JPH01294591A - 単結晶の製造装置 - Google Patents
単結晶の製造装置Info
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- JPH01294591A JPH01294591A JP12199488A JP12199488A JPH01294591A JP H01294591 A JPH01294591 A JP H01294591A JP 12199488 A JP12199488 A JP 12199488A JP 12199488 A JP12199488 A JP 12199488A JP H01294591 A JPH01294591 A JP H01294591A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ＧａＡｓ、 ｌｎＰ等のｍ−ｖ族化合物））
４導体、ＣｄＴｃ等のＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体、Ｓｉ
、Ｇｅ″！Ｐの半導体、Ｌ＋ＮｂＯ５、ＢＩ＋ｔＳｉＯ
ｔ。等の酸化物単結晶をチョクラルスキー法で製造する
装置に関する。
４導体、ＣｄＴｃ等のＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体、Ｓｉ
、Ｇｅ″！Ｐの半導体、Ｌ＋ＮｂＯ５、ＢＩ＋ｔＳｉＯ
ｔ。等の酸化物単結晶をチョクラルスキー法で製造する
装置に関する。
（従来の技術）
特開昭６２−２８８１９３号公報には、底部に小間［■
を有する逆円錐形のコラクルを用いて単結晶を引き−上
げる方法が記載されている。第５図は、この方法で＃ｐ
結晶を引き上げる際の、熱の流れを示したものである。
を有する逆円錐形のコラクルを用いて単結晶を引き−上
げる方法が記載されている。第５図は、この方法で＃ｐ
結晶を引き上げる際の、熱の流れを示したものである。
るつぼｌには原料融液２が収容されており、逆円錐形の
コラクル３を原料融液内に押し下げることにより、コラ
クル内に原料融液４を導入し、そこから単結晶５を引き
−１−げろもので、コラクル内の原料融液表面７をるつ
ぼ内の原料融液表面６から少なくとも８１以上低い位置
に保持して結晶成長している。
コラクル３を原料融液内に押し下げることにより、コラ
クル内に原料融液４を導入し、そこから単結晶５を引き
−１−げろもので、コラクル内の原料融液表面７をるつ
ぼ内の原料融液表面６から少なくとも８１以上低い位置
に保持して結晶成長している。
熱の流れは、るつぼｌの周囲よりるつぼ内の原料融液２
に対して加えられる熱Ａがあり、その熱はコラクル内の
原料融液４を介して熱Ｉ３として引上結晶５に流れ、さ
らに、熱Ｃとして雰囲気ガス中に放散される。一方、熱
Ａの大半は、比較的薄肉のコラクル３を介して熱りとし
て、また、コラクルを介さずに直接熱Ｅとして雰囲気ガ
ス中に放散される。
に対して加えられる熱Ａがあり、その熱はコラクル内の
原料融液４を介して熱Ｉ３として引上結晶５に流れ、さ
らに、熱Ｃとして雰囲気ガス中に放散される。一方、熱
Ａの大半は、比較的薄肉のコラクル３を介して熱りとし
て、また、コラクルを介さずに直接熱Ｅとして雰囲気ガ
ス中に放散される。
（発明が解決しようとする課題）
上記の方法は、コラクル３をるつぼ内原料融液中に押し
下げることにより、るつぼ内の熱い原料融液２からコラ
クル３を介して流れる熱りが、引上結晶５を保温すると
ともに、コラクル内原料融液表面７の周囲の温度を上げ
ることになり、コラクルと引上結晶との固着防止やコラ
クルからの成長核発生を防止することを目的としている
。
下げることにより、るつぼ内の熱い原料融液２からコラ
クル３を介して流れる熱りが、引上結晶５を保温すると
ともに、コラクル内原料融液表面７の周囲の温度を上げ
ることになり、コラクルと引上結晶との固着防止やコラ
クルからの成長核発生を防止することを目的としている
。
しかし、るつぼ内の原料融液に加えられる熱への大半は
、コラクルを介して熱りとして雰囲気ガス中に放散され
るために、引−Ｌ結晶５を介して流れる熱Ｂ、Ｃが抑え
られるために、結晶の固液界面８の形状が−Ｌに凸化し
、多結晶の発生原因となる。
、コラクルを介して熱りとして雰囲気ガス中に放散され
るために、引−Ｌ結晶５を介して流れる熱Ｂ、Ｃが抑え
られるために、結晶の固液界面８の形状が−Ｌに凸化し
、多結晶の発生原因となる。
本発明は、上記の欠点を解消し、引」二結晶を介した熱
の流れを増大させることにより、結晶の固液界面を平坦
化、若しくは、下に凸化させて、結晶欠陥の少ない高品
質な単結晶の製造を可能とする単結晶の製造装置を提供
しようとするものである。
の流れを増大させることにより、結晶の固液界面を平坦
化、若しくは、下に凸化させて、結晶欠陥の少ない高品
質な単結晶の製造を可能とする単結晶の製造装置を提供
しようとするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、コラクル内の原料融液からｔＪ１結晶を引き
」−げる単結晶の製造装置において、」二記のコラクル
は、るつぼ内壁との僅かの間隙を残して原料融液表面を
実質的に被い、コラクル内に１つ以上の小開口を介して
原料融液を収容する逆円錐形の内壁を有し、コラクルの
底面の小開口の人口からコラクル内の原料融液表面まで
の高さを引上結晶の直径の１７５以」二に維持するト段
を設け、かつ、コラクルの見掛は熱伝導率を原料融液よ
り小さくしたことを特徴とする単結晶の製造装置である
。
」−げる単結晶の製造装置において、」二記のコラクル
は、るつぼ内壁との僅かの間隙を残して原料融液表面を
実質的に被い、コラクル内に１つ以上の小開口を介して
原料融液を収容する逆円錐形の内壁を有し、コラクルの
底面の小開口の人口からコラクル内の原料融液表面まで
の高さを引上結晶の直径の１７５以」二に維持するト段
を設け、かつ、コラクルの見掛は熱伝導率を原料融液よ
り小さくしたことを特徴とする単結晶の製造装置である
。
（作用）
第１図は、本発明の単結晶製造装置における熱の流れを
示した説明図であり、第２図は、第１図の装置における
コラクルの形状とるつぼ並びに引上結晶との関係を示し
た説明図である。
示した説明図であり、第２図は、第１図の装置における
コラクルの形状とるつぼ並びに引上結晶との関係を示し
た説明図である。
るつぼ１に原料融液２を収容し、その中にコラクル９を
浮かべる。コラクル内に導入された原料融液４から単結
晶５を引き一ヒげる。その際、コラクル９の直径ａは、
るつぼｌの内径ｅに対して、４ｅ１５≦ａｇｅの関係、
即ち、コラクルとるつぼの間隙をるつぼの内径の１／１
０以下として、るつぼ内原料融液の表面６から直接放散
される熱く第２図の熱Ｅ）を抑えることがよい。また、
コラクルの底面の小間口１１からコラクル内原料融液４
の表面１２までの高さＣは、引上結晶５の直径ｄに対し
てＣ≧ｄ１５の関係を設けて、るつぼ内の原料融液２の
熱の影響を抑えることが好ましい。なお、上記の高さＣ
を確保するために、コラクルに環状の重りを載せてコラ
クルの浮力調節を行うこともできる。コラクルの材質は
、熱伝導率を原料融液より小さ（するために、石英、ｐ
Ｂｌｌ、、ＢＮ、カーボン、＾ｌ、０５、＾ｌＮ、 Ｓ
ｉＣ，マグネシア、ジルコニア、べＩＪ ＩＪア、Ｓｉ
Ｎなどを用いることができ、より断熱効果をにげるため
に、第３図のようにコラクル９に環状中空部１３を設け
ることも可能である。なお、図中１４はコラクルの浮力
調節用の重りである。
浮かべる。コラクル内に導入された原料融液４から単結
晶５を引き一ヒげる。その際、コラクル９の直径ａは、
るつぼｌの内径ｅに対して、４ｅ１５≦ａｇｅの関係、
即ち、コラクルとるつぼの間隙をるつぼの内径の１／１
０以下として、るつぼ内原料融液の表面６から直接放散
される熱く第２図の熱Ｅ）を抑えることがよい。また、
コラクルの底面の小間口１１からコラクル内原料融液４
の表面１２までの高さＣは、引上結晶５の直径ｄに対し
てＣ≧ｄ１５の関係を設けて、るつぼ内の原料融液２の
熱の影響を抑えることが好ましい。なお、上記の高さＣ
を確保するために、コラクルに環状の重りを載せてコラ
クルの浮力調節を行うこともできる。コラクルの材質は
、熱伝導率を原料融液より小さ（するために、石英、ｐ
Ｂｌｌ、、ＢＮ、カーボン、＾ｌ、０５、＾ｌＮ、 Ｓ
ｉＣ，マグネシア、ジルコニア、べＩＪ ＩＪア、Ｓｉ
Ｎなどを用いることができ、より断熱効果をにげるため
に、第３図のようにコラクル９に環状中空部１３を設け
ることも可能である。なお、図中１４はコラクルの浮力
調節用の重りである。
また、コラクル９の底面は、必ずしも平面である必要は
な（、円錐形とすることも可能である。
な（、円錐形とすることも可能である。
さらに、コラクル９の小開口は、第４図のように複数設
けてもよいが、るつぼ内原料融液のコラクル内への急激
な流入により、固液界面に必要以上の熱が供給されるこ
とのないように、小開口の総断面積を小さくすることは
必要である。
けてもよいが、るつぼ内原料融液のコラクル内への急激
な流入により、固液界面に必要以上の熱が供給されるこ
とのないように、小開口の総断面積を小さくすることは
必要である。
なお、小開口は逆円錐形の先端に必ずしも設ける必要は
ない。
ない。
このような構造のコラクルを用いることにより、第１図
のように、コラクルを介して雰囲気ガス中に放散する熱
りが大幅に抑えることができ、逆に引上結晶５を介して
流れる熱Ｂ及びＣが増大するので、結晶の固液界面を平
坦化若しくは凸化させることができ、多結晶化や高転位
化を防ぐことができる。
のように、コラクルを介して雰囲気ガス中に放散する熱
りが大幅に抑えることができ、逆に引上結晶５を介して
流れる熱Ｂ及びＣが増大するので、結晶の固液界面を平
坦化若しくは凸化させることができ、多結晶化や高転位
化を防ぐことができる。
（実施例）
第３図のコラクルを用いて直径７５ｍｍのＧａＡｓ単結
晶を製造した。コラクルは、外径が１４０ｍｍ、高さが
５（１＋＋ｍで、上面の開口が１００１１１、先端に４
ｍｍの小開口を有する傾斜角３０’の逆円錐形内壁をイ
ｆし、中空部を有する、肉厚３ｍｌの石英製であり、コ
ラクル自体の重さは３５０ ｇである。内径１５０ｍｍ
のるつぼには、ＧａＡｓ原料を４Ｋｇチャージし、上記
のコラクルを浮かべ、その上に１２５０ｇの環状の重り
を載せてコラクル内の原料融液の深さを２０ｎ＋ｍに調
節した。その後、引上速度を１０ｍｍ／ｈｒで直径７５
Ｉｌ１ｍの単結晶を引き上げたところ、平坦な固液界面
を維持しながら、安定して引き上げることができた。得
られた単結晶は、リネージが少なく、ＥＰＤも１〜３Ｘ
ＩＯ’と少なかった。
晶を製造した。コラクルは、外径が１４０ｍｍ、高さが
５（１＋＋ｍで、上面の開口が１００１１１、先端に４
ｍｍの小開口を有する傾斜角３０’の逆円錐形内壁をイ
ｆし、中空部を有する、肉厚３ｍｌの石英製であり、コ
ラクル自体の重さは３５０ ｇである。内径１５０ｍｍ
のるつぼには、ＧａＡｓ原料を４Ｋｇチャージし、上記
のコラクルを浮かべ、その上に１２５０ｇの環状の重り
を載せてコラクル内の原料融液の深さを２０ｎ＋ｍに調
節した。その後、引上速度を１０ｍｍ／ｈｒで直径７５
Ｉｌ１ｍの単結晶を引き上げたところ、平坦な固液界面
を維持しながら、安定して引き上げることができた。得
られた単結晶は、リネージが少なく、ＥＰＤも１〜３Ｘ
ＩＯ’と少なかった。
比較のために、第５図のコラクルを用いて、上記の実施
例と同様の条件でＧａＡｓ単結晶を引き−１−げたとこ
ろ、直径５０ａｍまでは比較的安定してｊ１１結晶を引
き」二げることができたが、固液界面の形状は中央部に
間化がみられ、多結晶が一部発生していた。また、引上
結晶の直径を７５ｎｕｓにしようとすると、直径の急激
な減少や切断が発生した。
例と同様の条件でＧａＡｓ単結晶を引き−１−げたとこ
ろ、直径５０ａｍまでは比較的安定してｊ１１結晶を引
き」二げることができたが、固液界面の形状は中央部に
間化がみられ、多結晶が一部発生していた。また、引上
結晶の直径を７５ｎｕｓにしようとすると、直径の急激
な減少や切断が発生した。
（発明の効果）
本発明は上記の構成を採用することにより、引−１−結
晶を介した熱の流れを増大することができ、その結果、
引上結晶の固液界面の形状を・Ｖ坦若しくは下に凸にす
ることができ、引」二結晶の形状制御を容易にし、結晶
欠陥の少ない高品質なｒ１１結晶を安定して育成するこ
とができるようになった。
晶を介した熱の流れを増大することができ、その結果、
引上結晶の固液界面の形状を・Ｖ坦若しくは下に凸にす
ることができ、引」二結晶の形状制御を容易にし、結晶
欠陥の少ない高品質なｒ１１結晶を安定して育成するこ
とができるようになった。
第１図は本発明の単結晶引上装置の１具体例を示したも
ので、熱の流れを説明するための説明図、第２図は第１
図のコラクルの形状についてるつぼと引上結晶との関係
を示した説明図、第３図及び第４図は本発明で使用する
別のコラクルの断面図、第５図は従来の単結晶引上装置
における熱の流れを説明するための説明図である。
ので、熱の流れを説明するための説明図、第２図は第１
図のコラクルの形状についてるつぼと引上結晶との関係
を示した説明図、第３図及び第４図は本発明で使用する
別のコラクルの断面図、第５図は従来の単結晶引上装置
における熱の流れを説明するための説明図である。
Claims (2)
- （１）コラクル内の原料融液から単結晶を引き上げる単
結晶の製造装置において、上記のコラクルは、るつぼ内
壁との僅かの間隙を残して原料融液表面を実質的に被い
、コラクル内に１つ以上の小開口を介して原料融液を収
容する逆円錐形の内壁を有し、コラクルの底面の小開口
の入口からコラクル内の原料融液表面までの高さを引上
結晶の直径の１／５以上に維持する手段を設け、かつ、
コラクルの見掛け熱伝導率を原料融液より小さくしたこ
とを特徴とする単結晶の製造装置。 - （２）コラクルに環状中空部を設け、浮力調節用重りを
コラクルの上に載置可能としたことを特徴とする特許請
求の範囲（１）記載の単結晶の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12199488A JPH01294591A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 単結晶の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12199488A JPH01294591A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 単結晶の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294591A true JPH01294591A (ja) | 1989-11-28 |
Family
ID=14824934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12199488A Pending JPH01294591A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 単結晶の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01294591A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2911150A1 (fr) * | 2007-01-10 | 2008-07-11 | Fr De Detecteurs Infrarouges S | Dispositif pour realiser la croissance d'un materiau semi-conducteur |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP12199488A patent/JPH01294591A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2911150A1 (fr) * | 2007-01-10 | 2008-07-11 | Fr De Detecteurs Infrarouges S | Dispositif pour realiser la croissance d'un materiau semi-conducteur |
| EP1944393A1 (fr) * | 2007-01-10 | 2008-07-16 | Societe Francaise De Detecteurs, Infrarouges- Sofradir | Dispositif pour réaliser la croissance d'un matériau semi-conducteur |
| US9719187B2 (en) | 2007-01-10 | 2017-08-01 | Societe Francaise De Detecteurs Infrarouges-Sofradir | Method for producing the growth of a semiconductor material |
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