JPH01290597A - 半絶縁性ＧａＡｓ単結晶の製造方法 - Google Patents
半絶縁性ＧａＡｓ単結晶の製造方法Info
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- JPH01290597A JPH01290597A JP12263188A JP12263188A JPH01290597A JP H01290597 A JPH01290597 A JP H01290597A JP 12263188 A JP12263188 A JP 12263188A JP 12263188 A JP12263188 A JP 12263188A JP H01290597 A JPH01290597 A JP H01290597A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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】
［産業上の利用分野コ
この発明は、液体封止チョクラルスキー法（ＬＥＣ法）
により二重るつぼ法を用いてＣｒをドープし、半絶縁性
ＧａＡｓ単結晶を製造する方法に関するものである。
により二重るつぼ法を用いてＣｒをドープし、半絶縁性
ＧａＡｓ単結晶を製造する方法に関するものである。
［従来の技術および発明が解決しようとする課題〕従来
より、ＬＥＣ法で半絶縁性ＧａＡｓ単結晶を製造する方
法としては、不純物を全く添加しない、いわゆるアンド
ープの方法と、Ｃｒを添加する、いわゆるＣｒドープの
方法が知られている。
より、ＬＥＣ法で半絶縁性ＧａＡｓ単結晶を製造する方
法としては、不純物を全く添加しない、いわゆるアンド
ープの方法と、Ｃｒを添加する、いわゆるＣｒドープの
方法が知られている。
ＬＥＣ法でＧａＡｓ単結晶を成長させた場合、成長装置
の保温材などから発生したカーボンが、結晶中に混入し
、単結晶の成長方向にカーボン不純物が不均一に分布す
る。第３図は、従来のアンドープＧａＡｓ単結晶中の成
長方向のカーボン濃度分布を示す図である。第３図に示
されるように、カーボン不純物濃度は、結晶の頭部から
尾部に向かうにつれて徐々に減少する。また、このよう
なカーボン不純物濃度のばらつきは、得ら°れた単結晶
の電気抵抗率の変化に影響を与える。第４図は、従来の
アンドープＧａＡｓ単結晶の成長方向の電気抵抗率の変
化を示す図である。第４図で示されるように、電気抵抗
率も、結晶の頭部から尾部に向かうにつれて、徐々に低
下し不均一性を示す。
の保温材などから発生したカーボンが、結晶中に混入し
、単結晶の成長方向にカーボン不純物が不均一に分布す
る。第３図は、従来のアンドープＧａＡｓ単結晶中の成
長方向のカーボン濃度分布を示す図である。第３図に示
されるように、カーボン不純物濃度は、結晶の頭部から
尾部に向かうにつれて徐々に減少する。また、このよう
なカーボン不純物濃度のばらつきは、得ら°れた単結晶
の電気抵抗率の変化に影響を与える。第４図は、従来の
アンドープＧａＡｓ単結晶の成長方向の電気抵抗率の変
化を示す図である。第４図で示されるように、電気抵抗
率も、結晶の頭部から尾部に向かうにつれて、徐々に低
下し不均一性を示す。
結晶の絶縁性を決定するメカニズムにおいて、Ｃｒは、
上述のようなカーボン不純物と同様の役割を果たす。し
たがって、Ｃｒドープによる方法において、Ｃｒを徐々
に結晶の頭部から尾部に向かうにつれて増加するよう添
加する方法が考えられる。しかしながら、第５図に示す
ように、Ｃｒのドープ瓜を徐々に増加させていっても、
カーボンとＣｒの合計量は、やはり不均一となり、均一
な電気特性を何する単結晶を得ることはできない。
上述のようなカーボン不純物と同様の役割を果たす。し
たがって、Ｃｒドープによる方法において、Ｃｒを徐々
に結晶の頭部から尾部に向かうにつれて増加するよう添
加する方法が考えられる。しかしながら、第５図に示す
ように、Ｃｒのドープ瓜を徐々に増加させていっても、
カーボンとＣｒの合計量は、やはり不均一となり、均一
な電気特性を何する単結晶を得ることはできない。
この発明の目的は、かかる従来の問題を解消し、電気特
性の均一な半絶縁性ＧａＡｓ単結晶を製造する方法を提
供することにある。
性の均一な半絶縁性ＧａＡｓ単結晶を製造する方法を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段］
この発明の製造方法では、周辺環境から混入してくる不
純物としてのカーボンの量のばらつきを極力減少させ、
単結晶の頭部から足部までの間のカーボン不純物濃度の
ばらつきが１×１０１５ Ｃｍ−”以下になるよう制御
することを特徴としている。
純物としてのカーボンの量のばらつきを極力減少させ、
単結晶の頭部から足部までの間のカーボン不純物濃度の
ばらつきが１×１０１５ Ｃｍ−”以下になるよう制御
することを特徴としている。
カーボン不純物濃度のばらつきを１×１０１５Ｃｍ−’
以下に制御する方法としては、たとえば全体のカーボン
不純物濃度の量を減少させる方法がある。このような全
体的なカーボン不純物量の減少は、たとえば液体封止剤
として水分含有量の高い酸化ホウ素を用いることにより
達成できる。
以下に制御する方法としては、たとえば全体のカーボン
不純物濃度の量を減少させる方法がある。このような全
体的なカーボン不純物量の減少は、たとえば液体封止剤
として水分含有量の高い酸化ホウ素を用いることにより
達成できる。
このような水分含有量の高い酸化ホウ素を用いれば、酸
化ホウ素中の水分が不純物のカーボンと反応し、ＣＯあ
るいはＣＯ□として不純物のカーボンを系外に除去し、
不純物のカーボンを取除くことができる。
化ホウ素中の水分が不純物のカーボンと反応し、ＣＯあ
るいはＣＯ□として不純物のカーボンを系外に除去し、
不純物のカーボンを取除くことができる。
［作用］
単結晶中の成長方向のカーボン不純物濃度のばらつきを
ｌＸ１０” ｃｍ−’以下になるように制御すれば、Ｃ
ｒのドープ瓜は二重るつぼ法により均一にドープするこ
とができるので、カーボンとＣｒの合計量のばらつきは
、高々１×１０１５ｃｍ−’に抑えることができるので
、はぼ均一な分布が得られる。
ｌＸ１０” ｃｍ−’以下になるように制御すれば、Ｃ
ｒのドープ瓜は二重るつぼ法により均一にドープするこ
とができるので、カーボンとＣｒの合計量のばらつきは
、高々１×１０１５ｃｍ−’に抑えることができるので
、はぼ均一な分布が得られる。
上述のように、カーボンおよびＣｒは、いずれもＧａＡ
ｓ結晶の半絶縁特性を決定する因子の１つであり、いわ
ゆるアクセプタである。このようなアクセプタの結晶中
における濃度のばらつきが、１×１０１５ ｃｍ−”以
下になれば、これらのばらつきが電気特性に与える影響
は著しく小さくなる。この発明に従えば、上述のように
カーボンとＣｒの合計量のばらつきを１×１０１５ ｃ
ｍ−”以下に抑えることができるので、電気特性の均一
な単結晶を得ることができる。半絶縁性の単結晶を得る
ためには、所定の工具上のアクセプタの量が必要である
。したがって、全体的なカーボン不純物濃度の減少によ
り、ばらつきを制御させる場合には、カーボン不純物濃
度の減少を補うように、一定量のＣ「をドープする必要
がある。
ｓ結晶の半絶縁特性を決定する因子の１つであり、いわ
ゆるアクセプタである。このようなアクセプタの結晶中
における濃度のばらつきが、１×１０１５ ｃｍ−”以
下になれば、これらのばらつきが電気特性に与える影響
は著しく小さくなる。この発明に従えば、上述のように
カーボンとＣｒの合計量のばらつきを１×１０１５ ｃ
ｍ−”以下に抑えることができるので、電気特性の均一
な単結晶を得ることができる。半絶縁性の単結晶を得る
ためには、所定の工具上のアクセプタの量が必要である
。したがって、全体的なカーボン不純物濃度の減少によ
り、ばらつきを制御させる場合には、カーボン不純物濃
度の減少を補うように、一定量のＣ「をドープする必要
がある。
［実施例］
第２図は、二重るつぼを用いた液体封止チョクラルスキ
ー法を説明するための概略断面図である。
ー法を説明するための概略断面図である。
第２図を参照しながら、この発明に従う実施例について
説明する。まず、ｐＢＮ製の外るつぼ１内に、高純度Ｇ
ａＡｓ多結晶約１ｋｇと、液体封止剤４として、１００
０ｗ１００Ｏの水分含有量の酸化ホウ素約１５０ｇを入
れた。従来のアンドープＬＥＣ法で用いる液体封止剤と
しての酸化ホウ素は、通常１００〜２００ｗｔ ｐｐｍ
の水分含有量であるので、この実施例で用いる酸化ホウ
素は多量の水分を含んでいることになる。
説明する。まず、ｐＢＮ製の外るつぼ１内に、高純度Ｇ
ａＡｓ多結晶約１ｋｇと、液体封止剤４として、１００
０ｗ１００Ｏの水分含有量の酸化ホウ素約１５０ｇを入
れた。従来のアンドープＬＥＣ法で用いる液体封止剤と
しての酸化ホウ素は、通常１００〜２００ｗｔ ｐｐｍ
の水分含有量であるので、この実施例で用いる酸化ホウ
素は多量の水分を含んでいることになる。
次に、カーボンヒータによって、外るつは１内のＧａＡ
ｓ多結晶と酸化ホウ素を約１２７０℃まで加熱した。こ
れによりＧａＡｓ融液３および溶融した液体封止剤４が
生成した。次に、ｐＢＮ製の内るつぼ２を下降させて、
外るつぼ１内のＧａＡｓ融液３および液体封止剤４に浸
した。これにより、内るつぼ２内には、約７５ｇのＧａ
Ａｓ融液が形成された。次に、この内るつぼ２内のＧａ
Ａｓ融液に、Ｃｒを６５ｍｇ添加し、徐々に１２５０℃
まで温度を下げた。次に、種結晶５を回転しながろ、液
体封止剤４の層を通して、ＧａＡｓ融液３に接触させ、
３ｒｐｍの速度で種結晶５を回転させながら、１０ｍｍ
／時間の速度で引上げ、単結晶６を成長させた。内るつ
ぼ２内のＧａＡｓの液量は、常に約７５ｇに保持された
状態であった。また、単結晶６の径制御は容易であり、
その径は５０±１ｍｍであった。
ｓ多結晶と酸化ホウ素を約１２７０℃まで加熱した。こ
れによりＧａＡｓ融液３および溶融した液体封止剤４が
生成した。次に、ｐＢＮ製の内るつぼ２を下降させて、
外るつぼ１内のＧａＡｓ融液３および液体封止剤４に浸
した。これにより、内るつぼ２内には、約７５ｇのＧａ
Ａｓ融液が形成された。次に、この内るつぼ２内のＧａ
Ａｓ融液に、Ｃｒを６５ｍｇ添加し、徐々に１２５０℃
まで温度を下げた。次に、種結晶５を回転しながろ、液
体封止剤４の層を通して、ＧａＡｓ融液３に接触させ、
３ｒｐｍの速度で種結晶５を回転させながら、１０ｍｍ
／時間の速度で引上げ、単結晶６を成長させた。内るつ
ぼ２内のＧａＡｓの液量は、常に約７５ｇに保持された
状態であった。また、単結晶６の径制御は容易であり、
その径は５０±１ｍｍであった。
得られた単結晶６について分析した結果、力−ボン不純
物濃度は３．０−１．５Ｘ１０” ｃｍ−３の範囲内で
あり、Ｃｒ濃度は３．１×１０１５ ｃｍ−３でほぼ全
体にわたって均一であった。したがって、カーボンとＣ
ｒの合計量は、３．４〜３゜２５Ｘ１０” ｃｍ−’の
範囲内であった。
物濃度は３．０−１．５Ｘ１０” ｃｍ−３の範囲内で
あり、Ｃｒ濃度は３．１×１０１５ ｃｍ−３でほぼ全
体にわたって均一であった。したがって、カーボンとＣ
ｒの合計量は、３．４〜３゜２５Ｘ１０” ｃｍ−’の
範囲内であった。
また、この得られた単結晶６について電気抵抗率を測定
した。この結果を第１図に示す。第１図に示されるよう
に、この実施例により得られた単結晶の電気抵抗率の結
晶頭部から足部までの変化は５％以下であることがわか
った。また、第１図には、比較として従来のアンドープ
ＧａＡｓ単結晶の電気抵抗率の変化を示す。従来のアン
ドープＧａＡｓ単結晶の場合は、約５０２６程度変化し
ている。
した。この結果を第１図に示す。第１図に示されるよう
に、この実施例により得られた単結晶の電気抵抗率の結
晶頭部から足部までの変化は５％以下であることがわか
った。また、第１図には、比較として従来のアンドープ
ＧａＡｓ単結晶の電気抵抗率の変化を示す。従来のアン
ドープＧａＡｓ単結晶の場合は、約５０２６程度変化し
ている。
［発明の効果コ
以上説明したように、この発明の製造方法によれば、Ｇ
ａＡｓ単結晶中のアクセプタ、すなわちカーボンおよび
Ｃｒの濃度分布を成長方向にほぼ均一に保つことができ
る。このため、この発明の製造方法によれば、電気特性
が成長方向に均一な単結晶を得ることができる。
ａＡｓ単結晶中のアクセプタ、すなわちカーボンおよび
Ｃｒの濃度分布を成長方向にほぼ均一に保つことができ
る。このため、この発明の製造方法によれば、電気特性
が成長方向に均一な単結晶を得ることができる。
第１図は、この発明の一実施例により得られた単結晶の
成長方向の電気抵抗率の変化を示す図である。第２図は
、二重るつぼを用いた液体封止チョクラルスキー法を説
明するための概略断面図である。第３図は、従来のアン
ドープＧａＡｓ単結晶中の成長方向のカーボン濃度分布
を示す図である。第４図は、従来のアンドープＧａＡｓ
単結晶中の成長方向の電気抵抗率の変化を示す図である
。 第５図は、従来の方法によるＣｒドープＧａＡｓ単結晶
中のカーボン濃度およびＣｒ濃度の分布を示す図である
。 図において、１は外るつぼ、２は内るつぼ、３はＧａＡ
ｓ融液、４は液体封止剤、５は種結晶、６は単結晶を示
す。 第１図 ； 第２図 百 第３図 第４図 結晶頭部 足部 づ
成長方向の電気抵抗率の変化を示す図である。第２図は
、二重るつぼを用いた液体封止チョクラルスキー法を説
明するための概略断面図である。第３図は、従来のアン
ドープＧａＡｓ単結晶中の成長方向のカーボン濃度分布
を示す図である。第４図は、従来のアンドープＧａＡｓ
単結晶中の成長方向の電気抵抗率の変化を示す図である
。 第５図は、従来の方法によるＣｒドープＧａＡｓ単結晶
中のカーボン濃度およびＣｒ濃度の分布を示す図である
。 図において、１は外るつぼ、２は内るつぼ、３はＧａＡ
ｓ融液、４は液体封止剤、５は種結晶、６は単結晶を示
す。 第１図 ； 第２図 百 第３図 第４図 結晶頭部 足部 づ
Claims (1)
- （１）液体封止チョクラルスキー法により二重るつぼを
用いてＣｒをドープし半絶縁性ＧａＡｓ単結晶を製造す
る方法において、 前記単結晶中の成長方向のカーボン不純物濃度のばらつ
きが、１×１０＾１＾５ｃｍ＾−＾３以下になるように
制御することを特徴とする、半絶縁性ＧａＡｓ単結晶の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12263188A JPH01290597A (ja) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | 半絶縁性ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12263188A JPH01290597A (ja) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | 半絶縁性ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01290597A true JPH01290597A (ja) | 1989-11-22 |
Family
ID=14840752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12263188A Pending JPH01290597A (ja) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | 半絶縁性ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01290597A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0580953A1 (en) * | 1992-07-31 | 1994-02-02 | Shin-Etsu Handotai Kabushiki Kaisha | GaP light emitting device and method for fabricating the same |
-
1988
- 1988-05-19 JP JP12263188A patent/JPH01290597A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0580953A1 (en) * | 1992-07-31 | 1994-02-02 | Shin-Etsu Handotai Kabushiki Kaisha | GaP light emitting device and method for fabricating the same |
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