JP2004256392A - 化合物半導体結晶の製造方法および化合物半導体結晶 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 所定の分圧の酸化炭素ガス7と化合物半導体原料2とを、ガス不透過性気密容器8内に密封するステップと、気密容器8の温度を上昇させて気密容器8内に密封された化合物半導体原料2を融解するステップと、気密容器8の温度を低下させて融解した化合物半導体原料2を固化させることにより、所定量の炭素を含有する化合物半導体結晶を育成するステップとを備える。
【選択図】 図1
Description
Claims (25)
- 目的とするカーボン濃度を含有する化合物半導体結晶を成長するために必要な分圧の酸化炭素ガスと化合物半導体原料とを、ガス不透過性気密容器内に密封するステップと、
前記気密容器の温度を上昇させて前記気密容器内に密封された前記化合物半導体原料を融解するステップと、
前記気密容器の温度を低下させて前記融解した化合物半導体原料を固化させることにより、目的とするカーボン濃度を有する化合物半導体結晶を育成するステップと、
を備えた、化合物半導体結晶の製造方法。 - 目的とするカーボン濃度を含有する化合物半導体結晶を成長するために必要な酸化炭素ガスの分圧を決定するステップと、
前記決定された分圧の酸化炭素ガスと化合物半導体原料とを、ガス不透過性気密容器に密封するステップと、
前記気密容器の温度を上昇させて前記気密容器内に密封された前記化合物半導体原料を融解するステップと、
前記気密容器の温度を低下させて前記融解した化合物半導体原料を固化させることにより、目的とするカーボン濃度を有する化合物半導体結晶を育成するステップと、
を備えた、化合物半導体結晶の製造方法。 - 前記気密容器内に密封する前記酸化炭素ガスの分圧が、25℃において13.3〜13300Pa(0.1〜100Torr)であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 化合物半導体原料と酸化ホウ素とを、減圧したガス不透過性気密容器に密封して、該容器の温度を上昇させて化合物半導体原料と酸化ホウ素とを融解し、
前記容器の温度を低下させて、前記融解した化合物半導体原料を固化させて化合物半導体結晶を育成する、化合物半導体結晶の製造方法であって、
前記不透過性容器内に目的とするカーボン濃度を含有する化合物半導体結晶を成長するために必要な分圧の酸化炭素ガスを前記融解した化合物半導体原料と共存させることによって目的とするカーボン濃度を有する化合物半導体結晶を育成することを特徴とする、化合物半導体結晶の製造方法。 - 目的とするカーボン濃度を含有する化合物半導体結晶を成長するために必要な分圧の酸化炭素ガスと、融解した化合物半導体原料および酸化ホウ素とを、ガス不透過性気密容器内において共存させ、然る後、
前記ガス不透過性気密容器の温度を低下させて前記融解した化合物半導体原料を固化させることにより、目的とするカーボン濃度を有する化合物半導体結晶を育成することを特徴とする、化合物半導体結晶の製造方法。 - 化合物半導体の融点において、前記融解した化合物半導体原料と共存させる前記酸化炭素ガスの分圧が、25℃における分圧の13.3〜13300Paの約5倍(66.5〜66500Pa)であることを特徴とする、請求項4または請求項5記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記酸化炭素ガスは、COガスおよびCO2ガスからなる群から選ばれる少なくとも1つのガスを含む、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記融解した化合物半導体原料の少なくとも一部を、酸化ホウ素と接触させながら結晶を育成することを特徴とする、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記融解した化合物半導体原料の上面全体を、酸化ホウ素で覆いながら結晶を育成することを特徴とする、請求項8記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記酸化ホウ素の水分含有量が300ppm以下であることを特徴とする、請求項8または請求項9記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記酸化ホウ素の水分含有量が100ppm以下であることを特徴とする、請求項10記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記酸化ホウ素の水分含有量のばらつきの範囲を、±20%以下に制御したことを特徴とする、請求項8〜請求項11のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記気密容器内に前記酸化炭素ガスを密封するステップに先立って、前記気密容器に真空加熱処理を施すステップをさらに備えることを特徴とする、請求項1〜請求項12のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記真空加熱処理の温度が350℃以下であることを特徴とする、請求項13記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記気密容器の少なくとも内壁、および前記化合物半導体原料と前記酸化ホウ素とを除く前記気密容器内の内容物の少なくとも外表面が、カーボンを含まない材料で構成されていることを特徴とする、請求項1〜請求項14のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記カーボンを含まない材料は、石英、窒化ケイ素、窒化ホウ素、熱分解窒化ホウ素およびアルミナからなる群から選ばれる少なくとも1つの材料を含む、請求項15記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記ガス不透過性気密容器の少なくとも一部が、石英で構成されていることを特徴とする、請求項1〜請求項16のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記石英で構成された部分の肉厚が、1.5mm以上であることを特徴とする、請求項17記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記石英で構成された部分の最高温度を、1270℃以下に制御しながら結晶成長を行なうことを特徴とする、請求項17または請求項18記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記融解した化合物原料からなる原料融液よりも後部の空間の最高温度部と最低温度部との温度差を、300℃以下にしながら結晶成長を行なうことを特徴とする、請求項1〜請求項19のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記融解した化合物原料からなる原料融液よりも後部の空間の体積を、前記原料融液側の空間の体積よりも大きくしたことを特徴とする、請求項1〜請求項20のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記原料融液よりも後部の空間の体積を、前記原料融液側の空間の体積の2倍以上にしたことを特徴とする、請求項21記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記化合物半導体はGaAsを含む、請求項1〜請求項22のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 請求項1〜請求項23のいずれかに記載の化合物半導体結晶の製造方法により製造された化合物半導体結晶であって、
カーボン濃度が0.1〜20×1015cm-3である、化合物半導体結晶。 - 前記化合物半導体はGaAsを含む、請求項24記載の化合物半導体結晶。
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