JPS61186281A - 単結晶の製造方法及び製造装置 - Google Patents
単結晶の製造方法及び製造装置Info
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- JPS61186281A JPS61186281A JP2674285A JP2674285A JPS61186281A JP S61186281 A JPS61186281 A JP S61186281A JP 2674285 A JP2674285 A JP 2674285A JP 2674285 A JP2674285 A JP 2674285A JP S61186281 A JPS61186281 A JP S61186281A
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- 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
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
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- 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〕
本発明は、単結晶の製造技術に係わり、特に磁界を印加
して導電性の原料融液から単結晶を引上げ製造する単結
晶の製造方法及び製造装置に関する。
して導電性の原料融液から単結晶を引上げ製造する単結
晶の製造方法及び製造装置に関する。
従来、半導体工業で使用される単結晶基板は、原料融液
から引上げ法（ＣＺ法）により製造されたインゴットを
切出して作成されている。そして、近年の半導体集積回
路の高密度化及び高集積化に伴い、基板となる半導体単
結晶の高均一化が強く要望されている。
から引上げ法（ＣＺ法）により製造されたインゴットを
切出して作成されている。そして、近年の半導体集積回
路の高密度化及び高集積化に伴い、基板となる半導体単
結晶の高均一化が強く要望されている。
しかしながら、引上げ法によって作成された単結晶基板
は、高密度集積回路を作製するのに十分な均一性を有し
ていない。即ち、引上げ法ではルツボ内に収容された原
料融液内に激しい熱対流があり、この融液と作成結晶と
の界面は非常に不安定になっている。このため、作成結
晶から切出した基板は均一性が低く、従ってこの基板を
用いて高密度集積回路を歩留り良く作製することは困難
であった。
は、高密度集積回路を作製するのに十分な均一性を有し
ていない。即ち、引上げ法ではルツボ内に収容された原
料融液内に激しい熱対流があり、この融液と作成結晶と
の界面は非常に不安定になっている。このため、作成結
晶から切出した基板は均一性が低く、従ってこの基板を
用いて高密度集積回路を歩留り良く作製することは困難
であった。
一方、上記問題を解決する方法として最近、原料融液に
水平方向の磁界を印加することにより、原料融液の熱対
流を抑制して均一性良い単結晶を製造する方法が注目さ
れている。しかし、この方法では、印加磁界の適正範囲
が狭く、熱対流を効果的に抑えることは極めて困難であ
った。
水平方向の磁界を印加することにより、原料融液の熱対
流を抑制して均一性良い単結晶を製造する方法が注目さ
れている。しかし、この方法では、印加磁界の適正範囲
が狭く、熱対流を効果的に抑えることは極めて困難であ
った。
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、原料融液内の熱対流を効果的に抑制
することができ、均一性の高い単結晶を容易に製造する
ことのできる単結晶の製造方法を提供することにある。
的とするところは、原料融液内の熱対流を効果的に抑制
することができ、均一性の高い単結晶を容易に製造する
ことのできる単結晶の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記方法を実施するための
単結晶の製造装置を提供することにある。
単結晶の製造装置を提供することにある。
本発明の骨子は、磁界印加に対する熱振動特性の知見に
基づき、熱振動が十分小さく、且つ磁界印加強度の適正
範囲が十分広い範囲の磁界を印加することにある。
基づき、熱振動が十分小さく、且つ磁界印加強度の適正
範囲が十分広い範囲の磁界を印加することにある。
即ち本発明は、ルツボ内に収容された原料融液に水平方
向の磁界を印加すると共に、この原料融液に種結晶を接
触させ該種結晶を垂直方向に引上げることにより単結晶
を引上げ製造する単結晶の製造方法において、磁界強度
の変化に伴う熱振動特性に関し磁界強度が増大する方向
に、熱振動の大きい第１の領域、熱振動が小さくなる第
２の領域、熱振動が再び大きくなる第３の領域、熱振動
が再び小さくなる第４の領域とするとき、前記原料融液
に印加する磁界の強度を上記第４の領域となる大きさに
設定するようにした方法である。
向の磁界を印加すると共に、この原料融液に種結晶を接
触させ該種結晶を垂直方向に引上げることにより単結晶
を引上げ製造する単結晶の製造方法において、磁界強度
の変化に伴う熱振動特性に関し磁界強度が増大する方向
に、熱振動の大きい第１の領域、熱振動が小さくなる第
２の領域、熱振動が再び大きくなる第３の領域、熱振動
が再び小さくなる第４の領域とするとき、前記原料融液
に印加する磁界の強度を上記第４の領域となる大きさに
設定するようにした方法である。
また本発明は、原料融液を収容したルツボと、このルツ
ボ内の原料融液を加熱するヒータと、上記原料融液に水
平方向の磁界を印加するマグネットとを具備し、上記原
料融液に種結晶を接触させ該種結晶を引上げることによ
り単結晶を引上げ製造する単結晶の製造装置において、
前記磁界印加による原料融液の熱振動特性に関し磁界強
度が増大する方向に、熱振動の大きい第１の領域、熱振
動が小さくなる第２の領域、熱振動が再び大きくなる第
３の領域、熱振動が再び小さくなる第４の領域とすると
き、前記マグネットの励磁電流の大きさを前記原料融液
に印加する磁界の強度が上記第４の領域となる大きさに
設定するようにしたものである。
ボ内の原料融液を加熱するヒータと、上記原料融液に水
平方向の磁界を印加するマグネットとを具備し、上記原
料融液に種結晶を接触させ該種結晶を引上げることによ
り単結晶を引上げ製造する単結晶の製造装置において、
前記磁界印加による原料融液の熱振動特性に関し磁界強
度が増大する方向に、熱振動の大きい第１の領域、熱振
動が小さくなる第２の領域、熱振動が再び大きくなる第
３の領域、熱振動が再び小さくなる第４の領域とすると
き、前記マグネットの励磁電流の大きさを前記原料融液
に印加する磁界の強度が上記第４の領域となる大きさに
設定するようにしたものである。
〔発明の効果〕 一
本発明によれば、原料融液内の熱振動の小さい安定した
領域で単結晶の引上げを行うことができるので、均一性
の良い高品質の単結晶を製造することができる。また、
第２の領域で引上げを行う方法と異なり、印加磁界の適
正範囲が広いので、磁界の安定性の要求も厳密でなく、
単結晶製造を容易に行うことができる。
領域で単結晶の引上げを行うことができるので、均一性
の良い高品質の単結晶を製造することができる。また、
第２の領域で引上げを行う方法と異なり、印加磁界の適
正範囲が広いので、磁界の安定性の要求も厳密でなく、
単結晶製造を容易に行うことができる。
まず、実施例を説明する前に、本発明の基本原理につい
て説明する。
て説明する。
本発明者等は、印加磁界強度に対する原料融液内の熱振
動の変化を克明に調べた結果、第１図に示す如き特性を
得た。ここで、横軸は時間ｔ、縦軸は融液温度［’Ｃ］
を示し、さらに↑は概略磁界強度［Ｏｅ］を示す。また
、図中太線に示すのは原料融液を収容したルツボ内の中
央部の温度であり、細線で示すのは周辺部の温度である
。なお、原料融液としてはＧａＡＳを用だ。また、温度
測定は第２図に示す如くルツボ２１の中央部及び中央部
から３５［ｍ］ｌｉｆすれた点に、それぞれ温度センサ
としての熱電対２４ （２４ａ、２４ｂ）を石英管２５
（２５ａ、２５ｂ）でカバーシタもノヲカプセル層２
３の下の原料融液２２内に挿入して行った。
動の変化を克明に調べた結果、第１図に示す如き特性を
得た。ここで、横軸は時間ｔ、縦軸は融液温度［’Ｃ］
を示し、さらに↑は概略磁界強度［Ｏｅ］を示す。また
、図中太線に示すのは原料融液を収容したルツボ内の中
央部の温度であり、細線で示すのは周辺部の温度である
。なお、原料融液としてはＧａＡＳを用だ。また、温度
測定は第２図に示す如くルツボ２１の中央部及び中央部
から３５［ｍ］ｌｉｆすれた点に、それぞれ温度センサ
としての熱電対２４ （２４ａ、２４ｂ）を石英管２５
（２５ａ、２５ｂ）でカバーシタもノヲカプセル層２
３の下の原料融液２２内に挿入して行った。
第１図に示す特性から判るように、磁界強度が小さい領
域では熱振動が大きく、磁界強度が１２００ ［Ｏｅ］
に近付くにつれて熱振動は小さくなる。磁界強度が１２
００ ［０８１前後で熱振動は最小となり、磁界強度が
１３００［Ｏｅ］を越えると再び熱振動が大きくなる。
域では熱振動が大きく、磁界強度が１２００ ［Ｏｅ］
に近付くにつれて熱振動は小さくなる。磁界強度が１２
００ ［０８１前後で熱振動は最小となり、磁界強度が
１３００［Ｏｅ］を越えると再び熱振動が大きくなる。
ここまでの特性は周知であり、従って従来は熱振動の最
も小さい１２００ ［０８１前後の磁界強度の領域で結
晶引上げを行っていた。今回、本発明者等が磁界強度を
更に上げてみたところ、磁界強度が３０００［Ｏｅ］を
越えると再び熱振動が小さくなり、さらに磁界強度が３
５００ ［○ｅコを越えると熱振動が極めて小さくなる
ことが判明した。そして、この熱振動が小さい領域が致
方［Ｏｅ］になっても続くことが判明した。従って、こ
の領域で単結晶の引上げを行えば、均一性の良い単結晶
製造が可能になると推定される。
も小さい１２００ ［０８１前後の磁界強度の領域で結
晶引上げを行っていた。今回、本発明者等が磁界強度を
更に上げてみたところ、磁界強度が３０００［Ｏｅ］を
越えると再び熱振動が小さくなり、さらに磁界強度が３
５００ ［○ｅコを越えると熱振動が極めて小さくなる
ことが判明した。そして、この熱振動が小さい領域が致
方［Ｏｅ］になっても続くことが判明した。従って、こ
の領域で単結晶の引上げを行えば、均一性の良い単結晶
製造が可能になると推定される。
ここで、第１図に示す原料融液の中央部の温度特性を熱
振動に関してまとめると、第３図に模式化して示す如く
現わすことができる。これを、熱振動の大小により領域
分けすると次のようになる。
振動に関してまとめると、第３図に模式化して示す如く
現わすことができる。これを、熱振動の大小により領域
分けすると次のようになる。
即ち、磁界印加から１１５０ ［Ｏｅ］程度の磁界強度
までの熱撮動が大きい第１の領域、磁界強度が１１５０
〜１２５０［Ｏｅ］程度の熱振動が小さくなる第２の領
域、磁界強度が１２５０〜３０００［Ｏｅ］程度の熱振
動が再び大きくなる第３の領域、３０００ ［Ｏｅ］の
磁界強度を越える熱振動が再び小さくなる第４の領域と
に分けられる。
までの熱撮動が大きい第１の領域、磁界強度が１１５０
〜１２５０［Ｏｅ］程度の熱振動が小さくなる第２の領
域、磁界強度が１２５０〜３０００［Ｏｅ］程度の熱振
動が再び大きくなる第３の領域、３０００ ［Ｏｅ］の
磁界強度を越える熱振動が再び小さくなる第４の領域と
に分けられる。
ここで、注目すべき点は、第２の領域では熱振動が確か
に小さいが、その範囲が極めて狭いと云うことである。
に小さいが、その範囲が極めて狭いと云うことである。
これは、第２の領域で単結晶の引上げを行う場合、磁界
強度その他（ルツボ温度や回転数等）の成長条件に対す
る依存性が高く、再現性に欠けることを意味する。これ
に対し、第４の領域では熱振動が小さく且つその範囲が
十分に広い。従って、第４の領域で単結晶の引上げを行
う場合、磁界強度の多少の変動に関係なく、常に熱振動
の小さい状態で単結晶の製造を行うことが可能となる。
強度その他（ルツボ温度や回転数等）の成長条件に対す
る依存性が高く、再現性に欠けることを意味する。これ
に対し、第４の領域では熱振動が小さく且つその範囲が
十分に広い。従って、第４の領域で単結晶の引上げを行
う場合、磁界強度の多少の変動に関係なく、常に熱振動
の小さい状態で単結晶の製造を行うことが可能となる。
つまり、成長条件依存性が低く、再現性の向上を期待す
ることができるのである。
ることができるのである。
なお、第１図には示さないが、磁界強度が致方［Ｏｅ］
になるに伴い、原料融液の中央部と周辺部との温度差は
増大する傾向にある。この温度差があまり大きくなり過
ぎると結晶の転位密度の増殖を招くことになる。本発明
者等の実験によれば、１００００ ［Ｏｅ］程度の磁界
強度までは、結晶の転位密度が十分小さい範囲で単結晶
の製造を行うことが可能であった。また、第３図に示す
特性はＧａＡｓの場合であり、成長条件や製造する単結
晶が異なると（特に原料融液の電気導電度が異なると）
、この特性も異なったものとなる。しかし、第１乃至第
４の領域が現われることには代りなく、従って製造する
単結晶が変ってもその時の第４の領域で単結晶の引上げ
を行えばよい。
になるに伴い、原料融液の中央部と周辺部との温度差は
増大する傾向にある。この温度差があまり大きくなり過
ぎると結晶の転位密度の増殖を招くことになる。本発明
者等の実験によれば、１００００ ［Ｏｅ］程度の磁界
強度までは、結晶の転位密度が十分小さい範囲で単結晶
の製造を行うことが可能であった。また、第３図に示す
特性はＧａＡｓの場合であり、成長条件や製造する単結
晶が異なると（特に原料融液の電気導電度が異なると）
、この特性も異なったものとなる。しかし、第１乃至第
４の領域が現われることには代りなく、従って製造する
単結晶が変ってもその時の第４の領域で単結晶の引上げ
を行えばよい。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
４図は同実施例に係わる単結晶製造装置の概略構成を示
す断面図である。
４図は同実施例に係わる単結晶製造装置の概略構成を示
す断面図である。
図中４１はステンレス鋼等からなる高圧容器であり、こ
の容器４１内には、ルツボ４２．ルツボ受け４３．ヒー
タ４４及び熱遮蔽体４５等がそれぞれ収容され、また容
器４１の外部にはマグネット５１．５２が配設されてい
る。ルツボ４２は、例えばＰＢＮからなるもので、有底
円筒状に形成されている。ルツボ４２内には、原料融液
６１の基となる金属Ｇａ、金属ＡＳ、及び液体カプセル
層６２の基となる例えば８２０３が収容されている。そ
して、容器４１の土壁を貫通した結晶引上げ軸４６の下
端に取着された種結晶６３を原料融液６１に接触させた
のち、引上げ軸４６を引上げることによって、ＧａＡｓ
単結晶６４が引上げ製造されるものとなっている。
の容器４１内には、ルツボ４２．ルツボ受け４３．ヒー
タ４４及び熱遮蔽体４５等がそれぞれ収容され、また容
器４１の外部にはマグネット５１．５２が配設されてい
る。ルツボ４２は、例えばＰＢＮからなるもので、有底
円筒状に形成されている。ルツボ４２内には、原料融液
６１の基となる金属Ｇａ、金属ＡＳ、及び液体カプセル
層６２の基となる例えば８２０３が収容されている。そ
して、容器４１の土壁を貫通した結晶引上げ軸４６の下
端に取着された種結晶６３を原料融液６１に接触させた
のち、引上げ軸４６を引上げることによって、ＧａＡｓ
単結晶６４が引上げ製造されるものとなっている。
ルツボ４２は、ルツボ受け４３によって支持されている
。ルツボ受け４３は、円筒体４３ａ、底板４３ｂ及び台
座４３Ｇを組合わせて構成されている。即ち、円筒体４
３ａはルツボ４２の外周面を囲むようにルツボ４２に密
着して配設され、底板４３ｂはルツボ４２の底部に接す
るように配設されている。そして、台座４３ｃは底板４
３ｂを支持するものとなっている。ここで、ルツボ受け
４３を構成する円筒体４３ａ、底板４３ｂ及び台座４３
Ｇは、従来のカーボンとは異なり、ＡｆｌＮ（窒化アル
ミニウム）の焼結成形体から形成されている。即ち、Ａ
βＮの圧粉体にバインダーとしてのＹ２Ｏ３を混合し、
この混合物を１８００［℃］の温度で焼結して、それぞ
れ円筒体４３ａ。
。ルツボ受け４３は、円筒体４３ａ、底板４３ｂ及び台
座４３Ｇを組合わせて構成されている。即ち、円筒体４
３ａはルツボ４２の外周面を囲むようにルツボ４２に密
着して配設され、底板４３ｂはルツボ４２の底部に接す
るように配設されている。そして、台座４３ｃは底板４
３ｂを支持するものとなっている。ここで、ルツボ受け
４３を構成する円筒体４３ａ、底板４３ｂ及び台座４３
Ｇは、従来のカーボンとは異なり、ＡｆｌＮ（窒化アル
ミニウム）の焼結成形体から形成されている。即ち、Ａ
βＮの圧粉体にバインダーとしてのＹ２Ｏ３を混合し、
この混合物を１８００［℃］の温度で焼結して、それぞ
れ円筒体４３ａ。
底板４３ｂ及び台座４３Ｃが形成されている。
ルツボ受け４３の台座４３ｃには、容器４１の底壁を貫
通した回転軸４７が取着されている。そして、この回転
軸４７を図示しない回転機構によって回転することによ
り、ルツボ４２が回転するものとなっている。
通した回転軸４７が取着されている。そして、この回転
軸４７を図示しない回転機構によって回転することによ
り、ルツボ４２が回転するものとなっている。
ルツボ４２の外周部には、ルツボ４２と離間して、カー
ボン等からなる円筒状のヒータ４４がルツボ４２と同軸
的に配設されている。このヒータ４４はルツボ４２内の
原料及びカプセル材を加熱溶融して、前記原料融液６１
及びその上の液体カプセル層６２を形成するものである
。また、ヒータ４４の外側には、熱遮蔽体４５が配置さ
れている。この熱遮蔽体４５は、サイドリンク４５ａ。
ボン等からなる円筒状のヒータ４４がルツボ４２と同軸
的に配設されている。このヒータ４４はルツボ４２内の
原料及びカプセル材を加熱溶融して、前記原料融液６１
及びその上の液体カプセル層６２を形成するものである
。また、ヒータ４４の外側には、熱遮蔽体４５が配置さ
れている。この熱遮蔽体４５は、サイドリンク４５ａ。
トッププレート４５ｂ及びボトムプレート４５ｃからな
るものである。サイドリング４５ａはヒータ４４よりも
径及び高さの大きな円筒状に形成されたもので、ヒータ
４４と同軸的に配設されている。トッププレート４５ｂ
は中央部に前記ルツボ４２が挿通する開孔を有する円板
状に形成され、サイドリンク４５ａの上部に配設されて
いる。ボトムプレート４５ｃは、トッププレート４５ｂ
と同様な形状を有するもので、サイドリンク４５ａの下
部に配設されている。そして、熱遮蔽体４５を構成する
サイドリンク４５ａ、 トッププレート４５ｂ及びボト
ムプレート４５Ｇは、前記ルツボ受け４３と同様にＡｆ
ｉＮの焼結成形体から形成されている。
るものである。サイドリング４５ａはヒータ４４よりも
径及び高さの大きな円筒状に形成されたもので、ヒータ
４４と同軸的に配設されている。トッププレート４５ｂ
は中央部に前記ルツボ４２が挿通する開孔を有する円板
状に形成され、サイドリンク４５ａの上部に配設されて
いる。ボトムプレート４５ｃは、トッププレート４５ｂ
と同様な形状を有するもので、サイドリンク４５ａの下
部に配設されている。そして、熱遮蔽体４５を構成する
サイドリンク４５ａ、 トッププレート４５ｂ及びボト
ムプレート４５Ｇは、前記ルツボ受け４３と同様にＡｆ
ｉＮの焼結成形体から形成されている。
また、前記マグネット５１．５２は超電導マグネットか
らなり強磁場を生成するもので、前記容器４１を挟みル
ツボ４２の位置で水平方向に対向配置されている。そし
て、これらのマグネット５１．５２により、ルツボ４２
内の原料融液６１に水平方向の磁界が印加されるものと
なっている。
らなり強磁場を生成するもので、前記容器４１を挟みル
ツボ４２の位置で水平方向に対向配置されている。そし
て、これらのマグネット５１．５２により、ルツボ４２
内の原料融液６１に水平方向の磁界が印加されるものと
なっている。
次に、上記装置を用いたＧａＡｓ単結晶の製造方法につ
いて説明する。
いて説明する。
まず、前記ルツボ４２内にＧａＡｓ原料としてＱａとＡ
Ｓとの比がモル比で１＝１となるように３１Ｆ］チヤー
ジし、さらに８２０３カプセル材をチャージした。次い
で、容器４１内にＡｒガスを導入し、容器４１内を加圧
状態（７０気圧）にした。ヒータ４４により、ルツボ４
２を加熱しルツボ４２内の原料及びカプセル材を加熱溶
融して、原料融液６１上に液体カプセル層６２が位置す
るようにした。その後、容器４１内を２０気圧にして、
前記マグネット５１．５２により水平方向に磁界を印加
して原料融液６１中の磁界強度が３５００ ［Ｏｅ］程
度となるようにした。つまり、原料融液の熱振動が小さ
い前記第４の領域になるようにした。
Ｓとの比がモル比で１＝１となるように３１Ｆ］チヤー
ジし、さらに８２０３カプセル材をチャージした。次い
で、容器４１内にＡｒガスを導入し、容器４１内を加圧
状態（７０気圧）にした。ヒータ４４により、ルツボ４
２を加熱しルツボ４２内の原料及びカプセル材を加熱溶
融して、原料融液６１上に液体カプセル層６２が位置す
るようにした。その後、容器４１内を２０気圧にして、
前記マグネット５１．５２により水平方向に磁界を印加
して原料融液６１中の磁界強度が３５００ ［Ｏｅ］程
度となるようにした。つまり、原料融液の熱振動が小さ
い前記第４の領域になるようにした。
この状態で原料融液６１を種付は最適条件温度に調整し
たのち、種結晶６３を液体カプセル層６２を通してＧａ
Ａｓ原料融液６１に接触させた。
たのち、種結晶６３を液体カプセル層６２を通してＧａ
Ａｓ原料融液６１に接触させた。
種結晶６３と原料融液６１とを十分馴染ませたところで
、引上げ速度９ ［ｔｎｍ／ ｈｒ］ 、引上げ回転ｉ
ｏ［ｒｐｍコ、ルツボ回転１５［ｒ１１ｍ］等の引上げ
条件の下で直径３インチ、２．７１４ｇ］のＧａＡｓ単
結晶を引上げ製造した。
、引上げ速度９ ［ｔｎｍ／ ｈｒ］ 、引上げ回転ｉ
ｏ［ｒｐｍコ、ルツボ回転１５［ｒ１１ｍ］等の引上げ
条件の下で直径３インチ、２．７１４ｇ］のＧａＡｓ単
結晶を引上げ製造した。
かくして製造されたＧａＡｓ単結晶からウェハを切出し
、１５Ｈ２ＳＯ４： １Ｈ２０２：１Ｈ２０の混酸で成
長縞の観察を行ったところ第５図（ａ）（ｂ）に示す如
き結果が得られた。なお、第５図（ａ）は本実施例によ
り作成したつ工ハの表面状態を示す顕微鏡写真、同図（
ｂ）は磁界を印加しないで作成した場合の顕微鏡写真で
ある。第５図から明らかなように、磁界を印加しない従
来方法に比べ、磁界を印加した本実施例方法による単結
晶は非常に均一であることが判る。また、本実施例によ
り作成した単結晶を用い、微少なＦＥＴを作成しその特
性を評価したところ、しきい値の分散δＶ ｔｈ＝ ２
０〜３０ ［ｍＶ］と良好な結果が得られた。
、１５Ｈ２ＳＯ４： １Ｈ２０２：１Ｈ２０の混酸で成
長縞の観察を行ったところ第５図（ａ）（ｂ）に示す如
き結果が得られた。なお、第５図（ａ）は本実施例によ
り作成したつ工ハの表面状態を示す顕微鏡写真、同図（
ｂ）は磁界を印加しないで作成した場合の顕微鏡写真で
ある。第５図から明らかなように、磁界を印加しない従
来方法に比べ、磁界を印加した本実施例方法による単結
晶は非常に均一であることが判る。また、本実施例によ
り作成した単結晶を用い、微少なＦＥＴを作成しその特
性を評価したところ、しきい値の分散δＶ ｔｈ＝ ２
０〜３０ ［ｍＶ］と良好な結果が得られた。
このように本実施例によれば、前記第３図に示す原料融
液の熱振動の小さい第４の領域に相当する水平方向の磁
界を印加してＧａＡＳ単結晶を引上げることにより、均
一性の高い良質のＧａＡｓ単結晶を製造することができ
る。また、第２の領域で引上げる場合と異なり、成長条
件（特に磁界強度）に対する依存性が低く、再現性も十
分大きいものであった。
液の熱振動の小さい第４の領域に相当する水平方向の磁
界を印加してＧａＡＳ単結晶を引上げることにより、均
一性の高い良質のＧａＡｓ単結晶を製造することができ
る。また、第２の領域で引上げる場合と異なり、成長条
件（特に磁界強度）に対する依存性が低く、再現性も十
分大きいものであった。
また、本実施例ではルツボ受け４３及び熱遮蔽体４５を
ＡｆｆＮで形成しているので、これらをカーボンで形成
した従来のものに比して、酸化生成物による原料融液の
汚染が少なくなり、結晶の品質が向上する。さらに、気
孔質で吸着性のあるカーボン製品の減少により、雰囲気
中の酸素や水蒸気等の含有が少なくなり、その他の使用
装置、例えばヒータの長寿命化及び発熱特性の安定化を
はかり得る等の利点もある。
ＡｆｆＮで形成しているので、これらをカーボンで形成
した従来のものに比して、酸化生成物による原料融液の
汚染が少なくなり、結晶の品質が向上する。さらに、気
孔質で吸着性のあるカーボン製品の減少により、雰囲気
中の酸素や水蒸気等の含有が少なくなり、その他の使用
装置、例えばヒータの長寿命化及び発熱特性の安定化を
はかり得る等の利点もある。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記印加磁界の強度は３５００ ［Ｏｅ］
に限るものではなく、前記第４の領域に相当する磁界強
度の範囲であればよい。また、成長する単結晶はＧａＡ
Ｓに限るものではなく、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇａｒｂ等の
■−Ｖ族半導体でもよく、さらにＳｉ、Ｇｅ等の単原子
結晶であってもよい。但し、成長する単結晶の種類によ
り、前記第４の領域の範囲の磁界強度は変化するので、
単結晶の種類によって磁界強度を変える必要がある。ま
た磁界を印加するためのマグネットは超電導マグネット
に限るものではなく、前記第４の領域に相当する磁界を
印加できるものであればよい。
い。例えば、前記印加磁界の強度は３５００ ［Ｏｅ］
に限るものではなく、前記第４の領域に相当する磁界強
度の範囲であればよい。また、成長する単結晶はＧａＡ
Ｓに限るものではなく、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇａｒｂ等の
■−Ｖ族半導体でもよく、さらにＳｉ、Ｇｅ等の単原子
結晶であってもよい。但し、成長する単結晶の種類によ
り、前記第４の領域の範囲の磁界強度は変化するので、
単結晶の種類によって磁界強度を変える必要がある。ま
た磁界を印加するためのマグネットは超電導マグネット
に限るものではなく、前記第４の領域に相当する磁界を
印加できるものであればよい。
さらに、液体カプセル法（ＬＥＣ法）に限るものではな
く、原料融液から単結晶を引上げ製造する方法であれば
適用することが可能である。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
く、原料融液から単結晶を引上げ製造する方法であれば
適用することが可能である。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
第１図乃至第３図はそれぞれ本発明の基本原理を説明す
るためのもので第１図は磁界強度に対する原料融液の温
度変化を示す特性図、第２図は上・２特性を得るための
温度センサの配置例を示す模式図、第３図は磁界強度に
対する熱振動特性を示す模式図、第４図は本発明の一実
施例に係わる単結晶製造装置の概略構成を示す断面図、
第５図（ａ）（ｂ）は上記実施例による効果を説明する
ためのもので金属組織の表面状態を示す顕微鏡写真であ
る。 ４１・・・高圧容器、４２・・・ルツボ、４３・・・ル
ツボ受け、４４・・・ヒータ、４５・・・熱遮蔽体、４
６・・・引上げ軸、４７・・・回転軸、５．１．５２・
・・超電導マグネット、６１・・・原料融液、６２・・
・液体カプセル層、６３・・・種結晶、６４・・・引上
げ単結晶。
るためのもので第１図は磁界強度に対する原料融液の温
度変化を示す特性図、第２図は上・２特性を得るための
温度センサの配置例を示す模式図、第３図は磁界強度に
対する熱振動特性を示す模式図、第４図は本発明の一実
施例に係わる単結晶製造装置の概略構成を示す断面図、
第５図（ａ）（ｂ）は上記実施例による効果を説明する
ためのもので金属組織の表面状態を示す顕微鏡写真であ
る。 ４１・・・高圧容器、４２・・・ルツボ、４３・・・ル
ツボ受け、４４・・・ヒータ、４５・・・熱遮蔽体、４
６・・・引上げ軸、４７・・・回転軸、５．１．５２・
・・超電導マグネット、６１・・・原料融液、６２・・
・液体カプセル層、６３・・・種結晶、６４・・・引上
げ単結晶。
Claims (5)
- （１）ルツボ内に収容された原料融液に水平方向の磁界
を印加すると共に、この原料融液に種結晶を接触させ該
種結晶を垂直方向に引上げることにより単結晶を引上げ
製造する単結晶の製造方法において、磁界強度の変化に
伴う熱振動特性に関し磁界強度が増大する方向に、熱振
動の大きい第１の領域、熱振動が小さくなる第２の領域
、熱振動が再び大きくなる第３の領域、熱振動が再び小
さくなる第４の領域とするとき、前記原料融液に印加す
る磁界の強度を上記第４の領域となる大きさに設定した
ことを特徴とする単結晶の製造方法。 - （２）前記単結晶は、III−Ｖ族半導体であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の単結晶の製造方法
。 - （３）前記単結晶はＧａＡｓであり、前記磁界の強さを
３０００〜１００００［Ｏｅ］に設定したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の単結晶の製造方法。 - （４）原料融液を収容したルツボと、このルツボ内の原
料融液を加熱するヒータと、上記原料融液に水平方向の
磁界を印加するマグネットとを具備し、上記原料融液に
種結晶を接触させ該種結晶を引上げることにより単結晶
を引上げ製造する単結晶の製造装置において、前記磁界
印加による原料融液の熱振動特性に関し磁界強度が増大
する方向に、熱振動の大きい第１の領域、熱振動が小さ
くなる第２の領域、熱振動が再び大きくなる第３の領域
、熱振動が再び小さくなる第４の領域とするとき、前記
マグネットは前記原料融液に印加される磁界の強度が上
記第４の領域となる大きさの磁場を生成するものである
ことを特徴とする単結晶の製造装置。 - （５）前記マグネットは、前記原料融液に印加される磁
界の強度が３０００〜１００００［Ｏｅ］の大きさとな
る磁場を生成するものであることを特徴とする特許請求
の範囲第４項記載の単結晶の製造装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026742A JPH06102589B2 (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 単結晶の製造方法及び製造装置 |
| EP19860300926 EP0194051B1 (en) | 1985-02-14 | 1986-02-11 | Method for manufacturing single crystal |
| DE8686300926T DE3670513D1 (de) | 1985-02-14 | 1986-02-11 | Verfahren zur herstellung eines einkristalls. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026742A JPH06102589B2 (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 単結晶の製造方法及び製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186281A true JPS61186281A (ja) | 1986-08-19 |
| JPH06102589B2 JPH06102589B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=12201752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60026742A Expired - Lifetime JPH06102589B2 (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 単結晶の製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102589B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017043535A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体単結晶の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850951A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-25 | セイコーエプソン株式会社 | 歯列矯正用ブラケツト |
| JPS58120592A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-18 | Toshiba Corp | 結晶育成装置 |
| JPS59121183A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-13 | Fujitsu Ltd | 結晶成長方法 |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP60026742A patent/JPH06102589B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850951A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-25 | セイコーエプソン株式会社 | 歯列矯正用ブラケツト |
| JPS58120592A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-18 | Toshiba Corp | 結晶育成装置 |
| JPS59121183A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-13 | Fujitsu Ltd | 結晶成長方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017043535A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体単結晶の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06102589B2 (ja) | 1994-12-14 |
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