JPH0193494A - 化合物半導体単結晶の成長方法 - Google Patents
化合物半導体単結晶の成長方法Info
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- JPH0193494A JPH0193494A JP24577487A JP24577487A JPH0193494A JP H0193494 A JPH0193494 A JP H0193494A JP 24577487 A JP24577487 A JP 24577487A JP 24577487 A JP24577487 A JP 24577487A JP H0193494 A JPH0193494 A JP H0193494A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
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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、発光デバイス、受光デバイス、高速工Ｃ用基
板等に用いられるＩｎＰ 、 ＧａＡｓ等の化合物半導
体単結晶をｉ＋Ｋｃ法で引上げる結晶の成長方法に関す
る。
板等に用いられるＩｎＰ 、 ＧａＡｓ等の化合物半導
体単結晶をｉ＋Ｋｃ法で引上げる結晶の成長方法に関す
る。
従来、無転位の化合物半導体単結晶、例えば工ｎＰ、Ｇ
ａＡθ等の単結晶を得るために種々の研究がなされてき
た。ＬＫＣ法（Ｌｉｑｕｉｄ Ｋｎａａｐｓｕ−Ｎａｔ
ａｌ ０ｚｏａｈｒａｌｓｋｉ法）による結晶成長で無
転位化を阻む要因として、結晶周辺部で熱応力により発
生するスリップ転位、さらには結晶中心部の狭い領域に
存在する種結晶に由来する転位及び成長結晶と種結晶と
の界面近傍で発生した転位より伝搬する転位群、いわゆ
る芯転位が挙げられる。
ａＡθ等の単結晶を得るために種々の研究がなされてき
た。ＬＫＣ法（Ｌｉｑｕｉｄ Ｋｎａａｐｓｕ−Ｎａｔ
ａｌ ０ｚｏａｈｒａｌｓｋｉ法）による結晶成長で無
転位化を阻む要因として、結晶周辺部で熱応力により発
生するスリップ転位、さらには結晶中心部の狭い領域に
存在する種結晶に由来する転位及び成長結晶と種結晶と
の界面近傍で発生した転位より伝搬する転位群、いわゆ
る芯転位が挙げられる。
この芯転位を除去するために、成長初期の結晶を第２図
のように種結晶よシ細くしたネッキング部を形成し、伝
搬する転位を成長結晶外に逃す方法がある。このネッキ
ング・イン（ｎｅｃｋｉｎｇ −ｉｎ ）はＢ、 Ｏ，
Ｇｒａｂｍａｉｅｒ ｅｔ、 ａｌ、Ｊ。
のように種結晶よシ細くしたネッキング部を形成し、伝
搬する転位を成長結晶外に逃す方法がある。このネッキ
ング・イン（ｎｅｃｋｉｎｇ −ｉｎ ）はＢ、 Ｏ，
Ｇｒａｂｍａｉｅｒ ｅｔ、 ａｌ、Ｊ。
ＯｒｙａｔａＩＧｒｏｗｔｈ １３／１ａ （１９７２
） ６５５に記載されている。
） ６５５に記載されている。
上記のネッキング法はネッキング部を形成するために成
長初期に原料融液を高温に保つ必要があり、その際、種
結晶も高温にさらされて熱応力による転位やムｓ、Ｐ等
のＶ族元素の解離による結晶欠陥が発生し、成長結晶に
伝搬して転位を発生させることになる。
長初期に原料融液を高温に保つ必要があり、その際、種
結晶も高温にさらされて熱応力による転位やムｓ、Ｐ等
のＶ族元素の解離による結晶欠陥が発生し、成長結晶に
伝搬して転位を発生させることになる。
本発明は上記のネッキング法の欠点を解消し、伝搬転位
の発生を防止して、無転位の化合物半導体単結晶を成長
させる方法を提供しようとするものである。
の発生を防止して、無転位の化合物半導体単結晶を成長
させる方法を提供しようとするものである。
本発明は、ＩＪＥＯ法により化合物半導体単結晶を引上
げる結晶の成長方法において、成長初期の結晶を種結晶
より一担太くシ、次いで、細長いネッキング部を形成し
て芯転位を除いた後に所定の直径まで肩出し制御して柱
状結晶を引上げることを特徴とする結晶の成長方法であ
る。
げる結晶の成長方法において、成長初期の結晶を種結晶
より一担太くシ、次いで、細長いネッキング部を形成し
て芯転位を除いた後に所定の直径まで肩出し制御して柱
状結晶を引上げることを特徴とする結晶の成長方法であ
る。
第１図は、本発明の方法によシ引上げた成長初期の結晶
の形状を示したものである。種結晶１は通常５〜１０ｍ
程度の角柱を用いるが、まず、成長結晶の直径を６〜２
０ｗＩＡ程度に太い部分２を形成し、次いで、２〜７−
程度の細いネッキング部５を形成した後、肩出し制御を
行ない、そして円柱状の結晶を引上げる。
の形状を示したものである。種結晶１は通常５〜１０ｍ
程度の角柱を用いるが、まず、成長結晶の直径を６〜２
０ｗＩＡ程度に太い部分２を形成し、次いで、２〜７−
程度の細いネッキング部５を形成した後、肩出し制御を
行ない、そして円柱状の結晶を引上げる。
上記の種結晶直下の太い成長結晶部分が直接的に転位の
伝搬を阻止するものではない。種結晶を液体封止剤さら
に原料融液に浸し原料融液の温度を調整した後種結晶を
引上げ結晶成長を開始するという一連のシーディングプ
ロセスの間、種結晶は高温にさらされる。特に、従来の
ネッキング法では種結晶直下にネッキング部を形成する
ために、成長初期の原料融液をより高温に保ち引上結晶
の径を細くする必要がある。
伝搬を阻止するものではない。種結晶を液体封止剤さら
に原料融液に浸し原料融液の温度を調整した後種結晶を
引上げ結晶成長を開始するという一連のシーディングプ
ロセスの間、種結晶は高温にさらされる。特に、従来の
ネッキング法では種結晶直下にネッキング部を形成する
ために、成長初期の原料融液をより高温に保ち引上結晶
の径を細くする必要がある。
一方、本発明では、種結晶直下に太い結晶部分を形成す
るためにシーディングプロセスの原料融液の温度は、上
記のネッキング法はもちろん、通常のＬＥＣ法よりも低
くすることができ、種結晶に与えるダメージは大巾に抑
制されることＫなる。このよ−うなシーディングプロセ
ス後にネッキング部を形成することにより該形成に要す
る時間を短かくすることができ、ネッキング部形成のた
めの高温融液の影響も極めて小さくすることができる。
るためにシーディングプロセスの原料融液の温度は、上
記のネッキング法はもちろん、通常のＬＥＣ法よりも低
くすることができ、種結晶に与えるダメージは大巾に抑
制されることＫなる。このよ−うなシーディングプロセ
ス後にネッキング部を形成することにより該形成に要す
る時間を短かくすることができ、ネッキング部形成のた
めの高温融液の影響も極めて小さくすることができる。
以上のように、本発明は、種結晶直下に太い結晶部分会
形成することにより、シーディングプロセスをネッキン
グ部形成プロセスから分離して、比較的低温領域でシー
ディングを行なうことができ、種結晶の受けるダメージ
を大巾に軽減し、かつ、ネッキング法の特徴を生かして
、芯転位のない化合物半導体単結晶の成長を可能とした
。
形成することにより、シーディングプロセスをネッキン
グ部形成プロセスから分離して、比較的低温領域でシー
ディングを行なうことができ、種結晶の受けるダメージ
を大巾に軽減し、かつ、ネッキング法の特徴を生かして
、芯転位のない化合物半導体単結晶の成長を可能とした
。
ＬＥＣ法によシエｎドープＧａＡｓ 単結晶の成長を行
なった。ＰＢＮ製るつぼには、純度９９．９９９９−の
金属ガリウム、金属インジウム、金属砒素を、Ｉｎは６
０ｆ、ＧａとＡｓはモル比を１＝１とし合計重量を５
ｋｌｉＴとしてチャージした。馬０．は水分量１００
ｐＴ）ｍのものを４０Ｏｆチヤージした。雰囲気ガスは
２０１Ｖ／ｃｍ”の高純度Ｎ、を用いた。引上軸の回転
速度は１０ ｒｐｍ 、るつぼ軸は逆回転で２０ ｒｐ
ｍとした。引上軸の引上速度は１０ ｔｍ Ａｒで一定
とし、るつぼ軸は原料融液の液面がヒーターに対して常
に一定となるように上昇させた。成長結晶の直径は引上
軸上方のロードセルにより検出する成長結晶の重力信号
をもとにヒーターの出力を調節して直径を自動的に制御
するようにした。
なった。ＰＢＮ製るつぼには、純度９９．９９９９−の
金属ガリウム、金属インジウム、金属砒素を、Ｉｎは６
０ｆ、ＧａとＡｓはモル比を１＝１とし合計重量を５
ｋｌｉＴとしてチャージした。馬０．は水分量１００
ｐＴ）ｍのものを４０Ｏｆチヤージした。雰囲気ガスは
２０１Ｖ／ｃｍ”の高純度Ｎ、を用いた。引上軸の回転
速度は１０ ｒｐｍ 、るつぼ軸は逆回転で２０ ｒｐ
ｍとした。引上軸の引上速度は１０ ｔｍ Ａｒで一定
とし、るつぼ軸は原料融液の液面がヒーターに対して常
に一定となるように上昇させた。成長結晶の直径は引上
軸上方のロードセルにより検出する成長結晶の重力信号
をもとにヒーターの出力を調節して直径を自動的に制御
するようにした。
種結晶には、断面４ｍｘ ４ｍの工ｎ濃度２０００ｗｔ
ｐｐｍのＧ＆Ａ日単結晶を用い、原料融液に十分なじ
ませた後に成長結晶の直径を増大させ、１゜燻に達した
時点で直径を減少に転じさせ、直径３１まで絞り込みネ
ッキング部を形成した後２インチの設定径まで肩出しし
、その直径で最後まで結晶成長を続けた。
ｐｐｍのＧ＆Ａ日単結晶を用い、原料融液に十分なじ
ませた後に成長結晶の直径を増大させ、１゜燻に達した
時点で直径を減少に転じさせ、直径３１まで絞り込みネ
ッキング部を形成した後２インチの設定径まで肩出しし
、その直径で最後まで結晶成長を続けた。
このようにして得た成長結晶を成長方向に垂直な平面で
スライスしてＫＯＨでエツチングしたところ芯転位は全
く見い出すことができなかった。
スライスしてＫＯＨでエツチングしたところ芯転位は全
く見い出すことができなかった。
本発明は上記構成を採用することによって、シーディン
グプロセスにおける成長温度を比較的に低くシ、高温融
液による種結晶の悪影響を回避し、かつ、ネッキング法
の特徴を生かして芯転位を含まない高品質の化合物半導
体単結晶の製造を可能とし、ＩＣの高集積化、発光素子
の長寿命化、デバイスの高性能化に大きな寄与をするも
のである。
グプロセスにおける成長温度を比較的に低くシ、高温融
液による種結晶の悪影響を回避し、かつ、ネッキング法
の特徴を生かして芯転位を含まない高品質の化合物半導
体単結晶の製造を可能とし、ＩＣの高集積化、発光素子
の長寿命化、デバイスの高性能化に大きな寄与をするも
のである。
第１図は、本発明により成長させた引上結晶の成長初期
の形状を示したものであり、第２図は、ネッキング法に
より成長させた同様の結晶形状を示したものである。
の形状を示したものであり、第２図は、ネッキング法に
より成長させた同様の結晶形状を示したものである。
Claims (1)
- ＬＥＣ法により化合物半導体単結晶を引上げる結晶の成
長方法において、成長初期の結晶を種結晶より一旦太く
し、次いで、細長いネツキング部を形成して芯転位を除
いた後に所定の直径まで肩出し制御することを特徴とす
る結晶の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24577487A JPH0193494A (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 化合物半導体単結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24577487A JPH0193494A (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 化合物半導体単結晶の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193494A true JPH0193494A (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=17138616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24577487A Pending JPH0193494A (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 化合物半導体単結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0193494A (ja) |
-
1987
- 1987-10-01 JP JP24577487A patent/JPH0193494A/ja active Pending
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