JPS58151391A - 半導体結晶製造用アンプル - Google Patents
半導体結晶製造用アンプルInfo
- Publication number
- JPS58151391A JPS58151391A JP3115782A JP3115782A JPS58151391A JP S58151391 A JPS58151391 A JP S58151391A JP 3115782 A JP3115782 A JP 3115782A JP 3115782 A JP3115782 A JP 3115782A JP S58151391 A JPS58151391 A JP S58151391A
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- JP
- Japan
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- ampoule
- crystal
- single crystal
- materials
- diameter
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/14—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method characterised by the seed, e.g. its crystallographic orientation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
に）発明のＩ＆術分野
本発明は化合物半導体の単結晶製造用アンプルの改良に
関するものである。
関するものである。
（至）技術の背景
赤外線検知素子中赤外線レーザ素子の材料としチ一般に
エネルギーギャップの狭い化合物半導体結晶、例えば水
銀、カド電りム、テルル（Ｈｇｘ−ｘＣ！ｄｘＴθ）や
鉛ｅｇｏ テＡ／ル（Ｐｂ１ ｚｓｎｚＴｅ）の結晶が
用いられている。
エネルギーギャップの狭い化合物半導体結晶、例えば水
銀、カド電りム、テルル（Ｈｇｘ−ｘＣ！ｄｘＴθ）や
鉛ｅｇｏ テＡ／ル（Ｐｂ１ ｚｓｎｚＴｅ）の結晶が
用いられている。
これらの結晶のうちＰｂｌ−１ＳｎｌＴｅの結晶は一般
にテＡ／Ａ／化船（ＰｂＴｅ）の結晶を基板として用い
その上にスライ・ディング法を用い友液相エビタキＶヤ
ル成長法によってＰｂｌ ｚｓｎｚＴｅの結晶を形成し
ている。ところで基板となるＰｂＴｅの単結晶は一般に
テルル（Ｔｅ）が易蒸発性の元素であるのでブリッジマ
ン法を用いて製造している。
にテＡ／Ａ／化船（ＰｂＴｅ）の結晶を基板として用い
その上にスライ・ディング法を用い友液相エビタキＶヤ
ル成長法によってＰｂｌ ｚｓｎｚＴｅの結晶を形成し
ている。ところで基板となるＰｂＴｅの単結晶は一般に
テルル（Ｔｅ）が易蒸発性の元素であるのでブリッジマ
ン法を用いて製造している。
（（３） 従来技術と問題点
このようなブリッジマン法を用いてＰｂＴｅの単結晶を
形成する方法を第１図を用いながら説明する。図示する
ように先端Ａが失った石英製のアンプルｌ中に例えば形
成すべ＠ ＰｂＴｅの結晶形成材料としての鉛（ｐｂ）
とテＡ／ル（Ｔｅ）の材料を所定量秤量してから充填し
、その後アンプル内を排気し表からアンプルの他端部を
溶融して封止する。
形成する方法を第１図を用いながら説明する。図示する
ように先端Ａが失った石英製のアンプルｌ中に例えば形
成すべ＠ ＰｂＴｅの結晶形成材料としての鉛（ｐｂ）
とテＡ／ル（Ｔｅ）の材料を所定量秤量してから充填し
、その後アンプル内を排気し表からアンプルの他端部を
溶融して封止する。
このようなアンプルを炉芯管８中へ挿入し、該炉芯管を
加熱炉８にて加熱して前記アンプル中の材料を溶融した
のち該アンプルを矢印Ｂ方向に除々に下降させる。この
加熱炉８に社１に示すような温度分布を附与しておく０
図でＴ点Ｈｐｂ’ｒθの融点で約９８０ ｔ：：である
、このようにするとアンプルの尖った先端部よ〕単結晶
の核が発生し、この核を−とにして順次ＰｂＴｅの単結
晶が成長するようになる。
加熱炉８にて加熱して前記アンプル中の材料を溶融した
のち該アンプルを矢印Ｂ方向に除々に下降させる。この
加熱炉８に社１に示すような温度分布を附与しておく０
図でＴ点Ｈｐｂ’ｒθの融点で約９８０ ｔ：：である
、このようにするとアンプルの尖った先端部よ〕単結晶
の核が発生し、この核を−とにして順次ＰｂＴｅの単結
晶が成長するようになる。
ところで従来のアンプルにおいてはアンプルの内壁面の
部分が内部よシも温度が低いために第２図に示すように
アンプ〜の内部のＰｂＴｅの液相１１を冷却していくと
アンプルの内壁面に接触している部分より固化して結晶
が成長し始めてアンプルの内部へ向かつて結晶が成長し
始めるようになシ、固化したＰｂＴｅの結晶１２と液相
１１の界面１８の状態が液相の方向に向かって凹状態と
なる。このように液相の方向に向かって固相と液相との
界面が凹状線を呈すると例えば固相と液相との界面でア
ンプルの内壁面に接触して発生した徽細な結晶核１４は
成長した単結晶の内部へ入シとむようになシ良質な単結
晶が得られない欠点を生じる。
部分が内部よシも温度が低いために第２図に示すように
アンプ〜の内部のＰｂＴｅの液相１１を冷却していくと
アンプルの内壁面に接触している部分より固化して結晶
が成長し始めてアンプルの内部へ向かつて結晶が成長し
始めるようになシ、固化したＰｂＴｅの結晶１２と液相
１１の界面１８の状態が液相の方向に向かって凹状態と
なる。このように液相の方向に向かって固相と液相との
界面が凹状線を呈すると例えば固相と液相との界面でア
ンプルの内壁面に接触して発生した徽細な結晶核１４は
成長した単結晶の内部へ入シとむようになシ良質な単結
晶が得られない欠点を生じる。
そこで第８図に示すように単結晶成長用アンプＡ／２１
の底部にあらかじめ上部に向がって凸型形状の熱伝導の
良いカーボン部材ｇ２を設置しこのアンプル中へｐｂ’
ｒｅの単結晶形成材料を充填してから該アンプル内を排
気したのち、一端を封止して前述した第１図のように炉
芯管内へアンプルを挿入してアンプル内の材料を溶融後
アンプルの底部より固化せ゛しめてＰｂＴｅの結晶２８
を形成することも試みたがこの場合、ＰｂＴｅの結晶２
８が多結晶に表りやずいという不都合を生じていた。
の底部にあらかじめ上部に向がって凸型形状の熱伝導の
良いカーボン部材ｇ２を設置しこのアンプル中へｐｂ’
ｒｅの単結晶形成材料を充填してから該アンプル内を排
気したのち、一端を封止して前述した第１図のように炉
芯管内へアンプルを挿入してアンプル内の材料を溶融後
アンプルの底部より固化せ゛しめてＰｂＴｅの結晶２８
を形成することも試みたがこの場合、ＰｂＴｅの結晶２
８が多結晶に表りやずいという不都合を生じていた。
（ｄ） 発明の目的
本発明は上述し九欠点を除去し、固相液相界面で界面が
液相方向に向かって凸型形状を呈するようにし、また液
相より単結晶が成長する際唯１個の結晶核を選択的に発
生させてその結晶核をもとにしてアングル全体に夏って
１個の大きい径を有する良質な単結晶を容易に得ること
ができるような半導体結晶の製造用アンプルを提供する
ことを目的とするものである。
液相方向に向かって凸型形状を呈するようにし、また液
相より単結晶が成長する際唯１個の結晶核を選択的に発
生させてその結晶核をもとにしてアングル全体に夏って
１個の大きい径を有する良質な単結晶を容易に得ること
ができるような半導体結晶の製造用アンプルを提供する
ことを目的とするものである。
（ｅ） 発明の構成
かかる目的を達成するための本発明の半導体結晶製造用
アンプｐは、内部に半導体結晶の形成用材料を封入し、
該材料を溶融後底部より順次固化させて単結晶とする耐
熱性の容器を主体としてなり、該容部の底部に上方に向
かって先端部が尖って所定の角度を有する放熱部材を設
置したことを特徴とするものである。
アンプｐは、内部に半導体結晶の形成用材料を封入し、
該材料を溶融後底部より順次固化させて単結晶とする耐
熱性の容器を主体としてなり、該容部の底部に上方に向
かって先端部が尖って所定の角度を有する放熱部材を設
置したことを特徴とするものである。
の 発明の実施例
以下図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明す
る。第４図は本発明の半導体結晶の製造用アンプルを示
す図で石笑管で形成した耐熱性賽器としてのアンプ／ｌ
／８１の底部には上部に向かって先端部Ｃが尖鋭な所定
の角度０を有するカーボン製の放熱部材８ｇを設値して
いる。この角度θは鋭角または鈍角のいずれであっても
良い。また該カーボンよりなる放熱部材８２はアンプ／
Ｌ／８１の内壁とできるだけ密着するようにしてこの放
熱部材とアンプルの内壁の間にｐｂ’ｒｅの融液が入シ
込まないようにする。
る。第４図は本発明の半導体結晶の製造用アンプルを示
す図で石笑管で形成した耐熱性賽器としてのアンプ／ｌ
／８１の底部には上部に向かって先端部Ｃが尖鋭な所定
の角度０を有するカーボン製の放熱部材８ｇを設値して
いる。この角度θは鋭角または鈍角のいずれであっても
良い。また該カーボンよりなる放熱部材８２はアンプ／
Ｌ／８１の内壁とできるだけ密着するようにしてこの放
熱部材とアンプルの内壁の間にｐｂ’ｒｅの融液が入シ
込まないようにする。
このようなアンプル内へ前述したｐｂ’ｒｅの単結晶形
成材料としてのＰｂとＴｅをそれぞれ秤量して充填した
のち、該アンプルの内部を排気しながら上端部を溶融し
て封止する。その後第１図に示し九ような炉芯管２中へ
アンプ〃を挿入してから加熱炉８を用いて該炉芯管を加
熱してアンプル内の材料を溶融する。その後前述したよ
うにアンプルを除々に降下させる。すると熱伝導率の良
いカーボン製の放熱部材によって等製線が点線８８のよ
うにカーボン部材８２の先端部Ｃよりアンプルの内壁に
向かってなだらかに延びて形成される。
成材料としてのＰｂとＴｅをそれぞれ秤量して充填した
のち、該アンプルの内部を排気しながら上端部を溶融し
て封止する。その後第１図に示し九ような炉芯管２中へ
アンプ〃を挿入してから加熱炉８を用いて該炉芯管を加
熱してアンプル内の材料を溶融する。その後前述したよ
うにアンプルを除々に降下させる。すると熱伝導率の良
いカーボン製の放熱部材によって等製線が点線８８のよ
うにカーボン部材８２の先端部Ｃよりアンプルの内壁に
向かってなだらかに延びて形成される。
そしてカーボン部材の先端部Ｃがアンプルを降下させる
とき最も早く冷却されることになり、この部分に単結品
積が選択して成長して付着するようになる。この時先端
部Ｃに形成された単結品積の周囲はすべて液相であるの
でまだ結晶化しておらず先端部Ｃに形成された結晶核は
周囲からストレスを受けることがなく、アンプルの径に
等しいような大きい径を有しアンプル内で唯１つの単結
晶として成長していく。
とき最も早く冷却されることになり、この部分に単結品
積が選択して成長して付着するようになる。この時先端
部Ｃに形成された単結品積の周囲はすべて液相であるの
でまだ結晶化しておらず先端部Ｃに形成された結晶核は
周囲からストレスを受けることがなく、アンプルの径に
等しいような大きい径を有しアンプル内で唯１つの単結
晶として成長していく。
ここで例えば固液界面でアンプルの内壁に接する部分よ
り微細な結晶核が発生したとしても固相と液相界面で固
相が液相に向かって凸型形状に成長していくので前記微
細な結晶核はアンプルの内搬面方向へ押しやられ成長し
ていく単結晶の中に金遣れなくなり良質な単結晶が得ら
れる。
り微細な結晶核が発生したとしても固相と液相界面で固
相が液相に向かって凸型形状に成長していくので前記微
細な結晶核はアンプルの内搬面方向へ押しやられ成長し
ていく単結晶の中に金遣れなくなり良質な単結晶が得ら
れる。
（２）発明の効果
以上述べ友ように本発明の半導体結晶の製造用アンプμ
を用いれば、アンプμの径にほぼ噂しい大きい径を有す
る良質な結晶が高歩留りで得られる利点を生じる。
を用いれば、アンプμの径にほぼ噂しい大きい径を有す
る良質な結晶が高歩留りで得られる利点を生じる。
第１図はブリッジマン法を用いて単結晶を製造する際の
装置の概略図、第２図、第８図は従来の単結晶製造用ア
ンプ〃を用いて結晶成長を行った時の状態を示す図、第
１図は本発明の単結晶製造用アングルを用いて結晶成長
を行った時の状態を示す図である。 図において１．２１．ＢＩＦｉアンプル、２は炉芯管、
８は加熱炉、番は温度分布を示す線図、１１はＰＩ）Ｔ
θの液相、１ｇ、ｇａはＰｂＴθの結晶、１Ｂは界面、
１４は結晶核、ｊｌ！２．８２はカーボン製の放熱部材
、８８は等ｆｆｉ締を示す点線、Ａ、 Ｃ＃ｉ先端部、
Ｂはアングルの移動方向を示す矢印、θはカーボン製放
熱部材の尖端部の角度を示す。 第１閏 第２閏 ＃４３ 図
装置の概略図、第２図、第８図は従来の単結晶製造用ア
ンプ〃を用いて結晶成長を行った時の状態を示す図、第
１図は本発明の単結晶製造用アングルを用いて結晶成長
を行った時の状態を示す図である。 図において１．２１．ＢＩＦｉアンプル、２は炉芯管、
８は加熱炉、番は温度分布を示す線図、１１はＰＩ）Ｔ
θの液相、１ｇ、ｇａはＰｂＴθの結晶、１Ｂは界面、
１４は結晶核、ｊｌ！２．８２はカーボン製の放熱部材
、８８は等ｆｆｉ締を示す点線、Ａ、 Ｃ＃ｉ先端部、
Ｂはアングルの移動方向を示す矢印、θはカーボン製放
熱部材の尖端部の角度を示す。 第１閏 第２閏 ＃４３ 図
Claims (1)
- 内部に半導体結晶の形成用材料を封入し、該材料を溶融
後鷹部よ１顕次−化させて単結晶とする耐熱性の賽器を
主体としてなシ、該容器の底部に上方に肉かつて先端部
が失って所定の角度を有する放熱部材を設置し九ことを
特徴とする半導体結晶製造用アンプル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115782A JPS58151391A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 半導体結晶製造用アンプル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115782A JPS58151391A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 半導体結晶製造用アンプル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58151391A true JPS58151391A (ja) | 1983-09-08 |
Family
ID=12323602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115782A Pending JPS58151391A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 半導体結晶製造用アンプル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58151391A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1074641A1 (en) * | 1999-08-02 | 2001-02-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Crystal growth vessel and crystal growth method |
| EP1485524A1 (en) * | 2002-03-14 | 2004-12-15 | Axt, Inc. | Apparatus for growing monocrystalline group ii-vi and iii-v compounds |
-
1982
- 1982-02-26 JP JP3115782A patent/JPS58151391A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1074641A1 (en) * | 1999-08-02 | 2001-02-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Crystal growth vessel and crystal growth method |
| US6758899B2 (en) | 1999-08-02 | 2004-07-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Crystal growth vessel and crystal growth method |
| EP1460153A3 (en) * | 1999-08-02 | 2005-04-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Crystal growth vessel and crystal growth method |
| EP1485524A1 (en) * | 2002-03-14 | 2004-12-15 | Axt, Inc. | Apparatus for growing monocrystalline group ii-vi and iii-v compounds |
| EP1485524A4 (en) * | 2002-03-14 | 2006-09-20 | Axt Inc | APPARATUS FOR THE CRYSTALLOGENESIS OF MONOCRYSTALLINE II-VI AND III-V COMPOUNDS |
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