JPS6221786A - 横型ボ−ト法による３−ｖ族化合物半導体単結晶製造装置のボ−ト及びこれに収容される種結晶 - Google Patents
横型ボ−ト法による３−ｖ族化合物半導体単結晶製造装置のボ−ト及びこれに収容される種結晶Info
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- JPS6221786A JPS6221786A JP15702485A JP15702485A JPS6221786A JP S6221786 A JPS6221786 A JP S6221786A JP 15702485 A JP15702485 A JP 15702485A JP 15702485 A JP15702485 A JP 15702485A JP S6221786 A JPS6221786 A JP S6221786A
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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】
［産業上の利用分野１
本発明は、Ｇａ Ａｓ 、Ｉｎ Ｐ、Ｉｎ Ａｓ等の１
１１−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置に係り、特に
ボート及びボートに収容される種結晶の形状の改良に関
するものである。
１１−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置に係り、特に
ボート及びボートに収容される種結晶の形状の改良に関
するものである。
［従来の技術］
一般に、■−ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法は大別
すると引き上げ法と横型ボート法とに分けられる。
すると引き上げ法と横型ボート法とに分けられる。
このうちの横型ボート法として、水平ブリッジマン法（
トドＢ法）つ温度傾斜法（Ｇ−Ｈ法）が良く知られてい
る。これらの方法は、融液を充填するボートとこれを加
熱する加熱炉とが相対移動するか否かの相違点を除けば
、概略的に同じである。すなわら、長尺のボート内で■
−ｖ族元索を化学量論的組成量の割合で溶融させて、ボ
ートの長さ方向に形成した温度勾配を一定に保持したま
ま固液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１’Ｊ ’ｒ７ｘするものである。
トドＢ法）つ温度傾斜法（Ｇ−Ｈ法）が良く知られてい
る。これらの方法は、融液を充填するボートとこれを加
熱する加熱炉とが相対移動するか否かの相違点を除けば
、概略的に同じである。すなわら、長尺のボート内で■
−ｖ族元索を化学量論的組成量の割合で溶融させて、ボ
ートの長さ方向に形成した温度勾配を一定に保持したま
ま固液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１’Ｊ ’ｒ７ｘするものである。
ところで、横型ボート法の上記したいずれの方法におい
ても高品質型結晶を得るためには、種結晶への種付けが
きわめて重要となる。即ち、高品質の単結晶を再現性よ
く得るためには、種結晶への種付は時に周囲の環境に影
費されない安定した形状を持つ種結晶を用いることが要
請される。
ても高品質型結晶を得るためには、種結晶への種付けが
きわめて重要となる。即ち、高品質の単結晶を再現性よ
く得るためには、種結晶への種付は時に周囲の環境に影
費されない安定した形状を持つ種結晶を用いることが要
請される。
そこで１従来は第３図に示すように、ボート１の一端に
形成された種結晶台２の断面矩形溝３に合わせて、種結
晶４を小型の四角柱形とし、矩形溝に嵌合して安定に支
持させていた。
形成された種結晶台２の断面矩形溝３に合わせて、種結
晶４を小型の四角柱形とし、矩形溝に嵌合して安定に支
持させていた。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、従来のものでは次のような２つの問題点があ
った。
った。
■ 第３図（ｂ）に示す如く配置された種結晶４に種付
けを行なうとき、第４図のようにボート１の残部に充填
した■−ｖ族化合物融液５により、種結晶下部が侵食さ
れてしまい、種結晶４が■−ｖ族化合物融液５側に倒れ
込んでしまう。
けを行なうとき、第４図のようにボート１の残部に充填
した■−ｖ族化合物融液５により、種結晶下部が侵食さ
れてしまい、種結晶４が■−ｖ族化合物融液５側に倒れ
込んでしまう。
その結果、種結晶の融液接触端面が傾くため、目的の結
晶面を持つ■−Ｖ族化合物単結晶を再現性良く得ること
が困難であった。
晶面を持つ■−Ｖ族化合物単結晶を再現性良く得ること
が困難であった。
■ ボート（石英）と種結晶（ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体単結晶）との熱膨張率の差により、種結晶の膨張によ
る側圧で種結晶台、ひいてはボート本体が破損されてし
まうことがある。このため、ボートが破損しないように
両者の熱膨張率の差を考慮に入れて種結晶台及び種結晶
を作成しなければならず、特に種結晶の作成に多大の時
間を要していた。
体単結晶）との熱膨張率の差により、種結晶の膨張によ
る側圧で種結晶台、ひいてはボート本体が破損されてし
まうことがある。このため、ボートが破損しないように
両者の熱膨張率の差を考慮に入れて種結晶台及び種結晶
を作成しなければならず、特に種結晶の作成に多大の時
間を要していた。
［発明の目的１
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解消し、
目的の結晶面を持つ■−ｖ族化合物半導体単結晶を再現
性良＜ １４ることが可能で、しかも種結晶の作成に要
する時間を大幅に短縮し得る横型ボート法による■−ｖ
族化合物半導体単結晶ＶＪ造ｇｉ置装ボート及びこれに
収容される種結晶を堤供することである。
目的の結晶面を持つ■−ｖ族化合物半導体単結晶を再現
性良＜ １４ることが可能で、しかも種結晶の作成に要
する時間を大幅に短縮し得る横型ボート法による■−ｖ
族化合物半導体単結晶ＶＪ造ｇｉ置装ボート及びこれに
収容される種結晶を堤供することである。
［発明の概Ｙ！１
第１の発明の横型ボート法による■−ｖ族化合物半導体
単結晶！！ｌ造装置６のボートは、実施例に対応する第
１図に示す如く、種結晶台１６の種結晶収容溝１７が種
結晶１２を両側で支持すると共に熱膨張率の差による側
圧を−Ｌ方へ解放するように、上方に向かって順次拡開
した、例えばｖｉｉｌｉのような断面形状をしている。
単結晶！！ｌ造装置６のボートは、実施例に対応する第
１図に示す如く、種結晶台１６の種結晶収容溝１７が種
結晶１２を両側で支持すると共に熱膨張率の差による側
圧を−Ｌ方へ解放するように、上方に向かって順次拡開
した、例えばｖｉｉｌｉのような断面形状をしている。
これにより、溝１７内に収容された任意形状の種結晶１
２の下部がｍ−ｖｔＩＸ化合物融液１３により侵食され
ても、下部のみではなく種結晶の側部も溝側壁で支持し
ているため・、ぞの支持機能が失われて種結晶が化合物
融液１３側に倒れ込まないようにしたものである。
２の下部がｍ−ｖｔＩＸ化合物融液１３により侵食され
ても、下部のみではなく種結晶の側部も溝側壁で支持し
ているため・、ぞの支持機能が失われて種結晶が化合物
融液１３側に倒れ込まないようにしたものである。
第２の発明の横型ボート法による■−ｖ族化合物半導体
単結晶製造装置のボートに収容される種結晶は、第１の
発明のボートに収容されるものであって、ボートの種結
晶台１６の断面溝１７に嵌合する断面、例えば■溝であ
れば三角形の断面を有している。
単結晶製造装置のボートに収容される種結晶は、第１の
発明のボートに収容されるものであって、ボートの種結
晶台１６の断面溝１７に嵌合する断面、例えば■溝であ
れば三角形の断面を有している。
これにより、種結晶台１６の断面溝１７に嵌合した種結
晶が熱膨張しても、その体積増量分は、順次拡開する溝
側壁に沿って上方へ向かうため、側圧により種結晶台を
破損することがないようにしたものである。
晶が熱膨張しても、その体積増量分は、順次拡開する溝
側壁に沿って上方へ向かうため、側圧により種結晶台を
破損することがないようにしたものである。
［実施例］
本発明の実施例を第１図〜第２図に基づいて説明すれば
以下の通りである。ここでは、■−ｖ族化合物半導体の
一つであるＧａ Ａｓを例にとって述べるが、他のｍ−
ｖ族化合物半導体についても共通する。
以下の通りである。ここでは、■−ｖ族化合物半導体の
一つであるＧａ Ａｓを例にとって述べるが、他のｍ−
ｖ族化合物半導体についても共通する。
第２図は■−ｖ族化合物半導体製造装置を示す。
１０は反応容器、１１はボートであり、このボート１１
の一端には種結晶１２が、残部にはＡｓとＧａとから成
る溶融化合物半導体１３がそれぞれ充填されている。
の一端には種結晶１２が、残部にはＡｓとＧａとから成
る溶融化合物半導体１３がそれぞれ充填されている。
、 また、反応容器１０の一端には蒸気圧を調節する
ためのＡｓ１４が収容され、ボート１１が配置されてい
る他端領域は、加熱炉１５によって、そのままの状態で
ＧａＡｓ化合物の溶融温度より高い温度となるよう温ｒ
！１設定がなされている。
ためのＡｓ１４が収容され、ボート１１が配置されてい
る他端領域は、加熱炉１５によって、そのままの状態で
ＧａＡｓ化合物の溶融温度より高い温度となるよう温ｒ
！１設定がなされている。
第１図はボート１１の一端に収容された種結晶１２及び
これを収容する種結晶台１６を示している。種結晶を収
容する種結晶台１６の溝は矩形ではなく断面■溝１７で
ある。
これを収容する種結晶台１６を示している。種結晶を収
容する種結晶台１６の溝は矩形ではなく断面■溝１７で
ある。
また、この断面■溝１７に収容される種結晶１２はこれ
に嵌合する三角形断面をしている。すなわち種結晶は三
角柱形状をしている。
に嵌合する三角形断面をしている。すなわち種結晶は三
角柱形状をしている。
さて、上記のような構成において単結晶成長を行なうに
−は、まずボート１１に充填したＡｓとＱａとから成る
溶融化合物半導体１３を種結晶１２に種付けし、温度傾
斜法を用いてボート１１の長さ方向に温度勾配を形成す
る。次に、この温度勾配を一定に保持したまま降渇し、
炉体は勿論ボート１１も移動させることなく単結晶成長
のための温度制器を行なう。この場合、ある温度分布を
もった炉体を長手方向（軸心方向）に沿って移動するか
、ボート１１を乗じた反応容器１０を、ある温度分布を
もった炉体の軸心方向に沿って移動させるようにしても
よい。
−は、まずボート１１に充填したＡｓとＱａとから成る
溶融化合物半導体１３を種結晶１２に種付けし、温度傾
斜法を用いてボート１１の長さ方向に温度勾配を形成す
る。次に、この温度勾配を一定に保持したまま降渇し、
炉体は勿論ボート１１も移動させることなく単結晶成長
のための温度制器を行なう。この場合、ある温度分布を
もった炉体を長手方向（軸心方向）に沿って移動するか
、ボート１１を乗じた反応容器１０を、ある温度分布を
もった炉体の軸心方向に沿って移動させるようにしても
よい。
ところで、既述したように単結晶を成長させるに際し、
種付【ノの安定化を図ると再現性のよい結晶ができるこ
とがわかっている。このためには、種結晶の種付は時に
、周囲の環境に影響されない安定した形状を持つ種結晶
を用いる必要がある。
種付【ノの安定化を図ると再現性のよい結晶ができるこ
とがわかっている。このためには、種結晶の種付は時に
、周囲の環境に影響されない安定した形状を持つ種結晶
を用いる必要がある。
この点で、本実施例では種結晶台１６を断面Ｖ溝形状と
し、かつ種結晶１２を三角柱形状としたことにより、種
付は時、ＧａＡＳ融液１３による種結晶１２下部の侵食
が起こっても、種結晶１２はその下部のみならず両側全
面をＶ溝側壁で支持されているので、種結晶１２がＧａ
ＡＳ融液１３側にたおれ込むことがなく、安定した種
結晶への種付けを行なうことができる。
し、かつ種結晶１２を三角柱形状としたことにより、種
付は時、ＧａＡＳ融液１３による種結晶１２下部の侵食
が起こっても、種結晶１２はその下部のみならず両側全
面をＶ溝側壁で支持されているので、種結晶１２がＧａ
ＡＳ融液１３側にたおれ込むことがなく、安定した種
結晶への種付けを行なうことができる。
また、断面Ｖ溝１７に嵌合した種結晶１２が温度」−界
によって膨張しても、種結晶側面とＶ溝側壁とに滑りが
生じて、種結晶は上方に伸びるので、■溝側壁を押圧す
ることがない。したがって、熱膨張率の差による種結晶
台１６の破損が防止される。
によって膨張しても、種結晶側面とＶ溝側壁とに滑りが
生じて、種結晶は上方に伸びるので、■溝側壁を押圧す
ることがない。したがって、熱膨張率の差による種結晶
台１６の破損が防止される。
なお、上記実施例では種結晶台が断面Ｖ溝状で種結晶が
断面三角形の組合せについて述べたが、これ以外の組合
せ、例えば断面逆台形溝状と断面台形、断面半円形溝状
と断面半円形、さらには断面Ｖ溝状と断面矩形、断面半
円形溝状と断面円形等ちり能である。
断面三角形の組合せについて述べたが、これ以外の組合
せ、例えば断面逆台形溝状と断面台形、断面半円形溝状
と断面半円形、さらには断面Ｖ溝状と断面矩形、断面半
円形溝状と断面円形等ちり能である。
また、単に種結晶が溶融液側に倒れ込まないようにする
だけであれば、種結晶台の断面溝に種結晶を嵌合する必
要はなく、例えば、断面Ｖ溝の種結晶台に断面半円形又
は断面円形の種結晶を収容してもよい。これは、支持部
が上方に位置するからである。要するに倒れ込み防止の
みに限っていえば、種結晶台に上方が順次拡開する断面
溝形状のものを使用すれば、種結晶の形状は限定されず
任意形状でよい。
だけであれば、種結晶台の断面溝に種結晶を嵌合する必
要はなく、例えば、断面Ｖ溝の種結晶台に断面半円形又
は断面円形の種結晶を収容してもよい。これは、支持部
が上方に位置するからである。要するに倒れ込み防止の
みに限っていえば、種結晶台に上方が順次拡開する断面
溝形状のものを使用すれば、種結晶の形状は限定されず
任意形状でよい。
［発明の効果］
以上型するに本発明によれば次のような優れた効果を発
揮する。
揮する。
（１） 種結晶台の溝を上方に向かって順次拡開する
断面形状としたことにより、従来のような断面矩形溝で
種結晶の下部のみを支持していたものと異なり、種付は
時にｌ１ｌ−Ｖ族化合物融液による溝内に収容した種結
晶の下部の侵食が起こって下部支持機能が失われても、
種結晶の側部を溝側壁で支持しており、その支持機能が
なお失われないため、任意形状の種結晶であっても■−
Ｖ族化合物融液側に倒れ込むことがなく、常に結晶を安
定に支持できる。その結果°、目的の結晶面を持つｍ−
Ｖ族化合物半導体単結晶を再現性良＜ｖａｎすることが
できる。
断面形状としたことにより、従来のような断面矩形溝で
種結晶の下部のみを支持していたものと異なり、種付は
時にｌ１ｌ−Ｖ族化合物融液による溝内に収容した種結
晶の下部の侵食が起こって下部支持機能が失われても、
種結晶の側部を溝側壁で支持しており、その支持機能が
なお失われないため、任意形状の種結晶であっても■−
Ｖ族化合物融液側に倒れ込むことがなく、常に結晶を安
定に支持できる。その結果°、目的の結晶面を持つｍ−
Ｖ族化合物半導体単結晶を再現性良＜ｖａｎすることが
できる。
（２） 土りに向かった順次拡開する断面溝に嵌合す
る断面を種結晶が有していることにより、温度上昇によ
る種結晶の膨張によっても、その体積増量分は順次拡開
する溝側壁に沿って上方へ逃げるため、側圧による種結
晶台の破損を有効に回避することができる。したがって
、種結晶台と種結晶との熱膨張率の差を考慮する必要が
なくなり、種結晶の作成が従来に比しではるかに容易と
なる。
る断面を種結晶が有していることにより、温度上昇によ
る種結晶の膨張によっても、その体積増量分は順次拡開
する溝側壁に沿って上方へ逃げるため、側圧による種結
晶台の破損を有効に回避することができる。したがって
、種結晶台と種結晶との熱膨張率の差を考慮する必要が
なくなり、種結晶の作成が従来に比しではるかに容易と
なる。
第１図は本発明に係る種結晶台及び種結晶の嵌合状態の
説明図であって、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ
）図のｂ−ｂ線矢視断面図、（ｃ ）図は同じく（ａ）
図のｃ−ｃｌｌｌ矢視断面図、第２図は本発明で使用さ
れる■−ｖ族化合物半導体単結晶製造装四例の所面図、
第３図は従来の種結晶台及び種結晶の嵌合状態図であっ
て、＜ａ ＞図は平面図、（ｂ）図は（ａ ）のｂ−ｂ
ｌＩｉＪ矢視断面図、＜ｃ ＞図は同じく（ａ）図のＣ
−Ｃ線矢視断面図、第４図は同じ〈従来の種結晶への種
付は時の問題点を説明するための説明図である。 図中、１１はボート、１２は種結晶台の断面溝に嵌合す
る断面を有する種結晶、１３は溶融化合物半導体、１６
は上方に向かって順次拡間する断面形状をしている種結
晶台、１７は種結晶台の断面形状の例示であるＶ溝であ
る。 特許出願人 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄第１図
説明図であって、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ
）図のｂ−ｂ線矢視断面図、（ｃ ）図は同じく（ａ）
図のｃ−ｃｌｌｌ矢視断面図、第２図は本発明で使用さ
れる■−ｖ族化合物半導体単結晶製造装四例の所面図、
第３図は従来の種結晶台及び種結晶の嵌合状態図であっ
て、＜ａ ＞図は平面図、（ｂ）図は（ａ ）のｂ−ｂ
ｌＩｉＪ矢視断面図、＜ｃ ＞図は同じく（ａ）図のＣ
−Ｃ線矢視断面図、第４図は同じ〈従来の種結晶への種
付は時の問題点を説明するための説明図である。 図中、１１はボート、１２は種結晶台の断面溝に嵌合す
る断面を有する種結晶、１３は溶融化合物半導体、１６
は上方に向かって順次拡間する断面形状をしている種結
晶台、１７は種結晶台の断面形状の例示であるＶ溝であ
る。 特許出願人 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄第１図
Claims (10)
- （１）溶融化合物半導体を充填するボートの一端に形成
された種結晶台が種結晶を収容する溝を有し、その溝が
種結晶を両側で支持すると共に、熱膨張率の差による側
圧を上方へ解放すべく上方に向かって順次拡開する断面
形状をしていることを特徴とする横型ボート法によるI
II−Ｖ族化合物半導体単結晶製造装置のボート。 - （２）上記種結晶台の溝が断面Ｖ溝であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の横型ボート法によるI
II−Ｖ族化合物半導体単結晶製造装置のボート。 - （３）上記種結晶台の溝が断面逆台形溝であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の横型ボート法によ
るIII−Ｖ族化合物半導体単結晶製造装置のボート。 - （４）上記結晶台の溝が断面半円形溝であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の横型ボート法による
III−Ｖ族化合物半導体単結晶製造装置のボート。 - （５）種結晶を両側で支持すると共に熱膨張率の差によ
る側圧を上方へ解放すべく上方に向かって順次拡開する
断面溝形状を有すると共に溶融化合物半導体を充填する
ボートの一端に形成された種結晶台に収容される種結晶
であつて、上記種結晶台の断面溝に嵌合する断面を有し
ていることを特徴とする横型ボート法によるIII−Ｖ族
化合物半導体単結晶製造装置のボートに収容される種結
晶。 - （６）上記断面が三角形であることを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の横型ボート法によるIII−Ｖ族化
合物半導体単結晶製造装置のボートに収容される種結晶
。 - （７）上記断面が台形であることを特徴とする特許請求
の範囲第５項記載の横型ボート法によるIII−Ｖ族化合
部半導体単結晶製造装置のボートに収容される種結晶。 - （８）上記断面が半円形であることを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の横型ボート法によるIII−Ｖ族化
合物半導体単結晶製造装置のボートに収容される種結晶
。 - （９）上記断面が円形であることを特徴とする特許請求
の範囲第５項記載の横型ボート法によるIII−Ｖ族化合
物半導体単結晶製造装置のボートに収容される種結晶。 - （１０）上記断面が矩形であることを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の横型ボート法によるIII−Ｖ族化
合物半導体単結晶製造装置のボートに収容される種結晶
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15702485A JPS6221786A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 横型ボ−ト法による３−ｖ族化合物半導体単結晶製造装置のボ−ト及びこれに収容される種結晶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15702485A JPS6221786A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 横型ボ−ト法による３−ｖ族化合物半導体単結晶製造装置のボ−ト及びこれに収容される種結晶 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6221786A true JPS6221786A (ja) | 1987-01-30 |
Family
ID=15640516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15702485A Pending JPS6221786A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 横型ボ−ト法による３−ｖ族化合物半導体単結晶製造装置のボ−ト及びこれに収容される種結晶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6221786A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04362084A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-12-15 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体材料のウェーハ製造方法 |
-
1985
- 1985-07-18 JP JP15702485A patent/JPS6221786A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04362084A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-12-15 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体材料のウェーハ製造方法 |
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