JPS62278185A

JPS62278185A - 化合物半導体結晶成長用黒鉛ボ−ト

Info

Publication number: JPS62278185A
Application number: JP12077786A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Yabuhara; 薮原　良樹
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1987-12-03

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】３、発明の詳細な説明［産業上の利用分野］本発明は、ＧａＡｓ、　ＩｎＰ、　ＩｎＡｓ等の化合物
半導体結晶をボート成長法で成長させるための黒鉛ボー
トに関するものである。

［従来技術と問題点］従来、化合物半導体結晶のボート成長法で用いられる黒
鉛ボートの材質は、その内面の加工表面粗さが、２５μ
ｍＲｍａｘ程度で、かつ、密度が１．７〜１．８／ｃｍ
３であった。

ボート成長法には、水平ブリッジマン法（ＨＢ法）、３
温度ＨＢ法（３７−ＨＢ法）、グラジェントフリーズ法
（ＧＦ法）、ゾーンメルティング法（ＺＭ法）がある。

これらいずれの方法もボート内に半導体結晶の融液を作
り、これを徐々に冷却し、固化させ、化合物半導体結晶
を得る方法である。

これらのボート成長法に、従来用いていた黒鉛ボートで
は、密度が低く、また加工表面粗さが粗かったため、融
液が、ボート内に浸透し、固化してしまう。そのため、
結晶をボートがら取り出す際、結晶にクラックが入り、
欠け、割れが発生し、製品価値が低減した。

［発明の目的、構成コ本発明は、上述の問題を解消する黒鉛ボートを提供する
ものであり、化合物半導体結晶をボート成長法により成
長させるための黒鉛ボートにおいて、ボート内面の加工
表面粗さが０．８μｍＲｍａｘ以下である化合物半導体
結晶成長用黒鉛ボートにある。

以下図面により本発明を説明する。

第３画は、結晶成長後のボート及び結晶を示す。

図において、ｌは黒鉛キャップ、２は黒鉛チューブ、３
はＩｎＰ多結晶を示す。

第２図は、従来の黒鉛ボートを用いて結晶を成長させた
後の結晶とボートの第３図の丸で示す界面付近の拡大断
面図である。

図示のように、ボート表面が粗く、また密度が低くポー
ラスなため、結晶がボート内に浸透してしまい、前述の
ように、結晶がボートと結合してしまっているため、結
晶自体にクラックが入ってしまう。

これに対し、第１図は、本発明の黒鉛ボートを用いて結
晶を成長させた後の結晶とボートの第３図の丸で示す界
面付近の拡大図である。

図示のように、ボート表面が滑らかであり、かつ密度が
高いため、結晶がボート内へ浸透することがなく、結晶
をボートから取出す際、タラツク等は発生しない。

［実施例コ ”（１１以下に、高圧ゾーンメルティング法にょるＩｎ
Ｐ多結晶合成成長に関する本発明の詳細な説明する。

この成長の際、黒鉛ボートは、本発明によりカサ比重１
．り０／ｃｍ１、ボート内面加工表面粗さＲｍａｘ＝０
．８μｍＲｍａｘのものを使用した。

第４図は、ＩｎＰ多結晶合成炉の概略図である。

高圧チャンバー７中に、燐圧制御炉４、保温炉５及び反
応炉θの三温度炉が配置される。反応炉６は高周波電源
にコイルを接続した誘導型の加熱炉である。第５図は上
記チャンバー７中に挿入したアンプル１３を示す。

石英容′ｊＳ８の一端にＰ３：１０９チヤージした後、
Ｉ　ｎ　＋＋ｏｏｇを入れた黒鉛ボート！１を入れ、５
　Ｘ　１０−＠ｔｏｒｒにて真空引きした後、封若部１
２を封じ切って炉へ挿入した。なお図で９はｐｌｌＱは
Ｉｎを示す。

燐圧制御炉４を約５５０’Ｃ１保温炉５を約７５０’Ｃ
１反応炉６を約１１００°Ｃに保ち、かつチャンバー７
の内圧を約２０気圧に保った。

このチャンバー７内を図示矢印方向に約６０Ｉｌｓ／ｈ
の速度でアンプル１３を移動させることにより、約６時
間でＩｎＰ多結品１４を合成固化させた。

その後二戸とも約＋００°Ｃ／ｈの速度で室温まで冷ト
を破ｔｉすることなく取出すことができ、黒鉛ボートを
純化処理することにより、再生使用することが可能とな
った。

（２）実施例（１）と同条件でカサ比重ｌ　、　７７９
／ａｍ’、ボート内面加工表面粗さＲｍａｘｏ、８μｍ
Ｓの黒鉛ボートを使用した。合成の結果は、ボートを破
壊すれば、はぼ実施例と同様のクラックのない結晶１３
Ｇ５９　（ｎ＝５．　（７”’ｎ−＋＝Ｉ３９　）　　
が得られた。またボートを破壊しなくても取出しが可能
であった。しかしこの場合は、後述の比較例とほぼ同様
、クラックによりインゴットが数ケに割れた。得られた
ＩｎＰ多結晶は、１２８Ｇ　９　（ｎ＝５．　（ｆ”ｎ
−＋＝４０．５９　）　　であった。

［比較例コ（＋）実施例（１）と同じ条件で、カサ比重’−７７９
／ｃｍ３、ボート内面加工表面粗さＲｍａｘ−Ｊ、３μ
ｍｓの黒鉛ボートを使用した。合成の結果は、実施例２
と同様に黒鉛ボートと結晶が付着しているため、破壊し
ないと結晶が取出せなかった。しかじ付着の度合が小さ
いため、取出し時のクラックによる割れの頻度は少なく
、得られたＩｎＰ多結晶は、＋２Ｈ（ｎ　＝　５　、　
Ｃｒｎ−＋＝２０．４９　）　　であった。

（２）実施例（１）と同じ条件で、カサ比重Ｉ　、　７
９／ａＩｌコ、ボート内面加工表面粗さＲｍａｘ＝２ｓ
μｍＳの黒鉛ボートを使用した。合成の結果は、結晶を
取出す際、結晶がボートに付着しているため、破壊しな
いと取出せず、その際、結晶にクラックが入り多数ケに
割れた。その上ボートに多量のＩｎＰが残留し、脱離す
ることができなかった。得られたＩｎＰ多結晶は、計１
１１０９　（ｎ＝５．ａ″ｎ−＋＝４４．ｌ　９　）　
トナリ、またラン間のばらつきが非常に大きくなった。

この場合、黒鉛ポートの再使用は不可能であった。

Ｃ作用、効果コ現在Ｊ　ｌ５−Ｂ−ＯＧＯ＋　　（表面粗さの定義と表
示規格）ついて、次の規定がある。

Ｉ００μｍＲｍａｘ２５μｍＲｍａｘ６．３μｍＲｍａｘＯ，８μｍＲｍａｘ但し、Ｒｍａｘは面粗さのピークからピークまでの値で
ある。

実施例（１）、（２）及び比較例（１）、■よりみて、
すくな七・ともＲｍａｘが０．８μｍ以下でなければ、
処理後黒鉛ボートから取出すインゴットにはクラックが
入り、又ボートより取出すために、ボートを破壊する必
要も生じていた。

また、実施例（１）にみるように、黒鉛のカサ密度が１
．９９／ｃ−３以上となると、結晶取出しに際し、黒鉛
ボートを破壊せず、結晶にクラックも殆んどなく、黒鉛
ボートを純化処理によって百度使用することが可能であ
った。

これを要約すると、本発明の化合物半導体結晶成長用黒
鉛ボートは、ボート内面の加工表面粗さが小さく、かつ
高密度であるため、結晶成長時、結晶融液のボート内部
への侵透がなく、結晶を取り出す際にクラックが発生す
るという問題は解決でき、ボートの可使ｍも可能となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の黒鉛ボートでの界面付近の拡大断面
図を示す。第２図は、従来使用の黒鉛ボートでの界面付近の拡大断
面図を示す。第３図は、結晶成長後のボート及び結晶説明図である。第４図は、ＩｎＰ多結晶合成炉の概略図を示す。第５図は、黒鉛ボートを封入するアンプルを示す。１・・・黒鉛キャップ、２・・・黒鉛チューブ、３．１
４・・・ＩｎＰ、４・・・燐圧制御炉、５・・・保４炉
、６・・・反応炉、７・・・高圧チャンバー、８・・・
石英容器、９・・・燐、■・・・インジウム、１１・・
・黒鉛ボート、！２・・・封若部、！３・・・アンプル
。茅１０　　　　　　　算２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）化合物半導体結晶をボート成長法により成長させ
るための黒鉛ボートであって、融液を収容するボート内
面の加工表面粗さが、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１（表面粗さ
の定義と表示）規格で、０．８μｍＲｍａｘ以下である
ことを特徴とする化合物半導体結晶成長用黒鉛ボート。
（２）ボートの材質である黒鉛の密度が１．９／ｃｍ＾
３以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の化合物半導体結晶成長用黒鉛ボート。