KR20050083265A - LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장시 단결정의 균열 방지안 - Google Patents

LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장시 단결정의 균열 방지안 Download PDF

Info

Publication number
KR20050083265A
KR20050083265A KR1020040011730A KR20040011730A KR20050083265A KR 20050083265 A KR20050083265 A KR 20050083265A KR 1020040011730 A KR1020040011730 A KR 1020040011730A KR 20040011730 A KR20040011730 A KR 20040011730A KR 20050083265 A KR20050083265 A KR 20050083265A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lec
single crystals
crystal growth
gaas single
crack
Prior art date
Application number
KR1020040011730A
Other languages
English (en)
Inventor
오명환
정현석
김광호
Original Assignee
네오세미테크 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 네오세미테크 주식회사 filed Critical 네오세미테크 주식회사
Priority to KR1020040011730A priority Critical patent/KR20050083265A/ko
Publication of KR20050083265A publication Critical patent/KR20050083265A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/42—Gallium arsenide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

내용 적용

Description

LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장시 단결정의 균열 방지안 {Crystal growth process for crack-free GaAs single crystals grown by LEC}
일반적으로, 화합물 반도체의 제조 방법으로는 LEC(Liquid Encapsulated Czochralski)법, VGF(Vertical Gradient Freeze)법, LE-VB(Liquid Encapsulated Vertical Bridgman)법 등이 사용되고 있으며 각각 서로 다른 장,단점을 가지고, 발전해 가고 있다. 그 중에서도 LEC법에서의 가장 큰 장점으로는 대구경화의 용이성 및 빠른 성장속도를 말할 수 있다. 그러나 이러한 장점과 함께 따라오는 기존 결정 성장 공법의 단점으로는 결정 성장 시 단결정내의 내부와 외부의 온도 차에 의해 그 결정성이 매우 불안정한 상태로 존재하게 된다는 것인데, 이는 결정 성장 장치의 냉각장치(cooling system)과 밀접한 관련이 있다.
그리고, 도 1에서 보듯이 대부분의 GaAs LEC 성장 장치의 구성으로는 단결정 생성로인 챔버(100)와, 상기 챔버(100)내에 GaAs 용융물(melt)과 해당 GaAs 용융물에 대한 차폐제(encapsulant)인 삼산화붕소(B2O3)를 담기 위한 반응용기(20)와, 상기 반응용기(20)의 테두리 둘레에서 상기 반응용기(20)를 가열하기 위한 흑연 히터(graphite heater)(30)와, 상기 장치들과 제품을 보호하기 위한 heat shield등을 포함하여 이루어진다.
그리고, 도 2는, 사용원료(As)의 휘발을 억제하기 위하여 사용되는 차폐제 (B2O3)에 관련된 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
LEC법에 의한 방법으로 GaAs 용융물로부터 GaAs 단결정을 성장시킬 때, GaAs 용융물로부터 As의 휘발이 제품의 거시적 미시적 특성과 밀접한 관련을 갖게 되며, 이러한 As의 휘발을 억제하기 위하여 삼산화붕소를 그 차폐제로 사용한다.
이러한, 차폐제의 사용은 이미 성장된 결정 내에서 큰 온도의 구배를 가져오게 되며, 이는 결정의 결함밀도(EPD:Edge Pit Density)증가와 같은 미시적 결함 또는 성장후 단결정의 균열(Crack), 다결정(Poly crystal), 쌍정(Twin)과 같은 거시적 결함에 지대한 영향을 미치게 된다.
그리고, 도 3은, 도 1을 사용함에 있어 결정 성장 장치의 내에서의 분위기 온도 결정에 관한 개략도이다.
LEC 결정성장법의 냉각(cooling)과정은 장비를 이루고 있는 물에 의한 강제냉각방식이라서 공냉에 비하여 매우 급격한 열충격을 야기시킨다. 이러한 측면은 I단결정을 성장시 성장 단결정들이 열충격에 노출되는 원인이 되며, 아울러 특히 냉각공정 시 균열(crack) 등을 야기할 수 있는 근거가 된다.
본 발명의 목적은 대구경의 GaAs 단결정 성장 시의 문제점들을 감안하되 최적의 냉각공정 조건을 확보하여, 균열이 억제되는 범위 내에서의 빠른 냉각공정을 확보하는데 있다.
GaAs 단결성 성장시, 2“ 직경의 경우 1000℃를 기준으로 상부온도에서의 냉각속도를 정하고 이보다 빠른 속도로 하부온도에서의 냉각속도를 결정하여 실시한 결과, 장비 및 생산 결정에 특정한 문제 사항 없이 진행 하였으며, 그 특성 또한 기존의 것과 비슷하였다.
다음으로 본 발명의 근본적인 목적으로 하고 있는 대구경인 6“ 단결정을 사용하여 800℃를 기준으로 하여 상부온도에서의 냉각속도를 정하고 이보다 빠른 속도로 하부온도에서의 냉각속도를 결정하여 실시한 결과, 상기 명시된 소구경의 경우와 같이 장비 및 생산 결정에 특정한 문제 사항 없이 공정을 진행할수 있었으며, 그 특성 또한 기존의 것과 비슷하였고 시간은 발명전의 것과 비교하여 4시간정도 단축시킬 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명은 소구경 및 대구경의 GaAs 단결정 성장에 있어서 새로운 냉각공정에 의해 빠른 냉각시간을 사용한 급속한 냉각공정 시 발생 할 수 있는 균열(crack)발생 현상을 근본적으로 제거할 수 있었다.또, 이와 같은 공정 시간 단축으로 인해 생산성 개선에도 기여할 수 있었다.
도 1은 LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장에 사용되는 결정 성장 장치.
도 2는 LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장 시 차폐제로 사용되는 B2O3 사용에대한 온도구배의 개략도.
도 3은 LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장 시 분위기 온도 결정에 관한 개략도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 성장로 110:반응 용기
120: Heater 130: Heat shield
210: 온도 구배 220: GaAs melt
220: 차폐제(B2O3) 310: 냉각수

Claims (1)

  1. GaAs 단결정 성장 후 필요한 냉각공정 시, 2“ 에서 6” 직경의 경우, 특정 온도를 기준으로 한 냉각속도(cooling rate)를 다르게 정하여 균열(crack) 발생을 억제하며, 냉각(cooling) 시간을 단축시키는 공정 법. 2“ 직경의 경우 1000℃를, 6" 직경의 대구경 경우, 800℃를 각각 그 기준으로 냉각속도(cooling rate)를 변화 시키는 공정법.
KR1020040011730A 2004-02-23 2004-02-23 LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장시 단결정의 균열 방지안 KR20050083265A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040011730A KR20050083265A (ko) 2004-02-23 2004-02-23 LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장시 단결정의 균열 방지안

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040011730A KR20050083265A (ko) 2004-02-23 2004-02-23 LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장시 단결정의 균열 방지안

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050083265A true KR20050083265A (ko) 2005-08-26

Family

ID=37269526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040011730A KR20050083265A (ko) 2004-02-23 2004-02-23 LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장시 단결정의 균열 방지안

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050083265A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1762884A1 (en) 2005-09-07 2007-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1762884A1 (en) 2005-09-07 2007-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104619893A (zh) 单晶硅生长装置以及单晶硅生长方法
EP0992618B1 (en) Method of manufacturing compound semiconductor single crystal
JPS6046998A (ja) 単結晶引上方法及びそのための装置
Rudolph et al. Bulk growth of GaAs An overview
CN110484965B (zh) 一种氧化镓晶体及其生长方法和生长装置
US5047113A (en) Method for directional solidification of single crystals
KR20040089737A (ko) 단결정 ｉｉ-ｖｉ및 ｉｉｉ-ｖ족 화합물들을 성장시키기위한 장치
CN109137080B (zh) 一种硒镓钡晶体生长的方法
KR20050083265A (ko) LEC법에 의한 GaAs 단결정 성장시 단결정의 균열 방지안
KR101292703B1 (ko) 단결정 성장장치
RU2261295C1 (ru) Способ выращивания монокристаллов германия
RU2818932C1 (ru) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ (GaAs)
JPS5983999A (ja) ３−５族化合物単結晶の製造方法
JP4200690B2 (ja) ＧａＡｓウェハの製造方法
JPH11302094A (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
KR101956754B1 (ko) GaAs 단결정 성장 장치
JPS6090897A (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法および製造装置
Jin et al. Defects of GaAs Crystals Grown by the Pulling-Down Method
JPH04187585A (ja) 結晶成長装置
KR20230151794A (ko) 갈륨비소 단결정 성장장치 및 성장방법
JPH01208396A (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
JP2005132717A (ja) 化合物半導体単結晶およびその製造方法
JPH09315881A (ja) 半導体結晶の製造方法
CN117071051A (zh) 一种温度梯度凝固制备化合物晶体的均衡凝固方法
JPS59131597A (ja) 高品質ガリウム砒素単結晶の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMDR Request for amendment