JPS60195082A - 半導体結晶の製造装置 - Google Patents
半導体結晶の製造装置Info
- Publication number
- JPS60195082A JPS60195082A JP5194184A JP5194184A JPS60195082A JP S60195082 A JPS60195082 A JP S60195082A JP 5194184 A JP5194184 A JP 5194184A JP 5194184 A JP5194184 A JP 5194184A JP S60195082 A JPS60195082 A JP S60195082A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- fins
- ampule
- furnace
- ampoule
- Prior art date
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- 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
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/002—Crucibles or containers for supporting the melt
-
- 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
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/003—Heating or cooling of the melt or the crystallised material
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）０発明の技術分野
本発明は半導体結晶、特に多元化合物半導体結晶の製造
装置に関する。
装置に関する。
（ｂ）、技術の背景
近年多元化合物半導体結晶は半導体発光、受光素子に多
く用いられている。このような結晶の製造にブリッジマ
ン法が多く用いられている。この方法は空間的に温度勾
配をもった炉中を、結晶溶液（メルト）を徐々に通過さ
せて結晶成長を行うもので、変形ゾーン・メルティング
法ともよばれている。結晶成長用容器（アンプル）の下
端の先端部において、メルトの先端部に自然発生した結
晶核より成長が行われる。また確実な単結晶を得るため
に前記先端部に種結晶を配置する場合もある。
く用いられている。このような結晶の製造にブリッジマ
ン法が多く用いられている。この方法は空間的に温度勾
配をもった炉中を、結晶溶液（メルト）を徐々に通過さ
せて結晶成長を行うもので、変形ゾーン・メルティング
法ともよばれている。結晶成長用容器（アンプル）の下
端の先端部において、メルトの先端部に自然発生した結
晶核より成長が行われる。また確実な単結晶を得るため
に前記先端部に種結晶を配置する場合もある。
このような方法で得られた結晶は半導体素子の特性と信
頬性を左右するため、完全性、即ち組成の安定化と結晶
欠陥の低減が望まれる。
頬性を左右するため、完全性、即ち組成の安定化と結晶
欠陥の低減が望まれる。
（Ｃ）、従来技術と問題点
第１図は結晶製造装置の従来例を示す断面図である。
まず結晶原料を入れたアンプル１を結晶成長炉５に挿入
し、上部ヒータ６の位置で、所定の溶融温度に保持して
アンプル１内全体にメルト２を得る。つぎにヒータ６．
７により形成された上部より下部に向かって降下する所
定の温度勾配を有する炉中を所定の速度で降下させてア
ンプルの先端から徐々に結晶３を成長させる。
し、上部ヒータ６の位置で、所定の溶融温度に保持して
アンプル１内全体にメルト２を得る。つぎにヒータ６．
７により形成された上部より下部に向かって降下する所
定の温度勾配を有する炉中を所定の速度で降下させてア
ンプルの先端から徐々に結晶３を成長させる。
アンプルの上下移動はモーフ８により行う。
このような構造のアンプルでは、結晶化の際のメルトよ
り逃げる熱の熱流は図の矢印で示される方向に流れる。
り逃げる熱の熱流は図の矢印で示される方向に流れる。
熱流に直行する等湯面を示す固液界面４の薗相面は凹状
となり、ここに発生する結晶核がこれから成長してゆく
結晶の内部方向に発達して、結晶欠陥を生ずる原因とな
っていた。
となり、ここに発生する結晶核がこれから成長してゆく
結晶の内部方向に発達して、結晶欠陥を生ずる原因とな
っていた。
（ｄ）０発明の目的
本発明の目的は従来技術の有する上記の欠点を除去し、
固液界面に発生する結晶核が結晶内部方向に発達するこ
とを防いで、結晶性のよい単結晶を得ることができる半
導体結晶の製造装置を提供することにある。
固液界面に発生する結晶核が結晶内部方向に発達するこ
とを防いで、結晶性のよい単結晶を得ることができる半
導体結晶の製造装置を提供することにある。
（ｅ）９発明の構成
上記の目的は、下端を略円錐状に封止した円筒型の結晶
成長用容器の下部先端または上部先端の外周に、円板状
のフィンを該容器に密着して設けてなる本発明による半
導体結晶の製造装置を提供することにより達成される。
成長用容器の下部先端または上部先端の外周に、円板状
のフィンを該容器に密着して設けてなる本発明による半
導体結晶の製造装置を提供することにより達成される。
本発明によれば、ブリッジマン法用アンプルの下部に、
または上部と下部に熱伝達用フィンを設けることにより
、アンプル内の熱流を強制的に垂直にし、固液界面にお
ける固相面形状の凹型化を防ぎ、良質の結晶を得ること
ができる。
または上部と下部に熱伝達用フィンを設けることにより
、アンプル内の熱流を強制的に垂直にし、固液界面にお
ける固相面形状の凹型化を防ぎ、良質の結晶を得ること
ができる。
（ｆ）０発明の実施例
第２図は本発明の一実施例を示すアンプルの断面図を示
す。以下の図において第１図と同一番号は同一対象を示
す。
す。以下の図において第１図と同一番号は同一対象を示
す。
−この実施例においては、石英ガラスよりなるアンプル
の上部先端ど下部先端に、石英ガラスよりなる熱伝達用
フィン９，１０を設ける。
の上部先端ど下部先端に、石英ガラスよりなる熱伝達用
フィン９，１０を設ける。
以下本発明によるアンプルを用いた結晶の成長例を簡単
に説明する。結晶成長炉は第１図と同じ構成のものを用
い、まず結晶原料として例えばｐｂ。
に説明する。結晶成長炉は第１図と同じ構成のものを用
い、まず結晶原料として例えばｐｂ。
Ｔｅを入れたアンプル１を結晶成長炉５に挿入し、上部
ヒータ６の位置で、所定の溶融温度１０００〜１１００
℃に保持してアンプル１内全体にメルト２を得る。つぎ
に所定の温度勾配２０〜５０”Ｃ７ｃｍを有する炉中を
所定の速度０．０１〜０．１ｃｍ／分で降下させてアン
プルの先端から徐々に結晶を成長させる。
ヒータ６の位置で、所定の溶融温度１０００〜１１００
℃に保持してアンプル１内全体にメルト２を得る。つぎ
に所定の温度勾配２０〜５０”Ｃ７ｃｍを有する炉中を
所定の速度０．０１〜０．１ｃｍ／分で降下させてアン
プルの先端から徐々に結晶を成長させる。
このような構造にすると、結晶成長中の熱流の主な流れ
は図中矢印で示されるように、炉内高温部雰囲気よりフ
ィン１０に熱伝達され、アンプルを垂直に下降してフィ
ン９を経由して炉内低温部雰囲気中に熱伝達される。従
って固液界面は略平面となり、前記の原因による結晶欠
陥の発生を防止できる。
は図中矢印で示されるように、炉内高温部雰囲気よりフ
ィン１０に熱伝達され、アンプルを垂直に下降してフィ
ン９を経由して炉内低温部雰囲気中に熱伝達される。従
って固液界面は略平面となり、前記の原因による結晶欠
陥の発生を防止できる。
第３図は本発明の他の実施例を示すアンプルの断面図を
示す。この構造は肉厚管を削ることにより熱伝達用フィ
ンを形成したものである。
示す。この構造は肉厚管を削ることにより熱伝達用フィ
ンを形成したものである。
実施例では結晶容器は封管（アンプル）を用いたが、開
管に本発明を適用しても発明の要旨は変わらない。
管に本発明を適用しても発明の要旨は変わらない。
（ｇ）１発明の効果
以上詳細に説明したように本発明によれば、固液界面を
略平面にして、結晶性のよい単結晶を得ることができる
半導体結晶の製造装置を提供することができる。
略平面にして、結晶性のよい単結晶を得ることができる
半導体結晶の製造装置を提供することができる。
第１図は結晶製造装置の従来例を示す断面図、第２図は
本発明の一実施例を示すアンプルの断面図、第３図は本
発明の他の実施例を示すアンプルの断面図を示す。 図において１はアンプル、２はメルト、３は結晶、４は
固液界面、５は結晶成長炉、６．７はヒータ、８はモー
タ、９．１０はフィンを示す。 第１Ｎ 茅２図 卒３呵
本発明の一実施例を示すアンプルの断面図、第３図は本
発明の他の実施例を示すアンプルの断面図を示す。 図において１はアンプル、２はメルト、３は結晶、４は
固液界面、５は結晶成長炉、６．７はヒータ、８はモー
タ、９．１０はフィンを示す。 第１Ｎ 茅２図 卒３呵
Claims (1)
- 下端奇略円錐状に封止した円筒型の結晶成長用容器の下
部先端または上部先端の外周に、円板状のフィンを該容
器に密着して設けてなることを特徴とする半導体結晶の
製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5194184A JPS60195082A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 半導体結晶の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5194184A JPS60195082A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 半導体結晶の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195082A true JPS60195082A (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=12900891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5194184A Pending JPS60195082A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 半導体結晶の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195082A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0603738A1 (de) * | 1992-12-18 | 1994-06-29 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Vorrichtung zur gerichteten Erstarrung von Schmelzgut |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP5194184A patent/JPS60195082A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0603738A1 (de) * | 1992-12-18 | 1994-06-29 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Vorrichtung zur gerichteten Erstarrung von Schmelzgut |
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