JPS62207799A - 3−v族化合物半導体単結晶製造方法及びその装置 - Google Patents

3−v族化合物半導体単結晶製造方法及びその装置

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JPS62207799A
JPS62207799A JP4853486A JP4853486A JPS62207799A JP S62207799 A JPS62207799 A JP S62207799A JP 4853486 A JP4853486 A JP 4853486A JP 4853486 A JP4853486 A JP 4853486A JP S62207799 A JPS62207799 A JP S62207799A
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Yukio Sasaki
幸男 佐々木
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は■−v族化合物半導体単結晶製造方法及びその
装置に係り、特にリザーバ方式直接合成引上げ法による
製造方法及びその装置に関するものである。
[従来の技術] ■−v族化合物半導体の中でV族元素が高い蒸気圧を有
する化合物半導体、例えばInP。
GaP、 GaAS等の単結晶製造方法として、V族元
素を収容すると共にその一端のみが解放されている容器
(以下、リザーバとする)を利用したリザーバ方式直接
合成引上げ法が知られている。この方法により実際に単
結晶を製造する際には、単結晶の合成時と引上げ時とに
関してリザーバの位置を固定しておくかあるいは移動さ
せるかによって2つの方式が考えられる。
第4図はリザーバを固定しておくリザーバ固定方式によ
る直接合成弓!上げ法を実施するための製造装置の構成
図である。この製造装置を用いてInP単結晶の製造を
試みた。なお、図中IV−IV線の左側には合成時の、
右側には引上げ時の装置の断面構成が示されている。ま
ず、6インチ(15,20)サイズ石英ルツボ41内に
In42を2500 g、液体封止剤となるB2034
3を600g収容し、一方リザーバ44内には赤リン4
5を800g収容した。このリザーバ44は支持棒46
及び支持板47により容器48内上方に固定されている
。なお、合成前は注入管49の先端がルツボ41内のB
20343に接触しないようにルツボ41を操作棒50
により下げておく。
次に、ルツボ加熱用ヒータ51によりルツボ41内を加
熱しr In42及びB20343を溶解し、さらに容
器48内の圧力をArガス40Kg/cIR2に制御し
た後、ルツボ41を上昇し、注入管49の先端をIn4
2内に挿入する。その後、リザーバ加熱用ヒータ52に
よりリザーバ44内を加熱し、赤リン45の蒸気をIn
42内に注入させて合成を行なった。この時、In融液
42の温度を1100℃とした。
赤リン45がリザーバ44内からなくなったところで、
第4図右側に示すようにルツボ41の位置を下降し、リ
ザーバ加熱用ヒータ52による加熱を停止した。□さら
に、引上軸53により種結晶54を下降してルツボ41
内に合成されたIn融液55に接触させた後、種結晶5
4の引上げを行なった。
しかしながら、種結晶54付近の温・度が高過ぎ、種結
晶54からリンが揮散して表面荒れを生じ、単結晶の引
上げを行なうことができなかった。
これは、上述したように合成時と引上げ時とにおけるル
ツボ41の位置が変化するのでこのルツボ41を加熱す
るためのルツボ加熱用ヒータ51を長く構成する必要が
あり、このために単結晶引上げに適した温度環境を得る
ことができなかったものと考えられる。
一方、■族元素を収容するルツボの位置を固定し、V族
元素を収容するリザーバを移動させるリザーバ移動方式
を採用すれば、ルツボ加熱用ヒータを長くする必要がな
く、所望の温度環境を得ることができる。しかしながら
、リザーバを引上軸に固定して引上軸によりリザーバを
移動させると、合成終了後の種付は作業を行なうことが
できず、引上軸の他にリザーバ草持用の駆動軸を新たに
設けてこの駆動軸によりリザーバを移動させると、装置
の上部が極めて複雑な機構になると共に装置自体高価な
ものとなってしまう。
[発明が解決しようとする問題点1 以上のように従来は、リザーバ固定方式では単結晶引上
げ時の温度環境の適正化を図ることができず、リザーバ
移動方式では種付は作業を行なうことができないかある
いは装置の上部が複雑になり装置が高価になるという問
題があった。
かくして、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、簡単な構造で直接合成単結晶引上げを可能とする■
−v族化白化合部半導体単結晶製造方法その装置を提供
することにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明の■−v族化合物半導体単結晶製造方法は上記目
的を達成するために、ルツボ内で加熱溶解された■族元
素内に上記ルツボの上方に位置する密閉容器内で加熱蒸
気化されたV族元素蒸気を導入して合成した後、上記密
閉容器を上昇持機させると共に上記ルツボの上方から種
結晶を降下させてこれを上記ルツボ内の合成融液に接触
し、その後上記種結晶を上昇させて単結晶を引上げる方
法である。
この製造方法は、圧力容器内に加熱支持され溶解された
■族元素を収容するルツボと、該ルツボ上に昇降自在に
支持されると共にV族元素を加熱蒸気化しこれを上記ル
ツボ内に導入するための密閉容器と、上記ルツボ内に上
記V族元素蒸気を導入した後上記密閉容器を上昇移動さ
せて待機させる待機手段と、上記密閉容器を上記ルツボ
上に昇降移動させると共に種結晶を担持し、上記ルツボ
内の合成融液に接触させて単結晶を引上げるための昇降
手段とを備えた■−v族化合物半導体単結晶製造装置に
より実施することができる。
[作 用] 以上のような構成の製造装置を用いることによって、合
成時には密閉容器を降下させてV族元素の蒸気をルツボ
内に導入して■族元素との合成を行ない、その後昇降手
段によって密閉容器を上昇移動させると共にこれを待機
手段により待機さ仕、さらに昇降手段により種付けして
単結晶を引上げることができる。
さらに、昇降手段として密閉容器を係止するための係止
部材を有する引上軸、待機手段としてルツボの上方に位
置し密閉容器の上昇時にこれを保持する保持部材をそれ
ぞれ用いれば、引上軸の操作のみで密閉容器の上昇・下
降及び上方で゛の待機並びに種付け・引上げを行なうこ
とが可能となり、装置の上部は極めて簡単な機構となる
また、合成時及び引上げ時を通してルツボの位置が固定
されているので、ルツボ加熱用ヒータを長くする必要が
なく、単結晶引上げ時に所望の温度環境を形成すること
ができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る■−V族化合物半導体
単結晶製造装置の構成図であり、図中ニーI線の左側に
は合成時の、右側には引上げ時の装置の断面構成が示さ
れている。ルツボ1は6インチ(15,2cmg )サ
イズのもので石英からなり圧力容器2の底部に設置され
たルツボ用サセプタ3により保持されている。このルツ
ボ1及びルツボ用サセプタ3の外周部にこれらを囲繞す
るようにルツボ加熱用ヒータ4が設けられている。さら
に、これらルツボ1.ルツボ用サセプタ3及びルツボ加
熱用ヒータ4を内包すると共にその上部が開口している
保温室5が保温材から形成されている。
一方、圧力容器2の上部から圧力容器2内に引上軸6が
挿入され、ざらにリザーバ用サセプタ7がこの引上軸6
のまわりに回転自在に且つ引上軸6に沿って昇降自在に
設けられている。リザーバ用サセプタ7は第2図及び第
3図にその横断面を示すように引上軸6を中心としてそ
のまわりに3つの受は部8を有し、ここにそれぞれリザ
ーバ9を保持している。また、引上軸6の下側部には放
射状の3本の腕を有する係止部材10が設けられており
、第2図のようにこの係止部材10の腕をリザーバ用サ
セプタ7の受は部8の下に位置させることによってリザ
ーバ用サセプタ7を引上軸6で支持できるように構成さ
れている。保温室5の上部にはリザーバ用サセプタ7の
降下時にこれを囲繞する筒状の保持部材11が設けられ
ており、この保持部材11の内周部にはリザーバ用サセ
プタ7の上昇時にその受は部8を係止保持する3つの凸
部12が形成されている。さらに、保持部材11の外周
部にこれを囲繞するようにリザーバ加熱用ヒータ13が
配置されている。また、各リザーバ9にはその内部に収
容されたV族元素の蒸気をルツボ1内に注入するための
注入管14が下方に延出して設けられている。
次に、このような製造装置を用いて InP単結晶を製
造する方法を述べる。
まず、ルツボ1内にTni5を2500g、液体封止剤
としてB2O3j6を600g収容し、一方各リザーバ
9内には赤リン17を計800g収容した。なお、注入
管14の先端がルツボ1内の820316に接触しない
ように引上軸6によりリザーバ用サセプタ7を保持部材
11の凸部12上に係止させておく。また、引上軸6の
下端に種結晶18を装着する。
次に、ルツボ用加熱ヒータ4によりルツボ1内を加熱し
てIn15及び820316を溶解し、さらに圧力容器
2内の圧力を静ガス40Kfl/1ytt2に制御する
。その後、係止部材10の腕をリザーバ用サセプタ7の
受は部8の下部に係合させたまま引上軸6をわずかに上
昇させてリザーバ用サセプタ7を保持部材11の凸部1
2から離すと共に引上軸6を回転させて第2図のように
受は部8が保持部材11の凸部12に当接しない位置と
してから引上軸6を下降し、注入管14の先端をルツボ
1内のIn1a液15内に挿入したところで引上軸6を
保持する。そして、リザーバ加熱用ヒータ13によりリ
ザーバ9内を加熱して赤リン17を気化させ、その蒸気
を注入管14を介してIn融液15内に注入し合成を行
なう(第1図左側)。この時のIn融液15の温度を1
100℃とする。
このようにして、リザーバ9内の全ての赤リン17がI
n融液15内に注入されたところで、引上軸6を引上げ
てリザーバ用サセプタ7を上昇させ、保持部材11の上
部でこれを回転してリザーバ用サセプタ7の受は部8を
保持部材11の凸部12直上に位置させた後、引上軸6
を下降させて第3図に示すようにリザーバ用サセプタ7
を保持部材11に保持させる。さらに、引上軸6のみを
わずかに下降させてから引上@6及びルツボ1をそれぞ
れ所定の回転数でI−I線のまわりに回転させる。そし
て、引上軸6をさらに下降し、その下端に装着されてい
る種結晶18をルツボ1内の合成融液19に接触させて
種付けを行なった後(第1図右側)、引上軸6を上昇さ
せてInP単結晶の引上げを行なう。
以上のような方法により、成長方位を< 111>。
種結晶の回転数3rpHl、ルツボの回転数5rpm、
引上速度10./hの条件でInP単結晶の製造を行な
ったところ、種結晶及び成長結晶共に表面荒れすること
なく、最大径80網1重量2Kfl、長さ160履の単
結晶を引上げることができた。
このInP単結晶をスライスしてウェハを形成し、結晶
特性の評価を行なったところ、yan  derp a
uw法によるホール測定結果はn −4〜8×10” 
am−’ 、 u = 4100〜4400cIR2/
 V・SeC、t: タEPD測定結果は平均値4X 
10’ cal−21最大値8X104α−2を示し、
アンドープInP単結晶として類を見ない優れた特性を
有することが確認された。
なお、本発明はInPに限ることなく、GaPやGaA
S等他の■−v族化合物半導体の単結晶製造に適用でき
ることは言うまでもない。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、次のごとき優れた
効果を発揮する。
(1)  ルツボの位置が固定されているので、ルツボ
加熱用ヒータを長くする必要がなく、ルツボの温度制御
が容易となり、単結晶引上げ時に最適な温度環境を形成
することができる。
(2)  その結果、極めて品質の優れた単結晶を製造
することができる。
(3)  引上軸1本のみでリザーバ(密閉容器)の昇
降及び上方での待機並びに種付け・引上げの操作を行な
うことができるので、装置の機構、特に装置上部の機構
が簡単なものとなり、従って装置の製造コストの低下を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る■−v族化合物半導体
単結晶製造装置の合成時及び引上げ時における断面構成
図、第2図及び第3図はそれぞれ本発明の製造方法を説
明するための装置の横断面図、第4図はリザーバ固定方
式による直接合成引上げ法を実施するための製造装置の
合成時及び引上げ時における断面構成図である。 図中、1はルツボ、2は圧力容器、4はルツボ加熱用ヒ
ータ、6は引上軸、9はリザーバ、10は係止部材、1
1は保持部材、13はリザーバ加熱用ヒータ、15はI
n、 17は赤リン、18は種結晶である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ルツボ内で加熱溶解されたIII族元素内に上記
    ルツボの上方に位置する密閉容器内で加熱蒸気化された
    V族元素蒸気を導入して合成した後、上記密閉容器を上
    昇持機させると共に上記ルツボの上方から種結晶を降下
    させてこれを上記ルツボ内の合成融液に接触し、その後
    上記種結晶を上昇させて単結晶を引上げることを特徴と
    するIII−V族化合物半導体単結晶製造方法。
  2. (2) 圧力容器内に加熱支持され溶解されたIII族元
    素を収容するルツボと、該ルツボ上に昇降自在に支持さ
    れると共にV族元素を加熱蒸気化しこれを上記ルツボ内
    に導入するための密閉容器と、上記ルツボ内に上記V族
    元素蒸気を導入した後上記密閉容器を上昇移動させて待
    機させる待機手段と、上記密閉容器を上記ルツボ上に昇
    降移動させると共に種結晶を担持し、上記ルツボ内の合
    成融液に接触させて単結晶を引上げるための昇降手段と
    を備えたことを特徴とするIII−V族化合物半導体単結
    晶製造装置。
  3. (3) 上記ルツボが上記圧力容器内底部に位置されて
    上方に開口されると共にその外周部に加熱ヒータを有し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の装置。
  4. (4) 上記密閉容器が上記圧力容器内において上記ル
    ツボの開口部上方からその下方に昇降移動自在に支持さ
    れると共に内部に発生するV族元素蒸気を上記ルツボに
    導入するための注入管を有したことを特徴とする特許請
    求の範囲第2項または第3項記載の装置。
  5. (5) 上記昇降手段が上記密閉容器を係止する係止部
    材を有する引上軸からなることを特徴とする特許請求の
    範囲第2項ないし第4項のうちいずれか1項記載の装置
  6. (6) 上記待機手段が上記ルツボの上方に位置され上
    記密閉容器の上昇時にこれを保持する保持部材からなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項ないし第5項の
    うちいずれか1項記載の装置。
  7. (7) 上記係止部材が上記引上軸の所定の回転角にお
    いてのみ上記密閉容器を係止すると共に上記保持部材が
    上記密閉容器の上記引上軸のまわりの所定角においての
    み上記密閉容器を保持することを特徴とする特許請求の
    範囲第6項記載の装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6479098A (en) * 1987-09-18 1989-03-24 Nippon Mining Co Single crystal growth device
US5229082A (en) * 1990-01-25 1993-07-20 Westinghouse Electric Corp. Melt replenishment system for dendritic web growth

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS606920A (ja) * 1983-06-24 1985-01-14 Mitsubishi Electric Corp 防眩装置
JPS60127296A (ja) * 1983-12-09 1985-07-06 Mitsubishi Monsanto Chem Co ひ化ガリウム単結晶の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS606920A (ja) * 1983-06-24 1985-01-14 Mitsubishi Electric Corp 防眩装置
JPS60127296A (ja) * 1983-12-09 1985-07-06 Mitsubishi Monsanto Chem Co ひ化ガリウム単結晶の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6479098A (en) * 1987-09-18 1989-03-24 Nippon Mining Co Single crystal growth device
US5229082A (en) * 1990-01-25 1993-07-20 Westinghouse Electric Corp. Melt replenishment system for dendritic web growth

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