JPS6018635B2 - 封止剤 - Google Patents
封止剤Info
- Publication number
- JPS6018635B2 JPS6018635B2 JP15733881A JP15733881A JPS6018635B2 JP S6018635 B2 JPS6018635 B2 JP S6018635B2 JP 15733881 A JP15733881 A JP 15733881A JP 15733881 A JP15733881 A JP 15733881A JP S6018635 B2 JPS6018635 B2 JP S6018635B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- viscosity
- crystal
- group
- added
- sealant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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
- C30B27/00—Single-crystal growth under a protective fluid
- C30B27/02—Single-crystal growth under a protective fluid by pulling from a melt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液体封止引上げ法（以下ＬＥＣ法）、直接合成
ＬＥＣ法などにより蒸気圧の高い元素を含む原料費虫液
を固化して結晶を製造する方法において用いる封止剤に
関するものである。
ＬＥＣ法などにより蒸気圧の高い元素を含む原料費虫液
を固化して結晶を製造する方法において用いる封止剤に
関するものである。
ＧａＡｓを代表とするｍ−Ｖ族化合物半導体の多結晶原
料または単結晶棒の育成においては、結晶綾やその融液
からのＶｂ族元素の蒸気圧が商いため、その蒸発を防ぐ
ことが高品質な結晶の育成にとって重要な問題となって
いる。
料または単結晶棒の育成においては、結晶綾やその融液
からのＶｂ族元素の蒸気圧が商いため、その蒸発を防ぐ
ことが高品質な結晶の育成にとって重要な問題となって
いる。
このため、種々の引き上げ装置が開発されたが実用に至
らず、現在では主に加圧引き上げ装置を用い、Ｂ０３等
の封止剤でメルト表面および育成された結晶の表面を覆
い、メルト表面および育成結晶からのＶｂ族元素の蒸発
を防止するＬＥＣ法により結晶育成が行なわれている。
次に代表的なＢ２０３を封止剤として用いた時のＬＥＣ
法の欠点についてＧａＡｓ結晶育成の場合について図を
用いて説明する。
らず、現在では主に加圧引き上げ装置を用い、Ｂ０３等
の封止剤でメルト表面および育成された結晶の表面を覆
い、メルト表面および育成結晶からのＶｂ族元素の蒸発
を防止するＬＥＣ法により結晶育成が行なわれている。
次に代表的なＢ２０３を封止剤として用いた時のＬＥＣ
法の欠点についてＧａＡｓ結晶育成の場合について図を
用いて説明する。
第１図は省略された加圧容器内でのＧａＡｓ多結晶原料
の融解時の模式図である。
の融解時の模式図である。
第１図において、１は石英ルツボ、２はＧａＡｓ多結晶
原料、３はＢ２０３である。＆０３ ３はガラス状物質
でその融点は約４５０ｑｏであるが、流動してＧａ船多
結晶原料２を完全に被覆するためには、６００午０以上
に保たなければならない。従って室温から約６００ｑｏ
までの昇温中にはＧａＡｓ多結晶原料２からヒ素（以下
Ａｓ）が蒸発し続けるためＡｓが減少し、さらに、Ｇａ
Ａｓの融点を越えて昇温した時に得られるＧａ粕融液は
Ａｓが減少したものとなる。このような、いわゆる化学
量論的組成のずれた融液から結晶育成を行なうと、得ら
れる結晶の化学量論的組成がずれるとともに、Ａｓの蒸
発が著しい場合には結晶の育成が困難となる。さらに蒸
発したＡｓは加圧容器内壁に付着するが、母やこれが酸
化された亜ヒ酸が毒性を持つため、育成後の加圧炉内の
清掃が非常に危険なものとなっている。上に説明したＬ
ＥＣ法では原料としてホリゾンタルブリッヂマン（以下
ＨＢ法）により、ＧａとＡｓから合成したＧａＡｓ多結
晶が用いられているが、最近Ｃａ，Ａｓおよび＆０３を
加圧容器中で昇温加熱し、封止剤融液下でＧａと船を反
応させＧａＡｓ融液とした後、単結晶の製造を行なう直
接合成法が開発され、Ｇａ＄単結晶棒の生産が行なわれ
ている。直接合成法ではＬＥＣ法と同様に室温から＆０
３が軟化する約６００ｑｏまでは、Ａｓ，Ｇａとも＆０
３で覆われることはない。ＡｓからのＡｓの蒸発はＧａ
Ａｓからの蒸発より著しく多いため、直接合成法ではＬ
ＥＣ法以上にＡｓの蒸発が結晶育成や加圧容器清掃時に
おける問題となっている。これらの欠点を解決する一つ
の方法はＢ２０３に添加物を加え、その融点を低下させ
る、すなわち粘度を低下させることである。
原料、３はＢ２０３である。＆０３ ３はガラス状物質
でその融点は約４５０ｑｏであるが、流動してＧａ船多
結晶原料２を完全に被覆するためには、６００午０以上
に保たなければならない。従って室温から約６００ｑｏ
までの昇温中にはＧａＡｓ多結晶原料２からヒ素（以下
Ａｓ）が蒸発し続けるためＡｓが減少し、さらに、Ｇａ
Ａｓの融点を越えて昇温した時に得られるＧａ粕融液は
Ａｓが減少したものとなる。このような、いわゆる化学
量論的組成のずれた融液から結晶育成を行なうと、得ら
れる結晶の化学量論的組成がずれるとともに、Ａｓの蒸
発が著しい場合には結晶の育成が困難となる。さらに蒸
発したＡｓは加圧容器内壁に付着するが、母やこれが酸
化された亜ヒ酸が毒性を持つため、育成後の加圧炉内の
清掃が非常に危険なものとなっている。上に説明したＬ
ＥＣ法では原料としてホリゾンタルブリッヂマン（以下
ＨＢ法）により、ＧａとＡｓから合成したＧａＡｓ多結
晶が用いられているが、最近Ｃａ，Ａｓおよび＆０３を
加圧容器中で昇温加熱し、封止剤融液下でＧａと船を反
応させＧａＡｓ融液とした後、単結晶の製造を行なう直
接合成法が開発され、Ｇａ＄単結晶棒の生産が行なわれ
ている。直接合成法ではＬＥＣ法と同様に室温から＆０
３が軟化する約６００ｑｏまでは、Ａｓ，Ｇａとも＆０
３で覆われることはない。ＡｓからのＡｓの蒸発はＧａ
Ａｓからの蒸発より著しく多いため、直接合成法ではＬ
ＥＣ法以上にＡｓの蒸発が結晶育成や加圧容器清掃時に
おける問題となっている。これらの欠点を解決する一つ
の方法はＢ２０３に添加物を加え、その融点を低下させ
る、すなわち粘度を低下させることである。
このような低粘度の封止剤を用いることにより、低温時
にＧａ心多結晶原料ないしはＡｓを封止剤敵液により被
覆することが可能となり、Ａｓの蒸発つまりＡｓの減少
を防止することができる。Ｂ２０３の粘度を低下させる
方法としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属フッ
化物を添加する方法が周知である。しかしこれらの添加
物はＧａＡｓ単結晶、特にＭ皿ＳＦＥＴ等の基板結晶と
なる半絶縁性結晶の育成に用いることはできない。なぜ
ならば１ぴ〜１び○の以上の比抵抗値を持つ半絶縁性Ｇ
ａＡｓ単結晶を得る為には、ＧａＡｓ多結晶原料中の不
純物や封止剤、ルツボの溶解等により結晶中にとり込ま
れる電気的に活性な不純物、特に浅い不純物レベルを持
つ不純物を極力低濃度に抑えることが必要となるが、ア
ルカリ金属はＧａＡｓ中で鰭気的に活性となるからであ
る。以上説明したことから明かなように電気的に不活性
な添加剤により粘度を低下させた＆０３が強く望まれて
いる。
にＧａ心多結晶原料ないしはＡｓを封止剤敵液により被
覆することが可能となり、Ａｓの蒸発つまりＡｓの減少
を防止することができる。Ｂ２０３の粘度を低下させる
方法としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属フッ
化物を添加する方法が周知である。しかしこれらの添加
物はＧａＡｓ単結晶、特にＭ皿ＳＦＥＴ等の基板結晶と
なる半絶縁性結晶の育成に用いることはできない。なぜ
ならば１ぴ〜１び○の以上の比抵抗値を持つ半絶縁性Ｇ
ａＡｓ単結晶を得る為には、ＧａＡｓ多結晶原料中の不
純物や封止剤、ルツボの溶解等により結晶中にとり込ま
れる電気的に活性な不純物、特に浅い不純物レベルを持
つ不純物を極力低濃度に抑えることが必要となるが、ア
ルカリ金属はＧａＡｓ中で鰭気的に活性となるからであ
る。以上説明したことから明かなように電気的に不活性
な添加剤により粘度を低下させた＆０３が強く望まれて
いる。
本発明はこのような欠点を除去することを目的とする。
詳しくは、蒸気圧の高い元素を含む多結晶あるいは単結
晶を製造する際用いる封止剤であって、電気的に不活性
であり、しかも粘度の低い封止剤を提供することを目的
とするものである。したがって本発明による封止剤は、
蒸気圧の高い元素を含む多結晶ないし単結晶を育成する
際用いる封止剤であって、三二酸化ホウ素を主成分とし
、これにＡＩ２０３，Ｇａ２０３，Ｐ２Ｑよりなる群か
ら選択された一種以上を添加したことを特徴とするもの
である。本発明による封止剤によれば、粘度が低く、し
たがって封止剤の融点が低く、しかも電気的に活性な不
純物が育成される結晶中にとり込まれるおそれがないと
言う利点がある。
晶を製造する際用いる封止剤であって、電気的に不活性
であり、しかも粘度の低い封止剤を提供することを目的
とするものである。したがって本発明による封止剤は、
蒸気圧の高い元素を含む多結晶ないし単結晶を育成する
際用いる封止剤であって、三二酸化ホウ素を主成分とし
、これにＡＩ２０３，Ｇａ２０３，Ｐ２Ｑよりなる群か
ら選択された一種以上を添加したことを特徴とするもの
である。本発明による封止剤によれば、粘度が低く、し
たがって封止剤の融点が低く、しかも電気的に活性な不
純物が育成される結晶中にとり込まれるおそれがないと
言う利点がある。
このため、本発明による封止剤を用いれば、たとえばｍ
−Ｖ族化合物結晶を育成するに際し、蒸気圧の高いＶ族
元素の蒸発を従来に比して良好に防止しえると共に、高
低抗の結晶しえると言う効果が得られる。本発明を更に
詳しく説明する。本発明による封止剤は母０３を主体と
し、これにｍｂ族あるいはＶｂ族元素単体あるいはこれ
らの酸化物等の１種以上を添加するものである。
−Ｖ族化合物結晶を育成するに際し、蒸気圧の高いＶ族
元素の蒸発を従来に比して良好に防止しえると共に、高
低抗の結晶しえると言う効果が得られる。本発明を更に
詳しく説明する。本発明による封止剤は母０３を主体と
し、これにｍｂ族あるいはＶｂ族元素単体あるいはこれ
らの酸化物等の１種以上を添加するものである。
ｍｂ族、Ｖｂ族元素単体ないし酸化物等の１種以上をＢ
２０３に添加するのは、これらの物質が育成する結晶（
たとえばｍ−Ｖ族化合物結晶）中において、電気的に不
活性であり、かつ封止剤自体の粘度低下を生じしめるか
らである。これらの添加物の形態は限定されるものでは
なく、元素単体、酸化物あるいは他の化合物の形態で添
加しえる。粘度の低下はＢ２Ｑに皿ｂ族、Ｖｂ族の元素
混入により生ずるものであるからである。添加物として
は、Ｂ２Ｃ３中に溶解可能であり、粘度を低下せしめる
ものであればいかなるものでもよい。
２０３に添加するのは、これらの物質が育成する結晶（
たとえばｍ−Ｖ族化合物結晶）中において、電気的に不
活性であり、かつ封止剤自体の粘度低下を生じしめるか
らである。これらの添加物の形態は限定されるものでは
なく、元素単体、酸化物あるいは他の化合物の形態で添
加しえる。粘度の低下はＢ２Ｑに皿ｂ族、Ｖｂ族の元素
混入により生ずるものであるからである。添加物として
は、Ｂ２Ｃ３中に溶解可能であり、粘度を低下せしめる
ものであればいかなるものでもよい。
具体例としては、特に、ＡＩ、Ｇａ、Ｐ、偽の単体ない
し酸化物等を挙げることができる。また皿ｂ族あるいは
Ｖｂ族の元素、化合物単独である必要はなく、２種以上
添加してよいのは明かである。
し酸化物等を挙げることができる。また皿ｂ族あるいは
Ｖｂ族の元素、化合物単独である必要はなく、２種以上
添加してよいのは明かである。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例 １
ＡＩ２０３をＢ２０３に対して１．５モル％の比率で混
合し、白金ルッボ内で約１２５０ｑｏにて溶解させた。
合し、白金ルッボ内で約１２５０ｑｏにて溶解させた。
Ｎ２０３１．５モル％添加したＢ２０３の１２５０ｑｏ
での粘度は３１ポアズであった。これは通常用いられて
いる＆０３の同温度における粘度（４４ポアズ）の約７
割である。他の比率でＡＩ２０３を添加した結果、０〜
１．５モル％の範囲で粘度が除々に低下することがわか
った。また、１．５モル％以下の比率で添加したＢ２０
３は無色透明であり、結晶育成に使用可能であった。実
施例 ２ 第２図中の実線は、Ｇａ２０３をＢ２０３に対して０．
５モル％の比率で添加した＆０３の粘度の温度依存性で
ある。
での粘度は３１ポアズであった。これは通常用いられて
いる＆０３の同温度における粘度（４４ポアズ）の約７
割である。他の比率でＡＩ２０３を添加した結果、０〜
１．５モル％の範囲で粘度が除々に低下することがわか
った。また、１．５モル％以下の比率で添加したＢ２０
３は無色透明であり、結晶育成に使用可能であった。実
施例 ２ 第２図中の実線は、Ｇａ２０３をＢ２０３に対して０．
５モル％の比率で添加した＆０３の粘度の温度依存性で
ある。
図中の点線は参考として測定した通常のＢ０３の粘度測
定結果である。Ｇａ２０３添加により封止剤の粘度は約
８割以下に低下した。またＧａ２０３は最高０．５モル
％までＢ２０３中に溶解し得られる＆０３は無色透明で
あった。実施例 ３ 第３図中の実線はＰ２０５をＢ２０３に対して５モル％
の比率で添加したＢ０３粘度の温度依存性である。
定結果である。Ｇａ２０３添加により封止剤の粘度は約
８割以下に低下した。またＧａ２０３は最高０．５モル
％までＢ２０３中に溶解し得られる＆０３は無色透明で
あった。実施例 ３ 第３図中の実線はＰ２０５をＢ２０３に対して５モル％
の比率で添加したＢ０３粘度の温度依存性である。
Ｐ２０５添加により粘度は約６割以下に低下した。Ｐ２
０５はＢ２０３中にさらに高濃度に添加することができ
る。５モル％添加Ｂ２０３は無色透明であった。以上説
明したように、ＡＩ２０３，Ｇａ２０３，Ｐ２Ｑ等のｍ
ｂ族、Ｖｂ族元素を数％程度添加したＢ２０３は、無添
加のＢ２０３より粘度が低下するとともに無色透明であ
るから結晶育成時における、たとえばＧａ船敵液作製時
のＧａ＄多結晶原料である船からのＡｓの蒸発を防止す
る封止剤として無添加＆０３より効果的であるという利
点がある。さらに、Ｎ、Ｇａ、Ｐ等力むａ公融液に混入
しその結果、Ｇａ＄結晶中にＮ、Ｇａ、Ｐ等がとり込ま
れたとしても、ｍｂ、Ｖｂ族元素はＧａ＊中では電気的
に不活性であるので、この結晶を用いて素子を作製して
も素子の電気的特性には影響を与えることはないという
利点がある。
０５はＢ２０３中にさらに高濃度に添加することができ
る。５モル％添加Ｂ２０３は無色透明であった。以上説
明したように、ＡＩ２０３，Ｇａ２０３，Ｐ２Ｑ等のｍ
ｂ族、Ｖｂ族元素を数％程度添加したＢ２０３は、無添
加のＢ２０３より粘度が低下するとともに無色透明であ
るから結晶育成時における、たとえばＧａ船敵液作製時
のＧａ＄多結晶原料である船からのＡｓの蒸発を防止す
る封止剤として無添加＆０３より効果的であるという利
点がある。さらに、Ｎ、Ｇａ、Ｐ等力むａ公融液に混入
しその結果、Ｇａ＄結晶中にＮ、Ｇａ、Ｐ等がとり込ま
れたとしても、ｍｂ、Ｖｂ族元素はＧａ＊中では電気的
に不活性であるので、この結晶を用いて素子を作製して
も素子の電気的特性には影響を与えることはないという
利点がある。
第１図はＬＥＣ法の欠点を説明するための加圧容器内部
の模式図、第２，３図は本発明によるＧａ２Ｑｏ．即ｏ
ｌ％添加勢止剤およびＰ２Ｑ跡ｏｌ％添加＆０３封止剤
の粘度の温度依存性をす図である。 １・・・石英ルッボ、２・・・ＧａＡｓ多結晶原料、３
・・・耳０３、４・・・Ｂ０３の粘度（２００ｐｐｍ含
水）、５・・・Ｇａ２０３０．跡ｏｌ％ 添加Ｂ２０
３の粘度、６ …Ｐ２Ｑ８ｎｏｌ％ 添加Ｂ２０３の粘
度。 第ｌ図 第２図 第３図
の模式図、第２，３図は本発明によるＧａ２Ｑｏ．即ｏ
ｌ％添加勢止剤およびＰ２Ｑ跡ｏｌ％添加＆０３封止剤
の粘度の温度依存性をす図である。 １・・・石英ルッボ、２・・・ＧａＡｓ多結晶原料、３
・・・耳０３、４・・・Ｂ０３の粘度（２００ｐｐｍ含
水）、５・・・Ｇａ２０３０．跡ｏｌ％ 添加Ｂ２０
３の粘度、６ …Ｐ２Ｑ８ｎｏｌ％ 添加Ｂ２０３の粘
度。 第ｌ図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 蒸気圧の高い元素を含む多結晶あるいは単結晶を育
成する際用いる封止剤であつて、三酸化ホウ素を主体と
し、これにＡｌ＿２Ｏ＿３、Ｇａ＿２Ｏ＿３、Ｐ＿２Ｏ
＿５よりなる群から選択された一種以上を添加したこと
を特徴とする封止剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15733881A JPS6018635B2 (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 封止剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15733881A JPS6018635B2 (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 封止剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5860693A JPS5860693A (ja) | 1983-04-11 |
| JPS6018635B2 true JPS6018635B2 (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=15647498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15733881A Expired JPS6018635B2 (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 封止剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018635B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2527718B2 (ja) * | 1986-06-30 | 1996-08-28 | 三菱化学株式会社 | 液体カプセル引き上げ法用封止剤及び単結晶の成長方法 |
| JPH0818904B2 (ja) * | 1988-10-28 | 1996-02-28 | 株式会社ジャパンエナジー | ▲ｉｉｉ▼−▲ｖ▼族化合物半導体単結晶の製造方法 |
-
1981
- 1981-10-02 JP JP15733881A patent/JPS6018635B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5860693A (ja) | 1983-04-11 |
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