DE3614079A1 - Einkristall einer iii/v-verbindung, insbesondere gaas und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Einkristall einer iii/v-verbindung, insbesondere gaas und verfahren zu seiner herstellung

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Toshihiko Ibuka
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Description

Die Erfindung betrifft einen Einkristall einer Verbindung der IIIb-Vb-Gruppe (nachfolgend als "III/V-Einkristall" bezeichnet), insbesondere einen Galliumarsenid (GaAs)- Einkristall mit geringer Versetzungsdichte und ein Herstel­ lungsverfahren dafür, insbesondere ein Schutzschmelzverfah­ ren nach Czochralski (nachfolgend als "LEC-Verfahren" be­ zeichnet).
Der GaAs-Einkristall hat eine hohe Elektronenbe­ weglichkeit und wird deswegen weit verbreitet für Bauelemente im UHF- oder SHF-Bereich, für Hochgeschwindig­ keitsschaltelemente und als Substrat von integrierten Schaltkreisen (ICs) verwendet (Hideki Hasegawa, "Informa­ tion Processing" 25 (1), S. 37-46 (1984)).
Wenn ein III/V-Einkristall wie z. B. GaAs für die oben bezeichneten elektronischen Bauelemente und als IC-Substrat verwendet wird, verlangt man von ihm als Eigenschaften eine hohe Reinheit, eine hohe Ordnung im Kristall und einheitli­ che elektrische Eigenschaften. Für das IC-Substrat ist eine Halbleitereigenschaft erforderlich.
Versetzungen, die die Ordnung im Kristall vermindern, ver­ ursachen Fehlfunktionen in ICs. Um damit den III/V-Einkri­ stall als Substrat für hochintegrierte Schaltkreise und für FETs mit hoher Ausgangsleistung und großer Chipfläche zu verwenden, wird zunächst ein III/V-Einkristall mit geringer Versetzungsdichte hergestellt und dann in Wafer geschnit­ ten. Das LEC-Verfahren wird für die Herstellung eines GaAs- Einkristalls zum Einsatz als Substrat eines ICs o. ä. verwendet, weil das so hergestellte GaAs einen großen Durchmesser und einen hohen Reinheitsgrad hat, der benötigt wird, um die Aktivierungsrate von in ein GaAs- Substrat implantierten Ionen zu erhöhen (Bulletin of the Japan Institute of Metals, Vol. 23 (1984), Nr. 7, S. 586 bis 592).
Beim LEC-Verfahren bedeckt die B2O3-Schmelze, die eine Umkapselung darstellt, die Oberfläche der Schmelze der Verbindung aus der IIIb-Vb-Gruppe (nachfolgend als III/V- Verbindung bezeichnet). Der Temperaturgradient über der Schicht der B2O3-Schmelze kann bis zu 100°C/cm betragen und wird deshalb als hoch angesehen im Vergleich zu dem Züchtungsverfahren mit horizontalen Booten. Der GaAs- Einkristall, der aus der GaAs-Schmelze gezogen wird, erfährt beim Durchgang durch die Schicht der B2O3-Schmelze eine große thermische Belastung. Diese thermische Belastung ist eine Ursache für die Entstehung einer Anzahl von Versetzungen in dem III/V Einkristall. Die Verset­ zungsdichte ausgedrückt als Ätzgruppendichte (etch pit density, EPD) des mit dem LEC-Verfahren hergestellten GaAs-Einkristalls reicht im allgemeinen von etwa 104 bis 105 cm-2. Die Versetzungsverteilung eines mit dem LEC- Verfahren hergestellten GaAs-Einkristalls in einer zur Ziehrichtung senkrechten Ebene ist am höchsten entlang der Peripherie und hat im Zentrum des III/V-Einkristalls ihren nächsthöchsten Wert. Die Versetzungsdichte kann deshalb als von W-förmiger Gestalt gesehen werden, wobei ein Bereich mit geringer Versetzungsdichte um das Zentrum herum gebildet und von den äußeren Bereichen der höchsten Versetzungsdichte umschlossen wird.
B. Jacob beschreibt in "Semi-Insulating III-V-Materials" S. Makram-Ebid et al, Hrsg., S. 2 bis 18 (1984), Shiva Publishing Ltd. ein Verfahren zur Herabsetzung der Versetzungen durch Zugabe von Indium, das eine elektrisch neutrale Verunreinigung darstellt, zum GaAs. Nach dieser Methode wird ein GaAs-Einkristall aus der Schmelze gezogen, zu der metallisches Indium in Höhe von 1018 bis 1020 cm-3 gegeben wurde, und die Versetzungsdichte wird durch diese In-Zugabe beachtlich vermindert.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten die Versetzungsdichte von mit dem LEC-Verfahren hergestellten III/V-Einkristallen und fanden, daß im EPD-Wert von (100) eine beachtliche Verminderung auftrat. Trotzdem wurden in verschiedenen GaAs-Einkristallen Ätzgruppen gefunden, die linear in <110<-Richtung um die Peripherie angeordnet waren und der EPD-Wert überstieg gelegentlich 1 × 104 cm-2 im Bereich der Ätzgruppen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen III/V-Einkristall zur Verfügung zu stellen, der frei von örtlich hohen EPD-Werten ist und somit über den ganzen Kristall einen niedrigen EPD-Wert hat.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein LEC-Verfahren zum Züchten einer III/V-Verbindung zu verbessern und dadurch örtlich hohe EPD-Werte in einer Ebene senkrecht zur Ziehrichtung zu verhindern.
III/V-Einkristall
Der erfindungsgemäße III/V-Einkristall ist dadurch gekennzeichnet, daß er von 1 × 1017 bis 8 × 1019 cm-3 Sauerstoff enthält.
Wenn die Sauerstoffkonzentration des III/V-Einkristalls kleiner als 1 × 1017 cm-3 ist, wird die Anzahl linearer Ätzgruppen beachtlich und somit kann das Phänomen eines örtlich hohen EPD-Wertes nicht verhindert werden. Wenn andererseits die Sauerstoffkonzentration 8 × 1019 cm-3 übersteigt, werden die kristallinen Eigenschaften verschlechtert. Die Verbindungen der IIIb-Vb-Gruppe (III/V- Verbindungen) sind GaAs, InAs und InP.
Die In-Konzentration des III/V-Einkristalls beträgt bevorzugt von 1 × 1018cm bis 1 × 1020cm-3. Bei einer In- Konzentration unterhalb von 1 × 1018 cm-3 neigt der EPD- Wert zur Zunahme. Wenn andererseits die In-Konzentration des GaAs-Einkristalls 1 × 1020 cm-3 übersteigt, neigt der III/V-Einkristall zum Verspröden und es tritt eine Neigung zu nachteiliger Fällung von In o. ä. auf. Eine besonders bevorzugte In-Konzentration beträgt von 2 × 1019 bis 5 × 1019 cm-3.
Sauerstoff und Indium enthaltender GaAs-Einkristall
Dieser GaAs-Einkristall kann durch Züchten von GaAs aus einer GaAs-Schmelze hergestellt werden, zu der von 1 × 1019 bis 1 × 1021 cm-3 In und von 1 × 1018 bis 2 × 1021 cm-3 Sauerstoff zugesetzt wurde. Die zugesetzten Konzentrationen von In- und Sauerstoff betragen bevorzugt von 2 × 1020 bis 5 × 1021 cm-3 bzw. von 1 × 1018 bis 3 × 1019 cm -3. Die Zugabekonzentration bedeutet dabei die Anzahl von In- oder Sauerstoff-Atomen, die zu 1 cm3 der Schmelze gegeben wird. Wenn die Zugabekonzentrationen außerhalb der oben angegebenen Bereiche liegen, kann die bevorzugte Konzentration an In und erforderlichem Sauerstoff in dem GaAs-Einkristall nicht gewährleistet werden.
Die Zugabe von Indium und Sauerstoff zur GaAs-Schmelze wird bevorzugt unter Verwendung von Indiumoxid (In2O3) durchgeführt. In diesem Falle wird Indiumoxid zugegeben, um eine In-Konzentration von 1 × 1019 bis 1 × 1021 cm-3 in der GaAs-Schmelze zu erhalten. Alternativ kann man In und Sauerstoff getrennt zugeben. In diesem Falle werden In in metallischer Form und Sauerstoff in der Form von As(III)- Oxid (As2O3) und Galliumoxid (Ga2O3) zur Schmelze gegeben, um die erforderlichen Konzentrationen in der Schmelze zu erhalten.
Zum Züchten des GaAs-Einkristalls aus der Schmelze, zu der In und Sauerstoff zugegeben werden, wird als Kristall­ züchtungsverfahren bevorzugt das LEC-Verfahren verwendet, wobei eine Umkapselung wie z. B. B2O3 o. ä. verwendet wird, weil so eine hohe Sauerstoffkonzentration in der Schmelze erhalten werden kann, die Kontaminierung der Schmelze durch einen Schmelztiegel und eine Umkapselung gering sind, und die Produktivität hoch ist. Dieses Kristallzüchtungsverfah­ ren könnte in einem Bootzüchtungsverfahren, wie z. B. einem Gradientenabkühlverfahren oder einem horizontalen Bridgeman-Verfahren, angewendet werden.
Während des Kristallwachstums kann man Verunreinigungen wie z. B. Si, S, Cr. o. ä., die die elektrischen Eigenschaften bestimmen, zur Schmelze hinzugeben oder nicht. Der undotierte, halbleitende GaAs-Einkristall, der überhaupt keine Verunreinigungen enthält, ist als Substrat für UHF- oder SHF-Bauelemente und ICs geeignet.
Die Richtung des Kristallwachstums ist bevorzugt die <100< -Richtung, weil dadurch ein rundes Substrat erhalten wird. Jedoch kann die Richtung des Kristallwachstums auch <111< sein.
LEC-Verfahren zum Züchten von Einkristallen von III/V- Verbindungen
Das LEC-Verfahren zum Züchten eines erfindungsgemäßen III/V-Einkristalls unter Verwendung einer Umkapselung ist gekennzeichnet durch die Zugabe von mindestens einem Oxid des Elements der Gruppe IIIb und des Elements der Gruppe Vb zur Schmelze der III/V-Verbindung bei einer Sauerstoff- Konzentration des zumindest einen Oxides zwischen 1 × 1018 bis 2 × 1021, bevorzugt von 1 × 1019 bis 1 × 1021 pro cm3 der Schmelze der III/V-Verbindung.
Wenn die III/V-Verbindung GaAs ist, ist das Oxid des IIIb- Elementes bevorzugt Galliumoxid (Ga2O3) und das Oxid des Vb-Elementes ist bevorzugt Arsentrioxid (diarsenic trioxide).
Im Falle von GaP als III/V-Verbindung ist das Oxid bevorzugt Ga2O3, im Falle von InP als III/V-Verbindung ist das Oxid bevorzugt In2O3 und im Falle von InAs als III/V- Verbindung ist das Oxid des IIIb-Elementes bevorzugt In2O3 und das Oxid des Vb-Elementes bevorzugt As2O3.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren ist eine besondere Vorrichtung zur LEC-Kristallzüchtung nicht er­ forderlich, und es kann eine übliche solche Vorrichtung verwendet werden. Ein bevorzugter Schmelztiegel ist aus PBN (pyrolitischem Bornitrit) hergestellt oder mit PBN ausge­ kleidet, weil die Kontaminierung der Schmelze durch den Schmelztiegel gering ist. Graphit wird weniger bevorzugt, kann jedoch als Material für einen Schmelztiegel oder Be­ hälter verwendet werden.
Die Beheizung wird üblicherweise mit Hilfe einer Graphit- Widerstandsheizung von zylindrischer oder weinglasartiger Gestalt durchgeführt. Der Temperaturgradient in der Vor­ richtung zur LEC-Kristallzüchtung kann, wenn erforderlich, dadurch eingestellt werden, daß man einen aus Graphit her­ gestellten Hitzeschild oder eine zylindrische Heizung über dem Schmelztiegel oder Behälter anbringt. Während des Kristallwachstums ist das Innere der Vorrichtung zur LEC- Kristallzüchtung unter Verwendung eines Inertgases wie z. B. Argon oder Stickstoff mit einem Druck von üblicherweise 10 bis 60 kg/cm2 (Manometerdruck) beaufschlagt. Als flüs­ siges Abdichtmittel wird gewöhnlicherweise hochreines und gründlich getrocknetes Boroxid (B2O3) verwendet.
Zu Beginn der Züchtung eines III/V-Einkristalls wird ein Schmelztiegel o. ä. mit einer vorbestimmten Menge von B2O3 und mit einer polykristallinen III/V-Verbindung beschickt. Es kann jedoch anstatt mit der III/V-Verbindung auch mit einem metallischen IIIb-Element und elementarem Vb in einer Menge beschickt werden, die ge­ ringfügig größer ist als die stöchiometrische Menge. In diesem Falle erfolgt die Bildung der Schmelze der III/V- Verbindung während des Heizens und der Temperaturerhöhung des Schmelztiegels o. ä.
Anschließend beschickt man den Schmelztiegel o. ä. mit zu­ mindest einem der Oxide der Elemente der Gruppe IIIb, z. B. Galliumoxid (Ga2O3) und dem Oxid des Elementes der Gruppe Vb, z. B. Arsentrioxid (As2O3). Die Zugabemenge von Ga2O3 und/oder As2O3 entspricht nicht dem analytischen, sondern dem berechneten Wert, d. h. sie ist so, daß sich die Anzahl der zugegebenen Sauerstoffatome von Ga2O3 und/oder As2O3 auf eine Konzentration von 1 × 1018 bis 2 × 1021, bevorzugt von 3 × 1019 bis 3,5 × 1020 pro cm3 der Schmelze beläuft.
Wenn die Sauerstoffkonzentration kleiner ist als 1 × 1018 cm-3, ist eine Verminderung der Versetzungsdichte des erhaltenen III/V-Einkristalls schwierig. Wenn andererseits die Sauerstoffkonzentration 2 × 10 21 cm-3 übersteigt, ist ein III/V-Einkristall schwierig zu erhalten und selbst wenn ein III/V-Einkristall erhalten wird, nehmen Kristalldefekte wie z. B. Versetzungen nachteilhaft zu.
Ga2O3 und As2 O3 können alleine oder zusammen in einem gewünschten Verhältnis zueinander zugegeben werden. Ein äquimolares Verhältnis von Ga2O3 und As2O3 wird bevorzugt, weil dies die Bildung von Leerstellen unterdrückt.
Die Bedingungen zur LEC-Kritallzüchtung sind - außer den oben beschriebenen - die gleichen wie üblicherweise verwen­ det.
Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte III/ V-Einkristall hat eine kleinere Versetzungsdichte - im Sinne des EPD-Wertes - als die mit herkömmlichen Verfahren erhaltene und erreicht einen EPD-Wert von 5000 cm-2 oder weniger. In dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellten III/V-Einkristall ist die Versetzungsverteilung in einer zur Ziehrichtung senkrechten Ebene einheitlich.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele weiter erläutert.
In den Beispielen und den Vergleichsbeispielen wurde ein von Cambridge Instruments Co.Ltd. Großbritannien hergestelltes LEC-Kristallziehgerät vom Typ "MSR-6" verwen­ det.
Der EPD-Wert wurde durch Eintauchen von Testproben in ge­ schmolzenes Kaliumhydroxid bei 350°C für 20 Minuten und dann durch Auszählen der Ätzgruppen unter einem Mikroskop gemessen.
Die Sauerstoffkonzentration der Wafer wurde unter Verwen­ dung eines von Thomson CFS Co.Ltd. Frankreich hergestellten Sekundärionenmassenspektrometers vom Typ "CAMECA 3F" gemessen.
Die In-Konzentration der Wafer wurde mit einem von "Perkin­ son-Elmer" Co. Ltd. USA, hergestellten Atomabsorptionsana­ lysator vom Typ "AAS-4000" gemessen.
Beispiel 1
500 g Ga, 550 g As, 4,5 g In2O3 (entsprechender In- Zugabekonzentration von 1 × 1020 cm-3 und der Sauerstoff-Zu­ gabekonzentration von 1,5 × 1020 cm-3) und 150 g B2O3 waren in einem aus PBN (pyrolitischem Bornitrit) hergestellten Schmelztiegel mit einem inneren Durchmesser von 100 mm enthalten. Das Innere des LEC-Kristallziehgerätes wurde mit 65 kg/cm2 (Manometerdruck) druckbeaufschlagt und der Schmelztiegel zur Bildung der GaAs-Schmelze auf 1400°C aufgeheizt. Die Temperatur des Schmelztiegels wurde dann auf 1350°C abgesenkt. Während der Schmelztiegel und ein Impfkristall in Umdrehungen versetzt wurden, wurde der Impfkristall in Kontakt mit der GaAs-Schmelze gebracht und dann aufwärts gezogen, um das Wachstum eines GaAs-Einkri­ stalls in <100<-Richtung zu erreichen. Der erhaltene GaAs-Einkristall hatte ein Gewicht von 650 g und einen Durchmesser von 50 mm. Ein (100)-Wafer wurde aus dem oberen Teil des geraden Teiles des Einkristallkörpers herausge­ schnitten und der Messung des EPD-Wertes unterworfen. Der EPD-Wert des Wafers - mit Ausnahme eines 6 mm breiten äußeren Teiles an der Peripherie - betrug im Mittel 900 cm-2 und maximal 1100 cm-2. Linear angeordnete Ätzgrup­ pen wurden nicht gefunden.
Die In-Konzentration des Wafers betrug 9,5 × 1018 cm-3 und die Sauerstoffkonzentration des Wafers betrug 8 × 1017 cm-3.
Beispiel 2
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde zur Herstellung des GaAs-Einkristalls wiederholt, wobei jedoch anstelle des im Falle von Beispiel 1 zugegebenen In2O3 1,89 g metallisches In und 3,2 g As2O3 zugegeben wurden (die In-Zugabe­ konzentration betrug 5 × 1019 und die Sauerstoff- Zugabekonzentration betrug 1,5 × 1020 relativ zu cm3 der GaAs-Schmelze.
Ein (100)-Wafer wurde aus dem oberen Teil des geraden Teiles des Einkristallkörpers herausgeschnitten und der Messung des EPD-Wertes unterworfen. Der EPD-Wert des Wafers - mit Ausnahme eines 6 mm breiten äußeren Teiles an der Peripherie - betrug im Mittel 1200 cm-2 und maximal 1500 cm2-. Linear angeordnete Ätzgruppen wurden nicht gefunden.
Die In-Konzentration des Wafers betrug 5 × 1018 cm-3 und die Sauerstoffkonzentration des Wafes betrug 6 × 1017 cm-3.
Vergleichsbeispiel 1
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde zur Herstellung eines GaAs-Einkristalls wiederholt, wobei jedoch anstelle des im Falle von Beispiel 1 zugegebenen In2O3 3,7 g metallisches In zugegeben wurden (die In-Zugabekonzentration betrug 9,95 × 1019 relativ zu cm3 der GaAs-Schmelze).
Ein (100)-Wafer wurde aus dem oberen Teil des geraden Teils des Einkristallkörpers herausgeschnitten und der Messung des EPD-Wertes unterworfen. Der EPD-Wert des Wafers - mit Ausnahme eines 6 mm breiten äußeren Teiles an der Peripherie - betrug im Mittel 1000 cm-2 und maximal 5000 cm-2. Linear angeordnete Ätzgruppen wurden an Teilen des Wafers gefunden, wo der EPD-Wert des Wafers größer als 1000 cm-2 war.
Die In-Konzentration des Wafers war 1 × 1018 cm-3 und die Sauerstoffkonzentration des Wafers war 2 × 1016 cm-3.
Beispiel 3
1500 g Ga, 1631,6 g As, 1,5 g Ga2O3, 1,58 g As2O3 und 600 g B2O3 waren in einem aus PBN hergestellten Schmelztiegel mit einem Durchmesser von 150 mm enthalten. Das Innere der LEC- Züchtungsvorrichtung wurde auf 65 kg/cm2 (Manometerdruck) druckbeaufschlagt und der Schmelztiegel zur Bildung der GaAs-Schmelze auf 1400°C aufgeheizt. Der Druck wurde dann auf 20 kg/cm2 vermindert. Während der Schmelztiegel und der Impfkristall mit 10 Umdrehungen pro Minute entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn bzw. mit 8 Umdrehungen pro Minute im Uhrzeigersinn gedreht wurden, wurde der Impfkristall mit der GaAs-Schmelze in Kontakt gebracht und dann mit einer Geschwindigkeit von 7 mm/h aufwärts gezogen, um das Wachstum eines GaAs-Einkristalls in <100<-Richtung zu erreichen. Der erhaltene GaAs-Einkristall hatte ein Gewicht von 2000 g und einen Durchmesser von 80 mm.
Ein {100}-Wafer wurde aus dem oberen Ende des geraden Teiles des Einkristallkörpes herausgeschnitten, wo der verfestigte Anteil 0,10 war. Der verfestigte Anteil bedeutet ein Gewichtsverhältnis des Teiles des Kristallblocks an der dem Impfkristall benachbarten Seite und oberhalb des Wafers, im Vergleich zum gesamten Kristallblock. Der Wafer wurde einer Messung des EPD-Wertes und des Widerstandes unterworfen. Der EPD-Wert war unter Einschluß des am Umfang gelegenen Teiles einheitlich und betrug 1500 cm-2. Es wurden im gesamten Wafer weder Linear­ fehler (linage) noch Fehler durch Ausfällungen gefunden. Der Widerstand zeigte eine Tendenz zur Zunahme an den äußeren, am Umfang gelegenen Teilen des Wafers, war jedoch im Hauptteil des Wafers überall 1 × 107Ω · cm oder höher.
Es wurde ein anderer {100}-Wafer aus dem geraden Teil des Einkristallkörpers, wo der verfestigte Anteil 0,61 betrug, herausgeschnitten und einer Messung des EPD-Wertes unter­ worfen. Der EPD-Wert war geringfügig hoch, jedoch betrug das Mittel des EPD-Wertes über acht Punkte über den Durchmesser des Wafers 2400 cm-2 und der höchste EPD-Wert war 2850 cm-2.
Vergleichsbeispiel 2
Das Kristallzüchtungsverfahren von Beispiel 3 wurde wieder­ holt, wobei jedoch kein Ga2O3 und kein As2O3 zugegeben wurden.
Ein Wafer wurde aus dem oberen geraden Teil des Kristallkörpers, wo der verfestigte Anteil 0,12 betrug, herausgeschnitten und der Messung des EPD-Wertes unterworfen. Das Mittel des EPD-Wertes über neun Punkte über den Durchmesser des Wafes betrug 10500 cm-2 und die minimalen bzw. maximalen EPD-Werte betrugen 6000 cm-2 bzw. 2500 cm-2.

Claims (9)

1. Einkristall einer Verbindung der IIIb-Vb-Gruppe (III/V- Verbindung) von geringer Versetzungsdichte, ge­ kennzeichnet durch einen Gehalt an Sauerstoff von 1 × 1017 bis 8 × 1019 cm-3.
2. Einkristall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Galliumarsenid besteht.
3. Galliumarsenid-Einkristall nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch einen Gehalt an Indium von 1 × 1018 bis 1 × 1020 cm-3.
4. Einkristall nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall durch Kristall­ züchtung aus einer Schmelze der III/V-Verbindung herge­ stellt wird, die von 1 × 1018 bis 2 × 1021 cm-3 Sauer­ stoffatome enthält.
5. Einkristall nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall mit dem Schutzschmelzverfahren (LEC- Verfahren) nach Czochralsky gezüchtet wird.
6. Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls einer III/ V-Verbindung aus einer Schmelze der III/V-Verbindung mit Hilfe des Schutzschmelzverfahrens nach Czochralsky, gekennzeichnet durch die Zugabe mindestens eines, aus den Oxiden der Gruppe IIIb und den Oxiden der Gruppe Vb ausgewählten Oxides zur Schmelze, in einer Menge von 1 × 1017 bis 2 × 1021 Sauerstoffato­ men des Oxides (der Oxide) pro cm3 der Schmelze.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die III/V-Verbindung GaAs ist und daß die Oxide aus Galliumoxid und Arsentrioxid ausgewählt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Galliumoxid und Arsentrioxid in äquimolaren Mengen zuge­ geben werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Indiumoxid zur Schmelze zugegeben wird.
DE19863614079 1985-02-04 1986-04-25 Einkristall einer iii/v-verbindung, insbesondere gaas und verfahren zu seiner herstellung Withdrawn DE3614079A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19615179B4 (de) * 1995-06-05 2004-04-08 LumiLeds Lighting, U.S., LLC, San Jose Verfahren zur Herstellung lichtemittierender Halbleiterbauelemente mit verbesserter Stabilität
US6794731B2 (en) 1997-02-18 2004-09-21 Lumileds Lighting U.S., Llc Minority carrier semiconductor devices with improved reliability

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5186784A (en) * 1989-06-20 1993-02-16 Texas Instruments Incorporated Process for improved doping of semiconductor crystals
US7161874B2 (en) 2000-06-21 2007-01-09 Citizen Watch Co., Ltd. Power generating type electronic timepiece
AU9227001A (en) * 2000-09-29 2002-04-15 Showa Denko Kk Inp single crystal substrate
DE102007026298A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Freiberger Compound Materials Gmbh Anordnung und Verfahren zur Herstellung eines Kristalls aus der Schmelze eines Rohmaterials sowie Einkristall

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5263065A (en) * 1975-11-19 1977-05-25 Nec Corp Single crystal growth
US4478675A (en) * 1981-09-18 1984-10-23 Sumitomo Electric Industries, Inc. Method of producing GaAs single crystals doped with boron
DE3426250A1 (de) * 1983-07-20 1985-01-31 Cominco Ltd., Vancouver, British Columbia Verfahren zur herstellung von halbisolierendem einkristall-gaas

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3533967A (en) * 1966-11-10 1970-10-13 Monsanto Co Double-doped gallium arsenide and method of preparation
JPS60200900A (ja) * 1984-03-26 1985-10-11 Sumitomo Electric Ind Ltd 低転位密度の3−5化合物半導体単結晶
US4594173A (en) * 1984-04-19 1986-06-10 Westinghouse Electric Corp. Indium doped gallium arsenide crystals and method of preparation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5263065A (en) * 1975-11-19 1977-05-25 Nec Corp Single crystal growth
US4478675A (en) * 1981-09-18 1984-10-23 Sumitomo Electric Industries, Inc. Method of producing GaAs single crystals doped with boron
DE3426250A1 (de) * 1983-07-20 1985-01-31 Cominco Ltd., Vancouver, British Columbia Verfahren zur herstellung von halbisolierendem einkristall-gaas

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Crystal Growth, 24/25, 1974, S. 376-379 *
JP-OS 58-2 23 693 Abstr. C, Handbook of Chemistry and Physics, 1969/70, E-108 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19615179B4 (de) * 1995-06-05 2004-04-08 LumiLeds Lighting, U.S., LLC, San Jose Verfahren zur Herstellung lichtemittierender Halbleiterbauelemente mit verbesserter Stabilität
US6794731B2 (en) 1997-02-18 2004-09-21 Lumileds Lighting U.S., Llc Minority carrier semiconductor devices with improved reliability

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JPS61178497A (ja) 1986-08-11
FR2597885B1 (fr) 1990-11-16

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