JPS6241792A - 半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
半導体単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS6241792A JPS6241792A JP18222185A JP18222185A JPS6241792A JP S6241792 A JPS6241792 A JP S6241792A JP 18222185 A JP18222185 A JP 18222185A JP 18222185 A JP18222185 A JP 18222185A JP S6241792 A JPS6241792 A JP S6241792A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ampoule
- heat sink
- single crystal
- ampule
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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】
〔概要〕
いわゆるＴＨＭ法において使用するアンプルの径をヒー
トシンクに近い領域において他の領域におけるより狭く
しておき、ＨｇＣｄＴｅのように熱伝導率が小さく固液
界面を一ヒ方に凸状になし難い材料を単結晶化する場合
でも、大傾角粒界をヒートシンク近傍において消滅させ
、大口径領域においては良質の単結晶を製造することを
可ス敞にする半導体単結晶の製造方法である。
トシンクに近い領域において他の領域におけるより狭く
しておき、ＨｇＣｄＴｅのように熱伝導率が小さく固液
界面を一ヒ方に凸状になし難い材料を単結晶化する場合
でも、大傾角粒界をヒートシンク近傍において消滅させ
、大口径領域においては良質の単結晶を製造することを
可ス敞にする半導体単結晶の製造方法である。
本発明は半導体単結晶の製造方法に関する。
特に、ＨｇＣｄＴｅ等熱伝導率の小さな半導体をもって
大口径のすぐれた単結晶を製造可１彪になす改良に関す
る。
大口径のすぐれた単結晶を製造可１彪になす改良に関す
る。
アンプルに半導体材料とソルベントとを装入し、このア
ンプルの１端に熱伝導率の大きな材料よりなるヒートシ
ンクを装入し、このアンプルを封止し、このアンプルの
ヒートシンク側の１端を下にして保持し、高温領域を、
初晶部をなすヒートシンク側の１端から上方に移動させ
て半導体単結晶を製造するいわゆるＴＨＭ法において、
大傾角粒界の存在しないすぐれた単結晶の製造をｏＴ旋
にするために、初品部（アンプルの下端）に、カーボン
等伝導率の高い材料よりなるヒートシンクを設けておき
、固液界面の形状を上方に凸状とする一ｆ法が知られて
いる。この手法は、大傾角粒界が固液界面に垂直の方向
に成長する性質を利用し、第４図に示すように、大傾角
粒界ＡをアンプルＩＸ？Ｇｌの方向に誘導し、ここで、
消滅させることとしたものである０図において、６はア
ンプルであり、４はヒートシンクであり、７は製造され
た単結晶であり、２は半導体材料であり、３１はメルト
である。
ンプルの１端に熱伝導率の大きな材料よりなるヒートシ
ンクを装入し、このアンプルを封止し、このアンプルの
ヒートシンク側の１端を下にして保持し、高温領域を、
初晶部をなすヒートシンク側の１端から上方に移動させ
て半導体単結晶を製造するいわゆるＴＨＭ法において、
大傾角粒界の存在しないすぐれた単結晶の製造をｏＴ旋
にするために、初品部（アンプルの下端）に、カーボン
等伝導率の高い材料よりなるヒートシンクを設けておき
、固液界面の形状を上方に凸状とする一ｆ法が知られて
いる。この手法は、大傾角粒界が固液界面に垂直の方向
に成長する性質を利用し、第４図に示すように、大傾角
粒界ＡをアンプルＩＸ？Ｇｌの方向に誘導し、ここで、
消滅させることとしたものである０図において、６はア
ンプルであり、４はヒートシンクであり、７は製造され
た単結晶であり、２は半導体材料であり、３１はメルト
である。
熱伝導率が大きな半導体の場合は、上記の手法が有効に
機能１７、大傾角粒界はアンプルの管壁に向って成長し
、アンプルの下端（初品部）を除いては大傾角粒界を含
まないすぐれた単結晶が製造されるが、ＨｇＣｄＴｅの
ように熱伝導率の小さい半導体の場合は、上記の手法の
効果が及ぶ範囲は１〜２ｃｍであり、大傾角粒界を含ま
ないすぐれた単結晶の製造が困難であるという欠点があ
る。この欠点は大口径の場合特に顕著であり−ＨｇＣｄ
Ｔｅ等の半導体をもって大口径の単結晶を製造するため
の隘路となっていた。
機能１７、大傾角粒界はアンプルの管壁に向って成長し
、アンプルの下端（初品部）を除いては大傾角粒界を含
まないすぐれた単結晶が製造されるが、ＨｇＣｄＴｅの
ように熱伝導率の小さい半導体の場合は、上記の手法の
効果が及ぶ範囲は１〜２ｃｍであり、大傾角粒界を含ま
ないすぐれた単結晶の製造が困難であるという欠点があ
る。この欠点は大口径の場合特に顕著であり−ＨｇＣｄ
Ｔｅ等の半導体をもって大口径の単結晶を製造するため
の隘路となっていた。
本発明の目的はこの欠点を解消することにあり、アンプ
ルの下端（初品部）にカーボン等熱伝導率の大きな材料
よりなるヒートシンクが設けられたアンプルを使用して
なすＴＨＭ法を使用して、）ＩｇＣｄ丁ｅ等の熱伝導率
の小さな半導体のすぐれた（大傾角粒界を含まない）大
口径単結晶を製造することを可能にする半導体単結晶の
製造方法を提供することにある。
ルの下端（初品部）にカーボン等熱伝導率の大きな材料
よりなるヒートシンクが設けられたアンプルを使用して
なすＴＨＭ法を使用して、）ＩｇＣｄ丁ｅ等の熱伝導率
の小さな半導体のすぐれた（大傾角粒界を含まない）大
口径単結晶を製造することを可能にする半導体単結晶の
製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、ア
ンプル１に半導体材料２とソルベント３とを装入し、こ
のアンプルｌの１端１１に熱伝導率の大きな材料よりな
るヒートシンク４を装入し、前記のアンプルｌを封ＩＩ
ニジ、このアンプル１のヒートシンク側の１端１１を下
にして保持し、高温領域を、初晶部をなす前記のヒート
シンク側の１端１１から上方に移動させてなす半導体単
結晶の製造方法において、前記のアンプル１の径が前記
のヒートシンク側の１端１１において、他の領域より狭
くされているアンプルを使用することにある。
ンプル１に半導体材料２とソルベント３とを装入し、こ
のアンプルｌの１端１１に熱伝導率の大きな材料よりな
るヒートシンク４を装入し、前記のアンプルｌを封ＩＩ
ニジ、このアンプル１のヒートシンク側の１端１１を下
にして保持し、高温領域を、初晶部をなす前記のヒート
シンク側の１端１１から上方に移動させてなす半導体単
結晶の製造方法において、前記のアンプル１の径が前記
のヒートシンク側の１端１１において、他の領域より狭
くされているアンプルを使用することにある。
−）；記の欠点が発生する理由は、ＴＨＭ法に使用され
る反応炉の加熱方式が、反応管を囲んで設けられるヒー
タをもってする抵抗加熱方式である関係上、単結晶化さ
れる物質の熱伝導率が低いと、反応管の中心線領域まで
伝熱しにくいことによるのであるから、初晶部領域（ア
ンプルの下端）のみ、その径を細くしておけば、単結晶
化される物質の熱伝導率が低くても、この領域において
はアンプルの中心線領域まで容易に伝熱して固液界面が
上方に凸状となるから、この初品部近傍において大傾角
粒界を消滅させ、初晶部近傍以外の領域においては大傾
角粒界が存在せずすぐれた単結晶となるようにしたもの
である。
る反応炉の加熱方式が、反応管を囲んで設けられるヒー
タをもってする抵抗加熱方式である関係上、単結晶化さ
れる物質の熱伝導率が低いと、反応管の中心線領域まで
伝熱しにくいことによるのであるから、初晶部領域（ア
ンプルの下端）のみ、その径を細くしておけば、単結晶
化される物質の熱伝導率が低くても、この領域において
はアンプルの中心線領域まで容易に伝熱して固液界面が
上方に凸状となるから、この初品部近傍において大傾角
粒界を消滅させ、初晶部近傍以外の領域においては大傾
角粒界が存在せずすぐれた単結晶となるようにしたもの
である。
なお、小口径領域と大口径領域との境界で急激な口径変
化があると、この領域で固液界面が下方に凸状となり大
傾角粒界が増加するから、口径の変化をなだらかにする
ことが望ましい。
化があると、この領域で固液界面が下方に凸状となり大
傾角粒界が増加するから、口径の変化をなだらかにする
ことが望ましい。
以下、図面を参照しつ覧、本発明の一実施例に係る半導
体単結晶の製造方法についてさらに説明する。
体単結晶の製造方法についてさらに説明する。
第２図参照
図示するように、ｌ端の口径が約１５ｓ層であり。
その他の領域の口径が約２５履璽であるアンプルｌを用
意する。
意する。
第３図参照
アンプルｌに目的の組成に秤量したＨｇ、 Ｃｄ、 Ｔ
ｅの混合物２を装入して、アンプル１を封止した後、ア
ンプルｌをロッキング炉中にセットし約 ８５０℃で５
日間ロッキング混合し、その後、アンプル１の大口径部
が下になるように保持して急冷して半導体材料たる均一
組成のＨｇＧｄＴｅ合金２を製造した後、アンプルｌの
小口径側末端１１を開封して、ここにソルベント（Ｔｅ
または組成比が２３：２ニア５のＨｇＧｄＴｅ） ３と
カーボン製ヒートシンク４とを装入して再び封止する。
ｅの混合物２を装入して、アンプル１を封止した後、ア
ンプルｌをロッキング炉中にセットし約 ８５０℃で５
日間ロッキング混合し、その後、アンプル１の大口径部
が下になるように保持して急冷して半導体材料たる均一
組成のＨｇＧｄＴｅ合金２を製造した後、アンプルｌの
小口径側末端１１を開封して、ここにソルベント（Ｔｅ
または組成比が２３：２ニア５のＨｇＧｄＴｅ） ３と
カーボン製ヒートシンク４とを装入して再び封止する。
第１図参照
」二足のアンプル１をＴＨＭ炉５中にセットして、これ
を５ ｒｐｍの速度をもって継続的に回転する。その後
、ＴＨＭ炉５を図示するような温度プロファイルとなる
ように加熱する。この温度プロファイルは低温部が約４
００℃であり、高温部が約 ７００℃である。当初は、
ヒートシンク４の上端が約６００℃となるような位置に
温度プロファイルを形成する（約７００℃の高温部はヒ
ートシンク４のＬ端よりいくらか上になる）、この状態
で約５日間保持した後、アンプルｌを０．５−１７時の
速度で降下させると温度プロファイルは相対的に上昇し
て単結晶化が進行し、材料たる均一組成のＨｇＣｄＴｅ
合金２は次第に溶解してプル）３１となり、再び凝固し
て単結晶７に転換される。
を５ ｒｐｍの速度をもって継続的に回転する。その後
、ＴＨＭ炉５を図示するような温度プロファイルとなる
ように加熱する。この温度プロファイルは低温部が約４
００℃であり、高温部が約 ７００℃である。当初は、
ヒートシンク４の上端が約６００℃となるような位置に
温度プロファイルを形成する（約７００℃の高温部はヒ
ートシンク４のＬ端よりいくらか上になる）、この状態
で約５日間保持した後、アンプルｌを０．５−１７時の
速度で降下させると温度プロファイルは相対的に上昇し
て単結晶化が進行し、材料たる均一組成のＨｇＣｄＴｅ
合金２は次第に溶解してプル）３１となり、再び凝固し
て単結晶７に転換される。
この工程においては、アンプル１の下端部１１（初品部
）の口径が十分に小さいため、ＨｇＧｄＴｅの熱伝導率
が小さいにもか−わらず、固液界面が上方に凸状となり
、大傾角粒界Ａは点線に示すようにアン−プル壁１２に
向って成長して、ここで消滅し、大口径領域！３では大
傾角粒界が存在しないすぐれた単結晶となる。そして、
こり犬Ｏ径領域１３では当然大口径のＨｇＣｄＴｅ単結
晶が得られる。
）の口径が十分に小さいため、ＨｇＧｄＴｅの熱伝導率
が小さいにもか−わらず、固液界面が上方に凸状となり
、大傾角粒界Ａは点線に示すようにアン−プル壁１２に
向って成長して、ここで消滅し、大口径領域！３では大
傾角粒界が存在しないすぐれた単結晶となる。そして、
こり犬Ｏ径領域１３では当然大口径のＨｇＣｄＴｅ単結
晶が得られる。
以上説明せるとおり、本発明に係る半導体単結晶の製造
方法においては、初品部に、カーボン等熱伝導率の大き
な材料よりなるヒートシンクを装入してなすいわゆるＴ
ＨＭ法において、使用するアンプルの径がヒートシンク
に近い領域（初晶部領域）において他の領域におけるよ
り狭くしであるので、単結晶化される物質の熱伝導率の
大きさ如何にかかわらず、この領域においては固液界面
が、に方に凸状となり、そのため、大傾角粒界はヒート
シンク近傍の管壁において消滅し、大口径領域において
は大傾角粒界の存在しないすぐれた大口径の半導体単結
晶が得られる。この大口径の半導体単結晶は、いわゆる
ＴＨＭ法の特徴としてすべての方向に均一な組成を有す
ることは言うまでもない。
方法においては、初品部に、カーボン等熱伝導率の大き
な材料よりなるヒートシンクを装入してなすいわゆるＴ
ＨＭ法において、使用するアンプルの径がヒートシンク
に近い領域（初晶部領域）において他の領域におけるよ
り狭くしであるので、単結晶化される物質の熱伝導率の
大きさ如何にかかわらず、この領域においては固液界面
が、に方に凸状となり、そのため、大傾角粒界はヒート
シンク近傍の管壁において消滅し、大口径領域において
は大傾角粒界の存在しないすぐれた大口径の半導体単結
晶が得られる。この大口径の半導体単結晶は、いわゆる
ＴＨＭ法の特徴としてすべての方向に均一な組成を有す
ることは言うまでもない。
第１図は、本発明の一実施例に係る半導体単結晶の製造
方法の説明図である。 第２図は、本発明の一実施例に係る半導体単結晶の製造
方法に使用されているアンプルの構成図である。 第３図は、本発明の一実施例に係る半導体単結晶の製造
方法に使用されるアンプルに単結晶化される材料とソル
ベントとヒートシンクとが装入され封止された状態を示
す図である。 第４図は、従来技術に係る半導体単結晶の製造方法の説
明図である。 ｌ・・・本発明に使用されるアンプル、１１−＃−アン
プルの小口径側末端、 １２−−−アンプル壁、 ＋３
−−−アンプルの大口径領域。 ２・Φ番車結晶化される材料（ＨｇＣｄＴｅ合金）、３
・・争ソルベント、 ３１− Φ ・ メルト、４１
・ヒートシンク、 ５・ ・ φＴＨＭ炉、６・・・
従来技術に使用されるアンプル。 ６１参・・アンプル壁、 ７・・・製造された単結晶
、 Ａ・ΦΦ大傾角粒界。 区 Ｓ 嘘０ − 報
方法の説明図である。 第２図は、本発明の一実施例に係る半導体単結晶の製造
方法に使用されているアンプルの構成図である。 第３図は、本発明の一実施例に係る半導体単結晶の製造
方法に使用されるアンプルに単結晶化される材料とソル
ベントとヒートシンクとが装入され封止された状態を示
す図である。 第４図は、従来技術に係る半導体単結晶の製造方法の説
明図である。 ｌ・・・本発明に使用されるアンプル、１１−＃−アン
プルの小口径側末端、 １２−−−アンプル壁、 ＋３
−−−アンプルの大口径領域。 ２・Φ番車結晶化される材料（ＨｇＣｄＴｅ合金）、３
・・争ソルベント、 ３１− Φ ・ メルト、４１
・ヒートシンク、 ５・ ・ φＴＨＭ炉、６・・・
従来技術に使用されるアンプル。 ６１参・・アンプル壁、 ７・・・製造された単結晶
、 Ａ・ΦΦ大傾角粒界。 区 Ｓ 嘘０ − 報
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 アンプル（１）に半導体材料（２）とソルベント（３）
とを装入し、該アンプル（１）の１端（１１）に熱伝導
率の大きな材料よりなるヒートシンク（４）を装入し、
前記アンプル（１）を封止し、該アンプル（１）のヒー
トシンク側の１端（１１）を下にして保持し、高温領域
を、初晶部をなす前記ヒートシンク側の１端（１１）か
ら上方に移動させてなす半導体単結晶の製造方法におい
て、 前記アンプル（１）の径が、前記ヒートシンク側の１端
（１１）において、他の領域より狭くされているアンプ
ルを使用することを特徴とする半導体単結晶の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18222185A JPS6241792A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18222185A JPS6241792A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6241792A true JPS6241792A (ja) | 1987-02-23 |
Family
ID=16114460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18222185A Pending JPS6241792A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6241792A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4999082A (en) * | 1989-09-14 | 1991-03-12 | Akzo America Inc. | Process for producing monocrystalline group II-IV or group III-V compounds and products thereof |
| US5067551A (en) * | 1989-06-30 | 1991-11-26 | Nkk Corporation | Method for manufacturing alloy rod having giant magnetostriction |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP18222185A patent/JPS6241792A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5067551A (en) * | 1989-06-30 | 1991-11-26 | Nkk Corporation | Method for manufacturing alloy rod having giant magnetostriction |
| US4999082A (en) * | 1989-09-14 | 1991-03-12 | Akzo America Inc. | Process for producing monocrystalline group II-IV or group III-V compounds and products thereof |
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