JPS6221790A - 結晶成長装置および方法 - Google Patents
結晶成長装置および方法Info
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- JPS6221790A JPS6221790A JP15993185A JP15993185A JPS6221790A JP S6221790 A JPS6221790 A JP S6221790A JP 15993185 A JP15993185 A JP 15993185A JP 15993185 A JP15993185 A JP 15993185A JP S6221790 A JPS6221790 A JP S6221790A
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- JP
- Japan
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- crystal
- raw material
- shaft
- melt
- pulling
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- Pending
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- 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）
本発明は原料を連続的にチャージし、組成的に均一な結
晶を成長させる結晶成長装置および方法に関するもので
ある。
晶を成長させる結晶成長装置および方法に関するもので
ある。
（従来の技術の問題点）
引上法（４Ｓ Ｌ Ｇｅ ’（初めとする半尋体績晶、
各種酸化物結晶等の育成において、良質の大形結晶が容
易に得られる方法として広く用いられている。
各種酸化物結晶等の育成において、良質の大形結晶が容
易に得られる方法として広く用いられている。
しかしこの方法をＺｎ１−ｘ Ｇａｘ Ｐ等の混晶化合
物半導体の成長に用いた場合、次のような欠点がある。
物半導体の成長に用いた場合、次のような欠点がある。
図２に一例として、工ｎ１−ｘＧａｘＰの相図の一部を
模式的に示す。今Ｘ ｍ Ｘ ｌの組成を持つ結晶を成
長させるためには、相図からＸｍＸ２の組成の融液を用
いる必要がある。すなわち、Ｇａの偏析係数が／と異な
るためにｍ液の組成と成長する結晶の組成が異なる。
模式的に示す。今Ｘ ｍ Ｘ ｌの組成を持つ結晶を成
長させるためには、相図からＸｍＸ２の組成の融液を用
いる必要がある。すなわち、Ｇａの偏析係数が／と異な
るためにｍ液の組成と成長する結晶の組成が異なる。
成長と共に融液の組成はＧａ濃度が減少しｘ−ｘ２から
ｘ ｓ−０に向って変化する。結晶の組成も同時にＸ
ｍ ＸｌからＸ、θに向って変化してしまう。すなわち
一本の結晶の中でその組成は成長と共に除々に変化して
しまう。
ｘ ｓ−０に向って変化する。結晶の組成も同時にＸ
ｍ ＸｌからＸ、θに向って変化してしまう。すなわち
一本の結晶の中でその組成は成長と共に除々に変化して
しまう。
この現象は上記の様な混晶結晶の成長に限らず一般に、
結晶の性質を制御するために行なわれる不純物のドーピ
ングにおいても同じであう、不純物を均一にドーピング
することができない。
結晶の性質を制御するために行なわれる不純物のドーピ
ングにおいても同じであう、不純物を均一にドーピング
することができない。
この欠点を解決するためには、大詰の融液から少量の結
晶を成長させるか、あるいは結晶の成長と共に融液の組
成が変化しないように何らかの方法により融液の組成を
制御する必要がある。
晶を成長させるか、あるいは結晶の成長と共に融液の組
成が変化しないように何らかの方法により融液の組成を
制御する必要がある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、融液の組成を結晶の成長に対して一定となる
ように制御するため、結晶の引上げシャフトの他に７本
以上の原料チャージ用のシャフトを設けこの原料を結晶
の成長量に応じて、融液中に溶解させるようにしたもの
で、以下図面について詳細に説明する。
ように制御するため、結晶の引上げシャフトの他に７本
以上の原料チャージ用のシャフトを設けこの原料を結晶
の成長量に応じて、融液中に溶解させるようにしたもの
で、以下図面について詳細に説明する。
（作 用）
第１図は本発明の装置の構成であって、／は結晶引上用
シャフト、λは原料チャージ用シャフト。
シャフト、λは原料チャージ用シャフト。
３は成長結晶、ｑはチャージ用原料、５は融液。
６はるつぼｔ ７Ｉには重量センサである。
この装置の操作は、まず成長結晶３の単位時間当りの成
長重量を重量センサ７によって計測し、この成長重量に
応じて原料チャージ用シャフトコを下降させることによ
ね、原料グを溶解させる。
長重量を重量センサ７によって計測し、この成長重量に
応じて原料チャージ用シャフトコを下降させることによ
ね、原料グを溶解させる。
単位時間当りの溶解量は重１よセンサにによって計測し
、シャフト−〇送り速度を制御する。
、シャフト−〇送り速度を制御する。
この動作を行わせるためにシャフト４２には上下駆動用
の機構およびその制御部が設置されている０ この装置を用いて融液組成を一定に制御する方法を第、
２図を用いて説明する。
の機構およびその制御部が設置されている０ この装置を用いて融液組成を一定に制御する方法を第、
２図を用いて説明する。
第一図において融液組成ｘ＝ｘ２から成長する結晶の組
成Ｘ−ＸＩである。したがってチャージ用原料の組成を
ｘ−ｙｃＨＫ選んでおき、単位時間当りに成長する結晶
の重量と等しい重量の原料を単位時間当りに溶解させて
やれば、融液の組成は変わることなく一定に保つことが
できる。
成Ｘ−ＸＩである。したがってチャージ用原料の組成を
ｘ−ｙｃＨＫ選んでおき、単位時間当りに成長する結晶
の重量と等しい重量の原料を単位時間当りに溶解させて
やれば、融液の組成は変わることなく一定に保つことが
できる。
ｘｌの組成のチャージ用原料はるつぼ６内の温度分布を
利用して、融液中に溶解させることができる。
利用して、融液中に溶解させることができる。
（実施例／）
■ｎ１−ｘＧａｘＰ系において、Ｘ−θθｊの均一組成
を有する結晶育成の実施例を示す。この系においてＸ−
θ近傍におけるＧａの偏析係数は実験によＦ） ３３！
；と求められた（ Ｊ−Ｊ、Ａ、Ｐ、ＪＪ＋ （２’＋
、／？にグ、 Ｉ、７．２）。
を有する結晶育成の実施例を示す。この系においてＸ−
θ近傍におけるＧａの偏析係数は実験によＦ） ３３！
；と求められた（ Ｊ−Ｊ、Ａ、Ｐ、ＪＪ＋ （２’＋
、／？にグ、 Ｉ、７．２）。
即ち、Ｘ−θθＳの組成を有する結晶を成長させる際の
融液の組成はＸ＝θθ／ｊとなる。
融液の組成はＸ＝θθ／ｊとなる。
直径／θ０■ψの石英るつぼを用い、これＫｘ−θθ１
５ ）の組成を有する３θθ？の融液を作シ、またチャ
ージ用原料としてＸ工θθ５の組成を有する均一な原料
多結晶／５ｏｔ（直径／ＳＷａ、長さ／ｇθ−の円柱状
インゴット）を用い、液体カプセル引上げ法により結晶
の育成を行なった。ここで、カプセル液としてＢ２０３
＋ ／！；Ｏｆ＋零囲気ガスおよび圧力はＮ２ガス、
４ｔ０却／−１引上速度、２Ｊｖｍ ／ｈである。得ら
れた結晶は１、重ｔ／−θｆ最犬直径３θ１ψである。
５ ）の組成を有する３θθ？の融液を作シ、またチャ
ージ用原料としてＸ工θθ５の組成を有する均一な原料
多結晶／５ｏｔ（直径／ＳＷａ、長さ／ｇθ−の円柱状
インゴット）を用い、液体カプセル引上げ法により結晶
の育成を行なった。ここで、カプセル液としてＢ２０３
＋ ／！；Ｏｆ＋零囲気ガスおよび圧力はＮ２ガス、
４ｔ０却／−１引上速度、２Ｊｖｍ ／ｈである。得ら
れた結晶は１、重ｔ／−θｆ最犬直径３θ１ψである。
図３に質量分析法により行なったＧａ濃度の分析結果を
示す。図において、Ａは上記のインゴットの結果、Ｂは
Ｘ−θθ／ｊの融液３θθ？から通常の方法により育成
した結晶のＧａｄ度分布を示す。ＡはＢに比べて極めて
均一性がよいことが分る。
示す。図において、Ａは上記のインゴットの結果、Ｂは
Ｘ−θθ／ｊの融液３θθ？から通常の方法により育成
した結晶のＧａｄ度分布を示す。ＡはＢに比べて極めて
均一性がよいことが分る。
（実施列２）
ＩｎＰへのＦｅのドーピングの実施例を示す。Ｆｅの偏
析係数は／、６×／θ と小さいことが知られている。
析係数は／、６×／θ と小さいことが知られている。
ｔｌｉｊｉｏの組成として純鉄θ０４１ｗｒ ％ドーピ
ングしたもの、チャージ用原料多結晶にアンドープエｎ
Ｐ多結晶を用い、引上速度７３ｍ／ｈの条件により結晶
育成を行なった。他の条件は実施例／と同様である。得
られた結晶のＦｅの分析結果を図ｔｌｒ Ａに示す。
ングしたもの、チャージ用原料多結晶にアンドープエｎ
Ｐ多結晶を用い、引上速度７３ｍ／ｈの条件により結晶
育成を行なった。他の条件は実施例／と同様である。得
られた結晶のＦｅの分析結果を図ｔｌｒ Ａに示す。
同図、ＢＫ通常の方法で育成した結果を示す。
Ｂでは、Ｆｅの濃度はその偏析現象によって成長と共に
増加するのに対し、Ａではほぼ一定濃度に保たれている
。
増加するのに対し、Ａではほぼ一定濃度に保たれている
。
（発明の効果）
以上説明したように融液の組成は常に一定に保たれ、同
時にこの融液から成長する結晶の組成は一定になるから
、組成的に均一な結晶の成長に有効である。
時にこの融液から成長する結晶の組成は一定になるから
、組成的に均一な結晶の成長に有効である。
この装置および方法は、説明に述べた混晶に限らず一般
に結晶の性質を制御するために行なわれる不純物のドー
ピングにおいても同様の原理に基づいて、一定の濃度で
ドーピングすることが可能であり有効である。
に結晶の性質を制御するために行なわれる不純物のドー
ピングにおいても同様の原理に基づいて、一定の濃度で
ドーピングすることが可能であり有効である。
さらにこの装置および方法によれば、原料のチャージが
常に結晶成長と平行して行なわれることから、原料を多
量に準備すれば半連続的な大形結晶育成にも用いること
ができる。
常に結晶成長と平行して行なわれることから、原料を多
量に準備すれば半連続的な大形結晶育成にも用いること
ができる。
第１図は本発明の装置の構成例、第一図はＩｎ１ｘＧａ
ｘＰの相図の模式図、第３図は実施例／の結果、第９図
は実施例−の結果である。 ／・・・結晶引上用シャフト、λ・・・原料チャージ用
シャフト、３・・・成長結晶、ダ・・・チャージ用原料
、５・・・融液、６・・・るつぼ、７．ざ・・・電縫セ
ンサ。 第 ７ 図 第こ図 ノＩ ＩｎＰ χ Ｉｎ ｙ−ｘ ＧａｘＰ 固イヒ車 （〉≦、ン 第３図 固イヒ率 （％） ′ｊｉ、４ 図
ｘＰの相図の模式図、第３図は実施例／の結果、第９図
は実施例−の結果である。 ／・・・結晶引上用シャフト、λ・・・原料チャージ用
シャフト、３・・・成長結晶、ダ・・・チャージ用原料
、５・・・融液、６・・・るつぼ、７．ざ・・・電縫セ
ンサ。 第 ７ 図 第こ図 ノＩ ＩｎＰ χ Ｉｎ ｙ−ｘ ＧａｘＰ 固イヒ車 （〉≦、ン 第３図 固イヒ率 （％） ′ｊｉ、４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、原料を溶融保持するるつぼと、該るつぼを一定温度
に保持する加熱装置と成長中の結晶を回転しつつ引上げ
る結晶引上げ用シャフトと該シャフトの回転引上げ装置
からなり溶融原料から目的とする結晶を成長しつつ引上
げる結晶成長装置において、前記結晶引上げ用シャフト
のほかに昇降機構を有する原料チャージ用シャフトを有
することを特徴とする結晶成長装置。 ２、所望の組成の原料を溶融保持し、該融液の温度を制
御して該融液から目的とする組成の固体結晶を回転しつ
つ上昇する結晶引上げ用シャフトに保持して引き上げる
結晶成長方法において、固体結晶の引上げと同時に、前
記結晶引上げ用シャフトとほかに設けた原料チャージ用
シャフトに保持した原料を前記融液中に溶解させること
を特徴とする結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15993185A JPS6221790A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 結晶成長装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15993185A JPS6221790A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 結晶成長装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6221790A true JPS6221790A (ja) | 1987-01-30 |
Family
ID=15704278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15993185A Pending JPS6221790A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 結晶成長装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6221790A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286998A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Nippon Mining Co Ltd | ３−ｖ族混晶結晶の製造方法 |
| JPH02188487A (ja) * | 1989-01-17 | 1990-07-24 | Osaka Titanium Co Ltd | 棒状多結晶シリコンの自動供給方法 |
| JP2018177568A (ja) * | 2017-04-07 | 2018-11-15 | 株式会社福田結晶技術研究所 | 高性能・高均な大型Ｆｅ−Ｇａ基合金単結晶の製造方法及び製造装置 |
-
1985
- 1985-07-19 JP JP15993185A patent/JPS6221790A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286998A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Nippon Mining Co Ltd | ３−ｖ族混晶結晶の製造方法 |
| JPH02188487A (ja) * | 1989-01-17 | 1990-07-24 | Osaka Titanium Co Ltd | 棒状多結晶シリコンの自動供給方法 |
| JP2018177568A (ja) * | 2017-04-07 | 2018-11-15 | 株式会社福田結晶技術研究所 | 高性能・高均な大型Ｆｅ−Ｇａ基合金単結晶の製造方法及び製造装置 |
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