JPH01301592A - 不純物添加3−5族化合物単結晶成長用融液の生成方法 - Google Patents

不純物添加3−5族化合物単結晶成長用融液の生成方法

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JPH01301592A
JPH01301592A JP13369288A JP13369288A JPH01301592A JP H01301592 A JPH01301592 A JP H01301592A JP 13369288 A JP13369288 A JP 13369288A JP 13369288 A JP13369288 A JP 13369288A JP H01301592 A JPH01301592 A JP H01301592A
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JP
Japan
Prior art keywords
impurity
raw material
single crystal
compound
iii
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Pending
Application number
JP13369288A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Shibatani
柴谷 博志
Kenji Tomizawa
冨澤 憲治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、不純物添加■−■族化合物単結晶成長のた
めの原料融液の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、m−v族化合物には*  GaAa * Gap
 、 InP。
Xnks 、  Inch 、  Garbなど様々な
組合せの化合物があシ、これら化合物の単結晶は、IC
用基板1発光ダイオード、レーザダイオード、各種のセ
ンサー基板として用いられており、上記■−v族化合物
単結晶に不純物を添加せしめてn型、P型あるいは半絶
縁性雛結晶が製造されている。
例えば、GaAa化合物単結晶の場合、n型では81゜
P型ではZn、半絶縁性ではCr等の不純物が添加され
る。
上記■−V族化合物単結晶を成長させる丸めの方法とし
て、一般に、ポートゲローン法(以下。
8G法という)、液体封止チョクラルスキー法(以下、
IICC法という)、その他特開昭60−251191
号公報、特開昭60−1’76995号公報記載の改良
されたLEC法が知られている。
これらの方法により不純物添加瓜−V&化合物単結晶を
成長させる場合には、不純物添加剤として、所定量の不
純物単体あるいはその不純物元素と■族もしくは■族と
の化合物を用いて所定濃度の融液を生成させていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
第1図は、LEC法により■−V族化合物単結晶5を引
上げている状態を示す断面概略図であるが。
上記LEC法により例えばZn添加GaAa単結晶を成
長させるにFiまず、%1図の容61内の密封容器3内
に設置されたルツボ4内にGa A&+多結晶原料及び
Zn単体を装入し、さらにその上に8203を装入して
ヒーター2によ)加熱溶融し、ルツボ4内にZn添加G
a As融液6とB2o3融液8とからなる二層融液を
作成する。この場合、GaAsの融点は1238℃、z
nの融点は419.5℃、沸点は907℃でめり、さら
にB2O3の融点は295cであるので、ルツボ4内に
装入窟れている原料のうち、まずB2O3が溶融してZ
n単体及びGa As多結晶を覆う。その後Znが溶融
するけれども、GaAε多結晶が溶融する頃には、沸点
:907℃のZnは相当証蒸発し、所望211度のZn
fi加Ga kgw期融液を得ることは雌しかった。
さらKこのZnの蒸発により密封容器3内壁及び雰囲気
はZnで著しく汚染され、上記容器l内の密封容器3は
ヒーター2によって加熱状態にあるので、−度汚染され
た密封容器3を繰返し使用する場合、fM封容53の内
壁から蒸発するZnも濃度の制御に影響を及ぼしていた
。かかるZnの蒸発による密封容器3内壁及び雰囲気の
汚染は、高濃度Zn添加GaAa単結晶の作製にはさし
たる問題はないが。
低濃度Zn添加GaAa単結晶の作製は濃度の不安定さ
から容易ではなかった。
以上&ZnfA加GaAa単結晶成長用融液生成時にお
ける問題点について述べたが、一般に不純物と化合物単
結晶原料を通常の原料溶解法で溶融すると溶融の際に不
純物の蒸発が起シ、この不純物蒸発が原料融液中の不純
物aKの今現性を悪くシ、さらに容器内壁及び雰囲気を
汚染する丸めに、低濃度不純物添加化合物堆結晶を得る
ことが離しいという問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
そこで1本発明者らは、原料溶解時の不純物蒸発を極力
抑えて密封容器内の内壁及び雰囲気の不純物汚染を防止
し、所望の不純物濃度を有する初期原料融液を得るべく
研究を行った結果。
あらかじめは知濃度の不純物を固溶してhる■−V族化
合物固溶体を用意し、この固溶体を不純物添加原料とし
て溶解することによシ、不純物添加■−v族化合物単結
晶成長用融液を生成すると。
不純物の揮散が抑えられ、容器の内壁及び雰囲気の汚染
を少なくすることができると同時に所望の不純物濃度を
有する■−v族化合物単結晶成長用融液を再現性よく得
ることができるという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであっ
て。
(η 不純物添加■−v族化合物単結晶成長用原料をル
ツボ内で溶解する方法において、あらかじめ既知′a&
の不純物を固溶している■−■族化合物固溶体を用意し
、この化合物固溶体を原料としてルツボ内で溶解する不
純物添加■−v族化合物単結晶成長用融液の生成方法。
(2)  蒸気圧制御法において、上記あらかじめ用意
した高濃度の不純物を固溶したm−v族化合物を■族原
料とともに加熱昇温し1表面開口部よりV族蒸気を取り
入れ合成を行い不純物添加■−v族化合物単結晶成長用
融液を生成する方法。
に特徴を有するものである。
上5ビ「あらかじめ既知濃度の不純物を固溶している■
−v族化合物固溶体」の不純物濃度は、所望濃度の単結
晶成長用原料融液の不純物濃度と同一であり、その固溶
体のみを原料として溶解することが好ましいが、上記単
結晶成長用原料融液の不純物濃度よりも高濃度のm−v
族化合物を用意しておき、この高濃度不純物同浴■−v
族化合物と無添加III −v族化合物原料を所定の割
合で混合し、溶解して所望の不純物濃度を有する■−v
族化族化合物単結晶成長用原料合液造してもよい。
さらに、上記既知tI度の不純物を固溶している■−v
族化合物固溶体を■族原料とともに加熱昇温し1表面開
口部より■族蒸気を取り入れて所望の不純物添加■−V
族化合物単結晶成長用融液を生成してもよい。
〔実施例〕
つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。
実施例1 第1因に示される単結晶成長装置において、ルツボ4内
に番γOppmのZnを固溶したGa As化合物原料
1500Jl及び820,200/を装入し、加熱昇温
してZn添加Ga As単結晶成長用融液を生成させた
。融液中のZn濃度を、成長した結晶のZnfi度から
測定したところ、469ppmであシ、融液生成時にお
けるZnの蒸発はほとんどないことが分った。
比較例1 比較のために第1図に示されるルツボ4内に無添加Ga
 Aa多結晶原料1500&と金属Zn37及びB20
.200 Nを装入し加熱昇温し、 Zn添加GaAa
単結晶成長用融&を生成させた(この際のznn添加上
2000 wtppm相当となる)。生成した融液中の
Zn?I11度を実施例1と同様に測定したところ。
340 ppmであり、融液生成時に相当璽のZnが蒸
発したことが分る。
実施例2 第2図に示される単結晶成長装置のルツボ4内にZn濃
度2.0001)りmのGaAs化合物原料500/と
Gaミツ2,9及び石英製リング隔壁内側に82051
00Iを装入し、また1皿フの位置KA51840gを
置き、加熱昇温しルツボ内に2,0OOjlのZn添加
Ga Aa融液を生成させた。この際の融液中Zn濃度
を調べたところ4グOppmであった。原料中の全Zn
濃度Fi500 ppmであるから、Znの蒸発は十分
に抑えられている事が分る。
比較例2 第2図に示されるルツボ5内にGa 964 j 、及
びZn1Ii、石英製リング隔壁内側に52o31oo
、vを装入し1皿フの位置にAs1lOO/を置き、加
熱昇温し、ルツボ内に2000JFのZn添加GaAa
/d液を生成させた。原料中の全Zn2!1度は500
 ppmに相当するが、生成されたm&中のZna度は
360ppmであり、かなシのZnの蒸発があった。
実施例3 第1因に示される単結晶引上装置のルツボ4内に無添加
GaAa多結晶原料1450J、Zn濃度350ppr
nのGa As化合物原料lフO1及びB20.200
IIを装入し加熱昇温してZn添加Ga As単結晶成
長用融液を生成させた。この際の融液中Zn1度を調べ
たところおよそ35 ppmであった。上記原料中の全
Znfi度は36 ppmであるから、融液生成時にお
けるZnの蒸発はほとんど無視出来る程度であることが
分る。
〔発明の効果〕
実施例1〜3および比較例1〜2とを対比すると、Zn
を単体として添加して溶解するよりも、あらかじめZn
をGa As化合物に固溶させておき、それ′lI:原
料として溶解すると、溶解時におけるZnの蒸発量が極
めて少ないことがわかり、したがって。
Zn、4発による密封容器内の汚染が防止窟れ、特に低
濃度不純物Ga Aa化合物単結晶夷造においても上記
密封容器内壁の汚染が極めて少ないので繰り返し便用で
き、生産性向上にすぐれた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
@1図および第2図は、この発明の実施例に用いた公知
の■−v族化合物単結晶成長用装置の断面概略図である
。 1・・・容器。 2・・・ヒーター。 3・・・密封容器。 番・・・ルツボ。 5・・・単結晶。 6・・・Ga Aa融液。 フ・・・皿。 8・・・s2o、融液。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、不純物添加III−V族化合物単結晶成長用融液をル
    ツボ内で作製する方法において、 あらかじめ所望不純物濃度の不純物を固溶したIII−V
    族化合物固溶体を用意し、この固溶体を原料として、ル
    ツボ内で溶解することを特徴とする不純物添加III−V
    族化合物単結晶成長用融液の生成方法。 2、不純物添加III−V族化合物単結晶成長用融液をル
    ツボ内で作製する方法において、 あらかじめ所望不純物濃度よりも高濃度の不純物を固溶
    したIII−V族化合物固溶体を用意し、この固溶体を不
    純物添加原料として、無添加のIII−V族化合物と共に
    ルツボ内で溶解することを特徴とする不純物添加III−
    V族化合物単結晶成長用融液の生成方法。 3、不純物添加III−V族化合物単結晶成長用融液をル
    ツボ内で作製する方法において、 あらかじめ所望不純物濃度よりも高濃度の不純物を固溶
    したIII−V族化合物固溶体を用意し、この固溶体を不
    純物添加原料として、III族原料と共にルツボ内に入れ
    、加熱昇温し、表面開口部よりV族蒸気を取り入れて合
    成を行うことを特徴とする不純物添加III−V族化合物
    単結晶成長用融液の生成方法。
JP13369288A 1988-05-31 1988-05-31 不純物添加3−5族化合物単結晶成長用融液の生成方法 Pending JPH01301592A (ja)

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