JP2001180918A - Method of directly synthesizing indium phosphide - Google Patents

Method of directly synthesizing indium phosphide

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JP2001180918A
JP2001180918A JP2000352358A JP2000352358A JP2001180918A JP 2001180918 A JP2001180918 A JP 2001180918A JP 2000352358 A JP2000352358 A JP 2000352358A JP 2000352358 A JP2000352358 A JP 2000352358A JP 2001180918 A JP2001180918 A JP 2001180918A
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JP
Japan
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phosphorus
indium
temperature
pressure
synthesis
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Withdrawn
Application number
JP2000352358A
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Japanese (ja)
Inventor
Guiseppe Guadalupi
ジュセッペ、グアダルピ
Franco Danielli
フランコ、ダニエリ
Letizia Meregalli
レティツィア、メレガルリ
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Venezia Tecnologie SpA
Original Assignee
Venezia Tecnologie SpA
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    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C01B25/08Other phosphides
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of directly synthesizing indium phosphide. SOLUTION: Indium and phosphorus are directly synthesized by using at least two vessels, one of which is contained in the other, in a completely closed reacting system, while they are continuously heated up to a temperature ranging from 1,070 up to 1,250 deg.C, favorably from 1,100 to 1,200 deg.C, given a pressure ranging from 1,850 up to 2,000 bar, according to the following formula; y=kx (y is a temperature in a unit of deg.C, x is time in a unit of minute. k is a constant obtained from 5 to 20 deg.C/minute).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リン化インジウム
の直接合成法に関するものである。
[0001] The present invention relates to a method for directly synthesizing indium phosphide.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】オプ
トエレクトロニクス装置(レーザ、光検出装置)やマイ
クロエレクトロニクス装置(HEMT、HBT、及びJ
FET)の製造に用いられるリン化インジウムに対する
関心が高まっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Optoelectronic devices (lasers, photodetectors) and microelectronic devices (HEMTs, HBTs, and JBTs).
There is increasing interest in indium phosphide used in the manufacture of FETs.

【0003】最近では、多結晶性物質や単結晶性物質の
純度を上げることや、成長条件をコントロールして(コ
ントロールした圧力下でリンを成長させたり、熱勾配を
小さくしたりして)転位密度EPD(エッチピット密
度)を10cm−2未満に低下させることに関する開
発がなされている。
Recently, dislocations have been increased by increasing the purity of a polycrystalline substance or a monocrystalline substance, or by controlling growth conditions (by growing phosphorus under a controlled pressure or reducing a thermal gradient). Developments have been made to reduce the density EPD (etch pit density) to less than 10 4 cm −2 .

【0004】現在は、InP半絶縁ウェハに特に関心が
寄せられている。オプトエレクトロニクスの分野ではI
nP基板の使用が優勢であるが、半絶縁InPは、遠隔
通信に用いられる転送サービスシステムをサポートする
高電力・高周波装置用の材料として、エレクトロニクス
の分野で益々重要になってきており、その市場は拡大し
続けている。しかしながら不幸にして、その技術は、大
量生産をしても良いという程には、未だ十分に発達して
いない。
[0004] At present, there is particular interest in InP semi-insulating wafers. In the field of optoelectronics I
Although the use of nP substrates is predominant, semi-insulating InP is becoming increasingly important in the electronics field as a material for high-power, high-frequency devices that support transfer service systems used in telecommunications. Is expanding. Unfortunately, however, the technology is not yet sufficiently developed to allow mass production.

【0005】半絶縁InPの工業的な規模での製造に
は、Feのドーピングを含むLEC技術が、現在用いら
れている。工業的見地からは、普通に得られる多結晶性
物質や予備配向させた物質は、n型の半導体である。そ
の為、純度の高い(99.999%)金属の鉄のような
アクセプタドーピング剤の使用が不可欠である。半絶縁
物質を得るのに必要なドーピング剤の量は、存在してい
る残留不純物の量に正比例する。鉄の濃度の高い(析出
物の密度の高い)InP半絶縁ウェハは装置の性能に悪
影響を及ぼすので、純度の高い原料を用いる必要があ
る。高い結晶品質と適切な電気特性をもつ単結晶を得る
のに欠くことのできない要件の一つは、高純度の多結晶
性InPと、コントロールされた化学量論を得ることで
ある。特に注意を払わなければならないのは、出発物質
と合成生成物の純度、化学量論、及び製造コストをコン
トロールすることである。
For the production of semi-insulating InP on an industrial scale, LEC technology involving the doping of Fe is currently used. From an industrial point of view, commonly obtained polycrystalline and pre-oriented materials are n-type semiconductors. Therefore, it is essential to use an acceptor doping agent such as iron of high purity (99.999%) metal. The amount of dopant required to obtain a semi-insulating material is directly proportional to the amount of residual impurities present. Since an InP semi-insulating wafer having a high iron concentration (high precipitate density) adversely affects the performance of the apparatus, it is necessary to use a raw material of high purity. One of the essential requirements for obtaining single crystals with high crystal quality and suitable electrical properties is to obtain high purity polycrystalline InP and controlled stoichiometry. Particular care must be taken to control the purity, stoichiometry, and production costs of starting materials and synthetic products.

【0006】化学量論的であって、しかも超高純度のI
nPを製造するにあたっての具体的な条件は、以下の通
りである。 − 用いる出発物質、すなわちインジウムとリンのTI
L(合計不純物レベル)は、1ppm未満でなければな
らない。 − 合成プロセスは、不活性な雰囲気(Ar、N)中
で、反応性及び汚染性のないるつぼの中で行わなければ
ならない。 − 反応系は、リンの蒸発を防ぐ為に閉じているか、も
しくは加圧されていなければならない。
[0006] Stoichiometric and ultra-high purity I
Specific conditions for manufacturing nP are as follows. The starting materials used, ie the indium and phosphorus TI
L (total impurity level) must be less than 1 ppm. The synthesis process must be carried out in an inert atmosphere (Ar, N 2 ), in a reactive and contaminating crucible. -The reaction system must be closed or pressurized to prevent phosphorus evaporation.

【0007】液状のリンは蒸気圧が高く、また出発物質
である赤リン中に少量存在しているか、もしくは合成中
に生成される黄リンは引火性が高いので、InPの合成
は非常に危ないプロセスである。多結晶性リン化インジ
ウムを製造する為の従来の合成方法は、 − 高圧ブリッジマン法(HB) − 溶質拡散法(SSD) − リン注入法 である。
[0007] The synthesis of InP is very dangerous because liquid phosphorus has a high vapor pressure and is present in a small amount in the starting red phosphorus or the yellow phosphorus produced during the synthesis is highly flammable. Process. Conventional synthetic methods for producing polycrystalline indium phosphide are:-High pressure Bridgman method (HB)-Solute diffusion method (SSD)-Phosphorus injection method.

【0008】水平高圧ブリッジマン法(Adamski, J.A.,
Synthesis of Indium Phosphide,J. Crystal Growth
(1983) 64, 1-9; Bonner K.A. 及びTemkin, H., Prepar
ation and Characterization of High Purity Bulk In
P, J. Crystal Growth (1983)64, 10-14)では、アンプ
ルの爆裂を防止する為に高圧オーブンを用いてInPの
合成を行う。黒鉛製の管の中にインジウムを入れ、同じ
材料でできた栓をし、石英管で補強する。外側には、破
片状のリンを入れた別の石英管と、黒鉛製の容器からリ
ンを隔てる石英ウールディスクがある。
[0008] The horizontal high pressure Bridgman method (Adamski, JA,
Synthesis of Indium Phosphide, J. Crystal Growth
(1983) 64, 1-9; Bonner KA and Temkin, H., Prepar
ation and Characterization of High Purity Bulk In
In P, J. Crystal Growth (1983) 64, 10-14), InP is synthesized using a high-pressure oven to prevent the explosion of the ampule. Indium is placed in a graphite tube, plugged with the same material, and reinforced with a quartz tube. On the outside, there is another quartz tube containing debris-like phosphorus and a quartz wool disk separating the phosphorus from a graphite container.

【0009】この石英製のアンプルをスチール製のジャ
ケットの中に入れ、20〜30気圧に加圧する。この系
は、本質的に三区画オーブンからなるものである。
The quartz ampule is placed in a steel jacket and pressurized to 20 to 30 atmospheres. This system consists essentially of a three-compartment oven.

【0010】このプロセスでは、石英管を、6cm/時
の速度でコイルを用いて動かす。
In this process, a quartz tube is moved with a coil at a speed of 6 cm / hour.

【0011】この方法の主な欠点は、黒鉛製の容器に由
来する不純物にある。pBN(熱分解性窒化ホウ素)製
のるつぼを用いれば、生成物の汚染を防ぐことができる
であろう。しかしながら、このようなるつぼは、インジ
ウムが完全に反応せず、その為に容器の壁に付着した時
に、付着現象を引き起こすかもしれない。黒鉛製の容器
の使用を避ける為に、その後、均衡のとれた加圧系が開
発された。この場合、反応は、石英製の容器(ボート、
及びるつぼ)中で行う。多結晶性InPの合成は、高圧
オートクレーブの中に置かれた、水平冷却勾配をもつオ
ーブン中で行う。
A major drawback of this method is the impurities from graphite containers. Using a crucible made of pBN (pyrolytic boron nitride) will prevent contamination of the product. However, such crucibles may cause a sticking phenomenon when the indium does not react completely and thus sticks to the walls of the container. To avoid the use of graphite containers, a balanced pressurization system was subsequently developed. In this case, the reaction is performed in a quartz vessel (boat,
And in a crucible). The synthesis of polycrystalline InP is performed in an oven with a horizontal cooling gradient placed in a high pressure autoclave.

【0012】二つの室間の差圧をゼロに近づける為に、
石英アンプル中のリンの圧を、オートクレーブ中の不活
性ガスの圧で釣り合わせる。この系には、差圧を感知
し、それを、オートクレーブ中で必要な圧修正を行うサ
ーボ機構に伝える変換器がある。反応段階で、この系内
の圧は約30気圧に達する。
In order to make the pressure difference between the two chambers close to zero,
The phosphorus pressure in the quartz ampoule is balanced by the pressure of the inert gas in the autoclave. The system has a transducer that senses the differential pressure and transmits it to a servo mechanism that performs the necessary pressure correction in the autoclave. During the reaction stage, the pressure in the system reaches about 30 atm.

【0013】SSD(合成溶質拡散)技術(Kubota, E.
及びSugii, K., Preparation of High Purity InP by
the Synthesis, Solute Diffusion Technique., J. App
l. Phys. (1981) 52, 2983-2986)は、多結晶性InP
の製造に用いることのできる、溶液からの成長法の一つ
である。
[0013] SSD (synthetic solute diffusion) technology (Kubota, E.
And Sugii, K., Preparation of High Purity InP by
the Synthesis, Solute Diffusion Technique., J. App
l. Phys. (1981) 52, 2983-2986) is a polycrystalline InP
Is a method of growing from a solution that can be used for the production of

【0014】赤リンを石英製のアンプルの底に置く。イ
ンジウムを入れたるつぼを、このアンプルの内側に、ア
ンプルの底面から一定の高さに据える。
The red phosphorus is placed on the bottom of a quartz ampoule. A crucible containing indium is placed inside the ampoule at a certain height from the bottom of the ampoule.

【0015】インジウムを、同様の合成用オーブンと適
切な温度プロファイルを用いて真空下で数時間蒸留し、
表面から酸化インジウムを除去する。
Indium is distilled under vacuum for several hours using a similar synthesis oven and a suitable temperature profile,
Remove indium oxide from the surface.

【0016】その後、アンプルを10−6トールで排気
して密閉する。
Thereafter, the ampoule is evacuated and sealed at 10 -6 Torr.

【0017】平均合成温度900℃、溶融インジウムの
熱勾配20℃/cm、及び結晶化速度3〜4mm/日
で、小さな粒状の塊(2〜10mm)からなるインゴ
ットができる。
With an average synthesis temperature of 900 ° C., a thermal gradient of molten indium of 20 ° C./cm, and a crystallization rate of 3-4 mm / day, an ingot consisting of small granular masses (2-10 mm 2 ) is produced.

【0018】SSD法は簡単でコストがかからないが、
非常に長い時間がかかるので、工業的には用いることが
できない。
Although the SSD method is simple and inexpensive,
Since it takes a very long time, it cannot be used industrially.

【0019】注入法(Farges, J.P., A method for the
“in-situ” Synthesis and Growth of Indium Phosph
ide in a Czochralski Puller, J. Crystal Growth (19
82)59, 665-668; Hyder, S.B. 及びHolloway, C.J. J
r., In-situ Synthesis and Growth of Indium Phosphi
de, J. Electron. Mater. (1983) 12, 575-585)には、
高圧反応器を用いる。リンを、インジウムとは別にアン
プルの中に入れる。このリンの蒸気を、溶融B
層を介して溶融インジウムと接触させる。反応室を、A
rもしくはNを用いて30〜60気圧に加圧する。I
nとBが溶けてから、石英製アンプルの突起の端
部が溶けたインジウムの中に浸るまで、るつぼを縦に動
かす。アンプル中のリンの温度は、520〜570℃で
ある。
Injection method (Farges, JP, A method for the
“In-situ” Synthesis and Growth of Indium Phosph
ide in a Czochralski Puller, J. Crystal Growth (19
82) 59, 665-668; Hyder, SB and Holloway, CJ J
r., In-situ Synthesis and Growth of Indium Phosphi
de, J. Electron. Mater. (1983) 12, 575-585)
A high pressure reactor is used. Put phosphorus in ampoule separately from indium. This phosphorus vapor is brought into contact with the molten indium through a layer of molten B 2 O 3 . Reaction chamber A
pressurized to 30-60 atm by using the r or N 2. I
After the n and B 2 O 3 have melted, the crucible is moved vertically until the ends of the projections of the quartz ampule are immersed in the melted indium. The temperature of the phosphorus in the ampoule is 520-570 ° C.

【0020】この手順により、結晶の外側と、最後に結
晶化した部分中にInがやや過剰にある多結晶性InP
が1〜2kg得られる。アンプルがPBNでコートされ
ていない場合には、Siによる許容される汚染が生じる
ことがある。
According to this procedure, a polycrystalline InP in which In is slightly excessive outside the crystal and in the last crystallized portion.
1-2 kg are obtained. If the ampoule is not coated with PBN, acceptable contamination by Si may occur.

【0021】この方法は、以下の二つの主な目標をもっ
て、当初開発された。− リンを多く含むInPを製造
する方法が得られるという可能性、およびこれにより不
純物が添加されていない半絶縁(S.I.)物質が得ら
れるという必然的期待。− GaAsの場合のように、
単一のプロセスで、しかも同一の反応器中で多結晶性物
質を合成し、結晶を配向させることができるという熱的
可能性。
This method was initially developed with two main goals: The possibility of obtaining a method for producing phosphorus-rich InP, and the inevitable expectation that this will result in an undoped semi-insulating (SI) material. -As in the case of GaAs,
The thermal potential of synthesizing polycrystalline materials and orienting crystals in a single process and in the same reactor.

【0022】これらの目標はどちらも完全には達成され
ておらず、今のところ、ごくわずかの作業者だけが(そ
の内の一つだけが商業的に)、この方法を、合成と、そ
の後に続く成長により多結晶性の生成物を製造し、珪素
による汚染を制限するのに用いているようである。この
多結晶性物質を、その後、従来の技術を用いて配向(s
tretch)させて単結晶性にする。
Neither of these goals has been fully achieved, and at present only a few workers (only one of which are commercially available) require this method to be synthesized, Subsequent growth appears to produce a polycrystalline product, which appears to be used to limit contamination by silicon. The polycrystalline material is then oriented (s) using conventional techniques.
(tretch) to make it monocrystalline.

【0023】超高圧オートクレーブ(27000p.
s.i.)中で行う、従来とは異なる直接合成法(HP
DS)が文献に記載されている[“Semi-insulating II
I-V Materials” (D.C. Look及びJ.S. Blakemore編、Sh
iva Publishing Limited、1984年)の171〜17
4頁に掲載されている、Savage, R.O., Anthony, J.E.,
AuCoin, T.R., Ross, R.L., Harsh, W. 及び、Cantwel
l, H.E.によるHigh Pressure Direct Synthesis of Bul
k Indium Phosphide]。
An ultra-high pressure autoclave (27000 p.
s. i. ), A non-conventional direct synthesis method (HP
DS) is described in the literature [“Semi-insulating II
IV Materials ”(Edited by DC Look and JS Blakemore, Sh
iva Publishing Limited, 1984) 171-17
Savage, RO, Anthony, JE,
AuCoin, TR, Ross, RL, Harsh, W. and Cantwel
l, HE High Pressure Direct Synthesis of Bul
k Indium Phosphide].

【0024】著者等は、750℃を越える処理温度で反
応環境中に存在する気体(アルゴンとリン)のガス抜き
作業を含む圧力−温度サイクルを用いている。この作業
は、装置の最高作業圧力を越えないようにする為に不可
欠である。従って、この反応系は開放であると考えるこ
とができる。ガス抜き段階でリンの蒸気が放出されるの
で、この方法では化学量論比を正確にコントロールする
ことができず、また安全性に関する問題が増す。また、
単一の非密閉容器(るつぼと適切な蓋)が用いられてい
る。
The authors use a pressure-temperature cycle that involves venting gases (argon and phosphorus) present in the reaction environment at processing temperatures above 750 ° C. This operation is essential so that the maximum working pressure of the device is not exceeded. Therefore, this reaction system can be considered open. This method does not allow precise control of the stoichiometry and increases safety concerns, since phosphorus vapors are released during the degassing stage. Also,
A single unsealed container (crucible and suitable lid) is used.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、今般、現
在の工業的な方法、すなわち水平ブリッジマン法を改良
した方法を知見した。この改良された方法は、完全に閉
じた反応系を用いるものであって、その為、反応器の最
高作業圧力に決して達することがないので、ガス抜き段
階がない。
The present inventors have now found an improved method of the current industrial method, namely the horizontal Bridgman method. This improved method uses a completely closed reaction system, so that the maximum working pressure of the reactor is never reached, so there is no venting step.

【0026】本発明の目的である、インジウムとリンか
ら出発してリン化インジウムを直接合成する方法は、反
応環境中に放出されるリンの量を減らす為に、一つの容
器を他の容器の中に入れた、少なくとも二つの容器を用
いた反応器を利用した完全に閉じた反応系中で、温度を
最高1070〜1250℃、好ましくは1100〜12
00℃にし、圧力を最高1850〜2000バールに
し、以下の式 y = kx (式中、yは℃単位の温度であり、xは分単位の時間で
あり、またkは5〜20℃/分の値の定数である)に従
って経時的に温度を絶えず上昇させながら合成を行うこ
とを特徴とするものである。
The method of the present invention for the direct synthesis of indium phosphide starting from indium and phosphorus is intended to reduce the amount of phosphorus released into the reaction environment by replacing one vessel with another vessel. In a completely closed reaction system utilizing a reactor with at least two vessels contained therein, a temperature of up to 1070 to 1250 ° C., preferably 1100 to 12 ° C.
00 ° C. and pressure up to 1850-2000 bar, the following formula: y = kx, where y is temperature in ° C., x is time in minutes and k is 5-20 ° C./min The synthesis is performed while the temperature is constantly increased with time according to the following formula:

【0027】製造の観点から見た主要な問題の一つは、
合成プロセスの実施と単結晶の配向を異なる二つの装置
で行う必要がある、という点である。実際、リン化イン
ジウムの融点に近い温度でリンにより高圧がもたらされ
る為、液体の状態で直接反応させ、同じ反応器内で単結
晶を配向させるのは、普通の装置では不可能である。こ
の為、本発明による合成方法には、不活性ガス(200
0バールのアルゴンもしくは窒素)により生じる非常に
高い圧に耐えられる反応器が必要である。
One of the major problems from a manufacturing perspective is that
The point is that the implementation of the synthesis process and the orientation of the single crystal need to be performed by two different devices. In fact, the high pressure created by phosphorus at a temperature close to the melting point of indium phosphide makes it impossible with ordinary equipment to react directly in the liquid state and orient the single crystal in the same reactor. Therefore, the synthesis method according to the present invention includes an inert gas (200
There is a need for a reactor that can withstand the very high pressures created by 0 bar argon or nitrogen).

【0028】本方法を実施する間に必然的に生じるリン
の漏れを制限する為には、このように高い値の圧力と、
適切な形状の容器が必要である。
In order to limit the phosphorus leaks which necessarily occur during the operation of the method, such high values of pressure and
Appropriately shaped containers are required.

【0029】添付した図面は、本発明による閉じた系で
の温度−圧力サイクル(図1)、及び比較として、著者
Savage等により採用された上記の開放系合成サイ
クル(図2)を示すものである。
The accompanying drawings show a temperature-pressure cycle in a closed system according to the invention (FIG. 1) and, by way of comparison, the above open system synthesis cycle adopted by the author Savage et al. (FIG. 2). is there.

【0030】装置の最高作業圧力に達することは決して
ないので、我々の技術にはいかなるガス抜き段階も含ま
れていないことがグラフから分かるが、図2のグラフか
らは、750℃を越えると、アルゴン蒸気とリン蒸気の
混合物をガス抜き用のラインから放出させて内圧を低下
させる必要のあることが分かる。ガス抜き作業をなくす
ことにより、化学量論値をより良くコントロールするこ
とができ、また環境への影響に関する問題を少なくする
ことができる。
It can be seen from the graph that our technique does not include any degassing stages, since the maximum working pressure of the device is never reached, but from the graph of FIG. It can be seen that a mixture of argon vapor and phosphorus vapor needs to be released from the degassing line to reduce the internal pressure. Eliminating the degassing operation allows for better control of the stoichiometry and reduces environmental concerns.

【0031】[0031]

【作用】本発明による方法の利点を、以下に示す。−
2インチのInP単結晶の製造に用いる5インチのるつ
ぼにそのまま導入できる大きさのインゴットが得られる
可能性。このことは、工業的に用いられるブリッジマン
法に対しては、相当な利点となる。すなわち、物質を取
り扱う二つの段階をなくすとともに、可能性のある汚染
が減少する。また多結晶性物質でできた適切な直径をも
つディスクを一つ、もしくはそれ以上用いることによ
り、LEC成長法における加熱段階でのリンの漏れが減
少するので、生成物の化学量論的な特性が改良される。
− 電荷担体濃度値が1015気圧cm−3未満に達す
る可能性。これは、石英部分を全てなくすことにより達
成できる。高圧ブリッジマン法の場合、Siによる汚染
をなくす為に石英アンプルを他の材料に置き換える(こ
れには、得られた多結晶性物質を予備配向させることが
必要となる)試みが、過去に多くの作業者によりなさ
れ、入手可能な物質では解決することができないという
困難性に立ち向かってきた。この問題は、本発明の請求
の範囲に規定されている、低レベルの珪素を含有する物
質を直接製造する方法によって完全に克服された。
The advantages of the method according to the invention are as follows. −
Possibility of obtaining an ingot large enough to be directly introduced into a 5-inch crucible used for producing a 2-inch InP single crystal. This is a considerable advantage over the Bridgman method used in industry. That is, the potential for contamination is reduced while eliminating the two steps of handling the substance. Also, the use of one or more disks of appropriate diameter made of polycrystalline material reduces the leakage of phosphorus during the heating step of the LEC growth process and thus the stoichiometric properties of the product. Is improved.
The possibility that the charge carrier concentration value can reach less than 10 15 atm cm -3 ; This can be achieved by eliminating all quartz parts. In the case of the high-pressure Bridgman method, many attempts have been made in the past to replace quartz ampules with other materials to eliminate contamination by Si (this requires pre-orientation of the resulting polycrystalline material). And the difficulties that cannot be solved with available materials. This problem has been completely overcome by a method for directly producing materials containing low levels of silicon as defined in the claims of the present invention.

【0032】[0032]

【実施例】以下に実施例を示すが、これは本発明の範囲
を限定するものではない。
EXAMPLES The following examples are given, but do not limit the scope of the present invention.

【0033】実施例 予め王水で少なくとも2時間洗浄し、18メガオームの
超純水ですすいだ蓋付きの石英製のるつぼに、原料、す
なわちインジウム6Nと赤リン6Nを、コントロールさ
れた雰囲気(等級(class)100)下で仕込む。
このるつぼを黒鉛製のるつぼホルダーに入れて蓋を閉
じ、反応器の中に入れる。
The washed at least 2 hours in Example advance aqua regia, 18 megohms the quartz crucible with rinsed lid with ultrapure water, raw materials, namely indium 6N and red phosphorus 6N, controlled atmosphere (class (Class) 100).
This crucible is placed in a graphite crucible holder, the lid is closed, and the crucible is placed in the reactor.

【0034】この系を50MPaに加圧し、1150℃
に加熱する(図1を参照のこと)。
This system was pressurized to 50 MPa, and 1150 ° C.
(See FIG. 1).

【0035】得られた多結晶性InP生成物をエチルア
ルコールで処理して、表面上に存在していると考えられ
るあらゆるリン残留物を除去し、次いでHCl−HNO
(1:1)で処理して、存在しうる余剰のインジウム
を除去する。
The resulting polycrystalline InP product is treated with ethyl alcohol to remove any phosphorus residues that may be present on the surface, and then HCl-HNO
3 (1: 1) to remove any excess indium that may be present.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】VHPS法の温度−圧力サイクルを示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a temperature-pressure cycle of a VHPS method.

【図2】HPDS法の温度−圧力サイクルを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a temperature-pressure cycle of the HPDS method.

フロントページの続き (72)発明者 フランコ、ダニエリ イタリー国ベネチア、ビア、サン、フェル モ、7/ア (72)発明者 レティツィア、メレガルリ イタリー国ベネチア、ドルソ、デュロ、 2416Continued on the front page (72) Inventor Franco, Danieli, Italy, Italy, Via, San, Fermo, 7 / A (72) Inventor Letizia, Meregalli, Venice, Italy, Dorso, Duro, 2416

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インジウムとリンから出発してリン化イン
ジウムを直接合成する方法であって、一つの容器を他の
容器の中に入れた、少なくとも二つの容器を用いた反応
器を利用した完全に閉じた反応系中で、温度を最高10
70〜1250℃にし、圧力を最高1850〜2000
バールにし、以下の式 y = kx (式中、yは℃単位の温度であり、xは分単位の時間で
あり、またkは5〜20℃/分の値の定数である)に従
って経時的に温度を絶えず上昇させながら合成を行うこ
とを特徴とする方法。
1. A method for directly synthesizing indium phosphide starting from indium and phosphorus, wherein one vessel is placed in another vessel and a complete reactor is used using at least two vessels. Temperature up to 10 in a closed reaction system
70 to 1250 ° C and pressure up to 1850 to 2000
Bar and over time according to the following formula: y = kx where y is temperature in ° C, x is time in minutes, and k is a constant value of 5-20 ° C / min. Wherein the synthesis is carried out while constantly increasing the temperature.
【請求項2】最高温度が1100〜1200℃の範囲に
ある、請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the maximum temperature is in the range from 1100 to 1200 ° C.
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