JPH02204396A - 化合物半導体単結晶製造装置 - Google Patents
化合物半導体単結晶製造装置Info
- Publication number
- JPH02204396A JPH02204396A JP2469889A JP2469889A JPH02204396A JP H02204396 A JPH02204396 A JP H02204396A JP 2469889 A JP2469889 A JP 2469889A JP 2469889 A JP2469889 A JP 2469889A JP H02204396 A JPH02204396 A JP H02204396A
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- Japan
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- crucible
- single crystal
- compound semiconductor
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はルツボの上昇により化合物半導体単結晶を製造
する装置に関するものである。
する装置に関するものである。
（従来の技術）
従来、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等のｍ−ｖ族化合物半導体単結
晶を製造する方法としては液体封止チツクラルスキー法
（ＬＥＣ法）が広く用いられている。しかしながら、こ
の方法は、結晶成長中に熱歪による転位を生ずるという
欠点ををしている。
晶を製造する方法としては液体封止チツクラルスキー法
（ＬＥＣ法）が広く用いられている。しかしながら、こ
の方法は、結晶成長中に熱歪による転位を生ずるという
欠点ををしている。
そこで、この欠点をを克服するためアルカリハライド系
材料の成長に用いられているキロポウロス（Ｋｙｒｏｐ
ｏｕ Ｉｏｓ ）法を応用したＬＥＫ法（Ｌｉｑｕｉｄ
Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ Ｋｙｒｏｐｏｕｌｏｓ）と
いう技術がある。
材料の成長に用いられているキロポウロス（Ｋｙｒｏｐ
ｏｕ Ｉｏｓ ）法を応用したＬＥＫ法（Ｌｉｑｕｉｄ
Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ Ｋｙｒｏｐｏｕｌｏｓ）と
いう技術がある。
ＬＥＫ法は、反応炉内に設置されたルツボ内の化合物半
導体融液に種結晶を接触させた後、反応炉内の温度を徐
々に下げていくことにより単結晶を成長させる方法であ
る。また、本発明者によりＴＫＭ法（↑ｒａｖｅｌｉｎ
ｇ Ｋｙｒｏｐｏｕｌｏｓ Ｍｅｔｈｏｄ）という技術
が開発されている。この方法は、反応炉内に上下方向の
温度分布を設け、種結晶をルツボ内の化合物半導体融液
に接触させてルツボおよび種結晶を上方の低温度頭載に
移動し、種結晶と接触するルツボ内の融液を凝固せしめ
て化合物半導体の単結晶を得る方法である。
導体融液に種結晶を接触させた後、反応炉内の温度を徐
々に下げていくことにより単結晶を成長させる方法であ
る。また、本発明者によりＴＫＭ法（↑ｒａｖｅｌｉｎ
ｇ Ｋｙｒｏｐｏｕｌｏｓ Ｍｅｔｈｏｄ）という技術
が開発されている。この方法は、反応炉内に上下方向の
温度分布を設け、種結晶をルツボ内の化合物半導体融液
に接触させてルツボおよび種結晶を上方の低温度頭載に
移動し、種結晶と接触するルツボ内の融液を凝固せしめ
て化合物半導体の単結晶を得る方法である。
しかしながら、上述のＬＥＫ法およびＴＫＭ法には次の
ような問題点がある。すなわち、単結晶製作終了後、ル
ツボから単結晶を取り出す際に、凝固により体積が膨張
しているため、取り出し作業が困難になるということで
ある。
ような問題点がある。すなわち、単結晶製作終了後、ル
ツボから単結晶を取り出す際に、凝固により体積が膨張
しているため、取り出し作業が困難になるということで
ある。
本発明は以上のような点にかんがみてなされたもので、
その目的とするところは、ルツボからの単結晶取り出し
を容易にする化合物半導体単結晶製造装置を提供するこ
とにある。
その目的とするところは、ルツボからの単結晶取り出し
を容易にする化合物半導体単結晶製造装置を提供するこ
とにある。
上記目的を達成するための本発明は、次のとおりである
。即ち、本発明は、不活性ガスが充填される高圧容器内
に原料融液と液体封止剤が入るルツボを設け、ルツボ周
囲には上方の温度が下方より低い所定の温度分布をつく
るヒーターを設け、種結晶を原料融液に接触させながら
種結晶とルツボを上方に移動する手段を存する化合物半
導体単結晶製造装置において、前記ルツボはその底部に
栓を有し、接栓は高圧容器外部に設けられた駆動機溝に
よりルツボ軸方向に摺動可能であることを特徴とする化
合物半導体単結晶製造装置である。
。即ち、本発明は、不活性ガスが充填される高圧容器内
に原料融液と液体封止剤が入るルツボを設け、ルツボ周
囲には上方の温度が下方より低い所定の温度分布をつく
るヒーターを設け、種結晶を原料融液に接触させながら
種結晶とルツボを上方に移動する手段を存する化合物半
導体単結晶製造装置において、前記ルツボはその底部に
栓を有し、接栓は高圧容器外部に設けられた駆動機溝に
よりルツボ軸方向に摺動可能であることを特徴とする化
合物半導体単結晶製造装置である。
上述のような本発明にかかる化合物半導体単結晶製造装
置では、原料融液が全て凝固して結晶化した後、ルツボ
底部の栓をルツボ軸方向上法に徐々に摺動させることに
より、結晶をルツボ底部から突き上げるとともに、同時
に、種結晶も同速度で引き上げることにより、結晶に歪
を与えることなく、ルツボ内壁から結晶を季離させるこ
とができる。
置では、原料融液が全て凝固して結晶化した後、ルツボ
底部の栓をルツボ軸方向上法に徐々に摺動させることに
より、結晶をルツボ底部から突き上げるとともに、同時
に、種結晶も同速度で引き上げることにより、結晶に歪
を与えることなく、ルツボ内壁から結晶を季離させるこ
とができる。
〔実施例］
以下、図面に示した一実施例に基づいて本発明を説明す
る。
る。
第１図は本発明にかかる化合物半導体単結晶製造装置の
断面図と温度分布図であり、ステンレス製高圧容器（＋
）の下面を貫通する上下および回転自在なルツボ軸（２
）の上端にルツボ支持台（４）を介してＰＢＮ製のルツ
ボ（３）を設置し、ルツボ（３）の周囲に融液帯域のヒ
ーター（４）とその上方に低温度域ヒーター（５）を配
置し、さらに、高圧容器（１）の上面を貫通して上下移
動と回転自在な種結晶軸（６）を設けである。ルツボの
形状は上端の直径が約１３ｃｍ、底部の直径が約７ｃｍ
、深さが１５Ｃ１１であり、約５゜のテーバがついてい
る。ルツボ（３）の底部には開口部が設けられ、ＧａＡ
ｓ融液と反応せず、高温に耐える材料としてＢＮ製の円
柱状の栓（７）が上下摺動可能に前記開口部にはめられ
ている。この栓（７）は、高圧容器（１）外に設置され
た図示されていない駆動機構によりルツボ軸（２）中を
貫通する突き上げ棒（８）を突き上げて、開口部中を上
方に移動させることができる。なお、（９）は断熱材を
示し、唾はルツボ内を観察するビューイングロッドを示
し、ＣＩ＋１は０リングを示す。
断面図と温度分布図であり、ステンレス製高圧容器（＋
）の下面を貫通する上下および回転自在なルツボ軸（２
）の上端にルツボ支持台（４）を介してＰＢＮ製のルツ
ボ（３）を設置し、ルツボ（３）の周囲に融液帯域のヒ
ーター（４）とその上方に低温度域ヒーター（５）を配
置し、さらに、高圧容器（１）の上面を貫通して上下移
動と回転自在な種結晶軸（６）を設けである。ルツボの
形状は上端の直径が約１３ｃｍ、底部の直径が約７ｃｍ
、深さが１５Ｃ１１であり、約５゜のテーバがついてい
る。ルツボ（３）の底部には開口部が設けられ、ＧａＡ
ｓ融液と反応せず、高温に耐える材料としてＢＮ製の円
柱状の栓（７）が上下摺動可能に前記開口部にはめられ
ている。この栓（７）は、高圧容器（１）外に設置され
た図示されていない駆動機構によりルツボ軸（２）中を
貫通する突き上げ棒（８）を突き上げて、開口部中を上
方に移動させることができる。なお、（９）は断熱材を
示し、唾はルツボ内を観察するビューイングロッドを示
し、ＣＩ＋１は０リングを示す。
上記装置により、以下の工程によりＧａＡｓ単結晶を製
作した。まず、ルツボ（３）内にＧａＡｓ多結晶原料又
はＧａとＡｓを一定のモル比で約４ｋｇ。
作した。まず、ルツボ（３）内にＧａＡｓ多結晶原料又
はＧａとＡｓを一定のモル比で約４ｋｇ。
およびＢ ！ Ｏｓを液体封止剤として約２００ｇ充填
し、種結晶０２１を種結晶軸（６）に装填してから、高
圧容器（１）内を真空排気し、不活性ガスとしてＡｒを
導入して約２０ｋｇ／ｃ＋７に加圧し、昇温して原料を
溶融した。原料融液の深さは約１０ｃｍ、液体封止剤の
深さは約２Ｃ１１であった０次いで、種結晶（１２１を
ＧａＡｓの原料融液０りに接触させ、ヒーター（４）、
（５）の温度を制御して、種付けを行った０次に融液帯
の温度を１２５０°Ｃ１低温度域の温度を１１００°Ｃ
に制御しながら、種結晶０２１を５．５ａｉ／Ｈｒ、ル
ツボ（３）を５ａｍ／ｌｌｒの速度で上方に移動させ、
原料融液０カを全て固化させた０次いで、突き上げ棒（
８）により栓（７）を徐々に突き上げて、成長したＧａ
Ａｓ単結晶をルツボ側底部から押し上げ、同時に種結晶
軸（６）も上方に同じ速度で引き上げた。栓（７）の長
さは少なくとも液体封止剤０４１の深さよりも長くし、
ＧａＡｓ単結晶が、栓（７）により突き上げられた状態
では、液体封止剤０４１の上面に完全に出るようにした
０次いで、ヒーター（５）を制御しながら、ＧａＡｓ単
結晶全体を均熱に冷却して、その温度を室温まで下げ、
高圧容器（１）から取り出した。このようにして得られ
たＧａＡｓ単結晶はリネージを含まず、低転位密度（＜
５ Ｘ １０”ｅｍ−９であり、半絶縁性（ρ〉１０
？Ωｃｍ）の均一な結晶であった。
し、種結晶０２１を種結晶軸（６）に装填してから、高
圧容器（１）内を真空排気し、不活性ガスとしてＡｒを
導入して約２０ｋｇ／ｃ＋７に加圧し、昇温して原料を
溶融した。原料融液の深さは約１０ｃｍ、液体封止剤の
深さは約２Ｃ１１であった０次いで、種結晶（１２１を
ＧａＡｓの原料融液０りに接触させ、ヒーター（４）、
（５）の温度を制御して、種付けを行った０次に融液帯
の温度を１２５０°Ｃ１低温度域の温度を１１００°Ｃ
に制御しながら、種結晶０２１を５．５ａｉ／Ｈｒ、ル
ツボ（３）を５ａｍ／ｌｌｒの速度で上方に移動させ、
原料融液０カを全て固化させた０次いで、突き上げ棒（
８）により栓（７）を徐々に突き上げて、成長したＧａ
Ａｓ単結晶をルツボ側底部から押し上げ、同時に種結晶
軸（６）も上方に同じ速度で引き上げた。栓（７）の長
さは少なくとも液体封止剤０４１の深さよりも長くし、
ＧａＡｓ単結晶が、栓（７）により突き上げられた状態
では、液体封止剤０４１の上面に完全に出るようにした
０次いで、ヒーター（５）を制御しながら、ＧａＡｓ単
結晶全体を均熱に冷却して、その温度を室温まで下げ、
高圧容器（１）から取り出した。このようにして得られ
たＧａＡｓ単結晶はリネージを含まず、低転位密度（＜
５ Ｘ １０”ｅｍ−９であり、半絶縁性（ρ〉１０
？Ωｃｍ）の均一な結晶であった。
以上説明したように本発明によれば、ルツボはその底部
に栓を有し、接栓は高圧容器外部に設けられた駆動機構
によりルツボ軸方向に摺動可能であるため、化合物半導
体単結晶に損傷を与えることなく、ルツボから該単結晶
を取り出すことができるという優れた効果がある。
に栓を有し、接栓は高圧容器外部に設けられた駆動機構
によりルツボ軸方向に摺動可能であるため、化合物半導
体単結晶に損傷を与えることなく、ルツボから該単結晶
を取り出すことができるという優れた効果がある。
第１図は本発明にかかる化合物半導体単結晶製造装置の
一実施例の断面図と温変分布図である。 ｌ・・・高圧容器、 ２・・・ルツボ軸、 ３・・・ル
ツボ、７・・・栓、 ８・・・突き上げ棒、 １２・
・・種結晶、１３・・・原料融液、 １４・・・液体
封止剤。
一実施例の断面図と温変分布図である。 ｌ・・・高圧容器、 ２・・・ルツボ軸、 ３・・・ル
ツボ、７・・・栓、 ８・・・突き上げ棒、 １２・
・・種結晶、１３・・・原料融液、 １４・・・液体
封止剤。
Claims (1)
- 不活性ガスが充填される高圧容器内に原料融液と液体封
止剤が入るルツボを設け、ルツボ周囲には上方の温度が
下方より低い所定の温度分布をつくるヒーターを設け、
種結晶を原料融液に接触させながら種結晶とルツボを上
方に移動する手段を有する化合物半導体単結晶製造装置
において、前記ルツボはその底部に栓を有し、該栓は高
圧容器外部に設けられた駆動機溝によりルツボ軸方向に
摺動可能であることを特徴とする化合物半導体単結晶製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2469889A JPH02204396A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2469889A JPH02204396A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02204396A true JPH02204396A (ja) | 1990-08-14 |
Family
ID=12145396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2469889A Pending JPH02204396A (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02204396A (ja) |
-
1989
- 1989-02-02 JP JP2469889A patent/JPH02204396A/ja active Pending
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