JPH02111690A - 化合物半導体結晶成長方法及びそれを実施する装置 - Google Patents
化合物半導体結晶成長方法及びそれを実施する装置Info
- Publication number
- JPH02111690A JPH02111690A JP26277088A JP26277088A JPH02111690A JP H02111690 A JPH02111690 A JP H02111690A JP 26277088 A JP26277088 A JP 26277088A JP 26277088 A JP26277088 A JP 26277088A JP H02111690 A JPH02111690 A JP H02111690A
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- JP
- Japan
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- compound semiconductor
- solution
- crucible
- melt
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
重力偏析が発生し易い組成をもつ化合物半導体結晶を成
長させるのに好適な方法及びそれを実施する装置に関し
、 重力偏析し易い元素を含む溶液中で各元素を簡単な手段
で均一に分布させ、高品質のバルク結晶を得られるよう
にすることを目的とし、化合物半導体溶液（或いは融液
）を収容するるつぼの底面に正側電極を、また、該るつ
ぼの底面に対向する上方に上下可動であって且つ下降さ
せた際に前記化合物半導体溶液（或いは融液）に接触可
能な負側電極をそれぞれ設け、るつぼ内の化合物半導体
溶液（或いは融液）に溶質のエレクトロマイグレーショ
ンが発生する程度の電流を流して該溶質をるつぼ内に均
一に分布させ、その後、該電流を停止してから種結晶を
前記化合物半導体溶液（或いは融液）に接触させて化合
物半導体結品を成長させるよう構成する。
長させるのに好適な方法及びそれを実施する装置に関し
、 重力偏析し易い元素を含む溶液中で各元素を簡単な手段
で均一に分布させ、高品質のバルク結晶を得られるよう
にすることを目的とし、化合物半導体溶液（或いは融液
）を収容するるつぼの底面に正側電極を、また、該るつ
ぼの底面に対向する上方に上下可動であって且つ下降さ
せた際に前記化合物半導体溶液（或いは融液）に接触可
能な負側電極をそれぞれ設け、るつぼ内の化合物半導体
溶液（或いは融液）に溶質のエレクトロマイグレーショ
ンが発生する程度の電流を流して該溶質をるつぼ内に均
一に分布させ、その後、該電流を停止してから種結晶を
前記化合物半導体溶液（或いは融液）に接触させて化合
物半導体結品を成長させるよう構成する。
本発明は、重力偏析が発生し易い組成をもつ化合物半導
体結晶を成長させるのに好適な方法及びそれを実施する
装置に関する。
体結晶を成長させるのに好適な方法及びそれを実施する
装置に関する。
現在、種々な化合物半導体装置を製造する為、多様な化
合物半導体結晶が使用されつつあり、バルク結晶も、二
元混晶のみならず、多元混晶が要求されている。一般に
、均一な組成をもつ高品質のバルク結晶を成長させるに
は、成長条件の厳密な制御が必要である。
合物半導体結晶が使用されつつあり、バルク結晶も、二
元混晶のみならず、多元混晶が要求されている。一般に
、均一な組成をもつ高品質のバルク結晶を成長させるに
は、成長条件の厳密な制御が必要である。
従来の半導体バルク結晶成長は、シリコン或いはＧａＡ
ｓなど、重力偏析が殆ど問題にならない系について実施
されることが多い。
ｓなど、重力偏析が殆ど問題にならない系について実施
されることが多い。
近年、研究段階でＩ ｎＧａＡｓ、ＧａＡｓ Ｐ％Ｉｎ
ＡｓＰなど三元結晶を引き上げ法で成長させた例が報告
されている。
ＡｓＰなど三元結晶を引き上げ法で成長させた例が報告
されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記した従来の技術に於いては、重力偏析を問題にする
程の厳密な組成制御はなされていない。
程の厳密な組成制御はなされていない。
然しなから、例えば、ＩｎＧａＡｓを引き上げ成長法で
成長させようとした場合、Ｉｎに比較するとＧａやＡｓ
は軽い元素である為、溶液状態で放置しておくと、Ｇａ
及びＡｓが溶液上部に偏ってしまう。
成長させようとした場合、Ｉｎに比較するとＧａやＡｓ
は軽い元素である為、溶液状態で放置しておくと、Ｇａ
及びＡｓが溶液上部に偏ってしまう。
第３図はその様子を解説する為の成長装置の要部説明図
である。
である。
図に於いて、■はるつぼ、２は溶液をそれぞれ示してい
る。
る。
図示されているように、溶液２中では、軽い元素である
Ｇａ及びＡｓが溶液２の上方に移動し、全体として元素
の分布は不均一になる。
Ｇａ及びＡｓが溶液２の上方に移動し、全体として元素
の分布は不均一になる。
通常、バルク結晶を成長させる為の種結晶は、るつぼ１
の上方から下降させて溶液２に接触させるのであるから
、溶液２の上方に於ける組成が均一でなければ、成長さ
れたバルク結晶も均質にならないことは云うまでもない
。
の上方から下降させて溶液２に接触させるのであるから
、溶液２の上方に於ける組成が均一でなければ、成長さ
れたバルク結晶も均質にならないことは云うまでもない
。
本発明は、重力偏析し易い元素を含む溶液中で各元素を
簡単な手段で均一に分布させ、商品質のバルク結晶を得
られるようにする。
簡単な手段で均一に分布させ、商品質のバルク結晶を得
られるようにする。
一般に、金属溶液（或いは融液）中に電流を流した場合
、エレクトロマイグレーションと呼ばれている現象で、
元素が電極の方向に移動することが知られている。
、エレクトロマイグレーションと呼ばれている現象で、
元素が電極の方向に移動することが知られている。
本発明は、このエレクトロマイグレーション効果を利用
し、溶質元素の重力偏析を緩和する。
し、溶質元素の重力偏析を緩和する。
第１図は本発明の詳細な説明する為の成長装置の要部説
明図であり、第３図に於いて用いた記号と同記号は同部
分を示すか或いは同じ意味を持つものとする。尚、この
場合も？容ン夜はＩｎＧａＡｓであるとする。
明図であり、第３図に於いて用いた記号と同記号は同部
分を示すか或いは同じ意味を持つものとする。尚、この
場合も？容ン夜はＩｎＧａＡｓであるとする。
図に於いて、３は正側電極、４は負側電極をそれぞれ示
している。
している。
この成長装置に於いては、正側電極３及び負側電極４間
に図示の極性で電圧を印加して溶液２中に電流を流すと
、エレクトロマイグレーション効果に依ってＧａやＡｓ
を正側電極３の方向に移動させることができる。
に図示の極性で電圧を印加して溶液２中に電流を流すと
、エレクトロマイグレーション効果に依ってＧａやＡｓ
を正側電極３の方向に移動させることができる。
従って、この状態で種結晶を下ろし、Ｉ ｎＧａＡｓか
らなろバルク結晶を成長させれば、その組成は所望通り
の均質なものとなる。
らなろバルク結晶を成長させれば、その組成は所望通り
の均質なものとなる。
このようなことから、本発明に依る化合物半導体結晶成
長方法及びそれを実施する装置に於いては、るつぼ（例
えばるつぼ１）内の化合物半導体溶液或いは融液（例え
ば溶液２）の下方から上方に向けて溶質のエレクトロマ
イグレーションが・発生する程度の電流を流して該溶質
をるつぼ内に均一に分布させる工程と、その後、該電流
を停止してから種結晶（例えば種結晶６）を前記化合物
半導体溶液或いは融液に接触させて化合物半導体結晶を
成長させる工程とが含まれるように、また、化合物半導
体溶液（或いは融液）を収容するるつぼの底面に設けら
れた正側電極（例えば正側電極３）と、該るつぼの底面
に対向する上方に上下可動であるように設けられ且つ下
降させた際に前記化合物半導体溶液或いは融液に接触可
能な負側電極（例えば負側電極４）とを備える。
長方法及びそれを実施する装置に於いては、るつぼ（例
えばるつぼ１）内の化合物半導体溶液或いは融液（例え
ば溶液２）の下方から上方に向けて溶質のエレクトロマ
イグレーションが・発生する程度の電流を流して該溶質
をるつぼ内に均一に分布させる工程と、その後、該電流
を停止してから種結晶（例えば種結晶６）を前記化合物
半導体溶液或いは融液に接触させて化合物半導体結晶を
成長させる工程とが含まれるように、また、化合物半導
体溶液（或いは融液）を収容するるつぼの底面に設けら
れた正側電極（例えば正側電極３）と、該るつぼの底面
に対向する上方に上下可動であるように設けられ且つ下
降させた際に前記化合物半導体溶液或いは融液に接触可
能な負側電極（例えば負側電極４）とを備える。
前記手段を採ることに依り、溶液中の重力偏析し易い溶
質をエレクトロマイグレーションに依って逆方向に移動
させることで、溶液全体の組成を均一な状態にすること
ができ、その結果、得られる結晶の組成も均一なものと
なる。また、それを実現するにも、溶液中にエレクトロ
マイグレーションが生成される程度の電流を流すのみで
事足りるものであるから容易に実施することができる。
質をエレクトロマイグレーションに依って逆方向に移動
させることで、溶液全体の組成を均一な状態にすること
ができ、その結果、得られる結晶の組成も均一なものと
なる。また、それを実現するにも、溶液中にエレクトロ
マイグレーションが生成される程度の電流を流すのみで
事足りるものであるから容易に実施することができる。
第２図は本発明一実施例を解説する為の成長装置の要部
説明図を表し、第１図及び第３図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
説明図を表し、第１図及び第３図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
図に於いて、５は種結晶移動杆、６は種結晶、７は導体
をそれぞれ示している。
をそれぞれ示している。
図示例では、るつぼ１の材料は窒化硼素、溶液２はＩ
ｎ ＋Ｇａ ＋ Ａｓ （Ｘ＋ｎ＝０．７３８． ＸＡ
ｓ＝０．２１２．Ｘ、、＝０．０５） 、電極３及び４
の材料はカーボン、種結晶はＩｎＰからなっている。尚
、溶液２の組成は、８４０（’Ｃ）でＩｎＰに格子整合
する組成の結晶との平衡組成になっている。また、電極
４は種結晶移動杆５と同様に」−下可動になっている。
ｎ ＋Ｇａ ＋ Ａｓ （Ｘ＋ｎ＝０．７３８． ＸＡ
ｓ＝０．２１２．Ｘ、、＝０．０５） 、電極３及び４
の材料はカーボン、種結晶はＩｎＰからなっている。尚
、溶液２の組成は、８４０（’Ｃ）でＩｎＰに格子整合
する組成の結晶との平衡組成になっている。また、電極
４は種結晶移動杆５と同様に」−下可動になっている。
さて、るつぼ１の全体を８６０（’Ｃ）まで徐々に昇温
してゆく際、８４０（’Ｃ）付近で電極４を溶液２に浸
漬し、電極３から電極４の方向に電流を流す。
してゆく際、８４０（’Ｃ）付近で電極４を溶液２に浸
漬し、電極３から電極４の方向に電流を流す。
この場合、電流密度は例えば１０ （Ａ／ｃｍ” ３〜
５０ （Ａ／ｃｍ” ）程度の範囲、好ましくは２０（
Ａ／ａｍ”）程度とし、例えば５〔分〕間通電してから
３〔分〕間遮断する操作を結晶成長の開始時まで繰り返
す。
５０ （Ａ／ｃｍ” ）程度の範囲、好ましくは２０（
Ａ／ａｍ”）程度とし、例えば５〔分〕間通電してから
３〔分〕間遮断する操作を結晶成長の開始時まで繰り返
す。
前記るつぼ１の昇温を１！続し、８６０（”Ｃ）に達し
たら、その状態で３０〔分〕間放置し、その後、降温し
で再び８４０（”ｃ）になった際に結晶の成長を開始す
る。
たら、その状態で３０〔分〕間放置し、その後、降温し
で再び８４０（”ｃ）になった際に結晶の成長を開始す
る。
このような操作を行うことで、成長を開始するまでの間
、重力効果とエレクトロマイグレーション効果とで溶液
２内の組成は均一に保たれ、ＩｎＰと格子整合するＩｎ
ＧａＡｓの良質な結晶を得ることができる。
、重力効果とエレクトロマイグレーション効果とで溶液
２内の組成は均一に保たれ、ＩｎＰと格子整合するＩｎ
ＧａＡｓの良質な結晶を得ることができる。
本発明に依る化合物半導体結晶成長方法及びそれを実施
する装置に於いては、るつぼの底面に正側電極を、また
、該るつぼの底面に対向する上方に上下可動であって且
つ下降させた際に化合物半導体溶液（或いは融液）に接
触可能な負側電極をそれぞれ設け、その化合物半導体溶
液（或いは融液）に溶質のエレクトロマイグレーション
が発生する程度の電流を流し、その後、該電流を停止し
てから種結晶を前記化合物半導体溶液（或いは融液）に
接触させて化合物半導体結晶を成長させている。
する装置に於いては、るつぼの底面に正側電極を、また
、該るつぼの底面に対向する上方に上下可動であって且
つ下降させた際に化合物半導体溶液（或いは融液）に接
触可能な負側電極をそれぞれ設け、その化合物半導体溶
液（或いは融液）に溶質のエレクトロマイグレーション
が発生する程度の電流を流し、その後、該電流を停止し
てから種結晶を前記化合物半導体溶液（或いは融液）に
接触させて化合物半導体結晶を成長させている。
前記構成を採ることに依り、溶液中の重力偏析し易い溶
質をエレクトロマイグレーションに依って逆方向に移動
させることで、溶液全体の組成を均一な状態にすること
ができ、その結果、得られる結晶の組成も均一なものと
なる。また、それを実現するにも、溶液中にエレクトロ
マイグレーションが生成される程度の電流を流すのみで
事足りるものであるから容易に実施することができる。
質をエレクトロマイグレーションに依って逆方向に移動
させることで、溶液全体の組成を均一な状態にすること
ができ、その結果、得られる結晶の組成も均一なものと
なる。また、それを実現するにも、溶液中にエレクトロ
マイグレーションが生成される程度の電流を流すのみで
事足りるものであるから容易に実施することができる。
第１図は本発明の詳細な説明する為の化合物半導体結晶
成長装置の要部説明図、第２図は本発明一実施例を解説
する為の成長装置の要部説明図、第３図は化合物半導体
溶液の重力偏析について説明する為の化合物半導体結晶
成長装置の要部説明図をそれぞれ表している。 図に於いて、１はるつぼ、２は溶液、３は正側電極、４
は負側電極、５は種結晶移動杆、６は種結晶、７は導体
をそれぞれ示している。 特許出順人 富士通株式会社 代理人弁理士 拍 谷 昭 司
成長装置の要部説明図、第２図は本発明一実施例を解説
する為の成長装置の要部説明図、第３図は化合物半導体
溶液の重力偏析について説明する為の化合物半導体結晶
成長装置の要部説明図をそれぞれ表している。 図に於いて、１はるつぼ、２は溶液、３は正側電極、４
は負側電極、５は種結晶移動杆、６は種結晶、７は導体
をそれぞれ示している。 特許出順人 富士通株式会社 代理人弁理士 拍 谷 昭 司
Claims (2)
- （１）るつぼ内の化合物半導体溶液（或いは融液）の下
方から上方に向けて溶質のエレクトロマイグレーション
が発生する程度の電流を流して該溶質をるつぼ内に均一
に分布させる工程と、その後、該電流を停止してから種
結晶を前記化合物半導体溶液（或いは融液）に接触させ
て化合物半導体結晶を成長させる工程と が含まれてなることを特徴とする化合物半導体結晶成長
方法。 - （２）化合物半導体溶液（或いは融液）を収容するるつ
ぼの底面に設けられた正側電極と、 該るつぼの底面に対向する上方に上下可動であるように
設けられ且つ下降させた際に前記化合物半導体溶液（或
いは融液）に接触可能な負側電極と を備えてなることを特徴とする化合物半導体結晶成長装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26277088A JPH02111690A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 化合物半導体結晶成長方法及びそれを実施する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26277088A JPH02111690A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 化合物半導体結晶成長方法及びそれを実施する装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111690A true JPH02111690A (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=17380348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26277088A Pending JPH02111690A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 化合物半導体結晶成長方法及びそれを実施する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02111690A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19911755B4 (de) * | 1998-03-16 | 2009-09-24 | Nec Corp. | Vorrichtung zum Ziehen eines Halbleiterkristalls und Verfahren zum Ziehen |
| US8083852B2 (en) * | 2008-05-08 | 2011-12-27 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Single crystal growth method and single crystal pulling apparatus |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP26277088A patent/JPH02111690A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19911755B4 (de) * | 1998-03-16 | 2009-09-24 | Nec Corp. | Vorrichtung zum Ziehen eines Halbleiterkristalls und Verfahren zum Ziehen |
| US8083852B2 (en) * | 2008-05-08 | 2011-12-27 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Single crystal growth method and single crystal pulling apparatus |
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