JPS60264391A - 結晶製造装置 - Google Patents
結晶製造装置Info
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- JPS60264391A JPS60264391A JP11793684A JP11793684A JPS60264391A JP S60264391 A JPS60264391 A JP S60264391A JP 11793684 A JP11793684 A JP 11793684A JP 11793684 A JP11793684 A JP 11793684A JP S60264391 A JPS60264391 A JP S60264391A
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Classifications
-
- 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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶融液より成分化学物質を凝固させて結晶成
長させる結晶製造装置に関するものであるＯ 〔従来技術とその問題点〕 近年、半導体装置が多量に、かつ多方面に使用されるの
に伴ない、半導体装置に要求される特性が多様化し、ま
た精緻な構造が要求されるようになってきており、必然
的に半導体装置製造にも高度の制御性と、効率性とが要
求される」＝うになってきた。さらに、これらの要求を
満たすために、半導体装置の基礎をなす結晶には高度の
均一性、完全性、不純物制御性がめられている。
長させる結晶製造装置に関するものであるＯ 〔従来技術とその問題点〕 近年、半導体装置が多量に、かつ多方面に使用されるの
に伴ない、半導体装置に要求される特性が多様化し、ま
た精緻な構造が要求されるようになってきており、必然
的に半導体装置製造にも高度の制御性と、効率性とが要
求される」＝うになってきた。さらに、これらの要求を
満たすために、半導体装置の基礎をなす結晶には高度の
均一性、完全性、不純物制御性がめられている。
溶融液から結晶成長させる例として、元素周律表■族及
び■族元素からなる砒化ガリウムの融液封止チョクラル
スキ法による単結晶成長を例に挙げて従来装置について
説明する。第６図において、１は結晶成長母体融液、２
は石英或いは窒化硼素よりなるルツボ、３は炭素製ルツ
ボ、４は封止融液相、５は成長結晶である。また８はリ
ング状の発熱体で、ルツボを全周から加熱するものであ
る。
び■族元素からなる砒化ガリウムの融液封止チョクラル
スキ法による単結晶成長を例に挙げて従来装置について
説明する。第６図において、１は結晶成長母体融液、２
は石英或いは窒化硼素よりなるルツボ、３は炭素製ルツ
ボ、４は封止融液相、５は成長結晶である。また８はリ
ング状の発熱体で、ルツボを全周から加熱するものであ
る。
砒化ガリウム単結晶成長には、砒化ガリウム凝固点付近
の温度条件下で、蒸気圧の高い砒素を含むため、砒化ガ
リウム融液１上に低融点ガラス物質、例えば酸化硼素（
Ｂ２０３）よりなる封止融液相４を設け、成長容器Ｐ内
に不活性ガスを与えて内部を、砒素の蒸発の抑制に充分
な圧力に保ちつつ結晶成長がなされる。かかる状況で結
晶の品質に大きな影響を及ぼすものは温度及びその源泉
である熱移動、特に結晶成長の母液たるＧａＡｓ融液の
温度及びその変化、封止融液−母液界面付近及び母液−
結晶界面伺近、封止融液−容器内外気界面伺近の温度勾
配である。しかし、従来は１個の発熱体で温度コントロ
ールするため、結晶成長方向の温度分布を制御するには
限度があり、しかも融液内の対流による物質及び熱移動
はコントロールすることができず、結晶の品質を向上さ
せることができなかつ／ζ。
の温度条件下で、蒸気圧の高い砒素を含むため、砒化ガ
リウム融液１上に低融点ガラス物質、例えば酸化硼素（
Ｂ２０３）よりなる封止融液相４を設け、成長容器Ｐ内
に不活性ガスを与えて内部を、砒素の蒸発の抑制に充分
な圧力に保ちつつ結晶成長がなされる。かかる状況で結
晶の品質に大きな影響を及ぼすものは温度及びその源泉
である熱移動、特に結晶成長の母液たるＧａＡｓ融液の
温度及びその変化、封止融液−母液界面付近及び母液−
結晶界面伺近、封止融液−容器内外気界面伺近の温度勾
配である。しかし、従来は１個の発熱体で温度コントロ
ールするため、結晶成長方向の温度分布を制御するには
限度があり、しかも融液内の対流による物質及び熱移動
はコントロールすることができず、結晶の品質を向上さ
せることができなかつ／ζ。
本発明は前記問題点を解決し、結晶の品質に影響を与え
る要因の変動を抑制し、良質の結晶を得る結晶製造装置
を提供するものである。
る要因の変動を抑制し、良質の結晶を得る結晶製造装置
を提供するものである。
本発明は２以上の発熱体をルツボの外周に沿って配設す
るとともに、上下に複数段設け、上下段の発熱体を逆位
相の多相電源に結線し７たことを特暑 徴とする結晶製
造装置である。
るとともに、上下に複数段設け、上下段の発熱体を逆位
相の多相電源に結線し７たことを特暑 徴とする結晶製
造装置である。
以下に、本発明の一実施例を図により説明する。
第１図に示すように、融液１を収容するルツボ２が、炭
素製ルツボ３に支えられている点は従来と同様である。
素製ルツボ３に支えられている点は従来と同様である。
図において、本発明では２以上の発熱体６，７を用い、
この発熱体６，７をルツボ２，３の外周に上下に配設す
る。尚、発熱体を上下二段に配設した場合を図示したが
、これに限定されるものでない。第２図（ａ） 、 （
ｂ）に示すように、各段の発熱体６．７は２以上あるか
ら、これらの発熱体Ｒ１，・・・Ｒ２・・・（６，７）
を各段毎に△結線し、上段の発熱体Ｒ１（６）の３つの
端子を反時計方向廻りに三相電源９ａにＵ−Ｖ−Ｗ相の
順序でそれぞれ結線するとともに、下段の発熱体Ｒ２（
７）の３つの端子を三相電源９ｂにＵ−Ｗ−■相の順序
でそれぞれ結線する。
この発熱体６，７をルツボ２，３の外周に上下に配設す
る。尚、発熱体を上下二段に配設した場合を図示したが
、これに限定されるものでない。第２図（ａ） 、 （
ｂ）に示すように、各段の発熱体６．７は２以上あるか
ら、これらの発熱体Ｒ１，・・・Ｒ２・・・（６，７）
を各段毎に△結線し、上段の発熱体Ｒ１（６）の３つの
端子を反時計方向廻りに三相電源９ａにＵ−Ｖ−Ｗ相の
順序でそれぞれ結線するとともに、下段の発熱体Ｒ２（
７）の３つの端子を三相電源９ｂにＵ−Ｗ−■相の順序
でそれぞれ結線する。
発熱体６，７の具体例を第３図（ａ） 、 （ｂ）に示
す。
す。
各発熱体６，７は図に示すように上下に蛇行しつつ筒状
に形成された線状の炭素製抵抗体がらなり、周方向の長
さを３等分する位置にそれぞれ端子６ａ。
に形成された線状の炭素製抵抗体がらなり、周方向の長
さを３等分する位置にそれぞれ端子６ａ。
６ｂ、６ｃ＋７ａ、７ｂ＋７ｃが設けられ、各端子を通
して三相電源に結線したものである。
して三相電源に結線したものである。
発熱体６，７でルツボを加熱し、かつその温度を制御す
ることにより、融液１の表面で成長した結晶は封止融液
相４を通して育成され、結晶５として融液外へ成長され
る。この点は従来と同様である。
ることにより、融液１の表面で成長した結晶は封止融液
相４を通して育成され、結晶５として融液外へ成長され
る。この点は従来と同様である。
本発明は発熱体６，７を△結線し、上下段をそれぞれ逆
位相となるように三相電源９ａ 、 ９ｂに結線させて
いるため、上下段の発熱体６，７に加えられた多相電流
によりルツボの部分に逆向きの三相回転磁界が生じ、第
４図に示すようにこの磁界の影響を受けてルツボ２内の
融液１が上下で相異なる方向に誘導回転される。したが
って、本発明によれば、１）融液及び結晶における巨視
的温度分布は上下段両発熱体６，７からの発熱量をそれ
らに加える電力を制御することにより、調節して所望の
温度分布になる。２）融液内の対流による物質及び熱移
動は第５図に示すように発熱体に加えられたそれぞれの
位相の電流で生ずる逆向きの三相回転磁界により融液を
上下に分断して相異なる方向に誘導回転させる方法で抑
制される。
位相となるように三相電源９ａ 、 ９ｂに結線させて
いるため、上下段の発熱体６，７に加えられた多相電流
によりルツボの部分に逆向きの三相回転磁界が生じ、第
４図に示すようにこの磁界の影響を受けてルツボ２内の
融液１が上下で相異なる方向に誘導回転される。したが
って、本発明によれば、１）融液及び結晶における巨視
的温度分布は上下段両発熱体６，７からの発熱量をそれ
らに加える電力を制御することにより、調節して所望の
温度分布になる。２）融液内の対流による物質及び熱移
動は第５図に示すように発熱体に加えられたそれぞれの
位相の電流で生ずる逆向きの三相回転磁界により融液を
上下に分断して相異なる方向に誘導回転させる方法で抑
制される。
尚、実施例では△結線型二段三相発熱体による融液封止
チョクラルスキ法について説明したが、これに限定され
るものではない。例えば、二相電源または４相以」二の
ものにより回転磁界を生じさせても良い。また、本発明
は例えばブリッジマン結晶方法、常圧或いは減圧の通常
のチョクラルスキ法等にも適用できる。
チョクラルスキ法について説明したが、これに限定され
るものではない。例えば、二相電源または４相以」二の
ものにより回転磁界を生じさせても良い。また、本発明
は例えばブリッジマン結晶方法、常圧或いは減圧の通常
のチョクラルスキ法等にも適用できる。
本発明は以上説明したように、ルツボの外周に周方向に
分割された発熱体を上下に複数段配設して温度をコント
ロールし、かつ発熱体を多相電源に結線して回転磁界を
生じさせて融液の動きをコントロールするようにしたの
で、結晶成長方向の温度分布制御性、結晶成長に垂直な
面内における温度のよりよい均一性を保つことができ、
かつ対流による不純物移動の抑制ができ、特に結晶成長
界面付近の急峻な温度勾配による熱歪に起因する成長結
晶の不完全性を避けることができる効果を有するもので
ある。
分割された発熱体を上下に複数段配設して温度をコント
ロールし、かつ発熱体を多相電源に結線して回転磁界を
生じさせて融液の動きをコントロールするようにしたの
で、結晶成長方向の温度分布制御性、結晶成長に垂直な
面内における温度のよりよい均一性を保つことができ、
かつ対流による不純物移動の抑制ができ、特に結晶成長
界面付近の急峻な温度勾配による熱歪に起因する成長結
晶の不完全性を避けることができる効果を有するもので
ある。
゛第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図（ａ
） 、 （ｂ）は発熱体の結線図、第３図（ａ）は本発
明に係る発熱体の具体的構造を示す斜視図、（ｂ）はそ
の平面図、第４図は融液の回転を示す構成図、第５図は
融液内の物質の移動を示す図、第６図は従来装置の構成
図である。 ２．３・・・ルツボ、６，７・・・発熱体、９ａ 、
９ｂ・・三相電源特許出願人 日本電気株式会社 第１図 第２図
） 、 （ｂ）は発熱体の結線図、第３図（ａ）は本発
明に係る発熱体の具体的構造を示す斜視図、（ｂ）はそ
の平面図、第４図は融液の回転を示す構成図、第５図は
融液内の物質の移動を示す図、第６図は従来装置の構成
図である。 ２．３・・・ルツボ、６，７・・・発熱体、９ａ 、
９ｂ・・三相電源特許出願人 日本電気株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- （１）ルツボ内の溶融液の加熱温度を制御しつつ、核液
中の成分化学物質を凝固させて結晶成長さ仕る結晶製造
装置において、２以上の発熱体をルツボの外周に沿って
配設するとともに上下に複数段設け、上下段の発熱体を
逆位相の多相電源にそれぞれ結線したことを特徴とする
結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11793684A JPS60264391A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11793684A JPS60264391A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 結晶製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60264391A true JPS60264391A (ja) | 1985-12-27 |
Family
ID=14723877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11793684A Pending JPS60264391A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60264391A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532479A (ja) * | 1991-02-20 | 1993-02-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 結晶成長装置及び該装置を用いた結晶成長方法 |
| EP1225255A1 (de) * | 2001-01-18 | 2002-07-24 | Wacker Siltronic Gesellschaft für Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Einkristalls aus Silicium |
| WO2005041278A3 (de) * | 2003-10-23 | 2005-07-07 | Crystal Growing Systems Gmbh | Kristallzüchtungsanlage |
| DE102009045680A1 (de) | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Siliziumblöcken aus der Schmelze durch gerichtete Erstarrung |
| DE102009046845A1 (de) | 2009-11-18 | 2011-06-01 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Kristallisationsanlage und Kristallisationsverfahren |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP11793684A patent/JPS60264391A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532479A (ja) * | 1991-02-20 | 1993-02-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 結晶成長装置及び該装置を用いた結晶成長方法 |
| EP1225255A1 (de) * | 2001-01-18 | 2002-07-24 | Wacker Siltronic Gesellschaft für Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Einkristalls aus Silicium |
| US7771530B2 (en) | 2001-01-18 | 2010-08-10 | Siltronic Ag | Process and apparatus for producing a silicon single crystal |
| WO2005041278A3 (de) * | 2003-10-23 | 2005-07-07 | Crystal Growing Systems Gmbh | Kristallzüchtungsanlage |
| US7179331B2 (en) | 2003-10-23 | 2007-02-20 | Crystal Growing Systems Gmbh | Crystal growing equipment |
| JP2007509026A (ja) * | 2003-10-23 | 2007-04-12 | クリスタル グロウイング システムズ ゲゼルシヤフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 結晶成長装置 |
| EP2105522A3 (de) * | 2003-10-23 | 2011-11-02 | PVA TePla AG | Kristallzüchtungsanlage |
| DE102009045680A1 (de) | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Siliziumblöcken aus der Schmelze durch gerichtete Erstarrung |
| DE102009046845A1 (de) | 2009-11-18 | 2011-06-01 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Kristallisationsanlage und Kristallisationsverfahren |
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