JPS6036397A

JPS6036397A - 化合物単結晶育成装置

Info

Publication number: JPS6036397A
Application number: JP14414983A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kotani; 敏弘小谷; Koji Tada; 多田　紘二
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1983-08-06
Filing date: 1983-08-06
Publication date: 1985-02-25
Also published as: JPH0355434B2

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】（技術分野）本発明は、蒸気圧の高い構成元素（以下、揮発性構成元
素と称す）を有する化合物単結晶をチョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法と称す）により育成する装置に関するも
のである。

（背景技術）単結晶のＣＺ法による成長方法の一つとして、Ｂ２Ｏ３
融液をプール材として用いるホットウォール法がある。

この方法は第１図、第２図に例を示すような構造金持っ
た密封容器ｌ内に揮発性構成元素（例、Ａｓ等）蒸気を
満たし、その容器Ｉ内で引上げを実施する。図において
、密封容器１の内部には、原料融液２を収容したるつぼ
３、その上方に回転しながら引上げる引上軸４が設けら
れ、引上軸４の下端には種結晶５が取付けられている。

第１図では密封容器Ｉは側壁の部分で上人下に分離され
、その開口部および引上軸部にシール部６および７が設
けられ、Ｂ２Ｏ３融液９でシールされている。第２図で
は密封容器１は底部で分割され、その開口部および引上
軸部にシール部８および７が設けられ、Ｂ２０Ｂ融液９
でシールされている。そして種結晶５全原料融液２表面
に浸漬し、なしまぜた後、種結晶５を回転させながら単
結晶を引上げる。

このような方法において、従来密封容器１として石英容
器を用いていたため、Ｂ２Ｏ３融液９と石英が反応し、
かつ熱膨張率に大きな差異があるため、石英容器のＢ２
Ｏ３融液接触部分が破損するので、引−にげ毎に石英容
器が破損する欠点があった。又次式のような反応により
、原料融液２中への石英容器からの８１汚染が発生する
ため、引」−単結晶にＳｉ不純物が混入し、電気的特性
全悪化させる欠点があった。

４Ｇａ　（ｉｎ　ＧａＡｓ　ｍｅｌｔ　）　＋　５ｉ０
２　（Ｓ）−’　２Ｇａ２０（ｇ）　＋　Ｓｉ　（ｉｎ
　ＧａＡｓ　ｍｅ、ｆｆｔ　）　−−（１）（発明の開
示）本発明は、上述の欠点を解消するため成されたもので、
密封容器ｋ　Ｂ２０１融液と反応しない材質とすること
により、容器の破損がなく、引上げ単結晶へのＳｉの汚
染がない化合物単結晶の育成装置を提供せんとするもの
である。

本発明は密封容器内に単結晶育成部が収容され、該容器
の開口部がＢ２Ｏ３融液によりシールされ、該容器内部
を化合物の揮発性構成元素雰囲気としてチョクラルスキ
ー法により化合物単結晶を育成する装置において、前記
密封容器がパイロリティックボロンナイトライド又はボ
ロンナイトライドの材質から成ることを特徴とするＳｌ
の影響のない化合物単結晶育成装置である。

本発明において、化合物単結晶とは、一種の揮発性構成
元素を有する化合物、例えば周期律表の■−Ｖ族化合物
（例、ＧａＡｓ＋　Ｇａｐ、　ＩｎＡｓ、　ＩｎＰ等）
、１−■族化合物（例、ＺｎＳ、　Ｚｎ５ｅ、　ＣｄＳ
等）などより成る単結晶である。

本発明の単結晶育成装置の構造は第１図、第２図によっ
て説明した構造と同様である。ただし第１図、第２図に
示す構造に限定されるものではない。本発明では、第１
図、第２図における密封容器１は、パイロリティックボ
ロンナイトライド（以下、ＰＢＮと略称す）又はボロン
ナイトライド（以下、ＢＮと略称す）の材質から成るも
のである。

この密封容器１を、内部の装置の装着が便利なように、
図に例を示すように適当に分割し、その開口部および／
又は軸部には／−ル部６．７．８を設け、Ｂ２Ｏ３融液
９によりシールすることによシ容器を密封している。そ
して容器１内に化合物の揮発性構成元素（例、ＡＳＩＰ
等）の蒸気全充満して、又容器Ｉの外部を同程度の圧力
雰囲気（Ａｒ又はＮ２）とし、ＣＺ法によシ単結晶を引
上げるようにしたものである。

ＰＢＮ又はＢＮはＳｌを含まず、Ｂ２Ｏ３融液に対して
高温でも化学的に極めて安定であるため、従来の石英容
器のようにＢ２Ｏ３’Ｈ液と反応を起さず、容器が損傷
せず、又引上げ単結晶へのＳｉ等の不純物混入を防止で
きる。

（実施例）密封容器１として、外径１２０＋ｌ１ｍ５長さ７００ｍ
ｍのＢＮ製の容器を用いた第１図に示すような単結晶育
成装置全使用し、ＣＺ法によりＧａＡ　ｓ単結晶を育成
した。

容器内部にＧａＡｓ多結晶ＩＩ（ＦＩｉチャージしたＰ
ＢＮ製るつぼ３をセットした。さらに容器内部には、Ａ
ｓ蒸気供給用として金属Ａｓ　２０　ｙをチャージした
。

引上軸４にはＢ２Ｏ３融液およびＡｓ蒸気に侵されない
モリブテン製の軸全使用した。ＧａＡｓ融解後、１２６
０°Ｃの温度に保持し、５朋／時の引上速度で単結晶を
引」二けた。引上げ中の単結晶の直径はＸ線透視装置に
より監視し、制御した。

得られ、ＬＧａＡｓ単結晶は直径２１ｔ、長さ約６０朋
で、ＳＩＭＳ分析によれば結晶に含有されるＳｉａ度は
Ｉ　Ｘ　１０　”’ａｍ−３以下であり、又比抵抗は５
ＸＩＯ７Ωｃｍ（アンドープ）と半絶縁性を示すもので
あった。

一方、密封容器Ｉとして、同寸法の従来の石英容と益金使用し、他は上述つ同様の方法により引上げたＧａ
Ａｓ単結晶では、Ｓｉ９度が６　Ｘ　Ｉ　０１６ａｍ−
３と高い値を示し、比抵抗も低下した。

又本発明装置におけるＢＮ製容器は使用により殆んど損
傷しないため、数回繰返し使用が可能であった。又従来
の石英容器では、軸部クリアランスｆ　０．１　ｍｍ以
下にすることが困難で、引上げ中にＢ２Ｏ３融液のたれ
落ちが発生したが、本発明によるＢＮ製容器では、軸ク
リアランスｆ　０．０５　ｍｍ以下にすることが可能と
なり、Ｂ２Ｏ３融液のたれ落ちは殆んど無くなった。

（発明の効果）上述のように構成された化合物単結晶育成装置は次のよ
うな効果がある。

（イ）密封容器がパイロリティックボロンナイトライド
又はボロンナイトライドの材質から成るから、ＰＢＮ又
はＢＮはＳｌを含捷ず、Ｂ２Ｏ３融液に対して高温でも
化学的に極めて安定であるため、損傷を受けず、容器の
繰返し使用が可能である。

（０）　Ｐ　Ｂ　Ｎ又はＢＮは高純度（総不純物量約Ｉ
　Ｑ　Ｏｐｐｍ程度）のものが作成可能で、かつＳｌヲ
含まないため、引」二は単結晶へのＳｉ等の不純物混入
を防止でき、Ｓｉ汚染のない単結晶を製造し得る。

（ハ）ＰＢＮ又はＢＮは従来の石英に比べ、加工精度が
高いため、容器密閉上重要な軸部ゾール部の容器寸法精
度が上がり、軸との隙き間を小さくできるので、シール
部のＢ２Ｏ３融液のたれ落ちが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれＣＺ法による単結晶育成
装置の例を示す断面図である。１　密封容器、２・・・原料融液、３・・るつぼ、４・
・・引上軸、５　・種結晶、６．７．８・・シール部、
９・・・Ｂ２Ｏ３融液。手　続　補　正　書昭和５９年７月ｚ１日１、事件の表示昭和　５８年　特許願　第　１４４１４９　号２、発明
の名称化合物単結晶育成装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人住　所　大阪市東区北浜５丁目１５番地名称（２＋３）
　住友電気工業株式会社代表者社長　川」二哲部４、代理人住　所　大阪市淀川区西中島１丁目９番２０号６、補正
の対象明細書中、発明の詳細な説明の欄。７、補正の内容（１）明細書、第５頁、第１９行目、第２０行目、ｒ　
ＧａＡｓ融解後、１２６’ｏ°Ｃの温度に保持し、」を
！　＋２ｅｏ℃の温度に保持し、ＧａＡｓ融解後、」に
訂正する。（２）明細書、第６頁、第５行目、ｒ　Ｉ　Ｘ　Ｉ　Ｏ鴫ｍ−’Ｊをｒ　Ｉ　Ｘ　Ｉ　Ｏ′
Ｊ′ｃｍ−’Ｊに訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）密封容器内に単結晶育成部が収容され、該容器の
開口部がＢ２Ｏ３融液によりシールされ、該容器内部を
化合−の揮発性構成元素雰囲気としてチョクラルスキー
法により化合物単結晶を育成する装置において、前記密
封容器がパイロリティックボロンナイトライド又はボロ
ンナイトライドの材質から成ることを特徴とするＳｉの
影響のない化合物単結晶育成装置。