(57)【要約】【課題】高温、且つ活性度の高い環境下で基板を溶液に浸漬するための基板と溶液との相対的な上下動を、劣化しやすい機械的な動作部材を高温の溶液近辺に用いることなく実現し、簡便で合理的な液相成長方法及び液相成長装置を提供すること。【解決手段】溶媒に溶け込んだ溶質を基板上に析出し成長させる液相成長方法において、前記溶媒と溶質からなる溶液を溜め込む部材が、溶液に独立に気体圧力を加えることが可能なように区切られた少なくとも２領域を有し、前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させることにより溶液液面高さを変更することにより、溶質材料及び／又は基板を溶液中に浸漬して溶質の溶解又は成長を行なう。【選択図】      図１
2004352582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒に溶け込んだ溶質を基板上に析出し成長させる液相成長方法において、
前記溶媒と溶質からなる溶液を溜め込む部材が、溶液に独立に気体圧力を加えることが可能なように区切られた少なくとも２領域を有し、前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させて溶液液面高さを変更することにより、溶質材料及び／又は基板を溶液中に浸漬して溶質の溶解又は成長を行なうことを特徴とする液相成長方法。
【請求項２】
前記気体圧力の調整を前記２領域の気体の供給量と排出量を調整することでおこなうことを特徴とする請求項１に記載の液相成長方法。
【請求項３】
前記２領域のうちの１領域で溶質の溶解工程をおこない、残りの１領域で成長工程をおこなうことを特徴とする請求項１又は２に記載の液相成長方法。
【請求項４】
溶解工程と成長工程が時間的に重なる帯域を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液相成長方法。
【請求項５】
前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させることにより溶液液面高さを変更して、溶液の攪拌を行なうことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液相成長方法。
【請求項６】
溶媒に溶け込んだ溶質を基板上に析出し成長させる液相成長方法において、
前記溶媒と溶質からなる溶液を溜め込む部材が、溶液に独立に気体圧力を加えることが可能なように区切られた少なくとも２領域を有し、前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させることにより溶液液面高さを変更して溶液の攪拌をおこなうことを特徴とする液相成長方法。
【請求項７】
溶媒に溶け込んだ溶質を基板上に析出し成長させる液相成長装置であって、
前記溶媒と溶質からなる溶液を溜め込む部材が、溶液に独立に気体圧力を加えることが可能なように区切られた少なくとも２領域を有し、
前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させる圧力制御手段と、前記気体圧力の上下に伴い上下移動する溶液液面の移動範囲内に溶質材料及び／又は基板を保持する保持手段とを有することを特徴とする液相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体基材の製造方法に係わる。より詳細には、溶媒中に溶かし込んだ半導体溶質を基板上に析出し成長させる液相成長方法および液相成長装置の改良に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
（太陽電池）
各種機器の駆動エネルギー源や商用電力と系統連結させる電源として、太陽電池が広く研究されている。太陽電池はコスト的要請から低価格基板上に素子を形成できることが望まれる。一方、太陽電池を構成する半導体としては一般にシリコンが用いられる。中でも、光エネルギーを電力に変換する効率すなわち光電変換効率の観点からは、単結晶シリコンが優れている。一方大面積化および低コスト化の観点からは、アモルファスシリコンが有利である。また、近年アモルファスシリコンなみの低コストと単結晶なみの高エネルギー変換効率とを得る目的で、多結晶シリコンが使用されるようになってきた。
【０００３】
ところが、このような単結晶や多結晶シリコンにおいて従来採用されている方法では、塊状の結晶をスライスして板状の基板とするため、その厚さを０．３ｍｍ以下にすることは困難で、基板は一般に入射光の吸収に必要な厚さ（２０μｍ〜５０μｍ）以上の厚さを有し、材料が十分に利用されていなかった。また最近では溶融したシリコンの液滴を鋳型に流し込むスピン法によりシリコンシートを形成する方法が提案されているが、それでも厚さは最低でも０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度となり、まだ薄型化が十分ではない。即ち、シリコンをさらに薄型化することにより低コスト化を図る余地がある。
【０００４】
そこで、単結晶シリコン基板上にエピタキシャル成長した薄膜層を基板から分離（剥離）して太陽電池に用いることで高エネルギー変換効率と低コスト化を達成する試みが提案されている。例えばＭｉｌｎｅｓ，Ａ．Ｇ．ａｎｄ  Ｆｅｕｃｈｔ，Ｄ．Ｌ．，“Ｐｅｅｌｅｄ  Ｆｉｌｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ”，ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ．３３８，１９７５（非特許文献１）、米国特許第４，８１６，４２０号明細書（特許文献１）、特開平６−０４５６２２号公報（特許文献２）等に開示されている。
【０００５】
（液相成長）
シリコンのエピタキシャル成長を低コストで行なうには、ＣＶＤ等のガスを用いる方法ではなく、液相成長方法が有利である。液相成長方法では溶融したＳｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属中にシリコンを溶解させ、この中に結晶性の基板を浸漬した後溶液を過飽和状態として、この基板上にシリコンを成長させる。液相成長方法は使用原料が廉価な上、原料を無駄にする部分が少なくてすむ。また１０００℃以下の様な、Ｓｉの融点に比べれば低い温度で成長が行なえるのでスピン法に比べてもエネルギー的に有利である。
【０００６】
（従来手順）
このような液相成長方法について実際の手順を記す。例えば米国特許第５，５４４，６１６号明細書（特許文献３）などに開示されているディッピング式の液相成長装置をベースとして、実際にインジウム溶媒に溶かし込んだ溶質シリコンを液相成長方法でシリコン基板上にエピタキシャル成長させることに適用した場合の実際例を想定して述べる。
【０００７】
図５に従来の液相成長方法を実施する液相成長装置の例を示した。図５中２０４は液相成長装置のチャンバーで、開閉蓋２２０を通して試料の設置ができる。チャンバー２０４には水素ガス供給管２１１から水素を流量制御しつつ導入することができる。２１２はこのようにして導入したガスの排出口である。２０８はエピタキシャル成長前に基板の水素による表面活性化処理する際に用いられるヒーターであり、２１６はチャンバー２０４の内部に置かれた基板ウェハをあらわしている。ウェハ２１６は、ホルダー２１７を利用して一定の間隔を保って複数枚平行に配置されている。ホルダー２１７はシャフト２２１で支持されていて昇降機構２２３で上下移動可能な構造になっている。２１４はるつぼであり、溶液用ヒーター２１３で加熱され、ボート内部には溶媒であるインジウムに溶質としてシリコンを溶かし込んだ溶液２１５がある。（以降溶液をメルトと表記する。）なお、るつぼはここではその融点がシリコンの融点より高い材料を使う必要があり、一般的には石英、カーボン等が用いられる。また、２２２はシャフト２２１の上下動を支持しながらチャンバー内のガス雰囲気を外界と隔てるためのシール機構である。具体的にはＯリングなどを用いて、シャフトとＯリングが摺動しながらガスシールをおこなうものである。２２４は１０００℃程度の高温となるウェハホルダー２１７その他の部品からの熱が上部に伝わらないようにするための遮蔽板である。特にシール機構２２２には熱が伝わらないようにする必要がある。
【０００８】
図５に示す装置を利用して液相成長方法により半導体基板を成長させるには概略以下の手順に従う。適切な洗浄処理を施したシリコンウェハ２１６を蓋２２０を開けてチャンバー２０４内に設置し、昇降機構２２３によりヒーター２０８位置の高さまで下降する。次に水素ガス導入管２１１より水素を導入してチャンバー２０４内が水素雰囲気になるまで待つ。チャンバー内が水素雰囲気となった後にヒーター２０８を作動させウェハ２１６の温度が１０５０℃程度になるようにして３０分程度水素による表面活性化処理をおこなう。表面活性化処理を終えたならばウェハ２１６の温度を９００℃程度まで降温する。一方、メルト２１５は既に事前の処理においてヒーター２１３を用いて温度９００℃程度の金属インジウム溶媒にちょうど飽和状態となる濃度までシリコンを溶かし込んだものを用意してあるとする。実際にエピタキシャル成長工程を開始するには事前の準備を終えたメルト２１５に、ウェハ２１６をメルトの位置まで下降させてメルトに浸漬させる。引き続いてメルト２１５の温度を冷却速度１℃／分で徐冷する。
このような手順によりシリコンウェハの表面にシリコンを析出させエピタキシャル成長をおこなうことが出来る。その結果得られた結晶はすでに記したように太陽電池、あるいはＳＯＩデバイスなど様々な用途に利用される。このような実際のデバイス化は液相成長方法に加えて既述の薄膜層分離技術、電極形成、パッシベーション技術などの組み合わせによって実現するものである。
【０００９】
【特許文献１】
米国特許第４，８１６，４２０号明細書
【特許文献２】
特開平６−０４５６２２号公報
【特許文献３】
米国特許第５，５４４，６１６号明細書
【非特許文献１】
Ｍｉｌｎｅｓ，Ａ．Ｇ．ａｎｄ  Ｆｅｕｃｈｔ，Ｄ．Ｌ．，“Ｐｅｅｌｅｄ  Ｆｉｌｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ”，ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ．３３８（１９７５）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
液相成長方法では上述のように、ウェハホルダー２１７を下降しウェハ２１６をメルト２１５に浸漬すると同時にメルト温度の徐冷を開始することで実際の成長がスタートする。従ってウェハホルダーを昇降させる機構が具備されている。実際にはこの昇降機構の実現には材料上、設計上の極めて厳しい制限がある。
【００１１】
第一に温度の問題がある。メルトの温度は１０００℃といった高温に達する。当然昇降機構が存在する周辺雰囲気も高温となっており、こうした高温に耐えるように昇降機構の設計製作を行なわなくてはならない。ウェハホルダー等、動作を伴わない部品に関しては耐熱材料を選択することにより解決を図る道が残されている。しかしながら、動作を実現する昇降機構そのものは例えばスライドブッシュ、ベアリングなどが使われるが、１０００℃程度まで使用に耐えるものは材質が限られ極めて高価である。更には、昇降時に槽内の雰囲気を一定に保つために用いられる真空磁気シール、ベローズ、Ｏリング、ウィルソンシール等から選択されて使われる部品はさらに耐熱温度が低く一般的なＯリングで上限１５０℃程度、真空磁気シールでは更に低温である。
【００１２】
第二に雰囲気の問題がある。通常、液相成長は水素などの活性度が高いガス雰囲気が必要であり、高温の水素環境にさらされると表面が痛む材質も少なくない。
【００１３】
これらの部品がメルトと同空間に置かれるため、現実の装置としてはメルトと昇降機構との間で温度差をつけるために相当な距離をおいて、かつ熱が伝わらないように遮蔽板を設置するなどの対策をおこなっているのが実情である。先の図５に示した例においてもシャフト２２１を長く取り、かつ遮蔽板２２４を設けることでシール機構２２２への負担を軽減することに配慮している。
【００１４】
以上記したような装置設計の制限が少なく簡便で合理的なデザインの装置並びに成長方法が切望されていた。
【００１５】
また液相成長方法において、溶質の攪拌は大きな課題になっていた。具体的には良質な液相成長をするためには、溶媒に対して溶質がなるべく均一に溶け込んだ溶液から液相成長することが望ましい。不均一な場合、成長速度が場所によって異なるなどの弊害が現れることがある。その対策として従来は例えば溶液中に回転翼を挿入するなどの工夫が成されてきた。しかしいずれの方法も機械的な駆動機構を有することに変わりなかった。したがって簡便な方法で溶液の攪拌を可能とする装置および液相成長方法が切望されていた。
【００１６】
本発明はこのような現状に鑑みなされたものであって、高温、且つ活性度の高い環境下で基板を溶液に浸漬するための基板と溶液との相対的な上下動を、劣化しやすい機械的な動作部材を高温の溶液近辺に用いることなく実現し、簡便で合理的な液相成長方法及び液相成長装置を提供することを目的とする。本発明の更なる目的は、このような簡便な装置デザインを最大限利用した効率的な液相成長方法を実施することによりコストに優れた半導体基材を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の従来技術における問題を解決し、上記の目的を達成すべく本発明者らが鋭意研究を重ねた結果完成に至ったものである。
【００１８】
即ち、上記課題を解決するための第１の発明は、
溶媒に溶け込んだ溶質を基板上に析出し成長させる液相成長方法において、
前記溶媒と溶質からなる溶液を溜め込む部材が、溶液に独立に気体圧力を加えることが可能なように区切られた少なくとも２領域を有し、前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させて溶液液面高さを変更することにより、溶質材料及び／又は基板を溶液中に浸漬して溶質の溶解又は成長を行なうことを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記第１の発明において、
「前記気体圧力の調整を前記２領域の気体の供給量と排出量を調整することでおこなうこと」、
「前記２領域のうちの１領域で溶質の溶解工程をおこない、残りの１領域で成長工程をおこなうこと」、
「溶解工程と成長工程が時間的に重なる帯域を有すること」、
「前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させることにより溶液液面高さを変更して、溶液の攪拌を行なうこと」、
を好ましい態様として含むものである。
【００２０】
上記課題を解決するための第２の発明は、
溶媒に溶け込んだ溶質を基板上に析出し成長させる液相成長方法において、
前記溶媒と溶質からなる溶液を溜め込む部材が、溶液に独立に気体圧力を加えることが可能なように区切られた少なくとも２領域を有し、前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させることにより溶液液面高さを変更して溶液の攪拌をおこなうことを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するための第３の発明は、
溶媒に溶け込んだ溶質を基板上に析出し成長させる液相成長装置であって、
前記溶媒と溶質からなる溶液を溜め込む部材が、溶液に独立に気体圧力を加えることが可能なように区切られた少なくとも２領域を有し、
前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させる圧力制御手段と、前記気体圧力の上下に伴い上下移動する溶液液面の移動範囲内に溶質材料及び／又は基板を保持する保持手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、原理的には、繋がった２つの液溜の液面高が両者にかかる圧力差で制御可能であることを利用している。ウェハを溶液中に浸漬する際、従来は機械的構造物によりウェハを上下させていたが、機械的ではなく溶液と接する気体の圧力の制御により溶液液面を上下させて、ウェハを溶液中に浸漬させようというものである。そのため、機械的な駆動部が必要なくなるか、あるいは最小限の機構部品に置き換えることが可能になり、特に劣化しやすい機械的な動作部材を高温の溶液近辺に用いる必要がなくなり、液相成長装置の簡略化、小型化、またその機構部品の材質の廉価化を図れるという大きな特徴がある。
【００２３】
以下、図を用いながら本発明について詳しく説明する。
【００２４】
図１は本発明の液相成長方法を実施する際に好適に用いられる装置の例である。図１において１００１は液相成長槽であり、領域１００１Ａ、領域１００１Ｂ並びに連結部１００１Ｃからなる。また液相成長槽１００１中にはメルト１００２が溜まっている。１０１０Ａは領域１００１Ａを加温するためのヒーター、１０１０Ｂは領域１００１Ｂを加温するためのヒーターである。ウェハ１０１１Ｂはウェハホルダー１０１２Ｂに組み込まれたうえで領域１００１Ｂ上部の加圧領域１０２１Ｂに支持部１０３０Ｂによって支持されている。同様に中仕切り１０１２Ａが領域１００１Ａ上部の加圧領域１０２１Ａに支持部１０３０Ａによって支持されている。１０３１Ａ、１０３１Ｂはおのおの支持部１０３０Ａと中仕切り１０１２Ａ間、およびウェハホルダー１０１２Ｂと支持部１０３０Ｂとの接触個所である。これらの接触個所１０３１Ａ、１０３１Ｂはガスシールを目的としないのでＯリング等を用いることはない。従ってウェハホルダー１０１２Ｂ、中仕切り１０１２Ａ、支持部１０３０Ａ、１０３０Ｂが例えばすべて石英製であれば、近傍の温度が１０００℃程度になっても何ら問題ない。その結果支持部１０３０Ａ、１０３０Ｂは液相成長槽１００１あるいは高温のメルト１００２から離す必要がなく装置の小型化が可能となる。中仕切り１０１２Ａおよびウェハホルダー１０１２Ｂ上にはおのおの加圧領域１０４１Ａおよび１０４１Ｂがある。加圧領域１０４１Ａ、１０４１Ｂ上には中仕切り１０２１Ａおよびウェハホルダー１０１２Ｂを交換するための蓋１０５１Ａおよび１０５１Ｂがある。これらの蓋１０５１Ａ、１０５１Ｂは液相成長槽１００１の接触部にはガスシール可能な構造となっている。すなわちＯリングあるいはパッキン等が設けられていて空間１０４１Ａ、１０４１Ｂの雰囲気を大気から遮断している。
【００２５】
次にガス供給手段の説明に移る。１１０１はガス減圧器であり、図右より（不図示）高圧の水素ガスが供給され、減圧器左側に実使用圧力となって供給される。Ｖ１は加圧領域１０２１Ａおよび加圧領域１０４１Ａに流量を制御しながら水素を供給するための流量調整バルブである。またＶ２は加圧領域１０２１Ｂおよび加圧領域１０４１Ｂに流量を制御しながら水素を供給するための流量調整バルブである。なお、流量調整バルブ以外に必要に応じておのおののラインにストップバルブを設けても良い（不図示）。１１１１Ａは水素を加圧領域１０２１Ａに供給するときの噴出口、１１１２Ａは水素を加圧領域１０４１Ａに供給するための噴出口である。同様に１１１１Ｂは水素を加圧領域１０２１Ｂに供給するときの噴出口、１１１２Ｂは水素を加圧領域１０４１Ｂに供給するための噴出口である。１１２１Ａは加圧領域１０２１Ａからの水素の排気管、１１２２Ａは加圧領域１０４１Ａからの水素の排気管である。排気管１１２１Ａ、１１２２Ａからの配管は合流したうえでバルブＶ３を通って排気手段Ｂ１に繋がっている。バルブＶ３は流量調整可能である。また排気手段Ｂ１は必要に応じてブロアー、真空ポンプなどが用いられる。１１２１Ｂは加圧領域１０２１Ｂからの水素の排気管、１１２２Ｂは加圧領域１０４１Ｂからの水素の排気管である。排気管１１２１Ｂ、１１２２Ｂからの配管は合流したうえでバルブＶ４を通って排気手段Ｂ２に繋がっている。バルブＶ４は流量調整可能である。また排気手段Ｂ２は必要に応じてブロアー、真空ポンプなどが用いられる。排気手段Ｂ１，Ｂ２からの水素は必要に応じて窒素などで希釈したうえで大気に放出される。バルブＶ３およびＶ４の上流には圧力計Ｐ１、Ｐ２が設置されている。１２０１はマノメーターであり液相成長槽１００１外から領域１００１Ａ、１００１Ｂ間の圧力差に応じて液面が上下するのが検知可能である。マノメーター１２０１内には比較的比重が重く、液相成長に影響を与えづらい液体が用いられる。Ｓ１はマノメーターの領域１００１Ａ側の液面高を調べるためのセンサーであり、Ｓ２はマノメーターの領域１００１Ｂ側の液面高を調べるためのセンサーである。このセンサーの利用方法については後ほど述べる。
【００２６】
以上説明してきた中で、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４はすべて開度を外部から制御することが可能であり、コントローラーからの信号に応じて開閉する。圧力計Ｐ１，Ｐ２は圧力値をコントローラーに送ることができる。またセンサーＳ１、Ｓ２によって領域１００１Ａ，１００１Ｂ間の圧力差がコントローラーに送られる。そして領域１００１Ａと１００１Ｂの液面高低差を作るにはコントローラーからバルブＶ１ないしＶ４の開度を調整することでおこなわれる。例えば領域１００１Ａの液面高さを領域１００１Ｂの液面高さより高くしたい時には
▲１▼バルブＶ１の開度を減らし水素流量を減らすことで加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａの圧力を下げる。
▲２▼バルブＶ３の開度を増やし水素の抜けをよくすることで加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａの圧力を下げる
▲３▼  ▲１▼と▲２▼の組みあわせ
などの手法をとれば良い。逆に領域１００１Ｂ側の加圧領域の圧を上げることでも実現できる。結果としての液面高差は前述のマノメーターで確認できる。このように加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａと１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力差により液面高差をつくることが可能である。基本的には圧力の差分で液面高差が決定するが、単に圧力差だけでは制御に不十分である。例えば、単純に圧力差１気圧分を作るのであれば加圧領域１０２１Ａの圧力を１気圧、加圧領域１０２１Ｂの圧力を２気圧としても良いし、おのおの５気圧、６気圧としても圧力差は実現可能である。しかし５気圧、６気圧という圧力は石英、カーボン等で出来ている破損しやすい液相成長槽を破裂させる力となり得るので危険である。逆に０気圧、１気圧とした時には０気圧時にその領域にある溶媒を蒸発させてしまい、現実的に液相成長が不可能になる。従って、現在プロセスが進行中である領域の絶対圧力が１気圧に近い状態を保ちながら、領域１００１Ａ、１００１Ｂの両領域の加圧領域の圧力を加減することが望ましい。コントローラーは圧力計Ｐ１、Ｐ２を監視して上記の条件を満足しながら、かつマノメーターによる液面高差を実現できるように全バルブの開度を調整するようにプログラミングされる。
【００２７】
例えば溶媒としてインジウム（Ｉｎ）を用いた場合、Ｉｎの比重は７．２８ｇ／ｃｍ３なので、２つの領域間で０．５気圧の差を設けた場合約７００ｍｍ程の液面高低差を作ることが可能である。
【００２８】
また、マノメーター１２０１は本来、メルト１００２の液面高を直接測定可能であれば、このような構造としなくてもよいのであるが、メルト近辺はきわめて高温なのでセンサーなどの耐久性が問題になる。従って、メルトの領域１００１Ａと１００１Ｂの液面高を反映させた形でこのような位置にマノメーターを設置すればメルトのある高温下とは離れた環境で液面高を測定可能である。なお、図面では図の明快化のためにマノメーターの液体充填部を強調して記したが、実際はコンパクトなマノメーターと加圧領域１０２１Ａ、１０２１Ｂから繋がる配管だけでよい。その配管もメルト近傍の高温部ではないので金属製の通常の配管部材を使えるのできわめて簡便な工事で設置できる。
【００２９】
マノメーターの液面高センサーＳ１、Ｓ２の利用方法であるが、実際には次に述べるような形となる。例えばメルトの領域１００１Ａを領域１００１Ｂに対して２０ｃｍ高くしたい場合を考える。メルトで２０ｃｍの液面高差をつけるためには、インジウムの比重７．３から０．１４気圧の差をつける必要がある。領域１０２１Ｂの圧力は１気圧固定となるようにする。その状態で領域１０２１Ａの圧力を＜１−０．１４＞すなわち０．８６気圧となるようにバルブＶ１およびＶ３の開度を調整する。圧力が所望のものとなればマノメーター内の液面高を考えると、マノメーター内の液体として例えば水銀が入っていた場合、インジウム、水銀の比重はおのおの７．３、１３．５なのでマノメーター内の液面高差は１０．８ｃｍとなる筈である。この液面高差をセンサーＳ１，Ｓ２で確認し、必要に応じて圧力コントーラーへ信号を送って圧力の微調整をおこなうなど、メルト液面高へのフィードバックをおこなう。
【００３０】
また、万一圧力制御に異常が生じた場合には、センサーＳ１，Ｓ２により異常な液面高を察知してガスバルブＶ１，Ｖ２を強制閉としてしまうなどにより、液面が溢れてしまうことを防止するという安全対策にも用いられる。
【００３１】
マノメーターで使用される液体は例えば雰囲気ガスとして流れている水素との反応性が低く、液相成長にも不純物として悪影響を与えない物質が望ましいが、後者についてはマノメーターはガス排気管に接続しているので、上流側への不純物の影響はそれほど懸案する必要はない。
【００３２】
次に圧力制御に用いられる手段について述べる。まずバルブＶ１、Ｖ２は開閉度をリモートコントロールで微調整可能なニードルバルブ、あるいはマスフローコントローラーが用いられる。圧力を上げたい時には流量を増やすように全体を制御しているコントローラーユニットからの制御信号がくる。バルブＶ３，Ｖ４は開閉度をリモートコントロール可能な例えばバタフライ弁などである。圧力を上げたいときにはガスが供給されている状態でこのバルブの開度を下げればその領域の圧力はガスが溜まるにつれて徐々に上がってくる。逆に圧力を落としたいのであればこのバルブの開度を上げればよい。Ｐ１、Ｐ２は圧力計であり先ほど説明したように０．８気圧、０．９５気圧、といった圧力レンジを検知可能なものを選択して用いれば良い。またガスの吸引手段Ｂ１、Ｂ２はバルブＶ３、Ｖ４が全開の時に反応室内部を先ほどの例のように０．８気圧といった圧力まで引くことの可能なブロアーやポンプを用いる。コントローラーは上記の圧力計やマノメーターなどの信号をもとにバルブ開度を制御する機能を有するもので、具体的にはコンピューター、シーケンサー、その組み合わせなどからなる。
【００３３】
なお、特公平７−１１３９６号公報に「炉室内の溶融金属を攪拌する攪拌装置において（中略）真空／圧力発生手段を備えてなり（以下略）」との記述があるが、この発明は攪拌のために吸引／ジェット形態放出するものであって、今回の発明のように液面高の制御をおこなおうというものでないことから、両者は明確に区別できる。
【００３４】
また、特開２００１−９３８４６号公報には成長室にエピタキシャル成長のためにメルトを流し込む方法が開示されているが、ここでは流し込むメルトを単純に高い場所において、アルキメデスの原理によりメルトの移動をおこなうものであって、本発明のように雰囲気圧力を能動的に制御することによりメルトを移動するものとは根本的に異なる。
【００３５】
また、本発明の原理を利用して溶液の攪拌が可能となる。具体的には前記溶媒と溶質からなる溶液を溜め込む部材が、溶液に独立に気体圧力を加えることが可能なように区切られた少なくとも２領域を有し、前記２領域の気体圧力を独立して上昇あるいは下降させることにより溶液液面高さを変更して溶質の攪拌をおこなうことが可能である。本発明の圧力差を利用する方法では機械的な駆動機構を使うことなく溶液の攪拌が可能である。すなわち、仕切られた２領域の間で溶液が行き来するように圧力差を交互に繰り返し与えれば良い。例えば図１において、加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａと１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力が交互にどちらかが高くなるようにガスの供給と排出制御を繰り返すことで、領域１００１Ａ、１００１Ｂの液面高を連続的に変化させることで溶液が攪拌される。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を具体的な実施の形態を示しながら説明するが、本発明の内容はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
液相成長装置としては図２に示す装置を用いた。図２は図１に示す装置を基本としているが、図１における中仕切り１０１２Ａの代わりに、溶解用ウェハ１０１１Ａを保持するウェハホルダー１０１２Ａを加圧領域１０２１Ａに配置している。従って符号、略号の名称は図１とほとんど同じであり、その説明の際に用いた名称をここでも使う。
【００３８】
本実施例では溶媒１００２としてインジウムを利用し、加圧領域１０２１Ａには溶解用のシリコンウェハ１０１１Ａを配置し、この溶解用ウェハ１０１１Ａをまず溶媒１００２に溶かし込んだ後に成長用ウェハ１０１１Ｂ上にシリコン薄膜を成長させる形態を示して説明する。
【００３９】
成長槽１００１は領域１００１Ａ，１００１Ｂ共に２５ｃｍ角の石英製のるつぼである。
【００４０】
以下、成長の工程を述べる。
【００４１】
準備
まず準備として溶解用ウェハホルダー１０１２Ａには溶解用シリコンウェハ１０１１Ａを、成長用ウェハホルダー１０１２Ｂには成長用の基板ウェハ１０１１Ｂを、両者共必要な洗浄処理などをおこなった後に設置した。具体的には石英製のウェハホルダーにフッ酸洗浄済みの直径４インチのシリコンウェハをおのおの４枚づつ図に示したように略横置きに組み込んだ。なお、ウェハホルダーは高さ８ｃｍで、ホルダーには下から１ｃｍ間隔で４枚のウェハを設置した。前回の液相成長で炉内が高温になっているので、ヒーター１０１０Ａおよびヒーター１０１０Ｂによる加熱を止め、液相成長槽１００１およびメルト１００２を略常温まで冷却するが、その前に領域１０２１Ａ，１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂを１気圧として液面高を揃える。これは固化した後にメルトの領域１００１Ａと領域１００１Ｂの高さが同じになるようにするための処置である。
【００４２】
ガス
液相成長槽１００１およびメルト１００２を略常温まで冷却した後にバルブＶ１およびバルブＶ２からのガス供給を止めると同時にバルブＶ３およびバルブＶ４の開度をゼロにし、液相成長装置の蓋１０５１Ａ，１０５１Ｂを開けた。次いで加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ側には溶解用ウェハホルダー１０１２Ａを、加圧領域１０２１Ｂ、１０４１Ｂ側には成長用ウェハホルダー１０１２Ｂをおのおの図に示す如くに設置した。ウェハホルダーの設置を終えたならば蓋１０５１Ａ，１０５１Ｂを閉じた後にバルブＶ３およびバルブＶ４を開け、加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂ内の大気を引き上げた。加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力が１ｐａを下回ったならばバルブＶ３およびＶ４を閉じ、次にバルブＶ１およびバルブＶ２を開いて減圧器１１０１からの水素ガスを加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂに充填した。圧力計Ｐ１、Ｐ２を見ながら、加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力が１気圧になったならばバルブＶ３，Ｖ４を少し開き、該領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂが１気圧を保ちながら、水素が供給されつつ排気管１１２１Ａ、１１２２Ａ、１１２１Ｂ、１１２２Ｂから排出されるようにバルブＶ３，Ｖ４の開度を調整した。
【００４３】
加熱および表面処理
引き続き、ヒーター１０１０Ａ、１０１０Ｂを通電し、インジウム１００２を加熱した。温度は不図示の温度センサーにて確認した。１時間かけてインジウム温度を１０００℃まで昇温し、溶けた状態を３０分間維持した。この間に溶解用ウェハ１０１１Ａ，成長用ウェハ１０１１Ｂの表面は高温の水素雰囲気にさらされて自然酸化膜が充分に除去される。これはシリコンウェハがスムーズにインジウムに溶解するのに必要であると同時に、成長用ウェハ上に良質なシリコンが成長するのに必要な表面処理である。表面酸化膜が充分に除去されたならばヒーター１０１０Ａ、１０１０Ｂを調整して、２０分かけてメルト温度を９００℃迄降温した。
【００４４】
溶解工程
次に、メルトへのシリコンの溶解をおこなった。すなわち、メルト１００２の領域１００１Ａ側の液面高を上げて溶解用ウェハ１０１１Ａがメルト１００２に浸かるようにした。その作業の詳細は以下の通りであった。具体的にはＶ１の開度調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａへの水素流量を１０ｓｔａｎｎｄａｒｄ  ｌｉｔｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅｓ（以降ｓｌｍと略記）とし、排気バルブＶ３の調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａの圧力を０．７８気圧とした。また、Ｖ２の開度調整により加圧領域１０２１Ｂ、１０４１Ｂへの水素流量は１５ｓｌｍとし、排気バルブＶ４の調整により加圧領域１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力をちょうど１気圧とした。以上の圧力調整の結果、メルト１００２の領域１００１Ａの液面高は領域１００１Ｂの液面高に対して３０ｃｍ上昇した。これは領域１００１Ａの液面高が圧力調整前に比して１５ｃｍ上昇したことになり、その結果、高さ８ｃｍの溶解用ウェハホルダー１０１２Ａがメルト１００２に浸漬した。この状態を３０分保持し、９００℃における飽和状態まで、シリコンをメルト１００２に溶かし込んだ。
【００４５】
攪拌工程
次に溶液の攪拌をおこなった。前記溶解工程の圧力条件と加熱および表面処理工程の圧力条件との行き来を１０回繰り返した。その結果、溶液は領域１００１Ａ側の液面高が領域１００１Ｂ側の液面高に対して高くなる、あるいは等しくなるを繰り返し、攪拌がおこなわれた。
【００４６】
成長工程
溶解を終えたら次に成長工程をおこなった。成長工程の際には、溶解工程とは液面高が逆になるようにする。すなわちＶ１の開度調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａへの水素流量を１５ｓｌｍとし、排気バルブＶ３の調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａの圧力をちょうど１気圧とした。また、Ｖ２の開度調整により加圧領域１０２１Ｂ、１０４１Ｂへの水素流量は１０ｓｌｍとし、排気バルブＶ４の調整により加圧領域１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力を０．７８気圧とした。以上の圧力調整の結果、メルト１００２の領域１００１Ｂの液面高は領域１００１Ａの液面高に対して３０ｃｍ上昇した。その結果成長用ウェハホルダー１０１２Ｂはメルト１００２に浸漬した。浸漬した時からメルトの温度を下げ始める。最初は０．２℃／分の降温速度で５分、引き続き１．５℃／分の降温速度で４５分降温した。この降温により過飽和が生じた分のシリコンが成長用ウェハ１０１１Ｂ上に成長した。
【００４７】
取り出し
加圧領域１０２１Ａ，１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂを１気圧として液面高を揃えた。具体的には次のような設定とした。すなわちＶ１の開度調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａへの水素流量を１０ｓｌｍとし、排気バルブＶ３の調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａの圧力をちょうど１気圧とした。また、Ｖ２の開度調整により加圧領域１０２１Ｂ、１０４１Ｂへの水素流量は１０ｓｌｍとし、排気バルブＶ４の調整により加圧領域１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力をちょうど１気圧とした。その結果領域１００１Ａと領域１００１Ｂの液面高が同じになった。この状態でヒーター１０１０Ａおよびヒーター１０１０による加熱を止め、液相成長槽１００１およびメルト１００２を略常温まで冷却した。
【００４８】
略常温になったならばバルブＶ１およびバルブＶ２からのガス供給を止めると同時にバルブＶ３およびバルブＶ４の開度をゼロにし、液相成長装置の蓋１０５１Ａ，１０５１Ｂを開けた後に、溶解用ウェハホルダー１０１２Ａ並びに成長用ウェハホルダー１０１２Ｂを取り出した。成長用ウェハホルダー１０１２Ｂから成長用ウェハを取り出して観察したところ、成長用ウェハ上に膜厚約１５μｍのシリコン膜が成長していることが確認できた。
【００４９】
（実施例２）
成長用ウェハとして金属級（以降ＭＧ：ｍｅｔａｌ  ｇｒａｄｅ  と記す）シリコン基板を用いたほかは実施例１とまったく同様にして、ＭＧシリコン基板上にシリコンのエピタキシャル成長をおこなった。
【００５０】
基板
ＭＧシリコンインゴットは、ＭＧシリコン粉末を坩堝に入れ、鋳造により作製した。作製したＭＧシリコンインゴットの中から不純物の少ないインゴット内部を切り出して成長用ウェハとした。本実施例ではＭＧ基板の表面処理としてプレーナーエッチングを用いて表面の平滑化をしている。
【００５１】
成長
実施例１と同内容なので省略する。
【００５２】
観察
取り出したＭＧシリコン基板上のシリコン・エピタキシャル成長膜を観察したところ、粒界ごとに異なった方向へ成長しているという多結晶上の成長と似た特性の膜成長をしていた。
【００５３】
太陽電池化
ＭＧシリコン基板上に成長したシリコン・エピタキシャル膜を太陽電池化した。工程は次の通りである。太陽電池化したのは４インチウェハーの中心部２ｃｍ角個所である。
【００５４】
（１）成長表面に燐を含むペースト（一般的にＯＣＤと呼ばれる）を塗布し、アニール処理によりｎ型シリコン層形成
（２）反射防止膜としてＳｉＮ膜を形成
（３）ＭＧシリコン基板裏面にアルミペーストを焼成して裏面電極作製
（４）レジストインクによるパターニングで表面ＳｉＮ膜から表面電極部のＳｉＮを除去
（５）銀の蒸着により表面電極作製
（６）ダイシングマシンによるアイソレーション。
【００５５】
以上の工程により完成した太陽電池の特性を評価したところ、光電変換効率１０％であった。
【００５６】
（実施例３）
実施例１で説明した液相成長方法に加えて、更に個別に気体圧力をかけることの可能な第三の領域を用いて液相成長をおこなった。その為の具体的な装置を図３に示す。基本的には図１で記述した構成を用いているので、共通した部分は図１と同符号で示すこととし、本実施例であらたに追加、変更となった部分について説明する。
【００５７】
図３において領域１００１Ｃは単なる連結領域ではなく、個別に圧力を加減することのできる第三の領域となっている。そしてこの第三の領域には図３に示した如く、インジウムが溶けているときには領域１００１Ａ、領域１００１Ｂと行き来可能なようにインジウムが充填されている。第三の領域１００１Ｃ上部の加圧領域１０２１Ｃにはガス導入管１１１１Ｃおよびガス排出管１１２１Ｃが挿入されている。ガス導入管１１１１Ｃの上流側にはバルブＶ５があり加圧領域１０２１Ｃに導入するガス流量を調整可能である。また、ガス排出管１１２１Ｃの下流には圧力計Ｐ３およびバルブＶ６がある。バルブＶ６は加圧領域１０２１Ｃからのガス排出量を調整可能である。バルブＶ５，Ｖ６および圧力計Ｐ３はコントローラーに繋がっていて、圧力計を見ながらガスの流入量と排出量を調整することにより加圧領域１０２１Ｃの圧力を調整可能である。ただし、ここではポンプ等の排気手段を備えていないので加圧領域１０２１Ｃの圧力は陽圧側でのみ調整可能である。
【００５８】
また、本実施例では溶解用の原料としてはシリコンウェハに代わってシリコンのインゴットを用いた。これは液相成長方法において原料シリコンはウェハである必要は必ずしもなく、一回の溶解用シリコンの設置で複数回の成長分の溶解をまかないたい場合、あるいはスライス費用がかからないという点でインゴットが有利だからである。更に成長用ウェハは今回は図３に示すように縦置きとした。これは液相成長を終えてメルトの液面が下がっていく時にメルトがウェハ表面に残りづらいからである。
【００５９】
準備
まず準備として溶解用インゴットホルダー１０１２Ａには溶解用シリコンインゴット１０１１Ａを、成長用ウェハホルダー１０１２Ｂには成長用ウェハ１０１１Ｂを、両者共必要な洗浄処理などをおこなった後に設置した。具体的には石英製の溶解用インゴットホルダー１０１２Ａにフッ酸洗浄済みの３インチ角のシリコンインゴットを組み込み、石英製の成長用ウェハホルダー１０１２Ｂには同じくフッ酸洗浄済みの直径３インチのシリコンウェハを６枚図に示したように縦置きに組み込んだ。なお、両ホルダーとも高さは９ｃｍである。前回の液相成長で炉内が高温になっているので、ヒーター１０１０Ａおよびヒーター１０１０Ｂによる加熱を止め、液相成長槽１００１およびメルト１００２を略常温まで冷却するが、その前に加圧領域１０２１Ａ，１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂ、１０２１Ｃすべてを１気圧として液面高を揃えた。これは固化した後にすべての領域で液面高が同じになるようにするための処置である。
【００６０】
ガス
液相成長槽１００１およびインジウム１００２を略常温まで冷却した後にバルブＶ１、Ｖ２およびバルブＶ５からのガス供給を止めると同時にバルブＶ３、Ｖ４およびバルブＶ６の開度をゼロにし、液相成長装置の蓋１０５１Ａ，１０５１Ｂを開けた。次いで加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ側には溶解用インゴットホルダー１０１２Ａを、加圧領域１０２１Ｂ、１０４１Ｂには成長用ウェハホルダー１０１２Ｂをおのおの図に示すように設置した。両ホルダーの設置を終えたならば蓋１０５１Ａ，１０５１Ｂを閉じた後にバルブＶ３およびバルブＶ４を開け、加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂ内の大気を引き上げた。同時にバルブＶ５を開き空間１０２１Ｃには減圧器１１０１から１２ｓｌｍの水素が流入するようにし、かつこの時圧力計Ｐ３を見ながらバルブＶ６の開度も調整し、空間１０２１Ｃの圧力が１気圧となるようにした。空間１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂが２ｐａを下回ったならばバルブＶ３およびＶ４を閉じ、次にバルブＶ１およびバルブＶ２を開いて水素ガスを加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂに充填した。圧力計Ｐ１、Ｐ２を見ながら、加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力が１気圧になったならばバルブＶ３，Ｖ４を少し開き、加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂが１気圧を保ちながら、水素が供給されつつ排気管１１２１Ａ、１１２２Ａ、１１２１Ｂ、１１２２Ｂから排出されるようにバルブＶ３，Ｖ４の開度を調整した。
【００６１】
加熱および表面処理
引き続き、ヒーター１０１０Ａ、１０１０Ｂを通電し、インジウム１００２を加熱した。温度は不図示の温度センサーにて確認した。１時間かけてインジウム温度を１０００℃まで昇温し、溶けた状態を３０分間維持した。この間に溶解用シリコンインゴット１０１１Ａ，成長用ウェハ１０１１Ｂの表面は高温の水素雰囲気にさらされて自然酸化膜が充分に除去される。表面酸化膜が充分に除去されたならばヒーター１０１０Ａ、１０１０Ｂを調整して、メルト温度を降温した。この時領域１００１Ａのヒーター１０１０Ａは９６０℃、領域１００１Ｂのヒーター１０１０Ｂは９００℃となるようにした。
【００６２】
溶解および成長工程
次に、シリコンの溶解および成長をおこなった。すなわち、メルト１００２の領域１００１Ｃ側の液面高を下げて溶解用シリコンインゴット１０１１Ａおよび成長用ウェハ１０１１Ｂがインジウムメルト１００２に浸かるようにした。その作業の詳細は以下の通りであった。
【００６３】
具体的にはＶ５の開度調整により加圧領域１０２１Ｃへの水素流量を１５ｓｌｍとし、排気バルブＶ６の調整により加圧領域１０２１Ｃの圧力をちょうど１気圧とした。また、Ｖ１およびＶ２の開度調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂへの水素流量をおのおの１０ｓｌｍとし、排気バルブＶ３およびＶ４の調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力をちょうど０．７８気圧とした。
【００６４】
以上の圧力調整の結果、メルト１００２の領域１００１Ａおよび１００１Ｂの液面高は領域１００１Ｃの液面高に対して３０ｃｍ上昇した。これは領域１００１Ａおよび１００１Ｂの液面高が圧力調整前に比して１５ｃｍ上昇したことになり、その結果、インゴットおよびウェハホルダー１０１２Ａおよび１０１２Ｂがインジウムメルト１００２に浸漬した。この状態を１５０分保持した。領域１００１Ａの温度が９６０℃、領域１００１Ｂの温度が９００℃のために、より高温の溶解用インゴットから溶け出したシリコンはメルト中を輸送されてより低温のウェハ１０１１Ｂ上にエピタキシャル成長する。この時のメルト液面、溶解用シリコンインゴット１０１１Ａ、成長用ウェハ１０１１Ｂの高さ関係を図４に示す。
【００６５】
本例に示した形態においては、溶解工程と成長工程が時間的に重なる帯域を有することにより、総工程時間の短縮が図られることとなる。
【００６６】
取り出し
加圧領域１０２１Ａ，１０２１Ｂ、１０２１Ｃ、１０４１Ａ、１０４１Ｂすべてを１気圧として液面高を揃えた。具体的には次のような設定とした。すなわちバルブＶ１およびＶ２の開度調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂへの水素流量を１０ｓｌｍとし、排気バルブＶ３およびＶ４の調整により加圧領域１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂの圧力をちょうど１気圧とした。また、Ｖ５の開度調整により加圧領域１０２１Ｃへの水素流量は１０ｓｌｍとし、排気バルブＶ６の調整により加圧領域１０２１Ｃの圧力をちょうど１気圧とした。その結果領域１００１Ａ，１００１Ｂ、１００１Ｃの液面高が同じになった。この状態でヒーター１０１０Ａおよびヒーター１０１０による加熱を止め、液相成長槽１００１およびインジウムメルト１００２を略常温まで冷却した。
【００６７】
略常温になったならばバルブＶ１、Ｖ２およびバルブＶ５からのガス供給を止めると同時にバルブＶ３、Ｖ４およびバルブＶ６の開度をゼロにし、液相成長装置の蓋１０５１Ｂを開けた後に、成長用ウェハホルダー１０１２Ｂを取り出した。成長用ウェハホルダー１０１２Ｂから成長用ウェハを取り出して観察したところ成長用ウェハ上に膜厚約１３μｍのシリコン膜が成長していることが確認できた。
【００６８】
なお、本実施例を含めてすべての実施例で明らかであるが、メルトの上下動を実行した時点でメルトの攪拌もおこなわれている。
【００６９】
【発明の効果】
液相成長方法での高温かつ活性度の高い環境で前述のような機械的な部材を使うことなく溶媒に上下動を与え、簡便で合理的な液相成長方法および液相成長装置を提供可能となった。更にはこのような簡便な装置デザインを最大限利用した効率的な液相成長方法を実施することによりコストに優れた半導体基材の提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液相成長方法を実施する装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の液相成長方法を実施する別の装置の例を示す概略図である。
【図３】本発明の液相成長方法を実施する別の装置の例を示す概略図である。
【図４】図３の装置における、実施例３に記載した溶解および成長工程の際のメルト液面、溶解用シリコンインゴット、成長用ウェハの高さ関係を示す概略図である。
【図５】従来の液相成長方法をおこなう装置の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１００１  液相成長槽
１００１Ａ、１００１Ｂ、１００１Ｃ  領域
１００２  メルト
１０１０Ａ、１０１０Ｂ  ヒーター
１０１１Ａ  ウェハ、インゴット
１０１１Ｂ  ウェハ
１０１２Ａ  中仕切り、ウェハホルダー、インゴットホルダー
１０１２Ｂ  ウェハホルダー
１０２１Ａ、１０４１Ａ、１０２１Ｂ、１０４１Ｂ、１０２１Ｃ  加圧領域
１０３０Ａ、１０３０Ｂ  支持部
１０３１Ａ、１０３１Ｂ  接触個所
１０５１Ａ、１０５１Ｂ  蓋
１１０１  減圧器
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ５  ガス供給バルブ
Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６  ガス排出バルブ
１１１１Ａ、１１１２Ａ、１１１１Ｂ、１１１２Ｂ、１１１１Ｃ  ガス導入管１１２１Ａ、１１２２Ａ、１１２１Ｂ、１１２２Ｂ、１１２１Ｃ  ガス排気管
Ｂ１、Ｂ２  排気手段
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  圧力計
Ｓ１、Ｓ２  液面高センサー
２０４  液相成長装置のチャンバー
２２０  開閉蓋２２０
２１１  水素ガス供給管
２１２  ガスの排出口
２０８  ヒーターであり
２１６  チャンバー２０４の内部に置かれたウェハ
２１７  ホルダー２１７
２２１  シャフト２２１
２２３  昇降機構
２１４  るつぼ
２１３  溶液用ヒーター
２１５  溶液
２２２  シール機構
２２４  遮蔽板
【図１】
2004352582.tif 000003
【図２】
2004352582.tif 000004
【図３】
2004352582.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004352582.tif 000007