JPS6077196A - 単結晶の引上方法 - Google Patents
単結晶の引上方法Info
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- JPS6077196A JPS6077196A JP18577283A JP18577283A JPS6077196A JP S6077196 A JPS6077196 A JP S6077196A JP 18577283 A JP18577283 A JP 18577283A JP 18577283 A JP18577283 A JP 18577283A JP S6077196 A JPS6077196 A JP S6077196A
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- Japan
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- cap
- melt
- pressure
- single crystal
- pulling
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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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
（技術分野）
本発明は、蒸気圧の高い構成元素（以下、揮発性構成元
素と称す）を有する化合物半導体をチョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法と称す）によシ引上げる方法に関するも
のである。
素と称す）を有する化合物半導体をチョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法と称す）によシ引上げる方法に関するも
のである。
（背景技術）
例えばＧａＡｓ等のように、揮発性構成元素としてＡｓ
等を持った化合物半導体単結晶をＣＺ法によシ引上げる
には第１図（イ）、（ロ）に例を示すような方法が採ら
れていた。図において、るつは１は主ヒータ−２によシ
加熱され、その中に原料１′着液３が収容されている。
等を持った化合物半導体単結晶をＣＺ法によシ引上げる
には第１図（イ）、（ロ）に例を示すような方法が採ら
れていた。図において、るつは１は主ヒータ−２によシ
加熱され、その中に原料１′着液３が収容されている。
引上軸４の下端にはシード（種結晶）５が取付けられ、
シード５を原料融液ジ ３表面に浸漬し、なじませた後、種結晶＊を回転させな
がら引上げ、単結晶６を育成する。
シード５を原料融液ジ ３表面に浸漬し、なじませた後、種結晶＊を回転させな
がら引上げ、単結晶６を育成する。
この場合原料融液３中の揮発性構成元素（Ａｓ等）の蒸
発を阻止し、融液３の組成を化学量論的組成に保つため
、（イ）図に示すように原料１瀦液表面をＢ２Ｏ３融液
７でおおい、系全体を高圧のＮ２ガス雰囲気下におくか
、又は（ロ）図に示すように引上部を揮発性構成元素（
Ａｓ等）正零囲気の容器８に収容し、可動部をＢ２Ｏ３
融液９でシールし、シール部をそれぞれ補曹ヒーター１
０で加熱するかしていた。
発を阻止し、融液３の組成を化学量論的組成に保つため
、（イ）図に示すように原料１瀦液表面をＢ２Ｏ３融液
７でおおい、系全体を高圧のＮ２ガス雰囲気下におくか
、又は（ロ）図に示すように引上部を揮発性構成元素（
Ａｓ等）正零囲気の容器８に収容し、可動部をＢ２Ｏ３
融液９でシールし、シール部をそれぞれ補曹ヒーター１
０で加熱するかしていた。
しかしくイ）図に示す方法では、高需ＩのＢ２Ｏ３融液
７を通ってＡｓ等が拡散するため、原料融液３からの揮
発性構成元素の蒸発抜けを完全に抑えることができず、
又高圧のＮ２ガヌを雰囲気に用いるため、熱による対流
が激しく、Ｂ２Ｏ３融液７を出だ単結晶６は急に熱をう
ばわれて転位密度が高くなシ、又低温度勾配にしようと
すると、シード５から例えばＡｓが抜け、Ｇａとなシ、
シードが溶は落ちる欠点がある。
７を通ってＡｓ等が拡散するため、原料融液３からの揮
発性構成元素の蒸発抜けを完全に抑えることができず、
又高圧のＮ２ガヌを雰囲気に用いるため、熱による対流
が激しく、Ｂ２Ｏ３融液７を出だ単結晶６は急に熱をう
ばわれて転位密度が高くなシ、又低温度勾配にしようと
すると、シード５から例えばＡｓが抜け、Ｇａとなシ、
シードが溶は落ちる欠点がある。
又（ロ）図に示す方法では、構造が複雑で、多数の補助
ヒーターを必要とし、又Ｂ２Ｏ３封止部の監視がむつか
しいという欠点がある。
ヒーターを必要とし、又Ｂ２Ｏ３封止部の監視がむつか
しいという欠点がある。
（発明の開示））
本発明は上述の欠点を解消するため成された・もので、
キャップをかぶせることによシ、原料融液からの揮発性
構成元素の蒸発を容易に阻止して欠陥の少ない均一性の
高い単結晶が得られ、低温度勾、配を可能にして単結晶
の転位を低減し、かつ操作が簡単な化合物半導体単結晶
の引上方法を提供せんとするものである。
キャップをかぶせることによシ、原料融液からの揮発性
構成元素の蒸発を容易に阻止して欠陥の少ない均一性の
高い単結晶が得られ、低温度勾、配を可能にして単結晶
の転位を低減し、かつ操作が簡単な化合物半導体単結晶
の引上方法を提供せんとするものである。
本発明は、チョクラルヌキー法によシ揮発性構成元素を
有する化合物半導体単結晶を引上げる方法において、高
さの大きいるつぼの内面に、その内径よシ稍々小さい外
径を有する通炉斗状のキャップを嵌めこみ、該キャンプ
の管の上端に引」二軸を気密に接続し、前記管内にシー
ド軸を通してシードを取付け、前記るつほと前記キャン
プの嵌合部をＢ２Ｏ３融液でシールすると共に、前記キ
Ａ・ツブの管の上端部の温度を制御して前記揮発性構成
元素の蒸気圧を制御することを特徴とする単結晶の引上
方法である。
有する化合物半導体単結晶を引上げる方法において、高
さの大きいるつぼの内面に、その内径よシ稍々小さい外
径を有する通炉斗状のキャップを嵌めこみ、該キャンプ
の管の上端に引」二軸を気密に接続し、前記管内にシー
ド軸を通してシードを取付け、前記るつほと前記キャン
プの嵌合部をＢ２Ｏ３融液でシールすると共に、前記キ
Ａ・ツブの管の上端部の温度を制御して前記揮発性構成
元素の蒸気圧を制御することを特徴とする単結晶の引上
方法である。
本発明において、揮発性構成元素を有する化合物半導体
とは、一種の蒸気圧の高い（７４成元素を持った化合物
半導体、例えば周期律表の＋Ｕ −Ｖ族化合物（例、Ｇ
ａＡｓ 、ＧａＰ 、 ＩｎＡｓ 、 ＩｎＰ等）、［
１−Ｖｌ族化合物（例、ＺｎＳ 、 ＣｄＳ等）などの
半導体である。
とは、一種の蒸気圧の高い（７４成元素を持った化合物
半導体、例えば周期律表の＋Ｕ −Ｖ族化合物（例、Ｇ
ａＡｓ 、ＧａＰ 、 ＩｎＡｓ 、 ＩｎＰ等）、［
１−Ｖｌ族化合物（例、ＺｎＳ 、 ＣｄＳ等）などの
半導体である。
以下、本発明を図面を用いてＧａＡｓ化合物半導体の場
合を例にとって説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。
合を例にとって説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。
、第２図は本発明方法の実施例を説明するだめの縦断面
図である。図において第１図と同一の符号はそれぞれ同
一の部分を示す。図において、ＩＩは高さが充分長いる
つぼ（例、熱変成りＮ製）で、その内面に、その内径よ
シ稍々（０５〜２ｍｍ）小さい外径を有する通炉斗状の
キャップ１２が嵌めこまれている。キャップ１２は細長
い管１３を持つ逆ｐ斗状で、例えば石英等よシ成シ、管
１３の上端はねじ１６等により引上軸４の下端に気密に
接続されている。この部分のキャップ１２の内側と外側
は気密でなくてはならない。又キャップ１２の管１３の
上端よりシード軸１４が管１３内を通−１て下方に伸び
、下端にシード５が取付けられる。
図である。図において第１図と同一の符号はそれぞれ同
一の部分を示す。図において、ＩＩは高さが充分長いる
つぼ（例、熱変成りＮ製）で、その内面に、その内径よ
シ稍々（０５〜２ｍｍ）小さい外径を有する通炉斗状の
キャップ１２が嵌めこまれている。キャップ１２は細長
い管１３を持つ逆ｐ斗状で、例えば石英等よシ成シ、管
１３の上端はねじ１６等により引上軸４の下端に気密に
接続されている。この部分のキャップ１２の内側と外側
は気密でなくてはならない。又キャップ１２の管１３の
上端よりシード軸１４が管１３内を通−１て下方に伸び
、下端にシード５が取付けられる。
このようにキャンプ１２は引上軸４、シード軸１４と一
体となって回転するようになっており、キャップ１２と
るつぼ１１の内面とは同心度が良く、回転中振れ合わな
いように精密に加工されることが必要である。
体となって回転するようになっており、キャップ１２と
るつぼ１１の内面とは同心度が良く、回転中振れ合わな
いように精密に加工されることが必要である。
このるつぼ１１とキャンプＩ２の嵌合部ｉｄ Ｂ２Ｏ３
融液１５でおおってシールされる。Ｂ２Ｏ３融液１５は
るつぼ１１とキャップ１２の隙き間に入シこみ、ｌ るつぼ壮愈の内面とキャンプ１２の外面で、密閉された
空間ができる。
融液１５でおおってシールされる。Ｂ２Ｏ３融液１５は
るつぼ１１とキャップ１２の隙き間に入シこみ、ｌ るつぼ壮愈の内面とキャンプ１２の外面で、密閉された
空間ができる。
次にキャップの管１３の」二端部では、引上軸４の熱伝
達率が高く、良く熱をうばうので、ＧａＡ ｓ原料融液
８中の揮発性構成元素Ａｓの蒸気圧と単体としてのＡｓ
の蒸気圧が等しくなる幅度以丁に下がる。そこでキャッ
プ１２内のＡｓの蒸気圧と融液３中のＡｓの蒸気圧を等
しくして＠液３からのＡｓの抜けを阻止するだめには、
管１３の」二端部を加熱してＡｓの蒸気圧を制御する必
要がある。この温度制御のため、熱電対１７および補助
ヒーター１８が設けられている。熱電対１７は引上軸４
の中心を通って引上軸と共に回転し、その出力はスリッ
プリング（図示せず）により外部に取出される。なおり
２０３融液１５を通ってのＡｓの散逸を補償するため過
剰のＡｓを入れておくと、Ａｓは最も温度の低い管１３
の上端部に過％ＪＡｓ１９として蒸着する。
達率が高く、良く熱をうばうので、ＧａＡ ｓ原料融液
８中の揮発性構成元素Ａｓの蒸気圧と単体としてのＡｓ
の蒸気圧が等しくなる幅度以丁に下がる。そこでキャッ
プ１２内のＡｓの蒸気圧と融液３中のＡｓの蒸気圧を等
しくして＠液３からのＡｓの抜けを阻止するだめには、
管１３の」二端部を加熱してＡｓの蒸気圧を制御する必
要がある。この温度制御のため、熱電対１７および補助
ヒーター１８が設けられている。熱電対１７は引上軸４
の中心を通って引上軸と共に回転し、その出力はスリッ
プリング（図示せず）により外部に取出される。なおり
２０３融液１５を通ってのＡｓの散逸を補償するため過
剰のＡｓを入れておくと、Ａｓは最も温度の低い管１３
の上端部に過％ＪＡｓ１９として蒸着する。
このような装置によシ、熱電対１７の温度をヒーター・
１８ｖｃよって調整することにより、原料層！液（Ｇａ
Ａｓ ）中の蒸発し易い元素（Ａｓ）の蒸気圧と１１／
−衡する蒸気圧で雰囲気が充たされる。
１８ｖｃよって調整することにより、原料層！液（Ｇａ
Ａｓ ）中の蒸発し易い元素（Ａｓ）の蒸気圧と１１／
−衡する蒸気圧で雰囲気が充たされる。
又るつぽ１１のキャップ１２の外側はこの圧力と平衡す
る圧力の不活性ガス（例、Ｎ２ガヌ）でおおわれている
。
る圧力の不活性ガス（例、Ｎ２ガヌ）でおおわれている
。
かような装置を用いて単結晶を育成するには、予めキャ
ップｊ２の管１３の上幅１部の熱電対１７の温度を、融
液（例、ＧａＡｓ）３中の蒸発し易い元素（例、Ａｓ）
の蒸気圧と平衡する蒸気圧をその元素（例、Ａｓ）単体
が持つような温度にしておき、外部の不活性ガスの圧力
もこの圧力に等しくしておき、この状態を保持しながら
、キャップ１２と共に引上軸４を上下して種付けを行な
い、通常の方法と同様にして単結晶６を引上げる。
ップｊ２の管１３の上幅１部の熱電対１７の温度を、融
液（例、ＧａＡｓ）３中の蒸発し易い元素（例、Ａｓ）
の蒸気圧と平衡する蒸気圧をその元素（例、Ａｓ）単体
が持つような温度にしておき、外部の不活性ガスの圧力
もこの圧力に等しくしておき、この状態を保持しながら
、キャップ１２と共に引上軸４を上下して種付けを行な
い、通常の方法と同様にして単結晶６を引上げる。
このようにすると、キャップ１２上のＡｓ圧が所定の圧
力を維持するため、ＧａＡｓ融液３中のＡｓの蒸発抜け
が阻止されて引上げ中融液の組成が一定に保たれ、しか
も雰囲気ガスの圧力は低くなる（例、ＧａＡｓの場合、
Ａｓガス１気圧）だめ、熱による対流が少なくなるので
、均一性の高い、低転位密度の単結晶が得られる。
力を維持するため、ＧａＡｓ融液３中のＡｓの蒸発抜け
が阻止されて引上げ中融液の組成が一定に保たれ、しか
も雰囲気ガスの圧力は低くなる（例、ＧａＡｓの場合、
Ａｓガス１気圧）だめ、熱による対流が少なくなるので
、均一性の高い、低転位密度の単結晶が得られる。
（実施例）
第２図に示すような本発明方法により、通常の中圧炉（
約ＩＯ気圧まで）でＧａＡｓ単結晶をＣＺ法によシ引上
げだ。
約ＩＯ気圧まで）でＧａＡｓ単結晶をＣＺ法によシ引上
げだ。
るつぼ１１として熱変成ｎＮ１ｔ９のものを用い、内径
１０σ、高さ約２５ｃｍで、第２図に示すようにるつぼ
の上方３−の部分が内径１０．６ ｃｍと広が−１でい
るものを用いた。このるつぼ上方の広がった部分は、単
結晶引上げ終了後Ｂ２Ｏ３をるつぼ内へ流し落すための
ものであり、これによりＢ２Ｏ３を周りにこぼすことな
く、単結晶を取シ出すことができる。
１０σ、高さ約２５ｃｍで、第２図に示すようにるつぼ
の上方３−の部分が内径１０．６ ｃｍと広が−１でい
るものを用いた。このるつぼ上方の広がった部分は、単
結晶引上げ終了後Ｂ２Ｏ３をるつぼ内へ流し落すための
ものであり、これによりＢ２Ｏ３を周りにこぼすことな
く、単結晶を取シ出すことができる。
キャップ１２として石英のものを用い、これにＢＮ製シ
ード軸】４を図に示すようにねじ２０で固着した。キャ
ップ１２の下方のるつぼＩＩに接する部分の外径は９．
８５ｔｙｎとした。
ード軸】４を図に示すようにねじ２０で固着した。キャ
ップ１２の下方のるつぼＩＩに接する部分の外径は９．
８５ｔｙｎとした。
第３図（イ）、（ロ）は実施例における工程順の状態を
示す断面図である。先ず（イ）図に示すようにるつぼ１
１内ｆｉ、ＩＱの高純度ＧａＡｓ多結晶２１および５ａ
ｙ−のＡ３２２をチャージし、キャップ１２上に約２０
０りのＢ２０３２３をチャージした。初めに炉内をＮ２
ガヌＩ気圧で充たし、（以下１気圧に調整される、）る
つぼ１１を下に下げてるつぼ１１上部およびキへ１ツブ
１２が主ヒータ−２の中心近くにくるようにしておき、
ＧａＡｓ ２１およびＡｓ２２の温度を低く保ったｔ
捷８２０３２３を溶解した。
示す断面図である。先ず（イ）図に示すようにるつぼ１
１内ｆｉ、ＩＱの高純度ＧａＡｓ多結晶２１および５ａ
ｙ−のＡ３２２をチャージし、キャップ１２上に約２０
０りのＢ２０３２３をチャージした。初めに炉内をＮ２
ガヌＩ気圧で充たし、（以下１気圧に調整される、）る
つぼ１１を下に下げてるつぼ１１上部およびキへ１ツブ
１２が主ヒータ−２の中心近くにくるようにしておき、
ＧａＡｓ ２１およびＡｓ２２の温度を低く保ったｔ
捷８２０３２３を溶解した。
＋１２０３２３が溶け、キャップ１２がＢ２Ｏ３融液１
５でシールされてから、熱電対＋７（第２図）による温
度を６１５℃に固定し、徐々にるつぼ１１を上方に」二
げ、（ロ）図に示すようにＡｓおよびＧａＡｓを主ヒー
タ−２の中心部へ持って行き、ＧａＡｓを溶解した。こ
の間、密閉部内（キャンプ内）最低温度部である熱電対
１７の温度は補助ヒーター１８（第２図）を使って６］
５”Ｃに保持された。蒸発した過１ＩｉＩＩ Ａ ｓは
キャンプの管１３の上端部（第２図）へ蒸着しだ。６１
５℃におけるＡＳＮ気圧ＰＡ５は約１気圧であり、密閉
部内のＡｓ圧は１気圧になる。キャンプ１２外のＮ２カ
ス圧ＰＮ は自動圧力調整器によシ１気圧に固定されて
いるので、密閉部内のＮ２ガヌは内部に存在できず、外
に出てします。なお仁の間および引上げ中にＡｓも少し
づつ外へもれるか、その量は引上げ後のるつぼ内桟量等
の計５（１１の結果、約２０ｙでらった。
５でシールされてから、熱電対＋７（第２図）による温
度を６１５℃に固定し、徐々にるつぼ１１を上方に」二
げ、（ロ）図に示すようにＡｓおよびＧａＡｓを主ヒー
タ−２の中心部へ持って行き、ＧａＡｓを溶解した。こ
の間、密閉部内（キャンプ内）最低温度部である熱電対
１７の温度は補助ヒーター１８（第２図）を使って６］
５”Ｃに保持された。蒸発した過１ＩｉＩＩ Ａ ｓは
キャンプの管１３の上端部（第２図）へ蒸着しだ。６１
５℃におけるＡＳＮ気圧ＰＡ５は約１気圧であり、密閉
部内のＡｓ圧は１気圧になる。キャンプ１２外のＮ２カ
ス圧ＰＮ は自動圧力調整器によシ１気圧に固定されて
いるので、密閉部内のＮ２ガヌは内部に存在できず、外
に出てします。なお仁の間および引上げ中にＡｓも少し
づつ外へもれるか、その量は引上げ後のるつぼ内桟量等
の計５（１１の結果、約２０ｙでらった。
さてＧａＡｓの融点（１２３８℃）におけるＡｓ圧は約
１気圧であり、密閉部内ではＧａＡｓからのＡｓの蒸発
は起こらない。この状態で、引上速度２ｍｍ７時、引上
軸回転数］ ｒｐ＋ｎ、るつぼ支持＋ｌｑ１＋回’１ｍ
＃、５ ｒ ｐｍとして単結晶を引上げた。
１気圧であり、密閉部内ではＧａＡｓからのＡｓの蒸発
は起こらない。この状態で、引上速度２ｍｍ７時、引上
軸回転数］ ｒｐ＋ｎ、るつぼ支持＋ｌｑ１＋回’１ｍ
＃、５ ｒ ｐｍとして単結晶を引上げた。
第４図は単結晶引上げ中の状態を示す断面図である。図
において、補助ヒーター１８は外部容器２４の予備のフ
ランジ２５より固定され、又電力を供給された。引上げ
中は、Ｂ２Ｏ３溶液＋５、石英製キャンプ１２を通して
覗き窓２６で観察した。
において、補助ヒーター１８は外部容器２４の予備のフ
ランジ２５より固定され、又電力を供給された。引上げ
中は、Ｂ２Ｏ３溶液＋５、石英製キャンプ１２を通して
覗き窓２６で観察した。
得られた本発明の方法による単結晶は半絶縁性を示し、
重量約８００ノ、直径は５１上２ｍｍであった。
重量約８００ノ、直径は５１上２ｍｍであった。
本発明方法および従来のＬＥＣ法により得られた単結晶
（（ついて、フロン１一部とバック部よりウェハを切り
出し、ウェハ面のｒ？’＝ ％、４１ Ｋ ＯＨによる
エンチピノト２密度（ＥＰＤ）を調査した結果は第５図
（イ）１、（ロ）に示す通シで、（（イ）図はフロント
部、（ロ）図はバツり部を示す。図において左方は（１
００）方向、右方は（＋１０）方向への分布を示す。
（（ついて、フロン１一部とバック部よりウェハを切り
出し、ウェハ面のｒ？’＝ ％、４１ Ｋ ＯＨによる
エンチピノト２密度（ＥＰＤ）を調査した結果は第５図
（イ）１、（ロ）に示す通シで、（（イ）図はフロント
部、（ロ）図はバツり部を示す。図において左方は（１
００）方向、右方は（＋１０）方向への分布を示す。
第５図（イ）、（ロ）よシ、本発明によるものは、フロ
ント部、パック部共従来法によるものに比べ格段にＥＰ
Ｄが低く、かつばらつきも小さいことが分る。
ント部、パック部共従来法によるものに比べ格段にＥＰ
Ｄが低く、かつばらつきも小さいことが分る。
＆ニ、ｌ 述の２種の単結晶について、フロント部よシ
切シ出したウェハのＦＥＴ （電界効果トランジスター
）評価を行なった。Ｆ 、Ｅ Ｔ評価は、２″φウエハ
の面内に第６図に示すようなＦＥＴを２００μｙｎ コ
とに作った。図において、２’ｌ：ｌ：ソース、２８は
ドレイン、２９はゲートである。このようなＦＥＴで、
オートプローバーによシソーヌードレイン間電流（Ｉｄ
ｓ）、シきい値電圧（Ｖｔｌ＋）をめた。ＳＩイオン注
入は注入エネルギー６０ＫｅＶ、ドーズ量２×１０１２
／ｃｉで行なった。
切シ出したウェハのＦＥＴ （電界効果トランジスター
）評価を行なった。Ｆ 、Ｅ Ｔ評価は、２″φウエハ
の面内に第６図に示すようなＦＥＴを２００μｙｎ コ
とに作った。図において、２’ｌ：ｌ：ソース、２８は
ドレイン、２９はゲートである。このようなＦＥＴで、
オートプローバーによシソーヌードレイン間電流（Ｉｄ
ｓ）、シきい値電圧（Ｖｔｌ＋）をめた。ＳＩイオン注
入は注入エネルギー６０ＫｅＶ、ドーズ量２×１０１２
／ｃｉで行なった。
結果は表１に示す通シである。
表１よシ、本発明方法によるものは、従来□法によるも
のに比べ、Ｉｄｓの分散およびＶＩ１のばらつきが格段
に小さいことが分る。
のに比べ、Ｉｄｓの分散およびＶＩ１のばらつきが格段
に小さいことが分る。
（発明の効果）
上述のように構成された本発明の栄結晶の引上方法は次
のような効果がある。
のような効果がある。
（イ） 高さの大きいるつぼの内面に、その内径よシ稍
々小さい外径を有する逆ｐ斗状のキャップを嵌めこみ、
該キャップの管の上端に引上軸を気密に接続し、前記管
内にシード軸を通してシードを数句け、前記るつぼとＯ
ｉＪ記キャップの嵌合部をＢ２Ｏ３融液でシールするた
め、 単結晶用上部全体がるつぼ内面とキャップ内面で
形成される密閉部内におかれると共に、＋ｊ：Ｊ記ギャ
ップの管の上端部の温度を制御して前記揮発性構成元素
の蒸気圧を制御することによシ、原料融液上の雰囲気の
前記揮発性構成元素の蒸気圧と融液中の上記元素の蒸気
圧とを１１１衡させて、原料融液か７．らの揮発性構成
元素の蒸発抜けを阻止し、原料融液の化学量論的組成か
らのずれを防ぐので、結晶中に空孔（例、Ａｓ）等の欠
陥がなく、均一性の高い電気的特性の良好な単結晶が得
られる。
々小さい外径を有する逆ｐ斗状のキャップを嵌めこみ、
該キャップの管の上端に引上軸を気密に接続し、前記管
内にシード軸を通してシードを数句け、前記るつぼとＯ
ｉＪ記キャップの嵌合部をＢ２Ｏ３融液でシールするた
め、 単結晶用上部全体がるつぼ内面とキャップ内面で
形成される密閉部内におかれると共に、＋ｊ：Ｊ記ギャ
ップの管の上端部の温度を制御して前記揮発性構成元素
の蒸気圧を制御することによシ、原料融液上の雰囲気の
前記揮発性構成元素の蒸気圧と融液中の上記元素の蒸気
圧とを１１１衡させて、原料融液か７．らの揮発性構成
元素の蒸発抜けを阻止し、原料融液の化学量論的組成か
らのずれを防ぐので、結晶中に空孔（例、Ａｓ）等の欠
陥がなく、均一性の高い電気的特性の良好な単結晶が得
られる。
（ロ） 従来の通常のｒ、ｇｃ法では温度勾配を小さく
すると、前述のように揮発性構成元素が抜け、シードが
溶は落ちる欠点がｂつだが、本発明では上述の蒸気圧制
御によシシードから揮発性構成元素の抜けがなく、シー
ドが溶は落ちる恐れがないので、低温度勾配化が可能と
なり、これによシ低転位密度の単結晶が得られる。
すると、前述のように揮発性構成元素が抜け、シードが
溶は落ちる欠点がｂつだが、本発明では上述の蒸気圧制
御によシシードから揮発性構成元素の抜けがなく、シー
ドが溶は落ちる恐れがないので、低温度勾配化が可能と
なり、これによシ低転位密度の単結晶が得られる。
（ハ） るつぼとキャンプとその付属品を変えるだけで
従来の通常の引上炉を使用して行なえるので、本発明方
法を簡単に実施できる。例えばＧａＡｓ単結晶の場合約
１気圧が外圧としてかけられる炉であれば良く、又高圧
炉を使えば、ＧａＰ 、 ＩｎＰ等の通常組成コントロ
ールが難かしい化ａ動車結晶でも、容易に組成コントロ
ーｌしできる。
従来の通常の引上炉を使用して行なえるので、本発明方
法を簡単に実施できる。例えばＧａＡｓ単結晶の場合約
１気圧が外圧としてかけられる炉であれば良く、又高圧
炉を使えば、ＧａＰ 、 ＩｎＰ等の通常組成コントロ
ールが難かしい化ａ動車結晶でも、容易に組成コントロ
ーｌしできる。
第１図（イ）、（ロ）はそれぞれ従来の単結晶引上方法
の例を説明するだめの縦断面図である。 第２図は本発明方法の実施例を説明するだめの縦断面図
である。 第３図（イ）、（ロ）は本発明方法の実施例における工
程順の状態を示す断面図である。 第４図は本発明方法の実施例における単結晶引上げ中の
状態を示す断面図である。 第５図（イ）、（ロ）は本発明方法および従来法により
得られた単結晶のウェハ面のエッチピット密度分布を示
す図で、（イ）図はフロン１一部、（ロ）図はバック部
を示す。 第６図は本発明方法の実施例により得られたＭに 板社形成した電界効果トランジスターの構造を示す図で
ある。 １、ＩＩ・・・るつぼ、２・・・主ヒータ−，３・・・
原料融液、４・・・引上軸、５・・シード、６・・・単
結晶、７，９．１５・・・Ｂ２Ｏ３融液、８・・・容器
、１０．１８・・・補助ヒーター、１２・・・キャ７フ
０．１３・・・管、Ｉ４・・・シード中山、１６゜２０
・・・ねじ、１７・・・熱電対、１９・・・過ｆ！ＩＪ
Ａｓ、２１・・・ＧａＡｓ多結晶、２２ ＝・Ａ ｓ
、２３ ・・・ｌ３２０３．２４ ・・・外部容器、２
５・・・フランジ、２６・・覗き窓、２７・・・ソース
、２８・・・ドレイン、２９・・・ゲート。 第３図 （イ） （ロ） 第４図 第６図
の例を説明するだめの縦断面図である。 第２図は本発明方法の実施例を説明するだめの縦断面図
である。 第３図（イ）、（ロ）は本発明方法の実施例における工
程順の状態を示す断面図である。 第４図は本発明方法の実施例における単結晶引上げ中の
状態を示す断面図である。 第５図（イ）、（ロ）は本発明方法および従来法により
得られた単結晶のウェハ面のエッチピット密度分布を示
す図で、（イ）図はフロン１一部、（ロ）図はバック部
を示す。 第６図は本発明方法の実施例により得られたＭに 板社形成した電界効果トランジスターの構造を示す図で
ある。 １、ＩＩ・・・るつぼ、２・・・主ヒータ−，３・・・
原料融液、４・・・引上軸、５・・シード、６・・・単
結晶、７，９．１５・・・Ｂ２Ｏ３融液、８・・・容器
、１０．１８・・・補助ヒーター、１２・・・キャ７フ
０．１３・・・管、Ｉ４・・・シード中山、１６゜２０
・・・ねじ、１７・・・熱電対、１９・・・過ｆ！ＩＪ
Ａｓ、２１・・・ＧａＡｓ多結晶、２２ ＝・Ａ ｓ
、２３ ・・・ｌ３２０３．２４ ・・・外部容器、２
５・・・フランジ、２６・・覗き窓、２７・・・ソース
、２８・・・ドレイン、２９・・・ゲート。 第３図 （イ） （ロ） 第４図 第６図
Claims (1)
- （１） チョクラルスキー法によシ揮発性構成元素を有
する化合物半導体単結晶を引上げる方法において、高さ
の太きいるつほの内面に、その内径よシ稍々小さい外径
を有する逆炉斗状のキャップを嵌めこみ、該キャップの
管の上端に引上軸を気密に接続し、前記管内にシード軸
を通してシードを取付け、前記るつぼと前記キャップの
嵌合部をＢ２Ｏ３融液でシールすると共に、前記キャッ
プの管の上端部の温度を制御して前記揮発性構成元素の
蒸気圧を制御することを特徴とする単結晶の引上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18577283A JPS6077196A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 単結晶の引上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18577283A JPS6077196A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 単結晶の引上方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077196A true JPS6077196A (ja) | 1985-05-01 |
| JPH0329755B2 JPH0329755B2 (ja) | 1991-04-25 |
Family
ID=16176614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18577283A Granted JPS6077196A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 単結晶の引上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077196A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275186A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-05 | Hitachi Cable Ltd | 単結晶引上装置 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP18577283A patent/JPS6077196A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275186A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-05 | Hitachi Cable Ltd | 単結晶引上装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329755B2 (ja) | 1991-04-25 |
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