JPS59184795A - ３−５族化合物半導体単結晶の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は液体刺止引き上げ法によるＩｌｌ　−Ｖｈ−
５化合物半導体単結晶の製造方法に関する。

ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ガリウムｔｉ　（ＧａＰ）
、インジウムアンチモン（工ｎ５ｂ）、インジウム燐（
ＩｎＰ　）などの■−■族化合物半導体は電子移動度が
大きい、発光し易くまた光を検知する、高温でも動作す
るなどの特徴を有し、マイクロ波用トランジスタ、高速
集積回路、太陽電池、光−電子素子Ｕｒｌとして広く用
いられつつある。

■＝■族化合物半導体のなかでもＧａＡｓ単結晶はシリ
コン単結晶に比べて５〜６倍の′Ｉ’ｉＸ子移動度全移
動度高速あるいは低消費電力動作を行うＧａＡｓ集速回
路の開発が盛んに行われている。

またｌ７１Ｐ単結晶は光通信に用いる光ファイバーの低
損失帯に高感度を示し、将来の光通信用材料として注目
を浴びている。

上述の如＜　、ＧＩＺＡＳ　Ｊ１’＋結晶が集積回路用
の結晶基板に用いられるには高絶縁性であること、転位
格子欠陥などの物理的欠陥、化学的欠陥がない高品質な
単結晶であること、結晶内の均一性が良いこと、大型円
形のウェハーが得られることなどが要求される。このよ
うな要求を満すＧａＡｓ単結晶の製造方法としては高圧
液体封止引き上げ法が挙げられる。この高圧液体封止引
き上げ法は酸化ボロン（Ｂ２　ａｓ　’）などの低融点
ガラスを」Ｎ止剤として用い、高圧下でＧａｐｓを溶融
させ、形成したＧαＡ８融液に種結晶を接触させ回転さ
せながら引き上げることにより円筒状のＧａｐｓ単結晶
が形成するのであるが、特に種結晶がＧ１２Ａ、９融液
に接触し、引き上げを開始したときの融液のｒｉ：ｉ度
が結晶引き上げ速度に最適の温度状ＴＬＱ　ｔｔニなっ
ていることが品質の優れた単結晶の再現性良く製造する
ための重要な決め手となっている。

液体封止剤を用いない通常の単結晶の引き上げ法におい
ては、種結晶の重ｊｔ変化を検出し、また予じめ作成し
た引き上げ速度ＯｍｍＡ侍に対応する１（ｌｊ！結晶接
触最適温度曲線を用いて品質の優れたＩＹ＋、結晶を再
現性良く製造していたが、液体封圧剤を用いるｎｉ　−
ｖ族化合物半導体早結晶の製造方法においては種！晶が
液体封止剤から浮力を受けるため種結晶の重量変化を検
出しても、その信号には雑音が多く含まれて信頼性が乏
しく、また引き上げ速度０ｍｍ７１時に対応する種結晶
接触最適温度曲線を用いる方法は実際に種結晶を引き上
げる速度の温度曲線に補正する必要があり、僅か±０．
５℃程度の範囲しかない結晶引き上げ速度に対応する最
適の温度状態に結晶原料融液の種結晶と接触している界
面を調整することは至難なことであり、結局は種結晶の
結晶原料融液の接触、引き上げ操作は高度の熟線による
手作業となり、再現性が乏しく、結晶成長製造の完全自
動化のネックとなっていた。

この発明の目的は種結晶が接触している結晶原料融液の
界面を結晶引き上げ速度に対応した最適な温度状態に調
整し、結晶引き」−げ操作は常に最良の条件下で行い、
品質の優れた単結晶を再現性良く製造することのできる
液体封止引き上げ法によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半心体ｊ
ｌ結晶の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するためこの発明による’ｌ’　ｔｔ’
ｚ品の製造方法は高温高圧中の結晶原料ｆ＋Ｑ！！液に
セ：（結晶を接触させ゛て種結晶の重Ｉ！七を測定する
と共に電圧を種結晶と融液に電圧を印加して１ｉｌｒ７
者間に流れる電流値を検出し、検出された重量信号と電
流＆（（ｔｆ号の経時変化を予じめ設定された基環−パ
ターンと比較して融液を結晶引き上げ速度に対応する最
適ｇ没状態に、−１４整した後に結晶引き上げ操作を開
始する。

上述の如く、この発明においては、常に結晶原Ｆ）　）
、ｒｌ：　／ｌｙを予じめ設定した結晶引き上げ速度に
７−１１１ｉ・、；する］ｌ、、；缶１１品度状ル）１
に謬４す１（シた後、系古晶の引き上げを行うのである
から、品質の優れた単結晶が再現性良く得られることに
なる。

本発明を添付の図面に基き説明すると、第１図は高圧下
でａ父体封止剤を用いた化合物半醇体単結晶の製造装置
Ｉｊの概略図であって、高圧容器ｌ内Ｇこはその外周を
炭素材料などのルツボ支持部材’ｌ　Ｔ’　牡ｊれたル
ツボ３を設け、このルツボはルツボ同転軸乙により回転
できるように支持されている。ルツボ３の周囲にはヒー
ター電を設け、ヒーター電ｄ・ｉ！　！ｔｉ制御回制御
回路リグ（ｉｊ号によりルツボを所定の７１ｎｉ度に加
熱、ＫＸＰ持する。ルツボ３の上部には下端Ｇ、ニオ°
−１目、Ｃ７晶７を取付けた称電性の引き上げ回転軸夕
を設け、この引き上げ回転軸は回転すると共に上下動す
るように構成され、上端【こは種結晶の重量を測定する
ための重量センサーｇを取り付け、測定値は演算回路１
３へ送られる。また引き上げ回転軸夕とルツボ支持部材
ｔ＆こはそれぞれリードｆ４ｑ、１０を接続し、ｉ［ｄ
音間には電圧を印加するようにし、電流値は演算回路／
３へ送られる。演４．／１回路においては、結晶引き上
げ速度に対応する最適温度の基準パターンが予じめ記ツ
、Ｏされており、検出された？Ｒ量倍信号電流値信号を
基準パターンと比較し、差分だけヒーターの加熱温度を
調整するようヒーター電源制御回路／／／−へ信号を送
り、上記制御回路においては入力した信号に基いてヒー
ターの加熱温度を調整する。

上記の如き構成において、ルツボ３にはＩｔ　−■族化
合物を構成する■族及びＶ膠元２畳をそれぞれ所定量入
れ、更にその上に１夜体封正剤としてＢ２Ｏ３を加え、
ルツボを高圧容器ｌ内に設ｊｉＴ　Ｌ、アルゴン、窒素
嘘の不活・姓ガスＯこより容器内を加圧し、ヒーターλ
によりルツボを原石元素の溶融温度以上の温度で加熱す
る。■−■族化合物としてはＧａＡｓ、ＧａＰ　、　Ｉ
ｎＳｂ　、　ＩｒＬＰなどが挙げられる。

上述の加熱処理によりルツボ３内において上Ｅｌに液体
封止剤としてＢ２Ｏ３溶融液にはｍ−Ｈり化合物融液バ
う／ユが形成する。ルツボ内の原料が完全に溶ｍｌ；し
たら種結晶りを結晶原料融液層／λへ接触させるため、
回転軸Ｓを下降させる。

種結晶の先端がＢ２Ｏ３溶融液／／表頭に接触してから
原料融液１２に達するまでの種結晶重−冒センサーｇよ
り演ｇχ回路／３へ送られる重量信号は第２１１（４）
に示すように、種結晶７がＢ２０，溶融液表面に接触す
ると、Ｂ２Ｏ３溶融液からの浮力のため減少しはじめ原
料融液表面に達するまでゆるやかに減少つづけ、原料＋
ａ液衣表面達したところで融液と融着し急激に増加する
。実際にはこの屯ｉｊｔ信υは尚圧容器内での測定値で
あるため圧力による＠量のゆらぎ、回転軸のシール部材
の摩擦摺動成分などの雑音成分が多く含まれており、第
２図（４）に示したような明確な出力信号を検出される
ことはなく、この重量信号のみでは種結晶の正確な位置
を把握することは困４゛コ［である。しかし種結晶が原
料融液（こ接触した後の１１ｊ量信号は融液温度が高い
と小さくなり、低いと大きくなるので、重量信号の経時
変化検知することによりその増減の傾向から種結晶と接
触している原料融液界面の温度状態を知ることができる
。

一方、リード線？　、　１０を介して引き上げ回転軸夕
とルツボ支持部材ケに直流または交流電圧を印加し、種
結晶７の先端がＢ２Ｏ３溶融液Ｇこ接触すると、ルツボ
、Ｂ２０，溶融液はいずれも高温では電導性となるため
、第２図の）に、示すように、電流が検出され、結晶原
料融液／λｉｌ＋ｉ　Ｇこ１，ニーするまでゆるやかに
増加し続け、かに結晶が原料）、！ｊＨ液に接触すると
、１．砂液の電導性はＢ２Ｏ３浴融液の電導性よりもは
るかに大きいため検出される市、流値も急激に増加する
。この電流値には高１！１１４　ｚ高圧などによる雑音
成分は殆ど含まれていないため、種結晶のＢ２Ｏ３溶融
液、結晶原料融液のそれぞれの接触を正確に知ることが
できる。

この発明では種結晶の結晶原料融液接触より引き上げ直
前までの工程を（１）種結晶接触検出工程、（２）安定
領域検出工程、（３）準安定領域調整工程、（４）安定
領域検出工程の四つに区分し、それぞれの工程において
予じめ設定された基準パターンと検出された重）ｊ１信
号、電流値信号とを比較して、原料融液を設定された結
晶引き上げ速度に対応する最適温度状態になるよう調整
する。

（１）　　Ｉｉｉ結晶接触検出工程 この工程は種結晶を下降させ、結晶原料融液に接触する
までの工程である。種結晶が下１；ｌ’？　シて原料融
液に接触するまでの屯Ｊ，ｉー信号と電流（１：’ｊ倍
信号基ン（ラバターンは第２図（Ａ）、■）に示した通
りであって、検出された出力信号と上記の基準パターン
と比較して種結晶の原料１ｉｔ！ｊ！液の接触を検知す
るのであるが、主として雑音成分の少ない電流値信号で
種結晶と原料融液の接触を検知するのであるから、得ら
れた検知信号は充分な信頼性を有する。

（２）安定領域検出工程 種結晶接触検出工程で種結晶の原料融液面への接触を検
知したら直ちに種結晶を下端に取付けた引き上げ回転軸
の下降を停止するが、この工程では種結晶が接触した界
面の原料融液の温度状態を検出する工程である。

ＨＭｆ結晶が原料融液に接触した状態で所定時間１０分
以上放置する。種結晶と原料融液が接触している状態が
継続している限りにおいては、第３図（４）に示すよう
な一定の電流値が検出されることになる。しかし、原料
量・ｌ！液の温度が種結晶の融点よりも高いと、４１１
ｆ結晶が溶融し、両者の接触が切断されて、７１，流が
急激に減少し、第３図■）の如きパターンとなる。

電流値信号が第３図（Ａ）Ｇこ示すようにほぼ一定で変
らない場合には原料融液の温度が結晶引き上げに可能な
温度状態になっている場合と、上記引き上げ可能温度よ
り低い状態の場合とが含まれている。しかし両者は′１
ル流値信号より区別することはできない。一方、重量信
号の経時変化よりは両者の区別をすることができ、原料
融液が結晶引き上げ可能な温度となっている場合は第４
図（４）に示すように一定値かゆるやかな増加を示す。

しかし融液の温度が低い場合は、第４図（Ｂ）に示すよ
うに、ｉ’ｊ（−、ｆｌｋ信号は時間の経過と共に増加
する傾向を示し、Δ１ｈ度が低いとそれだけ増加傾向を
強く示す。従って、重；（ヒ信号の変化の度合によりｊ
草料ｉ１ｉ！Ｉ！液の界ｉｊ＋ｉのｈｌ、１度状態を相
対的検知することができる。

原料１ｒｊｆ！液の湿度が高い場合の重３１’Ｌ　（８
号は第４図（Ｃ）に示す如く減少し、種結晶の切断と共
に急激に減少する。

このようにこの工程においては主として重ｊｌ＋信号の
経時変化に基いて融液の種結晶と接触している界面附近
の温度状態を検知し、結晶引き上げが可能と判断された
融液は次に安定領域検出工程において結晶成長にＪ１λ
適な温度に辷１シ整される。湿度の高いｉＱ！　Ｆｆ１
４またＧまイ氏し１融液は桑安定ｂＩ域、、”’４　、
ｊ（＜工ｊ・ｉ−において声り品引き上げが可能な五１
度にＦ８整される。

（３）亭安定領域ｔｊ１４整工程 この工々［１１は原拐融ｒｒｅが結晶引き上げが可能な
ｉｉ、ｊ、度よりも高いｉｌ、′ｉ合或は低い場合に補
（ｉ’（する温度を決定する工程である。融液の温度が
高ｉ＋？ｈきる場合について先ず説明すると、摩科元も
≦の種類、添加割合、ｊ？Ｊ　’ｌｒｆの４へ・７造、
に’Ｊ　４！！、Ｊ’ｌ’ｉ晶原料融油原料融液敵／ｆ
！汀、４．１（結晶の引き上げ？、ｉｊ度などを考ｔ＜
ｖ、　して結晶引き上げ可１′、ｌＩＡ度曲捏を作成す
る。第５図のグラフはＧａＡｇのＪ、：、ｌ。

合の一実亀例を示し、１む：ＩＩは柘ｉｌ′１品がｊｌ
Ｊ、科１；；７１ｖ、に接触してからＬｉ’Ｊ断するま
での１１３間を示し、Ａｈ’Ｕ　ｔｉｌｌま補イト、キ
するｉｌ：ｔ　１’、ｙを示し、ｔｉｌｌ　Ａ°１αは
ｒ１１１晶σ）引き上げ速度が０　＋＋＋ａ＋／１１．
７、曲線すは１０　ｎｉｉ、７、＋ｔｉｔ線Ｃは２０　
＋ｎｃ＋、乙３の烏合をそれぞれ示し、≦［ル°・１１
１ｂ分はそれぞれの引き上げ１．ｉ、４　ＩＣＥにおけ
る引き上げｉｉＪ能温度領域を示す。安′；、ｉ領域イ
・ミ出工ｊ’（ｊにおいては種結晶が原’ｊ”）　）ｔ
ｉｉ　Ｍにｒ＞ｉ　ＩＱ；４　シてからり断するまでの
時間が予しめ泪潤されており、その時間を上記のグラフ
の縦軸に商用することにより下げる温度を求めることが
できる。

例えばイ（１（結晶が融成に接触して１０分経過後切断
したとすると、点線で示すように約６度融液の７ｆ；Ａ
度を下げれば切断しないこととなり、更に結晶成長時の
種結晶の引き上げ速度を１０ｍｔｔｙ’ｌ　ｌ”ｊで行
うとすると、約１１度下げれば融液は結晶引き上げ可ｆ
ｊじな温度状態となる。従ってヒーターの加熱温度を制
御して原料融液の温度が所定値まで下ったら、種結晶接
触検出工ｐｄで述べたように種結晶を融液に再び接触さ
せ、電流値信号と１１【量信号とＧこより融液が上述の
結晶引き上げ可能温度になったか判定する。

ＨＩＱ液の温度が低過ぎる場合は’Ｌ電流値変化から検
知することができず、重量信号の経時変化により検出す
る。即ち、重」１１．信号は増加しｔｒｏｔけ、成る時
間経過すると一定値となるので、重（、目ｉ′１号の増
加のが７！！合、一定値になるまでの時間などを考慮し
て上昇させる７ｆ！度幅を決定する。

具体的な処理工程としては、先ず４１；ｌｉ結晶を切断
し、次いでヒーターの加熱温度を所定値だけ上昇させ、
原料融液の温度が上昇したら、種結晶を再び融液に接触
させ、電流値信号と重量信号とにより融液が結晶引き上
げｎ」能温度となっているか判定する。

（４）安定領域制御工程 安定領域検出工程にて結晶引き上げ可能温度となってい
ると判定された融液は更にこの工程において、第４図（
５）で得られた重量信号を精密に分析し、時間当りの重
量変化量より結晶引き上げ最適温度となるように温度を
、ｉｌ、′ｇ整する。この工程で使用する基準パターン
のＧａｐｓの場合の一例を第６図のグラフに示し、縦軸
が時間当りの重量変化１１ｉ、桓ｉ軸は補正温度幅を示
し、曲線ｄは最趨引き上げ温度と結晶重置−変化の１）
１係を示し、帯域ｅは結晶引き上げ速度Ｏｍｍ膚におけ
る最適温度領域、帯域ｆは結晶引き上げ速度１０　ｍ＄
Ｒにおける最適引き上げ温度領域、帯域ｇは結晶引き上
げ速度２０　ｍｙ’ｌ侍における最適ゲ［ぎ上げ温度領
域をそれぞれ示す。例えば１０ｍｒＶ／時のυ［き上げ
速度に調整された融液の重量変化が０．０１ｆ／分だと
すると、第６図より融液の温度は引き上げ速度１０ｍＶ
侍の引き上げ最適温度より約１℃低いことが判る。そこ
で、ヒーターの加熱温度を調整して融液の温度を１℃上
げることにより、融液は１０ｍ一時の引き上げ速度に最
適の温度にＷ５゛６整されることになる。上述の如く、
この工程では結晶引き上げ可能温度となっている融液を
更に最適温度となるように調整する。

上述の工程に基いて種結晶の結晶原料融液接ｐｐｊ＋よ
り結晶引き上げ開始までを説明すると、ルツボ３内に溶
融している結晶原料融液／２に１１１１（結晶７を接触
させて重量イ３＠と電流値信号を測定し、その信号を継
続して演算回路１３へ送る。演算回路では送られて来る
信号のうち、電流値信号の急激な上昇により種結晶が融
液界面に接触したことを検知し、種結晶の下降を停止す
る（種結晶接触検出工程）。次いで、種結晶が融液に接
触した状態で所定時ｍＪ両出出力信号測定し、特に重量
信号の変化が許容範囲内である場合はその融液は結晶引
き上げ可能温度であると判断され（安定領域検出工程）
、引き続き安定領域制御工程で融液を結晶引き上げ速度
に対応する最適温度に調整し、しかる後に結晶す１き上
げ操作を開始する。

安定領域検出工程にて、電流値信号が突然に減少した場
合は融液の温度が関過ぎてｌｊＩ結晶が切断したことを
示すもので、演算回路／３には予じめ第５図のグラフに
示したような結晶引き上げ速度別の最適温度値が記憶さ
れ、イ・：（結晶の切断されるまでの時間と結晶引き上
げ速度より融液の温度の下降幅が判断され、ヒーター電
Δぶ制御回路／ダヘ信号を送り、ヒーター電の加熱温度
を所定値下げる。また、電流値信号は一定であるが、所
定時間内の重量イ言号の変化が許容範囲以上に増加した
時は融液の温度が低過ぎる場合であって、その増加値と
演算回路に記憶されている適正値とを比較して、その差
分だげ融液の温度が」二昇するようヒータ一温度をｗ１
ｄ整する（準安定領域ｗ１イ整工程）。いずれの場合も
融液の温度がｊｊ”４　Ｖ’ｌされたら、４■結晶＆Ｍ
び接触させ、重４１ｉ：信号及び電流値伝号により結晶
引き上げ可能ＺＩｒＡ度となったが判別する。

結晶引き上げ操作に際して種結晶の接触している融液界
面の温度を結晶す１き上げ最適温度に調整して引き上げ
るのが理想的であるが、融液界面の温度を正？ＩＩＬに
検知することは非常に困姉であり、通常ルツボの底の温
度を測定し、間接的にＪｍ定しているに過ぎなかった。

しかし、結晶引き上げＪ、Ｈ適温度幅は±０５℃程度と
非常に狭く、この温度範囲外で結晶の引き上げを行うと
、に１１ｉ晶は形成しても、結晶欠陥が多がったり、双
晶が発生したり、多結晶化したり、結晶胴体の形状制御
に大きな彰ξ？′トを与えたりして、品質の優れた単結
晶を専決性よく４シ造するには高度の≦１（〜練を要し
、単結晶製造自動化のネックとなっていた。しかるにこ
の発明では実際に種結晶の融液に接触させて界面附近の
温度状態を検知し、その温度状態より結晶引き上げ最適
温度に調整、確認した後に結晶σ１き上げ操作を行うよ
うにしたのであって、微妙な温度８１．１整も容易に行
なうことができ、常に最適温度状態で結晶の引き上げを
行うのであるがら品質の優れた■−■族化合物半導体単
結晶を再現性良く製造することができ、製造の自動化に
も適用することができる。

次にこの発明を実施例により説明する。

実施例１ 第１図に示したような構成の嘔結晶製造装置において、
内径１００ｍｍ５深さ１３０ｍｍの円形状パイロリテッ
ク窒化ボロン製ルツボにＧａ　５００　？、Ａｓ　５５
０　ｆ入れ、更に液体封止剤としてＢ２Ｏ３を１５０２
その上に入れ、ルツボを高圧容器内に設ｉＭＮ　Ｌ／　
、アルゴンガスを圧入して３０気圧とした後にルツボを
結晶引き上げ速度１０ｍＩ！ｙ′１時の最適温度と計算
された１２６０　℃に加熱し、原料元素、封止剤が完全
に溶融して上部にＢ２０．溶融液層が、下部にＧａＡｓ
融液層が形成したら、引き上げ回転軸とルツボ支持部材
に１５Ｖの交流電圧を印加し、引き上げ同転軸をゆっく
り下降させた。電流０．１ｍＡが検出された時点で種結
晶がＢ２Ｏ３溶融液而に接触したことが確認された。更
に種結晶を下降させたら、電流が０．４　ｍＡに増加し
、重量センサーより１０２の信号が検出され、種結晶の
先端がＧａＡｓ融液面に接触したことがＷ、認された。

種結晶の下降を停止し、１５分経過後電流値が突然に０
．１　ｍＡに下り、融液の温度が高いため、種結晶が切
断されたことが判った。

そこで第５図の引き上げ速度ｔＯｍｉｔＦ＃に対応する
曲線すより融液温度が約７℃高いことが判明したので、
融液湿度を７℃下げるようヒーターを調整し、融液の温
度が下がった時点で再び種結晶の融液１ｒＩｊに接触さ
せ、１−ＩＬ流値信号及び重量（８号を１５分間測定し
た結果、電流値信号は変化せず、重量信号の変化量が０
．００７　ｒ／分であったので、第６図のグラフより融
液の温度は引き上げ速度１０ｍＶ侍の最適温度範囲内で
あると判断して、ルツボを１分間２０回、引き上げ回転
軸を１分間１０回の割合で逆方向に回転させながら１０
ｍ−の速度で８時間引き上げることＧこより直径５０ｍ
ｍ１長さ約１００ｍｍ５重量約９５０２の円筒状Ｇα八
へ単結晶が形成した。この円筒状単結晶の胴部分の径変
動を測定した結果、±１％以内であった。

実施例２ 実施例１と同じ条件で原料元素、封止剤を溶融させた後
、結晶引き上げ速度１５ｍＶ侍の最適温度１２５５℃に
ルツボの加熱温度を調整し、１５■の交流電圧を印加し
て種結晶を下降させたら、実施例１と同様に電流値信号
より、Ｂ２Ｏ３溶融液とＧａＡｓ融液の接触を確認する
ことができた。

種結晶がＧｃｚＡｓ融液と接触して１５分経過後、電流
値は変化しなかったが、重量（ｉＮ号の取）（（変化量
が＋ｏ、ｏ２ｔ／分であったので１ｉＱＱ液温度が低い
と判断して種結晶を切断し、重量変化１＋１より計算し
て温度２℃だけ上昇するようにヒーターを調整し、再度
種結晶をＧａＡｓ融液に接触させて電流値信号、ＪＲ重
量信号測定した結果、１５分経過しても電流値の低化は
なく、重量信号の変化量が０．００７９／分であったの
で、融液の温度は１５ｍＩＶ／′時の引き上げ速度の最
ａ温度より１℃だけ高いと判断し、融液温度を１℃だけ
下降するよう調整した後、１５　＋ｎｕＢ／１７存の速
度で結晶の引き上げ操作を約５時間行った結果、直径５
０ｍｍ５長さ約９０ｍｍ、重量約８６０９の円筒状Ｇａ
ｋｓ単結晶が形成した。得られた単結晶の胴部分の径変
動は±１チ以内であった。

実施例３ 実施例１と同じ装置ｉＩを用い、ルツボＧα５５０２、
Ａｓ　５５０　ｆとＧａを過剰に入れ、Ｂ２０．を１５
ｏｆ入れて、アルゴンガスで２０気圧とした後に１２６
５℃で加熱し、ルツボ内の材料が完全に溶融したら２０
Ｖの直流電圧を印加し、種結晶を下降させたら、Ｂ２０
．溶融液に接触したときには０．２　ｍＡ％ＧαＡｓ融
液に接触したときにはＱ、６　ｍＡの電流が検出され、
重量センサーよりは０．８２検出された。

種結晶がＧａＡｓ融液と接触して１２分経過後、電流値
信号、重量信号より種結晶が切断したことを検知したの
で、第５表のグラフより結晶引き上げ速度１０ｍ−の最
適温度より１０℃高いことが判明したので、ルツボの加
熱温度を１０℃下げ、再度種結晶を接触させ、１５分間
放置しても、１ｕ流値の変化は見られず、重量信号の重
量変化がｏ、ｏｏｓ　ｙＺ分であったので、融液の温度
を１℃下げた後、１０ｍｍ／時の速度で７時間結晶引き
上げ操作を行った結果、直径５０ｍｍ、長さ約１００ｍ
ｍ５重量９６０　ｔの円筒状ＧＩＺＡＳ単結晶が影戒し
、この単結晶の胴部分の径変動は±１係以内であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を説明するための液体封止剤を用いた
単結晶製造装置の概略図、第２図は種結晶がＢ２０．溶
融液、結晶原料融液に接触したときの重量信号と電流値
信号の変化を示すグラフ、第３図は結晶原料融液の温度
と電流値のＣｊＪ係を示すグラフ、第４図は結晶原料融
液の温度と重量信号の関係を示すグラフ、第５図は結晶
引き上げ速度と温度変化の関係の一例を示すグラフ、第
６図は結晶原料融液のＩＩ犬量変化と最適温度領域の関
係の一例を示すグラフである。 ｌ・・・７Ｌ　Ｉｆ　８　器、コ・・・ヒーター、３・
・・ルツボ、り・・・引き上げ回転軸、７・・・種結晶
、ｇ・・・重尺センサー、ワ、１０・・・リード線、ｌ
／・・・液体封止剤、／２・・・結晶原料融液、／３・
・・演算回路、／ｑ・・・ヒータ％源制御回路。 特許出願人　　工業技術院長　ＩＩＩ田捷六戸第１氷図
（Ａ） 第４１回（Ｂ） Ｂ”Ｆ　　Ｒｆ 銅／る旧（Ｃ） Ｖ１％　　間 三温屓（°Ｃ） −５０） 一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高温高圧中の結晶原料融液に１１Ｊｔ結晶を接触させて
   該セ１（結晶の重ｉｆｆを測定すると共に電圧を該ｐ、
   ｉ結晶と該融液に印加して両者間に流れるＴｊＬ流値を
   検出し、上記検出された重８４信号と？Ｌ流値信号の経
   時変化を予じめ設定された基準パターンと比較して上記
   融液を結晶引き上げ速度に対応する最適温度に調整し、
   しかる後に結晶引き上げ操作を行うことを特徴とする液
   体封止引き上げ法によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結
   晶の製造方法。