JPS59195595A - 結晶成長装置 - Google Patents

結晶成長装置

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JPS59195595A
JPS59195595A JP6659583A JP6659583A JPS59195595A JP S59195595 A JPS59195595 A JP S59195595A JP 6659583 A JP6659583 A JP 6659583A JP 6659583 A JP6659583 A JP 6659583A JP S59195595 A JPS59195595 A JP S59195595A
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JP
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coil
crystal growth
heating
crystal
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JP6659583A
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Toshihiko Suzuki
利彦 鈴木
Nobuyuki Izawa
伊沢 伸幸
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Sony Corp
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Sony Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/30Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
    • C30B15/305Stirring of the melt

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は単結晶、例えば半導体結晶を得る結晶成長法に
係わる。
背景技術とその問題点 例えば半導体単結晶を育成させるにチョクラルスキー法
CCZ法)が広く用いられる。この方法では石英るつぼ
内で宕解した半導体融液に種結晶を浸してこれを引き上
げることによって単結晶を育成させるものであるが、こ
の場合半導体融液と石英るつぼの反応によって酸素の混
入が多く、引き上げた結晶中の酸素濃度は1018/z
3の桁になる。この結晶中に入った過剰の酸素は集積回
路製造過程等の熱処理工程で種々の欠陥、例えば積層欠
陥、酸素析出物、転位ループなどを発生させ、半導体装
置の特性を劣化させる原因をつくる。また単結晶半導体
ではこのような結晶欠陥のほかに成長縞と呼ばれる結晶
中のミクロな不純物分布の不均一性が問題になる。この
成長縞発生の原因は融液中の熱対流による影響が重要で
あることが知られている。一方、電気伝導性を有する液
状体の熱対流は、磁場によって抑制される。即ち、電気
伝導性を有する物体が磁場中で運動するとき、物体の中
に電位差が発生し、電流が流れる。一方、磁場の中で運
動する電流の担体には力が働くから物体は新しい力を受
ける。今C2法の例をとると、これに熱対流が生じてい
る場合これを横切る方向に磁場を加えるとき、電気伝導
性をもつ流体が磁力線を横切ることになって、その結果
流体の運動方向と磁場に垂直な方向に電流が流れる。そ
のため電流と磁場に垂直な方向に力が発生する。そして
この力は熱対流とは逆方向になり対流が抑制され、見か
け上流体の粘性を大きくする効果となるものである。
第1図はこのような磁場中で単結晶の成長を行う単結晶
成長装置を示すもので、(1)はその単結晶成長を行う
チェンバー、(2)はその電気伝導性を有する液状体(
3)が収容された石英るつぼ等の容器で、(4)は例え
ばグラファイト発熱体よりなる液状体(3)の加熱手段
、(5)は磁場発生装置でこれより発生させた磁場が液
状体(3)に与えられるようになされる。
(7)は液状体(3)に浸漬六れてこれよシ引き上げら
れることによって単結晶(8)を成長する種結晶である
このような製電においてその磁場発生手段(5)として
は、例えば図示のようにチェンバー(1)を挾んでその
両側に夫々ポールピースにコイルが巻装された構成(以
下ポールピース型という)をとって両者間に発生するほ
ぼ水平方向の磁束が液状体(3)を横切るような構成と
するか、成いはチェンバー(1)の外周を繞って巻回す
るコイル体を配置しく以下ソレノイド型という)、この
コイル体に対する通電によってコイルの軸心方向(垂直
方向)すなわち重力方向の#場全液状体(3)に与える
ようになす。しかしながらこのようなポールピース型の
磁場装置とする場合も、またコイルを巻回するソレノイ
ド型の磁場装置とする場合においてもいずれも長短所を
相そなえている。すなわちポールピース型による場合、
その重量が大となりまた大型化されるものであるに比し
、ソレノイド型による場合は、その重量及び全体の大き
さにおいてポールピース型に比して小さくできるものの
、このようなソレノイド型成をとる場合、そのコイルの
上下端において大きな漏洩磁場が発生し、これが他の電
動機や計器類に悪影響を及ぼすという欠点を有し、この
漏洩磁場を遮蔽する大損シな遮蔽手段を必要とする。更
に消費電力が大きいという欠点を有する。また、上述し
たように磁場によって効率よく熱対流を抑制するには、
この対流の流れに対して直角方向の磁場を加えることが
望ましいものであるが、上述したポールピース型、或い
はソレノイド型は、夫々上として水平方向、或いは垂直
方向のいずれか一万のみをとるものであって、その効率
において問題がある。
発明の目的 本発明においては、上述した結晶成長装置において、そ
の−場発生装置としてソレノイド型構属會とシ、しかも
その改良を図って、これの磁場で結晶成長に有効に作用
するようにし、全体として小型軽量で、更に漏洩磁場に
よる他への悪影響を激減することができ、消費電力の低
減化をも図ることができ−るようにした結晶成長装置を
提供するものである。
発明の概要 本発明においては電気伝導性を示す液状体例えばシリコ
ン融液を収容する容器とこの液状体音加熱する手段と容
器を取り囲むように配置するコイル体とを具備してなる
ものでおるが、特にこのコイル体において互いに巻回方
向(電流方向)が異る2つ以上の領域ヲ設け、これら領
域の11Aニジ合う領域が互いにその巻回方向が逆向き
となるようにするものであってコイル体への通電によっ
て容器内の液状体に磁場を印加するようになすものであ
るO 実施例 一第2図を参照して本発明による結晶成長装置の一例を
説明すると、第2図において第1図と対応する部分には
同一符号を付して重複説明を省略する。
本発明においては、電気伝導性を壱する液状体(3)、
例えばシリコン半導体融液を収容する容器(2)の外周
、図においては発熱体(4)の外周に、コイル体αQす
なわちソレノイド型磁場発生装置を、その巻回軸心方向
が第2図の例においては垂直方向に?aう結晶引き上げ
方向の中心、すなわち容器(2)の中心と一致するよう
に巻回配置する。そして、特に本発明においては、この
コイル体叫を、その軸心方向に関して、例えば軸心方向
の中央部と、その上下両端との3領域(IOA )、(
IOB ’) 、(l0C)によって構成し、その14
シ合う領域(IOA )と(IOB ) 、 (IOA
 )と(100)とが相互に逆向きの巻回方向となるよ
うにする。すなわち、第2図においてこのコイル体(6
)はO印及びO印によって示すもので、○印は例えば第
2図において紙面の上方から下方に向かう通電方向を示
すものとするとき、■はこれと逆に紙面の下方から上方
に向う通流方向4示すものとする。
コイル体01の上下端よりの漏洩磁束を大幅に減少させ
ることができる。すなわち、コイルよシ発生する磁場の
分布は、コイルの中心軸上に関して次のように表わすこ
とができる。
ここでμ0は導磁率、nはコイルの巻数、■は通電流f
fi、rはコイル半径、tはコイルの長さである。
第3図は、コイルとその中心軸上における磁場分布との
関係を示すもので、この例では、その長さtと直径が等
しいすなわちL=2rのコイルリυと、長さが短い、t
 =(H)rのコイル(22)とが隣り合うように配置
されたものにおいて、その軸心上における磁場分布を示
すものである。この場合、コイル(2υに関しての軸心
上の磁場分布は、曲線aで与えられる。但し、この場合
、コイルの中心点XQの磁場強度を1として規格化した
ものである。一方、流さがこれの死のコイル(221の
みの同様の中心軸上の磁場分布を、同図中曲線すに示す
。この」場合においても、コイルeυの中心x6の磁場
強度でその規格化を行ったものである。今、コイル+Z
υに対してコイル(2りと逆方向に電流を流し、逆方向
の磁場に%生させたとすると、そのと銭の中心軸上の磁
場部分は、第3図中曲祿cに示すように両曲線a及びb
の差の分布、すなわち曲線Cに示すようになる。
すなわち、この場合コイル■υだけにおけるコイル軸心
上の端部Yeにおける磁場強度はa(1となるに比し、
コイル(221において逆方向磁場を発生させたときの
磁場強度は点coで与えられる。従ってこの場合Ye点
での磁場強度c(1はaQに対して約ハとなる。
このようにしてコイル121)の上下端部に逆巻きのコ
イルヲ設けたことによってコイル1Bにおける外側の磁
場強度は減少させることができることがわかる。つまり
、第2図で説明したように磁場発生装置としてのコイル
体αQが中央における領域(IOA)に対してこれの両
側の領域(10B )及び(IOC)に実質的にその電
流の向きが逆向きとされた−ことによりコイル体Hの上
下両側から発生する磁場強度の減少、すなわち漏洩磁束
の発生が激減し得ることがわかる。
また、上述したようにコイル体αQが逆方向通電すなわ
ち複数の逆巻きのコイル領域より構成したので、各領域
による磁束の磁場の向きが混在することによって容器(
2)内における導電性液状体(2)への印加磁場は、こ
の液状体の対流の水平及び垂直両方向のほぼ全域におい
て与えられる。言い換えれば対流のほぼ全行程に関して
これと直交する方向の磁場が効率よく与えられることに
なって、これによって対流の抑制を、本シ効果的に行う
ことができる。
尚、上述した例においては、コイル体αQを、その中央
部(IOA ”)とその両側(IOB )及び(l0C
)の3領域によって構成した場合であるが、例えば第4
図に示すように更に中央部のコイルにおいて互いに逆向
きの2領域(l0A1)、 (10A2 )より構成し
て全体として4つの領域に区分するとか、3または4領
域に限らず、多領域に区分することかできる。また同図
に示すように中央のコイル領域を大径とし、その上下両
側のコイル領域を、との大径のコイル領域と同心的に配
置するも、これよシその巻き径を小にして漏洩磁束の発
生をよシ効果的に抑制するようになすこともできる。
また、上述した例においては、引き上げ法に本発明を適
用した場合について説明したがいわゆる狽型だ一ト法す
なわち水平ブリッジマン法等に適用することもでき、こ
の場合にはコイル体aOは横方向配置の構成がとられれ
ばよい。
尚、上述の構成によるコイル体(10は、例えば超重導
線によるコイルを用い、これをチェンノ々−の外周に設
けた冷却用ヘリウムが収容される容器内に配置するよう
にすることもできる。
発明の効果 上述し、たように本発明によれば、コイル体(ト)によ
って磁場発生装置を構成したンレノイド型構成をとるの
で軽量小型に構成し得るものであり、またこのようなソ
レノイド型構成をとるにも拘らず、互いに逆向きのコイ
ル領域が隣シ合う配置としたことによって漏洩磁束の発
生を効果的に減少させることができ、且つまた水平垂直
両方向に関して液状体(3)すなわち例えば半導体融液
に磁場を与えるようにしたので前述したように効率よく
対流の抑制を行うことができ、これらが相乗して更に消
費電力の減少化を図ることができる。
また、漏洩磁束の発生を減少したことによってこの漏洩
磁束を遮蔽する電磁遮蔽手段の簡易化が図られるために
、更に小型軽量化の促進を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の説明に供する従来の結晶成長装置の路
線的構成図、第2図は本発明による結晶成長装置の一例
の要部の路線的構成図、第3図はその説明に供するコイ
ルと磁界分布との関係を示す図、第4図は本発明の他の
例の要部の路線的構成図である。 (1)はチェンバー、(2)は電気伝導性液状体(3)
を収容するるつぼ、(4)は発熱体、←0はコイル体、
(10A)。 (IOB )及び(IOC)はその各コイル領域である
。 ゴゲラ 代理人 伊藤 貞しン了禽 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電気伝導性を示す液状体を収納する容器と、該液状体を
    加熱する手段と、上記容器をとシ囲むように配置された
    コイル体等を有してなシ、該コイル体は隣シと巻回方向
    の異なる少くも2つの領域を有し、該コイル体に電流を
    流して上記液状体に磁場を印加するようにした結晶成長
    装置。
JP6659583A 1983-04-15 1983-04-15 結晶成長装置 Granted JPS59195595A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6659583A JPS59195595A (ja) 1983-04-15 1983-04-15 結晶成長装置

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JP6659583A JPS59195595A (ja) 1983-04-15 1983-04-15 結晶成長装置

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Publication Number Publication Date
JPS59195595A true JPS59195595A (ja) 1984-11-06
JPH0160000B2 JPH0160000B2 (ja) 1989-12-20

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ID=13320438

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JP (1) JPS59195595A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6081086A (ja) * 1983-10-07 1985-05-09 Shin Etsu Handotai Co Ltd 単結晶の成長方法および装置
JPH10270237A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Super Silicon Kenkyusho:Kk 機器又は素子の取り付け位置及び配置方向決定方法
EP0936290A1 (en) * 1998-02-17 1999-08-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Superconducting magnet device for crystal pulling device
JP2009216424A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Kobe Steel Ltd 磁石位置測定方法および磁場測定装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2009216424A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Kobe Steel Ltd 磁石位置測定方法および磁場測定装置

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JPH0160000B2 (ja) 1989-12-20

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