KR960009701B1 - 단결정 육성방법 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

단결정 육성방법

제 1 도 및 제 2 도는 본 발명에 의한 단결정 육성방법의 한 예를 설명하기 위한 종단면도이다.

제 3 도는 이 방법의 효과를 표시하는 그래프이다.

제 4 도는 본 발명의 다른 예를 설명하기 위한 종단면도이다.

제 5 도는 종래의 단결정 육성방법의 문제점을 표시하는 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 도가니2 : 서셉터

3 : 종결정6 : 연상기구

T : 단결정Y : 원료 융액

M : 메니스커스R : 단결정의 반경

G : 단결정과 도가니와의 거리H : 가상수평면으로부터 고액계면의 높이

α : 고액계면에 있어서의 단결정의 원주면과 수평면이 이루는 각도

10 : 칸막이11 : 연통공

본 발명은, CZ법을 사용하여 GaAS, Si등의 반도체 또는 각종 금속의 단결정을 육성하기 위한 단결정 육성방법에 관한 것으로, 특히, 육성중의 단결정의 외경의 변동이나 원통부의 정밀도의 저하를 방지하기 위한 개량에 관한 것이다.

상기한 CZ법은, 도가니 내에 있는 원료 융액에 종결정(種結晶)을 침지하고, 이 종결정을 인상하여 단결정을 육성하는 방법으로써, 결정특성 및 수율을 향상하기 위하여, 특히, 원통부의 진직도를 유지하도록 그 형상을 제어하는 것이 극히 중요하다.

이러한 형상을 제어하는 수단으로는 종래에는, 예를 들면, 실리콘 단결정의 제조에서는 퓨죤링검출법이나 광반사법 등과 같이 빛으로 고액계면(固液界面)의 위치를 검출하고, 인상속도, 히이터온도, 인상축 및 하부축의 회전수 등을 피이드백 제어하여, 단결정의 원통부의 외경을 일정하게 유지하는 광학적 방법이 일반적으로 채택되었다.

한편, GaAs 또는 GaP 등의 화합물 반도체 단결정의 제조에 있어서는, 융액으로부터의 고해리압(高解離壓)성분의 도산(逃散)을 막기 위하여, 도가니 내의 융액 표면을 B₂O₃등의 액체 밀봉재로 피복하는 LEC법이 많이 쓰이고 있는데, 이 경우에는 액체, 밀봉재의 탁함이나 고압가스에 의한 흔들림의 영향으로 상기한 광학적방법을 사용할 수 없다. 그래서, X선 투과장치에 의하여 고액계면의 형상을 관찰하는 TV이미지법이나 육성장치의 인상축 또는 도가니 하부축의 한쪽 또는 양쪽에 하중센서를 설치하고, 하중의 변화로부터 단결정의 외경을 추정하는 중량법도 시도되고 있지만, 상기한 TV이미지법은 X선을 사용하기 때문에 안정성이나 양산성의 면에서 문제가 있고, 중량법에서는 오차가 크다.

그래서, LEC법에 적합한 직경의 정밀도를 제어하는 방법으로서, 일본국 특개소 51-6448호 공보에서는, 코라클방식 인상법이 개시되어 있다. 이 방법은, 액체 밀봉재보다 무겁고, 원료 융액 보다는 가벼운 직경제어치구(코라클)을 원료 융액 표면에 띄우고, 이 코라클에 형성된 원형구를 통하여 단결정을 인상하는 것으로, 이 방법에 의하면, 원통부의 직경을 정밀도가 높게 제어할 수 있는 장점이 있다.

또, 화합물 반도체의 인상방법으로서는, 상기한 LEC법을 개량한 LEK법으로 불리우는 방법도 있다. 이 방법은, 도가니 내에 있는 GaAs 융액 상에 B₂O₃을 띄우는 점에서는 LEC법과 같지만, B₂O₃층을 통하여 단결정을 인상하는 대신에, 도가니 내의 원료 융액의 온도를 점차 강하시킴으로써, 융액의 상면에 침지한 종결정을 시점으로 하여, 도가니의 벽과의 사이에 극히 작은 간극이 있도록 한 상태에서 단결정을 하방으로 향하여 성장시키는 것을 특징으로 하여, 단결정은 B₂O₃층을 통과하지 않는다. 또, 이때 고화(固化)로 인한 체적의 증가를 보정하는 분량만큼 종결정을 인상하여, 단결정이 도가니 벽과 접촉하지 않도록 한다.

이 방법에 의하면, 온도구배가 큰 B₂O₃층을 단결정이 통과하지 않고 끝나기 때문에, 통과할 때에 B₂O₃층으로부터 받는 열응력에 의해 전위결함(全位決陷)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상술한 단결정 육성방법은, 어느 방법이든 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 광선이나 X선, 중량검출 등의 수단에 의하여 단결정의 직경을 검출하여 피이드백 제어하는 방법에서는, 정밀도의 향상에 한계가 있고, 제 5 도에 표시하는 바와같이, 약간의 넥킹(necking)이 발생하거나 축선의 굴곡을 피할 수 없어 단결정의 원통부를 완전한 원주형상으로 하는 것이 불가능 하였다.

또, CZ법에서는, 고액계면에서의 수직방향의 온도구배를 작게 하여, 결정육성을 실시하므로써, 결정의 결함을 저감시킬 수 있다는 것이 알려져 있으며, 수율면에서는 인상의 고속화가 요구되고 있지만, 이와 같이, 온도구배를 작게 하고, 고속으로 인상하면, 단결정으로부터의 열의 방산이 불충분하게 되기 쉽고, 상기 한 형상불량의 문제가 한층 현저하게 되어, 형상을 안정된 상태로 제어하는 것이 곤란하게 되는 결점도 있다.

한편, 상기한 코라클방식의 LEC법에서는, 원통부의 직경을 정밀도가 좋게 제어할 수 있는 반면에, 코라클의 유동이 원인이 되어 융액의 온도분포가 흐트러지므로, 최근에 중요시 되고 있는 GaAs〈100〉단결정을 인상하면 쌍결정이 발생하기 쉬워, 실제로는 111 단결정의 제조 외에는 행할 수가 없고, 융액중에 치구를 넣기 때문에, 오염이 발생할 염려를 해소할 수 없다.

또, 쌍결정의 발생을 방지하기 위하여, 코라클의 유동을 방지하는 부재를 부가하는 방법도 제안되어 있지만, 장치의 구조가 복잡하게 되어, 공업적으로 현실적이 못되어, 오염의 가능성이 더욱 증대하는 결점을 갖게 된다.

또, 전술한 LEK법에서는 단결정이 B₂O₃에 덮힌 채로 성장하여, 단결정의 성장 속도를 확인할 수 있기 때문에, 상기한 도가니 벽에 단결정이 접촉하지 않도록 인상하는 것은 상당히 어렵고, 만일 접촉하였을 때에는 단결정이 쌍결정화 또는 다결정화로 되거나, 도가니를 파괴하는 등의 문제가 생기는 결점이 있어서, 공업적인 차원에서의 실시는 곤란하였다.

그래서, 본 발명자들은, 육성중인 단결정의 외경의 변동을 상세히 검토하고, 이종(種)의 외경의 변동에는, 고액계면 근방에서의 메니스커스(표면장력으로 생기는 곡면)의 불안정성이 관계되어 있다는 것을 확실히 알게 되었다. 또, 본 발명자들은 도가니와 단결정 사이의 메니스커스의 형상을 제어함으로써 단결정의 지름방향의 성장을 억제하여, 외경을 제어할 수 있는 것이 아닌가라는 관점에서 실험을 시행하고, 그 결과, 도가니의 내벽면과 단결정과의 간격을 어떤 소정의 범위로 설정하면, 메니스커스가 안정된 상태를 유지하여, 단결정의 외경의 변경이 억제된다는 새로운 사실을 알아내기에 이르렀다.

본 발명은 상기한 연구결과를 근거로 하여 이루어진 것으로, 이하, 구체적인 구성을 제 1 도 및 제 2 도를 참조하면서 설명한다.

제 1 도에서의 참조부호(1)은 도가니(원료 융액 용기), (2) 서셉터, (3)은 하부축, (4)는 종결정(5)을 지지하는 홀더, (6)는 인상기구이다.

이 방법에서는, 도가니(1)로서 원료 융액(Y)이 젖지 않는 재료를 사용한다. 예를 들면, GaAs를 육성하는 경우에는 pBN이나, 석영, Si에는 그래파이프(graphite), 구리 등의 금속에는 그래파이프 등이 적합하다. 또, 도가니(1)는 그 전체가 상기한 재료로 구성되어 있지 않아도 좋고, 적어도 원주벽의 내벽면이 상기한 재료로 구성되어 있으면 충분하다.

육성시에는 우선, 도가니(1) 안에서 단결정 원료를 용해하여 원료 융액(Y)을 생성하고, 그 중앙에 종결정(5)을 침지한 후, 인상기구(6)에 의하여 단결정(T)을 차례대로 인상한다. 이때, 히이터(도면에서의 표시는 생략)에 대한 통전량 등을 조절하여, 원료 융액(Y)의 표면온도가 단결정(T)으로부터 도가니(1)의 내벽면을 향하여 다소의 정(正)의 온도구배를 갖도록, 그리고 상기한 내벽면의 근방에서의 융액의 온도가 결정성장 온도보다 약간 높게 되도록 온도를 제어한다. 이에 의해서, 육성되는 단결정(T)은 항상 외경이 도가니(1)의 내경에 근접함에 따라 억제되는 경향을 나타낸다.

육성시에는 또, 도가니(1)의 내벽면과 단결정(T) 외주면과의 떨어진 거리를 G(cm), 단결정(T)의 반경을 R(cm), 원료 융액(Y)의 표면장력을 σ(dyn/cm), 원료 융액(Y)의 밀도를 ρ_m(g/cm³), 분위기 가스의 밀도를 ρ_t(g/cm³), 중력가속도를 g(cm/s²)로 하였을 때,

A={2σ/ (ρ_m-ρ_f)g}^0.5……………………………………………………………(1)

H=A{1+A/4R)²}^0.5-A²/4R………………………………………………………(2)

로 표시되는 H 및 상기한 G가 다음식 (3)을 만족시키는 것이 필요하다.

0.75

G / H

2……………………………………………………………………(3)

또, 융액 표면을 액체 밀봉재로 덮는 LEC법을 적용하는 경우에는, 상기한 ρ_f로서, 분위기 가스 밀도 대신에 액체 밀봉재의 밀도를 사용한다.

상기한 식(1), (2)는 오일러·라플라스방정식을 풀어서 얻어지는 것으로, 제 2 도를 참조하여 이들의 한정 이유를 설명한다.

제 2 도는 단결정 성장부의 개략도이다. 도면에서의 참조부호(H)는 원료 융액의 가상수평면(도가니(1)가 없는 경우의 융액면)으로부터 고액계면까지의 높이를 표시하고, 이 H의 값은, 고액계면에 있어서의 단결정의 외주면이 연직(α=90°)인 경우, 상기한 (2)식으로 산출된다.

내경이 15 내지 155mm인 pBN제 도가니 및 석영제 도가니를 사용하고, 결정의 직경을 변경하여 GaAs 단결정을 각각 다수 육성하였다. 제 3 도는 G／H와 결정의 직경의 변경값과의 상관관계를 표시하는 그래프이고, 액체 밀봉재를 사용하지 않는 경우(UNLEC법), 액체 밀봉재를 사용하였을 경우(LEC)의 어느 경우에 있어서도, G／H가 0.75 내지 2의 범위에서 분명히 결정의 직경의 변동이 작게 되어, 직경의 변동을 제어하는 효과가 얻어진다는 것이 분명하다.

G／H의 값은 원료 융액의 종류에 관계없이, 메니스커스형상을 가장 잘 반영하는 변수이고, G／H＜0.75의 범위에서는 단결정(T) 또는 도가니(1)의 편심 등에 의하여 이들이 접촉하여, 단결정의 성장을 저해할 염려가 있다. 또, G／H

2에서는, 제 5 도에서 명백한 바와 같이, 메니스커스부분에 대한 도가니 내벽면으로부터의 반발력(메니스커스부분에 작용하는 표면장력에 의해 발생하는 힘으로, 메니스커스부분을 상향으로 오목하게 되도록 한다)이 부족하여, 단결정의 직경이 확대되려고 하는 경향과 반발력과의 균형을 취할 수 없고, 결정의 직경의 변동이 커져서 결정을 충분히 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또, GaAs 단결정을 육성하는 경우에는, G를 3.5 내지 10mm로 하는 것이 바람직하다. G가 3.5mm 미만이면 단결정(T)이 도가니(1)에 접촉할 염려가 있고, 10mm 이상에서는 직경의 정밀도를 제어하는 효과를 얻을 수 없다.

상기한 구성으로 이루어지는 단결정 육성방법에 의하면, 육성의 진행에 따라, 단결정(T)의 직경이 커지고자 하는 힘과, 메니스커스(M)의 형상을 안정화시켜, 단결정(T)의 원통부의 직경이 변화하는 것을 예방하여, 넥킹이 적고, 원통부의 정밀도가 높은 단결정을 육성하는 것이 가능하다. 또, 코라클 등의 특수한 부재를 융액 중에 침지할 필요가 없기 때문에, 오염발생의 염려가 없다.

또, B₂O₃등의 액체 밀봉재를 사용하는 경우에도, LEK법과는 다른 단결정(T)의 성장을 확인할 수 있기 때문에, 단결정(T)과 도가니(1)가 접촉할 염려가 적어, 결합의 발생을 예방할 수 있다.

또, 단결정(T)의 넥킹발생이나 원통부의 정밀도의 저하를 예방할 수 있는 만큼, 고액계면에 있어서의 온도구배를 작게 할 수 있으므로, 전위밀도를 저하하여 단결정의 품질향상이 도모된다.

또, 상기한 예에서는 1중 도가니를 사용한 CZ법에 본 발명을 적용한 실시예인데, 제 4 도에 표시하는 바와 같이, 2중 도가니에 적용하는 것도 가능하다. 참조부호(10)은 도가니(1) 내에 동일축에 직립고정된 원통형 칸막이이고 이 칸막이(10) 하단에는 내부와 외부를 연통시키는 연통공(11)이 형성되어 있다. 이 칸막이(10)는 적어도 그 내벽면이 상기한 것과 마찬가지로, 원료 융액(Y)과 젖지 않는 재료에 의해 구성되면 좋다. 또, 칸막이(10)의 내측(및 외측)의 원료 융액(Y)상에 B₂O₃등의 액체 밀봉재를 부유시키는 LEC법을 적용하여도 좋다.

이와 같이, 2중 도가니를 사용한 경우에도, 상기한 식(1), (2), (3)을 만족하도록 각각의 치수를 설정하므로써, 매니스커스(M)의 형상을 안정화시켜서, 단결정(T)의 원통부의 직경의 변동을 방지하여, 넥킹이 적고, 원통부의 정밀도가 높은 단결정을 육성할 수 있다.

또, 이 방법에서는, 1중 도가니에 비하여, 도가니(1)의 용량을 크게 할 수 있으므로, 보다 긴 단결정이 얻어지는 장점이 있음은 물론, 칸막이(10)와 도가니(1)내벽과의 사이에 연속적으로 다결정 원료를 공급할 수 있으며, 이 경우에는 배치식에 비하여 보다 긴 단결정을 제조할 수 있다.

(실시예)

이하, 이 실시예를 참조하여, 본 발명의 효과를 실증한다.

(실시예 1)

내경이 85.1mm인 pBN제 도가니를 사용하여, 기밀용기 내에서의 비소의 중기압이 1atm인 분위기하에서 1600g의 GaAs융액을 도가니내에 생성하고, 고액계면에서의 연직방향의 온도구배가 8℃/cm, 결정의 회전수가 5rpm, 도가니의 회전수가 5rpm, 인상속도가 5mm/h인 조건에서 5회의 결정 성장을 실시하였다.

그 결과, 결정의 평균직경이 71.8mm, 직경의 변동이 1.0mm, 전위밀도가 3×10³cm^-2인 양호한 단결정을 얻었다.

(실시예 2)

내경이 99.0mm인 pBN제 도가니를 사용하여, 알곤의 압력이 5atm인 분위기하에서, 2,600g의 GaAs융액을 도가니내에 생성하고, 고액계면에서의 연직방향의 온도구매가 12℃/cm, 결정의 회전수가 5rpm, 도가니의 회전수가 5rpm, 인상속도가 5mm/h인 조건으로 LEC법에 의해 3회의 결정 성장을 실시하였다. 또, 액체 밀봉재로는 B₂O₃를 300g 사용하였다.

그 결과, 결정의 평균직경의 85.6mm, 직경의 변동이 1.4mm, 전위밀도가 1×10³cm^-2인 양호한 단결정을 얻었다.

(실시예 3)

내경이 122.4mm인 pBN제 도가니를 사용하여, 알곤의 압력이 5atm인 분위기하에서 5,000g의 GaAs융액을 도가니내에 생성하고, 고액계면에서의 연직방향의 온도구배가 12℃/cm, 결정의 회전수가 5rpm, 도가니의 회전수가 5rpm, 인상속도가 5mm/h인 조건으로 LEC법에 의해 6회의 결정 성장을 실시하였다. 또, 액체 밀봉재로는 B₂O₃를 600g 사용하였다.

그 결과, 결정의 평균직경이 108.8mm, 직경의 변동이 1.4mm, 전위밀도가 1×10⁴cm^-2인 양호한 단결정을 얻었다.

(실시예 4)

내경이 65.0mm인 그래파이트제 도가니를 사용하여, 알곤의 압력이 8torr인 분위기하에서 7,000g의 Cu융액을 도가니내에 생성하고, 고액계면에서의 고액계면에 수직한 방향의 온도구배를 100℃/cm, 결정의 회전수를 5rpm, 도가니의 회전수를 15rpm, 인상속도를 2mm/min로 하여 2회의 결정 성장을 실시하였다.

그 결과, 결정의 평균직경이 50.2mm, 직경의 변동이 0.9mm인 양호한 단결정이 얻어졌다.

(실시예 5)

내경이 122mm인 석영제 도가니의 내부에, 내경이 65mm이며 석영으로 만들어진 원통형 칸막이를 고정하고, 기밀용기 내에 있어서의 알곤의 압력이 5atm인 분위기하에서 1500g의 GaAs융액을 도가니내에 생성하고, 고액계면에서의 연직방향의 온도구배가 12℃/cm, 결정의 회전수 5rpm, 도가니의 회전수가 5rpm, 인상속도가 5mm/h인 조건에서 3회의 결정 성장을 실시하였다.

그 결과, 결정의 평균직경이 52.0mm, 직경의 변동이 0.95mm, 전위밀도가 3×10³cm^-2인 양호한 단결정을 얻었다.

(비교예 1)

내경이 85.1mm인 pBN제 도가니를 사용하여, 비조증기압이 1atm인 분위기하에서 1600g의 GaAs융액을 도가니내에 생성하고, 고액계면에 수직한 방향의 온도구배가 8℃/cm, 결정의 회전수가 5rpm, 도가니의 회전수가 5rpm, 인상속도가 5mm/h인 조건으로 2회의 결정 성장을 실시하였다.

그 결과, 결정의 평균직경이 81.1mm, 직경의 변동이 2.2mm로 되었지만, 2회 모두 육성 중에 결정이 도가니에 접촉하여 쌍결정이 발생하고, 단결정은 얻을 수 없었다.

(비교예 2)

내경이 122.4mm인 pBN제 도가니를 사용하여, 알곤의 압력이 5atm인 분위기하에서 3000g의 GaAs융액을 도가니내에 생성하고, 고액계면에 있어서의 연직방향의 온도구배가 12℃/cm, 결정의 회전수가 5rpm, 도가니의 회전수가 5rpm, 인상속도가 5mm/h인 조건에서 수동제어에 의하여 결정의 목표직경을 85mm로 하여, LEC법에 의해 10회의 결정 성장을 실시하였다. 액체 밀봉재로는 B₂O₃를 600g 사용하였다.

그 결과, 결정의 평균직경이 86.5mm, 직경의 변동이 7.1mm로 되었고, 수율이 악화되었다. 또, 전위밀도는 3×10⁴cm^-2이었다.

(비교예 3)

내경이 122.4mm인 pBN제 도가니를 사용하여, 알곤의 압력이 5atm인 분위기 하에서 3000g의 GaAs용액을 도가니내에 생성하고, 고액계면에서의 연직방향의 온도 구배가 15℃/cm, 결정의 회전수가 5rpm, 도가니의 회전수가 5rpm, 인상속도가 5mm/h인 조건에서 자동제어에 의하여 결정의 목표직경을 85mm로 하여 LEC법에 의해 7회의 결정 성정을 실시하였다. 액체 밀봉재로는 B₂O₃를 600 사용하였다.

그 결과, 결정의 평균직경이 83.2mm, 직경의 변동이 3.9mm로 되고, 수율은 악화되었다. 또, 전위밀도는 5×10⁴cm^-2이었다.

(비교예 4)

내경이 155.0mm인 pBN제 도가니를 사용하여, 알곤의 압력이 5atm인 분위기 하에서 500g의 GaAs 융액을 도가니 내에 생성하고, 고액계면에서의 연직방향의 온도 구배가 15℃/cm, 결정의 회전수가 5rpm, 도가니의 회전수가 5rpm, 인상속도가 5mm/h인 조건에서 자동제어에 의하여 결정의 목표직경을 105mm로 하여, LEC법에 의해 2회의 결정 성장을 실시하였다. 액체 밀봉재로는 B₂O₃를 600g 사용하였다.

그 결과, 결정의 평균직경이 105.1mm, 직경의 변동이 5.6mm로 되고, 수율은 악화되었다. 또, 전위밀도는 5×10⁴cm^-2이었다.

또, 상기한 실시예에서는 각각의 비교예에 비하여, 얻어진 단결정의 전위밀도가 저하하고 있는데, 이것은 비교예에 비하여 고액계면에 있어서의 온도구배가 저하하였기 때문이라고 생각된다.

상기한 실험결과를 정리하여 표 1에 표시한다.

또, 내경은 도가니의 내경(실시예 5에서는 칸막이의 내경), 결정직경은 결정의 평균직경을 각각 표시하고 있다.

[표 1]

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 단결정 육성방법에 의하면, 육성의 진행에 따라 단결정의 직경이 확장되려고 하는 힘과 메니스커스의 도가니에 접촉하는 부분에 작용하는 표면장력에 의한 반발력을 서로 평형을 이루도록 하므로써, 매니스커스 형상을 안정화시켜서, 단결정의 원통부의 외경의 변동을 방지하여, 낵킹이 적고, 원통부의 정밀도가 높은 단결정을 육성하는 것이 가능하다. 또, 코라클의 유동에 의한 쌍결정의 발생의 염려도 없다. 또, 단결정의 넥킹 발생이나, 원통부의 정밀도가 저하하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 고액계면에 있어서의 온도구배를 저하시키고 전위밀도를 저하하여, 단결정의 품질 향상이 도모된다.

Claims (6)

1. 원통형상의 원주벽이 있는 원료 융액 용기 내에 있는 원료 융액에 종결정을 첨지하고, 상기한 원주벽과 동일축에서 단결정을 인상하는 단결정 육성 방법에 있어서, 상기한 원료 융액 용기의 적어도 원주벽의 내벽면을 상기한 원료 융액에 의해 젖지 않는 재료로 구성하고, 이 내벽면과 단결정의 외주면과의 거리(G)가 0.74

   

   G／H

   

   2의 식을 만족하도록 설정함과 동시에, 원료 융액 표면의 온도분포를 제어함으로써, 상기한 내벽면과 단결정 사이의 메니스커스 형상을 평형으로 유지하여, 단결정의 외경을 제어하는 것을 특징으로 하는 단결정 육성방법.

   (단, H=A{1+(A/4R)²}^0.5-A²／4R,

   A={2σ(ρ_mㅡρ_f)g}^0.5

   R(cm) : 단결정(T)의 반경,

   σ(dyn/cm) : 원료 융액(Y)의 표면장력,

   ρ_m(g/cm³) : 원료 융액(Y)의 밀도,

   ρ_f(g/cm³) : 분위기 가스의 밀도,

   g(cm/s²: 중력가속도)
2. 원료 융액 용기 내에 융액 연통부가 있는 원통형상의 칸막이를 설치하고, 이 칸막이의 내측에서 원료 융액에 종결정을 침지하고, 칸막이와 동일축으로 단결정을 인상하는 단결정 육성방법에 있어서, 상기한 칸막이의 적어도 내벽면을 원료 융액에 의해 젖지 않는 재료로 구성하고, 이 내벽면과 단결정의 외주면과의 거리(G)가 0.75

   

   G／H

   

   2의 식을 만족하도록 설정함과 동시에, 원료 융액 표면의 온도분포를 제어함으로써, 상기한 내벽면과 단결정 사이의 메니스커스형상을 평형으로 유지하여, 단결정의 외경을 제어하는 것을 특징으로 하는 단결정 육성방법.

   (단, H=A{1+(A/4R)²}^0.5-A²／4R,

   A={2σ／(ρ_mㅡρ_f)g}^0.5

   R(cm) : 단결정(T)의 반경,

   σ(dyn/cm) : 원료 융액(Y)의 표면장력,

   ρ_m(g/cm³) : 원료 융액(Y)의 밀도,

   ρ_f(g/cm³) : 분위기 가스의 밀도,

   g(cm/s²: 중력가속도)
3. 제 1 항에 있어서, 상기한 원료 융액 용기 내의 원료 융액의 표면에 액체 밀봉재를 부유시키는 것을 특징으로 하는 단결정 육성방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기한 원료 융액 용기 내의 원료 융액의 표면에 액체 밀봉재를 부유시키는 것을 특징으로 하는 단결정 육성방법.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기한 원료로서 GaAs를 사용하고, 상기 한 내벽면과 단결정의 외주면과의 거리(G)를 3.5 내지 10mm로 하는 것을 특징으로 하는 단결정 육성방법.
6. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기한 원료로서 GaAs를 사용하고, 상기 한 내벽면과 단결정의 외주면과의 거리(G)를 3.5 내지 10mm로 하는 것을 특징으로 하는 단결정 육성방법.

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