JPS6126594A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
- Publication number
- JPS6126594A JPS6126594A JP14910884A JP14910884A JPS6126594A JP S6126594 A JPS6126594 A JP S6126594A JP 14910884 A JP14910884 A JP 14910884A JP 14910884 A JP14910884 A JP 14910884A JP S6126594 A JPS6126594 A JP S6126594A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melt
- crucible
- hole
- crystal
- replenishment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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
- C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
-
- 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)
- 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】
（産業上の利用分野〕
本発明は結曹成長中６０枯渇しやす０′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。
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。
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ルツボの導電部、２は窒
化ポロン（ＰＢＮ）等絶縁性材料よりなるルツボの底部
、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ルツボの導電部、２は窒
化ポロン（ＰＢＮ）等絶縁性材料よりなるルツボの底部
、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、かつ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と融液
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。
高い補給物質５を融液３に接触させ、補給物質５と融液
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とルツボの導電部１もしくは種
結晶４′間に、電源６を切り換えスイッチ７、電流検出
部９を介して接続する。
結晶４′間に、電源６を切り換えスイッチ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ごと
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ごと
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、ルツボ底部の孔に嵌合する外形を
した、補給すべき成分を含有する補給物質を該ルツボに
対して相対的に移動する機構と、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、孔を有する隔壁により
ルツボ内を上下に２分してなる本発明による結晶成長装
置により達成される。
した、補給すべき成分を含有する補給物質を該ルツボに
対して相対的に移動する機構と、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、孔を有する隔壁により
ルツボ内を上下に２分してな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、ルツボ内の融液の流れは熱的条件が一定なら
ば、ルツボの形状、即ち融液の形状によって決まること
、また枯渇し易い成分を補給するには、その原子または
分子が通過するに足る孔があれば十分であることに着目
し、融液内に孔を有する隔壁を設け、融液を結晶を引き
上げる部分と補給物質を接触させる部分に２分すること
により、補給物質の溶は込み不均一による形状変化が、
融液の対流に直接影響を与えないようにしたものである
。
ば、ルツボの形状、即ち融液の形状によって決まること
、また枯渇し易い成分を補給するには、その原子または
分子が通過するに足る孔があれば十分であることに着目
し、融液内に孔を有する隔壁を設け、融液を結晶を引き
上げる部分と補給物質を接触させる部分に２分すること
により、補給物質の溶は込み不均一による形状変化が、
融液の対流に直接影響を与えないようにしたものである
。
第１図は本発明の一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である。
る結晶成長装置の断面図である。
この装置はＩｎＡｓｘＰ＋−ｘ＋ＧａＸＩｎ＋−ｘ＾ｓ
、ＧａＡｓｘＰ、−８等の３元化合物半導体結晶の引き
上げに適する。
、ＧａＡｓｘＰ、−８等の３元化合物半導体結晶の引き
上げに適する。
図において、ルツボはカーボン等の導電性物質よりなる
第１のルツボ１と、ＰＢＮ等絶縁性材料よりなる第２の
ルツボ２とを上下に重ねて構成される。第１のルツボ１
の底部にはこれを通じ上下の融液がつながるように直径
１ｍｍ以下の小孔を設け、第２のルツボ２の底部中心に
円形の貫通孔を設け、この貫通孔に嵌合するように補給
物質５を挿入する。補給物質５はＩｎＡｓｘＰ＋−ｘの
場合はＩｎＰ 。
第１のルツボ１と、ＰＢＮ等絶縁性材料よりなる第２の
ルツボ２とを上下に重ねて構成される。第１のルツボ１
の底部にはこれを通じ上下の融液がつながるように直径
１ｍｍ以下の小孔を設け、第２のルツボ２の底部中心に
円形の貫通孔を設け、この貫通孔に嵌合するように補給
物質５を挿入する。補給物質５はＩｎＡｓｘＰ＋−ｘの
場合はＩｎＰ 。
Ｇａ、Ｉｎ、−、＾Ｓ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の棒で第２のルツボ２の底部
の貫通孔を塞ぎ、第１のルツボ１と第２のルツボ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。ついで第２のルツボ２の底部め貫通孔に挿入した棒
をピストン状に上下動させて第２のルツボ２内に残った
ガスを抜き、第１のルツボ１と第２のルツボ２の融液が
つながるようにする。
のカーボンもしくはＰＢＮの棒で第２のルツボ２の底部
の貫通孔を塞ぎ、第１のルツボ１と第２のルツボ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。ついで第２のルツボ２の底部め貫通孔に挿入した棒
をピストン状に上下動させて第２のルツボ２内に残った
ガスを抜き、第１のルツボ１と第２のルツボ２の融液が
つながるようにする。
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ＧａＡｓ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ＧａＡｓ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＋□の場合はＰ ％
Ｇａ、Ｉｎ、−、Ａｓの場合はＧａｓ ＧａＡｓｘＰ
＋−ｘ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１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。第２のルツボ２内に溶は出
した補給成分は第１のルツボ１の底部の小孔を通じて、
第１のルツボ１内の成長用融液へと補給される。
成分、例えば融液３がＩｎＡｓｘＰ＋□の場合はＰ ％
Ｇａ、Ｉｎ、−、Ａｓの場合はＧａｓ ＧａＡｓｘＰ
＋−ｘ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１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。第２のルツボ２内に溶は出
した補給成分は第１のルツボ１の底部の小孔を通じて、
第１のルツボ１内の成長用融液へと補給される。
溶は出した分だけ駆動装置８により、補給物質５を押し
出してやると、融液３の液面は一定となり、結晶成長に
は好都合である。
出してやると、融液３の液面は一定となり、結晶成長に
は好都合である。
以上の装置では補給物質５は従来例のように、第１のル
ツボ１内の成長用融液に直接触れることはないので、溶
は込み不均一による形状変化が補給物質５に生じても成
長用融液の対流に影響をおよぼすことなく、安定した結
晶成長が行える。
ツボ１内の成長用融液に直接触れることはないので、溶
は込み不均一による形状変化が補給物質５に生じても成
長用融液の対流に影響をおよぼすことなく、安定した結
晶成長が行える。
第２図は本発明の他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である。
する結晶成長装置の断面図である。
第１図の実施例と異なる点は第１のルツボ１の底部が分
離され、多孔質のカーボンあるいはセラミックの隔離板
１１を用いていることである。
離され、多孔質のカーボンあるいはセラミックの隔離板
１１を用いていることである。
隔離板１１は導電性でも、絶縁性でもどちらでもよい。
隔離板１１を使用すれば底部全面から補給成分が第１の
ルツボ１内の融液に供給されるので、より均一に混ざる
ようになるとともに、熱的にもより均一になるという利
点がある。またルツボの各部が分離できるので、取扱が
容易である。 “さらに第２のルツボ２を、底部と
側部に分けることもできる。この場合も全体として全く
同じ効果が得られる。
ルツボ１内の融液に供給されるので、より均一に混ざる
ようになるとともに、熱的にもより均一になるという利
点がある。またルツボの各部が分離できるので、取扱が
容易である。 “さらに第２のルツボ２を、底部と
側部に分けることもできる。この場合も全体として全く
同じ効果が得られる。
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。
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図は本発明の一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、 第２図は本発明の他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、 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は第１のルツボ、 ２は第２のルツボ、３は融液、
４は成長した結晶、４′は種結晶、 ５は
補給物質、 ６は電源、 ７は切り換えスイッチ、８は駆
動装置、 ９は電流検出部、１０は帰還回路、
１１は隔離板 を示す。 阜１ 閃
る結晶成長装置の断面図、 第２図は本発明の他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、 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は第１のルツボ、 ２は第２のルツボ、３は融液、
４は成長した結晶、４′は種結晶、 ５は
補給物質、 ６は電源、 ７は切り換えスイッチ、８は駆
動装置、 ９は電流検出部、１０は帰還回路、
１１は隔離板 を示す。 阜１ 閃
Claims (1)
- ルツボ底部の孔に嵌合する外形をした、補給すべき成分
を含有する補給物質を該ルツボに対して相対的に移動す
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、孔を有する隔壁によりルツボ内を上下に２分
してなることを特徴とする結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14910884A JPS6126594A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14910884A JPS6126594A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126594A true JPS6126594A (ja) | 1986-02-05 |
Family
ID=15467871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14910884A Pending JPS6126594A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6126594A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6411170A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-13 | Nippon Paint Co Ltd | Coating compound composition |
-
1984
- 1984-07-18 JP JP14910884A patent/JPS6126594A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6411170A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-13 | Nippon Paint Co Ltd | Coating compound composition |
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