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JP3788077B2 - Semiconductor crystal manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents

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JP3788077B2
JP3788077B2 JP34085098A JP34085098A JP3788077B2 JP 3788077 B2 JP3788077 B2 JP 3788077B2 JP 34085098 A JP34085098 A JP 34085098A JP 34085098 A JP34085098 A JP 34085098A JP 3788077 B2 JP3788077 B2 JP 3788077B2
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heating device
semiconductor
solid
temperature gradient
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賢哉 井谷
三千則 和地
清治 水庭
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Hitachi Cable Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体結晶の製造方法および製造装置に関し、特に、低転位の半導体結晶の製造方法とこれに使用される製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
化合物半導体の結晶を成長させる方法として、垂直ブリッジマン法と呼ばれる成長法が知られている。
図4(イ)は、この方法を示したもので、1はチャンバ16の中に断熱材15を介して配置された複数のヒータ2から構成される円筒型の加熱装置を示し、上方が高温に、下方が低温になるように温度が設定されている。
(ロ)は、この温度勾配の例を示したもので、上下方向における温度分布に熱歪みが生じないように、1〜10deg/cm程度の小さな勾配のもとに設定されている。
【0003】
3は加熱装置1の軸心に位置し、所定の微速度で下降する下降装置、4は下降装置3の先端の容器受け5に装着された結晶成長容器を示し、下端の収容部7の中には種結晶6を収容している。8は種結晶6の上方に収容された半導体原料の融液を示し、加熱装置1からの熱によって溶融されている。
【0004】
以上の構成において、たとえば、GaAsの半導体結晶を成長させる場合であれば、まず、GaAs原料を1245℃に加熱して融液8とし、一方、種結晶6側を1200℃に加熱する。融液8と種結晶6の間を種づけした後、下降装置3を微速度で下降させ、融液8から半導体の結晶10を徐々に成長させてゆく。
【0005】
以上のようにして結晶10を成長させる垂直ブリッジマン法は、液体封止引上法(LEC法)などに比べ、大きな径の半導体結晶が製造可能であり、また、得られる結晶の低転位性によって特徴づけられる。
【0006】
この方法において、結晶欠陥の原因となる転位を抑制するためには、結晶固化後に生ずる熱的歪みを防ぐことが必要であり、さらに、固液界面11での結晶10側に凹みが発生するのを防ぐ必要がある。
【0007】
従来、熱的歪みを防ぐ方法として、加熱装置1の上下方向における温度差をできるだけ小さく設定し、これにより結晶固化部と成長部の冷却速度を遅くすることで熱的歪みを防止する方法が知られている。
図1(b)に示される1〜10deg/cmの小さな温度勾配は、この方法を具現化したものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の温度勾配による対処法によると、低速の冷却が種結晶からの放熱を阻害するように作用し、逆に、このことを原因とした固液界面での凹み発生を招くようになる。
【0009】
温度差を小さくした温度勾配と大きくした温度勾配は、相克の関係にあり、前者を採る場合には、固液界面における凹みが発生しやすくなるために、機械的歪みによる転位発生の度合が強くなり、一方、後者の場合には、固液界面の平坦化が可能となるが、熱的歪みによる転位発生の度合が増えるようになる。従って、単なる温度勾配の操作によって、これら2種類の転位に対処することは微妙であり、難しい。
【0010】
従って、本発明の目的は、固液界面での凹み発生を原因とした機械的歪みによる転位と熱的歪みによる転位の発生を同時に抑制することのできる半導体結晶の製造方法とこれに使用される製造装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、半導体の原料と種結晶とを前者を上部に後者を下部に位置させて収容した結晶成長容器を、上方が高温になるような温度勾配を上下に有した加熱装置の中に配置し、前記原料を前記加熱装置により溶融して前記種結晶に前記原料を種づけした後、前記結晶成長容器を下降させることによって前記種結晶の上に前記原料の融液から半導体の結晶を成長させる半導体結晶の製造方法において、前記融液と前記結晶間の固液界面の下方に前記種結晶を冷却する冷却ゾーンを形成し、前記固液界面が前記冷却ゾーンよりも上方に位置するようにして前記結晶の成長に応じて前記結晶成長容器を下降させることを特徴とする半導体結晶の製造方法を提供するものである。
【0012】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、上方が高温になるような温度勾配を上下に有した加熱装置と、前記加熱装置の中に配置され、半導体の原料と種結晶とを前者を上部に後者を下部に位置させて収容する結晶成長容器と、前記原料の融液とそれから成長する半導体の結晶によって形成される固液界面の位置が前記加熱筒体の上下方向において所定の位置となるようにして前記結晶成長容器を下降させる下降手段から構成され、前記加熱装置は、固液界面の位置よりも下方に位置して前記種結晶を冷却する冷却手段を有することを特徴とする半導体結晶の製造装置を提供するものである。
【0013】
上記の冷却ゾーンと冷却手段は、種結晶からの熱放出を促進させるために設けられる。従って、種結晶からの放出熱は、停滞せずに外部へ逃散することが望ましく、この意味からすれば、スリット状(窓状)のものが好適である。
【0014】
スリットは、下降手段の下降方向に沿って形成され、その数は1つでも複数でもよい。加熱装置が円筒状に構成される場合、その円周方向における種結晶からの熱放出を均等化し、同時に、結晶成長領域への偏った熱的影響を避ける意味から、スリットは、加熱装置の円周方向に均等間隔で複数個配置することが好ましい。
【0015】
スリットを形成する代わりに、非発熱部を以て冷却手段とすることは可能であり、あるいは冷却手段を形成すべき位置に、水、オイル、ガス等の冷却用流体の配管を取り付け、これによって冷却手段とすることも可能である。
【0016】
スリット、あるいは非加熱部と冷却用流体配管を組み合わせることによって冷却手段を構成することは考えられる。冷却用流体配管を使用するときには、流体の流量調整による温度調節が可能となる。
【0017】
加熱装置の周囲に断熱層を形成する場合には、スリット等の位置する部分を断熱対象から外し、種結晶からの熱放出を阻害しないように構成すべきである。
冷却用流体配管は、このような配慮を必要としない点でスリット等とは異なる。
【0018】
本発明が結晶成長の対象とする半導体としては、たとえば、GaAs、GaP、あるいはInP等の化合物半導体が挙げられる。また、垂直ブリッジマン法には、GaAsの結晶を成長させる場合に、成長容器の中でAs圧を制御しながら成長させる様式と、酸化硼素で融液面を覆うことによりAsの揮散を防止し、全体を不活性ガス下に置いて成長させる様式があるが、本発明による製造方法と製造装置は、いずれの様式にも適用可能である。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による半導体結晶の製造方法および製造装置の実施の形態について説明する。
図1(イ)において、1は、上方が下方よりも高温となるように所定の温度勾配を設定された円筒状の加熱装置、2はこの加熱装置1を構成する複数のヒータ、3は加熱装置1の軸心に位置して、所定の微速度のもとに下降する下降装置を示す。
【0020】
4は下降装置3の先端の容器受け5に装着された石英の結晶成長容器、6は結晶成長容器4の先細り部の先端に形成された種結晶の収容部、7は収容部6に入れられた種結晶、8は容器9に入れられて結晶成長容器4の中に収容され、加熱筒体1からの熱によって溶融された半導体原料の融液を示す。
【0021】
10は種結晶6と融液8の種づけの後、種結晶6の上に成長させられた半導体の結晶を示し、融液8との間には固液界面11が形成されている。
下降装置3は、結晶10の成長に合わせ、固液界面11が上下方向において常に一定の位置となるように微速度のもとに下降する。
【0022】
ここにいう一定の位置とは、必ずしも厳密な意味ではなく、多少の位置変動があっても差し支えない。また、この実施形態においては、容器9を使用することによって結晶成長容器4との間で複層構造としているが、容器9を省略してもよい。
【0023】
12は結晶成長容器4の内部を密閉する石英のキャップ、13は固液界面11よりも下方の位置において、加熱装置1にその軸方向に沿って設けられたスリットを示し、模擬図(ロ)のように4個配置され、(ハ)のように円周方向に等間隔に設けられている。Bはスリット13によって形成された種結晶6を冷却するための冷却ゾーンを示す。
【0024】
本実施形態の場合には4個のスリットとしているが、(ハ)のスリット13の位置のaの部分と、スリットの位置しないbの部分の間の温度差を嫌う場合には、スリット幅を狭くしたり、スリット数を増やしたり、あるいはこれらを組み合わせることによって、円周方向における温度分布を均一化することは可能である。
【0025】
図2は、以上の構成における加熱装置1の内部の上下方向の温度勾配の実測値を示したもので、(イ)は全体の温度勾配、(ロ)は下方部分の温度勾配を示す。
また、(ロ)の破線は、冷却ゾーンBを形成した本実施形態の温度勾配を示し、一方、実線は、冷却ゾーンBを形成しない従来タイプの温度勾配を示す。
【0026】
(ロ)に示されるように、本実施形態の場合が2〜7deg/cmの温度勾配を示しているのに比べ、従来の装置は1〜5deg/cmと小さく、両者の間には明確な差が認められた。
【0027】
冷却ゾーンBを有する本実施形態のほうが、加熱装置1の下部における上下の温度差が急峻であり、従って、種結晶6からの熱放散が活発になることから、固液界面11での凹み発生による機械的歪みを原因とした転位は抑制されることになる。
【0028】
そして、全体の温度勾配を温度差の小さな1〜10deg/cmのレベルに設定していることから、熱的歪みに基づく転位も抑制され、その結果、機械的歪みによる転位と熱的歪みによる転位とがともに抑制された、品質の高い半導体結晶を成長させることができる。
【0029】
図3は、本発明の他の実施の形態を示したもので、融液8の表面が酸化硼素14で覆われており、また、加熱装置1の周囲には、断熱層15を介してチャンバー16が気密に形成され、空間17には、不活性ガスが封入されている。スリット13の部分には、断熱層15がない。
【0030】
【実施例1】
図1において、結晶成長容器4の収容部7に種結晶6を入れ、次いで、これに、4500gのGaAsの原料を収容した容器9を入れた後、結晶成長容器4の内部を真空引きし、キャップ12を装着することによって容器4内を真空状態にした。
【0031】
次に、この結晶成長容器4を下降装置3の容器受け5に装着し、下降装置3を昇降させて、種結晶6がスリット13に囲まれるように位置設定をした後、ヒータ2に通電して、種結晶6の部分を1200℃、GaAsの原料の部分を1245℃に加熱し、GaAs原料を溶融させて融液8を建液した。
【0032】
次に、生成する結晶10と融液8により形成される固液界面11の付近の温度勾配が4℃/cmとなるように温度調整をして、種結晶6と融液8の間を種づけした後、下降装置3を3mm/hrの微速度で下降させ、結晶10の成長を進めた。
【0033】
結晶全体が固化した後、加熱装置1の温度を毎時30℃の割合で降温させて室温まで冷却し、その後、結晶成長容器4を加熱装置1から取り出した。
以上によって得られたGaAsの単結晶は、固液界面11の部分が好ましい凸状を呈し、約80mmの直径と150mmの直胴部長さを有していた。
転位密度を測定したところ、全長にわたって500個/cm2 の良好な結果が得られた。
【0034】
【実施例2】
図3において、半導体原料としてGaAsの原料を使用し、温度条件を実施例1と同じに設定して単結晶の成長を進めたところ、実施例1と近似の寸法を有し、固液界面が凸状を呈したGaAsの単結晶が得られ、さらに、この単結晶からは実施例1と同レベルの転位密度が確認された。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明による半導体結晶の製造方法と製造装置によれば、固液界面よりも下方に位置する部分に種結晶を冷却するための冷却ゾーンを形成し、これによって種結晶からの放熱を活発化させるものであることから、種結晶からの放熱不足を原因とした固液界面における凹みの発生と、これを原因とした機械的歪みによる転位の発生を効果的に抑制することができる。
【0036】
従って、加熱装置内に、熱的歪みによる転位防止のための温度差の小さな温度勾配を設定すれば、機械的歪みと熱的歪みによる転位は、同時に抑制されることになり、良質の半導体結晶を成長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体結晶の製造方法と製造装置の実施の形態を示す説明図であり、(イ)は製造装置の断面図、(ロ)は加熱装置の模擬図、(ハ)は(イ)のA−A断面図を示す。
【図2】図1の製造装置の温度勾配を示し、(イ)は装置全体の温度勾配、(ロ)は図1(イ)の冷却ゾーンBの温度勾配と従来タイプの加熱装置の下方部の温度勾配を示す。
【図3】本発明による半導体結晶の製造方法と製造装置の他の実施の形態を示す説明図。
【図4】従来の半導体結晶の製造方法を示す説明図であり、(イ)は製造装置の断面図、(ロ)は装置全体の温度勾配を示す。
【符号の説明】
1 加熱装置
2 ヒータ
3 下降装置
4 結晶成長容器
6 種結晶
8 融液(半導体原料)
10 結晶
11 固液界面
13 スリット
14 酸化硼素
B 冷却ゾーン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor crystal manufacturing method and a manufacturing apparatus, and more particularly, to a low dislocation semiconductor crystal manufacturing method and a manufacturing apparatus used therefor.
[0002]
[Prior art]
As a method of growing a compound semiconductor crystal, a growth method called a vertical Bridgman method is known.
FIG. 4 (a) shows this method. Reference numeral 1 denotes a cylindrical heating device composed of a plurality of heaters 2 arranged in a chamber 16 with a heat insulating material 15 interposed therebetween. In addition, the temperature is set so that the lower part is a low temperature.
(B) shows an example of this temperature gradient, and is set under a small gradient of about 1 to 10 deg / cm so that thermal distortion does not occur in the temperature distribution in the vertical direction.
[0003]
Reference numeral 3 denotes a lowering device positioned at the axial center of the heating device 1 and descends at a predetermined fine speed. Reference numeral 4 denotes a crystal growth vessel mounted on a container receiver 5 at the tip of the lowering device 3. Contains a seed crystal 6. Reference numeral 8 denotes a melt of a semiconductor raw material accommodated above the seed crystal 6, and is melted by heat from the heating device 1.
[0004]
In the above configuration, for example, when a GaAs semiconductor crystal is grown, first, the GaAs raw material is heated to 1245 ° C. to form the melt 8, while the seed crystal 6 side is heated to 1200 ° C. After seeding between the melt 8 and the seed crystal 6, the lowering device 3 is lowered at a slow speed, and the semiconductor crystal 10 is gradually grown from the melt 8.
[0005]
The vertical Bridgman method for growing the crystal 10 as described above can produce a semiconductor crystal having a large diameter as compared with the liquid sealing pulling method (LEC method) and the like, and the low dislocation property of the obtained crystal. Characterized by.
[0006]
In this method, in order to suppress dislocations that cause crystal defects, it is necessary to prevent thermal distortion that occurs after crystal solidification, and a dent is generated on the crystal 10 side at the solid-liquid interface 11. Need to prevent.
[0007]
Conventionally, as a method for preventing thermal distortion, there is known a method for preventing thermal distortion by setting the temperature difference in the vertical direction of the heating apparatus 1 as small as possible, thereby slowing the cooling rate of the crystal solidification part and the growth part. It has been.
The small temperature gradient of 1-10 deg / cm shown in FIG. 1 (b) embodies this method.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional method of dealing with temperature gradients, low-speed cooling acts to inhibit heat dissipation from the seed crystal, and conversely, this causes dents at the solid-liquid interface. .
[0009]
The temperature gradient with a smaller temperature difference and the temperature gradient with a larger temperature are in conflict, and in the former case, dents are likely to occur at the solid-liquid interface, so the degree of dislocation generation due to mechanical strain is strong. On the other hand, in the latter case, the solid-liquid interface can be flattened, but the degree of occurrence of dislocation due to thermal strain increases. Therefore, it is subtle and difficult to deal with these two types of dislocations by simply operating the temperature gradient.
[0010]
Therefore, an object of the present invention is to use a semiconductor crystal manufacturing method capable of simultaneously suppressing the occurrence of dislocation due to mechanical strain and dislocation due to thermal strain due to the occurrence of a dent at the solid-liquid interface. It is to provide a manufacturing apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a crystal growth vessel containing a semiconductor raw material and a seed crystal with the former positioned at the top and the latter positioned at the bottom. The raw material is placed in a heating device, and the raw material is melted by the heating device to seed the raw material into the seed crystal, and then the crystal growth vessel is lowered to drop the raw material on the seed crystal. In a semiconductor crystal manufacturing method for growing a semiconductor crystal from a melt, a cooling zone for cooling the seed crystal is formed below a solid-liquid interface between the melt and the crystal, and the solid-liquid interface is the cooling zone. A method of manufacturing a semiconductor crystal is provided, wherein the crystal growth vessel is lowered in accordance with the growth of the crystal so as to be positioned above.
[0012]
Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a heating device having a temperature gradient up and down so that the upper part becomes a high temperature, and the semiconductor material and seed crystal disposed in the heating device. A crystal growth vessel that houses the latter at the bottom and the position of the solid-liquid interface formed by the melt of the raw material and the crystal of the semiconductor that grows from the predetermined position in the vertical direction of the heating cylinder The heating apparatus has a cooling means for cooling the seed crystal located below the position of the solid-liquid interface. An apparatus for manufacturing a semiconductor crystal is provided.
[0013]
The cooling zone and the cooling means are provided to promote heat release from the seed crystal. Therefore, it is desirable for the heat released from the seed crystal to escape to the outside without stagnation. From this point of view, a slit-like (window-like) shape is preferable.
[0014]
The slits are formed along the descending direction of the descending means, and the number thereof may be one or plural. When the heating device is configured in a cylindrical shape, the slit is formed in the circle of the heating device in order to equalize the heat release from the seed crystal in the circumferential direction and at the same time avoid a biased thermal effect on the crystal growth region. It is preferable to arrange a plurality at equal intervals in the circumferential direction.
[0015]
Instead of forming a slit, it is possible to use a non-heat generating part as a cooling means, or a pipe for a cooling fluid such as water, oil, gas or the like is attached at a position where the cooling means is to be formed, thereby cooling means It is also possible.
[0016]
It is conceivable to configure the cooling means by combining a slit or a non-heating part and a cooling fluid pipe. When the cooling fluid piping is used, the temperature can be adjusted by adjusting the flow rate of the fluid.
[0017]
When a heat insulating layer is formed around the heating device, a portion such as a slit should be excluded from the object of heat insulation so that heat release from the seed crystal is not hindered.
The cooling fluid piping is different from a slit or the like in that it does not require such consideration.
[0018]
Examples of the semiconductor targeted by the present invention for crystal growth include compound semiconductors such as GaAs, GaP, and InP. In the vertical Bridgman method, when a GaAs crystal is grown, the growth is controlled while controlling the As pressure in the growth vessel, and volatilization of As is prevented by covering the melt surface with boron oxide. However, the production method and the production apparatus according to the present invention can be applied to any method.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a semiconductor crystal manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention will be described.
In FIG. 1 (a), 1 is a cylindrical heating device in which a predetermined temperature gradient is set so that the upper side is higher than the lower side, 2 is a plurality of heaters constituting the heating device 1, and 3 is heating. 2 shows a lowering device that is located at the axis of the device 1 and descends at a predetermined fine speed.
[0020]
4 is a quartz crystal growth container mounted on the container receiver 5 at the tip of the lowering device 3, 6 is a seed crystal container formed at the tip of the tapered portion of the crystal growth container 4, and 7 is placed in the container 6. The seed crystal 8 is placed in the container 9 and accommodated in the crystal growth container 4, and shows a melt of the semiconductor raw material melted by the heat from the heating cylinder 1.
[0021]
Reference numeral 10 denotes a semiconductor crystal grown on the seed crystal 6 after the seed crystal 6 and the melt 8 are seeded. A solid-liquid interface 11 is formed between the crystal 8 and the melt 8.
The descending device 3 descends at a slow speed so that the solid-liquid interface 11 is always at a constant position in the vertical direction as the crystal 10 grows.
[0022]
The certain position here does not necessarily have a strict meaning, and there may be some position fluctuation. In this embodiment, the container 9 is used to form a multilayer structure with the crystal growth container 4, but the container 9 may be omitted.
[0023]
Reference numeral 12 denotes a quartz cap that seals the inside of the crystal growth vessel 4, and 13 denotes a slit provided along the axial direction of the heating device 1 at a position below the solid-liquid interface 11. Are arranged at equal intervals in the circumferential direction as shown in (c). B indicates a cooling zone for cooling the seed crystal 6 formed by the slit 13.
[0024]
In the case of this embodiment, four slits are provided. However, when the temperature difference between the portion a at the position of the slit 13 in (c) and the portion b at which the slit is not located is disliked, the slit width is set. It is possible to make the temperature distribution in the circumferential direction uniform by narrowing, increasing the number of slits, or combining them.
[0025]
FIG. 2 shows measured values of the temperature gradient in the vertical direction inside the heating apparatus 1 having the above-described configuration. (A) shows the overall temperature gradient, and (B) shows the temperature gradient in the lower part.
Further, the broken line in (b) indicates the temperature gradient of the present embodiment in which the cooling zone B is formed, while the solid line indicates a conventional type temperature gradient in which the cooling zone B is not formed.
[0026]
As shown in (b), compared with the case where the present embodiment shows a temperature gradient of 2 to 7 deg / cm, the conventional apparatus is as small as 1 to 5 deg / cm, and there is a clear difference between the two. Differences were noted.
[0027]
In the present embodiment having the cooling zone B, the temperature difference between the upper and lower portions in the lower part of the heating device 1 is steeper, and therefore heat dissipation from the seed crystal 6 becomes more active. The dislocation caused by the mechanical distortion due to is suppressed.
[0028]
Since the entire temperature gradient is set to a level of 1 to 10 deg / cm with a small temperature difference, dislocation based on thermal strain is also suppressed. As a result, dislocation due to mechanical strain and dislocation due to thermal strain are suppressed. It is possible to grow a high-quality semiconductor crystal in which both are suppressed.
[0029]
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which the surface of the melt 8 is covered with boron oxide 14, and a chamber is formed around the heating device 1 via a heat insulating layer 15. 16 is formed airtight, and an inert gas is sealed in the space 17. There is no heat insulating layer 15 in the slit 13.
[0030]
[Example 1]
In FIG. 1, a seed crystal 6 is placed in the accommodating portion 7 of the crystal growth container 4, and then a container 9 containing 4500 g of GaAs raw material is placed therein, and then the inside of the crystal growth container 4 is evacuated, The container 4 was evacuated by attaching the cap 12.
[0031]
Next, the crystal growth container 4 is mounted on the container receiver 5 of the lowering device 3, the lowering device 3 is moved up and down, the position is set so that the seed crystal 6 is surrounded by the slit 13, and the heater 2 is energized. Then, the seed crystal 6 portion was heated to 1200 ° C., the GaAs raw material portion was heated to 1245 ° C., and the GaAs raw material was melted to form the melt 8.
[0032]
Next, the temperature is adjusted so that the temperature gradient in the vicinity of the solid-liquid interface 11 formed by the produced crystal 10 and the melt 8 is 4 ° C./cm, and the seed crystal 6 and the melt 8 are seeded. After that, the lowering device 3 was lowered at a slow speed of 3 mm / hr to advance the growth of the crystal 10.
[0033]
After the entire crystal was solidified, the temperature of the heating device 1 was lowered at a rate of 30 ° C. per hour and cooled to room temperature.
In the GaAs single crystal obtained as described above, the solid-liquid interface 11 portion had a preferable convex shape, and had a diameter of about 80 mm and a length of the straight body portion of 150 mm.
When the dislocation density was measured, good results of 500 pieces / cm 2 were obtained over the entire length.
[0034]
[Example 2]
In FIG. 3, GaAs raw material was used as the semiconductor raw material, and the temperature condition was set to be the same as in Example 1, and the growth of the single crystal was advanced. A convex single crystal of GaAs was obtained, and from this single crystal, the same dislocation density as in Example 1 was confirmed.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the method and apparatus for manufacturing a semiconductor crystal according to the present invention, a cooling zone for cooling the seed crystal is formed in a portion located below the solid-liquid interface, thereby removing the seed crystal from the seed crystal. Since the heat release is activated, it is possible to effectively suppress the generation of dents at the solid-liquid interface caused by insufficient heat release from the seed crystal and the occurrence of dislocation due to mechanical strain caused by this. it can.
[0036]
Therefore, if a temperature gradient with a small temperature difference is set in the heating device to prevent dislocation due to thermal strain, dislocation due to mechanical strain and thermal strain can be suppressed at the same time. Can grow.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a semiconductor crystal manufacturing method and a manufacturing apparatus according to the present invention. The AA sectional view of (i) is shown.
2 shows the temperature gradient of the manufacturing apparatus of FIG. 1, (A) is the temperature gradient of the entire apparatus, (B) is the temperature gradient of the cooling zone B of FIG. 1 (A) and the lower part of the conventional type heating apparatus. The temperature gradient is shown.
FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of a semiconductor crystal manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention.
4A and 4B are explanatory views showing a conventional method for manufacturing a semiconductor crystal, where FIG. 4A is a cross-sectional view of the manufacturing apparatus, and FIG.
[Explanation of symbols]
1 Heating device 2 Heater 3 Lowering device 4 Crystal growth vessel 6 Seed crystal 8 Melt (semiconductor raw material)
10 Crystal 11 Solid-liquid interface 13 Slit 14 Boron oxide B Cooling zone

Claims (1)

上方が高温になるような温度勾配を上下に有した加熱装置と、前記加熱装置の中に配置され、半導体の原料と種結晶とを前者を上部に後者を下部に位置させて収容する結晶成長容器と、前記半導体原料の融液とそれから成長する半導体結晶によって形成される固液界面の位置が前記加熱装置の上下方向において所定の位置となるようにして前記結晶成長容器を下降させる下降手段から構成され、前記加熱装置は、全体の温度勾配を1〜10deg/cmとし、前記固液界面の位置よりも下方に位置して前記種結晶を冷却する冷却手段を有し、前記冷却手段は、前記下降手段の下降方向に沿って前記加熱装置に設けられたスリットにより構成することを特徴とする半導体結晶の製造装置。A crystal growth device that has a temperature gradient up and down so that the upper part becomes high temperature, and is placed in the heating device, and contains semiconductor raw materials and seed crystals with the former positioned at the top and the latter positioned at the bottom A lowering means for lowering the crystal growth container so that the position of the solid-liquid interface formed by the container and the melt of the semiconductor raw material and the semiconductor crystal grown therefrom is a predetermined position in the vertical direction of the heating device; is configured, the heating device, the overall temperature gradient as 1~10deg / cm, located lower than the position of the solid-liquid interface have a cooling means for cooling the seed crystal, the cooling means, A semiconductor crystal manufacturing apparatus comprising a slit provided in the heating device along a descending direction of the descending means .
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