JPH04357189A - 化合物半導体結晶の製造方法 - Google Patents
化合物半導体結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPH04357189A JPH04357189A JP15599591A JP15599591A JPH04357189A JP H04357189 A JPH04357189 A JP H04357189A JP 15599591 A JP15599591 A JP 15599591A JP 15599591 A JP15599591 A JP 15599591A JP H04357189 A JPH04357189 A JP H04357189A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boat
- crystal
- compound semiconductor
- pbn
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical group N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 GaAs compound Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水平ブリッジマン法（
ＨＢ法）や温度傾斜法（ＧＦ法）等のボート法によって
、ＧａＡｓ等の化合物半導体結晶を製造するための製造
方法に関するものである。
ＨＢ法）や温度傾斜法（ＧＦ法）等のボート法によって
、ＧａＡｓ等の化合物半導体結晶を製造するための製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、化合物半導体結晶をボート法によ
り製造する場合には、ボートの材質として主に石英ガラ
スが用いられてきた。これは、石英ガラスが比較的安価
であることと、ボート内面をサンドブラストすることに
より結晶とボートのヌレをある程度防ぐことができ、原
料との反応性も低いこと等の長所によるからであった。 しかし、石英ボートは原料中へのＳｉなどの微量の不純
物汚染は避けることが出来ず、不純物無添加で高抵抗な
化合物半導体結晶を育成することは不可能であった。
り製造する場合には、ボートの材質として主に石英ガラ
スが用いられてきた。これは、石英ガラスが比較的安価
であることと、ボート内面をサンドブラストすることに
より結晶とボートのヌレをある程度防ぐことができ、原
料との反応性も低いこと等の長所によるからであった。 しかし、石英ボートは原料中へのＳｉなどの微量の不純
物汚染は避けることが出来ず、不純物無添加で高抵抗な
化合物半導体結晶を育成することは不可能であった。
【０００３】また、引き上げ法の１種であるＬＥＣ法に
おいては、るつぼ材質としてパイロリティックボロンナ
イトライド（以下ｐＢＮとする）と、液体封止剤として
Ｂ２Ｏ３ を用いることにより、原料へのＳｉなどの不
純物混入が少なく無添加高抵抗な化合物半導体結晶を育
成できることが知られていた。
おいては、るつぼ材質としてパイロリティックボロンナ
イトライド（以下ｐＢＮとする）と、液体封止剤として
Ｂ２Ｏ３ を用いることにより、原料へのＳｉなどの不
純物混入が少なく無添加高抵抗な化合物半導体結晶を育
成できることが知られていた。
【０００４】このＬＥＣ法は、固液界面や結晶中の温度
勾配が大きく転位欠陥などが多く発生する問題があった
。ＨＢ法やＧＦ法でｐＢＮボートを使用する場合には、
反応容器内がＡｓ圧下にあるため、ＬＥＣ法で用いられ
る液体封止剤としてＢ２ Ｏ３等を用いる必要はないと
考えられていた。しかし、ｐＢＮボートと石英ガラス製
反応容器とがわずかに反応しＳｉが発生する。このＳｉ
が結晶に取り込まれることにより、結晶が低抵抗化する
問題があった。また、ｐＢＮボートと結晶がヌレること
により発生する結晶欠陥を防ぐことができなかった。
勾配が大きく転位欠陥などが多く発生する問題があった
。ＨＢ法やＧＦ法でｐＢＮボートを使用する場合には、
反応容器内がＡｓ圧下にあるため、ＬＥＣ法で用いられ
る液体封止剤としてＢ２ Ｏ３等を用いる必要はないと
考えられていた。しかし、ｐＢＮボートと石英ガラス製
反応容器とがわずかに反応しＳｉが発生する。このＳｉ
が結晶に取り込まれることにより、結晶が低抵抗化する
問題があった。また、ｐＢＮボートと結晶がヌレること
により発生する結晶欠陥を防ぐことができなかった。
【０００５】ボート法と同様に結晶の固化を、原料容器
と接触させて行う垂直ブリッジマン法では、最近ｐＢＮ
容器を用いＢ２ Ｏ３ を添加して結晶育成を行うＬＥ
−ＶＢ法が提案されている。このＬＥ−ＶＢ法では、結
晶の固化を不透明なｐＢＮ容器の底部から行うために、
結晶の成長状況を結晶育成工程中に観察することは不可
能である。このため育成中の結晶に双晶等の重大な欠陥
が発生しても結晶育成中にフィードバックすることが不
可能で、結晶を容器から取り出さないと重大な結晶欠陥
の存在がわからない。このために結晶成長法としての信
頼性にかけるという欠点があった。
と接触させて行う垂直ブリッジマン法では、最近ｐＢＮ
容器を用いＢ２ Ｏ３ を添加して結晶育成を行うＬＥ
−ＶＢ法が提案されている。このＬＥ−ＶＢ法では、結
晶の固化を不透明なｐＢＮ容器の底部から行うために、
結晶の成長状況を結晶育成工程中に観察することは不可
能である。このため育成中の結晶に双晶等の重大な欠陥
が発生しても結晶育成中にフィードバックすることが不
可能で、結晶を容器から取り出さないと重大な結晶欠陥
の存在がわからない。このために結晶成長法としての信
頼性にかけるという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が有していた前述の課題を解消するものである。
技術が有していた前述の課題を解消するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、化合物半導体結晶を
垂直ボート法を除くボート法により製造する方法におい
て、ボートの材質がパイロリティックボロンナイトライ
ドであり、該ボート内に化合物半導体結晶育成用の原料
とともにＢ２ Ｏ３ を添加し結晶を育成することを特
徴とする化合物半導体結晶の製造方法、および、化合物
半導体結晶を垂直ボート法を除くボート法により製造す
る方法において、ボートの材質がパイロリティックボロ
ンナイトライドであり、前記ボート内面をＢ２ Ｏ３
膜で被覆する処理を、結晶育成工程前にあらかじめ行う
ことを特徴とする化合物半導体結晶の製造方法である。
を解決すべくなされたものであり、化合物半導体結晶を
垂直ボート法を除くボート法により製造する方法におい
て、ボートの材質がパイロリティックボロンナイトライ
ドであり、該ボート内に化合物半導体結晶育成用の原料
とともにＢ２ Ｏ３ を添加し結晶を育成することを特
徴とする化合物半導体結晶の製造方法、および、化合物
半導体結晶を垂直ボート法を除くボート法により製造す
る方法において、ボートの材質がパイロリティックボロ
ンナイトライドであり、前記ボート内面をＢ２ Ｏ３
膜で被覆する処理を、結晶育成工程前にあらかじめ行う
ことを特徴とする化合物半導体結晶の製造方法である。
【０００８】本発明の装置及び方法は、化合物半導体の
単結晶のみならず多結晶の製造にも応用できる。また、
化合物半導体としてはＧａＡｓ、ＩｎＰ等の３−５族化
合物半導体、ＺｎＳｅ等の２−６族化合物半導体の製造
にも応用できる。
単結晶のみならず多結晶の製造にも応用できる。また、
化合物半導体としてはＧａＡｓ、ＩｎＰ等の３−５族化
合物半導体、ＺｎＳｅ等の２−６族化合物半導体の製造
にも応用できる。
【０００９】
【作用】本発明において、ｐＢＮボートを用いることに
より、原料との反応性が非常に低く、従来の石英ボート
で問題となっていたＳｉなどの不純物の混入がない。ま
た、理由は不明だが、ボート内にＢ２ Ｏ３ を添加す
ることにより、ｐＢＮボートと石英ガラス製反応容器の
反応により発生するＳｉが、結晶中に取り込まれるのを
防止できる。このため、無添加で高抵抗の結晶を育成す
ることができる。
より、原料との反応性が非常に低く、従来の石英ボート
で問題となっていたＳｉなどの不純物の混入がない。ま
た、理由は不明だが、ボート内にＢ２ Ｏ３ を添加す
ることにより、ｐＢＮボートと石英ガラス製反応容器の
反応により発生するＳｉが、結晶中に取り込まれるのを
防止できる。このため、無添加で高抵抗の結晶を育成す
ることができる。
【００１０】また、Ｂ２ Ｏ３ はｐＢＮボートとのヌ
レ性が非常によい為、ｐＢＮボート内面に薄い膜上にヌ
レる。このボート内面のＢ２ Ｏ３ 膜が、ボートと原
料融液や結晶が直接接触しヌレることを防ぐバッファー
層の役目を果たし、リネージなどの欠陥がボートと原料
の直接の接触から発生することを防ぐ。
レ性が非常によい為、ｐＢＮボート内面に薄い膜上にヌ
レる。このボート内面のＢ２ Ｏ３ 膜が、ボートと原
料融液や結晶が直接接触しヌレることを防ぐバッファー
層の役目を果たし、リネージなどの欠陥がボートと原料
の直接の接触から発生することを防ぐ。
【００１１】また、ボート法で育成するためにＬＥ−Ｖ
Ｂ法では不可能であった結晶育成中の結晶観察が容易に
ボート上方からできる。
Ｂ法では不可能であった結晶育成中の結晶観察が容易に
ボート上方からできる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の化合物半導体結晶の製造装置に
用いるボートの長手方向に垂直な断面図、図２にはボー
ト長手方向の断面図を示す。図３は図１のボートを用い
てＧａＡｓ化合物半導体結晶を製造する場合の反応容器
の長手方向の断面図である。
明する。図１は本発明の化合物半導体結晶の製造装置に
用いるボートの長手方向に垂直な断面図、図２にはボー
ト長手方向の断面図を示す。図３は図１のボートを用い
てＧａＡｓ化合物半導体結晶を製造する場合の反応容器
の長手方向の断面図である。
【００１３】これらの図において１はｐＢＮボート、２
はＢ２ Ｏ３ 、３は原料融液、４は種結晶、５は反応
容器、６はＡｓを示す。
はＢ２ Ｏ３ 、３は原料融液、４は種結晶、５は反応
容器、６はＡｓを示す。
【００１４】（実施例１）ＧａＡｓの単結晶を製造する
場合は、ＧａＡｓ種結晶４をｐＢＮボート１の所定位置
（ボート端部の棚部）にセットし、ｐＢＮボート１内に
Ｇａを２１００ｇとＢ２ Ｏ３ １００ｇを入れ、反応
容器５の他端にＡｓ６を２３００ｇ入れ、反応容器５内
を真空状態に減圧し封じきる。次に、反応容器５を結晶
育成炉に入れ、反応容器５内のＡｓ６を６００℃に加熱
し、反応容器５内のＡｓ蒸気圧を１ａｔｍに維持し、反
応容器５内のボート部を１２００℃とし、ＧａとＡｓ蒸
気を反応させＧａＡｓを合成する。
場合は、ＧａＡｓ種結晶４をｐＢＮボート１の所定位置
（ボート端部の棚部）にセットし、ｐＢＮボート１内に
Ｇａを２１００ｇとＢ２ Ｏ３ １００ｇを入れ、反応
容器５の他端にＡｓ６を２３００ｇ入れ、反応容器５内
を真空状態に減圧し封じきる。次に、反応容器５を結晶
育成炉に入れ、反応容器５内のＡｓ６を６００℃に加熱
し、反応容器５内のＡｓ蒸気圧を１ａｔｍに維持し、反
応容器５内のボート部を１２００℃とし、ＧａとＡｓ蒸
気を反応させＧａＡｓを合成する。
【００１５】その後、さらに昇温し種結晶４温度を１２
３８℃、ＧａＡｓ融液３中の温度勾配を０．５℃／ｃｍ
程度にし、種結晶４とＧａＡｓ融液３を接触させる。そ
の後、融液３の温度を徐々に下げて、冷却し結晶の育成
を行う。結晶育成中に結晶の観察は容易にボート上方か
らできる。完全に固化後さらに温度を室温まで下げて、
結晶を取り出すことによりＧａＡｓ単結晶４１５０ｇを
得ることができた。
３８℃、ＧａＡｓ融液３中の温度勾配を０．５℃／ｃｍ
程度にし、種結晶４とＧａＡｓ融液３を接触させる。そ
の後、融液３の温度を徐々に下げて、冷却し結晶の育成
を行う。結晶育成中に結晶の観察は容易にボート上方か
らできる。完全に固化後さらに温度を室温まで下げて、
結晶を取り出すことによりＧａＡｓ単結晶４１５０ｇを
得ることができた。
【００１６】得られた結晶はボート１とのヌレもなく、
その特性はＥＰＤが２０００／ｃｍ２ 以下の良好な半
絶縁性結晶であった。
その特性はＥＰＤが２０００／ｃｍ２ 以下の良好な半
絶縁性結晶であった。
【００１７】（実施例２）ｐＢＮボート１内にＢ２ Ｏ
３ ２を５０ｇを入れ電気炉で８００℃に加熱し、ｐＢ
Ｎ１ボート内全面をＢ２ Ｏ３ ２でぬらし、室温に徐
冷することによりＢ２ Ｏ３膜をｐＢＮボート１内に形
成する。ＧａＡｓ種結晶４をそのｐＢＮボート１の所定
の位置にセットし、ｐＢＮボート１内にＧａを２１００
ｇ入れ、反応容器の他端にＡｓ６を２３００ｇ入れ、反
応容器５内を真空状態に減圧し封じきる。次に、反応容
器５を結晶育成炉にいれ、実施例１と同様の結晶育成工
程を行うことによりＧａＡｓ単結晶４１５０ｇを得るこ
とができた。
３ ２を５０ｇを入れ電気炉で８００℃に加熱し、ｐＢ
Ｎ１ボート内全面をＢ２ Ｏ３ ２でぬらし、室温に徐
冷することによりＢ２ Ｏ３膜をｐＢＮボート１内に形
成する。ＧａＡｓ種結晶４をそのｐＢＮボート１の所定
の位置にセットし、ｐＢＮボート１内にＧａを２１００
ｇ入れ、反応容器の他端にＡｓ６を２３００ｇ入れ、反
応容器５内を真空状態に減圧し封じきる。次に、反応容
器５を結晶育成炉にいれ、実施例１と同様の結晶育成工
程を行うことによりＧａＡｓ単結晶４１５０ｇを得るこ
とができた。
【００１８】得られた結晶はボート１とのヌレもなく、
その特性はＥＰＤが２０００／ｃｍ２ 以下の良好な半
絶縁性結晶であった。
その特性はＥＰＤが２０００／ｃｍ２ 以下の良好な半
絶縁性結晶であった。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以下のような優れた効果がある
。
。
【００２０】（１）ｐＢＮボートを使用しＢ２ Ｏ３
を添加することにより、従来のボート法では不可能であ
った不純物無添加で高抵抗の化合物半導体結晶を育成す
ることができる。
を添加することにより、従来のボート法では不可能であ
った不純物無添加で高抵抗の化合物半導体結晶を育成す
ることができる。
【００２１】（２）Ｂ２ Ｏ３ を用いることにより、
ボート内部に形成されるＢ２ Ｏ３ 膜がボートと結晶
及び融液との直接の接触を防ぎ、ヌレなどによる結晶欠
陥の発生を防止することができる。
ボート内部に形成されるＢ２ Ｏ３ 膜がボートと結晶
及び融液との直接の接触を防ぎ、ヌレなどによる結晶欠
陥の発生を防止することができる。
【００２２】（３）ＬＥ−ＶＢ法では不可能であった結
晶育成中の結晶観察が容易にできるため、種付け工程が
簡単に行うことができ、また結晶育成中に観測された双
晶などの欠陥が発生した場合には、メルトバックする事
により歩留をあげることができる。
晶育成中の結晶観察が容易にできるため、種付け工程が
簡単に行うことができ、また結晶育成中に観測された双
晶などの欠陥が発生した場合には、メルトバックする事
により歩留をあげることができる。
【図１】本発明方法に用いるボートの長手方向に垂直な
断面図
断面図
【図２】ボート長手方向の断面図
【図３】図１のボートを用いてＧａＡｓ単結晶を製造す
る場合の反応容器の長手方向の断面図
る場合の反応容器の長手方向の断面図
１ ｐＢＮボート
２ Ｂ２ Ｏ３
３ 原料融液
４ 種結晶
５ 反応容器
６ Ａｓ
Claims (2)
- 【請求項１】化合物半導体結晶を垂直ボート法を除くボ
ート法により製造する方法において、ボートの材質がパ
イロリティックボロンナイトライドであり、該ボート内
に化合物半導体結晶育成用の原料とともにＢ２ Ｏ３
を添加し結晶を育成することを特徴とする化合物半導体
結晶の製造方法。 - 【請求項２】化合物半導体結晶を垂直ボート法を除くボ
ート法により製造する方法において、ボートの材質がパ
イロリティックボロンナイトライドであり、前記ボート
内面をＢ２ Ｏ３ 膜で被覆する処理を、結晶育成工程
前にあらかじめ行うことを特徴とする化合物半導体結晶
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15599591A JPH04357189A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15599591A JPH04357189A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357189A true JPH04357189A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15618046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15599591A Withdrawn JPH04357189A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04357189A (ja) |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP15599591A patent/JPH04357189A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5914440B2 (ja) | ＣａＡｓ単結晶への硼素のド−ピング方法 | |
| JP3343615B2 (ja) | バルク結晶の成長方法 | |
| JP4120016B2 (ja) | 半絶縁性ＧａＡｓ単結晶の製造方法 | |
| US4299650A (en) | Minimization of strain in single crystals | |
| JPH04357189A (ja) | 化合物半導体結晶の製造方法 | |
| EP0355833A2 (en) | Method of producing compound semiconductor single crystal | |
| JPS606918B2 (ja) | ３−５族化合物単結晶の製造方法 | |
| JP2781857B2 (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JP3806793B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS589799B2 (ja) | 硫化亜鉛結晶成長法 | |
| JP3030584B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法および製造装置 | |
| JPH0222200A (ja) | ３−５族化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS63176397A (ja) | ３−５族化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP2922038B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS61215292A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造装置 | |
| JP2773441B2 (ja) | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 | |
| JP2003146791A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP2000327496A (ja) | ＩｎＰ単結晶の製造方法 | |
| JPH06329492A (ja) | ＧａＡｓ化合物半導体結晶の製造方法 | |
| JPS6065794A (ja) | 高品質ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JPH10194898A (ja) | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 | |
| JPS6389497A (ja) | 珪素添加ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JPH0124760B2 (ja) | ||
| JPS62197397A (ja) | 単結晶の製造法 | |
| JPH01264989A (ja) | 単結晶の育成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |