JPS5957985A - 結晶成長用坩堝 - Google Patents
結晶成長用坩堝Info
- Publication number
- JPS5957985A JPS5957985A JP16893482A JP16893482A JPS5957985A JP S5957985 A JPS5957985 A JP S5957985A JP 16893482 A JP16893482 A JP 16893482A JP 16893482 A JP16893482 A JP 16893482A JP S5957985 A JPS5957985 A JP S5957985A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- parts
- plate
- convection
- wall
- 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
Links
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
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of 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】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は均質な組成の結晶を成長するための坩堝の構造
に関する。
に関する。
（ｂ） 技術の背景
現在の半導体集積回路はシリコン（Ｓｔ）などの単体半
導体或はガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジワム燐（Ｉ
ｎＰ ）などの化合物半導体の単結晶基板（ウエハン
を用いて形成されているが、これらの単結晶はチョクラ
ルスキー法（略称Ｃ２法）か或はフローティングゾーン
法（略称ＦＺ法）によって作られている。こ＼でＣＺ法
は大直径化の点でまたｌ” Ｚ法は筒純度のものが得ら
れ易い点に％徴があるが現在大部分の用途に対してはＣ
２法により得られた却−結晶が用いられている。不発ｌ
１ｌｌ］はＣ２法に使用する坩堝の構造に関するもので
ある。
導体或はガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジワム燐（Ｉ
ｎＰ ）などの化合物半導体の単結晶基板（ウエハン
を用いて形成されているが、これらの単結晶はチョクラ
ルスキー法（略称Ｃ２法）か或はフローティングゾーン
法（略称ＦＺ法）によって作られている。こ＼でＣＺ法
は大直径化の点でまたｌ” Ｚ法は筒純度のものが得ら
れ易い点に％徴があるが現在大部分の用途に対してはＣ
２法により得られた却−結晶が用いられている。不発ｌ
１ｌｌ］はＣ２法に使用する坩堝の構造に関するもので
ある。
（ｅ） 従来技術と問題点
単結晶の成長に用いられる１堝は溶融させる材料のＦｄ
点により白金（ｐｔ）、石英（Ｓ ｉ Ｏｔ ）などが
使い分けられているが、不純物の混入ｔ−妹う半導体の
場合石英がよく用いられ、また酸素（０，）のの単結晶
成長における坩堝と融液の関係を示す断面図で以下Ｓｔ
単結晶成長を例として説叫するＣ８ｔは１４１０（：’
Ｃ：）の融点をもつ半導体であり、現在直径４〔インチ
〕長さ１ （ｍ３８ｉのものがチョクラルスキー法によ
り製作されている０こＮでか＼る単結晶を成長させるに
は直径約３００〔■〕厚さ約５〔冑〕の石英製の坩堝１
を用い、この中に高通電して坩堝１を加熱して融液３と
する○次に保持棒に固定されているね結晶４を融液３に
接触させ２〕が、この場合種結晶４の先端が僅かせて必
要とする直径［１で結晶５を太らせると共に種結晶４を
除々に引下げることにより直胴形の単結晶５の成−＆、
を行っている。こ＼で一般に融液３から結晶成長を行う
際は矢印６の方向の対流が生じているが、本実施例の場
合坩堝が大型で融液で＞ａｔ當対流を緩和する方法とし
て引上は結晶５と坩堝ｌをそれぞれ反対方向に回転され
る方法がとられているが本実施例のように大型化した坩
堝を用いる場合はこれらの効果たけでは不充分で結晶の
成長方向に沿って不純物の濃度分布の異る成長縞を生じ
てしまい、高品質の結晶を成長させる点で問題とされて
いた。
点により白金（ｐｔ）、石英（Ｓ ｉ Ｏｔ ）などが
使い分けられているが、不純物の混入ｔ−妹う半導体の
場合石英がよく用いられ、また酸素（０，）のの単結晶
成長における坩堝と融液の関係を示す断面図で以下Ｓｔ
単結晶成長を例として説叫するＣ８ｔは１４１０（：’
Ｃ：）の融点をもつ半導体であり、現在直径４〔インチ
〕長さ１ （ｍ３８ｉのものがチョクラルスキー法によ
り製作されている０こＮでか＼る単結晶を成長させるに
は直径約３００〔■〕厚さ約５〔冑〕の石英製の坩堝１
を用い、この中に高通電して坩堝１を加熱して融液３と
する○次に保持棒に固定されているね結晶４を融液３に
接触させ２〕が、この場合種結晶４の先端が僅かせて必
要とする直径［１で結晶５を太らせると共に種結晶４を
除々に引下げることにより直胴形の単結晶５の成−＆、
を行っている。こ＼で一般に融液３から結晶成長を行う
際は矢印６の方向の対流が生じているが、本実施例の場
合坩堝が大型で融液で＞ａｔ當対流を緩和する方法とし
て引上は結晶５と坩堝ｌをそれぞれ反対方向に回転され
る方法がとられているが本実施例のように大型化した坩
堝を用いる場合はこれらの効果たけでは不充分で結晶の
成長方向に沿って不純物の濃度分布の異る成長縞を生じ
てしまい、高品質の結晶を成長させる点で問題とされて
いた。
（ｄ） 発明の目的
本発明は熱対流の彫りを緩和して高品質な単結晶を得る
ことが可能な坩堝の構造を提供することを目的とする。
ことが可能な坩堝の構造を提供することを目的とする。
。
（ｅ） 発明の組成
本発明の目的は円形の開口部を有する対流阻止板を坩堝
の内壁部に水平となるよう設定することにより遅成する
ことができる１、 （ｆ） 発明の実施例 以下、本発明における一実施例を説明する。第２図は本
実施例にがかる坩堝を示しており、同図において（５）
は断面図、ａ３）は上部平面図、（Ｑは発明にかかる対
波βＵ止板の一実施例を示した平面図である。本実施例
においては、坩堝１１の内壁の上下方向の中央部に詑２
図囚、ω〕に示すような複数個（本実施例の場合４個）
の凸状の支持部１７．１７’を設け、該凸状の支持部１
７．１７’によシ対流絹止＆１８を坩堝１１の内壁にほ
ぼ水平に且つ着脱可能に保持する０本実施例では対流阻
止板１８を着脱可能にすることによシ、１堝及び対流阻
止板の洗浄が容易に行なえる等の利点を有する０しかし
ながら対流阻止板が坩堝と一体化して形成はれていても
よいことは１う−までもない。ここで、凸状の支軸部１
７．１７’は第２図（イ）、（Ｂ）に示すように互いに
向い七りた上下−組の凸部よシなり、上部に設けられた
凸部１７は下部に設けられた凸部１７’より小好くなっ
ている。また、対流阻止板１８の周辺には、ム！２はｉ
（Ｃ）に月くす如く凸状の支持部１７’より７Ｊ＼さ
く且つ凸状の支軸部１７に嵌合するような社数（１＋ｊ
（本家雄側の場合４ （ｂｓｉ ）の四部１９が設け
られておシ、坩堝１１の上部に配置された凸状の支３′
・１部１７に鉄台するように対流阻止板１８の凹部１９
を押入し、凸状の支持部１７．１７’間に挾骨 まれたψ？ｉＣ阻止板１８を平面内で（’ｌれがの方向
に回わすことによシ、該凸状の支持部１７．１７’間に
〃流阻止板１８が抑入妊れ、対流阻止板１８は坩堝１１
の内壁に設けられた上下の凸状の支持部１７゜１７′に
支持固定される。尚、対流阻止板１８ ｆ６：回転させ
ることにより、坩堝１１の内壁と対流阻止板１８との間
に凹部１９による開口を生じるが、凸状の支持部１７′
を大きくしているので第２図に）のように四部１９を粗
うことができ、開口を塞ぐことができる。この対流阻止
板１８は坩堝１１と同じ材質（この場合石英）よりなり
、強度的に坩堝の肉厚とほぼ等しい厚さをもっているこ
とが望ましい。この対流阻止板１８はこの中央部に成長
した単結晶が通る充分な穴２ｏを、もつドーナツ形状を
している。こ＼で穴２ｏの直径は対流明止板工８の直径
の１／２程度を必要とする。これは結晶成長が進むに従
って融液１３の液内が下シ、次第に対流阻止板１８の下
にまで落ちるが、この状態でも界面のメニスカスライン
の位置を測定して結晶が常に一定の直径で成長するよう
引上は速度および融液の温度を調節する必要があるから
である。以上のことから穴２０の直径は結晶成長が進行
して融液１３が最低レベルに達した状態でもメニスカス
２インを観測し得る大きさをもっことが必要である。さ
てこのように対流幽止板１８を坩堝１１に設ける場合は
同図（４）に示すように融液１３は高さ方向に２分され
る結果たとえ対流が矢印１６゜１６′のように起るとし
てもその彩管は摺弱である。
の内壁部に水平となるよう設定することにより遅成する
ことができる１、 （ｆ） 発明の実施例 以下、本発明における一実施例を説明する。第２図は本
実施例にがかる坩堝を示しており、同図において（５）
は断面図、ａ３）は上部平面図、（Ｑは発明にかかる対
波βＵ止板の一実施例を示した平面図である。本実施例
においては、坩堝１１の内壁の上下方向の中央部に詑２
図囚、ω〕に示すような複数個（本実施例の場合４個）
の凸状の支持部１７．１７’を設け、該凸状の支持部１
７．１７’によシ対流絹止＆１８を坩堝１１の内壁にほ
ぼ水平に且つ着脱可能に保持する０本実施例では対流阻
止板１８を着脱可能にすることによシ、１堝及び対流阻
止板の洗浄が容易に行なえる等の利点を有する０しかし
ながら対流阻止板が坩堝と一体化して形成はれていても
よいことは１う−までもない。ここで、凸状の支軸部１
７．１７’は第２図（イ）、（Ｂ）に示すように互いに
向い七りた上下−組の凸部よシなり、上部に設けられた
凸部１７は下部に設けられた凸部１７’より小好くなっ
ている。また、対流阻止板１８の周辺には、ム！２はｉ
（Ｃ）に月くす如く凸状の支持部１７’より７Ｊ＼さ
く且つ凸状の支軸部１７に嵌合するような社数（１＋ｊ
（本家雄側の場合４ （ｂｓｉ ）の四部１９が設け
られておシ、坩堝１１の上部に配置された凸状の支３′
・１部１７に鉄台するように対流阻止板１８の凹部１９
を押入し、凸状の支持部１７．１７’間に挾骨 まれたψ？ｉＣ阻止板１８を平面内で（’ｌれがの方向
に回わすことによシ、該凸状の支持部１７．１７’間に
〃流阻止板１８が抑入妊れ、対流阻止板１８は坩堝１１
の内壁に設けられた上下の凸状の支持部１７゜１７′に
支持固定される。尚、対流阻止板１８ ｆ６：回転させ
ることにより、坩堝１１の内壁と対流阻止板１８との間
に凹部１９による開口を生じるが、凸状の支持部１７′
を大きくしているので第２図に）のように四部１９を粗
うことができ、開口を塞ぐことができる。この対流阻止
板１８は坩堝１１と同じ材質（この場合石英）よりなり
、強度的に坩堝の肉厚とほぼ等しい厚さをもっているこ
とが望ましい。この対流阻止板１８はこの中央部に成長
した単結晶が通る充分な穴２ｏを、もつドーナツ形状を
している。こ＼で穴２ｏの直径は対流明止板工８の直径
の１／２程度を必要とする。これは結晶成長が進むに従
って融液１３の液内が下シ、次第に対流阻止板１８の下
にまで落ちるが、この状態でも界面のメニスカスライン
の位置を測定して結晶が常に一定の直径で成長するよう
引上は速度および融液の温度を調節する必要があるから
である。以上のことから穴２０の直径は結晶成長が進行
して融液１３が最低レベルに達した状態でもメニスカス
２インを観測し得る大きさをもっことが必要である。さ
てこのように対流幽止板１８を坩堝１１に設ける場合は
同図（４）に示すように融液１３は高さ方向に２分され
る結果たとえ対流が矢印１６゜１６′のように起るとし
てもその彩管は摺弱である。
なおこの実施例においては坩堝１１内に別流阻止板１８
を１枚だけＬ：けた騙２合について説明したが対流の影
響を少なくするには対流阻止板１８を複数枚層状に設け
るのが効果的であることは云う１でもなく、結晶成長さ
せるＳ１径が５〔インチ３以上にまで拡大することに従
ってこの適用が必要となる。また本実施例では互いに向
い合った上下−組の凸状の支持＝を４組設けたが少なく
とも３組以上設けれはよい。
を１枚だけＬ：けた騙２合について説明したが対流の影
響を少なくするには対流阻止板１８を複数枚層状に設け
るのが効果的であることは云う１でもなく、結晶成長さ
せるＳ１径が５〔インチ３以上にまで拡大することに従
ってこの適用が必要となる。また本実施例では互いに向
い合った上下−組の凸状の支持＝を４組設けたが少なく
とも３組以上設けれはよい。
０ン 発明の幼芽。
本発明の実施によ、！ｌｌｌ成長された単結晶について
融液の熱対流の影響による不純物製板分布の成長縞のコ
ントラストが弱くなり、結晶品質の向上と均質化が達成
された。
融液の熱対流の影響による不純物製板分布の成長縞のコ
ントラストが弱くなり、結晶品質の向上と均質化が達成
された。
第１図は結晶成長における坩堝と融液との関係図におい
て１．１１は翔堝、３．１３は融液、４は種結晶、５は
結晶、６，１６．１６’は対流方向、１７゜１７′は凸
状の支持部、１８は対流阻止板、１９は四部、２０は穴
。 第１図 （〕 第２図 第２図 （Ｂ）
て１．１１は翔堝、３．１３は融液、４は種結晶、５は
結晶、６，１６．１６’は対流方向、１７゜１７′は凸
状の支持部、１８は対流阻止板、１９は四部、２０は穴
。 第１図 （〕 第２図 第２図 （Ｂ）
Claims (1)
- 円形の開口部を有する対流阻止板を坩堝の内壁部に水平
となるよう設置したことを特徴とする結晶成長用坩堝。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16893482A JPS5957985A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 結晶成長用坩堝 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16893482A JPS5957985A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 結晶成長用坩堝 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5957985A true JPS5957985A (ja) | 1984-04-03 |
Family
ID=15877251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16893482A Pending JPS5957985A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 結晶成長用坩堝 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5957985A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19700516B4 (de) * | 1996-01-12 | 2014-03-13 | Mitsubishi Materials Silicon Corp. | Einkristall-Ziehvorrichtung |
-
1982
- 1982-09-28 JP JP16893482A patent/JPS5957985A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19700516B4 (de) * | 1996-01-12 | 2014-03-13 | Mitsubishi Materials Silicon Corp. | Einkristall-Ziehvorrichtung |
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