JPH0261136B2 - - Google Patents
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- JPH0261136B2 JPH0261136B2 JP20775287A JP20775287A JPH0261136B2 JP H0261136 B2 JPH0261136 B2 JP H0261136B2 JP 20775287 A JP20775287 A JP 20775287A JP 20775287 A JP20775287 A JP 20775287A JP H0261136 B2 JPH0261136 B2 JP H0261136B2
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- Japan
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- heat sink
- crystal
- internal heat
- quartz tube
- growth
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- 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.)
- Expired
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体結晶の液相成長装置に係り、
特に温度差法により半導体結晶を結晶成長させる
装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a liquid phase growth apparatus for semiconductor crystals,
In particular, the present invention relates to an apparatus for growing semiconductor crystals using a temperature difference method.
従来、化合物半導体等の半導体結晶を結晶成長
させる場合、例えば第４図に示すように、先ず二
つの異なる径の石英管１，２を接続して小口径の
石英管１を下方に配置し、該小口径の石英管の下
端１ａを平坦になるように封じ、この小口径の石
英管１の内壁に接するように内部ヒートシンク３
を装着したものを使用し、上記内部ヒートシンク
３上に溶媒４を入れ、さらにこの溶媒４上に成長
素材のソース結晶５を入れて、２×10-7Torr程
度の高真空で大口径の石英管２の上端を封じ切る
ことによりバルク成長用アンプル６を製作する。
このようにして製作されたバルク成長用アンプル
６を予め所定温度に設定された加熱用炉（図示せ
ず）内にセツトすることにより、内部ヒートシン
ク３上に温度差法により結晶７を成長させるよう
にしている。
Conventionally, when growing a semiconductor crystal such as a compound semiconductor, for example, as shown in FIG. 4, first, two quartz tubes 1 and 2 of different diameters are connected, and the smaller diameter quartz tube 1 is placed below. The lower end 1a of the small-diameter quartz tube 1 is sealed flat, and the internal heat sink 3 is placed in contact with the inner wall of the small-diameter quartz tube 1.
A solvent 4 is placed on the internal heat sink 3, and a source crystal 5, which is a growth material, is placed on top of the solvent 4, and a large diameter quartz crystal is placed in a high vacuum of about 2×10 -7 Torr. An ampoule 6 for bulk growth is manufactured by sealing off the upper end of the tube 2.
By setting the bulk growth ampoule 6 manufactured in this way into a heating furnace (not shown) that is preset to a predetermined temperature, crystals 7 can be grown on the internal heat sink 3 by the temperature difference method. I have to.
しかしながら、上記のように構成されたバルク
成長用アンプル６を用いて結晶成長を行わせた場
合、第５図に示すように、中心部が周囲に比較し
て盛り上がつた凸状の結晶７が成長する。これは
結晶析出時に発生する生成熱が、第５図に矢印で
示すように結晶７の中心部において周辺部に比べ
て優先的に流れていると推測され、内部ヒートシ
ンク３による熱伝導が内部ヒートシンク３の中心
部と周辺部とで均一に行われず、結晶周辺部の温
度が中心部の温度に比較して相対的に高くなつて
いることによるものである。 However, when crystal growth is performed using the bulk growth ampoule 6 configured as described above, as shown in FIG. grows. This is because the generated heat generated during crystal precipitation flows preferentially in the center of the crystal 7 compared to the periphery as shown by the arrow in FIG. This is because the temperature of the crystal periphery is relatively high compared to the temperature of the center, and the temperature of the crystal periphery is not uniform between the center and periphery of the crystal.
上述した凸状の結晶７の場合、この凸状部分で
の結晶の水平面における直径が小さくなつてお
り、一定の均一な直径を有するウエハーを切り出
すことができないため、上記凸状部分を切り落と
すか又は削り取る必要があり、結晶成長させた結
晶７を100％使用して、効率よくウエハーを切り
出すことができなかつた。 In the case of the above-mentioned convex crystal 7, the diameter of the crystal in the horizontal plane at this convex portion is small and it is not possible to cut out a wafer having a constant uniform diameter, so the convex portion is cut off or It was necessary to scrape it off, and it was not possible to efficiently cut out wafers using 100% of the grown crystal 7.
本発明は、以上の点に鑑み、上面の平坦な結晶
が結晶成長されるようにした、半導体の液相成長
装置を提供することを目的としている。
In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a semiconductor liquid phase growth apparatus that allows crystal growth with a flat top surface.
上記目的は、本発明によれば、相互に接続され
た二つの径の異なる石英管を含み、下方の小口径
の第一の石英管の下端を平坦になるように封じ且
つこの第一の石英管の内壁に接するように内部ヒ
ートシンクを装着して、該内部ヒートシンクの上
で大口径の第二の石英管内に溶媒とソース結晶を
入れて高真空で上記第二の石英管の上端を封じた
バルク成長用アンプルを使用して半導体結晶を結
晶成長させるようにした半導体結晶の液相成長装
置において、結晶成長させる際に、上記バルク成
長用アンプルの内部ヒートシンクの外周に外部ヒ
ートシンクを配設し、且つこの外部ヒートシンク
の上面を、上記内部ヒートシンクの上面よりも高
い位置にあるように配置したことにより達成され
る。
The above object, according to the present invention, includes two quartz tubes of different diameters connected to each other, the lower end of a lower first quartz tube of small diameter is flattened, and the first quartz tube is An internal heat sink was attached so as to be in contact with the inner wall of the tube, and the solvent and source crystal were placed in a large-diameter second quartz tube above the internal heat sink, and the upper end of the second quartz tube was sealed under high vacuum. In a semiconductor crystal liquid phase growth apparatus which uses a bulk growth ampoule to grow a semiconductor crystal, an external heat sink is disposed around the outer periphery of the internal heat sink of the bulk growth ampoule during crystal growth; This is achieved by arranging the top surface of the external heat sink at a higher position than the top surface of the internal heat sink.
この発明によれば、バルク成長用アンプル内に
装着された内部ヒートシンクとこの内部ヒートシ
ンクの上面に結晶成長された結晶との周囲に、外
部ヒートシンクが配設されているので、バルク成
長用アンプル内の内部ヒートシンク上面で結晶成
長せしめられる結晶の周辺部を流れる結晶生成熱
が、外部ヒートシンクによつて逃がされることに
より、該内部ヒートシンク上面全体に亘つて均一
な温度分布が達成されることになる。かくしてバ
ルク成長用アンプル内で均一な結晶成長が行われ
て、上面の平坦な結晶が得られる。 According to this invention, since the external heat sink is disposed around the internal heat sink installed in the bulk growth ampoule and the crystal grown on the upper surface of the internal heat sink, The heat of crystal formation flowing around the periphery of the crystal grown on the upper surface of the internal heat sink is dissipated by the external heat sink, thereby achieving a uniform temperature distribution over the entire upper surface of the internal heat sink. In this way, uniform crystal growth is performed within the bulk growth ampoule, resulting in a crystal with a flat top surface.
以下、図面に示した一実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on one embodiment shown in the drawings.
第１図は、本発明を実施するための液相成長装
置の一実施例で使用するバルク成長用アンプルを
示しており、このバルク成長用アンプル１０は、
例えば内径が５乃至12mmの小口径の第一の石英管
１１と、例えば内径が８乃至13mmの大口径の第二
の石英管１２とを、上記第一の石英管１１が下方
に位置するように直立させて接続し、この第一の
石英管１１の下端を平坦になるように封じ、例え
ば外径が５乃至12mmの内部ヒートシンク１３をこ
の第一の石英管１１の内壁に接するように装着
し、さらに該内部ヒートシンク１３の上でバルク
成長用アンプル１０内の第二の石英管１２内まで
溶媒１４を入れ、その上に成長素材のソース結晶
１５を入れた後、例えば２×10-7Torr程度の高
真空で第二の石英管１２の上端を封じ切ることに
より構成されている。 FIG. 1 shows a bulk growth ampoule used in an embodiment of a liquid phase growth apparatus for carrying out the present invention, and this bulk growth ampoule 10 is
For example, a first quartz tube 11 with a small diameter having an inner diameter of 5 to 12 mm and a second quartz tube 12 with a large diameter having an inner diameter of 8 to 13 mm, for example, are arranged such that the first quartz tube 11 is located below. The lower end of the first quartz tube 11 is sealed so as to be flat, and an internal heat sink 13 having an outer diameter of 5 to 12 mm, for example, is attached so as to be in contact with the inner wall of the first quartz tube 11. Then, after pouring the solvent 14 into the second quartz tube 12 in the bulk growth ampoule 10 above the internal heat sink 13, and pouring the source crystal 15 of the growth material on top of it, for example, 2×10 -7 It is constructed by sealing off the upper end of the second quartz tube 12 in a high vacuum of about Torr.
以上の構成は、従来の液相成長装置におけるバ
ルク成長用アンプルと同様の構成である。 The above configuration is similar to that of a bulk growth ampoule in a conventional liquid phase growth apparatus.
本発明によるバルク成長用アンプル１０におい
ては、さらに結晶成長のためこのバルク成長用ア
ンプル１０が加熱用炉内にセツトされる際に、該
バルク成長用アンプル１０に対して外部ヒートシ
ンク１６を配設されるようにセツトする。この外
部ヒートシンク１６は、例えば外径が10mm以上の
挿入部１６ａを有しており、該挿入部１６ａにバ
ルク成長用アンプルの下方の第一の石英管１１を
挿入した場合に、その上面が図示のようにバルク
成長用アンプル１０の第一の石英管１１内に装着
された内部ヒートシンク１３の上面１３ａよりも
やや上方に（例えば５乃至20mm）位置するように
なつている。 In the bulk growth ampoule 10 according to the present invention, an external heat sink 16 is further provided to the bulk growth ampoule 10 when the bulk growth ampoule 10 is set in a heating furnace for crystal growth. Set it so that This external heat sink 16 has an insertion portion 16a with an outer diameter of 10 mm or more, for example, and when the first quartz tube 11 below the bulk growth ampoule is inserted into the insertion portion 16a, the upper surface thereof is The heat sink 13 is positioned slightly above (for example, 5 to 20 mm) above the upper surface 13a of the internal heat sink 13 installed in the first quartz tube 11 of the ampoule 10 for bulk growth.
本装置１０は以上のように構成されており、結
晶成長を行わせる場合には、外部ヒートシンク１
６を配設した状態でバルク成長用アンプル１０を
加熱用炉内にセツトすれば、この外部ヒートシン
ク１６の作用によつて、内部ヒートシンク１３の
上面１３ａにおいてほぼ均一な温度分布が得られ
るため、該上面１３ａに結晶成長される結晶１７
は、第２図に示すように、上面が比較的平坦な形
状であり、またこの場合の結晶成長速度は、従来
装置による場合の結晶中心部における結晶成長速
度とほぼ同様である。 This apparatus 10 is configured as described above, and when performing crystal growth, the external heat sink 1
If the bulk growth ampoule 10 is set in a heating furnace with the heat sink 6 disposed, a substantially uniform temperature distribution can be obtained on the upper surface 13a of the internal heat sink 13 due to the action of the external heat sink 16. Crystal 17 grown on top surface 13a
As shown in FIG. 2, the top surface is relatively flat, and the crystal growth rate in this case is almost the same as the crystal growth rate in the center of the crystal in the case of the conventional apparatus.
尚、外部ヒートシンク１６における挿入部１６
ａの上面が内部ヒートシンク１３の上面１３ａと
同じ高さの場合でも、従来装置による結晶より上
面の平坦な結晶が得られるが、この場合の平坦度
は上記実施例により得られた平坦度より劣つてい
る。また外部ヒートシンク１６の上面が内部ヒー
トシンク１３の上面１３ａより低い場合には、得
られる結晶は従来装置による結晶と同様に凸状で
ある。 Note that the insertion portion 16 in the external heat sink 16
Even if the upper surface of a is at the same height as the upper surface 13a of the internal heat sink 13, a crystal with a flatter upper surface than that obtained by the conventional device can be obtained, but the flatness in this case is inferior to that obtained by the above embodiment. It's on. Further, when the upper surface of the external heat sink 16 is lower than the upper surface 13a of the internal heat sink 13, the resulting crystal has a convex shape similar to the crystal produced by the conventional device.
実験例を第３図に示すと、ZnSeの液相成長に
おいて、従来装置では内部ヒートシンクの長さ
100mm、直径５mm（第３図の比較例１）では結晶
の中心部の高さlcと周辺部の高さleとの比lc／le
が約1.2乃至1.3、また内部ヒートシンクの長さ
200mm、直径５mm（比較例２）では比lc／leが約
1.8乃至1.9程度になるのに対し、内部ヒートシン
クの長さ100mm、直径５mmで且つ外部ヒートシン
クの長さ300mm、直径10mm（実験例）では比lc／
leが約1.08程度となる。 An experimental example is shown in Figure 3. In the liquid phase growth of ZnSe, the length of the internal heat sink is
100 mm, diameter 5 mm (Comparative Example 1 in Figure 3), the ratio of the height lc at the center of the crystal to the height le at the periphery is lc/le.
is about 1.2 to 1.3, and the length of the internal heat sink
200mm, diameter 5mm (comparative example 2), the ratio lc/le is approximately
1.8 to 1.9, whereas when the internal heat sink is 100 mm long and 5 mm in diameter, and the external heat sink is 300 mm long and 10 mm in diameter (experimental example), the comparative lc/
le is approximately 1.08.
以上述べたように本発明によれば、相互に接続
された二つの径の異なる石英管を含み、下方の小
口径の第一の石英管の下端を平坦になるように封
じ且つ該第一の石英管の内壁に接するように内部
ヒートシンクを装着して、該内部ヒートシンクの
上で大口径の第二の石英管内に溶媒とソース結晶
を入れて高真空で該第二の石英管の上端を封じた
バルク成長用アンプルを使用して半導体結晶を結
晶成長させる際に、上記バルク成長用アンプルの
内部ヒートシンクの外周に外部ヒートシンクを配
設し、該外部ヒートシンクの上面を、上記内部ヒ
ートシンクの上面よりも高い位置にあるように配
置することにより、半導体結晶の液相成長装置を
構成したから、バルク成長用アンプル内に装着さ
れた内部ヒートシンクと該内部ヒートシンクの上
面に結晶成長された結晶との周囲に、外部ヒート
シンクが配設されているので、バルク成長用アン
プル内の内部ヒートシンク上面で結晶成長せしめ
られる結晶の周辺部を流れる結晶生成熱が、外部
ヒートシンクによつて逃がされることにより、上
記内部ヒートシンク上面全体に亘つて均一な温度
分布が達成されることになる。
As described above, the present invention includes two quartz tubes of different diameters connected to each other, the lower end of the lower first quartz tube of small diameter is sealed flat, and the lower end of the first quartz tube of small diameter is sealed flat. Attach an internal heat sink so that it is in contact with the inner wall of the quartz tube, place the solvent and source crystal in a large-diameter second quartz tube above the internal heat sink, and seal the upper end of the second quartz tube under high vacuum. When growing a semiconductor crystal using a bulk growth ampoule, an external heat sink is provided around the outer periphery of the internal heat sink of the bulk growth ampoule, and the top surface of the external heat sink is lower than the top surface of the internal heat sink. By arranging it at a high position, a liquid phase growth apparatus for semiconductor crystals is configured, so that the internal heat sink installed in the bulk growth ampoule and the crystal grown on the top surface of the internal heat sink are surrounded by Since an external heat sink is provided, the heat of crystal formation flowing around the periphery of the crystal grown on the top surface of the internal heat sink in the bulk growth ampoule is dissipated by the external heat sink. A uniform temperature distribution throughout will be achieved.
かくして本発明によれば、バルク成長用アンプ
ル内で均一な結晶成長が行われて、上面の平坦な
結晶が得られ、これにより結晶成長させた結晶が
高効率で利用されて、ウエハーとして切り出され
得ることになる。 Thus, according to the present invention, uniform crystal growth is performed within the bulk growth ampoule to obtain a crystal with a flat top surface, and as a result, the grown crystal can be used with high efficiency and cut into a wafer. You will get it.
第１図は本発明を実施するための液相成長装置
の一実施例の概略断面図、第２図は第１図の装置
により結晶成長された結晶の形状を示す図、第３
図は実験例による結晶の中心部と周辺部との高さ
の比を示すグラフである。第４図は従来の液相成
長装置の一例を示す概略断面図、第５図は第４図
の装置により結晶成長された結晶の形状を示す図
である。
１０……バルク成長用アンプル；１１……第一
の石英管；１２……第二の石英管；１３……内部
ヒートシンク；１３ａ……内部ヒートシンクの上
面；１４……溶媒；１５……ソース結晶；１６…
…外部ヒートシンク；１６ａ……外部ヒートシン
クの挿入部；１７……結晶成長された結晶。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a liquid phase growth apparatus for carrying out the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the shape of a crystal grown by the apparatus of FIG. 1, and FIG.
The figure is a graph showing the height ratio between the center and peripheral parts of a crystal according to an experimental example. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional liquid phase growth apparatus, and FIG. 5 is a diagram showing the shape of a crystal grown by the apparatus shown in FIG. 10... Ampoule for bulk growth; 11... First quartz tube; 12... Second quartz tube; 13... Internal heat sink; 13a... Upper surface of internal heat sink; 14... Solvent; 15... Source crystal ;16...
...External heat sink; 16a...Insert portion of external heat sink; 17...Crystal grown crystal.
Claims (1)
含み、下方の小口径の第一の石英管の下端を平坦
になるように封じ且つこの第一の石英管の内壁に
接するように内部ヒートシンクを装着して、該内
部ヒートシンクの上で大口径の第二の石英管内に
溶媒とソース結晶を入れて高真空で上記第二の石
英管の上端を封じたバルク成長用アンプルを使用
して半導体結晶を結晶成長させるようにした半導
体結晶の液相成長装置において、結晶成長させる
際に、上記バルク成長用アンプルの内部ヒートシ
ンクの外周に外部ヒートシンクを配設し、該外部
ヒートシンクの上面が、上記内部ヒートシンクの
上面よりも高い位置にあるように配置したことを
特徴とする、半導体結晶の液相成長装置。1. It includes two interconnected quartz tubes with different diameters, the lower end of the first quartz tube with a smaller diameter is sealed flat, and the internal heat sink is placed in contact with the inner wall of the first quartz tube. Place the solvent and source crystal in a large-diameter second quartz tube above the internal heat sink, then seal the top end of the second quartz tube in a high vacuum to grow the semiconductor using a bulk growth ampoule. In a semiconductor crystal liquid phase growth apparatus for crystal growth, an external heat sink is disposed around the outer periphery of the internal heat sink of the bulk growth ampoule during crystal growth, and the top surface of the external heat sink is connected to the internal heat sink. A liquid phase growth apparatus for semiconductor crystals, characterized in that the apparatus is arranged at a position higher than the upper surface of a heat sink.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20775287A JPS6450518A (en) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | Apparatus for liquid growth of semiconductor crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20775287A JPS6450518A (en) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | Apparatus for liquid growth of semiconductor crystal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6450518A JPS6450518A (en) | 1989-02-27 |
| JPH0261136B2 true JPH0261136B2 (en) | 1990-12-19 |
Family
ID=16544958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20775287A Granted JPS6450518A (en) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | Apparatus for liquid growth of semiconductor crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6450518A (en) |
-
1987
- 1987-08-21 JP JP20775287A patent/JPS6450518A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6450518A (en) | 1989-02-27 |
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