JPH04259830A - 半導体単結晶育成時の温度測定方法 - Google Patents
半導体単結晶育成時の温度測定方法Info
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- JPH04259830A JPH04259830A JP4285691A JP4285691A JPH04259830A JP H04259830 A JPH04259830 A JP H04259830A JP 4285691 A JP4285691 A JP 4285691A JP 4285691 A JP4285691 A JP 4285691A JP H04259830 A JPH04259830 A JP H04259830A
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はの引き上げ法，垂直ブ
リッジマン法によってＧａＡｓ， ＩｎＰ，等の ＩＩ
ＩーＶ族化合物半導体，ＣｄＴｅ，ＺｎＳｅ等のＩＩー
ＶＩ族化合物半導体の単結晶を育成する際に炉内及び融
液の温度を測定する方法に関するものである。
リッジマン法によってＧａＡｓ， ＩｎＰ，等の ＩＩ
ＩーＶ族化合物半導体，ＣｄＴｅ，ＺｎＳｅ等のＩＩー
ＶＩ族化合物半導体の単結晶を育成する際に炉内及び融
液の温度を測定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】引き上げ法，垂直ブリッジマン法は原料
を融解した後，種結晶を基として融液を固化することに
よって単結晶を育成するものである。そのため育成のた
めの炉内の温度測定は必須の条件であり，また融液中の
温度を直接測定する場合は少ないが実際に測定すると結
晶成長のための条件として有為な情報とすることができ
る。この温度測定は通常熱電対を用いて行われ，熱電対
としてはＰｔ・Ｒｈ系熱電対，Ｗ・Ｒｅ系熱電対等が広
く使用されている。そして熱電対の保護管としてはアル
ミナ管や石英管が使用されるのが普通である。
を融解した後，種結晶を基として融液を固化することに
よって単結晶を育成するものである。そのため育成のた
めの炉内の温度測定は必須の条件であり，また融液中の
温度を直接測定する場合は少ないが実際に測定すると結
晶成長のための条件として有為な情報とすることができ
る。この温度測定は通常熱電対を用いて行われ，熱電対
としてはＰｔ・Ｒｈ系熱電対，Ｗ・Ｒｅ系熱電対等が広
く使用されている。そして熱電対の保護管としてはアル
ミナ管や石英管が使用されるのが普通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが化合物半導体
の炉内や融液を熱電対によって温度測定する際にアルミ
ナ管を保護管とするとアルミナ管は緻密性に欠けるため
，原料融液の成分が気化して保護管内に浸透して熱電対
と反応し，熱電対が破損，或いは測定精度を害するし，
特に原料融液中に浸漬した場合には原料融液が保護管内
に浸透する。また液体封止剤として通常用いられるＢ２
Ｏ３ を用いるとアルミナ管自身がＢ２ Ｏ３ と反
応して破損するという課題があった。
の炉内や融液を熱電対によって温度測定する際にアルミ
ナ管を保護管とするとアルミナ管は緻密性に欠けるため
，原料融液の成分が気化して保護管内に浸透して熱電対
と反応し，熱電対が破損，或いは測定精度を害するし，
特に原料融液中に浸漬した場合には原料融液が保護管内
に浸透する。また液体封止剤として通常用いられるＢ２
Ｏ３ を用いるとアルミナ管自身がＢ２ Ｏ３ と反
応して破損するという課題があった。
【０００４】また保護管として石英管を用いると石英管
自身は強度が弱く破損し易い。また融液表面の液体封止
剤としてＢ２ Ｏ３ を使用すると保護管にＢ２ Ｏ３
が付着し，使用後に温度が降下する時に石英とＢ２
Ｏ３ の熱膨張係数の差によってしばしば破損するとい
う課題がある。
自身は強度が弱く破損し易い。また融液表面の液体封止
剤としてＢ２ Ｏ３ を使用すると保護管にＢ２ Ｏ３
が付着し，使用後に温度が降下する時に石英とＢ２
Ｏ３ の熱膨張係数の差によってしばしば破損するとい
う課題がある。
【０００５】前記の課題に対し保護管としてＰＢＮ（立
方晶窒化硼素）管を使用する方法も考えられるが，ＰＢ
Ｎ管は高価であり特に長いＰＢＮ管は入手が困難である
。
方晶窒化硼素）管を使用する方法も考えられるが，ＰＢ
Ｎ管は高価であり特に長いＰＢＮ管は入手が困難である
。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は引き上げ法，
垂直ブリッジマン法によってＧａＡｓ，ＩｎＰ等の Ｉ
ＩＩーＶ族化合物半導体，ＣｄＴｅ，ＺｎＳｅ 等のＩ
ＩーＶＩ族化合物半導体の結晶を育成する際に，炉内及
び原料融液の温度測定に用いる熱電対の保護管としてカ
ーボンコートしたアルミナ管を用いることによって熱電
対及び熱電対保護管の破損を防止して寿命長く使用でき
るようにして前記の課題を解消するものである。
垂直ブリッジマン法によってＧａＡｓ，ＩｎＰ等の Ｉ
ＩＩーＶ族化合物半導体，ＣｄＴｅ，ＺｎＳｅ 等のＩ
ＩーＶＩ族化合物半導体の結晶を育成する際に，炉内及
び原料融液の温度測定に用いる熱電対の保護管としてカ
ーボンコートしたアルミナ管を用いることによって熱電
対及び熱電対保護管の破損を防止して寿命長く使用でき
るようにして前記の課題を解消するものである。
【０００７】その際にアルミナ管の外側表面のみをカー
ボンコートしたものを保護管とすると熱電対による温度
測定をより正確なものとし且つ熱電対の寿命をさらに長
くすることができる。またアルミナ管にカーボンコート
を施すのはロータリーホンプ等の排気系を備えた電気炉
を用いることによってコストを要せず容易に実施できる
ものである。
ボンコートしたものを保護管とすると熱電対による温度
測定をより正確なものとし且つ熱電対の寿命をさらに長
くすることができる。またアルミナ管にカーボンコート
を施すのはロータリーホンプ等の排気系を備えた電気炉
を用いることによってコストを要せず容易に実施できる
ものである。
【０００８】以下図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明の温度測定に使用する保護管の断面図であり，
管体の中心のアルミナ管１の内外面にカーボンコート２
を施したものである。図２は他の具体例でありアルミナ
管１の外面にのみカーボンコート２を形成したものであ
る。
は本発明の温度測定に使用する保護管の断面図であり，
管体の中心のアルミナ管１の内外面にカーボンコート２
を施したものである。図２は他の具体例でありアルミナ
管１の外面にのみカーボンコート２を形成したものであ
る。
【０００９】図３は垂直ブリッジマン法の単結晶製造装
置において本発明の保護管を用いて原料融液の温度を測
定する場合の断面図である。すなわち高圧チャンバー１
０の中に３組のヒーター８がもうけられ，その各々を温
度制御して温度勾配を生じさせる。その中心の下のサセ
プター９の上にルツボ７が取り付けられている。ルツボ
７の下部には原料融液５が入れられ，その上に液体封止
剤６の融液が原料融液の気化や原料融液と雰囲気との接
触を封止している。この原料融液５を入れたルツボ７を
垂直に移動し，温度勾配を利用して融液を徐々に凝固さ
せて単結晶を成長させる。その場合に原料融液５の一端
に種結晶をもうけて育成させることもできる。その間原
料融液５の中に温度測定用の配線３を取り付けた熱電対
１１を内部に有する保護管４の先端を浸漬して原料融液
内の温度を直接測定することによって単結晶の成長を調
整，制御する。
置において本発明の保護管を用いて原料融液の温度を測
定する場合の断面図である。すなわち高圧チャンバー１
０の中に３組のヒーター８がもうけられ，その各々を温
度制御して温度勾配を生じさせる。その中心の下のサセ
プター９の上にルツボ７が取り付けられている。ルツボ
７の下部には原料融液５が入れられ，その上に液体封止
剤６の融液が原料融液の気化や原料融液と雰囲気との接
触を封止している。この原料融液５を入れたルツボ７を
垂直に移動し，温度勾配を利用して融液を徐々に凝固さ
せて単結晶を成長させる。その場合に原料融液５の一端
に種結晶をもうけて育成させることもできる。その間原
料融液５の中に温度測定用の配線３を取り付けた熱電対
１１を内部に有する保護管４の先端を浸漬して原料融液
内の温度を直接測定することによって単結晶の成長を調
整，制御する。
【００１０】
【作用】本発明のようにカーボンコートした保護管を用
いた温度測定では保護管としてアルミナ管を用いるのに
比し保護管の脆性が小さいのでうと破損しにくい。カー
ボンコートしたアルミナ管では緻密性が高いので原料，
液体封止剤からの気体，や接触した液体が内部に浸透す
るのが防止できるて熱電対を損傷することを防止できる
。またカーボンコートが保護膜となるのでアルミナが原
料気化ガスや液体封止剤のＢ２ Ｏ３ と化学反応を起
こすことを防止できる。
いた温度測定では保護管としてアルミナ管を用いるのに
比し保護管の脆性が小さいのでうと破損しにくい。カー
ボンコートしたアルミナ管では緻密性が高いので原料，
液体封止剤からの気体，や接触した液体が内部に浸透す
るのが防止できるて熱電対を損傷することを防止できる
。またカーボンコートが保護膜となるのでアルミナが原
料気化ガスや液体封止剤のＢ２ Ｏ３ と化学反応を起
こすことを防止できる。
【００１１】特に図２のようにアルミナ管の外側のみに
カーボンコートした保護管を用いると，内面にカーボン
層がないので熱電対がカーボン層と接触して熱起電力が
該層を通じてリークがなく測定が正確になり，またカー
ボンと熱電対の材料との反応による熱電対の性能劣化を
防止することができる。
カーボンコートした保護管を用いると，内面にカーボン
層がないので熱電対がカーボン層と接触して熱起電力が
該層を通じてリークがなく測定が正確になり，またカー
ボンと熱電対の材料との反応による熱電対の性能劣化を
防止することができる。
【００１２】
【実施例】図３のような装置を用いてＣｄＴｅ単結晶の
成長を行った。直径３６ｍｍのＰＢＮ製のルツボの中に
４００ｇのＣｄＴｅ多結晶と液体封止剤として５０ｇの
Ｂ２ Ｏ３ を投入し，口径６０ｍｍφの温度勾配炉を
用いて結晶成長させた。その場合に高圧チャンバーの内
部は３気圧に保持したＮ２ 雰囲気とした。ヒーターに
よってルツボ内の原料ＣｄＴｅ多結晶と液体封止剤Ｂ２
Ｏ３ を加熱融解し，その中に熱電対を入れた保護管
を図面のように浸漬して温度測定を行った。温度測定を
行いながらサセプターを下降させてＣｄＴｅ単結晶を成
長させた。
成長を行った。直径３６ｍｍのＰＢＮ製のルツボの中に
４００ｇのＣｄＴｅ多結晶と液体封止剤として５０ｇの
Ｂ２ Ｏ３ を投入し，口径６０ｍｍφの温度勾配炉を
用いて結晶成長させた。その場合に高圧チャンバーの内
部は３気圧に保持したＮ２ 雰囲気とした。ヒーターに
よってルツボ内の原料ＣｄＴｅ多結晶と液体封止剤Ｂ２
Ｏ３ を加熱融解し，その中に熱電対を入れた保護管
を図面のように浸漬して温度測定を行った。温度測定を
行いながらサセプターを下降させてＣｄＴｅ単結晶を成
長させた。
【００１３】熱電対としてＢ型のものを使用し，保護管
は本発明の外側にのみカーボンコートを施した外径８ｍ
ｍ， 内径５ｍｍで長さ１ｍのアルミナ管を用いた。そ
の結果は結晶育成中には熱電対は劣化，破損することな
く正確な温度測定を続けることができた。また結晶を育
成した後，該保護管を取り出して検査したところアルミ
ナ管には原料融液およびＢ２ Ｏ３ との反応の痕跡は
認められなかった。
は本発明の外側にのみカーボンコートを施した外径８ｍ
ｍ， 内径５ｍｍで長さ１ｍのアルミナ管を用いた。そ
の結果は結晶育成中には熱電対は劣化，破損することな
く正確な温度測定を続けることができた。また結晶を育
成した後，該保護管を取り出して検査したところアルミ
ナ管には原料融液およびＢ２ Ｏ３ との反応の痕跡は
認められなかった。
【００１４】
【発明の効果】以上に詳しく説明したように本発明のよ
うに化合物半導体の単結晶成長装置において，温度測定
に保護管としてカーボンコートしたアルミナ管を使用す
ると，該保護管はコスト的に安価でありながら機械的強
度に優れており，且つ原料成分の気体や原料融液の遮蔽
効果が優れているので熱電対の劣化を防ぐことができて
測定精度を長く保持することができる。さらに液体封止
剤（特にＢ２ Ｏ３ 等）に対するアルミナの耐蝕性を
向上させるものであり，非常に有効な温度測定方法であ
る。
うに化合物半導体の単結晶成長装置において，温度測定
に保護管としてカーボンコートしたアルミナ管を使用す
ると，該保護管はコスト的に安価でありながら機械的強
度に優れており，且つ原料成分の気体や原料融液の遮蔽
効果が優れているので熱電対の劣化を防ぐことができて
測定精度を長く保持することができる。さらに液体封止
剤（特にＢ２ Ｏ３ 等）に対するアルミナの耐蝕性を
向上させるものであり，非常に有効な温度測定方法であ
る。
【図１】本発明に使用する保護管の断面図である。
【図２】本発明に使用する保護管の他の具体例を示す断
面図である。
面図である。
【図３】液体封止した引き上げ法の単結晶製造装置にお
いて，本発明の温度測定法をしようする場合の説明図で
ある。
いて，本発明の温度測定法をしようする場合の説明図で
ある。
１ アルミナ管
２ カーボンコート
３ 配線
４ 保護管
５ 原料融液
６ 液体封止剤
７ ルツボ
８ ヒーター
９ サセプター
１０ 高圧チャンバー
１１ 熱電対
Claims (2)
- 【請求項１】 引き上げ法或いは垂直ブリッジマン法
による化合物半導体の単結晶を製造する方法において，
熱電対を内蔵したカーボンコートを施した保護管を用い
て炉内或いは原料融液中の温度を測定することを特徴と
する半導体単結晶育成時の温度測定方法 - 【請求項２】 保護管として管の外側にのみカーボン
コートを施したアルミナ管を用いることを特徴とする請
求項１記載の半導体単結晶育成時の温度測定方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4285691A JPH04259830A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 半導体単結晶育成時の温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4285691A JPH04259830A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 半導体単結晶育成時の温度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259830A true JPH04259830A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=12647667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4285691A Pending JPH04259830A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 半導体単結晶育成時の温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04259830A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010054491A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-03-11 | Saginomiya Seisakusho Inc | 温度測定センサーおよび温度測定センサーを用いた温度測定装置 |
| CN111058086A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-24 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 一种晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法 |
-
1991
- 1991-02-14 JP JP4285691A patent/JPH04259830A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010054491A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-03-11 | Saginomiya Seisakusho Inc | 温度測定センサーおよび温度測定センサーを用いた温度測定装置 |
| CN111058086A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-24 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 一种晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法 |
| CN111058086B (zh) * | 2019-12-16 | 2021-09-17 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 一种晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法 |
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