JPH01104751A - 単結晶Ｇａ−Ａｓウェハの熱処理方法 - Google Patents
単結晶Ｇａ−Ａｓウェハの熱処理方法Info
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- JPH01104751A JPH01104751A JP25915987A JP25915987A JPH01104751A JP H01104751 A JPH01104751 A JP H01104751A JP 25915987 A JP25915987 A JP 25915987A JP 25915987 A JP25915987 A JP 25915987A JP H01104751 A JPH01104751 A JP H01104751A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、結晶中の炭素濃度に関係なく、高い抵抗率
を有し、かつ辷り転位の発生がない単結晶Ｇａ−Ａｓウ
ェハを製造するための熱処理方法に関するものである。
を有し、かつ辷り転位の発生がない単結晶Ｇａ−Ａｓウ
ェハを製造するための熱処理方法に関するものである。
従来、半導体装置に用いられる単結晶Ｇａ −Ａｓウェ
ハが、まず、例えば液体封止引上法により直径が５０〜
７５ｍｍ程度の単結晶Ｇａ−Ａｓインゴットを形成し、
これを厚さ：約５００μｍのウェハにスライスし、最終
的に、このウェハに、結晶中の炭素濃度に関係なく、高
い抵抗率を付与する目的で、不活性ガス雰囲気またはＡ
ｓ蒸気圧雰囲気中、温度：約９５０℃に２〜５時間保持
後、例えば水あるいはアルコール中に急冷の条件で熱処
理を施すことにより製造されることは良く知られるとこ
ろである。
ハが、まず、例えば液体封止引上法により直径が５０〜
７５ｍｍ程度の単結晶Ｇａ−Ａｓインゴットを形成し、
これを厚さ：約５００μｍのウェハにスライスし、最終
的に、このウェハに、結晶中の炭素濃度に関係なく、高
い抵抗率を付与する目的で、不活性ガス雰囲気またはＡ
ｓ蒸気圧雰囲気中、温度：約９５０℃に２〜５時間保持
後、例えば水あるいはアルコール中に急冷の条件で熱処
理を施すことにより製造されることは良く知られるとこ
ろである。
しかし、上記の従来方法で製造された単結晶Ｇａ−Ａｓ
ウェハにおいては、上記熱処理における均質化加熱温度
からの冷却速１度が、通常的１０００℃／ｍｉｎにも達
することから、特にウェハの外周部に辷り転位が発生し
、これが原因で割れ発生に至る場合もあり、この辷り転
位発生部分は実用に供することができず、この結果歩留
りが著しく低いものとなり、コスト高となるのを避ける
ことができないものである。
ウェハにおいては、上記熱処理における均質化加熱温度
からの冷却速１度が、通常的１０００℃／ｍｉｎにも達
することから、特にウェハの外周部に辷り転位が発生し
、これが原因で割れ発生に至る場合もあり、この辷り転
位発生部分は実用に供することができず、この結果歩留
りが著しく低いものとなり、コスト高となるのを避ける
ことができないものである。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の
従来急冷熱処理法のもつ問題点を解決すべく研究を行な
った結果、均質化加熱温度である９００〜１０００℃の
範囲内の所定温度からの冷却を、７００〜８００℃の範
囲内の所定温度に至るまでの温度範囲を２０℃／ｍｉｎ
以下の冷却速度で徐冷し、ついで、前記徐冷終了温度〜
（前記徐冷終了温度−１５０℃以上）の温度範囲を３０
〜ｂの冷却速度で準急冷する、 冷却パターンで行なうと、結晶中の炭素濃度に関係なく
、高い抵抗率を有し、かつ辷り転位の発生もない単結晶
Ｇａ−Ａｓウェハが得られるようになるという知見を得
たのである。
従来急冷熱処理法のもつ問題点を解決すべく研究を行な
った結果、均質化加熱温度である９００〜１０００℃の
範囲内の所定温度からの冷却を、７００〜８００℃の範
囲内の所定温度に至るまでの温度範囲を２０℃／ｍｉｎ
以下の冷却速度で徐冷し、ついで、前記徐冷終了温度〜
（前記徐冷終了温度−１５０℃以上）の温度範囲を３０
〜ｂの冷却速度で準急冷する、 冷却パターンで行なうと、結晶中の炭素濃度に関係なく
、高い抵抗率を有し、かつ辷り転位の発生もない単結晶
Ｇａ−Ａｓウェハが得られるようになるという知見を得
たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ１
て、単結晶Ｇａ−ＡＳウェハの不活性ガス雰囲気中ある
いはＡｓ蒸気圧雰囲気中での熱処理を、 ９００〜１０００℃の均質化加熱温度から７００〜８０
０℃までの温度範囲を２０℃／ｌｌ１１ｎ以下の冷却速
度で徐冷し、 ついで、前記徐冷終了温度から少なくとも１５０℃低い
温度までの温度範囲を３０〜ｂ 冷却速度で準急冷する、 冷却パターンにて行なう点に特徴を有するものである。
て、単結晶Ｇａ−ＡＳウェハの不活性ガス雰囲気中ある
いはＡｓ蒸気圧雰囲気中での熱処理を、 ９００〜１０００℃の均質化加熱温度から７００〜８０
０℃までの温度範囲を２０℃／ｌｌ１１ｎ以下の冷却速
度で徐冷し、 ついで、前記徐冷終了温度から少なくとも１５０℃低い
温度までの温度範囲を３０〜ｂ 冷却速度で準急冷する、 冷却パターンにて行なう点に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の方法において、熱処理条件を上記の
通りに限定した理由を説明する。
通りに限定した理由を説明する。
（ａ） 均質化加熱温度
その温度が９００℃未満では均質化に長時間を要し、実
用的でなく、一方その温度が１０００℃を越えるとＡＳ
の解離が起るようになることから、その温度を９００〜
１０００℃と定めた。
用的でなく、一方その温度が１０００℃を越えるとＡＳ
の解離が起るようになることから、その温度を９００〜
１０００℃と定めた。
（ｂ） 徐冷時の冷却速度
２０℃／ｍｉｎを越えた相対的に速い冷却速度になると
ウェハ外周部に辷り転位が発生するようになることから
、その冷却速度を２０℃／ｍｉｎ以下と定めた。
ウェハ外周部に辷り転位が発生するようになることから
、その冷却速度を２０℃／ｍｉｎ以下と定めた。
（ｃ） 徐冷終了温度
８００℃を越えた高い温度で徐冷を終了すると、ウェハ
に辷り転位が発生するようになり、一方徐冷終了温度を
７００℃未満の低い温度にすると、抵抗率にバラツキが
生じるようになることから、徐冷終了温度を７００〜８
００℃の範囲内の所定温度と定めた。
に辷り転位が発生するようになり、一方徐冷終了温度を
７００℃未満の低い温度にすると、抵抗率にバラツキが
生じるようになることから、徐冷終了温度を７００〜８
００℃の範囲内の所定温度と定めた。
（ｄ） 準急冷時の冷却速度
徐冷に引続いて準急冷を行なうが、この場合の冷却速度
が３０℃／ｌ１ｉｎ未満では、冷却が相対的に緩慢とな
って抵抗率にバラツキが生じるようになり、一方１００
℃／ｍｉｎを越えた速い冷却速度にすると、辷り転位が
発生するようになることから、その冷却速度を３０〜ｂ （ｅ） 準急冷終了温度 徐冷終了温度と準急冷終了温度の温度幅が１５０℃未満
では、準急冷処理が不十分で抵抗率にバラツキが生じる
ようになるので、前記幅を１５０℃以上とする必要があ
り、かかる点から準急冷終了温度を徐冷終了温度から少
なくとも１５０℃低い温度とした。
が３０℃／ｌ１ｉｎ未満では、冷却が相対的に緩慢とな
って抵抗率にバラツキが生じるようになり、一方１００
℃／ｍｉｎを越えた速い冷却速度にすると、辷り転位が
発生するようになることから、その冷却速度を３０〜ｂ （ｅ） 準急冷終了温度 徐冷終了温度と準急冷終了温度の温度幅が１５０℃未満
では、準急冷処理が不十分で抵抗率にバラツキが生じる
ようになるので、前記幅を１５０℃以上とする必要があ
り、かかる点から準急冷終了温度を徐冷終了温度から少
なくとも１５０℃低い温度とした。
つぎに、この発明の熱処理方法を実施例により具体的に
説明する。
説明する。
通常の液体封止引上装置を用いて製造した直径：５４關
×長さ： １５０ ｍｒａの寸法をもった各種の単結晶
Ｇａ−Ａｓインゴットの上端および下端の３０關内側部
分から炭素濃度および抵抗率測定用の厚さ＝４ｍｒｓの
薄板と、辷り転位測定用の厚さ２５００μｍのウェハを
それぞれ隣接して切り出し、これらの薄板およびウェハ
を、それぞれ内径： １００ ｍｍＸ長さ： ＬＯＯＯ
ｍｍの寸法をもった石英製炉芯管の先端部に装入し、こ
の炉芯管を、内径： １３０ ｍｍＸ長さ： ８００１
０！Ｉの寸法をもった横型電気炉に装着し、３℃／ ｍ
１ ｎの昇温速度で均質化加熱温度に加熱し、約１気
圧のＡｓ蒸気圧下で５時間保持した後、第１表に示され
る条件で熱処理を行なうことによって本発明法１〜１８
および比較法１〜７をそれぞれ実施した。
×長さ： １５０ ｍｒａの寸法をもった各種の単結晶
Ｇａ−Ａｓインゴットの上端および下端の３０關内側部
分から炭素濃度および抵抗率測定用の厚さ＝４ｍｒｓの
薄板と、辷り転位測定用の厚さ２５００μｍのウェハを
それぞれ隣接して切り出し、これらの薄板およびウェハ
を、それぞれ内径： １００ ｍｍＸ長さ： ＬＯＯＯ
ｍｍの寸法をもった石英製炉芯管の先端部に装入し、こ
の炉芯管を、内径： １３０ ｍｍＸ長さ： ８００１
０！Ｉの寸法をもった横型電気炉に装着し、３℃／ ｍ
１ ｎの昇温速度で均質化加熱温度に加熱し、約１気
圧のＡｓ蒸気圧下で５時間保持した後、第１表に示され
る条件で熱処理を行なうことによって本発明法１〜１８
および比較法１〜７をそれぞれ実施した。
なお、比較法１〜７は、いずれも熱処理条件のうちのい
ずれかの条件がこの発明の範囲から外れたものである。
ずれかの条件がこの発明の範囲から外れたものである。
また、比較の目的で、第１表に示される均質化加熱温度
から水中に浸漬（急冷）の条件で従来法１〜３を行なっ
た。
から水中に浸漬（急冷）の条件で従来法１〜３を行なっ
た。
ついで、このように熱処理された各種の薄板およびウェ
ハを用いて、結晶中の炭素濃度および抵抗率を測定し、
さらに辷り転位の有無を観察した。
ハを用いて、結晶中の炭素濃度および抵抗率を測定し、
さらに辷り転位の有無を観察した。
なお、炭素濃度はフーリエ変換赤外吸収法（Ｐ、Ｔ、
１．Ｒ，）にて、また抵抗率はファン・デア・バラ法に
て面内で５点測定し、さらに辷り転位はＸ線トポグラフ
にて観察した。これらの結果を第１表に示した。
１．Ｒ，）にて、また抵抗率はファン・デア・バラ法に
て面内で５点測定し、さらに辷り転位はＸ線トポグラフ
にて観察した。これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明法１〜１８で熱処理
した場合には、いずれも炭素濃度に関係なく、１×１０
７Ω・ｍ以上の高い抵抗率を示し、かつ辷り転位の発生
も全く認められないのに対して、比較法１〜７に見られ
るように、熱処理条件のうちのいずれかの条件でもこの
発明の範囲から外れると、抵抗率にバラツキが生じるよ
うになり、結晶中の炭素濃度によっては、半導体装置の
単結晶Ｇａ−Ａｓチップに要求される１×ｌｏ７Ω・ａ
ｍ以上の抵抗率を示さなくなる場合が生じたり、辷り転
位が発生したりするようになることが明らかである。
した場合には、いずれも炭素濃度に関係なく、１×１０
７Ω・ｍ以上の高い抵抗率を示し、かつ辷り転位の発生
も全く認められないのに対して、比較法１〜７に見られ
るように、熱処理条件のうちのいずれかの条件でもこの
発明の範囲から外れると、抵抗率にバラツキが生じるよ
うになり、結晶中の炭素濃度によっては、半導体装置の
単結晶Ｇａ−Ａｓチップに要求される１×ｌｏ７Ω・ａ
ｍ以上の抵抗率を示さなくなる場合が生じたり、辷り転
位が発生したりするようになることが明らかである。
また、従来法１〜３にて熱処理した場合には、いずれも
１×１０７Ω・ｍ以上の高い抵抗率を示すものの、すべ
てに辷り転位が発生し、実用に供することかできないも
のである。
１×１０７Ω・ｍ以上の高い抵抗率を示すものの、すべ
てに辷り転位が発生し、実用に供することかできないも
のである。
上述のように、この発明の熱処理方法によれば、結晶中
の炭素濃度に関係なく、１×１０７Ω・ｍ以上の高い抵
抗率をもち、かつ辷り転位の発生もない単結晶Ｇａ−Ａ
ｓウェハをきわめて高い歩留りで製造することができる
のである。
の炭素濃度に関係なく、１×１０７Ω・ｍ以上の高い抵
抗率をもち、かつ辷り転位の発生もない単結晶Ｇａ−Ａ
ｓウェハをきわめて高い歩留りで製造することができる
のである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ９００〜１０００℃の均質化加熱温度から７００〜８０
０℃までの温度範囲を２０℃／ｍｉｎ以下の冷却速度で
徐冷し、 ついで、前記徐冷終了温度から少なくとも１５０℃低い
温度までの温度範囲を３０〜１００℃／ｍｉｎの冷却速
度で準急冷することを特徴とする単結晶Ｇａ−Ａｓウェ
ハの熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25915987A JPH01104751A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 単結晶Ｇａ−Ａｓウェハの熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25915987A JPH01104751A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 単結晶Ｇａ−Ａｓウェハの熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104751A true JPH01104751A (ja) | 1989-04-21 |
Family
ID=17330166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25915987A Pending JPH01104751A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 単結晶Ｇａ−Ａｓウェハの熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01104751A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5137847A (en) * | 1990-12-14 | 1992-08-11 | Nippon Mining Co., Ltd. | Method of producing GaAs single crystal substrate using three stage annealing and interstage etching |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP25915987A patent/JPH01104751A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5137847A (en) * | 1990-12-14 | 1992-08-11 | Nippon Mining Co., Ltd. | Method of producing GaAs single crystal substrate using three stage annealing and interstage etching |
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