JPH11322489A - 半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
半導体単結晶の製造方法Info
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- JPH11322489A JPH11322489A JP13534298A JP13534298A JPH11322489A JP H11322489 A JPH11322489 A JP H11322489A JP 13534298 A JP13534298 A JP 13534298A JP 13534298 A JP13534298 A JP 13534298A JP H11322489 A JPH11322489 A JP H11322489A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成で原料融液の温度揺らぎを低減し
て単結晶化率を高めることができ、育成炉の大型化を抑
制し、かつ、設備コストを低減することのできる半導体
単結晶の製造方法を提供する。 【解決手段】 ルツボ（４）内に結晶原料（ＺｎＴｅ多
結晶５）と封止剤を入れて、液体封止垂直温度勾配徐冷
法または液体封止垂直ブリッジマン法によって上部から
結晶を固化させて半導体単結晶を製造する方法におい
て、ルツボ内に配置される封止剤として、熱伝導率が育
成結晶の融液または溶液および育成された単結晶よりも
小さく、かつ、融解状態の粘性が育成結晶の融液または
溶液よりも高い封止剤（Ｂ2Ｏ3）を用いるようにした。
て単結晶化率を高めることができ、育成炉の大型化を抑
制し、かつ、設備コストを低減することのできる半導体
単結晶の製造方法を提供する。 【解決手段】 ルツボ（４）内に結晶原料（ＺｎＴｅ多
結晶５）と封止剤を入れて、液体封止垂直温度勾配徐冷
法または液体封止垂直ブリッジマン法によって上部から
結晶を固化させて半導体単結晶を製造する方法におい
て、ルツボ内に配置される封止剤として、熱伝導率が育
成結晶の融液または溶液および育成された単結晶よりも
小さく、かつ、融解状態の粘性が育成結晶の融液または
溶液よりも高い封止剤（Ｂ2Ｏ3）を用いるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体単結晶の製
造方法に係り、液体封止垂直温度勾配徐冷法または液体
封止垂直ブリッジマン法によって例えばII-IV族化合物
半導体の単結晶を製造する方法に適用して有用な技術に
関する。
造方法に係り、液体封止垂直温度勾配徐冷法または液体
封止垂直ブリッジマン法によって例えばII-IV族化合物
半導体の単結晶を製造する方法に適用して有用な技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，Ｃｄ
Ｔｅ等の周期表第１２（２Ｂ）族元素及び第１６（６
Ｂ）族元素からなる化合物半導体（以下、II-IV族化合
物半導体という）の単結晶を製造する方法としては、垂
直ブリッジマン（ＶＢ）法や垂直温度勾配徐冷（ＶＧ
Ｆ）法等が用いられている。
Ｔｅ等の周期表第１２（２Ｂ）族元素及び第１６（６
Ｂ）族元素からなる化合物半導体（以下、II-IV族化合
物半導体という）の単結晶を製造する方法としては、垂
直ブリッジマン（ＶＢ）法や垂直温度勾配徐冷（ＶＧ
Ｆ）法等が用いられている。
【０００３】ＶＢ法においては、ルツボ内で加熱して融
解させた原料を１０℃〜５０℃／ｃｍの温度勾配中を低
温側に移動させることでＺｎＳｅ等の単結晶を育成させ
ている。
解させた原料を１０℃〜５０℃／ｃｍの温度勾配中を低
温側に移動させることでＺｎＳｅ等の単結晶を育成させ
ている。
【０００４】また、ＶＧＦ法においては、ルツボを移動
することなく、育成炉内の温度プロファイルを変化させ
ることにより低温部に単結晶を育成させている。
することなく、育成炉内の温度プロファイルを変化させ
ることにより低温部に単結晶を育成させている。
【０００５】ところで、単結晶を効率よく育成するため
に、ルツボの底部をコーン形状（逆円錐型）にして自然
発生した核を種結晶として用いる方法が提案されてい
る。
に、ルツボの底部をコーン形状（逆円錐型）にして自然
発生した核を種結晶として用いる方法が提案されてい
る。
【０００６】しかしながら、ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，Ｃｄ
Ｔｅ等のII-IV族化合物半導体では、種結晶を用いた場
合であっても多結晶が発生し易いという問題が依然とし
てある。したがって、II-IV族化合物半導体について
は、上述のように自然発生した核を種結晶として用いる
だけでは歩留まり良く単結晶を得ることができなかっ
た。
Ｔｅ等のII-IV族化合物半導体では、種結晶を用いた場
合であっても多結晶が発生し易いという問題が依然とし
てある。したがって、II-IV族化合物半導体について
は、上述のように自然発生した核を種結晶として用いる
だけでは歩留まり良く単結晶を得ることができなかっ
た。
【０００７】この問題を解決するために、II-IV族化合
物半導体について、原料融液上部の自由界面から発生す
る核を種結晶として利用して育成単結晶の歩留まりを高
めようという提案が成されている。
物半導体について、原料融液上部の自由界面から発生す
る核を種結晶として利用して育成単結晶の歩留まりを高
めようという提案が成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように原料融液上部の自由界面から発生する核を種結晶
とする育成方法においては、育成炉内においてルツボ中
の原料融液の上部への塵等の落下が起こり得るため、単
結晶化率が低下するという問題があった。
ように原料融液上部の自由界面から発生する核を種結晶
とする育成方法においては、育成炉内においてルツボ中
の原料融液の上部への塵等の落下が起こり得るため、単
結晶化率が低下するという問題があった。
【０００９】また、原料融液の上部は比較的低温、下部
は比較的高温に設定されるため、その温度差に基づいて
ルツボ内で原料融液の対流が起こり易いという難点があ
り、この対流による原料融液の温度揺らぎを低減するた
めに温度勾配を小さくする必要があった。
は比較的高温に設定されるため、その温度差に基づいて
ルツボ内で原料融液の対流が起こり易いという難点があ
り、この対流による原料融液の温度揺らぎを低減するた
めに温度勾配を小さくする必要があった。
【００１０】このように温度勾配を小さくした状態で単
結晶を効率良く育成するためには、温度勾配を精密に制
御しなければならず、高度の制御技術を必要とするとい
う問題があった。
結晶を効率良く育成するためには、温度勾配を精密に制
御しなければならず、高度の制御技術を必要とするとい
う問題があった。
【００１１】また、精密な温度制御を行うために多段式
のヒーターを育成炉に設置しなければならないため、育
成炉が大型化すると共に、設備コストが嵩むという問題
もあった。
のヒーターを育成炉に設置しなければならないため、育
成炉が大型化すると共に、設備コストが嵩むという問題
もあった。
【００１２】本発明は、上述のような課題を解決すべく
案出されたものであり、簡易な構成で原料融液の温度揺
らぎを低減して単結晶化率を高めることができ、育成炉
の大型化を抑制し、かつ、設備コストを低減することの
できる半導体単結晶の製造方法を提供することを目的と
する。
案出されたものであり、簡易な構成で原料融液の温度揺
らぎを低減して単結晶化率を高めることができ、育成炉
の大型化を抑制し、かつ、設備コストを低減することの
できる半導体単結晶の製造方法を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
に、本発明に係る半導体単結晶の製造方法は、ルツボ内
に結晶原料と封止剤を入れて、液体封止垂直温度勾配徐
冷法または液体封止垂直ブリッジマン法によって上部か
ら結晶を固化させて半導体単結晶を製造する方法におい
て、ルツボ内に配置される上記封止剤として、熱伝導率
が育成結晶の融液または溶液および育成された単結晶よ
りも小さく、かつ、融解状態の粘性が育成結晶の融液ま
たは溶液よりも高い封止剤を用いるようにしたものであ
る。
に、本発明に係る半導体単結晶の製造方法は、ルツボ内
に結晶原料と封止剤を入れて、液体封止垂直温度勾配徐
冷法または液体封止垂直ブリッジマン法によって上部か
ら結晶を固化させて半導体単結晶を製造する方法におい
て、ルツボ内に配置される上記封止剤として、熱伝導率
が育成結晶の融液または溶液および育成された単結晶よ
りも小さく、かつ、融解状態の粘性が育成結晶の融液ま
たは溶液よりも高い封止剤を用いるようにしたものであ
る。
【００１４】このように、所定の封止剤を用いているの
で、塵等の落下物があっても、その落下物が原料融液や
溶液の上部に達することを確実に防止することができる
ので、単結晶化が阻害される事態を未然に防止すること
ができ、単結晶の歩留まりを向上させることができる。
で、塵等の落下物があっても、その落下物が原料融液や
溶液の上部に達することを確実に防止することができる
ので、単結晶化が阻害される事態を未然に防止すること
ができ、単結晶の歩留まりを向上させることができる。
【００１５】また、熱伝導率が育成結晶の融液または溶
液および育成された単結晶よりも小さく、かつ、融解状
態の粘性が育成結晶の融液または溶液よりも高い封止剤
を用いることにより、低温度の温度勾配を段数の少ない
ヒータで精密に制御することが可能となり、育成炉を小
型化できると共に設備コストを低減することができる。
液および育成された単結晶よりも小さく、かつ、融解状
態の粘性が育成結晶の融液または溶液よりも高い封止剤
を用いることにより、低温度の温度勾配を段数の少ない
ヒータで精密に制御することが可能となり、育成炉を小
型化できると共に設備コストを低減することができる。
【００１６】また、封止剤の熱伝導率が育成結晶の融液
または溶液および育成された単結晶よりも小さく選定さ
れているため、温度勾配を封止剤領域で大きくとること
ができ、融液中の温度勾配を小さくすることが可能とな
る。この効果は本発明者の実験によれば、融液上部側に
加熱ヒータを一段増設して精密に温度制御した場合と同
等であり、設備コストを低減するのに効果的である。
または溶液および育成された単結晶よりも小さく選定さ
れているため、温度勾配を封止剤領域で大きくとること
ができ、融液中の温度勾配を小さくすることが可能とな
る。この効果は本発明者の実験によれば、融液上部側に
加熱ヒータを一段増設して精密に温度制御した場合と同
等であり、設備コストを低減するのに効果的である。
【００１７】さらに、本発明では、上記封止剤の融液上
に、育成結晶の融液からの輻射熱を抑制するための蓋体
を浮遊させているので、低温度の温度勾配をより精密に
制御することが可能となる。
に、育成結晶の融液からの輻射熱を抑制するための蓋体
を浮遊させているので、低温度の温度勾配をより精密に
制御することが可能となる。
【００１８】なお、上記封止剤は、Ｂ2Ｏ3とすることが
でき、上記蓋体は、ｐＢＮで形成された薄板とすること
ができる。封止剤の厚さは１ｍｍ以上あれば良いが、５
ｍｍ以上にするとより効果的である。また、封止剤の厚
さの上限は特にはないが、工業的には３０ｍｍあれば十
分である。さらに最も好ましくは、１０〜２０ｍｍであ
る。
でき、上記蓋体は、ｐＢＮで形成された薄板とすること
ができる。封止剤の厚さは１ｍｍ以上あれば良いが、５
ｍｍ以上にするとより効果的である。また、封止剤の厚
さの上限は特にはないが、工業的には３０ｍｍあれば十
分である。さらに最も好ましくは、１０〜２０ｍｍであ
る。
【００１９】このように、封止剤の融液上にｐＢＮ製の
蓋体を浮遊させることにより、原料融液の対流に伴う温
度揺らぎを低減させることができる。本発明者の実験に
よれば、結晶育成中の温度揺らぎが±０．７℃以上であ
ると多結晶化することが確認されている。したがって、
上記封止剤および上記蓋体を用いることによって温度揺
らぎを±０．５℃以下に制御することで単結晶を効率良
く得ることが可能となる。
蓋体を浮遊させることにより、原料融液の対流に伴う温
度揺らぎを低減させることができる。本発明者の実験に
よれば、結晶育成中の温度揺らぎが±０．７℃以上であ
ると多結晶化することが確認されている。したがって、
上記封止剤および上記蓋体を用いることによって温度揺
らぎを±０．５℃以下に制御することで単結晶を効率良
く得ることが可能となる。
【００２０】さらに、本発明者の実験によれば、上記ル
ツボ内において、上記育成結晶の融液または溶液の上部
の温度勾配が８℃／ｃｍを超えると原料融液または溶液
の対流が顕著となり温度揺らぎが大きくなって多結晶化
することが判った。したがって、上記封止剤および上記
蓋体を用いることによって上記育成結晶の融液または溶
液の上部の温度勾配を８℃／ｃｍ以下とすることによ
り、単結晶をより効率良く得ることが可能となる。
ツボ内において、上記育成結晶の融液または溶液の上部
の温度勾配が８℃／ｃｍを超えると原料融液または溶液
の対流が顕著となり温度揺らぎが大きくなって多結晶化
することが判った。したがって、上記封止剤および上記
蓋体を用いることによって上記育成結晶の融液または溶
液の上部の温度勾配を８℃／ｃｍ以下とすることによ
り、単結晶をより効率良く得ることが可能となる。
【００２１】なお、上記育成結晶は、周期表第１２（２
Ｂ）族元素及び第１６（６Ｂ）族元素からなる化合物半
導体単結晶とすることができ、より具体的には、ＺｎＳ
ｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＴｅおよびその化合物とすることが
でき、一般的に単結晶の育成が困難であった化合物半導
体の単結晶化歩留まりを向上させることが期待できる。
Ｂ）族元素及び第１６（６Ｂ）族元素からなる化合物半
導体単結晶とすることができ、より具体的には、ＺｎＳ
ｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＴｅおよびその化合物とすることが
でき、一般的に単結晶の育成が困難であった化合物半導
体の単結晶化歩留まりを向上させることが期待できる。
【００２２】また、上記育成結晶の融液から単結晶を育
成するにあたって種結晶を用いないで、例えば原料融液
上部の自由界面から自然発生する核によって単結晶を育
成するようにしてもよい。
成するにあたって種結晶を用いないで、例えば原料融液
上部の自由界面から自然発生する核によって単結晶を育
成するようにしてもよい。
【００２３】
【００２４】
【実施例】（実施例１）図１を参照して本発明の第１実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００２５】ここに、図１は本発明に係る半導体単結晶
の製造方法を適用したＶＧＦ法による単結晶育成炉の概
要を示す概略図である。
の製造方法を適用したＶＧＦ法による単結晶育成炉の概
要を示す概略図である。
【００２６】図１において、符号１は単結晶育成炉本体
としての高圧容器であり、この高圧容器１内には筒状の
ヒータ２が配設されている。ヒータ２の中央部には、昇
降自在な下軸３上にルツボ４が載置されるようになって
いる。
としての高圧容器であり、この高圧容器１内には筒状の
ヒータ２が配設されている。ヒータ２の中央部には、昇
降自在な下軸３上にルツボ４が載置されるようになって
いる。
【００２７】ルツボ４は、例えば直径２インチで厚さ１
ｍｍのｐＢＮ製であり、そのルツボ４内には化合物半導
体原料５として約５００ｇのＺｎＴｅ多結晶と、封止剤
６として約４０ｇのＢ2Ｏ3を充填する。さらに、封止剤
６の上に、ルツボ４の内径より僅かに小さな直径を有す
る円形の蓋体７を載せる。蓋体７は例えばｐＢＮ製の厚
さ１ｍｍの薄板で形成される。
ｍｍのｐＢＮ製であり、そのルツボ４内には化合物半導
体原料５として約５００ｇのＺｎＴｅ多結晶と、封止剤
６として約４０ｇのＢ2Ｏ3を充填する。さらに、封止剤
６の上に、ルツボ４の内径より僅かに小さな直径を有す
る円形の蓋体７を載せる。蓋体７は例えばｐＢＮ製の厚
さ１ｍｍの薄板で形成される。
【００２８】このように準備されたルツボ１は高圧容器
１内の所定位置に設置される。
１内の所定位置に設置される。
【００２９】そして、ＺｎＴの単結晶の育成を開始する
ために、まず、高圧容器１内の雰囲気を排気して真空状
態にし、その後、Ｎ2ガスを導入して１ＭＰａに加圧す
る。
ために、まず、高圧容器１内の雰囲気を排気して真空状
態にし、その後、Ｎ2ガスを導入して１ＭＰａに加圧す
る。
【００３０】次いで、ヒータ２の電力を調整して、高圧
容器１内を所定温度（例えば、１３５０℃）まで昇温
し、ルツボ１内の原料５としてのＺｎＴｅ多結晶と封止
剤６としてのＢ2Ｏ3を融解させた。この状態で、蓋体７
は、図１に示すように、融解した封止剤６の上に浮遊し
て、原料融液５ａからの輻射熱の放出を抑制する。
容器１内を所定温度（例えば、１３５０℃）まで昇温
し、ルツボ１内の原料５としてのＺｎＴｅ多結晶と封止
剤６としてのＢ2Ｏ3を融解させた。この状態で、蓋体７
は、図１に示すように、融解した封止剤６の上に浮遊し
て、原料融液５ａからの輻射熱の放出を抑制する。
【００３１】ここで、原料融液５ａの温度プロファイル
を測定したところ、温度勾配は５℃／ｃｍであり比較的
小さな温度勾配が形成されていることが確認できた。こ
れは、封止剤６と蓋体７の効果によるものと考えられ
る。なお、Ｂ2Ｏ3の融液６中の温度勾配は１５℃／ｃｍ
であった。
を測定したところ、温度勾配は５℃／ｃｍであり比較的
小さな温度勾配が形成されていることが確認できた。こ
れは、封止剤６と蓋体７の効果によるものと考えられ
る。なお、Ｂ2Ｏ3の融液６中の温度勾配は１５℃／ｃｍ
であった。
【００３２】また、原料融液５ａの温度揺らぎは±０．
２℃に抑えられ、単結晶育成に望ましい温度揺らぎ±
０．５℃以下の条件を十分に達成していることが確認さ
れた。
２℃に抑えられ、単結晶育成に望ましい温度揺らぎ±
０．５℃以下の条件を十分に達成していることが確認さ
れた。
【００３３】このように温度揺らぎを抑制することがで
きたのも封止剤６上に蓋体７を設けたことによる効果で
あると考えられる。
きたのも封止剤６上に蓋体７を設けたことによる効果で
あると考えられる。
【００３４】次いで、ヒータ２の出力を調整して高圧容
器１内の設定温度を連続的に下げて単結晶５ｂの育成を
行った。
器１内の設定温度を連続的に下げて単結晶５ｂの育成を
行った。
【００３５】その後、高圧容器１全体を毎時２００℃の
降温速度で冷却し、室温近くまで冷えた時点で高圧容器
１内からルツボ４を取り出した。
降温速度で冷却し、室温近くまで冷えた時点で高圧容器
１内からルツボ４を取り出した。
【００３６】上記方法によって得られた単結晶５ｂは、
直径約２インチのＺｎＴｅ単結晶であり、その結晶性を
調べたところ、上部の略中央部に中心を持つファセット
が観察されたが、その他は良好な単結晶であることが確
認された。
直径約２インチのＺｎＴｅ単結晶であり、その結晶性を
調べたところ、上部の略中央部に中心を持つファセット
が観察されたが、その他は良好な単結晶であることが確
認された。
【００３７】一方、比較実験として、半密閉容器を用
い、封止剤６および蓋体７を用いずに、その他のヒータ
の温度設定等の条件を上記実施例の条件と同一にしてＺ
ｎＴｅ単結晶の育成を試みた。
い、封止剤６および蓋体７を用いずに、その他のヒータ
の温度設定等の条件を上記実施例の条件と同一にしてＺ
ｎＴｅ単結晶の育成を試みた。
【００３８】この比較実験において、原料融液の温度プ
ロファイルを測定したところ、原料融液上部の温度勾配
は８℃／ｃｍ、温度揺らぎは±０．８℃であった。そし
て、この比較実験で得られたＺｎＴｅ結晶を調べたとこ
ろ、その表面の３箇所に結晶粒が発生していた。また、
内部にはさらに別の結晶粒が発生しているのが観察され
た。これらの結晶粒の発生は、結晶育成中に原料融液上
への塵の落下や、温度勾配が大きすぎること、および温
度揺らぎが大きいことに起因するものと考えられる。
ロファイルを測定したところ、原料融液上部の温度勾配
は８℃／ｃｍ、温度揺らぎは±０．８℃であった。そし
て、この比較実験で得られたＺｎＴｅ結晶を調べたとこ
ろ、その表面の３箇所に結晶粒が発生していた。また、
内部にはさらに別の結晶粒が発生しているのが観察され
た。これらの結晶粒の発生は、結晶育成中に原料融液上
への塵の落下や、温度勾配が大きすぎること、および温
度揺らぎが大きいことに起因するものと考えられる。
【００３９】このように、本実施例と比較実験の結果を
比較するならば、本実施例における封止剤６および蓋体
７の使用がＺｎＴｅの単結晶化率を向上させ、歩留まり
を高めるのに有効であることが判る。 （実施例２）次に、図２を参照して本発明の第２実施例
について説明する。
比較するならば、本実施例における封止剤６および蓋体
７の使用がＺｎＴｅの単結晶化率を向上させ、歩留まり
を高めるのに有効であることが判る。 （実施例２）次に、図２を参照して本発明の第２実施例
について説明する。
【００４０】ここに、図２は本発明に係る半導体単結晶
の製造方法を適用したＶＢ法による単結晶育成炉の概要
を示す概略図である。
の製造方法を適用したＶＢ法による単結晶育成炉の概要
を示す概略図である。
【００４１】図２において、符号１０は石英アンプルで
あり、この石英アンプル１０内にルツボ１１が封入され
ている。
あり、この石英アンプル１０内にルツボ１１が封入され
ている。
【００４２】ルツボ１１としては、例えばｐＢＮで形成
された２インチ径の円筒状のものが用いられる。
された２インチ径の円筒状のものが用いられる。
【００４３】ルツボ１１内には、溶媒１２として２４０
ｇのＴｅと、溶質１３として５５０ｇのＺｎＴｅ多結晶
を充填する。なお、上記ＺｎＴｅ多結晶１３の量は、Ｔ
ｅ溶媒１２に十分に溶解する量である。
ｇのＴｅと、溶質１３として５５０ｇのＺｎＴｅ多結晶
を充填する。なお、上記ＺｎＴｅ多結晶１３の量は、Ｔ
ｅ溶媒１２に十分に溶解する量である。
【００４４】さらに、その上に封止剤１４として約４０
ｇのＢ2Ｏ3を充填し、封止剤１４の上にはルツボ１１の
内径より僅かに小さな直径を有する円形の蓋体１５を載
せる。この蓋体１５は例えばｐＢＮ製の厚さ１ｍｍの薄
板で形成される。
ｇのＢ2Ｏ3を充填し、封止剤１４の上にはルツボ１１の
内径より僅かに小さな直径を有する円形の蓋体１５を載
せる。この蓋体１５は例えばｐＢＮ製の厚さ１ｍｍの薄
板で形成される。
【００４５】このように準備されたルツボ１１は、石英
アンプル１０内に２×１０6Torrの真空中で封入され
る。
アンプル１０内に２×１０6Torrの真空中で封入され
る。
【００４６】次いで、上記のようにルツボ１１を封入し
た石英アンプル１０は、育成炉内に設けられた筒状の多
段ヒータ１６の中央部に設置される。
た石英アンプル１０は、育成炉内に設けられた筒状の多
段ヒータ１６の中央部に設置される。
【００４７】そして、ＺｎＴの単結晶の育成を開始する
ために、まず、多段ヒータ１６に通電してルツボ１１を
１１００℃まで昇温し、ＺｎＴｅ多結晶１３がＴｅ溶媒
１２に十分に溶解するように、この状態で２日間保持さ
れる。この時、石英アンプル１０は、多段ヒータ１６の
均熱域に置かれる。
ために、まず、多段ヒータ１６に通電してルツボ１１を
１１００℃まで昇温し、ＺｎＴｅ多結晶１３がＴｅ溶媒
１２に十分に溶解するように、この状態で２日間保持さ
れる。この時、石英アンプル１０は、多段ヒータ１６の
均熱域に置かれる。
【００４８】ＺｎＴｅ多結晶１３がＴｅ溶媒１２に十分
に溶解した後に、育成炉の温度分布を変更して、所定の
温度勾配を形成してＺｎＴｅ単結晶１３ａの育成を開始
する。
に溶解した後に、育成炉の温度分布を変更して、所定の
温度勾配を形成してＺｎＴｅ単結晶１３ａの育成を開始
する。
【００４９】ここで、ＺｎＴｅの溶液の温度プロファイ
ルを測定したところ、温度勾配は３℃／ｃｍであり比較
的小さな温度勾配が形成されていることが確認できた。
ルを測定したところ、温度勾配は３℃／ｃｍであり比較
的小さな温度勾配が形成されていることが確認できた。
【００５０】また、溶液の温度揺らぎは±０．１℃に低
減され、単結晶育成に望ましい温度揺らぎである±０．
５℃以下の条件を十分に達成していることが確認され
た。
減され、単結晶育成に望ましい温度揺らぎである±０．
５℃以下の条件を十分に達成していることが確認され
た。
【００５１】このように温度勾配を小さくでき、温度揺
らぎを抑制することができたのは封止剤１４上に蓋体１
５を設けたことによる効果であると考えられる。
らぎを抑制することができたのは封止剤１４上に蓋体１
５を設けたことによる効果であると考えられる。
【００５２】なお、比較のために封止剤１４と蓋体１５
を用いないで同様の育成実験を行ったところ温度勾配は
６℃／ｃｍ，温度揺らぎは±０．６℃であり、本実施例
に比して何れも大きく、封止剤１４と蓋体１５の使用が
温度勾配と温度揺らぎの改善に効果的であることが確認
された。
を用いないで同様の育成実験を行ったところ温度勾配は
６℃／ｃｍ，温度揺らぎは±０．６℃であり、本実施例
に比して何れも大きく、封止剤１４と蓋体１５の使用が
温度勾配と温度揺らぎの改善に効果的であることが確認
された。
【００５３】次いで、育成炉の上記温度勾配中を下降さ
せて結晶育成を行った。
せて結晶育成を行った。
【００５４】その後、育成炉を１００℃／ｈｒの冷却速
度で室温まで冷却し、石英アンプル１０を育成炉内から
取り出した。
度で室温まで冷却し、石英アンプル１０を育成炉内から
取り出した。
【００５５】上記方法によって得られたＺｎＴｅ単結晶
１３ａは、直径約２インチのＺｎＴｅ単結晶であり、そ
の結晶性を調べたところ、上部の略中央部に中心を持つ
ファセットが観察されたが、その他は良好な単結晶であ
ることが確認された。
１３ａは、直径約２インチのＺｎＴｅ単結晶であり、そ
の結晶性を調べたところ、上部の略中央部に中心を持つ
ファセットが観察されたが、その他は良好な単結晶であ
ることが確認された。
【００５６】したがって、本実施例における封止剤１４
および蓋体１５の使用が、ＺｎＴｅの単結晶化率を向上
させ歩留まりを高めるのに有効であるといえる。
および蓋体１５の使用が、ＺｎＴｅの単結晶化率を向上
させ歩留まりを高めるのに有効であるといえる。
【００５７】なお、上記第１，第２実施例では、ＺｎＴ
ｅの単結晶を育成する場合について説明したが、これに
限られるものではなく、ＺｎＳｅＣｄＴｅおよびその化
合物等の単結晶を育成する場合にも適用することができ
る。
ｅの単結晶を育成する場合について説明したが、これに
限られるものではなく、ＺｎＳｅＣｄＴｅおよびその化
合物等の単結晶を育成する場合にも適用することができ
る。
【００５８】また、上記蓋体の厚さも特に限定されるも
のではないが、好ましくは１〜５ｍｍであると効果的で
ある。
のではないが、好ましくは１〜５ｍｍであると効果的で
ある。
【００５９】
【発明の効果】本発明に係る半導体単結晶の製造方法に
よれば、ルツボ内に結晶原料と封止剤を入れて、液体封
止垂直温度勾配徐冷法または液体封止垂直ブリッジマン
法によって上部から結晶を固化させて半導体単結晶を製
造する方法において、ルツボ内に配置される上記封止剤
として、熱伝導率が育成結晶の融液または溶液および育
成された単結晶よりも小さく、かつ、融解状態の粘性が
育成結晶の融液または溶液よりも高い封止剤を用いるよ
うにしたので、塵等の落下物があっても、その落下物が
原料融液や溶液の上部に達することを確実に防止するこ
とができるので、単結晶化が阻害される事態を未然に防
止することができ、単結晶の歩留まりを向上させること
ができるという効果があり、また、熱伝導率が育成結晶
の融液または溶液および育成された単結晶よりも小さ
く、かつ、融解状態の粘性が育成結晶の融液または溶液
よりも高い封止剤を用いることにより、低温度の温度勾
配を段数の少ないヒータで精密に制御することが可能と
なり、育成炉を小型化できると共に設備コストを低減す
ることができるという効果がある。
よれば、ルツボ内に結晶原料と封止剤を入れて、液体封
止垂直温度勾配徐冷法または液体封止垂直ブリッジマン
法によって上部から結晶を固化させて半導体単結晶を製
造する方法において、ルツボ内に配置される上記封止剤
として、熱伝導率が育成結晶の融液または溶液および育
成された単結晶よりも小さく、かつ、融解状態の粘性が
育成結晶の融液または溶液よりも高い封止剤を用いるよ
うにしたので、塵等の落下物があっても、その落下物が
原料融液や溶液の上部に達することを確実に防止するこ
とができるので、単結晶化が阻害される事態を未然に防
止することができ、単結晶の歩留まりを向上させること
ができるという効果があり、また、熱伝導率が育成結晶
の融液または溶液および育成された単結晶よりも小さ
く、かつ、融解状態の粘性が育成結晶の融液または溶液
よりも高い封止剤を用いることにより、低温度の温度勾
配を段数の少ないヒータで精密に制御することが可能と
なり、育成炉を小型化できると共に設備コストを低減す
ることができるという効果がある。
【００６０】また、封止剤の熱伝導率が育成結晶の融液
または溶液および育成された単結晶よりも小さく選定さ
れているため、温度勾配を封止剤領域で大きくとること
ができ、融液中の温度勾配を小さくすることが可能とな
る。この効果は本発明者の実験によれば、融液上部側に
加熱ヒータを一段増設して精密に温度制御した場合と同
等であり、設備コストを低減することができるという効
果がある。
または溶液および育成された単結晶よりも小さく選定さ
れているため、温度勾配を封止剤領域で大きくとること
ができ、融液中の温度勾配を小さくすることが可能とな
る。この効果は本発明者の実験によれば、融液上部側に
加熱ヒータを一段増設して精密に温度制御した場合と同
等であり、設備コストを低減することができるという効
果がある。
【００６１】さらに、上記封止剤の融液上に、育成結晶
の融液からの輻射熱を抑制するための蓋体を浮遊させる
ので、低温度の温度勾配をより精密に制御することがで
きるという効果がある。
の融液からの輻射熱を抑制するための蓋体を浮遊させる
ので、低温度の温度勾配をより精密に制御することがで
きるという効果がある。
【図１】本発明に係る半導体単結晶の製造方法を適用し
たＶＧＦ法による単結晶育成炉の概要を示す概略図であ
る。
たＶＧＦ法による単結晶育成炉の概要を示す概略図であ
る。
【図２】本発明に係る半導体単結晶の製造方法を適用し
たＶＢ法による単結晶育成炉の概要を示す概略図であ
る。
たＶＢ法による単結晶育成炉の概要を示す概略図であ
る。
１ 高圧容器 ２ 筒状のヒータ ３ 下軸 ４ ルツボ ５ ＺｎＴｅ多結晶（化合物半導体原料） ５ａ 原料融液 ５ｂ ＺｎＴｅ単結晶（育成単結晶） ６ Ｂ2Ｏ3（封止剤） ７ 蓋体（ｐＢＮ製の薄板） １０ 石英アンプル １１ ルツボ １２ 溶媒（Ｔｅ） １３ 溶質（ＺｎＴｅ多結晶） １４ Ｂ2Ｏ3（封止剤） １５ 蓋体（ｐＢＮ製の薄板） １６ 多段ヒータ １７ 下軸
Claims (9)
- 【請求項１】ルツボ内に結晶原料と封止剤を入れて、液
体封止垂直温度勾配徐冷法または液体封止垂直ブリッジ
マン法によって上部から結晶を固化させて半導体単結晶
を製造する方法において、ルツボ内に配置される上記封
止剤として、熱伝導率が育成結晶の融液または溶液およ
び育成された単結晶よりも小さく、かつ、融解状態の粘
性が育成結晶の融液または溶液よりも高い封止剤を用い
ることを特徴とする半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項２】上記封止剤の融液上に、育成結晶の融液か
らの輻射熱の放出を抑制するための蓋体を浮遊させるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体単結晶の製造方
法。 - 【請求項３】上記育成結晶は、周期表第１２（２Ｂ）族
元素及び第１６（６Ｂ）族元素からなる化合物半導体単
結晶であることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項４】上記周期表第１２（２Ｂ）族元素及び第１
６（６Ｂ）族元素からなる化合物半導体単結晶は、Ｚｎ
Ｓｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＴｅおよびその化合物であること
を特徴とする請求項３記載の半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項５】上記封止剤は、Ｂ2Ｏ3であることを特徴と
する請求項１から請求項４の何れかに記載の半導体単結
晶の製造方法。 - 【請求項６】上記蓋体は、ｐＢＮで形成された薄板であ
ることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記
載の半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項７】上記ルツボ内において、上記育成結晶の融
液または溶液の上部の温度勾配が８℃／ｃｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載
の半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項８】上記ルツボ内において、上記育成結晶の融
液または溶液の温度揺らぎが±０．５℃以下であること
を特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の半
導体単結晶の製造方法。 - 【請求項９】上記育成結晶の融液から単結晶を育成する
にあたって種結晶を用いないことを特徴とする請求項１
から請求項８の何れかに記載の半導体単結晶の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13534298A JPH11322489A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 半導体単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13534298A JPH11322489A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 半導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322489A true JPH11322489A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15149543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13534298A Pending JPH11322489A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11322489A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009149519A (ja) * | 2009-04-03 | 2009-07-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の製造方法 |
| CN111005062A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-14 | 惠磊光电科技(上海)有限公司 | 一种晶体生长装置 |
-
1998
- 1998-05-18 JP JP13534298A patent/JPH11322489A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009149519A (ja) * | 2009-04-03 | 2009-07-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の製造方法 |
| CN111005062A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-14 | 惠磊光电科技(上海)有限公司 | 一种晶体生长装置 |
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