JPH0431385A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
- Publication number
- JPH0431385A JPH0431385A JP13755390A JP13755390A JPH0431385A JP H0431385 A JPH0431385 A JP H0431385A JP 13755390 A JP13755390 A JP 13755390A JP 13755390 A JP13755390 A JP 13755390A JP H0431385 A JPH0431385 A JP H0431385A
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- Japan
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- solution
- crystal
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- growing
- replenishment
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- Pending
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
結晶成長装置、特に液相より混晶半導体の結晶を成長さ
せる装置に関し、 組成の均一な多元混晶半導体の結晶を成長させることが
可能な結晶成長装置を提供することを目的とし、 ［１］成長溶液溜め１２と、補給溶液溜め１３と、該成
長溶液溜め１２と該補給溶液溜め１３とを連結する補給
溝１４と、を備えたるつぼ１１を有し、該成長溶液溜め
１２の底面は略逆円錐面をなしているように構成する。
せる装置に関し、 組成の均一な多元混晶半導体の結晶を成長させることが
可能な結晶成長装置を提供することを目的とし、 ［１］成長溶液溜め１２と、補給溶液溜め１３と、該成
長溶液溜め１２と該補給溶液溜め１３とを連結する補給
溝１４と、を備えたるつぼ１１を有し、該成長溶液溜め
１２の底面は略逆円錐面をなしているように構成する。
［２１前記の［１］において前記成長溶液溜め１２及び
前記補給溶液溜め１３にはそれぞれ電極１５、１６が配
置されており、結晶成長時には成長溶液１と補給溶液２
との間に通電するように構成する。
前記補給溶液溜め１３にはそれぞれ電極１５、１６が配
置されており、結晶成長時には成長溶液１と補給溶液２
との間に通電するように構成する。
本発明は、結晶成長装置、特に液相より混晶半導体の結
晶を成長させる装置に関する。
晶を成長させる装置に関する。
近年、混晶半導体、特に■−Ｖ族半導体混晶を用いた光
半導体デバイスや超高速半導体デバイス等がめざましい
進歩を遂げている。これらのデバイスには三元混晶の半
導体を必要とする場合が多いが、その場合には一般には
ＧａＡＳやＩｎＰ等の二元混晶半導体のウェーハ上に、
これと格子整合する三元混晶を成長させている。しかし
混晶半導体の適用範囲を拡げるためには、既成の二元混
晶との格子整合に限定されず、任意の格子定数を持つ多
元混晶の半導体が必要であるため、このような多元混晶
の均質な結晶を引き上げることが出来る結晶成長装置の
開発が望まれている。
半導体デバイスや超高速半導体デバイス等がめざましい
進歩を遂げている。これらのデバイスには三元混晶の半
導体を必要とする場合が多いが、その場合には一般には
ＧａＡＳやＩｎＰ等の二元混晶半導体のウェーハ上に、
これと格子整合する三元混晶を成長させている。しかし
混晶半導体の適用範囲を拡げるためには、既成の二元混
晶との格子整合に限定されず、任意の格子定数を持つ多
元混晶の半導体が必要であるため、このような多元混晶
の均質な結晶を引き上げることが出来る結晶成長装置の
開発が望まれている。
従来の多元混晶用として開発された結晶成長装置の一例
を第２図により説明する。第２図（ａ）（ｂ）は従来の
結晶成長装置の一例を示す要部模式図であり、同図（ａ
）は側断面図、同図（ｂ）はるつぼ上面図である。図中
、１は成長溶液、２は成長溶液ｌに溶質を補給する補給
溶液であり、３は種結晶、４は溶質補給材である。２１
はるつぼであり、成長溶液ｌを収容する成長溶液溜め２
２と、補給溶液２を収容する補給溶液溜め２３と、両者
を連結する補給溝２４とを備えている。成長溶液溜め２
２の底面は平面をなしている。１５．１６は電極、１７
は種結晶移動手段、１８は溶質補給材移動手段である。
を第２図により説明する。第２図（ａ）（ｂ）は従来の
結晶成長装置の一例を示す要部模式図であり、同図（ａ
）は側断面図、同図（ｂ）はるつぼ上面図である。図中
、１は成長溶液、２は成長溶液ｌに溶質を補給する補給
溶液であり、３は種結晶、４は溶質補給材である。２１
はるつぼであり、成長溶液ｌを収容する成長溶液溜め２
２と、補給溶液２を収容する補給溶液溜め２３と、両者
を連結する補給溝２４とを備えている。成長溶液溜め２
２の底面は平面をなしている。１５．１６は電極、１７
は種結晶移動手段、１８は溶質補給材移動手段である。
るつぼ２１の周囲には加熱手段が配設されている（図示
は省略）。
は省略）。
この装置によりＩｎＧａＡｓの結晶を成長させるには、
種結晶３をＩｎＰ、溶質補給材４をＧａＡｓとし、種結
晶３を種結晶移動手段１７で徐々に引き上げて結晶を成
長させる。結晶が成長するに従って成長溶液ｌ中の溶質
のＧａとＡｓが減耗するため、電極１５と電極１６との
間に電流を流して補給溶液２から成長溶液ｌへこれらを
補給し、成長する結晶の組成の均一性を維持する。
種結晶３をＩｎＰ、溶質補給材４をＧａＡｓとし、種結
晶３を種結晶移動手段１７で徐々に引き上げて結晶を成
長させる。結晶が成長するに従って成長溶液ｌ中の溶質
のＧａとＡｓが減耗するため、電極１５と電極１６との
間に電流を流して補給溶液２から成長溶液ｌへこれらを
補給し、成長する結晶の組成の均一性を維持する。
組成の均一な多元混晶半導体を成長させるためには、成
長溶液中の不足した溶質を速やかに補給して常に成長溶
液の組成を一定に保つ必要がある。
長溶液中の不足した溶質を速やかに補給して常に成長溶
液の組成を一定に保つ必要がある。
このためには、成長溶液の量が少ない方が溶質補給の効
果が迅速に現れる。
果が迅速に現れる。
ところが第２図のような結晶成長装置で成長溶液の量を
少な（するために成長溶液溜めを浅くして行くと、表面
張力のために成長溶液の表面が球面になる。従って成長
溶液溜めを余り浅くすることが出来ず、その結果、充分
に均一な組成の結晶を成長させることが出来ないという
問題があった。
少な（するために成長溶液溜めを浅くして行くと、表面
張力のために成長溶液の表面が球面になる。従って成長
溶液溜めを余り浅くすることが出来ず、その結果、充分
に均一な組成の結晶を成長させることが出来ないという
問題があった。
本発明は、このような問題を解決して、組成の均一な多
元混晶半導体の結晶を成長させることが可能な結晶成長
装置を提供することを目的とする。
元混晶半導体の結晶を成長させることが可能な結晶成長
装置を提供することを目的とする。
この目的は、本発明によれば、［１］成長溶液溜め１２
と、補給溶液溜め１３と、該成長溶液溜め１２と該補給
溶液溜め１３とを連結する補給溝１４と、を備えたるつ
ぼ１１を有し、該成長溶液溜め１２の底面は略逆円錐面
をなしていることを特徴とする結晶成長装置とすること
で、［２］前記の［１１において前記成長溶液溜め１２
及び前記補給溶液溜め１３にはそれぞれ電極１５．１６
が配置されており、結晶成長時には成長溶液１と補給溶
液２との間に通電することを特徴とする結晶成長装置と
することで、達成される。
と、補給溶液溜め１３と、該成長溶液溜め１２と該補給
溶液溜め１３とを連結する補給溝１４と、を備えたるつ
ぼ１１を有し、該成長溶液溜め１２の底面は略逆円錐面
をなしていることを特徴とする結晶成長装置とすること
で、［２］前記の［１１において前記成長溶液溜め１２
及び前記補給溶液溜め１３にはそれぞれ電極１５．１６
が配置されており、結晶成長時には成長溶液１と補給溶
液２との間に通電することを特徴とする結晶成長装置と
することで、達成される。
成長溶液の量を少なくすれば、それだけ組成変動に素早
く対応が出来るが、成長溶液溜めを浅くすれば溶液表面
は表面張力のために球面をなすため、ある程度以上の深
さか必要である。
く対応が出来るが、成長溶液溜めを浅くすれば溶液表面
は表面張力のために球面をなすため、ある程度以上の深
さか必要である。
本発明では、成長溶液溜めの底面を従来の平面から逆円
錐面に変えることにより、深さを変えることなく容積を
減らすことが出来、従ってそれだけ組成変動への対応が
迅速になる。
錐面に変えることにより、深さを変えることなく容積を
減らすことが出来、従ってそれだけ組成変動への対応が
迅速になる。
本発明に基づく混晶半導体用の結晶成長装置の実施例を
第１図により説明する。
第１図により説明する。
第１図（ａ）（ｂ）は本発明の実施例の装置要部模式図
であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）はるつぼ上
面図である。図中、■は成長溶液、２は成長溶液１に溶
質を補給する補給溶液であり、３は種結晶、４は溶質補
給材である。１１はカーボン製のるつぼであり、表面は
窒化ホロン（ＰＢＮ ）で被覆されている（絶縁のため
）。このるつぼ１１は成長溶液１を収容する成長溶液溜
め１２と、補給溶液２を収容する補給溶液溜め１３と、
両者を連結する補給溝１４とを備えている。補給溶液溜
め１３の底面は逆円錐面をなしている。１５．１６は成
長溶液１と補給溶液２との間に通電するための電極であ
り、両者共にカーボン製である。１７は種結晶を引き−
Ｌげるための種結晶移動手段、１８は溶質補給材移動手
段である。るつぼ１１の周囲には加熱手段が配設されて
いる（図示は省略）。
であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）はるつぼ上
面図である。図中、■は成長溶液、２は成長溶液１に溶
質を補給する補給溶液であり、３は種結晶、４は溶質補
給材である。１１はカーボン製のるつぼであり、表面は
窒化ホロン（ＰＢＮ ）で被覆されている（絶縁のため
）。このるつぼ１１は成長溶液１を収容する成長溶液溜
め１２と、補給溶液２を収容する補給溶液溜め１３と、
両者を連結する補給溝１４とを備えている。補給溶液溜
め１３の底面は逆円錐面をなしている。１５．１６は成
長溶液１と補給溶液２との間に通電するための電極であ
り、両者共にカーボン製である。１７は種結晶を引き−
Ｌげるための種結晶移動手段、１８は溶質補給材移動手
段である。るつぼ１１の周囲には加熱手段が配設されて
いる（図示は省略）。
この結晶成長装置を用いてＩｎＧａＡｓ （Ｉｎｏ、
５：ｌ ＧａＯ，４７ＡＳ）の単結晶を成長させる例に
ついて説明する。成長溶液１はＩｎ−Ｇａ−Ａｓの溶液
（そのモル比は０．８７５ ： ０．０３２ ： ０．
０９３ ）、補給溶液２もＩｎ−Ｇａ−Ａｓの溶液（但
しＧａとＡｓを予めリッチにしておく）で、両溶液共に
温度は約７００°Ｃ１種結晶３はＩｎＰ、溶質補給材４
はＧａＡｓとし、種結晶３を種結晶移動手段Ｉ７により
引き上げて結晶を成長させる。結晶が成長するに従って
成長溶液１中の溶質のＧａとＡｓが減耗するため、電極
１５から電極１６へ直流電流を流して補給溶液２から成
長溶液ｌへこれらを補給し、成長する結晶の組成の均一
性を維持する。この際、成長溶液１の組成をその抵抗値
によりモニタリングし、上記の電流値を変化させて溶質
補給量を調整する。
５：ｌ ＧａＯ，４７ＡＳ）の単結晶を成長させる例に
ついて説明する。成長溶液１はＩｎ−Ｇａ−Ａｓの溶液
（そのモル比は０．８７５ ： ０．０３２ ： ０．
０９３ ）、補給溶液２もＩｎ−Ｇａ−Ａｓの溶液（但
しＧａとＡｓを予めリッチにしておく）で、両溶液共に
温度は約７００°Ｃ１種結晶３はＩｎＰ、溶質補給材４
はＧａＡｓとし、種結晶３を種結晶移動手段Ｉ７により
引き上げて結晶を成長させる。結晶が成長するに従って
成長溶液１中の溶質のＧａとＡｓが減耗するため、電極
１５から電極１６へ直流電流を流して補給溶液２から成
長溶液ｌへこれらを補給し、成長する結晶の組成の均一
性を維持する。この際、成長溶液１の組成をその抵抗値
によりモニタリングし、上記の電流値を変化させて溶質
補給量を調整する。
発明者は、上記の電流値を１８〜２０Ａの範囲で変化さ
せて溶質補給量を調節し、引き上げ速度０．１ｍｍ／ｈ
ｒで３０時間かけて厚さ３ｍｍのＩｎｏ、 Ｉｉ３ Ｇ
ａｏ、 ４７Ａｓの単結晶を成長させた結果、厚さ方向
の組成の変化を０．５％以下に抑えることが出来た。
せて溶質補給量を調節し、引き上げ速度０．１ｍｍ／ｈ
ｒで３０時間かけて厚さ３ｍｍのＩｎｏ、 Ｉｉ３ Ｇ
ａｏ、 ４７Ａｓの単結晶を成長させた結果、厚さ方向
の組成の変化を０．５％以下に抑えることが出来た。
本発明は以上の実施例に限定されることな（、更に種々
変形して実施出来る。例えば、成長溶液溜めの底面を逆
多角錐面としても、本発明は有効である。又、溶質補給
のための通電を交流としても有効である。
変形して実施出来る。例えば、成長溶液溜めの底面を逆
多角錐面としても、本発明は有効である。又、溶質補給
のための通電を交流としても有効である。
以上説明したように、本発明によれば、組成の均一な多
元混晶半導体の結晶を成長させることが可能な結晶成長
装置を提供することが出来る。
元混晶半導体の結晶を成長させることが可能な結晶成長
装置を提供することが出来る。
第１図は本発明の実施例の装置要部模式図、第２図は従
来の結晶成長装置の要部模式図、である。 図中、ｌは成長溶液、 ２は補給溶液、 １１はるつぼ、 １２は成長溶液溜め、 １３は補給溶液溜め、 １４は補給溝、 １５、１６は電極、である。 」 本発明の実馳例の装置要部模式図 第 １ 図
来の結晶成長装置の要部模式図、である。 図中、ｌは成長溶液、 ２は補給溶液、 １１はるつぼ、 １２は成長溶液溜め、 １３は補給溶液溜め、 １４は補給溝、 １５、１６は電極、である。 」 本発明の実馳例の装置要部模式図 第 １ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］成長溶液溜め（１２）と、補給溶液溜め（１３）
と、該成長溶液溜め（１２）と該補給溶液溜め（１３）
とを連結する補給溝（１４）と、を備えたるつぼ（１１
）を有し、該成長溶液溜め（１２）の底面は略逆円錐面
をなしていることを特徴とする結晶成長装置。 ［２］前記成長溶液溜め（１２）及び前記補給溶液溜め
（１３）にはそれぞれ電極（１５、１６）が配置されて
おり、結晶成長時には成長溶液（１）と補給溶液（２）
との間に通電することを特徴とする請求項１記載の結晶
成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13755390A JPH0431385A (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13755390A JPH0431385A (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0431385A true JPH0431385A (ja) | 1992-02-03 |
Family
ID=15201406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13755390A Pending JPH0431385A (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0431385A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013186969A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Ulvac Japan Ltd | 有機ｅｌ素子の電極膜形成方法、有機ｅｌ素子の電極膜形成装置 |
-
1990
- 1990-05-28 JP JP13755390A patent/JPH0431385A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013186969A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Ulvac Japan Ltd | 有機ｅｌ素子の電極膜形成方法、有機ｅｌ素子の電極膜形成装置 |
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