JPS621356B2 - - Google Patents
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- JPS621356B2 JPS621356B2 JP56067940A JP6794081A JPS621356B2 JP S621356 B2 JPS621356 B2 JP S621356B2 JP 56067940 A JP56067940 A JP 56067940A JP 6794081 A JP6794081 A JP 6794081A JP S621356 B2 JPS621356 B2 JP S621356B2
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- Japan
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- heater
- pulling
- single crystal
- diameter
- temperature distribution
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- Expired
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- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 22
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、単結晶引上炉内において、上部は引
上軸に接触し、下部は開放された円筒型又はドー
ム型等のアフター・ヒーターを設け、下部の径の
大きさを、ヒーターの径と等しくと、ヒーターの
上面に接触寸前の位置に設置し、融液界面近傍の
温度分布を制御し、所定の温度分布にして引上げ
を行うことを特徴とする単結晶の引上方法及び引
上装置に関するものである。
上軸に接触し、下部は開放された円筒型又はドー
ム型等のアフター・ヒーターを設け、下部の径の
大きさを、ヒーターの径と等しくと、ヒーターの
上面に接触寸前の位置に設置し、融液界面近傍の
温度分布を制御し、所定の温度分布にして引上げ
を行うことを特徴とする単結晶の引上方法及び引
上装置に関するものである。
単結晶引上装置により高品質な単結晶、特に
EPD（転位密度）が小さい単結晶を得るには、
引上炉内の温度分布、その中でも融液界面の温度
勾配及び成長結晶の近傍の温度分布が非常に重要
となり、その温度分布の制御のために、ヒーター
ルツボ、サセブター等のホツト・ゾーンの構造の
改良及びアフター・ヒーター、熱反射板の利用等
数々の改良が行われてきた。例えば、特許出願公
告（昭52−39787）では新しいヒーターの構造が
示され、特許出願公開（昭49−179）においては
サセブターの工夫が示され、特許出願公開（昭49
−84969）においてはアフター・ヒーターの利用
が示され、特許出願公開（昭54−5877）において
は熱反射体の利用が示されている。
EPD（転位密度）が小さい単結晶を得るには、
引上炉内の温度分布、その中でも融液界面の温度
勾配及び成長結晶の近傍の温度分布が非常に重要
となり、その温度分布の制御のために、ヒーター
ルツボ、サセブター等のホツト・ゾーンの構造の
改良及びアフター・ヒーター、熱反射板の利用等
数々の改良が行われてきた。例えば、特許出願公
告（昭52−39787）では新しいヒーターの構造が
示され、特許出願公開（昭49−179）においては
サセブターの工夫が示され、特許出願公開（昭49
−84969）においてはアフター・ヒーターの利用
が示され、特許出願公開（昭54−5877）において
は熱反射体の利用が示されている。
以上のような方法では、ホツトゾーンの温度分
布を変化させることは可能ではあるが、微妙な温
度分布の変化を得ることは容易ではない。又、高
圧単結晶引上法、特に−族化合物（GaP、
InP、GaAs等）の高圧引上法ではＰやAs等の揮
発性成分の蒸発を抑制するために、融液の上を封
止剤（B2O3）にてキヤツプし、更に不活性ガスを
入れて数十気圧に加圧する。
布を変化させることは可能ではあるが、微妙な温
度分布の変化を得ることは容易ではない。又、高
圧単結晶引上法、特に−族化合物（GaP、
InP、GaAs等）の高圧引上法ではＰやAs等の揮
発性成分の蒸発を抑制するために、融液の上を封
止剤（B2O3）にてキヤツプし、更に不活性ガスを
入れて数十気圧に加圧する。
従つて、溶解したB2O3と高圧不活性ガスの対
流の影響が大きく、炉内温度分布は一層複雑とな
る。そのため従来からアフター・ヒーターが用い
られていた。例えば図１に従来の円錐状アフタ
ー・ヒーターの構造を示す。一般に材質は白金が
用いられ熱反射を良くしているものの、引上軸と
アフター・ヒーターの間に隙間があり、又、結晶
成長の観察用のために一部が切取られているため
に、炉内のガスの対流の影響を大きく受け、所望
の温度分布が得られにくい。又、アフター・ヒー
ターは炉内に固定されているがゆえに、移動させ
ることが不可能とり、容易に微妙な温度分布変化
は得られにくい。図２に、特許出願公開（昭54−
13476）に示されているアフター・ヒーターを示
す。このアフター・ヒーターは、白金の鎖２２を
用いて複数個の環状加熱板２１を同心円に吊り下
げたものであり、上下可動ではあるが、２カ所の
鎖で吊り下げているために、引上軸に関して、対
称の位置に正しく設置するのは難しく、又、環状
加熱板間の隙間及び結晶の観察用窓から炉内対流
ガスの影響を大きく受け、安定した温度分布が得
られにくい。
流の影響が大きく、炉内温度分布は一層複雑とな
る。そのため従来からアフター・ヒーターが用い
られていた。例えば図１に従来の円錐状アフタ
ー・ヒーターの構造を示す。一般に材質は白金が
用いられ熱反射を良くしているものの、引上軸と
アフター・ヒーターの間に隙間があり、又、結晶
成長の観察用のために一部が切取られているため
に、炉内のガスの対流の影響を大きく受け、所望
の温度分布が得られにくい。又、アフター・ヒー
ターは炉内に固定されているがゆえに、移動させ
ることが不可能とり、容易に微妙な温度分布変化
は得られにくい。図２に、特許出願公開（昭54−
13476）に示されているアフター・ヒーターを示
す。このアフター・ヒーターは、白金の鎖２２を
用いて複数個の環状加熱板２１を同心円に吊り下
げたものであり、上下可動ではあるが、２カ所の
鎖で吊り下げているために、引上軸に関して、対
称の位置に正しく設置するのは難しく、又、環状
加熱板間の隙間及び結晶の観察用窓から炉内対流
ガスの影響を大きく受け、安定した温度分布が得
られにくい。
本発明は、以上のような難点を解決すべく、上
部は引上軸に接触し、下部は開放された円筒型又
はドーム型等のアフター・ヒーターを設け、下部
の径の大きさを、ヒーターの径と等しくし、ヒー
ターの上面に接触寸前の位置に設置し、融液界面
近傍の温度分布を制御し、所定の温度分布にして
引上げを行うことを特徴とする単結晶の引上方法
及び引上装置を提供するものである。
部は引上軸に接触し、下部は開放された円筒型又
はドーム型等のアフター・ヒーターを設け、下部
の径の大きさを、ヒーターの径と等しくし、ヒー
ターの上面に接触寸前の位置に設置し、融液界面
近傍の温度分布を制御し、所定の温度分布にして
引上げを行うことを特徴とする単結晶の引上方法
及び引上装置を提供するものである。
更に、アフター・ヒーターの材質及び形状を変
化させることにより多種多様な温度度分布が得ら
れ、アフター・ヒーターの一部に石英等の透明板
を組込み、結晶の観察を可能とし、しかも微妙な
温度分布の制御を可能とする引上方法及び引上装
置となる。
化させることにより多種多様な温度度分布が得ら
れ、アフター・ヒーターの一部に石英等の透明板
を組込み、結晶の観察を可能とし、しかも微妙な
温度分布の制御を可能とする引上方法及び引上装
置となる。
以下本発明を詳細に説明する。図３には、本発
明を実施した単結晶引上装置を示す。これは
GaAsの場合であり、グラフアイト・サセプター
３１に石英ルツボ３２を組み込み、この中に単結
晶材料（GaAs）の融液（メルト）３３が入れら
れ、その上に揮発性物質の蒸発を抑制するために
封止剤としてB2O3３４でキヤツプし、引上軸３
５及び下軸３６を回転させながら、単結晶３７が
引上げられる。アフター・ヒーター３８の下部は
ヒーター３９Ａの径と等しくし、石英ルツボ３２
の直上に設置され、上部は引上軸３５と同心のア
フター・ヒーター用軸３９Ｂに隙間なく取付けら
れ、ヒーター３９Ａを覆う形状をしている。
明を実施した単結晶引上装置を示す。これは
GaAsの場合であり、グラフアイト・サセプター
３１に石英ルツボ３２を組み込み、この中に単結
晶材料（GaAs）の融液（メルト）３３が入れら
れ、その上に揮発性物質の蒸発を抑制するために
封止剤としてB2O3３４でキヤツプし、引上軸３
５及び下軸３６を回転させながら、単結晶３７が
引上げられる。アフター・ヒーター３８の下部は
ヒーター３９Ａの径と等しくし、石英ルツボ３２
の直上に設置され、上部は引上軸３５と同心のア
フター・ヒーター用軸３９Ｂに隙間なく取付けら
れ、ヒーター３９Ａを覆う形状をしている。
従つて、ヒーター等の高温部分近傍の高温ガス
の大部分はアフター・ヒーター内で対流するので
融液界面近傍の温度勾配（引上軸方向）は小さく
なり、しかも結晶からの熱放散も少なく、高品質
の結晶が得られる。
の大部分はアフター・ヒーター内で対流するので
融液界面近傍の温度勾配（引上軸方向）は小さく
なり、しかも結晶からの熱放散も少なく、高品質
の結晶が得られる。
次に本発明の一実施例について述べる。
図３に示すような単結晶引上装置を用いて
GaAsの引上げを試みた。最初は、アフター・ヒ
ーターの位置を抵抗加熱体から上方20cmの位置に
静止させ、昇温を続け、GaAsがメルトダウンし
たことを確認後、アフター・ヒーターを抵抗加熱
体上部すれすれの位置に固定し、結晶成長を開始
した。まず、炉内ガス全体の温度を上げ、その後
アフター・ヒーター内のガスの温度を高温に保つ
ことが重要である。図４に、以上のような方法で
行なつた時の融液（GaAs）界面近傍の炉体中心
軸上の温度分布を示す。実線は本発明のアフタ
ー・ヒーターを用いた時の温度分布であり、点線
はアフター・ヒーターを用いない一般の引上法
を行なつた時の温度分布である。両者を比較する
と、温度勾配が異なり、アフター・ヒーターを使
用した時は、B2O3中での温度勾配が70℃／cm、
N2ガス中では30℃／cmと小さいが、アフター・
ヒーター無しでは、B2O3中の温度勾配が130℃／
cm、N2ガス中では50℃／cmと温度勾配が大きか
つた。
GaAsの引上げを試みた。最初は、アフター・ヒ
ーターの位置を抵抗加熱体から上方20cmの位置に
静止させ、昇温を続け、GaAsがメルトダウンし
たことを確認後、アフター・ヒーターを抵抗加熱
体上部すれすれの位置に固定し、結晶成長を開始
した。まず、炉内ガス全体の温度を上げ、その後
アフター・ヒーター内のガスの温度を高温に保つ
ことが重要である。図４に、以上のような方法で
行なつた時の融液（GaAs）界面近傍の炉体中心
軸上の温度分布を示す。実線は本発明のアフタ
ー・ヒーターを用いた時の温度分布であり、点線
はアフター・ヒーターを用いない一般の引上法
を行なつた時の温度分布である。両者を比較する
と、温度勾配が異なり、アフター・ヒーターを使
用した時は、B2O3中での温度勾配が70℃／cm、
N2ガス中では30℃／cmと小さいが、アフター・
ヒーター無しでは、B2O3中の温度勾配が130℃／
cm、N2ガス中では50℃／cmと温度勾配が大きか
つた。
各々の単結晶のEPD（転位密度）を測定した
ところ、アフター・ヒーターを用いた時は、平均
1200cm-2と小さく、アフター・ヒーター無しでは
平均28000cm-2と大きかつた。アフター・ヒータ
ーを用いることにより、炉内の大きな対流の結晶
への影響を減少させることができ、融液界面近傍
の炉体中心軸上の温度勾配を小さくし、EPDの
少ない高品質の結晶が引上げられる。
ところ、アフター・ヒーターを用いた時は、平均
1200cm-2と小さく、アフター・ヒーター無しでは
平均28000cm-2と大きかつた。アフター・ヒータ
ーを用いることにより、炉内の大きな対流の結晶
への影響を減少させることができ、融液界面近傍
の炉体中心軸上の温度勾配を小さくし、EPDの
少ない高品質の結晶が引上げられる。
図１は、従来の円錐状アフター・ヒーターの構
造を示す図であり、図２は、もう一つの従来のア
フター・ヒーターの構造を示す図であり、図３は
本発明を説明する為の単結晶引上装置を示し、図
４は、図３の単結晶引上装置を用いて引上げた時
のGaAs融液界面近傍の炉体中心軸上の温度分布
を示す。 図中２１は環状加熱板、２２は白金鎖、３１は
グラフアイト、サセプタ、３２は石英ルツボ、３
３はメルト、３４はB2O3.３５は引上軸、３６は
下軸、３７は単結晶、３８はアフター・ヒータ
ー、３９Ｂはアフター・ヒーター用軸、３９Ａは
ヒーターを示す。
造を示す図であり、図２は、もう一つの従来のア
フター・ヒーターの構造を示す図であり、図３は
本発明を説明する為の単結晶引上装置を示し、図
４は、図３の単結晶引上装置を用いて引上げた時
のGaAs融液界面近傍の炉体中心軸上の温度分布
を示す。 図中２１は環状加熱板、２２は白金鎖、３１は
グラフアイト、サセプタ、３２は石英ルツボ、３
３はメルト、３４はB2O3.３５は引上軸、３６は
下軸、３７は単結晶、３８はアフター・ヒータ
ー、３９Ｂはアフター・ヒーター用軸、３９Ａは
ヒーターを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高圧単結晶引上炉内において、上部は結晶引
上軸と同心のアフターヒーター用軸に接触し、下
部は開放された円筒型又はドーム型等のアフター
ヒーターを設け、下部の径の大きさをヒーターの
径と等しくし、ヒーターの上面に接触寸前の位置
に設置し、融液界面近傍の温度分布を所定の温度
分布にして、引上げを行うことを特徴とする単結
晶の引上方法。 ２ 高圧単結晶引上炉内において、上部は結晶引
上軸と同心のアフターヒーター用軸に接触し、下
部は開放された円筒型又はドーム型のアフターヒ
ーターを設けてあり、下部の径の大きさを、ヒー
ターの径と等しくし、ヒーターの上面に接触寸前
の位置に設置したことを特徴とする単結晶引上装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6794081A JPS57183394A (en) | 1981-05-06 | 1981-05-06 | Method and apparatus for pulling single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6794081A JPS57183394A (en) | 1981-05-06 | 1981-05-06 | Method and apparatus for pulling single crystal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57183394A JPS57183394A (en) | 1982-11-11 |
| JPS621356B2 true JPS621356B2 (ja) | 1987-01-13 |
Family
ID=13359426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6794081A Granted JPS57183394A (en) | 1981-05-06 | 1981-05-06 | Method and apparatus for pulling single crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57183394A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60122793A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-07-01 | Toshiba Corp | 化合物半導体単結晶育成装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS549174A (en) * | 1977-06-24 | 1979-01-23 | Toshiba Corp | Method of producing seingle crystal |
| JPS5481180A (en) * | 1977-12-13 | 1979-06-28 | Nec Corp | Growth of single crystal |
-
1981
- 1981-05-06 JP JP6794081A patent/JPS57183394A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS549174A (en) * | 1977-06-24 | 1979-01-23 | Toshiba Corp | Method of producing seingle crystal |
| JPS5481180A (en) * | 1977-12-13 | 1979-06-28 | Nec Corp | Growth of single crystal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57183394A (en) | 1982-11-11 |
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