compound single crystal.
【請求項3】 前記種結晶の外表面に前記混合液を施与
するステップは、前記混合液中に前記種結晶を浸漬する
ことにより行なわれる、請求項2記載のII−VI族ま
たはIII−V族化合物単結晶の製造方法。
3. The group II-VI or III- according to claim 2, wherein the step of applying the mixed solution to the outer surface of the seed crystal is performed by immersing the seed crystal in the mixed solution. Method for producing group V compound single crystal.
【請求項4】 前記種結晶の外表面に前記混合液を施与
するステップは、前記種結晶の外表面に前記混合液を噴
霧することにより行なわれる、請求項2記載のII−V
I族またはIII−V族化合物単結晶の製造方法。
4. The II-V according to claim 2, wherein the step of applying the mixed solution to the outer surface of the seed crystal is performed by spraying the mixed solution onto the outer surface of the seed crystal.
A method for producing a single crystal of a group I or group III-V compound.
【請求項5】 前記ガラス状物質は、前記多結晶の化合
物の融点よりも低い軟化点を有することを特徴とする、
請求項1記載のII−VI族またはIII−V族化合物
単結晶の製造方法。
5. The glassy material has a softening point lower than a melting point of the polycrystalline compound,
The method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal according to claim 1.
【請求項6】 前記ガラス状物質は、B23 を含む、
請求項5記載のII−VI族またはIII−V族化合物
単結晶の製造方法。
6. The glassy material comprises B 2 O 3 .
The method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal according to claim 5.
【請求項7】 前記ガラス状物質は、B23 とSiO
2 との混合物を含む、請求項5記載のII−VI族また
はIII−V族化合物単結晶の製造方法。
7. The glassy material is B 2 O 3 and SiO 2.
The method for producing a group II-VI or group III-V compound single crystal according to claim 5, comprising a mixture with 2 .
【請求項8】 前記粉末固体は、窒化ボロンを含む、請
求項1〜請求項7のいずれかに記載のII−VI族また
はIII−V族化合物単結晶の製造方法。
8. The method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal according to claim 1, wherein the powder solid contains boron nitride.
【請求項9】 前記窒化ボロンの粒径は、平均粒径とし
て0.05μm以上、10μm以下である、請求項8記
載のII−VI族またはIII−V族化合物単結晶の製
造方法。
9. The method for producing a II-VI group or III-V group compound single crystal according to claim 8, wherein the average particle size of the boron nitride is 0.05 μm or more and 10 μm or less.
【請求項10】 垂直に配置したるつぼ中で、多結晶の
II−VI族またはIII−V族化合物から単結晶のI
I−VI族またはIII−V族化合物を製造する方法で
あって、 単結晶の前記化合物からなる種結晶の外表面を、ガラス
状物質からなるバインダを介して、前記多結晶の化合物
の融点よりも高い融点を有する粉末固体で被覆するステ
ップと、 前記被覆された種結晶を、前記るつぼの底部に配置する
ステップと、 前記るつぼの残部に、多結晶の前記化合物を配置するス
テップと、 前記種結晶と前記多結晶の化合物がその中に配置された
るつぼを、上部の高温域と下部の低温域とを作ることが
できる垂直に配置した炉の中に配置するステップと、 前記炉の位置および前記上部の高温域の温度を調節する
ことにより、前記るつぼ中で前記種結晶の一部を固体の
状態に保ちながら前記多結晶の化合物を溶融するステッ
プと、 前記下部の低温域の温度を単結晶の前記化合物の融点未
満に設定し、かつ、前記上部の高温域の温度を前記融点
よりも高く設定することにより、固−液界面を作るステ
ップと、 前記下部の低温域および前記上部の高温域における前記
温度設定を実質的に保持しながら、前記炉および前記固
−液界面を上方に垂直に移動させることにより、単結晶
の前記化合物を成長させるステップとを備える、II−
VI族またはIII−V族化合物単結晶の製造方法。
10. A single crystalline I from a polycrystalline II-VI or III-V compound in a vertically arranged crucible.
A method for producing a group I-VI or group III-V compound, comprising: forming an outer surface of a seed crystal composed of a single crystal compound from the melting point of the polycrystalline compound via a binder composed of a glassy material. Coating with a powdered solid having a high melting point, the coated seed crystals, placing the bottom of the crucible, the rest of the crucible, placing the polycrystalline compound, and the seed Placing the crystal and the crucible in which the polycrystalline compound is placed in a vertically arranged furnace capable of producing an upper hot zone and a lower cold zone; Melting the polycrystalline compound while maintaining a part of the seed crystal in the crucible in a solid state by adjusting the temperature of the upper high temperature region, and the temperature of the lower low temperature region. Is set below the melting point of the compound of the single crystal, and by setting the temperature of the high temperature region of the upper part higher than the melting point, to form a solid-liquid interface, and the low temperature region of the lower part and the upper part. Growing the single crystal of the compound by vertically moving the furnace and the solid-liquid interface upward while substantially maintaining the temperature setting in the high temperature range of II-
A method for producing a Group VI or III-V compound single crystal.
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