JP5689661B2 - 種結晶保持体及びこれを用いた単結晶の製造方法 - Google Patents
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まず基材9上に、気相法により多結晶体を形成する。気相法としては、昇華法、水素化物堆積法(Hydride Vapor Phase Epitaxy,HVPE)、MOCVD法、熱蒸着法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、レーザーアブレーション法、プラズマ法及びスパッタ法などが挙げられる。中でも、単結晶の成長速度が大きいことから、昇華法が好ましく用いられる。多結晶体の厚さは通常1〜5000μmであり、好ましくは20〜500μmである。
次に、接合部11の接合予定面の表面粗さを減少させて平滑化面を形成する。ここで、接合部11の接合予定面の表面粗さを減少させるには、例えば接合部11の接合予定面に対して研削又は研磨などを行えばよい。中でも、研削が加工速度が大きいことから好ましいが、表面粗さは研磨の方が低くなるので、両者を併用しても良い。また接合部11の接合予定面の表面粗さは、平滑化面の算術表面粗さRaが0.05〜2μmとなるまで減少させることが好ましく、0.2〜1μmとなるまで減少させることがより好ましい。
なお、接合部11及び種結晶10を熱処理する前に、種結晶10のうち接合部11との接合予定面の表面粗さを減少させて平滑化面を形成することが好ましい。この場合、接合部11と種結晶10との密着性をより向上させることができる。
一方、棒状の支持部材7の先端に、上記のようにして得られた種結晶保持体8を固定する。このとき、種結晶保持体8の基材9を支持部材7の先端に固定する。そして、種結晶保持体8を支持した支持部材7を、キャップ部材2dの挿入口2gに、種結晶保持体8側から挿入する。このとき、種結晶10は、成長容器2内の単結晶成長領域6に配置される。具体的には、種結晶10は、原料1側に面した表面が原料収容部2aの底面2iから所定の距離離れた位置に配置されるように単結晶成長領域6に配置される。
こうして、加熱装置4により、窒化アルミニウム単結晶の原料1が加熱されて昇華すると、原料1から昇華した昇華ガスとガス導入口2hから導入された窒素ガスとの混合ガスが、種結晶10において冷却されることで再結晶して固相になり種結晶10に結晶12が成長する。こうして窒化アルミニウム単結晶が得られる。
さらに上記実施形態では、ガス排出路2eが、原料が配置されるルツボ(原料配置部)5よりも高い位置で且つ単結晶配置領域6よりも低い位置に配置されているが、ガス排出路2eは、ルツボ5と単結晶配置領域6との間に配置されていればよく、原料が配置されるルツボ(原料配置部)5よりも低い位置で且つ単結晶配置領域6よりも高い位置に配置されていてもよい。
黒鉛製の基材を準備した。次に、図2に示す接合部製造装置20において、断熱材13の蓋体13bを外し、発熱体14の蓋体14bを外した状態にした。そして、基材9は、発熱体14の蓋体14bに基材9を嵌め合せることによって固定した。
成長容器2内の圧力:200Torr
成長時間 :300時間
窒素ガス流量 :1SLM
希釈ガスの流量 :1SLM
原料部温度 :2300℃
中間部温度 :2350℃
成長部温度 :2200℃
種結晶を、カーボン系接着剤(ST−201、日清紡ケミカル株式会社製)を用いて基材に固定することによって種結晶保持体を作製したこと以外は実施例1と同様にして単結晶の製造を行った。なお、カーボン系接着剤は、フェノール樹脂及びカーボンを溶剤中に溶解させてなるものとした。
種結晶を、窒化アルミニウム系接着剤を用いて基材に固定することによって種結晶保持体を作製したこと以外は実施例1と同様にして単結晶の製造を行った。なお、窒化アルミニウム系接着剤は、窒化アルミニウムを、水からなる溶剤中に溶解させてなるものとした。
9…基材
10…種結晶
11…接合部
Claims (3)
- 基材と、
基材の上に接合部を介して接合される種結晶とを備える種結晶保持体の製造方法であって、
前記基材上に気相法により前記種結晶と同一材料からなる多結晶体を前記接合部として形成する接合部形成工程と、
前記接合部において前記種結晶を接合させる接合予定面の表面粗さを減少させて平滑化面を得る接合部表面粗さ減少工程と、
前記接合部の前記平滑化面に前記種結晶を重ね合わせ、この状態で前記接合部および前記種結晶を熱処理することによって前記接合部の前記平滑化面に前記種結晶を接合させる種結晶接合工程とを含む
ことを特徴とする種結晶保持体の製造方法。 - 前記接合部表面粗さ減少工程と前記種結晶接合工程との間に、前記種結晶のうち前記接合部と接合する接合予定面の表面粗さを減少させて平滑化面を得る種結晶表面粗さ減少工程をさらに含む請求項1に記載の種結晶保持体の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の種結晶保持体の製造方法で得られた種結晶保持体を、単結晶の原料を収容する成長容器内に設置する種結晶保持体設置工程と、
前記原料を昇華させ、前記種結晶保持体の前記種結晶から結晶を成長させる結晶成長工程とを含む、
ことを特徴とする単結晶の製造方法。
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