JPS6126592A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
- Publication number
- JPS6126592A JPS6126592A JP14910984A JP14910984A JPS6126592A JP S6126592 A JPS6126592 A JP S6126592A JP 14910984 A JP14910984 A JP 14910984A JP 14910984 A JP14910984 A JP 14910984A JP S6126592 A JPS6126592 A JP S6126592A
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- JP
- Japan
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- melt
- crystal
- substances
- replenishment
- supply
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- Pending
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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
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は結晶成長中に枯渇しやすい成分を融液（もしく
は溶液）に補給する手段を具備する引き上げ式結晶成長
装置に関する。
は溶液）に補給する手段を具備する引き上げ式結晶成長
装置に関する。
結晶成長中に、融液中の偏析係数の大きい成分が次第に
枯渇して、成長する結晶の組成変動を生じ、その結果結
晶の利用効率を著しく悪くする。
枯渇して、成長する結晶の組成変動を生じ、その結果結
晶の利用効率を著しく悪くする。
そのために該成分物質を補給する方法が種々試みられて
いる。
いる。
第３図は従来例による成分補給手段を具備する結晶成長
装置の断面図である。
装置の断面図である。
図示の装置は本発明者により提案された装置で、１はカ
ーボン等の導電性材料よりなる円筒状のルツボ側壁部、
２は窒化ボロン（ＰＢＮ）等絶縁性材料よりなるルツボ
底部、３は融液、４は成長した結晶、４′は種結晶であ
る。
ーボン等の導電性材料よりなる円筒状のルツボ側壁部、
２は窒化ボロン（ＰＢＮ）等絶縁性材料よりなるルツボ
底部、３は融液、４は成長した結晶、４′は種結晶であ
る。
補給すべき成分を含有し、゛かっ融点が成長用の融液よ
り高い補給物質５を融液３に接触させ、補給物質５ど融
液３の間に電流を流して補給すべき成分を融液３中に溶
は込ませる。
り高い補給物質５を融液３に接触させ、補給物質５ど融
液３の間に電流を流して補給すべき成分を融液３中に溶
は込ませる。
そのために、補給物質５とルツボ側壁部１もしくは種結
晶４′間に、電源６を切換スイッチ７、電流検出部９を
介して接続する。
晶４′間に、電源６を切換スイッチ７、電流検出部９を
介して接続する。
電流検出部９より帰還回路１０を経て駆動装置８を駆動
し、補給物質５を融液３中に押し出す。
し、補給物質５を融液３中に押し出す。
以上のような装置では補給物質５が半導体結晶であるよ
うな場合、比抵抗等の電気的性質が局部的に異なること
により、ここを流れる電流に場所的な不均一を生じ、そ
の結果として補給物質５の溶は出しが場所的に一様でな
くなり、融液３にこ接する部分が非対称の凹凸のある形
状となり、そのため融液の対流に乱れを生じ、成長する
結晶が次第にゆがむとか、結晶に転位が入り易くなる等
の不都合を生ずることがあった。
うな場合、比抵抗等の電気的性質が局部的に異なること
により、ここを流れる電流に場所的な不均一を生じ、そ
の結果として補給物質５の溶は出しが場所的に一様でな
くなり、融液３にこ接する部分が非対称の凹凸のある形
状となり、そのため融液の対流に乱れを生じ、成長する
結晶が次第にゆがむとか、結晶に転位が入り易くなる等
の不都合を生ずることがあった。
補給物質の溶は込みの場所的な不均一による形状異常が
、融液中の対流に悪影響をおよぼし、均一な結晶が得ら
れ難い。
、融液中の対流に悪影響をおよぼし、均一な結晶が得ら
れ難い。
上記問題点の解決は、補給すべき成分を含有する補給物
質をルツボに対して相対的に移動できる機構と、該ルツ
ボに保持した融液もしくは溶液と該補給物質との間に電
流を流す手段を具備する結晶成長装置において、複数の
補給物質を有し、がつ各補給物質に流す電流と時間の積
が一定となるようにする電流切換手段を有する本発明に
よる結晶成長装置により達成される。
質をルツボに対して相対的に移動できる機構と、該ルツ
ボに保持した融液もしくは溶液と該補給物質との間に電
流を流す手段を具備する結晶成長装置において、複数の
補給物質を有し、がつ各補給物質に流す電流と時間の積
が一定となるようにする電流切換手段を有する本発明に
よる結晶成長装置により達成される。
本発明は補給物質と融液間に電流を流したとき、融液に
溶は出す補給物質の量は電荷量に比例することと、補給
物質の寸法が小さくなればなるほど補給物質内の特性の
不均一の絶対量は小さくなるため、電流を流したときの
溶は出しによる補給物質の形状変化の絶対量は小さくな
ることに着目して、補給物質を複数に分は各の寸法を小
ざくして、これに流す電流と時間の積を一定にすること
により、各補給物質の形状変化の絶対量を減らすととも
に、各補給物質の融液と接触する部分の全体の形状が相
対的に一定となるようにして融液の対流を安定化するよ
うにしたものである。
溶は出す補給物質の量は電荷量に比例することと、補給
物質の寸法が小さくなればなるほど補給物質内の特性の
不均一の絶対量は小さくなるため、電流を流したときの
溶は出しによる補給物質の形状変化の絶対量は小さくな
ることに着目して、補給物質を複数に分は各の寸法を小
ざくして、これに流す電流と時間の積を一定にすること
により、各補給物質の形状変化の絶対量を減らすととも
に、各補給物質の融液と接触する部分の全体の形状が相
対的に一定となるようにして融液の対流を安定化するよ
うにしたものである。
第２図は補給物質の寸法と変形量の関係を説明する図で
ある。
ある。
第２図（ａｊにおいて、単一の補給物質のときの、変形
の絶対量をｄとする。
の絶対量をｄとする。
第２図（ｂｌにおいて、上記単一の補給物質を１次元的
にｎ個に等分して先端を揃えたときの、変形の絶対量は
ｄ ／ ｎになる。
にｎ個に等分して先端を揃えたときの、変形の絶対量は
ｄ ／ ｎになる。
第１図は本発明の実施例を示す成分補給手段を具備する
結晶成長装置の断面図と平面図である。
結晶成長装置の断面図と平面図である。
この装置はＩｎＡｓＮＰ Ｉ −ＸＩ Ｇａ、ｌＩｎ
１− ＸＡＳＩ ＧａＡｓ、ｌｐ、−Ｘ等の３元化合物
半導体結晶の引き上げに適する。
１− ＸＡＳＩ ＧａＡｓ、ｌｐ、−Ｘ等の３元化合物
半導体結晶の引き上げに適する。
閏において、ルツボはカーボン等の導電性物質よりなる
円筒状側壁部１と、ＰＢＮ等絶縁性材料よりなり、中心
部に結晶の回転軸に対して対称の位置に配置した７個の
貫通孔を有する底部２とを上下に重ねて構成される。
円筒状側壁部１と、ＰＢＮ等絶縁性材料よりなり、中心
部に結晶の回転軸に対して対称の位置に配置した７個の
貫通孔を有する底部２とを上下に重ねて構成される。
各々の貫通孔に嵌合するように７個の補給物質５を挿入
し、これらは全体として駆動装置８により融液３中に押
し出され、またそれぞれ切換スイッチ１１を通じて電源
６に接続されるようになっている。
し、これらは全体として駆動装置８により融液３中に押
し出され、またそれぞれ切換スイッチ１１を通じて電源
６に接続されるようになっている。
補給物質５はＩｎＡｓｘＰ＋−ｘの場合はＩｎＰ 。
Ｇａ、Ｉｎ＋４．ΔＳの場合はＧａＡｓ、、ＧａＡＳｘ
Ｐ＋−ｘの場合はＧａＰを用いるとよい。
Ｐ＋−ｘの場合はＧａＰを用いるとよい。
成長にあたっては、まず補給物質５の代わりに同じ外形
のカーボンもしくはＰＢＮの棒でルツボの底部２の貫通
孔を塞ぎ、ルツボ１，２に融液の材料をそれぞれ秤量し
て入れ、温度を上げて溶融する。
のカーボンもしくはＰＢＮの棒でルツボの底部２の貫通
孔を塞ぎ、ルツボ１，２に融液の材料をそれぞれ秤量し
て入れ、温度を上げて溶融する。
ここで一旦冷却しカーボンもしくはＰＢＨの棒に代わり
、ＩｎＰやＧｑＡｓあるいはＧａＰよりなる補給物質５
．を挿入し、再度温度を上げて溶融した後、種結晶４′
を融液３に浸け、回転しながら徐々に引き上げ結晶４を
大きく成長させる。
、ＩｎＰやＧｑＡｓあるいはＧａＰよりなる補給物質５
．を挿入し、再度温度を上げて溶融した後、種結晶４′
を融液３に浸け、回転しながら徐々に引き上げ結晶４を
大きく成長させる。
この場合補給物質５は融液より高い融点のものを用いる
ので、この時点で溶けてしまうことはない。
ので、この時点で溶けてしまうことはない。
結晶を引き上げるに従って、融液中の偏析係数の大きい
成分、例えば融液３がＩｎＡｓｘＰ＋−ｘの場合はＰ
＜ ＧａＪｒ＋＋−ｘＡｓの場合はＧａ、、 ＧａＡｓ
、Ｐ、−、の場合はＰが枯渇してくるので、これを補う
ように電源６から補給物質５、融液３、第１のルツボｌ
もしくは結晶４の径路に電流を流して補給物質５を融液
３中へ溶は込ませるようにする。このとき複数の補給物
質５の各々に流れる電流と時間の積が等しくなるように
切換スイッチ１１で切り換える。
成分、例えば融液３がＩｎＡｓｘＰ＋−ｘの場合はＰ
＜ ＧａＪｒ＋＋−ｘＡｓの場合はＧａ、、 ＧａＡｓ
、Ｐ、−、の場合はＰが枯渇してくるので、これを補う
ように電源６から補給物質５、融液３、第１のルツボｌ
もしくは結晶４の径路に電流を流して補給物質５を融液
３中へ溶は込ませるようにする。このとき複数の補給物
質５の各々に流れる電流と時間の積が等しくなるように
切換スイッチ１１で切り換える。
電ｔＡ６に定電流源を用いれば、一定時間毎にスイッチ
を切り換えればよい。切り換えの時間は短いほど、各補
給物質５間の溶は出し量の時間的なバラツキが小さくな
る。
を切り換えればよい。切り換えの時間は短いほど、各補
給物質５間の溶は出し量の時間的なバラツキが小さくな
る。
溶は出した分だけ駆動装置８により、補給物質５を押し
出し、常にその先端がルツボの底面にくるようにすると
、融液３の形状が変わらないので、融液中の流れは一定
となり乱流を生ずることはない。
出し、常にその先端がルツボの底面にくるようにすると
、融液３の形状が変わらないので、融液中の流れは一定
となり乱流を生ずることはない。
単一補給物質を使用していた従来例では、補給物質内の
ムラが甚だしい場合は、融液に乱流を生ずるだけでなく
ルツボ底部より融液が漏れだすこともあるが、本発明に
よる装置ではこのようなことはなく、安定した結晶成長
が行える。
ムラが甚だしい場合は、融液に乱流を生ずるだけでなく
ルツボ底部より融液が漏れだすこともあるが、本発明に
よる装置ではこのようなことはなく、安定した結晶成長
が行える。
実施例では７木の丸棒状補給物質を用いたが、この数を
増やすほど効果は大きい。
増やすほど効果は大きい。
また実施例では補給物質５をルツボの底部２から融液に
接触させたが、融液表面より接触させてもよい。
接触させたが、融液表面より接触させてもよい。
また実施例では融液からの成長に適用したが、本発明は
溶液からの成長にも適用できる。
溶液からの成長にも適用できる。
以上詳細に説明したように本発明によれば、融液の対流
を乱すことなく、融液中で枯渇し易い成分を補給できる
ので、均一で良質の結晶を得ることができる。
を乱すことなく、融液中で枯渇し易い成分を補給できる
ので、均一で良質の結晶を得ることができる。
第１図は本発明の実施例を示す成分補給手段を具備する
結晶成長装置の断面図と平面図、第２図（ａ）および（
ｂ）は補給物質の寸法と変形量の関係を説明する図、 第３図は従来例による成分補給手段を具備する結晶成長
装置の断面図である。 図において、 １はルツボ側壁部、 ２はルツボ底部、３は融液、
４は成長した結晶、４′ば種結晶、 ５は
補給物質、６は電源、 ７．１１は切換スイ
ッチ、８は駆動装置、 ９は電流検出部、１０は
帰還回路 を示す。 茅１ Ａ 阜２珂 （幻 （ｂ）
結晶成長装置の断面図と平面図、第２図（ａ）および（
ｂ）は補給物質の寸法と変形量の関係を説明する図、 第３図は従来例による成分補給手段を具備する結晶成長
装置の断面図である。 図において、 １はルツボ側壁部、 ２はルツボ底部、３は融液、
４は成長した結晶、４′ば種結晶、 ５は
補給物質、６は電源、 ７．１１は切換スイ
ッチ、８は駆動装置、 ９は電流検出部、１０は
帰還回路 を示す。 茅１ Ａ 阜２珂 （幻 （ｂ）
Claims (2)
- （１）補給すべき成分を含有する補給物質をルツボに対
して相対的に移動できる機構と、該ルツボに保持した融
液もしくは溶液と該補給物質との間に電流を流す手段を
具備する結晶成長装置において、複数の補給物質を有し
、かつ各補給物質に流す電流と時間の積が一定となるよ
うにする電流切換手段を有することを特徴とする結晶成
長装置。 - （２）複数の補給物質を結晶の回転軸に対して対称の位
置に配置してなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14910984A JPS6126592A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14910984A JPS6126592A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126592A true JPS6126592A (ja) | 1986-02-05 |
Family
ID=15467895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14910984A Pending JPS6126592A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6126592A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0211166U (ja) * | 1988-07-07 | 1990-01-24 |
-
1984
- 1984-07-18 JP JP14910984A patent/JPS6126592A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0211166U (ja) * | 1988-07-07 | 1990-01-24 |
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