JPH069025Y2 - 化合物半導体単結晶製造装置 - Google Patents
化合物半導体単結晶製造装置Info
- Publication number
- JPH069025Y2 JPH069025Y2 JP15187188U JP15187188U JPH069025Y2 JP H069025 Y2 JPH069025 Y2 JP H069025Y2 JP 15187188 U JP15187188 U JP 15187188U JP 15187188 U JP15187188 U JP 15187188U JP H069025 Y2 JPH069025 Y2 JP H069025Y2
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- JP
- Japan
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- furnace
- single crystal
- melt
- compound semiconductor
- semiconductor single
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、化合物半導体単結晶製造装置、特にガリウム
・ヒ素半導体単結晶製造装置に関するものである。
・ヒ素半導体単結晶製造装置に関するものである。
［従来の技術］ ガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）半導体等、化合物半導体の
単結晶を成長させる場合は各種の方式が用いられるがそ
のうち一つに帯域溶融方式がある。
単結晶を成長させる場合は各種の方式が用いられるがそ
のうち一つに帯域溶融方式がある。
第４図はＧａＡｓ単結晶の成長に用いられる帯域溶融装
置の断面図を示すもので１は石英管、２は石英ボート、
３は溶融前のＧａＡｓ、４はＧａＡｓの融液帯、５は種
結晶、６はヒ素（Ａｓ）、７は高温炉、８は融液帯４を
形成する融液形成炉、９は固液界面の温度を制御する界
面制御炉、１０はＡｓ加熱する低温炉である。
置の断面図を示すもので１は石英管、２は石英ボート、
３は溶融前のＧａＡｓ、４はＧａＡｓの融液帯、５は種
結晶、６はヒ素（Ａｓ）、７は高温炉、８は融液帯４を
形成する融液形成炉、９は固液界面の温度を制御する界
面制御炉、１０はＡｓ加熱する低温炉である。
同図において石英管１内の一端にＧａ２０００ｇと種結
晶５を入れた石英ボート２を配置し、他端にはＡｓ２２
００ｇを配置して石英管１内を５×１０-6Torr以下の圧
力で１時間以上真空に吸引して封じ切り、ついで低温炉
１０の温度を６１０℃、高温炉７の温度を１２００℃に
すると低温炉１０側に配置されているＡｓが蒸発して石
英管１の内部圧力がＡｓの蒸気圧となりこの状態でＧａ
Ａｓの合成反応が行われる。次に融液形成炉８の温度を
１２６０℃に上昇させるとＧａＡｓの一部が溶融して融
液帯（融液ゾーン）４が形成される。
晶５を入れた石英ボート２を配置し、他端にはＡｓ２２
００ｇを配置して石英管１内を５×１０-6Torr以下の圧
力で１時間以上真空に吸引して封じ切り、ついで低温炉
１０の温度を６１０℃、高温炉７の温度を１２００℃に
すると低温炉１０側に配置されているＡｓが蒸発して石
英管１の内部圧力がＡｓの蒸気圧となりこの状態でＧａ
Ａｓの合成反応が行われる。次に融液形成炉８の温度を
１２６０℃に上昇させるとＧａＡｓの一部が溶融して融
液帯（融液ゾーン）４が形成される。
第２図はＧａＡｓ溶融時の温度分布を示すもので横軸が
融液帯の位置Ｘ、縦軸が炉内温度（Ｔ℃）を示す。上述
の場合の温度特性は同図曲線Ａに示すようになり、この
時のＧａＡｓ融液帯幅は１００〜２００mm、成長速度は
２〜７mm／時で単結晶の成長が行われた。
融液帯の位置Ｘ、縦軸が炉内温度（Ｔ℃）を示す。上述
の場合の温度特性は同図曲線Ａに示すようになり、この
時のＧａＡｓ融液帯幅は１００〜２００mm、成長速度は
２〜７mm／時で単結晶の成長が行われた。
［考案が解決しようとする課題］ 上述したように第４図に示す装置を用いてＧａＡｓ単結
晶の成長を行なわせた結果温度特性は第３図曲線Ａに示
すようになり温度勾配が比較的大きいことが示されてい
るが、これは融液形成炉８の熱が界面制御炉９の方へ流
れたため固液界面近傍における温度勾配が大きくなった
ためで、これにより融液の対流が増大して固液界面が融
液側へ凹凸となり良好なＧａＡｓ単結晶の成長を防げる
現象が生じた。
晶の成長を行なわせた結果温度特性は第３図曲線Ａに示
すようになり温度勾配が比較的大きいことが示されてい
るが、これは融液形成炉８の熱が界面制御炉９の方へ流
れたため固液界面近傍における温度勾配が大きくなった
ためで、これにより融液の対流が増大して固液界面が融
液側へ凹凸となり良好なＧａＡｓ単結晶の成長を防げる
現象が生じた。
本考案の目的は、融液形成炉より界面制御炉へ流れる熱
の移動を防止し、固液界面を安定にして高純度単結晶の
成長を行わせる化合物半導体単結晶製造装置を提供する
ことにある。
の移動を防止し、固液界面を安定にして高純度単結晶の
成長を行わせる化合物半導体単結晶製造装置を提供する
ことにある。
［課題を解決するための手段］ 本考案は融液形成炉と界面制御炉との間に、融液形成炉
より界面制御炉へ放射される熱移動を防止して固液界面
を安定化させ単結晶を高純度に成長させる熱輻射遮蔽板
が設けてあることを特徴としており、高品質の単結晶が
得られるようにして目的の達成を計っている。
より界面制御炉へ放射される熱移動を防止して固液界面
を安定化させ単結晶を高純度に成長させる熱輻射遮蔽板
が設けてあることを特徴としており、高品質の単結晶が
得られるようにして目的の達成を計っている。
［作用］ 本考案の化合物半導体単結晶製造装置では帯域溶融装置
を用いてＧａＡｓの単結晶を成長させる場合、ＧａＡｓ
の融液ゾーンを形成する融液形成炉と融液ゾーンと接す
る固液界面の温度を制御する界面制御炉との間に熱輻射
遮蔽板を取付け、融液形成炉から界面制御炉へ放射され
る熱移動を防止するようにしているので、固液界面にお
ける温度傾斜が緩やかとなり、高純度の単結晶を安定に
成長させることができる。
を用いてＧａＡｓの単結晶を成長させる場合、ＧａＡｓ
の融液ゾーンを形成する融液形成炉と融液ゾーンと接す
る固液界面の温度を制御する界面制御炉との間に熱輻射
遮蔽板を取付け、融液形成炉から界面制御炉へ放射され
る熱移動を防止するようにしているので、固液界面にお
ける温度傾斜が緩やかとなり、高純度の単結晶を安定に
成長させることができる。
［実施例］ 以下、本考案の一実施例について図を用いて説明する。
第１図は本考案の化合物半導体単結晶製造装置の一実施
例を示す断面図、第２図は第１図を側方よりみた側面断
面図である。これらの図は第４図の場合と殆ど同一のも
のであるが異なるのは熱輻射遮蔽板１１が設けられてい
る点にある。
第１図は本考案の化合物半導体単結晶製造装置の一実施
例を示す断面図、第２図は第１図を側方よりみた側面断
面図である。これらの図は第４図の場合と殆ど同一のも
のであるが異なるのは熱輻射遮蔽板１１が設けられてい
る点にある。
本実施例の場合は熱輻射遮蔽板１１を設けたことにより
融液形成炉８から界面制御炉９へ放射される輻射熱が遮
断される結果、温度特性は第３図曲線Ｂに示すようにな
り、固液界面Ｘ０における温度傾斜が０．５℃／cmと同
図曲線Ａの場合の１℃／cmに比べて１／２に減少し、固
液界面が融液側に凸面となり、高純度単結晶を得ること
ができた。この場合得られたＧａＡｓ単結晶はＧａ、Ａ
ｓの量等第４図の場合と同一条件において４．１kgであ
って種結晶側及び結晶尾部とも転位密度が１０４cm-2以
下の低転位結晶を得ることができた。
融液形成炉８から界面制御炉９へ放射される輻射熱が遮
断される結果、温度特性は第３図曲線Ｂに示すようにな
り、固液界面Ｘ０における温度傾斜が０．５℃／cmと同
図曲線Ａの場合の１℃／cmに比べて１／２に減少し、固
液界面が融液側に凸面となり、高純度単結晶を得ること
ができた。この場合得られたＧａＡｓ単結晶はＧａ、Ａ
ｓの量等第４図の場合と同一条件において４．１kgであ
って種結晶側及び結晶尾部とも転位密度が１０４cm-2以
下の低転位結晶を得ることができた。
尚熱輻射遮蔽板の材質としては断熱材が用いられるが、
この他炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ
２Ｏ３）、アジ化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミッ
クスを用いてもよい。
この他炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ
２Ｏ３）、アジ化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミッ
クスを用いてもよい。
又、水冷機能付きの冷却板を用いるのが最も良く固液界
面付近の温度勾配を殆ど零とすることができ、極めて安
定な界面を形成することができる。
面付近の温度勾配を殆ど零とすることができ、極めて安
定な界面を形成することができる。
［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば次のような効果が得ら
れる。
れる。
(1)熱輻射遮蔽板を用いることによりＧａＡｓ単結晶成
長時における固液界面を安定化させ高純度の単結晶を得
ることができる。
長時における固液界面を安定化させ高純度の単結晶を得
ることができる。
(2)水平ブリッジマン方式（ＨＢ方式）や温度傾斜方式
（ＧＦ方式）に比べ結晶の長さ方向に均一な濃度を有す
るドーパント分布を得ることができ、各ウエハ間の特性
のバラツキを低減することができる。
（ＧＦ方式）に比べ結晶の長さ方向に均一な濃度を有す
るドーパント分布を得ることができ、各ウエハ間の特性
のバラツキを低減することができる。
(3)クローム（Ｃｒ）をドープした結晶のように偏析係
数の小さなドーパントを使用する場合は特に有効に適用
することができる。
数の小さなドーパントを使用する場合は特に有効に適用
することができる。
第１図は本考案の化合物半導体単結晶製造装置の一実施
例を示す帯域溶融装置の断面図、第２図は第１図の側面
断面図、第３図は温度分布特性図、第４図は従来装置の
断面図である。 １：石英管、 ２：石英ボート、 ３：ＧａＡｓ、 ４：融液ゾーン、 ５：種結晶、 ６：Ａｓ、 ７：高温炉、 ８：融液形成炉、 ９：界面制御炉、 １０：低温炉、 １１：熱輻射遮蔽板。
例を示す帯域溶融装置の断面図、第２図は第１図の側面
断面図、第３図は温度分布特性図、第４図は従来装置の
断面図である。 １：石英管、 ２：石英ボート、 ３：ＧａＡｓ、 ４：融液ゾーン、 ５：種結晶、 ６：Ａｓ、 ７：高温炉、 ８：融液形成炉、 ９：界面制御炉、 １０：低温炉、 １１：熱輻射遮蔽板。
Claims (1)
- 【請求項１】一端に原料を入れた石英ボートが配置され
他端には揮発性の構成元素が配置された石英管の周囲
に、前記石英ボートを加熱する融液形成炉及び界面制御
炉を有する高温炉と前記揮発性の構成元素を加熱する低
温炉とよりなる二連式電気炉が設けられており、前記石
英ボート内に融液帯を形成させ、該融液帯を移動させつ
つ単結晶を育成する化合物半導体単結晶製造装置におい
て、前記融液形成炉と前記界面制御炉との間に、前記融
液形成炉より前記界面制御炉へ放射される熱移動を防止
して固液界面を安定化させる熱輻射遮蔽板が設けてある
ことを特徴とする化合物半導体単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15187188U JPH069025Y2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15187188U JPH069025Y2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274371U JPH0274371U (ja) | 1990-06-06 |
| JPH069025Y2 true JPH069025Y2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=31426295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15187188U Expired - Lifetime JPH069025Y2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 化合物半導体単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069025Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP15187188U patent/JPH069025Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0274371U (ja) | 1990-06-06 |
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