JPH10139597A - Ｉｉｉ −ｖ 族化合物半導体単結晶の成長容器 - Google Patents
Ｉｉｉ −ｖ 族化合物半導体単結晶の成長容器Info
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- JPH10139597A JPH10139597A JP29500396A JP29500396A JPH10139597A JP H10139597 A JPH10139597 A JP H10139597A JP 29500396 A JP29500396 A JP 29500396A JP 29500396 A JP29500396 A JP 29500396A JP H10139597 A JPH10139597 A JP H10139597A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 結晶にクラックが発生するのを防止すること
ができるようにされた結晶成長容器を安価で提供する。 【解決手段】 成長容器内にIII −V 族化合物半導体原
料とＢ2 Ｏ3 を入れ、ヒータにより加熱して前記原料及
びＢ2 Ｏ3 を融解し、その融液を徐々に冷却することに
よりIII −V 族化合物半導体単結晶を成長させる際に使
用される成長容器であって、石英製の成長容器の少なく
とも内面をカーボンで被覆したことにより、育成結晶と
成長容器内面との固着及びＢ2 Ｏ3 と成長容器内面との
固着を防止して育成結晶にクラックが発生するのを防ぐ
ようにした。
ができるようにされた結晶成長容器を安価で提供する。 【解決手段】 成長容器内にIII −V 族化合物半導体原
料とＢ2 Ｏ3 を入れ、ヒータにより加熱して前記原料及
びＢ2 Ｏ3 を融解し、その融液を徐々に冷却することに
よりIII −V 族化合物半導体単結晶を成長させる際に使
用される成長容器であって、石英製の成長容器の少なく
とも内面をカーボンで被覆したことにより、育成結晶と
成長容器内面との固着及びＢ2 Ｏ3 と成長容器内面との
固着を防止して育成結晶にクラックが発生するのを防ぐ
ようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、III −V 族化合物
半導体単結晶の成長容器さらにはＢ2 Ｏ3 を用いてIII
−V 族化合物半導体の原料融液を冷却して単結晶を成長
させる際に使用される結晶成長容器に関し、例えばＢ2
Ｏ3 を用いて垂直グラジェントフリージング（ＶＧＦ）
法や垂直ブリッジマン（ＶＢ）法によりＧａＡｓ単結晶
を成長させる際に使用される成長容器に関する。
半導体単結晶の成長容器さらにはＢ2 Ｏ3 を用いてIII
−V 族化合物半導体の原料融液を冷却して単結晶を成長
させる際に使用される結晶成長容器に関し、例えばＢ2
Ｏ3 を用いて垂直グラジェントフリージング（ＶＧＦ）
法や垂直ブリッジマン（ＶＢ）法によりＧａＡｓ単結晶
を成長させる際に使用される成長容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓやＩｎＰ等のIII −V 族化合物
半導体単結晶の製造方法として、液体封止チョクラルス
キー（ＬＥＣ）法、水平ブリッジマン（ＨＢ）法、ＶＧ
Ｆ法及びＶＢ法が知られている。
半導体単結晶の製造方法として、液体封止チョクラルス
キー（ＬＥＣ）法、水平ブリッジマン（ＨＢ）法、ＶＧ
Ｆ法及びＶＢ法が知られている。
【０００３】ＬＥＣ法には、大口径で円形のウェハーが
得られるという長所がある反面、結晶育成中の成長方向
の温度勾配が大きいため、電子デバイスを作製した時の
電気的な特性劣化を招く原因となる転位の密度が高い、
公知の直径制御法を行わなければならない、という短所
がある。
得られるという長所がある反面、結晶育成中の成長方向
の温度勾配が大きいため、電子デバイスを作製した時の
電気的な特性劣化を招く原因となる転位の密度が高い、
公知の直径制御法を行わなければならない、という短所
がある。
【０００４】ＨＢ法には、結晶育成中の成長方向の温度
勾配が小さいため低転位密度の結晶が得られるという長
所がある反面、るつぼ（ボート）内で原料融液を固化さ
せるため大口径化が困難であるだけでなくるつぼ形状に
依存した形状（かまぼこ形）のウェハーしか得られな
い、という短所がある。
勾配が小さいため低転位密度の結晶が得られるという長
所がある反面、るつぼ（ボート）内で原料融液を固化さ
せるため大口径化が困難であるだけでなくるつぼ形状に
依存した形状（かまぼこ形）のウェハーしか得られな
い、という短所がある。
【０００５】ＶＧＦ及びＶＢ法は原理的に同じものであ
り、ＬＥＣ法及びＨＢ法のそれぞれの長所を活かした結
晶製造方法である。ＶＧＦ法及びＶＢ法には、有底円筒
形のるつぼの使用により円形のウェハーが得られる、結
晶成長方向の温度勾配が小さいため低転位密度化が容易
である、という利点がある。
り、ＬＥＣ法及びＨＢ法のそれぞれの長所を活かした結
晶製造方法である。ＶＧＦ法及びＶＢ法には、有底円筒
形のるつぼの使用により円形のウェハーが得られる、結
晶成長方向の温度勾配が小さいため低転位密度化が容易
である、という利点がある。
【０００６】半導体研究３５巻の３頁〜３６頁には、Ｂ
2 Ｏ3 で封止しながらＶＢ法によりＧａＡｓ単結晶を成
長させた研究についての報告が記載されている。この報
告には、結晶成長容器（るつぼ）の内面をＢ2 Ｏ3 によ
り被覆してるつぼと原料融液とが接触しないようにすれ
ば、育成中の結晶の表面から多結晶が発生するのを防止
できることが示唆されている。
2 Ｏ3 で封止しながらＶＢ法によりＧａＡｓ単結晶を成
長させた研究についての報告が記載されている。この報
告には、結晶成長容器（るつぼ）の内面をＢ2 Ｏ3 によ
り被覆してるつぼと原料融液とが接触しないようにすれ
ば、育成中の結晶の表面から多結晶が発生するのを防止
できることが示唆されている。
【０００７】しかし、石英製の結晶成長容器を用いた場
合には、石英とＢ2 Ｏ3 との濡れ性がよく、またＧａＡ
ｓ融液と石英との濡れ性もよいので、冷却中すなわち結
晶育成後にＢ2 Ｏ3 と成長容器と育成結晶とが固着して
しまい、結晶肩部からクラックが大量に発生してしまう
という欠点がある。
合には、石英とＢ2 Ｏ3 との濡れ性がよく、またＧａＡ
ｓ融液と石英との濡れ性もよいので、冷却中すなわち結
晶育成後にＢ2 Ｏ3 と成長容器と育成結晶とが固着して
しまい、結晶肩部からクラックが大量に発生してしまう
という欠点がある。
【０００８】また、結晶成長容器としてｐ−ＢＮ（熱分
解窒化ホウ素）製のものもあるが、ｐ−ＢＮ製容器は石
英製の容器に比べて高価であり、結晶製造コストの増大
を招くという欠点がある。
解窒化ホウ素）製のものもあるが、ｐ−ＢＮ製容器は石
英製の容器に比べて高価であり、結晶製造コストの増大
を招くという欠点がある。
【０００９】そこで、結晶成長容器と育成結晶との固着
を防いだり多結晶化を防ぐなど種々の目的で、異種もし
くは同種の材料で容器の表面を被覆してなる成長容器に
ついての提案がされている。
を防いだり多結晶化を防ぐなど種々の目的で、異種もし
くは同種の材料で容器の表面を被覆してなる成長容器に
ついての提案がされている。
【００１０】例えば、特開平３−１２２０９７号公開公
報には、ｐ−ＢＮ製るつぼの内面を窒化ホウ素等の粉末
で被覆してなるるつぼについて開示されている。このる
つぼを用いることにより、るつぼと育成結晶との固着を
防止でき、るつぼから結晶インゴットを容易に取り出す
ことができるとされている。
報には、ｐ−ＢＮ製るつぼの内面を窒化ホウ素等の粉末
で被覆してなるるつぼについて開示されている。このる
つぼを用いることにより、るつぼと育成結晶との固着を
防止でき、るつぼから結晶インゴットを容易に取り出す
ことができるとされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平３−１
２２０９７号公報に開示された技術では、使用するるつ
ぼがｐ−ＢＮ製であるため、コスト増を招くという欠点
がある。
２２０９７号公報に開示された技術では、使用するるつ
ぼがｐ−ＢＮ製であるため、コスト増を招くという欠点
がある。
【００１２】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、Ｂ2 Ｏ3 を用いてIII −V 族化合物半導体単結晶を
成長させる際に使用される結晶成長容器であって、育成
結晶と成長容器との固着及びＢ2 Ｏ3 と成長容器との固
着により結晶にクラックが発生するのを防止することが
できるようにされた結晶成長容器を安価で提供すること
を目的とする。
で、Ｂ2 Ｏ3 を用いてIII −V 族化合物半導体単結晶を
成長させる際に使用される結晶成長容器であって、育成
結晶と成長容器との固着及びＢ2 Ｏ3 と成長容器との固
着により結晶にクラックが発生するのを防止することが
できるようにされた結晶成長容器を安価で提供すること
を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、成長容器内にIII −V 族化合物半導体原
料とＢ2 Ｏ3 を入れ、ヒータにより加熱して前記原料及
びＢ2 Ｏ3 を融解し、その融液を徐々に冷却することに
よりIII −V 族化合物半導体単結晶を成長させる際に使
用される成長容器であって、該成長容器は石英でできて
おり、少なくともその内面がカーボンで被覆されている
ようにしたものである。それによって、育成結晶の原料
融液が、該融液と濡れ性のよい石英部分に接触するのが
防止されるため、育成結晶と成長容器内面との固着が防
止されるとともに、カーボン層とＢ2 Ｏ3 との濡れ性が
悪いため、Ｂ2 Ｏ3 と成長容器内面との固着も防止でき
るので、それらの固着に起因するクラックの発生を防ぐ
ことができる。
め、本発明は、成長容器内にIII −V 族化合物半導体原
料とＢ2 Ｏ3 を入れ、ヒータにより加熱して前記原料及
びＢ2 Ｏ3 を融解し、その融液を徐々に冷却することに
よりIII −V 族化合物半導体単結晶を成長させる際に使
用される成長容器であって、該成長容器は石英でできて
おり、少なくともその内面がカーボンで被覆されている
ようにしたものである。それによって、育成結晶の原料
融液が、該融液と濡れ性のよい石英部分に接触するのが
防止されるため、育成結晶と成長容器内面との固着が防
止されるとともに、カーボン層とＢ2 Ｏ3 との濡れ性が
悪いため、Ｂ2 Ｏ3 と成長容器内面との固着も防止でき
るので、それらの固着に起因するクラックの発生を防ぐ
ことができる。
【００１４】この発明において、前記カーボン層の厚さ
は１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは５０μｍ〜１００
μｍであるとよい。また、前記カーボン層は、黒鉛また
は無定形炭素でできていてもよい。
は１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは５０μｍ〜１００
μｍであるとよい。また、前記カーボン層は、黒鉛また
は無定形炭素でできていてもよい。
【００１５】なお、カーボン層の厚さが１０μｍ〜２０
０μｍであるとよい理由は、カーボン層の厚さが前記下
限値に満たないと、Ｂ2 Ｏ3 中水分とカーボンが反応
し、直接Ｂ2 Ｏ3 と成長容器が接してしまい、育成結晶
及びＢ2 Ｏ3 と成長容器との固着防止効果が十分に得ら
れず、一方前記上限値よりも厚いとカーボン層が成長容
器の内面から容易に剥離してしまうからである。また、
カーボン層の厚さが好ましくは５０μｍ〜１００μｍで
あれば、Ｂ2 Ｏ3 中水分とカーボンが反応しても成長容
器のカーボンコートが消失することもなく十分に固着防
止効果が得られ、また短時間でカーボンコートの形成を
行える利点がある。
０μｍであるとよい理由は、カーボン層の厚さが前記下
限値に満たないと、Ｂ2 Ｏ3 中水分とカーボンが反応
し、直接Ｂ2 Ｏ3 と成長容器が接してしまい、育成結晶
及びＢ2 Ｏ3 と成長容器との固着防止効果が十分に得ら
れず、一方前記上限値よりも厚いとカーボン層が成長容
器の内面から容易に剥離してしまうからである。また、
カーボン層の厚さが好ましくは５０μｍ〜１００μｍで
あれば、Ｂ2 Ｏ3 中水分とカーボンが反応しても成長容
器のカーボンコートが消失することもなく十分に固着防
止効果が得られ、また短時間でカーボンコートの形成を
行える利点がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１には、本発明に係る結晶成長
容器の一例の縦断面が示されている。同図に示すよう
に、この結晶成長容器１は、所望形状に成形された石英
製の容器基体１０の少なくとも内面１０ａがカーボン層
１１で被覆されてできている。
容器の一例の縦断面が示されている。同図に示すよう
に、この結晶成長容器１は、所望形状に成形された石英
製の容器基体１０の少なくとも内面１０ａがカーボン層
１１で被覆されてできている。
【００１７】カーボン層１１の厚さは、１０μｍ〜２０
０μｍ、好ましくは５０μｍ〜１００μｍである。
０μｍ、好ましくは５０μｍ〜１００μｍである。
【００１８】また、カーボン層１１を形成するカーボン
の結晶形態は、黒鉛またはガラス状炭素や熱分解炭素等
の無定形炭素である。容器基体１０に黒鉛もしくは無定
形炭素を被覆するには、例えば加熱炉の反応室内に容器
基体１０を設置し、その反応室内を真空雰囲気もしくは
不活性ガス雰囲気にするとともにヒータにより所定温度
に加熱し、反応室内にメタンやベンゼン等の炭化水素ガ
スまたはハロゲン化炭化水素ガスを導入して熱分解させ
ることにより行う。あるいは、カーボンを蒸発源とし、
チャンバー内に容器本体１０を設置して容器本体１０に
カーボンを真空蒸着するようにしてもよい。また、上述
した方法に限らず、種々の公知の方法によりカーボンを
被覆させることも可能である。
の結晶形態は、黒鉛またはガラス状炭素や熱分解炭素等
の無定形炭素である。容器基体１０に黒鉛もしくは無定
形炭素を被覆するには、例えば加熱炉の反応室内に容器
基体１０を設置し、その反応室内を真空雰囲気もしくは
不活性ガス雰囲気にするとともにヒータにより所定温度
に加熱し、反応室内にメタンやベンゼン等の炭化水素ガ
スまたはハロゲン化炭化水素ガスを導入して熱分解させ
ることにより行う。あるいは、カーボンを蒸発源とし、
チャンバー内に容器本体１０を設置して容器本体１０に
カーボンを真空蒸着するようにしてもよい。また、上述
した方法に限らず、種々の公知の方法によりカーボンを
被覆させることも可能である。
【００１９】次に、上述したように石英製の容器基体１
０の少なくとも内面にカーボンを被覆してなる成長容器
１を用いた結晶成長方法について説明する。
０の少なくとも内面にカーボンを被覆してなる成長容器
１を用いた結晶成長方法について説明する。
【００２０】まず、成長容器１の種結晶設置部１２（図
１参照）内に種結晶を設置するとともに、成長容器１内
にIII −V 族化合物半導体の多結晶よりなる原料と液体
封止剤であるＢ2 Ｏ3 を入れる。そして、その成長容器
１を石英製のアンプル内に設置し、そのアンプルを真空
排気した後、封止する。
１参照）内に種結晶を設置するとともに、成長容器１内
にIII −V 族化合物半導体の多結晶よりなる原料と液体
封止剤であるＢ2 Ｏ3 を入れる。そして、その成長容器
１を石英製のアンプル内に設置し、そのアンプルを真空
排気した後、封止する。
【００２１】続いてアンプルを縦型加熱炉に設置し、ヒ
ータにより加熱してＢ2 Ｏ3 と原料を融解させる。ヒー
タの出力を調整して、種結晶側から原料融液の上方に向
かって徐々に高温となるような温度勾配を維持しつつ徐
々に原料融液を種結晶側から融点以下の温度に冷却する
ことにより単結晶を上方に向かって成長させる。
ータにより加熱してＢ2 Ｏ3 と原料を融解させる。ヒー
タの出力を調整して、種結晶側から原料融液の上方に向
かって徐々に高温となるような温度勾配を維持しつつ徐
々に原料融液を種結晶側から融点以下の温度に冷却する
ことにより単結晶を上方に向かって成長させる。
【００２２】上記実施形態によれば、石英製の成長容器
１の内面がカーボン層１１により被覆されているため、
容器自体が安価であるとともに、結晶育成中にＢ2 Ｏ3
及び育成結晶が成長容器１に固着するのが防止されるの
で、育成結晶にクラックが発生するのを防ぐことができ
る。
１の内面がカーボン層１１により被覆されているため、
容器自体が安価であるとともに、結晶育成中にＢ2 Ｏ3
及び育成結晶が成長容器１に固着するのが防止されるの
で、育成結晶にクラックが発生するのを防ぐことができ
る。
【００２３】なお、上記実施形態においては本発明をＶ
ＧＦ法に適用した場合について説明したが、本発明はＶ
Ｂ法にも適用可能である。
ＧＦ法に適用した場合について説明したが、本発明はＶ
Ｂ法にも適用可能である。
【００２４】また、本発明を適用して育成できる結晶の
種類は、ＧａＡｓやＩｎＰ等のIII−V 族化合物半導体
の単結晶である。
種類は、ＧａＡｓやＩｎＰ等のIII−V 族化合物半導体
の単結晶である。
【００２５】さらに、本発明は、アンドープの単結晶だ
けでなく不純物をドーピングした単結晶の製造にも適用
可能である。その場合には、成長容器１内に成長させる
単結晶の原料とＢ2 Ｏ3 をチャージする際に、一緒にド
ーパントとなる不純物をチャージすればよい。
けでなく不純物をドーピングした単結晶の製造にも適用
可能である。その場合には、成長容器１内に成長させる
単結晶の原料とＢ2 Ｏ3 をチャージする際に、一緒にド
ーパントとなる不純物をチャージすればよい。
【００２６】
（実施例１）まず、直径８０mmで長さ１８０mmの石英容
器を加熱炉の反応室内に設置し、その反応室内を２×１
０-6Torrまで真空排気した。そして、ヒータにより反応
室を１０００℃に加熱し、反応室内にメタン（ＣＨ4 ）
ガスを７０Torr導入した。１０分間保持し熱分解させ、
石英容器の内面に平均約５０μｍの厚さで結晶形態が無
定形のカーボン層を形成した。冷却後、加熱炉からカー
ボンで被覆された石英容器を取り出し、これを結晶成長
容器とした。
器を加熱炉の反応室内に設置し、その反応室内を２×１
０-6Torrまで真空排気した。そして、ヒータにより反応
室を１０００℃に加熱し、反応室内にメタン（ＣＨ4 ）
ガスを７０Torr導入した。１０分間保持し熱分解させ、
石英容器の内面に平均約５０μｍの厚さで結晶形態が無
定形のカーボン層を形成した。冷却後、加熱炉からカー
ボンで被覆された石英容器を取り出し、これを結晶成長
容器とした。
【００２７】次に、作製した結晶成長容器の種結晶設置
部に成長方位が〈１００〉のＧａＡｓ単結晶よりなる種
結晶を入れ、さらに結晶成長容器内に１００ｇのＢ2 Ｏ
3 と３０００ｇのＧａＡｓ多結晶を込れた。そして、そ
の結晶成長容器を石英アンプル内に設置した後、石英ア
ンプルを１×１０-6Torrまで真空排気して水素バーナー
で封止した。その真空封止した石英アンプルを縦型加熱
炉内に設置した。
部に成長方位が〈１００〉のＧａＡｓ単結晶よりなる種
結晶を入れ、さらに結晶成長容器内に１００ｇのＢ2 Ｏ
3 と３０００ｇのＧａＡｓ多結晶を込れた。そして、そ
の結晶成長容器を石英アンプル内に設置した後、石英ア
ンプルを１×１０-6Torrまで真空排気して水素バーナー
で封止した。その真空封止した石英アンプルを縦型加熱
炉内に設置した。
【００２８】加熱炉のヒータに通電し、種結晶の上端と
原料が１２３８℃〜１２５５℃の温度となるように結晶
成長容器を加熱して、結晶成長容器内にチャージされた
Ｂ2Ｏ3 とＧａＡｓ多結晶を融解した。Ｂ2 Ｏ3 、Ｇａ
Ａｓ多結晶の融解後、融液中の温度分布が５℃／cmの温
度勾配で上方にいくほど高温になるように調節し、その
後結晶の育成速度が毎時２mmとなるように冷却して結晶
の育成を行った。
原料が１２３８℃〜１２５５℃の温度となるように結晶
成長容器を加熱して、結晶成長容器内にチャージされた
Ｂ2Ｏ3 とＧａＡｓ多結晶を融解した。Ｂ2 Ｏ3 、Ｇａ
Ａｓ多結晶の融解後、融液中の温度分布が５℃／cmの温
度勾配で上方にいくほど高温になるように調節し、その
後結晶の育成速度が毎時２mmとなるように冷却して結晶
の育成を行った。
【００２９】加熱炉が室温近くまで冷えた時点で炉内か
ら石英アンプルを取り出し、それを壊して結晶を取り出
した。得られた結晶を調べたところ、種結晶から１００
mmの全長に亘って完全なＧａＡｓ単結晶であった。ま
た、その単結晶インゴットにはクラックが全く発生して
いなかった。
ら石英アンプルを取り出し、それを壊して結晶を取り出
した。得られた結晶を調べたところ、種結晶から１００
mmの全長に亘って完全なＧａＡｓ単結晶であった。ま
た、その単結晶インゴットにはクラックが全く発生して
いなかった。
【００３０】（実施例２）実施例１のメタン（ＣＨ4 ）
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約１０μｍの
厚さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英製
の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条件
でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単結
晶であった。また、その単結晶インゴットにはクラック
が全く発生していなかった。
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約１０μｍの
厚さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英製
の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条件
でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単結
晶であった。また、その単結晶インゴットにはクラック
が全く発生していなかった。
【００３１】（実施例３）実施例１のメタン（ＣＨ4 ）
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約１００μｍ
の厚さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英
製の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条
件でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単
結晶であった。また、その単結晶インゴットにはクラッ
クが全く発生していなかった。
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約１００μｍ
の厚さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英
製の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条
件でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単
結晶であった。また、その単結晶インゴットにはクラッ
クが全く発生していなかった。
【００３２】（実施例４）実施例１のメタン（ＣＨ4 ）
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約２００μｍ
の厚さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英
製の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条
件でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単
結晶であった。また、その単結晶インゴットにはクラッ
クが全く発生していなかった。
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約２００μｍ
の厚さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英
製の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条
件でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単
結晶であった。また、その単結晶インゴットにはクラッ
クが全く発生していなかった。
【００３３】（比較例１）内面をカーボン層で被覆して
いない石英製の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ
結晶育成条件でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られ
た結晶は単結晶であったが、多数のクラックが発生して
いた。
いない石英製の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ
結晶育成条件でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られ
た結晶は単結晶であったが、多数のクラックが発生して
いた。
【００３４】（比較例２）実施例１のメタン（ＣＨ4 ）
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約５μｍの厚
さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英製の
結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条件で
ＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単結晶
であったが、多数のクラックが発生していた。
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約５μｍの厚
さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英製の
結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条件で
ＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単結晶
であったが、多数のクラックが発生していた。
【００３５】（比較例３）実施例１のメタン（ＣＨ4 ）
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約３００μｍ
の厚さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英
製の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条
件でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単
結晶であったが、石英製の結晶成長容器のカーボン層の
一部が剥離しており、その部分から多数のクラックが発
生していた。
ガスの熱分解時間を変化させ、内面を平均約３００μｍ
の厚さで結晶形態が無定形のカーボン層で被覆した石英
製の結晶成長容器を用い、上記実施例と同じ結晶育成条
件でＧａＡｓ単結晶の育成を行った。得られた結晶は単
結晶であったが、石英製の結晶成長容器のカーボン層の
一部が剥離しており、その部分から多数のクラックが発
生していた。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、Ｂ2 Ｏ3 を用いてIII
−V 族化合物半導体単結晶を成長させる際に使用される
石英製の成長容器の少なくとも内面をカーボンで被覆し
たため、結晶成長容器が安価であるとともに、結晶育成
中に育成結晶と成長容器内面との固着及びＢ2 Ｏ3 と成
長容器内面との固着が防止されるので、それらの固着に
起因するクラックの発生を防ぐことができる。従って、
クラックのない単結晶を再現性よく育成することができ
るので、結晶製造コストの大幅な低減を図ることができ
る。
−V 族化合物半導体単結晶を成長させる際に使用される
石英製の成長容器の少なくとも内面をカーボンで被覆し
たため、結晶成長容器が安価であるとともに、結晶育成
中に育成結晶と成長容器内面との固着及びＢ2 Ｏ3 と成
長容器内面との固着が防止されるので、それらの固着に
起因するクラックの発生を防ぐことができる。従って、
クラックのない単結晶を再現性よく育成することができ
るので、結晶製造コストの大幅な低減を図ることができ
る。
【００３７】なお、特開昭６２−２７８１８４号公開公
報には、石英製のボートの外側面をカーボンもしくはア
ルミナで被覆して熱的強度を高めたボートについて開示
されている。このボートを用いることにより、結晶育成
中のボートの変形が抑制され、形状不良のない良好な結
晶を製造できるとされている。
報には、石英製のボートの外側面をカーボンもしくはア
ルミナで被覆して熱的強度を高めたボートについて開示
されている。このボートを用いることにより、結晶育成
中のボートの変形が抑制され、形状不良のない良好な結
晶を製造できるとされている。
【００３８】また、特開平６−２３９６８６号公開公報
には、結晶成長用縦型容器の内面に該容器の構成元素を
含む酸化物層を形成してなる容器について開示されてい
る。この容器を用いることにより、容器内面から育成結
晶が多結晶化するのを防止することができるとされてい
る。
には、結晶成長用縦型容器の内面に該容器の構成元素を
含む酸化物層を形成してなる容器について開示されてい
る。この容器を用いることにより、容器内面から育成結
晶が多結晶化するのを防止することができるとされてい
る。
【００３９】また、特開昭６３−１２３８９２号公開公
報には、II−VI族化合物半導体単結晶成長用ボートにお
いて、石英製ボートの内面を粗面に形成し、その粗面を
カーボン膜で被覆してなるボートについて開示されてい
る。このボートを用いることにより、ボート壁面と育成
結晶との間の気孔の発生を防止でき、高品質の結晶が得
られるとされている。
報には、II−VI族化合物半導体単結晶成長用ボートにお
いて、石英製ボートの内面を粗面に形成し、その粗面を
カーボン膜で被覆してなるボートについて開示されてい
る。このボートを用いることにより、ボート壁面と育成
結晶との間の気孔の発生を防止でき、高品質の結晶が得
られるとされている。
【００４０】また、特開平２−２８９４８４号公開公報
には、カーボン製るつぼの内面をグラッシーカーボン、
パイロリティックカーボンまたは炭化珪素で被覆して内
面を滑らかにしてなるるつぼについて開示されている。
このるつぼを用いることにより、高純度の単結晶が得ら
れるとされている。
には、カーボン製るつぼの内面をグラッシーカーボン、
パイロリティックカーボンまたは炭化珪素で被覆して内
面を滑らかにしてなるるつぼについて開示されている。
このるつぼを用いることにより、高純度の単結晶が得ら
れるとされている。
【００４１】また、特開昭６３−３０３８８４号公報に
は、石英製アンプルの内面をカーボン膜で被覆してなる
容器を用いることにより、カドミウム・亜鉛・テルル化
合物半導体単結晶の成長時に、Ｃｄ及びＺｎと石英アン
プルとが反応するのを防止できることが開示されてい
る。
は、石英製アンプルの内面をカーボン膜で被覆してなる
容器を用いることにより、カドミウム・亜鉛・テルル化
合物半導体単結晶の成長時に、Ｃｄ及びＺｎと石英アン
プルとが反応するのを防止できることが開示されてい
る。
【００４２】しかし、特開昭６２−２７８１８４号及び
特開平６−２３９６８６号の各公報に開示された技術で
は、ボートや成長容器と育成結晶との固着防止効果が得
られるか不明である。また、さらに、特開昭６３−１２
３８９２号、特開平２−２８９４８４号及び特開昭６３
−３０３８８４号の各公報には、II−VI族化合物半導体
単結晶の育成に適用した具体例が開示されているだけで
あり、それら公報に開示された技術がＢ2 Ｏ3 を用いて
III −V 族化合物半導体単結晶を育成する場合について
も有効であるか否かは不明である。
特開平６−２３９６８６号の各公報に開示された技術で
は、ボートや成長容器と育成結晶との固着防止効果が得
られるか不明である。また、さらに、特開昭６３−１２
３８９２号、特開平２−２８９４８４号及び特開昭６３
−３０３８８４号の各公報には、II−VI族化合物半導体
単結晶の育成に適用した具体例が開示されているだけで
あり、それら公報に開示された技術がＢ2 Ｏ3 を用いて
III −V 族化合物半導体単結晶を育成する場合について
も有効であるか否かは不明である。
【図１】本発明に係る結晶成長容器の一例を示す縦断面
図である。
図である。
【符号の説明】 １ 結晶成長容器 １０ 容器基体 １１ カーボン層
Claims (3)
- 【請求項１】 成長容器内にIII −V 族化合物半導体原
料とＢ2 Ｏ3 を入れ、ヒータにより加熱して前記原料及
びＢ2 Ｏ3 を融解し、その融液を徐々に冷却することに
よりIII −V 族化合物半導体単結晶を成長させる際に使
用される成長容器であって、該成長容器は石英でできて
おり、少なくともその内面がカーボンで被覆されている
ことを特徴とするIII −V 族化合物半導体単結晶の成長
容器。 - 【請求項２】 前記カーボン層の厚さは１０μｍ〜２０
０μｍ、好ましくは５０μｍ〜１００μｍであることを
特徴とする請求項１記載のIII −V 族化合物半導体単結
晶の成長容器。 - 【請求項３】 前記カーボン層は、黒鉛または無定形炭
素でできていることを特徴とする請求項１または２記載
のIII −V 族化合物半導体単結晶の成長容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29500396A JPH10139597A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | Ｉｉｉ −ｖ 族化合物半導体単結晶の成長容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29500396A JPH10139597A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | Ｉｉｉ −ｖ 族化合物半導体単結晶の成長容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10139597A true JPH10139597A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17815088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29500396A Pending JPH10139597A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | Ｉｉｉ −ｖ 族化合物半導体単結晶の成長容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10139597A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005035837A1 (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-21 | Showa Denko K.K. | Compound semiconductor single crystal and production process thereof |
-
1996
- 1996-11-07 JP JP29500396A patent/JPH10139597A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005035837A1 (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-21 | Showa Denko K.K. | Compound semiconductor single crystal and production process thereof |
| GB2421697A (en) * | 2003-10-10 | 2006-07-05 | Showa Denko Kk | Compound semiconductor single crystal and production process thereof |
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