JPH0748196A - 化合物半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
化合物半導体単結晶の製造方法Info
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- JPH0748196A JPH0748196A JP21488593A JP21488593A JPH0748196A JP H0748196 A JPH0748196 A JP H0748196A JP 21488593 A JP21488593 A JP 21488593A JP 21488593 A JP21488593 A JP 21488593A JP H0748196 A JPH0748196 A JP H0748196A
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ボート法により化合物半導体を育成する場合、
テール付近での結晶組成のずれによる不良を低減し、歩
留りを向上させる。 【構成】結晶固化率ｇが０．７未満の直胴部では概ね結
晶成長界面３の傾きθ1を１５０°以上となるよう育成
炉内の長手軸方向の温度勾配と上下方向の温度勾配の比
を調整した。固化率ｇが０．７以上より成長界面を徐々
に鉛直に近くなるよう前記温度勾配比を調整した。
テール付近での結晶組成のずれによる不良を低減し、歩
留りを向上させる。 【構成】結晶固化率ｇが０．７未満の直胴部では概ね結
晶成長界面３の傾きθ1を１５０°以上となるよう育成
炉内の長手軸方向の温度勾配と上下方向の温度勾配の比
を調整した。固化率ｇが０．７以上より成長界面を徐々
に鉛直に近くなるよう前記温度勾配比を調整した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水平ブリジッマン法
（ＨＢ法）、温度傾斜法（ＧＦ法）、ゾーンメルト法な
どのボート法による化合物半導体単結晶の製造方法に関
する。
（ＨＢ法）、温度傾斜法（ＧＦ法）、ゾーンメルト法な
どのボート法による化合物半導体単結晶の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般にボート法による化合物半導
体単結晶の育成においては、単結晶の成長方位をボート
長手方向に平行に＜１１１＞方向で行い、結晶のウエハ
面が（１００）面となるよう、結晶の長手方向（成長方
向）に対して約５５度の角度で斜めにウエハを切り出し
ていた。また、生産性の点から結晶成長方向に垂直にウ
エハを切り出せるように、＜１００＞方向で成長させる
方法が一部行われている。報告例としては特開平１−１
３９２２３号、特開平２−１１１６５号、本出願人によ
る特願平３−１９５８４６号、特願平４−８２７９２号
等がある。
体単結晶の育成においては、単結晶の成長方位をボート
長手方向に平行に＜１１１＞方向で行い、結晶のウエハ
面が（１００）面となるよう、結晶の長手方向（成長方
向）に対して約５５度の角度で斜めにウエハを切り出し
ていた。また、生産性の点から結晶成長方向に垂直にウ
エハを切り出せるように、＜１００＞方向で成長させる
方法が一部行われている。報告例としては特開平１−１
３９２２３号、特開平２−１１１６５号、本出願人によ
る特願平３−１９５８４６号、特願平４−８２７９２号
等がある。
【０００３】結晶成長界面形状に関しては、図５に示す
ように結晶の＜１１１＞方向に等価な方向をボートの長
手方向に平行にし、前記＜１１１＞方向と５４．７゜傾
いたウエハ切り出し面である（１００）等価面にほぼ平
行になるように、結晶成長固液界面形状を保つことが行
われていた。また、結晶の直胴部では特にこの成長界面
形状は一定になるように結晶育成されていた。
ように結晶の＜１１１＞方向に等価な方向をボートの長
手方向に平行にし、前記＜１１１＞方向と５４．７゜傾
いたウエハ切り出し面である（１００）等価面にほぼ平
行になるように、結晶成長固液界面形状を保つことが行
われていた。また、結晶の直胴部では特にこの成長界面
形状は一定になるように結晶育成されていた。
【０００４】また、このように結晶の固化を、原料融液
の自由表面から始まり、ボートの底部に向けて進行させ
るように、成長界面の結晶上方と下方では上方をメルト
側に出して成長させることによりリネージ欠陥や多結晶
化の少ない結晶を得ることができる。
の自由表面から始まり、ボートの底部に向けて進行させ
るように、成長界面の結晶上方と下方では上方をメルト
側に出して成長させることによりリネージ欠陥や多結晶
化の少ない結晶を得ることができる。
【０００５】この方法で得られる（１００）面ウエハ
は、固液界面がこの（１００）ウエハ面とほぼ平行であ
るために、ウエハ面内の不純物濃度のバラツキを小さく
することができている。
は、固液界面がこの（１００）ウエハ面とほぼ平行であ
るために、ウエハ面内の不純物濃度のバラツキを小さく
することができている。
【０００６】また、育成すべき化合物半導体の構成元素
のうち、一方の蒸気圧が高い場合においては、融液組成
がわずかでもコングルエント組成から高蒸気圧元素側に
片寄ったまま完全に固化させていくと、融液中の高蒸気
圧元素濃度がだんだん高くなる。最後にこの融液が結晶
に取り込まれることにより、結晶内の蒸気圧が非常に高
くなり結晶が破裂することがある。
のうち、一方の蒸気圧が高い場合においては、融液組成
がわずかでもコングルエント組成から高蒸気圧元素側に
片寄ったまま完全に固化させていくと、融液中の高蒸気
圧元素濃度がだんだん高くなる。最後にこの融液が結晶
に取り込まれることにより、結晶内の蒸気圧が非常に高
くなり結晶が破裂することがある。
【０００７】このため、一般に原料融液を少し残した状
態で、融液組成をコングルエント組成から低蒸気圧元素
側に片寄った状態にする必要がある。このように融液組
成をずらすことにより、結晶のテール部の組成は化学量
論比組成から大きくずれデバイス作成に不向きとなる。
態で、融液組成をコングルエント組成から低蒸気圧元素
側に片寄った状態にする必要がある。このように融液組
成をずらすことにより、結晶のテール部の組成は化学量
論比組成から大きくずれデバイス作成に不向きとなる。
【０００８】この、融液組成を化学量論比からずらすタ
イミングとしては、ある程度の融液がボート中に残って
いる段階で行う必要がある。融液の残量があまり少なす
ぎると融液組成を充分にずらす前に一気に固化する可能
性があり、こうした場合には結晶の破裂の原因となる。
イミングとしては、ある程度の融液がボート中に残って
いる段階で行う必要がある。融液の残量があまり少なす
ぎると融液組成を充分にずらす前に一気に固化する可能
性があり、こうした場合には結晶の破裂の原因となる。
【０００９】＜１１１＞成長では、融液組成を化学量論
比組成からずらすのは、図５のウエハ切り出し可能な最
もテール側の位置１から後の位置で行う。結晶成長界面
３形状のボートとなす角が約５５°と大きいために、こ
のときテール付近の直胴部底部には充分に融液が残って
いる。また、ウエハ切り出し面がほぼ平行であるため
に、ウエハ切りだし可能な結晶部位では、結晶組成のズ
レによる不良部２が歩留りに影響することなく、充分に
融液組成をずらすことが非常に簡単に行える。
比組成からずらすのは、図５のウエハ切り出し可能な最
もテール側の位置１から後の位置で行う。結晶成長界面
３形状のボートとなす角が約５５°と大きいために、こ
のときテール付近の直胴部底部には充分に融液が残って
いる。また、ウエハ切り出し面がほぼ平行であるため
に、ウエハ切りだし可能な結晶部位では、結晶組成のズ
レによる不良部２が歩留りに影響することなく、充分に
融液組成をずらすことが非常に簡単に行える。
【００１０】これに対して、＜１００＞方向成長につい
ては、結晶成長界面形状に関する報告はほとんどない
が、特開昭６４−３３０９１号のように成長界面を（１
１１）等価方向に平行にすることが行われている。ま
ず、特開昭６４−３３０９１号（第６図）のような成長
界面形状にすると、結晶の成長がボート底部から始まり
上部へ進むことになる。このような成長界面ではボート
と結晶が接触する付近に非常に欠陥が発生しやすく歩留
りは非常に低い。また、閃亜鉛鉱型結晶の場合、（１１
１）等価面に成長界面を近づけると成長界面が晶癖（フ
ァセット）成長し他の成長面の成長メカニズムと異な
り、デバイス特性に悪影響を及ぼすので好ましくない。
ては、結晶成長界面形状に関する報告はほとんどない
が、特開昭６４−３３０９１号のように成長界面を（１
１１）等価方向に平行にすることが行われている。ま
ず、特開昭６４−３３０９１号（第６図）のような成長
界面形状にすると、結晶の成長がボート底部から始まり
上部へ進むことになる。このような成長界面ではボート
と結晶が接触する付近に非常に欠陥が発生しやすく歩留
りは非常に低い。また、閃亜鉛鉱型結晶の場合、（１１
１）等価面に成長界面を近づけると成長界面が晶癖（フ
ァセット）成長し他の成長面の成長メカニズムと異な
り、デバイス特性に悪影響を及ぼすので好ましくない。
【００１１】また、図３のような成長界面は、前述の＜
１１１＞成長で一般的に行われている成長界面のボート
との傾き５５°と同じ角度である。この場合、結晶がボ
ートと接触しないフリー面と底面における成長界面位置
を結んだ直線が、ボート底面となす角θ1 が１４５°と
なっている。
１１１＞成長で一般的に行われている成長界面のボート
との傾き５５°と同じ角度である。この場合、結晶がボ
ートと接触しないフリー面と底面における成長界面位置
を結んだ直線が、ボート底面となす角θ1 が１４５°と
なっている。
【００１２】また、このような成長界面形状では、前述
のようにテール付近で融液組成を化学量論比からずらす
タイミングとして、＜１１１＞方向成長と同様な残融液
量で行うと、＜１１１＞成長と同様に直胴部テール付近
底部に組成のずれた不良部２が生じる。
のようにテール付近で融液組成を化学量論比からずらす
タイミングとして、＜１１１＞方向成長と同様な残融液
量で行うと、＜１１１＞成長と同様に直胴部テール付近
底部に組成のずれた不良部２が生じる。
【００１３】＜１００＞方向成長のように、ボート長手
方向に垂直に近くウエハを切り出す場合、あるいは＜１
１０＞方向成長のように水平にウエハを切り出す場合に
は、直胴部全体からウエハを切り出すことが可能であ
る。しかし、前述のようにテール付近で融液組成をずら
すと、直胴部テール付近底部に図３に示すように、最も
テールよりにウエハ切り出し可能な位置１とテールより
に良品ウエハを切り出せる限界位置４との間に、組成の
ずれた不良部２が生じ、歩留りの低下を生じる問題があ
る。
方向に垂直に近くウエハを切り出す場合、あるいは＜１
１０＞方向成長のように水平にウエハを切り出す場合に
は、直胴部全体からウエハを切り出すことが可能であ
る。しかし、前述のようにテール付近で融液組成をずら
すと、直胴部テール付近底部に図３に示すように、最も
テールよりにウエハ切り出し可能な位置１とテールより
に良品ウエハを切り出せる限界位置４との間に、組成の
ずれた不良部２が生じ、歩留りの低下を生じる問題があ
る。
【００１４】
【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、すなわちボート内結晶の
直胴部テール付近に生じていた組成のずれた結晶不良部
の影響を抑制、あるいは解消しようとするものである。
技術が有していた前述の課題、すなわちボート内結晶の
直胴部テール付近に生じていた組成のずれた結晶不良部
の影響を抑制、あるいは解消しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、第１の発明として、閃亜
鉛鉱型結晶構造を有する化合物半導体単結晶をボート法
により製造する方法において、結晶直胴部の長手方向に
おける中心領域での結晶成長界面の傾斜角に対して、結
晶直胴部の前記中心領域から後端の間での結晶成長界面
の傾斜角を鉛直方向に近づけることを特徴とする化合物
半導体単結晶の製造方法を提供する。
決すべくなされたものであり、第１の発明として、閃亜
鉛鉱型結晶構造を有する化合物半導体単結晶をボート法
により製造する方法において、結晶直胴部の長手方向に
おける中心領域での結晶成長界面の傾斜角に対して、結
晶直胴部の前記中心領域から後端の間での結晶成長界面
の傾斜角を鉛直方向に近づけることを特徴とする化合物
半導体単結晶の製造方法を提供する。
【００１６】また第２の発明として、閃亜鉛鉱型結晶構
造を有する化合物半導体単結晶をボート法により製造す
る方法において、少なくとも結晶直胴部の後端部でのボ
ート底面と結晶成長界面のなす種結晶側からみた角度が
４０°以上で、かつ結晶成長界面と結晶自由表面及び結
晶底面とが交わる位置を結んだ直線がボート底面となす
種結晶側からみた角度が９０°以上１３５°以下である
ことを特徴とする化合物半導体単結晶の製造方法を提供
する。
造を有する化合物半導体単結晶をボート法により製造す
る方法において、少なくとも結晶直胴部の後端部でのボ
ート底面と結晶成長界面のなす種結晶側からみた角度が
４０°以上で、かつ結晶成長界面と結晶自由表面及び結
晶底面とが交わる位置を結んだ直線がボート底面となす
種結晶側からみた角度が９０°以上１３５°以下である
ことを特徴とする化合物半導体単結晶の製造方法を提供
する。
【００１７】本発明の好ましい態様では、前記化合物半
導体単結晶の＜１００＞方向に等価な一つの方向がボー
トの長手方向に略平行になるようにして製造することを
特徴とする。
導体単結晶の＜１００＞方向に等価な一つの方向がボー
トの長手方向に略平行になるようにして製造することを
特徴とする。
【００１８】以下、発明の詳細について説明する。本発
明の種結晶の方位としては、＜１００＞方向に等価な一
つの方向をボート長手方向となす角が３０°以内とする
ことで、同じ結晶長の結晶からのウエハ取れ枚数が大き
くなるために好ましい。さらに、前記＜１００＞方向を
ボート長手方向と平行にすることがより好ましい。また
種結晶方位としては、＜１１０＞方向に等価な一つの方
向をボート長手方向に平行にして製造し、ウエハを水平
方向に切り出してもよい。
明の種結晶の方位としては、＜１００＞方向に等価な一
つの方向をボート長手方向となす角が３０°以内とする
ことで、同じ結晶長の結晶からのウエハ取れ枚数が大き
くなるために好ましい。さらに、前記＜１００＞方向を
ボート長手方向と平行にすることがより好ましい。また
種結晶方位としては、＜１１０＞方向に等価な一つの方
向をボート長手方向に平行にして製造し、ウエハを水平
方向に切り出してもよい。
【００１９】結晶長手方向（ボート長手方向）に平行な
垂直断面の結晶成長界面形状において、図２のように結
晶底部におけるボートと成長界面のなす角をθb とする
と、多結晶化やリネージ欠陥を抑制するためには、結晶
全体にわたり、θb を４０°以上とすることが好まし
い。さらに６０°以上、あるいは９０°以上とすること
により、さらに効果は大きくなりより好ましいことが実
験的に確かめられた。
垂直断面の結晶成長界面形状において、図２のように結
晶底部におけるボートと成長界面のなす角をθb とする
と、多結晶化やリネージ欠陥を抑制するためには、結晶
全体にわたり、θb を４０°以上とすることが好まし
い。さらに６０°以上、あるいは９０°以上とすること
により、さらに効果は大きくなりより好ましいことが実
験的に確かめられた。
【００２０】また、図２のように結晶自由表面及び結晶
底面と結晶成長界面とが交わる位置を結んだ直線がボー
ト底面となす角をθ1 とすると、多結晶化やリネージ欠
陥を抑制するためには、結晶全体にわたりθ1 は９０°
以上とすることが好ましく、１１０°以上とさらに大き
くすることで効果が大きくなることが実験的に確かめら
れた。特に、結晶直胴部の結晶後端部を除く結晶直胴部
においてはθ1 を１５０°以上とすることが同様の理由
で好ましい。
底面と結晶成長界面とが交わる位置を結んだ直線がボー
ト底面となす角をθ1 とすると、多結晶化やリネージ欠
陥を抑制するためには、結晶全体にわたりθ1 は９０°
以上とすることが好ましく、１１０°以上とさらに大き
くすることで効果が大きくなることが実験的に確かめら
れた。特に、結晶直胴部の結晶後端部を除く結晶直胴部
においてはθ1 を１５０°以上とすることが同様の理由
で好ましい。
【００２１】図３のような結晶組成変化による不良をな
くすためには、最もテールよりのウエハ切り出し可能な
位置が固化した後に、テール部での融液組成をずらす必
要がある。直胴部の後端においてθ1 が大きいと図４の
ようにボートのテール部の長さを長くする必要があり、
テール部に必要とする投入原料が多くなり経済的でな
い。そのため、少なくとも直胴部の後端においては、θ
1 をできるだけ小さくする必要がある。
くすためには、最もテールよりのウエハ切り出し可能な
位置が固化した後に、テール部での融液組成をずらす必
要がある。直胴部の後端においてθ1 が大きいと図４の
ようにボートのテール部の長さを長くする必要があり、
テール部に必要とする投入原料が多くなり経済的でな
い。そのため、少なくとも直胴部の後端においては、θ
1 をできるだけ小さくする必要がある。
【００２２】以上のような多結晶化や、リネージ欠陥が
発生せず、しかもテール付近での結晶組成変化による歩
留り低下もない条件として、実験的に本発明のような、
成長界面形状が好ましいことが分かった。
発生せず、しかもテール付近での結晶組成変化による歩
留り低下もない条件として、実験的に本発明のような、
成長界面形状が好ましいことが分かった。
【００２３】本発明のように、固化率が比較的小さい部
分では、多結晶化やリネージ欠陥をより抑制するため
に、成長界面の傾斜角θ1 をできるだけ大きくし、結晶
固化にともないθ1 を９０°に近づけるのが好ましい。
この方法で育成した結晶垂直断面の成長界面形状の例を
図１に示した。θ1 が９０°に近づくことで、多結晶化
等の欠陥の発生確率が増えるが、界面形状を垂直に近づ
けていくタイミングとして結晶固化率が０．５程度（結
晶直胴部の長手方向の中心領域）以上になったところで
行うことにより、欠陥が発生したとしても歩留りに与え
る影響が少ないので好ましい。さらに固化率が０．８、
０．９とより１に近づいた後に成長界面形状を変更する
方が、同様の理由でより好ましい。
分では、多結晶化やリネージ欠陥をより抑制するため
に、成長界面の傾斜角θ1 をできるだけ大きくし、結晶
固化にともないθ1 を９０°に近づけるのが好ましい。
この方法で育成した結晶垂直断面の成長界面形状の例を
図１に示した。θ1 が９０°に近づくことで、多結晶化
等の欠陥の発生確率が増えるが、界面形状を垂直に近づ
けていくタイミングとして結晶固化率が０．５程度（結
晶直胴部の長手方向の中心領域）以上になったところで
行うことにより、欠陥が発生したとしても歩留りに与え
る影響が少ないので好ましい。さらに固化率が０．８、
０．９とより１に近づいた後に成長界面形状を変更する
方が、同様の理由でより好ましい。
【００２４】また、成長界面のボート底部での立ち上が
り角θb を少なくとも４０°以上好ましくは６０°以上
とすることにより、θ1 が９０°以上ならばθ1 に関係
することなく多結晶化などの欠陥発生は抑制できる。こ
のため、少なくとも直胴部の後端部においてθ1 を１３
５°以下にすることにより、テール部に発生する組成の
ずれによる不良の影響を小さくできるために好ましい。
さらに、θ1 は１２０°、１１０°と９０°に近づける
ことにより、テール部が短いボートを用いても十分な融
液を残したまま融液組成をずらすことができ、投入原料
の無駄が少なくなり経済的で好ましい。
り角θb を少なくとも４０°以上好ましくは６０°以上
とすることにより、θ1 が９０°以上ならばθ1 に関係
することなく多結晶化などの欠陥発生は抑制できる。こ
のため、少なくとも直胴部の後端部においてθ1 を１３
５°以下にすることにより、テール部に発生する組成の
ずれによる不良の影響を小さくできるために好ましい。
さらに、θ1 は１２０°、１１０°と９０°に近づける
ことにより、テール部が短いボートを用いても十分な融
液を残したまま融液組成をずらすことができ、投入原料
の無駄が少なくなり経済的で好ましい。
【００２５】テール付近で成長界面形状を垂直に近くす
る方法としては、成長界面形状は結晶製造炉内の固液界
面付近の炉長手方向と上下方向の温度勾配で作られる合
成温度勾配ベクトルの方向に対してほぼ垂直に決定され
るため、長手方向の温度勾配を大きくし上下方向の温度
勾配を小さくすることにより、固液界面形状を垂直に近
くする方法がある。
る方法としては、成長界面形状は結晶製造炉内の固液界
面付近の炉長手方向と上下方向の温度勾配で作られる合
成温度勾配ベクトルの方向に対してほぼ垂直に決定され
るため、長手方向の温度勾配を大きくし上下方向の温度
勾配を小さくすることにより、固液界面形状を垂直に近
くする方法がある。
【００２６】本発明における閃亜鉛鉱型の結晶構造を有
する化合物半導体単結晶としては、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等
の３−５族化合物半導体単結晶、ＺｎＳｅ等の２−６族
化合物半導体単結晶が用いられる。
する化合物半導体単結晶としては、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等
の３−５族化合物半導体単結晶、ＺｎＳｅ等の２−６族
化合物半導体単結晶が用いられる。
【００２７】
【実施例】以下、ＧａＡｓの単結晶を製造する場合の実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００２８】（実施例１）結晶育成用ボートの長手方向
に垂直な断面形状が、約８０％が円形状をしたボートを
用い、種結晶の＜１００＞方向に等価な一つの方向がボ
ート長手方向と略平行になるように種結晶を設置した。
に垂直な断面形状が、約８０％が円形状をしたボートを
用い、種結晶の＜１００＞方向に等価な一つの方向がボ
ート長手方向と略平行になるように種結晶を設置した。
【００２９】図６のようにボート６の中にＧａ（符号
７）を２１００ｇ入れ、反応容器９の他端にＡｓ（符号
５）を２３００ｇ入れ、反応容器９内を真空状態に減圧
し封じきる。次に反応容器９を結晶育成炉に入れ昇温
し、ＧａとＡｓ蒸気を反応させＧａＡｓを合成する。そ
の後、種結晶８とＧａＡｓ融液を接触させ、融液の温度
を徐々に下げて冷却し結晶の育成を行う。
７）を２１００ｇ入れ、反応容器９の他端にＡｓ（符号
５）を２３００ｇ入れ、反応容器９内を真空状態に減圧
し封じきる。次に反応容器９を結晶育成炉に入れ昇温
し、ＧａとＡｓ蒸気を反応させＧａＡｓを合成する。そ
の後、種結晶８とＧａＡｓ融液を接触させ、融液の温度
を徐々に下げて冷却し結晶の育成を行う。
【００３０】図１のように結晶固化率ｇが０．７未満の
直胴部においては、概ね結晶成長界面３の傾きθ1 が１
５０°以上となるように、育成炉内の長手軸方向の温度
勾配と上下方向の温度勾配の比を調整した。その後、固
化率が０．７以上より成長界面を徐々に鉛直に近くなる
ようにしθb ≧４０°かつ９０°≦θ1 ≦１３５°とな
るように、育成炉内の前記温度勾配比を調整した。
直胴部においては、概ね結晶成長界面３の傾きθ1 が１
５０°以上となるように、育成炉内の長手軸方向の温度
勾配と上下方向の温度勾配の比を調整した。その後、固
化率が０．７以上より成長界面を徐々に鉛直に近くなる
ようにしθb ≧４０°かつ９０°≦θ1 ≦１３５°とな
るように、育成炉内の前記温度勾配比を調整した。
【００３１】直胴部の育成が終了しテール部の成長に入
ったところで、反応容器内のＡｓ蒸気圧が１気圧以下に
なるように調整を行い、融液組成をＧａリッチ側に変更
した後に完全に結晶を固化させた。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４
１５０ｇを得ることができた。当然ながらこのとき結晶
の破裂は生じなかった。
ったところで、反応容器内のＡｓ蒸気圧が１気圧以下に
なるように調整を行い、融液組成をＧａリッチ側に変更
した後に完全に結晶を固化させた。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４
１５０ｇを得ることができた。当然ながらこのとき結晶
の破裂は生じなかった。
【００３２】得られた結晶は、リネージ欠陥もなく良質
なものであった。結晶のテール部最後尾付近は、Ｇａリ
ッチな結晶（組成のずれた結晶２）となっていたが、直
胴部の最もテールよりにウエハを切り出し可能な位置１
付近には、この組成のずれによる不良は発生していなか
った。
なものであった。結晶のテール部最後尾付近は、Ｇａリ
ッチな結晶（組成のずれた結晶２）となっていたが、直
胴部の最もテールよりにウエハを切り出し可能な位置１
付近には、この組成のずれによる不良は発生していなか
った。
【００３３】得られた結晶から（１００）面円形ウエハ
を作成する場合は、得られた結晶の（１００）面方向の
断面形状が円形に近い形になるようにできる。前記ボー
ト形状により、単結晶より（１００）円形ウエハを求め
る場合、結晶長手方向に垂直にスライスしてそのまま円
形ウエハに近い形状が得られる。このため、切削による
損失を小さくすることが可能である。
を作成する場合は、得られた結晶の（１００）面方向の
断面形状が円形に近い形になるようにできる。前記ボー
ト形状により、単結晶より（１００）円形ウエハを求め
る場合、結晶長手方向に垂直にスライスしてそのまま円
形ウエハに近い形状が得られる。このため、切削による
損失を小さくすることが可能である。
【００３４】（実施例２）実施例１と同様に、反応容器
９を結晶育成炉に入れ昇温し、ＧａとＡｓ蒸気を反応さ
せＧａＡｓを合成する。その後、種結晶とＧａＡｓ融液
を接触させ、融液の温度を徐々に下げて冷却し結晶の育
成を行う。
９を結晶育成炉に入れ昇温し、ＧａとＡｓ蒸気を反応さ
せＧａＡｓを合成する。その後、種結晶とＧａＡｓ融液
を接触させ、融液の温度を徐々に下げて冷却し結晶の育
成を行う。
【００３５】図２のように結晶直胴部全域において、成
長界面の傾きθ1 を１３０°以下とし、成長界面のボー
ト底部からの立ち上がり角θb が６０°以上となるよう
に、育成炉内の長手軸方向の温度勾配と上下方向の温度
勾配の比を調整した。その後、直胴部の育成が終了し最
もテールよりのウエハ切り出し可能位置１が固化後に、
反応容器内のＡｓ蒸気圧が１気圧以下になるように調整
を行い、融液組成をＧａリッチ側に変更した後に完全に
結晶を固化させた。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。当然ながらこのとき結晶の破裂は生じな
かった。
長界面の傾きθ1 を１３０°以下とし、成長界面のボー
ト底部からの立ち上がり角θb が６０°以上となるよう
に、育成炉内の長手軸方向の温度勾配と上下方向の温度
勾配の比を調整した。その後、直胴部の育成が終了し最
もテールよりのウエハ切り出し可能位置１が固化後に、
反応容器内のＡｓ蒸気圧が１気圧以下になるように調整
を行い、融液組成をＧａリッチ側に変更した後に完全に
結晶を固化させた。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。当然ながらこのとき結晶の破裂は生じな
かった。
【００３６】得られた結晶はリネージ欠陥もなく良質な
ものであった。結晶のテール部最後尾付近はＧａリッチ
な結晶（組成のずれた結晶２）となっていたが、ウエハ
切り出し可能な直胴部テール付近にはこの組成のずれに
よる不良は発生していなかった。得られた結晶からは実
施例１と同様に（１００）面円形ウエハを作成すること
ができた。
ものであった。結晶のテール部最後尾付近はＧａリッチ
な結晶（組成のずれた結晶２）となっていたが、ウエハ
切り出し可能な直胴部テール付近にはこの組成のずれに
よる不良は発生していなかった。得られた結晶からは実
施例１と同様に（１００）面円形ウエハを作成すること
ができた。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は次のような
優れた効果がある。 （１）結晶直胴部の中心領域から結晶後端部の間で、成
長界面の傾きを鉛直方向に近づけ、最もテールよりにウ
エハを切り出し可能な位置が固化後に融液組成をずらす
ことにより、ウエハ切り出し可能な結晶領域に結晶組成
ずれによる不良が発生しなくなる。
優れた効果がある。 （１）結晶直胴部の中心領域から結晶後端部の間で、成
長界面の傾きを鉛直方向に近づけ、最もテールよりにウ
エハを切り出し可能な位置が固化後に融液組成をずらす
ことにより、ウエハ切り出し可能な結晶領域に結晶組成
ずれによる不良が発生しなくなる。
【００３８】（２）テール部の体積があまり大きくなく
ても、結晶の破裂なく融液組成をずらすことができる。
ても、結晶の破裂なく融液組成をずらすことができる。
【００３９】（３）本発明のような成長界面形状にする
ことによりポリ化やリネージ欠陥の発生なく、成長界面
を鉛直に近づけることができる。また、テール付近だけ
ではなく結晶全体においてこの成長界面形状にすること
により、結晶育成中に成長界面形状を変更しなくても、
前述の効果が得られる。
ことによりポリ化やリネージ欠陥の発生なく、成長界面
を鉛直に近づけることができる。また、テール付近だけ
ではなく結晶全体においてこの成長界面形状にすること
により、結晶育成中に成長界面形状を変更しなくても、
前述の効果が得られる。
【００４０】（４）種結晶方位を＜１１１＞で育成する
場合に比べ、（１００）ウエハを結晶から切り出す際
に、結晶の長手方向に垂直な方向に近い方向で切り出せ
る。このため、加工ロスを低減することができ、ひとつ
の結晶から切り出せるウエハ枚数も多くなる。
場合に比べ、（１００）ウエハを結晶から切り出す際
に、結晶の長手方向に垂直な方向に近い方向で切り出せ
る。このため、加工ロスを低減することができ、ひとつ
の結晶から切り出せるウエハ枚数も多くなる。
【図１】本発明の実施例を示し、固化率０．７以上で結
晶成長界面を鉛直に近づけた結晶側断面図。
晶成長界面を鉛直に近づけた結晶側断面図。
【図２】本発明の実施例を示し、結晶直胴部全域におい
て、θb が４０°以上で、θ1 を９０°以上１３５°以
下とした場合の結晶側断面図。
て、θb が４０°以上で、θ1 を９０°以上１３５°以
下とした場合の結晶側断面図。
【図３】従来の＜１００＞方向成長の成長界面形状を示
す結晶側断面図。
す結晶側断面図。
【図４】従来例を示し、ボートテール部を長くし直胴部
の組成ずれによる不良をなくすようにした場合の結晶側
断面図。
の組成ずれによる不良をなくすようにした場合の結晶側
断面図。
【図５】従来の＜１１１＞方向成長の成長界面形状を示
す結晶側断面図。
す結晶側断面図。
【図６】ボート法により結晶育成する場合の反応容器内
の側断面図。
の側断面図。
１：最もテールよりにウエハ切り出し可能な位置 ２：組成のずれた結晶 ３：結晶成長界面 ４：テールよりに良品ウエハを切り出せる限界位置 ５：Ａｓ ６：ボート ７：Ｇａ ８：種結晶 ９：反応容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 21/208 Ｔ 9277−4Ｍ Ｍ 9277−4Ｍ
Claims (3)
- 【請求項１】閃亜鉛鉱型結晶構造を有する化合物半導体
単結晶をボート法により製造する方法において、結晶直
胴部の長手方向における中心領域での結晶成長界面の傾
斜角に対して、結晶直胴部の前記中心領域から後端の間
での結晶成長界面の傾斜角を鉛直方向に近づけることを
特徴とする化合物半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項２】閃亜鉛鉱型結晶構造を有する化合物半導体
単結晶をボート法により製造する方法において、少なく
とも結晶直胴部の後端部でのボート底面と結晶成長界面
のなす種結晶側からみた角度が４０°以上で、かつ結晶
成長界面と結晶自由表面及び結晶底面とが交わる位置を
結んだ直線がボート底面となす種結晶側からみた角度が
９０°以上１３５°以下であることを特徴とする化合物
半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項３】前記化合物半導体単結晶の＜１００＞方向
に等価な一つの方向がボートの長手方向に略平行になる
ようにして製造する請求項１または２記載の化合物半導
体単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21488593A JPH0748196A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21488593A JPH0748196A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0748196A true JPH0748196A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16663179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21488593A Pending JPH0748196A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0748196A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9738562B2 (en) | 2013-06-25 | 2017-08-22 | Carboncure Technologies Inc. | Methods and compositions for concrete production |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP21488593A patent/JPH0748196A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9738562B2 (en) | 2013-06-25 | 2017-08-22 | Carboncure Technologies Inc. | Methods and compositions for concrete production |
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