JPS63242995A - 化合物半導体単結晶の製造装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は液体カプセル引上げ法（ＬＥＣ法）による化合
物半導体単結晶の製造装置に関する。

（従来の技術） 従来から、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ等の融点での分解
圧が高い化合物半導体単結晶の製造方法としてＬＥＣ法
が知られている。

この方法を第２図を用いて説明すると、まず結晶原料と
封止剤を入れたるつぼ２を高圧容器１内に設置されたる
つぼ受け台３上に置き、るつぼカバー４を装着する。

次に、るつぼ２を同軸的に取囲むカーボンヒーター５に
よりるつぼへの熱供給を行うことによってるつぼ２内の
結晶原料と封止剤を溶融する。結晶原料融液６の分解蒸
発は封止剤融液（液体カプセル層）７および高圧容器１
内に充填された加圧不活性ガスにより抑制される。

この状態で結晶引上げ軸８の先端に取付けた種、結晶９
を封止剤融液７を通過して結晶原料融液６に接触させ、
この結晶引上げ軸８を回転させながら引上げて単結晶１
０を得る。

このようにＬＥＣ法は比較的簡単な装置で単結晶を製造
できる利点があるが、高温高圧下で結晶を成長させるも
のであり、熱の対流による放熱や温度分布の不均一等が
原因して結晶欠陥を生じやすいので、るつぼの温度分布
の適正維持およびカーボンヒーターの加熱効率の確保の
ためにカーボンヒーターの外側に熱遮蔽板１１．１２が
配設されている。

これら熱遮蔽板およびるつぼ受け台、るつぼカバーは従
来、形状加工が容易で軽量であるカーボン部材が用いら
れてきたが、カーボン部材は雰囲気中の微量の酸素、水
蒸気等により容易に酸化劣化しやすいため、耐久性が低
下するのは勿論のこと、酸化劣化により発散されたカー
ボンやその酸化生成物等によって結晶原料融液が汚染さ
れやすい。

最近、このカーボンやその酸化生成物等による結晶原料
融液の汚染を防止するために、窒化アルミニウム焼結体
で形成しなびるつぼ受け台、るつぼカバーおよび熱遮蔽
板が使用されるようになってきている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記したように窒化アルミニウム焼結体によ
りるつぼカバーや熱遮蔽板を形成することは、酸化劣化
がなく、酸化生成物による結晶原料融液の汚染が減少し
て結晶の品質向上に寄与しているが、発熱体は温度特性
等の点から他に適当な材質がないため、カーボンヒータ
ーが使用されており、このカーボンヒーターも上述した
るつぼ受け台や熱遮蔽板に使用されていたカーボン部材
と同様に酸化劣化し、カーボンやその酸化生成物等を発
散するため、結晶原料融液の汚染光となるため、さらに
高品質化できる製造装置が強く望まれている。

本発明はこのような問題を解決、するためになされたも
ので、カーボンヒーターから発散されるカーボンやその
酸化生成物等がるつぼ内に侵入するのを防ぎ、これらに
よる汚染の少ない化合物半導体単結晶を製造する装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の化合物半導体単結晶の製造装置は、高圧容器と
、この高圧容器内に設置されたるつぼと、このるつぼを
保持するるつぼ受け台と、前記るつぼ側周面に沿って配
置され前記るつぼを保護するるつぼカバーと、前記るつ
ぼと同軸的に前記るつぼカバーの外側に配置されたカー
ボンヒーターと、このカーボンヒーターの少なくとも外
側および上方に配設された熱遮蔽板と、前記るつぼの上
方に昇降自在に配置された結晶引上げ軸とから主に構成
されてなる化合物半導体単結晶の製造装置において、前
記カーボンヒーターが、前記るつぼ受け台、るつぼカバ
ーおよび熱遮蔽板を介して、前記高圧容器内の雰囲気と
遮断されていることを特徴としている。

すなわち本発明は、例えばカーボンヒーターの周囲をる
つぼ受け台、るつぼカバーおよび熱遮蔽板により密閉す
ることにより、カーボンヒーターより発散するカーボン
やその酸化生成物がるつぼ内に侵入しないようにした化
合物半導体単結晶の製造装置である。

本発明に使用するるつぼ受け台、るつぼカバーおよび熱
遮蔽板は、窒化アルミニウム焼結体で形成されたものが
耐熱性、耐酸化劣化特性等の点で適しており、また例え
ばアルミナ製品で形成し、その表面を窒化アルミニウム
焼結体でコーティングしたものを使用しても同等の効果
が得られる。

（作　用） そして、上記手段により本発明の化合物半導体単結晶の
製造装置においては、カーボンヒーターより発散するカ
ーボンやその酸化生成物がるつぼ内に侵入することがな
くなる。

（実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。なお、第２図
と共通する部分は同一符号とした。

第１図は本発明の一実施例の化合物半導体単結晶の製造
装置の概略を示す図であり、同図にお、いてＪｌは高圧
容器であり、この高圧容器ｌ内にはるつぼ２がほぼ中央
部に設置されるように窒化アルミニウム焼結体からなる
るつぼ受け台３が配置されている。このるつぼ受け台３
の上部、すなわちるつぼ２の側周面に沿ってるつぼ２を
保護する窒化アルミニウム焼結体からなるるつぼカバー
４が配置されている。また、るつぼ２と同軸的に、るつ
ぼ受け台３およびるつぼカバー４を取囲むようにカーボ
ンヒーター５が配置されており、このカーボンヒーター
５と同軸的に外側に窒化アルミニウム焼結体からなる側
部熱遮蔽板１１とカーボンヒーター５の上方に上部熱遮
蔽板１２とが配置されている。さらに、カーボンヒータ
ー５は、るつぼ受け台２、るつぼカバー３、側部熱遮蔽
板１１および上部熱遮蔽板１２により隙間なく覆われて
おり、高圧容器１内の雰囲気と遮断されている。そして
、るつぼ２上方に昇降自在に配置された結晶引上げ軸８
により、化合物半導体単結晶が引上げられる。

次に、この製造装置を使用して以下の手順でＧａＡｓ単
結晶を製造した。

まず、Ｇ　ａ　５００ｇ、　Ａ　ｓ　５５０ｇおよび封
止剤としてＢ２０３をチャージした窒化ホウ素製のるっ
ぽ２を゛るつぼ受け台３上に設置し、るつぼカバー４を
装着して、カーボンヒーター５により加熱し、結晶原料
融液６および封止剤融液７を形成した。そして、この状
態で結晶引上げ軸８先端に取り付けた種結晶９を封止材
融液７を通過させて結晶原料融液６に接触させ、この後
引上げ軸８を回転させながら引上げてＧａＡｓ単結晶１
０を得た。

このようにして得たＧ　ａ　Ａ　ｓ単結晶のカーボン汚
染量を測定したところ、２〜４ｘｌＯ１５／ｃ／と低く
、従来のカーボンヒーターから汚染されていた装置によ
って製造しなＧ　ａ　Ａ　ｓ単結晶に比べて、約１／３
であうな。

すなわち、この実施例の化合物半導体単結晶の製造装置
によれば、窒化アルミニウム焼結体からなるるつぼ受け
台、るつぼカバー、側部熱遮蔽板および上部熱遮蔽板に
よりカーボンヒーターを雰囲気より遮断しているので、
カーボンヒーターから発散されるカーボンやその酸化物
等により単結晶原料融液が汚染されることがなくなり、
高品質な化合物半導体単結晶が安定して得られる。

なお、この実施例では、ＧａＡｓの引上げについて説明
したが、他のＩｎＰＲ？ＧａＰの場合についても同様に
本発明が適用可能なことはもちろんである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の化合物半導体単結晶の製造
装置によれば、カーボンヒーターから発散されるカーボ
ンやその酸化生成物がるつぼ内に侵入することがなくな
り、汚染の少ない高品質の化合物半導体単結晶を安定し
て製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例を概略的に示す断面図
、第２図は従来の装置を示す断面図である。 １・・・・・・・・・高圧容器 ２・・・・・・・・・るつぼ ３・・・・・・・・・るつぼ受け台 ４・・・・・・・・・るつぼ力／＜　−５・・・・・・
・・・カーボンヒーター８・・・・・・・・・結晶引上
げ軸 １１・・・・・・・・・側部熱遮蔽板 １２・・・・・・・・・上部熱遮蔽板 出願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高圧容器と、この高圧容器内に配置されたるつぼ
   と、このるつぼを保持するるつぼ受け台と、前記るつぼ
   側周面に沿って配置され前記るつぼを保護するるつぼカ
   バーと、前記るつぼと同軸的に前記るつぼカバーの外側
   に配置されたカーボンヒーターと、このカーボンヒータ
   ーの少なくとも外側および上方に配設された熱遮蔽板と
   、前記るつぼの上方に昇降自在に配置された結晶引上げ
   軸とから主に構成されてなる化合物半導体単結晶の製造
   装置において、 前記カーボンヒーターが、前記るつぼ受け台、るつぼカ
   バーおよび熱遮蔽板を介して、前記高圧容器内の雰囲気
   と遮断されていることを特徴とする化合物半導体単結晶
   の製造装置。
2. （２）るつぼ受け台、るつぼカバーおよび熱遮蔽板は、
   少なくともその表面が窒化アルミニウム焼結体で形成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の化合物半導体単結
   晶の製造装置。