JPH10298000A - 板状単結晶およびその製造方法 - Google Patents
板状単結晶およびその製造方法Info
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- JPH10298000A JPH10298000A JP9124983A JP12498397A JPH10298000A JP H10298000 A JPH10298000 A JP H10298000A JP 9124983 A JP9124983 A JP 9124983A JP 12498397 A JP12498397 A JP 12498397A JP H10298000 A JPH10298000 A JP H10298000A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発生刃状転位を短い成長距離で結晶表面に解放
させることにより、刃状転位の伝播を極力抑制し、刃状
転位が少なく利用効率の高い半導体単結晶体を得る。 【解決手段】例えば長方形断面のキャビティを有する鋳
型を用い、成長用原料６をるつぼ３に収裝して成長炉内
で板状単結晶に成長させることにより、板の両平面を転
位線に対して傾けて成長させるようにし、発生転位を板
状結晶の表面に解放して消滅させることができ、板の平
面、特に結晶の（１００）面に平行でない転位をのぞい
て、転位密度が１００個／ｃｍ2 以下とした板状単結晶
を得ることができる。前記単結晶は、金属半導体または
化合物半導体であり、特に、ＧａＡｓ半導体の場合にお
いて着実に利用できる。
させることにより、刃状転位の伝播を極力抑制し、刃状
転位が少なく利用効率の高い半導体単結晶体を得る。 【解決手段】例えば長方形断面のキャビティを有する鋳
型を用い、成長用原料６をるつぼ３に収裝して成長炉内
で板状単結晶に成長させることにより、板の両平面を転
位線に対して傾けて成長させるようにし、発生転位を板
状結晶の表面に解放して消滅させることができ、板の平
面、特に結晶の（１００）面に平行でない転位をのぞい
て、転位密度が１００個／ｃｍ2 以下とした板状単結晶
を得ることができる。前記単結晶は、金属半導体または
化合物半導体であり、特に、ＧａＡｓ半導体の場合にお
いて着実に利用できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属半導体および化
合物半導体を材料として転位の発生を抑制した板状単結
晶およびその製造方法に関する。
合物半導体を材料として転位の発生を抑制した板状単結
晶およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路等を用途とするシリコンやゲル
マニウム等の金属半導体あるいはＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｉ
ｎＰ、ＩｎＡｓ等の化合物半導体材料による単結晶は、
従来より、気相成長法、溶液法、融液法等による単結晶
成長手段によってつくられており、そのバルク単結晶に
ついては、融液からの単結晶引上げ、あるいは封管内で
の融液の温度傾斜凝固等単結晶を円柱状に成長させる手
段によってつくられている。
マニウム等の金属半導体あるいはＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｉ
ｎＰ、ＩｎＡｓ等の化合物半導体材料による単結晶は、
従来より、気相成長法、溶液法、融液法等による単結晶
成長手段によってつくられており、そのバルク単結晶に
ついては、融液からの単結晶引上げ、あるいは封管内で
の融液の温度傾斜凝固等単結晶を円柱状に成長させる手
段によってつくられている。
【０００３】このようなバルク単結晶としては、少数キ
ャリアの電子や正孔の移動を妨げ半導体特性を劣化させ
る欠陥即ち転位のない単結晶体が必要とされ、単結晶成
長時の温度勾配による熱歪の発生を極力抑制するように
しており、また、シード（種結晶）を利用して大径のバ
ルク単結晶を成長させる引上げ法等の場合、シードから
の刃状転位の伝播を防ぐため、単結晶の成長過程におい
て細径のネッキング域を設けて結晶表面において刃状転
位を解放させるようにしている。
ャリアの電子や正孔の移動を妨げ半導体特性を劣化させ
る欠陥即ち転位のない単結晶体が必要とされ、単結晶成
長時の温度勾配による熱歪の発生を極力抑制するように
しており、また、シード（種結晶）を利用して大径のバ
ルク単結晶を成長させる引上げ法等の場合、シードから
の刃状転位の伝播を防ぐため、単結晶の成長過程におい
て細径のネッキング域を設けて結晶表面において刃状転
位を解放させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに円柱状に単結晶を成長させる手段においては、図４
において、ネッキング１１ａにより解放されなかった転
位やその後成長中に発生した転位は除去できない。ま
た、バルク単結晶域１１ｂは大径となるため、発生した
この刃状転位１２は結晶体の表面で解放されるまでの成
長距離が長く、その間に新たな転位が分岐的に増殖する
可能性が大きく、バルク単結晶１１の有効域が制限され
るという問題があった。
うに円柱状に単結晶を成長させる手段においては、図４
において、ネッキング１１ａにより解放されなかった転
位やその後成長中に発生した転位は除去できない。ま
た、バルク単結晶域１１ｂは大径となるため、発生した
この刃状転位１２は結晶体の表面で解放されるまでの成
長距離が長く、その間に新たな転位が分岐的に増殖する
可能性が大きく、バルク単結晶１１の有効域が制限され
るという問題があった。
【０００５】即ち、従来の大径のバルク単結晶を成長さ
せる技術においては、次のような問題点があった。 (1)単結晶の成長時、熱歪によって刃状転位が発生し、
且つ、この刃状転位が増殖し易いこと。 (2)シードからの刃状転位の伝播を防ぐため、ネッキン
グ形成を必要とすること。 (3)発生した刃状転位を結晶表面において解放させるま
でに、通常長い単結晶成長距離を必要とし、また、その
間に刃状転位が増殖しやすいこと。
せる技術においては、次のような問題点があった。 (1)単結晶の成長時、熱歪によって刃状転位が発生し、
且つ、この刃状転位が増殖し易いこと。 (2)シードからの刃状転位の伝播を防ぐため、ネッキン
グ形成を必要とすること。 (3)発生した刃状転位を結晶表面において解放させるま
でに、通常長い単結晶成長距離を必要とし、また、その
間に刃状転位が増殖しやすいこと。
【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑み、発生刃状転位を短い成長距離で結晶表面に解放さ
せることにより刃状転位の伝播を極力抑制し、結果とし
て刃状転位が少なく利用効率の高い単結晶体を得ること
を目的とするものである。
鑑み、発生刃状転位を短い成長距離で結晶表面に解放さ
せることにより刃状転位の伝播を極力抑制し、結果とし
て刃状転位が少なく利用効率の高い単結晶体を得ること
を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、板状に成長させた単結晶であって、板面
と平行でない転位の密度を１００個／ｃｍ2 以下とした
板状単結晶を、また、前記板状単結晶の転位の密度が単
結晶の（１００）面に平行でない転位の密度であるとこ
ろの板状単結晶を、さらに、前記板状単結晶が金属半導
体又は化合物半導体であるところの板状単結晶を、また
さらに、前記板状単結晶がＧａＡｓ半導体であるところ
の板状単結晶を、そして、単結晶を板状に成長させて製
造する方法であって、板状単結晶の成長方向に対して斜
め方向に発生した転位を該板状単結晶の表面に解放して
消滅させ、板面と平行でない転位の密度を１００個／ｃ
ｍ2 以下とする板状単結晶の製造方法を、また、前記板
状単結晶の転位の密度が、単結晶の（１００）面に平行
でない転位の密度とするところの板状単結晶の製造方法
を、さらに、前記板状単結晶が金属半導体又は化合物半
導体であるところの板状単結晶の製造方法を、またさら
に、前記板状単結晶がＧａＡｓ半導体であるところの板
状単結晶の製造方法を、そしてまた、直方体の空間をス
リットで分割したスペースを備える鋳型を用いて単結晶
を板状に成長させる板状単結晶の製造方法を提供するも
のである。
め、本発明は、板状に成長させた単結晶であって、板面
と平行でない転位の密度を１００個／ｃｍ2 以下とした
板状単結晶を、また、前記板状単結晶の転位の密度が単
結晶の（１００）面に平行でない転位の密度であるとこ
ろの板状単結晶を、さらに、前記板状単結晶が金属半導
体又は化合物半導体であるところの板状単結晶を、また
さらに、前記板状単結晶がＧａＡｓ半導体であるところ
の板状単結晶を、そして、単結晶を板状に成長させて製
造する方法であって、板状単結晶の成長方向に対して斜
め方向に発生した転位を該板状単結晶の表面に解放して
消滅させ、板面と平行でない転位の密度を１００個／ｃ
ｍ2 以下とする板状単結晶の製造方法を、また、前記板
状単結晶の転位の密度が、単結晶の（１００）面に平行
でない転位の密度とするところの板状単結晶の製造方法
を、さらに、前記板状単結晶が金属半導体又は化合物半
導体であるところの板状単結晶の製造方法を、またさら
に、前記板状単結晶がＧａＡｓ半導体であるところの板
状単結晶の製造方法を、そしてまた、直方体の空間をス
リットで分割したスペースを備える鋳型を用いて単結晶
を板状に成長させる板状単結晶の製造方法を提供するも
のである。
【０００８】
【発明の実施の形態】板状のバルク単結晶を成長させる
場合、転位が発生しても、板状単結晶の成長方向に平行
でない角度を持つ刃状転位は、板厚が薄いほど板厚寸法
に比例した短い成長距離で結晶表面に到達して解放され
るので、単結晶としては殆ど転位のないものが得られ
る。換言すれば、バルク単結晶を板状とし、転位線の方
向と板の面方位とに角度を持たせた状態で単結晶を成長
させることにより、転位を短い成長距離で結晶表面に解
放させることができ、結果として転位を抑制したバルク
単結晶を得ることができる。
場合、転位が発生しても、板状単結晶の成長方向に平行
でない角度を持つ刃状転位は、板厚が薄いほど板厚寸法
に比例した短い成長距離で結晶表面に到達して解放され
るので、単結晶としては殆ど転位のないものが得られ
る。換言すれば、バルク単結晶を板状とし、転位線の方
向と板の面方位とに角度を持たせた状態で単結晶を成長
させることにより、転位を短い成長距離で結晶表面に解
放させることができ、結果として転位を抑制したバルク
単結晶を得ることができる。
【０００９】本発明の単結晶成長手段については、従来
の縦型温度傾斜凝固法（ＶＧＦ法）や温度分布に段階的
な勾配をもたせて融液容器を移動させる垂直または水平
ブリッジマン法等の技術を利用することができるが、直
方体の空間をスリットで分割したスペースを備える鋳型
を用いることにより、比較的容易に板状単結晶を得るこ
とができる。
の縦型温度傾斜凝固法（ＶＧＦ法）や温度分布に段階的
な勾配をもたせて融液容器を移動させる垂直または水平
ブリッジマン法等の技術を利用することができるが、直
方体の空間をスリットで分割したスペースを備える鋳型
を用いることにより、比較的容易に板状単結晶を得るこ
とができる。
【００１０】図１は、一部を切除して示す本発明の板状
単結晶の製造装置の略斜視図である。
単結晶の製造装置の略斜視図である。
【００１１】この製造装置Ａにおいては、鋳型１は、長
方形断面の長尺の黒鉛材を組み合わせ、２つの上下方向
に長い長方形断面の有底のキャビティ２を平行に形設し
てある。この鋳型１を収裝するるつぼ３は、円筒容器状
につくられ、内部に不活性ガスを導入できるようにされ
ており、さらに、ヒーターを備える図示しない成長炉に
セットし、上下移動できるようにしてある。
方形断面の長尺の黒鉛材を組み合わせ、２つの上下方向
に長い長方形断面の有底のキャビティ２を平行に形設し
てある。この鋳型１を収裝するるつぼ３は、円筒容器状
につくられ、内部に不活性ガスを導入できるようにされ
ており、さらに、ヒーターを備える図示しない成長炉に
セットし、上下移動できるようにしてある。
【００１２】なお、鋳型１は所望の板状単結晶の材質や
寸法に応じて黒鉛材その他の材料を用いて成形あるいは
組立加工されるものであり、るつぼ３の材質としては成
長させる板状単結晶と反応したり濡れたりせず、好まし
くは熱伝導率が低いものが用いられる。るつぼ３を上下
移動せず、加熱温度域を上下移動させるようにしてもよ
い。
寸法に応じて黒鉛材その他の材料を用いて成形あるいは
組立加工されるものであり、るつぼ３の材質としては成
長させる板状単結晶と反応したり濡れたりせず、好まし
くは熱伝導率が低いものが用いられる。るつぼ３を上下
移動せず、加熱温度域を上下移動させるようにしてもよ
い。
【００１３】単結晶形成時には、鋳型１のキャビティ２
内に予めシード４を収裝し、このシード４の上部に成長
用原料５を接触状態に配置する。
内に予めシード４を収裝し、このシード４の上部に成長
用原料５を接触状態に配置する。
【００１４】シード４は単結晶で、結晶方位は任意であ
り、転位はいくらあってもよい。成長用原料５として
は、単結晶もしくは多結晶原料から切り出した板材をそ
のままシード４に接触させるように配置してもよいし、
鋳型１のキャビティ２内に前記成長用原料５の融体を流
し込んでシード４と馴染ませた状態に固化させたもの、
または、前記成長用原料５を流し込んだ融体状態のまま
で利用するようにしてもよい。
り、転位はいくらあってもよい。成長用原料５として
は、単結晶もしくは多結晶原料から切り出した板材をそ
のままシード４に接触させるように配置してもよいし、
鋳型１のキャビティ２内に前記成長用原料５の融体を流
し込んでシード４と馴染ませた状態に固化させたもの、
または、前記成長用原料５を流し込んだ融体状態のまま
で利用するようにしてもよい。
【００１５】このようにシード４と成長用原料５を仕込
んだ鋳型１をセットしたるつぼ３をさらに成長炉にセッ
トし、下方向にるつぼ３を移動させるか、または、成長
炉の加熱温度域を上方向に移動させるかにより、成長用
原料５を融解しながら板状のバルク単結晶をシード４の
単結晶にならった状態で一方向に成長させることができ
る。
んだ鋳型１をセットしたるつぼ３をさらに成長炉にセッ
トし、下方向にるつぼ３を移動させるか、または、成長
炉の加熱温度域を上方向に移動させるかにより、成長用
原料５を融解しながら板状のバルク単結晶をシード４の
単結晶にならった状態で一方向に成長させることができ
る。
【００１６】このような製造装置Ａにより、図２に示し
たように、シード４に近接した転位解放域７ａを介して
図示矢印方向に成長した無転位域７ｂからなる板状のバ
ルク単結晶６が得られる。板状単結晶においては、結晶
の（１００）面に平行な転位を除いて、発生転位を板状
体の平面乃至側面で早期に解放し消滅させることができ
る。即ち、単結晶における転位の方向は、例えば、化合
物半導体の単結晶においては結晶面（１００）に対して
３５．３°の傾きを有しているように、バルク単結晶６
の成長方向を規制することにより、転位方向を制御し、
早期に転位を解放することができる。
たように、シード４に近接した転位解放域７ａを介して
図示矢印方向に成長した無転位域７ｂからなる板状のバ
ルク単結晶６が得られる。板状単結晶においては、結晶
の（１００）面に平行な転位を除いて、発生転位を板状
体の平面乃至側面で早期に解放し消滅させることができ
る。即ち、単結晶における転位の方向は、例えば、化合
物半導体の単結晶においては結晶面（１００）に対して
３５．３°の傾きを有しているように、バルク単結晶６
の成長方向を規制することにより、転位方向を制御し、
早期に転位を解放することができる。
【００１７】図２の転位解放域部分を拡大して示した図
３において、シード４から板状のバルク単結晶６の両平
面方向に角度をもって即ち斜めに成長する転位８ａは、
両平面に至って解放されて消滅する。両平面に平行で且
つ結晶成長方向（図示矢印方向）に対して角度をもって
即ち斜めに成長する転位８ｂについても同様に両平面の
側端縁に至って解放されて消滅する。即ち、両平面方向
に角度をもって成長する転位８ａにおいては、その角度
が直角に近い方向の転位ほど早期に結晶表面に解放さ
れ、両平面に平行に且つ結晶成長方向に対する角度をも
って成長する転位８ｂについては、その角度が直角に近
い方向の転位となるほど、早期にバルク単結晶６の側端
面で解放されることになる。つまり、転位８ａ，８ｂの
成長方向がバルク単結晶６の長手方向に対して直角に近
いほど転位８ａ，８ｂは短い成長距離で解放されるのて
効率的に無転位のバルク単結晶６を得ることができる。
３において、シード４から板状のバルク単結晶６の両平
面方向に角度をもって即ち斜めに成長する転位８ａは、
両平面に至って解放されて消滅する。両平面に平行で且
つ結晶成長方向（図示矢印方向）に対して角度をもって
即ち斜めに成長する転位８ｂについても同様に両平面の
側端縁に至って解放されて消滅する。即ち、両平面方向
に角度をもって成長する転位８ａにおいては、その角度
が直角に近い方向の転位ほど早期に結晶表面に解放さ
れ、両平面に平行に且つ結晶成長方向に対する角度をも
って成長する転位８ｂについては、その角度が直角に近
い方向の転位となるほど、早期にバルク単結晶６の側端
面で解放されることになる。つまり、転位８ａ，８ｂの
成長方向がバルク単結晶６の長手方向に対して直角に近
いほど転位８ａ，８ｂは短い成長距離で解放されるのて
効率的に無転位のバルク単結晶６を得ることができる。
【００１８】本発明の単結晶成長方法によれば、シード
４に連なる成長用原料５を一方向に融解したのち、徐冷
する等の方法で固化させることにより、長手方向（結晶
成長方向）に関して、その融解した部分から１ｍｍ先以
降の結晶の（１００）面のＥＰＤ（エッチングピット検
出法）による転位密度を１００個／ｃｍ2 以下とするこ
とができる。なお、このようにして得られた、バルク単
結晶は、例えば、ＧａＡｓ半導体の場合、（１００）面
を＜１１０＞方向にへき開し、チップとして使用する。
４に連なる成長用原料５を一方向に融解したのち、徐冷
する等の方法で固化させることにより、長手方向（結晶
成長方向）に関して、その融解した部分から１ｍｍ先以
降の結晶の（１００）面のＥＰＤ（エッチングピット検
出法）による転位密度を１００個／ｃｍ2 以下とするこ
とができる。なお、このようにして得られた、バルク単
結晶は、例えば、ＧａＡｓ半導体の場合、（１００）面
を＜１１０＞方向にへき開し、チップとして使用する。
【００１９】
【実施例１】図１に示した装置を用いた。鋳型１は日本
カーボン製ヒドロカーボンで作製し、２つのキャビティ
２の寸法はそれぞれ縦１ｍｍ、横１０ｍｍおよび深さ１
００ｍｍとした。前記鋳型１の底部には、予め、ＥＰＤ
による転位密度が１０万個／ｃｍ2 で、結晶面（１０
０）、成長方位＜１１０＞、厚さ１ｍｍ、幅１０ｍｍお
よび長さ２０ｍｍのＧａＡｓ単結晶によるシードをセッ
トした。そして、シードを含めた全体長さが１００ｍｍ
になるまで、成長用原料としてＧａＡｓ融液を流し込
み、次いで、るつぼ３の上部を１３００℃に、且つ、底
部を１２００℃に加熱し、シード部の２０ｍｍを残し、
成長用原料の８０ｍｍを融解した後、１０℃／ｃｍの温
度勾配中を１０ｍｍ／時の速度でるつぼ３を下動して融
液を固化させた。
カーボン製ヒドロカーボンで作製し、２つのキャビティ
２の寸法はそれぞれ縦１ｍｍ、横１０ｍｍおよび深さ１
００ｍｍとした。前記鋳型１の底部には、予め、ＥＰＤ
による転位密度が１０万個／ｃｍ2 で、結晶面（１０
０）、成長方位＜１１０＞、厚さ１ｍｍ、幅１０ｍｍお
よび長さ２０ｍｍのＧａＡｓ単結晶によるシードをセッ
トした。そして、シードを含めた全体長さが１００ｍｍ
になるまで、成長用原料としてＧａＡｓ融液を流し込
み、次いで、るつぼ３の上部を１３００℃に、且つ、底
部を１２００℃に加熱し、シード部の２０ｍｍを残し、
成長用原料の８０ｍｍを融解した後、１０℃／ｃｍの温
度勾配中を１０ｍｍ／時の速度でるつぼ３を下動して融
液を固化させた。
【００２０】得られたバルク単結晶板材について、ＥＰ
Ｄにより転位密度を測定した。その結果、融解しなかっ
た部分の転位密度は変わらなかったが、融解した部分か
ら、長手方向に１ｍｍ先以降の結晶の（１００）面につ
いて、転位密度は１００個／ｃｍ2 以下であった。
Ｄにより転位密度を測定した。その結果、融解しなかっ
た部分の転位密度は変わらなかったが、融解した部分か
ら、長手方向に１ｍｍ先以降の結晶の（１００）面につ
いて、転位密度は１００個／ｃｍ2 以下であった。
【００２１】
【実施例２】実施例１と同様に鋳型を作製してるつぼ内
にセットし、同様のＧａＡｓ単結晶板をシードとしてセ
ットし、成長用原料としてＧａＡｓ融液を流し込んだ。
また同様にシード上部の成長用原料を長手方向に８０ｍ
ｍ融解した後、るつぼを１０℃／時の速度で移動し融液
を冷却して固化させた。
にセットし、同様のＧａＡｓ単結晶板をシードとしてセ
ットし、成長用原料としてＧａＡｓ融液を流し込んだ。
また同様にシード上部の成長用原料を長手方向に８０ｍ
ｍ融解した後、るつぼを１０℃／時の速度で移動し融液
を冷却して固化させた。
【００２２】得られたバルク単結晶板材についてＥＰＤ
により転位密度を測定した。その結果、融解しなかった
シード部分の転位密度は変わらなかったが、融解した部
分から、長手方向に１ｍｍ先以降の結晶の（１００）面
については転位密度は１００個／ｃｍ2 以下になった。
により転位密度を測定した。その結果、融解しなかった
シード部分の転位密度は変わらなかったが、融解した部
分から、長手方向に１ｍｍ先以降の結晶の（１００）面
については転位密度は１００個／ｃｍ2 以下になった。
【００２３】
【実施例３】実施例１と同様に鋳型を作製した。鋳型
に、シードを用いずに、転位密度１０万個／ｃｍ2 で、
結晶面（１００）、成長方位＜１１０＞、長さ１００ｍ
ｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍのＧａＡｓ単結晶板をセッ
トした。鋳型を前記ヒドロカーボン製のるつぼにセット
し、るつぼの上部を１３００℃に、底部を１２００℃に
加熱して下部の２０ｍｍを残し、上部の８０ｍｍを融解
した後、１０℃／ｃｍの温度勾配中を１０ｍｍ／時の速
度でるつぼを下動して融液を固化させた。
に、シードを用いずに、転位密度１０万個／ｃｍ2 で、
結晶面（１００）、成長方位＜１１０＞、長さ１００ｍ
ｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍのＧａＡｓ単結晶板をセッ
トした。鋳型を前記ヒドロカーボン製のるつぼにセット
し、るつぼの上部を１３００℃に、底部を１２００℃に
加熱して下部の２０ｍｍを残し、上部の８０ｍｍを融解
した後、１０℃／ｃｍの温度勾配中を１０ｍｍ／時の速
度でるつぼを下動して融液を固化させた。
【００２４】得られたバルク単結晶板材についてＥＰＤ
による転位密度を測定した。その結果、融解しなかった
部分の転位密度は変わらなかったが、融解した部分から
長手方向に１ｍｍ先以降の結晶の（１００）面について
転位密度は１００個／ｃｍ2以下になった。
による転位密度を測定した。その結果、融解しなかった
部分の転位密度は変わらなかったが、融解した部分から
長手方向に１ｍｍ先以降の結晶の（１００）面について
転位密度は１００個／ｃｍ2以下になった。
【００２５】
【実施例４】実施例３と同様に鋳型を作製し、同様のＧ
ａＡｓ単結晶板をセットし、シードを用いず、同様の加
熱により、下部の２０ｍｍを残し、上部を長手方向に８
０ｍｍを融解したのち１０℃／時の速度で冷却して元の
形に固化させた。
ａＡｓ単結晶板をセットし、シードを用いず、同様の加
熱により、下部の２０ｍｍを残し、上部を長手方向に８
０ｍｍを融解したのち１０℃／時の速度で冷却して元の
形に固化させた。
【００２６】得られたバルク単結晶板材についてＥＰＤ
による転位密度を測定した。その結果、融解しなかった
部分の転位密度は変わらなかったが、融解した部分から
長手方向に１ｍｍ先以降の結晶の（１００）面について
転位密度は１００個／ｃｍ2以下になった。
による転位密度を測定した。その結果、融解しなかった
部分の転位密度は変わらなかったが、融解した部分から
長手方向に１ｍｍ先以降の結晶の（１００）面について
転位密度は１００個／ｃｍ2以下になった。
【００２７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来の円柱状バルク単結晶の場合のようにネッキン
グを必要とせず、転位の発生があっても極めて短い成長
距離で消滅させることができるので、効率的に無転位の
バルク単結晶を得ることができる。本発明は、金属半導
体又は化合物半導体に効果的に適用でき、特に、ＧａＡ
ｓ半導体の場合において的確に適用できるという効果を
奏する。長方形断面のキャビティを備える鋳型を用いる
ことにより単結晶を板状に成長させることが容易になる
という効果を奏する。
ば、従来の円柱状バルク単結晶の場合のようにネッキン
グを必要とせず、転位の発生があっても極めて短い成長
距離で消滅させることができるので、効率的に無転位の
バルク単結晶を得ることができる。本発明は、金属半導
体又は化合物半導体に効果的に適用でき、特に、ＧａＡ
ｓ半導体の場合において的確に適用できるという効果を
奏する。長方形断面のキャビティを備える鋳型を用いる
ことにより単結晶を板状に成長させることが容易になる
という効果を奏する。
【図１】本発明による板状単結晶の製造装置を示す部分
切除斜視図である。
切除斜視図である。
【図２】図１の製造装置による板状のバルク単結晶の略
斜視図である。
斜視図である。
【図３】図２の要部拡大斜視図である。
【図４】従来の製造装置によるバルク単結晶の略斜視図
である。
である。
Ａ 製造装置 １ 鋳型 ２ キャビティ ３ るつぼ ４ シード ５ 成長用原料 ６ バルク単結晶 ７ａ 転位解放域 ７ｂ 無転位域 ８ａ，８ｂ 転位
Claims (9)
- 【請求項１】 板状に成長させた単結晶であって、板面
と平行でない転位の密度を１００個／ｃｍ2 以下とした
ことを特徴とする板状単結晶。 - 【請求項２】 前記板状単結晶の転位の密度が単結晶の
（１００）面に平行でない転位の密度であることを特徴
とする請求項１記載の板状単結晶。 - 【請求項３】 前記板状単結晶が金属半導体又は化合物
半導体であることを特徴とする請求項１又は２記載の板
状単結晶 - 【請求項４】 前記板状単結晶がＧａＡｓ半導体である
ことを特徴とする請求項１〜３記載の板状単結晶。 - 【請求項５】 単結晶を板状に成長させて製造する方法
であって、板状単結晶の成長方向に対して斜め方向に発
生した転位を該板状単結晶の表面に解放して消滅させ、
板面と平行でない転位の密度を１００個／ｃｍ2 以下と
することを特徴とする板状単結晶の製造方法。 - 【請求項６】 前記板状単結晶の転位の密度が単結晶の
（１００）面に平行でない転位の密度とすることを特徴
とする請求項５記載の板状単結晶の製造方法。 - 【請求項７】 前記板状単結晶が金属半導体又は化合物
半導体であることを特徴とする請求項５又は６記載の板
状単結晶の製造方法。 - 【請求項８】 前記板状単結晶がＧａＡｓ半導体である
ことを特徴とする請求項５〜７記載の板状単結晶の製造
方法 - 【請求項９】 長方形断面の直方体の空間をスリットで
分割したスペースを備える鋳型を用いて単結晶を板状に
成長させることを特徴とする請求項５〜８記載の板状単
結晶の製造方法。
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| JP12498397A JP3674736B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 板状単結晶の製造方法 |
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1997
- 1997-04-28 JP JP12498397A patent/JP3674736B2/ja not_active Expired - Fee Related
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