JP2002114600A - ＩｎＰ単結晶基板 - Google Patents
ＩｎＰ単結晶基板Info
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- 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
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- 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
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】単結晶基板上に積層したエピタキシャル層にヒ
ロックが発生しにくいＩｎＰ単結晶基板を提供する。 【解決手段】ＩｎＰ単結晶基板中の酸素原子濃度を、１
×１０17原子／ｃｍ3〜１×１０18原子／ｃｍ3の範囲
内、面方位を＜１００＞でオフアングルが±０．０３°
未満とする。製造方法として、酸化インジウムおよび／
または酸化リンを含む原料を用いてＩｎＰ単結晶を育成
する。または、封止剤であるＢ2Ｏ3に酸化インジウムお
よび／または酸化リンを添加し、液体封止チョクラルス
キー法でＩｎＰ単結晶を育成する。
ロックが発生しにくいＩｎＰ単結晶基板を提供する。 【解決手段】ＩｎＰ単結晶基板中の酸素原子濃度を、１
×１０17原子／ｃｍ3〜１×１０18原子／ｃｍ3の範囲
内、面方位を＜１００＞でオフアングルが±０．０３°
未満とする。製造方法として、酸化インジウムおよび／
または酸化リンを含む原料を用いてＩｎＰ単結晶を育成
する。または、封止剤であるＢ2Ｏ3に酸化インジウムお
よび／または酸化リンを添加し、液体封止チョクラルス
キー法でＩｎＰ単結晶を育成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーダイオー
ド、受光素子等の光通信用デバイスの製造に供されるＩ
ｎＰ単結晶基板に関し、更に詳しくは、エピタキシャル
層表面の欠陥の発生を低く抑えられるＩｎＰ単結晶基板
に関する。
ド、受光素子等の光通信用デバイスの製造に供されるＩ
ｎＰ単結晶基板に関し、更に詳しくは、エピタキシャル
層表面の欠陥の発生を低く抑えられるＩｎＰ単結晶基板
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩｎＰ単結晶基板は、光通信に用いられ
るレーザーダイオードや受光素子を製作するための基板
として使用されている。レーザーダイオードや受光素子
を製作するためには、ミラー状に研磨されたＩｎＰ単結
晶基板の上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体等の薄膜をエピ
タキシャル成長させる必要があり、この薄膜の成長方法
として液相法や気相法のエピタキシャル成長技術が使わ
れる。最近ではこれらの素子の、高速化のためにＩｎＰ
単結晶基板の上に成長させるエピタキシャル層の薄層化
が求められている。しかし、エピタキシャル層の薄層化
によりＩｎＰ単結晶基板の表面状態の善し悪しが、その
上に積層されるエピタキシャル層の性能に大きく影響す
る様になってきた。
るレーザーダイオードや受光素子を製作するための基板
として使用されている。レーザーダイオードや受光素子
を製作するためには、ミラー状に研磨されたＩｎＰ単結
晶基板の上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体等の薄膜をエピ
タキシャル成長させる必要があり、この薄膜の成長方法
として液相法や気相法のエピタキシャル成長技術が使わ
れる。最近ではこれらの素子の、高速化のためにＩｎＰ
単結晶基板の上に成長させるエピタキシャル層の薄層化
が求められている。しかし、エピタキシャル層の薄層化
によりＩｎＰ単結晶基板の表面状態の善し悪しが、その
上に積層されるエピタキシャル層の性能に大きく影響す
る様になってきた。
【０００３】その中の１つにヒロックと呼ばれるエピタ
キシャルウェーハ表面に現れる突起状の異常成長があ
る。ヒロックの大きさは、エピタキシャル条件によって
異なるが、直径はおよそ２０μｍ、高さは５ｎｍ程度で
ある。
キシャルウェーハ表面に現れる突起状の異常成長があ
る。ヒロックの大きさは、エピタキシャル条件によって
異なるが、直径はおよそ２０μｍ、高さは５ｎｍ程度で
ある。
【０００４】このヒロックをなくすため、ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体エピタキシャル層の組成比を変えたり、エ
ピタキシャル成長時の基板温度を調整したり、さらには
単結晶基板表面に僅かなオフアングルを付けてエピタキ
シャル成長を実施する等の対応がとられている。例えば
特開平０７−１９３００７号公報ではヒロックをなくす
ため、基板表面の面方位を＜１００＞より０．０３〜
０．０８°の角度だけ傾け、さらに基板温度を７００〜
８００℃に制限してエピタキシャル成長させる方法が開
示されている。
化合物半導体エピタキシャル層の組成比を変えたり、エ
ピタキシャル成長時の基板温度を調整したり、さらには
単結晶基板表面に僅かなオフアングルを付けてエピタキ
シャル成長を実施する等の対応がとられている。例えば
特開平０７−１９３００７号公報ではヒロックをなくす
ため、基板表面の面方位を＜１００＞より０．０３〜
０．０８°の角度だけ傾け、さらに基板温度を７００〜
８００℃に制限してエピタキシャル成長させる方法が開
示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしエピタキシャル
層の成膜条件を変えてヒロックの発生を防いだ場合、所
望する性能のエピタキシャル層が得られ難いという問題
点があった。また、ＩｎＰ単結晶基板にオフアングルを
付けてヒロックを防ぐ場合には、エピタキシャル層にミ
クロなサイズの欠陥が現れ膜の均一性が悪化するという
問題点があった。
層の成膜条件を変えてヒロックの発生を防いだ場合、所
望する性能のエピタキシャル層が得られ難いという問題
点があった。また、ＩｎＰ単結晶基板にオフアングルを
付けてヒロックを防ぐ場合には、エピタキシャル層にミ
クロなサイズの欠陥が現れ膜の均一性が悪化するという
問題点があった。
【０００６】本発明は上記の問題点に鑑みなされたもの
で、積層するエピタキシャル層にヒロックが発生しにく
いＩｎＰ単結晶基板を提供することにある。
で、積層するエピタキシャル層にヒロックが発生しにく
いＩｎＰ単結晶基板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意努力検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、［１］ＩｎＰ単結晶基板中の
酸素原子濃度が、１×１０17原子／ｃｍ3〜１×１０18
原子／ｃｍ3の範囲内であることを特徴とするＩｎＰ単
結晶基板、［２］ＩｎＰ単結晶基板の面方位のオフアン
グルが、±０．０３°未満であることを特徴とする
［１］に記載のＩｎＰ単結晶基板、［３］ＩｎＰ単結晶
基板の面方位が、＜１００＞である［２］に記載のＩｎ
Ｐ単結晶基板、［４］酸化インジウムおよび／または酸
化リンを含む原料を用いてＩｎＰ単結晶を育成し、その
後、育成した単結晶を基板に加工することを特徴とする
［１］〜［３］の何れか１項に記載のＩｎＰ単結晶基板
の製造方法、［５］封止剤であるＢ2Ｏ3に酸化インジウ
ムおよび／または酸化リンを添加し、液体封止チョクラ
ルスキー法でＩｎＰ単結晶を育成し、その後、育成した
単結晶を基板に加工することを特徴とする［１］〜
［３］の何れか１項に記載のＩｎＰ単結晶基板の製造方
法、［６］［４］または［５］に記載の製造方法を用い
て作製したＩｎＰ単結晶基板、［７］［１］〜［３］ま
たは［６］に記載のＩｎＰ単結晶基板を用いて作製した
レーザー素子、受光素子に関する。
題を解決すべく鋭意努力検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、［１］ＩｎＰ単結晶基板中の
酸素原子濃度が、１×１０17原子／ｃｍ3〜１×１０18
原子／ｃｍ3の範囲内であることを特徴とするＩｎＰ単
結晶基板、［２］ＩｎＰ単結晶基板の面方位のオフアン
グルが、±０．０３°未満であることを特徴とする
［１］に記載のＩｎＰ単結晶基板、［３］ＩｎＰ単結晶
基板の面方位が、＜１００＞である［２］に記載のＩｎ
Ｐ単結晶基板、［４］酸化インジウムおよび／または酸
化リンを含む原料を用いてＩｎＰ単結晶を育成し、その
後、育成した単結晶を基板に加工することを特徴とする
［１］〜［３］の何れか１項に記載のＩｎＰ単結晶基板
の製造方法、［５］封止剤であるＢ2Ｏ3に酸化インジウ
ムおよび／または酸化リンを添加し、液体封止チョクラ
ルスキー法でＩｎＰ単結晶を育成し、その後、育成した
単結晶を基板に加工することを特徴とする［１］〜
［３］の何れか１項に記載のＩｎＰ単結晶基板の製造方
法、［６］［４］または［５］に記載の製造方法を用い
て作製したＩｎＰ単結晶基板、［７］［１］〜［３］ま
たは［６］に記載のＩｎＰ単結晶基板を用いて作製した
レーザー素子、受光素子に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のＩｎＰ単結晶基板は、Ｉ
ｎＰ単結晶を内周刃切断機等でウェーハ状に切断した
後、ミラー状に研磨することにより作製される。本発明
では、このＩｎＰ単結晶基板中の酸素原子濃度を１×１
０17〜１×１０18原子／ｃｍ3の範囲内とすることによ
り、その上に積層されるエピタキシャル層に形成するヒ
ロックの量を飛躍的に低減させ、積層されるエピタキシ
ャル層の薄層化や高機能化に対応することが可能とな
る。ＩｎＰ単結晶基板中の酸素原子濃度は１×１０17〜
１×１０18原子／ｃｍ3の範囲内とする必要があるが、
より好ましくは１．５×１０1 7〜５×１０17原子／ｃｍ
3の範囲内、最も好ましくは２×１０17〜４×１０17原
子／ｃｍ3の範囲内とするとエピタキシャル層に形成す
るヒロックの量を更に低減することが可能となる。
ｎＰ単結晶を内周刃切断機等でウェーハ状に切断した
後、ミラー状に研磨することにより作製される。本発明
では、このＩｎＰ単結晶基板中の酸素原子濃度を１×１
０17〜１×１０18原子／ｃｍ3の範囲内とすることによ
り、その上に積層されるエピタキシャル層に形成するヒ
ロックの量を飛躍的に低減させ、積層されるエピタキシ
ャル層の薄層化や高機能化に対応することが可能とな
る。ＩｎＰ単結晶基板中の酸素原子濃度は１×１０17〜
１×１０18原子／ｃｍ3の範囲内とする必要があるが、
より好ましくは１．５×１０1 7〜５×１０17原子／ｃｍ
3の範囲内、最も好ましくは２×１０17〜４×１０17原
子／ｃｍ3の範囲内とするとエピタキシャル層に形成す
るヒロックの量を更に低減することが可能となる。
【０００９】ＩｎＰ単結晶基板中の酸素原子濃度をこの
範囲内とすることにより、その上に形成するエピタキシ
ャル層表面のヒロックが減少する理由の詳細は不明であ
るが、ＩｎＰ単結晶基板中の酸素により転位周辺部の歪
みが変化することが考えられる。
範囲内とすることにより、その上に形成するエピタキシ
ャル層表面のヒロックが減少する理由の詳細は不明であ
るが、ＩｎＰ単結晶基板中の酸素により転位周辺部の歪
みが変化することが考えられる。
【００１０】ＩｎＰ単結晶は一般的には、液体封止チョ
クラルスキー法（ＬＥＣ法）で育成することができる。
また最近では、ＶＢ法やＶＧＦ法と呼ばれる縦型ボート
法でも育成される。これらの方法によりＩｎＰ単結晶を
育成する場合、ＩｎとＰを含む原料融液からのリンの解
離を防止するため、液体封止剤として酸化硼素（Ｂ
2Ｏ3）が一般的に用いられる。このＢ2Ｏ3からＩｎＰ融
液中に酸素が溶け込みＩｎＰ単結晶中に酸素原子が混入
する場合があるが、Ｂ2Ｏ3からＩｎＰ融液中への酸素原
子の混入は僅かな量であり、ＩｎＰ単結晶中の酸素原子
濃度を本発明の１×１０17〜１×１０18原子／ｃｍ3の
範囲内まで高めることはできない。そのため本発明で
は、ＩｎＰ単結晶中の酸素原子濃度を高めるために、Ｂ
2Ｏ3よりも分解しやすく、酸素が容易にＩｎＰ融液に溶
け込むような酸化物を添加することが好ましい。このよ
うな酸化物としては、ＩｎＰ単結晶の主要構成要素であ
る、インジウムやリンの酸化物であるＩｎ2Ｏ3やＰ2Ｏ5
を用いることが最も適している。
クラルスキー法（ＬＥＣ法）で育成することができる。
また最近では、ＶＢ法やＶＧＦ法と呼ばれる縦型ボート
法でも育成される。これらの方法によりＩｎＰ単結晶を
育成する場合、ＩｎとＰを含む原料融液からのリンの解
離を防止するため、液体封止剤として酸化硼素（Ｂ
2Ｏ3）が一般的に用いられる。このＢ2Ｏ3からＩｎＰ融
液中に酸素が溶け込みＩｎＰ単結晶中に酸素原子が混入
する場合があるが、Ｂ2Ｏ3からＩｎＰ融液中への酸素原
子の混入は僅かな量であり、ＩｎＰ単結晶中の酸素原子
濃度を本発明の１×１０17〜１×１０18原子／ｃｍ3の
範囲内まで高めることはできない。そのため本発明で
は、ＩｎＰ単結晶中の酸素原子濃度を高めるために、Ｂ
2Ｏ3よりも分解しやすく、酸素が容易にＩｎＰ融液に溶
け込むような酸化物を添加することが好ましい。このよ
うな酸化物としては、ＩｎＰ単結晶の主要構成要素であ
る、インジウムやリンの酸化物であるＩｎ2Ｏ3やＰ2Ｏ5
を用いることが最も適している。
【００１１】これらの酸化物をＩｎＰ単結晶中に添加す
る方法としては、ＩｎＰ単結晶を育成するのに用いる多
結晶原料を製造する際に、酸化インジウムおよび／また
は酸化リンを添加して高酸素原子濃度の多結晶原料をあ
らかじめ製作しておく方法や、ＬＥＣ法で単結晶を育成
する際に、多結晶原料と共に酸化インジウムおよび／ま
たは酸化リンをＬＥＣ法製造装置のルツボに入れる方法
がある。また、封止剤のＢ2Ｏ3に酸化インジウムおよび
／または酸化リンをあらかじめ添加しておく方法もあ
る。
る方法としては、ＩｎＰ単結晶を育成するのに用いる多
結晶原料を製造する際に、酸化インジウムおよび／また
は酸化リンを添加して高酸素原子濃度の多結晶原料をあ
らかじめ製作しておく方法や、ＬＥＣ法で単結晶を育成
する際に、多結晶原料と共に酸化インジウムおよび／ま
たは酸化リンをＬＥＣ法製造装置のルツボに入れる方法
がある。また、封止剤のＢ2Ｏ3に酸化インジウムおよび
／または酸化リンをあらかじめ添加しておく方法もあ
る。
【００１２】この場合の酸化物の添加量は、ＩｎＰ多結
晶原料へ酸化物を添加する場合では、（ＩｎＰ多結晶原
料中のＩｎとＰの原子数）：（Ｏ原子数）＝１０万：１
〜５千万：１、封止剤に酸化物を添加する場合では、
（ＩｎＰ多結晶原料中のＩｎとＰの原子数）：（封止剤
中のＢ2Ｏ3以外のＯ原子数）＝５：１〜１００：１、と
するのが好ましい。
晶原料へ酸化物を添加する場合では、（ＩｎＰ多結晶原
料中のＩｎとＰの原子数）：（Ｏ原子数）＝１０万：１
〜５千万：１、封止剤に酸化物を添加する場合では、
（ＩｎＰ多結晶原料中のＩｎとＰの原子数）：（封止剤
中のＢ2Ｏ3以外のＯ原子数）＝５：１〜１００：１、と
するのが好ましい。
【００１３】なお、本発明のＩｎＰ単結晶基板中の酸素
原子濃度は、基板に加工前のＩｎＰ単結晶中の酸素原子
濃度と同義に解釈して良い。
原子濃度は、基板に加工前のＩｎＰ単結晶中の酸素原子
濃度と同義に解釈して良い。
【００１４】本発明のＩｎＰ単結晶基板は、オフアング
ルを付けない単結晶基板とすることで、よりエピタキシ
ャル層の形成に適した基板とすることができる。従来の
ＩｎＰ単結晶基板ではオフアングルを付けることによっ
てエピタキシャル層を積層した際のヒロックの発生を防
いでいたが、本発明のＩｎＰ単結晶基板では、この必要
が無くなり、オフアングルを付けない単結晶基板によっ
て従来では得られなかったエピタキシャル層の薄膜化、
多層化が達成できる。オフアングルを付けない単結晶基
板とは、基板の面方位に対してオフアングルが±０．０
３°未満であり、より好ましくは±０．０２°未満であ
る。
ルを付けない単結晶基板とすることで、よりエピタキシ
ャル層の形成に適した基板とすることができる。従来の
ＩｎＰ単結晶基板ではオフアングルを付けることによっ
てエピタキシャル層を積層した際のヒロックの発生を防
いでいたが、本発明のＩｎＰ単結晶基板では、この必要
が無くなり、オフアングルを付けない単結晶基板によっ
て従来では得られなかったエピタキシャル層の薄膜化、
多層化が達成できる。オフアングルを付けない単結晶基
板とは、基板の面方位に対してオフアングルが±０．０
３°未満であり、より好ましくは±０．０２°未満であ
る。
【００１５】また本発明のＩｎＰ単結晶基板の好ましい
面方位は＜１００＞である。この面方位とすることによ
り、よりヒロックの発生しにくいＩｎＰ単結晶基板を提
供することが可能となる。
面方位は＜１００＞である。この面方位とすることによ
り、よりヒロックの発生しにくいＩｎＰ単結晶基板を提
供することが可能となる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明のＩｎＰ単結晶基板を実施例に
より詳述するが、本発明は以下の実施例に限定されるも
のではない。
より詳述するが、本発明は以下の実施例に限定されるも
のではない。
【００１７】（実施例１）直径１００ｍｍのＰ−ＢＮ製
ルツボに純度６ＮのＩｎＰ多結晶原料１０００ｇとドー
パントとしてＩｎ2Ｓ3を０．４ｇ、そしてＩｎ2Ｏ3を
０．３ｇと液体封止剤として３００ｇのＢ2Ｏ3を入れ、
単結晶育成容器内に設置した。容器内をアルゴンガスで
置換し、ヒーターに直流電流を流し１３００℃まで加熱
させ、ルツボ内のＢ2Ｏ3、ＩｎＰ原料及び酸化インジウ
ムを融解した。
ルツボに純度６ＮのＩｎＰ多結晶原料１０００ｇとドー
パントとしてＩｎ2Ｓ3を０．４ｇ、そしてＩｎ2Ｏ3を
０．３ｇと液体封止剤として３００ｇのＢ2Ｏ3を入れ、
単結晶育成容器内に設置した。容器内をアルゴンガスで
置換し、ヒーターに直流電流を流し１３００℃まで加熱
させ、ルツボ内のＢ2Ｏ3、ＩｎＰ原料及び酸化インジウ
ムを融解した。
【００１８】融解３時間後に上軸の下端に取り付けたＩ
ｎＰ種結晶をＩｎＰ融液に接触させ、種結晶とルツボを
逆方向に相対速度３０ｒｐｍで回転させながら、種結晶
を９ｍｍ／ｈの速度で引き上げ、直径２インチのＩｎＰ
単結晶を成長させた。
ｎＰ種結晶をＩｎＰ融液に接触させ、種結晶とルツボを
逆方向に相対速度３０ｒｐｍで回転させながら、種結晶
を９ｍｍ／ｈの速度で引き上げ、直径２インチのＩｎＰ
単結晶を成長させた。
【００１９】この結晶を内周刃切断機で薄いウェーハ状
に切断した後、ミラー状に研磨した。このミラーウェー
ハの面方位をＸ線により測定したところ、（１００）面
からのずれは０．０１°であった。
に切断した後、ミラー状に研磨した。このミラーウェー
ハの面方位をＸ線により測定したところ、（１００）面
からのずれは０．０１°であった。
【００２０】こうして得られたＩｎＰ単結晶基板中の酸
素原子濃度を２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により
分析した結果、結晶中の酸素原子濃度は１．３×１０17
原子／ｃｍ3であった。
素原子濃度を２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により
分析した結果、結晶中の酸素原子濃度は１．３×１０17
原子／ｃｍ3であった。
【００２１】研磨後のウェーハ表面の破砕層を除去する
ため、表面を軽くエッチングしてから、ＭＯＣＶＤ法で
基板温度６５０℃にてＩｎＧａＡｓ層の薄膜をエピタキ
シャル成長させた。基板のＩｎＰ結晶に格子整合させる
ため、ＩｎとＧａの組成比（Ｉｎ：Ｇａ）は０．５３：
０．４７とした。
ため、表面を軽くエッチングしてから、ＭＯＣＶＤ法で
基板温度６５０℃にてＩｎＧａＡｓ層の薄膜をエピタキ
シャル成長させた。基板のＩｎＰ結晶に格子整合させる
ため、ＩｎとＧａの組成比（Ｉｎ：Ｇａ）は０．５３：
０．４７とした。
【００２２】上記エピタキシャルウェーハ表面を、微分
干渉顕微鏡を用いて倍率１００倍で観察したところ、ヒ
ロックと呼ばれる突起物は全く観察されなかった。
干渉顕微鏡を用いて倍率１００倍で観察したところ、ヒ
ロックと呼ばれる突起物は全く観察されなかった。
【００２３】（実施例２）実施例１と同様に、ＰＢＮ製
のルツボにＩｎＰ多結晶原料１０００ｇとドーパントの
Ｉｎ2Ｓ3を０．４ｇ入れた。今回はＩｎ2Ｏ3を加える代
わりに、重量で７％のＰ2Ｏ5を添加したＢ2Ｏ3を３００
ｇルツボに入れた。このルツボを単結晶育成容器内に設
置し、実施例１と同じ手順で直径２インチの単結晶を育
成した。こうして得られたＩｎＰ単結晶基板中の酸素原
子濃度をＳＩＭＳにより分析した結果、酸素原子濃度は
２．１×１０17原子／ｃｍ3であった。
のルツボにＩｎＰ多結晶原料１０００ｇとドーパントの
Ｉｎ2Ｓ3を０．４ｇ入れた。今回はＩｎ2Ｏ3を加える代
わりに、重量で７％のＰ2Ｏ5を添加したＢ2Ｏ3を３００
ｇルツボに入れた。このルツボを単結晶育成容器内に設
置し、実施例１と同じ手順で直径２インチの単結晶を育
成した。こうして得られたＩｎＰ単結晶基板中の酸素原
子濃度をＳＩＭＳにより分析した結果、酸素原子濃度は
２．１×１０17原子／ｃｍ3であった。
【００２４】この結晶基板に実施例１と同じ条件でエピ
タキシャル層を成長させた。このエピタキシャルウェー
ハ表面を顕微鏡で観察したところ、実施例１と同様にヒ
ロックは観察されなかった。
タキシャル層を成長させた。このエピタキシャルウェー
ハ表面を顕微鏡で観察したところ、実施例１と同様にヒ
ロックは観察されなかった。
【００２５】（比較例１）実施例１と同一のＰＢＮ製ル
ツボにＩｎＰ多結晶原料１０００ｇ、ドーパントのＩｎ
2Ｓ3を０．４ｇ、そして３００ｇのＢ2Ｏ3を入れ、単結
晶育成容器内に設置した。実施例１と同じ手順で直径２
インチの単結晶を育成し単結晶基板を作製した。
ツボにＩｎＰ多結晶原料１０００ｇ、ドーパントのＩｎ
2Ｓ3を０．４ｇ、そして３００ｇのＢ2Ｏ3を入れ、単結
晶育成容器内に設置した。実施例１と同じ手順で直径２
インチの単結晶を育成し単結晶基板を作製した。
【００２６】この単結晶基板の酸素原子濃度をＳＩＭＳ
で分析した結果、分析下限値の２×１０16原子／ｃｍ3
以下であった。
で分析した結果、分析下限値の２×１０16原子／ｃｍ3
以下であった。
【００２７】この結晶を実施例１と同じ手順でミラーウ
ェーハ状に加工して、エピタキシャル成長をさせた。こ
のエピタキシャルウェーハ表面を顕微鏡で観察したとこ
ろ、単結晶基板の転位とほぼ同一密度である５００個／
ｃｍ2で、サイズ２０μｍのヒロックが観察された。
ェーハ状に加工して、エピタキシャル成長をさせた。こ
のエピタキシャルウェーハ表面を顕微鏡で観察したとこ
ろ、単結晶基板の転位とほぼ同一密度である５００個／
ｃｍ2で、サイズ２０μｍのヒロックが観察された。
【００２８】（比較例２）実施例１と同一のＰＢＮ製ル
ツボにＩｎＰ多結晶原料１０００ｇとドーパントのＩｎ
2Ｓ3を０．４ｇ、そして実施例１より少ない０．２ｇの
Ｉｎ2Ｏ3を入れ、さらに３００ｇのＢ2Ｏ3を入れて実施
例１と同じ手順で直径２インチの単結晶を育成し、単結
晶基板を作製した。
ツボにＩｎＰ多結晶原料１０００ｇとドーパントのＩｎ
2Ｓ3を０．４ｇ、そして実施例１より少ない０．２ｇの
Ｉｎ2Ｏ3を入れ、さらに３００ｇのＢ2Ｏ3を入れて実施
例１と同じ手順で直径２インチの単結晶を育成し、単結
晶基板を作製した。
【００２９】この単結晶基板の酸素原子濃度をＳＩＭＳ
で分析した結果、７×１０16原子／ｃｍ3であった。
で分析した結果、７×１０16原子／ｃｍ3であった。
【００３０】この結晶を実施例１と同じ手順でミラーウ
ェーハ状に加工して、エピタキシャル成長をさせた。こ
のエピタキシャルウェーハ表面を顕微鏡で観察したとこ
ろ、比較例１と同様に、密度５００個／ｃｍ2で、サイ
ズ２０μｍのヒロックが観察された。
ェーハ状に加工して、エピタキシャル成長をさせた。こ
のエピタキシャルウェーハ表面を顕微鏡で観察したとこ
ろ、比較例１と同様に、密度５００個／ｃｍ2で、サイ
ズ２０μｍのヒロックが観察された。
【００３１】
【発明の効果】本発明の、酸素原子濃度が１×１０17〜
１×１０18原子／ｃｍ3の範囲内であるＩｎＰ単結晶基
板を、ＭＯＣＶＤ法などの気相法エピタキシャル成長に
使用することにより、基板上に形成したエピタキシャル
層表面のヒロックと呼ばれる突起物の発生を低減するこ
とが可能となり、エピタキシャル層の薄層化や多層化、
高機能化に対応できるＩｎＰ単結晶基板を提供すること
が可能となった。
１×１０18原子／ｃｍ3の範囲内であるＩｎＰ単結晶基
板を、ＭＯＣＶＤ法などの気相法エピタキシャル成長に
使用することにより、基板上に形成したエピタキシャル
層表面のヒロックと呼ばれる突起物の発生を低減するこ
とが可能となり、エピタキシャル層の薄層化や多層化、
高機能化に対応できるＩｎＰ単結晶基板を提供すること
が可能となった。
【００３２】従来はエピタキシャル層の性能と、ヒロッ
クが発生しない条件との兼ね合いでエピタキシャル成長
条件が決められていたが、本発明のＩｎＰ単結晶基板に
よればヒロックの発生は考慮する必要がなくなり、エピ
タキシャル層の性能向上のためだけにエピタキシャル層
の積層構造を決定できるようになり、このエピタキシャ
ル積層構造体を用いることにより高性能、高機能のレー
ザー素子や受光素子を提供可能となった。
クが発生しない条件との兼ね合いでエピタキシャル成長
条件が決められていたが、本発明のＩｎＰ単結晶基板に
よればヒロックの発生は考慮する必要がなくなり、エピ
タキシャル層の性能向上のためだけにエピタキシャル層
の積層構造を決定できるようになり、このエピタキシャ
ル積層構造体を用いることにより高性能、高機能のレー
ザー素子や受光素子を提供可能となった。
【００３３】特に、ＩｎＰ単結晶基板の面方位が＜１０
０＞でオフアングルが±０．０３°未満にすると、より
高性能、高機能のレーザー素子や受光素子を提供可能と
なった。
０＞でオフアングルが±０．０３°未満にすると、より
高性能、高機能のレーザー素子や受光素子を提供可能と
なった。
【図１】単結晶育成装置の概略構造図を示す。
１ 単結晶育成容器 ２ ルツボ ３ ヒーター ４ ＩｎＰ単結晶 ５ 液体封止剤 ６ ＩｎＰ融液 ７ 上軸 ８ 下軸 ９ 種結晶
Claims (7)
- 【請求項１】ＩｎＰ単結晶基板中の酸素原子濃度が、１
×１０17原子／ｃｍ3〜１×１０18原子／ｃｍ3の範囲内
であることを特徴とするＩｎＰ単結晶基板。 - 【請求項２】ＩｎＰ単結晶基板の面方位のオフアングル
が、±０．０３°未満であることを特徴とする請求項１
に記載のＩｎＰ単結晶基板。 - 【請求項３】ＩｎＰ単結晶基板の面方位が、＜１００＞
である請求項２に記載のＩｎＰ単結晶基板。 - 【請求項４】酸化インジウムおよび／または酸化リンを
含む原料を用いてＩｎＰ単結晶を育成し、その後、育成
した単結晶を基板に加工することを特徴とする請求項１
〜３の何れか１項に記載のＩｎＰ単結晶基板の製造方
法。 - 【請求項５】封止剤であるＢ2Ｏ3に酸化インジウムおよ
び／または酸化リンを添加し、液体封止チョクラルスキ
ー法でＩｎＰ単結晶を育成し、その後、育成した単結晶
を基板に加工することを特徴とする請求項１〜３の何れ
か１項に記載のＩｎＰ単結晶基板の製造方法。 - 【請求項６】請求項４または５に記載の製造方法を用い
て作製したＩｎＰ単結晶基板。 - 【請求項７】請求項１〜３または６に記載のＩｎＰ単結
晶基板を用いて作製したレーザー素子、受光素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000300027A JP2002114600A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ＩｎＰ単結晶基板 |
| PCT/JP2001/008436 WO2002029138A2 (en) | 2000-09-29 | 2001-09-27 | Inp single crystal substrate |
| AU9227001A AU9227001A (en) | 2000-09-29 | 2001-09-27 | Inp single crystal substrate |
| GB0212348A GB2373243B (en) | 2000-09-29 | 2001-09-27 | InP single crystal substrate |
| US10/148,133 US6752976B2 (en) | 2000-09-29 | 2001-09-27 | Inp single crystal substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000300027A JP2002114600A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ＩｎＰ単結晶基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002114600A true JP2002114600A (ja) | 2002-04-16 |
Family
ID=18781759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000300027A Pending JP2002114600A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ＩｎＰ単結晶基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002114600A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6439898B1 (ja) * | 2017-07-04 | 2018-12-19 | 住友電気工業株式会社 | リン化インジウム単結晶体およびリン化インジウム単結晶基板 |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000300027A patent/JP2002114600A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6439898B1 (ja) * | 2017-07-04 | 2018-12-19 | 住友電気工業株式会社 | リン化インジウム単結晶体およびリン化インジウム単結晶基板 |
| WO2019008662A1 (ja) * | 2017-07-04 | 2019-01-10 | 住友電気工業株式会社 | リン化インジウム単結晶体およびリン化インジウム単結晶基板 |
| WO2019009306A1 (ja) * | 2017-07-04 | 2019-01-10 | 住友電気工業株式会社 | リン化インジウム単結晶体およびリン化インジウム単結晶基板 |
| US11313050B2 (en) | 2017-07-04 | 2022-04-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Indium phosphide single-crystal body and indium phosphide single-crystal substrate |
| US12091773B2 (en) | 2017-07-04 | 2024-09-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Indium phosphide single-crystal body and indium phosphide single-crystal substrate |
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