JP2009051728A - 炭素ドーピング、抵抗率制御、温度勾配制御を伴う、剛性サポートを備える半導体結晶を成長させるための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サポート・シリンダ2050は、統合されて封止されたアンプル4000・るつぼ装置3000を支持し、その一方で、サポート・シリンダ2050の内部の低密度断熱材2060が対流および伝導伝熱を防止している。低密度材料2060を貫通する輻射チャネル2070によって、シード・ウェル4030および結晶成長るつぼ3000の移行領域3020に出入する輻射熱が伝達される。シード・ウェル4030の直下に位置する断熱材2060中の中空コア2030によって成長している結晶の中心部が冷却され得、結晶インゴットの均一・水平な成長と、平坦な結晶−溶融帯の界面が得られ、従って、均一な電気的特性を備えたウェーハを得る事が出来る。
【選択図】図6
Description
Claims (24)
- ドーパントとして炭素ガスを制御して添加しつつ半絶縁のガリウム砒素材料を成長させる方法であって、
シード領域を有するるつぼを供給するステップと、
前記るつぼ内部の前記シード領域に種結晶を配置するステップと、
前記るつぼにガリウム砒素原料をロードするステップと、
前記るつぼに酸化ホウ素(B2O3)材料をロードするステップと、
下側領域および上側領域を備えるアンプルを提供するステップと、
アンプルに、前記種結晶、ガリウム砒素原料およびB2O3材料を含む前記るつぼを供給するステップと、
前記るつぼの外側において、前記アンプルの前記下側領域に固体炭素物質を供給するステップと
前記固体炭素物質および前記るつぼを備える前記アンプルを真空封止するステップと、
前記ガリウム砒素原料が溶融するように、前記封止したアンプルを制御して加熱するステップと、
前記封止したアンプルを制御して冷却するステップと
を備え、
B2O3材料を通して溶融したガリウム砒素材料と反応する炭素ガスを生成する為に、前記加熱ステップにおける熱が前記固体炭素物質に伝達される、
方法。 - 所定の量の前記固体炭素物質を選択するステップを更に備える、請求項1に記載の方法。
- 前記固体炭素物質が、塊状のグラファイトを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記固体炭素物質が、粉末状のグラファイトを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記固体炭素物質が、キャップ状のグラファイトを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記固体炭素物質が、棒状のグラファイトを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記固体炭素物質が、グラファイトの小片を含む、請求項1に記載の方法。
- ドーパントとして炭素ガスを制御して添加しつつ半絶縁のガリウム砒素材料を成長させる装置であって、
シード領域を含むるつぼと、
下側領域と上側領域を含むアンプルと、
を備え、
前記るつぼは前記アンプル中に供給され、
前記るつぼの外側において、前記アンプルの前記下側領域に固体炭素物質が供給され、
前記固体炭素物質と前記るつぼを有する前記アンプルが真空封止される、
装置。 - 前記固体炭素物質が粉末状グラファイトを含む、請求項8に記載の装置。
- 前記固体炭素物質がグラファイトの小片を含む、請求項8に記載の装置。
- ドーパントとして炭素ガスを制御して添加しつつ半絶縁のガリウム砒素材料を成長させるシステムであって、
種結晶を含むシード領域を有し、内部にガリウム砒素原料および酸化ホウ素(B2O3)材料を有するるつぼと、
下側領域と上側領域を有するアンプルと、
前記アンプルの周囲に配置される加熱部と
を備え、
前記るつぼは前記アンプルの内部に供給され、
前記るつぼの外側において、前記アンプルの前記下側領域に固体炭素物質が供給され、
前記固体炭素物質と前記るつぼを有する前記アンプルが真空封止される
システム。 - 前記固体炭素物質が粉末状グラファイトを含む、請求項11に記載のシステム。
- 前記固体炭素物質がグラファイトの小片を含む、請求項11に記載のシステム。
- るつぼを支持する方法であって、
VGF法による結晶成長炉の床部に固体シリンダを載置するステップと、
低密度材料で前記固体シリンダを充填するステップと、
前記低密度材料の中心に、軸方向の中空コアを供給するステップと、
前記軸方向の中空コアが前記アンプル・シード・ウェルを受け入れ、前記るつぼが前記シリンダによって支持されるように、前記種結晶、原料、るつぼおよびるつぼキャップを含む封止された石英アンプルを前記石英シリンダの最上部に載置するステップと
を備える方法。 - 前記低密度断熱材を前記固体結晶へ挿入する前に、前記低密度断熱材に複数の水平の放射状の輻射伝熱チャネルが貫通する、請求項14に記載のるつぼを支持する方法。
- 前記垂直の固体シリンダは本質的に石英から構成される、請求項14に記載のるつぼを支持する方法。
- 前記垂直の固体シリンダは本質的に炭化けい素から構成される、請求項14に記載のるつぼを支持する方法。
- 前記垂直の固体シリンダがセラミックである、請求項14に記載のるつぼを支持する方法。
- 前記低密度断熱材がセラミック繊維である、請求項14に記載のるつぼを支持する方法。
- 前記低密度断熱材がアルミナ繊維(1800℃)である、請求項14に記載のるつぼを支持する方法。
- 前記低密度断熱材がアルミナ−シリカ繊維(1426℃)である、請求項14に記載のるつぼを支持する方法。
- 前記低密度断熱材がジルコニア繊維(2200℃)である、請求項14に記載のるつぼを支持する方法。
- 前記水平の放射状の輻射伝熱チャネルが、1平方インチと等しい断面積を有する、請求項15に記載のるつぼを支持する方法。
- るつぼを支持する装置であって、
VGF法による結晶成長炉の床部上にの固体シリンダを備え、
前記固体シリンダが低密度材料で充填され、
前記低密度断熱材の中心に軸方向の中空コアが形成され、
前記軸方向の中空コアがアンプル・シード・ウェルを受け入れる、
装置。
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