JPS63144193A - 単結晶の製造装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＧａＡｓ　、　ＩｎＰ等ｍ−ｖ族化合物半導体
。

ＣｄＴｅ等の■−■族化合物半導体、　Ｓｉ、　Ｇｅ等
の半導体、　ＬｉＮｂ０．、　Ｂｉ１！Ｓｉｎ、等の酸
化物単結晶を製造する装置に関する。

〔従来の技術〕

特願昭６０−１９９３７７号出願明細書には底部に開口
を有する逆円錐形のコック〃を原料融液中に浸漬し、結
晶直径の増大に応じてコラクル内にある融液の表面直径
を増大させるようにコックｔｖｔ移動させる方法が記載
されている。

このような製造装置・方法を用いることによ択プントフ
ィト成長の発生しやすい条件下で、安定した結晶成長を
指向した。

従来装置ではコラクルの逆円錐形傾斜部の開き角の大き
さについて配慮が及んでいなかった。

しかし、この開き角がこのような製造装置において重要
なポイントの一つであることがその後の研究で判明した
。

すなわち、一般に引上げ法では種付けから直胴部までの
いわゆる肩出しと呼ばれる部分の育成はある一定の長さ
一定の引上げる時間内に行なわれる。さらに引上げ速度
はほぼ一定であるために、コラクル開き角はこれら引上
条件によシ大きく制約される。

また、開き角があまシ大きいとコラクルの上下移動に対
するコラクル内融液表面の直径変化が大となり成長が不
安定となる。

また、従来装置ではコラクルの開口が先端の１ケ所であ
るために、引上結晶の直径が大きくなると原料＠液の流
入が追い付かず、結晶の大型化の支障となっていた。さ
らに、原料融液が１ケ所から流入し引上結晶の中央に当
シ周囲に広がる流れをとるために、結晶引上の初期に固
液界面形状が凹化し易いとの欠点を有していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の見地に立ち、種付けから直胴部まで安定
した結晶成長を可能とする単結晶の製造装置を提供しよ
うとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は原料＠液又は原料融液と液体封止剤とを収容す
るルツボと、ルツボを回転昇降可能に支持する下軸と、
ルツボの周囲に配置した加熱ヒータと、下端に種結晶を
取り付ける回転昇降可能な上軸と、逆円錐形側壁を有し
、その先端に小開口部を有するコラクルと、原料融液中
にコック〃の逆円錐形側壁を浸漬し、原料融液をコラク
ル内外に２分するようにコラクルを昇降可能に支持する
支持具とを備えた単結晶の製造装置において、コラクル
の逆円錐形側壁の開き角を９０〜１５０°の角度となし
、原料融液に浸漬する上記側壁に小開口部を設けること
を特徴とする単結晶の製造する装置である。

コラクルの逆円錐形側壁に設ける小開口の位置は、引上
結晶の直胴部の直径より若干大きな内径を有するところ
がよい。また、開口の数は１つでもよ込が、同円周内に
等間隔で複数設けることかよい。

コフクルリ材質は、カーボン、石英、ＢＮ。

ｐＢＮ　、　ＡｔＮ　、　ｐＢＮコートカーボン、Ｓｉ
ｎ、　ＳｉＣ。

などがよい。

〔作用〕

特願昭６０−１９９３７７号出願明１ＩＢＩｓの方法で
は、コラクル内の融液表面の直径はコックｐを一定速度
で移動させるとすると第２図のようになる。コラクルの
逆円錐形傾斜部開き角はＡ＜Ｂである。そして、コラク
ル内の融液表面の直径に応じて、引き上げ結晶の直径も
増大する。一方、結晶の形状はあらかじめ設計される。

特に直胴部の直径と直胴部に入るまでの引上げ長さはほ
ぼ決められている。また、引き上げ速度もほぼある一定
の速度に決まっている。そうすると、以上の条件から逆
にコラクルの移動速度及び開き角が制約されることにな
る。

開き角は所望の引上げ結晶の肩出し角度にほぼ等しいこ
とが好ましい。勿論コック〃の移動速度や引上げ速度を
調整することによシ肩出し角度を変化させることは可能
であるが、結晶品質の点などから引上げ速度はある一定
の値に決められている。また、１す鋭角な開き角をもつ
コラクルを使用すると同じ肩出し角度を有する結晶を引
き上げるのに長時間を要するという欠点が生じる。逆に
開き角があｔ、ｂ大きすぎると、コラクルの移動に対し
、コラクル内の融液表面の直径変化が大となシ成長が不
安定になシやすく、よシ高度な制御が必要とされる。

従って、引き上げるべき結晶の形状と引き上げ速度が決
まればほぼコック〃の開き角は決まるとの結論に到った
。なお、材料にはあまシ依存しな−。

発明者らは、結晶直径４０〜７５瓢φ、引上げ速度２〜
１０　ｗａ　／　Ｈで結晶引上げを来施する場合につい
て、コック〃の開き角は９０〜１５０゜が最適であるこ
とを見い出した。

また、コラクルの逆円錐形側壁に小開口を設けるときに
は第１図にみるように側壁小開口から原料融液が流入し
、その一部が先端の小開口から流出する流水を形成する
ために、固液界面がきわめて平坦になり、かつ、原料融
液の流入も円滑になシ、大型結晶の製造も容易となった
。

〔冥施例〕

ＧａＡｇ　を例として、結晶直径４０〜７５■φ、引上
げ速度２〜１０ｗ／１１０範囲で種々の開き角を有する
コラクルについて夾験を実施した。

その結果、通常引上げで実施されている結晶径４０〜７
５日φでまでに２〜５ｅＭ程度引上げる場合に下表のよ
うに開き角度が９０〜１５０゜が好ましいという結果を
得た。勿論、これ以外の角度であっても引上げは原理的
には可能であるが、コラクルの長尺化により装置が大型
化したシ、あるいは引上げに、よシ長時間を要し九シ、
再現性の点で劣ることが判明した。

〔発明の効果〕

本発明は上記構成を採用することによシ、引上げ結晶の
肩出しから直胴部形成まで安定した引上げを可能にし、
固液界面形状を平坦化することができ、結晶欠陥の少な
い高品質の単結晶を制御性よく、安定して製造すること
のできる装装置でおった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコックｐを用いるときの原料融液
の流れを示す図、第２図はコックｙを一定速度で移動す
るときのｌ１ｊＸ料鴎液表面の直径を示したグラフでお
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料融液又は原料融液と液体封止剤とを収容する
   ルツボと、ルツボ回転昇降可能に支持する下軸と、ルツ
   ボの周囲に配置した加熱ヒータと、下端に種結晶を取り
   付ける回転昇降可能な上軸と、逆円錐形側壁を有し、そ
   の先端に小開口部を有するコラクルと、原料融液中にコ
   ラクルの逆円錐形側壁を浸漬し、原料融液をコラクル内
   外に２分するようにコラクルを昇降可能に支持する支持
   具とを備えた単結晶の製造装置において、コラクルの逆
   円錐形側壁の開き角を９０〜１５０°の角度となし、原
   料融液に浸漬する上記側壁に小開口部を設けることを特
   徴とする単結晶の製造する装置。
2. （２）コラクルの傾斜側壁の内側直径が引上結晶の直胴
   部直径より若干大きくなる位置に等間隔に複数の小開口
   を設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   単結晶の製造装置。
3. （３）コラクルをカーボン、石英、ＢＮ、ｐＢＮ、Ａｌ
   Ｎ、ｐＢＮコートカーボン、ＳｉＮ、ＳｉＣの中から選
   ばれた材料で製作されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の単結晶の製造装置。