JPH08756B2 - 無機化合物単結晶の成長方法 - Google Patents
無機化合物単結晶の成長方法Info
- Publication number
- JPH08756B2 JPH08756B2 JP20087086A JP20087086A JPH08756B2 JP H08756 B2 JPH08756 B2 JP H08756B2 JP 20087086 A JP20087086 A JP 20087086A JP 20087086 A JP20087086 A JP 20087086A JP H08756 B2 JPH08756 B2 JP H08756B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- group
- inorganic compound
- compound
- iii
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、Ｂの濃度が低く、かつ電気的特性の優れた
第III b族及び第V b族元素からなる無機化合物（以下、
「III−Ｖ化合物」という。）単結晶の成長方法に関す
る。
第III b族及び第V b族元素からなる無機化合物（以下、
「III−Ｖ化合物」という。）単結晶の成長方法に関す
る。
「従来の技術」 GaAs、InP等のIII−Ｖ化合物単結晶は、IC、電界効果
トランジスター等の半導体装置の基板として広く用いら
れている。
トランジスター等の半導体装置の基板として広く用いら
れている。
これらの半導体装置は、生産性の高いイオン注入法に
より製造されることが多い。
より製造されることが多い。
イオン注入法では、比抵抗が107Ω・cm以上の、いわ
ゆる、半絶縁性III−Ｖ化合物単結晶基板に導電性不純
物イオンを所定のパターンに従って注入したあと、該注
入済みの基板をアニールして、注入した不純物イオンを
活性化することによって、所望の半導体装置を製造す
る。
ゆる、半絶縁性III−Ｖ化合物単結晶基板に導電性不純
物イオンを所定のパターンに従って注入したあと、該注
入済みの基板をアニールして、注入した不純物イオンを
活性化することによって、所望の半導体装置を製造す
る。
本出願人等は、イオン注入法により半導体装置を製造
する場合、Ｂの濃度が低い基板を用いると、注入した不
純物の活性化率が高く、かつ活性化率のばらつきが小さ
いことを見出だして、既に、出願した（特願昭61−8676
0号）。
する場合、Ｂの濃度が低い基板を用いると、注入した不
純物の活性化率が高く、かつ活性化率のばらつきが小さ
いことを見出だして、既に、出願した（特願昭61−8676
0号）。
III−Ｖ化合物単結晶の成長方法としては、該化合物
の融液をB2O3の融液等の封止剤で覆いながら成長させる
液体封止引き上げ法（以下、「LEC法」という。）が採
用されていた。
の融液をB2O3の融液等の封止剤で覆いながら成長させる
液体封止引き上げ法（以下、「LEC法」という。）が採
用されていた。
しかしながら、通常のLEC法では、引き上げた単結晶
が封止剤を出て高温の雰囲気に曝されるので、その表面
からAs等の第V b族元素が逃散して結晶欠陥を生じる等
の問題点があった。
が封止剤を出て高温の雰囲気に曝されるので、その表面
からAs等の第V b族元素が逃散して結晶欠陥を生じる等
の問題点があった。
このような問題点を解決するために、引き上げた単結
晶の少なくとも直胴部が、引き上げが完了するまで、常
に、封止剤の中にあって、高温の雰囲気に曝されないよ
うにして成長させる、いわゆる、完全封止引き上げ法
（Fully Encapsulated Czochralsky法、以下「FEC法」
という。）が提案されていた（特開昭58−135626号公
報）。
晶の少なくとも直胴部が、引き上げが完了するまで、常
に、封止剤の中にあって、高温の雰囲気に曝されないよ
うにして成長させる、いわゆる、完全封止引き上げ法
（Fully Encapsulated Czochralsky法、以下「FEC法」
という。）が提案されていた（特開昭58−135626号公
報）。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、FEC法により成長させた単結晶は、通
常のLEC法により成長させた単結晶と比較して、結晶欠
陥は少ないが、Ｂの濃度が高く、５×1017cm-3以上とな
るという問題点があった。
常のLEC法により成長させた単結晶と比較して、結晶欠
陥は少ないが、Ｂの濃度が高く、５×1017cm-3以上とな
るという問題点があった。
「問題点を解決するための手段」 本発明者等は、FEC法によって成長させたIII−Ｖ化合
物単結晶中に含まれるＢ濃度が、８×1016cm-3以下にす
る方法を開発することを目的として、鋭意研究を重ねた
結果、本発明に到達したものである。
物単結晶中に含まれるＢ濃度が、８×1016cm-3以下にす
る方法を開発することを目的として、鋭意研究を重ねた
結果、本発明に到達したものである。
本発明の上記の目的は、III−Ｖ化合物を、封止剤と
してB2O3を用いるFEC法によって成長させる方法におい
て、第III b族及び第V b族元素の酸化物の少なくとも一
方を上記封止剤の0.005〜0.15モル％に相当する量を添
加した上記III−Ｖ化合物の融液から成長させることに
より上記単結晶に含まれるＢの濃度を８×1016cm-3以下
とする方法によって達せられる。
してB2O3を用いるFEC法によって成長させる方法におい
て、第III b族及び第V b族元素の酸化物の少なくとも一
方を上記封止剤の0.005〜0.15モル％に相当する量を添
加した上記III−Ｖ化合物の融液から成長させることに
より上記単結晶に含まれるＢの濃度を８×1016cm-3以下
とする方法によって達せられる。
本発明の単結晶の成長は、FEC法により、単結晶成長
が完了するまで、常に成長させる単結晶を少なくともそ
の直胴部を封止剤中にとどめることが必要である。その
ためには、封止剤の使用量は、成長させるべき単結晶の
直胴部の長さ以上の深さに相当する封止剤融液が形成さ
れるような量とするのがよい。
が完了するまで、常に成長させる単結晶を少なくともそ
の直胴部を封止剤中にとどめることが必要である。その
ためには、封止剤の使用量は、成長させるべき単結晶の
直胴部の長さ以上の深さに相当する封止剤融液が形成さ
れるような量とするのがよい。
封止剤としては、B2O3が適当である。これは、B2O3が
III−Ｖ化合物の融点付近で透明、かつ、不活性な融液
を与えるからである。B2O3としては、含水率が300重量p
pm以下、より好ましくは、150重量ppm以下とするのが好
ましい。これは、含水率が低いとB2O3の透明度が高く、
種付けが容易であり、さらに、双晶、多結晶等の発生を
抑制できるからである。
III−Ｖ化合物の融点付近で透明、かつ、不活性な融液
を与えるからである。B2O3としては、含水率が300重量p
pm以下、より好ましくは、150重量ppm以下とするのが好
ましい。これは、含水率が低いとB2O3の透明度が高く、
種付けが容易であり、さらに、双晶、多結晶等の発生を
抑制できるからである。
単結晶成長の際には、融液の熱対流を抑制するため
に、るつぼを磁場中に置くのが好ましい。磁場の方向
は、単結晶の引き上げ方向と平行の方向とするのが好ま
しい。
に、るつぼを磁場中に置くのが好ましい。磁場の方向
は、単結晶の引き上げ方向と平行の方向とするのが好ま
しい。
本発明方法によって単結晶を成長させるIII−Ｖ化合
物としては、GaAs、Inを１×1018〜５×1020cm-3含有す
るGaAs、InAs、InP、GaP等がある。これらIII−Ｖ化合
物単結晶の原料は、予め合成した当該III−Ｖ化合物の
多結晶を用いてもよいが、該当する第III b族元素及び
第V b族元素を必要量るつぼに仕込み、成長装置内でIII
−Ｖ化合物を合成する、直接合成法によるのが高純度の
単結晶が得られるので好ましい。この場合、第III b族
及び第V b族元素のモル比、［III］／｛［III］＋
［Ｖ］｝を、0.50〜0.52の範囲にすると電気的特性の良
好な単結晶が得られるので好ましい。
物としては、GaAs、Inを１×1018〜５×1020cm-3含有す
るGaAs、InAs、InP、GaP等がある。これらIII−Ｖ化合
物単結晶の原料は、予め合成した当該III−Ｖ化合物の
多結晶を用いてもよいが、該当する第III b族元素及び
第V b族元素を必要量るつぼに仕込み、成長装置内でIII
−Ｖ化合物を合成する、直接合成法によるのが高純度の
単結晶が得られるので好ましい。この場合、第III b族
及び第V b族元素のモル比、［III］／｛［III］＋
［Ｖ］｝を、0.50〜0.52の範囲にすると電気的特性の良
好な単結晶が得られるので好ましい。
一方、上記III−Ｖ化合物の融液に添加すべき第III b
族元素の酸化物としては、Ga2O3、In2O3等がある。ま
た、第V b族元素の酸化物としては、As2O3、As2O5、P2O
5、P2O6、Sb2O3等がある。実際には、これらの酸化物の
うち、単結晶成長させるIII−Ｖ化合物を構成する第III
b族元素及び／又は第V b族元素と同一の元素の酸化物
を選択するのが好ましい。
族元素の酸化物としては、Ga2O3、In2O3等がある。ま
た、第V b族元素の酸化物としては、As2O3、As2O5、P2O
5、P2O6、Sb2O3等がある。実際には、これらの酸化物の
うち、単結晶成長させるIII−Ｖ化合物を構成する第III
b族元素及び／又は第V b族元素と同一の元素の酸化物
を選択するのが好ましい。
上記酸化物は、使用する封止剤の0.005〜0.15モル
％、好ましくは0.01〜0.05モル％に相当する量が適当で
ある。添加量が、0.005モル％未満であると本発明の効
果が発揮されず、また、0.15モル％を超えると、得られ
た単結晶の結晶性及び電気的特性を悪化させるので好ま
しくない。
％、好ましくは0.01〜0.05モル％に相当する量が適当で
ある。添加量が、0.005モル％未満であると本発明の効
果が発揮されず、また、0.15モル％を超えると、得られ
た単結晶の結晶性及び電気的特性を悪化させるので好ま
しくない。
上記酸化物としては、第III b族及び第V b族元素の酸
化物のいずれか一方のみを添加してもよく、また、双方
を同時に添加してもよい。
化物のいずれか一方のみを添加してもよく、また、双方
を同時に添加してもよい。
上記酸化物は、単結晶原料をるつぼに仕込む際に同時
に仕込むのがよいが、予め上記酸化物の所望量を添加し
たB2O3を封止剤として用いてもよい。
に仕込むのがよいが、予め上記酸化物の所望量を添加し
たB2O3を封止剤として用いてもよい。
本発明方法によって得られた単結晶のＢの濃度は、８
×1016cm-3以下、好ましくは、５×1016cm-3以下が適当
である。Ｂの濃度が、８×1016cm-3を超えると、イオン
注入された不純物の活性化率が低く、かつ活性化率がば
らつくので好ましくない。
×1016cm-3以下、好ましくは、５×1016cm-3以下が適当
である。Ｂの濃度が、８×1016cm-3を超えると、イオン
注入された不純物の活性化率が低く、かつ活性化率がば
らつくので好ましくない。
その他の単結晶成長の条件は、通常のFEC法の条件と
同様でよい。
同様でよい。
「発明の効果」 本発明方法によると、次のような顕著な効果があるの
で産業上の利用価値は大である。
で産業上の利用価値は大である。
（１） Ｂの濃度の低いIII−Ｖ化合物の単結晶が得ら
れるので、IC等の半導体装置製造用基板の製造に適す
る。
れるので、IC等の半導体装置製造用基板の製造に適す
る。
（２） 転位等の結晶欠陥の少ない単結晶が得られる。
「実施例」 本発明は、実施例及び比較例に基づいて具体的に説明
する。
する。
以下の実施例及び比較例において、Ｂ濃度は、二次イ
オン質量分析法によって測定した。
オン質量分析法によって測定した。
また、エッチ・ピット密度は、熔融水酸化カリウム
で、400℃、15分間エッチングした後、顕微鏡によって
計数した。
で、400℃、15分間エッチングした後、顕微鏡によって
計数した。
比抵抗は、ファン・デア・ポー法によって測定した。
実施例 熱分解窒化ほう素製のるつぼに、In70g、Ga1000g、As
1160g含水率100重量ppmのB2O31200g及びGa2O31.5g（使
用したB2O3の0.046モル％に相当する量である。）を仕
込んだ。
1160g含水率100重量ppmのB2O31200g及びGa2O31.5g（使
用したB2O3の0.046モル％に相当する量である。）を仕
込んだ。
上記るつぼを高圧単結晶引き上げ装置内に収容し、続
いて、該装置内を減圧にした後、アルゴンを導入して、
65kg/cm2（ゲージ圧、以下同じ）の圧力とした。
いて、該装置内を減圧にした後、アルゴンを導入して、
65kg/cm2（ゲージ圧、以下同じ）の圧力とした。
続いて、1400℃に加熱して、Inを１×1021cm-3添加さ
れたGaAs融液を合成した。
れたGaAs融液を合成した。
GaAs融液の合成が終了した後、装置内のアルゴン圧を
20kg/cm-3に降下し、かつ、1.43×105A/mの磁場を印加
した。磁場の方向は、単結晶引き上げの方向と平行な方
向とした。
20kg/cm-3に降下し、かつ、1.43×105A/mの磁場を印加
した。磁場の方向は、単結晶引き上げの方向と平行な方
向とした。
単結晶の引き上げ速度は、4mm/hr.、成長方向は、＜1
00＞方向とした。
00＞方向とした。
得られた単結晶は、直胴部の直径が、53mm、重量1916
gであった。
gであった。
固化率が、0.1及び0.8に相当する位置から切り出した
基板のＢ濃度は、それぞれ2.1×1016cm-3および2.6×10
16cm-3であった。
基板のＢ濃度は、それぞれ2.1×1016cm-3および2.6×10
16cm-3であった。
また、エッチ・ピット密度は、固化率0.1及び0.8に相
当する位置で、それぞれ42cm-2及び53cm-2であった。
当する位置で、それぞれ42cm-2及び53cm-2であった。
また、引抵抗は、上記各位置について、それぞれ5.1
×107Ω・cm及び6.8×107Ω・cmであった。
×107Ω・cm及び6.8×107Ω・cmであった。
比較例 Ga2O3を添加しなかったこと以外は実施例と同様にし
て、GaAs単結晶を成長させた。
て、GaAs単結晶を成長させた。
得られた単結晶は、直胴部の直径が51mm、重量2005g
であった。
であった。
固化率が、0.1及び0.8に相当する位置におけるＢの濃
度は、それぞれ1.2×1018cm-3及び1.9×1018cm-3であっ
た。
度は、それぞれ1.2×1018cm-3及び1.9×1018cm-3であっ
た。
また、エッチ・ピット密度は、上記各位置で68cm-2及
び79cm-2であった。
び79cm-2であった。
比抵抗は、それぞれ4.8×107Ω・cm及び6.5×107Ω・
cmであった。
cmであった。
以上の実施例及び比較例から明らかな通り、本発明方
法によって成長させた単結晶は、従来のFEC法によって
成長された単結晶に比較して、Ｂの濃度が低い各種半導
体装置の製造に適したIII−Ｖ化合物の単結晶が得られ
る。
法によって成長させた単結晶は、従来のFEC法によって
成長された単結晶に比較して、Ｂの濃度が低い各種半導
体装置の製造に適したIII−Ｖ化合物の単結晶が得られ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡野 毅 茨城県牛久市田宮町１番地127 (56)参考文献 特開 昭61−178497（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】第III b族及び第V b族元素からなる無機化
合物単結晶を封止剤としてB2O3を用いる完全封止引き上
げ法によって成長させる方法において、第III b族及び
第V b族元素の酸化物の少なくとも一方を上記封止剤の
0.005〜0.15モル％に相当する量を添加した上記無機化
合物の融液から成長させることにより、上記単結晶に含
まれるＢの濃度を８×1016cm-3以下とすることを特徴と
する方法。 - 【請求項２】第III b族元素の酸化物が、Ga2O3である特
許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】第III b族元素の酸化物が、In2O3である特
許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項４】第V b族元素の酸化物が、As2O3である特許
請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項５】第V b族元素の酸化物が、As2O5である特許
請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項６】第III b族及び第V b族元素からなる無機化
合物が、GaAsである特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項７】第III b族及び第V b族元素からなる無機化
合物が、Inを１×1018〜５×1020cm-3含有するGaAsであ
る特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項又は
第５項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20087086A JPH08756B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 無機化合物単結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20087086A JPH08756B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 無機化合物単結晶の成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355195A JPS6355195A (ja) | 1988-03-09 |
| JPH08756B2 true JPH08756B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=16431601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20087086A Expired - Fee Related JPH08756B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 無機化合物単結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08756B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63201096A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 化合物半導体結晶の製造方法 |
| JP2533553Y2 (ja) * | 1989-12-15 | 1997-04-23 | 新日本無線株式会社 | マイクロ波加熱装置 |
| FR2810785B1 (fr) * | 2000-06-21 | 2002-08-23 | Commissariat Energie Atomique | Element combustible et reacteur nucleaire a refrigerant gazeux utilisant des elements combustibles de ce type |
-
1986
- 1986-08-27 JP JP20087086A patent/JPH08756B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6355195A (ja) | 1988-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4528061A (en) | Process for manufacturing boron-doped gallium arsenide single crystal | |
| JP2003124219A (ja) | シリコンウエーハおよびエピタキシャルシリコンウエーハ | |
| JPH11314997A (ja) | 半導体シリコン単結晶ウェーハの製造方法 | |
| JPH08756B2 (ja) | 無機化合物単結晶の成長方法 | |
| JPH0234597A (ja) | 水平ブリッジマン法によるＧａＡｓ単結晶の成長方法 | |
| EP0745704A2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer epitaktisch beschichteten Halbleiterscheibe | |
| JPH11268998A (ja) | ＧａＡｓ単結晶インゴットおよびその製造方法ならびにそれを用いたＧａＡｓ単結晶ウエハ | |
| JP2002255697A (ja) | ガリウム砒素単結晶及びガリウム砒素ウェハ並びにガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JP2527718B2 (ja) | 液体カプセル引き上げ法用封止剤及び単結晶の成長方法 | |
| JPH02229796A (ja) | ｐ型低転位密度ＩｎＰ単結晶基板材料 | |
| JPH0543679B2 (ja) | ||
| JPH05121319A (ja) | 半導体装置の製造法 | |
| KR102429972B1 (ko) | 고저항 웨이퍼 제조 방법 | |
| JP2593148B2 (ja) | 化合物半導体の単結晶の育成方法 | |
| JP2736343B2 (ja) | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶の製造方法 | |
| JPS5912639B2 (ja) | 結晶成長法 | |
| JPH01215799A (ja) | 半絶縁性ＧａＡｓ化合物半導体単結晶及びその製造方法 | |
| JPS6325297A (ja) | ド−ピングによる単結晶３−５半絶縁物質の製造方法 | |
| CA1214381A (en) | Method of growing gallium arsenide crystals using boron oxide encapsulant | |
| JPS6313960B2 (ja) | ||
| JPH0517196B2 (ja) | ||
| JPS6389497A (ja) | 珪素添加ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| GRANT | 3 Group III-V compounds | |
| JP2001151600A (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS60118696A (ja) | リン化インジウム単結晶の育成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |