JPH07165488A - 結晶成長装置及び結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長装置及び結晶成長方法Info
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- JPH07165488A JPH07165488A JP31090493A JP31090493A JPH07165488A JP H07165488 A JPH07165488 A JP H07165488A JP 31090493 A JP31090493 A JP 31090493A JP 31090493 A JP31090493 A JP 31090493A JP H07165488 A JPH07165488 A JP H07165488A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】化合物半導体の融液からの引き上げ法による結
晶成長装置に関し、原料融液を外側融液と内側融液とに
分離する隔壁の温度が低下することを防ぎ、成長する結
晶の直径を正確に制御する。 【構成】原料融液を収納する容器２１と、容器２１内の
原料融液を加熱する加熱手段２２と、容器２１内の原料
融液中に位置するように設けられ、開口２４を介して原
料融液を内側融液３０と外側融液３１とに分離する隔壁
２３と、隔壁２３を前記融液に出し入れするための、石
英、窒化ホウ素、酸化アルミニウム及び窒化アルミニウ
ムのいずれかからなる第１のロッド２５と、内側融液３
０に接触させた種結晶２７を支持し、内側融液３０から
成長する結晶を引き上げる引き上げ軸２６と、成長する
結晶３３の構成元素を補給する補給用ソース２９を外側
融液３１に接触させるべく、該補給用ソース２９を支持
する第２のロッド２８とを有する。
晶成長装置に関し、原料融液を外側融液と内側融液とに
分離する隔壁の温度が低下することを防ぎ、成長する結
晶の直径を正確に制御する。 【構成】原料融液を収納する容器２１と、容器２１内の
原料融液を加熱する加熱手段２２と、容器２１内の原料
融液中に位置するように設けられ、開口２４を介して原
料融液を内側融液３０と外側融液３１とに分離する隔壁
２３と、隔壁２３を前記融液に出し入れするための、石
英、窒化ホウ素、酸化アルミニウム及び窒化アルミニウ
ムのいずれかからなる第１のロッド２５と、内側融液３
０に接触させた種結晶２７を支持し、内側融液３０から
成長する結晶を引き上げる引き上げ軸２６と、成長する
結晶３３の構成元素を補給する補給用ソース２９を外側
融液３１に接触させるべく、該補給用ソース２９を支持
する第２のロッド２８とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は結晶成長装置及び結晶成
長方法に関し、更に詳しく言えば、化合物半導体の融液
からの引き上げ法による結晶成長装置及び結晶成長方法
に関する。
長方法に関し、更に詳しく言えば、化合物半導体の融液
からの引き上げ法による結晶成長装置及び結晶成長方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、化合物半導体装置では、２元結晶
を基板として使用し、その上に２元以上の化合物半導体
の結晶層を成長させることが行われている。しかし、２
元基板と３元結晶との格子定数の差による格子不整合の
問題があるために、格子整合の為の成長層を設けなけれ
ばならなかった。これを回避するために３元以上の化合
物半導体の基板が必要とされている。
を基板として使用し、その上に２元以上の化合物半導体
の結晶層を成長させることが行われている。しかし、２
元基板と３元結晶との格子定数の差による格子不整合の
問題があるために、格子整合の為の成長層を設けなけれ
ばならなかった。これを回避するために３元以上の化合
物半導体の基板が必要とされている。
【０００３】このような基板結晶を作成する方法のひと
つとして液体封止チョクラルスキ法（以下ＬＥＣ法と称
する）と呼ばれるものが知られている。ＬＥＣ法とは、
高圧のチャンバ内に原料融液の入ったるつぼを置き、融
液の表面を液体封止材であるＢ2 Ｏ3 液によって覆い、
その上から不活性ガスにより解離を防止するための圧力
をかけて、種結晶に成長する結晶を引き上げる方法であ
る。
つとして液体封止チョクラルスキ法（以下ＬＥＣ法と称
する）と呼ばれるものが知られている。ＬＥＣ法とは、
高圧のチャンバ内に原料融液の入ったるつぼを置き、融
液の表面を液体封止材であるＢ2 Ｏ3 液によって覆い、
その上から不活性ガスにより解離を防止するための圧力
をかけて、種結晶に成長する結晶を引き上げる方法であ
る。
【０００４】３元以上の化合物半導体結晶を原料融液か
ら引き上げ法により成長する過程では、溶質元素の分配
係数の差のために、成長した化合物半導体結晶が成長方
向に組成勾配をもつことになる。従って、枯渇する元素
を補給することが均一な組成を持つ３元以上の化合物半
導体結晶の基板を作成するために必要となる。また、半
導体装置の製造プロセスにおいて取り扱いやすくするた
め、化合物半導体基板の直径を揃えることが重要にな
る。従って、成長する結晶の直径を制御するため、引き
上げ速度と成長する結晶の重量の時間的変化を測定し、
原料融液の温度の調整に反映している。
ら引き上げ法により成長する過程では、溶質元素の分配
係数の差のために、成長した化合物半導体結晶が成長方
向に組成勾配をもつことになる。従って、枯渇する元素
を補給することが均一な組成を持つ３元以上の化合物半
導体結晶の基板を作成するために必要となる。また、半
導体装置の製造プロセスにおいて取り扱いやすくするた
め、化合物半導体基板の直径を揃えることが重要にな
る。従って、成長する結晶の直径を制御するため、引き
上げ速度と成長する結晶の重量の時間的変化を測定し、
原料融液の温度の調整に反映している。
【０００５】図３（ａ），（ｂ）に、従来例に係るＬＥ
Ｃ法による化合物半導体結晶の成長装置を例示する。図
３（ａ）は側面図であり、図３（ｂ）は上面図であり、
図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図が図３（ａ）に相当する。
なお、ここではInGaAs結晶をＬＥＣ法によって成長させ
る場合について説明する。図中、１はるつぼ、２はるつ
ぼ１中に収納されたGaAsとInAsの混合融液を外側融液５
と内側融液６に分離するための、カーボンからなる隔壁
で、外側融液５が内側融液６内に通流するスリット３を
有する。これにより、外側融液２に融解されたGaAsから
なる補給用ソース５から、結晶成長のため消費され、欠
乏した元素が内側融液６に適量補給される。また、隔壁
２はロッド４により支持されており、ロッド４をつかん
で隔壁２をるつぼ１にセットしたり、取り外したりする
ことができる。更に、８は補給用ソース７を支持するた
めのカーボンからなるロッドである。
Ｃ法による化合物半導体結晶の成長装置を例示する。図
３（ａ）は側面図であり、図３（ｂ）は上面図であり、
図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図が図３（ａ）に相当する。
なお、ここではInGaAs結晶をＬＥＣ法によって成長させ
る場合について説明する。図中、１はるつぼ、２はるつ
ぼ１中に収納されたGaAsとInAsの混合融液を外側融液５
と内側融液６に分離するための、カーボンからなる隔壁
で、外側融液５が内側融液６内に通流するスリット３を
有する。これにより、外側融液２に融解されたGaAsから
なる補給用ソース５から、結晶成長のため消費され、欠
乏した元素が内側融液６に適量補給される。また、隔壁
２はロッド４により支持されており、ロッド４をつかん
で隔壁２をるつぼ１にセットしたり、取り外したりする
ことができる。更に、８は補給用ソース７を支持するた
めのカーボンからなるロッドである。
【０００６】９はGaAs又はInGaAsの単結晶からなる種結
晶、１０は種結晶９を支持し、種結晶９に成長するInGa
As結晶１１を引き上げるための引き上げ軸である。種結
晶９を内側融液６に接触させた後、引き上げ軸１０を引
き上げることにより種結晶９に結晶成長する。更に、引
き上げ軸１０は不図示の歪みゲージに保持されており、
成長する結晶の重量の時間変化を測定することができる
ようになっている。
晶、１０は種結晶９を支持し、種結晶９に成長するInGa
As結晶１１を引き上げるための引き上げ軸である。種結
晶９を内側融液６に接触させた後、引き上げ軸１０を引
き上げることにより種結晶９に結晶成長する。更に、引
き上げ軸１０は不図示の歪みゲージに保持されており、
成長する結晶の重量の時間変化を測定することができる
ようになっている。
【０００７】１２はAsの蒸発を防ぎ、外側融液２及び内
側融液１０の温度低下を防ぐために外側融液５及び内側
融液６の上に被覆する液体封止材、１３はるつぼ１を加
熱するためのヒータである。当該化合物半導体結晶の成
長装置を用いてＬＥＣ法によってInGaAs結晶を成長させ
るには、原料であるGaAsとInAsの混合融液を液体封止材
１２で被覆し、更に上からＡｒガスによって解離を防止
するための圧力をかけつつ、内側融液６の成長界面の温
度を一定に保持した状態で、種結晶９と内側融液６を接
触させた後、引き上げ軸１０により種結晶９を徐々に引
き上げることで、種結晶９に結晶１１を成長させてい
る。
側融液１０の温度低下を防ぐために外側融液５及び内側
融液６の上に被覆する液体封止材、１３はるつぼ１を加
熱するためのヒータである。当該化合物半導体結晶の成
長装置を用いてＬＥＣ法によってInGaAs結晶を成長させ
るには、原料であるGaAsとInAsの混合融液を液体封止材
１２で被覆し、更に上からＡｒガスによって解離を防止
するための圧力をかけつつ、内側融液６の成長界面の温
度を一定に保持した状態で、種結晶９と内側融液６を接
触させた後、引き上げ軸１０により種結晶９を徐々に引
き上げることで、種結晶９に結晶１１を成長させてい
る。
【０００８】このとき、GaAsの成長速度が速いために、
内側融液６内では結晶成長につれてInAsの濃度が濃くな
ってしまい、GaAsが成長とともに枯渇してくるので、外
側融液５中に補給用ソース７を接触させて溶融し、内側
融液６にスリット３を介してGaAsを適量供給する。これ
により、内側融液６中の組成比を一定にし、成長する結
晶の組成を一定にしている。
内側融液６内では結晶成長につれてInAsの濃度が濃くな
ってしまい、GaAsが成長とともに枯渇してくるので、外
側融液５中に補給用ソース７を接触させて溶融し、内側
融液６にスリット３を介してGaAsを適量供給する。これ
により、内側融液６中の組成比を一定にし、成長する結
晶の組成を一定にしている。
【０００９】また、上記の成長する結晶１１の直径を制
御するため、成長する結晶１１の重量の時間的変化を測
定し、原料融液の温度の調整に反映している。
御するため、成長する結晶１１の重量の時間的変化を測
定し、原料融液の温度の調整に反映している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例に係る化合物半導体結晶の成長装置によれば、隔壁
２からロッド４を介して外部に熱伝導したり、原料融液
５，６を加圧しているAr雰囲気への熱輻射が生じるなど
の理由で、内側融液６の温度が隔壁２との接触部分で局
所的に低下する。
来例に係る化合物半導体結晶の成長装置によれば、隔壁
２からロッド４を介して外部に熱伝導したり、原料融液
５，６を加圧しているAr雰囲気への熱輻射が生じるなど
の理由で、内側融液６の温度が隔壁２との接触部分で局
所的に低下する。
【００１１】この局所的な温度低下により、図４に示す
ように引き上げ成長中に隔壁２のまわりに結晶１４が析
出し、この結晶１４が大きくなるとついには成長する結
晶１１と接触してしまう。このような状態になると、成
長する結晶１１の正確な重量測定ができなくなるので、
成長する結晶１１の重量の時間変化をもとに制御してい
る結晶１１の直径が制御できなくなるという問題が生じ
ていた。
ように引き上げ成長中に隔壁２のまわりに結晶１４が析
出し、この結晶１４が大きくなるとついには成長する結
晶１１と接触してしまう。このような状態になると、成
長する結晶１１の正確な重量測定ができなくなるので、
成長する結晶１１の重量の時間変化をもとに制御してい
る結晶１１の直径が制御できなくなるという問題が生じ
ていた。
【００１２】本発明はかかる従来例の問題点に鑑みて創
作されたものであり、開口を介して原料融液を外側融液
と内側融液とに分離する隔壁の温度が低下することを防
ぎ、成長する結晶の直径を正確に制御することが可能と
なる結晶成長装置及び結晶成長方法の提供を目的とす
る。
作されたものであり、開口を介して原料融液を外側融液
と内側融液とに分離する隔壁の温度が低下することを防
ぎ、成長する結晶の直径を正確に制御することが可能と
なる結晶成長装置及び結晶成長方法の提供を目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、図
１に示すように、原料融液を入れる容器２１と、前記容
器２１内の前記原料融液中に位置するように設けられ、
開口２４を介して前記原料融液を内側融液３０と外側融
液３１とに分離する隔壁２３と、前記隔壁２３を前記原
料融液に出し入れするための、石英、窒化ホウ素、酸化
アルミニウム及び窒化アルミニウムのいずれかからなる
第１のロッド２５と、前記内側融液３０に接触させた種
結晶２７を支持し、前記内側融液から成長する結晶３３
を引き上げる引き上げ軸２６と、前記成長する結晶３３
の構成元素を補給する補給用ソース２９を前記外側融液
３１に接触させるべく、該補給用ソース２９を支持する
第２のロッド２８とを有する結晶成長装置によって達成
され、第２に、第１〜第３の発明に記載の結晶成長装置
を用いて、前記内側融液３０及び前記外側融液３１の表
面に液体状の液体封止材３２を注入し、前記種結晶２７
を引き上げて前記種結晶２７に結晶を成長させることを
特徴とする結晶成長方法によって達成される。
１に示すように、原料融液を入れる容器２１と、前記容
器２１内の前記原料融液中に位置するように設けられ、
開口２４を介して前記原料融液を内側融液３０と外側融
液３１とに分離する隔壁２３と、前記隔壁２３を前記原
料融液に出し入れするための、石英、窒化ホウ素、酸化
アルミニウム及び窒化アルミニウムのいずれかからなる
第１のロッド２５と、前記内側融液３０に接触させた種
結晶２７を支持し、前記内側融液から成長する結晶３３
を引き上げる引き上げ軸２６と、前記成長する結晶３３
の構成元素を補給する補給用ソース２９を前記外側融液
３１に接触させるべく、該補給用ソース２９を支持する
第２のロッド２８とを有する結晶成長装置によって達成
され、第２に、第１〜第３の発明に記載の結晶成長装置
を用いて、前記内側融液３０及び前記外側融液３１の表
面に液体状の液体封止材３２を注入し、前記種結晶２７
を引き上げて前記種結晶２７に結晶を成長させることを
特徴とする結晶成長方法によって達成される。
【００１４】
【作 用】本発明に係る化合物半導体結晶の成長装置に
よれば、図１に示すように隔壁２３と第１のロッド２５
の材料として、石英、窒化ホウ素、酸化アルミニウム及
び窒化アルミニウムの何れかを用いている。石英等はカ
ーボンに比較して２桁程度熱伝導率が低いので、隔壁２
３から第１のロッド２５への熱伝導を抑制し、隔壁２３
との接触部分での内側融液３０の局所的な温度低下を抑
止できる。
よれば、図１に示すように隔壁２３と第１のロッド２５
の材料として、石英、窒化ホウ素、酸化アルミニウム及
び窒化アルミニウムの何れかを用いている。石英等はカ
ーボンに比較して２桁程度熱伝導率が低いので、隔壁２
３から第１のロッド２５への熱伝導を抑制し、隔壁２３
との接触部分での内側融液３０の局所的な温度低下を抑
止できる。
【００１５】これにより、隔壁２３の付近で結晶が析出
するのを防止することが可能になるので、析出結晶の妨
害を受けることなく、成長した結晶の重量の時間変化が
正確に測定でき、従って成長結晶３３の成長直径を正確
に制御することが可能となる。また、本発明に係る化合
物半導体結晶の成長方法によれば、原料融液の表面に液
体封止材３２を注入しているので、原料融液が液体封止
材３２により被覆された状態で結晶成長が行える。従っ
て、原料融液からの熱放散を抑制することができるた
め、内側融液３０の温度が安定化する。
するのを防止することが可能になるので、析出結晶の妨
害を受けることなく、成長した結晶の重量の時間変化が
正確に測定でき、従って成長結晶３３の成長直径を正確
に制御することが可能となる。また、本発明に係る化合
物半導体結晶の成長方法によれば、原料融液の表面に液
体封止材３２を注入しているので、原料融液が液体封止
材３２により被覆された状態で結晶成長が行える。従っ
て、原料融液からの熱放散を抑制することができるた
め、内側融液３０の温度が安定化する。
【００１６】従って、上記の装置に適用することにより
隔壁との接触部での内側融液３０の局部的な温度低下を
一層抑制でき、成長する結晶３３の直径を正確に制御す
ることが可能となる。
隔壁との接触部での内側融液３０の局部的な温度低下を
一層抑制でき、成長する結晶３３の直径を正確に制御す
ることが可能となる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例に係るＬＥＣ法によ
る化合物半導体結晶の成長装置及びその成長方法につい
て図面を参照しながら説明する。なお、本実施例では、
InGaAs結晶をＬＥＣ法によって成長させる場合について
説明する。図１は、本発明の実施例に係る化合物半導体
結晶の成長装置の構成を示す側面図である。
る化合物半導体結晶の成長装置及びその成長方法につい
て図面を参照しながら説明する。なお、本実施例では、
InGaAs結晶をＬＥＣ法によって成長させる場合について
説明する。図１は、本発明の実施例に係る化合物半導体
結晶の成長装置の構成を示す側面図である。
【００１８】図中、２１はるつぼ、２３はるつぼ１中に
収納されたGaAsとInAsの混合融液を外側融液３１と内側
融液３０に分離するための隔壁で、外側融液３１及び内
側融液３０が通流するスリット（開口）２４を有する。
これにより、外側融液３１に融解されたGaAsからなる補
給用ソース２９から、結晶成長のため消費され、欠乏し
た元素が内側融液３０に適量補給される。また、隔壁２
３は第１のロッド２５により支持されており、ロッド２
５をつかんで隔壁２３をるつぼ２１にセットしたり、取
り外したりすることができる。更に、２８は補給用ソー
ス２９を支持するための第２のロッドである。
収納されたGaAsとInAsの混合融液を外側融液３１と内側
融液３０に分離するための隔壁で、外側融液３１及び内
側融液３０が通流するスリット（開口）２４を有する。
これにより、外側融液３１に融解されたGaAsからなる補
給用ソース２９から、結晶成長のため消費され、欠乏し
た元素が内側融液３０に適量補給される。また、隔壁２
３は第１のロッド２５により支持されており、ロッド２
５をつかんで隔壁２３をるつぼ２１にセットしたり、取
り外したりすることができる。更に、２８は補給用ソー
ス２９を支持するための第２のロッドである。
【００１９】２７はGaAs又はInGaAsの単結晶からなる種
結晶、２６は種結晶２７を支持し、種結晶２７に成長す
るInGaAs結晶３３を引き上げるための引き上げ軸であ
る。種結晶２７を内側融液３０に接触させた後、引き上
げ軸２６を引き上げることにより種結晶２７に結晶成長
する。更に、引き上げ軸２６は不図示の歪みゲージに保
持されており、成長する結晶の重量の時間変化を測定す
ることができるようになっている。
結晶、２６は種結晶２７を支持し、種結晶２７に成長す
るInGaAs結晶３３を引き上げるための引き上げ軸であ
る。種結晶２７を内側融液３０に接触させた後、引き上
げ軸２６を引き上げることにより種結晶２７に結晶成長
する。更に、引き上げ軸２６は不図示の歪みゲージに保
持されており、成長する結晶の重量の時間変化を測定す
ることができるようになっている。
【００２０】３２はAsの蒸発を防ぎ、外側融液３１及び
内側融液３０の温度低下を防ぐために外側融液３１及び
内側融液３０の上に被覆する液体封止材、２２はるつぼ
２１を加熱するためのヒータである。ここで、引き上げ
軸２６、第１のロッド２５及び第２のロッド２８、隔壁
２３はいずれも石英，窒化ホウ素，酸化アルミニウム及
び窒化アルミニウムの何れかからなる。石英，窒化ホウ
素，酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムの熱伝導率
はそれぞれ0.02cal/cm・s ・deg，0.03cal/cm・s ・deg
，0.02cal/cm・s ・deg ，0.04cal/cm・s ・deg であ
り、カーボンの熱伝導率(0.6cal/cm・s ・deg）と比較
して１桁程度小さい。このため、特に隔壁２３から第１
のロッド２５の把持部に至る経路の熱伝導を抑制し、隔
壁２３の温度低下を抑制することができる。
内側融液３０の温度低下を防ぐために外側融液３１及び
内側融液３０の上に被覆する液体封止材、２２はるつぼ
２１を加熱するためのヒータである。ここで、引き上げ
軸２６、第１のロッド２５及び第２のロッド２８、隔壁
２３はいずれも石英，窒化ホウ素，酸化アルミニウム及
び窒化アルミニウムの何れかからなる。石英，窒化ホウ
素，酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムの熱伝導率
はそれぞれ0.02cal/cm・s ・deg，0.03cal/cm・s ・deg
，0.02cal/cm・s ・deg ，0.04cal/cm・s ・deg であ
り、カーボンの熱伝導率(0.6cal/cm・s ・deg）と比較
して１桁程度小さい。このため、特に隔壁２３から第１
のロッド２５の把持部に至る経路の熱伝導を抑制し、隔
壁２３の温度低下を抑制することができる。
【００２１】以上説明したように本発明の実施例に係る
化合物半導体結晶の製造装置によれば、製造装置の隔壁
２３及び第１のロッド２５が、熱伝導率の低い石英等か
らなるので、隔壁２３から第１のロッド２５を介して熱
伝導することによって生じていた隔壁２３との接触部分
での内側融液３０の局所的な温度低下を抑止できる。次
に、図１を参照しながら、本発明の実施例に係る化合物
半導体結晶の製造方法について説明する。
化合物半導体結晶の製造装置によれば、製造装置の隔壁
２３及び第１のロッド２５が、熱伝導率の低い石英等か
らなるので、隔壁２３から第１のロッド２５を介して熱
伝導することによって生じていた隔壁２３との接触部分
での内側融液３０の局所的な温度低下を抑止できる。次
に、図１を参照しながら、本発明の実施例に係る化合物
半導体結晶の製造方法について説明する。
【００２２】まず、図２に示す内径１００mmのるつぼ２
１内にGaAsを111.222g、InAsを91.333g 入れ、ヒータ
（加熱手段）２２によって1380℃まで加熱し、InGaAsの
融液を作成したのちにＢ2 Ｏ3 からなる液体封止材３２
を十分に充填させる。次に、第１のロッド２５に支持さ
れた内径６０mmの隔壁２３を原料融液に入れ、かつ、る
つぼ２１の低面まで降下し、InGaAsの融液を内側融液３
０と外側融液３１とに分離する。このとき隔壁２３は液
体封止材３２の中に完全に埋没される。
１内にGaAsを111.222g、InAsを91.333g 入れ、ヒータ
（加熱手段）２２によって1380℃まで加熱し、InGaAsの
融液を作成したのちにＢ2 Ｏ3 からなる液体封止材３２
を十分に充填させる。次に、第１のロッド２５に支持さ
れた内径６０mmの隔壁２３を原料融液に入れ、かつ、る
つぼ２１の低面まで降下し、InGaAsの融液を内側融液３
０と外側融液３１とに分離する。このとき隔壁２３は液
体封止材３２の中に完全に埋没される。
【００２３】次いで、炉の温度を1340℃まで降下し、引
き上げ軸２６に支持された種結晶２７を内側融液３０に
接触させる。炉の温度を徐冷しながら、引き上げ軸２６
を２mm/hで引き上げて種結晶２７に成長する結晶３３の
直径を図１に示すように徐々に大きくする。成長する結
晶３３の直径が２０mmに到達したら炉の温度を一定に保
ち、第２のロッド２８に支持されたGaAsからなる補給用
ソース２９を図１に示すように外側融液３１に接触させ
る。
き上げ軸２６に支持された種結晶２７を内側融液３０に
接触させる。炉の温度を徐冷しながら、引き上げ軸２６
を２mm/hで引き上げて種結晶２７に成長する結晶３３の
直径を図１に示すように徐々に大きくする。成長する結
晶３３の直径が２０mmに到達したら炉の温度を一定に保
ち、第２のロッド２８に支持されたGaAsからなる補給用
ソース２９を図１に示すように外側融液３１に接触させ
る。
【００２４】接触後、補給用ソース２９を2.881g/hの速
度で外側融液３１中に降下することにより、連続してGa
Asを外側融液３１に融解し、スリット２４を介して適量
を内側融液３０中に補給する。成長する結晶３３の直径
２０mmを得たい場合、引き上げ速度２mm/hのとき、補給
用ソース２９を2.881g/hの速度で外側融液３１中に補給
すれば、内側融液３０の組成は一定となり変動しない。
度で外側融液３１中に降下することにより、連続してGa
Asを外側融液３１に融解し、スリット２４を介して適量
を内側融液３０中に補給する。成長する結晶３３の直径
２０mmを得たい場合、引き上げ速度２mm/hのとき、補給
用ソース２９を2.881g/hの速度で外側融液３１中に補給
すれば、内側融液３０の組成は一定となり変動しない。
【００２５】以上の状態を維持して２０時間成長させる
ことにより、直径２０mm、長さ４０mmを有するＩｎX Ｇ
ａ1-X Ａｓの結晶が得られた。この成長した結晶のInAs
の固相組成は、ほぼｘ＝０．０５と一定であることが確
かめられた。以上説明したように、本実施例に係る化合
物半導体結晶の成長方法によれば、隔壁２３及び第１の
ロッド２５が、熱伝導率の低い石英等からなる装置を用
いており、かつ隔壁２３を液体封止材３２の内部に完全
に埋没させているので、隔壁２３との接触部分での内側
融液３０の局部的な温度低下を抑止することが可能にな
る。
ことにより、直径２０mm、長さ４０mmを有するＩｎX Ｇ
ａ1-X Ａｓの結晶が得られた。この成長した結晶のInAs
の固相組成は、ほぼｘ＝０．０５と一定であることが確
かめられた。以上説明したように、本実施例に係る化合
物半導体結晶の成長方法によれば、隔壁２３及び第１の
ロッド２５が、熱伝導率の低い石英等からなる装置を用
いており、かつ隔壁２３を液体封止材３２の内部に完全
に埋没させているので、隔壁２３との接触部分での内側
融液３０の局部的な温度低下を抑止することが可能にな
る。
【００２６】これにより、隔壁２３の付近で結晶が析出
することを防止することが可能になるので、結晶３３の
成長した重量の時間変化が正確に測定でき、結晶３３の
直径を正確に制御することが可能となる。なお、本実施
例では、隔壁２３を液体封止材３２の内部に完全に埋没
させているが、完全に埋没させなくてもよい。このとき
も、液体封止材３２により融液からの熱放散が抑制され
ており、かつ隔壁２３及び第１のロッド２５の材料とし
て熱伝導率の低い石英等を用いているので、隔壁２３の
温度の低下は抑制される。
することを防止することが可能になるので、結晶３３の
成長した重量の時間変化が正確に測定でき、結晶３３の
直径を正確に制御することが可能となる。なお、本実施
例では、隔壁２３を液体封止材３２の内部に完全に埋没
させているが、完全に埋没させなくてもよい。このとき
も、液体封止材３２により融液からの熱放散が抑制され
ており、かつ隔壁２３及び第１のロッド２５の材料とし
て熱伝導率の低い石英等を用いているので、隔壁２３の
温度の低下は抑制される。
【００２７】また、隔壁２３及び第１のロッド２５とし
て、ともに熱伝導率の低い石英等を用いているが、第１
のロッド２５のみに石英等を用いてもよい。更に、３元
結晶であるInGaAsの成長について説明しているが、本発
明はこれに限らず、例えば、SiGe等の２元結晶、InAsP,
InGaP,InAsSb,GaAsP,InGaSb,GaAsSb等の３元結晶でも同
様の効果を奏し、さらには４元以上の結晶でも同様の効
果を奏する。
て、ともに熱伝導率の低い石英等を用いているが、第１
のロッド２５のみに石英等を用いてもよい。更に、３元
結晶であるInGaAsの成長について説明しているが、本発
明はこれに限らず、例えば、SiGe等の２元結晶、InAsP,
InGaP,InAsSb,GaAsP,InGaSb,GaAsSb等の３元結晶でも同
様の効果を奏し、さらには４元以上の結晶でも同様の効
果を奏する。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る化合
物半導体結晶の成長装置によれば、隔壁と第１のロッド
の材料として、熱伝導率の非常に低い石英、窒化ホウ
素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムを用いている
ので、隔壁の付近で結晶が析出することを防止すること
が可能になり、成長結晶の成長した重量の時間変化が正
確に測定でき、成長結晶の成長直径を正確に制御するこ
とが可能となる。
物半導体結晶の成長装置によれば、隔壁と第１のロッド
の材料として、熱伝導率の非常に低い石英、窒化ホウ
素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムを用いている
ので、隔壁の付近で結晶が析出することを防止すること
が可能になり、成長結晶の成長した重量の時間変化が正
確に測定でき、成長結晶の成長直径を正確に制御するこ
とが可能となる。
【００２９】また、本発明に係る化合物半導体結晶の成
長方法によれば、上記の装置を用い、かつ液体封止材を
融液の表面に注入して結晶成長しているので、隔壁との
接触部分における内側融液の局部的な温度低下を一層抑
制し、成長する結晶の直径を正確に制御することが可能
となる。
長方法によれば、上記の装置を用い、かつ液体封止材を
融液の表面に注入して結晶成長しているので、隔壁との
接触部分における内側融液の局部的な温度低下を一層抑
制し、成長する結晶の直径を正確に制御することが可能
となる。
【図１】本発明の実施例に係る結晶成長装置を説明する
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る結晶成長方法を説明する
断面図である。
断面図である。
【図３】従来例に係る結晶成長装置を説明する図であ
る。
る。
【図４】従来例に係る問題点を説明する断面図である。
２１ るつぼ（容器）、 ２２ ヒータ（加熱手段）、 ２３ 隔壁、 ２４ スリット（開口）、 ２５ 第１のロッド、 ２６ 引き上げ軸、 ２７ 種結晶、 ２８ 第２のロッド、 ２９ 補給用ソース、 ３０ 内側融液、 ３１ 外側融液、 ３２ 液体封止材、 ３３ 結晶。
Claims (5)
- 【請求項１】 原料融液を収容する容器（２１）と、 前記容器（２１）内の前記原料融液を加熱する加熱手段
（２２）と、 前記容器（２１）内の前記原料融液中に位置するように
設けられ、開口（２４）を介して前記原料融液を内側融
液（３０）と外側融液（３１）とに分離する隔壁（２
３）と、 前記隔壁（２３）を前記原料融液に出し入れするため
の、石英、窒化ホウ素、酸化アルミニウム及び窒化アル
ミニウムのいずれかからなる第１のロッド（２５）と、 前記内側融液（３０）に接触させた種結晶（２７）を支
持し、前記内側融液から成長する結晶を引き上げる引き
上げ軸（２６）と、 前記成長する結晶（３３）の構成元素を補給する補給用
ソース（２９）を前記外側融液（３１）に接触させるべ
く、該補給用ソース（２９）を支持する第２のロッド
（２８）とを有する結晶成長装置。 - 【請求項２】 前記隔壁（２３）は、石英、窒化ホウ
素、酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムのいずれか
からなることを特徴とする請求項１記載の結晶成長装
置。 - 【請求項３】 前記引き上げ軸（２６）は、前記種結晶
（２７）に成長する結晶（３３）の重量を測定する重量
計測手段に接続されていることを特徴とする請求項１記
載の結晶成長装置。 - 【請求項４】 請求項１〜請求項３記載の結晶成長装置
を用いて、前記内側融液（３０）及び前記外側融液（３
１）の表面に液体状の液体封止材（３２）を注入し、前
記種結晶（２７）を引き上げて前記種結晶（２７）に結
晶を成長させることを特徴とする結晶成長方法。 - 【請求項５】 前記液体封止材（３２）は酸化ボロン
（B2O3）であることを特徴とする請求項４記載の結晶成
長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31090493A JPH07165488A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 結晶成長装置及び結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31090493A JPH07165488A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 結晶成長装置及び結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07165488A true JPH07165488A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=18010787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31090493A Withdrawn JPH07165488A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 結晶成長装置及び結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07165488A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002068297A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶融材料の密封方法 |
| KR100462137B1 (ko) * | 1995-12-27 | 2005-04-14 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 단결정인상장치 |
| JP2009135455A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-06-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 単結晶半導体層の形成方法、結晶性半導体層の形成方法、多結晶半導体層の形成方法、及び、半導体装置の作製方法 |
| US20230034213A1 (en) * | 2021-08-02 | 2023-02-02 | Xerox Corporation | Vessel for melting metal in a metal drop ejecting three-dimensional (3d) object printer |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP31090493A patent/JPH07165488A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100462137B1 (ko) * | 1995-12-27 | 2005-04-14 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 단결정인상장치 |
| JP2002068297A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶融材料の密封方法 |
| JP2009135455A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-06-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 単結晶半導体層の形成方法、結晶性半導体層の形成方法、多結晶半導体層の形成方法、及び、半導体装置の作製方法 |
| US20230034213A1 (en) * | 2021-08-02 | 2023-02-02 | Xerox Corporation | Vessel for melting metal in a metal drop ejecting three-dimensional (3d) object printer |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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