JPS63222094A - Crucible for producing single crystal - Google Patents

Crucible for producing single crystal

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Publication number
JPS63222094A
JPS63222094A JP5503287A JP5503287A JPS63222094A JP S63222094 A JPS63222094 A JP S63222094A JP 5503287 A JP5503287 A JP 5503287A JP 5503287 A JP5503287 A JP 5503287A JP S63222094 A JPS63222094 A JP S63222094A
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JP
Japan
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crucible
single crystal
raw material
pressure
shaft
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Application number
JP5503287A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Nakagawa
中川 正広
Koji Tada
多田 紘二
Masami Tatsumi
雅美 龍見
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a crucible for producing a single crystal, consisting of the upper large-diameter part for mainly, containing a liquid encapsulating agent, the lower small-diameter part for mainly containing a raw material melt and an intermediate horizontal stage connecting both and capable of readily washing a liquid encapsulating agent without limiting diameter of the single crystal in a hermetically sealed space. CONSTITUTION:The interior of a pressure-resistant vessel of a furnace is decompressed to a vacuum and an inert gas, such as N2, is introduced to provide a high-pressure inert gas atmosphere. A crucible 1 is then heated to melt an encapsulating agent and raw material solid and form a two-layered structure of the raw material melt 2 and the liquid encapsulating agent 3. A pulling up shaft 5 is then lowered to dip the lower end of the hermetically sealed vessel 4 in the encapsulating agent 3 and form a hermetically sealed space (S). The shaft 5 is further lowered to dip a seed crystal 6 in the melt 2 and carry out seeding. The shaft 5 is subsequently pulled up while being rotated to pull up the seed crystal 6 and then a single crystal. During the time, the single crystal in in the hermetically sealed space (S). Since the partial pressure of a groove V element is high, evaporation of the groove V element from the surface of the single crystal can be prevented without causing a phenomenon, such as roughening of the surface.

Description

【発明の詳細な説明】 に)技術分野 この発明は、GaAs、 InP、 GaP、 InA
sなどのように、揮発性のV族元素を含む化合物半導体
の単結晶製造に用いるるつぼに関する。
[Detailed Description of the Invention] B) Technical Field This invention is applicable to GaAs, InP, GaP, InA.
The present invention relates to a crucible used for producing a single crystal of a compound semiconductor containing a volatile group V element such as s.

■−■族化合物半導体の単結晶は、HB法又はLEC法
で製造される事が多い。
A single crystal of a ■-■ group compound semiconductor is often manufactured by the HB method or the LEC method.

この内LEC法は、引上げ法であって、円形の単結晶イ
ンゴットが得られることから材料的に無駄が少いし、半
絶縁性のノンドープ単結晶を得やすいという利点がある
Among these, the LEC method is a pulling method, and has the advantage that it produces a circular single crystal ingot, so there is little material waste, and that it is easy to obtain a semi-insulating non-doped single crystal.

(イ)従来技術 L E C法はLiquid Encapsulate
d Czochralski法の略称で、液体カプセル
法という事もある。
(a) The conventional technology LEC method is Liquid Encapsulate.
d An abbreviation of the Czochralski method, which is also called the liquid capsule method.

るつぼの中に■−■化合物原料を入れ、この上にB2O
3を入れる。ヒータで加熱すると、原料融液の上をB2
O3の液体カプセルが覆うようになる。不活性気体によ
って圧力を加えて、液体カプセルを押えつけることによ
り、V族元素の揮散を防ぐことができる。
Put the ■-■ compound raw material into the crucible, and add B2O on top of it.
Enter 3. When heated with a heater, the top of the raw material melt becomes B2.
The O3 liquid capsule becomes covering. Volatilization of the group V element can be prevented by applying pressure with an inert gas to press down the liquid capsule.

液体カプセル法によると、るつぼ内の液体は、原料融液
とB2O3の2層構造となる。B2O3の表面は不活性
気体による高圧を受けている。この不活性気体は、耐圧
容器の全体に拡がるものである。るつぼの近傍だけが、
閉じられた空間になっているわけではない。
According to the liquid capsule method, the liquid in the crucible has a two-layer structure of the raw material melt and B2O3. The surface of B2O3 is under high pressure due to the inert gas. This inert gas spreads throughout the pressure vessel. Only in the vicinity of the crucible,
It's not a closed space.

このため、引き上げられた結晶は、不活性気体の激しい
対流にさらされて熱歪みを発生したりする。また、結晶
の表面から、■族元素が抜けて、表面が粗面化する、と
いう可能性もある。
For this reason, the pulled crystal is exposed to intense convection of the inert gas, causing thermal distortion. Furthermore, there is a possibility that group (I) elements are removed from the surface of the crystal, causing the surface to become rough.

このように、LEC法に於ては、B2O3の上方は開放
空間になっている。開放空間であるため、」1記の難点
がある。しかし反面、不活性気体の圧力制御、圧力変更
などが自由に伝える、という利点がある。
In this way, in the LEC method, the space above B2O3 is an open space. Because it is an open space, there are the following drawbacks. However, on the other hand, it has the advantage of freely transmitting information such as inert gas pressure control and pressure changes.

LEC法は比較的新しい方法である。The LEC method is a relatively new method.

LEC法が発明される以前、GaASは、密閉空間で引
上げを行う方法により製造される事が多かった。
Before the invention of the LEC method, GaAS was often manufactured by a method in which pulling was performed in a closed space.

これは、縦長の石英管を用いる。底部は広く、GaAS
の原料を入れる。
This uses a vertically long quartz tube. The bottom is wide and made of GaAS
Add the raw materials.

種結晶を下端につけた引上軸を垂下するが、石英管の中
間部が細くなっており、引上軸の外面と接触する程度に
なっている。
A pulling shaft with a seed crystal attached to the lower end is suspended, and the middle part of the quartz tube is tapered to the extent that it comes into contact with the outer surface of the pulling shaft.

引」二軸と石英管の中間縮径部の間には、B2O3を入
れておく。引上軸と縮径部の間がB2O3によってシー
ルされる。
B2O3 is placed between the two shafts and the intermediate reduced diameter part of the quartz tube. The space between the pulling shaft and the reduced diameter portion is sealed by B2O3.

るつぼは下半部に於て密閉空間となる。原料融液はB2
O3によって覆われていない。空間の圧力は原料融液の
自由表面から蒸発、揮散した成分ガス分圧の和となる。
The lower half of the crucible becomes a closed space. Raw material melt is B2
Not covered by O3. The pressure in the space is the sum of the partial pressures of the component gases evaporated and volatilized from the free surface of the raw material melt.

このため■族元素の分圧が大きくなって、融液からのV
族元素の揮散とつり合うようになる。また、単結晶は密
閉空間の中に引」ユげられるので、■族元素の抜けが殆
どない。
For this reason, the partial pressure of the group ■ elements increases, and V from the melt increases.
It becomes balanced with the volatilization of group elements. Furthermore, since the single crystal is drawn into a closed space, there is almost no loss of group II elements.

このようにストイキオメトリのよい単結晶が引上げられ
る。
In this way, a single crystal with good stoichiometry is pulled.

この方法は、石英管縮径部と引上軸との間をB2O3で
液体封止するので、Liquid 5eal Czoc
hralski法という。
In this method, liquid is sealed between the reduced diameter part of the quartz tube and the pulling shaft using B2O3.
This is called the Hralski method.

この方法は現在殆ど用いられない。石英管の密閉空間で
単結晶を引上げるので、大径で長い結晶が作れない。石
英管でなければ、このような複雑な形状のものは作り難
いが、石英るつぼを用いると、石英に含まれるSiが原
料融液に混入し、不純物濃度が変動してしまう事がある
。SiはGaAsの中ではn型の不純物となるので、半
絶縁性の基板を得ようとすると、この方法では難しい。
This method is currently rarely used. Since the single crystal is pulled in the closed space of a quartz tube, it is not possible to produce long crystals with large diameters. It would be difficult to make such a complicated shape without a quartz tube, but if a quartz crucible is used, Si contained in the quartz may mix into the raw material melt and the impurity concentration may fluctuate. Since Si is an n-type impurity in GaAs, it is difficult to obtain a semi-insulating substrate using this method.

また、原料を封入してしまうので、密閉空間の圧力の制
御ができない、という欠点もある。
Another drawback is that the pressure in the sealed space cannot be controlled because the raw material is enclosed.

るつぼとしては、現在PBNるつぼが頻用される。Currently, PBN crucibles are frequently used as crucibles.

PBNは原料融液を汚染する事がなく、極めて優れた材
料である。しかし、高価である、という欠点がある。ま
た剛性の点でも不十分であ°つて、通常カーボンのサセ
プタによって保持されて用いられる。
PBN does not contaminate the raw material melt and is an extremely excellent material. However, it has the disadvantage of being expensive. Furthermore, it is insufficient in terms of rigidity, and is usually held by a carbon susceptor.

PBN (pyrolitic BN)は、石英のよう
に自由な賦型性がないので、PBNを材料として、複雑
なLiquidSeal Czochralski法の
容器を作る、という事ができない。そこでLEC法のる
つぼとして使用されるが、この場合、単純な有底円筒形
である。
PBN (pyrolitic BN) does not have the ability to be freely shaped like quartz, so it is not possible to use PBN as a material to make containers using the complicated LiquidSeal Czochralski method. Therefore, it is used as a crucible for the LEC method, but in this case, it is a simple cylindrical shape with a bottom.

Liquid  5eal Czchralski法に
も、LEC法にもそれぞれ長所がある。
Both the Liquid 5eal Czchralski method and the LEC method have their own advantages.

そこで、両者の長所を組合わせたような引」二げ法が新
しく提案された。第3図に要部の縦断面図を示す。これ
はるつぼ7と、引上軸5によって支持される下方開放の
密閉容器4とを組合わせたものである。
Therefore, a new method was proposed that combines the advantages of both methods. FIG. 3 shows a longitudinal cross-sectional view of the main parts. This is a combination of a crucible 7 and a downwardly open sealed container 4 supported by a pulling shaft 5.

るつぼ7の中には、原料融液2と液体封止剤3が収容さ
れている。
The crucible 7 contains a raw material melt 2 and a liquid sealant 3.

密閉容器4は、上方に軸通し穴9がある。この上方は受
は皿10となっている。軸通し穴9に引上軸5を通し、
受は皿10に液体封止剤(B203)3を入れておく。
The closed container 4 has a shaft hole 9 in the upper part. Above this is a tray 10. Pass the pulling shaft 5 through the shaft hole 9,
For the receiver, put liquid sealant (B203) 3 in the tray 10.

引上軸5の下端には、種結晶6を取付ける。A seed crystal 6 is attached to the lower end of the pulling shaft 5.

図示していないが、るつぼ7の周囲には抵抗加熱ヒータ
がある。さらに全体を耐圧容器で囲んでいる。
Although not shown, there is a resistance heater around the crucible 7. Furthermore, the entire structure is surrounded by a pressure-resistant container.

このような構成は、二重容器形と呼ぶことができる。Such a configuration can be referred to as a double container configuration.

密閉容器4の下端は、液体封止剤3の中に漬っている。The lower end of the closed container 4 is immersed in the liquid sealant 3.

こうして密閉空間Sが生ずる。密閉空間Sは密閉容器4
と液体封止剤3によって囲まれる空間である。
In this way, a closed space S is created. Closed space S is closed container 4
This is a space surrounded by the liquid sealant 3 and the liquid sealant 3.

密閉空間Sの圧力は、不活性気体の分圧と、V族元素ガ
スの分圧の和である。
The pressure in the closed space S is the sum of the partial pressure of the inert gas and the partial pressure of the V group element gas.

るつぼ7の外縁に於て、液体封止剤3は外部の炉空間T
に接触している。炉空間Tは、耐圧容器によって囲まれ
た空間である。この圧力は、導入すべき不活性気体の量
により、自在に制御する事ができる。
At the outer edge of the crucible 7, the liquid sealant 3 is applied to the outer furnace space T.
is in contact with. The furnace space T is a space surrounded by a pressure vessel. This pressure can be freely controlled by adjusting the amount of inert gas to be introduced.

るつぼ7の液体封止剤3の液面を密閉容器4の内外に於
てつり合わせるためには、炉空間Tの圧力を制御しなけ
ればならない。
In order to balance the liquid level of the liquid sealant 3 in the crucible 7 inside and outside the closed container 4, the pressure in the furnace space T must be controlled.

るつぼ7の原料融液2から■族元素の気体が生ずる。こ
の解離圧は温度によって決まる。しかし、液体封止剤3
を介している事と、密閉空間には不活性気体(窒素、ア
ルゴンなど)がある事から、密閉空間の■族元素分圧と
常に同一でなくてもよい0 さらに、密閉空間Sの中へ結晶が引上げられるので、■
族元素の分圧が平衡し、結晶表面からの■族元素の抜け
が抑えられる。
From the raw material melt 2 in the crucible 7, a gas of group Ⅰ elements is generated. This dissociation pressure is determined by temperature. However, liquid sealant 3
, and because there is an inert gas (nitrogen, argon, etc.) in the closed space, the partial pressure of the group element element in the closed space does not always have to be the same as that of the group Ⅰ element in the closed space. As the crystal is pulled up, ■
The partial pressures of group elements are balanced, and the escape of group (Ⅰ) elements from the crystal surface is suppressed.

第4図は他の従来例を示している。FIG. 4 shows another conventional example.

下方開放の密閉容器4を上軸5によって懸架する点は変
らない。るつぼが単純な有底筒体ではないようになって
いる。上周縁に液体封止剤3を入れるための周溝11が
るつぼ8に一体形成されている。
The point that the closed container 4, which is opened downward, is suspended by the upper shaft 5 remains unchanged. The crucible is not a simple cylinder with a bottom. A circumferential groove 11 for filling the liquid sealant 3 on the upper periphery is integrally formed with the crucible 8.

周溝11の中には液体封止剤3が入っている。A liquid sealant 3 is contained in the circumferential groove 11.

ここに密閉容器4の下端が漬っている。The lower end of the airtight container 4 is submerged here.

こうして、密閉容器4とるつぼ8によって密閉空間Sが
生ずる。原料融液2の上に液体封止剤がない。
In this way, a closed space S is created by the closed container 4 and the crucible 8. There is no liquid sealant on the raw material melt 2.

こうすると、密閉容器4の直径をるつぼと同程度にする
事ができる。
In this way, the diameter of the closed container 4 can be made comparable to that of the crucible.

密閉空間Sの中へ単結晶を引上げてゆく事になるので、
単結晶の表面で■族の分圧がつりあい、V族元素が単結
晶表面から揮散する、という事がない。単結晶が、炉空
間Tの不活性気体の旺盛な熱対流によって冷却され、熱
歪みを生じる、という事もない。良好な単結晶を引上げ
る事ができる。
Since the single crystal will be pulled up into the closed space S,
The partial pressure of the group (■) is balanced on the surface of the single crystal, and there is no possibility that the group V elements will volatilize from the surface of the single crystal. There is no possibility that the single crystal will be cooled by the vigorous thermal convection of the inert gas in the furnace space T, causing thermal distortion. A good single crystal can be pulled.

炉内の不活性気体の圧力を調節する事によって、液体封
止剤3を周溝11の位置で内外バランスさせる。
By adjusting the pressure of the inert gas in the furnace, the liquid sealant 3 is balanced between the inside and outside at the position of the circumferential groove 11.

(ロ) 発明が解決しようとする問題点第3図の構造に
於ては、るつぼ内径よりも、密閉容器4の外径の方が小
さい。単結晶は狭い密閉空間Sに於て成長する事になる
。このため、単結晶の大きさが密閉容器4によって小さ
く制限される。
(b) Problems to be Solved by the Invention In the structure shown in FIG. 3, the outer diameter of the closed container 4 is smaller than the inner diameter of the crucible. The single crystal grows in a narrow closed space S. Therefore, the size of the single crystal is limited by the closed container 4.

るつぼと、単結晶のサイズの関係は、大ざっばに言って
、単結晶の外径の2倍がるつぼの内径に等しい程度であ
る。
Roughly speaking, the relationship between the size of the crucible and the single crystal is such that twice the outer diameter of the single crystal is equal to the inner diameter of the crucible.

ところが、第3図の装置では密閉容器4が狭いので、単
結晶はより細くなってしまう。
However, in the apparatus shown in FIG. 3, the closed container 4 is narrow, so the single crystal becomes thinner.

大きい直径の単結晶を成長させるという事が強く望まれ
ており、単結晶の直径を制限するような構造は好ましく
ない。
It is strongly desired to grow a single crystal with a large diameter, and a structure that limits the diameter of the single crystal is not preferred.

第4図の構造は、そのような欠点から免れている。しか
し、周溝に液体封止剤3を保持するので、結晶成長後の
処理が難しい、という難点がある。
The structure of FIG. 4 is free from such drawbacks. However, since the liquid sealant 3 is held in the circumferential groove, there is a drawback that processing after crystal growth is difficult.

B2O3は剥離性の悪い材料である。冷却固化したあと
、るつぼ8から除去しなければならないが、狭い周溝1
1の中で固まったB2O3を除去するのが難しい。人手
によってるつぼや周溝11の部分をくりかえし変形する
とB2O3が剥離してゆく。これは手作業になる。必ず
しもうまく取れるとは限らず、るつぼが破損する可能性
が高い。
B2O3 is a material with poor removability. After cooling and solidifying, it must be removed from the crucible 8, but the narrow circumferential groove 1
It is difficult to remove the B2O3 that has solidified inside 1. When the crucible and the circumferential groove 11 are repeatedly deformed manually, the B2O3 gradually peels off. This will be done manually. It does not always work, and there is a high possibility that the crucible will be damaged.

00  目     的 密封した空間の中で化合物半導体単結晶を引上げる事が
でき、しかも、単結晶の直径が制限され。
00 Purpose It is possible to pull compound semiconductor single crystals in a sealed space, and the diameter of the single crystal is limited.

る事なく、さらに液体封止剤の洗浄処理も容易であるよ
うな単結晶引上用のるつぼを提供する事が本発明の目的
である。
It is an object of the present invention to provide a crucible for pulling a single crystal in which the liquid sealant can be easily cleaned without causing any damage.

(4)構 成 本発明のるつぼは、主に液体封止剤を入れる上方の大径
部と、主に原料融液を入れる下方の小径部と、両者をつ
なぐ中間の水平段とよりなる逆凸形の形態となっている
(4) Structure The crucible of the present invention is an inverted convex crucible consisting of an upper large-diameter part that mainly contains a liquid sealant, a lower small-diameter part that mainly contains a raw material melt, and an intermediate horizontal stage that connects the two. It is in the form of a shape.

第1図は本発明の単結晶製造用るつぼの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a crucible for producing a single crystal according to the present invention.

通常の有底円筒形のるつぼとは違う。It is different from a normal cylindrical crucible with a bottom.

円筒形状の広い大径部13が上方にある。大径部13に
続いて円板状の水平段14がある。水平段14に続いて
小径部15が形成される。円筒形の小径部15には内底
部17があり、下方は閉じられた容器である。上方は広
い開口16となる。
A wide cylindrical large diameter section 13 is located above. Following the large diameter portion 13 is a disk-shaped horizontal step 14 . A small diameter portion 15 is formed following the horizontal stage 14. The cylindrical small diameter part 15 has an inner bottom part 17, and the lower part is a closed container. The upper part is a wide opening 16.

回転対称性はあるが、段付きの通口字型の形態となって
いる。
Although it has rotational symmetry, it has a stepped opening-shaped form.

第2図はこのるつぼを用いた単結晶成長装置の一部を示
している。
FIG. 2 shows a part of a single crystal growth apparatus using this crucible.

通口字型のるつぼ1の中には、原料融液2と、液体封止
剤3とが収容されている。液体封止剤3は、主に大径部
13に存在している。
A raw material melt 2 and a liquid sealant 3 are housed in a cross-shaped crucible 1. The liquid sealant 3 mainly exists in the large diameter portion 13.

原料融液2は主に小径部15に存在している。The raw material melt 2 mainly exists in the small diameter portion 15 .

もちろん、結晶成長の進行とともに原料融液2が減少し
てゆくので、液体封止剤3が小径部15の方へも移動し
てくる。
Of course, as the raw material melt 2 decreases as the crystal growth progresses, the liquid sealant 3 also moves toward the small diameter portion 15.

密閉容器4は下方の開口した容器であるが、下端はるつ
ぼ1の大径部13の中にある。大径部13の液体封止剤
3の中に漬っているのである。
The closed container 4 is a container with an opening at the bottom, and its lower end is inside the large diameter portion 13 of the crucible 1. It is immersed in the liquid sealant 3 in the large diameter portion 13.

密閉容器4の上方は縮径し引上軸5のみを通す軸通し孔
9が形成されている。軸通し孔9の上方は、開拡した受
は皿10となり、ここに液体封止剤3が収容されている
。軸通し孔9と引」二軸5の隙間を通ってガスが流通し
ないように、液体封止剤3がLiquid 5eal 
l、ている。
A shaft through hole 9 is formed in the upper part of the closed container 4 with a reduced diameter and through which only the pulling shaft 5 passes. Above the shaft hole 9, the expanded receiver becomes a tray 10, in which the liquid sealant 3 is accommodated. The liquid sealant 3 is made of Liquid 5eal to prevent gas from flowing through the gap between the shaft through hole 9 and the two shafts 5.
I'm there.

密閉容器4の下半部の内径をrするつぼ1の大径部の内
径をΣ、小径部の内径をAとすると、Σ> r > A
        (1,)という不等式が成りたつ。
If the inner diameter of the lower half of the sealed container 4 is r, the inner diameter of the large diameter part of the pot 1 is Σ, and the inner diameter of the small diameter part is A, then Σ> r > A
The inequality (1,) holds true.

この図は略図であって、るつぼ1の周囲に抵抗加熱ヒー
タがある。るつぼ1の内底部17を支持する下軸がある
。さらに、これらの機構の全体を囲んで耐圧容器が設け
られる。
This figure is a schematic diagram, and there is a resistance heater around the crucible 1. There is a lower shaft supporting the inner bottom 17 of the crucible 1. Furthermore, a pressure-tight container is provided surrounding the entirety of these mechanisms.

二重容器構造である。第3図と同じ< 、Liquid
SealCZ法とLEC法とを折衷したような構造とな
っているのである。
It has a double container structure. Same as Figure 3 < , Liquid
The structure is a compromise between the SealCZ method and the LEC method.

密閉空間Sと、炉空間Tの圧力をバランスさせること)
こより、液体封止剤3の内外での液面高さの同一性を保
つ。
Balancing the pressure in the closed space S and the furnace space T)
This maintains the same liquid level height inside and outside the liquid sealant 3.

(2)作 用 引上軸5を引上げてフ・<。るつぼ1に化合物半導体の
原料固体と、液体封止剤としてのB2O3固体とを入れ
る。このような準備をした後、炉の耐圧容器を閉じる。
(2) Action: Pull up the lifting shaft 5 and press <. A solid raw material for a compound semiconductor and a solid B2O3 as a liquid sealant are placed in a crucible 1. After making such preparations, close the pressure vessel of the furnace.

耐圧容器内の空気を抜いて真空にする。この後、窒素、
アルゴンなどの不活性気体を入れて、高圧の不活性気体
雰囲気とする。
Remove the air from the pressure container to create a vacuum. After this, nitrogen,
Inject an inert gas such as argon to create a high-pressure inert gas atmosphere.

ヒータに通電し、るつぼ1を加熱する。液体封止剤がま
ず融ける。さらにヒータ電力を上げると、原料固体が融
ける。そして、原料融液2と液体封止剤3の二層構造の
流体となる。
The heater is energized to heat the crucible 1. The liquid sealant melts first. When the heater power is further increased, the raw material solid melts. Then, the fluid has a two-layer structure of the raw material melt 2 and the liquid sealant 3.

原料融液2は融点以上になっており、V族元素が融液か
ら解離しようとする。しかし、不活性気体の高い圧力が
液体封止剤3を押えているから、■族元素は解離しない
The raw material melt 2 has a melting point or higher, and group V elements tend to dissociate from the melt. However, since the liquid sealant 3 is held down by the high pressure of the inert gas, the group Ⅰ elements do not dissociate.

引上軸5を下げる。密閉容器4の下端が液体封止剤3に
漬かる。密閉空間Sが形成される。さらに引上軸5を下
げ、種結晶6を原料融液2へ漬けて種付けする。この後
、引上軸5を回転させながら引」−げる。
Lower the pulling shaft 5. The lower end of the sealed container 4 is immersed in the liquid sealant 3. A closed space S is formed. Further, the pulling shaft 5 is lowered, and the seed crystal 6 is immersed in the raw material melt 2 for seeding. Thereafter, the pulling shaft 5 is pulled up while being rotated.

種結晶6に引続いて単結晶が引上げられる。単結晶は密
閉空間Sの内部にある。V族元素の分圧が高いから、単
結晶の表面からのV族元素の揮散を防ぐことができる。
Following the seed crystal 6, a single crystal is pulled. The single crystal is inside the closed space S. Since the partial pressure of the group V element is high, volatilization of the group V element from the surface of the single crystal can be prevented.

表面の粗面化などという事が起こらない。No surface roughening occurs.

また、単結晶は、閉じられた空間にあって、不活性気体
の熱対流にさらされていない。このため、急速な冷却に
よる結晶欠陥の発生という従来のLECの欠点から免れ
る事ができる。
Also, the single crystal is in a closed space and is not exposed to thermal convection of an inert gas. Therefore, it is possible to avoid the drawback of conventional LECs, such as the generation of crystal defects due to rapid cooling.

(→  効   果 密閉容器4は、るつぼ1の小径部15の内径より広い内
径を持っている。このため、直径の大きい単結晶を引上
げる事ができる。大径の単結晶を引上げるという事は、
後に続くウェハプロ七スに於ける単位素子あたりのコス
トを下げるために有効である。
(→ Effect The closed container 4 has an inner diameter wider than the inner diameter of the small diameter portion 15 of the crucible 1. Therefore, it is possible to pull a single crystal with a large diameter. teeth,
This is effective for lowering the cost per unit element in the subsequent wafer processing.

また、結晶引上の後、るつぼを洗浄するのも容易である
。るつぼの大径部に液体封止剤3が固化して残る事にな
る。原料固体はるつぼから容易に剥離するが、B2O3
が粘り気を持ち容易には剥離しない。このように上方が
拡開していると、B2O3が取れやすいのである。
Furthermore, it is easy to clean the crucible after pulling the crystal. The liquid sealant 3 solidifies and remains in the large diameter portion of the crucible. The raw material solids easily peel off from the crucible, but B2O3
is sticky and does not peel off easily. When the upper part expands like this, B2O3 can be easily removed.

るつぼとして、PBNを用いる事が多いが、PBHのる
つぼに適当な溶剤を入れ、手でもんで変形させると、B
2O3が徐々に剥離してゆくものである。
PBN is often used as a crucible, but if you pour a suitable solvent into a PBH crucible and deform it by hand, B
2O3 gradually peels off.

この点で、第4図のるつぼ8と異なる。狭い周溝11の
中で固まったB2O3は簡単に取れない。
In this respect, it differs from the crucible 8 shown in FIG. B2O3 solidified in the narrow circumferential groove 11 cannot be easily removed.

こうして、本発明では、B2O3の除去のためにるつぼ
を破損するという可能性が低い。るつぼは極めて高価な
のであるから、これは望ましい事である。高価なるつぼ
を何回も繰返して使用できるようになる。
Thus, with the present invention, there is less chance of damaging the crucible due to the removal of B2O3. This is desirable since crucibles are extremely expensive. Expensive crucibles can be used over and over again.

つまり、本発明は、高品質の化合物半導体単結晶を、低
コストで製造する事を可能にするのである。
In other words, the present invention makes it possible to manufacture high-quality compound semiconductor single crystals at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の単結晶製造用るつぼの縦断面図。 第2図は本発明のるつぼを用いた単結晶成長装置の縦断
面図。 第3図は従来例に係る単結晶成長装置の縦断面図。 第4図は従来例に係る単結晶成長装置の縦断面図。 1・・・・・・・・・・・・る  つ ぼ2・・・・・
・・・・・・・原料融液 3・・・・・・・・・・・・液体封止剤4・・・・・−
・・・・・・密閉容器 5・・・・・・・・・・・・引 上 軸6・・・・・・
・・・・・・種 結 晶7・・・・・・・・・・・・る
 つ ぼ8・・・・・・・・・・・・る つ ぼ9・・
・・・・・・・・・・軸通し穴 10・・・・・・・・・・・・受 け 皿11・・・・
・・・・・・・・周   溝13・・・・・・・・・・
・・大 径 部14・・・・・・・・・・・・水 平 
段15・・・・・・・・・・・・小 径 部S・・・・
・・・・・・・・密閉空間 T・・・・・・・・・・・・炉 空 間発明者 中用正
広 多  1) 紘  二 龍見雅美
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a crucible for producing a single crystal according to the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a single crystal growth apparatus using the crucible of the present invention. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a conventional single crystal growth apparatus. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional single crystal growth apparatus. 1...... Crucible 2...
......Raw material melt 3...Liquid sealant 4...-
・・・・・・Airtight container 5・・・・・・・・・Pull up shaft 6・・・・・・
... Seed Crystal 7 ... Crucible 8 ... Crucible 9 ...
.........Shaft through hole 10......Socket plate 11...
...... Circumferential groove 13 ......
...Large diameter part 14...Horizontal
Step 15...Small diameter section S...
・・・・・・・・・Closed space T・・・・・・・・・Furnace space Inventor Masahiro Nakayo 1) Masami Hiro Niryumi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)化合物半導体の原料融液2と液体封止剤3とを収
容したるつぼ1を、下方の開口した密閉容器4によつて
覆い、密閉空間Sを形成し、密閉容器4を貫く引上軸5
の下端に種結晶6を付けておき、種結晶6を原料融液2
に漬け回転させながら引上げる事により、密閉空間Sの
中で単結晶を引上げることとした化合物半導体単結晶の
成長装置に於て用いられるるつぼであつて、主に液体封
止剤3を入れる上方の大径部13と、主に原料融液2を
入れる下方の小径部15と、中間の水平段14、下底の
円底部17とよりなる事を特徴とする単結晶製造用るつ
ぼ。
(1) A crucible 1 containing a raw material melt 2 of a compound semiconductor and a liquid sealant 3 is covered with a closed container 4 having an opening at the bottom, a closed space S is formed, and a liquid is drawn through the closed container 4. Axis 5
A seed crystal 6 is attached to the lower end of the raw material melt 2.
This crucible is used in a compound semiconductor single crystal growth device in which the single crystal is pulled up in a closed space S by dipping it in water and pulling it up while rotating, and it is mainly filled with a liquid sealant 3. A crucible for producing a single crystal, characterized by comprising an upper large diameter part 13, a lower small diameter part 15 into which the raw material melt 2 is mainly placed, an intermediate horizontal stage 14, and a lower circular bottom part 17.
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