JPS6021899A - 化合物半導体単結晶製造装置 - Google Patents
化合物半導体単結晶製造装置Info
- Publication number
- JPS6021899A JPS6021899A JP13028583A JP13028583A JPS6021899A JP S6021899 A JPS6021899 A JP S6021899A JP 13028583 A JP13028583 A JP 13028583A JP 13028583 A JP13028583 A JP 13028583A JP S6021899 A JPS6021899 A JP S6021899A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- crystal
- thickness
- semiconductor single
- single crystal
- 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.)
- 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
- C30B15/10—Crucibles or containers for supporting 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】
この発明は化合物半導体単結晶製造装置に関し、更に詳
しくは液体封止引き上げ法による■−■族化合物半導体
単結晶製造装置のルツボを□保持しているルツボ支持治
具に関するものである。
しくは液体封止引き上げ法による■−■族化合物半導体
単結晶製造装置のルツボを□保持しているルツボ支持治
具に関するものである。
最近■−■族化合物半導体は高品質な単結晶が得られる
ようになシ、高速集積回路、光−電子集積回路、電子素
子用材料などに広く用いられるようになってきた。ｌ１
ｌ−Ｖ族化合物半導体の中でもガリウム砒素（ＧａＡｓ
）はシリコンに較べて電子移動度がはるかに早く、比
抵抗が１０”Ω、副以上の高抵抗の大型ウェハーの製造
が容易であることなどによシ注目を浴びている。このよ
うなＧａＡｓ単結晶は現在型として液体封止引き上げ法
により製造されているが、この方法ではルツボ内の結晶
原料融液と封止剤との界面、結晶原料融液と引き上げ中
の結晶との界面及び結晶内の温度勾配が大きいため、形
成した結晶内に熱応力が生じ、これが結晶欠陥の一種で
ある転位の発生の原因となり、シリコンの如き無転位結
晶が得られなかった。このことは液体封止剤を用いる化
合物半導体単結晶の製造においてすべて当て嵌ることで
あった。
ようになシ、高速集積回路、光−電子集積回路、電子素
子用材料などに広く用いられるようになってきた。ｌ１
ｌ−Ｖ族化合物半導体の中でもガリウム砒素（ＧａＡｓ
）はシリコンに較べて電子移動度がはるかに早く、比
抵抗が１０”Ω、副以上の高抵抗の大型ウェハーの製造
が容易であることなどによシ注目を浴びている。このよ
うなＧａＡｓ単結晶は現在型として液体封止引き上げ法
により製造されているが、この方法ではルツボ内の結晶
原料融液と封止剤との界面、結晶原料融液と引き上げ中
の結晶との界面及び結晶内の温度勾配が大きいため、形
成した結晶内に熱応力が生じ、これが結晶欠陥の一種で
ある転位の発生の原因となり、シリコンの如き無転位結
晶が得られなかった。このことは液体封止剤を用いる化
合物半導体単結晶の製造においてすべて当て嵌ることで
あった。
この発明の目的は上、述の転位の発生を抑制し、高品質
の化合物半導体単結晶を再現性良く製造することのでき
る液体封止引き上げ法による単結晶製造装置を提供する
ことにある。
の化合物半導体単結晶を再現性良く製造することのでき
る液体封止引き上げ法による単結晶製造装置を提供する
ことにある。
第１図は従来の液体封止引き上げ法による単結晶製造装
置の要部を示し、高圧容器内において、ルツボ／は 前
筒状の ルツボ支持治具コによシその外周を覆うように
収納保持されており、回転支持軸Ｓにより回転且つ上下
動できるように設けられている。ルツボｌの周囲にはヒ
ーター６を設けてルツボ支持治具を介してルツボを所定
の温度に加熱する。ヒーター乙の外周には加熱効果を高
めるため保温材７が設けられている。ルツボの上部には
下端に種結晶ｌを取り付けた引き上げ軸３を設け、この
引き上げ軸は回転するとともに上下動するように構成°
されている。
置の要部を示し、高圧容器内において、ルツボ／は 前
筒状の ルツボ支持治具コによシその外周を覆うように
収納保持されており、回転支持軸Ｓにより回転且つ上下
動できるように設けられている。ルツボｌの周囲にはヒ
ーター６を設けてルツボ支持治具を介してルツボを所定
の温度に加熱する。ヒーター乙の外周には加熱効果を高
めるため保温材７が設けられている。ルツボの上部には
下端に種結晶ｌを取り付けた引き上げ軸３を設け、この
引き上げ軸は回転するとともに上下動するように構成°
されている。
上記の装置を用いてＧａＡｓ単結晶を製造する場合、３
０〜７０気圧の不活性ガス圧下でルツボ／内の結晶原料
融液ｇの温度は１２４０〜１２５０℃、結晶原料融液ざ
と結晶／θとの固液界面温度は１２３８℃、液体封止剤
９より突出した成長結晶部分／３の温度は１０００℃近
傍にヒーターにより加熱さｎており、固液界面より液体
封止剤上面までの温度勾配は１００℃に成るいはそれ以
上と大きいため熱応力によシ形成した結晶内に転位が多
く発生することとなる。この温度勾配はヒーターの加熱
温度分布、加熱位置、などを調整しても液体封止剤の熱
伝導率が結晶金属よりはるかに低いため、小さくするこ
とは困難であり、従って転位の発生を抑制することがむ
づかしかった。
０〜７０気圧の不活性ガス圧下でルツボ／内の結晶原料
融液ｇの温度は１２４０〜１２５０℃、結晶原料融液ざ
と結晶／θとの固液界面温度は１２３８℃、液体封止剤
９より突出した成長結晶部分／３の温度は１０００℃近
傍にヒーターにより加熱さｎており、固液界面より液体
封止剤上面までの温度勾配は１００℃に成るいはそれ以
上と大きいため熱応力によシ形成した結晶内に転位が多
く発生することとなる。この温度勾配はヒーターの加熱
温度分布、加熱位置、などを調整しても液体封止剤の熱
伝導率が結晶金属よりはるかに低いため、小さくするこ
とは困難であり、従って転位の発生を抑制することがむ
づかしかった。
そこで、この発明においては、ルツボを収納保持するル
ツボ支持治具のルツボ側壁と接触する円筒部の上部肉厚
を下部の肉厚より薄くするようにする。即ち、ルツボ支
持治具はその文字通シルツボを安定に収納保持し、回転
、上昇、下降させ、ルツボを保護し、ルツボの不意の破
損による内容物の飛散、流出を防止するためのものであ
って、通常３〜６覇厚の炭素材で一様の厚さで構成され
ているが、この発明においては、第２図に示すようにル
ツボ支持治具コのルツボ／の外周面を覆っている円筒部
の肉厚を上部コαを薄く、下部、２ｂが厚くなるように
傾斜をつける。その結果、ルツボ支持治具による断熱効
果が上部コαでは下部コｂよシ小さくなるため、ルツボ
向上部空間ｌｑ１液体封止剤を及び引き上げ中の結晶１
０の温度が従来に較べて高くなり、且つ、引き上げ中の
結晶の温度勾配が小さくなシ、それによって結晶内部の
熱応力が小さくなって形成する結晶の転位密度を低減す
ることができる。
ツボ支持治具のルツボ側壁と接触する円筒部の上部肉厚
を下部の肉厚より薄くするようにする。即ち、ルツボ支
持治具はその文字通シルツボを安定に収納保持し、回転
、上昇、下降させ、ルツボを保護し、ルツボの不意の破
損による内容物の飛散、流出を防止するためのものであ
って、通常３〜６覇厚の炭素材で一様の厚さで構成され
ているが、この発明においては、第２図に示すようにル
ツボ支持治具コのルツボ／の外周面を覆っている円筒部
の肉厚を上部コαを薄く、下部、２ｂが厚くなるように
傾斜をつける。その結果、ルツボ支持治具による断熱効
果が上部コαでは下部コｂよシ小さくなるため、ルツボ
向上部空間ｌｑ１液体封止剤を及び引き上げ中の結晶１
０の温度が従来に較べて高くなり、且つ、引き上げ中の
結晶の温度勾配が小さくなシ、それによって結晶内部の
熱応力が小さくなって形成する結晶の転位密度を低減す
ることができる。
ルツボ支持治具の円筒部の肉厚の具体的な厚さの勾配に
ついてはルツボ上部までの温度勾配が５０℃ん 程度、
液体封止剤の温度勾配が５０！−程度になるよう設定す
れば良く、通常＠質は炭素であるので、１００ミクロン
オーダの精密な加工も容易に行うことができる。
ついてはルツボ上部までの温度勾配が５０℃ん 程度、
液体封止剤の温度勾配が５０！−程度になるよう設定す
れば良く、通常＠質は炭素であるので、１００ミクロン
オーダの精密な加工も容易に行うことができる。
第５図は本発明によるルツボ支持治具の他の実施例を示
し、ルツボ支持治具コの円筒部の肉厚を上部コαから下
部、２ｂに向って、段階状に複数厚さを変えて、次第に
厚くする。肉厚の厚さを変える段数は任意であって、多
ければそれだけ、温度勾配の変化が小さくなるが、加工
が複雑となる。また一部の段の肉厚は下部に向って次第
に厚くなるような傾斜状に変化をさせても良い。
し、ルツボ支持治具コの円筒部の肉厚を上部コαから下
部、２ｂに向って、段階状に複数厚さを変えて、次第に
厚くする。肉厚の厚さを変える段数は任意であって、多
ければそれだけ、温度勾配の変化が小さくなるが、加工
が複雑となる。また一部の段の肉厚は下部に向って次第
に厚くなるような傾斜状に変化をさせても良い。
次に、この発明の一実施例を述べると、内径１００ｍｎ
、高さ９０調のパイロリテツク窒化ボロン製ルツボを円
筒部の上端が２？ｌｌ＋＋＋の肉厚で下部に向って厚く
なり下端が６−の肉厚に加工した炭素製ルツボ支持治具
内に収納保持し、Ｇａを５００ｔ、ＡＳを５５５１．液
体封止剤としてＢ、０３を１６０７それぞれルツボに入
れ、５０気圧のアルゴンガス中でルツボを加熱し、結晶
の引き上げを行った。結晶引き上げ中の液体封止剤の温
度勾配は約ｓ ｏ ’ｃ／ｍ 、ルツボ内の温度勾配は
約５０℃んであって、形成した直径約５０ｍｍのＧａＡ
ｓ単結晶の転位密度は約ｌＸ１０′／ｃｒＩでおった。
、高さ９０調のパイロリテツク窒化ボロン製ルツボを円
筒部の上端が２？ｌｌ＋＋＋の肉厚で下部に向って厚く
なり下端が６−の肉厚に加工した炭素製ルツボ支持治具
内に収納保持し、Ｇａを５００ｔ、ＡＳを５５５１．液
体封止剤としてＢ、０３を１６０７それぞれルツボに入
れ、５０気圧のアルゴンガス中でルツボを加熱し、結晶
の引き上げを行った。結晶引き上げ中の液体封止剤の温
度勾配は約ｓ ｏ ’ｃ／ｍ 、ルツボ内の温度勾配は
約５０℃んであって、形成した直径約５０ｍｍのＧａＡ
ｓ単結晶の転位密度は約ｌＸ１０′／ｃｒＩでおった。
比較のため、円筒部の肉厚が一様に５ｗ１１のルツボ支
持治具を用い、ルツボ支持治具の円筒部の上部の肉厚を
下部の゛肉厚より薄くするようにしてルツボ内の温度勾
配！を小さくシ、熱応力により形成する結晶内の転位の
発生を抑制するのであって、ルツボ支持治具の円筒部の
１部の肉厚は厚いため機械的強度の低下には問題なく、
種々の形状に予じめ加工したルツボ支持治具を複数準備
し、結晶成長条件に合せて適宜選択、使用することによ
り容易に実施することができ、ＧａＡｓ 、 ＧａＰ
、 ＩｔＬＰなどの■−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造
ばかりでなく、液体封止剤を用いた他の化合物半導体単
結晶の製造に適用することができ、転位密度の少ない高
品質の単結晶を得ることができる。
持治具を用い、ルツボ支持治具の円筒部の上部の肉厚を
下部の゛肉厚より薄くするようにしてルツボ内の温度勾
配！を小さくシ、熱応力により形成する結晶内の転位の
発生を抑制するのであって、ルツボ支持治具の円筒部の
１部の肉厚は厚いため機械的強度の低下には問題なく、
種々の形状に予じめ加工したルツボ支持治具を複数準備
し、結晶成長条件に合せて適宜選択、使用することによ
り容易に実施することができ、ＧａＡｓ 、 ＧａＰ
、 ＩｔＬＰなどの■−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造
ばかりでなく、液体封止剤を用いた他の化合物半導体単
結晶の製造に適用することができ、転位密度の少ない高
品質の単結晶を得ることができる。
第１図は従来の液体制止引き上げ法による単結晶製造装
置の要部断面図、第２図はこの発明による単結晶製造装
置の一実施例を示す要部断面図、第６図は同上の他の実
施例を示す一部を断面とした要部側面図である。 ｌ・・・ルツボ、コ・・・ルツボ支持治具、３・・・引
き上げ軸、り・・・種結晶、Ｓ・・・回転支持軸、６・
・・ヒーター、ざ・・・結晶原料融液、９・・・液体封
止剤、／θ・・・成長結晶。
置の要部断面図、第２図はこの発明による単結晶製造装
置の一実施例を示す要部断面図、第６図は同上の他の実
施例を示す一部を断面とした要部側面図である。 ｌ・・・ルツボ、コ・・・ルツボ支持治具、３・・・引
き上げ軸、り・・・種結晶、Ｓ・・・回転支持軸、６・
・・ヒーター、ざ・・・結晶原料融液、９・・・液体封
止剤、／θ・・・成長結晶。
Claims (1)
- 容器内のルツボ支持治具に収納されたルツボに結晶原料
を入れ、結晶の引き上げを行う液体封止引き上げ法によ
る化合物半導体単結晶の製造装置において、上記ルツボ
支持治具の円筒部の上部肉厚を下部肉厚より薄くしたと
とを特徴とする化合物半導体単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13028583A JPS6021899A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13028583A JPS6021899A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021899A true JPS6021899A (ja) | 1985-02-04 |
| JPS6251237B2 JPS6251237B2 (ja) | 1987-10-29 |
Family
ID=15030656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13028583A Granted JPS6021899A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021899A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62238150A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | ワイパ制御装置 |
| JPS62238151A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | ワイパ間欠駆動制御装置 |
| WO2001045385A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Intermedia Inc. | Image processing device and method and recording medium |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5973497A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-25 | Nec Corp | 化合物半導体結晶の成長方法 |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP13028583A patent/JPS6021899A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5973497A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-25 | Nec Corp | 化合物半導体結晶の成長方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62238150A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | ワイパ制御装置 |
| JPS62238151A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | ワイパ間欠駆動制御装置 |
| WO2001045385A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Intermedia Inc. | Image processing device and method and recording medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6251237B2 (ja) | 1987-10-29 |
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