JPH0557240B2 - - Google Patents
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- JPH0557240B2 JPH0557240B2 JP19412887A JP19412887A JPH0557240B2 JP H0557240 B2 JPH0557240 B2 JP H0557240B2 JP 19412887 A JP19412887 A JP 19412887A JP 19412887 A JP19412887 A JP 19412887A JP H0557240 B2 JPH0557240 B2 JP H0557240B2
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、化合物半導体単結晶の製造技術に
関し、例えば半絶縁性GaAs単結晶を製造する場
合に利用して効果的な技術に関するものである。
関し、例えば半絶縁性GaAs単結晶を製造する場
合に利用して効果的な技術に関するものである。
［従来技術］
化合物半導体単結晶を製造する方法は、当該結
晶の原料融液に種結晶を浸漬してこれを引上げて
行く方法や、結晶の原料融液を徐々に固化させて
行く方法が用いられる。特にGaAs単結晶は前者
に属するLEC法（液体封止チヨクラルスキー法）
や、後者に属するGF法（グラデイエント・フリ
ージング法）やHB法（水平ブリツジマン法）に
より実用的な単結晶育成が行われる。GaAs単結
晶は、電子移動度が大きく、高速ICや、高周波
用のFET用の基板として用いられているが、こ
のための結晶としては、107Ω・cm以上の高抵抗
率であることが必要とされる。このような高抵抗
のGaAs単結晶は、LEC法ではGaとAsの直接合
成法を用いて、またHB法では、Crをドーピング
するかまたはpBN製ボートを用いて、育成する
ことができる。
晶の原料融液に種結晶を浸漬してこれを引上げて
行く方法や、結晶の原料融液を徐々に固化させて
行く方法が用いられる。特にGaAs単結晶は前者
に属するLEC法（液体封止チヨクラルスキー法）
や、後者に属するGF法（グラデイエント・フリ
ージング法）やHB法（水平ブリツジマン法）に
より実用的な単結晶育成が行われる。GaAs単結
晶は、電子移動度が大きく、高速ICや、高周波
用のFET用の基板として用いられているが、こ
のための結晶としては、107Ω・cm以上の高抵抗
率であることが必要とされる。このような高抵抗
のGaAs単結晶は、LEC法ではGaとAsの直接合
成法を用いて、またHB法では、Crをドーピング
するかまたはpBN製ボートを用いて、育成する
ことができる。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、従来の方法では高抵抗結晶を再現性良
く育成することが困難であり、育成結晶の軸方向
上下や、結晶から切り出したウエハーの中央部と
周辺部で抵抗値が異なる等の問題点を有してい
た。
く育成することが困難であり、育成結晶の軸方向
上下や、結晶から切り出したウエハーの中央部と
周辺部で抵抗値が異なる等の問題点を有してい
た。
またGaAs電子デバイスは通常FETとして作成
されているが、このFETを作るためには、高抵
抗GaAs基板にSi、Se等の浅いドナーとなる不純
物をイオン注入により基板中に打ち込み、熱処理
してこれらを活性化させ、結晶表面に電気伝導性
のある活性層を形成する必要がある。しかし、結
晶中のカーボンは浅いアクセプターとして働くた
めに、カーボン量が多いと注入したドナー不純物
の一部がカーボンによつて補償され、活性化率が
低下する。またイオン注入後の活性化熱処理にお
いては、GaAsのデイープドナーとなるGaAsの
固有欠陥であるEL2の濃度が表面近傍で低下する
が、カーボン濃度が高いと表面近傍でEL2濃度が
カーボン濃度を下回り、結晶表面をＰ型の低抵抗
層とさせてしまう。このような低抵抗化がおこる
と、半絶縁性領域により分離された基板表面の活
性領域間が導通され、素子間分離ができなくな
り、高抵抗であるというGaAs単結晶の特徴が活
かせなくなる。
されているが、このFETを作るためには、高抵
抗GaAs基板にSi、Se等の浅いドナーとなる不純
物をイオン注入により基板中に打ち込み、熱処理
してこれらを活性化させ、結晶表面に電気伝導性
のある活性層を形成する必要がある。しかし、結
晶中のカーボンは浅いアクセプターとして働くた
めに、カーボン量が多いと注入したドナー不純物
の一部がカーボンによつて補償され、活性化率が
低下する。またイオン注入後の活性化熱処理にお
いては、GaAsのデイープドナーとなるGaAsの
固有欠陥であるEL2の濃度が表面近傍で低下する
が、カーボン濃度が高いと表面近傍でEL2濃度が
カーボン濃度を下回り、結晶表面をＰ型の低抵抗
層とさせてしまう。このような低抵抗化がおこる
と、半絶縁性領域により分離された基板表面の活
性領域間が導通され、素子間分離ができなくな
り、高抵抗であるというGaAs単結晶の特徴が活
かせなくなる。
また、GaAsが半絶縁性化する機構は、デイー
プドナーとなるGaAsの固有欠陥EL2と、浅いド
ナーとなるSi、浅いアクセプターとなるカーボン
Ｃがバランスすることによると考えられていた。
すなわち、それぞれの濃度がEL2＞Ｃ＞Siとなる
時にGaAsは半絶縁性となる。もしＣがEL2より
も多くなると、結晶はｐ型の低抵抗となる。ま
た、SiがＣよりも多くなるとｎ型の低抵抗とな
る。すなわち、半絶縁性を保つためには、カーボ
ン濃度はEL2濃度より少なく、かつ、Si濃度より
も多くなくてはならない。
プドナーとなるGaAsの固有欠陥EL2と、浅いド
ナーとなるSi、浅いアクセプターとなるカーボン
Ｃがバランスすることによると考えられていた。
すなわち、それぞれの濃度がEL2＞Ｃ＞Siとなる
時にGaAsは半絶縁性となる。もしＣがEL2より
も多くなると、結晶はｐ型の低抵抗となる。ま
た、SiがＣよりも多くなるとｎ型の低抵抗とな
る。すなわち、半絶縁性を保つためには、カーボ
ン濃度はEL2濃度より少なく、かつ、Si濃度より
も多くなくてはならない。
しかし、本発明者らは、実際の単結晶の育成に
おいて、頻繁に結晶の一部の抵抗率が102〜
106Ω・cmの程度に低下することが起こることか
ら、このような３準位モデルがGaAsの半絶縁性
機構を充分に説明できるものではないことを実験
的に見い出した。すなわち、赤外吸収測定による
EL2濃度の分析、FTIR（フーリエ変換型赤外分
析）によるカーボン濃度の分析、SIMS
（Secondary Ion Mass Spectrometry）による
Si濃度の分析によつて、上述の３準位モデルによ
る高抵抗化条件（EL2＞Ｃ＞Si）が満足されてい
るような場合にあつても、102〜106Ω・cm程度の
低抵抗化は起こることを見出した。このような低
抵抗化はSi濃度がＣ濃度を上回つたことでは説明
できない。理論的計算によれば、Si濃度がＣ濃度
を上回つた場合においては通常抵抗率は10-1〜
101Ω・cm程度となるのである。
おいて、頻繁に結晶の一部の抵抗率が102〜
106Ω・cmの程度に低下することが起こることか
ら、このような３準位モデルがGaAsの半絶縁性
機構を充分に説明できるものではないことを実験
的に見い出した。すなわち、赤外吸収測定による
EL2濃度の分析、FTIR（フーリエ変換型赤外分
析）によるカーボン濃度の分析、SIMS
（Secondary Ion Mass Spectrometry）による
Si濃度の分析によつて、上述の３準位モデルによ
る高抵抗化条件（EL2＞Ｃ＞Si）が満足されてい
るような場合にあつても、102〜106Ω・cm程度の
低抵抗化は起こることを見出した。このような低
抵抗化はSi濃度がＣ濃度を上回つたことでは説明
できない。理論的計算によれば、Si濃度がＣ濃度
を上回つた場合においては通常抵抗率は10-1〜
101Ω・cm程度となるのである。
以上のことから、本発明者は、GaAsの高抵抗
化にはEL2、Ｃ、Siの３つの準位以外に別の準
位、おそらくは中程度のエネルギー準位を有する
ミドルドナーが半絶縁性化に関与しているとの見
解に到達した。実際、102〜106Ω・cm程度に低抵
抗化した結晶について、その抵抗率の温度依存性
を測定したところ、活性化エネルギーは0.45〜
0.60eVであり、発明者の考えた４準位モデルの
仮説を裏付ける実験結果が得られた。
化にはEL2、Ｃ、Siの３つの準位以外に別の準
位、おそらくは中程度のエネルギー準位を有する
ミドルドナーが半絶縁性化に関与しているとの見
解に到達した。実際、102〜106Ω・cm程度に低抵
抗化した結晶について、その抵抗率の温度依存性
を測定したところ、活性化エネルギーは0.45〜
0.60eVであり、発明者の考えた４準位モデルの
仮説を裏付ける実験結果が得られた。
このミドルドナーが支配的になる温度は正確に
は明らかでないが、実際の単結晶育成において
は、育成後の冷却過程において、ミドルドナーが
支配的な温度領域を通らなくてはならず、従つて
結晶による半絶縁性化機構から判るように、浅い
アクセプター準位となるカーボンの濃度がEL2濃
度とこのようなミドルドナーの濃度の中間にあれ
ば、結晶がいかなる熱履歴を経ても、結晶は高抵
抗となる。実際、種々の抵抗率の結晶のカーボン
濃度をETIR法により分析した結果、第１図のよ
うに一定量以上のカーボン濃度を有する結晶では
高抵抗となつていた。なお、第１図においてカー
ボン濃度〔Ｃ〕は、式〔Ｃ〕＝ｆ×Δ×αで与え
られる。ここで、ｆは換算係数、Δは半値幅、α
は吸収係数であり、算出の際の換算係数ｆは2.4
×1016cm-1である。
は明らかでないが、実際の単結晶育成において
は、育成後の冷却過程において、ミドルドナーが
支配的な温度領域を通らなくてはならず、従つて
結晶による半絶縁性化機構から判るように、浅い
アクセプター準位となるカーボンの濃度がEL2濃
度とこのようなミドルドナーの濃度の中間にあれ
ば、結晶がいかなる熱履歴を経ても、結晶は高抵
抗となる。実際、種々の抵抗率の結晶のカーボン
濃度をETIR法により分析した結果、第１図のよ
うに一定量以上のカーボン濃度を有する結晶では
高抵抗となつていた。なお、第１図においてカー
ボン濃度〔Ｃ〕は、式〔Ｃ〕＝ｆ×Δ×αで与え
られる。ここで、ｆは換算係数、Δは半値幅、α
は吸収係数であり、算出の際の換算係数ｆは2.4
×1016cm-1である。
本発明は以上のようなGaAsに関する実験デー
タをもとに考案したもので、カーボンを所定量以
上意図的に結晶に添加することにより、バラツキ
の少ない高抵抗結晶を再現性良く得る技術を提供
することを目的とする。
タをもとに考案したもので、カーボンを所定量以
上意図的に結晶に添加することにより、バラツキ
の少ない高抵抗結晶を再現性良く得る技術を提供
することを目的とする。
［問題点を解決するための手段、および作用］
GaAs単結晶を育成する方法は、前述したよう
に、商業的には主としてLEC法とHB法がある
が、ここでは特にLEC法について述べる。しか
し、HB法であつても、カーボンのドーピング法
の原理は同じである。
に、商業的には主としてLEC法とHB法がある
が、ここでは特にLEC法について述べる。しか
し、HB法であつても、カーボンのドーピング法
の原理は同じである。
LEC法でGaAs単結晶を育成する場合、高純度
のGaとAsをpBNルツボの中に入れ、さらに
B2O3を液体封止剤として入れる。高圧容器内で
GaとAsを直接合成させ、GaAs融液とする。こ
の際B2O3は溶解してGaAs融液上に浮き、封止剤
としてAsの解離を防止するのに役立つ。LEC法
では、種結晶をこの溶融したGaAsに浸し、種結
晶とルツボを回転させながら、種結晶を一定速度
で引上げ、単結晶を育成する。結晶中のカーボン
量はこの際、既に原料のGa、Asに混入していた
カーボンか、あるいは雰囲気ガス中のCOガスが
B2O3中に溶解し、これが、Gaと反応して還元さ
れて溶融GaAs中に入り、さらに育成した結晶中
に入るものと思われる。しかし、pBNルツボや
グラフアイト製ホツトゾーン等を充分ベーキング
し、また高純度のArガスを使用すれば、引上げ
たGaAs単結晶中のカーボン濃度は充分に低減さ
せることができ、通常はFTIR法の定量下限の２
×1015cm-3以下となる。本発明におけるように、
カーボン量を制御して、結晶の高抵抗化を行うた
めには、上記のようなカーボンを積極的にドーピ
ングしない結晶育成において得られた結晶中のカ
ーボン量が少ないことが前提条件となる。
のGaとAsをpBNルツボの中に入れ、さらに
B2O3を液体封止剤として入れる。高圧容器内で
GaとAsを直接合成させ、GaAs融液とする。こ
の際B2O3は溶解してGaAs融液上に浮き、封止剤
としてAsの解離を防止するのに役立つ。LEC法
では、種結晶をこの溶融したGaAsに浸し、種結
晶とルツボを回転させながら、種結晶を一定速度
で引上げ、単結晶を育成する。結晶中のカーボン
量はこの際、既に原料のGa、Asに混入していた
カーボンか、あるいは雰囲気ガス中のCOガスが
B2O3中に溶解し、これが、Gaと反応して還元さ
れて溶融GaAs中に入り、さらに育成した結晶中
に入るものと思われる。しかし、pBNルツボや
グラフアイト製ホツトゾーン等を充分ベーキング
し、また高純度のArガスを使用すれば、引上げ
たGaAs単結晶中のカーボン濃度は充分に低減さ
せることができ、通常はFTIR法の定量下限の２
×1015cm-3以下となる。本発明におけるように、
カーボン量を制御して、結晶の高抵抗化を行うた
めには、上記のようなカーボンを積極的にドーピ
ングしない結晶育成において得られた結晶中のカ
ーボン量が少ないことが前提条件となる。
結晶中に入るカーボン濃度のバツクグラウンド
が小さい以上のような単結晶育成条件において、
結晶中にカーボンを所定量ドーピングするには以
下のような方法が考えられる。
が小さい以上のような単結晶育成条件において、
結晶中にカーボンを所定量ドーピングするには以
下のような方法が考えられる。
(1) カーボンを直接原料中に添加する方法
LEC法、HB法においては高純度カーボンの
微粉末を秤量して所定量をpBNルツボまたは
pBNボートに入れ、さらにGa、As、B2O3を
入れてこれを溶解する。GaAs融液中には所定
量のカーボンが溶解するので、この融液から単
結晶を引き上げることにより、偏析係数に応じ
た一定量のカーボンを結晶中に含有させること
ができる。
微粉末を秤量して所定量をpBNルツボまたは
pBNボートに入れ、さらにGa、As、B2O3を
入れてこれを溶解する。GaAs融液中には所定
量のカーボンが溶解するので、この融液から単
結晶を引き上げることにより、偏析係数に応じ
た一定量のカーボンを結晶中に含有させること
ができる。
(2) ルツボのカーボンコーテイングによる方法
pBNルツボまたはpBNボートにアルコール、
エタノール等の液体状炭素化合物を入れ、これ
を熱分解させるか、またはCCl4等を用いた
CVD法でカーボンをルツボ内壁面にコーテイ
ングする。このように、カーボンをコーテイン
グしたルツボまたはボートを用いてGaAs融液
を作成すると、容器表面にコーテイングされた
カーボンがGaAs融液中に溶解するので、融液
から単結晶を引上げることにより、偏析係数に
応じた一定量のカーボンを結晶中に含有させる
ことができる。
エタノール等の液体状炭素化合物を入れ、これ
を熱分解させるか、またはCCl4等を用いた
CVD法でカーボンをルツボ内壁面にコーテイ
ングする。このように、カーボンをコーテイン
グしたルツボまたはボートを用いてGaAs融液
を作成すると、容器表面にコーテイングされた
カーボンがGaAs融液中に溶解するので、融液
から単結晶を引上げることにより、偏析係数に
応じた一定量のカーボンを結晶中に含有させる
ことができる。
(3) 雰囲気ガス中にガス状の炭素化合物を所定量
混入させる方法 単結晶の育成では、LEC法ではAr、N2等の
ガスを用いるが、HB法では前記のようなガス
は使用せず真空の封管を用いる。いずれの方法
においても、CO2、CH4、C2H6等の気体状炭
素化合物を一定量雰囲気ガスまたは真空封管中
に導入し、これら炭素化合物とGaAs融液との
反応によつてカーボンを融液中にドーピングす
ることにより、これから育成する単結晶中にカ
ーボンをドーピングすることができる。
混入させる方法 単結晶の育成では、LEC法ではAr、N2等の
ガスを用いるが、HB法では前記のようなガス
は使用せず真空の封管を用いる。いずれの方法
においても、CO2、CH4、C2H6等の気体状炭
素化合物を一定量雰囲気ガスまたは真空封管中
に導入し、これら炭素化合物とGaAs融液との
反応によつてカーボンを融液中にドーピングす
ることにより、これから育成する単結晶中にカ
ーボンをドーピングすることができる。
以上述べた方法により、カーボンを所定量ドー
ピングさせたGaAs単結晶を育成することによ
り、所望の高抵抗率のGaAs結晶を再現性良く得
ることができる。また、FET等の素子作成の際
は基板のウエハー間およびロツト間の電気特性の
バラツキが製品歩留りの低下をもたらすが、本発
明によりこれらのバラツキを著しく低減させるこ
とができ、もつて最終工程の製品歩留りを大幅に
改善することができる。
ピングさせたGaAs単結晶を育成することによ
り、所望の高抵抗率のGaAs結晶を再現性良く得
ることができる。また、FET等の素子作成の際
は基板のウエハー間およびロツト間の電気特性の
バラツキが製品歩留りの低下をもたらすが、本発
明によりこれらのバラツキを著しく低減させるこ
とができ、もつて最終工程の製品歩留りを大幅に
改善することができる。
［実施例］
高圧単結晶引上げ装置を用いてLEC法により
GaAs単結晶の育成を行つた。炉内で使用するル
ツボおよびその近傍のホツトゾーンと呼ばれるグ
ラフアイト製構成部品はあらかじめ真空中1500℃
でベーキングを行つた。原料Ga、Asは7N
（99.99999％）の高純度品を使用した。６インチ
径のpBNルツボへ高純度のグラフアイト粉末を
GaAs融液中のカーボン濃度が約４×1015cm-3と
なるように入れる。このとき、カーボンの偏析係
数を考慮して添加量を決定する。ついでGaおよ
びAsを入れ、その上に封止剤となるB2O3を入れ
た。これを炉内で直接合成後、融解し、種結晶を
浸漬して速度９mm／ｈで引上げた。育成時雰囲気
はArガス、20atmとし、結晶育成後は約８時間
かけて室温まで徐冷した。
GaAs単結晶の育成を行つた。炉内で使用するル
ツボおよびその近傍のホツトゾーンと呼ばれるグ
ラフアイト製構成部品はあらかじめ真空中1500℃
でベーキングを行つた。原料Ga、Asは7N
（99.99999％）の高純度品を使用した。６インチ
径のpBNルツボへ高純度のグラフアイト粉末を
GaAs融液中のカーボン濃度が約４×1015cm-3と
なるように入れる。このとき、カーボンの偏析係
数を考慮して添加量を決定する。ついでGaおよ
びAsを入れ、その上に封止剤となるB2O3を入れ
た。これを炉内で直接合成後、融解し、種結晶を
浸漬して速度９mm／ｈで引上げた。育成時雰囲気
はArガス、20atmとし、結晶育成後は約８時間
かけて室温まで徐冷した。
育成した２〜３インチ径のGaAs単結晶の抵抗
率は結晶上部から下部まで107Ω・cm以上の高抵
抗率であつた。第２図ａにカーボンをドープした
場合、第２図ｂにカーボンをドープしない場合の
育成結晶の成長方向の抵抗率分布を示す。GaAs
単結晶の抵抗率は育成時の融液組成の影響を受け
るが、第２図ａ，ｂは両方ともほぼストイキオメ
トリーな組成の融液より育成した結晶である。ま
た、上記条件で結晶を何本か育成し、その再現性
を調べた。
率は結晶上部から下部まで107Ω・cm以上の高抵
抗率であつた。第２図ａにカーボンをドープした
場合、第２図ｂにカーボンをドープしない場合の
育成結晶の成長方向の抵抗率分布を示す。GaAs
単結晶の抵抗率は育成時の融液組成の影響を受け
るが、第２図ａ，ｂは両方ともほぼストイキオメ
トリーな組成の融液より育成した結晶である。ま
た、上記条件で結晶を何本か育成し、その再現性
を調べた。
その結果、本実施例によれば100％の歩留りで
高抵抗結晶が得られることがわかつた。一方カー
ボンとドープしない場合にあつては育成した結晶
のうち全域で107Ω・cm以上となる高抵抗結晶は
８本中１本のみであり、残りの結晶は一部が102
〜106Ω・cm程度に低抵抗化していた。
高抵抗結晶が得られることがわかつた。一方カー
ボンとドープしない場合にあつては育成した結晶
のうち全域で107Ω・cm以上となる高抵抗結晶は
８本中１本のみであり、残りの結晶は一部が102
〜106Ω・cm程度に低抵抗化していた。
さらに、本実施例により得られた高抵抗結晶の
移動度は4500〜8000cm2／Ｖ・Ｓであつた。また窒
化シリコン膜を保護膜とするキヤツプアニール法
による活性化熱処理に対しては、良好な熱安定性
を示し、熱変性は起こさなかつた。育成結晶の
EPD（エツチピツト密度）はカーボンドープの有
無に関係なく１×104〜３×104cm-2であつた。
FTIR法によるカーボンドープ結晶のカーボン濃
度は２×1015〜４×1015cm-3であり、各結晶間の
ばらつきは小さかつた。
移動度は4500〜8000cm2／Ｖ・Ｓであつた。また窒
化シリコン膜を保護膜とするキヤツプアニール法
による活性化熱処理に対しては、良好な熱安定性
を示し、熱変性は起こさなかつた。育成結晶の
EPD（エツチピツト密度）はカーボンドープの有
無に関係なく１×104〜３×104cm-2であつた。
FTIR法によるカーボンドープ結晶のカーボン濃
度は２×1015〜４×1015cm-3であり、各結晶間の
ばらつきは小さかつた。
また、本実施例の育成結晶のEL2濃度は1.3×
1016〜1.5×1016cm-3とほぼ一定であつた。
1016〜1.5×1016cm-3とほぼ一定であつた。
以上説明したようにこの発明は、GaAsの高抵
抗化にはEL2、カーボン、Siの３つの準位以外に
中程度のエネルギ準位を有するミドルドナーが半
絶縁性化に関与しているとの知見に基づいて、浅
いアクセプター準位となるカーボンの濃度を、
EL2濃度とミドルドナー濃度との間になるように
GaAs単結晶を形成した。ミドルドナーの濃度は
多い場合で２×1015cm-3程度に達する。
抗化にはEL2、カーボン、Siの３つの準位以外に
中程度のエネルギ準位を有するミドルドナーが半
絶縁性化に関与しているとの知見に基づいて、浅
いアクセプター準位となるカーボンの濃度を、
EL2濃度とミドルドナー濃度との間になるように
GaAs単結晶を形成した。ミドルドナーの濃度は
多い場合で２×1015cm-3程度に達する。
従つて、他の育成条件が整えばカーボン濃度が
２×1015cm-3程度でも107Ω・cm以上の抵抗率を有
するGaAs単結晶を得ることが可能である。ただ
し、FTIR法による分析結果を示す第１図からも
明らかなように、カーボン濃度の高い方が抵抗率
が安定して高くなる。
２×1015cm-3程度でも107Ω・cm以上の抵抗率を有
するGaAs単結晶を得ることが可能である。ただ
し、FTIR法による分析結果を示す第１図からも
明らかなように、カーボン濃度の高い方が抵抗率
が安定して高くなる。
カーボン濃度がミドルドナー濃度に近い場合に
は、結晶の成長温度やその勾配、引上げ速度、冷
却速度その他諸々の育成条件との関係で抵抗率で
ばらつくことが多い。しかるに、それら諸々の条
件をどのように選択すれば例えば107Ω・cmのよ
うな高抵抗率を得ることができるのか充分に分か
つていない。一方、FTIR法による分析結果を示
す第１図からも明らかなように、カーボン濃度を
3.5×1015cm-3以上とすることにより、100％近い
歩留りで107Ω・cm以上の高抵抗率のGaAs単結晶
を得ることができる。
は、結晶の成長温度やその勾配、引上げ速度、冷
却速度その他諸々の育成条件との関係で抵抗率で
ばらつくことが多い。しかるに、それら諸々の条
件をどのように選択すれば例えば107Ω・cmのよ
うな高抵抗率を得ることができるのか充分に分か
つていない。一方、FTIR法による分析結果を示
す第１図からも明らかなように、カーボン濃度を
3.5×1015cm-3以上とすることにより、100％近い
歩留りで107Ω・cm以上の高抵抗率のGaAs単結晶
を得ることができる。
従つて現段階では、3.5×1015cm-3をカーボン濃
度の下限とするのが良い。ここでは、107Ω・cm
を高抵抗率の一応の目安としたが、107Ω・cmよ
りも高い抵抗率にするためには、それに応じてカ
ーボン濃度の下限を高くすればよい。
度の下限とするのが良い。ここでは、107Ω・cm
を高抵抗率の一応の目安としたが、107Ω・cmよ
りも高い抵抗率にするためには、それに応じてカ
ーボン濃度の下限を高くすればよい。
［発明の効果］
半絶縁性GaAs単結晶の製造において、カーボ
ン濃度をミドルドナー濃度よりも高くかつEL2濃
度よりも低くなるようにカーボンをドープし、か
つシリコン濃度をカーボン濃度より低くしたこと
により、熱安定性が良好で、結晶成長方向に沿つ
て一様かつ高い抵抗率を有する半絶縁性GaAs単
結晶を再現性良く得ることができる。
ン濃度をミドルドナー濃度よりも高くかつEL2濃
度よりも低くなるようにカーボンをドープし、か
つシリコン濃度をカーボン濃度より低くしたこと
により、熱安定性が良好で、結晶成長方向に沿つ
て一様かつ高い抵抗率を有する半絶縁性GaAs単
結晶を再現性良く得ることができる。
第１図は、半絶縁性GaAs単結晶におけるカー
ボン濃度と抵抗率との関係を示す説明図、第２図
ａは本発明を適用して得られたGaAs単結晶にお
ける結晶成長方向に沿つた抵抗率の変化を示すグ
ラフ、第２図ｂはカーボンをドープしなかつた場
合のGaAs単結晶の結晶成長方向に沿つた抵抗率
の変化を示すグラフである。
ボン濃度と抵抗率との関係を示す説明図、第２図
ａは本発明を適用して得られたGaAs単結晶にお
ける結晶成長方向に沿つた抵抗率の変化を示すグ
ラフ、第２図ｂはカーボンをドープしなかつた場
合のGaAs単結晶の結晶成長方向に沿つた抵抗率
の変化を示すグラフである。
Claims (1)
- １ カーボン濃度がミドルドナー濃度よりも高く
かつ深いドナーレベルを形成するEL2の濃度より
も低くなるようにカーボンをドープし、かつシリ
コン濃度をカーボン濃度より低くしたことを特徴
とする半絶縁性GaAs単結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19412887A JPS6437833A (en) | 1987-08-03 | 1987-08-03 | Semi-insulating gaas single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19412887A JPS6437833A (en) | 1987-08-03 | 1987-08-03 | Semi-insulating gaas single crystal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6437833A JPS6437833A (en) | 1989-02-08 |
| JPH0557240B2 true JPH0557240B2 (ja) | 1993-08-23 |
Family
ID=16319372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19412887A Granted JPS6437833A (en) | 1987-08-03 | 1987-08-03 | Semi-insulating gaas single crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6437833A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6479087A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | Hitachi Cable | Gallium arsenide single crystal having low dislocation density and its production |
| US4999082A (en) * | 1989-09-14 | 1991-03-12 | Akzo America Inc. | Process for producing monocrystalline group II-IV or group III-V compounds and products thereof |
| JP3201305B2 (ja) * | 1996-04-26 | 2001-08-20 | 住友電気工業株式会社 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の製造方法 |
| JP3596337B2 (ja) * | 1998-03-25 | 2004-12-02 | 住友電気工業株式会社 | 化合物半導体結晶の製造方法 |
| CA2452542C (en) | 2001-07-05 | 2011-04-26 | Axt, Inc. | Method and apparatus for growing semiconductor crystals with a rigid support with carbon doping and resistivity control and thermal gradient control |
| CN105140365B (zh) * | 2015-08-18 | 2018-03-06 | 西安电子科技大学 | 基于c面蓝宝石衬底上Ga极性黄光LED结构及其制作方法 |
| CN105098017B (zh) * | 2015-08-18 | 2018-03-06 | 西安电子科技大学 | 基于c面蓝宝石衬底上N面黄光LED结构及其制作方法 |
-
1987
- 1987-08-03 JP JP19412887A patent/JPS6437833A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6437833A (en) | 1989-02-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |