JP2930080B1 - 半導体単結晶育成装置及び育成方法 - Google Patents
半導体単結晶育成装置及び育成方法Info
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Abstract
【要約】
【課題】 磁場と電流を印加したチョクラルスキー法に
よる半導体単結晶育成において、電磁力により回転して
いる半導体融液の回転数を計測し、所望の回転数で結晶
を育成する。 【解決手段】 電磁力により回転している半導体融液
（２）の表面に、るつぼ（１）と同様の材質で形成した
リング（５）を浮遊させる。このリングの外周の１点に
は突起又は窪みが設けられており、この部分が１回転す
る時間を計測して半導体融液の回転数を決定し、結晶を
育成する。
よる半導体単結晶育成において、電磁力により回転して
いる半導体融液の回転数を計測し、所望の回転数で結晶
を育成する。 【解決手段】 電磁力により回転している半導体融液
（２）の表面に、るつぼ（１）と同様の材質で形成した
リング（５）を浮遊させる。このリングの外周の１点に
は突起又は窪みが設けられており、この部分が１回転す
る時間を計測して半導体融液の回転数を決定し、結晶を
育成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法による半導体単結晶育成技術に関するものであり、特
に、半導体融液に互いに直交する磁界と電流とを印加し
て半導体融液を回転させつつ結晶育成を行う半導体単結
晶育成装置及び育成方法に関するものである。
法による半導体単結晶育成技術に関するものであり、特
に、半導体融液に互いに直交する磁界と電流とを印加し
て半導体融液を回転させつつ結晶育成を行う半導体単結
晶育成装置及び育成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超高集積電子デバイスの基板として使用
する半導体単結晶ウエハーは、回転している半導体融液
から半導体単結晶を逆方向に回転させながら引き上げる
チョクラルスキー法により育成する。るつぼ内に保持さ
れた半導体融液は、るつぼの周りに設置した円筒状のヒ
ーターから熱を受けている。このため、融液内の温度分
布を結晶の引き上げ軸に対して完全に軸対称的にするた
めに、るつぼを回転させている。このるつぼの回転によ
り、結晶中に取り込まれる不純物濃度が変化する。しか
し、結晶とるつぼを機械的に回転させる方法では、結晶
径の大型化に伴い結晶を回転させることが困難となって
きており、さらに、るつぼを回転させるには大がかりな
装置が必要になるなど、大型結晶の育成が徐々に困難に
なってきた。
する半導体単結晶ウエハーは、回転している半導体融液
から半導体単結晶を逆方向に回転させながら引き上げる
チョクラルスキー法により育成する。るつぼ内に保持さ
れた半導体融液は、るつぼの周りに設置した円筒状のヒ
ーターから熱を受けている。このため、融液内の温度分
布を結晶の引き上げ軸に対して完全に軸対称的にするた
めに、るつぼを回転させている。このるつぼの回転によ
り、結晶中に取り込まれる不純物濃度が変化する。しか
し、結晶とるつぼを機械的に回転させる方法では、結晶
径の大型化に伴い結晶を回転させることが困難となって
きており、さらに、るつぼを回転させるには大がかりな
装置が必要になるなど、大型結晶の育成が徐々に困難に
なってきた。
【０００３】そこで、半導体単結晶育成装置において、
結晶成長中の半導体融液への磁界の印加装置と、上記磁
界と直交する電流を半導体融液中に印加する装置とを備
え、その半導体融液中に浸入する電極と引き上げ結晶に
通電する電極とを用いた、半導体単結晶育成装置及び育
成方法が提案されている（特願平９―３４３２６１）。
この技術は、電磁力により半導体融液を回転させるた
め、るつぼを機械的に回転させる必要がなく、したがっ
て直径が３０ｃｍ以上のような大口径の半導体単結晶の
育成に当たっても、装置の大規模化を最小限に抑え、か
つ回転数の正確な制御を可能とするものである。
結晶成長中の半導体融液への磁界の印加装置と、上記磁
界と直交する電流を半導体融液中に印加する装置とを備
え、その半導体融液中に浸入する電極と引き上げ結晶に
通電する電極とを用いた、半導体単結晶育成装置及び育
成方法が提案されている（特願平９―３４３２６１）。
この技術は、電磁力により半導体融液を回転させるた
め、るつぼを機械的に回転させる必要がなく、したがっ
て直径が３０ｃｍ以上のような大口径の半導体単結晶の
育成に当たっても、装置の大規模化を最小限に抑え、か
つ回転数の正確な制御を可能とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の半導体単結晶育成技術では、結晶育成中の半導体融液
の回転数を高精度でしかも簡便にモニタすることは不可
能であった。
の半導体単結晶育成技術では、結晶育成中の半導体融液
の回転数を高精度でしかも簡便にモニタすることは不可
能であった。
【０００５】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たもので、チョクラルスキー法による半導体単結晶育成
技術であって、結晶成長中の半導体融液に磁界を印加
し、かつ磁界と直交する電流を半導体融液中に通電する
半導体単結晶育成装置及び育成方法において、結晶育成
中の電磁力で回転している半導体融液の回転数を高精度
でかつ簡便にモニタすることが可能な装置及び方法を提
供することを目的とする。
たもので、チョクラルスキー法による半導体単結晶育成
技術であって、結晶成長中の半導体融液に磁界を印加
し、かつ磁界と直交する電流を半導体融液中に通電する
半導体単結晶育成装置及び育成方法において、結晶育成
中の電磁力で回転している半導体融液の回転数を高精度
でかつ簡便にモニタすることが可能な装置及び方法を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、チョクラルスキー法による半導体単結晶育
成を行う装置であって、半導体融液中に磁界を印加する
装置と、前記磁界と直交する電流を半導体融液中に通電
する装置とを備えた半導体単結晶育成装置において、半
導体融液表面に融液と共に回転する浮きを設けたことを
特徴とする半導体単結晶育成装置を提供する。
成するため、チョクラルスキー法による半導体単結晶育
成を行う装置であって、半導体融液中に磁界を印加する
装置と、前記磁界と直交する電流を半導体融液中に通電
する装置とを備えた半導体単結晶育成装置において、半
導体融液表面に融液と共に回転する浮きを設けたことを
特徴とする半導体単結晶育成装置を提供する。
【０００７】また、本発明は、チョクラルスキー法によ
る半導体単結晶育成を行う方法であって、半導体融液中
に磁界を印加する装置と、前記磁界と直交する電流を半
導体融液中に通電する装置とを備えた半導体単結晶育成
装置を用い、かつ半導体融液表面に融液と共に回転する
浮きを設けるとともに、前記融液と共に回転する浮きの
動きを検出し、その動きから半導体融液の回転状態をモ
ニタすることを特徴とする半導体単結晶育成方法を提供
する。
る半導体単結晶育成を行う方法であって、半導体融液中
に磁界を印加する装置と、前記磁界と直交する電流を半
導体融液中に通電する装置とを備えた半導体単結晶育成
装置を用い、かつ半導体融液表面に融液と共に回転する
浮きを設けるとともに、前記融液と共に回転する浮きの
動きを検出し、その動きから半導体融液の回転状態をモ
ニタすることを特徴とする半導体単結晶育成方法を提供
する。
【０００８】本発明では、磁界中に保持された半導体融
液と成長している半導体単結晶間に電流を印加して、電
磁力で半導体融液を回転させながら結晶を育成する際
に、融液表面に浮遊させた浮きにより半導体融液の回転
数をモニタすることができるため、回転数に応じた不純
物濃度を得ることができ、結晶育成途中で濃度を変化さ
せることも可能となる。
液と成長している半導体単結晶間に電流を印加して、電
磁力で半導体融液を回転させながら結晶を育成する際
に、融液表面に浮遊させた浮きにより半導体融液の回転
数をモニタすることができるため、回転数に応じた不純
物濃度を得ることができ、結晶育成途中で濃度を変化さ
せることも可能となる。
【０００９】この場合、本発明の半導体単結晶育成装置
では、さらに下記構成を好適に採用することができる。 (A)前記浮きの形状がリング状である構成。 (B)前記リング状浮きのリング内側で育成結晶が成長し
ていくように浮きを配置した構成。 (C)前記浮きの材質が半導体溶液を保持するるつぼの材
質と同じである構成。 (D)前記リング状浮きのリングに変形部を設けた構成。 (E)前記変形部をリングの外周に設けた構成。 (F)前記変形部をリングの上面に設けた構成。 (G)前記変形部はリングから突出している構成。 (H)前記変形部はリングの窪みである構成。 (J)前記変形部はリングを貫通する穴である構成。
では、さらに下記構成を好適に採用することができる。 (A)前記浮きの形状がリング状である構成。 (B)前記リング状浮きのリング内側で育成結晶が成長し
ていくように浮きを配置した構成。 (C)前記浮きの材質が半導体溶液を保持するるつぼの材
質と同じである構成。 (D)前記リング状浮きのリングに変形部を設けた構成。 (E)前記変形部をリングの外周に設けた構成。 (F)前記変形部をリングの上面に設けた構成。 (G)前記変形部はリングから突出している構成。 (H)前記変形部はリングの窪みである構成。 (J)前記変形部はリングを貫通する穴である構成。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を説明す
る。成長中の半導体単結晶と磁界中に保持された半導体
融液間に電流を流して半導体融液を回転させた際に、回
転している半導体融液の回転数を計測する方法を、図１
と図２により説明する。図１では主要部分を見やすくす
るために、磁場印加装置、ヒーターなどの結晶育成炉の
周辺装置は省略されている。るつぼ（１）内に保持され
た半導体融液（２）から半導体単結晶（３）を引き上げ
ていく。成長中の半導体単結晶とるつぼ内の半導体融液
との間に電流を通電するための電極（４）は、育成する
半導体単結晶と同一の材料で構成されている。
る。成長中の半導体単結晶と磁界中に保持された半導体
融液間に電流を流して半導体融液を回転させた際に、回
転している半導体融液の回転数を計測する方法を、図１
と図２により説明する。図１では主要部分を見やすくす
るために、磁場印加装置、ヒーターなどの結晶育成炉の
周辺装置は省略されている。るつぼ（１）内に保持され
た半導体融液（２）から半導体単結晶（３）を引き上げ
ていく。成長中の半導体単結晶とるつぼ内の半導体融液
との間に電流を通電するための電極（４）は、育成する
半導体単結晶と同一の材料で構成されている。
【００１１】成長している半導体単結晶の直径よりも内
径の大きい計測用リング（５）を半導体融液表面に浮遊
させる。計測用リングは、るつぼ（１）と同様の材質で
形成されている。この計測リングには、リング外周部の
１点に、突起（６）、窪み（７）、リングを貫通する穴
（８）又はリング上面に形成した変形部分（９）が設け
られており、リングが回転している際に、上記突起、窪
み、穴又は変形部分が１周する時間を結晶育成炉の外部
上方より計測し、融液の回転数を求める。計測用リング
並びに突起、窪み、穴及び変形部の形状を、図２〜図５
に示す。
径の大きい計測用リング（５）を半導体融液表面に浮遊
させる。計測用リングは、るつぼ（１）と同様の材質で
形成されている。この計測リングには、リング外周部の
１点に、突起（６）、窪み（７）、リングを貫通する穴
（８）又はリング上面に形成した変形部分（９）が設け
られており、リングが回転している際に、上記突起、窪
み、穴又は変形部分が１周する時間を結晶育成炉の外部
上方より計測し、融液の回転数を求める。計測用リング
並びに突起、窪み、穴及び変形部の形状を、図２〜図５
に示す。
【００１２】計測リングの内径（ｒｉ）及び外径（ｒ
ｏ）は、育成する結晶の直径（ｒｓ）に対して、 １．
３×ｒｓ＜ｒｉ＜１．５×ｒｓ １×ｒｉ＜ｒｏ＜１．２５×ｒｉ という関係を満たし、リングの厚み（ｔ）は、 ０．０２５×ｒｉ＜ｔ＜０．１２５×ｒｉ という関係を満たすようにすることが適当である。
ｏ）は、育成する結晶の直径（ｒｓ）に対して、 １．
３×ｒｓ＜ｒｉ＜１．５×ｒｓ １×ｒｉ＜ｒｏ＜１．２５×ｒｉ という関係を満たし、リングの厚み（ｔ）は、 ０．０２５×ｒｉ＜ｔ＜０．１２５×ｒｉ という関係を満たすようにすることが適当である。
【００１３】図２に示した突起（６）の形状は、 ｄ１＝ｄ２ ０．０２５×ｒｉ＜ｄ１＜０．１２５×ｒｉ という関係を満たすようにし、図３に示した窪み（７）
の形状は、 ｄ３＝ｄ４ ０．０２５×ｒｉ＜ｄ３＜０．１２５×ｒｉ という関係を満たすようにし、図４に示す穴（８）の直
径は、 ０．３×（ｒｉ？ｒｏ）／２＜ｄ５＜０．９×（ｒｉ？
ｒｏ）／２ という関係を満たすようにすることが適当である。さら
に、図５に示したリング上部の変形部分としては、図５
（ａ）のようにリング全体よりも一部分が線状に突起し
たもの、あるいは、図５（ｂ）のように一部分が溝状に
加工されているものなどを挙げることができる。
の形状は、 ｄ３＝ｄ４ ０．０２５×ｒｉ＜ｄ３＜０．１２５×ｒｉ という関係を満たすようにし、図４に示す穴（８）の直
径は、 ０．３×（ｒｉ？ｒｏ）／２＜ｄ５＜０．９×（ｒｉ？
ｒｏ）／２ という関係を満たすようにすることが適当である。さら
に、図５に示したリング上部の変形部分としては、図５
（ａ）のようにリング全体よりも一部分が線状に突起し
たもの、あるいは、図５（ｂ）のように一部分が溝状に
加工されているものなどを挙げることができる。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を、図を用いて説明する。本
発明により、電磁力で回転している半導体融液の回転数
をモニタしながら結晶育成する方法を、以下に説明す
る。
発明により、電磁力で回転している半導体融液の回転数
をモニタしながら結晶育成する方法を、以下に説明す
る。
【００１５】実施例１から４として、シリコン単結晶を
本発明による方法で育成した場合について説明する。シ
リコン単結晶の場合には、リングの材質としてるつぼと
同一材質の石英を使用した。このリングを用いて、直径
３．０ｃｍのシリコン単結晶を、直径７．５ｃｍの石英
るつぼから育成した。結晶育成の方法は、直径０．４ｃ
ｍのシリコン製の電極棒をシリコン融液に接触させ、る
つぼ内壁から１ｃｍ内側の位置に配置した。初めに、磁
場強度を、０．０１Ｔ，０．０３Ｔ，０．０５Ｔ，０．
１Ｔとし、印加電流を０から８Ａまで連続的に変化させ
て、シリコン融液の回転数を測定した。
本発明による方法で育成した場合について説明する。シ
リコン単結晶の場合には、リングの材質としてるつぼと
同一材質の石英を使用した。このリングを用いて、直径
３．０ｃｍのシリコン単結晶を、直径７．５ｃｍの石英
るつぼから育成した。結晶育成の方法は、直径０．４ｃ
ｍのシリコン製の電極棒をシリコン融液に接触させ、る
つぼ内壁から１ｃｍ内側の位置に配置した。初めに、磁
場強度を、０．０１Ｔ，０．０３Ｔ，０．０５Ｔ，０．
１Ｔとし、印加電流を０から８Ａまで連続的に変化させ
て、シリコン融液の回転数を測定した。
【００１６】図６に、リングの回転数を炉上部から計測
した結果を示す。各印加磁場強度において、横軸に電流
値をとり、縦軸にリングの回転から計測されたシリコン
融液の回転数をプロットしてある。これから、本発明に
よるリングを使用した方法により、シリコン融液の回転
数が精度良く測定できることが確認される。
した結果を示す。各印加磁場強度において、横軸に電流
値をとり、縦軸にリングの回転から計測されたシリコン
融液の回転数をプロットしてある。これから、本発明に
よるリングを使用した方法により、シリコン融液の回転
数が精度良く測定できることが確認される。
【００１７】また、この回転数を測定した結果を用い
て、融液の回転数を設定して結晶中の酸素濃度を変化さ
せた。図６より、印加磁場０．０５Ｔの場合、シリコン
融液の回転数が１０ｒｐｍ，５０ｒｐｍ，１００ｒｐｍ
となるのが、０．２Ａ，０．９Ａ，２．２Ａの電流を流
したときであることがわかる。印加磁場強度と電流値を
この値に設定し、計測用リングで回転数をモニタしなが
ら、シリコン単結晶を育成した。この際、ｐ型で１０Ω
ｃｍの抵抗率となるように、ボロンを適量添加して結晶
育成を行った。育成したシリコン単結晶中の、酸素濃度
とボロン濃度及びその他の不純物濃度を測定した。育成
したシリコン単結晶中酸素及びボロン濃度と、その他の
不純物を測定した結果を表１に示す。
て、融液の回転数を設定して結晶中の酸素濃度を変化さ
せた。図６より、印加磁場０．０５Ｔの場合、シリコン
融液の回転数が１０ｒｐｍ，５０ｒｐｍ，１００ｒｐｍ
となるのが、０．２Ａ，０．９Ａ，２．２Ａの電流を流
したときであることがわかる。印加磁場強度と電流値を
この値に設定し、計測用リングで回転数をモニタしなが
ら、シリコン単結晶を育成した。この際、ｐ型で１０Ω
ｃｍの抵抗率となるように、ボロンを適量添加して結晶
育成を行った。育成したシリコン単結晶中の、酸素濃度
とボロン濃度及びその他の不純物濃度を測定した。育成
したシリコン単結晶中酸素及びボロン濃度と、その他の
不純物を測定した結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】この結果より、シリコン融液の回転数を任
意の値に設定することにより、酸素濃度を１桁の範囲で
設定できることがわかる。この際、ドーパント不純物濃
度は、初期に混入させた量で決定され、回転数には依存
しないことも確認できる。さらに、計測用リングを浮遊
させたことにより、酸素とドーパントであるボロン以外
の不純物が混入していないこともわかり、本発明の方法
でも不要な不純物の混入を防げることが確認できる。
意の値に設定することにより、酸素濃度を１桁の範囲で
設定できることがわかる。この際、ドーパント不純物濃
度は、初期に混入させた量で決定され、回転数には依存
しないことも確認できる。さらに、計測用リングを浮遊
させたことにより、酸素とドーパントであるボロン以外
の不純物が混入していないこともわかり、本発明の方法
でも不要な不純物の混入を防げることが確認できる。
【００２０】次に、結晶径を大型化させた場合について
も、本発明の効果を実施例によって示す。実施例４，
５，６として、結晶直径が３０ｃｍのシリコン単結晶を
育成する場合について、石英製の計測リングを用いてシ
リコン融液の回転数を計測しながら、結晶育成を行っ
た。計測用リングの形状を表２にまとめる。
も、本発明の効果を実施例によって示す。実施例４，
５，６として、結晶直径が３０ｃｍのシリコン単結晶を
育成する場合について、石英製の計測リングを用いてシ
リコン融液の回転数を計測しながら、結晶育成を行っ
た。計測用リングの形状を表２にまとめる。
【００２１】
【表２】 実施例４から６として、ｐ型で抵抗率１０Ωｃｍのシリ
コン単結晶を、０．１Ｔの磁場を印加し、電流を変化さ
せて、回転数を１０ｒｐｍ，５０ｒｐｍ，１００ｒｐｍ
になるように設定して結晶育成を行った。印加した磁場
強度と電流及び計測された融液の回転数と、育成した結
晶中の酸素濃度とボロン濃度を測定した結果を表３に示
す。
コン単結晶を、０．１Ｔの磁場を印加し、電流を変化さ
せて、回転数を１０ｒｐｍ，５０ｒｐｍ，１００ｒｐｍ
になるように設定して結晶育成を行った。印加した磁場
強度と電流及び計測された融液の回転数と、育成した結
晶中の酸素濃度とボロン濃度を測定した結果を表３に示
す。
【００２２】
【表３】
【００２３】さらに、実施例７，８，９として、結晶直
径が４０ｃｍで、ｐ型で抵抗率１０Ωｃｍのシリコン単
結晶を育成する場合について、石英製の計測リングを用
いてシリコン融液の回転数を計測しながら、結晶育成を
行った。計測用リングの形状を表４にまとめる。
径が４０ｃｍで、ｐ型で抵抗率１０Ωｃｍのシリコン単
結晶を育成する場合について、石英製の計測リングを用
いてシリコン融液の回転数を計測しながら、結晶育成を
行った。計測用リングの形状を表４にまとめる。
【００２４】
【表４】
【００２５】０．１５Ｔの磁場を印加し、電流を変化さ
せて、回転数を３０ｒｐｍ，８０ｒｐｍ，１５０ｒｐｍ
になるように設定して結晶育成を行った。印加した磁場
強度と電流及び計測された融液の回転数と、育成した結
晶中の酸素濃度とボロン濃度を測定した結果を表５に示
す。
せて、回転数を３０ｒｐｍ，８０ｒｐｍ，１５０ｒｐｍ
になるように設定して結晶育成を行った。印加した磁場
強度と電流及び計測された融液の回転数と、育成した結
晶中の酸素濃度とボロン濃度を測定した結果を表５に示
す。
【００２６】
【表５】
【００２７】以上の実施例１から９により、本発明によ
る計測用リングを使用して、電磁力で回転しているシリ
コン融液の回転数をモニタしながらシリコン単結晶を育
成することにより、所望のドーパント濃度と酸素濃度の
結晶を育成することが可能であることが確認された。
る計測用リングを使用して、電磁力で回転しているシリ
コン融液の回転数をモニタしながらシリコン単結晶を育
成することにより、所望のドーパント濃度と酸素濃度の
結晶を育成することが可能であることが確認された。
【００２８】シリコン以外の半導体単結晶の育成につい
ても本発明が適応可能であることを確かめるために、実
施例１０として、直径１５ｃｍのＧａＡｓ単結晶を直径
３０ｃｍのｐ−ＢＮ（Pyrolytic-Born Nitride）るつぼ
から育成した。この場合、結晶の抵抗率が１０Ωｃｍと
なるように、ドーパント不純物としてシリコンを適量添
加した。また、実施例１１として、直径１０ｃｍのＧａ
Ｐ単結晶を直径２０ｃｍのｐ−ＢＮるつぼから育成し
た。この場合にも、結晶抵抗率が１０Ωｃｍとなるよう
に、ドーパント不純物としてアンチモンを適量添加して
結晶育成を行った。それぞれの場合において、電極の配
置及び材質は、特願平９−３４３２６１及び特願平１０
−０６５１７４に記載されたものと同様とした。回転数
を計測するための計測用リングは、ＧａＡｓ単結晶の場
合にはるつぼと同様のｐ−ＢＮを使用し、ＩｎＰ単結晶
の場合にもるつぼと同様のｐ−ＢＮを使用した。各場合
の計測リングの大きさを、表６にまとめる。
ても本発明が適応可能であることを確かめるために、実
施例１０として、直径１５ｃｍのＧａＡｓ単結晶を直径
３０ｃｍのｐ−ＢＮ（Pyrolytic-Born Nitride）るつぼ
から育成した。この場合、結晶の抵抗率が１０Ωｃｍと
なるように、ドーパント不純物としてシリコンを適量添
加した。また、実施例１１として、直径１０ｃｍのＧａ
Ｐ単結晶を直径２０ｃｍのｐ−ＢＮるつぼから育成し
た。この場合にも、結晶抵抗率が１０Ωｃｍとなるよう
に、ドーパント不純物としてアンチモンを適量添加して
結晶育成を行った。それぞれの場合において、電極の配
置及び材質は、特願平９−３４３２６１及び特願平１０
−０６５１７４に記載されたものと同様とした。回転数
を計測するための計測用リングは、ＧａＡｓ単結晶の場
合にはるつぼと同様のｐ−ＢＮを使用し、ＩｎＰ単結晶
の場合にもるつぼと同様のｐ−ＢＮを使用した。各場合
の計測リングの大きさを、表６にまとめる。
【００２９】
【表６】
【００３０】実施例１０では、０．１Ｔの磁場を印加
し、電流を変化させて、回転数を３０ｒｐｍになるよう
に設定して結晶を育成した。実施例１１では、０．１Ｔ
の磁場を印加し、電流を変化させて、融液の回転数が２
０ｒｐｍとなるように設定して結晶を育成した。印加し
た磁場と電流と計測された融液の回転数、及び育成した
結晶中のドーパント不純物濃度の測定結果を表７に示
す。
し、電流を変化させて、回転数を３０ｒｐｍになるよう
に設定して結晶を育成した。実施例１１では、０．１Ｔ
の磁場を印加し、電流を変化させて、融液の回転数が２
０ｒｐｍとなるように設定して結晶を育成した。印加し
た磁場と電流と計測された融液の回転数、及び育成した
結晶中のドーパント不純物濃度の測定結果を表７に示
す。
【００３１】
【表７】
【００３２】この結果より、シリコン以外の半導体単結
晶育成の場合にも、本発明により所望の回転数で結晶育
成をすることが可能であり、さらにドーパント不純物以
外の不純物を含有しない半導体単結晶を育成できること
がわかる。
晶育成の場合にも、本発明により所望の回転数で結晶育
成をすることが可能であり、さらにドーパント不純物以
外の不純物を含有しない半導体単結晶を育成できること
がわかる。
【００３３】本発明は、計測リングの大きさ及び構造に
ついては以上の実施例に限定されることはなく、るつぼ
と同様の材質で形成された計測リングを半導体融液表面
に浮遊させた半導体単結晶育成装置及び育成方法を全て
含むものである。本発明はまた、原理的考察から半導体
以外の材料結晶育成においても有効な技術であることは
明らかである。
ついては以上の実施例に限定されることはなく、るつぼ
と同様の材質で形成された計測リングを半導体融液表面
に浮遊させた半導体単結晶育成装置及び育成方法を全て
含むものである。本発明はまた、原理的考察から半導体
以外の材料結晶育成においても有効な技術であることは
明らかである。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように，本発明は、チョク
ラルスキー法による半導体単結晶育成であって、成長し
ている半導体単結晶と半導体融液間の成長界面に垂直か
つ結晶引き上げ軸に対して軸対称な磁界中で、成長して
いる半導体単結晶と半導体融液間に電流を印加する方法
において、るつぼと同様の材質で形成された浮きを半導
体融液表面に浮遊させ、これにより半導体融液の回転数
を計測し、所望の回転数に設定して結晶育成をおこなう
ことを可能にする。
ラルスキー法による半導体単結晶育成であって、成長し
ている半導体単結晶と半導体融液間の成長界面に垂直か
つ結晶引き上げ軸に対して軸対称な磁界中で、成長して
いる半導体単結晶と半導体融液間に電流を印加する方法
において、るつぼと同様の材質で形成された浮きを半導
体融液表面に浮遊させ、これにより半導体融液の回転数
を計測し、所望の回転数に設定して結晶育成をおこなう
ことを可能にする。
【図１】本発明を用いてチョクラルスキー法により半導
体単結晶を育成する際の、融液の回転数を計測するリン
グの配置を説明するための図である。
体単結晶を育成する際の、融液の回転数を計測するリン
グの配置を説明するための図である。
【図２】本発明を用いてチョクラルスキー法により半導
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測す
るためのリングで、外周部に突起のある形状を説明する
ための図である。
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測す
るためのリングで、外周部に突起のある形状を説明する
ための図である。
【図３】本発明を用いてチョクラルスキー法により半導
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測す
るためのリングで、外周部に窪みのある形状を説明する
ための図である。
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測す
るためのリングで、外周部に窪みのある形状を説明する
ための図である。
【図４】本発明を用いてチョクラルスキー法により半導
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測す
るためのリングで、リングに貫通する穴が形成されてい
る場合の形状を説明するための図である。
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測す
るためのリングで、リングに貫通する穴が形成されてい
る場合の形状を説明するための図である。
【図５】本発明を用いてチョクラルスキー法により半導
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測す
るためのリングで、リング上部に変形部分が形成されて
いる場合の形状を説明するための図である。
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測す
るためのリングで、リング上部に変形部分が形成されて
いる場合の形状を説明するための図である。
【図６】本発明を用いてチョクラルスキー法により半導
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測し
た結果を説明するための図である。
体単結晶を育成する際の、半導体融液の回転数を計測し
た結果を説明するための図である。
（１）−−−るつぼ （２）−−−半導体融液 （３）−−−半導体単結晶 （４）−−−電極 （５）−−−半導体融液回転数計測用リング （６）−−−突起 （７）−−−窪み （８）−−−リングを貫通する穴 （９）−−−リング上部の変形部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00
Claims (11)
- 【請求項１】チョクラルスキー法による半導体単結晶育
成を行う装置であって、半導体融液中に磁界を印加する
装置と、前記磁界と直交する電流を半導体融液中に通電
する装置とを備えた半導体単結晶育成装置において、半
導体融液表面に融液と共に回転する浮きを設けたことを
特徴とする半導体単結晶育成装置。 - 【請求項２】浮きの形状がリング状であることを特徴と
する請求項１に記載の半導体単結晶育成装置。 - 【請求項３】リング状浮きのリング内側で育成結晶が成
長していくように浮きを配置したことを特徴とする請求
項２に記載の半導体単結晶育成装置。 - 【請求項４】浮きの材質が半導体溶液を保持するるつぼ
の材質と同じであることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の半導体単結晶育成装置。 - 【請求項５】リング状浮きのリングに変形部を設けたこ
とを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の半
導体単結晶育成装置。 - 【請求項６】変形部をリングの外周に設けたことを特徴
とする請求項５に記載の半導体単結晶育成装置。 - 【請求項７】変形部をリングの上面に設けたことを特徴
とする請求項５に記載の半導体単結晶育成装置。 - 【請求項８】変形部はリングから突出していることを特
徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の半導体単
結晶育成装置。 - 【請求項９】変形部はリングの窪みであることを特徴と
する請求項５〜７のいずれか１項に記載の半導体単結晶
育成装置。 - 【請求項１０】変形部はリングを貫通する穴であること
を特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の半導
体単結晶育成装置。 - 【請求項１１】チョクラルスキー法による半導体単結晶
育成を行う方法であって、半導体融液中に磁界を印加す
る装置と、前記磁界と直交する電流を半導体融液中に通
電する装置とを備えた半導体単結晶育成装置を用い、か
つ半導体融液表面に融液と共に回転する浮きを設けると
ともに、前記融液と共に回転する浮きの動きを検出し、
その動きから半導体融液の回転状態をモニタすることを
特徴とする半導体単結晶育成方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22413398A JP2930080B1 (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 半導体単結晶育成装置及び育成方法 |
| US09/762,469 US6527852B1 (en) | 1998-08-07 | 1999-08-09 | Semiconductor crystal growing apparatus and crystal growing method |
| DE19983450T DE19983450B4 (de) | 1998-08-07 | 1999-08-09 | Halbleiterkristall-Ziehvorrichtung und Kristall-Ziehverfahren |
| PCT/JP1999/004302 WO2000008238A1 (fr) | 1998-08-07 | 1999-08-09 | Appareil pour la croissance de cristaux de semi-conducteurs et procede de cristallogenese |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22413398A JP2930080B1 (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 半導体単結晶育成装置及び育成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2930080B1 true JP2930080B1 (ja) | 1999-08-03 |
| JP2000053487A JP2000053487A (ja) | 2000-02-22 |
Family
ID=16809070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22413398A Expired - Fee Related JP2930080B1 (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 半導体単結晶育成装置及び育成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2930080B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2885240B1 (ja) * | 1998-03-16 | 1999-04-19 | 日本電気株式会社 | 半導体結晶育成装置および育成方法 |
| JP3512074B2 (ja) * | 2000-03-06 | 2004-03-29 | 日本電気株式会社 | 半導体単結晶育成装置および半導体単結晶育成方法 |
-
1998
- 1998-08-07 JP JP22413398A patent/JP2930080B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000053487A (ja) | 2000-02-22 |
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