JPH0317799B2 - - Google Patents
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- JPH0317799B2 JPH0317799B2 JP60169746A JP16974685A JPH0317799B2 JP H0317799 B2 JPH0317799 B2 JP H0317799B2 JP 60169746 A JP60169746 A JP 60169746A JP 16974685 A JP16974685 A JP 16974685A JP H0317799 B2 JPH0317799 B2 JP H0317799B2
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、その表面をB2O3融液でカプセル
したGaAs融液を引き上げながらGaAs単結晶を
成長させるようにした所謂液体カプセルチヨクラ
ルスキイ成長法（LEC法）を使用して無転位で、
且つ高抵抗のアンドープGaAs単結晶を成長させ
るようにしたGaAs単結晶の製造法に関するもの
である。
したGaAs融液を引き上げながらGaAs単結晶を
成長させるようにした所謂液体カプセルチヨクラ
ルスキイ成長法（LEC法）を使用して無転位で、
且つ高抵抗のアンドープGaAs単結晶を成長させ
るようにしたGaAs単結晶の製造法に関するもの
である。
（従来の技術）
GaAs単結晶の製造のために通常行われている
LEC法は、石英または熱分解ボロンナイトライ
ド（PBN）ルツボ内に収容したGaAs融液の表面
をB2O3融液でカプセルし、更にB2O3融液の表面
を２気圧以上の不活性ガス（アルゴン又は窒素ガ
ス）雰囲気で覆い、GaAs融液からAsが蒸発しな
いように、更に成長させたGaAs単結晶からAsが
解離しないような工夫がなされているが、またこ
のようにして得られたGaAs単結晶についてはIC
およびOEIC用基板として用いる場合には無転位、
且つ高抵抗化が要求されている。
LEC法は、石英または熱分解ボロンナイトライ
ド（PBN）ルツボ内に収容したGaAs融液の表面
をB2O3融液でカプセルし、更にB2O3融液の表面
を２気圧以上の不活性ガス（アルゴン又は窒素ガ
ス）雰囲気で覆い、GaAs融液からAsが蒸発しな
いように、更に成長させたGaAs単結晶からAsが
解離しないような工夫がなされているが、またこ
のようにして得られたGaAs単結晶についてはIC
およびOEIC用基板として用いる場合には無転位、
且つ高抵抗化が要求されている。
無転位化の方法としては、従来アンドープ法と
In，Al等の電気的中性不純物のドーピング法と
がある。
In，Al等の電気的中性不純物のドーピング法と
がある。
（発明が解決しようとする問題点）
アンドープ法は高純度のGa（＞6N）及びAs（＞
7N）から直接合成法により作製したGaAs融液を
PBNルツボ（パイロリテツク窒化ボロン製ルツ
ボ）内に収容して引き上げ成長させるものであ
り、この場合高抵抗のGaAs単結晶を得ることが
できる反面、得られたGaAs単結晶の転位密度は
高く、通常のLEC法で得られたGaAs単結晶では
2″φで、５×104〜105cm-2である。
7N）から直接合成法により作製したGaAs融液を
PBNルツボ（パイロリテツク窒化ボロン製ルツ
ボ）内に収容して引き上げ成長させるものであ
り、この場合高抵抗のGaAs単結晶を得ることが
できる反面、得られたGaAs単結晶の転位密度は
高く、通常のLEC法で得られたGaAs単結晶では
2″φで、５×104〜105cm-2である。
一方ドーピング法はGaAs融液中に上述の不純
物をドープして引き上げ成長させるものである
が、InドープGaAs単結晶の場合、８〜９×1019
cm-2以上のドーピングにより無転位化は容易に達
成される。
物をドープして引き上げ成長させるものである
が、InドープGaAs単結晶の場合、８〜９×1019
cm-2以上のドーピングにより無転位化は容易に達
成される。
しかし、この反面得られたGaAs単結晶基板の
無転位領域における比抵抗分布は不均一なもので
ある。また、高抵抗のものが得られない。この点
がInドープGaAs単結晶の本質的な欠点がある。
無転位領域における比抵抗分布は不均一なもので
ある。また、高抵抗のものが得られない。この点
がInドープGaAs単結晶の本質的な欠点がある。
そこで、この発明はアンドープの高抵抗で、し
かも無転位なGaAs単結晶の製造を目的とする。
かも無転位なGaAs単結晶の製造を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
以上の問題点を解決するため、この発明では
LEC法において、インジユウム酸化物を含む
B2O3を使用して内部にIn2O3等のインジユウム酸
化物を含むB2O3層をGaAs融液の表面に形成し、
次いでGaAs融液の引き上げ操作を行い、GaAs
単結晶の表面にInの拡散層を形成するようにした
ものである。
LEC法において、インジユウム酸化物を含む
B2O3を使用して内部にIn2O3等のインジユウム酸
化物を含むB2O3層をGaAs融液の表面に形成し、
次いでGaAs融液の引き上げ操作を行い、GaAs
単結晶の表面にInの拡散層を形成するようにした
ものである。
この発明においてGaAs融液は高純度なものほ
ど好ましく、またB2O3中に加えるインジユウム
酸化物は目的とするGaAs単結晶の径等により異
なるが、一般には１〜10Wt％程度であり、1Wt
％以下では有効な厚みの拡散層が形成されない。
ど好ましく、またB2O3中に加えるインジユウム
酸化物は目的とするGaAs単結晶の径等により異
なるが、一般には１〜10Wt％程度であり、1Wt
％以下では有効な厚みの拡散層が形成されない。
なお、B2O3に加えるインジユウム酸化物はそ
の一部がGaAs融液側に移行するので、実際には
上記下限値より多少多目に下限値を設定した方が
よい。
の一部がGaAs融液側に移行するので、実際には
上記下限値より多少多目に下限値を設定した方が
よい。
一方、B2O3に加えるインジユウム酸化物を
10wt％以上とすると、多量のインジユウム酸化
物がGaAs融液側に移行してアンドープなGaAs
単結晶が得られない。
10wt％以上とすると、多量のインジユウム酸化
物がGaAs融液側に移行してアンドープなGaAs
単結晶が得られない。
（作用）
上記のようなインジユウム酸化物を含むB2O3
をガリウム、砒素とともにルツボ内に収容して加
熱容融すると、GaAs融液表面にインジユウム酸
化物を含むB2O3の液層が形成され、次いでGaAs
融液の引き上げ操作を行なう。
をガリウム、砒素とともにルツボ内に収容して加
熱容融すると、GaAs融液表面にインジユウム酸
化物を含むB2O3の液層が形成され、次いでGaAs
融液の引き上げ操作を行なう。
これにGaAs単結晶が成長し、同時のB2O3の液
層はGaAs融液により850℃以上に加熱されてい
るため、内部のインジユウム酸化物は例えば下記
のような過程で還元されてInとなる。
層はGaAs融液により850℃以上に加熱されてい
るため、内部のインジユウム酸化物は例えば下記
のような過程で還元されてInとなる。
In2O3→In2O＋O2→2In＋３／２O2
このように生成したInはその表面よりGaAs単
結晶内に拡散し、GaAs単結晶の表面にはIn拡散
作用により硬化したIn拡散層が形成される。
結晶内に拡散し、GaAs単結晶の表面にはIn拡散
作用により硬化したIn拡散層が形成される。
一方転位はGaAs単結晶の成長後、冷却過程で
GaAs単結晶外周部に発生し、内部に伝播する
が、上述のようにGaAs単結晶の表面にInの拡散
により硬化した層が存在すると、これにより転位
の発生が抑制される。
GaAs単結晶外周部に発生し、内部に伝播する
が、上述のようにGaAs単結晶の表面にInの拡散
により硬化した層が存在すると、これにより転位
の発生が抑制される。
また、この発明によればInはGaAs単結晶の表
面より内部に拡散し、例えば500μmの深さで1019
〜1021（cm-3）In高濃度層が形成されるに過ぎず、
内部はアンドープである。したがつて、アンドー
プな性質が維持され、高抵抗なGaAs単結晶が得
られる。
面より内部に拡散し、例えば500μmの深さで1019
〜1021（cm-3）In高濃度層が形成されるに過ぎず、
内部はアンドープである。したがつて、アンドー
プな性質が維持され、高抵抗なGaAs単結晶が得
られる。
なお、In拡散層の厚みはGaAs単結晶とB2O3層
との接触時間、温度等により定まり、例えば
500μmの深さで1019〜1021（cm-3）のIn高濃度層を
形成するには液温1000〜1200℃のB2O3層とGaAs
単結晶を４〜５時間接触させておけばよい。した
がつてB2O3層の厚さを15（mm）とすると、GaAs
融液を３（mm／hγ）〜3.75（mm／hγ）の引き上げ速
度で引き上げる必要がある。なお、In拡散層の厚
みは500μm以上でもよく、この場合には上述の条
件下でB2O3層とGaAs単結晶を５時間以上接触さ
せればよい。
との接触時間、温度等により定まり、例えば
500μmの深さで1019〜1021（cm-3）のIn高濃度層を
形成するには液温1000〜1200℃のB2O3層とGaAs
単結晶を４〜５時間接触させておけばよい。した
がつてB2O3層の厚さを15（mm）とすると、GaAs
融液を３（mm／hγ）〜3.75（mm／hγ）の引き上げ速
度で引き上げる必要がある。なお、In拡散層の厚
みは500μm以上でもよく、この場合には上述の条
件下でB2O3層とGaAs単結晶を５時間以上接触さ
せればよい。
（実施例）
以下、この発明の実施例を示す。
実施例 １
B2O3中にIn2O3を5Wt％程度含むようにして高
水分含有（H2O、1000Wtppm）B2O3を調整し、
このB2O3300ｇと高純度GaAs多結晶（＞6N）を
PBNルツボにチヤージし、1000ｇのGaAs融液を
作製した。
水分含有（H2O、1000Wtppm）B2O3を調整し、
このB2O3300ｇと高純度GaAs多結晶（＞6N）を
PBNルツボにチヤージし、1000ｇのGaAs融液を
作製した。
このGaAs融液をAγガス雰囲気中で引き上げ操
作してGaAs単結晶を成長させた。成長した＜
100＞50φGaAsは、15φの領域において無転位で
あつた。
作してGaAs単結晶を成長させた。成長した＜
100＞50φGaAsは、15φの領域において無転位で
あつた。
また、SIMS分析によるIn濃度測定の結果、単
結晶外周部から１mmの位置で、６×1019cm-3と高
濃度であつた。
結晶外周部から１mmの位置で、６×1019cm-3と高
濃度であつた。
実施例 ２
B2O3中にIn2O3を5Wt％程度含むようにして水
分含有（H2O、100Wtppm）B2O3を調整し、こ
のB2O3300ｇをカプセル剤として用い、実施例１
と同様な方法で1200ｇのGaAs融液を作製した。
分含有（H2O、100Wtppm）B2O3を調整し、こ
のB2O3300ｇをカプセル剤として用い、実施例１
と同様な方法で1200ｇのGaAs融液を作製した。
このGaAs融液をAγガス雰囲気中で引き上げ操
作してGaAs単結晶を成長させた。
作してGaAs単結晶を成長させた。
成長した50φのGaAsは、25φの領域において表
面層５mmの範囲で無転位であり、中心部でEPD
値が1000cm-2以下であつた。
面層５mmの範囲で無転位であり、中心部でEPD
値が1000cm-2以下であつた。
（発明の効果）
以上要するに、この発明によればGaAs単結晶
表面にInの高濃度拡散層が形成されると同時に、
内部はアンドープであるため、無転位で高抵抗の
GaAs単結晶を再現性よく、容易に且つ低コスト
で製造することができる。
表面にInの高濃度拡散層が形成されると同時に、
内部はアンドープであるため、無転位で高抵抗の
GaAs単結晶を再現性よく、容易に且つ低コスト
で製造することができる。
Claims (1)
- １ その表面をB2O3層でカプセルしたGaAs融液
より単結晶を引き上げるGaAs単結晶の製造法に
おいて、インジユウム酸化物をB2O3に対して１
〜10重量％含むB2O3を使用して内部にインジユ
ウム酸化物を含むB2O3層をGaAs融液の表面に形
成し、次いでGaAs融液の引き上げ操作を行い、
GaAs単結晶の表面にInの拡散層を形成するよう
にしたことを特徴とするGaAs単結晶の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16974685A JPS6230697A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | ＧａＡｓ単結晶の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16974685A JPS6230697A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | ＧａＡｓ単結晶の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230697A JPS6230697A (ja) | 1987-02-09 |
| JPH0317799B2 true JPH0317799B2 (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=15892076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16974685A Granted JPS6230697A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | ＧａＡｓ単結晶の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6230697A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2527718B2 (ja) * | 1986-06-30 | 1996-08-28 | 三菱化学株式会社 | 液体カプセル引き上げ法用封止剤及び単結晶の成長方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149900A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of gaas single crystal |
| JPS6114193A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | Toshiba Corp | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP16974685A patent/JPS6230697A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149900A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of gaas single crystal |
| JPS6114193A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | Toshiba Corp | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6230697A (ja) | 1987-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |