JPH03252398A - 半絶縁性ＧａＡｓ基板の製造方法 - Google Patents
半絶縁性ＧａＡｓ基板の製造方法Info
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- JPH03252398A JPH03252398A JP4888090A JP4888090A JPH03252398A JP H03252398 A JPH03252398 A JP H03252398A JP 4888090 A JP4888090 A JP 4888090A JP 4888090 A JP4888090 A JP 4888090A JP H03252398 A JPH03252398 A JP H03252398A
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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ＬＳＩやＩＣ用基板として用いる比抵抗が１０
７Ω（ｍ以上の不純物無添加半絶縁性ＧａＡｓ基板の製
造方法に関する。
７Ω（ｍ以上の不純物無添加半絶縁性ＧａＡｓ基板の製
造方法に関する。
ＧａＡｓはＳｌよりも電子移動度が大きいことから、マ
イクロ波通信素子用の基板として使われており、又次世
代の超高速集積回路素子の基板として用途を広げつつあ
る。このＧａＡｓ基板は通常液体封正引き上げ法（以下
ＬＥＣ法と略記）、又はクロム添加を行なう水平ブリッ
ジマン法（以下ＨＢ法と略記）により得られたインゴッ
トから製造されている。ところがＧａＡｓ基板上にエピ
タキシャル膜を成長させて製造する素子では、ＨＢ法に
より得られたＧａＡｓ基板は、転位密度は低いが基板中
に添加すれているクロムのエピタキシャル膜への悪影響
があり、無添加半絶縁性ＧａＡｓ基板の供給が望まれて
いる。又、ＬＩＣＣｔ法により得られたＧａＡｇ基板は
、無添加半絶縁性ではあるが、転位密度が高いために用
いられない。
イクロ波通信素子用の基板として使われており、又次世
代の超高速集積回路素子の基板として用途を広げつつあ
る。このＧａＡｓ基板は通常液体封正引き上げ法（以下
ＬＥＣ法と略記）、又はクロム添加を行なう水平ブリッ
ジマン法（以下ＨＢ法と略記）により得られたインゴッ
トから製造されている。ところがＧａＡｓ基板上にエピ
タキシャル膜を成長させて製造する素子では、ＨＢ法に
より得られたＧａＡｓ基板は、転位密度は低いが基板中
に添加すれているクロムのエピタキシャル膜への悪影響
があり、無添加半絶縁性ＧａＡｓ基板の供給が望まれて
いる。又、ＬＩＣＣｔ法により得られたＧａＡｇ基板は
、無添加半絶縁性ではあるが、転位密度が高いために用
いられない。
これらの問題点を解決すべく垂直温度勾配法（以下ＶＧ
ＩＦ法と略記）が試みられているが、ＶＧＦ法で得られ
たＧａＡｓ基板はＨＢ法で得られたＧａＡｓ基板と同等
の転位密度はあるものの、比抵抗は１０″Ωｃｍ台に留
まっている。
ＩＦ法と略記）が試みられているが、ＶＧＦ法で得られ
たＧａＡｓ基板はＨＢ法で得られたＧａＡｓ基板と同等
の転位密度はあるものの、比抵抗は１０″Ωｃｍ台に留
まっている。
ＬＳＩやＩＣ用基板にとっては、素子間の電気的分離が
良好で、高集積化を可能にするため、比抵抗の高いこと
が重要で、一般に１０７Ωｃｍ以上であることが要求さ
れている。しかし、ＶＧＦ法で得られる基板は上記のよ
うに比抵抗が低過ぎ、そのため素子間の電気的分離が不
完全となり基板を介しての漏れ電流が問題となる。
良好で、高集積化を可能にするため、比抵抗の高いこと
が重要で、一般に１０７Ωｃｍ以上であることが要求さ
れている。しかし、ＶＧＦ法で得られる基板は上記のよ
うに比抵抗が低過ぎ、そのため素子間の電気的分離が不
完全となり基板を介しての漏れ電流が問題となる。
本発明の課題は不純物無添加、低転位密度で且つ比抵抗
かｌＯΩ（ｍ以上の半絶縁性ＧａＡｓ基板を得る方法を
提供することにある。
かｌＯΩ（ｍ以上の半絶縁性ＧａＡｓ基板を得る方法を
提供することにある。
上記課題を達成するため、本発明の第一は、ＶＧＦ法に
より炭素原子濃度１×１０１５個ｃｍ未満の不純物無添
加のＧａＡｓ結晶を育成し、引き続いて６５０〜８００
σまで徐冷した後、該温度から毎分１０〜１ｏｏｏｃ’
の割合で４５０ Ｃ°以下まで冷却し、得られた結晶を
ウェハー状に切断する点に特徴がある。
より炭素原子濃度１×１０１５個ｃｍ未満の不純物無添
加のＧａＡｓ結晶を育成し、引き続いて６５０〜８００
σまで徐冷した後、該温度から毎分１０〜１ｏｏｏｃ’
の割合で４５０ Ｃ°以下まで冷却し、得られた結晶を
ウェハー状に切断する点に特徴がある。
又、本発明の第二はＶＧＦ法により炭素原子濃度１×１
０個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を育成し、
４５０Ｃ’以下まで徐冷した後、引き続きＳＯＯ〜１２
００Ｃ’に加熱してこの温度に１〜１００時間保つ熱処
理を行なった後、該温度から６５０〜５ｏｏｃ”まで徐
冷し、該温度から毎分１０〜１ｏｏｏｃ’の割合で４５
０σ以下まで冷却し、得られた結晶をウェハー状に切断
する点に特徴がある。
０個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を育成し、
４５０Ｃ’以下まで徐冷した後、引き続きＳＯＯ〜１２
００Ｃ’に加熱してこの温度に１〜１００時間保つ熱処
理を行なった後、該温度から６５０〜５ｏｏｃ”まで徐
冷し、該温度から毎分１０〜１ｏｏｏｃ’の割合で４５
０σ以下まで冷却し、得られた結晶をウェハー状に切断
する点に特徴がある。
又、本発明の第三はＶＧＦ法により炭素原子濃度１×１
０１個ｃｍ 未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を育成
し、４５０Ｃ’以下まで徐冷した後、引き続き６５０〜
ｓｏｏ ｃ’に加熱してこの温度に１分〜１０時間保っ
た後、該温度から毎分１０〜１０００Ｃ°の割合で４５
０Ｃ’以下まで冷却し、得られた結晶をウエノ・−状に
切断する点に特徴がある。
０１個ｃｍ 未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を育成
し、４５０Ｃ’以下まで徐冷した後、引き続き６５０〜
ｓｏｏ ｃ’に加熱してこの温度に１分〜１０時間保っ
た後、該温度から毎分１０〜１０００Ｃ°の割合で４５
０Ｃ’以下まで冷却し、得られた結晶をウエノ・−状に
切断する点に特徴がある。
又、本発明の第四はＶＧＦ法により得られた炭素原子濃
度Ｉ Ｘ １０’個ｃｍ 未満の不純物無添加のＧａＡ
ｓ結晶を、１０ ｔｏｒｒ以下に減圧した真空中、又
は不活性ガス或いは水素ガス気流中で、８００〜１２０
０σに加熱してこの温度に１〜１００時間保つ熱処理を
行なった後、該温度から６５０〜ｓｏｏ ｃ”迄徐冷し
、該温度から毎分１０〜１００ＯＣ’の割合で４５０Ｃ
°以下まで冷却し、得られた結晶をウェハー状に切断す
る点に特徴がある。
度Ｉ Ｘ １０’個ｃｍ 未満の不純物無添加のＧａＡ
ｓ結晶を、１０ ｔｏｒｒ以下に減圧した真空中、又
は不活性ガス或いは水素ガス気流中で、８００〜１２０
０σに加熱してこの温度に１〜１００時間保つ熱処理を
行なった後、該温度から６５０〜ｓｏｏ ｃ”迄徐冷し
、該温度から毎分１０〜１００ＯＣ’の割合で４５０Ｃ
°以下まで冷却し、得られた結晶をウェハー状に切断す
る点に特徴がある。
又、本発明の第五はＶＧＦ法により得られた炭素原子濃
度Ｉ Ｘ １０’ 個ｃｍ未溝の不純物無添加のＧａＡ
３結晶を、１０ ｔｏｒｒ以下に減圧した真空中、又
は不活性ガス或いは水素ガス気流中で、６５０〜５ＯＯ
Ｃ°まで加熱してこの温度に１分〜１０時間保った後、
該温度から毎分１０〜１ｏｏｏｃ＠の割合で４５０σ以
下まで冷却し、ウェハー状に切断する点に特徴がある。
度Ｉ Ｘ １０’ 個ｃｍ未溝の不純物無添加のＧａＡ
３結晶を、１０ ｔｏｒｒ以下に減圧した真空中、又
は不活性ガス或いは水素ガス気流中で、６５０〜５ＯＯ
Ｃ°まで加熱してこの温度に１分〜１０時間保った後、
該温度から毎分１０〜１ｏｏｏｃ＠の割合で４５０σ以
下まで冷却し、ウェハー状に切断する点に特徴がある。
又、本発明の第六はＶＧＦ法により得られた炭１１
−” 素原子濃度１×１０ 個ｃｍ 未満の不純物無添加のＧ
ａＡ３結晶をウェハー状に切断した後、１０ ｔｏｒ
ｒ以下に減圧した真空中、又は不活性ガス或いは水素ガ
ス気流中で、８００〜１２００ Ｃ’に加熱してこの温
度に１〜１００時間保つ熱処理を行なった後、該温度か
ら６５０〜５ｏｏｃ’まで徐冷し、該温度から毎分１０
〜１０００Ｃ＠の割合で４５０Ｃ”以下まで冷却する点
に特徴がある。
−” 素原子濃度１×１０ 個ｃｍ 未満の不純物無添加のＧ
ａＡ３結晶をウェハー状に切断した後、１０ ｔｏｒ
ｒ以下に減圧した真空中、又は不活性ガス或いは水素ガ
ス気流中で、８００〜１２００ Ｃ’に加熱してこの温
度に１〜１００時間保つ熱処理を行なった後、該温度か
ら６５０〜５ｏｏｃ’まで徐冷し、該温度から毎分１０
〜１０００Ｃ＠の割合で４５０Ｃ”以下まで冷却する点
に特徴がある。
又、本発明の第七はＶＧＦ法により得られた炭素原子濃
度１×１０１個Ｃｒｎ未溝の不純物無添加のＧ＆Ａ８結
晶をウェハー状に切断した後Ｓ１０ ｔｏｒｒ以下に
減圧した真空中、又は不活性ガス或いは水素ガス気流中
で、６５０〜８００Ｃに加熱してこの温度に１分〜１０
時間保った後、該温度から毎分１０〜１０００σの割合
で４５０σ以下まで冷却する点に特徴がある。
度１×１０１個Ｃｒｎ未溝の不純物無添加のＧ＆Ａ８結
晶をウェハー状に切断した後Ｓ１０ ｔｏｒｒ以下に
減圧した真空中、又は不活性ガス或いは水素ガス気流中
で、６５０〜８００Ｃに加熱してこの温度に１分〜１０
時間保った後、該温度から毎分１０〜１０００σの割合
で４５０σ以下まで冷却する点に特徴がある。
〔作用〕
ＬＥＣ法により得られたＧａＡｓ結晶において、アクセ
プタである残留炭素原子の濃度がＩ Ｘ １×１０１５
個ＣＷＩ よりも低い場合が稀にあるが、その場合は第
１図に示すように、５００〜６５０σの温度範囲で熱処
理すると伝導帯下０．４３ｅＶに位置するドナ準位（以
下深いドナ準位と略記）が生成して比抵抗が１０７Ωｃ
ｍ以下に低下し、又これを７００Ｃ’以上で熱処理し４
５０Ｃ’以下まで急冷すると深いドナ準位が消滅し比抵
抗が１０“２ｃｍ以上に回復することが本発明者等によ
り確かめられている。
プタである残留炭素原子の濃度がＩ Ｘ １×１０１５
個ＣＷＩ よりも低い場合が稀にあるが、その場合は第
１図に示すように、５００〜６５０σの温度範囲で熱処
理すると伝導帯下０．４３ｅＶに位置するドナ準位（以
下深いドナ準位と略記）が生成して比抵抗が１０７Ωｃ
ｍ以下に低下し、又これを７００Ｃ’以上で熱処理し４
５０Ｃ’以下まで急冷すると深いドナ準位が消滅し比抵
抗が１０“２ｃｍ以上に回復することが本発明者等によ
り確かめられている。
本発明は上記知見に基すいている。即ち、ｖＧＦ法で得
られたＧａＡｓ結晶では、結晶育成用封管内に炭素部材
を含まないので汚染が無く、炭素原子濃度は常に１×１
０ 個ＣｗＩ肝であり、且つ育成後の冷却が徐冷である
ために上記のような深いドナ準位が生成し、比抵抗が１
０’ΩＣＴＩ＋台に低下する。
られたＧａＡｓ結晶では、結晶育成用封管内に炭素部材
を含まないので汚染が無く、炭素原子濃度は常に１×１
０ 個ＣｗＩ肝であり、且つ育成後の冷却が徐冷である
ために上記のような深いドナ準位が生成し、比抵抗が１
０’ΩＣＴＩ＋台に低下する。
この結晶に６５０〜８００Ｃ°から４５０σ以下までの
温度領域を急冷する熱履歴を与えると深いドナ準位が消
滅し、比抵抗が１０７Ωｃｍ以上となる。
温度領域を急冷する熱履歴を与えると深いドナ準位が消
滅し、比抵抗が１０７Ωｃｍ以上となる。
急冷開始蒔の温度上限を５ｏｏｃ’とするのは、これ以
上では熱歪みにより結晶が破壊される恐れがあるからで
、下限を６５０ごとするのは、これ以下で急冷しても比
抵抗が効果的に上昇しないからである。又、冷却速度の
上限を毎分１０００σとするのは、実用上これ以上の急
冷は不必要だからであり、下限を毎分１０ Ｃ’とする
のは、これ以下では比抵抗が効果的に上昇しないからで
ある。
上では熱歪みにより結晶が破壊される恐れがあるからで
、下限を６５０ごとするのは、これ以下で急冷しても比
抵抗が効果的に上昇しないからである。又、冷却速度の
上限を毎分１０００σとするのは、実用上これ以上の急
冷は不必要だからであり、下限を毎分１０ Ｃ’とする
のは、これ以下では比抵抗が効果的に上昇しないからで
ある。
これは、単結晶育成後の冷却プロセスへの組み込みや単
結晶育成後の冷却に引き続き行なう熱処理に適用可能で
ある。先ずＶＧＦ法により不純物無添加のＧａＡｓ結晶
を育成し、引き続いて６５０〜５ｏｏｃ’まで徐冷した
後、該温度から４５０Ｃ’以下迄急冷することにより、
深いドナ準位を消滅させ１０Ωｃｍ以上の比抵抗を得る
ことが出来る。
結晶育成後の冷却に引き続き行なう熱処理に適用可能で
ある。先ずＶＧＦ法により不純物無添加のＧａＡｓ結晶
を育成し、引き続いて６５０〜５ｏｏｃ’まで徐冷した
後、該温度から４５０Ｃ’以下迄急冷することにより、
深いドナ準位を消滅させ１０Ωｃｍ以上の比抵抗を得る
ことが出来る。
又、ＶＧＦ法により不純物無添加のＧａＡｓ結晶を育成
し、−旦４５０ Ｃ”以下まで徐冷した後、引き続き８
００〜１２００ Ｃ’に加熱してこの温度に１〜１００
時間保つ熱処理による組織の均一化をした後、該温度か
ら６５０〜８００σまで徐冷し、該温度から４５０Ｃ以
下まで急冷し、深いドナ準位を消滅させ比抵抗を１０７
Ωｃｍ以上にすることも出来る。更にまた一旦４５０σ
以下まで徐冷した後、引き続き６５０〜８００ Ｃ’に
加熱してこの温度で１分〜１０時間保つ均一化処理をし
た後、該温度から４５０Ｃ’以下まで急冷する方法によ
っても深いドナ準位を消滅させ１０７Ωｃｍ以上の比抵
抗を得ることが可能である。
し、−旦４５０ Ｃ”以下まで徐冷した後、引き続き８
００〜１２００ Ｃ’に加熱してこの温度に１〜１００
時間保つ熱処理による組織の均一化をした後、該温度か
ら６５０〜８００σまで徐冷し、該温度から４５０Ｃ以
下まで急冷し、深いドナ準位を消滅させ比抵抗を１０７
Ωｃｍ以上にすることも出来る。更にまた一旦４５０σ
以下まで徐冷した後、引き続き６５０〜８００ Ｃ’に
加熱してこの温度で１分〜１０時間保つ均一化処理をし
た後、該温度から４５０Ｃ’以下まで急冷する方法によ
っても深いドナ準位を消滅させ１０７Ωｃｍ以上の比抵
抗を得ることが可能である。
これらの方法では、結晶製造後インゴットを一旦石英封
管から取り出し熱処理する手段と比較して、結晶育成後
の冷却プロセスの一部で深いドナ準位の消滅を実現出来
るため、生産性が向上する利点もある。
管から取り出し熱処理する手段と比較して、結晶育成後
の冷却プロセスの一部で深いドナ準位の消滅を実現出来
るため、生産性が向上する利点もある。
深いドナ準位を消滅させ比抵抗を１０’Ω（ｍ以上にす
ることは、結晶製造後に均一化のための熱処理を施す結
晶にも適用可能である。
ることは、結晶製造後に均一化のための熱処理を施す結
晶にも適用可能である。
ＶＧＦ法により得られた不純物無添加のＧａＡｓ結晶を
８００〜１２００ Ｃ’に１〜１００時間保持する熱処
理を行ない、該温度から６５０〜５ｏｏｃ＠まで徐冷し
た後、該温度から４５０Ｃ”以下まで急冷することによ
って深いドナ準位を消滅させ１０’ΩＣ７＋１以上の比
抵抗を得る。又、ＶＧＦ法により得られた炭素原子濃度
Ｉ Ｘ １０’個Ｃｆｆ１未満の不純物無添加のＧａＡ
ｓ結晶を６５０〜５ｏｏｃ’まで加熱してこの温度に１
分〜１０時間保った後、該温度から４５０ Ｃ’以下ま
で急冷する方法でも深いドナ準位を消滅させ１０ ’
Ｑｍ以上の比抵抗を得られる。このような熱処理ではＧ
ａＡｓ結晶がウェハー状でも全く同様の効果が期待出来
る。
８００〜１２００ Ｃ’に１〜１００時間保持する熱処
理を行ない、該温度から６５０〜５ｏｏｃ＠まで徐冷し
た後、該温度から４５０Ｃ”以下まで急冷することによ
って深いドナ準位を消滅させ１０’ΩＣ７＋１以上の比
抵抗を得る。又、ＶＧＦ法により得られた炭素原子濃度
Ｉ Ｘ １０’個Ｃｆｆ１未満の不純物無添加のＧａＡ
ｓ結晶を６５０〜５ｏｏｃ’まで加熱してこの温度に１
分〜１０時間保った後、該温度から４５０ Ｃ’以下ま
で急冷する方法でも深いドナ準位を消滅させ１０ ’
Ｑｍ以上の比抵抗を得られる。このような熱処理ではＧ
ａＡｓ結晶がウェハー状でも全く同様の効果が期待出来
る。
この熱処理を施す前にウェハー状に切断すると急冷によ
って結晶に導入される熱歪みを幾分低減することが出来
るため、インゴット状の場合に比べてより大きい冷却速
度を適用することができる。
って結晶に導入される熱歪みを幾分低減することが出来
るため、インゴット状の場合に比べてより大きい冷却速
度を適用することができる。
好ましい冷却速度はインゴット状では毎分１ｏないし５
０Ｃ°、ウェハー状では１０〜１５０Ｃ’である。
０Ｃ°、ウェハー状では１０〜１５０Ｃ’である。
又、真空中、不活性ガス、水素ガス気流中で熱処理する
ことで、表面の酸化を防ぎ歩留り良く基板を製造出来る
。
ことで、表面の酸化を防ぎ歩留り良く基板を製造出来る
。
実施例１
内径５２鴎の熱分解窒化ボロンるつぼに、ＧａＡｓ原料
７００ｇを種結晶であるＧａＡｓ単結晶の上になるよう
に置き、又圧力制御用の金属Ａｓを１５ｇ１他にＡｓ
’Ｊザーバを設けて入れ、１０ ｔｏｒｒに減圧して
真空封止した石英封管を、ＶＧＦ炉にセットした。Ａｓ
’Ｊザーバを６１５Ｃ’に、種結晶の上端とその上の原
料結晶部を１２３８〜１３５０Ｃ’に昇温し融解した後
、毎時０．６Ｃ”で降温した。結晶育成終了後、引き続
いてるつぼ全体を毎分１．０〜１．５Ｃ”の冷却速度で
７００ Ｃ”まで冷却し、該温度がら室温まで毎分１５
σで冷却することにより単結晶を得るＶＧＦ法により育
成を行なった。ＶＧＦ法により得られた炭素原子濃度Ｉ
Ｘ １０’個ｃｍ 未満のＧａＡｓ結晶を厚さ０．６
ｍのウェハー状に切断し、更にこれを４翻角のチップに
整形して比抵抗を測定した。
７００ｇを種結晶であるＧａＡｓ単結晶の上になるよう
に置き、又圧力制御用の金属Ａｓを１５ｇ１他にＡｓ
’Ｊザーバを設けて入れ、１０ ｔｏｒｒに減圧して
真空封止した石英封管を、ＶＧＦ炉にセットした。Ａｓ
’Ｊザーバを６１５Ｃ’に、種結晶の上端とその上の原
料結晶部を１２３８〜１３５０Ｃ’に昇温し融解した後
、毎時０．６Ｃ”で降温した。結晶育成終了後、引き続
いてるつぼ全体を毎分１．０〜１．５Ｃ”の冷却速度で
７００ Ｃ”まで冷却し、該温度がら室温まで毎分１５
σで冷却することにより単結晶を得るＶＧＦ法により育
成を行なった。ＶＧＦ法により得られた炭素原子濃度Ｉ
Ｘ １０’個ｃｍ 未満のＧａＡｓ結晶を厚さ０．６
ｍのウェハー状に切断し、更にこれを４翻角のチップに
整形して比抵抗を測定した。
比抵抗測定は、ホール係数測定法を用いて行なった。本
発明の効果を明らかにするために、第２図に示すような
室温までの冷却を毎分１．０〜１．５σで行なう従来の
方法により得られた無添加ＧａＡｓ結晶の比抵抗と、上
記の本発明法によるものの比抵抗を比較した結果を第３
図に示す。第３図から明らかなように、従来の冷却方法
では比抵抗が１０Ωｃｍ台であったがウェハーが、熱処
理後は結晶全体で１０’Ωｃｍ以上の比抵抗を示し半絶
縁性となった。
発明の効果を明らかにするために、第２図に示すような
室温までの冷却を毎分１．０〜１．５σで行なう従来の
方法により得られた無添加ＧａＡｓ結晶の比抵抗と、上
記の本発明法によるものの比抵抗を比較した結果を第３
図に示す。第３図から明らかなように、従来の冷却方法
では比抵抗が１０Ωｃｍ台であったがウェハーが、熱処
理後は結晶全体で１０’Ωｃｍ以上の比抵抗を示し半絶
縁性となった。
実施例２
実施例１と同様のＶＧＦ法により炭素原子濃度１×１０
１５個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を育成し
、４５０Ｃ°まで徐冷した後、引き続き９５０ Ｃ’に
加熱してこの温度に１００時間保つ熱処理を行なった後
、この温度から７００ Ｃ’まで徐冷し、該温度から毎
分１５Ｃ°の割合で室温まで冷却し、得られた結晶をウ
ェハー状に切断し比抵抗を測定した。
１５個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を育成し
、４５０Ｃ°まで徐冷した後、引き続き９５０ Ｃ’に
加熱してこの温度に１００時間保つ熱処理を行なった後
、この温度から７００ Ｃ’まで徐冷し、該温度から毎
分１５Ｃ°の割合で室温まで冷却し、得られた結晶をウ
ェハー状に切断し比抵抗を測定した。
この方法で製造した結晶は、実施例１と同様に結晶全体
で１×１０１５Ω（ｍ以上の比抵抗を示し半絶縁性とな
った。
で１×１０１５Ω（ｍ以上の比抵抗を示し半絶縁性とな
った。
実施例３
実施例１と同様のＶＧＦ法により炭素原子濃度Ｉ Ｘ
１０’個Ｃ１ｎ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を育
成し、４５０σまで徐冷した後、引き続きｓｏｏ ｃ’
に加熱してこの温度ｇ１：１０分間保った後、該温度か
ら毎分１５Ｃ°の割合で室温まで冷却し、得られた結晶
をウェハー状に切断し比抵抗を測定した。
１０’個Ｃ１ｎ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を育
成し、４５０σまで徐冷した後、引き続きｓｏｏ ｃ’
に加熱してこの温度ｇ１：１０分間保った後、該温度か
ら毎分１５Ｃ°の割合で室温まで冷却し、得られた結晶
をウェハー状に切断し比抵抗を測定した。
この場合も実施例１と同様に結晶全体で１０“９ｃｍ以
上の半絶縁性を示した。
上の半絶縁性を示した。
実施例４
実施例１と同様のＶＧＦ法により得られた炭素原子濃度
１×１０１５個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶
を、高純度水素気流中で９５０Ｃ’で１００時間保つ熱
処理をし、引き続いて７００ Ｃ’まで徐冷した後、該
温度から毎分１５Ｃ°の割合で室温まで冷却し、得られ
た結晶をウェハー状に切断して比抵抗を測定した。アズ
ブローンでは１０’Ωｃｍ台の比抵抗であったが熱処理
後は結晶全体に亘って１０′Ωｃｍ以上の半絶縁性を示
した。
１×１０１５個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶
を、高純度水素気流中で９５０Ｃ’で１００時間保つ熱
処理をし、引き続いて７００ Ｃ’まで徐冷した後、該
温度から毎分１５Ｃ°の割合で室温まで冷却し、得られ
た結晶をウェハー状に切断して比抵抗を測定した。アズ
ブローンでは１０’Ωｃｍ台の比抵抗であったが熱処理
後は結晶全体に亘って１０′Ωｃｍ以上の半絶縁性を示
した。
実施例５
実施例１と同様のＶＧＦ法により得られた炭素原子濃度
１×１０“個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を
、高純度水素気流中で５ｏｏｃ”まで加熱してこの温度
に１０分間保った後、該温度から毎分１５σの割合で室
温まで冷却し、ウェハー状に切断して比抵抗を測定した
。この場合も実施例４と同様に結晶全体に亘って１０“
ΩＣ１ｎ以上の半絶縁性を示した。
１×１０“個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶を
、高純度水素気流中で５ｏｏｃ”まで加熱してこの温度
に１０分間保った後、該温度から毎分１５σの割合で室
温まで冷却し、ウェハー状に切断して比抵抗を測定した
。この場合も実施例４と同様に結晶全体に亘って１０“
ΩＣ１ｎ以上の半絶縁性を示した。
実施例６
実施例１と同様のＶＧＦ法により得られた炭素原子濃度
Ｉ Ｘ １０’個Ｃ１ｎ 未満の不純物無添加のＧａＡ
ｓ結晶をウェハー状に切断した後、１０ ｔｏｒｒに
減圧した真空中で９５０ Ｃ”に加熱し、この温度に１
０時間保つ熱処理をし、この温度から７００Ｃ’まで徐
冷し、該温度から毎分１００Ｃ’の割合で４５０σ以下
まで冷却した。熱処理による表面劣化の影響を除去する
ために表面５０μｍをエツチング後、比抵抗を測定した
。熱処理前には１０′Ω（ｍであった比抵抗が、熱処理
後には全てのウェハーが１０′ΩＣＴＩ＋以上の半絶縁
性を示した。
Ｉ Ｘ １０’個Ｃ１ｎ 未満の不純物無添加のＧａＡ
ｓ結晶をウェハー状に切断した後、１０ ｔｏｒｒに
減圧した真空中で９５０ Ｃ”に加熱し、この温度に１
０時間保つ熱処理をし、この温度から７００Ｃ’まで徐
冷し、該温度から毎分１００Ｃ’の割合で４５０σ以下
まで冷却した。熱処理による表面劣化の影響を除去する
ために表面５０μｍをエツチング後、比抵抗を測定した
。熱処理前には１０′Ω（ｍであった比抵抗が、熱処理
後には全てのウェハーが１０′ΩＣＴＩ＋以上の半絶縁
性を示した。
実施例７
実施例１と同様のＶＧＦ法により得られた炭素原子濃度
１×１０１５個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶
をウェハー状に切断した後、高純度水素気流中で５ｏｏ
ｃ”に加熱してこの湿度に１０分間保った後、該温度か
ら毎分１００Ｃ’の割合で４５０Ｃ’以下迄冷却した。
１×１０１５個ｃｍ未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶
をウェハー状に切断した後、高純度水素気流中で５ｏｏ
ｃ”に加熱してこの湿度に１０分間保った後、該温度か
ら毎分１００Ｃ’の割合で４５０Ｃ’以下迄冷却した。
熱処理による表面劣化の影響を除去するために表面５０
μｍをエツチング後、比抵抗を測定した。この場合も実
施例６と同様に全てのウェハーが１０“９ｃｍ以上の絶
縁性を示した。
μｍをエツチング後、比抵抗を測定した。この場合も実
施例６と同様に全てのウェハーが１０“９ｃｍ以上の絶
縁性を示した。
第１図
〔発明の効果〕
このように本発明によれば不純物無添加で低転位密度の
半絶縁性ＧａＡｓ基板を得ることができ、ＧａＡｓによ
るＩＣ！、ＬＳＩ化に大きく貢献することができる。又
、本発明は’ＶＧＦ法と原理を同じくする垂直ブリッジ
マン法にも適用できることは云うまでもない。
半絶縁性ＧａＡｓ基板を得ることができ、ＧａＡｓによ
るＩＣ！、ＬＳＩ化に大きく貢献することができる。又
、本発明は’ＶＧＦ法と原理を同じくする垂直ブリッジ
マン法にも適用できることは云うまでもない。
第１図は本発明の基本となる深いドナ準位の生成、消滅
による比抵抗変化の温度依存性を示す図、第２図は本発
明の一実施例による結晶育成後の冷却の温度プログラム
、第３図は本発明の一実施例によるインゴット内の比抵
抗分布の冷却速度依存性を示す実測図である。 熱処理温度（０Ｃ）
による比抵抗変化の温度依存性を示す図、第２図は本発
明の一実施例による結晶育成後の冷却の温度プログラム
、第３図は本発明の一実施例によるインゴット内の比抵
抗分布の冷却速度依存性を示す実測図である。 熱処理温度（０Ｃ）
Claims (7)
- （１）垂直温度勾配法により炭素原子濃度１×１０＾１
＾５個ｃｍ＾−＾３未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶
を育成し、引き続いて６５０〜８００Ｃ°まで徐冷した
後、該温度から毎分１０〜１０００Ｃ°の割合で４５０
Ｃ°以下迄冷却し、得られた結晶をウェハー状に切断す
ることを特徴とする半絶縁性ＧａＡｓ基板の製造方法。 - （２）垂直温度勾配法により炭素原子濃度１×１０＾１
＾５個ｃｍ＾−＾３未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶
を育成し、４５０Ｃ°以下まで徐冷した後、引き続き８
００〜１２００Ｃ°に加熱してこの温度に１〜１００時
間保つ熱処理を行なつた後、該温度から６５０〜８００
Ｃ°まで徐冷し、該温度から毎分１０〜１０００Ｃ°の
割合で４５０Ｃ°以下まで冷却し、得られた結晶をウェ
ハー状に切断することを特徴とする半絶縁性ＧａＡｓ基
板の製造方法。 - （３）垂直温度勾配法により炭素原子濃度１×１０＾１
＾５個ｃｍ＾−＾３未満の不純物無添加のＧａＡｓ結晶
を育成し、４５０Ｃ°以下まで徐冷した後、引き続き６
５０〜８００Ｃ°に加熱してこの温度に１分〜１０時間
保つた後、該温度から毎分１０〜１０００Ｃ°の割合で
４５０Ｃ°以下まで冷却し、得られた結晶をウェハー状
に切断することを特徴とする半絶縁性ＧａＡｓ基板の製
造方法。 - （４）垂直温度勾配法により得られた炭素原子濃度１×
１０＾１＾５個ｃｍ＾−＾３未満の不純物無添加のＧａ
Ａｇ結晶を、１０＾−＾６ｔｏｒｒ以下に減圧した真空
中、又は不活性ガス或いは水素ガス気流中で、８００〜
１２００Ｃ°に加熱してこの温度に１〜１００時間保つ
熱処理を行なつた後、該温度から６５０〜８００Ｃ°ま
で徐冷し、該温度から毎分１０〜１０００Ｃ°の割合で
４５０Ｃ°以下まで冷却し、得られた結晶をウェハー状
に切断することを特徴とする半絶縁性ＧａＡｓ基板の製
造方法。 - （５）垂直温度勾配法により得られた炭素原子濃度１×
１０＾１＾５個ｃｍ＾−＾３未満の不純物無添加のＧａ
Ａｓ結晶を、１０ｔｏｒｒ以下に減圧した真空中、又は
不活性ガス或いは水素ガス気流中で、６５０〜８００Ｃ
°まで加熱してこの温度に１分〜１０時間保つた後、該
温度から毎分１０〜１０００Ｃ°の割合で４５０Ｃ°以
下まで冷却し、ウェハー状に切断することを特徴とする
半絶縁性ＧａＡｓ基板の製造方法。 - （６）垂直温度勾配法により得られた炭素原子濃度１×
１０＾１＾５個ｃｍ＾−＾３未満の不純物無添加のＧａ
Ａｓ結晶をウェハー状に切断した後、１０ｔｏｒｒ以下
に減圧した真空中、又は不活性ガス或いは水素ガス気流
中で８００〜１２００Ｃ°に加熱してこの温度に１〜１
００時間保つ熱処理を行なつた後、該温度から６５０〜
８００Ｃ°まで徐冷し、該温度から毎分１０〜１０００
Ｃ°の割合で４５０Ｃ°以下まで冷却することを特徴と
する半絶縁性ＧａＡｓ基板の製造方法。 - （７）垂直温度勾配法により得られた炭素原子濃度１×
１０＾１＾５個ｃｍ＾−＾３未満の不純物無添加のＧａ
Ａｓ結晶をウェハー状に切断した後、１０ｔｏｒｒ以下
に減圧した真空中、又は不活性ガス或いは水素ガス気流
中で、６５０〜８００Ｃ°に加熱してこの温度に１分〜
１０時間保つた後該温度から毎分１０〜１０００Ｃ°の
割合で４５０Ｃ°以下まで冷却することを特徴とする半
絶縁性ＧａＡｓ基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4888090A JPH0784360B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 半絶縁性ＧａＡｓ基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4888090A JPH0784360B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 半絶縁性ＧａＡｓ基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03252398A true JPH03252398A (ja) | 1991-11-11 |
| JPH0784360B2 JPH0784360B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=12815601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4888090A Expired - Lifetime JPH0784360B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 半絶縁性ＧａＡｓ基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0784360B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006117464A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＡｓ結晶の熱処理方法およびＧａＡｓ結晶基板 |
| JP2011219362A (ja) * | 2011-07-25 | 2011-11-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＡｓ結晶基板 |
| CN112420511A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-26 | 陕西科技大学 | 一种GaAs衬底的退火处理方法 |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP4888090A patent/JPH0784360B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006117464A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＡｓ結晶の熱処理方法およびＧａＡｓ結晶基板 |
| JP2011219362A (ja) * | 2011-07-25 | 2011-11-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＡｓ結晶基板 |
| CN112420511A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-26 | 陕西科技大学 | 一种GaAs衬底的退火处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0784360B2 (ja) | 1995-09-13 |
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