JPS6379789A - 半導体単結晶の製造方法および装置 - 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】 （７）技術分野 この発明は、ＧａＡｓ、　ＩｎＰ、　ＧａＰ、　Ｓｉ、
　Ｇｅなどの半導体単結晶の育成方法及び装置に関する
。

特に、不純物をドーピングする場合、不純物濃度を均一
にするための方法および装置に関する。

ここで、不純物は、単結晶の電気的特性や結晶性を制御
するため１・でドープするもので％　Ｓ１％　Ｓ”％　
Ｚｎ％Ｉｎ％ｓｂなどさまざまである。

半導体単結晶と、ここでいうのはバルク単結晶のことで
ある。エピタキシャル薄膜単結晶ではない。

半導体単結晶の製造方法としては、帯溶融法、ブリッジ
マン法、引上げ法などがある。

この内、引上げ法は、高純度の単結晶が得られる。大口
径化しやすい、などの特長があって、現在、最も広く行
なわれている単結晶成長方法である。

高純度の結晶が得られるのは、石英を容器として用いな
くてよいからである。ブリッジマン法は、石英ボートか
ら、Ｓｉが混入する惧れがある。

引上げ法は、るつぼの中に原料多結晶、不純物を入れ、
抵抗加熱ヒータ或は高周波コイルによって加熱し、溶融
した原料に、種結晶を漬け、回転させながら種結晶を引
上げることにより、単結晶を成長させてゆく方法である
。

石英るつぼにかわって、最近はＰＢＮるつぼが使われる
ので、Ｓｉによる汚染の問題がない。

（イ）従来技術 単結晶には、不純物をドーピングすることも多い。

原料融液の中で、不純物の偏析係数ｋが１であれば、不
純物濃度は結晶の全体に於て均一になる。

しかし、多くの不純物について偏析係数には１ではない
。

ここで偏析係数というのは、固液界面に於て接する固相
と液相に於ける不純物濃度の比ｌ として定義される。Ｃｓは固相に於ける不純物濃度、Ｃ
１は液相に於ける不純物濃度である。

多くの不純物について、ｋは１より小さい。

このような場合、結晶の中へ不純物が人やにくいという
事であるから、原料融液の不純物濃度が次第に濃縮され
てゆく。このため、引上げられた単結晶の上方（種結晶
に近い方）では不純物濃度が低く、下方（種結晶に遠い
方）では不純物濃度が高くなる。

初期の融液中の不純物をＣｏ、固化率をｇとすると、そ
の固化率に対応する結晶位置の不純物濃度Ｃｓは、 Ｃ５＝ｋＣｏ　（１−ｇ）ｋ−１（２）によって与えら
れる。固化率というのは単結晶中の肩部の方からの距離
を実効的に表現する変数であって、肩部からその位置ま
での結晶の重量を、最初の原料融液の重量で割ったもの
である。

引上げの最初は、ｇ＝０に対応し、終期に於てｇは１に
近い値となる。

（２）式からｋが１より小さい時、ｇ→１でＣｓが発散
する、という事が分る。実際には、ｇ＝１になるまで引
上げることはすく、るつぼ内）ζ、融液を残した状態で
引上げを終了する。

結晶の位置によって不純物濃度が異なる、というのは望
ましい事ではない。結晶全体に於て、不純物濃度が均一
でなければならない。

不純物濃度を一様にするための方法として、最も期待さ
れているのは二重るつぼ法であろう。

これは外るつぼの中に内るつぼを用いる。内るつぼの底
壁、側壁には原料融液が通る小さな穴がある。この穴は
、融液が通るが、不純物の拡散はないような、小さな穴
である。

原料融液は、内るつぼの中にも、外にも存在している。

内るつぼの中へ種結晶を漬けて単結晶を引上げる。最初
、内るつぼの中の不純物濃度を高くシ、（外るつぼの中
で）内るつぼの外の不純物濃度を低くしておく。

こうすると、内るつぼ中で不純物が濃縮されても、濃度
の低い融液が穴から流入するので、濃度は不変に保たれ
る。

これが二重るつぼ法の原理である。

しかし、実際には、穴を通して不純物の拡散があり、長
い時間のかかる結晶成長であるから、拡散の影響が色濃
くあられれる。やはり、成長の終期近くになって、不純
物濃度が高くなってしまう。

内るつぼの穴径を小さくすれば拡散も減少するが、そう
すると、原料融液がスムーズに流れない。

従って、二重るつぼ法であっても、不純物濃度を結晶全
体に於て一様にできるわけではない。

偏析係数（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃ
ｉｅｎｔ又はｓｅｇｒｅｇａｔ　ｔｏｎｃｏｅｆｆｉｃ
ｉｅｎｔ）は、現象論的す値テアッテ、圧力、るつぼと
結晶の回転数などによって変わる。これは固定的な値で
はない。

しかしながら、偏析係数を変えるためにはどのようにす
ればよいのか？という事は従来、明らかではなかった。

従って、二重るつぼ法具上に、不純物濃度を一様にでき
るような方法はなかったといえる。

（ロ）磁場印加引上げ法 不純物濃度が単結晶中に於て不均一になる、というのは
引上げ法だけに限った問題ではない。ブリッジマン法に
於ても問題にはなる。

引上げ法の固有の難点は、結晶成長が行なわれている固
液界面近傍の温度が不安定である、という事である。

この原因のひとつに固液界面近傍での温度勾配が大きい
、ということがある。原料融液中に於て、下方が高温に
上方が低温になるので、激しい対流が起こる。

対流によって、結晶成長界面で激しい温度変動が生ずる
。このため、単結晶にストリエーションのような欠陥が
生じた。これは成長速度の遅速によって発生する縞模様
であって、単結晶を軸を含む断面で切って、適当なエツ
チング液によってエツチングする事によって出現する。

不純物をドープする場合、この縞模様は、不純物濃度の
ゆらぎに対応している。つまり、不純物濃度が短い周期
で変動するのである。

このような欠陥は、界面での対流による周期的な温度変
動に起因する。

原料融液の激しい対流を抑制するために、原料融液に強
い磁場を印加する方法が提案された。

磁場印加引上げ法と、仮に呼ぶ。

たとえば、特開昭６０−１６８９１号などに、磁場印加
引上げ法が述べられている。

原料融液に強磁場を印加すると、荷電粒子に強いローレ
ンツ力が働く。ローレンツ力は、磁力線のまわりに、荷
電粒子を拘束させる力であるから、荷電粒子が制動作用
を受ける。

原料融液は高温状態であるから、荷電粒子が存在する。

これらの動きが拘束されるから、融液全体の対流も制動
を受けることになる。

対流が抑制されると成長界面が平静になるから、温度変
動も小さくなる。

この結果ストリエーションが薄くなり、周期も広くなる
。また、不純物濃度の短い周期的変動もなくなる。

このように、磁場を印加するということは、原料融液の
対流を抑え、温度変動を抑制するという目的で行なわれ
た。

磁場印加引上げ法は、それゆえチョクラルスキー法（Ｃ
Ｚ）、液体カプセル法（ＬＥＣ法）において、よく知ら
れた引上げ法である。しかし、強力な磁場を印加するの
が難しくて、未だ研究用の段階である。

磁場印加の研究が進むにつれて、強い磁場を加えること
による、意外な効果が新たに見出された。

強磁場印加により、不純物の偏析係数ｋが１に近付く、
ということである。磁場印加時の実効偏折係数をｋｅｆ
ｆとかく。これは磁場が強い時に１に近づく。

つまり、 ６ｉｍ　ｋｅｆｆ　＝　１　　　　　　　　　　　　（
３）Ｈ→■ という傾向が見出されたのである。もしも偏析係数が１
であれば、単結晶のどの位置に於ても、不純物濃度が均
一になるはずである。つまり、成長軸の方向において、
不純物分布が均一になる。

（３）式は、強磁場印加による新しい効果を表現してい
る。しかし、この収束性は、ホスト成分、不純物によっ
て異なる。一般に収束性はよくない。

かなや強い磁場をかけないと、偏析係数は１に近づかな
い。従来しばしば行なわれた１０００〜１５００ガウス
程度の磁場では、偏析係数を、変化させるにあたって殆
ど効果がない。４０００ガウス〜５ｏｏｏガウス程度の
強い磁場でなければならない。

に）発明が解決しようとする問題点 実効偏析係数ｋを１に近づけるために強磁場が要るとい
っても、不純物の種類によって、強磁場の程度が異なる
。

ｋがもともと１に近いものもあれば、１から遠いものも
ある。１に近いｋであれば、これを１に近づけるのに要
する磁場は比較的少なくてよい。

しかし、１から遠いｋであれば、より強い磁場を印加し
なければならない。

ｋの値自体だけでなく、磁場によるｋの変化、すなわち
（ａｋ／θＨ）の大きさにもよる。Ｈによる偏微分が小
さければ、ｋを１に近づけるために必要な磁場の値も大
きい。

このように、実効偏析係数ｋを１に近づけるために強磁
場が有効である、といっても、必要な強磁場は、不純物
やホスト結晶の種類によって相異する。

さらに、磁場の大きさを変化させなければならない他の
理由がある。

実効偏析係数ｋｅｆｆが１に近付くといっても、近付く
だけであって、１にはならないし、１をこえる変化をす
るわけではない。絶対値１１−ｋｌが、強磁場の作用に
よって減るだけである。

ｋ＜１の不純物の場合、磁場印加状態で引上げをすると
、やはり不純物濃度が引上げとともに上昇してくる。

不純物濃度の上昇にもかかわらず、結晶全長にわたって
不純物濃度を均一にするためには、固化率ｇの増大とと
もに、磁場の強さを小さくしてゆけばよい。磁場の強さ
を小さくしてゆくと、偏析係数が小さくなってゆくから
、原料融液中の不純物濃度が大きくなってきたとしても
、結晶中にとりこまれる不純物の量が相対的に減るから
、結晶中の不純物濃度の増大を抑えることができる。

磁場を原料融液に印加する手段としては、比較的低い磁
場に対しては、従来、第５図）て示すような、常電導マ
グネットが使われた。

第５図に於て、炉体１′の中に、上軸２、下軸３、ヒー
タ１５などが設けられる。下軸３の上にはサセプタ５に
よって、ルツボ６が保持されている。

ルツボ６の中には原料融液７と、液体封止剤８が収容さ
れる。上軸２の下端には種結晶４が取付けられており、
これに続いて、原料融液７から、単結晶９が引上げられ
る。

炉体１の中には、窒素ガス、アルゴンガスなどの加圧気
体が充填されている。

炉体１の外側に於て、原料融液７を囲むような高さに、
常電導マグネット１０が設置されている。

常電導マグネットは装置が簡単である。このため、比較
的低い磁場の場合には、コストが安くすむ。さらに、磁
場の大きさを変える事が容易である。電流の値を変えれ
ばよいからである。

しかし、反面、高い磁場を常電導マグネットによって発
生させようとすると、装置が大がかりとなり、コストも
高くつく。コストというのは主に電力費のことである。

そこで、高い磁場を発生させたい場合には、第６図に示
すように、超電導マグネット１１が用いられる。

超電導マグネットは、極低温に冷却した状態で電流を流
さなければならないから、設備が大がかりになる。しか
し、それでも、高い磁場を発生させる場合には、常電導
マグネットよりも装置が小さくて済む、という利点があ
る。

超電導マグネットはさらに、磁場を発生し維持するコス
トが安い、という特長がある。超電導コイルには抵抗が
０の状態で電流が流れ、永久電流となるからである。

しかし、これは一定電流を流す場合だけのことである。

磁場の強さを変化させようとする°と、永久電流を使用
できない。このためコストが高くなる。

磁場の強さを変化させようとすると、クウェンチを起こ
す危険も高くなる。このような理由で、超電導マグネッ
トの磁場の強さを変えるのは適当でない。

このように、常電導マグネットのみ、或は超電導マグネ
ットのみでは、強い磁場を比較的低コストで発生し、し
かも磁場の強さを自由に変化させる、という事は事実上
、困難であった。

６０　　目　　　　的 磁場印加単結晶引上げ法に於て、結晶中の不純物濃度を
均一にするために印加する磁場は強力であって、しかも
磁場強度を自由に変化させうるものでなければならない
。

強力な磁場を印加することができ、しかも磁場強度を自
由に変化させることのできる磁場印加装置を提供するこ
とが本発明の第１の目的である。

磁場強度を変化させて、不純物変動の少ない単結晶を引
上げる方法を提供することが本発明の第２の目的である
。

（２）構　成 本発明は、常電導マグネットと超電導マグネットを並用
する。両者の特長を相補的に利用するのである。

これによって、高磁場において磁場を自在に変化させる
事ができるようになる。高磁場が制御可能になるので、
均一な不純物濃度分布をもつ半導体単結晶を育成するこ
とができる。

以下、図面によって説明する。

第１図は本発明の半導体単結晶製造装置の縦断面図であ
る。

炉体１は、耐圧容器であって、中央には、上方から上軸
２、下方から下軸３が回転昇降自在に設けられている。

下軸３の上には、サセプタ５が固定される。これは例え
ばグラファイトなとで作る。サセプタ５の中には、ルツ
ボ６が支持される。ルツボ６は、例工ばＰＢＮのルツボ
である。

ルツボ６には、原料融液７と、液体封止剤８が収容され
ている。液体封止剤は、Ｂ２Ｏ３、ＫＣ６，ＮａＣＡ！
などである。

ルツボ６、サセプタ５の周囲には、原料を加熱し融液と
し、融液温度を適当に保つためのヒータ１５が設けられ
ている。

これは、液体カプセル法（ＬＥＣ）の例であるから、液
体封止剤８によって原料融液７を蓋い、かつ不活性気体
を高圧になるように充填している。

これによってＶ族元素、Ａｓ１Ｐなどの揮散を防いでい
る。

上軸２の下端には種結晶４を取付ける。種結晶４を下降
して、原料融液７に漬け、種付けする。

この後、種結晶４を回転させながら引上げることにより
、単結晶９を引上げてゆく。下軸３も回転させることが
多い。ふつうはルツボと種結晶の回転方向は反対向きに
する。

液体封止剤８は、原料融液からと、引上げ直後の結晶表
面からのＶ族元素の揮散を抑える。

本発明は、液体カプセル法に適用範囲が限られているの
ではない。液体封止剤を用いない単なる引上げ法（チョ
クラルスキー法、Ｃ２法）−にも用いる事ができる。

以上の構成は周知の構成である。

本発明に於ては、さらに、炉体１の外側にあって、原料
融液７とほぼ同じ高さに、上軸、下軸と同軸関係にある
ふたつの空心ソレノイドコイル型のマグネット１０．１
１を設けている。

同心２重に配置されたマグネットのうち、内側のものは
常電導マグネット１０であり、外側のものは超電導マグ
ネット１１である。

いずれのマグネッ）１０．１１も、原料融液の中に強磁
場を発生させることにより、不純物の実効偏析係数を制
御するｋめのものである。

（ホ）作　用 常電導マグネットと超電導マグネットによって、同時に
磁場を印加させるから、原料融液に印加された磁場は、
常電導マグネットによって発生した磁場と超電導マグネ
ットによって発生した磁場とをたし合わせたものになる
。

常電導マグネットにより発生した磁場をＢＮ、超電導マ
グネットにより発生した磁場をＢＳとすると、原料融液
にかかる磁場ＢＴは、 ＢＴ　＝ＢＮ＋　ＢＳ　　　　　　　　　　（４）とな
る。

超電導マグネットにより、ある一定の強い磁場ＢＳを常
時印加しておく。超電導マグネットの磁場の大きさを変
化させるのは困難であ、るから、これは一定の磁場とす
るのである。

常電導マグネットによっても磁場を発生させるが、この
磁場は比較的弱い磁場である。そして常電導マグネット
による磁場ＢＮを変化させる。

ＢＳと１３Ｎとを重畳するから、強い磁場をかけつつ、
しかも磁場の強度を変化させることができるようになる
。

この場合、超電導マグネットは、永久電流のまま使用す
ることができるので、安全に運転できる。

また運転コストも安い。

また、必要に応じ、常電導マグネットあるいは超電導マ
グネットのみを使用する事ができる、ということもこの
方法の長所である。

汐）不純物濃度を均一にする条件 不純物の偏析係数を１に近づけるために強い磁場を加え
る、ということが本発明の出発点であった。そして、変
動できる強磁場を与えるために、超電導、常電導マグネ
ットを併用する、というのが本発明の新規な点である。

不純物濃度をに＝１にしなくても、原理的には不純物濃
度を結晶全長にわたって均一にすることができる。これ
は、強い磁場を印加でき、しかも大きさを変化させる事
ができるので可能になるのである。

第７図は、記号を説明するための図である。るつぼ内の
原料融液の重量をＬ１引上げた単結晶の重量をＳ、原料
融液中に含まれる不純物の重量をｍとする。

原料融液と結晶の重量の和が一定であるから、微分の和
はＯである。

ｄＳ−１−ｄＬ＝０　　　　　　　　　（４）融液中の
不純物濃度はｍ／Ｌで与えられる。これに偏析係数と、
結晶の引上げ量ｄＳとを乗じたものが、結晶の中に取込
まれる不純物の量（−ｄｍ）である。

これは、原料融液中の不純物の量の減少分であるから（
−ｄｍ）となる。

−ｄｍ　＝　ｋ　ｄＳ　ｍ／Ｌ　　　　　　　　　（５
）これに（４）を代入すると、 となる。

Ｌは原料融液の重量であるが、最初の重量をＬｏとする
と、固化率ｇを用いて、 Ｌ＝　ｔ、ｏ　（１−ｇ）　　　　　　　　（７）と書
くことができる。これはむしろ固化率ｇの定義のような
ものである。

これを（６）に代入すると ｍ　　　　１−　ｇ さきに述べたように、偏析係数には磁場Ｈによって変化
させる事ができる。磁場Ｈの大きさを固化率ｇの函数と
して、適当にコントロールするとする。

このコントロールの方法がどのようなものであればよい
のか？を求めるのが、ここの目的である。

（８）式に於て、ｋを定数とすれば（２）式のような濃
度変化の式が得られる。

ここでは、（８）式のｋがＨを通じ、ｇの函数であると
考えるのである。

（８）を積分して、 を得る。結晶中の不純物濃度Ｃｓは となる。

ｇの値にかかわらず、不純物濃度Ｃｓが一定（ｄｃｓ＝
０）になるための条件を０１から求める。

αＱの両辺の対数をとって、これを微分すると、となる
。これは、変数分離の微分方程式になり、これを積分す
ると、 となる。但しＣ′は積分定数である。

これから、 ｋ　＝　−（１４） であればよい事になる。但しＣは定数である。Ｃは正の
定数である。ｇ＝Ｑのとき磁場を大きくし、次第に磁場
を下げてゆけばよいという事が分る。

もちろん、これだけで問題が解けたことにはならない。

磁場の大きさＨと、偏析係数の関係ｋ（ロ）が分らなけ
ればならない。これは、測定可能な量であるから、不純
物に対し、Ｈを変化させてｋ（ロ）を定めることができ
る。

この関係ｋ（ロ）と（１→から、 に＠）＝　　　　　　　　　　　　　　（１５）１＋　
□ 　−ｇ という式を得る。これにより、固化率ｇの値に対し、印
加すべき磁場の大きさＨが求められる。

定数Ｃは、不純物濃度の設定値ＣＳによって決定するこ
とができろ。

このようシ；シて、ｋ＝１と厳密にならなくても、磁場
の大きさを変動させれば、不純物濃度を均一にできるの
である。

（ト）実施例 第１図のような装置を用いて、ＳｉドープＧａＡｓ単結
晶の引上げを実施した。

６インチ径のＰＢＮるつぼに、 （１）　　アンドープＧａＡｓ多結晶　　　　　４００
０　ｇ（ｉｉ）　　１１ナインの高純度シリコンＳｉ　
　　　１．２６ｇ０ｉｆ）　　Ｂ、０３　（液体封止剤
）　　　　　　　　ｓｏｏ　ｇを順にチャージした。Ｓ
ｉが１．２６ｇというのは、４４　ｗｔｐｐｍのＳｉが
ドープされる量である。

ＧａＡｓ種結晶を原料融液に漬けて、ＧａＡｓ単結晶を
引上げた。雰囲気は１０気圧のアルゴンガスである。

引上げ速度は１０朋／ｈである。

磁場については、第２図に示すように、最初は６３００
ガウス程度の強い磁場をかけ、成長とともトで、磁場の
大きさを低減していった。

超電導マグネット１１によって、４０００ガウスの一定
磁場を原料融液に印加する。

常電導マグネットにより磁場を発生させるが、これは成
長とともに漸減させてゆく。固化率にして、０．６程度
になるまで、磁場を制御しながら結晶成長を行なった。

こうして、直径３インチ、重さ約２４ｋｇのＳｉドープ
ＧａＡｓ単結晶が得られた。

比較例として、磁場を全く加えずに、他は同じ条件で、
　ＳｉドープＧａＡｓ単結晶を成長させｋ。

これらの単結晶について、成長軸方向のキャリヤ濃度分
布を測定した。その結果を、比較例について第３図に、
本発明の実施例について第４閣に示す。

横軸は固化率ｇである。ｇ＝＝Ｑが成長の始まりであり
、０．６近傍が終わりである。

縦軸はキャリヤ濃度である。

磁場を加えない場合の第３図に於て、キャリヤ濃度は、
結晶の上部（ｇが小さい）に於て小さく、結晶の下部（
ｇが大きい）に於て大きくなってぃる、という事がわか
る。つまり、不純物濃度が、成長とともに変動するので
ある。

本発明の実施例に於ては、第４図に示すように、不純物
濃度が成長中、均一になっている、という事が分る。さ
らに、ｇ＝０での不純物濃度が高くなっているが、これ
は、偏析係数が大きくなっているからである。

このように、強い磁場を加え、しかもこれを低減してゆ
くことにより、成長軸方向に、極めて均一性の高いキャ
リヤ濃度をもつ単結晶が得られた。

（ロ）効　果 本発明に於ては、超電導マグネットと、常電導マグネッ
トを併用し、強い磁場を変動可能なものとして発生させ
ることができる。

実効偏析係数が強磁場によって１に近づくという性質を
利用し、強磁場を制御することにより、成長軸方向に非
常に均一なキャリヤ濃度をもつ単結晶を育成することが
できる。

これにより、ウェーハの歩留まりは飛躍的に向上する。

また必要に応じ、超電導マグネットと常電導マグネット
とを使い分けることができ、コストの面でも非常に有利
な装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の単結晶引上げ装置の縦断面図。 第２図は本発明の実施例た於ける原料融液に印加する磁
場の変化を固化率の函数として示すグラフＯ 第３図は従来例による単結晶引上げ法によりＳｉドープ
ＧａＡｓ単結晶を製造した場合のキャリヤ濃度測定結果
を示すグラフ。 第４図は本発明の実施例によって単結晶（ＳｉドープＧ
ａＡｓ　）を引上げた場合のキャリヤ濃度測定結果を示
すグラフ。 第５図は従来例にかかる単結晶成長装置の縦断面図。 第６図は従来例にかかる単結晶成長装置の縦断面図。 第７図は融液結晶間の重量、不純物の重量など記号を説
明する略図。 １・・・・・・・・・・・・炉　　　体２・・・・・・
・・・・・・上　　　軸３・・・・・・・・・・・・下
　　　　軸４・・・・・・・・・・・・種　結　晶５・
・・・・・・・・・・・サセプタ ６・・・・・・・・・・・・る　　つ　ぼ７・・・・・
・・・・・・・原料融液 ８・・・・・・・・・・・・液体封止剤９・・・・・・
・・・・・・単　結　晶１０・・・・・・・・・・・・
常電導マグネット１１・・・・・・・・・・・・超電導
マグネット１５・・・・・・・・・・・・ヒ　　−　　
タ発明者　　多田紘二 河崎亮久 用瀬智博 特許出願人　　住友電気工業株式会社 第　　　　　２　　　　図 実施例に於る磁場の変化 （Ｇ） 固化率　ｇ 第　　　　３　　　　　図 第　　　　４　　　　　図 同化率ｇ 第　　　　５　　　　　図 従　　来　　例 第　　γ　　図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）るつぼの中に半導体原料と不純物とを入れ、ヒー
   タによつて加熱して原料融液とし、原料融液に磁場を印
   加し、種結晶を原料融液に漬け、回転しながら種結晶を
   引上げることによつて単結晶を引上げるようにした半導
   体単結晶の製造方法に於て、炉体外周に設置した超電導
   マグネットと常電導マグネットにより原料融液に磁場を
   印加し、不純物の偏析係数を磁場の大きさによつて制御
   しながら、単結晶を引上げるようにした事を特徴とする
   半導体単結晶の製造方法。
2. （２）超電導マグネットの磁場は一定とし、常電導マグ
   ネットの磁場を変動させる事により、原料融液に印加さ
   れる磁場を制御するようにした事を特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の半導体単結晶の製造方法。
3. （３）原料融液に印加される磁場の強さを、結晶成長の
   始期に於て大きくし、成長の進行とともに磁場の強さを
   低減してゆくことを特徴とする特許請求の範囲第（２）
   項記載の半導体単結晶の製造方法。
4. （４）結晶重量Ｓを、最初の融液の重量Ｌ＿ｏで除した
   値である固化率ｇと、不純物の偏析係数ｋの間に、ｃを
   任意定数として、 ｋ＝１／｛１＋ｃ／（１−ｇ）｝ の関係を保つように、磁場の強さを制御することを特徴
   とする特許請求の範囲第（３）項記載の半導体単結晶の
   製造方法。
5. （５）原料融液７を収容するるつぼ６と、るつぼ６を昇
   降回転自在に支持する下軸３と、昇降回転自在であつて
   、下端に種結晶４を支持する上軸２と、るつぼ６の周囲
   に設けられ原料融液を加熱するヒータ１５と、るつぼ６
   、ヒータ１５、上軸２、下軸３などを囲む炉体１と、炉
   体１の外部に設けられ原料融液７に磁場を印加するため
   の少なくともひとつの超電導マグネット１１と、少なく
   ともひとつの常電導マグネット１０とよりなる事を特徴
   とする半導体単結晶の製造装置。
6. （６）超電導マグネット１１及び常電導マグネット１０
   が空心ソレノイドコイル型マグネットであることを特徴
   とする特許請求の範囲第（５）項記載の半導体単結晶の
   製造装置。