JPH0288493A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
- Publication number
- JPH0288493A JPH0288493A JP23973188A JP23973188A JPH0288493A JP H0288493 A JPH0288493 A JP H0288493A JP 23973188 A JP23973188 A JP 23973188A JP 23973188 A JP23973188 A JP 23973188A JP H0288493 A JPH0288493 A JP H0288493A
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- JP
- Japan
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- crystal
- crucible
- solution
- growth
- positive electrodes
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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】
〔概 要〕
半導体結晶成長装置に係り、特に光半導体デバイス、高
速半導体デバイス等に用いる基板材料の結晶成長装置に
関し、 電極形状配置を改良することによって安定した均一性の
高い厚膜混晶バルク結晶成長を可能にする結晶成長装置
を提供することを目的とし、融液あるいは溶液中に種結
晶の少なくとも一部を浸漬させて該融液あるいは溶液に
直流電流を流しなから該種結晶に結晶成長を行う結晶成
長装置において、 前記種結晶の周囲を囲むように複数に分割され、それぞ
れが放射状に可動される可動陽極を配設することを構成
とする。
速半導体デバイス等に用いる基板材料の結晶成長装置に
関し、 電極形状配置を改良することによって安定した均一性の
高い厚膜混晶バルク結晶成長を可能にする結晶成長装置
を提供することを目的とし、融液あるいは溶液中に種結
晶の少なくとも一部を浸漬させて該融液あるいは溶液に
直流電流を流しなから該種結晶に結晶成長を行う結晶成
長装置において、 前記種結晶の周囲を囲むように複数に分割され、それぞ
れが放射状に可動される可動陽極を配設することを構成
とする。
本発明は半４体結晶成長装置に係り、特に光半導体デバ
イス、高速半導体デバイス等に用いる基板材料の結晶成
長装置に関する。
イス、高速半導体デバイス等に用いる基板材料の結晶成
長装置に関する。
＾ｌＧａ１ｎｐ等の混晶半導体の適用範囲を拡げるため
に各格子定数を自由に制御した基板材料の開発が要求さ
れており、そのため３元素以上の均一組成を有する混晶
バルクを成長する技術を開発する必要がある。
に各格子定数を自由に制御した基板材料の開発が要求さ
れており、そのため３元素以上の均一組成を有する混晶
バルクを成長する技術を開発する必要がある。
従来混晶バルク結晶を作製する成長装置は、第３図に示
すように矢印の方向に回転上昇する四種ロッドｌの先端
に取り付けられた、例えばＩｎρの種結晶２を成長溶液
３に一部浸消し、核種結晶２を包囲し、一部を該成長溶
液に浸漬したリング状カーボン陽極４と、該成長溶液３
の窒化ホウ素（ＢＮ）製るつぼ５の底部横側に設けられ
た化合物ソースを陰極６として該成長溶液側から化合物
ソース側に直流電流を流し該ソース陰極６表面でベルチ
ェ熱を発生させて該ソース中でジュール熱を発生させそ
れによりソース近傍の成長溶液を加熱し、ヒータ７で昇
温させて、該ソースを溶液中に溶解させて溶質元素の補
給を行っていた（特開昭６０−６５７９９号参照）０図
中８はＢ２Ｏ３揮発性成分蒸発防止膜であり、９は加圧
鍮、ｌＯはカーボン製るつぼ台である。
すように矢印の方向に回転上昇する四種ロッドｌの先端
に取り付けられた、例えばＩｎρの種結晶２を成長溶液
３に一部浸消し、核種結晶２を包囲し、一部を該成長溶
液に浸漬したリング状カーボン陽極４と、該成長溶液３
の窒化ホウ素（ＢＮ）製るつぼ５の底部横側に設けられ
た化合物ソースを陰極６として該成長溶液側から化合物
ソース側に直流電流を流し該ソース陰極６表面でベルチ
ェ熱を発生させて該ソース中でジュール熱を発生させそ
れによりソース近傍の成長溶液を加熱し、ヒータ７で昇
温させて、該ソースを溶液中に溶解させて溶質元素の補
給を行っていた（特開昭６０−６５７９９号参照）０図
中８はＢ２Ｏ３揮発性成分蒸発防止膜であり、９は加圧
鍮、ｌＯはカーボン製るつぼ台である。
第１図に示したリング状カーボン陽極４を用いるので種
結晶２を裁に結晶成長が進むにつれて結晶径が大きくな
り、該リング状陽極４に当たっである大きさ以上に成長
させることができなかった。
結晶２を裁に結晶成長が進むにつれて結晶径が大きくな
り、該リング状陽極４に当たっである大きさ以上に成長
させることができなかった。
より大きな径を有するリング状カーボン陽極４を最初か
ら用いると種結晶２のごく近傍に溶質元素が集まらなく
有効に溶質元素を利用できなくなる。
ら用いると種結晶２のごく近傍に溶質元素が集まらなく
有効に溶質元素を利用できなくなる。
また陰極に関しては上記の如くソース自体を電極にし°
ζいるため、ソースの溶解につれて電極の抵抗値が変化
し、発熱量を一定に制御Ｊすることが難しかった。また
発熱を利用して溶質元素を行うことも対流の発生を生じ
させ、溶質元素の補給の制御性を悪くしていた。
ζいるため、ソースの溶解につれて電極の抵抗値が変化
し、発熱量を一定に制御Ｊすることが難しかった。また
発熱を利用して溶質元素を行うことも対流の発生を生じ
させ、溶質元素の補給の制御性を悪くしていた。
本発明は電極形状配置を改良することによって安定した
均一性の高い厚膜混晶バルク結晶成長を可能にする結晶
成長装置を提供することを目的とする。
均一性の高い厚膜混晶バルク結晶成長を可能にする結晶
成長装置を提供することを目的とする。
上記課題は本発明によれば融液あるいは溶液中に種結晶
の少な（とも一部を浸漬させて該融液あるいは溶液に直
流電流を流しながら核種結晶に結晶成長を行う結晶成長
装置において、前記種結晶の周囲を囲むように複数に分
割され、それぞれが放射状に可動される可動陽極を配設
することを特徴とする結晶成長装置によって解決される
・なお、本発明では更に陰極として複数の開口部に補給
溶質元素を含むソースを配設しζもよい。
の少な（とも一部を浸漬させて該融液あるいは溶液に直
流電流を流しながら核種結晶に結晶成長を行う結晶成長
装置において、前記種結晶の周囲を囲むように複数に分
割され、それぞれが放射状に可動される可動陽極を配設
することを特徴とする結晶成長装置によって解決される
・なお、本発明では更に陰極として複数の開口部に補給
溶質元素を含むソースを配設しζもよい。
この場合開口部は正方形、長方形状等が有効に用いられ
る。
る。
本発明では陽極が可動であるので液相成長による結晶成
長が種結晶上に進み結晶径が大きくなっても常に成長界
面に陽極が配置でき、エレクトロマイグレーションによ
り溶質元素を集めることが可能である。更に陰極に化合
物ソースを只備した複数の穴を設けれはエレクトロマイ
グレーションにより溶解運搬される溶質元素量を自由に
制御できる。しかも従来のように化合物ソースに直接電
流を流さないので溶解するにつれて電気抵抗値が変わる
ことなく制御しやすくなる。
長が種結晶上に進み結晶径が大きくなっても常に成長界
面に陽極が配置でき、エレクトロマイグレーションによ
り溶質元素を集めることが可能である。更に陰極に化合
物ソースを只備した複数の穴を設けれはエレクトロマイ
グレーションにより溶解運搬される溶質元素量を自由に
制御できる。しかも従来のように化合物ソースに直接電
流を流さないので溶解するにつれて電気抵抗値が変わる
ことなく制御しやすくなる。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す結晶成長装置である。
第１図において第３図と同様ｌは種結晶の回転ロッド、
２は種結晶、３は成長溶液、５はＢＮ製るつぼ、７はヒ
ータ、８はｎ２０．揮発性成分蒸発防止膜、９は加圧縞
、１０はカーボンるつぼ台であり、更に本発明では該回
転ロッドｌの周囲近傍にカーボン陽極固定部１１ａ、カ
ーボン陽極可動部１１ｂ及びＢＮ製るつぼ５の底部にメ
ツシュ状カーボン陰極１２（第２図に詳細に示す）が設
けられている。
２は種結晶、３は成長溶液、５はＢＮ製るつぼ、７はヒ
ータ、８はｎ２０．揮発性成分蒸発防止膜、９は加圧縞
、１０はカーボンるつぼ台であり、更に本発明では該回
転ロッドｌの周囲近傍にカーボン陽極固定部１１ａ、カ
ーボン陽極可動部１１ｂ及びＢＮ製るつぼ５の底部にメ
ツシュ状カーボン陰極１２（第２図に詳細に示す）が設
けられている。
カーボン陽極固定部１１ａは種結晶２の周囲を囲むよう
に複数に分υ１されている。４つ以−Ｆに分割するのが
好ましく、結晶成長が進むと、放射状に広がるように可
動される。
に複数に分υ１されている。４つ以−Ｆに分割するのが
好ましく、結晶成長が進むと、放射状に広がるように可
動される。
このように本発明では陽極が継手部１３を介してその先
端部が左右に拡げられるようになっており、結晶成長が
進んで結晶１５の径が大きくなっても成長界面の周囲に
電極（ＶｇＪ極）を配置することがでする。
端部が左右に拡げられるようになっており、結晶成長が
進んで結晶１５の径が大きくなっても成長界面の周囲に
電極（ＶｇＪ極）を配置することがでする。
また第２図に示すように化合物ソース１４を間にはさん
だメツシュ状のカーボン陰極Ｉ２を用いているので大電
流を流すことが可能である。
だメツシュ状のカーボン陰極Ｉ２を用いているので大電
流を流すことが可能である。
本実施例では１ｎ１− ｘＧａｘＡｓの混晶を（１１１
） Ａ面のＩ ｎ ｐ ｌ！Ｉ結晶２上に成長した化合
物ソースとしてはＧａＡｓを用いた。結晶成長溶液３の
組成は、ＸＥａ＝０．０４４ 、Ｘハ＝０．２１２ 、
Ｘ昌＝０．１４４であり、ここでＸ ｆ ＝ Ｉｎ−Ｇ
ａ−へｓ３元溶液のｉ成分（Ｇａ、Ｉｎ。
） Ａ面のＩ ｎ ｐ ｌ！Ｉ結晶２上に成長した化合
物ソースとしてはＧａＡｓを用いた。結晶成長溶液３の
組成は、ＸＥａ＝０．０４４ 、Ｘハ＝０．２１２ 、
Ｘ昌＝０．１４４であり、ここでＸ ｆ ＝ Ｉｎ−Ｇ
ａ−へｓ３元溶液のｉ成分（Ｇａ、Ｉｎ。
Ａｓ）の原子分率を表わす。上記溶液を用い８３８°Ｃ
の温度で成長を行った。電流値は２０ＯＡ ／ ｃＩｉ
Ｉとした。これにより種結晶上にｌＯ龍厚膜の均一組成
を有した混晶夏ｎ＋−，ＧａｘＡｓＣＸ＝０．４５）を
得た６〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば溶質元素を制御性良
く、結晶成長溶液に補給することができ、種結晶又は成
長結晶界面への指向性の高い溶質元素の運搬が可能とな
り、均一性の高い厚膜混晶バルク結晶成長を可能にする
。
の温度で成長を行った。電流値は２０ＯＡ ／ ｃＩｉ
Ｉとした。これにより種結晶上にｌＯ龍厚膜の均一組成
を有した混晶夏ｎ＋−，ＧａｘＡｓＣＸ＝０．４５）を
得た６〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば溶質元素を制御性良
く、結晶成長溶液に補給することができ、種結晶又は成
長結晶界面への指向性の高い溶質元素の運搬が可能とな
り、均一性の高い厚膜混晶バルク結晶成長を可能にする
。
第１図は本発明の結晶成長装置の一実施例の模式断面図
であり、 第２図は本発明のメソシュ状カーボン陰極であり、 第３図は従来例を説明するための模式断面図である。 １・・・回転ロンド、 ２・・・種結晶、３・・
・成長溶液、 ４・・・リング杖カーボン陽極、 ５・・・ＢＮ製るつぼ、 ６・・・ソース陰極、７・
・・ヒータ、 ８・・・Ｂ２０．揮発製成分蒸発防止膜９・・・加圧縞
、 １０・・・カーボン製るつぼ台、 ｔｔａ・・・カーボン陽極固定部、 １１ｂ・・・カーボン陽極可動部、 １２・・・メツシュ状カーボン陰極、 １３・・・継手部、 １４・・・化合物ソース
、１５・・・結晶。
であり、 第２図は本発明のメソシュ状カーボン陰極であり、 第３図は従来例を説明するための模式断面図である。 １・・・回転ロンド、 ２・・・種結晶、３・・
・成長溶液、 ４・・・リング杖カーボン陽極、 ５・・・ＢＮ製るつぼ、 ６・・・ソース陰極、７・
・・ヒータ、 ８・・・Ｂ２０．揮発製成分蒸発防止膜９・・・加圧縞
、 １０・・・カーボン製るつぼ台、 ｔｔａ・・・カーボン陽極固定部、 １１ｂ・・・カーボン陽極可動部、 １２・・・メツシュ状カーボン陰極、 １３・・・継手部、 １４・・・化合物ソース
、１５・・・結晶。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、融液あるいは溶液中３に種結晶２の少なくとも一部
を浸漬させて該融液あるいは溶液に直流電流を流しなが
ら該種結晶に結晶成長を行う結晶成長装置において、 前記種結晶の周囲を囲むように複数に分割され、それぞ
れが放射状に可動される陽極可動部１１ｂを配設するこ
とを特徴とする結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23973188A JPH0288493A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23973188A JPH0288493A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0288493A true JPH0288493A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17049092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23973188A Pending JPH0288493A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0288493A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110396718A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-01 | 江苏星特亮科技有限公司 | 一种三工位碳化硅籽晶粘接炉 |
-
1988
- 1988-09-27 JP JP23973188A patent/JPH0288493A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110396718A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-01 | 江苏星特亮科技有限公司 | 一种三工位碳化硅籽晶粘接炉 |
| CN110396718B (zh) * | 2019-08-14 | 2023-12-29 | 江苏星特亮科技有限公司 | 一种三工位碳化硅籽晶粘接炉 |
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