JPS58217493A - 単結晶の引上方法 - Google Patents
単結晶の引上方法Info
- Publication number
- JPS58217493A JPS58217493A JP10093682A JP10093682A JPS58217493A JP S58217493 A JPS58217493 A JP S58217493A JP 10093682 A JP10093682 A JP 10093682A JP 10093682 A JP10093682 A JP 10093682A JP S58217493 A JPS58217493 A JP S58217493A
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- JP
- Japan
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- melt
- single crystal
- magnets
- generated
- uniform
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- Granted
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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】
により引上げる際、原料融液に磁場を印加して単結晶の
品質を改善する方法に関するものである。
品質を改善する方法に関するものである。
融液から単結晶を引上げる際、水平方向の磁場を印加し
τ融液の実効粘性を上げ、対流を抑えることによって融
液の安定を計り、又るつぼからの汚染を防ぐことによっ
て単結晶の品質が改善されることはシリコン（Ｓｉ）等
で，確かめられている。
τ融液の実効粘性を上げ、対流を抑えることによって融
液の安定を計り、又るつぼからの汚染を防ぐことによっ
て単結晶の品質が改善されることはシリコン（Ｓｉ）等
で，確かめられている。
従来の磁場印加装置は第１図（イ）、（ロ）に例を示す
ようなものであった。（イ）しは引上炉の縦断面、（ロ
）図はるつぼ部の横断面を示す。図において、加熱部（
ヒーター）４内に原料融液３を収容したるつほｌが置か
れ、液面より単結晶２が矢印方向に引上げられる。引上
炉の両側には異極対向磁石Ｎ， Ｓが置かれている。
ようなものであった。（イ）しは引上炉の縦断面、（ロ
）図はるつぼ部の横断面を示す。図において、加熱部（
ヒーター）４内に原料融液３を収容したるつほｌが置か
れ、液面より単結晶２が矢印方向に引上げられる。引上
炉の両側には異極対向磁石Ｎ， Ｓが置かれている。
この装置では、融ｉ３内には実線矢印で示す融液流５を
生じ、又異極対向磁石により点線矢印で示す磁場６を生
ずる。即ち、軸対称的な融液（対）流に対し、非軸対称
的磁場を生じるため、融液の半径方向の流れのうち、磁
場方向と一致する流れに対しては効果がなく、融液流に
非軸対称性が生じるので、均一な円形断面を有する単結
晶が得られないこと、又円形断面全体において結晶性の
均一性が得られない欠点があった。
生じ、又異極対向磁石により点線矢印で示す磁場６を生
ずる。即ち、軸対称的な融液（対）流に対し、非軸対称
的磁場を生じるため、融液の半径方向の流れのうち、磁
場方向と一致する流れに対しては効果がなく、融液流に
非軸対称性が生じるので、均一な円形断面を有する単結
晶が得られないこと、又円形断面全体において結晶性の
均一性が得られない欠点があった。
又異極対向磁石を使用するため、得られる磁束密度が少
なく゛、必要な磁束密度を得るだめには、非常に大きな
磁石が必要であった。
なく゛、必要な磁束密度を得るだめには、非常に大きな
磁石が必要であった。
本発明は、上述の問題点を解決するため成されたもので
、磁石として同極対向磁石を用いて特殊な方向に配置す
ることにより、各融液流の各部において直交する軸対称
的磁場を発生させて、融液対流を均一に抑制し、軸対称
の温１現１分布を保持させ、それによって均一な円形断
面、均一な結晶性を有し、かつるつぼからの汚染の少な
い品質のすぐれた単結晶を製造し得る単結晶の引上方法
を提供せんとするものである。
、磁石として同極対向磁石を用いて特殊な方向に配置す
ることにより、各融液流の各部において直交する軸対称
的磁場を発生させて、融液対流を均一に抑制し、軸対称
の温１現１分布を保持させ、それによって均一な円形断
面、均一な結晶性を有し、かつるつぼからの汚染の少な
い品質のすぐれた単結晶を製造し得る単結晶の引上方法
を提供せんとするものである。
本発明は、単結晶引上炉の外壁の上下に同極対向磁石を
置いて、原料融液中に等軸対称的かつ放射状のカスプ磁
場を作ることにより、上記融液内の対流を抑制すること
を特徴とする単結晶の引上方法である。
置いて、原料融液中に等軸対称的かつ放射状のカスプ磁
場を作ることにより、上記融液内の対流を抑制すること
を特徴とする単結晶の引上方法である。
本発明を適用する単結晶は、例えばＧ’ａＡｓ、 Ｇａ
Ｐ。
Ｐ。
ＩｎＳｂ等の周期律表の置−■化合物半導体もしくはそ
れらの混晶、そ、の他の化合゛物半導体、例えばＳｉ、
Ｇｅ等の周期律表■族の半導体、又はその他の半導体な
どより成るものである。
れらの混晶、そ、の他の化合゛物半導体、例えばＳｉ、
Ｇｅ等の周期律表■族の半導体、又はその他の半導体な
どより成るものである。
以下、本発明を図面を用いて実施例によシ説明する。
第２図は本発明方法の実施例に用いられる単結晶引上炉
の例を示す側面図である。図において、第１図と向−の
符号はそれぞれ１卯−の部分を示す。
の例を示す側面図である。図において、第１図と向−の
符号はそれぞれ１卯−の部分を示す。
図において、るつはｌは第１図（イ）と同様Ｖこ配置さ
れ、その液面より単結晶２が矢印方向に引上げられる。
れ、その液面より単結晶２が矢印方向に引上げられる。
単結晶引上炉７の外壁の上下には、同極対向磁石８．８
’、例えば超伝導マグネットが置かれている。矢印９．
９は磁石の電流の方向を示す。
’、例えば超伝導マグネットが置かれている。矢印９．
９は磁石の電流の方向を示す。
第３図は第２図に示す装置の融液内の融液流および磁場
を示す図で、（イ）図は縦断面図、（ロ）図は上部横断
面図である。図に示すように、融液３内では、実線矢印
で示す融液流１０を生じ、点線矢印で示す磁場１１が生
ずる。即ち、同極対向磁石８．８′により、融液３内に
は等軸対称的かつ放射状のカスプ磁場が形成される。
を示す図で、（イ）図は縦断面図、（ロ）図は上部横断
面図である。図に示すように、融液３内では、実線矢印
で示す融液流１０を生じ、点線矢印で示す磁場１１が生
ずる。即ち、同極対向磁石８．８′により、融液３内に
は等軸対称的かつ放射状のカスプ磁場が形成される。
この場合１．ｉｐ）図に示すように、各融液流１０（軸
方向および半径方向）の各部においてほぼ直交する軸対
称的磁場１１を発生し得る。従って融液３内では融液流
１０が磁場１１によシ均一に抑制され、軸対称の温度分
布が得られるので、均一な円形断面、均一な結晶を有す
る単結晶が得られる。又半径方向等での融液対流の上記
抑制により、るつぼ１内向からのｔり染物が融液全体に
広がることを防止できるので、高純度単結晶の成長に好
適である。・とじて超伝導マグネットを用いた場合には
、小さな磁石で強大な磁束密度が得られるので、単結晶
引上用に好適である。
方向および半径方向）の各部においてほぼ直交する軸対
称的磁場１１を発生し得る。従って融液３内では融液流
１０が磁場１１によシ均一に抑制され、軸対称の温度分
布が得られるので、均一な円形断面、均一な結晶を有す
る単結晶が得られる。又半径方向等での融液対流の上記
抑制により、るつぼ１内向からのｔり染物が融液全体に
広がることを防止できるので、高純度単結晶の成長に好
適である。・とじて超伝導マグネットを用いた場合には
、小さな磁石で強大な磁束密度が得られるので、単結晶
引上用に好適である。
実施例：
第２図に示すような単結晶引上炉を用い、液体カプセル
チョクラルスキー法（ＬＥＣ法）によりＧａＡｓ単結晶
を引上げた。同極対向磁石８，８′として常伝導マグネ
ットを用いた。磁場の平均値は磁石ホールピース間で８
ごＩＯＫガウス、中心部ではそれより高かった。
チョクラルスキー法（ＬＥＣ法）によりＧａＡｓ単結晶
を引上げた。同極対向磁石８，８′として常伝導マグネ
ットを用いた。磁場の平均値は磁石ホールピース間で８
ごＩＯＫガウス、中心部ではそれより高かった。
原料融液中の温度を約１２５０℃に保持し、種着けの後
、”１ｙｎｙｎ／ Ｈの引上速度で直径２インチの単結
晶を引上げた（本発明と称す）。
、”１ｙｎｙｎ／ Ｈの引上速度で直径２インチの単結
晶を引上げた（本発明と称す）。
なお比較のため、磁場なしの場合（比較例Ｉ）、異極対
向磁石（２１（ガウス）を用いた場合（比較例２）の同
様の単結晶を作成した。
向磁石（２１（ガウス）を用いた場合（比較例２）の同
様の単結晶を作成した。
本発明および比較例１による単結晶の断面を研磨し、溶
融ＫＯＨ液でエツチングした時の１ ｃｎｌ当りのエッ
チピットの密度（ＥＰＤ）は、それぞれ第４図（イ）、
（ロ）に示す通りである。
融ＫＯＨ液でエツチングした時の１ ｃｎｌ当りのエッ
チピットの密度（ＥＰＤ）は、それぞれ第４図（イ）、
（ロ）に示す通りである。
本発明方法による単結晶は、比較例１に比べ、ＥＰＤ
＜ ３ Ｘ １０’／ｃｎＩ以下の面積が３０〜５０％
程度増え、残留不純物濃度が約須にな９、又単結晶の成
長しまが無くなった。又単結晶化率は、比較例２は７５
％であったが、本発明によるものは９０％に増加した。
＜ ３ Ｘ １０’／ｃｎＩ以下の面積が３０〜５０％
程度増え、残留不純物濃度が約須にな９、又単結晶の成
長しまが無くなった。又単結晶化率は、比較例２は７５
％であったが、本発明によるものは９０％に増加した。
なお比較例２の単結晶の特性は本発明によるものと同等
であった。
であった。
以上述べたように、本発明方法は、単結晶引上炉の外壁
の上下に同極対向磁石を置いて、原料融液ケ折軸対称的
かつ放射状のカスプ磁場を作るため、各融液流（軸方向
および半径方向）の各部においてほぼ直交する軸対称磁
場が得られ、これにより融液流を均一に抑制するので、
軸対称の温度分布を保持できるため、均一な円形断面、
均一な結晶を有し、かつ欠陥の少ない単結晶を製造し得
、又半径方向の融液対流の抑制効果によりるつぼ内面か
らの融液への汚染を防止できるため、単結晶の不純物の
汚染が、少なく、高純度単結晶の成長に好適である利点
がある。
の上下に同極対向磁石を置いて、原料融液ケ折軸対称的
かつ放射状のカスプ磁場を作るため、各融液流（軸方向
および半径方向）の各部においてほぼ直交する軸対称磁
場が得られ、これにより融液流を均一に抑制するので、
軸対称の温度分布を保持できるため、均一な円形断面、
均一な結晶を有し、かつ欠陥の少ない単結晶を製造し得
、又半径方向の融液対流の抑制効果によりるつぼ内面か
らの融液への汚染を防止できるため、単結晶の不純物の
汚染が、少なく、高純度単結晶の成長に好適である利点
がある。
又自然対流が抑えられるΩで、界面刊近の温度変化が小
さくなり、成長のしかたが一様になり、安定する。
さくなり、成長のしかたが一様になり、安定する。
さらに本発明方法は、同極対向磁石を用いてカスプ磁場
を作るから、小さな磁石で融液流抑制に充分な磁束密度
が得られ、特に磁石として超伝導マグネットを用いると
、磁石をさらに小型化し得、単結晶列−Ｊ二げに好適で
ある第１ｊ点がある。
を作るから、小さな磁石で融液流抑制に充分な磁束密度
が得られ、特に磁石として超伝導マグネットを用いると
、磁石をさらに小型化し得、単結晶列−Ｊ二げに好適で
ある第１ｊ点がある。
第１図（イ）、（ロ）は従来の磁場印加装置の例を説明
する図で、（イ）図は引上炉の縦断面図、（ロ）図はる
つぼ部の横断面図である。 第２図は本発明方法の実施例に用いられる単結晶引上炉
の例を示す側面図である。 第３図（イ）、（ロ）は第２図に示す装置の融６．内の
融載流および磁場を示す図で、（イ）図は縦断面図、（
ロ）図は上部断面図である。 第４図（イ）、（ロ）はそれぞれ本発明の実施例および
比較例１による単結晶の断面のエッチピッｌ−を度を示
す図である。 ｌ・・・るつぼ、２・・・単結晶、３・・・原料融液、
４・・・加熱部、５．ｌＯ・・・融液流、６，１１・・
・磁場、７・・単結晶引上炉、８．８’、Ｎ、Ｓ・・・
磁石、９・・・電流の方向を示す矢印。 芳１図 （イ） Ｃ口）７Ｉ′４図 （イ） Ｃ口） 手続補正書（方式） 昭和５７年ｌρ月／二日 ｌ、事件の表示 特 許 昭和 ５７年孕、新案曇蔭願第 １００９３６号２ 発
明考察の名称 単結晶の引上方法 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市淀用区西中島１丁目９番２０号明ａ責に添
付した図面。 ７、補止の内容 図面中、第３図を別紙の如く訂正する。
する図で、（イ）図は引上炉の縦断面図、（ロ）図はる
つぼ部の横断面図である。 第２図は本発明方法の実施例に用いられる単結晶引上炉
の例を示す側面図である。 第３図（イ）、（ロ）は第２図に示す装置の融６．内の
融載流および磁場を示す図で、（イ）図は縦断面図、（
ロ）図は上部断面図である。 第４図（イ）、（ロ）はそれぞれ本発明の実施例および
比較例１による単結晶の断面のエッチピッｌ−を度を示
す図である。 ｌ・・・るつぼ、２・・・単結晶、３・・・原料融液、
４・・・加熱部、５．ｌＯ・・・融液流、６，１１・・
・磁場、７・・単結晶引上炉、８．８’、Ｎ、Ｓ・・・
磁石、９・・・電流の方向を示す矢印。 芳１図 （イ） Ｃ口）７Ｉ′４図 （イ） Ｃ口） 手続補正書（方式） 昭和５７年ｌρ月／二日 ｌ、事件の表示 特 許 昭和 ５７年孕、新案曇蔭願第 １００９３６号２ 発
明考察の名称 単結晶の引上方法 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市淀用区西中島１丁目９番２０号明ａ責に添
付した図面。 ７、補止の内容 図面中、第３図を別紙の如く訂正する。
Claims (2)
- （１）単結晶引上炉の外壁の上下に同極対向磁石を置い
て、原料融液内に等軸対称的かつ放射状のカスプ磁場を
作ることにより、上記ｓｉ内の対流を抑制することを特
徴とする単結晶の引上方法。 - （２） 同極対向磁石が超伝導マグネットより成る特
許請求の範囲第１項記載の単結晶の引上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10093682A JPS58217493A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 単結晶の引上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10093682A JPS58217493A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 単結晶の引上方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217493A true JPS58217493A (ja) | 1983-12-17 |
| JPH0212920B2 JPH0212920B2 (ja) | 1990-03-29 |
Family
ID=14287232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10093682A Granted JPS58217493A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 単結晶の引上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58217493A (ja) |
Cited By (13)
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| KR20230077146A (ko) | 2021-11-25 | 2023-06-01 | 한국화학연구원 | 비닐리덴 플루오라이드 제조장치 및 제조방법 |
| KR20230077168A (ko) | 2021-11-25 | 2023-06-01 | 한국화학연구원 | 고순도의 비닐리덴 플루오라이드 제조를 위한 장치 및 방법 |
-
1982
- 1982-06-11 JP JP10093682A patent/JPS58217493A/ja active Granted
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Also Published As
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|---|---|
| JPH0212920B2 (ja) | 1990-03-29 |
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