JPS60122793A - 化合物半導体単結晶育成装置 - Google Patents
化合物半導体単結晶育成装置Info
- Publication number
- JPS60122793A JPS60122793A JP22970583A JP22970583A JPS60122793A JP S60122793 A JPS60122793 A JP S60122793A JP 22970583 A JP22970583 A JP 22970583A JP 22970583 A JP22970583 A JP 22970583A JP S60122793 A JPS60122793 A JP S60122793A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- shaft
- single crystal
- heat
- liquid
- 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
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
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】
〔発明の技術分野〕
本兄明は、化合物半導体単結晶育成装置に関する。
（発明の技術的背景とその問題点）
従来、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、等の化合物半導体は
、蒸気圧の大きいＰ、Ａｓ、を成分に含むため、これら
の結晶の育成を行なうには、Ｎ２、Ａｒ等の不活性ガス
雰囲気中でしか、も融液を８２０３のような不活性液体
で覆った状態で結晶の成長を行なわなければならない。
、蒸気圧の大きいＰ、Ａｓ、を成分に含むため、これら
の結晶の育成を行なうには、Ｎ２、Ａｒ等の不活性ガス
雰囲気中でしか、も融液を８２０３のような不活性液体
で覆った状態で結晶の成長を行なわなければならない。
このため、形成される結晶の温度制御が極めて難しい。
その結果、形成される結晶の内部の歪みが大きくなり、
クラックが発生起きやすい。この問題を解消するために
、結晶育成装置のホットゾーンを改良したり、Ｂ２Ｏ３
で覆う厚さを調整したり、融液を収容した容器の上方に
保温筒を設置すること等が行われでいる。しかしながら
、このような温度の調節手段は、いずれも引上げられる
結晶の位置に対して固定的であるため、結晶成長の際の
熱処理温度を十分に制御できなかった。しかも、単結晶
の育成過程では、初期の段階から後の段階になるに従っ
て熱放散が大きくなる。また、原料の融液も結晶の成長
量が増加するに従って減少し、固液界面状態が変化する
。その結果、育成中の結晶が多結晶化したり、ツイン化
し、高品質の結晶を得ることができない。
クラックが発生起きやすい。この問題を解消するために
、結晶育成装置のホットゾーンを改良したり、Ｂ２Ｏ３
で覆う厚さを調整したり、融液を収容した容器の上方に
保温筒を設置すること等が行われでいる。しかしながら
、このような温度の調節手段は、いずれも引上げられる
結晶の位置に対して固定的であるため、結晶成長の際の
熱処理温度を十分に制御できなかった。しかも、単結晶
の育成過程では、初期の段階から後の段階になるに従っ
て熱放散が大きくなる。また、原料の融液も結晶の成長
量が増加するに従って減少し、固液界面状態が変化する
。その結果、育成中の結晶が多結晶化したり、ツイン化
し、高品質の結晶を得ることができない。
本発明は、単結晶の育成工程及び徐冷工程での熱処理温
度の制御を可能にして、高品質の化合物半導体中結晶を
極めて高い歩留りで容易に製造することができる化合物
半導体単結晶育成装置を提供することをその目的とする
ものである。
度の制御を可能にして、高品質の化合物半導体中結晶を
極めて高い歩留りで容易に製造することができる化合物
半導体単結晶育成装置を提供することをその目的とする
ものである。
本発明は、保温治具を開用上軸で昇降動することにより
、単結晶の育成工程及び徐冷工程での熱処理温度の制御
を可能にして、高品質の化合物半導体単結晶を極めて高
い歩留りで容易に製造することができる化合物半導体単
結晶育成装置である。
、単結晶の育成工程及び徐冷工程での熱処理温度の制御
を可能にして、高品質の化合物半導体単結晶を極めて高
い歩留りで容易に製造することができる化合物半導体単
結晶育成装置である。
（発明の実施例）
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は、本発明の一実施例の概略構成を示す説明図で
ある。図中１は、ＧａＰ等の化合物半導体の融液２を収
容した容器である。融液２の表面上にはＡｒ等の不活性
液３が載せられている。容器１は、石英ルツボ１ａの外
側にカーボンルツボ１ｂを形成した二重構造になってい
る。容器１は、支軸４上に回転自在にして保持されてい
る。支軸４内には、熱電対５が挿入されている。支軸５
は、図示しない駆動機構によって回転するようになって
いる。容器１は、筒状のカーボンヒーター６内に収容さ
れ、カーボンヒーター６は、カーボン保温筒７内に収容
されている。カーボンヒーター６の底部には、支軸４を
収容するようにして電・極８が取付ｔノられ、電極８は
、カーボン保温筒７の底部を員押している。カーボン保
温筒７は、筒状のチＩ７ンバー９内に収容されている。
ある。図中１は、ＧａＰ等の化合物半導体の融液２を収
容した容器である。融液２の表面上にはＡｒ等の不活性
液３が載せられている。容器１は、石英ルツボ１ａの外
側にカーボンルツボ１ｂを形成した二重構造になってい
る。容器１は、支軸４上に回転自在にして保持されてい
る。支軸４内には、熱電対５が挿入されている。支軸５
は、図示しない駆動機構によって回転するようになって
いる。容器１は、筒状のカーボンヒーター６内に収容さ
れ、カーボンヒーター６は、カーボン保温筒７内に収容
されている。カーボンヒーター６の底部には、支軸４を
収容するようにして電・極８が取付ｔノられ、電極８は
、カーボン保温筒７の底部を員押している。カーボン保
温筒７は、筒状のチＩ７ンバー９内に収容されている。
容器１の上方には融液２に対向するようにして引上軸１
０が昇降動自在に設けられている。引上軸１０は、これ
と同志輪状にして設けられた開用上軸１１内に収容され
ている。開用上軸１１の先端部には、第２図に示す如く
、容器１の内径よりも僅かに大きい間口径りの筒状の保
温冶具１２が取付けられている。保温治具１２の材質は
、熱不良導体あるいは、対熱性に優れたものを使用する
。また、育成中の結晶の状態を観察し易いように透明の
材質を使用するのが望ましい。尚、同図中１３は、チャ
ンバー９の外周面に取付けられた冷却管である。
０が昇降動自在に設けられている。引上軸１０は、これ
と同志輪状にして設けられた開用上軸１１内に収容され
ている。開用上軸１１の先端部には、第２図に示す如く
、容器１の内径よりも僅かに大きい間口径りの筒状の保
温冶具１２が取付けられている。保温治具１２の材質は
、熱不良導体あるいは、対熱性に優れたものを使用する
。また、育成中の結晶の状態を観察し易いように透明の
材質を使用するのが望ましい。尚、同図中１３は、チャ
ンバー９の外周面に取付けられた冷却管である。
このように構成された化合物半導体単結晶育成装置２０
によれば、次のようにして一単結晶の育成を行なう。先
ず、第３図（Ａ＞に示す如く、容器１内にＧａＡＳ等の
固体状態の化合物半導体２１を収容する。この化合物半
導体２１の上に固体状の８２０３２２を載置する。この
時保温冶具１２及び引上軸１０は、容器１の上方に設置
されている。引上軸１０の先端部には、種結晶２３が取
付けられている。次に、同図（Ｂ）に示す如く、化合物
半導体２３及びＢ２０３２２が溶融して融液２あるいは
、不活性液３になってから、開用上軸１１を降下し、保
温治具１２を不活性液３の上方の所定位置に設定する。
によれば、次のようにして一単結晶の育成を行なう。先
ず、第３図（Ａ＞に示す如く、容器１内にＧａＡＳ等の
固体状態の化合物半導体２１を収容する。この化合物半
導体２１の上に固体状の８２０３２２を載置する。この
時保温冶具１２及び引上軸１０は、容器１の上方に設置
されている。引上軸１０の先端部には、種結晶２３が取
付けられている。次に、同図（Ｂ）に示す如く、化合物
半導体２３及びＢ２０３２２が溶融して融液２あるいは
、不活性液３になってから、開用上軸１１を降下し、保
温治具１２を不活性液３の上方の所定位置に設定する。
この保温治具１２の設定により、不活性液３の表面温度
を所定の温度に設定する。次に、同図（Ｃ）に示す如く
、引上軸１０を降下して種結晶２３を融液２中に挿入し
、単結晶２４の育成を開始する。次いで、結晶の育成□
に従って引上軸１０を上昇し、単結晶２４の引上げを行
なう。単結晶２４が不活性液３から露出した時点でその
表面での熱の放散が喰まる。単結晶２４の引上げの際の
この熱の放散が一定の割合いで行われるように、開用上
軸１１によって保温冶具１２を所定の位置になるように
昇降動する。このようにして熱の放散を一定量に保ち、
単結晶２４と不活性液３との界面での温度勾配の増大を
防いだ状態で同図（Ｄ）に示す如く、単結晶２４の引上
げを続行する。次いで、同図（Ｅ）に示す如く、単結晶
２４が完全に不活性液３から引上げられると、開用上軸
１１を昇降動じて保温治具１２を適当な位置に設定し、
完全に露出された単結晶２４の徐冷を所定の温度下で行
なう。
を所定の温度に設定する。次に、同図（Ｃ）に示す如く
、引上軸１０を降下して種結晶２３を融液２中に挿入し
、単結晶２４の育成を開始する。次いで、結晶の育成□
に従って引上軸１０を上昇し、単結晶２４の引上げを行
なう。単結晶２４が不活性液３から露出した時点でその
表面での熱の放散が喰まる。単結晶２４の引上げの際の
この熱の放散が一定の割合いで行われるように、開用上
軸１１によって保温冶具１２を所定の位置になるように
昇降動する。このようにして熱の放散を一定量に保ち、
単結晶２４と不活性液３との界面での温度勾配の増大を
防いだ状態で同図（Ｄ）に示す如く、単結晶２４の引上
げを続行する。次いで、同図（Ｅ）に示す如く、単結晶
２４が完全に不活性液３から引上げられると、開用上軸
１１を昇降動じて保温治具１２を適当な位置に設定し、
完全に露出された単結晶２４の徐冷を所定の温度下で行
なう。
このようにこの化合物半導体単結晶育成装置によれば、
単結晶２４の育成の際の熱処理温度を保温治具１２の位
置を変化させることによって常に所定の温度に保ことが
できるとともに、同様に徐冷の際の温度を所定の温度に
容易に設定することができる。その結果、欠陥の少ない
（ＥＤＰ≦１０’％ｌ）高品質の化合物半導体を容易に
得ることができるものである。因みに、実施例の化合物
半導体単結晶育成装置２０を使用して約９００ｇ、５０
ｇｍφのＧａＰ単結晶を下記の条件で製造したところ、
欠陥（ＥＤＰ）が１０／ｃＩＩＩ以下の高品質なものが
１りられた。
単結晶２４の育成の際の熱処理温度を保温治具１２の位
置を変化させることによって常に所定の温度に保ことが
できるとともに、同様に徐冷の際の温度を所定の温度に
容易に設定することができる。その結果、欠陥の少ない
（ＥＤＰ≦１０’％ｌ）高品質の化合物半導体を容易に
得ることができるものである。因みに、実施例の化合物
半導体単結晶育成装置２０を使用して約９００ｇ、５０
ｇｍφのＧａＰ単結晶を下記の条件で製造したところ、
欠陥（ＥＤＰ）が１０／ｃＩＩＩ以下の高品質なものが
１りられた。
記
引上速度 ：９乃至１５＃ｉ／Ｈ
容器の回転数 ＝１０乃至３０ｒｌ）ｍ不活性ガスの圧
力ニＮ２ガス約７０ａｔｏｍ原料の量 ：１０００ｇ 不活性ガスの原料 ：Ｂ２Ｏ３約２００乃至００ｇ 保温治具の材質 ：透明石英 〔発明の効果） 以上説明した如く、本発明に係る化合物半導体単結晶育
成装置によれば、単結晶の育成工程及び徐冷工程での熱
処理温度の制御を可能にして、高品質の化合物半導体単
結晶を極めて高い歩留りで容易に製造することができる
もである。
力ニＮ２ガス約７０ａｔｏｍ原料の量 ：１０００ｇ 不活性ガスの原料 ：Ｂ２Ｏ３約２００乃至００ｇ 保温治具の材質 ：透明石英 〔発明の効果） 以上説明した如く、本発明に係る化合物半導体単結晶育
成装置によれば、単結晶の育成工程及び徐冷工程での熱
処理温度の制御を可能にして、高品質の化合物半導体単
結晶を極めて高い歩留りで容易に製造することができる
もである。
第１図は、本発明の一実施例の概略構成を示す説明図、
第２図は保温治具の一例、を示す説明図、第３図（Ａ）
乃至、同図（Ｅ）は、同実施例の化合物単結晶半導体育
成装置の動作を示す説明図である。 １・・・容器、２・・・融液、３・・・不活性液、４・
・・支軸、５・・・熱電対、６・・・カーボンヒーター
、７・・・カーボン保温筒、８・・・電極、９・・・チ
ャンバー、１０・・・引上軸、１１・・・開用上軸、１
２・・・保温治具、１３・・・冷却管、２０・・・化合
物半導体単結晶育成装置、２１・・・化合物半導体、２
２・・・８２０３．２３・・・種結晶、２４・・・単結
晶。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図 （Ｂ） （Ｃ） （Ｅ）
第２図は保温治具の一例、を示す説明図、第３図（Ａ）
乃至、同図（Ｅ）は、同実施例の化合物単結晶半導体育
成装置の動作を示す説明図である。 １・・・容器、２・・・融液、３・・・不活性液、４・
・・支軸、５・・・熱電対、６・・・カーボンヒーター
、７・・・カーボン保温筒、８・・・電極、９・・・チ
ャンバー、１０・・・引上軸、１１・・・開用上軸、１
２・・・保温治具、１３・・・冷却管、２０・・・化合
物半導体単結晶育成装置、２１・・・化合物半導体、２
２・・・８２０３．２３・・・種結晶、２４・・・単結
晶。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図 （Ｂ） （Ｃ） （Ｅ）
Claims (1)
- 化合物半導体の融液を収容した容器と、該容器の上方に
前記融液に対向して昇降動自在に設けられた引上軸と、
該引上軸の外側に該引上軸と独立して昇降動自在に同芯
輪状にして設けられた測用上軸と、該測用上軸の先端部
に前記引上軸を収容するようにして取付けられた保温冶
具と、前記容器の近傍に設けられた冷却器及び加熱器と
を具備することを特徴とする化合物半導体単結晶育成装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22970583A JPS60122793A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 化合物半導体単結晶育成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22970583A JPS60122793A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 化合物半導体単結晶育成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60122793A true JPS60122793A (ja) | 1985-07-01 |
Family
ID=16896402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22970583A Pending JPS60122793A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 化合物半導体単結晶育成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60122793A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02180794A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-13 | Toshiba Corp | ３―５族化合物半導体単結晶製造装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49104887A (ja) * | 1973-02-12 | 1974-10-03 | ||
| JPS57183394A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and apparatus for pulling single crystal |
-
1983
- 1983-12-05 JP JP22970583A patent/JPS60122793A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49104887A (ja) * | 1973-02-12 | 1974-10-03 | ||
| JPS57183394A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and apparatus for pulling single crystal |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02180794A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-13 | Toshiba Corp | ３―５族化合物半導体単結晶製造装置 |
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