JPH03218999A - 化合物半導体単結晶の特性を均質化させる方法 - Google Patents
化合物半導体単結晶の特性を均質化させる方法Info
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- JPH03218999A JPH03218999A JP13349989A JP13349989A JPH03218999A JP H03218999 A JPH03218999 A JP H03218999A JP 13349989 A JP13349989 A JP 13349989A JP 13349989 A JP13349989 A JP 13349989A JP H03218999 A JPH03218999 A JP H03218999A
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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）
本発明は、化合物半導体単結晶の電気的、電子的及び光
学的等の諸特性を均質化させる方法に関する。
学的等の諸特性を均質化させる方法に関する。
（従来の技術）
液体封止チョクラルスキー法（ＬＥＣ法）や水平式ブリ
ッジマン法で作られる半導体基板単結晶は、集積回路に
用いられる（１００）面内で、電気的特性等の諸特性が
不均一に分布しているのが通常である。これらの特性を
均質化する方法として、ＧａＡｓ単結晶の場合Ａｓ雰囲
気下で熱処理する方法が提案されている。
ッジマン法で作られる半導体基板単結晶は、集積回路に
用いられる（１００）面内で、電気的特性等の諸特性が
不均一に分布しているのが通常である。これらの特性を
均質化する方法として、ＧａＡｓ単結晶の場合Ａｓ雰囲
気下で熱処理する方法が提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
化合物半導体単結晶の熱処理をほどこす際、例えばＧａ
Ａｓ単結晶の場合インゴット及びウェハの表面からＡｓ
が抜けてしまうので、従来の方法ではＡｓ雰囲気中で熱
処理することによりＡｓが抜けることを防いでいる。し
かしながらこの方法ではＡｓ圧の制御及び毒物の取り扱
い等作業が難しい。
Ａｓ単結晶の場合インゴット及びウェハの表面からＡｓ
が抜けてしまうので、従来の方法ではＡｓ雰囲気中で熱
処理することによりＡｓが抜けることを防いでいる。し
かしながらこの方法ではＡｓ圧の制御及び毒物の取り扱
い等作業が難しい。
本発明は、容易な熱処理操作で効果的に化合物半導体単
結晶の諸特性を均質化させる方法を提供するものである
。
結晶の諸特性を均質化させる方法を提供するものである
。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、化合物半導体単結晶を熱処理する場合、化合
物半導体単結晶のインゴット、ウエハを、熱処理段階で
化合物半導体単結晶と反応しその反応生成物の皮腹を化
合物半導体単結晶表面に形成する粉末で覆うようにした
ものである。
物半導体単結晶のインゴット、ウエハを、熱処理段階で
化合物半導体単結晶と反応しその反応生成物の皮腹を化
合物半導体単結晶表面に形成する粉末で覆うようにした
ものである。
化合物半導体単結晶としてはＧ ａ Ａ ｓ単結晶、Ｇ
ａＰ単結晶、ＩｎＰ単結晶、ＣｄＴｅ単結晶等がある。
ａＰ単結晶、ＩｎＰ単結晶、ＣｄＴｅ単結晶等がある。
これらの単結晶は、公知の方法例えば、液体封止チョク
ラルスキー法、水平式ブリッジマン法等で製造される。
ラルスキー法、水平式ブリッジマン法等で製造される。
粉末として、化合物半導体単結晶表面に薄い皮膜を生ゼ
しぬるものであればいかなるものでも良い。例えば金属
酸化物粉末が使用できる。化合物半導体単結晶への不純
物汚染を防止する観点から化合物半導体単結晶の構成元
素から成る酸化物が好ましい。例えばＧａＡｓ単結晶の
場合は酸化カリウム（Ｇａ，Ｏ．）粉末が好ましい。た
だし意図的に不純物を導入する場合はこの限りでない。
しぬるものであればいかなるものでも良い。例えば金属
酸化物粉末が使用できる。化合物半導体単結晶への不純
物汚染を防止する観点から化合物半導体単結晶の構成元
素から成る酸化物が好ましい。例えばＧａＡｓ単結晶の
場合は酸化カリウム（Ｇａ，Ｏ．）粉末が好ましい。た
だし意図的に不純物を導入する場合はこの限りでない。
金ａｔｅ化物粉末として、ＧａＡｓ単結晶の場合は、酸
化カリウム（Ｇａ．Ｏ．） 、二酸化ケイ素（Ｓｉｎ，
）．酸化アルミニウム（ＡＩ２Ｏ３）等が、ＧａＰ単結
晶、ＩｎＰ単結晶の場合は、酸化カリウム（Ｇａ，Ｏ．
）．二酸化ケイ素（Ｓｉｎ，）等が、ＣｄＴｅ単結晶の
場合は二酸化ケイ素（ＳＩＯ２）、酸化カドミウム（Ｃ
ｄｏ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等が好ましい。
化カリウム（Ｇａ．Ｏ．） 、二酸化ケイ素（Ｓｉｎ，
）．酸化アルミニウム（ＡＩ２Ｏ３）等が、ＧａＰ単結
晶、ＩｎＰ単結晶の場合は、酸化カリウム（Ｇａ，Ｏ．
）．二酸化ケイ素（Ｓｉｎ，）等が、ＣｄＴｅ単結晶の
場合は二酸化ケイ素（ＳＩＯ２）、酸化カドミウム（Ｃ
ｄｏ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等が好ましい。
粉末は粒子の小さいものを用い、結晶との接触を良好な
状態にすることが好ましい。粉末粒子の粒径は、平均粒
径で０．５〜５０μｍのものが好ましい。さらにウエハ
又はインゴットを覆うよう粉末を十分な量にし、気相と
の接触を極力少なくし、表面からＡｓ等が抜けることを
防ぐことが好ましい。
状態にすることが好ましい。粉末粒子の粒径は、平均粒
径で０．５〜５０μｍのものが好ましい。さらにウエハ
又はインゴットを覆うよう粉末を十分な量にし、気相と
の接触を極力少なくし、表面からＡｓ等が抜けることを
防ぐことが好ましい。
熱処理の雰囲気として真空封入方式が好ましいが、空気
、不活性ガス（例えばＡｒガス）又はＮ３ガス気流中、
更には減圧下（例えば１〜１０パスカル）でもよい。
、不活性ガス（例えばＡｒガス）又はＮ３ガス気流中、
更には減圧下（例えば１〜１０パスカル）でもよい。
加熱一冷却の熱処理は、加熱一冷却を数回繰返して行う
ことも出来る。温度は２４０〜１２００℃、好ましくは
５００〜１１００℃、最も好ましくは６５０〜９００℃
であり用途に応じて選定する。加熱の時間は１〜７２時
間であり用途に応じて選定する。
ことも出来る。温度は２４０〜１２００℃、好ましくは
５００〜１１００℃、最も好ましくは６５０〜９００℃
であり用途に応じて選定する。加熱の時間は１〜７２時
間であり用途に応じて選定する。
熱処理段階で、化合物半導体単結晶は、少なくとも単結
晶構成成分の蒸発が起る温度域で、粉末で覆われておれ
ば良い。
晶構成成分の蒸発が起る温度域で、粉末で覆われておれ
ば良い。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は、石英
アンプルｌ内に単結晶ウエハ３を入れると共に金属酸化
物の粉末２をアンプル内に充填し、真空封入したもので
あり、この状態で加熱一急冷の熱処理を行う。又第２図
のように、ウエハ３を金属酸化物の粉末で覆い全体を圧
縮しペレット状にしだもの４を、石英アンプルｌ内に更
に金属酸化物の粉末２と共に充填し真空封入にしても良
い。
アンプルｌ内に単結晶ウエハ３を入れると共に金属酸化
物の粉末２をアンプル内に充填し、真空封入したもので
あり、この状態で加熱一急冷の熱処理を行う。又第２図
のように、ウエハ３を金属酸化物の粉末で覆い全体を圧
縮しペレット状にしだもの４を、石英アンプルｌ内に更
に金属酸化物の粉末２と共に充填し真空封入にしても良
い。
これによりさらにウエハの気相との接触を防ぐことがで
きる。
きる。
又、アンプル中の気相の体積をできるだけ小さいものに
することにより、本発明の効果を上げる二とができる。
することにより、本発明の効果を上げる二とができる。
ウエハの代りに単結晶インゴットを使用しても良く、こ
の場合工業的見地から有利となる。
の場合工業的見地から有利となる。
第３図は他の例を示すものである。石英製シャーレ５に
単結晶インゴット６を、単結晶インゴットの周囲を金属
酸化物粉末７で覆って金属酸化物粉末と共に入れ、石英
製の蓋８をする。この石英製シャーレを石英管（内径１
０ｃｍ）９の中に入れ、石英菅９内を減圧（例えば１〜
１０パスカル）にして熱処理する。１０は加熱用の電気
炉である。
単結晶インゴット６を、単結晶インゴットの周囲を金属
酸化物粉末７で覆って金属酸化物粉末と共に入れ、石英
製の蓋８をする。この石英製シャーレを石英管（内径１
０ｃｍ）９の中に入れ、石英菅９内を減圧（例えば１〜
１０パスカル）にして熱処理する。１０は加熱用の電気
炉である。
（作用）
本発明に於では、化合物半導体単結晶を粉末で覆うこと
により熱処理工程で何らかの表面反応が生じ単結晶表面
に薄い皮膜が生じる。この皮膜が単結晶からＡｓ等が抜
けることを防止しているものと考えられる。
により熱処理工程で何らかの表面反応が生じ単結晶表面
に薄い皮膜が生じる。この皮膜が単結晶からＡｓ等が抜
けることを防止しているものと考えられる。
実施例１
縦６ ｍ ｍ ，横６ｍｍ，厚さ０．５ｍｍに加工した
ＧａＡｓ単結晶ウエハ全体をＧａ２Ｏ３の粉末（平均粒
径ｌ．２μｍ）で覆う。加工したウエハは、３Ｈ，Ｓｏ
，：Ｈ２Ｏ３：Ｈ，Ｏの比のエッチング液で表面を１０
μｍ程度エッチングしたものを用いる。これを第１図で
示すように石英アンプル中に真空封入し６７７℃、４６
時間加熱し急冷する。ウエハを石英アンプルより取り出
したところ、うすい（数μｍ）非品質の皮膜がウェハの
囲りを覆い、その囲りに酸化カリウム粉末が残っていた
．非晶質の皮膜は、Ｘ線回折法により調べたところ、酸
化カリウムと非品質な物質とより成っていた。
ＧａＡｓ単結晶ウエハ全体をＧａ２Ｏ３の粉末（平均粒
径ｌ．２μｍ）で覆う。加工したウエハは、３Ｈ，Ｓｏ
，：Ｈ２Ｏ３：Ｈ，Ｏの比のエッチング液で表面を１０
μｍ程度エッチングしたものを用いる。これを第１図で
示すように石英アンプル中に真空封入し６７７℃、４６
時間加熱し急冷する。ウエハを石英アンプルより取り出
したところ、うすい（数μｍ）非品質の皮膜がウェハの
囲りを覆い、その囲りに酸化カリウム粉末が残っていた
．非晶質の皮膜は、Ｘ線回折法により調べたところ、酸
化カリウムと非品質な物質とより成っていた。
上述したエッチング液で５０μｍエッチングし電気特性
を測定したところ熱処理することにより抵抗率は３．４
Ｘ１０”Ω・ｃｍ−＊２。Ｉ Ｘ １ ０＠Ω・Ｃｍ，
キャリア濃度は６×１０゜ｃｍ−”→１×１ ０．’
ｃ ｒｎ−”、移動度は３２００ｃｍ”／Ｖ−Ｓ→３２
００ｃｍ１／ｖ−Ｓになった。比較のため粉末で覆わな
い場合は、抵抗率がＩＸＩＯ’Ω・ａｍ、キャリア濃度
が２ Ｘ １ ０” ｃ ｍ””、移動度は２となり、
あきらかにウェハ表面がらＡｓが抜けた結果となり、本
発明がＡｓが抜けるのを防ぐ効果があることを示す。
を測定したところ熱処理することにより抵抗率は３．４
Ｘ１０”Ω・ｃｍ−＊２。Ｉ Ｘ １ ０＠Ω・Ｃｍ，
キャリア濃度は６×１０゜ｃｍ−”→１×１ ０．’
ｃ ｒｎ−”、移動度は３２００ｃｍ”／Ｖ−Ｓ→３２
００ｃｍ１／ｖ−Ｓになった。比較のため粉末で覆わな
い場合は、抵抗率がＩＸＩＯ’Ω・ａｍ、キャリア濃度
が２ Ｘ １ ０” ｃ ｍ””、移動度は２となり、
あきらかにウェハ表面がらＡｓが抜けた結果となり、本
発明がＡｓが抜けるのを防ぐ効果があることを示す。
実施例２
縦６ｍｍ，横６ｍｍ，厚さ０．５ｍｍに加工したＧａＡ
ｓ単結晶ウェハ全体を二酸化ケイ素の粉末（平均粒径ｌ
μｍ）で覆う。加工したウェハは、３Ｈ，Ｓｏ．： Ｈ
２Ｏ３： Ｈ，Ｏ（１）比（１）ｘッチング液で表面を
１０μｍ程度エッチングしたものを用いる。これを第１
図で示すように石英アンプル中に真空封入し６７７℃、
２４時間加熱し急冷する。
ｓ単結晶ウェハ全体を二酸化ケイ素の粉末（平均粒径ｌ
μｍ）で覆う。加工したウェハは、３Ｈ，Ｓｏ．： Ｈ
２Ｏ３： Ｈ，Ｏ（１）比（１）ｘッチング液で表面を
１０μｍ程度エッチングしたものを用いる。これを第１
図で示すように石英アンプル中に真空封入し６７７℃、
２４時間加熱し急冷する。
ウエハを石英アンプルより取り出したところ、うすい（
数μｍ）非品質の皮膜がウエハの囲りを覆い、その囲り
に酸化カリウム粉末が残っていた。
数μｍ）非品質の皮膜がウエハの囲りを覆い、その囲り
に酸化カリウム粉末が残っていた。
非晶質の皮膜は、Ｘ線回折法により調べたところ、酸化
カリウムと非品質な物質とより成っていた。
カリウムと非品質な物質とより成っていた。
上述したエッチング液で５０μｍエッチングし電気特性
を測定したところ熱処理することにより抵抗率は３．４
Ｘ１０”Ω・ｃｍ−＋２，５Ｘ１０＠Ω・ｃｍ、キャリ
ア濃度は６×１０°ｃｍ−→ＩＸ１０’ｃｍ−．移動度
は３２００ｃｍ”／Ｖ−Ｓ→２ ６ ０ ０ ｃｍ”／
Ｖ − Ｓになった。比較のため粉末で覆わない場合は
、抵抗率が１×１０゜Ω・ｃｍ、キャリア濃度が２ＸＩ
Ｏ”ｃｍ−’、移動度は２となり、あきらかにウエハ表
面からＡｓが抜けた結果となり、本発明がＡｓが抜ける
のを防ぐ効果があることを示す。
を測定したところ熱処理することにより抵抗率は３．４
Ｘ１０”Ω・ｃｍ−＋２，５Ｘ１０＠Ω・ｃｍ、キャリ
ア濃度は６×１０°ｃｍ−→ＩＸ１０’ｃｍ−．移動度
は３２００ｃｍ”／Ｖ−Ｓ→２ ６ ０ ０ ｃｍ”／
Ｖ − Ｓになった。比較のため粉末で覆わない場合は
、抵抗率が１×１０゜Ω・ｃｍ、キャリア濃度が２ＸＩ
Ｏ”ｃｍ−’、移動度は２となり、あきらかにウエハ表
面からＡｓが抜けた結果となり、本発明がＡｓが抜ける
のを防ぐ効果があることを示す。
実施例３
縦６ｍｍ，横６ ｍ ｍ ，厚さ０．５ｍｍに加工した
ＧａＡｓ単結晶ウエハ全体を酸化アルミニウムの粉末（
平均粒径５μｍ）で覆う。加工したウエハは、３ Ｈ，
Ｓ Ｏ， ： Ｈ２Ｏ３ ： Ｈ，Ｏの比のエッチン
グ液で表面を１０μｍ程度エッチングしたものを用いる
。これを第１図で示すように石英アンプル中に真空封入
し６７７℃、２４時間加熱し急冷する。ウエハを石英ア
ンプルより取り出したところ、うすい（数μｍ）非品質
の皮膜がウエハの囲りを覆い、その囲りに酸化カリウム
粉末が残っていた。非晶質の皮膜は、Ｘ線回折法により
調べたところ、酸化カリウムと非品質な物質とより成っ
ていた。上述したエッチング液で５０μｍエッチングし
電気特性を測定したところ熱処理することにより抵抗率
は３．４Ｘ１０″Ω・ｃｍ→２． ＩＸＩＯ”Ω・ｃ
ｍ．キャリア濃度は５Ｘ１０”ｃｍ−−ｅ８ＸＩ Ｏ”
ｃｍ− ，移動度は８０ｃｍ／■・Ｓ一８０ｃｍ’／Ｖ
・Ｓになった。比較のため粉末で覆わない場合は、抵抗
率がＩ Ｘ ］ Ｏ’Ω’ｃｍ，キャリア濃度が２×ｌ
Ｏ゜’Ｃｍ−，移動度は２となり、あきらかにウエハ表
面からＡｓが抜けた結果となり、本発明がＡｓが抜ける
のを防ぐ効果があることを示す。
ＧａＡｓ単結晶ウエハ全体を酸化アルミニウムの粉末（
平均粒径５μｍ）で覆う。加工したウエハは、３ Ｈ，
Ｓ Ｏ， ： Ｈ２Ｏ３ ： Ｈ，Ｏの比のエッチン
グ液で表面を１０μｍ程度エッチングしたものを用いる
。これを第１図で示すように石英アンプル中に真空封入
し６７７℃、２４時間加熱し急冷する。ウエハを石英ア
ンプルより取り出したところ、うすい（数μｍ）非品質
の皮膜がウエハの囲りを覆い、その囲りに酸化カリウム
粉末が残っていた。非晶質の皮膜は、Ｘ線回折法により
調べたところ、酸化カリウムと非品質な物質とより成っ
ていた。上述したエッチング液で５０μｍエッチングし
電気特性を測定したところ熱処理することにより抵抗率
は３．４Ｘ１０″Ω・ｃｍ→２． ＩＸＩＯ”Ω・ｃ
ｍ．キャリア濃度は５Ｘ１０”ｃｍ−−ｅ８ＸＩ Ｏ”
ｃｍ− ，移動度は８０ｃｍ／■・Ｓ一８０ｃｍ’／Ｖ
・Ｓになった。比較のため粉末で覆わない場合は、抵抗
率がＩ Ｘ ］ Ｏ’Ω’ｃｍ，キャリア濃度が２×ｌ
Ｏ゜’Ｃｍ−，移動度は２となり、あきらかにウエハ表
面からＡｓが抜けた結果となり、本発明がＡｓが抜ける
のを防ぐ効果があることを示す。
（発明の効果）
本発明により、化合物半導体単結晶の電気的、電子的及
び光学的等の諸特性を、容易な操作で効率良く行うこと
ができる。
び光学的等の諸特性を、容易な操作で効率良く行うこと
ができる。
第１図、第２図は本発明の方法を示す石英管アンプルの
一部切欠正面図、第３図は本発明の方法の他の例を示す
石英管の断面図である。 符号の説明 １．石英管アンプル ２．酸化カリウムの粉末 ３．単結晶ウエハ ５．石英製シャーレ ６．単結晶インゴット ７．金属酸化物粉末 ８．石英製蓋 ９．石英管 １０．電気炉
一部切欠正面図、第３図は本発明の方法の他の例を示す
石英管の断面図である。 符号の説明 １．石英管アンプル ２．酸化カリウムの粉末 ３．単結晶ウエハ ５．石英製シャーレ ６．単結晶インゴット ７．金属酸化物粉末 ８．石英製蓋 ９．石英管 １０．電気炉
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、化合物半導体単結晶を加熱し、その後冷却する化合
物半導体単結晶の特性を均質化させる方法に於て、加熱
段階で化合物半導体単結晶と反応しその反応生成物の皮
膜を化合物半導体単結晶表面に形成する粉末で、化合物
半導体単結晶を覆って加熱することを特徴とする化合物
半導体単結晶の特性を均質化させる方法。 ２、粉末が金属酸化物粉末である請求項１記載の化合物
半導体単結晶の特性を均質化させる方法。 ３、化合物半導体単結晶がＧａＡｓ単結晶、ＧａＰ単結
晶、ＩｎＰ単結晶、ＣｄＴｅ単結晶であり、粉末がＧａ
Ａｓ単結晶の場合は、酸化カリウム（Ｇａ＿２Ｏ＿３）
、二酸化ケイ素（ＳｉＯ＿２）、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３）、ＧａＰ単結晶、ＩｎＰ単結晶の場合は
、酸化カリウム（Ｇａ＿２Ｏ＿３）、二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ＿２）、ＣｄＴｅ単結晶の場合は二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ＿２）、酸化カドミウム （ＣｄＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の粉末である請求項１
又は２記載の化合物半導体単結晶の特性を均質化させる
方法。 ４、化合物半導体単結晶がＧａＡｓ単結晶であり、粉末
がＧａ＿２Ｏ＿３の粉末である請求項１又は２記載の化
合物半導体単結晶の特性を均質化させる方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-131146 | 1988-05-27 | ||
| JP63-131147 | 1988-05-27 | ||
| JP13114688 | 1988-05-27 | ||
| JP1-72841 | 1989-03-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218999A true JPH03218999A (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=15051078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13349989A Pending JPH03218999A (ja) | 1988-05-27 | 1989-05-27 | 化合物半導体単結晶の特性を均質化させる方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03218999A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104674166A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-06-03 | 中国科学技术大学 | 一种CdTe薄膜制备方法及包含其的CdTe太阳电池 |
-
1989
- 1989-05-27 JP JP13349989A patent/JPH03218999A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104674166A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-06-03 | 中国科学技术大学 | 一种CdTe薄膜制备方法及包含其的CdTe太阳电池 |
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