JPH0755880B2 - 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
- Publication number
- JPH0755880B2 JPH0755880B2 JP1153482A JP15348289A JPH0755880B2 JP H0755880 B2 JPH0755880 B2 JP H0755880B2 JP 1153482 A JP1153482 A JP 1153482A JP 15348289 A JP15348289 A JP 15348289A JP H0755880 B2 JPH0755880 B2 JP H0755880B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- single crystal
- raw material
- compound semiconductor
- semiconductor single
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- 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］ 本発明は単結晶製造技術さらには液体封止チョクラルス
キー法（以下、LEC法と称する）による化合物半導体単
結晶の育成技術に関し、例えばInP単結晶の結晶欠陥密
度の低減に利用して効果のある技術に関する。
キー法（以下、LEC法と称する）による化合物半導体単
結晶の育成技術に関し、例えばInP単結晶の結晶欠陥密
度の低減に利用して効果のある技術に関する。
［従来の技術］ InPのような化合物半導体単結晶は、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や光IC
などシリコンに比べて広い用途を有し、かつ高速デバイ
ス、高周波素子として有望である。しかしながら、化合
物半導体単結晶は結晶欠陥が発生し易く、結晶欠陥が多
いとエピタキシャル層を形成したときに表面状態が悪く
なり、デバイス特性が劣化して歩留りが低下してしま
う。従来、化合物半導体単結晶の結晶欠陥は転位に起因
するものと考えられ、転位の少ない結晶育成技術につい
て多くの提案がなされている。
半導体レーザ、受光素子、太陽電池あるいはFETや光IC
などシリコンに比べて広い用途を有し、かつ高速デバイ
ス、高周波素子として有望である。しかしながら、化合
物半導体単結晶は結晶欠陥が発生し易く、結晶欠陥が多
いとエピタキシャル層を形成したときに表面状態が悪く
なり、デバイス特性が劣化して歩留りが低下してしま
う。従来、化合物半導体単結晶の結晶欠陥は転位に起因
するものと考えられ、転位の少ない結晶育成技術につい
て多くの提案がなされている。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、化合物半導体単結晶にはフーバーエッチング
液によってエッチングしたとき、転位の腐食孔とともに
観察される欠陥の他に、皿状腐食孔、卵状腐食孔あるい
は浅い腐食孔等と呼ばれる欠陥が存在することが明らか
になってきた。従来第４図の顕微鏡写真において中央の
丸型のもの、また第５図の写真においては右下の角型の
ものが着目する皿状、卵状あるいは浅い腐食孔と呼ばれ
るもので他は転位に伴う腐食孔である。従来から転位密
度を低減する技術は多々提案されているが、転位に関連
しない欠陥については、その発生メカニズムが解析され
ていないとともに、それを減らす技術も確立されていな
いのが実状である。
液によってエッチングしたとき、転位の腐食孔とともに
観察される欠陥の他に、皿状腐食孔、卵状腐食孔あるい
は浅い腐食孔等と呼ばれる欠陥が存在することが明らか
になってきた。従来第４図の顕微鏡写真において中央の
丸型のもの、また第５図の写真においては右下の角型の
ものが着目する皿状、卵状あるいは浅い腐食孔と呼ばれ
るもので他は転位に伴う腐食孔である。従来から転位密
度を低減する技術は多々提案されているが、転位に関連
しない欠陥については、その発生メカニズムが解析され
ていないとともに、それを減らす技術も確立されていな
いのが実状である。
本発明は上記のような背景の下になされたもので、その
目的とするところは、皿状腐食孔、卵型腐食孔あるいは
浅い腐食孔と呼ばれる結晶欠陥の少ない化合物半導体単
結晶を育成する技術を提供することにある。
目的とするところは、皿状腐食孔、卵型腐食孔あるいは
浅い腐食孔と呼ばれる結晶欠陥の少ない化合物半導体単
結晶を育成する技術を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、皿状腐食孔、卵型腐食孔もしくは浅い腐
食孔等と呼ばれる転位に起因しない結晶欠陥は、原料ま
たは炉材に含まれる何らかの不純物が核となって発生す
るのではないかと考え、鋭意研究を行った。その結果、
LEC法による化合物半導体単結晶の育成においては、る
つぼ内の原料が完全に溶融してから結晶の引上げを開始
するまでの時間（この明細書では、これを融液放置時間
と称する）と上記結晶欠陥との間には、第１図に示すよ
うに相関があることを見出した。なお、第１図はInP合
成原料塊を約1100gるつぼに入れ、封止剤としてB2O3（3
00g）を用い融液放置時間を100〜500分と変えてInP単結
晶を育成したときの結晶上部の結晶欠陥密度と融液放置
時間との相関である。同図よりこの場合には融液放置時
間を５時間以上とすることにより着目する欠陥をほぼ10
個/cm2以下にすることができることが判る。しかも、そ
の融液放置時間は原料が多いほど長くすればよいことも
見出した。
食孔等と呼ばれる転位に起因しない結晶欠陥は、原料ま
たは炉材に含まれる何らかの不純物が核となって発生す
るのではないかと考え、鋭意研究を行った。その結果、
LEC法による化合物半導体単結晶の育成においては、る
つぼ内の原料が完全に溶融してから結晶の引上げを開始
するまでの時間（この明細書では、これを融液放置時間
と称する）と上記結晶欠陥との間には、第１図に示すよ
うに相関があることを見出した。なお、第１図はInP合
成原料塊を約1100gるつぼに入れ、封止剤としてB2O3（3
00g）を用い融液放置時間を100〜500分と変えてInP単結
晶を育成したときの結晶上部の結晶欠陥密度と融液放置
時間との相関である。同図よりこの場合には融液放置時
間を５時間以上とすることにより着目する欠陥をほぼ10
個/cm2以下にすることができることが判る。しかも、そ
の融液放置時間は原料が多いほど長くすればよいことも
見出した。
この発明は上記知見に基づいてなされたもので、るつぼ
内の原料と封止剤を入れ、ヒータによって加熱、溶融さ
せ、液体封止剤で覆われた上記るつぼ内の原料融液表面
に種結晶と接触させて、回転させながら徐々に引き上げ
て化合物半導体単結晶を育成するにあたり、原料が溶融
した後、炉内を不活性ガスで満たした状態で温度をほぼ
一定に保ったまま融液を５時間以上放置し、その後結晶
の引上げを開始するようにすることを提案する。
内の原料と封止剤を入れ、ヒータによって加熱、溶融さ
せ、液体封止剤で覆われた上記るつぼ内の原料融液表面
に種結晶と接触させて、回転させながら徐々に引き上げ
て化合物半導体単結晶を育成するにあたり、原料が溶融
した後、炉内を不活性ガスで満たした状態で温度をほぼ
一定に保ったまま融液を５時間以上放置し、その後結晶
の引上げを開始するようにすることを提案する。
また、上記融液放置時間をるつぼ内の原料の重量に応じ
て決定する。
て決定する。
なお、融液放置時間は長いほど欠陥は減少するが、融液
放置時間が長いと生産性が低下するので、長くとも30時
間以内とするのが妥当である。
放置時間が長いと生産性が低下するので、長くとも30時
間以内とするのが妥当である。
［作用］ 上記の方法によると皿状腐食孔、卵型腐食孔もしくは浅
い腐食孔等と呼ばれる転位に起因しない結晶欠陥の少な
い化合物半導体単結晶が育成可能となる。
い腐食孔等と呼ばれる転位に起因しない結晶欠陥の少な
い化合物半導体単結晶が育成可能となる。
上記方法により転位に起因しない結晶欠陥が低減するの
は、原料や炉材等に含まれる結晶欠陥の核となる不純物
が、融液を放置している間に封止剤中に取り込まれる
か、あるいは別の不純物と反応し、封止剤中または雰囲
気ガス中に拡散するためであると考えられる。
は、原料や炉材等に含まれる結晶欠陥の核となる不純物
が、融液を放置している間に封止剤中に取り込まれる
か、あるいは別の不純物と反応し、封止剤中または雰囲
気ガス中に拡散するためであると考えられる。
［実施例］ 一例として本発明に係るLEC法を適用してInP単結晶の育
成を行った。
成を行った。
InP合成原料塊1100gを、石英製るつぼ（pBN製でもよ
い）に充填し、その封止剤としてB2O3を300gを入れて炉
内に設置した後、炉内を約40気圧のN2ガスで満たし、る
つぼ周囲に配置されたヒータへ給電して炉内温度を上昇
させた。るつぼ内のInP合成原料が溶融した時点で昇温
を停止させ、そのまま300分間以上放置してから融液表
面に種結晶を接触させて引上げを開始した。
い）に充填し、その封止剤としてB2O3を300gを入れて炉
内に設置した後、炉内を約40気圧のN2ガスで満たし、る
つぼ周囲に配置されたヒータへ給電して炉内温度を上昇
させた。るつぼ内のInP合成原料が溶融した時点で昇温
を停止させ、そのまま300分間以上放置してから融液表
面に種結晶を接触させて引上げを開始した。
上記方法によりInP単結晶を３本育成し、育成されたInP
単結晶インゴットから引上げ軸と直交する方向に種結晶
からの距離の異なるウェーハを切り出して、フーバーエ
ッチング液でエッチングを行って表面を観察し、皿状腐
食孔、卵型腐食孔もしくは浅い腐食孔等と呼ばれる結晶
欠陥の密度を測定した。
単結晶インゴットから引上げ軸と直交する方向に種結晶
からの距離の異なるウェーハを切り出して、フーバーエ
ッチング液でエッチングを行って表面を観察し、皿状腐
食孔、卵型腐食孔もしくは浅い腐食孔等と呼ばれる結晶
欠陥の密度を測定した。
第２図にその測定結果を示す。
同図により、本発明を適用すると単結晶全体に亘って皿
状腐食孔、卵型腐食孔もしくは浅い腐食孔等と呼ばれる
結晶欠陥が結晶全体にわたり10個/cm2以下になることが
判る。
状腐食孔、卵型腐食孔もしくは浅い腐食孔等と呼ばれる
結晶欠陥が結晶全体にわたり10個/cm2以下になることが
判る。
比較のため、融液放置時間のみ250分以下とし、その他
を上記実施例と同一の条件にして、育成したInP単結晶
インゴットについて、各インゴットの種結晶からの距離
を変えてそれぞれウェーハを切り出して皿状腐食孔、卵
型腐食孔もしくは浅い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥密度
を測定した。
を上記実施例と同一の条件にして、育成したInP単結晶
インゴットについて、各インゴットの種結晶からの距離
を変えてそれぞれウェーハを切り出して皿状腐食孔、卵
型腐食孔もしくは浅い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥密度
を測定した。
その測定結果を第３図に示す。
同図により、融液放置時間が短いと、1cm2当り数十〜数
百個の腐食孔が発生し、結晶欠陥密度のバラツキも大き
いことが判る。
百個の腐食孔が発生し、結晶欠陥密度のバラツキも大き
いことが判る。
なお、InP合成原料塊を例えば3000gとして単結晶を育成
する場合には、融液放置時間を600分とすれば、上記と
同様に結晶全体に亘って皿状腐食孔、卵型腐食孔もしく
は浅い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥の少ないInP単結晶
を育成することができることを確認した。従って、融液
放置時間は融液重量に応じて適宜決定される。
する場合には、融液放置時間を600分とすれば、上記と
同様に結晶全体に亘って皿状腐食孔、卵型腐食孔もしく
は浅い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥の少ないInP単結晶
を育成することができることを確認した。従って、融液
放置時間は融液重量に応じて適宜決定される。
また、上記実施例ではInP単結晶の育成を例にとって説
明したが、GaAsその他の化合物半導体単結晶の育成に利
用することができる。
明したが、GaAsその他の化合物半導体単結晶の育成に利
用することができる。
以上説明したようにこの発明はるつぼ内に原料と封止剤
を入れ、ヒータによって加熱、溶融させ、上記るつぼ内
の液体封止剤で覆われた原料融液表面に種結晶を接触さ
せて、回転させながら徐々に引き上げて化合物半導体単
結晶を育成するにあたり、原料が溶融した後、炉内を不
活性ガスで満たした状態で温度をほぼ一定に保ったまま
融液を５時間以上放置し、この後結晶の引上げを開始す
るようにしたので、皿状腐食孔、卵型腐食孔もしくは浅
い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥を低減させることができ
るという効果がある。
を入れ、ヒータによって加熱、溶融させ、上記るつぼ内
の液体封止剤で覆われた原料融液表面に種結晶を接触さ
せて、回転させながら徐々に引き上げて化合物半導体単
結晶を育成するにあたり、原料が溶融した後、炉内を不
活性ガスで満たした状態で温度をほぼ一定に保ったまま
融液を５時間以上放置し、この後結晶の引上げを開始す
るようにしたので、皿状腐食孔、卵型腐食孔もしくは浅
い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥を低減させることができ
るという効果がある。
第１図は融液放置時間とInP単結晶上部ウェーハの皿状
腐食孔、卵型腐食孔もしくは浅い腐食孔等と呼ばれる結
晶欠陥密度との関係を示す相関図、 第２図は融液放置時間を300分以上としてLEC法によりIn
P単結晶を育成した場合の皿状腐食孔、卵型腐食孔もし
くは浅い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥密度と結晶の位置
（種結晶からの距離）との関係を示す図、 第３図は融液放置時間を250分以内としてLEC法によりIn
P単結晶を育成した場合の皿状腐食孔、卵型腐食孔もし
くは浅い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥密度と結晶の位置
（種結晶からの距離）との関係を示す図、 第４図および第５図は各々フーバーエッチング液でエッ
チングした後のウェーハ表面の結晶構造を示す顕微鏡写
真である。
腐食孔、卵型腐食孔もしくは浅い腐食孔等と呼ばれる結
晶欠陥密度との関係を示す相関図、 第２図は融液放置時間を300分以上としてLEC法によりIn
P単結晶を育成した場合の皿状腐食孔、卵型腐食孔もし
くは浅い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥密度と結晶の位置
（種結晶からの距離）との関係を示す図、 第３図は融液放置時間を250分以内としてLEC法によりIn
P単結晶を育成した場合の皿状腐食孔、卵型腐食孔もし
くは浅い腐食孔等と呼ばれる結晶欠陥密度と結晶の位置
（種結晶からの距離）との関係を示す図、 第４図および第５図は各々フーバーエッチング液でエッ
チングした後のウェーハ表面の結晶構造を示す顕微鏡写
真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−88398（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−226888（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−56396（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】石英製またはpBN製るつぼ内に原料と封止
剤を入れ、ヒータによって加熱、溶融させ、液体封止剤
で覆われた上記るつぼ内の原料融液表面で種結晶を接触
させて、回転させながら徐々に引き上げて化合物半導体
単結晶を育成するにあたり、原料が溶融した後、炉内を
不活性ガスで満たした状態で温度をほぼ一定に保ったま
ま原料融液を５時間以上放置し、その後結晶の引上げを
開始するようにした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】上記融液放置時間を、るつぼ内の原料の重
量に応じて決定するようにしたことを特徴とする請求項
１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 |
|---|---|---|---|
| JP1153482A JPH0755880B2 (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP1153482A JPH0755880B2 (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0316996A JPH0316996A (ja) | 1991-01-24 |
| JPH0755880B2 true JPH0755880B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=15563539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1153482A Expired - Lifetime JPH0755880B2 (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755880B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4690015B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2011-06-01 | ホシザキ電機株式会社 | 保管庫の箱体構造 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5988398A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ガリウムガ−ネツト単結晶の製造方法 |
| JPS62226888A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-05 | Toshiba Corp | 揮発性元素を含む化合物半導体単結晶の製造方法 |
| JPH0615439B2 (ja) * | 1986-08-20 | 1994-03-02 | 株式会社東芝 | ▲ｉｉｉ▼−▲ｖ▼族化合物半導体単結晶の製造方法 |
-
1989
- 1989-06-15 JP JP1153482A patent/JPH0755880B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0316996A (ja) | 1991-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7442355B2 (en) | Indium phosphide substrate and indium phosphide monocrystal and method of manufacturing thereof | |
| JPH03122097A (ja) | 単結晶の２‐６族または３‐５族化合物の製造法及びそれより作られる製品 | |
| US5871580A (en) | Method of growing a bulk crystal | |
| US20090072205A1 (en) | Indium phosphide substrate, indium phosphide single crystal and process for producing them | |
| US20060260536A1 (en) | Vessel for growing a compound semiconductor single crystal, compound semiconductor single crystal, and process for fabricating the same | |
| EP0036891B1 (en) | Minimization of strain in single crystals | |
| US6878202B2 (en) | Method for growing single crystal of compound semiconductor and substrate cut out therefrom | |
| JP2003206200A (ja) | ｐ型ＧａＡｓ単結晶及びその製造方法 | |
| JPH0755880B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP2004115339A (ja) | 縦型ボート法によるＧａＡｓ単結晶の製造方法及び縦型ボート法によるＧａＡｓ単結晶の製造装置 | |
| US6045767A (en) | Charge for vertical boat growth process and use thereof | |
| JP2004099390A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法及び化合物半導体単結晶 | |
| JP2574618B2 (ja) | 結晶成長方法と結晶成長用るつぼ | |
| JPH10152393A (ja) | バルク結晶の成長方法及びバルク結晶成長用種結晶 | |
| JP7046242B1 (ja) | リン化インジウム単結晶インゴットの製造方法及びリン化インジウム基板の製造方法 | |
| JPH10212192A (ja) | バルク結晶の成長方法 | |
| JP4200690B2 (ja) | ＧａＡｓウェハの製造方法 | |
| JPS606918B2 (ja) | ３−５族化合物単結晶の製造方法 | |
| JP2004307227A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP3806793B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| Deitch et al. | Growth of Large Diameter Silicon-Germanium Monocrystals | |
| JPH0867593A (ja) | 単結晶の成長方法 | |
| US20230170391A1 (en) | N-type doped germanium monocrystals and wafers derived therefrom | |
| JP2773441B2 (ja) | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 | |
| JP2003137699A (ja) | ＩｎＰ単結晶およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080614 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080614 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100614 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100614 Year of fee payment: 15 |