JPS59174593A - 単結晶製造装置用発熱抵抗体 - Google Patents
単結晶製造装置用発熱抵抗体Info
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- JPS59174593A JPS59174593A JP58048746A JP4874683A JPS59174593A JP S59174593 A JPS59174593 A JP S59174593A JP 58048746 A JP58048746 A JP 58048746A JP 4874683 A JP4874683 A JP 4874683A JP S59174593 A JPS59174593 A JP S59174593A
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- heating resistor
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- crucible
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-
- 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
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
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- 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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は単結晶の製造装置に用いる発熱抵抗体１て係
）、特に高品質な単結晶を製造する単結晶製造装置用発
熱抵抗体に関する。
）、特に高品質な単結晶を製造する単結晶製造装置用発
熱抵抗体に関する。
一般に工業用単結晶の多くは、結晶原料をルツボに入れ
て加熱溶融し、その融液に種結晶を接触させ種結晶を回
転させながら引上げる方法を用いて製造されている。
て加熱溶融し、その融液に種結晶を接触させ種結晶を回
転させながら引上げる方法を用いて製造されている。
この方法としては、単なる回転引上法（Ｃ２□ｃｈ−ｒ
ａ ｌ ｓｋ ｉ 法：以下ＣＺ法と略称する）と、
蒸気圧の高い元素を含む単結晶を製造する際の液体カプ
セル法（Ｌｉｑｕｉｄ Ｅｎｃａｐｓｕｌａ、、、ｔ：
ｅｄ Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ法二以下ＩＪＣ法と略称
する）とがある。
ａ ｌ ｓｋ ｉ 法：以下ＣＺ法と略称する）と、
蒸気圧の高い元素を含む単結晶を製造する際の液体カプ
セル法（Ｌｉｑｕｉｄ Ｅｎｃａｐｓｕｌａ、、、ｔ：
ｅｄ Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ法二以下ＩＪＣ法と略称
する）とがある。
この場合、加熱媒体としては普通高周波コイルあるいは
発熱抵抗体が用いられるが半導体単結晶の製造では、発
熱抵抗体を用いる方法が一般的になっている。この発熱
抵抗体の構造は、結晶原料を充填したルツボの側壁から
加熱することを目的として設計されている。これは、例
えばＣＺ法によるＳ＋ 単結晶の製造装置に用いられる
発熱抵抗体は、一般的にルツボの側壁部のみに設置きれ
る。
発熱抵抗体が用いられるが半導体単結晶の製造では、発
熱抵抗体を用いる方法が一般的になっている。この発熱
抵抗体の構造は、結晶原料を充填したルツボの側壁から
加熱することを目的として設計されている。これは、例
えばＣＺ法によるＳ＋ 単結晶の製造装置に用いられる
発熱抵抗体は、一般的にルツボの側壁部のみに設置きれ
る。
また、ＬＥＣ法によるＧａＰ 、 ＧａＡ、ｓ等の単結
晶を製造する際の装置に用いられる発熱抵抗体は、ルツ
ボを同軸的に取り囲む側壁部と、この側壁部を支える基
底部とを有する。しかしこの基底部は側壁部の支えとし
てのみ考慮されて設計されている。
晶を製造する際の装置に用いられる発熱抵抗体は、ルツ
ボを同軸的に取り囲む側壁部と、この側壁部を支える基
底部とを有する。しかしこの基底部は側壁部の支えとし
てのみ考慮されて設計されている。
次に、従来のＬＩＤＣ法で一般に用いられている発熱抵
抗体の断面図を示す第１図を参照して説明する。
抗体の断面図を示す第１図を参照して説明する。
この発熱抵抗体の側壁部（１）はテーパを有しており、
この側壁部（１）の肉厚Ｃ１は上端部が最も厚くなって
いる。またこの発熱抵抗体の基底部（２）の肉厚ｄＢは
、側壁部（１）との連結部分が最も薄くなっており、さ
らに′電源電極部（３）につながる円筒部（４）への連
結部（５）に向って厚くなっており基板部（２）の機械
的強度をもたせている。ここで、側壁部（１）の肉厚ｄ
Ｗは、この発熱抵抗体の側壁部（１）の内壁の接線方向
に垂直な線が側壁部（１）を切る厚さであり、また基底
部（２）の肉厚ｄＢは基底部（２）の内壁の接線方向に
垂直な線が基底部（２）を切る厚さである。
この側壁部（１）の肉厚Ｃ１は上端部が最も厚くなって
いる。またこの発熱抵抗体の基底部（２）の肉厚ｄＢは
、側壁部（１）との連結部分が最も薄くなっており、さ
らに′電源電極部（３）につながる円筒部（４）への連
結部（５）に向って厚くなっており基板部（２）の機械
的強度をもたせている。ここで、側壁部（１）の肉厚ｄ
Ｗは、この発熱抵抗体の側壁部（１）の内壁の接線方向
に垂直な線が側壁部（１）を切る厚さであり、また基底
部（２）の肉厚ｄＢは基底部（２）の内壁の接線方向に
垂直な線が基底部（２）を切る厚さである。
このような従来の発熱抵抗体では、基底部（２）の肉厚
ｄＢが、側壁部（１）の肉厚ｄＷに対し太きいため、基
底部（２）の抵抗は側壁部（１）に比べて著しく小さく
なっている。また、スリット（６）を設けることによシ
発熱電導体（７）が得られるが、基底部（２）の発熱電
導体（７）の幅は、基底部（２）とこの基底部（２）を
支えて電源電極につながる円筒部（４）と一体化してい
るため基底部（２）中央に向って小さくなっている。
ｄＢが、側壁部（１）の肉厚ｄＷに対し太きいため、基
底部（２）の抵抗は側壁部（１）に比べて著しく小さく
なっている。また、スリット（６）を設けることによシ
発熱電導体（７）が得られるが、基底部（２）の発熱電
導体（７）の幅は、基底部（２）とこの基底部（２）を
支えて電源電極につながる円筒部（４）と一体化してい
るため基底部（２）中央に向って小さくなっている。
また、前述のように基底部（２）の肉厚ｄＢが中央に向
って大きくなっているために発熱電導体（７）の断面積
は基底部（２）中央に向ってほぼ一定となっている。こ
れは、基底部（２）には側壁部＋１）の場合と異って抵
抗値勾配をもたせていないということである。即ち、上
述の基底部（２）の構造によシ、従来の発熱抵抗体の基
底部（２）は、この発熱抵抗体で同軸的に取囲んだルツ
ボ内の結晶原料融液への加熱に実質上寄与しない。
って大きくなっているために発熱電導体（７）の断面積
は基底部（２）中央に向ってほぼ一定となっている。こ
れは、基底部（２）には側壁部＋１）の場合と異って抵
抗値勾配をもたせていないということである。即ち、上
述の基底部（２）の構造によシ、従来の発熱抵抗体の基
底部（２）は、この発熱抵抗体で同軸的に取囲んだルツ
ボ内の結晶原料融液への加熱に実質上寄与しない。
従って、上述の従来の発熱抵抗体では、基底部（２）が
結晶原料融液への加熱に寄馬しないため、結晶原料融液
の温度はルツボの側壁部近傍のみが高く外る。このため
結晶原料融液のルツボ直径方向の温度勾配はきつくなり
易い。
結晶原料融液への加熱に寄馬しないため、結晶原料融液
の温度はルツボの側壁部近傍のみが高く外る。このため
結晶原料融液のルツボ直径方向の温度勾配はきつくなり
易い。
このように結晶原料融液のルツボ直径方向の温度勾配が
きついと引上げ結晶の結晶面内に於ける熱頑の増大、こ
れに伴う転位の発生、さらにこの転位の不均一分布、或
は不純物感度の不均一分布等の結晶品質を低下させると
いう問題が生じる。
きついと引上げ結晶の結晶面内に於ける熱頑の増大、こ
れに伴う転位の発生、さらにこの転位の不均一分布、或
は不純物感度の不均一分布等の結晶品質を低下させると
いう問題が生じる。
心にＬＥＣ法の場合は、結晶原料融液からの蒸気圧の高
い元素の分解、飛散を抑えるために、耐圧容器内に配設
されたルツボ内の結晶原料融液をＢ、０．のような液体
封止剤で被覆し、その上から不活性の高圧ガスで加圧し
た状態で単結晶の引上げを行なっている。
い元素の分解、飛散を抑えるために、耐圧容器内に配設
されたルツボ内の結晶原料融液をＢ、０．のような液体
封止剤で被覆し、その上から不活性の高圧ガスで加圧し
た状態で単結晶の引上げを行なっている。
即ち、このような高圧ガスの対流によりルツボからの大
きな熱放出があるため、結晶原料融液のルツボ直径方向
の温度勾配は、ＣＺ法の場合に比べさらに大きくなる。
きな熱放出があるため、結晶原料融液のルツボ直径方向
の温度勾配は、ＣＺ法の場合に比べさらに大きくなる。
従って上述のようｈ従来の発熱抵抗体を用いてＬＥＣ法
によりＧａＰ単結晶を製造した場合、この単結晶により
得られるウニ・・面内の転位密度は、ＩＸ ｉｏ！Ｉｃ
ＩｒＬ’ 台と高く、しかもこの転位のウェハ面内分
布が不均一となる。
によりＧａＰ単結晶を製造した場合、この単結晶により
得られるウニ・・面内の転位密度は、ＩＸ ｉｏ！Ｉｃ
ＩｒＬ’ 台と高く、しかもこの転位のウェハ面内分
布が不均一となる。
これは、ウェハを研磨した後ＲＣエツチング液でエツチ
ングを行ない顕微鏡で観察することにより明らかにされ
る。
ングを行ない顕微鏡で観察することにより明らかにされ
る。
即ち、第２図のエツチングした際の顕微鏡写真図と示す
ように、転位に対応するエッチピットの密度（以下ＥＰ
Ｄと略称する）を計測することによって明らかにされる
。また、このようなウェハ面内の転位密度の高さおよび
この転位の不均一分布は、このウェハを用いて製作され
る発光ダイオード等の発光効率の低下や発光特性のバラ
ツキを生じさせるという問題を生じさせる。
ように、転位に対応するエッチピットの密度（以下ＥＰ
Ｄと略称する）を計測することによって明らかにされる
。また、このようなウェハ面内の転位密度の高さおよび
この転位の不均一分布は、このウェハを用いて製作され
る発光ダイオード等の発光効率の低下や発光特性のバラ
ツキを生じさせるという問題を生じさせる。
この発明は上述の問題点を考慮してなされたもので、高
品質の単結晶を製造するために原料融液のルツボ直径方
向の温度分布をほぼ均一にし、温度勾配をゆるくするよ
うにした単結晶製造装置用発熱抵抗体を提供することで
ある。
品質の単結晶を製造するために原料融液のルツボ直径方
向の温度分布をほぼ均一にし、温度勾配をゆるくするよ
うにした単結晶製造装置用発熱抵抗体を提供することで
ある。
この発明は、ルツボを同軸的に取り囲む円筒形の１ＩＩ
ｌｌ 壁部と、これを支える基底部と、さらにこれを支
えて電源電極につながる円筒部とが一体化形成され、側
壁部と基底部とにかけて複数個のスリットを設けること
により発熱抵抗体が電源電極の一方の電極からＦｔｉ＞
方の磁極へつながる一連の抵抗発熱′電導体としての連
続体となるような構造を有する発熱抵抗体において、基
底部の最大の肉厚を４ 側壁部の最大の肉厚に比
して同等若しくはそれ以下とした単結晶製造装置用発熱
抵抗体にある。
ｌｌ 壁部と、これを支える基底部と、さらにこれを支
えて電源電極につながる円筒部とが一体化形成され、側
壁部と基底部とにかけて複数個のスリットを設けること
により発熱抵抗体が電源電極の一方の電極からＦｔｉ＞
方の磁極へつながる一連の抵抗発熱′電導体としての連
続体となるような構造を有する発熱抵抗体において、基
底部の最大の肉厚を４ 側壁部の最大の肉厚に比
して同等若しくはそれ以下とした単結晶製造装置用発熱
抵抗体にある。
この発明によシ転位密度が極めて少なく、またこの転位
密度が広い領域で均一に分布している高品質の単結晶を
製造するために、原料融液のルツボ直径方向の温度分布
をほぼ均一とし、温度勾配をゆるくすることができる単
結晶製造装置用発熱抵抗体を得ることができる。
密度が広い領域で均一に分布している高品質の単結晶を
製造するために、原料融液のルツボ直径方向の温度分布
をほぼ均一とし、温度勾配をゆるくすることができる単
結晶製造装置用発熱抵抗体を得ることができる。
以下、この発明の実施例を第３図乃至第６図を参照して
説明する。
説明する。
第３図は、この発明により得られる単結晶製造装置用発
熱抵抗体の断面図を示すものである。これは、ルツボを
同軸的に取り囲む円筒形の側壁部（１■と、これを支え
る基底部ａυと、さらにこの基底部（１１）を支えて電
源電極θ２＋ 、 ａ３）につながる円筒部（１４１と
が一体化形成されたものである。さらに側壁部（ＩＯ）
から基底部（Ｉ］）にかけての複数部にスリット０９を
設けること【より発熱抵抗体が電源電極（１ｚ、α＆の
一方の′磁極（１２１から他方の電極（１３）へつなが
る一連の抵抗発熱電導体（ＩＯ）としての連続体となる
構造となっている。さらに基底部θυには、側壁部（１
０）と基底部側との連結部０７１から円筒部圓に向って
テーパをつけであるが、その基底部０υの肉厚ｄ Ｅｌ
の最大肉厚（ＩＢｏは、側壁部（）ωの厚さｄＷの最大
肉厚ｄＷ、）と比較してｄＢｏ≦ｄＷｎ となる条件を
満たすように設計されている。即ち、基底部αＤの肉厚
ｄＢを側壁部００）の肉厚ｄＷと同等以下とすることに
より基底部側の抵抗値を上げている。また基底部側の肉
厚ｄＢをほぼ一定にしているので、抵抗発熱電導体（１
６）の断面積は基底部旧）中央に向って小さくなってい
る。従って、上述のような基底部側を有する発熱抵抗体
により、ルツボ内の結晶原料融液への加熱が発熱抵抗体
の基底部側からもなされ、またその加熱が基底部（１１
中心に於いてより強くなされるようになっている。
熱抵抗体の断面図を示すものである。これは、ルツボを
同軸的に取り囲む円筒形の側壁部（１■と、これを支え
る基底部ａυと、さらにこの基底部（１１）を支えて電
源電極θ２＋ 、 ａ３）につながる円筒部（１４１と
が一体化形成されたものである。さらに側壁部（ＩＯ）
から基底部（Ｉ］）にかけての複数部にスリット０９を
設けること【より発熱抵抗体が電源電極（１ｚ、α＆の
一方の′磁極（１２１から他方の電極（１３）へつなが
る一連の抵抗発熱電導体（ＩＯ）としての連続体となる
構造となっている。さらに基底部θυには、側壁部（１
０）と基底部側との連結部０７１から円筒部圓に向って
テーパをつけであるが、その基底部０υの肉厚ｄ Ｅｌ
の最大肉厚（ＩＢｏは、側壁部（）ωの厚さｄＷの最大
肉厚ｄＷ、）と比較してｄＢｏ≦ｄＷｎ となる条件を
満たすように設計されている。即ち、基底部αＤの肉厚
ｄＢを側壁部００）の肉厚ｄＷと同等以下とすることに
より基底部側の抵抗値を上げている。また基底部側の肉
厚ｄＢをほぼ一定にしているので、抵抗発熱電導体（１
６）の断面積は基底部旧）中央に向って小さくなってい
る。従って、上述のような基底部側を有する発熱抵抗体
により、ルツボ内の結晶原料融液への加熱が発熱抵抗体
の基底部側からもなされ、またその加熱が基底部（１１
中心に於いてより強くなされるようになっている。
次に、このようにして得られる単結晶製造Ｃ装置用発熱
抵抗体を用いて、例えばＧａＰ単結晶を製造する場合の
単結晶製造装置の）す〒面図を第４図を参照して説明す
る。
抵抗体を用いて、例えばＧａＰ単結晶を製造する場合の
単結晶製造装置の）す〒面図を第４図を参照して説明す
る。
高圧チャンバ（２０＋内にこの発明により得られる側壁
部００）の内径が１２０ｍｍ、高さが１００１ｍ、 １
０１１壁部θ０）の厚さｄＷの最大値ｄＷｏが１５朋、
基底部ａｎの厚さｄＢの最大値（円筒部（１滲との連結
部（２１）の厚さｄＢｎ）が１５朋となる即ち、ｄＢ、
／ｄＷ、 ＝ １の構造を有する単結晶製造装置用発熱
抵抗体が電源室ｌ４ｏｚ。
部００）の内径が１２０ｍｍ、高さが１００１ｍ、 １
０１１壁部θ０）の厚さｄＷの最大値ｄＷｏが１５朋、
基底部ａｎの厚さｄＢの最大値（円筒部（１滲との連結
部（２１）の厚さｄＢｎ）が１５朋となる即ち、ｄＢ、
／ｄＷ、 ＝ １の構造を有する単結晶製造装置用発熱
抵抗体が電源室ｌ４ｏｚ。
αりに装着されている。そして、この発熱抵抗体の円筒
部Ｉの内側のルツボ支え軸（２３１の一端にルツボ支え
台（２４１を配置し、さらに内径が１００朋、高さが９
０ｍｍの石英からなるルツボ（２９を発熱抵抗体と同軸
的に配置し、このルツボ（２５）内に結晶原料のＧａＰ
をｌ Ｋ９と封止剤であるＢ２Ｏ３を２００ｇ充填して
いる。
部Ｉの内側のルツボ支え軸（２３１の一端にルツボ支え
台（２４１を配置し、さらに内径が１００朋、高さが９
０ｍｍの石英からなるルツボ（２９を発熱抵抗体と同軸
的に配置し、このルツボ（２５）内に結晶原料のＧａＰ
をｌ Ｋ９と封止剤であるＢ２Ｏ３を２００ｇ充填して
いる。
さらに、発熱抵抗体の上端とルツボ（２５１の上端が一
致するようにルツボ（ハ）位置を調整した後発熱抵抗体
によりＧａＰおよびＢ２Ｏ３を加熱溶融する。
致するようにルツボ（ハ）位置を調整した後発熱抵抗体
によりＧａＰおよびＢ２Ｏ３を加熱溶融する。
このような状態で、シード引上げ軸（２８）の中心とな
る部分とこの中心より２５羽外側に夫々熱電対を取り付
け、単結晶原料融液ｔ２６）とＢ２０．液体封止剤（２
７）との界面に於けるルツボ０５）直径方向の温度差を
測定した１゛拮果１０℃であった。これは、従来の発熱
抵抗体を用いた単結晶の製造装置により得らｉｔだ４０
”Ｃと比べると格段に小さい値となった。−上記のよう
な単結晶原料融液０６）とＢ２Ｏ３液体封止剤（２７）
との界面に於けるルツボ０５１直径方向の温度差を小さ
くし温度分布をほぼ均一として、所定の方法に従いシー
ド引上げ軸ｔＸＳの端部に付けた種結晶（至）をＧａＰ
の単結晶原料融液（２ｅに接触させ、種結晶（２■を回
転さ亡ながら引上げ４１１＞方向で直径が２インチのＧ
ａＴ’単結晶（３０）を得た。このようにして得られた
ＧａＰ単結晶（イ）からシード引上げ軸Ｃ’８）方向に
垂直にウェハを切り出して研磨した後、ＲＣエツチング
液でエツチングを行ない、エッチピントを露呈をせた。
る部分とこの中心より２５羽外側に夫々熱電対を取り付
け、単結晶原料融液ｔ２６）とＢ２０．液体封止剤（２
７）との界面に於けるルツボ０５）直径方向の温度差を
測定した１゛拮果１０℃であった。これは、従来の発熱
抵抗体を用いた単結晶の製造装置により得らｉｔだ４０
”Ｃと比べると格段に小さい値となった。−上記のよう
な単結晶原料融液０６）とＢ２Ｏ３液体封止剤（２７）
との界面に於けるルツボ０５１直径方向の温度差を小さ
くし温度分布をほぼ均一として、所定の方法に従いシー
ド引上げ軸ｔＸＳの端部に付けた種結晶（至）をＧａＰ
の単結晶原料融液（２ｅに接触させ、種結晶（２■を回
転さ亡ながら引上げ４１１＞方向で直径が２インチのＧ
ａＴ’単結晶（３０）を得た。このようにして得られた
ＧａＰ単結晶（イ）からシード引上げ軸Ｃ’８）方向に
垂直にウェハを切り出して研磨した後、ＲＣエツチング
液でエツチングを行ない、エッチピントを露呈をせた。
この場合の結晶表面をエツチングした後の顕微鏡写仏図
を第５図に示す。
を第５図に示す。
この、結果、この発明による発熱抵抗体を用いた単結晶
の製造装置により得られた結晶のＥＰＤは、８ＸｉＯ１
！鑞−２であり、従来の発熱抵抗体を用いて単結晶を得
た場合は８Ｘ１０’儂−２であったのでこの発明による
発熱抵抗体を用いることによすＥｐｐは大幅に減少する
ことが明らかになった。
の製造装置により得られた結晶のＥＰＤは、８ＸｉＯ１
！鑞−２であり、従来の発熱抵抗体を用いて単結晶を得
た場合は８Ｘ１０’儂−２であったのでこの発明による
発熱抵抗体を用いることによすＥｐｐは大幅に減少する
ことが明らかになった。
また、このＥＰＤのウェハ面内分布は、従来の発熱抵抗
体を用いて製造されたものはＶ字型をしておシネ均一で
あったが、この発明による発熱抵抗体を用いて製造され
たものｉｄ Ｕ字型をしておシウエハ面内の広い領域で
均一 となっていた。さらに、この発明による発熱抵抗
体を用いて製造された結晶で緑色の発光ダイオードを製
作したところ、この発光効率は０６乃至０．７％の値を
示した。これは従来の発熱抵抗体を用いて製造された結
晶で製作した発光ダイオードの発光効率が０３乃至０４
％であるのに対して約２倍の高発光効率となる値である
。また発光ダイオードの発光効率のバラツキも従来の１
／２程度と少なくなった。
体を用いて製造されたものはＶ字型をしておシネ均一で
あったが、この発明による発熱抵抗体を用いて製造され
たものｉｄ Ｕ字型をしておシウエハ面内の広い領域で
均一 となっていた。さらに、この発明による発熱抵抗
体を用いて製造された結晶で緑色の発光ダイオードを製
作したところ、この発光効率は０６乃至０．７％の値を
示した。これは従来の発熱抵抗体を用いて製造された結
晶で製作した発光ダイオードの発光効率が０３乃至０４
％であるのに対して約２倍の高発光効率となる値である
。また発光ダイオードの発光効率のバラツキも従来の１
／２程度と少なくなった。
また、上記実施例では基底部０ηの肉厚ｄＢで最大肉厚
となる、例えば円筒部側との連結部（２αの肉厚ｄＢ、
と、側壁部Ｏ＠の厚さｄＷの最大肉厚ｄＷｏとの比がｄ
Ｂｏ／ｄＶｖ’ｏ＝ １となる構造を有する発熱抵抗体
ｅυを用いているが、これは（ｉＢｏとｄ■′０との比
がｄＢｏ／ｄＷ０≦１となる構造を有する発熱抵抗体で
あればよい。
となる、例えば円筒部側との連結部（２αの肉厚ｄＢ、
と、側壁部Ｏ＠の厚さｄＷの最大肉厚ｄＷｏとの比がｄ
Ｂｏ／ｄＶｖ’ｏ＝ １となる構造を有する発熱抵抗体
ｅυを用いているが、これは（ｉＢｏとｄ■′０との比
がｄＢｏ／ｄＷ０≦１となる構造を有する発熱抵抗体で
あればよい。
例えばｄ Ｂｏ／ｄＷａ ＝０．８となる発熱抵抗体を
用いた場合、単結晶原料融液弼とＢ、０．液体封止剤（
２７）との界面に於けるルツボ直径方向の温度差を上記
実施例の場合と同様に測定した結果１０°Ｃであシ、即
ち温度分布をほぼ均一とすることができ、ｄＢｏ／ｄＷ
。＝１の場合と同様に高品質の単結晶を製造することが
できる。しかし側壁部を支える基底部としての機械的強
度を十分に保つためにはｄＢＯ／ｄＷｏ≧０．５が望ま
しい。
用いた場合、単結晶原料融液弼とＢ、０．液体封止剤（
２７）との界面に於けるルツボ直径方向の温度差を上記
実施例の場合と同様に測定した結果１０°Ｃであシ、即
ち温度分布をほぼ均一とすることができ、ｄＢｏ／ｄＷ
。＝１の場合と同様に高品質の単結晶を製造することが
できる。しかし側壁部を支える基底部としての機械的強
度を十分に保つためにはｄＢＯ／ｄＷｏ≧０．５が望ま
しい。
以上、この発明による発熱抵抗体を用いてＧＡＰ単結晶
を製造すると、ＧａＰの単結晶原料融液（２０のルツボ
直径方向の温度勾配がゆるやかになり、即ち温度分布が
ほぼ均一となり、従ってこれにより低ＥＰＤでかつＥＰ
Ｄのウェハ面内分布が均一な高品質ＧａＰ単結晶が得ら
れる。
を製造すると、ＧａＰの単結晶原料融液（２０のルツボ
直径方向の温度勾配がゆるやかになり、即ち温度分布が
ほぼ均一となり、従ってこれにより低ＥＰＤでかつＥＰ
Ｄのウェハ面内分布が均一な高品質ＧａＰ単結晶が得ら
れる。
上述の実施例に於いては、この発明による発熱抵抗体を
＜ｉ ｉ １＞方向のＧａＰ単結晶の製造に用いたが、
これは、例えば４００＞方位等の他の方位の結晶を！！
遺する場合に用いても同様の効果が得られた。
＜ｉ ｉ １＞方向のＧａＰ単結晶の製造に用いたが、
これは、例えば４００＞方位等の他の方位の結晶を！！
遺する場合に用いても同様の効果が得られた。
またこの実施例では、この発明による発熱抵抗体を用い
てＧａＰ単結晶を製造したが、これは、例えばＧａＡｓ
、 ＩｎＰ、 ＩｎＳｂ等をＴ、ＥＣ法によシ製造す
る場合にも用いることができ、さらには、ＣＺ法による
、例えば８ Ｉ、Ｌ Ｉ ＴａＯ２，Ｌ ｔ ＮｂＯ３
等の単結晶の製造に用いても同様に適用できる。
てＧａＰ単結晶を製造したが、これは、例えばＧａＡｓ
、 ＩｎＰ、 ＩｎＳｂ等をＴ、ＥＣ法によシ製造す
る場合にも用いることができ、さらには、ＣＺ法による
、例えば８ Ｉ、Ｌ Ｉ ＴａＯ２，Ｌ ｔ ＮｂＯ３
等の単結晶の製造に用いても同様に適用できる。
次に、上記実施例の効果を立証するために、比較例とし
て発熱抵抗体の基底部の肉厚ｄＢを夫々変えた５種の発
熱抵抗体を用いて、単結晶原料融液とＢ、０３％体封止
剤との界面に於けるルツボ直径方向の温度差を前述の実
施例の場合と同様に測定した。その結果を第６図に示す
。
て発熱抵抗体の基底部の肉厚ｄＢを夫々変えた５種の発
熱抵抗体を用いて、単結晶原料融液とＢ、０３％体封止
剤との界面に於けるルツボ直径方向の温度差を前述の実
施例の場合と同様に測定した。その結果を第６図に示す
。
これら５踵の発熱抵抗体の基底部は、側壁部と基底部の
連結部から円筒部に向ってテーパくがついているが、そ
のテーパの角度を変えて厚さｄＢを夫々変えたものであ
る。即ち、側壁部と基底部との連結部ではｄＷ二ｄＢと
し、基底部の最大肉厚、例えば基底部と円筒部との連結
部の肉厚ｄＢ、と側壁部の肉厚ｃｌＷの最大肉厚ｄＷ、
との比ｄＢ０／ｄＷ、が夫々２．０ 、１．５ 、１．
２ 、１．０ 、０．８の値を有する５種の発熱抵抗体
である。この５種の発熱抵抗体と従来のｄ Ｂｏ／ｄＷ
ｏ＝２．７である発熱抵抗体を夫蛋用いてＧａＰ単結晶
原料融液とＢ２Ｏ５液体封止剤との界面に於けるルツボ
直径方向の温度分布を、ＧａＰ単結晶原料融液中心部と
、この融液中心部とルツボ壁との中間部との２点の温度
差△Ｔを測定して求めた。この温度差ΔＴの測定結果を
示す第６図よりｄ、Ｂｏ／ｄＷ、の値が小さくなるに従
って温度差ΔＴが減少していることが明らかである。特
にｄＢｏ／ｄＷ、≦１で温度差ΔＴは急激に小さくなっ
ており、これよシｄＢ、／ｄＷｏ＝１が温度差△Ｔが急
激に減少するクリティカルポイント（臨界点）となって
いることが判る。さらにこの実験に用いた５種の発熱抵
抗体と相似の大小２種の発熱抵抗体を製作し、これらを
用いて上述と同様の実験を行った結果に於いても、第６
図と同様なｄＢｏ／ｄＷ、とΔＴとの相関が得られ、ま
たｄ Ｂ、／ｄＷｏ＝ １がクリティカルポイントとな
ることが確認された。
連結部から円筒部に向ってテーパくがついているが、そ
のテーパの角度を変えて厚さｄＢを夫々変えたものであ
る。即ち、側壁部と基底部との連結部ではｄＷ二ｄＢと
し、基底部の最大肉厚、例えば基底部と円筒部との連結
部の肉厚ｄＢ、と側壁部の肉厚ｃｌＷの最大肉厚ｄＷ、
との比ｄＢ０／ｄＷ、が夫々２．０ 、１．５ 、１．
２ 、１．０ 、０．８の値を有する５種の発熱抵抗体
である。この５種の発熱抵抗体と従来のｄ Ｂｏ／ｄＷ
ｏ＝２．７である発熱抵抗体を夫蛋用いてＧａＰ単結晶
原料融液とＢ２Ｏ５液体封止剤との界面に於けるルツボ
直径方向の温度分布を、ＧａＰ単結晶原料融液中心部と
、この融液中心部とルツボ壁との中間部との２点の温度
差△Ｔを測定して求めた。この温度差ΔＴの測定結果を
示す第６図よりｄ、Ｂｏ／ｄＷ、の値が小さくなるに従
って温度差ΔＴが減少していることが明らかである。特
にｄＢｏ／ｄＷ、≦１で温度差ΔＴは急激に小さくなっ
ており、これよシｄＢ、／ｄＷｏ＝１が温度差△Ｔが急
激に減少するクリティカルポイント（臨界点）となって
いることが判る。さらにこの実験に用いた５種の発熱抵
抗体と相似の大小２種の発熱抵抗体を製作し、これらを
用いて上述と同様の実験を行った結果に於いても、第６
図と同様なｄＢｏ／ｄＷ、とΔＴとの相関が得られ、ま
たｄ Ｂ、／ｄＷｏ＝ １がクリティカルポイントとな
ることが確認された。
以上の実験結果により、基底部の最大肉厚ｄ Ｂ。
が側壁部の最大肉厚ｄ Ｗｏに対しｄＢｏ≦ｄＷ０ と
なる構造を有する発熱抵抗体を用いること九よって、単
結晶原料融液とＢ、０３液体封止剤との界面に於けるル
ツボ直径方向の温度差が効果的に小さくなることが明ら
かにされた。
なる構造を有する発熱抵抗体を用いること九よって、単
結晶原料融液とＢ、０３液体封止剤との界面に於けるル
ツボ直径方向の温度差が効果的に小さくなることが明ら
かにされた。
第１図は従来の発熱抵抗体の断面図、第２図は第１図に
示す発熱抵抗体を用いて得たＧａＰ単結晶のウェハをエ
ツチングした際の結晶構造を顕微鏡写真により表わした
図、第３図はこの発明の実施例を示す単結晶製造装置用
発熱抵抗体の断面図、第４図は第３図に示す単結晶製造
装置用発熱抵抗体を用いた単結晶製造装置の断面図、第
５図は第４図【示す単結晶製造装置により得られたＧａ
Ｐ単結晶のウェハをエツチングした際の結晶構造を顕微
鏡写真により表わした図、第６図は実験データを示す図
である。 １乃至７ 従来の発熱抵抗体 １０ｆｌｌｌ壁部 １１・−基底部ｉ２．１
３・電源電極 １４ 円筒部１５ スリット１６
．抵抗発熱電導体 １７ 側壁部と基底部との連結部 ２０ 高圧チャンバ ２１−・基底部と円筒部との連結部 ２３ルツホ支、ｔ 軸２４．・ルツボ支え金２５ ル
ツボ ２６ 単結晶原料融液２７・Ｂ２Ｏ３
液体封止剤 ２８ シート引−ヒげ軸２９ 種結晶
３０ 単結晶代理人 弁理士 則 近
憲 佑 （ほか１名）−二 第 １ 図 ３，３ 第２図 第 ３ 図 ｙｌ ／３ 第 ４ 図 １（ｆ−／Ｊ
示す発熱抵抗体を用いて得たＧａＰ単結晶のウェハをエ
ツチングした際の結晶構造を顕微鏡写真により表わした
図、第３図はこの発明の実施例を示す単結晶製造装置用
発熱抵抗体の断面図、第４図は第３図に示す単結晶製造
装置用発熱抵抗体を用いた単結晶製造装置の断面図、第
５図は第４図【示す単結晶製造装置により得られたＧａ
Ｐ単結晶のウェハをエツチングした際の結晶構造を顕微
鏡写真により表わした図、第６図は実験データを示す図
である。 １乃至７ 従来の発熱抵抗体 １０ｆｌｌｌ壁部 １１・−基底部ｉ２．１
３・電源電極 １４ 円筒部１５ スリット１６
．抵抗発熱電導体 １７ 側壁部と基底部との連結部 ２０ 高圧チャンバ ２１−・基底部と円筒部との連結部 ２３ルツホ支、ｔ 軸２４．・ルツボ支え金２５ ル
ツボ ２６ 単結晶原料融液２７・Ｂ２Ｏ３
液体封止剤 ２８ シート引−ヒげ軸２９ 種結晶
３０ 単結晶代理人 弁理士 則 近
憲 佑 （ほか１名）−二 第 １ 図 ３，３ 第２図 第 ３ 図 ｙｌ ／３ 第 ４ 図 １（ｆ−／Ｊ
Claims (5)
- （１）単結晶の製造に用いるルツボを同軸的に取シ囲む
円筒形の側壁部と、この側壁部を支える基底部と、この
基底部を支えて電源電極につながる円筒部とからなり、
前記側壁部と前記基底部と前記円筒部とが一体化形成さ
れ、前記側壁部から前記基底部にかけての複数部にスリ
ットを設けるこ４ とによシ前記電源電極の一方
の電極から他方の電極へつながる一連の１抗発熱電導体
としての連続体となるような構造を有する単結晶製造装
置用発熱抵抗体において、前記基底部の最大肉厚が前記
側壁部の最大肉厚以下であることを特徴とする単結晶製
造装置用発熱抵抗体。 - （２）基底部の最大肉厚は前記側壁部の最大肉厚の１／
２以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の単結晶製造装置用発熱抵抗体。 - （３）単結晶はＳｉ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｉｎ
Ｓｂ のいずれかの半導体単結晶であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の単結晶製造装置用発熱
抵抗体。 - （４）単結晶はＬｉＴａＯ３，ＬｉＮｂＯ３のいずれか
の酸化物単結晶であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の単結晶製造装置用発熱抵抗体。 - （５）単結晶は回転引上げ法により得られるものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の単結晶製
造装置用発熱抵抗体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048746A JPS59174593A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 単結晶製造装置用発熱抵抗体 |
| US06/592,363 US4533822A (en) | 1983-03-25 | 1984-03-22 | Heating resistor of single crystal manufacturing apparatus |
| EP84301971A EP0127280B1 (en) | 1983-03-25 | 1984-03-23 | Heating resistor of single crystal manufacturing apparatus |
| DE8484301971T DE3468240D1 (en) | 1983-03-25 | 1984-03-23 | Heating resistor of single crystal manufacturing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048746A JPS59174593A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 単結晶製造装置用発熱抵抗体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59174593A true JPS59174593A (ja) | 1984-10-03 |
Family
ID=12811844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58048746A Pending JPS59174593A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 単結晶製造装置用発熱抵抗体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4533822A (ja) |
| EP (1) | EP0127280B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59174593A (ja) |
| DE (1) | DE3468240D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61178490A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 単結晶引き上げ装置 |
| CN102628180A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-08 | 南京金美镓业有限公司 | 一种高纯度磷化铟多晶棒的制备方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4755658A (en) * | 1985-11-12 | 1988-07-05 | Ultra Carbon Corporation | Segmented heater system |
| US5116456A (en) * | 1988-04-18 | 1992-05-26 | Solon Technologies, Inc. | Apparatus and method for growth of large single crystals in plate/slab form |
| US6093913A (en) * | 1998-06-05 | 2000-07-25 | Memc Electronic Materials, Inc | Electrical heater for crystal growth apparatus with upper sections producing increased heating power compared to lower sections |
| US6285011B1 (en) | 1999-10-12 | 2001-09-04 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electrical resistance heater for crystal growing apparatus |
| DE19959416C1 (de) | 1999-12-09 | 2001-03-15 | Freiberger Compound Mat Gmbh | Heizelement zum Beheizen von Schmelztiegeln und Anordnung von Heizelementen |
| ATE300163T1 (de) * | 2002-02-27 | 2005-08-15 | Carbone Lorraine Composants | Widerstand aus kohlenstoffhaltigen material |
| FR2836592A1 (fr) * | 2002-02-27 | 2003-08-29 | Carbone Lorraine Composants | Resistor en materiau carbone |
| US20110073039A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | Ron Colvin | Semiconductor deposition system and method |
| US10138551B2 (en) | 2010-07-29 | 2018-11-27 | GES Associates LLC | Substrate processing apparatuses and systems |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5239787A (en) * | 1975-09-20 | 1977-03-28 | Bayer Ag | Condensate and method of making it shukugoseiseibutsu oyobi sonoseizoho |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2966537A (en) * | 1958-07-17 | 1960-12-27 | Curtiss Wright Corp | High temperature furnace |
| GB1004708A (en) * | 1962-12-08 | 1965-09-15 | Spembly Ltd | Electric furnaces |
| US3381114A (en) * | 1963-12-28 | 1968-04-30 | Nippon Electric Co | Device for manufacturing epitaxial crystals |
| DE1966175C3 (de) * | 1968-05-17 | 1974-01-03 | Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar), Puteaux (Frankreich) | Elektrischer Ofen mit einem Heizelement und einer Vorheizung. Ausscheidung aus: 1925087 |
| US3786165A (en) * | 1970-11-10 | 1974-01-15 | Anvar | Preheating method for furnaces |
| US3860736A (en) * | 1973-10-29 | 1975-01-14 | Hewlett Packard Co | Crystal furnace |
| JPS5148784A (en) * | 1974-10-25 | 1976-04-27 | Kokusai Electric Co Ltd | lec honyoru tanketsushohikiagesoochi |
| JPS5581378A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-19 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Heat roller fixing device |
| JPS5865795U (ja) * | 1981-10-28 | 1983-05-04 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱間静水圧処理装置における加熱装置 |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP58048746A patent/JPS59174593A/ja active Pending
-
1984
- 1984-03-22 US US06/592,363 patent/US4533822A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-03-23 EP EP84301971A patent/EP0127280B1/en not_active Expired
- 1984-03-23 DE DE8484301971T patent/DE3468240D1/de not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5239787A (en) * | 1975-09-20 | 1977-03-28 | Bayer Ag | Condensate and method of making it shukugoseiseibutsu oyobi sonoseizoho |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS61178490A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 単結晶引き上げ装置 |
| JPH0329752B2 (ja) * | 1985-02-04 | 1991-04-25 | ||
| CN102628180A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-08 | 南京金美镓业有限公司 | 一种高纯度磷化铟多晶棒的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4533822A (en) | 1985-08-06 |
| EP0127280A1 (en) | 1984-12-05 |
| DE3468240D1 (en) | 1988-02-04 |
| EP0127280B1 (en) | 1987-12-23 |
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