JPH0212920B2 - - Google Patents
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- JPH0212920B2 JPH0212920B2 JP10093682A JP10093682A JPH0212920B2 JP H0212920 B2 JPH0212920 B2 JP H0212920B2 JP 10093682 A JP10093682 A JP 10093682A JP 10093682 A JP10093682 A JP 10093682A JP H0212920 B2 JPH0212920 B2 JP H0212920B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体単結晶をチヨクラルスキー法に
より引上げる際、原料融液に磁場を印加して単結
晶の品質を改善する方法に関するものである。
より引上げる際、原料融液に磁場を印加して単結
晶の品質を改善する方法に関するものである。
融液から単結晶を引上げる際、水平方向の磁場
を印加して融液の実効粘性を上げ、対流を抑える
ことによつて融液の安定を計り、又るつぼからの
汚染を防ぐことによつて単結晶の品質が改善され
ることはシリコン（Si）等で確かめられている。
を印加して融液の実効粘性を上げ、対流を抑える
ことによつて融液の安定を計り、又るつぼからの
汚染を防ぐことによつて単結晶の品質が改善され
ることはシリコン（Si）等で確かめられている。
従来の磁場印加装置は第１図イ，ロに例を示す
ようなものであつた。イ図は引上炉の縦断図、ロ
図はるつぼ部の横断面を示す。図において、加熱
部（ヒーター）４内に原料融液３を収容したるつ
ぼ１が置かれ、液面より単結晶２が矢印方向に引
上げられる。引上炉の両側には異極対向磁石Ｎ，
Ｓが置かれている。
ようなものであつた。イ図は引上炉の縦断図、ロ
図はるつぼ部の横断面を示す。図において、加熱
部（ヒーター）４内に原料融液３を収容したるつ
ぼ１が置かれ、液面より単結晶２が矢印方向に引
上げられる。引上炉の両側には異極対向磁石Ｎ，
Ｓが置かれている。
この装置では、融液３内には実線矢印で示す融
液流５を生じ、又異極対向磁石により点線矢印で
示す磁場６を生ずる。即ち、軸対称的な融液
（対）流に対し、非軸対称的磁場を生じるため、
融液の半径方向の流れのうち、磁場方向と一致す
る流れに対しては効果がなく、融液流に非軸対称
性が生じるので、均一な円形断面を有する単結晶
が得られないこと、又円形断面全体において結晶
性の均一性が得られない欠点があつた。
液流５を生じ、又異極対向磁石により点線矢印で
示す磁場６を生ずる。即ち、軸対称的な融液
（対）流に対し、非軸対称的磁場を生じるため、
融液の半径方向の流れのうち、磁場方向と一致す
る流れに対しては効果がなく、融液流に非軸対称
性が生じるので、均一な円形断面を有する単結晶
が得られないこと、又円形断面全体において結晶
性の均一性が得られない欠点があつた。
又異極対向磁石を使用するため、得られる磁束
密度が少なく、必要な磁束密度を得るためには、
非常に大きな磁石が必要であつた。
密度が少なく、必要な磁束密度を得るためには、
非常に大きな磁石が必要であつた。
本発明は、上述の問題点を解決するため成され
たもので、磁石として同極対向磁石を用いて特殊
な方向に配置することにより、各融液流の各部に
おいて直交する軸対称的磁場を発生させて、融液
対流を均一に抑制し、軸対称の温度分布を保持さ
せ、それによつて均一な円形断面、均一な結晶性
を有し、かつるつぼからの汚染の少ない品質のす
ぐれた単結晶を製造し得る単結晶の引上方法を提
供せんとするものである。
たもので、磁石として同極対向磁石を用いて特殊
な方向に配置することにより、各融液流の各部に
おいて直交する軸対称的磁場を発生させて、融液
対流を均一に抑制し、軸対称の温度分布を保持さ
せ、それによつて均一な円形断面、均一な結晶性
を有し、かつるつぼからの汚染の少ない品質のす
ぐれた単結晶を製造し得る単結晶の引上方法を提
供せんとするものである。
本発明は、単結晶引上炉の外壁の上下に同極対
向磁石を置いて、原料融液中に等軸対称的かつ放
射状のカスプ磁場を作ることにより、上記融液内
の対流を抑制することを特徴とする単結晶の引上
方法である。
向磁石を置いて、原料融液中に等軸対称的かつ放
射状のカスプ磁場を作ることにより、上記融液内
の対流を抑制することを特徴とする単結晶の引上
方法である。
本発明を適用する単結晶は、例えばGaAs、
GaP、InSb等の周期律表の−化合物半導体
もしくはそれらの混晶、その他の化合物半導体、
例えばSi、Ge等の周期律表族の半導体、又は
その他の半導体などより成るものである。
GaP、InSb等の周期律表の−化合物半導体
もしくはそれらの混晶、その他の化合物半導体、
例えばSi、Ge等の周期律表族の半導体、又は
その他の半導体などより成るものである。
以下、本発明を図面を用いて実施例により説明
する。
する。
第２図は本発明方法の実施例に用いられる単結
晶引上炉の例を示す側面図である。図において、
第１図と同一の符号はそれぞれ同一の部分を示
す。図において、るつぼ１は第１図イと同様に配
置され、その液面より単結晶２が矢印方向に引上
げられる。単結晶引上炉７の外壁の上下には、同
極対向磁石８，８′、例えば超伝導マグネツトが
置かれている。矢印９，９は磁石の電流の方向を
示す。
晶引上炉の例を示す側面図である。図において、
第１図と同一の符号はそれぞれ同一の部分を示
す。図において、るつぼ１は第１図イと同様に配
置され、その液面より単結晶２が矢印方向に引上
げられる。単結晶引上炉７の外壁の上下には、同
極対向磁石８，８′、例えば超伝導マグネツトが
置かれている。矢印９，９は磁石の電流の方向を
示す。
第３図は第２図に示す装置の融液内の融液流お
よび磁場を示す図で、イ図は縦断面図、ロ図は上
部横断面図である。図に示すように、融液３内で
は、実線矢印で示す融液流１０を生じ、点線矢印
で示す磁場１１が生ずる。即ち、同極対向磁石
８，８′により、融液３内には等軸対称的かつ放
射状のカスプ磁場が形成される。
よび磁場を示す図で、イ図は縦断面図、ロ図は上
部横断面図である。図に示すように、融液３内で
は、実線矢印で示す融液流１０を生じ、点線矢印
で示す磁場１１が生ずる。即ち、同極対向磁石
８，８′により、融液３内には等軸対称的かつ放
射状のカスプ磁場が形成される。
この場合、ロ図に示すように、各融液流１０
（軸方向および半径方向）の各部においてほぼ直
交する軸対称的磁場１１を発生し得る。従つて融
液３内では融液流１０が磁場１１により均一に抑
制され、軸対称の温度分布が得られるので、均一
な円形断面、均一な結晶を有する単結晶が得られ
る。又半径方向等での融液対流の上記抑制によ
り、るつぼ１内面からの汚染物が融液全体に広が
ることを防止できるので、高純度単結晶の成長に
好適である。
（軸方向および半径方向）の各部においてほぼ直
交する軸対称的磁場１１を発生し得る。従つて融
液３内では融液流１０が磁場１１により均一に抑
制され、軸対称の温度分布が得られるので、均一
な円形断面、均一な結晶を有する単結晶が得られ
る。又半径方向等での融液対流の上記抑制によ
り、るつぼ１内面からの汚染物が融液全体に広が
ることを防止できるので、高純度単結晶の成長に
好適である。
又同極対向磁石８，８′を用いてカスプ磁場を
作つているから、大きい磁束密度が得られ、特に
磁石として超伝導マグネツトを用いた場合には、
小さな磁石で強大な磁束密度が得られるので、単
結晶引上用に好適である。
作つているから、大きい磁束密度が得られ、特に
磁石として超伝導マグネツトを用いた場合には、
小さな磁石で強大な磁束密度が得られるので、単
結晶引上用に好適である。
実施例
第２図に示すような単結晶引上炉を用い、液体
カプセルチヨクラルスキー法（LEC法）により
GaAs単結晶を引上げた。同極対向磁石８，８′
として常伝導マグネツトを用いた。磁場の平均値
は磁石ホールピース間で８〜10Kガウス、中心部
ではそれより高かつた。
カプセルチヨクラルスキー法（LEC法）により
GaAs単結晶を引上げた。同極対向磁石８，８′
として常伝導マグネツトを用いた。磁場の平均値
は磁石ホールピース間で８〜10Kガウス、中心部
ではそれより高かつた。
原料融液３の温度を約1250℃に保持し、種着け
の後、７mm／Ｈの引上速度で直径２インチの単結
晶を引上げた（本発明と称す）。
の後、７mm／Ｈの引上速度で直径２インチの単結
晶を引上げた（本発明と称す）。
なお比較のため、磁場なしの場合（比較例１）、
異極対向磁石（2Kガウス）を用いた場合（比較
例２）の同様の単結晶を作成した。
異極対向磁石（2Kガウス）を用いた場合（比較
例２）の同様の単結晶を作成した。
本発明および比較例１による単結晶の断面を研
磨し、溶融KOH液でエツチングした時の１cm2当
りのエツチピツトの密度（EPD）は、それぞれ
第４図イ，ロに示す通りである。
磨し、溶融KOH液でエツチングした時の１cm2当
りのエツチピツトの密度（EPD）は、それぞれ
第４図イ，ロに示す通りである。
本発明方法による単結晶は、比較例１に比べ、
EPD＜３×104／cm2以下の面積が30〜50％程度増
え、残留不純物濃度が約1/10になり、又単結晶の
成長じまが無くなつた。又単結晶化率は、比較例
２は75％であつたが、本発明によるものは90％に
増加した。
EPD＜３×104／cm2以下の面積が30〜50％程度増
え、残留不純物濃度が約1/10になり、又単結晶の
成長じまが無くなつた。又単結晶化率は、比較例
２は75％であつたが、本発明によるものは90％に
増加した。
なお比較例２の単結晶の特性は本発明によるも
のと同等であつた。
のと同等であつた。
以上述べたように、本発明方法は、単結晶引上
炉の外壁の上下に同極対向磁石を置いて、原料融
液内に等軸対称的かつ放射状のカスプ磁場を作る
ため、各融液流（軸方向および半径方向）の各部
においてほぼ直交する軸対称磁場が得られ、これ
により融液流を均一に抑制するので、軸対称の温
度分布を保持できるため、均一な円形断面、均一
な結晶を有し、かつ欠陥の少ない単結晶を製造し
得、又半径方向の融液対流の抑制効果によりるつ
ぼ内面からの融液への汚染を防止できるため、単
結晶の不純物の汚染が少なく、高純度単結晶の成
長に好適である利点がある。
炉の外壁の上下に同極対向磁石を置いて、原料融
液内に等軸対称的かつ放射状のカスプ磁場を作る
ため、各融液流（軸方向および半径方向）の各部
においてほぼ直交する軸対称磁場が得られ、これ
により融液流を均一に抑制するので、軸対称の温
度分布を保持できるため、均一な円形断面、均一
な結晶を有し、かつ欠陥の少ない単結晶を製造し
得、又半径方向の融液対流の抑制効果によりるつ
ぼ内面からの融液への汚染を防止できるため、単
結晶の不純物の汚染が少なく、高純度単結晶の成
長に好適である利点がある。
又自然対流が抑えられるので、界面付近の温度
変化が小さくなり、成長のしかたが一様になり、
安定する。
変化が小さくなり、成長のしかたが一様になり、
安定する。
さらに本発明方法は、同極対向磁石を用いてカ
スプ磁場を作るから、小さな磁石で融液流抑制に
充分な磁束密度が得られ、特に磁石として超伝導
マグネツトを用いると、磁石をさらに小型化し
得、単結晶引上げに好適である利点がある。
スプ磁場を作るから、小さな磁石で融液流抑制に
充分な磁束密度が得られ、特に磁石として超伝導
マグネツトを用いると、磁石をさらに小型化し
得、単結晶引上げに好適である利点がある。
第１図イ，ロは従来の磁場印加装置の例を説明
する図で、イ図は引上炉の縦断面図、ロ図はるつ
ぼ部の横断面図である。第２図は本発明方法の実
施例に用いられる単結晶引上炉の例を示す側面図
である。第３図イ，ロは第２図に示す装置の融液
内の融液流および磁場を示す図で、イ図は縦断面
図、ロ図は上部断面図である。第４図イ，ロはそ
れぞれ本発明の実施例および比較例１による単結
晶の断面のエツチピツト密度を示す図である。 １……るつぼ、２……単結晶、３……原料融
液、４……加熱部、５，１０……融液流、６，１
１……磁場、７……単結晶引上炉、８，８′，Ｎ，
Ｓ……磁石、９……電流の方向を示す矢印。
する図で、イ図は引上炉の縦断面図、ロ図はるつ
ぼ部の横断面図である。第２図は本発明方法の実
施例に用いられる単結晶引上炉の例を示す側面図
である。第３図イ，ロは第２図に示す装置の融液
内の融液流および磁場を示す図で、イ図は縦断面
図、ロ図は上部断面図である。第４図イ，ロはそ
れぞれ本発明の実施例および比較例１による単結
晶の断面のエツチピツト密度を示す図である。 １……るつぼ、２……単結晶、３……原料融
液、４……加熱部、５，１０……融液流、６，１
１……磁場、７……単結晶引上炉、８，８′，Ｎ，
Ｓ……磁石、９……電流の方向を示す矢印。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単結晶引上炉の外壁の上下に同極対向磁石を
置いて、原料融液内に等軸対称的かつ放射状のカ
スプ磁場を作ることにより、上記融液内の対流を
抑制することを特徴とする単結晶の引上方法。 ２ 同極対向磁石が超伝導マグネツトより成る特
許請求の範囲第１項記載の単結晶の引上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10093682A JPS58217493A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 単結晶の引上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10093682A JPS58217493A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 単結晶の引上方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217493A JPS58217493A (ja) | 1983-12-17 |
| JPH0212920B2 true JPH0212920B2 (ja) | 1990-03-29 |
Family
ID=14287232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10093682A Granted JPS58217493A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 単結晶の引上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58217493A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033293A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-20 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶半導体引上装置 |
| JPS6144797A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-04 | Toshiba Corp | 単結晶育成装置およびその制御方法 |
| JPH0822797B2 (ja) * | 1986-08-29 | 1996-03-06 | 住友金属工業株式会社 | 結晶成長方法 |
| AU600345B2 (en) | 1987-03-23 | 1990-08-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co. Ltd. | Method of manufacturing superconducting ceramics under a magnetic field |
| JPH0642982B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1994-06-08 | 日本鋼管株式会社 | 連続鋳造鋳型内金属流動制御方法 |
| JP2898355B2 (ja) * | 1989-06-09 | 1999-05-31 | 新日本製鐵株式会社 | 鋳型内溶鋼流動制御方法 |
| US5178720A (en) * | 1991-08-14 | 1993-01-12 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method for controlling oxygen content of silicon crystals using a combination of cusp magnetic field and crystal and crucible rotation rates |
| JPH10297994A (ja) * | 1997-04-25 | 1998-11-10 | Sumitomo Sitix Corp | シリコン単結晶育成方法 |
| JP4045666B2 (ja) | 1998-09-08 | 2008-02-13 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコン単結晶の製造方法 |
| JP4498516B2 (ja) * | 1999-04-01 | 2010-07-07 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 単結晶インゴット製造装置及び方法 |
| US6733585B2 (en) | 2000-02-01 | 2004-05-11 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Apparatus for pulling single crystal by CZ method |
| KR102610983B1 (ko) | 2021-11-25 | 2023-12-06 | 한국화학연구원 | 고순도의 비닐리덴 플루오라이드 제조를 위한 장치 및 방법 |
| KR102610981B1 (ko) | 2021-11-25 | 2023-12-06 | 한국화학연구원 | 비닐리덴 플루오라이드 제조장치 및 제조방법 |
-
1982
- 1982-06-11 JP JP10093682A patent/JPS58217493A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58217493A (ja) | 1983-12-17 |
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