JPH072594A

JPH072594A - 半導体結晶製造装置

Info

Publication number: JPH072594A
Application number: JP16728093A
Authority: JP
Inventors: Takanori Tanaka; 孝憲田仲; Manabu Kano; 学加納; Noriyuki Kubota; 典之久保田
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1995-01-06

Abstract

(57)【要約】【構成】半導体の融液を保持するルツボ、その周囲に
配設される内径Ｄ₀のヒ−タ−とその保護材、及び前記
ヒ−タ−の上方であって、結晶の引上げ域の周囲に配設
される遮蔽部材を具備する液体封止チョクラルスキ−法
による半導体結晶製造装置において、前記遮蔽部材に付
いては、その上端及び下端が開放される中空部を有する
筒形状であって、該中空部よりなる内側面は、その下端
部内径Ｄ_Lが前記Ｄ₀より小さく、且つその上端部内径Ｄ
_Hが前記Ｄ₀より大きな円錐台形に形成され、且つ当該遮
蔽部材の中空部と前記ルツボとはその中心軸を一致させ
て配設させる。【効果】融液表面を被覆している液体封止剤付近の温
度勾配を小さくし、転位の発生を抑えつつ、同時に結晶
上部の表面温度を下げることで、結晶表面が熱分解する
のを抑えることができるという効果がある。加えて、結
晶と融液の成長界面形状の不安定化を防ぐことで双晶や
多結晶の発生を防止しつつ、転位密度を低減し長尺の結
晶を育成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体封止チョクラルス
キ−法による半導体結晶製造装置に関し、特に低転位密
度且つ長尺の単結晶を育成する好適な半導体結晶製造装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】砒化ガリウム（ＧａＡｓ）等のIII−Ｖ
族化合物半導体単結晶の育成には、液体封止チョクラル
スキ−（ＬＥＣ）法による融液成長法が広く応用されて
いる。一般的なＬＥＣ法による半導体結晶製造装置（以
下「成長炉」と呼ぶ。）は、成長炉の内部を高い圧力に
保つことのできる高圧容器であり、図６に示すように、
外壁（チャンバ）２０内の中央部にルツボ２を配置し、
そのルツボ２の外側にヒ−タ−６と、更にその外側にヒ
−タ−６を保護・保温する機能を有し、ヒ−タ−６を覆
うように構成される保護材７とを同心状に配置してあ
る。また、ルツボ２の上方には、下端に種結晶１を固定
する種結晶保持具を取付けた回転引上げ軸２１が垂直に
設けられている。一方、ルツボ２の下方には、上端にル
ツボ２を保持する受け具を取付けたルツボ回転軸２２が
垂直に設けられている。ルツボ２と回転引上げ軸２１及
びルツボ回転軸２２とは、同一軸上に配置される。前記
の回転引上げ軸２１及びルツボ回転軸２２は、それぞれ
独立に、回転並びに昇降移動の運動を行うことができる
構造であり、高圧容器外に配置される駆動部と連結され
ている。

【０００３】このような成長炉を用いてIII−Ｖ族化合
物半導体の単結晶を育成するには、ルツボ２内に原料及
び液体封止剤を入れヒ−タ−６により加熱溶融して、原
料融液４を得る。その原料融液４に種結晶１を浸した
後、回転引上げ軸２１にて回転しつつ上昇させ、種結晶
１の下端に所望の単結晶（育成結晶）５を成長させる。
その際、チャンバ２０内には、アルゴン（Ａｒ）等の不
活性気体を所定の高圧で封入し、原料融液４から、高い
解離圧を有する砒素（Ａｓ）等のＶ族元素が揮発損失す
るのを防止している。

【０００４】この高圧気体の熱対流により、原料融液４
を覆う液体封止剤３並びに育成結晶５から放熱が起こ
る。そのため、育成結晶５の成長界面（育成結晶５と原
料融液４との界面）付近に温度勾配が形成される。前記
の温度勾配、特に結晶育成方向の温度勾配が大きくなる
と、大きな熱応力が成長界面付近の結晶中に発生する。
その熱応力の大きさが半導体材料の臨界剪断応力を超え
ると、結晶内に転位が導入されことになる。また、前記
熱応力の大きさが大きいほど、導入される転位の密度が
増してしまうので、成長界面付近に形成される温度勾配
を減ずる手法が提案されている。従来より提案されてい
る手法には、融液を加熱するヒ−タ−６に加えて、融液
を保持するルツボ２上方に育成結晶５を加熱保温する補
助的ヒ−タ−を設ける手法、或はルツボ上方に前記のガ
ス対流の影響を減らし、育成結晶５よりの放熱を減ずる
遮蔽部材（以下「保温フ−ド」という）を設ける手法が
ある。

【０００５】前記の補助的ヒ−タ−を設ける手法は、成
長界面付近の温度を自由に制御し、その温度勾配を小さ
くできる利点はある。しかし、育成結晶５の表面温度が
不必要に上昇してしまう虞があり、結晶表面からＡｓ等
のＶ族元素の解離が進むという欠点がある。この欠点を
補うべく、結晶表面からＶ族元素が解離するのを防止す
るため、育成結晶５にＶ族元素の分圧を別途印加する蒸
気圧制御法を併用する方法が提案されている（特開平３
−６５５９３号）。この蒸気圧制御法では、Ｖ族元素の
分圧を維持するためにルツボ２の上方に気密性の高い構
造（覆い）を設ける必要があり、大型（結晶径の大き
な）或は長尺（結晶長の長い）の結晶育成に応用する際
には、複雑な装置構成となってしまうという欠点があ
る。

【０００６】一方、「保温フ−ド」を設ける手法として
は、従来は、図５に示すような、等しい内径を持つ円筒
状の保温フ−ドを保護材７の上部に設ける方法が採られ
ていた。保温フ−ドにより、ガスの熱対流が阻害され、
液体封止剤３表面からの放熱が減少する。結果として、
成長界面付近の温度勾配を比較的小さくでき、熱応力に
より結晶内に導入される転位の密度を低減する効果があ
る。更に、保温フ−ドを設ける手法は、装置の構成が単
純であり、大型或は長尺の結晶育成に利用する際、簡便
であるという利点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来の保温
フ−ドは、その形状は等しい内径を持つ円筒状の構造で
あるため、液体封止剤３表面からの放熱のみでなく、育
成結晶５上部からの放熱も阻害してしまうものであっ
た。そのため、保温フ−ドに覆われた領域では、育成結
晶５の表面温度が不必要に高くなり、結晶表面からＶ族
元素（Ａｓ等）が大量に解離し、その解離した箇所より
多結晶の発生に到る虞があるという問題があった。

【０００８】一方、育成結晶５の表面温度が不必要に高
くなる際には、成長界面付近の温度勾配も不必要に小さ
くなり易く、成長界面の形状が不安定になり易いという
問題が生じる。即ち、適正な結晶成長がなされるときに
は、成長界面付近の温度勾配は所定の値以上になり、そ
れに伴い成長界面は下方に向かって凸の形状になるが、
成長界面付近の温度勾配が所定の値より小さくなると、
成長界面の一部で下方に凹の領域が生じ易くなる。成長
界面の形状が下方に凹の領域ができると、その下方に凹
の領域で多結晶或は双晶が発生し易く、単結晶が得られ
なくなるという問題があった。特に、育成結晶が長尺の
場合、育成後半になり融液が減少すると、上記の問題点
がより顕著となっていた。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するもので、本
発明の目的は、低転位密度、且つ長尺の単結晶を育成す
るのに適する、最適化した構造の保温フ−ドをルツボ上
方に設ける半導体単結晶製造装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
図５に示す等しい内径を持つ円筒状の保温フ−ドを用い
る際に、上述した問題点が生ずる原因について検討を行
った。特に、図５に示す保温フ−ドにより、ガスの熱対
流による放熱が阻害される様子を研究して、下記の知見
を得た。

【００１１】保温フ−ドを設けると、ルツボ２に保持さ
れた原料融液４とそれを覆う液体封止剤３の上表面と保
温フ−ドの上端の間は、「長い筒状の空間」になる。育
成結晶５の無い時には、保温フ−ド上端の開口部より下
降するガスは、前記「長い筒状の空間」の途中に達する
までに加熱され、上昇を始める。一つの熱対流が、前記
「長い筒状の空間」上半部で起こる。一方、前記「長い
筒状の空間」下半部でも、液体封止剤３の上表面で加熱
されたガスは、前記上半部の熱対流と接すると、熱を奪
われ下降を始める。他の一つの熱対流が、前記「長い筒
状の空間」下半部のみで起こることになる。上半部の熱
対流と下半部の熱対流のガス流れる方向は、両者が接す
る領域では同じ方向となっている。

【００１２】一方、保温フ−ドを設けないと、液体封止
剤３の上表面と保護材７の上端の間の空間は、短い筒の
ため、前述した熱対流が２つに分離する現象は起こらな
い。即ち、冷たいガスは、直接液体封止剤３の上表面に
達し、熱を奪うことになる。育成結晶５がある時にも、
液体封止剤３及び育成結晶５は冷たいガスにより直接冷
却されるため、成長界面付近の温度勾配は大きくなって
しまう。

【００１３】保温フ−ドを設けると、液体封止剤３及び
育成結晶５は前記「長い筒状の空間」下半部で起こる熱
対流による放熱のみなので、成長界面付近の温度勾配は
比較的小さくなる。育成が進み、育成結晶５の上端が保
護材７の上端を大きく超えると、育成結晶５とルツボ２
との間隔が狭くなり、最早、前記「長い筒状の空間」下
半部で起こる熱対流は起こらなくなる。そのため、育成
結晶５の表面、特に保護材７の上端より下方の領域にあ
る表面よりの放熱が著しく阻害される。それに伴い、保
護材７の上端より下方の領域で、育成結晶５の表面温度
が不必要に高くなり、成長界面付近の温度勾配も不必要
に小さくなってしまうことを見出した。加えて、図５に
示す従来の保温フ−ドは、内面が等しい径を持つ円筒状
であるので、原料融液４或はルツボ２（又はヒ−タ−
６）よりの放射熱によっても、直接加熱されるので、ガ
スの熱対流による放熱が絶たれると、更に温度が上昇し
てしまう。この副次的な原因により、育成結晶５の表面
温度は更に上昇することも見出した。

【００１４】本発明は上記の知見を基になされたもの
で、本発明は、半導体の融液を保持するルツボ、その周
囲に配設される内径Ｄ₀のヒ−タ−とその保護材、及び
前記ヒ−タ−の上方であって、結晶の引上げ域の周囲に
配設される遮蔽部材を具備する液体封止チョクラルスキ
−法による半導体結晶製造装置において、前記遮蔽部材
に付いては、その上端及び下端が開放される中空部を有
する筒形状であって、該中空部よりなる内側面は、その
下端部内径Ｄ_Lが前記Ｄ₀より小さく、且つその上端部内
径Ｄ_Hが前記Ｄ₀より大きな円錐台形に形成され、且つ当
該遮蔽部材の中空部と前記ルツボとはその中心軸を一致
させて配設することを提案するものである。

【００１５】更には、好ましくは上記の遮蔽部材に付い
ては、前記ルツボの内径をＤ₁、製造すべき半導体結晶
の目標とする直径をｄ₀とする時、前記遮蔽部材内側面
の円錐台形形状の高さｈがｄ₀以上Ｄ₁以下であり、且つ
ｄ₀とＤ_Hをそれぞれ内径と外径とする環の面積をＳ_Hと
し、ｄ₀とＤ_Lをそれぞれ内径と外径とする環の面積をＳ
_Lとする時、比Ｓ_H／Ｓ_Lを１．７以上２．７以下となる
よう形成する遮蔽部材であることを提案するものであ
る。

【００１６】即ち、本発明の提供する装置は、上記の一
般的な構成を具備するＬＥＣ法による成長炉において、
ルツボ２上方で生ずるガス対流の影響を減らし、育成す
る結晶５よりの放熱を減ずる機能を持つ遮蔽部材（保温
フ−ド）として、内側面の形状が、前記内側面の下端部
内径Ｄ_LがＤ₀より小さく、且つ前記内側面側の上端部内
径Ｄ_HがＤ₀より大きな円錐台形に形成されるフ−ド状の
ものを、ルツボ２の中心軸に対して同心状に設けるもの
である。

【００１７】

【作用】本発明の成長炉は上記の装置構成であり、保温
フ−ド内側面の下端部内径をＤ_L、上端部内径をＤ_Hと表
すとき、Ｄ_H＞Ｄ₀＞Ｄ_Lの関係を満たす円錐台形の内側
面形状を有する保温フ−ドが、ヒ−タ−の上方であっ
て、結晶の引上げ域の周囲に配設されるため、ガス対流
がルツボの開口部より内部まで及ぶのを防止することが
できている。それにより、ルツボ内部、特に液体封止剤
３の上面付近の温度勾配に対して、従来の円筒状保温フ
−ドを設けた時と同じ程度の保温効果を持たせることが
できる。加えて、Ｄ_H＞Ｄ₀＞Ｄ_Lとし、上端部の内径Ｄ_H
が下端部の内径Ｄ_Lより大きくし、保温フ−ド上端部の
開口面積を広くしているので、保温フ−ド上部での熱放
散を従来の円筒状保温フ−ドより大きくでき、保温フ−
ド上部の温度が必要以上に高くなるのを防ぐことができ
る。

【００１８】保温フ−ド内側面の形状に付いては、好ま
しくは上記の比Ｓ_H/Ｓ_Lを１．５以上とすることによ
り、上方より保温フ−ド内壁と結晶上部の間に、ガス対
流が入り込むに十分な隙間を設けることができる。ガス
対流による放熱効果を阻害しないことにより、結晶の上
部で不必要に温度が高くなるのを防止できる。より好ま
しくは、比Ｓ_H/Ｓ_Lを１．７以上とすることにより、結
晶直径のバラツキがあるとしても、結晶の上部よりのガ
ス対流による放熱を確実にすることができる。

【００１９】同時に、好ましくは比Ｓ_H/Ｓ_Lを３以下に
選び、ルツボの開口部に対する保温フ−ドの実効的な開
口面積を制限することで、液体封止剤３の上面付近の温
度勾配に対して、充分な保温効果を持たせることができ
る。また、結晶の長尺化に伴い融液量が増大すると、育
成開始時の融液上面の位置が上昇し、結果的に、融液上
面位置と保温フ−ドの下端部の間隔が狭まる。そのた
め、結晶の液体封止剤３の上面からの熱放散が増し、温
度勾配が大きくなる傾向がある。より好ましくは、比Ｓ
_H/Ｓ_Lを上記の３よりも若干小さい２．７以下にするこ
とにより、前記の温度勾配が大きくなる傾向を補正し、
充分な保温効果を持たせることができる。

【００２０】また、上述した保温フ−ド形状の特徴が、
意図した効果を挙げるには、その高さｈに対しても、自
ずから制約がある。保温フ−ドの高さｈを、少なくとも
育成する結晶の直径ｄ₀より大きくすることで、保温効
果を発揮することができる。一方、保温フ−ドの高さｈ
をむやみと高くすると、結晶上部での熱放散を疎外しな
いという特徴が著しく損なわれるが、好ましくは保温フ
−ド高さｈをルツボの内径Ｄ₁より小さくすることで、
前記の熱放散を疎外しないという特徴を保つことができ
る。

【００２１】

【実施例】本発明によるＬＥＣ法による成長炉の一実施
例を図面に基づき以下に説明する。本実施例の成長炉
は、チャンバ２０により高圧容器とされ、チャンバ２０
内の中央部にルツボ２を配置しする。そのルツボ２の外
側にヒ−タ−６と、更にその外側にヒ−タ−６を保護・
保温する機能を有し、ヒ−タ−６を覆うように構成され
る保護材７とを同心状に配置して、融液を加熱する機構
を構成する。なお、融液４を保持するルツボ２を加熱す
るヒ−タ−６を保護するため、保護材７はヒ−タ−６の
上面並びに外側部を覆うように設けられている。また、
ルツボ２の上方には、下端に種結晶１を固定する種結晶
保持具を取付けた回転引上げ軸２１が垂直に設けられ、
高圧容器外に配置される駆動部と連結され、回転引上げ
機構を構成している。一方、ルツボ２の下方には、上端
にルツボ２を保持する受け具を取付けたルツボ回転軸２
２が垂直に設けられ、高圧容器外に配置される駆動部と
連結され、ルツボ回転機構を構成している。回転引上げ
軸２１及びルツボ回転軸２２の回転並びに昇降移動の運
動は、それぞれ独立に設定・制御される。ルツボ２と回
転引上げ軸２１及びルツボ回転軸２２とは、チャンバ２
０の中心に同一軸上に配置されている。更に、遮蔽部材
として、その結晶引上げ域と対向する内側面の形状が、
前記内側面の下端部内径Ｄ_Lが前記Ｄ₀より小さく、且つ
前記内側面の上端部内径Ｄ_Hが前記Ｄ₀より大きな円錐台
形に形成された保温フ−ド８を用いている。なお、保温
フ−ド８は、ルツボ２とその中心軸を一致させて、その
下端面と保護材７の上端面とが接するように配置されて
いる。

【００２２】図１に、上記の融液４を加熱する機構の概
略を図示する。参考のため、引上げ開始時の融液４の液
面位置及び育成結晶の直径ｄとルツボ２の内径Ｄ₁の相
対関係を併せて示してある。例えば４インチ径の基板を
作製する目的では、目標とする結晶直胴部の直径を１１
ｃｍとし、内径２１ｃｍのルツボを用い結晶育成する。
また、ヒ−タ−６の内径は、ルツボ２の内径に応じて決
められる。この成長炉を、例えばＧａＡｓ単結晶の育成
に用いる場合、ルツボ２に出発原料として高純度の金属
ガリウム（Ｇａ）及び砒素（Ａｓ）を入れ加熱し、直接
ＧａとＡｓを反応させ融液４を合成する。融液の合成な
らびに結晶育成中に融液４からＡｓが蒸発・飛散するの
を防止するため、Ｂ₂Ｏ₃等の液体封止剤３を用いる。更
に、不活性ガスであるＡｒにより、装置内を所定の圧力
に加圧する。以下に、本実施例の装置と従来の装置であ
る比較例１、２との相違点を具体的に説明する。

【００２３】［実施例］図３に、本実施例に特徴的な
装置構成、ヒ−タ−６上部に設ける保温フ−ド８の形状
とその設置位置を示す。ヒ−タ−６上面を覆う保護材７
の上端面上に、保温フ−ド８を密着させて、固定する構
造とされている。保温フ−ド８の外側面は、円筒の形状
であり、その内側面は、下端より上端に向かって徐々に
内径が広がる円錐台形状の構造である。保温フ−ド８下
端の内径Ｄ_Lは、少なくともヒ−タ−６の内径Ｄ₀より小
さくする。内径２１ｃｍのルツボ及び内径２３ｃｍのヒ
−タ−を使用する場合に用いる、保温フ−ド８の縦断面
形状を図４に示す。具体的には、高さは１４ｃｍ、下端
の内径Ｄ_Lは１９．３ｃｍ、上端の内径Ｄ_Hは２４．３〜
２７ｃｍの範囲であり、外径は２９ｃｍである。結晶の
直径ｄが１１．０ｃｍ以下５．５ｃｍ以上の場合、保温
フ−ドの実効的な開口面積を見ると、上端部のＳ_H（＝
（π／４）×（Ｄ_H ²−ｄ²））は下端部のＳ_L（＝（π／
４）×（Ｄ_L ²−ｄ²））に対して１．７〜２．７倍の範
囲になる。

【００２４】［比較例１］従来装置の一例である。円
筒状構造の保温フ−ドを用いる構成である。内径２１ｃ
ｍのルツボを使用する場合に用いる、保温フ−ド８の縦
断面形状の一例を図５に示す。具体的には、高さは１４
ｃｍ、下端の内径Ｄ_Lと上端の内径Ｄ_Hは等しく１９．３
ｃｍであり、外径は２９ｃｍである。上記の実施例と同
じく、前記の保温フ−ド８は保護材７の上端面上に密着
させて、固定する構造とされている。

【００２５】［比較例２］従来装置のその他の一例で
ある。保温フ−ドを設けない構造である。なお、保護材
７は前記比較例１の装置に用いるものと同じものであ
る。

【００２６】上記本実施例の装置について、融液をルツ
ボ２に入れたときの温度分布を測定した。図２に、ルツ
ボ２内部及び上部の温度分布を示す。図２に示す温度分
布は、融液４を反応合成したのち、結晶育成を開始する
直前に測定した値である。加えて、比較例１並びに比較
例２の装置についても、融液をルツボ２に入れたときの
温度分布を測定し、図２に実施例の結果と比較してあ
る。

【００２７】比較例２（図２中、破線）の場合、ヒ−タ
−６の上面を覆う保護材７の上部ではＡｒガス熱対流の
影響を受け、急激に温度が低下している。一方、本実施
例（図２中、実線）では、保護材７の上部で急激な温度
低下は見られない。保温フ−ドがＡｒガスの熱対流の影
響を除くため、ルツボ２内部の温度勾配は比較例２より
小さく、保温効果があることが判る。保温フ−ドを設け
ている本実施例（図２中、実線）と比較例１（図２中、
一点破線）を比較すると、本実施例は保温フ−ドの上端
近くで温度がより低くなっている。本実施例では、比較
例１と比べ保温フ−ドの上端が広く開口しているので、
効果的に熱放散ができていることが判る。

【００２８】更に、所定の成長条件で、本実施例の装置
を用いて育成したＧａＡｓ単結晶と、比較例１，２の装
置を用いて得られた結晶とを比較した。本実施例の装置
を使用し、育成した直径１１．０ｃｍのＧａＡｓ単結晶
で見られた転位密度と、比較例１の装置使用し、育成し
たＧａＡｓ単結晶の転位密度との差異は見出されなかっ
た。比較例２と比較すると、転位密度は大幅に低減して
いた。本実施例では、比較例１と同じ程度にルツボ２内
部に対し保温効果があり、結晶の液体封止剤３上面付近
での温度勾配が小さくなり、熱応力による転位の発生が
抑えられていることが分かる。

【００２９】また、本実施例の装置を用い、結晶長さ２
０ｃｍを超える長尺結晶を育成したところ、結晶表面の
熱解離はなく、多結晶や双晶の発生も見られなかった。
更に、結晶直径が１１．０ｃｍ以下５．５ｃｍ以上の範
囲では、多結晶や双晶の発生がなく、単結晶の育成が可
能であった。一方、比較例１の装置を用いた場合には、
多結晶や双晶の発生が多発し、結晶長さが２０ｃｍ以上
の長尺単結晶が育成できず、加えて、育成した結晶表面
には熱解離が見られた。このことより、結晶が育成され
保温フ−ド８の実質的な開口面積が減少しても、本実施
例では保温フ−ド上端が充分に広いので、効果的に熱放
散ができ、結晶表面の温度が必要以上に上昇せず、熱解
離が防止できていることが分かる。

【００３０】なお、上述した実施例では保温フ−ド内側
面の断面形状は真円形であるが、温度分布が軸対称であ
るという径方向の対称性を損なわない限り、断面形状を
多角形としても同様の効果が得られるのは、勿論のこと
である。例えば正多角形の形状については、多角形に内
接する円の直径を真円形の場合の内径に相当する量と見
做して、内側面上端及び下端の形状を決めることが可能
である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、半導
体の融液を保持するルツボ、それと同心状に配設される
内径Ｄ₀のヒ−タ−とその保護材、及び前記ヒ−タ−の
上方であって、結晶の引上げ域の周囲に配設される遮蔽
部材（保温フ−ド）を具備する液体封止チョクラルスキ
−法による半導体結晶製造装置において、前記遮蔽部材
に付いては、その結晶引上げ域と対向する内側面の形状
が、前記内側面の下端部内径Ｄ_Lが前記Ｄ₀より小さく、
且つ前記内側面の上端部内径Ｄ_Hが前記Ｄ₀より大きな円
錐台形に形成され、且つ当該遮蔽部材は前記ルツボとそ
の中心軸を一致させて配設されるので、融液表面を被覆
している液体封止剤付近の温度勾配を小さくし、転位の
発生を抑えつつ、同時に結晶上部の表面温度を下げるこ
とで、結晶表面が熱分解するのを抑えることができると
いう効果がある。好ましくは、ルツボの内径をＤ₁、育
成する結晶直胴部の直径の目標値をｄ₀とする時、前記
保温フ−ドの高さｈをＤ₁より小さくかつｄ₀より大き
く、且つｄ₀とＤ_Hをそれぞれ内径と外径とする環の面積
をＳ_Hとし、ｄ₀とＤ_Lをそれぞれ内径と外径とする環の
面積をＳ_Lとする時、比Ｓ_H／Ｓ_Lが１．７〜２．７の範
囲になるように保温フ−ドの形状を選ぶことにより、前
記の効果をより確実なものとできる。加えて、結晶と融
液の成長界面形状が不安定になるのを防ぎ、下に凸の形
状を安定に保つとともに、双晶や多結晶の発生を防止し
できるので、転位密度の低減した長尺の単結晶を容易に
育成することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体結晶製造装置におけるルツボ
及びヒ−タ−の位置とを示す概略図。

【図２】本発明の一実施例におけるルツボ付近の温度
分布と、従来の装置におけるルツボ付近の温度分布と
を、比較する図。

【図３】本発明による一実施例の装置における保温フ
−ドの配設する位置を概略的に示す断面図。

【図４】本発明による一実施例の装置における保温フ
−ドの縦断面形状を示す図。

【図５】従来の装置（比較例１）における保温フ−ド
の縦断面形状を示す図。

【図６】従来の装置（比較例２）におけるルツボ及び
ヒ−タ−の位置とを示す概略図。

【符号の説明】

１種結晶２ルツボ３液体封止剤４融液５結晶６ヒ−タ− ７保護材８遮蔽部材（保温フ−ド）９保護材の上面位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体の融液を保持するルツボ、その周
囲に配設される内径Ｄ₀のヒ−タ−とその保護材、及び
前記ヒ−タ−の上方であって、結晶の引上げ域の周囲に
配設される遮蔽部材を具備する液体封止チョクラルスキ
−法による半導体結晶製造装置において、前記遮蔽部材
に付いては、その上端及び下端が開放される中空部を有
する筒形状であって、該中空部よりなる内側面は、その
下端部内径Ｄ_Lが前記Ｄ₀より小さく、且つその上端部内
径Ｄ_Hが前記Ｄ_Oより大きな円錐台形に形成され、且つ当
該遮蔽部材の中空部と前記ルツボとはその中心軸を一致
させて配設されてなることを特徴とする半導体結晶製造
装置。
【請求項２】上記の遮蔽部材に付いては、前記ルツボ
の内径をＤ₁、製造すべき半導体結晶の目標とする直径
をｄ₀とする時、前記遮蔽部材内側面の円錐台形形状の
高さｈがｄ₀以上Ｄ₁以下であり、且つｄ₀とＤ_Hをそれぞ
れ内径と外径とする環の面積をＳ_Hとし、ｄ₀とＤ_Lをそ
れぞれ内径と外径とする環の面積をＳ_Lとする時、比Ｓ_H
／Ｓ_Lが１．７以上２．７以下に形成される遮蔽部材で
あることを特徴とする請求項１に記載の半導体結晶製造
装置。