JPS63144192A - 単結晶の製造装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＧａＡａ、ＩｎＰ等のｍ−ｖ族化合物半導体、
ＣｄＴｅ等のｎ−ｖｔ族化合物半導体、Ｓｌ、Ｇｅ等の
半導体、ＬｉＮｂ０．、Ｂｉｔ、Ｓｉｎ！ｏ等の酸化物
単結晶等を製造する装置に関する。

〔従来の技術〕

特願昭６０−１９９３７７号出願明細書には底部に小開
口を有する逆円錐形のコラクルを原料融液中に浸漬し、
引上結晶の直径を増大させ、融液の半径方向の温度分布
を制御可能とし引上げ工程の全般にわたシ成長の安定化
と固液界面の平坦化を図り、双晶、粒界、転位等の結晶
欠陥の少ない、良質の引上結晶の製造を意図した装置が
記載されている。

しかし、原料融液をコラクル内に導入する小開口が底部
に１ケ所であるために、成長初期に固液界面が凹化しや
すく、結晶性、均一性に問題があった。また、小開口部
は融液の流入に際して流入抵抗を示し、引上結晶の直径
が大きくなると原料融液の流入が追い付かず、結晶の大
型化の支障となっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記コラクルの欠点を解消し、原料融液のコラ
クル内への流入を円滑にし、固液界面を平坦化するコラ
クルを用いることによシ、結晶欠陥の少ない高品質の単
結晶・製造を可能とする装置を提供しようとするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、原料融液又は原料＠液と液体封止剤とを収容
するルツボと、ルツボを回転昇降可能に支持する下軸と
、ルツボの周囲に配置した加熱ヒータと、下端に種結晶
を取り付ける回転昇降可能な上軸と、下方になるほど口
径が小さくなる傾斜側壁を有し、その先端に小開口部を
有するコラクルと、原料融液中に該煩斜側壁部分を浸漬
し、原料融液をコラクル内外に２分するようにコラクル
を昇降可能に支持する支持具とを備えた単結晶の製造装
置において、コラクルの原料融液に浸漬する傾斜側壁に
小さな開口部１つ以上を設けることを特徴とする単結晶
の製造装置である。

コックｙの傾斜側壁に設ける小さな開口の位置は該位置
のコラクル傾斜側壁の内側直径が引上結晶の直胴部の直
径より若干大きくなるところであシ、開口の数は１つで
もよいが複数個を対称位置に設けることがよい。開口の
径は２〜６■φが望ましい。なお、コラクルはカーボン
、石英、Ｂ　Ｎ５ｐＢＮ、　ＡｊＮ、　ｐＢＮ　：Ｉ−
）カーボン、ＳｉＮ、　ＳｉＣなどＫより製作すること
ができる。

〔作用〕

第１図は傾斜側壁にも小開口を設けたコラクルを用いて
結晶成長を行うときの、原料融液の流れを示した図であ
る。傾斜側壁の小開口から流入した原料融液の一部は下
端の小開口から流出する。このよう表構造にすることに
よシ原料融液の流入が円滑になシ、固液界面も平坦にな
る。

一方、第２図は逆円錐形の先端にのみ小開口を有する従
来のコラクルを用いたときの説明図であシ、原料融液は
コラクルの下端から流入して成長結晶の中心部に当シ、
周囲に広がる流れを示す。その結果、固液界面は凹面を
形成し、結晶欠陥を発生する原因となる。

〔実施例〕

円径１００ｍφの円筒部と先端に４ｆｉφの小開口を有
する円錐部を有する従来のコック〜と、該円錐部の内径
７５埴φの位置に４ケ所９０゜毎に４ｆｆｉｌφの小開
口をさらに付加した本発明のコラクルを用いてＧａＡｓ
単結晶を製造した。

コラクルの材質はｐＢＮであｌ）、ＧａＡｓのチャージ
量は４ゆ、引上げ速度を１０ｍ／時とした。

従来のコラクルを用いるときには、引上結晶の直径が２
１φまでは安定して結晶引上げをすることができたが、
固液界面形状は中央部に凹化がみられた。また引上結晶
の直径を３１φにしようとすると、直径の急激な減少や
切断が発生した。

一方、本発明のコラクルを用いるときには引上結晶の直
径が３１φでも、安定して引上げることができた。また
、固液界面形状はきわめて平坦なものであった。

〔発明の効果〕

本発明は上記構成を採用することによシ、大きな直径の
結晶引上げを可能にし、かつ、引上げ結晶の固液界面形
状を平坦にして半径方向の均一性を大巾に改善し、結晶
欠陥の少ない高品質結晶を制御性良く安定して育成する
ことができた。

特に、ＧａＡｓ単結晶の緩やかな温度勾配の下での結晶
引上げやＺｅＴｅ　、　　Ｃ（ｌＴ８等の■−■族化合
物半導体の結晶引上げに最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコラクルを用いるときの、原料融
液の流れを説明するための図、第２図は従来のコヲクｐ
を用いたときの説明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料融液又は原料融液と液体封止剤とを収容する
   ルツボと、ルツボを回転昇降可能に支持する下軸と、ル
   ツボの周囲に配置した加熱ヒータと、下端に種結晶を取
   り付ける回転昇降可能な上軸と、下方になるほど口径が
   小さくなる傾斜側壁を有し、その先端に小開口部を有す
   るコラクルと、原料融液中に該傾斜側壁部分を浸漬し、
   原料融液をコラクル内外に２分するようにコラクルを昇
   降可能に支持する支持具とを備えた単結晶の製造装置に
   おいて、コラクルの原料融液に浸漬する傾斜側壁に小さ
   な開口部を１つ以上設けることを特徴とする単結晶の製
   造装置。
2. （２）コラクルの傾斜側壁の内側直径が引上結晶の直胴
   部直径より若干大きくなる位置に等間隔に複数の小開口
   を設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   単結晶の製造装置。
3. （３）コラクルをカーボン、石英、ＢＮ、ｐＢＮ、Ａｌ
   Ｎ、ｐＢＮコートカーボン、ＳｉＮ、ＳｉＣの中から選
   ばれた材料で製作されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の単結晶の製造装置。