(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ結晶体である半導体結晶体を準備する工程と、
前記半導体結晶体を、導電性材料を主体とした材料からなる一対の加圧冶具で挟み込む工程と、
前記一対の加圧冶具間にパルス状電流を印加することにより、前記半導体結晶体を、自己発熱により、８１０℃以上、１０２０℃以下の目標温度に昇温させる工程と、
前記一対の加圧冶具間にパルス状電流を印加し続けることにより、前記半導体結晶体を前記目標温度に維持しながら、前記一対の加圧冶具間に圧力を加え、前記半導体結晶体を塑性変形により目標形状に成型する工程とを備えたことを特徴とする、半導体結晶体の加工方法。
【請求項２】
Ｇｅ結晶体である半導体結晶体を準備する工程と、
前記半導体結晶体を、導電性材料を主体とした材料からなる一対の加圧冶具で挟み込む工程と、
前記一対の加圧冶具間にパルス状電流を印加することにより、前記半導体結晶体を、自己発熱により、４００℃以上、５９０℃以下の目標温度に昇温させる工程と、
前記一対の加圧冶具間にパルス状電流を印加し続けることにより、前記半導体結晶体を前記目標温度に維持しながら、前記一対の加圧冶具間に圧力を加え、前記半導体結晶体を塑性変形により目標形状に成型する工程とを備えたことを特徴とする、半導体結晶体の加工方法。
【請求項３】
前記半導体結晶体を挟み込んだ前記一対の加圧冶具が、導電性材料を主体としたダイスの内部に収容され、前記パルス状電流が、前記ダイスにも流れることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された半導体結晶体の加工方法。
【請求項４】
前記半導体結晶体の前記目標温度への維持が、前記ダイスに配置された温度検知素子により測定された温度をフィードバックすることにより、前記パルス状電流を制御しておこなわれることを特徴とする、請求項３に記載された半導体結晶体の加工方法。
【請求項５】
前記一対の加圧冶具間に加えられる圧力の大きさが、段階的に、増加されることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された半導体結晶体の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体結晶体の加工方法に関し、さらに詳しくは、従来の方法よりも低い温度で半導体結晶体の加工が可能な、半導体結晶体の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｓｉ系結晶体やＧｅ系結晶体に代表される半導体結晶体を塑性変形させる加工方法として、特許文献１（特開２００５―１４２３７０号公報）に開示された加工方法が知られている。【０００３】
特許文献１に開示された加工方法では、Ｓｉ系結晶体、Ｇｅ系結晶体などの半導体結晶体を、塑性変形能を有する温度以上、かつ融点未満の温度に加熱し、加圧冶具を用いて荷重をかけ、圧延加工や曲げ加工などを施し、塑性変形させている。たとえば、Ｓｉ結晶体であれば、結晶体と加圧冶具とを、１０５０℃以上、１４１４℃未満の温度に加熱したうえで、荷重をかけ、加工している。また、Ｇｅ結晶体であれば、結晶体と加圧冶具とを、６００℃以上、９１７℃未満の温度に加熱したうえで、荷重をかけ、加工している。【０００４】
一方、粉体材料に対し、加圧下でパルス状の大電流を投入し、自己発熱現象によって材料を急昇温させ、焼結させる、粉体材料の放電焼結方法が知られている。たとえば、特許文献２（特開平３―５６６０４号公報）においては、粉体材料をパンチとダイからなる金型内に充填し、５〜３０Ｔ／ｃｍ2の圧力で加圧したうえで、周期３００Ｈｚ〜３０ＫＨｚ、３５０Ａ／ｃｍ2のパルス状電流を通電し、材料を自己発熱現象によって８００〜１０００℃に急昇温させ、圧縮焼成する方法が開示されている。特許文献２には、必要に応じて、１〜３分程度で、焼結体を３０００℃程度まで昇温できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５―１４２３７０号公報
【特許文献２】特開平３―５６６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した、特許文献１に開示された従来の半導体結晶体の加工方法は、半導体結晶体を所望の形状に加工できるものであり、新しい発想の半導体デバイスを開発し、製造するうえで、非常に有益な技術である。【０００７】
しかしながら、この従来の半導体結晶体の加工方法は、半導体結晶体と加圧冶具とを、Ｓｉ結晶体で１０５０〜１４１４℃、Ｇｅ結晶体で６００〜９１７℃に加熱しなければならず、加熱温度が高いため、次のような問題があった。
１）半導体結晶体と加圧冶具との全体を加熱して、半導体結晶体を昇温させる方法であるため、昇降温に時間がかかり、加工に長時間を要するものであった。
２）半導体結晶体と加圧冶具とが、高温により、化学反応を起こすおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した、特許文献１に開示された従来の半導体結晶体の加工方法が有する問題を解決するためになされたものである。【０００９】
すなわち、本願の発明者らは、半導体結晶体の加工方法に、上述した特許文献２に開示されたような、被加工体に加圧下でパルス状の大電流を投入し、被加工体を自己発熱現象によって急昇温させる技術を適用できないかと考え、鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったものである。【００１０】
請求項１に係る本発明の半導体結晶体の加工方法は、上述した従来の加工方法が有する問題を解決する手段として、Ｓｉ結晶体である半導体結晶体を準備する工程と、半導体結晶体を、導電性材料を主体とした材料からなる一対の加圧冶具で挟み込む工程と、一対の加圧冶具間にパルス状電流を印加することにより、半導体結晶体を、自己発熱により、８１０℃以上、１０２０℃以下の目標温度に昇温させる工程と、一対の加圧冶具間にパルス状電流を印加し続けることにより、半導体結晶体を目標温度に維持しながら、一対の加圧冶具間に圧力を加え、半導体結晶体を塑性変形により目標形状に成型する工程とを備えるようにした。
また、請求項２に係る本発明の半導体結晶体の加工方法は、上述した従来の加工方法が有する問題を解決する手段として、Ｇｅ結晶体である半導体結晶体を準備する工程と、半導体結晶体を、導電性材料を主体とした材料からなる一対の加圧冶具で挟み込む工程と、一対の加圧冶具間にパルス状電流を印加することにより、半導体結晶体を、自己発熱により、４００℃以上、５９０℃以下の目標温度に昇温させる工程と、一対の加圧冶具間にパルス状電流を印加し続けることにより、半導体結晶体を目標温度に維持しながら、一対の加圧冶具間に圧力を加え、半導体結晶体を塑性変形により目標形状に成型する工程とを備えるようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体結晶体の加工方法は、上述の構成としたため、次のような効果を奏することができる。
１）半導体結晶体を、パルス状電流により自己発熱させて、急速に昇温させる方法であるため、昇降温に時間がかからず、短い時間で半導体結晶体を加工することができる。
２）加圧冶具が高温にならないため、半導体結晶体が加圧冶具と化学反応を起こすことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態にかかる半導体結晶体の加工方法を示し、図１（Ａ）は加圧前の状態を示す断面図、図１（Ｂ）は加圧後の状態を示す断面図である。
【図２】実施例１の半導体結晶体の加工方法における、パルス状電流の電流［Ａ］、ダイスに埋設された温度検知素子の温度［℃］、上パンチの変位量［ｍｍ］の時間的変化を示したグラフである。
【図３】実施例１の半導体結晶体の加工方法において、温度検知素子が９００℃の時の、Ｓｉ結晶体、上パンチ、下パンチ、ダイスの各部分の温度を、有限要素法により導き出した温度分布図である。
【図４】実施例１〜３の半導体結晶体の加工方法において、温度検知素子が８００℃、９００℃、９９０℃の時の、Ｓｉ結晶体、ダイスの温度を、有限要素法により導き出した温度分布図である。
【図５】実施例４〜６の半導体結晶体の加工方法において、温度検知素子が３９９℃、４９６℃、５８３℃の時の、Ｇｅ結晶体、ダイスの温度を、有限要素法により導き出した温度分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１５】
図１（Ａ）、（Ｂ）に、本発明の実施形態にかかる半導体結晶体の加工方法を示す。ただし、図１（Ａ）は加圧前の状態を示す断面図、図１（Ｂ）は加圧後の状態を示す断面図である。
【００１６】
本実施形態の半導体結晶体の加工方法は、まず、被加工物として、半導体結晶体１を準備する。半導体結晶体１の種類は任意であり、Ｓｉ結晶体に代表されるＳｉ系結晶体や、Ｇｅ結晶体に代表されるＧｅ系結晶体や、その他の半導体結晶体を用いることができる。
【００１７】
次に、加圧冶具として、導電性材料からなる上パンチ２、下パンチ３を準備する。上パンチ２、下パンチ３の少なくとも一方は、所望する半導体結晶体の加工形状に対応した当接面を有している。本実施形態においては、下パンチ３は、当接面の中央に貫通孔３ａを有している。
【００１８】
次に、半導体結晶体１を、上パンチ２と下パンチ３との間に挟み込む。
【００１９】
次に、円筒状のダイス４を準備し、図１（Ａ）に示すように、ダイス４の内部に、半導体結晶体１を挟み込んだ上パンチ２、下パンチ３を収容する。なお、ダイス４には、温度検知素子５として、熱電対が埋設されている。温度検知素子は、熱電対には限定されず、熱電対の他に、たとえば、白金測温抵抗体、サーミスタ、熱電対、トランジスタの温度特性を利用したIC化温度センサ、水晶温度計、赤外線式のサーモパイルやサーミスタ、光量子式フォトダイオードやフォトトランジスタなどから選択することができる。
【００２０】
次に、温度検知素子５で温度を測定しながら、上パンチ２と下パンチ３の間に、パルス状電流を印加する。なお、ダイス４が上パンチ２と下パンチ３に接しているため、印加されたパルス状電流は、上パンチ２→半導体結晶体１→下パンチ３と、上パンチ２→ダイス４→下パンチ３との、２つの経路で流れる。そして、パルス状電流を印加すると、半導体結晶体１、および上パンチ２、下パンチ３、ダイス４において、自己発熱現象が起こり、半導体結晶体１の温度が急上昇する。
【００２１】
なお、パルス状電流の印加は、慣用されているパルス状電流発生手段（図示せず）を用いておこなう。
【００２２】
温度検知素子５の温度には、予め目標温度が設定される。図２は、後述する実施例１について、印加されるパルス状電流の電流［Ａ］と、ダイス４に埋設された温度検知素子５の温度［℃］と、上パンチ２の変位量［ｍｍ］の、時間的変化を示したグラフである。目標温度は、温度検知素子５の温度が平坦になっている温度である。図２の実施例１では、目標温度を９００℃に設定している。なお、上パンチ２の変位量とは、下パンチ３の下面を基準にして、上パンチ２の上面が、加熱前の位置から変位した量であり、半導体結晶体の熱膨張による変形量と、下パンチ３の熱膨張による変形量と、上パンチ２の熱膨張による変形量との和である。
【００２３】
温度検知素子５の温度が目標温度に達するまで、印加するパルス状電流の電流［Ａ］を上昇させる。図２の実施例１では、パルス状電流の印加開始から９分経過直後に、電流が１２５０Ａを超えたあたりで、温度検知素子５が目標温度の９００℃に達している。そして、温度検知素子５が目標温度に達した後は、パルス状電流の電流［Ａ］をやや降下させたうえで、その後も目標温度を維持するようにフィードバックをかけながら、パルス状電流を印加し続ける。なお、前記フィードバックは、温度検知素子５の測定温度を、前記パルス状電流発生装置にフィードバックさせるフィードバック手段（図示せず）によりおこなう。
【００２４】
一方、半導体結晶体１は、パルス状電流が印加され、温度が上昇すると、体積の膨張を開始する。これは、上パンチ２の変位量から確認することができる。なお、図２においては、変位量が０．６５ｍｍを超えたところから上パンチ２の変位量を示しているが、実際には、パルス状電流が印加され、温度が上昇し始めた時点から、上パンチ２は変位を開始している。
【００２５】
そして、時点は任意であるが、上パンチ２と下パンチ３との間に圧力を加える。すなわち、圧力をかけ始める時点は、温度検知素子５の温度が目標温度に達する前、達した時、達した後のいずれの時点のいずれであっても良い。ただし、温度検知素子５の温度が十分に上昇する前に圧力をかけると、半導体結晶体１が割れる場合があるため好ましくない。
【００２６】
上パンチ２と下パンチ３との間に圧力をかけると、図１（Ｂ）に示すように、半導体結晶体１の厚みが減少する一方、半導体結晶体１の底面の下パンチ３の貫通孔３ａ部分には圧力がかからないため、半導体結晶体１の底面の下パンチ３の貫通孔３ａ部分に膨出部１ａが形成される。
【００２７】
上パンチ２と下パンチ３との間にかける圧力は、一度に大きな値とすることもできるが、上パンチ２ないし下パンチ３の変位量を見ながら、値を段階的に大きくしていくことが好ましい。すなわち、一度に大きな圧力をかけると、半導体結晶体１が割れてしまうことがあるため好ましくない。一方、半導体結晶体１の塑性変形量は、上パンチ２の変位量から読み取ることができるため、その変位量を見ながら圧力の値を段階的に大きくし、半導体結晶体１を段階的に塑性変形させていけば、所望の塑性変形量でＳｉ結晶体１の加工を終了することができ、必要以上に半導体結晶体１を塑性変形させてしまうことがなく好ましい。図２の実施例１では、ステップ１〜４の４段階に分けて、段階的に、上パンチ２と下パンチ３との間にかける圧力を大きくしている。
【００２８】
半導体結晶体１の塑性変形量が所望の値に達したら、パルス状電流の印加を終了し、また上パンチ２と下パンチ３との間に圧力をかけることも終了する。なお、半導体結晶体１の塑性変形量が所望の値に達したか否かは、上パンチ２の変位量から確認する。なお、ここで上パンチ２と下パンチ３との間に圧力をかけることを終了しなくても良い。次に説明するように、半導体結晶体１、上パンチ２、下パンチ３、ダイス４の冷却の際に、半導体結晶体１が割れない程度（たとえばパンチの自重程度）の圧力をかけても良い。
【００２９】
最後に、半導体結晶体１、上パンチ２、下パンチ３、ダイス４を冷却したうえで、半導体結晶体１を上パンチ２、下パンチ３、ダイス４から取り出し、本実施形態にかかる半導体結晶体の加工は完了する。なお、半導体結晶体１、上パンチ２、下パンチ３、ダイス４の冷却は、自然冷却でも良いし、冷却手段により加速的に冷却しても良い。ただし、半導体結晶体１、上パンチ２、下パンチ３、ダイス４は、半導体結晶体１を中心にして、自己発熱現象により昇温しており、不要な部分が必要以上には昇温していないため、冷却に要する時間は、加圧冶具を加熱し、間接的に半導体結晶体を加熱する従来の加工方法に比べて短い。
【００３０】
第１の実施形態では、下パンチ３の中央部に貫通孔３ａを設け、半導体結晶体１の底面に膨出部１ａを形成している。この半導体結晶体１は、たとえば、平凸レンズとして利用することができる。
【００３１】
以上のように、本実施形態においては、半導体結晶体１を、パルス状電流により自己発熱させて、急速に昇温させているため、昇降温に時間がかからず、短い時間で半導体結晶体を加工することが可能になっている。そして、加圧冶具（上パンチ２、下パンチ３）が高温にならないため、半導体結晶体１が加圧冶具と化学反応を起こすことがない。その結果、加圧冶具の材料の選択自由度が上がっており、安価な材料や、加工のし易い材料を選択することも可能である。また、従来の方法よりも、エネルギーの消費量が少ないという効果も奏している。
【００３２】
以上、第１の実施形態にかかる半導体結晶体の加工方法について説明したが、本発明がこれに限定されことはなく、発明の主旨に沿って、種々の変形をなすことができる。
【００３３】
たとえば、第１の実施形態では、ダイス４に埋設された温度検知素子５により温度管理をしているが、温度管理はこの方法には限られず、他の部分、他の手段で温度を測定するようにしても良い。なお、温度管理は、半導体結晶体の外部（ダイス４に埋設された温度検知素子５）において管理するのではなく、後述するように、半導体結晶体自体の温度に換算して管理することもできる。この方法によると、半導体結晶体の温度と、加えられる圧力と、塑性変形量との関係をより厳密に把握することができるため好ましい。
【００３４】
また、半導体結晶体の加工形状は上記には限定されず、上パンチ２や下パンチ３の形状を変更することにより、任意に設定することができる。たとえば、下パンチ３に貫通孔ではなく、所望のレンズ形状を有する凹みを設ければ、意図した曲率半径の球面レンズや、非球面レンズを作製することも可能である。また、加圧冶具も上パンチ２と下パンチ３には限定されず、これら以外の特殊な加圧冶具を用いても良い。
【００３５】
さらに、既に述べたように、加工される半導体結晶体の種類も任意であり、Ｓｉ結晶体には限られず、他のＳｉ系結晶体、Ｇｅ系結晶体、その他の半導体結晶体であっても良い。
【実施例】
【００３６】
本発明の半導体結晶体の加工方法により、次の実験をおこなった。【００３７】
（実施例１）
以下、図１（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、実施例１について説明する。【００３８】
実施例１では、被加工物として、縦１４ｍｍ、横１４ｍｍ、厚さ２ｍｍの寸法を有する、正方形で板状のＳｉ結晶体１を準備した。【００３９】
加圧冶具として、導電性材料であるグラファイトからなり、直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円柱構造の上パンチ２および下パンチ３を準備した。なお、下パンチ３のみ、中央部に直径６ｍｍの貫通孔３ａを有している。【００４０】
ダイス４として、グラファイトからなり、内径２０ｍｍ、外径５０ｍｍ、高さ８０ｍｍの円筒状のものを準備した。ダイス４には、温度検知素子５が埋設されている。温度検知素子５は、ダイス４の円筒部の内壁から５ｍｍのところに、測温部（図において白色の丸で示す部分）が配置されている。【００４１】
Ｓｉ結晶体１を上パンチ２と下パンチ３との間に挟み込み、これら全体をダイス４の内部に収容した。【００４２】
実施例１においては、温度検知素子５の目標温度を９００℃に設定し、上パンチ２と下パンチ３の間に、周期３００Ｈｚのパルス状電流の印加を開始した。なお、パルス状電流の周期３００Ｈｚは一例であり、適宜、変更することができる。【００４３】
図２のグラフに、印加したパルス状電流の電流［Ａ］と、ダイス４に埋設された温度検知素子５の温度［℃］と、上パンチ２の変位量［ｍｍ］の時間的変化を示す。【００４４】
パルス状電流の印加開始から９分経過直前、温度検知素子５の測定温度が９００℃に達した時点から、上パンチ２と下パンチ３との間に圧力をかけ始めた。圧力は、上パンチ２の変位量を見ながら、ステップ１〜４の４段階に分けて、段階的に大きくし、最大４０ＭＰａとした。各ステップでの荷重を表１に示す。【００４５】
【表１】
0005382382.tif 000002
【００４６】
ステップ４の圧力をかけたことにより、上パンチ２が予定した変位量に達し、  Ｓｉ結晶体１の塑性変形量が所望の値に達したので、パルス状電流の印加を終了するとともに、上パンチ２と下パンチ３との間に圧力をかけることを終了した。【００４７】
全体を常温にまで冷却したのち、加工を完了したＳｉ結晶体１を、上パンチ２、下パンチ３、ダイス４から取り出した。Ｓｉ結晶体１は、厚みが１．８ｍｍに減少したうえで、底面に高さ０．０８ｍｍの膨出部１ａが形成された。このＳｉ結晶体１は、たとえば、平凸レンズとして利用することができる。【００４８】
実施例１では、温度検知素子５の目標温度を９００℃に設定した。この目標温度は、Ｓｉ結晶体１の実際の温度ではなく、Ｓｉ結晶体１の外部のダイス４に埋設された温度検知素子５の温度で設定したものである。【００４９】
しかしながら、温度管理は、半導体結晶体（Ｓｉ結晶体）１の外部の温度ではなく、半導体結晶体自体の温度に換算しておこなうことが好ましい。すなわち、半導体結晶体自体の温度で温度管理をおこなうと、半導体結晶体の温度と、加えられる圧力と、塑性変形量との関係をより厳密に把握することができる。【００５０】
そこで、有限要素法を用い、実施例１のＳｉ結晶体１、上パンチ２、下パンチ３、ダイス４をモデル化し、温度分布を求めた。【００５１】
図３に、温度検知素子５が９００℃の時の、Ｓｉ結晶体１、上パンチ２、下パンチ３、ダイス４の各温度分布を示す。また、図４に、図３における、Ｓｉ結晶体１の中心部Ａから、ダイス４の外周部Ａ’にかけての温度分布を示す（図４には、上部、中部、下部に３本の温度分布が示されているが、温度検知素子５の目標温度を９００℃とした実施例１は、中部に示された温度分布である）。なお、図３において、鎖線Ｚ−Ｚ’は回転対象軸を示す。【００５２】
温度検知素子５が９００℃の時には、Ｓｉ結晶体１の中心部の温度は９２２℃、Ｓｉ結晶体１の外周辺付近の温度は９１２℃であることがわかった。実施例１は、温度検知素子５の目標温度を９００℃に設定しているが、Ｓｉ結晶体１の中心部の目標温度を９２２℃、外周辺付近の目標温度を９１２℃に設定したものである。【００５３】
（実施例２）
実施例２は、温度検知素子５の目標温度を８００℃としたこと以外は、実施例１と同じ条件とした。すなわち、半導体結晶体として同じ材料、寸法のＳｉ結晶体１を用いた。また、上パンチ２、下パンチ３、ダイス４も同一のものを用いた。【００５４】
実施例２においても、実施例１と同様に、Ｓｉ結晶体１の底面に、高さ０．０７ｍｍの膨出部１ａを形成することができた。【００５５】
実施例２においては、上述のとおり、温度検知素子５の目標温度を８００℃に設定したが、これを有限要素法によりＳｉ結晶体自体の温度に換算すると、中心部の温度は８１７℃、外周辺付近の温度は８１０℃であることがわかった。図４に、温度検知素子温度８００℃の場合の温度分布を示す（図中、下部に示された温度分布）。【００５６】
実施例２は、温度検知素子５の目標温度を８００℃に設定しているが、Ｓｉ結晶体１の中心部の目標温度を８１７℃、外周辺付近の目標温度を８１０℃に設定したものである。【００５７】
なお、実施例２に対し、目標温度を上記よりも低い温度に設定した補足実験をおこなったが、Ｓｉ結晶体１に割れが生じる場合があることがわかった。したがって、半導体結晶体としてＳｉ結晶体を用いる場合は、Ｓｉ結晶体自体の温度において、加工時の目標温度を８１０℃以上に設定することが好ましい。【００５８】
（実施例３）
実施例３は、温度検知素子５の目標温度を９９０℃としたこと以外は、実施例１と同じ条件とした。【００５９】
実施例３では、温度検知素子５の目標温度を９９０℃に設定したが、これを有限要素法によりＳｉ結晶体自体の温度に換算すると、中心部の目標温度を１０２０℃、外周辺付近の目標温度を１００１℃に設定したものである。図４に、温度検知素子温度９９０℃の場合の温度分布を示す（図中、上部に示された温度分布）。【００６０】
実施例３においても、Ｓｉ結晶体１の底面に、高さ０．０９ｍｍの膨出部１ａを形成することができた。【００６１】
なお、実施例３に対し、目標温度を上記よりも高い温度に設定した補足実験をおこなったが、Ｓｉ結晶体１が溶融するため、膨出部１ａの形状が変形する、あるいは上パンチ２、下パンチ３などの加圧冶具とＳｉ結晶体１とが化学反応をおこして、正常に加工できない場合があることがわかった。したがって、半導体結晶体としてＳｉ結晶体を用いる場合は、Ｓｉ結晶体自体の温度において、加工時の目標温度を１０２０℃以下に設定することが好ましい。
（実施例４）
実施例４は、被加工物である半導体結晶体として、縦１４ｍｍ、横１４ｍｍ、厚さ２ｍｍの寸法を有する、正方形で板状のＧｅ結晶体１を用いた。【００６２】
上パンチ２、下パンチ３、ダイス４は、実施例１と同じものを用いた。【００６３】
上パンチ２と下パンチ３への加圧は、ステップ１〜４の４段階に分けて、段階的に大きくし、最大４０ＭＰａとした。【００６４】
実施例４では、温度検知素子５の目標温度を４９６℃に設定したが、これを有限要素法によりＧｅ結晶体自体の温度に換算すると、中心部の目標温度を５００℃、外周辺付近の目標温度を４９８℃に設定したものである。図５に、温度検知素子５が４９６℃の時の、Ｇｅ結晶体１の中心部から、ダイス４の外周部にかけての温度分布を示す（図５には、上部、中部、下部に３本の温度分布が示されているが、温度検知素子５の目標温度を４９６℃とした実施例４は、中部に示された温度分布である）。【００６５】
実施例４においても、Ｇｅ結晶体１の底面に、高さ０．１２５ｍｍの膨出部１ａを形成することができた。【００６６】
（実施例５）
実施例５は、温度検知素子５の目標温度を３９９℃としたこと以外は、実施例４と同じ条件とした。【００６７】
実施例５では、温度検知素子５の目標温度を３９９℃に設定しているが、これを有限要素法によりＧｅ結晶体自体の温度に換算すると、中心部の温度を４０１℃、外周辺付近の温度を４００℃に設定したものである。図５に、温度検知素子温度３９９℃の場合の温度分布を示す（図中、下部に示された温度分布）。【００６８】
実施例５においても、Ｇｅ結晶体１の底面に、高さ０．１１ｍｍの膨出部１ａを形成することができた。【００６９】
なお、実施例５に対し、目標温度を上記よりも低い温度に設定した補足実験をおこなったが、Ｇｅ結晶体１に割れが生じる場合があることがわかった。したがって、半導体結晶体としてＧｅ結晶体を用いる場合は、Ｇｅ結晶体自体の温度において、加工時の目標温度を４００℃以上に設定することが好ましい。【００７０】
（実施例６）
実施例６は、温度検知素子５の目標温度を５８３℃としたこと以外は、実施例４と同じ条件とした。【００７１】
実施例６では、温度検知素子５の目標温度を５８３℃に設定しているが、これを有限要素法によりＧｅ結晶体自体の温度に換算すると、中心部の目標温度を５９０℃、外周辺付近の目標温度を５８７℃に設定したものである。図５に、温度検知素子温度５８３℃の場合の温度分布を示す（図中、上部に示された温度分布）。【００７２】
実施例６においても、Ｇｅ結晶体１の底面に、高さ０．１４ｍｍの膨出部１ａを形成することができた。【００７３】
なお、実施例６に対し、目標温度を上記よりも高い温度に設定した補足実験をおこなったが、Ｇｅ結晶体１が溶融するため、膨出部１ａの形状が変形する、あるいは上パンチ２、下パンチ３などの加圧冶具とＧｅ結晶体１とが化学反応をおこして、正常に加工できない場合があることがわかった。したがって、半導体結晶体としてＧｅ結晶体を用いる場合は、Ｇｅ結晶体自体の温度において、加工時の目標温度を５９０℃以下に設定することが好ましい。
【符号の説明】
【００７４】
１：半導体結晶体（Ｓｉ結晶体・Ｇｅ結晶体など）
２：上パンチ（加圧冶具）
３：下パンチ（加圧冶具）
３ａ：貫通孔
４：ダイス
５：温度検知素子（熱電対）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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