JPH0255288A - 高解離圧化合物半導体単結晶成長方法及びその装置 - Google Patents
高解離圧化合物半導体単結晶成長方法及びその装置Info
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- JPH0255288A JPH0255288A JP63205860A JP20586088A JPH0255288A JP H0255288 A JPH0255288 A JP H0255288A JP 63205860 A JP63205860 A JP 63205860A JP 20586088 A JP20586088 A JP 20586088A JP H0255288 A JPH0255288 A JP H0255288A
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- 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
- C30B15/22—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal
- C30B15/28—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal using weight changes of the crystal or the melt, e.g. flotation methods
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- 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
- C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
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- Organic Chemistry (AREA)
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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〕
本発明は高解離圧成分ガスの圧力制御を行なう高解離圧
化合物単結晶成長方法及びその装置に関するものである
。
化合物単結晶成長方法及びその装置に関するものである
。
高解離圧化合物半導体単結晶成長方法の一〇として特開
昭６０−２５５６９２号公報に開示された方法がある。
昭６０−２５５６９２号公報に開示された方法がある。
この方法を用いる従来の具体的な単結晶成長装置につい
て、第２図を参照して詳しく説明する。第２図の高解離
圧化合物半導体ｊｌｉ結晶成長装置は、外容器１と、そ
の内部に収容された密封容器上体２ａ、密封容器下体２
ｂからなる密封容器２と、」１瑞にフラノン３ａを、中
間に緩衝機構３ｂを有し外容器１を気密に上下動可能に
貫通して設けられた押し上げ軸３と、上部から外容器１
および密封容器上体２ａの土壁を貫いて密封容器２の内
部に延び、上下動かつ回転可能な上軸フォースパー４と
、同様に下部から外容器１および密封容器下体２ｂの下
壁を貫いて密封容器２の内部に延び、上下動かつ回転可
能な下軸フ）−スパー５と、この下軸フォースパー５の
上端に設けられたサセプタ６と、このサセプタ６に支持
された原料融液容器（るっぽ）７と、密封容器２の外側
に設置された加熱機構（ヒータ）８．８’ と、密封容
器２に設けられた高解離圧成分ガス圧制御炉９と、密封
容器上体２ａと上軸フォースパー４との接触摺動部、密
封容器下体２ｂと下軸フォースパー５との接触摺動部に
それぞれ設けられだ液体シール剤１０．ｔｏ’ と、
上軸フォースパー４を挿入させて外容器１内に挿入され
た上軸アウターフルチューブ１１と、上１１１１フォー
スパー４と上軸アウタープルチューブ１１に接続された
ロードセル１２と、外容器ｌの上方から密封容器２内に
気密に挿入された透光性ロッド１３とからなっており、
前記ヒータ８′とロードセル１２との間にはＡ／Ｄ変換
器１４およびフンピユータ１５が接続されている。なお
、密封容器上体２ａ、密封容器下体２ｂは接合部２Ｇ、
２ｄにおいて接合され密封容器２内は密封されてい
る。
て、第２図を参照して詳しく説明する。第２図の高解離
圧化合物半導体ｊｌｉ結晶成長装置は、外容器１と、そ
の内部に収容された密封容器上体２ａ、密封容器下体２
ｂからなる密封容器２と、」１瑞にフラノン３ａを、中
間に緩衝機構３ｂを有し外容器１を気密に上下動可能に
貫通して設けられた押し上げ軸３と、上部から外容器１
および密封容器上体２ａの土壁を貫いて密封容器２の内
部に延び、上下動かつ回転可能な上軸フォースパー４と
、同様に下部から外容器１および密封容器下体２ｂの下
壁を貫いて密封容器２の内部に延び、上下動かつ回転可
能な下軸フ）−スパー５と、この下軸フォースパー５の
上端に設けられたサセプタ６と、このサセプタ６に支持
された原料融液容器（るっぽ）７と、密封容器２の外側
に設置された加熱機構（ヒータ）８．８’ と、密封容
器２に設けられた高解離圧成分ガス圧制御炉９と、密封
容器上体２ａと上軸フォースパー４との接触摺動部、密
封容器下体２ｂと下軸フォースパー５との接触摺動部に
それぞれ設けられだ液体シール剤１０．ｔｏ’ と、
上軸フォースパー４を挿入させて外容器１内に挿入され
た上軸アウターフルチューブ１１と、上１１１１フォー
スパー４と上軸アウタープルチューブ１１に接続された
ロードセル１２と、外容器ｌの上方から密封容器２内に
気密に挿入された透光性ロッド１３とからなっており、
前記ヒータ８′とロードセル１２との間にはＡ／Ｄ変換
器１４およびフンピユータ１５が接続されている。なお
、密封容器上体２ａ、密封容器下体２ｂは接合部２Ｇ、
２ｄにおいて接合され密封容器２内は密封されてい
る。
この装置を用いて化合物半導体単結晶を育成する場合に
は、先ず、るつぼ７内に原料となる■族金属（Ｇａ）を
投入し、密封容器２の底部に高解離圧成分固体（Ａｓ）
を置き、外容器１および密封容器２内を真空状態とした
後、ヒータ８，８′を発熱させ液体ソール剤ｉｏ、ｔｏ
’ を溶融し、密封容器２を外容器１と隔離し、不活性
カスにて外容器１内を所定の圧力とし、更にヒータ８′
を発熱させ高解離圧成分固体を蒸発させ、かつ高解離圧
成分ガス圧制御炉９を調節して密封容器２内を所定の圧
力の高解離圧成分ガス（Ａ ｓ）で満たし、この高解離
圧成分ガスとるっぽ７内の■族金属と反応させ原料融液
（ＧａＡｓ）１６を作り、この状態で上軸フォースパー
４を下降して種結晶（ＧａＡｓ）］７を原料融液１６に
浸漬し、」二軸フォースパー４を回転しつつ引き上げる
ことにより化合物半導体単結晶（Ｇ ａＡ ｓ）を得る
ことができる。
は、先ず、るつぼ７内に原料となる■族金属（Ｇａ）を
投入し、密封容器２の底部に高解離圧成分固体（Ａｓ）
を置き、外容器１および密封容器２内を真空状態とした
後、ヒータ８，８′を発熱させ液体ソール剤ｉｏ、ｔｏ
’ を溶融し、密封容器２を外容器１と隔離し、不活性
カスにて外容器１内を所定の圧力とし、更にヒータ８′
を発熱させ高解離圧成分固体を蒸発させ、かつ高解離圧
成分ガス圧制御炉９を調節して密封容器２内を所定の圧
力の高解離圧成分ガス（Ａ ｓ）で満たし、この高解離
圧成分ガスとるっぽ７内の■族金属と反応させ原料融液
（ＧａＡｓ）１６を作り、この状態で上軸フォースパー
４を下降して種結晶（ＧａＡｓ）］７を原料融液１６に
浸漬し、」二軸フォースパー４を回転しつつ引き上げる
ことにより化合物半導体単結晶（Ｇ ａＡ ｓ）を得る
ことができる。
この際に高解離圧成分ガス圧制御炉９の温度制御により
原料融液の組成制御を行なっている。なお、９ａは高解
離圧成分固体（Ａｓ）である。
原料融液の組成制御を行なっている。なお、９ａは高解
離圧成分固体（Ａｓ）である。
ところが、以上のような高解離圧成分ガスの圧力の制御
を行なう単結晶引き上げ法によって化合物半導体単結晶
を育成する場合、直接合成によって原料融液を作る際゛
にはその組成制御か重要となるが、従来原料融液の組成
制御は、高解離圧成分ガス圧制御炉９の温度制御によっ
て行っていたため、組成比が正確に把握できず、最適高
解離圧成分ガス圧制御温度を求めるべくその過程で多く
の実験を必要としていた。
を行なう単結晶引き上げ法によって化合物半導体単結晶
を育成する場合、直接合成によって原料融液を作る際゛
にはその組成制御か重要となるが、従来原料融液の組成
制御は、高解離圧成分ガス圧制御炉９の温度制御によっ
て行っていたため、組成比が正確に把握できず、最適高
解離圧成分ガス圧制御温度を求めるべくその過程で多く
の実験を必要としていた。
また、直接合成によって原料融液を作る過程では合成終
了の確認がとれず、適当と思われる（呆持時間経過後に
単結晶の引き上げ操作に移るという状況であり、前記合
成終了の確認かとれた上で単結晶引き上げ操作に移れる
よう政務か要望されている。
了の確認がとれず、適当と思われる（呆持時間経過後に
単結晶の引き上げ操作に移るという状況であり、前記合
成終了の確認かとれた上で単結晶引き上げ操作に移れる
よう政務か要望されている。
以上のような状態を改善するためには、原料融液容器（
るつぼ）支持軸も含めた総厚ｆ４融液容器重量を測定し
て原料融液の正確な重↑を測定し、原料融液の精密な組
成制御を行なえばよい。
るつぼ）支持軸も含めた総厚ｆ４融液容器重量を測定し
て原料融液の正確な重↑を測定し、原料融液の精密な組
成制御を行なえばよい。
原料融液の正確な測定をするには、るつぼ内の■族元素
の重量が既知であるから、反応により溶は込んだ高解離
圧成分による重量変化を正確に測定することができれば
よいわけである。
の重量が既知であるから、反応により溶は込んだ高解離
圧成分による重量変化を正確に測定することができれば
よいわけである。
ところが、第２図に示す前記従来例においては、下軸フ
ォースパー５にロードセルが設けられていないため、原
料融液の重量を計測することが出来ず、精密な組成制御
を行うことがてきないという問題があった。
ォースパー５にロードセルが設けられていないため、原
料融液の重量を計測することが出来ず、精密な組成制御
を行うことがてきないという問題があった。
そこで、下軸フォースバー５にロードセルを取り付ける
ことが考えられるか、この下軸フォースバー５にロード
セルを取り付けたとしても、引き上げ装置の構造に由来
して密封容器２内と外容器１内との差圧によってロード
セルの測定が悪くなるという問題かある。即ち、高解離
圧成分ガスを密封容器２内に密封するため、下軸フォー
スバー５は密封容器２の内圧と外容器１の内圧との差圧
分の力を受ける。このために正確な総るっは重量を検出
することが困難となり、ひいては原料融液１６の正確な
組成制御を行なうことが困難となる。
ことが考えられるか、この下軸フォースバー５にロード
セルを取り付けたとしても、引き上げ装置の構造に由来
して密封容器２内と外容器１内との差圧によってロード
セルの測定が悪くなるという問題かある。即ち、高解離
圧成分ガスを密封容器２内に密封するため、下軸フォー
スバー５は密封容器２の内圧と外容器１の内圧との差圧
分の力を受ける。このために正確な総るっは重量を検出
することが困難となり、ひいては原料融液１６の正確な
組成制御を行なうことが困難となる。
本発明は、従来の高解離圧化合物半導体単結晶成長方法
及びその装置が持つ以上のような問題点を解決すべく、
第１の発明においては、密封容器の気密性をも確保しつ
つ、原料融液の正確な組成制御を行うことができる高解
離圧化合物半導体単結晶成長方法を、第２の発明におい
ては、密封容器の気密性を確保しつつ原料融液の正確な
組成制御を行うことができる高解離圧化合物半導体単結
晶成長装置を提供することを目的とする。
及びその装置が持つ以上のような問題点を解決すべく、
第１の発明においては、密封容器の気密性をも確保しつ
つ、原料融液の正確な組成制御を行うことができる高解
離圧化合物半導体単結晶成長方法を、第２の発明におい
ては、密封容器の気密性を確保しつつ原料融液の正確な
組成制御を行うことができる高解離圧化合物半導体単結
晶成長装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成させるために次のような構成
としている。即ち、第１の発明においては、加熱密封容
器内に密封された高解離圧成分ガスの圧力を制御しつつ
、前記密封容器内で化合物半導体単結晶を引き上げるチ
ョクラルスキー法による化合物半導体単結晶成長方法で
あって、前記単結晶を引き上げる上軸フォースバーに取
り付けられた第１のロードセルおよび前記密封容器内の
原料融液容器を支持する下軸フォースバーに取り付けら
れた第２のロードセルにより、前記原料融液容器内の原
料融液の重量変化を測定し、この測定重量変化より直接
合成された原料融液の重量を算出して原料融液の組成を
制御するようにし、 第２の発明においては、外客２ｇと、この外容器内に設
けられた密封容器と、前記外容器および密封容器の土壁
、下壁をそれぞれ上下動かつ回転可能に気密に貫通して
密封容器内部に延ばされて設けられた上軸フォースバー
および下軸フォースバーと、前記密封容器内において下
軸フォースバーにより支持された原料融液容器と、前記
密封容器を加熱可能にこの密封容器外に設けられた加熱
機構と、前記密封容器に設けられた高解離圧成分ガス圧
制御炉と、前記上軸フォースバーに接続された第１のロ
ードセルと、前記下軸フォースバーに接続された第２の
ロードセルとからなる構成としている。
としている。即ち、第１の発明においては、加熱密封容
器内に密封された高解離圧成分ガスの圧力を制御しつつ
、前記密封容器内で化合物半導体単結晶を引き上げるチ
ョクラルスキー法による化合物半導体単結晶成長方法で
あって、前記単結晶を引き上げる上軸フォースバーに取
り付けられた第１のロードセルおよび前記密封容器内の
原料融液容器を支持する下軸フォースバーに取り付けら
れた第２のロードセルにより、前記原料融液容器内の原
料融液の重量変化を測定し、この測定重量変化より直接
合成された原料融液の重量を算出して原料融液の組成を
制御するようにし、 第２の発明においては、外客２ｇと、この外容器内に設
けられた密封容器と、前記外容器および密封容器の土壁
、下壁をそれぞれ上下動かつ回転可能に気密に貫通して
密封容器内部に延ばされて設けられた上軸フォースバー
および下軸フォースバーと、前記密封容器内において下
軸フォースバーにより支持された原料融液容器と、前記
密封容器を加熱可能にこの密封容器外に設けられた加熱
機構と、前記密封容器に設けられた高解離圧成分ガス圧
制御炉と、前記上軸フォースバーに接続された第１のロ
ードセルと、前記下軸フォースバーに接続された第２の
ロードセルとからなる構成としている。
第１の発明においては、上軸フォースバー 下軸フォー
スバーにそれぞれ取り付けられた第１のロードセル、第
２のロードセルにより、原料融液のｆｆ１ｆｆｉ変化を
測定し、゛この測定重量変化より直接合成された原料融
液の重量を算出して原料融液の組成を自動制御すること
により、密封容器内と外容器内の差圧による総原料融液
重量の測定精度に対する悪影響を解決し原料融液の正確
な自動組成制御を行なうことを可能とし、 第２の発明においては、上軸フォースバー 下軸フォー
スバーにそれぞれ取り付けられた第１のロードセル、第
２のロードセルにより、原料融液の重量変化を測定し、
この重量変化に基づいて直接会１戊された原料融液の重
量を正確に算出し、これにより高解離圧成分ガス圧制御
炉温度を調整して原料融液組成を正確に自動制御するこ
とを可能とする。
スバーにそれぞれ取り付けられた第１のロードセル、第
２のロードセルにより、原料融液のｆｆ１ｆｆｉ変化を
測定し、゛この測定重量変化より直接合成された原料融
液の重量を算出して原料融液の組成を自動制御すること
により、密封容器内と外容器内の差圧による総原料融液
重量の測定精度に対する悪影響を解決し原料融液の正確
な自動組成制御を行なうことを可能とし、 第２の発明においては、上軸フォースバー 下軸フォー
スバーにそれぞれ取り付けられた第１のロードセル、第
２のロードセルにより、原料融液の重量変化を測定し、
この重量変化に基づいて直接会１戊された原料融液の重
量を正確に算出し、これにより高解離圧成分ガス圧制御
炉温度を調整して原料融液組成を正確に自動制御するこ
とを可能とする。
第１の発明においては、前記従来法の状況に鑑みて、下
軸フォースバー５に第２のロードセル２４を具備し、上
軸フォースバー４に具備した第１のロードセル１２を併
用することにより、密封容器２内と外容器１内との差圧
による総るつぼ重量の測定精度に対する悪影響（高解離
圧成分ガスを密封容器２内に密封するため、後記する下
軸アウタープルチューブ２３の端は密封容器２の外側に
設置する必要があり、このため下軸フォースバー５は密
封容器２の内圧と外容器１の内圧との差圧分の力を受け
る。このために正確な総るつぼ重量を検出することが困
難となり、ひいては原料融液１６の正確な組成制御を行
なうことが困難となる）を解消し原料融液１６の正確な
組成制御を行い得るようにしている。
軸フォースバー５に第２のロードセル２４を具備し、上
軸フォースバー４に具備した第１のロードセル１２を併
用することにより、密封容器２内と外容器１内との差圧
による総るつぼ重量の測定精度に対する悪影響（高解離
圧成分ガスを密封容器２内に密封するため、後記する下
軸アウタープルチューブ２３の端は密封容器２の外側に
設置する必要があり、このため下軸フォースバー５は密
封容器２の内圧と外容器１の内圧との差圧分の力を受け
る。このために正確な総るつぼ重量を検出することが困
難となり、ひいては原料融液１６の正確な組成制御を行
なうことが困難となる）を解消し原料融液１６の正確な
組成制御を行い得るようにしている。
即ち、密封容器２内と外容器１内の差圧をΔＰ、上軸フ
ォースパー４の半径をＲ１、下軸フォースパー５の半径
をＲ２、上軸フォースノ＼−４に取り付けた第１のロー
ドセル１２が検出する重１をＷｌ、真の重量をｗｌ、下
軸フォースパー５に取り付けた第２のロードセル２４が
検出する重量をＲ７、真の重量をＲ２とすると、 第１のロードセル１２．第２のロードセル２４には密封
容器２の内圧と外容器１の内圧との圧力差の変動分が影
響するので、 Ｗ １−Ｗ Ｉ＋△ＰＸπＸＲ。
ォースパー４の半径をＲ１、下軸フォースパー５の半径
をＲ２、上軸フォースノ＼−４に取り付けた第１のロー
ドセル１２が検出する重１をＷｌ、真の重量をｗｌ、下
軸フォースパー５に取り付けた第２のロードセル２４が
検出する重量をＲ７、真の重量をＲ２とすると、 第１のロードセル１２．第２のロードセル２４には密封
容器２の内圧と外容器１の内圧との圧力差の変動分が影
響するので、 Ｗ １−Ｗ Ｉ＋△ＰＸπＸＲ。
Ｗ、＝賓、−ΔＰ×πｘ Ｒｔ
となり、これより
ΔＰ×π−（Ｗｌ Ｗｌ）÷Ｒ１
、’、 ｗ２＝Ｗ、＋（Ｗ、−ｗ、）ＸＲ％÷Ｒここ
で Ｒｔ＝ ｋＸ Ｒ＋ とすると、種結晶を原料融液にｉｉｌする以前では、實
、は〜定であるから、 Ｗ、−Ｗ、＋（Ｗｌ−Ｗｌ）Ｘｋ２ ｗ ｔ−Ｗ ２ ＋ ｋ’ Ｘ Ｗ 、 −ｃ但し Ｃ
は定数 となり正確な原料融液の重量か求められる。
で Ｒｔ＝ ｋＸ Ｒ＋ とすると、種結晶を原料融液にｉｉｌする以前では、實
、は〜定であるから、 Ｗ、−Ｗ、＋（Ｗｌ−Ｗｌ）Ｘｋ２ ｗ ｔ−Ｗ ２ ＋ ｋ’ Ｘ Ｗ 、 −ｃ但し Ｃ
は定数 となり正確な原料融液の重量か求められる。
上述の結果から上軸フォースパー４に取り付けられた第
１のロードセル１２と同様に、押し上げ軸３．緩衝機構
３ｂに通された下軸アウタープルチューブ２３及びこの
下軸アウタープルチューブ２３に通された下軸フォース
パー５に第２のロードセル２４を取り付けておくこ七に
より、正確な原料融液の測定が可能となる。
１のロードセル１２と同様に、押し上げ軸３．緩衝機構
３ｂに通された下軸アウタープルチューブ２３及びこの
下軸アウタープルチューブ２３に通された下軸フォース
パー５に第２のロードセル２４を取り付けておくこ七に
より、正確な原料融液の測定が可能となる。
前述の演算処理を行なう手段としては、コンピューター
１５による方法や電気回路による方法等がある。このよ
うにして得られた正確な原料融液の重量をもとにして自
動制御を行なうことにより、精密な組成制御を行なうこ
とが可能となる。
１５による方法や電気回路による方法等がある。このよ
うにして得られた正確な原料融液の重量をもとにして自
動制御を行なうことにより、精密な組成制御を行なうこ
とが可能となる。
次に、第１の発明の方法の一実施例を第１図に示す装置
に基づいて説明する。なお、本実施例の装置において従
来例と同一部分には同一符号を用いてその説明を省略す
る。
に基づいて説明する。なお、本実施例の装置において従
来例と同一部分には同一符号を用いてその説明を省略す
る。
本実施例の装置は下軸フォースパー５に第２のロードセ
ル２４を具備する点を除いて従来例の第２図に示した高
解離圧化合物半導体単結晶成長装置と同様である。
ル２４を具備する点を除いて従来例の第２図に示した高
解離圧化合物半導体単結晶成長装置と同様である。
本実施例においては、従来例のロードセル１２と同じも
のが第１のロードセル１２とされ、上軸フォースパー４
と下軸フォースパー５との外径は異なる外径とされてい
る。
のが第１のロードセル１２とされ、上軸フォースパー４
と下軸フォースパー５との外径は異なる外径とされてい
る。
本実施例においては、上部にフランジ３ａを中間に緩衝
機構３ｂを有し外容器ｌを気富に上下動可能に貫通して
押し上げ軸３が設けられている。
機構３ｂを有し外容器ｌを気富に上下動可能に貫通して
押し上げ軸３が設けられている。
この押し上げ輔３のフランジ３ａは密封容器２の底部に
当接されている。押し上げ軸３および緩衝機構３ｂには
、下軸フォースパー５に嵌合された下軸アウタープルチ
ューブ２３が上下摺動および摺動回転可能に挿入され、
この下軸アウタープルチューブ２３には回転駆動機構（
図示せず）が取り付けられている。下軸フォースパー５
．下軸アウタープルチューブ２３の下端には第２のロー
ドセル２４か取り付けられ、この第２のロードセル２４
にはＡ／Ｄ変換器２５を介してコンピュータ１５が接続
されている。
当接されている。押し上げ軸３および緩衝機構３ｂには
、下軸フォースパー５に嵌合された下軸アウタープルチ
ューブ２３が上下摺動および摺動回転可能に挿入され、
この下軸アウタープルチューブ２３には回転駆動機構（
図示せず）が取り付けられている。下軸フォースパー５
．下軸アウタープルチューブ２３の下端には第２のロー
ドセル２４か取り付けられ、この第２のロードセル２４
にはＡ／Ｄ変換器２５を介してコンピュータ１５が接続
されている。
そして、第１のロードセル１．２．第２のロードセル２
４を用いて原料融液の重礒変化を測定する。
４を用いて原料融液の重礒変化を測定する。
即ち、第１のロードセル１２．第２のロードセル２４か
らの出力信号をＡ／Ｄ変換器１４，２５によってディジ
タル信号に変換しコンピュータ１５に取り込み、数値演
算を行い、正１ｉ（１な総るつぼ重量を算出しこの値を
基に高解離圧成分ガス圧制御炉？晶度を調整し原料融液
組成を自動制御する。
らの出力信号をＡ／Ｄ変換器１４，２５によってディジ
タル信号に変換しコンピュータ１５に取り込み、数値演
算を行い、正１ｉ（１な総るつぼ重量を算出しこの値を
基に高解離圧成分ガス圧制御炉？晶度を調整し原料融液
組成を自動制御する。
運転例
第１図に示した構造を有する高解離圧化合物半導体単結
晶成長装置を使用して、ΔＳの蒸気圧制御を行ないなが
ら、ＧａΔＳ単結晶の引き上げを行なった。育成条件は
引き上げ速度５ｍｍ／ｈ、結晶回転５ ｒｐｍ、るつぼ
回転５ ｒｐｍとした。
晶成長装置を使用して、ΔＳの蒸気圧制御を行ないなが
ら、ＧａΔＳ単結晶の引き上げを行なった。育成条件は
引き上げ速度５ｍｍ／ｈ、結晶回転５ ｒｐｍ、るつぼ
回転５ ｒｐｍとした。
得られた結晶は、直径８０ｍｍ、長さ１００ｍｍの単結
晶であり、均一性の高い良、好なちのであった。
晶であり、均一性の高い良、好なちのであった。
従来、高解離圧成分ガスの圧力制御を行う高解離圧化合
物半導体単結晶成長方法及び装置においては、正確な自
動組成制御を行うことは困難であったが、本実施例によ
れば容易にかつ正確に組成制御された均一な単結晶か得
られ、かつ原料融液１６の直接合成の終了時点が確認可
能となる。
物半導体単結晶成長方法及び装置においては、正確な自
動組成制御を行うことは困難であったが、本実施例によ
れば容易にかつ正確に組成制御された均一な単結晶か得
られ、かつ原料融液１６の直接合成の終了時点が確認可
能となる。
次に第２の発明について述べると、この第２の発明の一
実施例としては既に述へた第１図に示す装置による実施
が該当し、これは前述の説明で明らかであるのでその説
明を省略するか、この第２の発明の実施例によれば、第
１のロードセル１２と第２のロードセル２４とにより、
前記原料融液１６の重量変化を測定し、この重量変化に
基づいて直接合成された原料融液の重量を正確に算出し
、高解離圧成分ガス圧制御炉温度を調整して原料融液組
成を容易にかつ正確に自動制御することかでき、また、
原料融液の直接合成の終了時点の確認か可能となる。
実施例としては既に述へた第１図に示す装置による実施
が該当し、これは前述の説明で明らかであるのでその説
明を省略するか、この第２の発明の実施例によれば、第
１のロードセル１２と第２のロードセル２４とにより、
前記原料融液１６の重量変化を測定し、この重量変化に
基づいて直接合成された原料融液の重量を正確に算出し
、高解離圧成分ガス圧制御炉温度を調整して原料融液組
成を容易にかつ正確に自動制御することかでき、また、
原料融液の直接合成の終了時点の確認か可能となる。
なお、前記実施例においては、上軸フォースバー４と下
軸フォースバー５との外径を異なる径としたが、これに
限られることなく同一外径とじてもよい。
軸フォースバー５との外径を異なる径としたが、これに
限られることなく同一外径とじてもよい。
第１の発明によれば、上軸フォースバー、下軸フォース
バーにそれぞれ取り付けられた第１のロードセル、第２
のロードセルにより、原料融液の重１変化を測定し、こ
の測定重量変化より直接合成された原料融液の重量を算
出して原料融液の組成を自動制御することにより、密封
容器内と外容器内の差圧による総原料融液重ｌの測定精
度に対する悪影響を解消して原料融液の正確な組成制御
を容易に行なうことが可能となり、・また、原料融液の
直接合成の終了時点の確認が可能となる。
バーにそれぞれ取り付けられた第１のロードセル、第２
のロードセルにより、原料融液の重１変化を測定し、こ
の測定重量変化より直接合成された原料融液の重量を算
出して原料融液の組成を自動制御することにより、密封
容器内と外容器内の差圧による総原料融液重ｌの測定精
度に対する悪影響を解消して原料融液の正確な組成制御
を容易に行なうことが可能となり、・また、原料融液の
直接合成の終了時点の確認が可能となる。
また、第２の発明によれば、上軸フォースバー下軸フォ
ースバーにそれぞれ取り付けられた第１のロードセル、
第２のロードセルにより、原料融液の重量変化を測定し
、この重量変化に基づいて直接合成された原料融液の重
量を正確に算出し、これにより高解離圧成分ガス圧制御
炉温度を調整して原料融液組成を容易にかつ正確に自動
制御することができ、また、原料融液の直接合成の終了
時点の確認が可能となる。
ースバーにそれぞれ取り付けられた第１のロードセル、
第２のロードセルにより、原料融液の重量変化を測定し
、この重量変化に基づいて直接合成された原料融液の重
量を正確に算出し、これにより高解離圧成分ガス圧制御
炉温度を調整して原料融液組成を容易にかつ正確に自動
制御することができ、また、原料融液の直接合成の終了
時点の確認が可能となる。
第１図は第１の発明を実施するための装置の一例を示す
概略断面図、第２図は従来の高解離圧化合物半導体単結
晶成長方法を実施するための装置の一例を示す概略断面
図である。 １・・・・・外容器、２・・・・密封容器、４・・・・
・・上軸フォースバー ５・・ 下軸フォースバー ７
・・ 原料融液窓”＆４ （るつぼ）、８．８’ ・
・・・加熱機構（ヒータ）、９ ・・・・高解離圧成分
ガス圧制御炉、１１・上軸アウタープルチューブ、１２
・・・・・第１のロードセル、１６・・・原料融液、２
３・・・・・下軸アウタープルチューブ、２４・・・・
・第２のロードセル。
概略断面図、第２図は従来の高解離圧化合物半導体単結
晶成長方法を実施するための装置の一例を示す概略断面
図である。 １・・・・・外容器、２・・・・密封容器、４・・・・
・・上軸フォースバー ５・・ 下軸フォースバー ７
・・ 原料融液窓”＆４ （るつぼ）、８．８’ ・
・・・加熱機構（ヒータ）、９ ・・・・高解離圧成分
ガス圧制御炉、１１・上軸アウタープルチューブ、１２
・・・・・第１のロードセル、１６・・・原料融液、２
３・・・・・下軸アウタープルチューブ、２４・・・・
・第２のロードセル。
Claims (2)
- （１）加熱密封容器内に密封された高解離圧成分ガスの
圧力を制御しつつ、前記密封容器内で化合物半導体単結
晶を引き上げるチョクラルスキー法による化合物半導体
単結晶成長方法であって、前記単結晶を引き上げる上軸
フォースバーに取り付けられた第１のロードセルおよび
前記密封容器内の原料融液容器を支持する下軸フォース
バーに取り付けられた第２のロードセルにより、前記原
料融液容器内の原料融液の重量変化を測定し、この測定
重量変化より直接合成された原料融液の重量を算出して
原料融液の組成を制御することを特徴とする高解離圧化
合物半導体単結晶成長方法。 - （２）外容器と、この外容器内に設けられた密封容器と
、前記外容器および密封容器の上壁、下壁をそれぞれ上
下動かつ回転可能に気密に貫通して密封容器内部に延ば
されて設けられた上軸フォースバーおよび下軸フォース
バーと、前記密封容器内において下軸フォースバーによ
り支持された原料融液容器と、前記密封容器を加熱可能
にこの密封容器外に設けられた加熱機構と、前記密封容
器に設けられた高解離圧成分ガス圧制御炉と、前記上軸
フォースバーに接続された第１のロードセルと、前記下
軸フォースバーに接続された第２のロードセルとからな
ることを特徴とする高解離圧化合物半導体単結晶成長装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63205860A JPH0255288A (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 高解離圧化合物半導体単結晶成長方法及びその装置 |
| KR1019890010033A KR940009941B1 (ko) | 1988-08-19 | 1989-07-14 | 고해리압 화합물 반도체 단결정 성장방법 및 그 장치 |
| EP89115295A EP0355746B1 (en) | 1988-08-19 | 1989-08-18 | Method for monocrystalline growth of dissociative compound semiconductors |
| DE68917052T DE68917052T2 (de) | 1988-08-19 | 1989-08-18 | Verfahren zur Einkristallzüchtung von zersetzbaren Halbleiter-Verbindungen. |
| US07/395,718 US5091043A (en) | 1988-08-19 | 1989-08-18 | Method for monocrystaline growth of dissociative compound semiconductors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63205860A JPH0255288A (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 高解離圧化合物半導体単結晶成長方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255288A true JPH0255288A (ja) | 1990-02-23 |
Family
ID=16513915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63205860A Pending JPH0255288A (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 高解離圧化合物半導体単結晶成長方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0255288A (ja) |
| KR (1) | KR940009941B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0255289A (ja) * | 1988-08-19 | 1990-02-23 | Mitsubishi Metal Corp | 高解離圧化合物半導体単結晶成長方法及びその装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61205697A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-11 | Nec Corp | ３−５族化合物半導体の単結晶成長装置 |
| JPS627695A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | Nec Corp | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
| JPS63176396A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置 |
| JPH0255289A (ja) * | 1988-08-19 | 1990-02-23 | Mitsubishi Metal Corp | 高解離圧化合物半導体単結晶成長方法及びその装置 |
-
1988
- 1988-08-19 JP JP63205860A patent/JPH0255288A/ja active Pending
-
1989
- 1989-07-14 KR KR1019890010033A patent/KR940009941B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61205697A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-11 | Nec Corp | ３−５族化合物半導体の単結晶成長装置 |
| JPS627695A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | Nec Corp | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
| JPS63176396A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置 |
| JPH0255289A (ja) * | 1988-08-19 | 1990-02-23 | Mitsubishi Metal Corp | 高解離圧化合物半導体単結晶成長方法及びその装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0255289A (ja) * | 1988-08-19 | 1990-02-23 | Mitsubishi Metal Corp | 高解離圧化合物半導体単結晶成長方法及びその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940009941B1 (ko) | 1994-10-19 |
| KR900003425A (ko) | 1990-03-26 |
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