JPS58190891A - 単結晶成長方法 - Google Patents
単結晶成長方法Info
- Publication number
- JPS58190891A JPS58190891A JP7288582A JP7288582A JPS58190891A JP S58190891 A JPS58190891 A JP S58190891A JP 7288582 A JP7288582 A JP 7288582A JP 7288582 A JP7288582 A JP 7288582A JP S58190891 A JPS58190891 A JP S58190891A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melt
- single crystal
- crystal
- crucible
- growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は回転磁界により融液を回転させながら単結晶を
成長させる方法に関する。
成長させる方法に関する。
（ｂ） 技術の背景
シリコン（Ｓｉ ） 、ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）な
どの単結晶の成長方法には種結晶を用いてこの融液から
引き上げる結晶引上げ成長法（チョクラルスキー法）と
多結晶を部分的に溶融して結晶を成長させる帯域溶融法
（フローティングゾーン法）とがあるが、本発明は両者
に関するものである。
どの単結晶の成長方法には種結晶を用いてこの融液から
引き上げる結晶引上げ成長法（チョクラルスキー法）と
多結晶を部分的に溶融して結晶を成長させる帯域溶融法
（フローティングゾーン法）とがあるが、本発明は両者
に関するものである。
と＼で結晶引上げ成長法が多く用いられる理由は大直径
化が可能なこと、結晶構断面において面方向の抵抗率変
動が少いこと、およびＬ８Ｉ醇半導体素子の製造プロセ
スの加熱冷却工程において辷シによる線状欠陥の発生が
少いことなどＫよる。
化が可能なこと、結晶構断面において面方向の抵抗率変
動が少いこと、およびＬ８Ｉ醇半導体素子の製造プロセ
スの加熱冷却工程において辷シによる線状欠陥の発生が
少いことなどＫよる。
さて単結晶の成長は結晶材料を溶融させた融液の中に種
結晶を浸しこれを徐々に引上げることＫよ９種結晶と等
しい結晶軸をもつ結晶を成長させるものであるが、成員
面内の均一性を上げる丸め結晶の引上げに当っては緩か
に結晶を回転させ乍ら行っている。
結晶を浸しこれを徐々に引上げることＫよ９種結晶と等
しい結晶軸をもつ結晶を成長させるものであるが、成員
面内の均一性を上げる丸め結晶の引上げに当っては緩か
に結晶を回転させ乍ら行っている。
然し乍ら優れた特性をもつ結晶を得るためには融液もま
た結晶と反対方向に緩かに回転させると効果的であり、
この方法として従来は機械的に坩堝を回転する方法がと
られていた。
た結晶と反対方向に緩かに回転させると効果的であり、
この方法として従来は機械的に坩堝を回転する方法がと
られていた。
（Ｃ１従来技術と問題点
第１図は従来の単結晶成長方法の構成図である。
図において、例えばＳ１単結晶成長の目的には石英（Ｓ
ｉｎりまたＧａＡｓ単結晶成長の目的には窒化硼素（Ｂ
Ｎ）からなる坩堝ｌの中に高純度の多結晶ＳｉｉたはＧ
ａＡｓからなる材料を入れ、その後この実施例の場合は
円筒形の黒鉛製発熱体２に通電−し抵抗加熱法により溶
融し融液３としている。
ｉｎりまたＧａＡｓ単結晶成長の目的には窒化硼素（Ｂ
Ｎ）からなる坩堝ｌの中に高純度の多結晶ＳｉｉたはＧ
ａＡｓからなる材料を入れ、その後この実施例の場合は
円筒形の黒鉛製発熱体２に通電−し抵抗加熱法により溶
融し融液３としている。
なお加熱方法としては高周波加熱法を用いる場合もある
が、これらの加熱は何れもアルゴンなどの不活性雰囲気
中で行われ、また温度は輻射高温計で測定し引上げ温度
に対して±０．２℃以下の精度に保持されている。
が、これらの加熱は何れもアルゴンなどの不活性雰囲気
中で行われ、また温度は輻射高温計で測定し引上げ温度
に対して±０．２℃以下の精度に保持されている。
さて単結晶の育成は成長させようとする結晶方位をもつ
種結晶４の先端を融液３につけるが、この際融液３の温
度は種結晶４の先端が僅かに融解し乍ら均ｐ合いが保た
れる温度に設定してｉｂ、平衡に達した後、毎分３〜５
１１ｍ＋の引上げ速度で結晶を細く絞如、種結晶４にあ
る転位を外周に追い出すと共に転位の発生を抑えて無転
位化する。こ＼でか＼る操作を通じて融液３は攪拌と液
温を均一化する目的で種結晶４を保持する引き上げ軸５
および坩堝ｌを互に逆方向に回転させである。次にこの
状態で引き上げ速度を下げ、ま九液温も徐々に下降させ
ることによシ希望す□る直径にまで太らせると共に長さ
方向に単結晶を成長せしめる。
種結晶４の先端を融液３につけるが、この際融液３の温
度は種結晶４の先端が僅かに融解し乍ら均ｐ合いが保た
れる温度に設定してｉｂ、平衡に達した後、毎分３〜５
１１ｍ＋の引上げ速度で結晶を細く絞如、種結晶４にあ
る転位を外周に追い出すと共に転位の発生を抑えて無転
位化する。こ＼でか＼る操作を通じて融液３は攪拌と液
温を均一化する目的で種結晶４を保持する引き上げ軸５
および坩堝ｌを互に逆方向に回転させである。次にこの
状態で引き上げ速度を下げ、ま九液温も徐々に下降させ
ることによシ希望す□る直径にまで太らせると共に長さ
方向に単結晶を成長せしめる。
こ＼で引上げ軸５および坩堝２０回転は共にモー然し例
えばシリコン単結晶の引き上げの場合は４インチ径のも
のが一般であり、この場合融液の重量は数１Ｏｋ４Ｉに
達するため坩堝の回転機構はその規模が大きくなると共
に気密機構が難しくな）、またモータ６による機械振動
も結晶成長に悪影響を及はしておυ、これらの点から回
転方法について改良が望まれていた。
えばシリコン単結晶の引き上げの場合は４インチ径のも
のが一般であり、この場合融液の重量は数１Ｏｋ４Ｉに
達するため坩堝の回転機構はその規模が大きくなると共
に気密機構が難しくな）、またモータ６による機械振動
も結晶成長に悪影響を及はしておυ、これらの点から回
転方法について改良が望まれていた。
（ｄ） 発明の目的
本発明は坩堝内融液の回転をモータを用いて坩堝を回転
させるとは別の方法を用いた結晶成長方法を提供するこ
とを目的とする。
させるとは別の方法を用いた結晶成長方法を提供するこ
とを目的とする。
（ｅｌ 発明の構成
本発明の目的は坩堝内の融液に回転磁界を加えることに
よジ誘導電流を生ぜしめ、これにより融液を回転させ乍
ら単結晶の引き上げを行うことによυ達成することがで
きる。
よジ誘導電流を生ぜしめ、これにより融液を回転させ乍
ら単結晶の引き上げを行うことによυ達成することがで
きる。
（ｆｌ 発明の実施例
第２図は本発明の夾捲にか＼る単結晶成長装置の構成の
一例を示す平面図で、坩堝とこの回転機構を示している
。
一例を示す平面図で、坩堝とこの回転機構を示している
。
図において坩堝ｌの中には融液３があ）、また中心には
引き上げ中のシリコン単結晶７がある。同、シリコン単
結晶棒（インゴット）を引き上げ法により形成する場合
、単結晶棒の径が４インチ或いは５インチのものが一般
である。従って、本実施例の石英坩堝ｌは径が１２〜１
４インチ、高さが９〜ＩＯインチのものを用いる。
引き上げ中のシリコン単結晶７がある。同、シリコン単
結晶棒（インゴット）を引き上げ法により形成する場合
、単結晶棒の径が４インチ或いは５インチのものが一般
である。従って、本実施例の石英坩堝ｌは径が１２〜１
４インチ、高さが９〜ＩＯインチのものを用いる。
本発明は炉の発熱体２の外側に回転磁界を設け、これに
より発熱体２よ、）１４００（℃〕に加熱した坩堝ｌ内
の融液３を回転させるもので、図は３相６極の磁界構成
を示している。
より発熱体２よ、）１４００（℃〕に加熱した坩堝ｌ内
の融液３を回転させるもので、図は３相６極の磁界構成
を示している。
すなわち硅素鋼板などの軟磁性材料からなる磁芯８に図
の場合３相巻線がそれぞれ巻回されて磁極が形成されて
いる。
の場合３相巻線がそれぞれ巻回されて磁極が形成されて
いる。
と＼で坩堝ｌの中に存在する融液３は溶融状態では何れ
も金属と同程度の電導度を示すので３相交流を印加した
場合、例えば電力を約１（ＫＷ）印加すると、回転磁界
が形成されると共に融液３の中と同様な理由によシ融液
３を回転磁界の方向へ回転させる力が働らき融液３の回
転が始まる。
も金属と同程度の電導度を示すので３相交流を印加した
場合、例えば電力を約１（ＫＷ）印加すると、回転磁界
が形成されると共に融液３の中と同様な理由によシ融液
３を回転磁界の方向へ回転させる力が働らき融液３の回
転が始まる。
以上のように坩堝の外側に回転磁界形成機構を備えるこ
とによシ従来のようにモータを用いることなく電磁気的
に回転することができ、また回転数制御も任意に行うこ
とができる。
とによシ従来のようにモータを用いることなく電磁気的
に回転することができ、また回転数制御も任意に行うこ
とができる。
（ｇｌ 発明の効果
本発明はＳｉ、ＧａＡｓに留まらずインジウム・燐（Ｉ
ｎＰ）など総べての半導体単結晶の成長に適用すること
ができ、機械的振動を伴わぬため良質な結晶成長が可能
となった。
ｎＰ）など総べての半導体単結晶の成長に適用すること
ができ、機械的振動を伴わぬため良質な結晶成長が可能
となった。
第１図は従来の単結晶成長装置の構成図、また第２図は
本発明の一実施一を説明する単結晶成長装置の回転機構
の平面図である。 図において、ｌは坩堝、３は融液、４は種結晶。 ６はモータ、８は磁芯。
本発明の一実施一を説明する単結晶成長装置の回転機構
の平面図である。 図において、ｌは坩堝、３は融液、４は種結晶。 ６はモータ、８は磁芯。
Claims (1)
- 結晶材料の融液に回転磁界を与えて該融液を回転させ乍
ら単結晶の引き上げを行うことを特徴とする単結晶成長
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7288582A JPS58190891A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 単結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7288582A JPS58190891A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 単結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190891A true JPS58190891A (ja) | 1983-11-07 |
Family
ID=13502232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7288582A Pending JPS58190891A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 単結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190891A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55130894A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-11 | Hitachi Ltd | Single crystal picking up apparatus |
-
1982
- 1982-04-30 JP JP7288582A patent/JPS58190891A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55130894A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-11 | Hitachi Ltd | Single crystal picking up apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4622211A (en) | Apparatus for solidification with resistance heater and magnets | |
| JPS6046998A (ja) | 単結晶引上方法及びそのための装置 | |
| US3173765A (en) | Method of making crystalline silicon semiconductor material | |
| JPH076972A (ja) | シリコン単結晶の成長方法及び装置 | |
| US3261722A (en) | Process for preparing semiconductor ingots within a depression | |
| JP3132412B2 (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| JPS58190891A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| JP6172013B2 (ja) | Ｇｓｇｇ単結晶の製造方法と酸化物ガーネット単結晶膜の製造方法 | |
| JP3018738B2 (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JP2002104896A (ja) | 単結晶の成長方法および成長装置 | |
| US3268301A (en) | Method of pulling a semiconductor crystal from a melt | |
| Hasler | An Apparatus for the Growth of Metal Single Crystals | |
| JPS6081086A (ja) | 単結晶の成長方法および装置 | |
| JPS6317291A (ja) | 結晶成長方法及びその装置 | |
| JP2929006B1 (ja) | 高品質結晶薄板材料の製造方法 | |
| JP6439733B2 (ja) | 非磁性ガーネット単結晶の育成方法 | |
| JP3152322B2 (ja) | 無双晶（Ｎｄ，Ｌａ）ＧａＯ３単結晶およびその製造方法 | |
| US2829994A (en) | Method for preparing silicon-germanium alloys | |
| JPH03193689A (ja) | 化合物半導体の結晶製造方法 | |
| JP3154351B2 (ja) | 単結晶の育成方法 | |
| JP2766897B2 (ja) | 単結晶成長装置 | |
| JP3042168B2 (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JPS62119198A (ja) | 磁場印加単結晶回転引き上げ装置 | |
| JPH04164889A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| KR840001382B1 (ko) | 단결정의 성장방법 |