JP2885452B2 - ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物結晶のボート成長方法 - Google Patents
▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物結晶のボート成長方法Info
- Publication number
- JP2885452B2 JP2885452B2 JP2020468A JP2046890A JP2885452B2 JP 2885452 B2 JP2885452 B2 JP 2885452B2 JP 2020468 A JP2020468 A JP 2020468A JP 2046890 A JP2046890 A JP 2046890A JP 2885452 B2 JP2885452 B2 JP 2885452B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boat
- temperature
- group
- crystal
- diffusion barrier
- 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.)
- Expired - Lifetime
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
- 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
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/003—Heating or cooling of the melt or the crystallised material
-
- 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
-
- 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
- C30B29/44—Gallium phosphide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はIII−Ｖ族化合物結晶のボート成長方法に係
り、特に酸素濃度を低下させたIII−Ｖ族化合物単結晶
のボート成長方法に関する。
り、特に酸素濃度を低下させたIII−Ｖ族化合物単結晶
のボート成長方法に関する。
III−Ｖ族化合物（本明細書では、周期律表第III b族
及び第V b族元素からなる化合物のことをいう。）の結
晶（単結晶及び多結晶の双方を含む。）を、石英製の容
器（以下、「ボート」という。）中に収容した当該化合
物の溶液又は融液から成長させる方法、いわゆるボート
成長方法は、III−Ｖ族化合物を構成元素から合成する
のが容易であること、特に単結晶の場合エッチ・ピット
密度（以下、「EPD」という。）を低くできること等の
特長を有するのでGaAs,GaP等の単結晶の成長に広く用い
られている。
及び第V b族元素からなる化合物のことをいう。）の結
晶（単結晶及び多結晶の双方を含む。）を、石英製の容
器（以下、「ボート」という。）中に収容した当該化合
物の溶液又は融液から成長させる方法、いわゆるボート
成長方法は、III−Ｖ族化合物を構成元素から合成する
のが容易であること、特に単結晶の場合エッチ・ピット
密度（以下、「EPD」という。）を低くできること等の
特長を有するのでGaAs,GaP等の単結晶の成長に広く用い
られている。
ボート成長方法は、成長させる化合物の融液又は溶液
から、必要に応じて、種結晶を用いて当該融液又は溶液
の温度を徐々に低下させながら結晶を成長させる。この
場合、ボートに沿って付与された温度分布を、電気的に
制御して、単結晶を成長させる温度傾斜法（Gradient F
reeze法。以下、「GF法」という。）と加熱用の電気炉
をボートに対して機械的に移動させて温度分布を制御す
る水平ブリッジマン法（以下、「HB法」という。）及び
垂直ブリッジマン法が、一般に採用されている。
から、必要に応じて、種結晶を用いて当該融液又は溶液
の温度を徐々に低下させながら結晶を成長させる。この
場合、ボートに沿って付与された温度分布を、電気的に
制御して、単結晶を成長させる温度傾斜法（Gradient F
reeze法。以下、「GF法」という。）と加熱用の電気炉
をボートに対して機械的に移動させて温度分布を制御す
る水平ブリッジマン法（以下、「HB法」という。）及び
垂直ブリッジマン法が、一般に採用されている。
ボート成長法でIII−Ｖ族化合物単結晶を成長させる
場合、１つの方法として第III b族元素又はIII−Ｖ族化
合物を収容し、高温部となるボート設置部及び第V b族
化合物を収容し、低温部となる第V b族元素設置部なら
びにこのボート設置部と第V b族元素設置部の間に設け
られた拡散障壁部（キャピラリー）を有してなる反応管
を密封した後、結晶を成長させる。その場合、反応管の
ボート設置部は、結晶の成長に適した温度分布とし、第
V b族元素設置部は、目的とする組成の溶液又は融液の
解離圧に相当する第V b族元素の蒸気圧が得られる温度
に加熱する。例えば、GaAsの融液を用いる場合は、GaAs
融点（約1238℃）付近に解離圧（約１気圧）に相当する
Asの蒸気圧が得られる約610℃〜約620℃に加熱する。そ
の際、ボート設置部と第V b族元素設置部の中間に設け
られる拡散障壁部は、ボート、反応管等の材料である石
英とGa等の第III b族元素との反応を防ぐために比較的
高温に保持されていた（GaAsの場合、約1200℃以上）。
場合、１つの方法として第III b族元素又はIII−Ｖ族化
合物を収容し、高温部となるボート設置部及び第V b族
化合物を収容し、低温部となる第V b族元素設置部なら
びにこのボート設置部と第V b族元素設置部の間に設け
られた拡散障壁部（キャピラリー）を有してなる反応管
を密封した後、結晶を成長させる。その場合、反応管の
ボート設置部は、結晶の成長に適した温度分布とし、第
V b族元素設置部は、目的とする組成の溶液又は融液の
解離圧に相当する第V b族元素の蒸気圧が得られる温度
に加熱する。例えば、GaAsの融液を用いる場合は、GaAs
融点（約1238℃）付近に解離圧（約１気圧）に相当する
Asの蒸気圧が得られる約610℃〜約620℃に加熱する。そ
の際、ボート設置部と第V b族元素設置部の中間に設け
られる拡散障壁部は、ボート、反応管等の材料である石
英とGa等の第III b族元素との反応を防ぐために比較的
高温に保持されていた（GaAsの場合、約1200℃以上）。
またボート成長法でIII−Ｖ族化合物単結晶を成長さ
せる他の方法として上記方法でボート設置部内に多結晶
III−Ｖ族化合物を収容したボート設置部のみを有して
なる反応管を用いる場合もある。
せる他の方法として上記方法でボート設置部内に多結晶
III−Ｖ族化合物を収容したボート設置部のみを有して
なる反応管を用いる場合もある。
しかしながら、上記従来のボート成長方法で得られた
III−Ｖ族化合物結晶を用いて半導体素子を製造する際
に、前処理に行うエッチングが均一に進まないという問
題があった。エッチングが不均一に進行するとレーザー
・ダイオード等精密な素子の製造の際に障害となるので
問題となっていた。
III−Ｖ族化合物結晶を用いて半導体素子を製造する際
に、前処理に行うエッチングが均一に進まないという問
題があった。エッチングが不均一に進行するとレーザー
・ダイオード等精密な素子の製造の際に障害となるので
問題となっていた。
本発明はエッチングの不均一が生じないIII−Ｖ族化
合物結晶をボート成長法で成長させることを目的とす
る。
合物結晶をボート成長法で成長させることを目的とす
る。
上記課題は本発明によれば結晶成長用ボート設置部、
第V b族元素設置部及び該ボート設置部と第V b族元素設
置部を隔てる拡散障壁部を有する反応管を、相互に独立
に制御できる加熱装置を用いて、該ボート設置部と第V
b族元素設置部の温度を制御して融点1150℃以上のIII−
Ｖ族化合物結晶を成長させる方法において、前記結晶成
長ボート設置部を前記拡散障壁部の該結晶成長ボート設
置側を含む高温ゾーンの最低温度を1150℃以下に保持す
ることにより、酸素濃度が５×1016cm-3以下とすること
を特徴とする融点1150℃以上のIII−Ｖ族化合物結晶の
ボート成長方法によって解決される。
第V b族元素設置部及び該ボート設置部と第V b族元素設
置部を隔てる拡散障壁部を有する反応管を、相互に独立
に制御できる加熱装置を用いて、該ボート設置部と第V
b族元素設置部の温度を制御して融点1150℃以上のIII−
Ｖ族化合物結晶を成長させる方法において、前記結晶成
長ボート設置部を前記拡散障壁部の該結晶成長ボート設
置側を含む高温ゾーンの最低温度を1150℃以下に保持す
ることにより、酸素濃度が５×1016cm-3以下とすること
を特徴とする融点1150℃以上のIII−Ｖ族化合物結晶の
ボート成長方法によって解決される。
本発明では上記拡散障壁部の温度あるいはボート設置
部末端部の温度を950℃〜1100℃の範囲に保持すること
が好ましい。
部末端部の温度を950℃〜1100℃の範囲に保持すること
が好ましい。
更に上記課題は本発明によれば結晶成長用ボート設置
部を有する反応管を、加熱装置を用いて該ボート設置部
の温度を制御して融点1150℃以上のIII−Ｖ族化合物結
晶を成長させる方法において、前記結晶成長用ボート設
置部の高温ゾーンの最低温度を1150℃以下に保持するこ
とにより、酸素濃度が５×1016cm-3以下とすることを特
徴とする融点1150℃以上のIII−Ｖ族化合物結晶のボー
ト成長方法によって解決される。
部を有する反応管を、加熱装置を用いて該ボート設置部
の温度を制御して融点1150℃以上のIII−Ｖ族化合物結
晶を成長させる方法において、前記結晶成長用ボート設
置部の高温ゾーンの最低温度を1150℃以下に保持するこ
とにより、酸素濃度が５×1016cm-3以下とすることを特
徴とする融点1150℃以上のIII−Ｖ族化合物結晶のボー
ト成長方法によって解決される。
本発明ではボート設置部の種結晶側端部の温度を950
℃〜1100℃の範囲に保持することが好ましい。本発明で
は横型のボート成長法のみならず石英製のるつぼボート
を使用する。例えば縦型GF/HB,斜めGF/HB,As（第Ｖ族）
圧印加引上げ法等にも使用可能である。
℃〜1100℃の範囲に保持することが好ましい。本発明で
は横型のボート成長法のみならず石英製のるつぼボート
を使用する。例えば縦型GF/HB,斜めGF/HB,As（第Ｖ族）
圧印加引上げ法等にも使用可能である。
本発明を図面に基づいて、具体的に説明する。第１図
は、本発明の第１の実施態様に使用する反応管及びその
内部の配置を示す縦断面模式図である。
は、本発明の第１の実施態様に使用する反応管及びその
内部の配置を示す縦断面模式図である。
１は、反応管である。反応管の材料としては、石英を
用いるのが通常である。２は、反応管のボート設置部で
ある。２には、ボート３が設置される。ボート３の材料
は、加工が容易な石英を用いている。４は、種結晶であ
る。種結晶４は、単結晶を成長させる場合に、必要に応
じて用いられる。また、５は、ボート３に収容された、
結晶成長に用いられるIII−Ｖ族化合物の融液もしくは
溶液又は第III b族元素である。第III b族元素のみを用
いる場合、元素管中で第V b族元素と反応させてIII−Ｖ
族化合物を得る。６は、第V b族元素設置部、また、７
は、第V b族元素である。第V b族元素７は、III−Ｖ族
化合物の融液又は溶液の組成が目的とする組成に保持す
るために用いられる。ボート設置部２及び第V b族元素
設置部６は、それぞれ独立して制御できる加熱装置（図
示せず。）により所望の温度に加熱する。加熱装置は、
通常は、抵抗加熱電気炉が用いられる。GF法の場合、ボ
ート設置部２加熱用電気炉は、多分割のものを用いて、
所望の温度分布を得る。これらの加熱装置を制御して、
結晶を成長させる。
用いるのが通常である。２は、反応管のボート設置部で
ある。２には、ボート３が設置される。ボート３の材料
は、加工が容易な石英を用いている。４は、種結晶であ
る。種結晶４は、単結晶を成長させる場合に、必要に応
じて用いられる。また、５は、ボート３に収容された、
結晶成長に用いられるIII−Ｖ族化合物の融液もしくは
溶液又は第III b族元素である。第III b族元素のみを用
いる場合、元素管中で第V b族元素と反応させてIII−Ｖ
族化合物を得る。６は、第V b族元素設置部、また、７
は、第V b族元素である。第V b族元素７は、III−Ｖ族
化合物の融液又は溶液の組成が目的とする組成に保持す
るために用いられる。ボート設置部２及び第V b族元素
設置部６は、それぞれ独立して制御できる加熱装置（図
示せず。）により所望の温度に加熱する。加熱装置は、
通常は、抵抗加熱電気炉が用いられる。GF法の場合、ボ
ート設置部２加熱用電気炉は、多分割のものを用いて、
所望の温度分布を得る。これらの加熱装置を制御して、
結晶を成長させる。
８は、拡散障壁部である。この部分には、拡散障壁を
設けて、ボート設置部２の雰囲気ガスが、第V b族元素
設置部に拡散するのを防ぐ目的で設けられる。拡散障壁
としては、通常はキャピラリーが用いられるが、多孔質
の石英板等を用いてもよい。
設けて、ボート設置部２の雰囲気ガスが、第V b族元素
設置部に拡散するのを防ぐ目的で設けられる。拡散障壁
としては、通常はキャピラリーが用いられるが、多孔質
の石英板等を用いてもよい。
本発明では、この拡散障壁部の温度を約1150℃以下と
する。拡散障壁部の温度が、約1150℃を超えると成長さ
せたIII−Ｖ族化合物単結晶中の酸素濃度が、約５×10
16cm-3を超える高濃度となるので好ましくない。好まし
くは、拡散障壁部の温度を、約950℃〜約1100℃の範囲
とする。拡散障壁部の温度が、約950℃未満とすると、
酸素濃度は低下するが、石英材料に含まれる銅等の不純
物が結晶中に混入する割合が増加する場合がある。拡散
障壁部８の温度の制御は、独立に制御可能な電気炉を用
いて制御してもよいが、ボート設置部２及び第V b族元
素設置部６と拡散障壁部８の間に断熱部材を挿入し、そ
の挿入量を調整可能とするのが、温度調節が容易であり
好ましい。
する。拡散障壁部の温度が、約1150℃を超えると成長さ
せたIII−Ｖ族化合物単結晶中の酸素濃度が、約５×10
16cm-3を超える高濃度となるので好ましくない。好まし
くは、拡散障壁部の温度を、約950℃〜約1100℃の範囲
とする。拡散障壁部の温度が、約950℃未満とすると、
酸素濃度は低下するが、石英材料に含まれる銅等の不純
物が結晶中に混入する割合が増加する場合がある。拡散
障壁部８の温度の制御は、独立に制御可能な電気炉を用
いて制御してもよいが、ボート設置部２及び第V b族元
素設置部６と拡散障壁部８の間に断熱部材を挿入し、そ
の挿入量を調整可能とするのが、温度調節が容易であり
好ましい。
拡散障壁部の温度以外の成長条件は、通常のボート成
長法と同様でよい。
長法と同様でよい。
本発明の方法で成長させられるIII−Ｖ族化合物とし
ては、GaAs,GaP等が適当であるが、InAs,InP等にも適用
できる。また、これらの化合物の混晶でもよい。
ては、GaAs,GaP等が適当であるが、InAs,InP等にも適用
できる。また、これらの化合物の混晶でもよい。
実施例１ 第２図に示す拡散障壁部の温度Tdをコントロールする
温度分布により、GaAs単結晶をGF法によって成長させ
た。
温度分布により、GaAs単結晶をGF法によって成長させ
た。
第２図は、反応管の長軸方向の温度分布を説明する図
面である。第２図の縦軸は温度を示す。また、横軸は、
反応管の長軸方向の長さを示す。横軸の長さは、横軸の
下に示した反応管の模型図に対応する。同図の参照符号
２〜８は、第１図と同様である。９は、単結晶成長開始
時の温度分布を示す曲線、また、10は、単結晶成長終了
時の温度分布を示す曲線である。
面である。第２図の縦軸は温度を示す。また、横軸は、
反応管の長軸方向の長さを示す。横軸の長さは、横軸の
下に示した反応管の模型図に対応する。同図の参照符号
２〜８は、第１図と同様である。９は、単結晶成長開始
時の温度分布を示す曲線、また、10は、単結晶成長終了
時の温度分布を示す曲線である。
単結晶成長開始にあたって、第V b族元素設置部６の
温度を620℃に保持し、ボート設置部２は、曲線９に示
す通り種結晶近傍の温度をGaAsの融点である約1238℃と
し、ボート末端を約1280℃として、この温度勾配を保持
しながら徐々に温度を低下させて、10に示す温度分布と
なった時点で単結晶成長を終了した。結晶成長方向は、
＜111＞方向とした。
温度を620℃に保持し、ボート設置部２は、曲線９に示
す通り種結晶近傍の温度をGaAsの融点である約1238℃と
し、ボート末端を約1280℃として、この温度勾配を保持
しながら徐々に温度を低下させて、10に示す温度分布と
なった時点で単結晶成長を終了した。結晶成長方向は、
＜111＞方向とした。
拡散障壁部の温度は、Tdを960℃〜1150℃の間に保持
して、GaAs単結晶を６例成長させた。
して、GaAs単結晶を６例成長させた。
得られた単結晶の酸素濃度を放射化分析法により測定
した。その結果を第３図に示す。
した。その結果を第３図に示す。
第３図に示す通り、得られた単結晶の酸素濃度は、全
て1.8×1016cm-3以下であった。
て1.8×1016cm-3以下であった。
また、得られた単結晶から切出したウエハをH2SO4:H2
O2:H2O＝10:1:1系のエッチャントを用いてエッチングし
たが、全て均一にエッチングできた。
O2:H2O＝10:1:1系のエッチャントを用いてエッチングし
たが、全て均一にエッチングできた。
比較例１ Tdを、1170℃〜1200℃の範囲に保持したこと以外は実
施例と同様にしてGaAs単結晶を５例成長させた。
施例と同様にしてGaAs単結晶を５例成長させた。
実施例と同様にして酸素濃度を測定した。その結果を
同じ第３図に示す。
同じ第３図に示す。
第３図に示す通り、酸素濃度は４×1017cm-3〜5.5×1
019cm-3の範囲であった。
019cm-3の範囲であった。
得られた単結晶から切出したウエハをエッチングした
が、線状の欠陥が多数観察された。
が、線状の欠陥が多数観察された。
実施例２ 第４図に示すボート設置部の末端部の温度Tdをコント
ロールする温度分布により、GaAs単結晶を実施例１と同
様にGF法によって成長させた。
ロールする温度分布により、GaAs単結晶を実施例１と同
様にGF法によって成長させた。
第４図の縦軸、横軸は第２図と同じである。同図の参
照符号２〜８は、第１図と同様である。9,10は第２図と
同様にそれぞれ単結晶成長開始時の温度分布を示す曲
線、単結晶成長終了時の温度分布を示す曲線である。
照符号２〜８は、第１図と同様である。9,10は第２図と
同様にそれぞれ単結晶成長開始時の温度分布を示す曲
線、単結晶成長終了時の温度分布を示す曲線である。
単結晶成長開始にあたって、第V b族元素設置部６の
温度を620℃に保持し、ボート設置部２は、曲線９に示
す通り種結晶４近傍の温度をGaAsの融点である約1238℃
とし、ボート末端近傍を約1280℃とし、ボート末端の細
管部12の温度Tcを960〜1150℃として、この温度勾配を
保持しながら徐々に温度を低下させて、10に示す温度分
布となった時点で単結晶成長を終了した。結晶成長方向
は、＜111＞方向とした。この方法でGaAs単結晶を６例
成長させた。
温度を620℃に保持し、ボート設置部２は、曲線９に示
す通り種結晶４近傍の温度をGaAsの融点である約1238℃
とし、ボート末端近傍を約1280℃とし、ボート末端の細
管部12の温度Tcを960〜1150℃として、この温度勾配を
保持しながら徐々に温度を低下させて、10に示す温度分
布となった時点で単結晶成長を終了した。結晶成長方向
は、＜111＞方向とした。この方法でGaAs単結晶を６例
成長させた。
得られた単結晶の酸素濃度を放射化分析法により測定
した。その結果は第３図と同等であった。すなわち得ら
れた単結晶の酸素濃度は、全て1.8×1016cm-3以下であ
った。
した。その結果は第３図と同等であった。すなわち得ら
れた単結晶の酸素濃度は、全て1.8×1016cm-3以下であ
った。
また、得られた単結晶から切出したウエハをエッチン
グしたが、全て均一にエッチングできた。
グしたが、全て均一にエッチングできた。
比較例２ Tcを、1170℃〜1200℃の範囲に保持したこと以外は実
施例２と同様にしてGaAs単結晶を５例成長させた。
施例２と同様にしてGaAs単結晶を５例成長させた。
実施例と同様にして酸素濃度を測定した。その結果も
第３図と同様であった。すなわち酸素濃度は４×1017cm
-3〜5.5×1019cm-3の範囲であった。
第３図と同様であった。すなわち酸素濃度は４×1017cm
-3〜5.5×1019cm-3の範囲であった。
得られた単結晶から切出したウエハをエッチングした
が、線状の欠陥が多数観察された。
が、線状の欠陥が多数観察された。
次に第２の実施態様として上記第１の実施態様の第１
図において、第V b元素７を収納したV b族元素設置部６
及び拡散障壁部８を不要にし高温ゾーンのみを使用（予
め外部で形成したGaAsの多結晶を結晶成長用ボートに収
納）した装置を用いる。この例を以下実施例３として説
明する。
図において、第V b元素７を収納したV b族元素設置部６
及び拡散障壁部８を不要にし高温ゾーンのみを使用（予
め外部で形成したGaAsの多結晶を結晶成長用ボートに収
納）した装置を用いる。この例を以下実施例３として説
明する。
実施例３ 第５図に示す種結晶端細管部の最低温度Tcをコントロ
ールする温度分布により、GaAs単結晶をGF法によって成
長させた。
ールする温度分布により、GaAs単結晶をGF法によって成
長させた。
第５図の縦軸、横軸は第２図、第４図と同様である。
また同図の参照番号２〜５は、第１図と同様である。９
は、単結晶成長開始時の温度分布を示す曲線、また、10
は、単結晶成長終了時の温度分布を示す曲線である。
また同図の参照番号２〜５は、第１図と同様である。９
は、単結晶成長開始時の温度分布を示す曲線、また、10
は、単結晶成長終了時の温度分布を示す曲線である。
単結晶成長開始にあたってボート設置部２は、曲線９
に示す通り種結晶端細管部13の温度Tcを960〜1150℃と
し種結晶４近傍の温度をGaAsの融点である約1238℃と
し、ボート末端を約1280℃として、この温度勾配を保持
しながら徐々に温度を低下させて、10に示す温度分布と
なった時点で単結晶成長を終了した。結晶成長方向は、
＜111＞方向とした。この方法でGaAs単結晶を成長させ
た。
に示す通り種結晶端細管部13の温度Tcを960〜1150℃と
し種結晶４近傍の温度をGaAsの融点である約1238℃と
し、ボート末端を約1280℃として、この温度勾配を保持
しながら徐々に温度を低下させて、10に示す温度分布と
なった時点で単結晶成長を終了した。結晶成長方向は、
＜111＞方向とした。この方法でGaAs単結晶を成長させ
た。
得られた単結晶の酸素濃度を放射化分析法により測定
した。その結果は第３図と同等であった。すなわち得ら
れた単結晶の酸素濃度は、全て1.8×1016cm-3以下であ
った。
した。その結果は第３図と同等であった。すなわち得ら
れた単結晶の酸素濃度は、全て1.8×1016cm-3以下であ
った。
また、得られた単結晶から切出したウエハをエッチン
グしたが、全て均一にエッチングできた。
グしたが、全て均一にエッチングできた。
比較例３ Tcを、1170℃〜1200℃の範囲に保持したこと以外は実
施例３と同様にしてGaAs単結晶を成長させた。
施例３と同様にしてGaAs単結晶を成長させた。
実施例３と同様にして酸素濃度を測定した。その結果
は第３図と同等で、酸素濃度は４×1017cm-3〜5.5×10
19cm-3の範囲であった。
は第３図と同等で、酸素濃度は４×1017cm-3〜5.5×10
19cm-3の範囲であった。
得られた単結晶から切出したウエハをエッチングした
が、線状の欠陥がやはり多数観察された。
が、線状の欠陥がやはり多数観察された。
本発明方法によると下記のような顕著な効果があるの
で産業上の利用価値が大である。
で産業上の利用価値が大である。
約５×1016cm-3以下の低酸素濃度のIII−Ｖ族化合
物結晶が得られる。
物結晶が得られる。
その結果、得られた結晶のエッチングの際の均一性
も高く、レーザー・ダイオード等の素子の製造歩留りも
向上する。
も高く、レーザー・ダイオード等の素子の製造歩留りも
向上する。
第１図は、ボート成長法に用いる反応管の縦断面模式図
であり、 第２図は、拡散障壁部の最低温度をコントロールするGF
法の温度分布を説明する図面であり、 第３図は、拡散障壁部の温度と単結晶中の酸素濃度の関
係を示す図であり、 第４図はボート設置部の末端部の最低温度をコントロー
ルするGF法の温度分布を説明する図であり、 第５図は高温ゾーンのみを使用し、種結晶端細管部の最
低温度をコントロールするGF法の温度分布を説明する図
である。 １……反応管、２……ボート設置部、 ３……ボート、４……種結晶、 ５……III−Ｖ族化合物融液、 ６……第V b族元素設置部、 ７……第V b族元素、８……拡散障壁部、 12……ボート末端の細管部、 13……種結晶端細管部。
であり、 第２図は、拡散障壁部の最低温度をコントロールするGF
法の温度分布を説明する図面であり、 第３図は、拡散障壁部の温度と単結晶中の酸素濃度の関
係を示す図であり、 第４図はボート設置部の末端部の最低温度をコントロー
ルするGF法の温度分布を説明する図であり、 第５図は高温ゾーンのみを使用し、種結晶端細管部の最
低温度をコントロールするGF法の温度分布を説明する図
である。 １……反応管、２……ボート設置部、 ３……ボート、４……種結晶、 ５……III−Ｖ族化合物融液、 ６……第V b族元素設置部、 ７……第V b族元素、８……拡散障壁部、 12……ボート末端の細管部、 13……種結晶端細管部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 幹敏 茨城県牛久市東猯穴町1000番地 三菱モ ンサント化成株式会社筑波工場内 (56)参考文献 特開 昭62−108794（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−75069（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 11/00 - 11/06 C30B 28/00 - 35/00
Claims (7)
- 【請求項１】結晶成長用ボート設置部、第V b族元素設
置部及び該ボート設置部と第V b族元素設置部を隔てる
拡散障壁部を有する反応管を、相互に独立に制御できる
加熱装置を用いて、該ボート設置部と第V b族元素設置
部の温度を制御して融点1150℃以上のIII−Ｖ族化合物
結晶を成長させる方法において、 前記結晶成長ボート設置部と前記拡散障壁部の該結晶成
長ボート設置側を含む高温ゾーンの最低温度を1150℃以
下に保持することにより、結晶中の酸素濃度が５×1016
cm-3以下とすることを特徴とする融点1150℃以上のIII
−Ｖ族化合物結晶のボート成長方法。 - 【請求項２】前記拡散障壁部の温度を、950℃〜1100℃
の範囲に保持することを特徴とする請求項第１項記載の
方法。 - 【請求項３】前記拡散障壁部とボート設置部及び第V b
族元素設置部の間に断熱部材を挿し、該断熱部材の挿入
量を調節することにより該拡散障壁部の温度を制御する
ことを特徴とする請求項第１項又は第２項記載の方法。 - 【請求項４】前記ボート設置部の拡散障壁部と反対にあ
る末端部の温度を、950℃〜1100℃の範囲に保持するこ
とを特徴とする請求項第１記載の方法。 - 【請求項５】結晶成長用用ボート設置部を有する反応管
を、加熱装置を用いて該ボート設置部の温度を制御して
融点1150℃以上のIII−Ｖ族化合物結晶を成長させる方
法において、 前記結晶成長用ボート設置部の高温ゾーンの最低温度を
1150℃以下に保持することにより、酸素濃度が５×1016
cm-3以下とすることを特徴とする融点1150℃以上のIII
−Ｖ族化合物結晶のボート成長方法。 - 【請求項６】前記ボート設置部の種結晶側端部の温度
を、950℃〜1100℃の範囲に保持することを特徴とする
請求項第５項記載の方法。 - 【請求項７】前記ボート設置部の種結晶側と反対側にあ
る端部の温度を950℃〜1100℃の範囲に保持することを
特徴とする請求項５項記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020468A JP2885452B2 (ja) | 1989-02-13 | 1990-02-01 | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物結晶のボート成長方法 |
| GB9003198A GB2229174B (en) | 1989-02-13 | 1990-02-13 | Boat growth process for iii-v group compound crystal |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3330089 | 1989-02-13 | ||
| JP1-33300 | 1989-02-13 | ||
| JP2020468A JP2885452B2 (ja) | 1989-02-13 | 1990-02-01 | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物結晶のボート成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02289485A JPH02289485A (ja) | 1990-11-29 |
| JP2885452B2 true JP2885452B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=26357431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020468A Expired - Lifetime JP2885452B2 (ja) | 1989-02-13 | 1990-02-01 | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物結晶のボート成長方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885452B2 (ja) |
| GB (1) | GB2229174B (ja) |
-
1990
- 1990-02-01 JP JP2020468A patent/JP2885452B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-13 GB GB9003198A patent/GB2229174B/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2229174B (en) | 1992-12-09 |
| GB2229174A (en) | 1990-09-19 |
| JPH02289485A (ja) | 1990-11-29 |
| GB9003198D0 (en) | 1990-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3632431A (en) | Method of crystallizing a binary semiconductor compound | |
| EP0927777B1 (en) | Method and apparatus of production of semiconductor crystal | |
| EP0244987B1 (en) | A process for growing a multi-component crystal | |
| EP0206541A2 (en) | Gallium arsenide single crystals, and process for the preparation thereof | |
| US4944925A (en) | Apparatus for producing single crystals | |
| US4140570A (en) | Method of growing single crystal silicon by the Czochralski method which eliminates the need for post growth annealing for resistivity stabilization | |
| JP2885452B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物結晶のボート成長方法 | |
| JPH11147785A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| US6045767A (en) | Charge for vertical boat growth process and use thereof | |
| JPH11268998A (ja) | ＧａＡｓ単結晶インゴットおよびその製造方法ならびにそれを用いたＧａＡｓ単結晶ウエハ | |
| CA1237641A (en) | Method of controlled, uniform doping of floating zone silicon | |
| JPS60176995A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JPS6090897A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法および製造装置 | |
| JPS59131599A (ja) | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 | |
| JP3793934B2 (ja) | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶の製造方法 | |
| JPS59131597A (ja) | 高品質ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JP2737990B2 (ja) | 化合物半導体単結晶製造装置 | |
| JP2004107099A (ja) | 半絶縁性ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JP2003146791A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS6153186A (ja) | 抵抗加熱用ヒ−タ | |
| JPS61117198A (ja) | ＩｎＰ単結晶の成長用溶解物およびその使用法 | |
| JPH06279198A (ja) | 半絶縁性ガリウム砒素化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS6389497A (ja) | 珪素添加ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| Hemmat et al. | Solution growth of Electronic Compounds and their solid solutions | |
| Lenard | Crystallographic Imperfections as Related to Silicon Crystal Growth |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080212 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090212 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090212 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100212 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |