JPH08104591A - 単結晶成長装置 - Google Patents
単結晶成長装置Info
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- JPH08104591A JPH08104591A JP23561994A JP23561994A JPH08104591A JP H08104591 A JPH08104591 A JP H08104591A JP 23561994 A JP23561994 A JP 23561994A JP 23561994 A JP23561994 A JP 23561994A JP H08104591 A JPH08104591 A JP H08104591A
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- Japan
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- single crystal
- grown
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＬＥＣ法によりリネージのない良好な化合物
半導体単結晶を育成することのできる単結晶成長装置を
提供する。 【構成】 るつぼ２の上方から封止剤４の上面近傍まで
垂下して育成結晶７の側方を覆うスカート部６Ａを有す
る熱遮蔽体６を備えており、結晶側面及び封止剤上面か
らの放熱を抑制し、結晶外周部の温度低下を防止して結
晶７と原料融液８との固液界面を下凸状に保つ。スカー
ト部６Ａの内径Ｘ1 は、直胴部の直径の１．１〜１．６
倍、より好ましくは１．２〜１．４倍の大きさである。
スカート部６Ａの下端と封止剤４の上面との距離Ｌは、
０mmよりも大きく２mm以下、より好ましくは０．５〜
１．５mm以下である。スカート部６Ａの熱容量は、室温
において３０〜１００Ｊ／Ｋ以下、より好ましくは４０
〜８０Ｊ／Ｋ以下である。 【効果】 結晶育成中、固液界面形状が下凸状に保た
れ、リネージの発生が防止されるので、育成した単結晶
から取得できるウェハの歩留まりが向上する。
半導体単結晶を育成することのできる単結晶成長装置を
提供する。 【構成】 るつぼ２の上方から封止剤４の上面近傍まで
垂下して育成結晶７の側方を覆うスカート部６Ａを有す
る熱遮蔽体６を備えており、結晶側面及び封止剤上面か
らの放熱を抑制し、結晶外周部の温度低下を防止して結
晶７と原料融液８との固液界面を下凸状に保つ。スカー
ト部６Ａの内径Ｘ1 は、直胴部の直径の１．１〜１．６
倍、より好ましくは１．２〜１．４倍の大きさである。
スカート部６Ａの下端と封止剤４の上面との距離Ｌは、
０mmよりも大きく２mm以下、より好ましくは０．５〜
１．５mm以下である。スカート部６Ａの熱容量は、室温
において３０〜１００Ｊ／Ｋ以下、より好ましくは４０
〜８０Ｊ／Ｋ以下である。 【効果】 結晶育成中、固液界面形状が下凸状に保た
れ、リネージの発生が防止されるので、育成した単結晶
から取得できるウェハの歩留まりが向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単結晶成長装置に関
し、特に液体封止チョクラルスキー（ＬＥＣ）法により
化合物半導体単結晶を成長させる装置に関する。
し、特に液体封止チョクラルスキー（ＬＥＣ）法により
化合物半導体単結晶を成長させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＧａＡｓやＩｎＰなどの化合物半
導体の単結晶を製造する主要な方法として、原料と封止
剤をるつぼ内で溶融し、その原料融液表面に種結晶を接
触させて回転させながら徐々に引き上げることにより単
結晶を育成するＬＥＣ法が公知である。このＬＥＣ法に
おいては、転位が集積してなるリネージの発生を防止す
るため、結晶育成中、原料融液と育成結晶との固液界面
を理想的な下凸状、即ち育成結晶の下端がその外周から
中央にかけて原料融液中に膨出するような形状に保つこ
とが重要である。これは、得られた単結晶から切り出し
たウェハ上に、ＩＣや半導体レーザ等の作成のためにエ
ピタキシャル膜を成長させると、リネージの発生したウ
ェハの場合には、そのリネージの発生位置上のエピタキ
シャル膜が多結晶化してしまい、良好な薄膜単結晶を得
難いからである。
導体の単結晶を製造する主要な方法として、原料と封止
剤をるつぼ内で溶融し、その原料融液表面に種結晶を接
触させて回転させながら徐々に引き上げることにより単
結晶を育成するＬＥＣ法が公知である。このＬＥＣ法に
おいては、転位が集積してなるリネージの発生を防止す
るため、結晶育成中、原料融液と育成結晶との固液界面
を理想的な下凸状、即ち育成結晶の下端がその外周から
中央にかけて原料融液中に膨出するような形状に保つこ
とが重要である。これは、得られた単結晶から切り出し
たウェハ上に、ＩＣや半導体レーザ等の作成のためにエ
ピタキシャル膜を成長させると、リネージの発生したウ
ェハの場合には、そのリネージの発生位置上のエピタキ
シャル膜が多結晶化してしまい、良好な薄膜単結晶を得
難いからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬＥＣ
法で直胴部の育成段階になると、固液界面形状が下凸状
から、育成結晶の下端外周と中央との中間部分が原料融
液中に膨出したようなＷ字状に移行し易く、結晶中心と
外周との中間位置に転位が集積してリネージが発生し易
いという問題点があった。
法で直胴部の育成段階になると、固液界面形状が下凸状
から、育成結晶の下端外周と中央との中間部分が原料融
液中に膨出したようなＷ字状に移行し易く、結晶中心と
外周との中間位置に転位が集積してリネージが発生し易
いという問題点があった。
【０００４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、ＬＥＣ法によ
りリネージのない良好な化合物半導体単結晶を育成する
ことのできる単結晶成長装置を提供することにある。
されたもので、その目的とするところは、ＬＥＣ法によ
りリネージのない良好な化合物半導体単結晶を育成する
ことのできる単結晶成長装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、固液界面形
状がＷ字状に移行するのは直胴部の育成段階になると育
成結晶の側面や封止剤上面からの放熱量が多くなること
が原因であり、それを防ぐには結晶の側面を熱遮蔽体で
覆うことが有効であると考え、本発明を完成するに至っ
た。
状がＷ字状に移行するのは直胴部の育成段階になると育
成結晶の側面や封止剤上面からの放熱量が多くなること
が原因であり、それを防ぐには結晶の側面を熱遮蔽体で
覆うことが有効であると考え、本発明を完成するに至っ
た。
【０００６】即ち、本発明は、請求項１に記載した発明
のように、るつぼ内に原料及び封止剤を入れてヒータに
より加熱、融解し、その原料融液表面に種結晶を接触さ
せて徐々に引き上げることにより化合物半導体単結晶の
成長を行なう単結晶成長装置において、前記るつぼの上
方から、融解した前記封止剤の上面近傍まで垂下して育
成結晶の側方を覆う筒状のスカート部を有する熱遮蔽体
を備えたことを特徴とする。
のように、るつぼ内に原料及び封止剤を入れてヒータに
より加熱、融解し、その原料融液表面に種結晶を接触さ
せて徐々に引き上げることにより化合物半導体単結晶の
成長を行なう単結晶成長装置において、前記るつぼの上
方から、融解した前記封止剤の上面近傍まで垂下して育
成結晶の側方を覆う筒状のスカート部を有する熱遮蔽体
を備えたことを特徴とする。
【０００７】具体的には、前記熱遮蔽体のスカート部の
下端と結晶育成開始時の前記封止剤の上面との距離は、
請求項２に記載した発明のように、０mmよりも大きく２
mm以下であり、より好ましくは、請求項３に記載した発
明のように、０．５mm以上１．５mm以下であるとよい。
また、前記熱遮蔽体のスカート部の内径は、請求項４に
記載した発明のように、前記育成結晶の直胴部の直径の
１．１〜１．６倍の大きさであり、より好ましくは、請
求項５に記載した発明のように、前記育成結晶の直胴部
の直径の１．２〜１．４倍の大きさであるとよい。さら
に、前記熱遮蔽体のスカート部の熱容量は、請求項６に
記載した発明のように、室温において３０Ｊ／Ｋ以上１
００Ｊ／Ｋ以下であり、より好ましくは、請求項７に記
載した発明のように、４０Ｊ／Ｋ以上８０Ｊ／Ｋ以下で
あるとよい。
下端と結晶育成開始時の前記封止剤の上面との距離は、
請求項２に記載した発明のように、０mmよりも大きく２
mm以下であり、より好ましくは、請求項３に記載した発
明のように、０．５mm以上１．５mm以下であるとよい。
また、前記熱遮蔽体のスカート部の内径は、請求項４に
記載した発明のように、前記育成結晶の直胴部の直径の
１．１〜１．６倍の大きさであり、より好ましくは、請
求項５に記載した発明のように、前記育成結晶の直胴部
の直径の１．２〜１．４倍の大きさであるとよい。さら
に、前記熱遮蔽体のスカート部の熱容量は、請求項６に
記載した発明のように、室温において３０Ｊ／Ｋ以上１
００Ｊ／Ｋ以下であり、より好ましくは、請求項７に記
載した発明のように、４０Ｊ／Ｋ以上８０Ｊ／Ｋ以下で
あるとよい。
【０００８】
【作用】上記した手段によれば、ＬＥＣ法に用いる単結
晶成長装置において、るつぼの上方から液体封止剤の上
面近傍まで垂下して育成結晶の側方を覆う筒状のスカー
ト部を有する熱遮蔽体を備えた構成としたため、結晶育
成中、育成結晶の側面からの輻射熱が熱遮蔽体によって
吸収され、結晶外周部の温度低下が防止される。それに
よって、固液界面形状が常時理想的な下凸状に保たれ、
リネージの発生が防止される。従って、育成した単結晶
から取得できるウェハの歩留まりが向上する。
晶成長装置において、るつぼの上方から液体封止剤の上
面近傍まで垂下して育成結晶の側方を覆う筒状のスカー
ト部を有する熱遮蔽体を備えた構成としたため、結晶育
成中、育成結晶の側面からの輻射熱が熱遮蔽体によって
吸収され、結晶外周部の温度低下が防止される。それに
よって、固液界面形状が常時理想的な下凸状に保たれ、
リネージの発生が防止される。従って、育成した単結晶
から取得できるウェハの歩留まりが向上する。
【０００９】ここで、熱遮蔽体のスカート部の下端と結
晶育成開始時の封止剤の上面との距離が、０mmよりも大
きく２mm以下であり、より好ましくは、０．５mm以上
１．５mm以下であるのは、熱遮蔽体のスカート部の下端
が封止剤中に浸漬してしまうと成長界面の熱対流を乱す
おそれがあり、一方、熱遮蔽体のスカート部を封止剤か
ら離し過ぎると封止剤上面からの放熱を抑制する効果が
小さくなって結晶外周部の温度が低下し易くなるからで
ある。
晶育成開始時の封止剤の上面との距離が、０mmよりも大
きく２mm以下であり、より好ましくは、０．５mm以上
１．５mm以下であるのは、熱遮蔽体のスカート部の下端
が封止剤中に浸漬してしまうと成長界面の熱対流を乱す
おそれがあり、一方、熱遮蔽体のスカート部を封止剤か
ら離し過ぎると封止剤上面からの放熱を抑制する効果が
小さくなって結晶外周部の温度が低下し易くなるからで
ある。
【００１０】また、熱遮蔽体のスカート部の内径が、育
成結晶の直胴部の直径の１．１〜１．６倍の大きさであ
り、より好ましくは、１．２〜１．４倍の大きさである
のは、熱遮蔽体の内径が大き過ぎると結晶側面からの放
熱を抑制する効果が小さくなってしまい、一方、内径が
小さ過ぎると所望の直径の結晶を得るために通常ＬＥＣ
法において行なっている直径制御の変動分により直胴部
が熱遮蔽体のスカート部に衝突するおそれがあるからで
ある。
成結晶の直胴部の直径の１．１〜１．６倍の大きさであ
り、より好ましくは、１．２〜１．４倍の大きさである
のは、熱遮蔽体の内径が大き過ぎると結晶側面からの放
熱を抑制する効果が小さくなってしまい、一方、内径が
小さ過ぎると所望の直径の結晶を得るために通常ＬＥＣ
法において行なっている直径制御の変動分により直胴部
が熱遮蔽体のスカート部に衝突するおそれがあるからで
ある。
【００１１】さらに、熱遮蔽体のスカート部の熱容量
が、室温において３０Ｊ／Ｋ以上１００Ｊ／Ｋ以下であ
り、より好ましくは、４０Ｊ／Ｋ以上８０Ｊ／Ｋ以下で
あるのは、熱容量が小さ過ぎると結晶側面からの放熱を
抑制する効果が小さくなってしまい、一方、熱容量が大
き過ぎると育成した結晶の分解が起こってしまい好まし
くないからである。
が、室温において３０Ｊ／Ｋ以上１００Ｊ／Ｋ以下であ
り、より好ましくは、４０Ｊ／Ｋ以上８０Ｊ／Ｋ以下で
あるのは、熱容量が小さ過ぎると結晶側面からの放熱を
抑制する効果が小さくなってしまい、一方、熱容量が大
き過ぎると育成した結晶の分解が起こってしまい好まし
くないからである。
【００１２】
【実施例】本発明に係る単結晶成長装置の実施例を図１
及び図２に基づいて以下に説明する。先ず、本発明に係
る単結晶成長装置の一構成例について説明する。図１
は、本発明に係る単結晶成長装置の一例の断面図である
が、同図において、１は不活性ガスや窒素ガスによって
加圧される高圧容器、２はるつぼ支持軸３によって回転
可能に支持されたるつぼである。このるつぼ２内に化合
物半導体の多結晶原料とＢ2 Ｏ3 のような封止剤４が収
納される。また、高圧容器１の上方からは、るつぼ２内
に向かって引上げ軸５が回転可能且つ上下動可能に垂下
されている。
及び図２に基づいて以下に説明する。先ず、本発明に係
る単結晶成長装置の一構成例について説明する。図１
は、本発明に係る単結晶成長装置の一例の断面図である
が、同図において、１は不活性ガスや窒素ガスによって
加圧される高圧容器、２はるつぼ支持軸３によって回転
可能に支持されたるつぼである。このるつぼ２内に化合
物半導体の多結晶原料とＢ2 Ｏ3 のような封止剤４が収
納される。また、高圧容器１の上方からは、るつぼ２内
に向かって引上げ軸５が回転可能且つ上下動可能に垂下
されている。
【００１３】そして、この単結晶成長装置は、るつぼ２
の上方から、加熱により融解した封止剤（液体封止剤）
４の上面近傍まで垂下する筒状のスカート部６Ａを有す
る熱遮蔽体６を備えており、育成中の結晶７の側方を覆
うようになっている。これにより、育成結晶７の側面及
び液体封止剤４の上面からの放熱が抑制され、結晶外周
部の温度低下が防止される。従って、結晶育成中、育成
結晶７と原料融液８との固液界面は下凸状に保たれる。
の上方から、加熱により融解した封止剤（液体封止剤）
４の上面近傍まで垂下する筒状のスカート部６Ａを有す
る熱遮蔽体６を備えており、育成中の結晶７の側方を覆
うようになっている。これにより、育成結晶７の側面及
び液体封止剤４の上面からの放熱が抑制され、結晶外周
部の温度低下が防止される。従って、結晶育成中、育成
結晶７と原料融液８との固液界面は下凸状に保たれる。
【００１４】熱遮蔽体６は、例えば石英、グラファイ
ト、ｐＢＮなどでできており、図２に示すように、その
下半部に育成結晶７の直胴部に沿う円筒状のスカート部
６Ａを有している。このスカート部６Ａは、その内径Ｘ
1 が育成結晶７の直胴部の直径の例えば１．３倍の大き
さとなるように形成されていて、その下部がるつぼ２内
に挿入される。なお、直胴部との接触を避け、かつ結晶
側面からの放熱を有効に抑制するために、スカート部６
Ａの内径Ｘ1 は、好ましくは直胴部の１．１〜１．６倍
の大きさであり、より好ましくは１．２〜１．４倍の大
きさであるとよい。
ト、ｐＢＮなどでできており、図２に示すように、その
下半部に育成結晶７の直胴部に沿う円筒状のスカート部
６Ａを有している。このスカート部６Ａは、その内径Ｘ
1 が育成結晶７の直胴部の直径の例えば１．３倍の大き
さとなるように形成されていて、その下部がるつぼ２内
に挿入される。なお、直胴部との接触を避け、かつ結晶
側面からの放熱を有効に抑制するために、スカート部６
Ａの内径Ｘ1 は、好ましくは直胴部の１．１〜１．６倍
の大きさであり、より好ましくは１．２〜１．４倍の大
きさであるとよい。
【００１５】また、スカート部６Ａの長さＨは、スカー
ト部６Ａの下端と液体封止剤４の上面との距離Ｌが例え
ば１mmとなり、かつ育成終了後に所望の育成長の結晶７
を原料融液８から切り離す際に結晶肩部が熱遮蔽体６の
内面に衝突しないような長さとなっている。なお、成長
界面の熱対流を乱すことなく液体封止剤４の上面からの
放熱を有効に抑制するために、スカート部６Ａと液体封
止剤４との間の距離Ｌは、好ましくは０mmよりも大きく
２mm以下であり、より好ましくは０．５mm以上１．５mm
以下であるとよい。
ト部６Ａの下端と液体封止剤４の上面との距離Ｌが例え
ば１mmとなり、かつ育成終了後に所望の育成長の結晶７
を原料融液８から切り離す際に結晶肩部が熱遮蔽体６の
内面に衝突しないような長さとなっている。なお、成長
界面の熱対流を乱すことなく液体封止剤４の上面からの
放熱を有効に抑制するために、スカート部６Ａと液体封
止剤４との間の距離Ｌは、好ましくは０mmよりも大きく
２mm以下であり、より好ましくは０．５mm以上１．５mm
以下であるとよい。
【００１６】さらに、スカート部６Ａの熱容量は、例え
ば４８．５Ｊ／Ｋであるが、育成結晶７の分解が起らな
い範囲で結晶側面からの放熱を有効に抑制するために
は、好ましくは３０Ｊ／Ｋ以上１００Ｊ／Ｋ以下であ
り、より好ましくは４０Ｊ／Ｋ以上８０Ｊ／Ｋ以下であ
るとよい。このような熱容量とするために、本例では、
スカート部６Ａの厚み（Ｘ2 −Ｘ1 ）（但し、Ｘ2 はス
カート部６Ａの外径である。）を２mmとしている。
ば４８．５Ｊ／Ｋであるが、育成結晶７の分解が起らな
い範囲で結晶側面からの放熱を有効に抑制するために
は、好ましくは３０Ｊ／Ｋ以上１００Ｊ／Ｋ以下であ
り、より好ましくは４０Ｊ／Ｋ以上８０Ｊ／Ｋ以下であ
るとよい。このような熱容量とするために、本例では、
スカート部６Ａの厚み（Ｘ2 −Ｘ1 ）（但し、Ｘ2 はス
カート部６Ａの外径である。）を２mmとしている。
【００１７】また、熱遮蔽体６は、スカート部６Ａの外
側に、ヒータ９を囲む断熱材１０上に立脚して熱遮蔽体
６自身を支持する支持脚部６Ｂを有しているとともに、
それら支持脚部６Ｂ及びスカート部６Ａの上方には引上
げ軸５を覆う上部筒部６Ｃを有している。
側に、ヒータ９を囲む断熱材１０上に立脚して熱遮蔽体
６自身を支持する支持脚部６Ｂを有しているとともに、
それら支持脚部６Ｂ及びスカート部６Ａの上方には引上
げ軸５を覆う上部筒部６Ｃを有している。
【００１８】次に、上記構成の単結晶成長装置を用い
て、直径２インチの鉄ドープＩｎＰ単結晶の成長を行な
った具体例について説明するが、本発明は、その具体例
により何等制限されるものではない。先ず、ｐＢＮ（熱
分解窒化ホウ素）製のるつぼ２内に１１００ｇのＩｎＰ
多結晶原料と液体封止剤４として５００ｇのＢ2 Ｏ3 と
０．０３wt％の鉄を入れて高圧容器１内に設置した。そ
して、るつぼ２を炉内の最下部に位置させ、ヒータ９に
より炉内を昇温し、Ｂ2 Ｏ3 が軟化し、さらに多結晶原
料が融解したら、るつぼ支持軸３によりるつぼ２を上昇
させて結晶育成開始位置、即ちスカート部６Ａの下端と
液体封止剤４の上面との距離Ｌが例えば１mmとなる位置
に合わせた。
て、直径２インチの鉄ドープＩｎＰ単結晶の成長を行な
った具体例について説明するが、本発明は、その具体例
により何等制限されるものではない。先ず、ｐＢＮ（熱
分解窒化ホウ素）製のるつぼ２内に１１００ｇのＩｎＰ
多結晶原料と液体封止剤４として５００ｇのＢ2 Ｏ3 と
０．０３wt％の鉄を入れて高圧容器１内に設置した。そ
して、るつぼ２を炉内の最下部に位置させ、ヒータ９に
より炉内を昇温し、Ｂ2 Ｏ3 が軟化し、さらに多結晶原
料が融解したら、るつぼ支持軸３によりるつぼ２を上昇
させて結晶育成開始位置、即ちスカート部６Ａの下端と
液体封止剤４の上面との距離Ｌが例えば１mmとなる位置
に合わせた。
【００１９】さらに、高圧容器１内を高圧にし、原料融
液８の液面に種結晶１１を接触させ、引上げ開始温度の
調節をしてから引上げ軸５を引き上げて結晶育成を開始
した。なお、種結晶１１には、（１００）方位面のＩｎ
Ｐ単結晶を用いた。
液８の液面に種結晶１１を接触させ、引上げ開始温度の
調節をしてから引上げ軸５を引き上げて結晶育成を開始
した。なお、種結晶１１には、（１００）方位面のＩｎ
Ｐ単結晶を用いた。
【００２０】引上げ速度は、毎時１０mmとした。そし
て、結晶育成の進行につれて原料融液８の液面が低くな
る分については、育成結晶７及び原料融液８のマスバラ
ンスに基づいてるつぼ支持軸３によるるつぼ２の上昇速
度を決め、その速度でもってるつぼ２を上昇させた。そ
れによって、結晶育成中、常時、熱遮蔽体６のスカート
部６Ａの下端と液体封止剤４の上面との距離Ｌを略１mm
に保った。
て、結晶育成の進行につれて原料融液８の液面が低くな
る分については、育成結晶７及び原料融液８のマスバラ
ンスに基づいてるつぼ支持軸３によるるつぼ２の上昇速
度を決め、その速度でもってるつぼ２を上昇させた。そ
れによって、結晶育成中、常時、熱遮蔽体６のスカート
部６Ａの下端と液体封止剤４の上面との距離Ｌを略１mm
に保った。
【００２１】育成結晶９の切離しは、固化率が０．７と
なった時点で引上げ速度を毎時７５mmとすることによっ
て、結晶肩部が熱遮蔽体６に接触する直前までに終了す
るようにした。切離し後、るつぼ２を降下させ、炉内温
度が室温になるまで冷却した後、結晶を取り出した。
なった時点で引上げ速度を毎時７５mmとすることによっ
て、結晶肩部が熱遮蔽体６に接触する直前までに終了す
るようにした。切離し後、るつぼ２を降下させ、炉内温
度が室温になるまで冷却した後、結晶を取り出した。
【００２２】得られたＩｎＰ単結晶について、その上
部、中部及び下部からそれぞれ評価用のウェハを切り出
し、リン酸と臭化水素酸とを２対１の割合で混合してな
るエッチャントにより室温で１０分間エッチングして転
位密度（ＥＰＤ：Etch Pit Density）の評価を行なっ
た。その結果、育成した単結晶には、下部に至るまでリ
ネージの発生がなく、高品質な単結晶を育成できたこと
がわかった。また、上記具体例と同様にして、鉄ドープ
ＩｎＰ単結晶及びすずドープＩｎＰ単結晶をそれぞれ２
本ずつ育成したところ、いずれも、上記具体例と同様に
リネージのない高品質な単結晶が得られ、再現性のある
ことが確認された。
部、中部及び下部からそれぞれ評価用のウェハを切り出
し、リン酸と臭化水素酸とを２対１の割合で混合してな
るエッチャントにより室温で１０分間エッチングして転
位密度（ＥＰＤ：Etch Pit Density）の評価を行なっ
た。その結果、育成した単結晶には、下部に至るまでリ
ネージの発生がなく、高品質な単結晶を育成できたこと
がわかった。また、上記具体例と同様にして、鉄ドープ
ＩｎＰ単結晶及びすずドープＩｎＰ単結晶をそれぞれ２
本ずつ育成したところ、いずれも、上記具体例と同様に
リネージのない高品質な単結晶が得られ、再現性のある
ことが確認された。
【００２３】なお、熱遮蔽体６は、上記実施例のものに
限らず、育成結晶７の直胴部を覆って結晶側面や封止剤
上面からの放熱を抑制することのできるスカート部６Ａ
を有していれば、種々変形可能であるのはいうまでもな
い。
限らず、育成結晶７の直胴部を覆って結晶側面や封止剤
上面からの放熱を抑制することのできるスカート部６Ａ
を有していれば、種々変形可能であるのはいうまでもな
い。
【００２４】また、本発明の単結晶成長装置を用いるこ
とにより、従来の単結晶成長装置では、成長時の封止剤
中の垂直方向の最大温度勾配が１４０〜２００℃／cmで
あったものを、スカート部の厚さ、材質を調整すること
により４０℃／cmまで低くすることができる。そして、
１００℃／cm以下とすることにより、ＥＰＤが１０4cm
-2以下の鉄ドープＩｎＰ単結晶が得られ、５０℃／cm以
下ではＥＰＤが５００cm-2以下の無転位単結晶が得られ
た。また、上記具体例においては、ＩｎＰ単結晶を育成
したが、本発明は、その他の化合物半導体、例えばＧａ
Ａｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＰの単結晶育成にも適用可能であ
る。
とにより、従来の単結晶成長装置では、成長時の封止剤
中の垂直方向の最大温度勾配が１４０〜２００℃／cmで
あったものを、スカート部の厚さ、材質を調整すること
により４０℃／cmまで低くすることができる。そして、
１００℃／cm以下とすることにより、ＥＰＤが１０4cm
-2以下の鉄ドープＩｎＰ単結晶が得られ、５０℃／cm以
下ではＥＰＤが５００cm-2以下の無転位単結晶が得られ
た。また、上記具体例においては、ＩｎＰ単結晶を育成
したが、本発明は、その他の化合物半導体、例えばＧａ
Ａｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＰの単結晶育成にも適用可能であ
る。
【００２５】さらに、ドーパントも鉄やすずに限らず、
硫黄や亜鉛などを用いてもよいし、本発明によりドーパ
ントを添加しないアンドープの単結晶を育成することも
できる。
硫黄や亜鉛などを用いてもよいし、本発明によりドーパ
ントを添加しないアンドープの単結晶を育成することも
できる。
【００２６】
【発明の効果】本発明に係る単結晶成長装置によれば、
るつぼ内に原料及び封止剤を入れてヒータにより加熱、
融解し、その原料融液表面に種結晶を接触させて徐々に
引き上げることにより化合物半導体単結晶の成長を行な
う単結晶成長装置において、前記るつぼの上方から、融
解した前記封止剤の上面近傍まで垂下して育成結晶の側
方を覆う筒状のスカート部を有する熱遮蔽体を備えた構
成としたため、結晶育成中、育成結晶の側面からの輻射
熱が熱遮蔽体のスカート部により吸収されて結晶外周部
の温度低下が防止されるので、固液界面形状が常時理想
的な下凸状に保たれ、リネージの発生を防止することが
できる。従って、育成した単結晶から取得できるウェハ
の歩留まりが向上するという効果が得られる。
るつぼ内に原料及び封止剤を入れてヒータにより加熱、
融解し、その原料融液表面に種結晶を接触させて徐々に
引き上げることにより化合物半導体単結晶の成長を行な
う単結晶成長装置において、前記るつぼの上方から、融
解した前記封止剤の上面近傍まで垂下して育成結晶の側
方を覆う筒状のスカート部を有する熱遮蔽体を備えた構
成としたため、結晶育成中、育成結晶の側面からの輻射
熱が熱遮蔽体のスカート部により吸収されて結晶外周部
の温度低下が防止されるので、固液界面形状が常時理想
的な下凸状に保たれ、リネージの発生を防止することが
できる。従って、育成した単結晶から取得できるウェハ
の歩留まりが向上するという効果が得られる。
【図１】本発明に係る単結晶成長装置の一例の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係る単結晶成長装置に設けられた熱遮
蔽体の一例の断面図である。
蔽体の一例の断面図である。
２ るつぼ ４ 封止剤 ６ 熱遮蔽体 ７ 育成結晶 ８ 原料融液 ９ ヒータ １１ 種結晶
Claims (7)
- 【請求項１】 るつぼ内に原料及び封止剤を入れてヒー
タにより加熱、融解し、その原料融液表面に種結晶を接
触させて徐々に引き上げることにより化合物半導体単結
晶の成長を行なう単結晶成長装置において、前記るつぼ
の上方から、融解した前記封止剤の上面近傍まで垂下し
て育成結晶の側方を覆う筒状のスカート部を有する熱遮
蔽体を備えたことを特徴とする単結晶成長装置。 - 【請求項２】 前記熱遮蔽体のスカート部の下端と結晶
育成開始時の前記封止剤の上面との距離は、０mmよりも
大きく２mm以下であることを特徴とする請求項１記載の
単結晶成長装置。 - 【請求項３】 より好ましくは、前記熱遮蔽体のスカー
ト部の下端と結晶育成開始時の前記封止剤の上面との距
離は、０．５mm以上１．５mm以下であることを特徴とす
る請求項１記載の単結晶成長装置。 - 【請求項４】 前記熱遮蔽体のスカート部の内径は、前
記育成結晶の直胴部の直径の１．１〜１．６倍の大きさ
であることを特徴とする請求項１、２または３記載の単
結晶成長装置。 - 【請求項５】 より好ましくは、前記熱遮蔽体のスカー
ト部の内径は、前記育成結晶の直胴部の直径の１．２〜
１．４倍の大きさであることを特徴とする請求項１、２
または３記載の単結晶成長装置。 - 【請求項６】 前記熱遮蔽体のスカート部の熱容量は、
室温において３０Ｊ／Ｋ以上１００Ｊ／Ｋ以下であるこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の単
結晶成長装置。 - 【請求項７】 より好ましくは、前記熱遮蔽体のスカー
ト部の熱容量は、室温において４０Ｊ／Ｋ以上８０Ｊ／
Ｋ以下であることを特徴とする請求項１、２、３、４ま
たは５記載の単結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23561994A JP2855408B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 単結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23561994A JP2855408B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 単結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08104591A true JPH08104591A (ja) | 1996-04-23 |
| JP2855408B2 JP2855408B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=16988697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23561994A Expired - Lifetime JP2855408B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 単結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2855408B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1741808A1 (en) * | 2004-04-28 | 2007-01-10 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | InP SINGLE CRYSTAL WAFER AND InP SINGLE CRYSTAL MANUFACTURING METHOD |
| JP2012236770A (ja) * | 2003-05-07 | 2012-12-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 燐化インジウム基板および燐化インジウム結晶 |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23561994A patent/JP2855408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012236770A (ja) * | 2003-05-07 | 2012-12-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 燐化インジウム基板および燐化インジウム結晶 |
| JP5233070B2 (ja) * | 2003-05-07 | 2013-07-10 | 住友電気工業株式会社 | 燐化インジウム基板および燐化インジウム単結晶とその製造方法 |
| JP2015129091A (ja) * | 2003-05-07 | 2015-07-16 | 住友電気工業株式会社 | 燐化インジウム基板および燐化インジウム結晶 |
| EP1741808A1 (en) * | 2004-04-28 | 2007-01-10 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | InP SINGLE CRYSTAL WAFER AND InP SINGLE CRYSTAL MANUFACTURING METHOD |
| JPWO2005106083A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2008-07-31 | 日鉱金属株式会社 | ＩｎＰ単結晶ウェハ及びＩｎＰ単結晶の製造方法 |
| EP1741808A4 (en) * | 2004-04-28 | 2008-11-19 | Nippon Mining Co | INP-EINKRISTALLWAFER AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF INP-EINKRISTALL |
| US8815010B2 (en) | 2004-04-28 | 2014-08-26 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | InP single crystal wafer and method for producing InP single crystal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2855408B2 (ja) | 1999-02-10 |
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