JP2719673B2 - 単結晶成長方法 - Google Patents
単結晶成長方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はInP単結晶の育成技術に関し、特にイオウも
しくは亜鉛をドープしたInP単結晶を液体封止チョクラ
ルスキー法（以下、LEC法と称する）により製造する場
合に利用して効果のある技術に関する。
しくは亜鉛をドープしたInP単結晶を液体封止チョクラ
ルスキー法（以下、LEC法と称する）により製造する場
合に利用して効果のある技術に関する。
［従来の技術］ InP単結晶の育成法の一つにLEC法がある。LEC法によ
りInP単結晶を育成する場合、温度勾配が小さいと、液
体封止剤の表面温度が高くなりすぎて結晶引上げ中に封
止剤上にさらされた単結晶の表面が分解し、はなはだし
くは溶解が始まり引上げができなくなる。そのため、LE
C法によるInP単結晶の育成では結晶軸方向の温度勾配を
大きくしなくてはならなかった。しかし、逆に温度勾配
が大きすぎると、結晶内の熟応力が大きくなり、EPD
（転位密度）が増加するという問題が生じる。
りInP単結晶を育成する場合、温度勾配が小さいと、液
体封止剤の表面温度が高くなりすぎて結晶引上げ中に封
止剤上にさらされた単結晶の表面が分解し、はなはだし
くは溶解が始まり引上げができなくなる。そのため、LE
C法によるInP単結晶の育成では結晶軸方向の温度勾配を
大きくしなくてはならなかった。しかし、逆に温度勾配
が大きすぎると、結晶内の熟応力が大きくなり、EPD
（転位密度）が増加するという問題が生じる。
このように、従来のLEC法によるInP単結晶の育成にお
いては、温度勾配の制御で単結晶化と低EPD化の両方の
要求を同時に達成することができなかった。
いては、温度勾配の制御で単結晶化と低EPD化の両方の
要求を同時に達成することができなかった。
このような問題点を解決する方法として最近では、蒸
気圧制御法が注目され、この方法で単結晶化率を高くし
かつEPDを低くするため様々な技術が提案されている
（例えば特開昭60−11278号、特開昭60−11299号、
特開昭63−274690号等）。
気圧制御法が注目され、この方法で単結晶化率を高くし
かつEPDを低くするため様々な技術が提案されている
（例えば特開昭60−11278号、特開昭60−11299号、
特開昭63−274690号等）。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術のうちやの発明では、容器内を高圧
にするため引上げ軸やるつぼ回転軸を封止剤で封止する
などして容器を密閉構造にしているので、装置および作
業が複雑になり、はなはだしくは育成ごとに密閉容器の
一部を破壊しなければならなくなるという欠点がある。
にするため引上げ軸やるつぼ回転軸を封止剤で封止する
などして容器を密閉構造にしているので、装置および作
業が複雑になり、はなはだしくは育成ごとに密閉容器の
一部を破壊しなければならなくなるという欠点がある。
またの発明では内側容器内の最低温度を700℃を超
えるように保持しているが、これでは赤リンの蒸気圧が
100気圧を超えてしまう。それでは、容器内に仕込んだ
赤リンの量でリン圧を制御したらどうかという考えがあ
る。しかし、その方法では昇温中に容器内外の圧力差が
非常に大きくなって、封止剤を通してリンが容器外に抜
けることは避けられず、リン圧の制御は困難である。
えるように保持しているが、これでは赤リンの蒸気圧が
100気圧を超えてしまう。それでは、容器内に仕込んだ
赤リンの量でリン圧を制御したらどうかという考えがあ
る。しかし、その方法では昇温中に容器内外の圧力差が
非常に大きくなって、封止剤を通してリンが容器外に抜
けることは避けられず、リン圧の制御は困難である。
一方、の発明では上記のようなことは起らないが、
液体封止剤中の温度勾配が100℃/cm以下では低転位化の
効果が得られない。特にアンドープやFeドープ、Snドー
プInPでは殆ど効果はなく、不純物硬化作用を持つＳド
ープやZnドープInPでも温度勾配が90℃/cm以下でなけれ
ば効果がない。
液体封止剤中の温度勾配が100℃/cm以下では低転位化の
効果が得られない。特にアンドープやFeドープ、Snドー
プInPでは殆ど効果はなく、不純物硬化作用を持つＳド
ープやZnドープInPでも温度勾配が90℃/cm以下でなけれ
ば効果がない。
ところで、上記したように、イオウや亜鉛を含むInP
単結晶では、不純物硬化作用を利用して、転位密度を低
くすることが可能である。しかし、直径２インチのInP
単結晶において平均EPDを500cm-2以下とするには、キャ
リア濃度が（６〜７）×1018cm-3以上になるまでドーパ
ント（不純物）を注入しなければならない。このように
キャリア濃度の高い単結晶にあっては、デバイスを製造
する際に基板上にエピタキシャル成長を行なうと、結晶
中のドーパントがエピタキシャル層中に拡散して抵抗率
が変化してしまうという問題を生じる。
単結晶では、不純物硬化作用を利用して、転位密度を低
くすることが可能である。しかし、直径２インチのInP
単結晶において平均EPDを500cm-2以下とするには、キャ
リア濃度が（６〜７）×1018cm-3以上になるまでドーパ
ント（不純物）を注入しなければならない。このように
キャリア濃度の高い単結晶にあっては、デバイスを製造
する際に基板上にエピタキシャル成長を行なうと、結晶
中のドーパントがエピタキシャル層中に拡散して抵抗率
が変化してしまうという問題を生じる。
この発明は、上記のような問題点を解決すべくなされ
たもので、その目的とするところは、比較的簡単な装置
を用いて、しかも装置の一部を破壊したり、ドーバント
量を増加させることなく、転位密度が低くかつ単結晶化
率の高いＳまたはZn含有InP単結晶を工業的に製造でき
るような結晶製造技術を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、比較的簡単な装置
を用いて、しかも装置の一部を破壊したり、ドーバント
量を増加させることなく、転位密度が低くかつ単結晶化
率の高いＳまたはZn含有InP単結晶を工業的に製造でき
るような結晶製造技術を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本出願人は、先に上記と同一の目的を達成するため、
LEC法によりイオウもしくは亜鉛を含むInP単結晶を育成
するにあたり、上記るつぼの周囲を、少なくとも結晶引
上げ軸が貫通する部位に上記引上げ軸と嵌合する円筒部
が形成されてなる半密閉型容器で覆うとともに、上記半
密閉型容器には、引上げ軸の隙間から流出する揮発性元
素の蒸気の減少分を補給する蒸気補給手段を接続し、該
蒸気補給手段によって上記半密閉型容器内に0.01atm以
上4atm以下のリン蒸気圧を加え、かつ液体封止剤の鉛直
方向温度勾配を50℃/cm以上90℃/cm以下に制御して結晶
の引上げを行なうことを特徴とする発明を提案した（特
願平１−54000号）。
LEC法によりイオウもしくは亜鉛を含むInP単結晶を育成
するにあたり、上記るつぼの周囲を、少なくとも結晶引
上げ軸が貫通する部位に上記引上げ軸と嵌合する円筒部
が形成されてなる半密閉型容器で覆うとともに、上記半
密閉型容器には、引上げ軸の隙間から流出する揮発性元
素の蒸気の減少分を補給する蒸気補給手段を接続し、該
蒸気補給手段によって上記半密閉型容器内に0.01atm以
上4atm以下のリン蒸気圧を加え、かつ液体封止剤の鉛直
方向温度勾配を50℃/cm以上90℃/cm以下に制御して結晶
の引上げを行なうことを特徴とする発明を提案した（特
願平１−54000号）。
この先願発明で液体封止剤の鉛直方向温度勾配を50℃
/cm以上90℃/cm以下に制御しているのは、温度勾配が50
℃/cm未満になると双晶の発生する確率が高くなるから
である。本発明者は、双晶の発生原因について考察した
結果、固液界面における温度の揺らぎが原因ではないか
と考えた。従って、この温度揺らぎを非常に小さく抑え
ることができれば、温度勾配を50℃/cm未満にしても双
晶の発生を抑制することができると考えられる。例えば
特願平１−199203号の発明において開示されているよう
に熱遮蔽板を内側容器内に設置することで双晶の発生を
抑えることができるのは、その証左である。すなわち、
熱遮蔽板がガス対流を抑えているため、温度の揺らぎを
減少でき、その結晶、双晶の発生を抑えることができる
と考えられる。
/cm以上90℃/cm以下に制御しているのは、温度勾配が50
℃/cm未満になると双晶の発生する確率が高くなるから
である。本発明者は、双晶の発生原因について考察した
結果、固液界面における温度の揺らぎが原因ではないか
と考えた。従って、この温度揺らぎを非常に小さく抑え
ることができれば、温度勾配を50℃/cm未満にしても双
晶の発生を抑制することができると考えられる。例えば
特願平１−199203号の発明において開示されているよう
に熱遮蔽板を内側容器内に設置することで双晶の発生を
抑えることができるのは、その証左である。すなわち、
熱遮蔽板がガス対流を抑えているため、温度の揺らぎを
減少でき、その結晶、双晶の発生を抑えることができる
と考えられる。
また、内側容器の下部の温度が低い方がガス対流によ
る温度揺らぎが小さくなり、特に内側容器内の最低温度
部である蒸気補給部の温度が700℃以下では双晶を誘発
するほどではないことが分かってきた。このような考え
をもとに我々はつぎの発明に至った。
る温度揺らぎが小さくなり、特に内側容器内の最低温度
部である蒸気補給部の温度が700℃以下では双晶を誘発
するほどではないことが分かってきた。このような考え
をもとに我々はつぎの発明に至った。
すなわち、LEC法によりイオウもしくは亜鉛を含むInP
単結晶を育成するにあたり、上記るつぼの周囲を、少な
くとも結晶引上げ軸が貫通する部位に上記引上げ軸と嵌
合する円筒部が形成されてなる半密閉容器で覆うととも
に、上記半密閉型容器には、引上げ軸の隙間から流出す
る蒸気補給手段を接続し、該蒸気補給手段によって上記
半密閉型容器内に0.01atm以上4atm以下のリン蒸気圧を
加え、かつ液体封止剤の鉛直方向温度勾配を５℃/cm以
上50℃/cm未満に、また上記蒸気補給部の温度を300℃以
上700℃以下に制御して結晶の引上げを行なうようにす
る。
単結晶を育成するにあたり、上記るつぼの周囲を、少な
くとも結晶引上げ軸が貫通する部位に上記引上げ軸と嵌
合する円筒部が形成されてなる半密閉容器で覆うととも
に、上記半密閉型容器には、引上げ軸の隙間から流出す
る蒸気補給手段を接続し、該蒸気補給手段によって上記
半密閉型容器内に0.01atm以上4atm以下のリン蒸気圧を
加え、かつ液体封止剤の鉛直方向温度勾配を５℃/cm以
上50℃/cm未満に、また上記蒸気補給部の温度を300℃以
上700℃以下に制御して結晶の引上げを行なうようにす
る。
なお、ここで、温度勾配とは融液界面と封止剤表面の
温度差を防止剤の厚さで除した値である。
温度差を防止剤の厚さで除した値である。
［作用］ 上気した手段によれば、半密閉容器内に印加されたリ
ン蒸気圧によって封止剤上にさらされた単結晶の表面か
ら蒸気圧の高いリンが蒸発するのを防止できるととも
に、温度勾配が高すぎないため転位の増殖を抑えること
ができ、また温度勾配が小さくかつ蒸気補給部の温度を
700℃以下としているのでガス対流による温度の揺らぎ
を抑え、双晶の発生を防止できる。
ン蒸気圧によって封止剤上にさらされた単結晶の表面か
ら蒸気圧の高いリンが蒸発するのを防止できるととも
に、温度勾配が高すぎないため転位の増殖を抑えること
ができ、また温度勾配が小さくかつ蒸気補給部の温度を
700℃以下としているのでガス対流による温度の揺らぎ
を抑え、双晶の発生を防止できる。
なお、液体封止剤の鉛直方向温度勾配が５℃/cm未満
では封止剤上に晒された単結晶の表面からのリンの蒸発
を防止できなくなり、蒸気補給部の温度が300℃未満で
は所定のリン蒸気圧が確保できなくなる。
では封止剤上に晒された単結晶の表面からのリンの蒸発
を防止できなくなり、蒸気補給部の温度が300℃未満で
は所定のリン蒸気圧が確保できなくなる。
しかも、リン蒸気圧を4atm以下としたので引上げ軸が
貫通する部位に引上げ軸と嵌合する円筒部を有する構造
簡単でかつ破壊せずに取外し可能な半密閉型容器を用い
てInP単結晶を育成できるようになる。
貫通する部位に引上げ軸と嵌合する円筒部を有する構造
簡単でかつ破壊せずに取外し可能な半密閉型容器を用い
てInP単結晶を育成できるようになる。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
［実施例］ 第１図は本発明方法を実施する際に使用される単結晶
成長装置の一実施例を示す。
成長装置の一実施例を示す。
第１図において、１は不活性ガスもしくは窒素ガスに
よつて加圧される高圧容器、２は高圧容器１の中央に配
置され、回転軸３によって支持されたるつぼで、このる
つぼ２内に原料（InP多結晶塊）とB2O3のような封止剤
４が収納される。また、高圧容器１の上方からは、るつ
ぼ２内に向かって引上げ軸５が回転可能かつ上下動可能
に垂下されている。
よつて加圧される高圧容器、２は高圧容器１の中央に配
置され、回転軸３によって支持されたるつぼで、このる
つぼ２内に原料（InP多結晶塊）とB2O3のような封止剤
４が収納される。また、高圧容器１の上方からは、るつ
ぼ２内に向かって引上げ軸５が回転可能かつ上下動可能
に垂下されている。
この実施例では、上記るつぼ２の周囲にカバー部材６
が設けられ、その外側に加熱用ヒータ７が配置されてい
る。カバー部材６の底壁には、るつぼを支持する回転軸
３と嵌合する円筒部6aが形成されている。また、カバー
部材６の上部には、覆い部材８が取り付けられ、カバー
部材６と覆い部材８とにより半密閉型容器が構成されて
いる。そして、上記覆い部材８の周囲には保温用ヒータ
が配置され、覆い部材８の上端には、上記引上げ軸５と
嵌合する円筒部8aが形成されている。
が設けられ、その外側に加熱用ヒータ７が配置されてい
る。カバー部材６の底壁には、るつぼを支持する回転軸
３と嵌合する円筒部6aが形成されている。また、カバー
部材６の上部には、覆い部材８が取り付けられ、カバー
部材６と覆い部材８とにより半密閉型容器が構成されて
いる。そして、上記覆い部材８の周囲には保温用ヒータ
が配置され、覆い部材８の上端には、上記引上げ軸５と
嵌合する円筒部8aが形成されている。
この実施例では、上記円筒部8aと引上げ軸５との隙間
および回転軸３と円筒部6aとの隙間が、その隙間の断面
積Ａと円筒部6a,8aの長さＬとの比A/Lが各々0.06cm以下
となるように設計してある。
および回転軸３と円筒部6aとの隙間が、その隙間の断面
積Ａと円筒部6a,8aの長さＬとの比A/Lが各々0.06cm以下
となるように設計してある。
さらに、この実施例の装置では、カバー部材６の底壁
の一部から下方に向かって下端が閉塞された導管6bが延
設されており、導管6bの下部周囲には補助ヒータ10が配
置されている。この導管6b内にリンのような揮発性元素
を入れ、補助ヒータ10により加熱することによって、そ
の蒸気を適宜量だけカバー部材６と覆い部材８とで囲ま
れた結晶成長雰囲気となる空間内に供給できるようにさ
れている。つまり、導管6bの一部と補助ヒータ10とによ
り、蒸気補給手段としてのリザーバが構成されている。
の一部から下方に向かって下端が閉塞された導管6bが延
設されており、導管6bの下部周囲には補助ヒータ10が配
置されている。この導管6b内にリンのような揮発性元素
を入れ、補助ヒータ10により加熱することによって、そ
の蒸気を適宜量だけカバー部材６と覆い部材８とで囲ま
れた結晶成長雰囲気となる空間内に供給できるようにさ
れている。つまり、導管6bの一部と補助ヒータ10とによ
り、蒸気補給手段としてのリザーバが構成されている。
このリザーバを構成するヒータ10の温度を調節するこ
とにより、引上げ軸５と回転軸３の隙間から流出するリ
ンの蒸気量に見合った量の蒸気を発生させて補うことが
できる。これにより、るつぼ２の周囲のリン蒸気圧を、
長時間（十数時間）の結晶育成中ずっと一定に保つこと
ができる。
とにより、引上げ軸５と回転軸３の隙間から流出するリ
ンの蒸気量に見合った量の蒸気を発生させて補うことが
できる。これにより、るつぼ２の周囲のリン蒸気圧を、
長時間（十数時間）の結晶育成中ずっと一定に保つこと
ができる。
このように、リンの蒸気圧が一定に保たれると、るつ
ぼ内の原料融液16および成長結晶体17の表面からのリン
の揮散を極力防止することができる。また、本実施例の
装置は構造が簡単であるとともに、２重融液シール法で
問題となっていた軸と容器との密着が回避され、装置を
繰り返し使用できるようになり、生産性が飛躍的に向上
するとともに、融液シール部からのシール材料の滴下に
よる汚染が防止され、高品質の単結晶を再現性良く製造
することができる。
ぼ内の原料融液16および成長結晶体17の表面からのリン
の揮散を極力防止することができる。また、本実施例の
装置は構造が簡単であるとともに、２重融液シール法で
問題となっていた軸と容器との密着が回避され、装置を
繰り返し使用できるようになり、生産性が飛躍的に向上
するとともに、融液シール部からのシール材料の滴下に
よる汚染が防止され、高品質の単結晶を再現性良く製造
することができる。
一例として、第１図に示す単結晶引上げ装置を用い
て、ＳドープInP単結晶の成長を行なった。
て、ＳドープInP単結晶の成長を行なった。
先ず、原料としてHB法によって合成したInP多結晶300
0gを、また添加剤としてIn2S3 0.9gをるつぼ２内に仕込
み、その上に封止剤としてB2O3を700g入れた。使用した
るつぼはpBN製で、内径が６インチの大きさである。ま
た、B2O3中の温度勾配が44℃/cmとなるようにヒータ７
を制御するとともに、高圧容器１内は40atmのN2ガスで
満たした。補助ヒータ10により導管6b内を容器内で最も
低い470℃とし、リザーバにより補給するリンの蒸気圧
は2.8atmとした。そして、引上げ軸５を10rpmの速度
で、また、るつぼ２の回転軸３を30rpmの速度で引上げ
軸と逆方向に回転させながら、10mm/hrの速さで引上げ
軸５を上昇させ、およそ14時間かけて結晶の成長を行な
った。
0gを、また添加剤としてIn2S3 0.9gをるつぼ２内に仕込
み、その上に封止剤としてB2O3を700g入れた。使用した
るつぼはpBN製で、内径が６インチの大きさである。ま
た、B2O3中の温度勾配が44℃/cmとなるようにヒータ７
を制御するとともに、高圧容器１内は40atmのN2ガスで
満たした。補助ヒータ10により導管6b内を容器内で最も
低い470℃とし、リザーバにより補給するリンの蒸気圧
は2.8atmとした。そして、引上げ軸５を10rpmの速度
で、また、るつぼ２の回転軸３を30rpmの速度で引上げ
軸と逆方向に回転させながら、10mm/hrの速さで引上げ
軸５を上昇させ、およそ14時間かけて結晶の成長を行な
った。
その結果、直胴部の直径80mm、長さ140mm、重量約2.4
kgのInP単結晶が得られた。結晶の表面は金属光沢を呈
し、リンの分解のないことを示していた。比較のため容
器を半密閉とせず開放系とし、蒸気圧を制御しないで結
晶の育成を試みたが、種結晶が分解細化し結晶成長中に
重量に耐えられずに落下した。
kgのInP単結晶が得られた。結晶の表面は金属光沢を呈
し、リンの分解のないことを示していた。比較のため容
器を半密閉とせず開放系とし、蒸気圧を制御しないで結
晶の育成を試みたが、種結晶が分解細化し結晶成長中に
重量に耐えられずに落下した。
上記のようにして得られたＳドープInP結晶を引上げ
軸と直交する方向に切断し、キャリア濃度と転位密度
（EPD）を測定した。
軸と直交する方向に切断し、キャリア濃度と転位密度
（EPD）を測定した。
第２図はそのEPDとキャリア濃度の関係を示し、比較
のために従来のLEC法や実施例の条件の一部（温度勾
配）のみ変えて引き上げた結晶の結果も併記した。同図
において、◆印は温度勾配を120〜150℃/cmとした従来
の一般的なLEC法により育成したInP単結晶について測定
されたEPD値をプロットしたもの、また□印は温度勾配
のみ85℃/cmとし、他の条件は実施例と同一にした方法
により得られた結晶のEPD値をプロットしたもの、さら
に○印は本実施例の方法を適用して得られたInP単結晶
について測定されたEPD値をプロットしたものである。
第２図からわかるように本実施例を適用すると従来より
も低いキャリア濃度でも低EPD化されていることがわか
る。
のために従来のLEC法や実施例の条件の一部（温度勾
配）のみ変えて引き上げた結晶の結果も併記した。同図
において、◆印は温度勾配を120〜150℃/cmとした従来
の一般的なLEC法により育成したInP単結晶について測定
されたEPD値をプロットしたもの、また□印は温度勾配
のみ85℃/cmとし、他の条件は実施例と同一にした方法
により得られた結晶のEPD値をプロットしたもの、さら
に○印は本実施例の方法を適用して得られたInP単結晶
について測定されたEPD値をプロットしたものである。
第２図からわかるように本実施例を適用すると従来より
も低いキャリア濃度でも低EPD化されていることがわか
る。
第３図はキャリア濃度6.5×1018cm-3におけるウェー
ハ内EPD分布を示したものである。このうち同図（Ａ）
は従来のLEC法により育成された結晶に関するもの、同
図（Ｂ）は温度勾配のみ85℃/cmとし、他の条件は実施
例と同一にした方法により得られた結晶に関するもの、
また同図（Ｃ）は本実施例により育成された結晶に関す
るものである。同図において、□は一辺5mmの正方形領
域内における平均EPD値が500cm-2以下の領域、 は同じくEPD値が500〜2000cm-2以下の領域、 が2000〜5000cm-2以下の領域、 はEPD値が5000cm-2を超える領域であることをそれぞれ
示している。同図より従来法、比較例、本実施例と順に
温度勾配が減少するにしたがって転位密度が500/cm-2以
下の無転位領域が増大していくことがわかる。
ハ内EPD分布を示したものである。このうち同図（Ａ）
は従来のLEC法により育成された結晶に関するもの、同
図（Ｂ）は温度勾配のみ85℃/cmとし、他の条件は実施
例と同一にした方法により得られた結晶に関するもの、
また同図（Ｃ）は本実施例により育成された結晶に関す
るものである。同図において、□は一辺5mmの正方形領
域内における平均EPD値が500cm-2以下の領域、 は同じくEPD値が500〜2000cm-2以下の領域、 が2000〜5000cm-2以下の領域、 はEPD値が5000cm-2を超える領域であることをそれぞれ
示している。同図より従来法、比較例、本実施例と順に
温度勾配が減少するにしたがって転位密度が500/cm-2以
下の無転位領域が増大していくことがわかる。
なお、上記実施例ではイオウをドープしたInP単結晶
の製造を説明したが亜鉛を含むInP単結晶の製造にも適
用でき、同様の効果が得られる。
の製造を説明したが亜鉛を含むInP単結晶の製造にも適
用でき、同様の効果が得られる。
［発明の効果］ 以上説明したごとくこの発明は、イオウもしくは亜鉛
を含むInP単結晶を育成するにあたり、少なくとも結晶
引上げ軸が貫通する部位に上記引上げ軸と嵌合する円筒
部が形成されてなる半密閉型容器でるつぼの周囲を覆う
とともに、上記半密閉型容器には、引上げ軸の隙間から
流出する揮発性元素の蒸気の減少分を補給する蒸気補給
手段を接続し、該蒸気補給手段によって上記半密閉型容
器内に0.01atm以上4atm以下のリン蒸気圧を加え、かつ
液体封止剤の鉛直方向温度勾配を５℃/cm以上50℃/cm未
満に、また上記蒸気補給部の温度を300℃以上700℃以下
に制御して結晶の引上げを行なうようにしたので、半密
閉容器内に印加されたリン蒸気圧によって封止剤上にさ
らされた単結晶の表面からリンが蒸発するのを防止でき
るとともに、温度勾配が高すぎないため転位の増殖を抑
えることができ、また温度勾配が小さくかつ蒸気補給部
の温度を700℃以下としているのでガス対流による温度
の揺らぎを抑え、双晶の発生を防止できる。その結果、
転位密度が低くかつ単結晶化率の高いＳまたはZn含有In
P単結晶が得られるという効果がある。
を含むInP単結晶を育成するにあたり、少なくとも結晶
引上げ軸が貫通する部位に上記引上げ軸と嵌合する円筒
部が形成されてなる半密閉型容器でるつぼの周囲を覆う
とともに、上記半密閉型容器には、引上げ軸の隙間から
流出する揮発性元素の蒸気の減少分を補給する蒸気補給
手段を接続し、該蒸気補給手段によって上記半密閉型容
器内に0.01atm以上4atm以下のリン蒸気圧を加え、かつ
液体封止剤の鉛直方向温度勾配を５℃/cm以上50℃/cm未
満に、また上記蒸気補給部の温度を300℃以上700℃以下
に制御して結晶の引上げを行なうようにしたので、半密
閉容器内に印加されたリン蒸気圧によって封止剤上にさ
らされた単結晶の表面からリンが蒸発するのを防止でき
るとともに、温度勾配が高すぎないため転位の増殖を抑
えることができ、また温度勾配が小さくかつ蒸気補給部
の温度を700℃以下としているのでガス対流による温度
の揺らぎを抑え、双晶の発生を防止できる。その結果、
転位密度が低くかつ単結晶化率の高いＳまたはZn含有In
P単結晶が得られるという効果がある。
しかも、蒸気補給部の温度を700℃以下に制御して半
密閉型容器内のリン蒸気圧を4atm以下としたので、引上
げ軸が貫通する部位に引上げ軸と嵌合する円筒部を有す
る構造が簡単でかつ破壊せずに取外し可能な半密閉型容
器を用いてInP単結晶を育成できるようになり、転位密
度が低くかつ単結晶化率の高いＳまたはZn含有InP単結
晶を工業的に製造することが容易となるという効果があ
る。
密閉型容器内のリン蒸気圧を4atm以下としたので、引上
げ軸が貫通する部位に引上げ軸と嵌合する円筒部を有す
る構造が簡単でかつ破壊せずに取外し可能な半密閉型容
器を用いてInP単結晶を育成できるようになり、転位密
度が低くかつ単結晶化率の高いＳまたはZn含有InP単結
晶を工業的に製造することが容易となるという効果があ
る。
なお、上記実施例ではるつぼを支持する回転軸３と引
上げ軸５の両方の軸のまわりに、隙間断面積Ａと長さＬ
の比A/Lが所定値以下となる円筒部6a,8aを設けている
が、少なくとも引上げ軸５についてそのような構造とし
ておけば容器を開閉できるので、回転軸３に関してはB2
O3のような封止剤で封止する構造とすることも可能であ
り、実用上何ら差し支えない。
上げ軸５の両方の軸のまわりに、隙間断面積Ａと長さＬ
の比A/Lが所定値以下となる円筒部6a,8aを設けている
が、少なくとも引上げ軸５についてそのような構造とし
ておけば容器を開閉できるので、回転軸３に関してはB2
O3のような封止剤で封止する構造とすることも可能であ
り、実用上何ら差し支えない。
第１図は、本発明方法に使用される単結晶成長装置の一
実施例を示す断面図、 第２図は本発明方法と従来法によりそれぞれ育成された
結晶の転位密度とキャリア濃度との関係を示すグラフ、 第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、従来法と比較例およ
び本発明方法によりそれぞれ育成された結晶のウェーハ
面内での転位密度分布を示すEPDマップである。 １……高圧容器、２……るつぼ、３……回転軸、５……
引上げ軸、6,8……半密閉型容器、７……ヒータ、6a,8a
……円筒部、6b,10……蒸気補給手段（リザーバ）。
実施例を示す断面図、 第２図は本発明方法と従来法によりそれぞれ育成された
結晶の転位密度とキャリア濃度との関係を示すグラフ、 第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、従来法と比較例およ
び本発明方法によりそれぞれ育成された結晶のウェーハ
面内での転位密度分布を示すEPDマップである。 １……高圧容器、２……るつぼ、３……回転軸、５……
引上げ軸、6,8……半密閉型容器、７……ヒータ、6a,8a
……円筒部、6b,10……蒸気補給手段（リザーバ）。
Claims (1)
- 【請求項１】るつぼ内に原料と添加物および封止剤を入
れてヒータにより加熱、融解させ、原料融液表面を液体
封止剤で覆った状態で種結晶を接触させてこれを徐々に
引き上げることによりイオウもしくは亜鉛を含むInP単
結晶を育成するにあたり、上記るつぼの周囲を、少なく
とも結晶引上げ軸が貫通する部位に上記引上げ軸と嵌合
する円筒部が形成されてなる半密閉型容器で覆うととも
に、上記半密閉型容器には、引上げ軸の隙間から流出す
る揮発性元素の蒸気の減少分を補給する蒸気補給手段を
接続し、該蒸気補給手段によって上記半密閉型容器内に
0.01atm以上4atm以下のリン蒸気圧を加え、かつ液体封
止剤の鉛直方向温度勾配を５℃/cm以上50℃/cm未満に、
また蒸気補給部の温度を300℃以上700℃以下に制御して
結晶の引上げを行なうことを特徴とする単結晶成長方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193290A JP2719673B2 (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 単結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193290A JP2719673B2 (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 単結晶成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237088A JPH03237088A (ja) | 1991-10-22 |
| JP2719673B2 true JP2719673B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=12344747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3193290A Expired - Lifetime JP2719673B2 (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 単結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2719673B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3201305B2 (ja) | 1996-04-26 | 2001-08-20 | 住友電気工業株式会社 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の製造方法 |
| EP1634981B1 (en) * | 2003-05-07 | 2020-06-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Indium phosphide substrate, indium phosphide single crystal and process for producing them |
| US8815010B2 (en) | 2004-04-28 | 2014-08-26 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | InP single crystal wafer and method for producing InP single crystal |
| CN115198369B (zh) * | 2022-07-15 | 2024-06-11 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 一种磷化铟合成与vgf晶体制备的装置及方法 |
-
1990
- 1990-02-13 JP JP3193290A patent/JP2719673B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03237088A (ja) | 1991-10-22 |
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