JPS6291488A - 半導体単結晶の製造方法 - 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】 ［産業−１ニの利用分野１ この発明は、半導体■１結晶の製造方法に関づる。

［従来の技術］ ＳｉやＧａＡｓなどに代表される半導体の単結晶をｌ！
Ｊｉ告Ｊる方法としＣ１従来、ブヨクラルスキー法とｂ
呼称される回転用−［げ法や、高圧雰囲気下にＣ回転引
上げ法を実施Ｊる方法や、ブリッジマン法（水平式、垂
１式）などがある。

［発明が解決しＪ、うとする問題点１ しかし、上記方法にはｊ、Ｊ下のような問題点がある。

まず、ブリッジマンン人を除いては、（・きあがる単結
晶の形状を規定りるようイＴｂのがむい。イのため、最
終形状のものにするには、さらに色々な加］二をＩＭさ
なければ（＜らず、蟲ト留り１）低い。

さらに、従来の方法では、あまり渇庭勾配をイ・１ける
ことはできず、Ｙのため固液界面の安定性が低下しが６
−Ｃあった。そし／’Ｕこのことに起因しで、結晶成長
速度が遅くなり、ひいては生産性が劣るようになる。ま
Ｉこ、結晶の完全度が不十分と４【る。

それゆえに、この発明の目的は、得られる単結晶の形状
規定を行なうことができ、さらに固液界面の安定性を高
めることのＣきる半導体単結晶の製造方法を提供りるこ
とぐある。

［問題点を解決りるＩこめのｆｒｕｌＪ３Ｊ、び［発明
の作用効果］ この発明にＪ、る゛ｉ′−導体ｒ単結晶＾の製造方法は
、′ｒ導体を融体状（６）から引出しＣ単結晶固体に結
晶成長さけるのに際［）、融体の引出［−１に融体の凝
固点よりし高温に加熱され（いる枠を設置し、該枠から
単結晶を引出りことを特徴とりる。

融体引出［−１に設置される枠の形状を適当に選ぶこと
にＪ、って、得られる単結晶の形状規定が可能となる。

したがっ−Ｃ１最終的な形状に近い形で単結晶を得るこ
とがて゛き、歩留りを高めることができる。

融体の凝固点Ｊ、リム高温に加熱されている枠を使用り
るので、不必要な結晶の核の生成を防止覆ることが（・
き、完全な単結晶を得やすくなる。さらに、急激な温痘
勾配を付けることも可能であり、固液界面の安定ヤ１を
高めることができる。したがつ【、結晶成長速度を高め
ることができ、ひいては生産性を高めることができる。

この発明Ｃは、最初から形状規定しているので、たとえ
ばゝト導体を融体状態から引き土げるときでｂ１細径部
にて人きイ１１を支持するということｂ　’Ｊ　くなる
。つまり、従来のたとえばヂ」クラルスキー法に見られ
るＪ、うな大きな重石支持が不要となる。このことと、
」−述したように固液界面が安定しやづいということか
ら、大径や長尺の半導体単結晶が得やすくなる。また、
ブリッジマン法などに見られるようなるつぼを使用して
いないことから、単結晶の良民化ｄ３よび連続化を６図
ることができる。

融体の引出［−１に８９回される枠は、好ましくは、融
体の温度よりｂ１〜２０℃高い温度に加熱される。枠を
融体温度Ｊ、リーし高い温度に加熱りれば、引出時にお
ける温１ａ勾配が大きくイｒす、固液界面が一層安定と
なる。したがって、引出速度し速めることができる。融
体全体の渇１復を＾くすることも考えられるが、ぞのよ
うにづれば融体とるつぼ等との反応を促進することにな
りかねない。モの意味からも、枠の温度を高めることが
望ましい。

しかし、枠と融体との温度差を２０℃より６人きくづる
と、融体と枠との反応が大きくなり、あまり好ましくな
い。融体と枠との間の最適な温度差は、５℃である。

半導体を溶融状態から引出り方法として、上方に引上げ
る場合や、下方に引下げる場合や、横方向に引出す場合
などがある。

なお、半導体を枠から引出してｉｐ結晶固体に結晶成良
させるｕ合、急激＜＞冷Ｎ１はＭ（Ｊた方がよい。

なＩ！′なら、急激な冷却を行なえば、得られる単結晶
に内部欠陥が生じヤ”ｊ’　＜　＜’にり、単結晶の内
部性１（１に悪影響を及ば４からである。

半導体の例と【］（、たどλばＳｉ　、Ｇａ　Ａｓ　。

Ｇａｆン、ＩｎＰｔｃｄ−ｒｅ等が挙げ゛られる。コ（
Ｄ発明を実施４るにあたり、好ま【〕くは揮発性成分の
飛散を防］ｌするために、融体の引出しを高圧雰囲気下
で行な′うのがよい。また同様の理由から、融体の引出
口近傍を低融点ガラスで覆うＪ、うにし′（−ｂよい。

低融点ガラスの例として、たとλばＢ２Ｏ３が挙げられ
る。また、使用される枠の材料としては、たとえばグラ
ファイトや炭化シリコン等が挙げられる。

「実施例１ 衷英遭」− 第１図は、この発明を実施するのに使用する装量の一例
を模式的に示づ図である。１は、ヒータ２によっχ融体
状態に保たれている３ｉである。

また、図示するように、融体引出口には、融体の凝固点
よりｔ−）＋！４１１淘に加熱され（いるドー・ノツツ
板状の加熱枠３を１ｉＱｌ＆しＣいる。（−の加熱枠３
（のどころから、引出冶具１に３Ｊ、つ（ＳＩを単結晶
どじて引りげた。

このときの引上、け゛速１ηを児【みると、約３　ｆ）
　（’）ｎｍ／ｌｌ１ｉｎ、の速Ｉαがｉｌ　ｆｌｌｉ
であつノ５＝、。

実施例２ 第２図は、この発明を実施４るのに使用りる装置の他の
例を模式的に示１図である。この例では、加圧チャンバ
ｂ内で・単結晶の引−１げを１−Ｉなっでいる。６は、
ヒータ７によって融体状態に保ｌこれ（いるＱａ　ＡＳ
である。Ｊ、た、図示りるように、融体の引出１−１に
はこの融体の凝固点よりし／ｉｌ調に加熱されている加
熱枠Ｆ３を設直し−（いる。加熱枠Ｅ１は、厚さｌ　ｍ
ｍ、幅：１　（１ｍｎ＋のスリットをイｊｌ］−？：い
る。

さらに図示Ｊるように、引出１１　ｉ１Ｆ傍を）ツさ２
０ｍＩＩＩ程度の８２０３９　’ｃ＝躍った。

加圧チＩ７ンバ１）内の圧力を７０ｋｇ／　ｃｍ２Ｍ　
Ｌ、引出冶具１０Ｊ、ッ’Ｕ　Ｇａ　Ａ　Ｓ単結晶を引
１−げ／；ニドころ、約１００　ｍｍ／　ｍｉ眠の速１
αで引上げることがＣ′辷＼ノ、二、。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施りるのに使用する装ｆｆｉの
一例を模式的に示づ図である。第２図は、この発明を実
施りるのに使用する装置の他の例を模式的に示１図であ
る。。 図にＪｊい【、１は融体状態に保ｌこれているＳｉ　、
３は加熱枠、６（ま融体状態に保たれているＧａＡｓ　
、　８は加熱枠を承り。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体を融体状態から引出して単結晶固体に結晶
   成長させるのに際し、融体の引出口に、融体の凝固点よ
   りも高温に加熱されている枠を設置し、該枠から単結晶
   を引出すことを特徴とする、半導体単結晶の製造方法。
2. （２）前記枠は、前記融体の温度より１〜２０℃高い温
   度に加熱されていることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項に記載の半導体単結晶の製造方法。
3. （３）前記枠は、前記融体の温度よりも５℃高い温度に
   加熱されていることを特徴とする、特許請求の範囲第２
   項に記載の半導体単結晶の製造方法。
4. （４）前記融体の引出しが、高圧雰囲気下で行なわれる
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれかに記載の半導体単結晶の製造方法。
5. （５）前記融体の引出口近傍を低融点ガラスで覆うこと
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
   ずれかに記載の半導体単結晶の製造方法。
6. （６）前記単結晶は前記枠から上方に引き上げられるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第５項の
   いずれかに記載の半導体単結晶の製造方法。