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 herstellungInfo
- Publication number
- DE3614079A1 DE3614079A1 DE19863614079 DE3614079A DE3614079A1 DE 3614079 A1 DE3614079 A1 DE 3614079A1 DE 19863614079 DE19863614079 DE 19863614079 DE 3614079 A DE3614079 A DE 3614079A DE 3614079 A1 DE3614079 A1 DE 3614079A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- single crystal
- iii
- melt
- compound
- gaas
- Prior art date
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/42—Gallium arsenide
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60019506A JPS61178497A (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 低転位密度ひ化ガリウム単結晶の成長方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3614079A1 true DE3614079A1 (de) | 1987-10-29 |
Family
ID=12001256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863614079 Withdrawn DE3614079A1 (de) | 1985-02-04 | 1986-04-25 | Einkristall einer iii/v-verbindung, insbesondere gaas und verfahren zu seiner herstellung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61178497A (de) |
DE (1) | DE3614079A1 (de) |
FR (1) | FR2597885B1 (de) |
GB (1) | GB2189166A (de) |
Cited By (2)
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)
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)
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)
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 |
-
1985
- 1985-02-04 JP JP60019506A patent/JPS61178497A/ja active Pending
-
1986
- 1986-04-18 GB GB08609480A patent/GB2189166A/en not_active Withdrawn
- 1986-04-24 FR FR868605969A patent/FR2597885B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-25 DE DE19863614079 patent/DE3614079A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
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)
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)
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2597885A1 (fr) | 1987-10-30 |
GB2189166A (en) | 1987-10-21 |
GB8609480D0 (en) | 1986-05-21 |
JPS61178497A (ja) | 1986-08-11 |
FR2597885B1 (fr) | 1990-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3234387C2 (de) | ||
EP1739210B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von dotierten Halbleiter-Einkristallen, und III-V-Halbleiter-Einkristall | |
DE3415799C2 (de) | ||
DE2845159C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Galliumphosphid-Einkristallen | |
DE112009000328B4 (de) | Verfahren zum Aufwachsen eines Siliziumcarbideinkristalls | |
DE112010000867B4 (de) | Herstellungsverfahren für SiC-Einkristall vom n-Typ, dadurch erhaltener SiC-Einkristall vom n-Typ und dessen Anwendung | |
DE1223951B (de) | Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-bauelementen mit einem oder mehreren PN-UEbergaengen | |
DE2547931A1 (de) | Substrat aus einem einkristall | |
DE2534187B2 (de) | Substrat aus einem einkristallinen Spinell | |
DE69914540T2 (de) | P-typ GaAs-Einkristall und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3514294A1 (de) | Mit indium dotierte halbisolierende galliumarsenideinkristalle und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2857639C2 (de) | Planare P&darr;2&darr;O&darr;5&darr;- und Al&darr;2&darr;O&darr;3&darr;-haltige Dotierstoffquelle | |
DE3614079A1 (de) | Einkristall einer iii/v-verbindung, insbesondere gaas und verfahren zu seiner herstellung | |
DE10236023A1 (de) | Herstellungsverfahren für Silizium-Einkristallwafer und Silizium-Einkristallwafer | |
DE3827496A1 (de) | Verfahren zur herstellung des substrats eines galliumarsenid-halbleiters | |
CH663609A5 (de) | Stabile, phosphor enthaltende feststoff-ablagerungen, verfahren zu deren herstellung sowie verwendungen der genannten ablagerungen. | |
DE102022207643A1 (de) | Halbisoliertes Galliumarsenid-Einkristall, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Vorrichtung zu seinem Wachstum | |
DE19520175A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer epitaktisch beschichteten Halbleiterscheibe | |
DE1667604B1 (de) | Verfahren zur herstellung von kristallinem cadmiumtellurid | |
DE1161036B (de) | Verfahren zur Herstellung von hochdotierten AB-Halbleiterverbindungen | |
DE2209869B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines versetzungsfreien einkristallinen galliumarsenidstabes | |
DE2830695C3 (de) | Vorrichtung zum Ziehen eines III/V-Verbindungseinkristalls aus einer Schmelze | |
DE1911335A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen | |
DE112017005704T5 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls und Silizium-Einkristallwafer | |
DE3604260A1 (de) | Fluessigkeitsepitaxieverfahren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MITSUBISHI MONSANTO CHEMICAL CO., LTD. MITSUBISHI |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: BARDEHLE, H., DIPL.-ING. DOST, W., DIPL.-CHEM. DR. |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MITSUBISHI KASEI POLYTEC CO. MITSUBISHI KASEI CORP |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: PAGENBERG, J., DR.JUR. FROHWITTER, B., DIPL.-ING., |
|
8130 | Withdrawal |