JPH04240182A - 半導体結晶成長装置 - Google Patents
半導体結晶成長装置Info
- Publication number
- JPH04240182A JPH04240182A JP471691A JP471691A JPH04240182A JP H04240182 A JPH04240182 A JP H04240182A JP 471691 A JP471691 A JP 471691A JP 471691 A JP471691 A JP 471691A JP H04240182 A JPH04240182 A JP H04240182A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- melt
- crucible
- crystal growth
- internal heater
- 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.)
- Withdrawn
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体結晶成長装置、特
に液相より混晶半導体のバルク結晶を引き上げ成長させ
る装置に関する。
に液相より混晶半導体のバルク結晶を引き上げ成長させ
る装置に関する。
【０００２】近年、光半導体デバイスや超高速半導体デ
バイス等の半導体材料として混晶半導体が盛んに使用さ
れているが、この混晶半導体としては二元混晶だけでな
く三元以上の多元混晶半導体のバルク結晶が要求される
ようになっている。このような多元混晶半導体のバルク
結晶の成長に際しては、成長条件の厳密な制御が組成等
の均一な高品質結晶を得る重要なポイントとなっている
。
バイス等の半導体材料として混晶半導体が盛んに使用さ
れているが、この混晶半導体としては二元混晶だけでな
く三元以上の多元混晶半導体のバルク結晶が要求される
ようになっている。このような多元混晶半導体のバルク
結晶の成長に際しては、成長条件の厳密な制御が組成等
の均一な高品質結晶を得る重要なポイントとなっている
。
【０００３】
【従来の技術】半導体結晶結晶装置の従来例を図２を参
照して説明する。図２は従来例の装置要部と界面温度分
布を示す模式図である。尚、図中、図１と同じものには
同一の符号を付与した。１はメルト（融液或いは溶液）
、２はメルト１の成分の蒸発を防止する液体封止剤、３
は種結晶、４は成長結晶、１２は引き上げ軸、１３は外
部ヒータ、２１はるつぼである。るつぼ２１は円筒状を
なし、その周囲を外部ヒータ２３が包囲している。るつ
ぼ２１内のメルト１はこの外部ヒータ２３により加熱さ
れる。
照して説明する。図２は従来例の装置要部と界面温度分
布を示す模式図である。尚、図中、図１と同じものには
同一の符号を付与した。１はメルト（融液或いは溶液）
、２はメルト１の成分の蒸発を防止する液体封止剤、３
は種結晶、４は成長結晶、１２は引き上げ軸、１３は外
部ヒータ、２１はるつぼである。るつぼ２１は円筒状を
なし、その周囲を外部ヒータ２３が包囲している。るつ
ぼ２１内のメルト１はこの外部ヒータ２３により加熱さ
れる。
【０００４】この装置により半導体結晶を成長させるに
は、先ず引き上げ軸１２の先端に種結晶３を装着し、こ
れをメルト１に接触させる。種結晶３を回転させながら
徐々に引き上げて成長結晶４を得る。
は、先ず引き上げ軸１２の先端に種結晶３を装着し、こ
れをメルト１に接触させる。種結晶３を回転させながら
徐々に引き上げて成長結晶４を得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の結晶
成長装置では、結晶成長時にはメルトの熱が成長結晶か
ら引上げ軸へ逃げるため、結晶成長界面付近のメルト温
度は中央部が周辺部より低くなる（その傾向を図２に示
した）。ところが多元混晶の単結晶を成長させる場合、
結晶成長界面の温度により成長結晶の組成等が変化する
から、このような従来の装置で成長させた結晶は、組成
の面内不均一を生じ、又、成長縞を生じ易い、等の問題
があった。組成の不均一や成長縞があると、デバイスの
特性にばらつきを生じる。
成長装置では、結晶成長時にはメルトの熱が成長結晶か
ら引上げ軸へ逃げるため、結晶成長界面付近のメルト温
度は中央部が周辺部より低くなる（その傾向を図２に示
した）。ところが多元混晶の単結晶を成長させる場合、
結晶成長界面の温度により成長結晶の組成等が変化する
から、このような従来の装置で成長させた結晶は、組成
の面内不均一を生じ、又、成長縞を生じ易い、等の問題
があった。組成の不均一や成長縞があると、デバイスの
特性にばらつきを生じる。
【０００６】本発明はこのような問題を解決して、組成
が均一で成長縞のない混晶半導体のバルク結晶を成長さ
せることが可能な半導体結晶成長装置を提供することを
目的とする。
が均一で成長縞のない混晶半導体のバルク結晶を成長さ
せることが可能な半導体結晶成長装置を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、［１］ るつぼ１１の外部に配設されてメルト１
を周囲から加熱する外部ヒータ１３と、該るつぼ１１の
内部に配設されてメルト１を内部から加熱する内部ヒー
タ１４とを有することを特徴とする半導体結晶成長装置
とすることで、［２］ 前記の［１］ において、前記
内部ヒータ１４を上下に移動する上下移動手段１５を備
えることで、［３］ 前記の［１］ において、前記内
部ヒータ１４を個別に制御される複数の発熱部分に分割
することで、達成される。
れば、［１］ るつぼ１１の外部に配設されてメルト１
を周囲から加熱する外部ヒータ１３と、該るつぼ１１の
内部に配設されてメルト１を内部から加熱する内部ヒー
タ１４とを有することを特徴とする半導体結晶成長装置
とすることで、［２］ 前記の［１］ において、前記
内部ヒータ１４を上下に移動する上下移動手段１５を備
えることで、［３］ 前記の［１］ において、前記内
部ヒータ１４を個別に制御される複数の発熱部分に分割
することで、達成される。
【０００８】
【作用】本発明では、結晶成長時に成長結晶から引上げ
軸へ逃げるメルトの熱を、成長結晶下方のメルト内に設
けた内部ヒータの加熱により補う。従って、外部ヒータ
によりメルト１の周辺部の温度を、内部ヒータによりメ
ルト１の中央部の温度を、それぞれ個別に制御すること
により、結晶成長界面付近のメルト温度（面内温度分布
）を均一化させることが出来る（その傾向を図１に示し
た）。
軸へ逃げるメルトの熱を、成長結晶下方のメルト内に設
けた内部ヒータの加熱により補う。従って、外部ヒータ
によりメルト１の周辺部の温度を、内部ヒータによりメ
ルト１の中央部の温度を、それぞれ個別に制御すること
により、結晶成長界面付近のメルト温度（面内温度分布
）を均一化させることが出来る（その傾向を図１に示し
た）。
【０００９】又、内部ヒータは上下移動手段によりメル
トの液面変動に合わせて上下に移動させることが出来る
。従って、常に最適位置での加熱が可能である。又、内
部ヒータの発熱部分を複数に分割し、それぞれ個別に制
御すれば、面内温度分布の均一化が更に容易となる。
トの液面変動に合わせて上下に移動させることが出来る
。従って、常に最適位置での加熱が可能である。又、内
部ヒータの発熱部分を複数に分割し、それぞれ個別に制
御すれば、面内温度分布の均一化が更に容易となる。
【００１０】
【実施例】本発明に基づく半導体結晶成長装置の実施例
を図１を用いて説明する。図１は本発明の実施例の装置
要部と界面温度分布を示す模式図である。図中、１はメ
ルト（融液或いは溶液）、２はメルト１の成分の蒸発を
防止する液体封止剤、３は種結晶、４は成長結晶、１１
はるつぼ、１２は引き上げ軸、１３は外部ヒータ、１４
は内部ヒータ、１５は上下移動手段である。
を図１を用いて説明する。図１は本発明の実施例の装置
要部と界面温度分布を示す模式図である。図中、１はメ
ルト（融液或いは溶液）、２はメルト１の成分の蒸発を
防止する液体封止剤、３は種結晶、４は成長結晶、１１
はるつぼ、１２は引き上げ軸、１３は外部ヒータ、１４
は内部ヒータ、１５は上下移動手段である。
【００１１】るつぼ１１は窒化ボロン（ ＢＮ ）製で
あり、円筒状をなしている。引き上げ軸１２は種結晶３
を保持してこれを上下に移動する。外部ヒータ１３はる
つぼ１１の全周を取り囲むように配置されている。内部
ヒータ１４は円板状をなし、るつぼ１１内部にこれと同
心且つ水平に配置されている。又、これは上下移動手段
１５により上下に移動する。
あり、円筒状をなしている。引き上げ軸１２は種結晶３
を保持してこれを上下に移動する。外部ヒータ１３はる
つぼ１１の全周を取り囲むように配置されている。内部
ヒータ１４は円板状をなし、るつぼ１１内部にこれと同
心且つ水平に配置されている。又、これは上下移動手段
１５により上下に移動する。
【００１２】外部ヒータ１３と内部ヒータ１４とは、個
別に制御出来る。外部ヒータ１３はメルト１の周辺部の
温度を制御し、内部ヒータ１４はメルト１の中央部の温
度を制御する。更に内部ヒータ１４の発熱体を複数に分
割し（例えば中央部と周辺部）、それぞれ個別に制御出
来るようにしてもよい。
別に制御出来る。外部ヒータ１３はメルト１の周辺部の
温度を制御し、内部ヒータ１４はメルト１の中央部の温
度を制御する。更に内部ヒータ１４の発熱体を複数に分
割し（例えば中央部と周辺部）、それぞれ個別に制御出
来るようにしてもよい。
【００１３】この装置を用いて ＩｎＧａＡｓ のバル
ク結晶を成長させた例を説明する。先ず、るつぼ１１内
にメルト１の原料として ＧａＡｓ と ＩｎＡｓ を
０．３５ ： ０．６５ の重量比で入れ（これが
１，１００℃において Ｉｎ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ
の結晶と平衡となる溶液組成）、その上に液体封止剤
２として Ｂ２０３ を入れる（主として Ａｓ の蒸
発を防ぐ） 。又、引き上げ軸１２の先端に種結晶３と
して ＧａＡｓ の単結晶を装着しておく。
ク結晶を成長させた例を説明する。先ず、るつぼ１１内
にメルト１の原料として ＧａＡｓ と ＩｎＡｓ を
０．３５ ： ０．６５ の重量比で入れ（これが
１，１００℃において Ｉｎ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ
の結晶と平衡となる溶液組成）、その上に液体封止剤
２として Ｂ２０３ を入れる（主として Ａｓ の蒸
発を防ぐ） 。又、引き上げ軸１２の先端に種結晶３と
して ＧａＡｓ の単結晶を装着しておく。
【００１４】次に、外部ヒータ１３と内部ヒータ１４に
より、るつぼ１１の内外からメルト１を加熱する。 １
，１５０℃まで昇温して約３０分間維持した後、一定の
速度で温度を下げて１，１００ ℃とする。この時点で
引き上げ軸１２を下ろして種結晶３をメルト１に接触さ
せる。種結晶３を回転させながら引き上げて行き、成長
結晶４を得る。結晶成長に伴う液面低下に合わせて内部
ヒータ１４を下げ、結晶成長界面との距離を一定に保つ
。
より、るつぼ１１の内外からメルト１を加熱する。 １
，１５０℃まで昇温して約３０分間維持した後、一定の
速度で温度を下げて１，１００ ℃とする。この時点で
引き上げ軸１２を下ろして種結晶３をメルト１に接触さ
せる。種結晶３を回転させながら引き上げて行き、成長
結晶４を得る。結晶成長に伴う液面低下に合わせて内部
ヒータ１４を下げ、結晶成長界面との距離を一定に保つ
。
【００１５】本発明者はこのようにして約１２時間の成
長で直径２５ｍｍ、長さ５０ｍｍの ＩｎＧａＡｓ の
単結晶を得た。この結晶は、成長縞はなく、面内の組成
分布が均一であった。本発明は以上の実施例に限定され
ることなく、更に種々変形して実施することが出来る。
長で直径２５ｍｍ、長さ５０ｍｍの ＩｎＧａＡｓ の
単結晶を得た。この結晶は、成長縞はなく、面内の組成
分布が均一であった。本発明は以上の実施例に限定され
ることなく、更に種々変形して実施することが出来る。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
結晶成長界面付近のメルト温度の分布を均一化して、成
長縞がなく、組成が均一な混晶半導体のバルク結晶を成
長させることが可能な半導体結晶成長装置を提供するこ
とが出来る。
結晶成長界面付近のメルト温度の分布を均一化して、成
長縞がなく、組成が均一な混晶半導体のバルク結晶を成
長させることが可能な半導体結晶成長装置を提供するこ
とが出来る。
【図１】 本発明の実施例の装置要部と界面温度分布
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図２】 従来例の装置要部と界面温度分布を示す模
式図である。
式図である。
１ メルト（融液或いは溶液）
２ 液体封止剤
３ 種結晶
４ 成長結晶
１１， ２１ るつぼ
１２ 引上げ軸
１３ 外部ヒータ
１４ 内部ヒータ
１５ 上下移動手段
Claims (3)
- 【請求項１】 るつぼ（１１）内の融液あるいは溶液
（１）から結晶を引き上げ成長させる装置であって、該
るつぼ（１１）の外に配設されて該融液あるいは溶液（
１） を周囲から加熱する外部ヒータ（１３）と、該る
つぼ（１１）の内に配設されて該融液あるいは溶液（１
） を内部から加熱する内部ヒータ（１４）とを有する
ことを特徴とする半導体結晶成長装置。 - 【請求項２】 前記内部ヒータ（１４）を上下に移動
する上下移動手段（１５）を備えていることを特徴とす
る請求項１記載の半導体結晶成長装置。 - 【請求項３】 前記内部ヒータ（１４）は個別に制御
される複数の発熱部分からなることを特徴とする請求項
１記載の半導体結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP471691A JPH04240182A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 半導体結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP471691A JPH04240182A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 半導体結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04240182A true JPH04240182A (ja) | 1992-08-27 |
Family
ID=11591609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP471691A Withdrawn JPH04240182A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 半導体結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04240182A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008222453A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Ricoh Co Ltd | 結晶製造装置 |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP471691A patent/JPH04240182A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008222453A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Ricoh Co Ltd | 結晶製造装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |