JPS61132599A - ３−５族単結晶の製造方法及びそのための部材 - Google Patents
３−５族単結晶の製造方法及びそのための部材Info
- Publication number
- JPS61132599A JPS61132599A JP25051684A JP25051684A JPS61132599A JP S61132599 A JPS61132599 A JP S61132599A JP 25051684 A JP25051684 A JP 25051684A JP 25051684 A JP25051684 A JP 25051684A JP S61132599 A JPS61132599 A JP S61132599A
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- JP
- Japan
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- single crystal
- gaas
- control member
- zrb2
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- Prior art date
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- Pending
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、ＺｒＢ２を主成分とする単結晶形状制御部材
を用いた、周期律表ｍ−ｖ族の半導体化合物単結晶の製
造方法とそれに使用するＺ ｒＢ２を主成分】する単結
晶形状制御部材に関するものである。
を用いた、周期律表ｍ−ｖ族の半導体化合物単結晶の製
造方法とそれに使用するＺ ｒＢ２を主成分】する単結
晶形状制御部材に関するものである。
本発明に於て、周期律表■−ｖ族の半導体化合物とは、
例えば、 ＧａＡｓ、 ＧａＰ、 ＩｎＰ、 Ｇａｒｂ
。
例えば、 ＧａＡｓ、 ＧａＰ、 ＩｎＰ、 Ｇａｒｂ
。
ＩｎＡｓ等があげられる。
［従来の技術］
■−ｖ族単結晶は、化合物半導体や１発光ダイオード等
の材料として、″脚光をあびており。
の材料として、″脚光をあびており。
良質で安価な単結晶の製造方法の確立が急がれている。
従来、これら化合物単結晶、とくに。
ＧａＡｓ、 ＧａＰは融点が高く、その−成分たる、Ａ
ｓやｐの蒸気圧が高いため液体カプセル引き上げ法を用
いて製造している。
ｓやｐの蒸気圧が高いため液体カプセル引き上げ法を用
いて製造している。
この液体カプセル引き上げ法は、 ＡｓやＰなどの蒸発
を抑えるため、化合物の原料融液の表面を８２０３など
の不活性液体で覆い、さらに上から化合物の分解圧以上
の不活性ガスを加えながら、単結晶の引き上げを行なう
ものである。
を抑えるため、化合物の原料融液の表面を８２０３など
の不活性液体で覆い、さらに上から化合物の分解圧以上
の不活性ガスを加えながら、単結晶の引き上げを行なう
ものである。
しかしながら、この方法では、得られた単結晶にしばし
ば欠陥が発生し、また結晶の横断面形状を正確にａｔ−
ｄすることができないという欠点があった。
ば欠陥が発生し、また結晶の横断面形状を正確にａｔ−
ｄすることができないという欠点があった。
これは、高圧を加えているため、熱の対流に甚く放熱や
融液界面付近の温度分布の不均一化が増大し、結晶の内
部歪が大きくなるためと考えられる。
融液界面付近の温度分布の不均一化が増大し、結晶の内
部歪が大きくなるためと考えられる。
これらの欠点を改善し、引き上げ結晶の形状を制御する
ため融液と、カプセル材との間に円形の窓を有する単結
晶形状制御部材を設け、上記窓を通して引き上げを行な
うことが、しばしば行なわれている。
ため融液と、カプセル材との間に円形の窓を有する単結
晶形状制御部材を設け、上記窓を通して引き上げを行な
うことが、しばしば行なわれている。
この単結晶形状制御部材は、単結晶原料融液の一部を覆
い融液からの放熱を防止する結果。
い融液からの放熱を防止する結果。
成長する単結晶と融液との固液界面付近の熱的状態が安
定し、歪の少ない単結晶を得ることができる。
定し、歪の少ない単結晶を得ることができる。
この単結晶形状制御部材は、通常ホットプレスしたＳｉ
３Ｎ４を研削加工して製作するが使用を重ねるにつれて
侵食されてくるため、単結晶を所定の形状に制御できに
くくなったり、多結晶が発生しやすくなった一≠与るた
め、使用回数が限定される。
３Ｎ４を研削加工して製作するが使用を重ねるにつれて
侵食されてくるため、単結晶を所定の形状に制御できに
くくなったり、多結晶が発生しやすくなった一≠与るた
め、使用回数が限定される。
、また、Ｓ ｉ３ Ｎ４は、硬くて脆いため加工歩留や
精度が落るばかりか、使用時にしばしばクラックが入り
直径制御が困難になる。これらの理由で、Ｓｉ３Ｎ４５
Ｍ単結晶形状制御部材は、非常に高価になるばかりか使
用時の信頼性も低くなるという欠点がある。
精度が落るばかりか、使用時にしばしばクラックが入り
直径制御が困難になる。これらの理由で、Ｓｉ３Ｎ４５
Ｍ単結晶形状制御部材は、非常に高価になるばかりか使
用時の信頼性も低くなるという欠点がある。
［発明の解決しようとする問題点１
このように、従来のＳ １３Ｎｓ製の単結晶形状制御部
材を用いた方法では、使用を重ねるにつれ侵食されてく
るため、単結晶を所定の形状に制御できにくくなったり
、多結晶が発生しやすくなったりするため、使用回数が
限定される。
材を用いた方法では、使用を重ねるにつれ侵食されてく
るため、単結晶を所定の形状に制御できにくくなったり
、多結晶が発生しやすくなったりするため、使用回数が
限定される。
また、Ｓ ｉ３Ｉｇ焼結品は、硬くて脆いため加工性が
悪くコストの増大をまねくばかりか使用時にしばしばク
ラックが入り直径制御が困難になる。
悪くコストの増大をまねくばかりか使用時にしばしばク
ラックが入り直径制御が困難になる。
これらの理由で、Ｓ ｉ３８４製単結晶形状制御部材は
非常に高価になるばかりか使用時の信頼性も低くなると
いう欠点がある。
非常に高価になるばかりか使用時の信頼性も低くなると
いう欠点がある。
本発明は前述の問題を解決すべくなされたものであり、
単結晶形状制御部材を設けて周期律表ｍ−ｖ族半導体化
合物単結晶を製造する際。
単結晶形状制御部材を設けて周期律表ｍ−ｖ族半導体化
合物単結晶を製造する際。
単結晶形状制御部材として； ＺｒＢ２を主成分とする
材質からなる単結晶形状制御部材を用いることを特徴と
する単結晶の製造方法である。
材質からなる単結晶形状制御部材を用いることを特徴と
する単結晶の製造方法である。
更には１周期律表■−ｖ族の半導体化合物を育成するた
めのＺｒＢ２を主成分とする単結晶形状制御部材に関す
るものである。
めのＺｒＢ２を主成分とする単結晶形状制御部材に関す
るものである。
この単結晶育成に用いられるＺ ｒＢ２を主成分とする
単結晶形状制御部材としては、次のようなものが適当で
ある。
単結晶形状制御部材としては、次のようなものが適当で
ある。
組成−ＺｒＢ２を主成分とするもので、好ましくはＺｒ
Ｂ２が７０％以上、特には、ＺｒＢ２が８０〜９０％か
らなるもの（重量％） 物性−カサ密度 ３．８〜４．３ｇ／ｃｃ抗折強度
２９〜５８ｋｇ／ ｍ ｒｒｒ’熱膨張率 （０
〜１０００℃）５．３〜６．０×１０−６７’Ｃ 熱伝導度 ２４〜４８ ｋｃａｆＬ／ ｍ、ｈ、”０
比抵抗 １．０８Ｘ １０−５〜１．４４Ｘ １０−２
〔Ω １１ ｃｌｌ） 本発明は、このような性質をもつ材料で単結晶形状制御
部材を製造するため、その電気伝導性を利用した放電加
工が可能であり、Ｓ ｉｔ Ｎ４で問題であった加工時
の保留の悪さを改善し、低コスト化が可能であるばかり
でなく、単結晶形状制御部材の十分な耐用性のもとに、
■−ｖ族化合物半導体単結晶の製造に成功したものであ
る。
Ｂ２が７０％以上、特には、ＺｒＢ２が８０〜９０％か
らなるもの（重量％） 物性−カサ密度 ３．８〜４．３ｇ／ｃｃ抗折強度
２９〜５８ｋｇ／ ｍ ｒｒｒ’熱膨張率 （０
〜１０００℃）５．３〜６．０×１０−６７’Ｃ 熱伝導度 ２４〜４８ ｋｃａｆＬ／ ｍ、ｈ、”０
比抵抗 １．０８Ｘ １０−５〜１．４４Ｘ １０−２
〔Ω １１ ｃｌｌ） 本発明は、このような性質をもつ材料で単結晶形状制御
部材を製造するため、その電気伝導性を利用した放電加
工が可能であり、Ｓ ｉｔ Ｎ４で問題であった加工時
の保留の悪さを改善し、低コスト化が可能であるばかり
でなく、単結晶形状制御部材の十分な耐用性のもとに、
■−ｖ族化合物半導体単結晶の製造に成功したものであ
る。
本発明で用いられる形状制御部材としては。
現在数も典型的な使われ方をしている融液とカプセル材
との間に設ける方法として説明してきたが、形状制御Ｊ
ｉ部材としては融液を所定の大きさ、形状をもつ単結晶
として引き上げ育成できればよいのであって、場合によ
っては融液全面を覆う蓋又は蓋の一部として設けること
もできるし、比重を調整又は適当な手段で固定すること
により融液中に全面又は一部を沈み込ませた状態で設は
１上とも可能である。
との間に設ける方法として説明してきたが、形状制御Ｊ
ｉ部材としては融液を所定の大きさ、形状をもつ単結晶
として引き上げ育成できればよいのであって、場合によ
っては融液全面を覆う蓋又は蓋の一部として設けること
もできるし、比重を調整又は適当な手段で固定すること
により融液中に全面又は一部を沈み込ませた状態で設は
１上とも可能である。
以下、ＧａＡｓ結晶を育成する場合の実施例について説
明する。
明する。
［実施例コ
実施例１
第１図は液体カプセル引上法により、本発明のＺ ｒＢ
ｚ製単製品結晶形状制御部材いた、ＧａＡｓ単結晶の育
成を説明する断面図である。
ｚ製単製品結晶形状制御部材いた、ＧａＡｓ単結晶の育
成を説明する断面図である。
先ず圧力容器１内のＺｒＢ２製ルツボ （内径４０ｍｍ
φ、深さ４０ｍ５、厚さ５ｍｍ）の内に高純度ＧａＡｓ
多結晶約２００ｇと十分乾燥されたＢ２０３約 １５ｇ
とＺｒＢ２製単結晶形状制御部材１０ （ＺｒＢ２が８
８重量％、ＢＮが１０重量％、その他１重量％、からな
るもの）を収容し、ルツボ２を取り巻くカーボン発熱体
５により１３５０℃まで加熱するとＢ２Ｏ３融液４とＧ
ａＡｓ融液３の間にＺｒＢ２製単結晶形状制御部材１０
が、浮遊した状態となる。
φ、深さ４０ｍ５、厚さ５ｍｍ）の内に高純度ＧａＡｓ
多結晶約２００ｇと十分乾燥されたＢ２０３約 １５ｇ
とＺｒＢ２製単結晶形状制御部材１０ （ＺｒＢ２が８
８重量％、ＢＮが１０重量％、その他１重量％、からな
るもの）を収容し、ルツボ２を取り巻くカーボン発熱体
５により１３５０℃まで加熱するとＢ２Ｏ３融液４とＧ
ａＡｓ融液３の間にＺｒＢ２製単結晶形状制御部材１０
が、浮遊した状態となる。
この時、圧力容器１内は、高圧窒素ガスを用いて約２Ｂ
気圧の圧力に設定されている。
気圧の圧力に設定されている。
この状態で、上部駆動軸８に取付た種結晶６をＺｒＢｚ
襲単結晶形ｉ御部材１０の窓（直径２ｈｓφ）を通して
、接触させ、 ８ｍｍハｒの引上速度でＱすＡｓ単結晶
７を育成した。
襲単結晶形ｉ御部材１０の窓（直径２ｈｓφ）を通して
、接触させ、 ８ｍｍハｒの引上速度でＱすＡｓ単結晶
７を育成した。
この時の上部駆動ｆｄＩ８の回転数は、 ５ｒｐ１１＋
、下部駆動軸９の回転数は２Ｏｒｐｍであった。
、下部駆動軸９の回転数は２Ｏｒｐｍであった。
得られた単結晶は、ｌＯ量膳φで長さ４２ｍ厘であった
。
。
この様な実験の結果、ＺｒＢｚ製単結製形結晶形状制御
部材た場合、使用時の侵食による劣化やクラックの発生
が見られずホットプレスしたＳ ｉ３ Ｎｓ製単結晶形
状制御部材使用の場合よりも安定した直径制御が可能で
あった０例えばホットプレス５ｉｒＮｓ製屯結晶形状制
御部材では、侵食による劣化のため形状制御用窓が拡大
し、制御経中心が±２．３鳳−変動するのに対しＺｒＢ
２製単結晶形状制御部材を使用した場合、制御経中心の
変動はわずか±０．３ｍ■であったばかりか、単結晶化
率も５ｉ３ＮＡ製単結晶形状制御部材使用の場合より２
０％向上した。
部材た場合、使用時の侵食による劣化やクラックの発生
が見られずホットプレスしたＳ ｉ３ Ｎｓ製単結晶形
状制御部材使用の場合よりも安定した直径制御が可能で
あった０例えばホットプレス５ｉｒＮｓ製屯結晶形状制
御部材では、侵食による劣化のため形状制御用窓が拡大
し、制御経中心が±２．３鳳−変動するのに対しＺｒＢ
２製単結晶形状制御部材を使用した場合、制御経中心の
変動はわずか±０．３ｍ■であったばかりか、単結晶化
率も５ｉ３ＮＡ製単結晶形状制御部材使用の場合より２
０％向上した。
［５Ｍ、明の効果Ｊ
このように、本発明は、ＺｒＢｒ４；Ｊ単結晶形状制御
部材を用いることにより従来のＳｉ３Ｎ４製単結晶形状
制御部を用いた場合に発生する単結晶制御径の変動の問
題を解決し、直径の規格化された単結晶の製造が可能と
なりその工業的価値は多大である。
部材を用いることにより従来のＳｉ３Ｎ４製単結晶形状
制御部を用いた場合に発生する単結晶制御径の変動の問
題を解決し、直径の規格化された単結晶の製造が可能と
なりその工業的価値は多大である。
また、本発明の詳細な説明にあたっては、特にＧａＡｓ
単結晶の製造を例にとって説明したが、ＧａＰやＩｎＰ
なと他の■−ｖ族単結晶の液体カプセル引き上げ法に適
用できることはむろんである。
単結晶の製造を例にとって説明したが、ＧａＰやＩｎＰ
なと他の■−ｖ族単結晶の液体カプセル引き上げ法に適
用できることはむろんである。
第１図は、本発明を説明するための装置の断面図である
。 図面で、２はルツボ、３はＧａＡｓ融液、５は発熱体、
６は種結晶、７はＧａＡｓ単結晶、ｌＯは形状制御部材
である。 第 １ 図
。 図面で、２はルツボ、３はＧａＡｓ融液、５は発熱体、
６は種結晶、７はＧａＡｓ単結晶、ｌＯは形状制御部材
である。 第 １ 図
Claims (2)
- （１）周期律表III−Ｖ族半導体化合物単結晶を液相よ
り引上法によって育成する際ＺｒＢ＿２を主成分とする
材質からなる単結晶形状制御部材を用いることを特徴と
するIII−Ｖ族単結晶の製造方法。 - （２）周期律表III−Ｖ族半導体化合物単結晶を液相よ
り引上法によって育成するための単結晶形状制御部材で
あってその材質がＺｒＢ＿２を主成分とすることを特徴
とする単結晶形状制御部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25051684A JPS61132599A (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | ３−５族単結晶の製造方法及びそのための部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25051684A JPS61132599A (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | ３−５族単結晶の製造方法及びそのための部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132599A true JPS61132599A (ja) | 1986-06-20 |
Family
ID=17209050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25051684A Pending JPS61132599A (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | ３−５族単結晶の製造方法及びそのための部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61132599A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102534771A (zh) * | 2010-12-29 | 2012-07-04 | 北京有色金属研究总院 | 一种磷化镓单晶的生长方法 |
-
1984
- 1984-11-29 JP JP25051684A patent/JPS61132599A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102534771A (zh) * | 2010-12-29 | 2012-07-04 | 北京有色金属研究总院 | 一种磷化镓单晶的生长方法 |
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