JP2570162B2 - 結晶育成方法及びその装置 - Google Patents

結晶育成方法及びその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法、
又は液体封止チョクラルスキー法による結晶育成方法及
びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】単結晶育成技術は多くの方法が研究さ
れ、多種多様な手段が材料・用途に応じて適宜選択され
て行われている。育成材料としては何らかの溶媒に溶か
した溶液や、原料を融点以上に加熱して得た融液等ある
が、高純度のウエハを作製するためには融液による結晶
成長が実施されている。融液による結晶成長としはチョ
クラルスキー法と言われる引き上げ結晶化法が従来より
広く用いられ、研究が進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、チョクラルスキ
ー法、又は液体封止チョクラルスキー法によって結晶育
成を行う場合、育成速度はメニスカスの形状により決定
されていた。すなわち、重力の加速度と融液の表面張力
という制御不可能な物性値によりメニスカス形状は決定
され、結果として育成速度を独立に制御することが不可
能となっていた。従って、結晶育成速度の上限を向上す
ることは不可能であった。具体的には、図２に示すよう
に結晶育成速度を増加させるとメニスカスの高さは増加
し、その曲率半径は減少する。これにより結晶に対する
融液の濡れ角θは増加し、結晶直径が減少する。このよ
うに、結晶育成速度を増加させると一定直径の結晶育成
が困難となり、生産性の低下を招く結果となった。
【０００４】本発明の目的は、これらの従来は不可能で
あった結晶成長における物性値を制御するための装置及
びそれを用いた結晶成長方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、融液表面に近
接した網状又は板状の電極と融液表面間に電場を印加す
ることによって、静電力によりメニスカス形状を制御
し、結晶育成速度が増加してもメニスカス形状の制御を
可能とするような結晶成長方法及び装置である。
【０００６】本発明においては、シリコンやゲルマニウ
ム、及びＧａＡｓの場合網状又は板状のカーボン性電極
を融液の近傍に設置し、この電極と融液の間に直流電圧
を印加し、クーロン力による静電場を印加した。これに
よって融液表面をカーボン性電極の方向、すなわち上方
に引き上げ、結晶に対する融液の濡れ角θを減少させる
ことができ、育成速度の増加に伴う結晶直径の減少を抑
制し、高速で結晶育成が可能となる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明を図を用いて説明する。
【０００８】図１はシリコンの融液表面に静電力を印加
するための電極を有する結晶育成装置の構造を示した図
である。図１においては厚さ１ミリのカーボン性電極４
をシリコン融液上２ミリの位置に設置し、直流電圧５０
０Ｖを印加した場合を示した。これにより、結晶育成速
度を１（ｍｍ／ｍｉｎ）から２（ｍｍ／ｍｉｎ）へ増加
させた場合においても、濡れ角はほぼ１１℃の値となり
一定となることが育成装置５に装着したＸ線透視装置
６，７により確認された。この結果、結晶育成速度を約
２倍増加することが可能となった。又、板状のカーボン
性電極においても同様の効果が確認された。
【０００９】以上、本実施例においてはシリコンやゲル
マニウムを対象として述べたが、ＧａＡｓやＩｎＰに代
表されるような化合物半導体においては封止材である酸
化ホウ素中にカーボン製電極を挿入することにより実現
することも可能である。
【００１０】
【発明の効果】以上のように、本発明を用いると半導体
融液と電極との間に発生する静電力によりメニスカス形
状の変化を抑制することが可能となるので、結晶育成速
度をほぼ２倍増加させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位置実施例における結晶育成装置の構
造図である。
【図２】従来の結晶育成装置による育成速度を増加させ
た場合のメニスカス形状の変化と結晶直径の変化を示し
た図である。
【符号の説明】
１ 育成中の結晶 ２ シリコン融液 ３ 坩堝 ４ カーボン製電極 ５ 結晶育成装置 ６ Ｘ線発生装置 ７ Ｘ線カメラ ８ 直流電圧印加装置 ９ 固液界面

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チョクラルスキー法、又は液体封止チョ
    クラルスキー法による結晶育成を、融液表面に設置され
    た板状または網状の電極と前記融液表面間に電場を印加
    しながら行うことを特徴とする結晶育成方法。
  2. 【請求項２】 チョクラルスキー法、又は液体封止チョ
    クラルスキー法による結晶育成装置において、融液表面
    に板状または網状の電極を設置したことを特徴とする結
    晶育成装置。
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