JPS5816523A - 半導体気相成長装置 - Google Patents
半導体気相成長装置Info
- Publication number
- JPS5816523A JPS5816523A JP11435481A JP11435481A JPS5816523A JP S5816523 A JPS5816523 A JP S5816523A JP 11435481 A JP11435481 A JP 11435481A JP 11435481 A JP11435481 A JP 11435481A JP S5816523 A JPS5816523 A JP S5816523A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- susceptor
- heating coil
- temperature
- semiconductor
- vapor phase
- Prior art date
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- Granted
Links
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
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体気相成長装置の改良に関するものである
。
。
半導体ウエノ・に結晶成長を行うために一般に用いられ
る縦形の半導体気相成長装置は、従来は第1図に示した
ような概略構成を有するものd!用いられていた。同図
の装置は、基台1の上のベルジャ〃2内に突出する中心
軸3にサセプタ4を支持させ、とのサセプタ4の上に半
導体6エノ\5を載置し、サセプタ4の下側に設けた加
熱コイル6に高周波発振器7よシ高周波電流を流してサ
セプタ4を誘導加熱することによシ、半導体ウエノ・5
を所要の温度に加熱するようになっている。そして中心
軸3の基部側から反応用ガス9を供給して該ガスを、中
心軸3の内側にあってサセ!り4の中心部を貫通するガ
ス導入管8の先端部から前記の半導体ウェハ5に向けて
流して、該ウェハ5の上にシリコン単結晶膜を気相成長
させている。
る縦形の半導体気相成長装置は、従来は第1図に示した
ような概略構成を有するものd!用いられていた。同図
の装置は、基台1の上のベルジャ〃2内に突出する中心
軸3にサセプタ4を支持させ、とのサセプタ4の上に半
導体6エノ\5を載置し、サセプタ4の下側に設けた加
熱コイル6に高周波発振器7よシ高周波電流を流してサ
セプタ4を誘導加熱することによシ、半導体ウエノ・5
を所要の温度に加熱するようになっている。そして中心
軸3の基部側から反応用ガス9を供給して該ガスを、中
心軸3の内側にあってサセ!り4の中心部を貫通するガ
ス導入管8の先端部から前記の半導体ウェハ5に向けて
流して、該ウェハ5の上にシリコン単結晶膜を気相成長
させている。
しかしながら上記のような装置においては、サセプタ4
の温度が加熱によシ上昇して所要の高温度(1100〜
1200℃)Kなるにしたがって、サセプタ外周側の温
度がそれよシ内側の温度よりも低くくなるという欠JK
があった。この原因としては次の諸点が考えられる。
の温度が加熱によシ上昇して所要の高温度(1100〜
1200℃)Kなるにしたがって、サセプタ外周側の温
度がそれよシ内側の温度よりも低くくなるという欠JK
があった。この原因としては次の諸点が考えられる。
(イ) サセプタ外周側のほうが熱放射面積が太きく、
また高温に々るほど熱放射が多くなるので、高温になる
とサセプタ外周側の#ようがそれよシ内側に比べて熱損
失が大きくなる。
また高温に々るほど熱放射が多くなるので、高温になる
とサセプタ外周側の#ようがそれよシ内側に比べて熱損
失が大きくなる。
(o)サセプタ中央部から外周側に流れた反応用ガスは
該外周側からベルジャ内を流下するが、このガスによる
冷却作用を外周側のtlつが多く受ける。
該外周側からベルジャ内を流下するが、このガスによる
冷却作用を外周側のtlつが多く受ける。
上記の高温時におけるサセプタ外周側の温度低下を防止
するために、予め加熱コイル6の加熱作用を外周側で強
くなるように設定しておくと、前記(イ)項の影響がそ
れほど大きくない昇温途中゛の一低温段階では、前記と
逆にサセプタ外周11!lめ温度がそれより内側の温度
よりも高くなるという不具合を生ずる。
するために、予め加熱コイル6の加熱作用を外周側で強
くなるように設定しておくと、前記(イ)項の影響がそ
れほど大きくない昇温途中゛の一低温段階では、前記と
逆にサセプタ外周11!lめ温度がそれより内側の温度
よりも高くなるという不具合を生ずる。
前記のようにサセプタ4の部位によシ温度が異なると、
サセプタ4の上に載置したウエノ・5に温一度むらを生
じて、該ウェハに所鯖スリップバンドのごとき欠陥が生
じたシ、成長する結晶膜の膜厚が不均一になるなどの欠
点があった。
サセプタ4の上に載置したウエノ・5に温一度むらを生
じて、該ウェハに所鯖スリップバンドのごとき欠陥が生
じたシ、成長する結晶膜の膜厚が不均一になるなどの欠
点があった。
本発明は上記の欠点を解消した半導体気相成長装置を提
供したもので、加熱コイルの外周側に電磁結合される短
絡リングを設けて、サセ!り昇温の低温段階では骸短絡
リングを加熱コイルに密結合させるように近づけ、高温
になるにしたがって加熱コイルより遠ざけるように前記
短絡リングの位置を可変制御することにより、サセプタ
の温度を常に均一な温度分布状態にして昇温させるよう
にしたものである。
供したもので、加熱コイルの外周側に電磁結合される短
絡リングを設けて、サセ!り昇温の低温段階では骸短絡
リングを加熱コイルに密結合させるように近づけ、高温
になるにしたがって加熱コイルより遠ざけるように前記
短絡リングの位置を可変制御することにより、サセプタ
の温度を常に均一な温度分布状態にして昇温させるよう
にしたものである。
以下、本発明を実施例の図面により訃細に説明する。第
2回において、1は基台、2Fi基台1に密着、取外し
自在に設けられた椀状の遮蔽用ベルジャ、3け基台1を
貫通してベルジャ2内に突出する中心軸、4はこの中心
軸に支持されてベルジャ2内に配設された円板状の半導
体ウエノ・載置用す゛セノタ、5けサセプタ4に載置さ
れた半導体ウェハである。8は中心軸3の内側にあって
サセプタ4の中心部を貫通し、先端側がサセプタ4の上
方に突出して、先端部に反応用がス9の噴出口を有する
ガス導入管である。6はサセプタ4を誘導加熱すべく基
台1に支持されてサセプタ49下方に配設された渦巻状
の加熱コイル、7はこの加熱コイルに高周波電流を供給
する高周波発振器である。
2回において、1は基台、2Fi基台1に密着、取外し
自在に設けられた椀状の遮蔽用ベルジャ、3け基台1を
貫通してベルジャ2内に突出する中心軸、4はこの中心
軸に支持されてベルジャ2内に配設された円板状の半導
体ウエノ・載置用す゛セノタ、5けサセプタ4に載置さ
れた半導体ウェハである。8は中心軸3の内側にあって
サセプタ4の中心部を貫通し、先端側がサセプタ4の上
方に突出して、先端部に反応用がス9の噴出口を有する
ガス導入管である。6はサセプタ4を誘導加熱すべく基
台1に支持されてサセプタ49下方に配設された渦巻状
の加熱コイル、7はこの加熱コイルに高周波電流を供給
する高周波発振器である。
10はガス9が加熱コイル6に作用して該コイルを損傷
させるのを防止するコイルカバー、11は基台lを貫通
してベルジャ2の内側に連通ずるガス排出管である。1
2けベルジャ2の外周側を一取巻いて加熱コイル6に対
向し、該コイル6の外周側に電磁−合されるように配設
された−巻きの導(5) 電材からなる円形短絡コイル、13はこの短絡コイルを
例えばその周方向に等間隔離れた3点位置で支持する支
持棒である。これらの支持棒13は基台1に設けた受台
t4.14a等に上下動可能に取付けてあり、少なくと
も一つの受台14&には該受台に支持された支持棒13
を上下動させるための図示されないウオームギヤのごと
き駆動機構が内装されている。15aはこの駆動機構を
駆動するモータで、とのモータ及び駆動機構で短絡リン
グ位置可変手段15を構成している。16はベルジャ2
を隔ててサセプタ4の上方に配置されてサセ!り4の外
周側の温度を検出する温に検出器、17はこの温度検出
器16に並設されてサーヒプタ4の径方向中間部の温度
を検出する温度検出器である。18は一方の入力端が温
度検出器16に、他方の入力端が温度検出器17にそれ
ぞれ接続され、出力端がモータ15に接続された比較増
幅器である。上記の温度検出器16.17及び比較増幅
器18は温度差検出装置19を構成している。
させるのを防止するコイルカバー、11は基台lを貫通
してベルジャ2の内側に連通ずるガス排出管である。1
2けベルジャ2の外周側を一取巻いて加熱コイル6に対
向し、該コイル6の外周側に電磁−合されるように配設
された−巻きの導(5) 電材からなる円形短絡コイル、13はこの短絡コイルを
例えばその周方向に等間隔離れた3点位置で支持する支
持棒である。これらの支持棒13は基台1に設けた受台
t4.14a等に上下動可能に取付けてあり、少なくと
も一つの受台14&には該受台に支持された支持棒13
を上下動させるための図示されないウオームギヤのごと
き駆動機構が内装されている。15aはこの駆動機構を
駆動するモータで、とのモータ及び駆動機構で短絡リン
グ位置可変手段15を構成している。16はベルジャ2
を隔ててサセプタ4の上方に配置されてサセ!り4の外
周側の温度を検出する温に検出器、17はこの温度検出
器16に並設されてサーヒプタ4の径方向中間部の温度
を検出する温度検出器である。18は一方の入力端が温
度検出器16に、他方の入力端が温度検出器17にそれ
ぞれ接続され、出力端がモータ15に接続された比較増
幅器である。上記の温度検出器16.17及び比較増幅
器18は温度差検出装置19を構成している。
(6)
次K、上記の装置の動作を説明する。本装置では、高周
波発振器7よシ高周波電流を受ける加熱コイル6がサセ
プタ4を誘導加熱して所要の高温度(1100〜120
0C)K昇温させる。この場合、温度検出器16.17
によシサセグタ4の外周側及び径方向中間部の温度がそ
れぞれ検出されて、両検出出力を比較増幅器18によシ
比較増幅した温度差検出装置19の出力でモータt5m
が駆動される。このモータの駆動によシ短絡リング12
の加熱コイル6に対する相対位置が変えられ、サセプタ
4の外周側に対する加熱コイル6の加熱効率が適切に調
整されて、サセプタ4の温度分布が均一化される。例え
ば、昇温途中の低温段階でサセプタ4の外周側の温度が
それよシ内側の温度よシ高くなる場合には、前記のリン
グ位置可変制御によシ、短絡リング12は加熱コイル6
の外周側に近ずけられて、サセプタ4の外周側に及はす
コイル6の加熱作用を抑制低下さ”せる作用をする。こ
れによシ、−サセプタ外周側の不均衡な温度上昇が抑制
される。次に、昇温の終シの高温段階になって、サセプ
タ4の外周側の温度がそれより内側の温度より低くなる
場合には、前記のリング位置可変制御によシ上記と逆に
、短絡リング12a加熱コイル6の外周側から遠ざけら
れる。これにょシ、リング12で抑制されていたサセプ
タ4の外周側に対する加熱コイル6の加熱効率が良くな
って、サセプタ外周側の不均衡な温度低下が防止される
。
波発振器7よシ高周波電流を受ける加熱コイル6がサセ
プタ4を誘導加熱して所要の高温度(1100〜120
0C)K昇温させる。この場合、温度検出器16.17
によシサセグタ4の外周側及び径方向中間部の温度がそ
れぞれ検出されて、両検出出力を比較増幅器18によシ
比較増幅した温度差検出装置19の出力でモータt5m
が駆動される。このモータの駆動によシ短絡リング12
の加熱コイル6に対する相対位置が変えられ、サセプタ
4の外周側に対する加熱コイル6の加熱効率が適切に調
整されて、サセプタ4の温度分布が均一化される。例え
ば、昇温途中の低温段階でサセプタ4の外周側の温度が
それよシ内側の温度よシ高くなる場合には、前記のリン
グ位置可変制御によシ、短絡リング12は加熱コイル6
の外周側に近ずけられて、サセプタ4の外周側に及はす
コイル6の加熱作用を抑制低下さ”せる作用をする。こ
れによシ、−サセプタ外周側の不均衡な温度上昇が抑制
される。次に、昇温の終シの高温段階になって、サセプ
タ4の外周側の温度がそれより内側の温度より低くなる
場合には、前記のリング位置可変制御によシ上記と逆に
、短絡リング12a加熱コイル6の外周側から遠ざけら
れる。これにょシ、リング12で抑制されていたサセプ
タ4の外周側に対する加熱コイル6の加熱効率が良くな
って、サセプタ外周側の不均衡な温度低下が防止される
。
以上の上うな短絡リング12の位置制御による加熱コイ
ル6の加熱効率調整によシ、サセプタ4の温度は常に均
一な温度分布状態で昇温して行く。
ル6の加熱効率調整によシ、サセプタ4の温度は常に均
一な温度分布状態で昇温して行く。
従って、サセプタ4の上のウェハ5に位置による温度差
を生ずることがなく、ウェハ5はスリップバンドのごと
き欠陥を生ずることなく所定の高温度に昇温する。そし
て、中心軸3の基部側から反応用ガス9を供給して、該
ガスをガス導入管8の先端部からす七ゲタ4上の半導体
ウェハ5に向けて流すことによシ、ウェハ5の上に膜厚
の均一な結晶膜が成長する。
を生ずることがなく、ウェハ5はスリップバンドのごと
き欠陥を生ずることなく所定の高温度に昇温する。そし
て、中心軸3の基部側から反応用ガス9を供給して、該
ガスをガス導入管8の先端部からす七ゲタ4上の半導体
ウェハ5に向けて流すことによシ、ウェハ5の上に膜厚
の均一な結晶膜が成長する。
上述の実施例では、サセプタ表面の径方向の温度差検出
出力に基づいて短絡リングの位置を可変制御するように
したが、サセプタの昇温時間に対する短絡リングの移動
時間及び位置、即ち移動の態様を予め実験によシ決定し
て短絡リングの位置M 1417’ログラムを作成して
おき、このプログラムに基づいて前記のモータを駆動制
御することにょシ、短絡リングの位置を所要のように可
変制御して前記の実施例と同様の効果を上げることがで
きる。第2図に付記した2oけ、この目的でモータ15
aK接続されるモータ制御器及び動作時間設定用タイマ
咎を含むプログラム制御装置である。
出力に基づいて短絡リングの位置を可変制御するように
したが、サセプタの昇温時間に対する短絡リングの移動
時間及び位置、即ち移動の態様を予め実験によシ決定し
て短絡リングの位置M 1417’ログラムを作成して
おき、このプログラムに基づいて前記のモータを駆動制
御することにょシ、短絡リングの位置を所要のように可
変制御して前記の実施例と同様の効果を上げることがで
きる。第2図に付記した2oけ、この目的でモータ15
aK接続されるモータ制御器及び動作時間設定用タイマ
咎を含むプログラム制御装置である。
上記のように本発明に係る半導体気相成長装置は、半導
体ウェハ載置用サセプタを誘導加熱する加熱コイルの外
周側に電磁結合する短絡リングを配置し、(1)前記サ
セプタ表面の径方向の温度差を検出した出力、又は(2
)予め定めたプログラムにしたがって動作するプログラ
ム制御装置にょシ、前記短絡リングの前記加熱コイルに
対する相対位置を可変制御するようにしである。従って
、本発明によればサセプタの外周側に対する加熱コイル
の加熱効率を調整して、サセプタ表面の温度分布を(9
) 常に均一な状態にしてサセプタを所定の高温度に列置さ
せることができる。これにより、サセプタ上の半導体ウ
ェハにその載置位置により不均衡な温度上昇が生ずるの
を防止できるので、ウェハにスリップバンドのごとき欠
陥嘉生ずるのを防止することができ、ウェハ表面に成長
する結晶膜の膜厚を均一にすることができて、品質のそ
ろった半導体素子を良好な歩留シで製造することができ
る。
体ウェハ載置用サセプタを誘導加熱する加熱コイルの外
周側に電磁結合する短絡リングを配置し、(1)前記サ
セプタ表面の径方向の温度差を検出した出力、又は(2
)予め定めたプログラムにしたがって動作するプログラ
ム制御装置にょシ、前記短絡リングの前記加熱コイルに
対する相対位置を可変制御するようにしである。従って
、本発明によればサセプタの外周側に対する加熱コイル
の加熱効率を調整して、サセプタ表面の温度分布を(9
) 常に均一な状態にしてサセプタを所定の高温度に列置さ
せることができる。これにより、サセプタ上の半導体ウ
ェハにその載置位置により不均衡な温度上昇が生ずるの
を防止できるので、ウェハにスリップバンドのごとき欠
陥嘉生ずるのを防止することができ、ウェハ表面に成長
する結晶膜の膜厚を均一にすることができて、品質のそ
ろった半導体素子を良好な歩留シで製造することができ
る。
また、高温時におけるサセプタ外周側の温度低下を防止
し得るので、従来は温度低下のために利用できなかりた
サセプタ外周側をもウェハ載置用に有効に利用すること
ができ、半導体気相成長装置の生産性を向上させること
ができる。特に特許請求の範囲第1項の発明によれば、
サセプタ表面の径方向の温度差を検出して知略リングの
位置を可変制御するので、成長装置の動作の実態に即し
た確実な制御を行うことができ、所望の効果が確実に得
られる利点がある。また、特許請求の範囲第2項の発明
によれば、予め定めたプログラムにしたがって短絡リン
グの位置を可変制御するので、(10) 成長装置の動作条件が一定な場合に用いて制御のための
装置が簡単になる利点がある。
し得るので、従来は温度低下のために利用できなかりた
サセプタ外周側をもウェハ載置用に有効に利用すること
ができ、半導体気相成長装置の生産性を向上させること
ができる。特に特許請求の範囲第1項の発明によれば、
サセプタ表面の径方向の温度差を検出して知略リングの
位置を可変制御するので、成長装置の動作の実態に即し
た確実な制御を行うことができ、所望の効果が確実に得
られる利点がある。また、特許請求の範囲第2項の発明
によれば、予め定めたプログラムにしたがって短絡リン
グの位置を可変制御するので、(10) 成長装置の動作条件が一定な場合に用いて制御のための
装置が簡単になる利点がある。
第1図は従来の縦形半導体気相成長装置の一例を示す要
部断面図、第2図は本発明の笑施例を示す要部断面図で
ある。 4・・・サセプタ、5・・・半導体ウェハ、6・・・加
熱コイル、7・・・高周波発振器1.9・・・反応用ガ
ス、12・・・知略リング、15・・・短絡リング位置
可変手段、15a・・・モータ、16.17・・・温度
検出器、19・・・温度差検出装置、20・・・グログ
ラム制御装置。 (11) 第1図
部断面図、第2図は本発明の笑施例を示す要部断面図で
ある。 4・・・サセプタ、5・・・半導体ウェハ、6・・・加
熱コイル、7・・・高周波発振器1.9・・・反応用ガ
ス、12・・・知略リング、15・・・短絡リング位置
可変手段、15a・・・モータ、16.17・・・温度
検出器、19・・・温度差検出装置、20・・・グログ
ラム制御装置。 (11) 第1図
Claims (2)
- (1)半導体ウニへ載置用すセグタに対向させて配置し
た加熱コイルに高周波電流を流して前記サセプタを誘導
加熱するとともに前記サセプタ上に載置した半導体ウェ
ハの表面に反応用ガスを供給して結晶を成長させる半導
体気相成長装置において、前記加熱コイルの外周側に電
磁結合される短絡リングと、前記サセ!り表面の径方向
温度差を検出する温度差検出装置と、前記温度差検出装
置の検出出力に基づいて前記短絡リングの前記加熱コイ
ルに対する相対位置を可変とする短絡リング位置可変手
段とを具備してなる半導体気相成長装置。 - (2)半導体ウニ八載置用サセプタに対向させて配置し
た加熱コイルに高周波電流を流して前記サセプタを誘導
加熱するとともに前記サセプタ上に載置した半導体ウェ
ハの表面に反応用ガスを供給して結晶を成長させる半導
体気相成長装置において、前記加熱コイルの外周側に電
磁結合される短手段と、予め定めたプログラムにした力
五って前記短絡リング位置可変手段をプログラム制御す
るプログ2ム制御装置とを具備してなる半導体気相成長
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11435481A JPS5816523A (ja) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | 半導体気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11435481A JPS5816523A (ja) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | 半導体気相成長装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5816523A true JPS5816523A (ja) | 1983-01-31 |
JPH0137848B2 JPH0137848B2 (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=14635633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11435481A Granted JPS5816523A (ja) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | 半導体気相成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5816523A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1081683C (zh) * | 1994-09-30 | 2002-03-27 | Lpe公司 | 一种外延反应器 |
CN102277603A (zh) * | 2011-08-03 | 2011-12-14 | 深圳大学 | 一种感应热/电沉积制备涂层或薄膜的装置及方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4876650U (ja) * | 1971-12-23 | 1973-09-21 | ||
JPS5159047U (ja) * | 1974-11-01 | 1976-05-10 |
-
1981
- 1981-07-23 JP JP11435481A patent/JPS5816523A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4876650U (ja) * | 1971-12-23 | 1973-09-21 | ||
JPS5159047U (ja) * | 1974-11-01 | 1976-05-10 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1081683C (zh) * | 1994-09-30 | 2002-03-27 | Lpe公司 | 一种外延反应器 |
CN102277603A (zh) * | 2011-08-03 | 2011-12-14 | 深圳大学 | 一种感应热/电沉积制备涂层或薄膜的装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0137848B2 (ja) | 1989-08-09 |
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