JPH0261137B2 - - Google Patents
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- JPH0261137B2 JPH0261137B2 JP20775387A JP20775387A JPH0261137B2 JP H0261137 B2 JPH0261137 B2 JP H0261137B2 JP 20775387 A JP20775387 A JP 20775387A JP 20775387 A JP20775387 A JP 20775387A JP H0261137 B2 JPH0261137 B2 JP H0261137B2
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- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- crystal
- internal heat
- quartz tube
- growth
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- Expired
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体結晶の液相成長装置に係り、
特に温度差法により半導体結晶を結晶成長させる
装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a liquid phase growth apparatus for semiconductor crystals,
In particular, the present invention relates to an apparatus for growing semiconductor crystals using a temperature difference method.
従来、化合物半導体等の半導体結晶を結晶成長
させる場合、例えば第4図に示すように、先ず二
つの異なる径の石英管1,2を接続して小口径の
石英管1を下方に配置し、該小口径の石英管の下
端1aを平坦になるように封じ、この小口径の石
英管1の内壁に接するように内部ヒートシンク3
を装着したものを使用し、上記内部ヒートシンク
3上に溶媒4を入れ、さらにこの溶媒4上に成長
素材のソース結晶5を入れて、2×10-7Torr程
度の高真空で大口径の石英管2の上端を封じ切る
ことにより、バルク成長用アンプル6を製作す
る。このようにして製作されたバルク成長用アン
プル6を予め所定温度に設定された加熱用炉(図
示せず)内にセツトすることにより、内部ヒート
シンク3上に温度差法により結晶7を成長させる
ようにしている。
Conventionally, when growing a semiconductor crystal such as a compound semiconductor, for example, as shown in FIG. 4, first, two quartz tubes 1 and 2 of different diameters are connected, and the smaller diameter quartz tube 1 is placed below. The lower end 1a of the small-diameter quartz tube 1 is sealed flat, and the internal heat sink 3 is placed in contact with the inner wall of the small-diameter quartz tube 1.
A solvent 4 is placed on the internal heat sink 3, and a source crystal 5, which is a growth material, is placed on top of the solvent 4, and a large diameter quartz crystal is placed in a high vacuum of about 2×10 -7 Torr. By sealing off the upper end of the tube 2, an ampoule 6 for bulk growth is manufactured. By setting the bulk growth ampoule 6 manufactured in this way into a heating furnace (not shown) that is preset to a predetermined temperature, crystals 7 can be grown on the internal heat sink 3 by the temperature difference method. I have to.
しかしながら、上記のように構成されたバルク
成長用アンプル6を用いて結晶成長を行わせた場
合、第5図に示すように、中心部が周囲に比較し
て盛り上がつた凸状の結晶7が成長する。これは
結晶析出時に発生する生成熱が、第5図に矢印で
示すように結晶7の中心部において周辺部に比べ
て優先的に流れていると推測され、内部ヒートシ
ンク3による熱伝導が内部ヒートシンク3の中心
部と周辺部とで均一に行われず、結晶周辺部の温
度が中心部の温度に比較して相対的に高くなつて
いることによるものである。 However, when crystal growth is performed using the bulk growth ampoule 6 configured as described above, as shown in FIG. grows. This is because the generated heat generated during crystal precipitation flows preferentially in the center of the crystal 7 compared to the periphery as shown by the arrow in FIG. This is because the temperature of the crystal periphery is relatively high compared to the temperature of the center, and the temperature of the crystal periphery is not uniform between the center and periphery of the crystal.
上述した凸状の結晶7の場合、この凸状部分で
の結晶の水平面における直径が小さくなつてお
り、一定の均一な直径を有するウエハーを切り出
すことができないため、上記凸状部分を切り落と
すか又は削り取る必要があり、結晶成長させた結
晶7を100%使用して、効率よくウエハーを切り
出すことができなかつた。 In the case of the above-mentioned convex crystal 7, the diameter of the crystal in the horizontal plane at this convex portion is small and it is not possible to cut out a wafer having a constant uniform diameter, so the convex portion is cut off or It was necessary to scrape it off, and it was not possible to efficiently cut out wafers using 100% of the grown crystal 7.
〔発明の目的〕
本発明は、以上の点に鑑み、上面の平坦な結晶
が結晶成長されるようにした、半導体の液相成長
装置を提供することを目的としている。[Object of the Invention] In view of the above points, an object of the present invention is to provide a liquid phase growth apparatus for semiconductors, which allows crystal growth with a flat top surface.
上記目的は、本発明によれば、相互に接続され
た二つの径の異なる石英管を含み、下方の小口径
の第一の石英管の下端を平坦になるように封じ且
つこの第一の石英管の内壁に接するように内部ヒ
ートシンクを装着して、該内部ヒートシンクの上
で大口径の第二の石英管内に溶媒とソース結晶を
入れて高真空で上記第二の石英管の上端を封じた
バルク成長用アンプルを使用して半導体結晶を結
晶成長させるようにした、半導体結晶の液相成長
装置において、上記内部ヒートシンクの下端から
上方に向かつてその中心軸に沿つて孔が設けられ
ていることにより達成される。
The above object, according to the present invention, includes two quartz tubes of different diameters connected to each other, the lower end of a lower first quartz tube of small diameter is flattened, and the first quartz tube is An internal heat sink was attached so as to be in contact with the inner wall of the tube, and the solvent and source crystal were placed in a large-diameter second quartz tube above the internal heat sink, and the upper end of the second quartz tube was sealed under high vacuum. In a semiconductor crystal liquid phase growth apparatus that uses a bulk growth ampoule to grow semiconductor crystals, a hole is provided upward from the lower end of the internal heat sink along its central axis. This is achieved by
この装置によれば、バルク成長用アンプル内に
装着された内部ヒートシンクの中心軸に沿つて孔
が設けられているので、この内部ヒートシンクの
上面においてその中央付近の熱伝導効率がやや抑
制されることになつて、バルク成長用アンプル内
の内部ヒートシンク上面で結晶成長せしめられる
結晶の周辺部を流れる結晶生成熱が、内部ヒート
シンクの周辺部において中央部より高い効率で逃
がされることにより、この内部ヒートシンク上面
全体に亘つて均一な温度分布が達成されることに
なる。かくしてバルク成長用アンプル内で均一な
結晶成長が行われて、上面の平坦な結晶が得られ
る。 According to this device, since the hole is provided along the central axis of the internal heat sink installed in the bulk growth ampoule, the heat conduction efficiency near the center of the upper surface of the internal heat sink is slightly suppressed. The heat of crystal formation flowing through the periphery of the crystal grown on the top surface of the internal heat sink in the bulk growth ampoule is dissipated more efficiently in the periphery of the internal heat sink than in the center. A uniform temperature distribution throughout will be achieved. In this way, uniform crystal growth is performed within the bulk growth ampoule, resulting in a crystal with a flat top surface.
以下、図面に示した一実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on one embodiment shown in the drawings.
第1図は本発明を実施するための液相成長装置
の一実施例で使用するバルク成長用アンプルを示
しており、バルク成長用アンプル10は、例えば
内径が5乃至12mmの小口径の第一の石英管11
と、例えば内径が8乃至13mmの大口径の第二の石
英管12とを、上記第一の石英管11が下方に位
置するように直立させて接続し、この第一の石英
管11の下端を平坦になるように封じ、例えば外
径が5乃至12mmで高さ80乃至200mmの内部ヒート
シンク13をこの第一の石英管11の内壁に接す
るように装着し、さらに該内部ヒートシンク13
の上でバルク成長用アンプル10内の第二の石英
管12内まで溶媒14を入れ、その上に成長素材
のソース結晶15を入れた後例えば2×
10-7Torr程度の高真空で第二の石英管12の上
端を封じ切ることにより構成され、その全高は、
例えば250乃至300mmになつている。 FIG. 1 shows a bulk growth ampoule used in an embodiment of a liquid phase growth apparatus for carrying out the present invention. quartz tube 11
and a large-diameter second quartz tube 12 with an inner diameter of 8 to 13 mm, for example, are connected in an upright manner so that the first quartz tube 11 is positioned below, and the lower end of the first quartz tube 11 is For example, an internal heat sink 13 with an outer diameter of 5 to 12 mm and a height of 80 to 200 mm is attached so as to be in contact with the inner wall of the first quartz tube 11, and the internal heat sink 13 is sealed so as to be flat.
After pouring the solvent 14 into the second quartz tube 12 in the bulk growth ampoule 10, and pouring the source crystal 15 of the growth material on top of it, for example, 2×
It is constructed by sealing off the upper end of the second quartz tube 12 in a high vacuum of about 10 -7 Torr, and its total height is:
For example, it is 250 to 300 mm.
以上の構成は、従来の液相成長装置におけるバ
ルク成長用アンプルと同様の構成である。 The above configuration is similar to that of a bulk growth ampoule in a conventional liquid phase growth apparatus.
本発明によるバルク成長用アンプル10におい
ては、さらに内部ヒートシンク13の下端から上
方に向かつてその中心軸に沿つて、例えば直径
2.3乃至6mmで高さ40乃至160mmの円筒状の孔13
aが設けられている。 In the bulk growth ampoule 10 according to the present invention, the internal heat sink 13 is further arranged upwardly from the lower end of the internal heat sink 13 and along its central axis, e.g.
Cylindrical hole 13 of 2.3 to 6 mm and height of 40 to 160 mm
A is provided.
本装置10は以上のように構成されており、結
晶成長を行わせる場合には、バルク成長用アンプ
ル10を加熱用炉内にセツトすれば、この内部ヒ
ートシンク13の中心軸に沿つて設けた孔13a
の作用により、該内部ヒートシンク13の上面1
3bの中央部の熱伝導効率が抑制されているの
で、内部ヒートシンク13の上面13bにおいて
ほぼ均一な温度分布が得られるため、該上面に結
晶成長される結晶16は、第2図に示すように、
上面が比較的平坦な形状となる。 The present apparatus 10 is constructed as described above, and when performing crystal growth, the bulk growth ampoule 10 is set in a heating furnace, and a hole provided along the central axis of the internal heat sink 13 is opened. 13a
Due to the action of the upper surface 1 of the internal heat sink 13
Since the heat conduction efficiency in the central part of the internal heat sink 13 is suppressed, a substantially uniform temperature distribution can be obtained on the upper surface 13b of the internal heat sink 13. Therefore, the crystal 16 grown on the upper surface is as shown in FIG. ,
The top surface has a relatively flat shape.
実験例を第3図に示すと、ZnSeの液相成長に
おいて、従来装置では内部ヒートシンクの長さ
100mm、直径5mm(第3図の比較例1)では結晶
の中心部の高さlcと周辺部の高さleとの比lc/le
が約1.2乃至1.3、また内部ヒートシンクの長さ
200mm、直径5mm(比較例2)では比lc/leが約
1.8乃至1.9程度になるのに対し、長さ100mm、直
径5mmの内部ヒートシンクに対して下端から上方
に向かつてその中心軸に沿つて長さ80mm、直径2
mmの孔をあけた場合(実験例)では比lc/leが約
1.17程度となる。 An experimental example is shown in Figure 3. In the liquid phase growth of ZnSe, the length of the internal heat sink is
100 mm, diameter 5 mm (Comparative Example 1 in Figure 3), the ratio of the height lc at the center of the crystal to the height le at the periphery is lc/le.
is about 1.2 to 1.3, and the length of the internal heat sink
200mm, diameter 5mm (comparative example 2), the ratio lc/le is approximately
1.8 to 1.9, whereas for an internal heat sink with a length of 100 mm and a diameter of 5 mm, the length of the internal heat sink is 80 mm in length and a diameter of 2
When drilling mm holes (experimental example), the ratio lc/le is approximately
It will be about 1.17.
以上述べたように本発明によれば、相互に接続
された二つの径の異なる石英管を含み、下方の小
口径の第一の石英管の下端を平坦になるように封
じ且つ該第一の石英管の内壁に接するように内部
ヒートシンクを装着して、該内部ヒートシンクの
上で大口径の第二の石英管内に溶媒とソース結晶
を入れて高真空で該第二の石英管の上端を封じた
バルク成長用アンプルを使用して半導体結晶を結
晶成長させるようにした半導体結晶の液相成長装
置において、上記内部ヒートシンクの下端から上
方に向かつてその中心軸に沿つて孔が設けること
により構成したから、バルク成長用アンプル内に
装着された内部ヒートシンクの中心軸に沿つて設
けられた孔によつて、該内部ヒートシンクの上面
においてその中央付近の熱伝導効率がやや抑制さ
れることになり、バルク成長用アンプル内の内部
ヒートシンク上面で結晶成長せしめられる際の結
晶生成熱が、内部ヒートシンクの周辺部において
中央部より高い効率で逃がされることになる。
As described above, the present invention includes two quartz tubes of different diameters connected to each other, the lower end of the lower first quartz tube of small diameter is sealed flat, and the lower end of the first quartz tube of small diameter is sealed flat. Attach an internal heat sink so that it is in contact with the inner wall of the quartz tube, place the solvent and source crystal in a large-diameter second quartz tube above the internal heat sink, and seal the upper end of the second quartz tube under high vacuum. In a semiconductor crystal liquid phase growth apparatus for growing a semiconductor crystal using a bulk growth ampoule, a hole is provided upward from the lower end of the internal heat sink along its central axis. Therefore, due to the hole provided along the central axis of the internal heat sink installed in the bulk growth ampoule, the heat conduction efficiency near the center of the upper surface of the internal heat sink is slightly suppressed, and the bulk growth The heat of crystal formation during crystal growth on the upper surface of the internal heat sink in the growth ampoule is dissipated more efficiently in the peripheral area of the internal heat sink than in the central area.
従つて、上記内部ヒートシンク上面全体に亘つ
て均一な温度分布が達成されることになり、かく
してバルク成長用アンプル内で均一な結晶成長が
行われて、上面の平坦な結晶が得られ、これによ
り結晶成長させた結晶が高効率で利用されて、ウ
エーハとして切り出されることになる。 Therefore, a uniform temperature distribution is achieved over the entire top surface of the internal heat sink, thus resulting in uniform crystal growth within the bulk growth ampoule, resulting in a crystal with a flat top surface. The grown crystals are used with high efficiency and cut into wafers.
第1図は本発明を実施するための液相成長装置
の一実施例の概略断面図、第2図は第1図の装置
により結晶成長された結晶の形状を示す図、第3
図は実験例による結晶の中心部と周辺部との高さ
の比を示すグラフである。第4図は従来の液相成
長装置の一例を示す慨略断面図、第5図は第4図
の装置により結晶成長された結晶の形状を示す図
である。
10……バルク成長用アンプル;11……第一
の石英管;12……第二の石英管;13……内部
ヒートシンク;13a……孔;13b……内部ヒ
ートシンクの上面;14……溶媒;15……ソー
ス結晶;16……結晶成長された結晶。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a liquid phase growth apparatus for carrying out the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the shape of a crystal grown by the apparatus of FIG. 1, and FIG.
The figure is a graph showing the height ratio between the center and peripheral parts of a crystal according to an experimental example. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional liquid phase growth apparatus, and FIG. 5 is a diagram showing the shape of a crystal grown by the apparatus shown in FIG. 10... Ampoule for bulk growth; 11... First quartz tube; 12... Second quartz tube; 13... Internal heat sink; 13a... Hole; 13b... Top surface of internal heat sink; 14... Solvent; 15... Source crystal; 16... Crystal grown.
Claims (1)
含み、下方の小口径の第一の石英管の下端を平坦
になるように封じ且つこの第一の石英管の内壁に
接するように内部ヒートシンクを装着して、該内
部ヒートシンクの上で大口径の第二の石英管内に
溶媒とソース結晶を入れて高真空で上記第二の石
英管の上端を封じたバルク成長用アンプルを使用
して半導体結晶を結晶成長させるようにした半導
体結晶の液相成長装置において、上記内部ヒート
シンクの下端から上方に向かつてその中心軸に沿
つて孔が設けられていることを特徴とする、半導
体結晶の液相成長装置。1. It includes two interconnected quartz tubes with different diameters, the lower end of the first quartz tube with a smaller diameter is sealed flat, and the internal heat sink is placed in contact with the inner wall of the first quartz tube. Place the solvent and source crystal in a large-diameter second quartz tube above the internal heat sink, then seal the top end of the second quartz tube in a high vacuum to grow the semiconductor using a bulk growth ampoule. A semiconductor crystal liquid phase growth apparatus for growing a crystal, characterized in that a hole is provided upward from the lower end of the internal heat sink along its central axis. growth equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20775387A JPS6450519A (en) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | Apparatus for liquid growth of semiconductor crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20775387A JPS6450519A (en) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | Apparatus for liquid growth of semiconductor crystal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6450519A JPS6450519A (en) | 1989-02-27 |
| JPH0261137B2 true JPH0261137B2 (en) | 1990-12-19 |
Family
ID=16544973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20775387A Granted JPS6450519A (en) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | Apparatus for liquid growth of semiconductor crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6450519A (en) |
-
1987
- 1987-08-21 JP JP20775387A patent/JPS6450519A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6450519A (en) | 1989-02-27 |
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