JPS62153184A - ３−ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置 - Google Patents
３−ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置Info
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- JPS62153184A JPS62153184A JP29469485A JP29469485A JPS62153184A JP S62153184 A JPS62153184 A JP S62153184A JP 29469485 A JP29469485 A JP 29469485A JP 29469485 A JP29469485 A JP 29469485A JP S62153184 A JPS62153184 A JP S62153184A
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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】
［発明の背景と目的］
本発明は、ＧａＡＳ、ＩｎＰ、ＩｎＡＳ等の■−Ｖ族化
合物半導体単結晶の製造装置に関するものである。
合物半導体単結晶の製造装置に関するものである。
一般に、化合物半導体単結晶の製造方法として、水平ブ
リッジマン法（１−（−Ｂ法）や特開昭５８＝１５６５
９９号公報に示すような湿度傾斜法（Ｇ・Ｆ法）が既に
知られている。これらの方法は融液入れボートと加熱炉
とが相対移動づるか否かの相違はあるものの、概略的に
同じである。
リッジマン法（１−（−Ｂ法）や特開昭５８＝１５６５
９９号公報に示すような湿度傾斜法（Ｇ・Ｆ法）が既に
知られている。これらの方法は融液入れボートと加熱炉
とが相対移動づるか否かの相違はあるものの、概略的に
同じである。
即ち、長尺のボート内でＩ［［−Ｖ族元素を化学当量の
割合で共融させて、ボートの長手方向に形成した湿度勾
配を一定に保持したまま、固液境界面を長手方向に移動
し、種結晶から徐々に結晶固化させて単結晶を製造する
ものである。
割合で共融させて、ボートの長手方向に形成した湿度勾
配を一定に保持したまま、固液境界面を長手方向に移動
し、種結晶から徐々に結晶固化させて単結晶を製造する
ものである。
ところで、何れの方法においても、高品質単結晶を得る
ためには、ボート長手方向における横断面の湿度の制御
が極めて重要となる。即ち、高品質単結晶を得るために
は、固液境界面において、単結晶の成長が融液上層の自
由表面より開始してボート底部に向けて進行し得る湿度
分布を実現し、かつ、その状態を長期間中安定に保つこ
とが要請される。このため、上記した如き湿度分布を得
る方法の一つとして、炉体上部に、その長手方向に沿っ
て放熱孔を設け、側波境界面における融液の上層を低温
化させて自由表面からの結晶成長を実現化しようとする
方法が考えられた。
ためには、ボート長手方向における横断面の湿度の制御
が極めて重要となる。即ち、高品質単結晶を得るために
は、固液境界面において、単結晶の成長が融液上層の自
由表面より開始してボート底部に向けて進行し得る湿度
分布を実現し、かつ、その状態を長期間中安定に保つこ
とが要請される。このため、上記した如き湿度分布を得
る方法の一つとして、炉体上部に、その長手方向に沿っ
て放熱孔を設け、側波境界面における融液の上層を低温
化させて自由表面からの結晶成長を実現化しようとする
方法が考えられた。
この固体油境界面における横断面湿度分布は、第２図に
おける密閉容器３の下底部下面湿度ＴＢと密閉容器３の
上端部上面湿度ＴＴとの差によって定まるものであり、
必要とされる最適湿度差（ＴＢ −ＴＴ ）は、ボート
１内に収容された融液Ｍの種類、ボート１の形状等によ
り微妙に異なる。
おける密閉容器３の下底部下面湿度ＴＢと密閉容器３の
上端部上面湿度ＴＴとの差によって定まるものであり、
必要とされる最適湿度差（ＴＢ −ＴＴ ）は、ボート
１内に収容された融液Ｍの種類、ボート１の形状等によ
り微妙に異なる。
下面湿度ＴＢの調整はヒータ線４の性質上から限度があ
り、従って、上面湿度ＴＴの変化により、最適湿度差を
実現する。しかしながら、従来方法にあっては、次のよ
うな問題点があった。例えば、上面湿度ＴＴの調整はガ
ラス板１１の枚数によりなされていたが、横軸に枠体の
側壁の間隔をとり縦軸に上面湿度ＴＴを取って示した第
４図に示す如く、枚数による制御では上面湿度ＴＴがガ
ラス板１１の枚数によって決定してしまい、湿度差の微
妙な調整が困難であった。従って、一旦製造を開始して
しまうと、（ＴＢ −ＴＴ ）の湿度差が適当でなくと
も、単結晶の製造の途中で最適湿度差となるように調整
することはできなかった。
り、従って、上面湿度ＴＴの変化により、最適湿度差を
実現する。しかしながら、従来方法にあっては、次のよ
うな問題点があった。例えば、上面湿度ＴＴの調整はガ
ラス板１１の枚数によりなされていたが、横軸に枠体の
側壁の間隔をとり縦軸に上面湿度ＴＴを取って示した第
４図に示す如く、枚数による制御では上面湿度ＴＴがガ
ラス板１１の枚数によって決定してしまい、湿度差の微
妙な調整が困難であった。従って、一旦製造を開始して
しまうと、（ＴＢ −ＴＴ ）の湿度差が適当でなくと
も、単結晶の製造の途中で最適湿度差となるように調整
することはできなかった。
本発明は上記の状況に鑑みなされたものであり、炉体構
造を複雑化させることなく、固液境界面の横断面湿度分
布を最適に調整できる■−ｖ族化合物半導体単結晶の製
造装置を提供することを目的としたものである。
造を複雑化させることなく、固液境界面の横断面湿度分
布を最適に調整できる■−ｖ族化合物半導体単結晶の製
造装置を提供することを目的としたものである。
［発明の概要］
本発明の■−ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置は、長
方形容器形状で長手方向を水平位置に配置され上部側に
放熱孔が開口され、内側部にヒータ線が配設されると共
に内側中央にボートを内蔵した！閉容器が内装されて炉
体を形成する断熱材と、■−ｖ族元素を化学当量の割合
で共融させた融液が内蔵され上記ボート長手方向に形成
された湿度勾配を一定に保持したまま固液境界面を移動
し、上記長手方向の端部に配置された種結晶から徐々に
上記融液を結晶固化させて単結晶化させる上記ボートと
、上記放熱孔を塞ぐように該放熱孔に取り付けられたガ
ラス板とを設けてなり、上記放熱孔上部に、大気との間
に連通口を有し内容積が調整自在に形成された空間部が
設けられているものである。即ち本発明は、炉体上部の
放熱孔上部に大気に対し、連通ずる連通口を有する空間
部を設け、この空間部を例えばガラス繊維材からなる板
状材を用いた枠体及びケーシングの一部により形成し一
部の壁板を変位自在に取り付けて内容積を調整自在に形
成し、放熱孔上部の雰囲気湿度を適宜調整することで固
液境界面湿度分布を常時最適に保持して自由表面より下
方に向けて単結晶成長させるものである。
方形容器形状で長手方向を水平位置に配置され上部側に
放熱孔が開口され、内側部にヒータ線が配設されると共
に内側中央にボートを内蔵した！閉容器が内装されて炉
体を形成する断熱材と、■−ｖ族元素を化学当量の割合
で共融させた融液が内蔵され上記ボート長手方向に形成
された湿度勾配を一定に保持したまま固液境界面を移動
し、上記長手方向の端部に配置された種結晶から徐々に
上記融液を結晶固化させて単結晶化させる上記ボートと
、上記放熱孔を塞ぐように該放熱孔に取り付けられたガ
ラス板とを設けてなり、上記放熱孔上部に、大気との間
に連通口を有し内容積が調整自在に形成された空間部が
設けられているものである。即ち本発明は、炉体上部の
放熱孔上部に大気に対し、連通ずる連通口を有する空間
部を設け、この空間部を例えばガラス繊維材からなる板
状材を用いた枠体及びケーシングの一部により形成し一
部の壁板を変位自在に取り付けて内容積を調整自在に形
成し、放熱孔上部の雰囲気湿度を適宜調整することで固
液境界面湿度分布を常時最適に保持して自由表面より下
方に向けて単結晶成長させるものである。
〔実施例］
以下本発明の■−ｖ族化合物半導体単結晶の製゛造装置
を実施例を′用い第１図ないし第３図により説明する。
を実施例を′用い第１図ないし第３図により説明する。
第１図は要部縦断面図、第２図は第１図の■−■矢視断
面図、第３図は第２図のＩＩ［−Ｉ［［矢視断面図であ
る。図において、２は種結晶でボート１の一方の端部に
配置されている。５は円筒状の断熱材で長手方向を水平
位置に配置され上部側に放熱孔６が開口され、内周部に
ヒータ線４が配設され中央部にボート１を内蔵する密閉
容器３が内装されている。ボート１内には■−ｖ族元索
が化学当世の割合で共融された融液Ｍが収容され、ボー
ト１は両端が密閉された透明石英管の如き密閉容器３内
に内蔵され、密閉容器３は断熱材５の内部でヒータ線４
により外部に対し断熱し加熱されるようになっている。
面図、第３図は第２図のＩＩ［−Ｉ［［矢視断面図であ
る。図において、２は種結晶でボート１の一方の端部に
配置されている。５は円筒状の断熱材で長手方向を水平
位置に配置され上部側に放熱孔６が開口され、内周部に
ヒータ線４が配設され中央部にボート１を内蔵する密閉
容器３が内装されている。ボート１内には■−ｖ族元索
が化学当世の割合で共融された融液Ｍが収容され、ボー
ト１は両端が密閉された透明石英管の如き密閉容器３内
に内蔵され、密閉容器３は断熱材５の内部でヒータ線４
により外部に対し断熱し加熱されるようになっている。
炉体の断熱材５の外側には全周にわたり外部の湿度変化
等の影響を抑制するためケーシング１０が配設されてい
る。
等の影響を抑制するためケーシング１０が配設されてい
る。
放熱孔６は断熱材５の上部に長手方向に沿って矩形状に
形成され、放熱孔６からの放熱によりボート１内の融液
Ｍの上方を冷却し融液Ｍの自由表面を冷却するようにな
っている。そして、ヒータ線４からの熱ｍを制御するこ
とによりボート１内の長手方向の湿度勾配を形成し、こ
の湿度勾配を一定にしたままボート１を長手方向へ移動
させることにより固体液境界面８をも移動させ、種結晶
２から徐々に結晶固化させるようになっている。
形成され、放熱孔６からの放熱によりボート１内の融液
Ｍの上方を冷却し融液Ｍの自由表面を冷却するようにな
っている。そして、ヒータ線４からの熱ｍを制御するこ
とによりボート１内の長手方向の湿度勾配を形成し、こ
の湿度勾配を一定にしたままボート１を長手方向へ移動
させることにより固体液境界面８をも移動させ、種結晶
２から徐々に結晶固化させるようになっている。
この際に、上記ボート１長手方向への湿度勾配の制御は
勿論重要となるが、良好な単結晶を得るためには固液境
界面における横断面湿度分布の制御が上記したように必
要となる。このため、放熱孔６上部に湿度制御用の空間
部１３が形成されている。空間部１３は、断熱材５及び
ケーシング１０間の距離と同じ高さを有する壁板７ａ、
７ｂを儀えた枠体７とケーシング１０の一部により放熱
孔６の上部を覆うように形成され、枠体７は板状のガラ
スＩＩｉ［断熱材から形成されている。
勿論重要となるが、良好な単結晶を得るためには固液境
界面における横断面湿度分布の制御が上記したように必
要となる。このため、放熱孔６上部に湿度制御用の空間
部１３が形成されている。空間部１３は、断熱材５及び
ケーシング１０間の距離と同じ高さを有する壁板７ａ、
７ｂを儀えた枠体７とケーシング１０の一部により放熱
孔６の上部を覆うように形成され、枠体７は板状のガラ
スＩＩｉ［断熱材から形成されている。
１２は空間部１３の大気に連通ずる連通口である。
枠体７は第３図に示すように、断熱材５の長手方向に対
し直交する位置に壁板７ａが固設されており、壁板７ｂ
は長手方向に配設され対向する相互間（第３図の間隔Ｂ
）が調整可能に形成されている。
し直交する位置に壁板７ａが固設されており、壁板７ｂ
は長手方向に配設され対向する相互間（第３図の間隔Ｂ
）が調整可能に形成されている。
そして、空間部１３の内容積を調整することにより放熱
孔上部雰囲気湿度ＴＥを調整するようになっている。
孔上部雰囲気湿度ＴＥを調整するようになっている。
次に単結晶製造の作用について説明する。まず、ボート
１内に、例えばＩｎ、Ｐなどの■−Ｖ族元素を化学当量
の割合で収容し、ヒータ線４に通電することにより融液
Ｍが形成される。そして、ヒータ線４の通電量を適宜制
御して融液Ｍの凝固点を形成しこの強固により形成され
た固液境界面８を一定の傾斜に保持したまま第１図の矢
印の如くボート１の長手方向に移動させ単結晶９を結晶
固化させる。この場合に、密閉容器３の上方には放熱孔
６が形成されていることから融液Ｍの上方、即ち、自由
表面側が冷却される傾向となり、従って、固体液境界面
８における上下方向横断面にあってはその上方より下方
に向けて次第に結晶固化される。
１内に、例えばＩｎ、Ｐなどの■−Ｖ族元素を化学当量
の割合で収容し、ヒータ線４に通電することにより融液
Ｍが形成される。そして、ヒータ線４の通電量を適宜制
御して融液Ｍの凝固点を形成しこの強固により形成され
た固液境界面８を一定の傾斜に保持したまま第１図の矢
印の如くボート１の長手方向に移動させ単結晶９を結晶
固化させる。この場合に、密閉容器３の上方には放熱孔
６が形成されていることから融液Ｍの上方、即ち、自由
表面側が冷却される傾向となり、従って、固体液境界面
８における上下方向横断面にあってはその上方より下方
に向けて次第に結晶固化される。
一方、必要とされる最適湿度差（ＴＢ −ＴＴ ）は上
記したように融液Ｍの種類、ボート１の形状等により微
妙に異なるので、最適湿度差（ＴＢ −ＴＴ）を把握す
るためには、結晶成長条件出しの時点において、湿度差
（ＴＢ −ＴＴ ）を精度よく適正に変化させることが
必要であり、この場合に上記のように枠体７を調整して
行なう。枠体７はガラス繊維材であり加工が非常に容易
で、壁板７ｂ、７ｂの相互間の距離Ｂを連続して調整で
きる。
記したように融液Ｍの種類、ボート１の形状等により微
妙に異なるので、最適湿度差（ＴＢ −ＴＴ）を把握す
るためには、結晶成長条件出しの時点において、湿度差
（ＴＢ −ＴＴ ）を精度よく適正に変化させることが
必要であり、この場合に上記のように枠体７を調整して
行なう。枠体７はガラス繊維材であり加工が非常に容易
で、壁板７ｂ、７ｂの相互間の距離Ｂを連続して調整で
きる。
従って、雰囲気湿度ＴＥは上記操作により変化し、これ
に伴い上面湿度ＴＴも変化し、最適湿度差（ＴＢ −Ｔ
Ｔ ）が得られ、微妙な横断面湯度分布制御を得ること
ができる。
に伴い上面湿度ＴＴも変化し、最適湿度差（ＴＢ −Ｔ
Ｔ ）が得られ、微妙な横断面湯度分布制御を得ること
ができる。
そして、放熱孔６の上部に空間１３を設けて大気に連通
したことにより直接大気湿度の影響を受けないようにし
、放熱孔６にガラス板１１が２枚配設された状態で、枠
体７の壁板７ｂを移動して空間部１３の容積を調整する
ことにより上面湿度ＴＴを曲線Ａのように連続的に調整
することができる。これに対し放熱孔６を単にガラス板
２枚で塞いだだけでのＮ点では上面湿度ＴＴはＴＴＯで
あり、このガラス板を３枚、４枚にした場合は図示のよ
うに上部湿度ＴＴはそれぞれの湿度だけに調整されるだ
けで、曲線Ａのように連続したあらゆる湿度に調整する
ことはできない。曲□線Ａのように連続して上面湿度Ｔ
Ｔを調整できることにより、固液境界面８の横断面湿度
を最適に微妙に調整できる。従って、結晶製造開始後で
も、操作棒等を介して枠体７の壁板７ｂを動かすことに
よって湿度差（ＴＢ −ＴＴ ）の制御が可能であり、
最適湿度条件で製造できることにより歩留りを向Ｅでき
る。
したことにより直接大気湿度の影響を受けないようにし
、放熱孔６にガラス板１１が２枚配設された状態で、枠
体７の壁板７ｂを移動して空間部１３の容積を調整する
ことにより上面湿度ＴＴを曲線Ａのように連続的に調整
することができる。これに対し放熱孔６を単にガラス板
２枚で塞いだだけでのＮ点では上面湿度ＴＴはＴＴＯで
あり、このガラス板を３枚、４枚にした場合は図示のよ
うに上部湿度ＴＴはそれぞれの湿度だけに調整されるだ
けで、曲線Ａのように連続したあらゆる湿度に調整する
ことはできない。曲□線Ａのように連続して上面湿度Ｔ
Ｔを調整できることにより、固液境界面８の横断面湿度
を最適に微妙に調整できる。従って、結晶製造開始後で
も、操作棒等を介して枠体７の壁板７ｂを動かすことに
よって湿度差（ＴＢ −ＴＴ ）の制御が可能であり、
最適湿度条件で製造できることにより歩留りを向Ｅでき
る。
このように本実施例の■−ｖ族化合吻半導体単結晶の製
造装置は、ガラス板で塞がれた放熱孔上部に大気との間
に連通口を有し内容積が調整自在に形成された空間部を
設けたことにより、該空間部の内容積を調整すれば放熱
口上部雰囲気湿度を調整し上面湿度ＴＴを制御し密閉容
器の上下湿度差、即ち、固体液境界面近傍の横断面湿度
分布を最適に制御できる。そして、炉体構造を何ら複雑
化させることなく、高品質の半導体結晶を歩留りよく製
造できる。
造装置は、ガラス板で塞がれた放熱孔上部に大気との間
に連通口を有し内容積が調整自在に形成された空間部を
設けたことにより、該空間部の内容積を調整すれば放熱
口上部雰囲気湿度を調整し上面湿度ＴＴを制御し密閉容
器の上下湿度差、即ち、固体液境界面近傍の横断面湿度
分布を最適に制御できる。そして、炉体構造を何ら複雑
化させることなく、高品質の半導体結晶を歩留りよく製
造できる。
［発明の効果１
以上記述した如く本発明のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単
結晶の製造装置は、炉体構造を複雑化させることなく、
固体液境界面の横断面湿度分布を最適に調整できる効果
を有するものである。
結晶の製造装置は、炉体構造を複雑化させることなく、
固体液境界面の横断面湿度分布を最適に調整できる効果
を有するものである。
第１図は本発明のＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造装
置の実施例の要部縦断面図、第２図は第１図の■−■矢
視断面図、第３図は第２図のＩ−■矢視断面図、第４図
は第１図の装置の上面湿度曲線説明図である。 １・・・ボ − ト。 ２・・・種 結 晶。 ３・・・密 閉 容 器。 ４・・・ヒ − タ 線。 ５・・・断 熱 材。 ６・・・放 熱 孔。 ７・・・枠 体。 ７ｂ・・・壁 板。 ８・・・固液境界面。 １０・・・ケーシング。 １１ ・・・ガ ラ ス 板。 １２・・・連 通 口。 １３・・・空 間 部。 Ｍ・・・融 液。 代理人 弁理士 佐 藤 不二雄 ′１ＪＪｉ 固 名２記 第３目 第十図
置の実施例の要部縦断面図、第２図は第１図の■−■矢
視断面図、第３図は第２図のＩ−■矢視断面図、第４図
は第１図の装置の上面湿度曲線説明図である。 １・・・ボ − ト。 ２・・・種 結 晶。 ３・・・密 閉 容 器。 ４・・・ヒ − タ 線。 ５・・・断 熱 材。 ６・・・放 熱 孔。 ７・・・枠 体。 ７ｂ・・・壁 板。 ８・・・固液境界面。 １０・・・ケーシング。 １１ ・・・ガ ラ ス 板。 １２・・・連 通 口。 １３・・・空 間 部。 Ｍ・・・融 液。 代理人 弁理士 佐 藤 不二雄 ′１ＪＪｉ 固 名２記 第３目 第十図
Claims (2)
- （１）長方形容器形状で長手方向を水平位置に配置され
上部側に放熱孔が開口され、内側部にヒータ線が配設さ
れると共に内側中央にボートを内蔵した密閉容器が内装
されて炉体を形成する断熱材と、III−Ｖ族元素を化学
当量の割合で共融させた融液が内蔵され上記ボート長手
方向に形成された湿度勾配を一定に保持したまま固液境
界面を移動し、上記長手方向の端部に配置された種結晶
から徐々に上記融液を結晶固化させて単結晶化させる上
記ボートと、上記放熱孔を塞ぐように該放熱孔に取り付
けられたガラス板とを設けたものにおいて、上記放熱孔
上部に、大気との間に連通口を有し内容積が調整自在に
形成された空間部が設けられていることを特徴とするI
II−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置。 - （２）上記空間部が、壁面を板状のガラス繊維材を用い
形成された枠体と上記断熱材を覆うケーシングの一部と
による空間により構成されると共に、該枠体の一部の上
記壁面が移動可能に設けられて内容積が調整可能に形成
されている特許請求の範囲第１項記載のIII−Ｖ族化合
物半導体単結晶の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29469485A JPS62153184A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | ３−ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29469485A JPS62153184A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | ３−ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62153184A true JPS62153184A (ja) | 1987-07-08 |
| JPH051235B2 JPH051235B2 (ja) | 1993-01-07 |
Family
ID=17811093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29469485A Granted JPS62153184A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | ３−ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62153184A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01219091A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 横型炉を用いる単結晶の製造方法及び装置 |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP29469485A patent/JPS62153184A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01219091A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 横型炉を用いる単結晶の製造方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH051235B2 (ja) | 1993-01-07 |
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