JPH02293399A - ＧａＡｓインゴットの熱処理方法 - Google Patents
ＧａＡｓインゴットの熱処理方法Info
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- JPH02293399A JPH02293399A JP11486489A JP11486489A JPH02293399A JP H02293399 A JPH02293399 A JP H02293399A JP 11486489 A JP11486489 A JP 11486489A JP 11486489 A JP11486489 A JP 11486489A JP H02293399 A JPH02293399 A JP H02293399A
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- Japan
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- cooling rate
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- cooling
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Links
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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。
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１
本発明は、アンドーブ半絶縁性ＧａＡｓインゴットの熱
処理方法に関する。
処理方法に関する。
［従来の技術］
アンドーブ半絶縁性ＧａＡｓは電子デバイス等の用途に
使われている。しかしインゴットのシードとテール、中
心部と外周部とでは結晶育成中に受ける熱履歴が異なる
ため、インゴット内での結晶品問厘がある。そこでイン
ゴット内の均一性を向上させるために、インゴットを熱
処理することが一般的に行なわれている。
使われている。しかしインゴットのシードとテール、中
心部と外周部とでは結晶育成中に受ける熱履歴が異なる
ため、インゴット内での結晶品問厘がある。そこでイン
ゴット内の均一性を向上させるために、インゴットを熱
処理することが一般的に行なわれている。
この熱処理条件は、温度７００〜ｌ０００’ｃ、熱処理
時間５〜３０時間の範囲内で選択されるのが一般的であ
る。
時間５〜３０時間の範囲内で選択されるのが一般的であ
る。
ＧａＡｓ結晶を７００〜１０００℃の範囲内の温度で熱
処理すると、深いドナー準位に形成される固有結晶欠陥
（以下ＥＬ ２と呼ぶ）はその熱処理温度における平
衡濃度に徐々に近づき、インゴット内で均一化する．こ
れがインゴット熱処理による均質化のメカニズムである
と考えられる。つまり従来の熱処理条件は、ＧａＡｓ中
の主要な固有欠陥である。ＥＬ ２の均一化を目的と
したものであった． しかしながら、ＥＬ ２の均一化のみでは、結晶品質
の均一化には十分ではないこと、又、今まであまり重要
視されていなかった冷却速度にょって結晶品質が大きく
影響される事実を、筆者は見出し、本発明に至った。
処理すると、深いドナー準位に形成される固有結晶欠陥
（以下ＥＬ ２と呼ぶ）はその熱処理温度における平
衡濃度に徐々に近づき、インゴット内で均一化する．こ
れがインゴット熱処理による均質化のメカニズムである
と考えられる。つまり従来の熱処理条件は、ＧａＡｓ中
の主要な固有欠陥である。ＥＬ ２の均一化を目的と
したものであった． しかしながら、ＥＬ ２の均一化のみでは、結晶品質
の均一化には十分ではないこと、又、今まであまり重要
視されていなかった冷却速度にょって結晶品質が大きく
影響される事実を、筆者は見出し、本発明に至った。
これらの現象には、ＥＬ ２は関与しておらず、今ま
でさほど重要視されていなかったＥＬ２以外の固有欠陥
が影響を及ぼしていることが判明した。
でさほど重要視されていなかったＥＬ２以外の固有欠陥
が影響を及ぼしていることが判明した。
本発明は、ＥＬ ２だけでなく、それ以外の固有欠陥
の濃度をも制御し５高品質なＧａＡｓ単結晶基板を提供
することを目的とする。
の濃度をも制御し５高品質なＧａＡｓ単結晶基板を提供
することを目的とする。
［課題を解決するための千段１
インゴットを熱処理し、ＥＬ ２を均一化した後の冷
却過程において、冷却条件によって、電気特性や均一性
が異ることを見出した．詳細に調査した結果、冷却条件
による特性の変化には、ＥＬ ２は関与しておらずＥ
Ｌ ２以外のいくつかの固有欠陥が関与していること
が判明した。
却過程において、冷却条件によって、電気特性や均一性
が異ることを見出した．詳細に調査した結果、冷却条件
による特性の変化には、ＥＬ ２は関与しておらずＥ
Ｌ ２以外のいくつかの固有欠陥が関与していること
が判明した。
これらの濃度はＥＬ ２の１／！０程度と小さいため
、さほど重要視されていなかった。ところが、活性化エ
ネルギーが小さいため、結晶品質への寄与率は大きい。
、さほど重要視されていなかった。ところが、活性化エ
ネルギーが小さいため、結晶品質への寄与率は大きい。
つまり高品質のＧａＡｓ結晶を得るためには、ＥＬ２以
外の固有欠陥の制御も必要となるのである。
外の固有欠陥の制御も必要となるのである。
これらＥＬ ２以外の固有欠陥の生成、消滅の様子を
調べた結果、アクセブター準位は７００’Ｃ以上の温度
で生成し、 ６００℃付近で消滅すること。
調べた結果、アクセブター準位は７００’Ｃ以上の温度
で生成し、 ６００℃付近で消滅すること。
また、ドナー準位は６００℃以上の温度で消滅し、６０
０℃以下のある温度で生成することが明らかになった。
０℃以下のある温度で生成することが明らかになった。
７００℃〜１０００℃の温度で熱処理している間は、Ｇ
ａＡｓ結晶中１こはＥＬ ２と固有欠陥によるアクセ
ブターが存在している．これを急冷すれば、ＥＬ ２
とアクセブターは凍結される。一方、徐冷した場合は冷
却中にアクセブターは消滅し、ドナーが生成するのであ
る。
ａＡｓ結晶中１こはＥＬ ２と固有欠陥によるアクセ
ブターが存在している．これを急冷すれば、ＥＬ ２
とアクセブターは凍結される。一方、徐冷した場合は冷
却中にアクセブターは消滅し、ドナーが生成するのであ
る。
実験の結果．冷却速度を毎時３００℃以下とすれば、高
温で生成したアクセブター準位はほぼ完全に消滅するこ
と、及び冷却速度を毎時１００℃以上とすればドナー準
位は生成しないことがわかった。
温で生成したアクセブター準位はほぼ完全に消滅するこ
と、及び冷却速度を毎時１００℃以上とすればドナー準
位は生成しないことがわかった。
般に熱処理温度から冷却する場合、高温域では冷却速度
が早く、低温域では冷却速度が遅くなる。そこで高温域
では徐冷する措置を、低温域では息冷する措置をとる。
が早く、低温域では冷却速度が遅くなる。そこで高温域
では徐冷する措置を、低温域では息冷する措置をとる。
高温域では毎時２０℃以下で徐冷する必要はなく、また
低温域ででは毎時１０００℃以上で急冷するのは好まし
くない。
低温域ででは毎時１０００℃以上で急冷するのは好まし
くない。
即ち、インゴットを熱処理した後、インゴット内に温度
分布が生じて、ＥＬ ２ａ度の均一性が損なわれない
様に注意しながら毎時３００℃以下の速度で６００±５
０℃まで冷却し、アクセブターを消滅させ、その後は毎
時１００℃以上の速度で少な《とも３００℃まで冷却し
、ドナー準位の生成を防げば、均一性の良い高品質の結
晶が得られることになる。この様なドナー準位やアクセ
ブター準位を消滅させなくとも均一に存在していればよ
いわけであるが、これらの生成には結晶の転位や、結晶
に加わる応力等が影響するために、現実には均一に存在
させることは不可能である。そのためこの様な準位は消
滅させなくてはならない。
分布が生じて、ＥＬ ２ａ度の均一性が損なわれない
様に注意しながら毎時３００℃以下の速度で６００±５
０℃まで冷却し、アクセブターを消滅させ、その後は毎
時１００℃以上の速度で少な《とも３００℃まで冷却し
、ドナー準位の生成を防げば、均一性の良い高品質の結
晶が得られることになる。この様なドナー準位やアクセ
ブター準位を消滅させなくとも均一に存在していればよ
いわけであるが、これらの生成には結晶の転位や、結晶
に加わる応力等が影響するために、現実には均一に存在
させることは不可能である。そのためこの様な準位は消
滅させなくてはならない。
たとえば熱処理温度から６００℃までは毎時５０℃の速
度で徐冷し、その後６００℃以降の冷却は炉体外に引き
出し急冷してもよいし、毎時１００℃〜３００℃の範囲
内で一定速度で冷却してもよい。
度で徐冷し、その後６００℃以降の冷却は炉体外に引き
出し急冷してもよいし、毎時１００℃〜３００℃の範囲
内で一定速度で冷却してもよい。
（実施例１
アンドーブＬ Ｅ Ｃ ＧａＡｓインゴットを直径５
１ｍｍφに円筒研削し、長さ３０ＩＩＩ１のブロック２
個を切り出した。この２つのブロヅクを少量の金属砒素
と共に、石英アンプル中に別々に真空封入した。この金
属砒素の１は、アニール中にインゴットからのＡｓの解
離が起らないＡｓ圧力にアンプル内がなる様に手キ量さ
れたものである。
１ｍｍφに円筒研削し、長さ３０ＩＩＩ１のブロック２
個を切り出した。この２つのブロヅクを少量の金属砒素
と共に、石英アンプル中に別々に真空封入した。この金
属砒素の１は、アニール中にインゴットからのＡｓの解
離が起らないＡｓ圧力にアンプル内がなる様に手キ量さ
れたものである。
一方の石英アンプルを横型均熱炉に入れ、毎時１００℃
の速度で室温から９００℃まで昇温し、２０時間保持を
した。その後６００℃までは毎時５０℃の速度で冷却し
、６００℃になった時点でアンプルを炉から引き出し室
温まで約１時間で冷却した。
の速度で室温から９００℃まで昇温し、２０時間保持を
した。その後６００℃までは毎時５０℃の速度で冷却し
、６００℃になった時点でアンプルを炉から引き出し室
温まで約１時間で冷却した。
もう一方の石英アンプルは従来の熱処理条件の例として
、９００℃まで毎時１００℃の速度で昇温し，２０時間
保持した後、毎時５０℃の一定速度で冷却した。
、９００℃まで毎時１００℃の速度で昇温し，２０時間
保持した後、毎時５０℃の一定速度で冷却した。
この２つのブロックをウエハー状に加工し、比抵抗を測
定したところ、第１図に示す結果となった。
定したところ、第１図に示す結果となった。
本発明によれば、電気特性が均一化され，大幅な品質の
向上ができることが明確に示された。
向上ができることが明確に示された。
〔発明の効果１
本発明によれば、今まで注目されていなかったＥＬ
２以外の固有欠陥を制御でき，ウエハー面内の電気特性
の均一性を大幅に向上させることができる。このような
ウエハーを用いて、ＩＣ等のデバイスを作成すれば歩留
りを大幅に向上させることができる。
２以外の固有欠陥を制御でき，ウエハー面内の電気特性
の均一性を大幅に向上させることができる。このような
ウエハーを用いて、ＩＣ等のデバイスを作成すれば歩留
りを大幅に向上させることができる。
そのため，本発明は電子デバイス用ＧａＡｓウエハーの
製造上きわめて有用である。
製造上きわめて有用である。
第１図に本発明による熱処理を行った結晶と従未法によ
る熱処理を行った結晶からえ得られたウェハーの比抵抗
分布を示す。
る熱処理を行った結晶からえ得られたウェハーの比抵抗
分布を示す。
Claims (1)
- ＬＥＣ法で育成したＧａＡｓインゴットを、不活性ガス
もしくは砒素雰囲気中で熱処理するに際して、アニール
温度から６００±５０℃までの冷却速度を２０℃／時以
上、３００℃／時以下とし、前記６００±５０℃以降３
００℃までの冷却速度を１００℃／時以上１０００℃／
時以下とすることを特徴とするＧａＡｓインゴットの熱
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11486489A JPH02293399A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | ＧａＡｓインゴットの熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11486489A JPH02293399A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | ＧａＡｓインゴットの熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293399A true JPH02293399A (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=14648609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11486489A Pending JPH02293399A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | ＧａＡｓインゴットの熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02293399A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5209811A (en) * | 1988-03-25 | 1993-05-11 | Shin-Etsu Handotai Company Limited Of Japan | Method for heat-treating gallium arsenide monocrystals |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424098A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-26 | Nec Corp | Heat treatment of compound semiconductor single crystal |
| JPS6473000A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-17 | Hitachi Metals Ltd | Heat treatment of gallium arsenide single crystal |
| JPH01242498A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-27 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 砒化ガリウム単結晶の熱処理方法 |
-
1989
- 1989-05-08 JP JP11486489A patent/JPH02293399A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424098A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-26 | Nec Corp | Heat treatment of compound semiconductor single crystal |
| JPS6473000A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-17 | Hitachi Metals Ltd | Heat treatment of gallium arsenide single crystal |
| JPH01242498A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-27 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 砒化ガリウム単結晶の熱処理方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5209811A (en) * | 1988-03-25 | 1993-05-11 | Shin-Etsu Handotai Company Limited Of Japan | Method for heat-treating gallium arsenide monocrystals |
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