JPH03279299A - 半絶縁性ＩｎＰ単結晶基板の製造方法 - Google Patents
半絶縁性ＩｎＰ単結晶基板の製造方法Info
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- JPH03279299A JPH03279299A JP11540390A JP11540390A JPH03279299A JP H03279299 A JPH03279299 A JP H03279299A JP 11540390 A JP11540390 A JP 11540390A JP 11540390 A JP11540390 A JP 11540390A JP H03279299 A JPH03279299 A JP H03279299A
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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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、電子デバイス、特に○ＥＩＣ，ＨＥＭＴ、イ
オン注入型ＦＥＴなどに用いる半絶縁性ＩｎＰ単結晶及
びその製造方法に関する。
オン注入型ＦＥＴなどに用いる半絶縁性ＩｎＰ単結晶及
びその製造方法に関する。
［従来の技術］
化合物半導体材料を半絶縁性化するにあたり、ｎ型の不
純物となるＳｌやＳを含む材料では、深いアクセプター
となるＦｅ、ＣｏまたはＣｒ等を添加する方法が工業的
に用いられている。この半絶縁性化は、浅いドナーを深
いアクセプターで補償するという機構によるものである
。したがって、深いアクセプターとなる元素の添加量は
、結晶材料中に含有されているドナーの量より多くなけ
れば、半絶縁性化することはできないとされている。
純物となるＳｌやＳを含む材料では、深いアクセプター
となるＦｅ、ＣｏまたはＣｒ等を添加する方法が工業的
に用いられている。この半絶縁性化は、浅いドナーを深
いアクセプターで補償するという機構によるものである
。したがって、深いアクセプターとなる元素の添加量は
、結晶材料中に含有されているドナーの量より多くなけ
れば、半絶縁性化することはできないとされている。
ところが、Ｆｅ、ＣｏまたはＣｒ等をドープして半絶縁
性化する場合、これらの量はできるだけ少ないことが望
ましい。なぜならば、Ｆｅ、Ｃｏ。
性化する場合、これらの量はできるだけ少ないことが望
ましい。なぜならば、Ｆｅ、Ｃｏ。
Ｃｒ等は、深いアクセプターとして作用するため、イオ
ン注入型の電子デバイス（ＦＥＴなと）においては活性
化率を低下させたり、また高周波で動作させるデバイス
（ＯＥＩＣやＨＥＭＴなど）においてはエピタキシャル
膜中にこれらの元素が拡散しトラップとして作用して高
周波かつ高速化を妨げてしまうからである。
ン注入型の電子デバイス（ＦＥＴなと）においては活性
化率を低下させたり、また高周波で動作させるデバイス
（ＯＥＩＣやＨＥＭＴなど）においてはエピタキシャル
膜中にこれらの元素が拡散しトラップとして作用して高
周波かつ高速化を妨げてしまうからである。
さらに、これらの元素は偏析し易く結晶の上下でＦｅ等
の濃度が異なり活性化率が不均一となり歩留りが低くな
ってしまう。
の濃度が異なり活性化率が不均一となり歩留りが低くな
ってしまう。
従来、電子デバイスに用いる半絶縁性のｒｎＰとしては
、ＦｅドープＩｎＰが主として用いられている。
、ＦｅドープＩｎＰが主として用いられている。
しかし、Ｆｅの含有濃度が０．２ ｐｐｍｗ以下である
と、抵抗率が１０＠Ω・ｍより低くなってしまい、半絶
縁性が低下してしまう。これを半絶縁性結晶とするため
には、Ｆｅのドープ量を一定量（０゜２ｐｐｍｗ）以上
にしなければならなかった。
と、抵抗率が１０＠Ω・ｍより低くなってしまい、半絶
縁性が低下してしまう。これを半絶縁性結晶とするため
には、Ｆｅのドープ量を一定量（０゜２ｐｐｍｗ）以上
にしなければならなかった。
一般に、化合物半導体でＦｅ、Ｃｒ等の含有濃度が低く
なると抵抗率が下がってしまうのは、ドナーとなる不純
物がその水準まで残留不純物として結晶中に存在するた
めと考えられていた。ところが、本発明者等は、ＩｎＰ
単結晶の半絶縁性化の機構は、ドナーと深いアクセプタ
ーによる補償のみでなく、さらに電気的に活性な点欠陥
も関与していると考え、鋭意研究の結果、結晶を熱処理
することにより点欠陥の濃度を制御することにより、従
来に比し格段と低い深いアクセプターの不純物濃度でも
化合物半導体を半絶縁性化できることを見い出した。
なると抵抗率が下がってしまうのは、ドナーとなる不純
物がその水準まで残留不純物として結晶中に存在するた
めと考えられていた。ところが、本発明者等は、ＩｎＰ
単結晶の半絶縁性化の機構は、ドナーと深いアクセプタ
ーによる補償のみでなく、さらに電気的に活性な点欠陥
も関与していると考え、鋭意研究の結果、結晶を熱処理
することにより点欠陥の濃度を制御することにより、従
来に比し格段と低い深いアクセプターの不純物濃度でも
化合物半導体を半絶縁性化できることを見い出した。
これにより本発明者等は先に、Ｆｅ、ＣｏまたはＣｒの
いずれか１種以上の含有濃度の合計が０゜２ ｐｐｍｗ
以下でありかつ抵抗率が１０■Ω・ｍ以上である化合物
半導体の製造技術を提案した（特願昭６３−２２０６３
２号）。
いずれか１種以上の含有濃度の合計が０゜２ ｐｐｍｗ
以下でありかつ抵抗率が１０■Ω・ｍ以上である化合物
半導体の製造技術を提案した（特願昭６３−２２０６３
２号）。
すなわち、Ｆｅ、ＣｏまたはＣｒを０ 、２ ｐｐｍｗ
以下含有する化合物半導体材料を石英アンプル内に真空
封入するとともに、この石英アンプル内に前記化合物半
導体材料の構成元素またはその構成元素を含む別個の化
合物半導体材料を配置し、石英アンプル内を前記薄板か
らなる化合物半導体材料の解離圧以上となる圧力とし、
石英アンプルを４００〜６４０℃で加熱するというもの
である。
以下含有する化合物半導体材料を石英アンプル内に真空
封入するとともに、この石英アンプル内に前記化合物半
導体材料の構成元素またはその構成元素を含む別個の化
合物半導体材料を配置し、石英アンプル内を前記薄板か
らなる化合物半導体材料の解離圧以上となる圧力とし、
石英アンプルを４００〜６４０℃で加熱するというもの
である。
一方り、Ｈｏｆｍａｎｎらは”Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ａ
４８．Ｐ３１５−３１９（１９８９）”において、キ
ャリア濃度３，５Ｘ１０“ｃｍ−”のノンドープＩｎＰ
単結晶ウェーハを５ ｂａｒ（約５ ｋｇ／ｃｕｔ）の
リン圧下、９００℃の温度で８０時間熱処理を行なうこ
とによって、抵抗率２×１０“Ω・印のＩｎＰウェーハ
を得たと報告している。これは、前記発明と同様、電気
的に活性な点欠陥が関与しているためと考えられる。
４８．Ｐ３１５−３１９（１９８９）”において、キ
ャリア濃度３，５Ｘ１０“ｃｍ−”のノンドープＩｎＰ
単結晶ウェーハを５ ｂａｒ（約５ ｋｇ／ｃｕｔ）の
リン圧下、９００℃の温度で８０時間熱処理を行なうこ
とによって、抵抗率２×１０“Ω・印のＩｎＰウェーハ
を得たと報告している。これは、前記発明と同様、電気
的に活性な点欠陥が関与しているためと考えられる。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、その後の我々の研究により上記先願発明にあっ
ては、ノンドープすなわちＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいず
れか１種以上の不純物の含有濃度が０．０５ｐｐｍｗ以
下のＩｎＰ単結晶を熱処理しても、半絶縁性化しないこ
とが分がった。
ては、ノンドープすなわちＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいず
れか１種以上の不純物の含有濃度が０．０５ｐｐｍｗ以
下のＩｎＰ単結晶を熱処理しても、半絶縁性化しないこ
とが分がった。
また、Ｄ、 Ｈｏｆｍａｎｎの方法によると、キャリア
濃度が３ 、５ Ｘ １０”Ｃｍ−”のノンドープＩｎ
Ｐ単結晶を熱処理すると、抵抗率は１０″′Ω・ｍ以上
となるものがあったものの、移動度は４５００ｃｎ！／
Ｖ・Ｓ以上あったものが３０００ｃｒｄ／Ｖ−ｓ以下に
下がってしまう。また、ＩｎＰ単結晶のキャリア濃度が
高いと、抵抗率は１０’〜１０゛Ω・ｍとなり、容易に
は抵抗率１０“Ω・σ以上を達成できなかった。
濃度が３ 、５ Ｘ １０”Ｃｍ−”のノンドープＩｎ
Ｐ単結晶を熱処理すると、抵抗率は１０″′Ω・ｍ以上
となるものがあったものの、移動度は４５００ｃｎ！／
Ｖ・Ｓ以上あったものが３０００ｃｒｄ／Ｖ−ｓ以下に
下がってしまう。また、ＩｎＰ単結晶のキャリア濃度が
高いと、抵抗率は１０’〜１０゛Ω・ｍとなり、容易に
は抵抗率１０“Ω・σ以上を達成できなかった。
［課題を解決するための手段］
発明者らは、これらの結果を総合的に検討し、熱処理温
度に対するリン蒸気圧がある限度値以上でなければ十分
な移動度を持つ半絶縁性ＩｎＰ単結晶を得ることができ
ないとの結論に達した。
度に対するリン蒸気圧がある限度値以上でなければ十分
な移動度を持つ半絶縁性ＩｎＰ単結晶を得ることができ
ないとの結論に達した。
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、故意
に不純物を添加することなく、かつ残留不純物として存
在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種以上の含有
濃度の合計が分析下限である０、０５ｐｐｍｗ以下のＩ
ｎＰ（ノンドープＩｎＰ）単結晶と所定量のリンを石英
アンプル内に配置して、真空封入するとともに、石英ア
ンプル内を６ｋｇ／ｃｎｔ（絶対圧）を超えるリン蒸気
圧として石英アンプルを加熱することにより、半絶縁性
ＩｎＰ単結晶を製造することを提案するものである。
に不純物を添加することなく、かつ残留不純物として存
在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種以上の含有
濃度の合計が分析下限である０、０５ｐｐｍｗ以下のＩ
ｎＰ（ノンドープＩｎＰ）単結晶と所定量のリンを石英
アンプル内に配置して、真空封入するとともに、石英ア
ンプル内を６ｋｇ／ｃｎｔ（絶対圧）を超えるリン蒸気
圧として石英アンプルを加熱することにより、半絶縁性
ＩｎＰ単結晶を製造することを提案するものである。
また、熱処理されるＩｎＰ単結晶は、キャリア濃度が３
×１０”’ＣＴＮ”以下の原料多結晶ＩｎＰから製造さ
れたものとすることを提案するものである。
×１０”’ＣＴＮ”以下の原料多結晶ＩｎＰから製造さ
れたものとすることを提案するものである。
［実施例コ
（第１実施例）
キャリア濃度１×ｌ○”Ｃｍ””の原料多結晶ＩｎＰか
ら液体封止チョクラルスキー法で引上げたＦｅ、Ｃｏ、
Ｃｒのいずれも分析下限（０，Ｏ５ｐｐｍ１Ｌｌ）以下
である厚さ０．５ｍｍのアズカットのノンドープＩｎＰ
ウェハ（薄板）と赤リンとを石英アンプル内にセットし
、石英アンプル内を１×１０” ｔｏｒｒまで真空排気
した後、酸水素バーナーにより石英アンプルの開口部を
封止した。この際、赤リンの量は、石英アンプル内のリ
ン蒸気圧が熱処理温度で１５ｋｇ／ＣＴ１１（絶対圧）
となるように調整した。次に、この石英アンプルを横型
加熱炉内に設置し、熱処理温度９００℃で２０時間加熱
保持した後、冷却した。
ら液体封止チョクラルスキー法で引上げたＦｅ、Ｃｏ、
Ｃｒのいずれも分析下限（０，Ｏ５ｐｐｍ１Ｌｌ）以下
である厚さ０．５ｍｍのアズカットのノンドープＩｎＰ
ウェハ（薄板）と赤リンとを石英アンプル内にセットし
、石英アンプル内を１×１０” ｔｏｒｒまで真空排気
した後、酸水素バーナーにより石英アンプルの開口部を
封止した。この際、赤リンの量は、石英アンプル内のリ
ン蒸気圧が熱処理温度で１５ｋｇ／ＣＴ１１（絶対圧）
となるように調整した。次に、この石英アンプルを横型
加熱炉内に設置し、熱処理温度９００℃で２０時間加熱
保持した後、冷却した。
上記横型加熱炉は密閉型で１００ｋｇ／ｃａｔ（ゲージ
圧）の圧力まで加圧できるものを使用し、昇温時および
冷却時に、その温度に対応するリン蒸気圧に見合う圧力
のアルゴンガスを加熱炉内に導入して、石英アンプルの
内外の圧力のバランスを保ち、石英アンプルの破壊を防
止した。
圧）の圧力まで加圧できるものを使用し、昇温時および
冷却時に、その温度に対応するリン蒸気圧に見合う圧力
のアルゴンガスを加熱炉内に導入して、石英アンプルの
内外の圧力のバランスを保ち、石英アンプルの破壊を防
止した。
（第２実施例）
赤リンの量を、石英アンプル内のリン蒸気圧が、熱処理
温度（９００℃） テア、 ５ｋｇ／ｃｆｆｌ （絶対
圧）となる量に調整した。その他の条件は、第１実施例
と同様にして行なった。
温度（９００℃） テア、 ５ｋｇ／ｃｆｆｌ （絶対
圧）となる量に調整した。その他の条件は、第１実施例
と同様にして行なった。
上記各実施例で得られたウェハについて、電気特性を調
べるためウェハの表面を５０μｍラッピングにより除去
した後、Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法によって抵抗
率および移動度を３００にで測定した。
べるためウェハの表面を５０μｍラッピングにより除去
した後、Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法によって抵抗
率および移動度を３００にで測定した。
その結果を表１に示す。
上記表にはＨｏｆｍａｎｎの結果すなわち熱処理温度９
００℃、リン蒸気圧５ｋｇ／７（絶対圧）で８０時間の
熱処理を行なったノンドープＩｎＰ単結晶の抵抗率と移
動度を、比較例として示しである。
００℃、リン蒸気圧５ｋｇ／７（絶対圧）で８０時間の
熱処理を行なったノンドープＩｎＰ単結晶の抵抗率と移
動度を、比較例として示しである。
上記表の測定値をグラフとして示したのが第１図である
。
。
同図より、ノンドープＩｎＰ単結晶を使用し、熱処理時
のリン蒸気圧を６ｋｇ／ｃｏ！（絶対圧）を超える値に
することによって、抵抗率が１Ｘ１０“以上で、移動度
が３０００７／Ｖ・Ｓを超える半絶縁性ＩｎＰ単結晶が
得られることが分かる。
のリン蒸気圧を６ｋｇ／ｃｏ！（絶対圧）を超える値に
することによって、抵抗率が１Ｘ１０“以上で、移動度
が３０００７／Ｖ・Ｓを超える半絶縁性ＩｎＰ単結晶が
得られることが分かる。
さらに、上記実施例で得られた高移動度の半絶縁性Ｉｎ
Ｐ単結晶を用いてデバイスを作成したときに抵抗率が下
がらないか確認するため、１５００人のＳｉＮｘ膜を付
けて、７００℃で１５分間のキャップアニールを施して
から、抵抗率を測定した。その結果を第２図および第３
図に示す。同図において、・印はキャップアニール前の
値を、また○印はキャップアニール後の値を示す。第２
図より、リン圧力の如何にかかわらず、アニール前後で
抵抗率はほとんど低下しないことが分かる。
Ｐ単結晶を用いてデバイスを作成したときに抵抗率が下
がらないか確認するため、１５００人のＳｉＮｘ膜を付
けて、７００℃で１５分間のキャップアニールを施して
から、抵抗率を測定した。その結果を第２図および第３
図に示す。同図において、・印はキャップアニール前の
値を、また○印はキャップアニール後の値を示す。第２
図より、リン圧力の如何にかかわらず、アニール前後で
抵抗率はほとんど低下しないことが分かる。
また、移動度は第３図に示すように若干下がるものの３
２００ｃｎｌ／Ｖ・Ｓ以上あり、充分に実用的範囲に入
っていることが分かる。
２００ｃｎｌ／Ｖ・Ｓ以上あり、充分に実用的範囲に入
っていることが分かる。
（第３実施例）
キャリア濃度が５×１０”°ｍ−”の原料多結晶■ｎＰ
から液体封止チョクラルスキー法で引上げたＩｎＰ単結
晶から切り出した厚さ０．５ｍｍのアズカットのＩｎＰ
ウェハを第１の実施例と同様な条件の下で熱処理した。
から液体封止チョクラルスキー法で引上げたＩｎＰ単結
晶から切り出した厚さ０．５ｍｍのアズカットのＩｎＰ
ウェハを第１の実施例と同様な条件の下で熱処理した。
すなわち、上記ＩｎＰウェハを赤リンとともに石英アン
プル内にセットし、各石英アンプル内をＩ Ｘ １０−
”ｔｏｒｒまで真空排気した後、バーナーにより石英ア
ンプルを封止した。
プル内にセットし、各石英アンプル内をＩ Ｘ １０−
”ｔｏｒｒまで真空排気した後、バーナーにより石英ア
ンプルを封止した。
この際、赤リンの量は、石英アンプル内のリン蒸気圧が
熱処理温度で３ 、０ ｋｇ ／ ｃｒａ 、 ７．
５ ｋｇ ／ ｃが。
熱処理温度で３ 、０ ｋｇ ／ ｃｒａ 、 ７．
５ ｋｇ ／ ｃが。
１５、 ０ｋｇ／ｃｎｔ （絶対圧）となるようにそれ
ぞれ調整した。次に、これらの石英アンプルを横型加熱
炉′内に設置し、それぞれ熱処理温度９００℃で２０時
間加熱保持した後、冷却した。
ぞれ調整した。次に、これらの石英アンプルを横型加熱
炉′内に設置し、それぞれ熱処理温度９００℃で２０時
間加熱保持した後、冷却した。
上記ウェハの表面を５０μｍラッピングによす除去した
後、Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法によって抵抗率お
よび移動度を３００にで測定した。
後、Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法によって抵抗率お
よび移動度を３００にで測定した。
その結果を第４図に示す。
同図において、・印は本実施例を適用したＩｎＰウェー
ハの抵抗率を、またΔ印はキャリア濃度５Ｘ１０“Ｃｌ
１ｌ−”の原料多結晶ＩｎＰから液体封止チョクラルス
キー法で引上げたノンドープＩｎＰ単結晶を上記と同様
の条件の下で熱処理した場合の抵抗率を示す。
ハの抵抗率を、またΔ印はキャリア濃度５Ｘ１０“Ｃｌ
１ｌ−”の原料多結晶ＩｎＰから液体封止チョクラルス
キー法で引上げたノンドープＩｎＰ単結晶を上記と同様
の条件の下で熱処理した場合の抵抗率を示す。
第４図より、キャリア濃度５ Ｘ １０”Ｃｍ−’の原
料多結晶を用いたＩｎＰウェーハでは、７． ５ｋｇ／
コ（絶対値）以上のリン圧を印加して熱処理しても高抵
抗化できないのに対し、キャリア濃度５×１０”ｍ−°
の原料多結晶を用いたＩｎＰウェーハでは６ｋｇ／ｃｎ
ｆ（絶対圧）を超えるリン圧を印加して熱処理すること
によって、高抵抗率化できることが分かる。また、移動
度はいずれも４０００ｃＴＩＩ／■・Ｓ以上あった。
料多結晶を用いたＩｎＰウェーハでは、７． ５ｋｇ／
コ（絶対値）以上のリン圧を印加して熱処理しても高抵
抗化できないのに対し、キャリア濃度５×１０”ｍ−°
の原料多結晶を用いたＩｎＰウェーハでは６ｋｇ／ｃｎ
ｆ（絶対圧）を超えるリン圧を印加して熱処理すること
によって、高抵抗率化できることが分かる。また、移動
度はいずれも４０００ｃＴＩＩ／■・Ｓ以上あった。
また、第５図及び第６図にキャリア濃度の異なる原料多
結晶１ｎＰから液体封止引上げ法で引上げたノンドープ
ＩｎＰ単結晶を用いて、７．５ｋｇ／Ｃｌ１ｌ （絶対
圧）のリン圧を印加して同様の熱処理をした場合の抵抗
率及び移動度を示す。
結晶１ｎＰから液体封止引上げ法で引上げたノンドープ
ＩｎＰ単結晶を用いて、７．５ｋｇ／Ｃｌ１ｌ （絶対
圧）のリン圧を印加して同様の熱処理をした場合の抵抗
率及び移動度を示す。
第５図及び第６図より原料多結晶ＩｎＰのキャリア濃度
が３ＸＩＯ”ａｍ−”以下でないと抵抗率１０”Ωｍ以
上、移動度３００ｃｎｔ／Ｖ・Ｓ以上にならないことが
わかる。なお、第６図でキャリア濃度５×１０”ｃｍ−
”以上で移動度が高くなっているのは半絶縁性化しない
ためである。
が３ＸＩＯ”ａｍ−”以下でないと抵抗率１０”Ωｍ以
上、移動度３００ｃｎｔ／Ｖ・Ｓ以上にならないことが
わかる。なお、第６図でキャリア濃度５×１０”ｃｍ−
”以上で移動度が高くなっているのは半絶縁性化しない
ためである。
なお、上記実施例ではいずれもＩｎＰ単結晶の熱処理温
度を９００℃とした場合について説明したが、故意に不
純物を添加することなく、かつ残留不純物として存在す
るＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種以上の含有濃度
の合計が０．０５ｐｐＩＴＩＷ以下のノンドープＩｎＰ
単結晶を用いることで、他の温度条件下でもリン蒸気圧
下の熱処理によって、３００にでの抵抗率１０■Ω・鄭
以上で、移動度が３０００ｃｎｌ／Ｖ・Ｓを超える半絶
縁性ＩｎＰ単結晶が得られる。
度を９００℃とした場合について説明したが、故意に不
純物を添加することなく、かつ残留不純物として存在す
るＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種以上の含有濃度
の合計が０．０５ｐｐＩＴＩＷ以下のノンドープＩｎＰ
単結晶を用いることで、他の温度条件下でもリン蒸気圧
下の熱処理によって、３００にでの抵抗率１０■Ω・鄭
以上で、移動度が３０００ｃｎｌ／Ｖ・Ｓを超える半絶
縁性ＩｎＰ単結晶が得られる。
［発明の効果コ
以上のように、本発明のＩｎＰ単結晶にあっては、故意
に不純物を添加することなく、かつ残留不純物として存
在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種以上の含有
濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下であるにも拘らず、
高抵抗率で高移動度を有しているので、特に電子デバイ
ス用の半絶縁性化合物半導体基板として最適である。
に不純物を添加することなく、かつ残留不純物として存
在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種以上の含有
濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下であるにも拘らず、
高抵抗率で高移動度を有しているので、特に電子デバイ
ス用の半絶縁性化合物半導体基板として最適である。
なお、故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下のＩｎＰ
単結晶を○ＥＩＣやＨＥＭＴ用基板として用いれば、Ｆ
ｅ濃度が低いため、エピタキシャル膜中にＦｅの拡散が
なく、高周波かつ高速化が可能となる。また、イオン注
入型ＦＥＴ用には、Ｆｅ濃度が低いため注入イオンの活
性化率が高くなり、さらに結晶の上下でのＦｅｆｉ度の
偏析が無視でき活性化率が均一となるため歩留りが向上
する。
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下のＩｎＰ
単結晶を○ＥＩＣやＨＥＭＴ用基板として用いれば、Ｆ
ｅ濃度が低いため、エピタキシャル膜中にＦｅの拡散が
なく、高周波かつ高速化が可能となる。また、イオン注
入型ＦＥＴ用には、Ｆｅ濃度が低いため注入イオンの活
性化率が高くなり、さらに結晶の上下でのＦｅｆｉ度の
偏析が無視でき活性化率が均一となるため歩留りが向上
する。
また、本発明のＩｎＰ単結晶の製造方法によれば、ノン
ドープのＩｎＰ単結晶を用いてこれを石英アンプル内に
真空封入し、所定条件下で熱処理するだけで、抵抗率が
高くしかも移動度の高い半絶縁性ＩｎＰ単結晶を得るこ
とができるという効果がある。
ドープのＩｎＰ単結晶を用いてこれを石英アンプル内に
真空封入し、所定条件下で熱処理するだけで、抵抗率が
高くしかも移動度の高い半絶縁性ＩｎＰ単結晶を得るこ
とができるという効果がある。
第１図はノンドープＩｎＰ単結晶ウェハの熱処理時のリ
ン蒸気圧と移動度との関係を示すグラフ、第２図上記熱
処理後のＩｎＰ単結晶ウェハをリン蒸気圧下でキャブア
ニールしたときの抵抗率の変化を示すグラフ、 第３図は上記熱処理後のＩｎＰ単結晶ウェハをリン蒸気
圧下でキャブアニールしたときの移動度の変化を示すグ
ラフ、 第４図はキャリア濃度の異なる原料多結晶ＩｎＰから製
造したＩｎＰ単結晶ウェハの熱処理時のリン蒸気圧と抵
抗率との関係を示すグラフ、第５図は原料多結晶ＩｎＰ
のキャリア濃度と熱処理後のＩｎＰ単結晶ウェハの抵抗
率との関係を示すグラフ、 第６図は原料多結晶１ｎＰのキャリア濃度と熱処理後の
■ ｎＰ単結晶ウェハの移動度との関係を 示すグラフである。 第 図 ソ〉４］民瓜（Ｋｇんｍり 第 図 ソシぞ粘気圧 （Ｋｇ／ｃｍ２） 第 図 ４ノシ１ざ≦ ３へ８１テヨ （Ｋｇ／ｃｍ２） 第 ４ 図 ２ ニ穀買ＦＬ（Ｋｇ ／ ｃｍ２ ）第 図 ４ｆ−ｆ ％＠う＆ＩｎＰ、ｙ＋−ｉｖ’ノフ’３ｆ；
、、％（ｃｍ−３）第 図 膚暫多衆艶１ｉｅｌｎＰのキイリア博し敷（ｃｍ−’）
手続補正書 （自発） ｌ。 事件の表示 平成２年特許願第１ １５４０３号 ２、発明の名称 半絶縁性１ｎＰ単結晶及びその製造方法３゜ 補正をする者 事件との関係
ン蒸気圧と移動度との関係を示すグラフ、第２図上記熱
処理後のＩｎＰ単結晶ウェハをリン蒸気圧下でキャブア
ニールしたときの抵抗率の変化を示すグラフ、 第３図は上記熱処理後のＩｎＰ単結晶ウェハをリン蒸気
圧下でキャブアニールしたときの移動度の変化を示すグ
ラフ、 第４図はキャリア濃度の異なる原料多結晶ＩｎＰから製
造したＩｎＰ単結晶ウェハの熱処理時のリン蒸気圧と抵
抗率との関係を示すグラフ、第５図は原料多結晶ＩｎＰ
のキャリア濃度と熱処理後のＩｎＰ単結晶ウェハの抵抗
率との関係を示すグラフ、 第６図は原料多結晶１ｎＰのキャリア濃度と熱処理後の
■ ｎＰ単結晶ウェハの移動度との関係を 示すグラフである。 第 図 ソ〉４］民瓜（Ｋｇんｍり 第 図 ソシぞ粘気圧 （Ｋｇ／ｃｍ２） 第 図 ４ノシ１ざ≦ ３へ８１テヨ （Ｋｇ／ｃｍ２） 第 ４ 図 ２ ニ穀買ＦＬ（Ｋｇ ／ ｃｍ２ ）第 図 ４ｆ−ｆ ％＠う＆ＩｎＰ、ｙ＋−ｉｖ’ノフ’３ｆ；
、、％（ｃｍ−３）第 図 膚暫多衆艶１ｉｅｌｎＰのキイリア博し敷（ｃｍ−’）
手続補正書 （自発） ｌ。 事件の表示 平成２年特許願第１ １５４０３号 ２、発明の名称 半絶縁性１ｎＰ単結晶及びその製造方法３゜ 補正をする者 事件との関係
Claims (3)
- （１）故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下であり、
かつ３００Ｋでの抵抗率が１０＾■Ω・ｃｍ以上で、移
動度が３０００ｃｍ＾２／Ｖ・ｓを超えることを特徴と
する半絶縁性ＩｎＰ単結晶。 - （２）故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下であるＩ
ｎＰ単結晶を、６ｋｇ／ｃｍ＾２を超えるリン蒸気圧雰
囲気で熱処理することを特徴とする半絶縁性ＩｎＰ単結
晶の製造方法。 - （３）キャリア濃度が３×１０＾１＾■ｃｍ＾−＾■以
下の原料多結晶ＩｎＰから製造したＩｎＰ単結晶である
ことを特徴とする請求項２の半絶縁性ＩｎＰ単結晶の製
造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115403A JP2572291B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-05-01 | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶基板の製造方法 |
| US07/661,616 US5173127A (en) | 1990-03-02 | 1991-02-28 | Semi-insulating inp single crystals, semiconductor devices having substrates of the crystals and processes for producing the same |
| EP91301722A EP0455325B1 (en) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Single crystals of semi-insulating indium phosphide and processes for making them |
| DE69103464T DE69103464T2 (de) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Halbisolierende Indiumphosphid-Einkristalle und Verfahren zu ihrer Herstellung. |
| US07/943,686 US5254507A (en) | 1990-03-02 | 1992-09-11 | Semi-insulating InP single crystals, semiconductor devices having substrates of the crystals and processes for producing the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5137090 | 1990-03-02 | ||
| JP2-51370 | 1990-03-02 | ||
| JP2115403A JP2572291B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-05-01 | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279299A true JPH03279299A (ja) | 1991-12-10 |
| JP2572291B2 JP2572291B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=26391910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2115403A Expired - Lifetime JP2572291B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-05-01 | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572291B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0492899A (ja) * | 1990-08-03 | 1992-03-25 | Nikko Kyodo Co Ltd | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶基板の製造方法 |
| US6036769A (en) * | 1994-06-29 | 2000-03-14 | British Telecommunications Public Limited Company | Preparation of semiconductor substrates |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5179698A (en) * | 1975-01-08 | 1976-07-12 | Nippon Electric Co | Rinkainjiumuno seizohoho |
| JPS62275099A (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-30 | Showa Denko Kk | 半絶縁性リン化インジウム単結晶 |
| JPH0269307A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Nippon Mining Co Ltd | リン化インジウムおよびその製造方法 |
| JPH02239199A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶の製造方法 |
| JPH02239195A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半絶縁性３―５族化合物半導体単結晶の製造方法 |
-
1990
- 1990-05-01 JP JP2115403A patent/JP2572291B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5179698A (en) * | 1975-01-08 | 1976-07-12 | Nippon Electric Co | Rinkainjiumuno seizohoho |
| JPS62275099A (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-30 | Showa Denko Kk | 半絶縁性リン化インジウム単結晶 |
| JPH0269307A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Nippon Mining Co Ltd | リン化インジウムおよびその製造方法 |
| JPH02239195A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半絶縁性３―５族化合物半導体単結晶の製造方法 |
| JPH02239199A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0492899A (ja) * | 1990-08-03 | 1992-03-25 | Nikko Kyodo Co Ltd | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶基板の製造方法 |
| US6036769A (en) * | 1994-06-29 | 2000-03-14 | British Telecommunications Public Limited Company | Preparation of semiconductor substrates |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2572291B2 (ja) | 1997-01-16 |
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