JPH06102598B2 - 半導体デバイス材料の製造方法 - Google Patents
半導体デバイス材料の製造方法Info
- Publication number
- JPH06102598B2 JPH06102598B2 JP1012129A JP1212989A JPH06102598B2 JP H06102598 B2 JPH06102598 B2 JP H06102598B2 JP 1012129 A JP1012129 A JP 1012129A JP 1212989 A JP1212989 A JP 1212989A JP H06102598 B2 JPH06102598 B2 JP H06102598B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- carrier concentration
- heat treatment
- single crystal
- doping amount
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体デバイス材料の製造方法、特に所定のド
ープ量以下ではドープ量とキャップ濃度とが比例しなく
なるような不純物を含む半導体単結晶からなる半導体デ
バイス材料の製造方法に関し、例えばZnを５×1017cm-3
以下ドープしたInP単結晶を基板とする半導体デバイス
の製造方法に利用して効果のある技術に関する。
ープ量以下ではドープ量とキャップ濃度とが比例しなく
なるような不純物を含む半導体単結晶からなる半導体デ
バイス材料の製造方法に関し、例えばZnを５×1017cm-3
以下ドープしたInP単結晶を基板とする半導体デバイス
の製造方法に利用して効果のある技術に関する。
［従来の技術］ InPやGaAs化合物半導体は、電子移動度がSiの数倍と高
く、高速電子デバイスの基板として期待されているとと
もに、化合物半導体は発光ダイオードや半導体レーザ、
受光素子、太陽電池あるいはFETやIC、光ICなどシリコ
ンに比べて広い用途を有しており、将来的に非常に有望
である。
く、高速電子デバイスの基板として期待されているとと
もに、化合物半導体は発光ダイオードや半導体レーザ、
受光素子、太陽電池あるいはFETやIC、光ICなどシリコ
ンに比べて広い用途を有しており、将来的に非常に有望
である。
これらのデバイスを作成する際にはコンタクトの形成工
程、不純物拡散工程、インプラアニール工程等での熱処
理工程が欠かせない。特に化合物半導体はこれらの熱処
理工程に敏感であり、デバイスを作成するとき、結晶基
板の表面処理のみによらず、結晶そのものの性質によ
り、基板のキャリア濃度等が熱処理によって変化するこ
とがある。例えば、ZnドープnP単結晶においては、デバ
イス製造工程での不純物の活性化等の熱処理によって、
キャリア濃度が変化してしまい、デバイス特性のばらつ
きの原因となるという問題点があった。
程、不純物拡散工程、インプラアニール工程等での熱処
理工程が欠かせない。特に化合物半導体はこれらの熱処
理工程に敏感であり、デバイスを作成するとき、結晶基
板の表面処理のみによらず、結晶そのものの性質によ
り、基板のキャリア濃度等が熱処理によって変化するこ
とがある。例えば、ZnドープnP単結晶においては、デバ
イス製造工程での不純物の活性化等の熱処理によって、
キャリア濃度が変化してしまい、デバイス特性のばらつ
きの原因となるという問題点があった。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、InP単結晶について、Znドープ量とキャ
リア濃度との関係について調べた。その結果、第１図お
よび第２図に○印で示すように、Znドープ量Coが５×10
17cm-3以下特に５×1016cm-3以下になると、ドープ量と
キャリア濃度が比例しなくなり、かつ結晶軸方向のキャ
リア濃度のバラツキも大きくなることを見出した。
リア濃度との関係について調べた。その結果、第１図お
よび第２図に○印で示すように、Znドープ量Coが５×10
17cm-3以下特に５×1016cm-3以下になると、ドープ量と
キャリア濃度が比例しなくなり、かつ結晶軸方向のキャ
リア濃度のバラツキも大きくなることを見出した。
この発明は上記のような問題点に着目してなされたもの
で、結晶位置によるキャリア濃度のばらつきが少なく、
しかもデバイス製造工程で加熱処理を行っても基板のキ
ャリア濃度が変化しないような化合物半導体デバイス材
料を提供することを目的とする。
で、結晶位置によるキャリア濃度のばらつきが少なく、
しかもデバイス製造工程で加熱処理を行っても基板のキ
ャリア濃度が変化しないような化合物半導体デバイス材
料を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための発明は、所定のドープ量以下
ではドープ量とキャリア濃度とが比例しなくなるような
不純物を含有した半導体単結晶を基板とする半導体デバ
イスを製造する場合において、育成された化合物半導体
結晶を半導体デバイス製造工程の前に熱処理するように
した。
ではドープ量とキャリア濃度とが比例しなくなるような
不純物を含有した半導体単結晶を基板とする半導体デバ
イスを製造する場合において、育成された化合物半導体
結晶を半導体デバイス製造工程の前に熱処理するように
した。
［作用］ 上記した手段によれば、例えばドープ量の少ないZn含有
InP単結晶を材料とするデバイスを製造する場合におい
ても、デバイス製造工程前に全不純物が活性化され、デ
バイス製造工程中の加熱で活性化されるようなことがな
いので、キャリア濃度が変化したり、ばらつくことがな
い。
InP単結晶を材料とするデバイスを製造する場合におい
ても、デバイス製造工程前に全不純物が活性化され、デ
バイス製造工程中の加熱で活性化されるようなことがな
いので、キャリア濃度が変化したり、ばらつくことがな
い。
また、化合物半導体単結晶を薄板またはブロック状に切
断してから熱処理を行なうようにすれば、インゴットの
まま熱処理する場合に比べて結晶内温度分布が均一にな
り易いため、結晶全体に亘って電気的特性を均一化させ
ることができる。
断してから熱処理を行なうようにすれば、インゴットの
まま熱処理する場合に比べて結晶内温度分布が均一にな
り易いため、結晶全体に亘って電気的特性を均一化させ
ることができる。
［実施例］ 液体封止チョクラルスキー法によって、Znのドープ量が
4.4×1016〜4.9×1016cm-3で、直径約２インチ、長さ約
100mmのInP単結晶を３本育成した。次に、育成された単
結晶（インゴット）の両端をそれぞれ切断するととも
に、円筒研削を行なった後、厚さ0.7mmのウェーハ（薄
板）を切り出した。そして、切り出されたアズカットウ
ェーハをBr−メタノール２％溶液でエッチングし、洗浄
した後、熱処理を行なった。
4.4×1016〜4.9×1016cm-3で、直径約２インチ、長さ約
100mmのInP単結晶を３本育成した。次に、育成された単
結晶（インゴット）の両端をそれぞれ切断するととも
に、円筒研削を行なった後、厚さ0.7mmのウェーハ（薄
板）を切り出した。そして、切り出されたアズカットウ
ェーハをBr−メタノール２％溶液でエッチングし、洗浄
した後、熱処理を行なった。
熱処理は、インゴットの上端、中央および下端から切り
出した各３枚計９枚のウェーハを熱処理用加熱炉内に入
れて、0.5気圧のリン雰囲気中で650℃まで昇温して行な
い、650℃で３時間保持した後、室温まで徐冷してから
取り出した。
出した各３枚計９枚のウェーハを熱処理用加熱炉内に入
れて、0.5気圧のリン雰囲気中で650℃まで昇温して行な
い、650℃で３時間保持した後、室温まで徐冷してから
取り出した。
取り出されたウェーハについてキャリア濃度を測定した
結果を、熱処理前のウェーハについて測定した結果とと
もに、表１および第２図に示す。
結果を、熱処理前のウェーハについて測定した結果とと
もに、表１および第２図に示す。
第２図において、●印で示されているのが、本実施例の
熱処理を施したウェーハについてのキャリア濃度測定
値、○印は熱処理前のウェーハについての測定値であ
る。また、第２図において、点線ＡはドープしたZnがす
べて電気的に活性化してキャリアとして働き、かつ残留
ｎ型不純物濃度を５×1015cm-3とした場合の理想キャリ
ア濃度線を示す。
熱処理を施したウェーハについてのキャリア濃度測定
値、○印は熱処理前のウェーハについての測定値であ
る。また、第２図において、点線ＡはドープしたZnがす
べて電気的に活性化してキャリアとして働き、かつ残留
ｎ型不純物濃度を５×1015cm-3とした場合の理想キャリ
ア濃度線を示す。
表１より、熱処理によって、ウェーハ間でのキャリア濃
度のばらつきが小さくなることが分かる。
度のばらつきが小さくなることが分かる。
また、第２図より、熱処理によってキャリア濃度が大幅
に変化し、Znのドープ量に近づくことが分かる。
に変化し、Znのドープ量に近づくことが分かる。
第２図には、さらにZnのドープ量を多くして上記実施例
と同一条件で熱処理を行なった場合のInP単結晶基板の
キャリア濃度を▲印で示してある。同図より、本発明は
ドープ量が５×1017cm-3以下のInP単結晶のキャリア濃
度安定化に有効であり、ドープ量が５×1016cm-3以下の
InP単結晶に最も有効であることが分かる。
と同一条件で熱処理を行なった場合のInP単結晶基板の
キャリア濃度を▲印で示してある。同図より、本発明は
ドープ量が５×1017cm-3以下のInP単結晶のキャリア濃
度安定化に有効であり、ドープ量が５×1016cm-3以下の
InP単結晶に最も有効であることが分かる。
また、表１には、上記実施例の熱処理を施したInPウェ
ーハに、再び同一条件（リン雰囲気、650℃、３時間）
の熱処理を施した後のキャリア濃度測定値を併せて記載
した（最右欄参照）。これより、本実施例の熱処理を施
したウェーハを用いてデバイスを製造すれば製造工程中
での加熱によってキャリア濃度が変化したりせず、特性
の安定したデバイスを製造できることが予想できる。
ーハに、再び同一条件（リン雰囲気、650℃、３時間）
の熱処理を施した後のキャリア濃度測定値を併せて記載
した（最右欄参照）。これより、本実施例の熱処理を施
したウェーハを用いてデバイスを製造すれば製造工程中
での加熱によってキャリア濃度が変化したりせず、特性
の安定したデバイスを製造できることが予想できる。
なお、上記実施例では650℃で熱処理を行なったが、熱
処理温度は650℃に限定されず、550℃〜850℃の範囲で
可能である。また、熱処理時間も３時間に限定されず0.
5〜10時間の範囲で良い。
処理温度は650℃に限定されず、550℃〜850℃の範囲で
可能である。また、熱処理時間も３時間に限定されず0.
5〜10時間の範囲で良い。
さらに、実施例では、ZnをドープしたInP単結晶につい
て説明したが、この発明はこれに限定されず、所定のド
ープ量以下ではドープ量とキャリア濃度とが比例しなく
なるような不純物を含有した半導体単結晶一般に適用す
ることができる。
て説明したが、この発明はこれに限定されず、所定のド
ープ量以下ではドープ量とキャリア濃度とが比例しなく
なるような不純物を含有した半導体単結晶一般に適用す
ることができる。
［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、所定のドープ量以下で
はドープ量をキャリア濃度とが比例しなくなるような不
純物と含有した半導体単結晶を基板とする半導体デバイ
スを製造する場合において、育成された化合物半導体結
晶を半導体デバイス製造工程の前に熱処理するようにし
たので、例えばドープ量の少ないZn含有InP単結晶を材
料とするデバイスを製造する場合においても、デバイス
製造工程前に全不純物が活性化され、デバイス製造工程
中の加熱で活性化されるようなことがないので、キャリ
ア濃度が変化したり、ばらつくことがない。その結果、
特性の均一な安定した半導体デバイスを製造することが
できるという効果がある。
はドープ量をキャリア濃度とが比例しなくなるような不
純物と含有した半導体単結晶を基板とする半導体デバイ
スを製造する場合において、育成された化合物半導体結
晶を半導体デバイス製造工程の前に熱処理するようにし
たので、例えばドープ量の少ないZn含有InP単結晶を材
料とするデバイスを製造する場合においても、デバイス
製造工程前に全不純物が活性化され、デバイス製造工程
中の加熱で活性化されるようなことがないので、キャリ
ア濃度が変化したり、ばらつくことがない。その結果、
特性の均一な安定した半導体デバイスを製造することが
できるという効果がある。
第１図はZnドープInP単結晶の結晶位置と熱処理前のキ
ャリア濃度との関係を示すグラフ、 第２図はInP単結晶のZnドープ量と熱処理前後のキャリ
ア濃度との関係を示すグラフである。
ャリア濃度との関係を示すグラフ、 第２図はInP単結晶のZnドープ量と熱処理前後のキャリ
ア濃度との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体デバイスの基板として用いられるZn
含有InP単結晶材料を製造するに際して、Zn含有濃度が
５×1017cm-3以下となるように育成されたInP単結晶を
薄板もしくはブロック状に切断した後、半導体デバイス
製造工程の前に550℃〜850℃の温度で0.5〜10時間熱処
理するようにしたことを特徴とする半導体デバイス材料
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1012129A JPH06102598B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 半導体デバイス材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1012129A JPH06102598B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 半導体デバイス材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02192722A JPH02192722A (ja) | 1990-07-30 |
| JPH06102598B2 true JPH06102598B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=11796925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1012129A Expired - Lifetime JPH06102598B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 半導体デバイス材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102598B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4849296B2 (ja) | 2005-04-11 | 2012-01-11 | 日立電線株式会社 | ＧａＮ基板 |
| US11349037B2 (en) | 2013-03-26 | 2022-05-31 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Indium phosphide wafer, photoelectric conversion element, and method for producing a monocrystalline indium phosphide |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136225A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Nec Corp | ＩｎＰへの不純物拡散方法 |
| JPH0637358B2 (ja) * | 1985-09-21 | 1994-05-18 | 昭和電工株式会社 | リン化インジウム単結晶及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1012129A patent/JPH06102598B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02192722A (ja) | 1990-07-30 |
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