JPS6021900A - 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
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- JPS6021900A JPS6021900A JP13028683A JP13028683A JPS6021900A JP S6021900 A JPS6021900 A JP S6021900A JP 13028683 A JP13028683 A JP 13028683A JP 13028683 A JP13028683 A JP 13028683A JP S6021900 A JPS6021900 A JP S6021900A
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- JP
- Japan
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- crucible
- crystal
- compound semiconductor
- single crystal
- semiconductor single
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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2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。
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。
最近■−■族化合物、半導体は高品質な単結晶が得られ
るようになり、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。l
ll−V族化合物半導体の中でもガリウム砒素(GcL
Aa)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・儒以上の高抵抗の大型ウェハーの製
造が容易である仁となどにより注目を浴びている。この
ようなGaAs単結晶i現在主として液体制止引き上げ
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太きいため
、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。
るようになり、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。l
ll−V族化合物半導体の中でもガリウム砒素(GcL
Aa)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・儒以上の高抵抗の大型ウェハーの製
造が容易である仁となどにより注目を浴びている。この
ようなGaAs単結晶i現在主として液体制止引き上げ
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太きいため
、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 盲
部状の ルツボ支持治具コによりその外周を覆うように
収納保持されており、回転支持軸3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/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
下端に種結晶グを取シ付けた引き上げ軸3を設け、この
引き上げ軸は回転するとともへ上下動するように構成さ
11ている。
置の要部を示し、高圧容器内において、ルツボ/は 盲
部状の ルツボ支持治具コによりその外周を覆うように
収納保持されており、回転支持軸3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/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
下端に種結晶グを取シ付けた引き上げ軸3を設け、この
引き上げ軸は回転するとともへ上下動するように構成さ
11ている。
上記の装置を用いてGciAs単結晶を製造する場合、
30〜70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
gと結晶10との固液界面温度1238℃、液体封止剤
ワより突出した成長結晶部分13の温度は1000℃近
傍にヒーターにより加熱されており、ルツボ内の温度勾
配は・100 ’C/cm成るいはそれ以上と太きいた
め熱応力により形成した結晶内に転位が多く発生するこ
ととなる。
30〜70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
gと結晶10との固液界面温度1238℃、液体封止剤
ワより突出した成長結晶部分13の温度は1000℃近
傍にヒーターにより加熱されており、ルツボ内の温度勾
配は・100 ’C/cm成るいはそれ以上と太きいた
め熱応力により形成した結晶内に転位が多く発生するこ
ととなる。
このルツボ内の温度勾配は主として液体封止剤の熱伝導
率が結晶金属よりはるかに小さいために生じるのであっ
て、ヒーターの加熱温度分布、加熱位置などの微調整に
より成る程度の小さくすることができるが、非常に複雑
な調整操作を必要とする。
率が結晶金属よりはるかに小さいために生じるのであっ
て、ヒーターの加熱温度分布、加熱位置などの微調整に
より成る程度の小さくすることができるが、非常に複雑
な調整操作を必要とする。
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直接接触する円筒部に空洞部
を設ける。即ち、ルツボ支持治具はその文字通シ、ルツ
ボを容器内に安定に収納保持し、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5〜6
tJR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へ
のルツボの外周面を覆ってい゛る円筒部2′内に空洞H
Bitiを設ける。このように支持治具のルツボの側壁
と接している円筒部に空洞部を設けると空洞部にはその
時の容器内に存在する気体がその容器内の圧力に応じて
存在するため、円筒部の空洞の存在していない部分に即
ち、中実部分に較べて熱伝導率が小さい。このため、ル
ツボの結晶融液ざが存在している位置に相当する円筒部
の下部に空洞部を設けると、ヒーターよりの熱流は空洞
部により制限され、空洞部のない円筒部の加熱は相対的
に促進されることになる。従って、従来のルツボ支持治
具を使用した場合は高温である結晶原料融液下部とそカ
、に較べて低温であるルツボ上部との温度差が大きい状
態、即ちルツボ内の温度勾配が100 ’C/cm成る
いはそれ以上であったが、上述の如くルツボ支持治具の
円筒部内下側に空洞を設けることによりルツボ上部とル
ツボ下部との温度差が小さい状態、即ちルツボ内の温度
勾配が小さくなり、その結果、形成する結晶内部の熱応
力が小さくなり、結晶内での転位の発生を抑制すること
ができ、品質の優れた単結晶が形成する。
ボ支持治具のルツボ側壁と直接接触する円筒部に空洞部
を設ける。即ち、ルツボ支持治具はその文字通シ、ルツ
ボを容器内に安定に収納保持し、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5〜6
tJR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へ
のルツボの外周面を覆ってい゛る円筒部2′内に空洞H
Bitiを設ける。このように支持治具のルツボの側壁
と接している円筒部に空洞部を設けると空洞部にはその
時の容器内に存在する気体がその容器内の圧力に応じて
存在するため、円筒部の空洞の存在していない部分に即
ち、中実部分に較べて熱伝導率が小さい。このため、ル
ツボの結晶融液ざが存在している位置に相当する円筒部
の下部に空洞部を設けると、ヒーターよりの熱流は空洞
部により制限され、空洞部のない円筒部の加熱は相対的
に促進されることになる。従って、従来のルツボ支持治
具を使用した場合は高温である結晶原料融液下部とそカ
、に較べて低温であるルツボ上部との温度差が大きい状
態、即ちルツボ内の温度勾配が100 ’C/cm成る
いはそれ以上であったが、上述の如くルツボ支持治具の
円筒部内下側に空洞を設けることによりルツボ上部とル
ツボ下部との温度差が小さい状態、即ちルツボ内の温度
勾配が小さくなり、その結果、形成する結晶内部の熱応
力が小さくなり、結晶内での転位の発生を抑制すること
ができ、品質の優れた単結晶が形成する。
ルツボ支持治具の円筒部に設ける空洞部の厚さは厚い程
ヒーターよシの熱流は制限されることになるので、所望
とするルツボ内の温度勾配により、空洞部の寸法、位置
などを適宜選定する。
ヒーターよシの熱流は制限されることになるので、所望
とするルツボ内の温度勾配により、空洞部の寸法、位置
などを適宜選定する。
上記の空洞部/グの形成方法の一例を第3図により説明
すると、下端内周に切欠きを設けた肉厚の円筒体2αと
下部よシ外方に向ってフランジ部を突設した円筒部が肉
薄の盲部体、2bを予じめ別個に加工し、接合すること
により容易にルツボ支持治具に空洞部が形成する。この
ルツボ支持治具は通常炭素制で構成され、上記の如き加
工は100ミクロンのオーダで精密に行うことができる
。
すると、下端内周に切欠きを設けた肉厚の円筒体2αと
下部よシ外方に向ってフランジ部を突設した円筒部が肉
薄の盲部体、2bを予じめ別個に加工し、接合すること
により容易にルツボ支持治具に空洞部が形成する。この
ルツボ支持治具は通常炭素制で構成され、上記の如き加
工は100ミクロンのオーダで精密に行うことができる
。
第4図は本発明によるルツボ支持治具の他の実施例を示
し、空洞部/ダの形状を三角形−とし、ルツボ支持治具
の円筒部−′の上部に向って熱伝導率を小さくなるよう
にし、その結果、ヒーターよりの熱流はルツボの上部に
行くに従って促進されることになり、ルツボ内の温度差
の変化がより小さくなり、終局的には温度勾配を小さく
することとなるっ 次にこの発明の一実施例を述べると、内径100mm、
高さ90端のパイロリテック窒化ボロン製ルツボを円筒
部の肉厚が6間で下部に幅2fi、高さ25祁の空洞部
を有する炭素製ルツボ支持治具内に収納保持し、Gaを
5ooy、A8を5351、液体封止剤としてB、03
を1602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
晶引き上げ中のルツボ内の温度勾配は約3o″C,4で
あって、形成した直径約50−のGaAs単結晶の転位
密度は約8 X 10”/ca であった。比較のため
空洞部のないルツボ支持治具を用い、他は同一条件で結
晶の引き上げを行った結果、転位密度が約10’/iの
Gaん単結晶が形成した。
し、空洞部/ダの形状を三角形−とし、ルツボ支持治具
の円筒部−′の上部に向って熱伝導率を小さくなるよう
にし、その結果、ヒーターよりの熱流はルツボの上部に
行くに従って促進されることになり、ルツボ内の温度差
の変化がより小さくなり、終局的には温度勾配を小さく
することとなるっ 次にこの発明の一実施例を述べると、内径100mm、
高さ90端のパイロリテック窒化ボロン製ルツボを円筒
部の肉厚が6間で下部に幅2fi、高さ25祁の空洞部
を有する炭素製ルツボ支持治具内に収納保持し、Gaを
5ooy、A8を5351、液体封止剤としてB、03
を1602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
晶引き上げ中のルツボ内の温度勾配は約3o″C,4で
あって、形成した直径約50−のGaAs単結晶の転位
密度は約8 X 10”/ca であった。比較のため
空洞部のないルツボ支持治具を用い、他は同一条件で結
晶の引き上げを行った結果、転位密度が約10’/iの
Gaん単結晶が形成した。
との発明による単結晶製造装置は上記の説明で明らかな
ように、ルツボを収納、保持しているルツボ支持治具の
円筒部の下部に空洞部を設は熱伝導率を小さくして、ル
ツボ内の温度勾配を小さくし、形成する結晶の転位の発
生を抑制するようにしたのであって、空洞部の寸法、位
置などを適宜選択することにより、GczAs、 G(
7,P 。
ように、ルツボを収納、保持しているルツボ支持治具の
円筒部の下部に空洞部を設は熱伝導率を小さくして、ル
ツボ内の温度勾配を小さくし、形成する結晶の転位の発
生を抑制するようにしたのであって、空洞部の寸法、位
置などを適宜選択することにより、GczAs、 G(
7,P 。
IRPなどの−■−■族化合物半導体単結晶の製造ばか
シでなく、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
の単結晶をイ灯ることができる。更に磨製であれば、こ
の発明のルツボ支持治具の円筒部の肉厚を上部に向って
薄くなるように構成すると、ルツボ上部の加熱は促進さ
九ることになる。
シでなく、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
の単結晶をイ灯ることができる。更に磨製であれば、こ
の発明のルツボ支持治具の円筒部の肉厚を上部に向って
薄くなるように構成すると、ルツボ上部の加熱は促進さ
九ることになる。
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5図はルツボ支持治
具の形成方法の一例を示す説明図、第4図はこの発明に
よるルツボ支持治具の他の実施例を示す断面図である。 /・・・ルツボ、コ・・・ルツボ支持治具、a′・・・
円筒部、3・・・引き上げ軸、グ・・・種結晶、S・・
・回転支持軸、6・・・ヒーター、ざ・・・結晶原料融
液、ワ・・・液体封止剤、/θ・・・成長結晶、/lI
・・・空洞部。 特許出願人 工業技術院長
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5図はルツボ支持治
具の形成方法の一例を示す説明図、第4図はこの発明に
よるルツボ支持治具の他の実施例を示す断面図である。 /・・・ルツボ、コ・・・ルツボ支持治具、a′・・・
円筒部、3・・・引き上げ軸、グ・・・種結晶、S・・
・回転支持軸、6・・・ヒーター、ざ・・・結晶原料融
液、ワ・・・液体封止剤、/θ・・・成長結晶、/lI
・・・空洞部。 特許出願人 工業技術院長
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
支持治具の円筒部内に空洞部を設けたことを特徴とする
化合物半導体単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13028683A JPS6021900A (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 |
---|---|---|---|
JP13028683A JPS6021900A (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 |
---|---|
JPS6021900A true JPS6021900A (ja) | 1985-02-04 |
JPS6251238B2 JPS6251238B2 (ja) | 1987-10-29 |
Family
ID=15030680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13028683A Granted JPS6021900A (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) | JPS6021900A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6472985A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Toshiba Corp | Apparatus for producing semiconductor single crystal |
US5131808A (en) * | 1990-07-12 | 1992-07-21 | Societe Europeenne De Propulsion | Bladed stator having fixed blades made of thermostructural composite material, e.g. for a turbine, and manufacturing process therefor |
CN105408529A (zh) * | 2013-09-25 | 2016-03-16 | Lg矽得荣株式会社 | 坩埚及包含坩埚的铸锭生长装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03199924A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-30 | Dai Showa Seishi Kk | ロール状物の計量法とこれに用いる計量装置 |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP13028683A patent/JPS6021900A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6472985A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Toshiba Corp | Apparatus for producing semiconductor single crystal |
US5131808A (en) * | 1990-07-12 | 1992-07-21 | Societe Europeenne De Propulsion | Bladed stator having fixed blades made of thermostructural composite material, e.g. for a turbine, and manufacturing process therefor |
CN105408529A (zh) * | 2013-09-25 | 2016-03-16 | Lg矽得荣株式会社 | 坩埚及包含坩埚的铸锭生长装置 |
JP2016528157A (ja) * | 2013-09-25 | 2016-09-15 | エルジー シルトロン インコーポレイテッド | 坩堝及びそれを含むインゴット成長装置 |
EP3051008A4 (en) * | 2013-09-25 | 2017-05-31 | LG Siltron Incorporated | Crucible and ingot growing device comprising same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6251238B2 (ja) | 1987-10-29 |
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