JPS627698A - 液相エピタキシヤル成長炉 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は液相エピタキシャル成長炉、詳しくは磁気バブ
ルメモリ用ガーネット膜あるいはフェライト結晶などの
エピタキシャル成長に特に好適な液相エピタキシャル成
長炉に関する。

〔発明の背景〕

一般に液相エピタキシャル成長法においては、１２００
℃程度の高温で１０時間以上にわたって融液を均質化し
、しかる後に徐冷して９００℃前後の所望の温度に安定
化させ、その後、基板を融液に浸漬し一定時間回転して
膜を成長させる。

従来１通常第１図に示すような縦型電気炉を用いていた
。第１図において、１は融液およびるつぼ、２は炉心管
、３は熱反射板、４は発熱体、５は基板、矢印６は基板
の動きをそれぞれ表わし、７は、融液が満されていない
白金るつぼの露出部分の範囲を中カッコで表わす。しか
し、このような構造の炉を用いると融液内の温度差が大
きく膜成長速度が融液の温度の上昇するとともに低下す
る液相エピタキシャル成長法においては、所望の膜厚に
育成することが困難である。すなわち、炉心管２の内側
の温度は、主に炉心管２の輻射熱によって生じているも
のである。したがって、炉心管の上方が開口している成
長炉においては、炉心管２の内側の上方は温度が低く下
方が高い状態となり、一般に熱対流を生じ上方の温度の
低い空気が下方に流れる。これにより、炉心管２内の下
方にある融液およびるつぼ１は、その影響を受は温度が
低下する。さらに、るっぽ１の材質には、原料の特にｐ
ｂ○による腐蝕を防ぐために白金を用いている。しかし
、白金は、熱伝導率が高いことから、融液が満されてい
ない白金るつぼ１の上部の露出部分７が前記の温度の低
下の影響を受けて放熱を生じ温度が下がる。その結果融
液は融液面の温度が低く、底部が高い温度分布を示し大
きな温度差を生じる。この融液を用いた場合、膜厚の揃
った膜を必要とする磁気バブル用ガーネット膜において
は、所望の膜厚に再現性よく育成することが困難となり
問題となった。なお、液相エピタキシャル成長炉に関し
ては、特開昭４９−３７８８０号公報に記載されている
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、したがって膜厚の揃った膜を育成する
ことを可能にする融液内で大きな温度差を生じない液相
エピタキシャル成長炉を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明による液相エピタキ
シャル成長炉は、融液を入れる容器の外側面に接する炉
心管を容器の外周に施し、容器の上部の放熱を抑制し、
融液を均熱化することを要旨とする。

〔発明の実施例〕

以下、付図を参照しながら、実施例を用いて本発明を一
層詳細に説明するが、本発明の枠を越えることなく、い
ろいろな変形や改良があり得ることは勿論である。

実施例１ 第２図は、本発明の一実施例を示す。白金るつぼの外周
に、アルミナ等のセラミックス材料の炉心管を密着状態
で内管として配置し、白金るつぼ全体を保温できる構造
の成長炉を示したものである。すなわち、白金るっぽ１
の高さはほぼ同じ高さで白金るつぼの外径よりわずかに
大きい内径の内管８を白金るっぽ１の外周に配置した。

これにより、白金るつぼ１の露出部分７は、炉内上方の
温度低下による放熱が抑制され、融液１の直上の温度が
上昇する。そのことによって、融液１の表面温度が高く
なり、その結果、融液内の温度差は小さくなった１本発
明の成長炉を用いて融液内の温度差を測定した結果を第
３図に示す。図中縦座標の０は融液表面を表わす。融液
内の温度差を。

従来の値である約４℃より小さい２℃にすることができ
た。その結果、第４図に示すように、膜厚の揃ったガー
ネット膜を再現性よく育成できた。

実施例２ 実施例１では内管を白金るつぼの高さとほぼ同じ高さと
した。そのため、白金るつぼの露出部分だけでなく融液
部分も保温されたため、放熱を抑制して融液内の温度差
を小さくする効果は半減した。そこで、この欠点を解決
する方法として、第５図に示す成長炉を考案した。第５
図は、上記内管を白金るつぼの露出部分の高さとほぼ同
じ高さにし、露出部分の高さ位置に配し、主に露出部分
を保温し、放熱を抑制できる構造の成長炉を示す。

すなわち、白金るつぼ１の外径よりわずかに大きい内径
で白金るつぼ１の融液からの露出部分７とほぼ同じ高さ
の内管８を、露出部分７の高さと同じ高さ位置に配した
。さらに、上記内管８の支持用として上記内管８と同じ
内径で、かつ外径２と同じ外径のドーナツ状の円板９を
上記内管８の下端部に合わせて配した１以上により露出
部分７は。

炉内上方の温度低下による放熱が抑制され、結果として
融液１の直上の温度が上昇する。そのことによって融液
１の表面の温度が高くなり、その結果、融液内の温度差
は小さくなり膜厚の揃ったガーネット膜を再現性よく育
成できた。

実施例３ 第６図は、上記内管とほぼ同じ高さ位置の外管の管壁の
一部に複数個のスリットを施して配置し、発熱体からの
輻射熱が内管に供給できるようにし上記内管の保温効果
を補う構造の成長炉を示したものである。すなねち、白
金るっぽ１の外側に露出部分７とほぼ同じ高さの内管８
を配し、上記内管８と同じ高さ位置に、管壁の一部に複
数個のスリット１０を施したアルミナ管１１を配置した
。

〔発明の効果〕

以上の構造により１発熱体からの輻射熱が外管のスリッ
トを通過し内管に供給され、融液直上の温度が上昇し融
液表面の温度が高くなった。ここで、アルミナ管１１の
スリット１０の位置の上。

下関係を逆にしても同様の結果が得られた。以上の結果
、融液内の温度差は小さくなり、膜厚の揃ったガーネッ
ト膜を再現性よく育成できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の成長炉の構造を図式的に示す断面図、第
２図は本発明の成長炉の構造の一実施例を図式的に示す
断面図、第３図は本発明の成長炉を用いて得られた融液
的温度分布を示す図、第４図は本発明の成長炉を用いて
成長させた膜厚の再現性を示す図、第５図および第６図
はそれぞれ本発明の成長炉の構造の二つの異なった実施
例を図式的に示す断面図である。 １・・・融液およびるつぼ、２・・・炉心管、３・・・
熱反射板、４・・・発熱体、５・・・基板、６・・・基
板の動きを表わす矢印、７・・・白金るつぼの融液が満
されてない露出部の範囲を示す中カッコ印、８・・・内
管、９・・・第　１　口 茅２０ 垢　３　図 第４−　躬 ／　　２　３４−　　Ｓ　６　７　．５’　　ｑ　　ｔ
。 Ｋ軒８づ ％ｓ　　図 第　に　２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　液相エピタキシャル成長法により単結晶育成を行う電
   気炉の炉心構造において融液を入れる容器の外側面に接
   する炉心管を配したことを特徴とする液相エピタキシャ
   ル成長炉。