JPS5938189B2 - 単結晶の製造方法 - Google Patents
単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS5938189B2 JPS5938189B2 JP455680A JP455680A JPS5938189B2 JP S5938189 B2 JPS5938189 B2 JP S5938189B2 JP 455680 A JP455680 A JP 455680A JP 455680 A JP455680 A JP 455680A JP S5938189 B2 JPS5938189 B2 JP S5938189B2
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- Japan
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- crystal
- seed crystal
- dislocation
- free
- dislocations
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はゲルマニウム・シリコン等の半導体および金属
等の単結晶の製造方法に関するものである。
等の単結晶の製造方法に関するものである。
一般に、融液からの単結晶製造方法であるフローティン
グ・ゾーン法、チョクラルスキー法、ペデスタル法等に
おいて、大直径の無転位単結晶を得る方法として種結晶
と融液を接触させた後結晶のくびれの部分の直径を１〜
４ｍｍと細くし、さらにその′＝１８ま３０〜１００關
の長さまで成長させた後徐々に結晶を太らせ、所望の直
径の無転位単結晶とするＤａｓｈネック法が用いられて
いる。
グ・ゾーン法、チョクラルスキー法、ペデスタル法等に
おいて、大直径の無転位単結晶を得る方法として種結晶
と融液を接触させた後結晶のくびれの部分の直径を１〜
４ｍｍと細くし、さらにその′＝１８ま３０〜１００關
の長さまで成長させた後徐々に結晶を太らせ、所望の直
径の無転位単結晶とするＤａｓｈネック法が用いられて
いる。
この方法は種付は時の熱ショックにより種結晶中に導入
された転位が、結晶成長とともに結晶に伝播される際、
結晶の細（くびれだ部分でほとんど結晶外に抜は出てし
まうという事実に基づいている。
された転位が、結晶成長とともに結晶に伝播される際、
結晶の細（くびれだ部分でほとんど結晶外に抜は出てし
まうという事実に基づいている。
結晶のくびれ部で転位が完全に除去された場合には、結
晶は無転位で成長し、所望の直径の無転位結晶が得られ
る。
晶は無転位で成長し、所望の直径の無転位結晶が得られ
る。
この従来の無転位化技術にとって重要な点は、種付は時
以後成長結晶をいかに細（長くするかにあり、この工程
は温度および成長速度の制御についての非常に高度な熟
練度を必要とするという欠点がある。
以後成長結晶をいかに細（長くするかにあり、この工程
は温度および成長速度の制御についての非常に高度な熟
練度を必要とするという欠点がある。
さらに、（びれた部分で必らずしも全ての転位が除去さ
れるとは限らず、従って無転位化率が低いこと、くびれ
の部分を作成するため大直径結晶への適用は強度的に困
難になって（ること、など、この無転位化技術には問題
が多い。
れるとは限らず、従って無転位化率が低いこと、くびれ
の部分を作成するため大直径結晶への適用は強度的に困
難になって（ること、など、この無転位化技術には問題
が多い。
本発明の目的は特殊な技能を必要としかつ上記のような
問題のある従来の無転位化技術を用いずに無転位結晶を
得る単結晶の製造方法を提供することである。
問題のある従来の無転位化技術を用いずに無転位結晶を
得る単結晶の製造方法を提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明による無転位結晶
の成長方法では補助的加熱手段を用いて種結晶先端部を
融解せしめ、しかる後融液と種結晶先端の融解部を接触
させる。
の成長方法では補助的加熱手段を用いて種結晶先端部を
融解せしめ、しかる後融液と種結晶先端の融解部を接触
させる。
こうすることによって種結晶と融液との接触時の転位発
生は完全に防止され、以後くびれの部分を成長させずに
徐々に結晶を太くすることにより容易に大直径の無転位
結晶が得られる。
生は完全に防止され、以後くびれの部分を成長させずに
徐々に結晶を太くすることにより容易に大直径の無転位
結晶が得られる。
本発明の原理は種結晶の融解時には転位は発生しないと
いう本発明者等が発見した新事実に基づいている。
いう本発明者等が発見した新事実に基づいている。
以下本発明の作用を従来の方法では最も無転位結晶成長
に高度の熟練を要し、かつ無転位化がむずかしいとされ
ているフローティング・ゾーン法によるシリコン結晶の
育成に適用した実施例により明らかにする。
に高度の熟練を要し、かつ無転位化がむずかしいとされ
ているフローティング・ゾーン法によるシリコン結晶の
育成に適用した実施例により明らかにする。
第１図には直径４ｍｍのシＩＪコン無転位種結晶の先端
部が融解した直後の態様が縦断面図で示され第２図には
第１図のＡ−Ａ線視横断面図が示されている。
部が融解した直後の態様が縦断面図で示され第２図には
第１図のＡ−Ａ線視横断面図が示されている。
第１図において、１が偏平なリング状形状をした誘導加
熱コイル、２が直径６關の内径を持ち、一方が開放され
たリング状形状をしたモリブデンよりなる種結晶予熱ヒ
ーターである。
熱コイル、２が直径６關の内径を持ち、一方が開放され
たリング状形状をしたモリブデンよりなる種結晶予熱ヒ
ーターである。
３は予熱ヒーター保持具であり、電気的熱的絶縁を行な
うため一部は石英ガラスで作製されている。
うため一部は石英ガラスで作製されている。
誘導加熱コイル１の内径は大直径（例えば８０ ｍｍ
）の結晶を安定して育成するためには３０市±５ｍｍと
大きくする必要があり、そのため種結晶４と電磁的結合
が弱いので誘導加熱コイル１により種結晶４を直接に加
熱融解することは不可能である。
）の結晶を安定して育成するためには３０市±５ｍｍと
大きくする必要があり、そのため種結晶４と電磁的結合
が弱いので誘導加熱コイル１により種結晶４を直接に加
熱融解することは不可能である。
そのため本実施例では予熱ヒーター２からの輻射熱によ
り種結晶４を加熱している。
り種結晶４を加熱している。
実験によれば種結晶４が高温に加熱されるにつれて比抵
抗が減少することにより誘導加熱コイル１との電磁約結
合が強まるので、発振機の出力が一定値を超えると種結
晶２は誘導加熱コイル１から放射されるエネルギーを吸
収して融解した。
抗が減少することにより誘導加熱コイル１との電磁約結
合が強まるので、発振機の出力が一定値を超えると種結
晶２は誘導加熱コイル１から放射されるエネルギーを吸
収して融解した。
もちろん予熱ヒーター２は結晶成長開始前に誘導加熱コ
イル１下の空間より第２図に示す如く保持具３を保持具
回転軸３′を中心に回転させることにより除去されなげ
ればならない。
イル１下の空間より第２図に示す如く保持具３を保持具
回転軸３′を中心に回転させることにより除去されなげ
ればならない。
第３図は先端部を一度融解した後固化させた種結晶４の
Ｘ線回折顕微写真像であり第４図は第３図を模式的に示
したものである。
Ｘ線回折顕微写真像であり第４図は第３図を模式的に示
したものである。
第４図において８は種結晶４の未融解部であり、また９
、１０’の部分が一度融解した後固化した部分であり、
１１が両者の界面を示している。
、１０’の部分が一度融解した後固化した部分であり、
１１が両者の界面を示している。
上部の先端部が最後に固化した部分であり斜線を施しで
ある１０の部分が第３図に白く示されている部分に対応
した部分で転位が存在する領域である。
ある１０の部分が第３図に白く示されている部分に対応
した部分で転位が存在する領域である。
これらの転位は最後に固化した部分で発生した転位が固
化した領域にバックしてできたものである。
化した領域にバックしてできたものである。
種結晶４の未融解部、界面および界面より約２關上部に
は転位は存在していない。
は転位は存在していない。
すなわち結晶を融解しただけでは転位は発生しないので
ある。
ある。
第５図は種結晶融解部７と多結晶融解部６とを接触させ
た後Ｄ ａｓｈ法による（びれの部分１２を成長させた
後徐々に太らせ直径５０ｍｍの無転位結晶を育成した実
施例における種結晶８および（びれの部分１２のＸ線回
折顕微写真像であり第６図は第５図を模式的に示したも
のである。
た後Ｄ ａｓｈ法による（びれの部分１２を成長させた
後徐々に太らせ直径５０ｍｍの無転位結晶を育成した実
施例における種結晶８および（びれの部分１２のＸ線回
折顕微写真像であり第６図は第５図を模式的に示したも
のである。
第５図は種結晶４およびくびれの部分１２は完全に無転
位であることを示しており、本発明による種結晶融解の
効果が明白に示されている。
位であることを示しており、本発明による種結晶融解の
効果が明白に示されている。
以上説明したように本発明によれば、種結晶を予め融解
することにより種付は時に転位が発生しないことが確認
され、従来の高度の熟練度を要しかつ大直径結晶製造の
支障となっているＤａｓｈネック法による細い（びれ部
を作らずに容易に大直径の無転位単結晶が製造できると
いう利点がある。
することにより種付は時に転位が発生しないことが確認
され、従来の高度の熟練度を要しかつ大直径結晶製造の
支障となっているＤａｓｈネック法による細い（びれ部
を作らずに容易に大直径の無転位単結晶が製造できると
いう利点がある。
第１図はこの発明の１実施態様を示す縦断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線視横断面図、第３図は先端部を融解
後固化した種結晶のＸ線回折顕微写真像、第４図は第３
図の転位発生状況を模式的に示した図、第５図は育成結
晶の（びれ部のＸ線回折顕微写真像、第６図は第５図の
模式図である。 １・・・誘導加熱コイル、２・・・予熱ヒーター、計・
・予熱ヒーター保持具、３′・・・保持具回転軸、４゜
８・・・種結晶、５・・・多結晶、６，７・・・融解部
分、９・・・種結晶のうち融解後固化した部分、１０・
・・９のうち転位の存在する部分、１１・・・界面、１
２・・べびれの部分。
は第１図のＡ−Ａ線視横断面図、第３図は先端部を融解
後固化した種結晶のＸ線回折顕微写真像、第４図は第３
図の転位発生状況を模式的に示した図、第５図は育成結
晶の（びれ部のＸ線回折顕微写真像、第６図は第５図の
模式図である。 １・・・誘導加熱コイル、２・・・予熱ヒーター、計・
・予熱ヒーター保持具、３′・・・保持具回転軸、４゜
８・・・種結晶、５・・・多結晶、６，７・・・融解部
分、９・・・種結晶のうち融解後固化した部分、１０・
・・９のうち転位の存在する部分、１１・・・界面、１
２・・べびれの部分。
Claims (1)
- １ 所望の結晶物質の下端を加熱して形成した融液より
種結晶を用いて単結晶を下方に成長させる方法において
、補助的加熱手段を用いて種結晶の上端部を予め融解せ
しめ、しかる後その状態で前記融液と前記種結晶の融解
された上端部とを接触する種子付けを行ない前記の成長
を開始することにより無転位結晶の成長を行うことを特
徴とする単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP455680A JPS5938189B2 (ja) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | 単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP455680A JPS5938189B2 (ja) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | 単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56104794A JPS56104794A (en) | 1981-08-20 |
| JPS5938189B2 true JPS5938189B2 (ja) | 1984-09-14 |
Family
ID=11587314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP455680A Expired JPS5938189B2 (ja) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | 単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938189B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0357195U (ja) * | 1989-10-07 | 1991-05-31 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5932002A (en) * | 1997-08-28 | 1999-08-03 | Sumitomo Sitix Corporation | Seed crystals for pulling a single crystal and methods using the same |
| DE102010040464A1 (de) | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung eines versetzungsfreien einkristallinen Stabes aus Silicium |
-
1980
- 1980-01-21 JP JP455680A patent/JPS5938189B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0357195U (ja) * | 1989-10-07 | 1991-05-31 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56104794A (en) | 1981-08-20 |
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