JPH0523583Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、半導体結晶の液相エピタキシヤル成
長装置に関し、特に温度差法により半導体結晶を
エピタキシヤル成長させる装置に関するものであ
る。

〔従来の技術及び問題点〕

従来、半導体結晶の液相エピタキシヤル成長装
置においては、成長素材を溶解した少なくとも一
つ以上の溶液（メルト）に対して、一方向に直線
運動されるスライダ上に載置した基板結晶を接触
させて一定時間保持することにより、基板結晶上
に半導体結晶をエピタキシヤル成長させるように
している。この場合、例えば第３図に示すように
加熱用炉の石英管１内に配置されたカーボン製の
治具２が使用される。この治具２は、成長素材即
ちメルト材料、半導体材料及び不純物材料を溶解
したメルト３を受容する少なくとも一つのメルト
槽２ａを有しており、各メルト槽２ａの開放され
た下部には結晶成長を行うべき基板結晶（図示せ
ず）を載置したスライダ４が当接し且つこれらの
基板結晶が順次各メルト槽２ａに対して対向する
ように一方向に移動されるようになつている。

ところで、各メルト槽２ａの上部には、各メル
ト槽２ａ内に上述した成長素材を入れるための投
入孔２ｂが設けられており、各投入孔２ｂは、結
晶成長中にゴミ等が入らないようにカーボン製の
キヤツプ５により閉塞されている（第４図参照）。
このキヤツプ５は、投入孔２ｂに対してすり合わ
せになつており、その嵌めあいは10μm程度であ
る。

しかしながら、上述した治具２を加熱用炉の石
英管１内にセツトして該石英管１内を真空に引く
とき、各メルト槽２ａの投入孔２ｂに対して各キ
ヤツプ５がすり合わせになつていることから、こ
のキヤツプ５が投入孔２ｂから飛び出したり、外
れたりするとがある。これは、真空に引く際に石
英管１内の圧力がメルト槽２ａ内の圧力よりも低
圧になり、さらにキヤツプ５が投入孔２ｂに対し
てすり合わせであることから、メルト槽２ａ内の
空気が石英管１内に抜ける際にキヤツプ５を押し
上げるためである。

〔考案の目的〕

本考案は、以上の点に鑑み、メルト槽を加熱用
炉の石英管内にセツトして、該石英管内を真空に
引く際に、メルト槽の投入孔に嵌入したキヤツプ
が飛び出したり外れたりしないようにした、半導
体結晶の液相エピタキシヤル成長装置を提供する
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

上記目的は、本考案によれば、メルト槽内に受
容された成長素材を溶解した少なくとも一つ以上
のメルトに対して、基板結晶を接触させて一定時
間保持することにより、基板結晶上に半導体結晶
をエピタキシヤル成長させるようにした半導体の
液相エピタキシヤル成長装置において、メルト槽
の上部に設けられた投入孔の内周面と、この投入
孔に嵌入したキヤツプの外周面とに、各々凹陥部
を形成し、上記キヤツプが上記メルト槽の投入孔
に対して所定の僅かな距離だけ持ち上げられたと
きに上記両凹陥部が相互に連通するようにしたこ
とにより達成される。

上記凹陥部は、好ましくは、双方とも溝の形状
であり、またはメルト槽の投入孔の凹陥部が溝の
形状で且つキヤツプの凹陥部が平坦な切欠きでな
つている。

この考案によれば、メルト槽を加熱用炉の石英
管内にセツトして、該石英管内を真空に引く場合
に、石英管内の圧力が、徐々に低くなつてメルト
槽内の圧力よりも低くなつたときには、この圧力
差によりキヤツプが押し上げられるが、所定の僅
かな距離だけ押し上げられると、メルト槽の投入
孔の内周面に備えられた凹陥部とキヤツプの外周
面に備えられた凹陥部とが相互に連通することと
なり、従つて、メルト槽内の空気がこれら凹陥部
を通つて石英管内に抜けるので、メルト槽内の圧
力が石英管内の圧力とほぼ同じになると共に、キ
ヤツプが自然に降下し投入孔に対して完全に嵌入
して、上述した圧力差によりキヤツプが飛び出し
たり外れたりするようなことはなく、かくして石
英管内の真空引きが終了した際には、メルト槽内
の圧力は石英管内の圧力とほぼ同じになることか
ら、結晶成長中はキヤツプはメルト槽の投入孔に
完全に嵌まり、このとき上記両凹陥部は互いに連
通していないため、メルト槽内のメルト中にゴミ
等が入るような虞れはない。

〔実施例〕

以下、図面に示した一実施例に基づいて本考案
を詳細に説明する。

第１図は本考案による液相エピタキシヤル成長
装置の一実施例のメルト槽の投入孔付近を示して
おり、メルト槽１０は、その上部に、このメルト
槽１０内にメルト材料、半導体材料、不純物材料
等の成長素材を入れるための投入孔１１が設けら
れていて、この投入孔１１には、結晶成長中に上
記メルト槽１０内にゴミ等が入らないようにカー
ボン製のキヤツプ１２が嵌入されている。キヤツ
プ１２は、メルト槽１０の投入孔１１に対し、す
り合わせになつており、このキヤツプ１２の上縁
周囲に備えられたフランジ１２ａにより投入孔１
１の上縁に係止されるようになつている。

以上の構成は、従来の液相エピタキシヤル成長
装置と同様の構成である。

本考案による装置においては、さらにメルト槽
１０の投入孔１１の内周面に溝部１３が、またキ
ヤツプ１２の外周面に溝部１４がそれぞれ備えら
れている。メルト槽１０の溝部１３は、メルト槽
１０の投入孔１１の内周面において、その上方領
域即ち縦方向中央よりやや上の位置から上縁まで
垂直方向に延びて切り欠かれている。また、キヤ
ツプ１２の溝部１４は、キヤツプ１２の外周面に
おいて、その下方領域即ち縦方向中央よりやや下
の位置から下縁まで垂直方向に延びて同様に切り
欠かれている。このように形成された各溝部１
３，１４は、投入孔１１にキヤツプ１２を嵌入す
るときに、互いに垂直方向に整合するように位置
せしめられる。

本考案による成長装置の実施例は以上のように
構成されており、メルト槽１０を、例えば第３図
に示すような加熱用炉の石英管内にセツトして、
この石英管内を真空に引く場合に、石英管内の圧
力が徐々に低くなりメルト槽１０内の圧力よりも
低くなつたときには、その圧力差によりメルト槽
１０内の空気がキヤツプ１２を押し上げるが、キ
ヤツプ１２が所定の僅かな距離（第１図Ｂに符号
ｄで示した距離）だけ押し上げられたときメルト
槽１０の投入孔１１の内周面に備えられた溝部１
３が、キヤツプ１２の外周面に備えられた溝部１
４と相互に連通することになるので、メルト槽１
０内の空気が、溝部１４及び１３を通つて石英管
内に、即ちメルト槽１０の外部に抜ける。

これによりメルト槽１０内の圧力が石英管内の
圧力とほぼ同じになり、圧力差がなくなるため、
キヤツプ１２は自重により降下して図示のように
投入孔１１に対して完全に嵌まる。さらに真空引
きが進行するにつれて、以上の動作を繰り返すこ
とにより、メルト槽１０内の圧力と石英管内の圧
力との圧力差があまり大きくならないうちにエア
抜きが行われることから、上述した圧力差によつ
てキヤツプ１２が投入孔１１から飛び出したり外
れたりするようなことがない。

かくして、石英管内の真空引きが終了した際に
は、メルト槽１０内の圧力は石英管内の圧力とほ
ぼ同じであり、従つて結晶成長中はキヤツプ１２
は、自重により図示のようにメルト槽１０の投入
孔１１に完全に嵌入した状態に保持されることに
なる。

第２図は他の実施例を示しており、キヤツプ１
２の外周面に、溝部１４の代わりに平坦な切欠き
１４′が備えられていることを除いては、第１図
の実施例と同様の構成であり、その動作も同様で
ある。さらにキヤツプ１２に設けられた平坦な切
欠き１４′は、その周囲方向にある幅を有してい
るため、キヤツプ１２を投入孔１１に嵌入する際
に投入孔１１に対する整合範囲が広いので、キヤ
ツプ１２を投入孔１１に対して正確に位置決めす
る必要がない。

尚、上述した実施例においては、溝部１３と溝
部１４又は切欠き１４′との垂直方向の長さをそ
れぞれ上縁又は下縁より垂直方向中央やや手前ま
でとしているが、該溝部１３と溝部１４又は切欠
き１４′の下端又は上端を、相互に垂直方向に僅
かな間隔をあけて配置されるように、垂直方向に
ずらしても同様の効果が得られることは明らかで
ある。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、メルト槽内
に受容された成長素材を溶解した少なくとも一つ
以上のメルトに対して、基板結晶を接触させて一
定時間保持することにより、基板結晶上に半導体
結晶をエピタキシヤル成長させるようにした、半
導体の液相エピタキシヤル成長装置において、メ
ルト槽の上部に設けられた投入孔の内周面と、該
投入孔に嵌入したキヤツプの外周面とに、各々凹
陥部が備えられており、上記キヤツプが上記メル
ト槽の投入孔に対して所定の僅かな距離だけ持ち
上げられたときに上記各凹陥部が相互に連通する
ように、半導体結晶の液相エピタキシヤル成長装
置を構成し、さらに好ましくは、上記凹陥部の双
方とも溝の形状にし、またはメルト槽の投入孔の
凹陥部を溝の形状に且つキヤツプの凹陥部を平坦
な切欠きにすることにより、メルト槽を加熱用炉
の石英管内にセツトして、該石英管内を真空に引
く場合に、石英管内の圧力が、徐々に低くなつて
メルト槽内の圧力よりも低くなつたときには、こ
の圧力差によりキヤツプが押し上げられるが、所
定の僅かな距離だけ押し上げられると、メルト槽
の投入孔の内周面に備えられた凹陥部とキヤツプ
の外周面に備えられた凹陥部とが相互に連通する
こととなる。

従つてメルト槽内の空気がこれら凹陥部を通つ
て石英管内に抜けるので、メルト槽内の圧力が石
英管内の圧力とほぼ同じになると共に、キヤツプ
が自然に降下し投入孔に対して完全に嵌入し、上
述した圧力差によりキヤツプが飛び出したり外れ
たりするようなことはなく、かくして石英管内の
真空引きが終了した際には、メルト槽内の圧力は
石英管内の圧力とほぼ同じになることから、結晶
成長中はキヤツプはメルト槽の投入孔に完全に嵌
まり、このとき前記凹陥部は互いに連通していな
いため、メルト槽内のメルト中にゴミ等が入るよ
うなことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による液相エピタキシヤル成長
装置の一実施例のメルト槽投入孔付近を示すもの
で、Ａは平面図、Ｂは概略断面図、Ｃはキヤツプ
の斜視図である。第２図は本考案による他の実施
例の第１図と同様の図である。第３図は従来の液
相エピタキシヤル成長装置の一例を示す概略縦断
面図、第４図は第３図の装置におけるメルト槽投
入孔付近の概略断面図である。 １０……メルト槽、１１……投入孔、１２……
キヤツプ、１３，１４……溝部、１４′……切欠
き。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) メルト槽内に受容された成長素材を溶解した
   少なくとも一つ以上のメルトに対して、基板結
   晶を接触させて一定時間保持することにより、
   基板結晶上に半導体結晶をエピタキシヤル成長
   させるようにした半導体の液相エピタキシヤル
   成長装置において、上記メルト槽の上部に設け
   られた投入孔の内周面と、該メルト槽の投入孔
   に嵌めたキヤツプの外周面とに、各々凹陥部が
   備えられており、該キヤツプが上記投入孔に対
   して所定の僅かな距離だけ持ち上げられたとき
   に上記各凹陥部が相互に連通するようにしたこ
   とを特徴とする、半導体結晶の液相エピタキシ
   ヤル成長装置。 (2) 前記メルト槽の投入孔の内周面及びキヤツプ
   の外周面に各々備えられた前記各凹陥部が溝の
   形状であることを特徴とする、実用新案登録請
   求の範囲第１項に記載の装置。 (3) 前記メルト槽の投入孔の内周面に備えられた
   凹陥部が溝の形状であり、前記キヤツプの外周
   面に備えられた凹陥部が平坦な切欠きであるこ
   とを特徴とする、実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載の装置。