JPS5815218A - 液相エピタキシヤル成長装置 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長装置Info
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- JPS5815218A JPS5815218A JP11216581A JP11216581A JPS5815218A JP S5815218 A JPS5815218 A JP S5815218A JP 11216581 A JP11216581 A JP 11216581A JP 11216581 A JP11216581 A JP 11216581A JP S5815218 A JPS5815218 A JP S5815218A
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- JP
- Japan
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- temperature
- crucible
- melt
- growth
- epitaxial growth
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
- C30B19/062—Vertical dipping system
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (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】
本発明は液相エピタキシャル成長装置、％に単結晶基板
上に孝結晶簿膜を高品質、高能率で液相エピタキシャル
成長させることを可能にした液相エピタキシャル成長装
置に＠するものである。
上に孝結晶簿膜を高品質、高能率で液相エピタキシャル
成長させることを可能にした液相エピタキシャル成長装
置に＠するものである。
従来の液相エピタキシャル成長装置、例えば非磁性墜結
晶基板上に磁性単結晶薄膜として磁気ノくプル・ドメイ
ン・デバイス用〇−軸異方性磁性ガーネツト薄膜を成長
させる装置としては、Ｉ！１図に示した構造を有する装
置が採用されている。すなわち、同図において、１は結
晶成分と７ラツクスとからなる融液、２はこの融液１を
収容する白金るつぼ、３はらせん状に置設されたヒータ
、４はらせん状のヒータ３内に上記白金るつぼ２を収納
して配置された円筒状Ｏ均熱管％Ｓはるつぼ２内の融液
１０所＊ｉｉｔ分布を得る丸めの円環状熱繍蔽板、６は
外部冷気を鐘蔽する円板状の外気導蔽板、１社外気鐘蔽
板６０中央部に設けられた開口孔、・は結晶基板９を矢
印方向に昇降１回転自在に融液省中和浸漬する丸めの支
持具である。
晶基板上に磁性単結晶薄膜として磁気ノくプル・ドメイ
ン・デバイス用〇−軸異方性磁性ガーネツト薄膜を成長
させる装置としては、Ｉ！１図に示した構造を有する装
置が採用されている。すなわち、同図において、１は結
晶成分と７ラツクスとからなる融液、２はこの融液１を
収容する白金るつぼ、３はらせん状に置設されたヒータ
、４はらせん状のヒータ３内に上記白金るつぼ２を収納
して配置された円筒状Ｏ均熱管％Ｓはるつぼ２内の融液
１０所＊ｉｉｔ分布を得る丸めの円環状熱繍蔽板、６は
外部冷気を鐘蔽する円板状の外気導蔽板、１社外気鐘蔽
板６０中央部に設けられた開口孔、・は結晶基板９を矢
印方向に昇降１回転自在に融液省中和浸漬する丸めの支
持具である。
このように構成された液相エピタキシャル成長装置を用
いて、結晶成長を行なう場合、融液１の昇−１高温保持
、降温、育成のナイクルを行カい、育成期間では融液１
の飽和温度以下に保持し、結晶基板９の融液１内への投
入、成長、結晶＆板９の引き上げを１回または数回繰シ
返した彼、融液１の昇降温サイクルを行なうのが通常で
るゐ。
いて、結晶成長を行なう場合、融液１の昇−１高温保持
、降温、育成のナイクルを行カい、育成期間では融液１
の飽和温度以下に保持し、結晶基板９の融液１内への投
入、成長、結晶＆板９の引き上げを１回または数回繰シ
返した彼、融液１の昇降温サイクルを行なうのが通常で
るゐ。
しかしながら、上述した温度サイクルの間に融液１の境
界面、例えば融液１の表面やるつぼ２との接触面におい
て、局部的な１ｌｌＷＩＬ低下が発生すると、融液１内
に微小な析出物が発生し、正常な成長を妨げ、結晶欠陥
の発生の原因となることが知られている。
界面、例えば融液１の表面やるつぼ２との接触面におい
て、局部的な１ｌｌＷＩＬ低下が発生すると、融液１内
に微小な析出物が発生し、正常な成長を妨げ、結晶欠陥
の発生の原因となることが知られている。
したがって上記構成による液相エピタキシャル成長装置
においては、結晶基板９の投入用支持具８を貫通させる
ための開口孔７からの熱放散によシ、融液１の表面の１
１度低下を防止することが構造上困難であるという第１
の欠点があシ、これに伴なって、昇降温サイクルは育成
期間に比べて約１０倍相度の時間を要し、全体としての
作業能率が低下するという泥２の欠点があった。
においては、結晶基板９の投入用支持具８を貫通させる
ための開口孔７からの熱放散によシ、融液１の表面の１
１度低下を防止することが構造上困難であるという第１
の欠点があシ、これに伴なって、昇降温サイクルは育成
期間に比べて約１０倍相度の時間を要し、全体としての
作業能率が低下するという泥２の欠点があった。
したがって本発明は、融液に必要な温度分布を現出させ
るための加熱室と、この加熱室の片側または両側に設け
られた予備加熱室と、この予備加熱室の上方に設けられ
た攪拌機と、この加熱室と予備加熱室との境界に抜き差
し自在に設けられた熱遮蔽板と、加熱室と予備加熱室と
の両者にるつぼを移動させるためのるつぼ移動機構とで
液相エピタキシャル成長装置を構成することによって、
上記従来の欠点を除去し、高品質の結晶成長験を高能率
で得ることができる液相エピタキシャル成長装置を提供
することを目的としている。すなわち、本発明は、融液
表面の温度低下を防止するためには、融液の上方に融液
表面９１度以上のｍ１雰囲気を形成する必要があり、融
液的温度分布を向上させるｋは、特に降温サイクル時に
融液を攪拌させることが有効であシ、サイクル時間を鉛
線させる罠は複数個の融液を交互Ｋｌｌ！用することが
能率的である。
るための加熱室と、この加熱室の片側または両側に設け
られた予備加熱室と、この予備加熱室の上方に設けられ
た攪拌機と、この加熱室と予備加熱室との境界に抜き差
し自在に設けられた熱遮蔽板と、加熱室と予備加熱室と
の両者にるつぼを移動させるためのるつぼ移動機構とで
液相エピタキシャル成長装置を構成することによって、
上記従来の欠点を除去し、高品質の結晶成長験を高能率
で得ることができる液相エピタキシャル成長装置を提供
することを目的としている。すなわち、本発明は、融液
表面の温度低下を防止するためには、融液の上方に融液
表面９１度以上のｍ１雰囲気を形成する必要があり、融
液的温度分布を向上させるｋは、特に降温サイクル時に
融液を攪拌させることが有効であシ、サイクル時間を鉛
線させる罠は複数個の融液を交互Ｋｌｌ！用することが
能率的である。
以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第２図は本発明による液相エピタキシャル成艇装置の一
例を示す要部断１ｉ？１１成図であ夛、給１図と同記号
は同一要素とガるＯでその説明は省略する。絽２図にお
いて、１０は融液１に必をなｉｉ度分布を現出するため
の断熱性箱体１１と上記らせん状ヒータ３および均熱管
４を収納した断熱性筒体１２とから構成された加熱室で
あシ、この加熱１１１０は箱体１１が縦方向に３分割さ
れ、それぞれエピタキシャル成長用加熱室ＩＱａおよび
その両側に予備加熱＊１０ｂ、１０ｏが形成されている
。１３゜１４、Ｉｓはこの箱体１１の各加熱室１０ｍ、
１０ｂ、１０゜内面部分に巻設されたヒータ、１８，１
７轢成長用加熱室１０ａと予備加熱室１０ｂ、１０ａと
の間を仕切シかつ抜き差し自在に配設された飼えばｕｍ
ｏｓなどの断熱性熱遮蔽板、１８．１１ｔ′ｉ予備加熱
室Ｉｏｂ。
例を示す要部断１ｉ？１１成図であ夛、給１図と同記号
は同一要素とガるＯでその説明は省略する。絽２図にお
いて、１０は融液１に必をなｉｉ度分布を現出するため
の断熱性箱体１１と上記らせん状ヒータ３および均熱管
４を収納した断熱性筒体１２とから構成された加熱室で
あシ、この加熱１１１０は箱体１１が縦方向に３分割さ
れ、それぞれエピタキシャル成長用加熱室ＩＱａおよび
その両側に予備加熱＊１０ｂ、１０ｏが形成されている
。１３゜１４、Ｉｓはこの箱体１１の各加熱室１０ｍ、
１０ｂ、１０゜内面部分に巻設されたヒータ、１８，１
７轢成長用加熱室１０ａと予備加熱室１０ｂ、１０ａと
の間を仕切シかつ抜き差し自在に配設された飼えばｕｍ
ｏｓなどの断熱性熱遮蔽板、１８．１１ｔ′ｉ予備加熱
室Ｉｏｂ。
１０ｃの上方部に矢印方向に上昇、下降および回転自在
に配設された攪拌機、２′は上記予備加熱室ｌＱｂ内に
配置されかつ上記融液１と同等の融液１′が収容された
るつぼ、２０．２１はるつぼ２．２′を搭載させて成長
用加熱室１０ａと予備加熱室１０ｂ。
に配設された攪拌機、２′は上記予備加熱室ｌＱｂ内に
配置されかつ上記融液１と同等の融液１′が収容された
るつぼ、２０．２１はるつぼ２．２′を搭載させて成長
用加熱室１０ａと予備加熱室１０ｂ。
１０ａ間を自在に移動させる合板、２２．２３Ｆｉ台板
２０．２１を矢印方向に移動させる合板移動機構である
工なお、上記成長用加熱ｉｍ！１０内のヒータ１４のう
ち、上方部のヒータ１４ａはるつぼ２内の融液１の表面
を加熱するヒータ、下方ｓＯヒー／１４ｂｔｉ成長用加
熱＠１０ｂＯ下部０１１２を保持させると一タ、また、
予備加熱１！ １０ｂ＊ １０ａ内のヒータ１３，１５
Ｆｉこの予備加熱１！１０ｂ、１０ａ内に配置、される
るりは２′の融液１′に必要なＩＩｒＩＩＬ分布を与え
ると一一である。
２０．２１を矢印方向に移動させる合板移動機構である
工なお、上記成長用加熱ｉｍ！１０内のヒータ１４のう
ち、上方部のヒータ１４ａはるつぼ２内の融液１の表面
を加熱するヒータ、下方ｓＯヒー／１４ｂｔｉ成長用加
熱＠１０ｂＯ下部０１１２を保持させると一タ、また、
予備加熱１！ １０ｂ＊ １０ａ内のヒータ１３，１５
Ｆｉこの予備加熱１！１０ｂ、１０ａ内に配置、される
るりは２′の融液１′に必要なＩＩｒＩＩＬ分布を与え
ると一一である。
次に、上記構成による液相エピタキシャル成長装置０Ｉ
Ｉ１１作を説明する。？−Ｏ場合、るつぼ２および２’
Ｆｉ、ｌｉ似のサイクルを交互に繰シ返すので、ここで
はるつぼ２の動作により説明する。るつぼ２内の融液１
はまず予備加熱室１０ａで室温から約１２００℃に昇−
後、５〜４０時間の均質化を行なった彼、育成ｍ１ｉｔ
’に向って降温を行なう飽和＠度に到達する以前、例え
ば飽和温度プラス約５０℃近傍において、攪拌機１９を
下降せしめ、融液の降温と並行して攪拌を行ない、融液
的温度を均一に保つ。
Ｉ１１作を説明する。？−Ｏ場合、るつぼ２および２’
Ｆｉ、ｌｉ似のサイクルを交互に繰シ返すので、ここで
はるつぼ２の動作により説明する。るつぼ２内の融液１
はまず予備加熱室１０ａで室温から約１２００℃に昇−
後、５〜４０時間の均質化を行なった彼、育成ｍ１ｉｔ
’に向って降温を行なう飽和＠度に到達する以前、例え
ば飽和温度プラス約５０℃近傍において、攪拌機１９を
下降せしめ、融液の降温と並行して攪拌を行ない、融液
的温度を均一に保つ。
そして所定の育成＠度に到達した後、攪拌機１９、を上
昇させ、熱遮蔽板１Ｔを抜Ｉ！、るつぼ移動機構２２に
よ〕台板２０を介してるつぼ簿を成長用加熱室１０ａへ
移動させる。この場合、この成長用加熱室１０ａＵ融液
１の温度が襞化しない条件で設定することは言うまでも
ない。そして、るつぼ２が成長用加熱室１０ａＫ到達後
、結晶基板９０支持具８を下降せしめ、融液１中へ浸漬
、育成を行なった後上昇させる。そして、育成の完了し
たるつぼ２は移動機構２２によシ予備加熱室１０ａＫＭ
Ｌ、熱遮蔽板１７ｔ−差し入れたり、昇温、高醜保持お
よび降温のサイクルを繰シ返す。この場合、るつぼ２の
昇降サイクル中始と同時に他方のるつぼ２′の移動を行
なうめは上述の説明から明らかである。
昇させ、熱遮蔽板１Ｔを抜Ｉ！、るつぼ移動機構２２に
よ〕台板２０を介してるつぼ簿を成長用加熱室１０ａへ
移動させる。この場合、この成長用加熱室１０ａＵ融液
１の温度が襞化しない条件で設定することは言うまでも
ない。そして、るつぼ２が成長用加熱室１０ａＫ到達後
、結晶基板９０支持具８を下降せしめ、融液１中へ浸漬
、育成を行なった後上昇させる。そして、育成の完了し
たるつぼ２は移動機構２２によシ予備加熱室１０ａＫＭ
Ｌ、熱遮蔽板１７ｔ−差し入れたり、昇温、高醜保持お
よび降温のサイクルを繰シ返す。この場合、るつぼ２の
昇降サイクル中始と同時に他方のるつぼ２′の移動を行
なうめは上述の説明から明らかである。
このように構成された液相エピタキシャル成長装置によ
れば、予備加熱室１０ｂまたは１０ｏにおいては、るつ
ぼ２，２′の全周部分が融液温度以上に保持可能となる
ため、融液境界面での局部的な温度低下が防止可能とな
シ２かつ攪拌機構２２．２３による融液の攪拌により、
融液内の温度分布は極めて均一に保持させることができ
る。また、成長用加熱室ＩＱａへ移動時の上部開口孔か
らの熱放射に、ヒータ１４１Ｌによる加熱と相殺され、
融液温度は変化しない。ｔた、融液自体の対流による温
度分離は対流による安定化の時定数が大きいため、結晶
基板−の投入まての蜘かい時間１例えば数分間は無視す
ることができる。さらに２個のるつぼを交互に使用する
ため、昇降温サイクル時間が有効に活用できるため、能
率が大幅に向上てきる。
れば、予備加熱室１０ｂまたは１０ｏにおいては、るつ
ぼ２，２′の全周部分が融液温度以上に保持可能となる
ため、融液境界面での局部的な温度低下が防止可能とな
シ２かつ攪拌機構２２．２３による融液の攪拌により、
融液内の温度分布は極めて均一に保持させることができ
る。また、成長用加熱室ＩＱａへ移動時の上部開口孔か
らの熱放射に、ヒータ１４１Ｌによる加熱と相殺され、
融液温度は変化しない。ｔた、融液自体の対流による温
度分離は対流による安定化の時定数が大きいため、結晶
基板−の投入まての蜘かい時間１例えば数分間は無視す
ることができる。さらに２個のるつぼを交互に使用する
ため、昇降温サイクル時間が有効に活用できるため、能
率が大幅に向上てきる。
また、上述した実施例によれば、従来の融液内温度分布
を±ｌ″Ｃ以内に抑えることは極めて容易であシ、サイ
クル時間は従来の約１／２に半減することが可能とまっ
た。
を±ｌ″Ｃ以内に抑えることは極めて容易であシ、サイ
クル時間は従来の約１／２に半減することが可能とまっ
た。
なお、上記実施例において、るつぼを２個使用した場合
について説明したが成長用加熱室の片側のみに予備加熱
室を備えたｉｌｌにおいても上述と全く同様の効果が得
られること社明らかである。
について説明したが成長用加熱室の片側のみに予備加熱
室を備えたｉｌｌにおいても上述と全く同様の効果が得
られること社明らかである。
以上説明したように本発明によれば、融液の温度を結晶
成長に必要な１１１ｍ！に正しく一致させ、かつ融液内
ｍ度分布を±１℃以内に保持し２しかも昇降温サイクル
中に融液内に微小析出を発生させることなく、さらに育
成準備時間の無法をなくすことができるので、高品質の
結晶成長膜を、高能率で液相エピタキシャル成長させる
ことができる極めて優れた効果が得られる。
成長に必要な１１１ｍ！に正しく一致させ、かつ融液内
ｍ度分布を±１℃以内に保持し２しかも昇降温サイクル
中に融液内に微小析出を発生させることなく、さらに育
成準備時間の無法をなくすことができるので、高品質の
結晶成長膜を、高能率で液相エピタキシャル成長させる
ことができる極めて優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
＃１図は従来の液相エピタキシャル成長装置の一例を示
す要部断面構成図、館２図は本発明による液相エピタキ
シャル成長装置の一例を示す要部断面構成図である。 １．１′・・・・融液、２．２’・・・・るつは、３・
・・・ヒータ、４・・・・均熱管、８・・・・攪拌機、
９・・・・結晶基板、１０・・・・加熱室、１０ｍ・・
・・成長用加熱室、ＩＱｂｊＯｃ・・・・予備加熱室、
１１・・・・箱体、１２・・・・筒体、１３．１４．１
４ａ、１４ｂ、１５− ・−−ヒータ、１６．１７・・
・・熱遮蔽板、１８．１９・・・・攪拌機、２０．−２
１・・・・台板、２２．２３・・・・移動機構。 第１図 第２図
す要部断面構成図、館２図は本発明による液相エピタキ
シャル成長装置の一例を示す要部断面構成図である。 １．１′・・・・融液、２．２’・・・・るつは、３・
・・・ヒータ、４・・・・均熱管、８・・・・攪拌機、
９・・・・結晶基板、１０・・・・加熱室、１０ｍ・・
・・成長用加熱室、ＩＱｂｊＯｃ・・・・予備加熱室、
１１・・・・箱体、１２・・・・筒体、１３．１４．１
４ａ、１４ｂ、１５− ・−−ヒータ、１６．１７・・
・・熱遮蔽板、１８．１９・・・・攪拌機、２０．−２
１・・・・台板、２２．２３・・・・移動機構。 第１図 第２図
Claims (1)
- 結晶成長Ｋ１１ｉする融液を収容するるつぼと、前記融
液に必要な温度分布を現出させる加熱室と、前記るつぼ
の上方部に上昇、下降１回転自在に配置された結晶基板
支持具とを少なくとも具備してなる液相エピタキシャル
成長装置において、前記加熱室の少なくと４片側に設け
られた予備加熱室と、前記予備加熱室の上方部に設けら
れた前記融液の攪拌機と、前記加熱室と前記予備加熱室
の境界に抜き差し自在に設けられた熱遮蔽板と、前記加
熱室と前記予備加熱室との両者間に前記るつぼを自在に
移動させる移動機構とを設は九ことを特徴とする液相エ
ピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11216581A JPS5815218A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11216581A JPS5815218A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5815218A true JPS5815218A (ja) | 1983-01-28 |
Family
ID=14579864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11216581A Pending JPS5815218A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5815218A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144189A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-16 | Fujitsu Ltd | 液相エピタキシヤル成長装置 |
| JPH0162364U (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-20 | ||
| JPH0380185A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-04 | Showa Denko Kk | 液相エピタキシャル成長装置 |
| EP1088913A3 (en) * | 1999-09-22 | 2001-11-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid-phase growth method, liquid-phase growth apparatus, and solar cell |
| WO2015012941A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Rubicon Technology, Inc. | Method and system of producing large oxide crystals from a melt |
-
1981
- 1981-07-20 JP JP11216581A patent/JPS5815218A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144189A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-16 | Fujitsu Ltd | 液相エピタキシヤル成長装置 |
| JPH0162364U (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-20 | ||
| JPH0380185A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-04 | Showa Denko Kk | 液相エピタキシャル成長装置 |
| EP1088913A3 (en) * | 1999-09-22 | 2001-11-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid-phase growth method, liquid-phase growth apparatus, and solar cell |
| US6566277B1 (en) | 1999-09-22 | 2003-05-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid-phase growth method, liquid-phase growth apparatus, and solar cell |
| KR100394426B1 (ko) * | 1999-09-22 | 2003-08-09 | 캐논 가부시끼가이샤 | 액상 성장 방법, 액상 성장 장치 및 태양 전지 |
| AU776096B2 (en) * | 1999-09-22 | 2004-08-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid-phase growth method, liquid-phase growth apparatus, and solar cell |
| WO2015012941A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Rubicon Technology, Inc. | Method and system of producing large oxide crystals from a melt |
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