JPH1036197A - Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の製造方法 - Google Patents
Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の製造方法Info
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- JPH1036197A JPH1036197A JP9106115A JP10611597A JPH1036197A JP H1036197 A JPH1036197 A JP H1036197A JP 9106115 A JP9106115 A JP 9106115A JP 10611597 A JP10611597 A JP 10611597A JP H1036197 A JPH1036197 A JP H1036197A
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Classifications
-
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- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B11/08—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt every component of the crystal composition being added during the crystallisation
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-
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-
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- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
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- C30B29/42—Gallium arsenide
Abstract
(57)【要約】
【課題】 結晶成長の際に添加カーボン量の調整を容易
に行なうことができ、かつ、不純物が除去された良好な
電気特性を有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶を、再
現性よく製造することができる方法を提供する。 【解決手段】 カーボンが添加されたＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体結晶の製造方法であって、るつぼ１内に、化合
物原料２、固体カーボン１３および酸化ホウ素４を充填
するステップと、化合物原料２、固体カーボン１３およ
び酸化ホウ素４が充填されたるつぼ１を、ガス不透過性
材料からなる気密性容器５内に密封するステップと、気
密性容器５内に密封した状態で化合物原料２を加熱溶融
するステップと、溶融した化合物原料２を固化させて、
カーボンが添加された化合物半導体結晶を成長するステ
ップとを備える。
に行なうことができ、かつ、不純物が除去された良好な
電気特性を有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶を、再
現性よく製造することができる方法を提供する。 【解決手段】 カーボンが添加されたＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体結晶の製造方法であって、るつぼ１内に、化合
物原料２、固体カーボン１３および酸化ホウ素４を充填
するステップと、化合物原料２、固体カーボン１３およ
び酸化ホウ素４が充填されたるつぼ１を、ガス不透過性
材料からなる気密性容器５内に密封するステップと、気
密性容器５内に密封した状態で化合物原料２を加熱溶融
するステップと、溶融した化合物原料２を固化させて、
カーボンが添加された化合物半導体結晶を成長するステ
ップとを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体結晶の製造方法に関するものであり、特に、
カーボンが添加されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の
製造方法に関するものである。
合物半導体結晶の製造方法に関するものであり、特に、
カーボンが添加されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】カーボンが添加されたＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体結晶の製造方法に関しては、従来より以下のよ
うな種々の先行技術があった。
物半導体結晶の製造方法に関しては、従来より以下のよ
うな種々の先行技術があった。
【０００３】これらの中で、特開昭６４−７９０８７号
公報（以下、「先行技術１」という）には、グラジェン
トフリーズ法または水平ブリッジマン法（ＨＢ法）によ
るカーボン添加ＧａＡｓ単結晶の製造方法が開示されて
いる。
公報（以下、「先行技術１」という）には、グラジェン
トフリーズ法または水平ブリッジマン法（ＨＢ法）によ
るカーボン添加ＧａＡｓ単結晶の製造方法が開示されて
いる。
【０００４】図６は、この先行技術１によるカーボン添
加ＧａＡｓ単結晶の製造方法を説明するための図であ
る。
加ＧａＡｓ単結晶の製造方法を説明するための図であ
る。
【０００５】図６を参照して、まず、石英製反応管５５
の内部の一方端に、炭素源としてグラファイト製のボー
ト５１を配置し、この中に原料のガリウム（Ｇａ）５２
を入れる。また、石英製反応管５５の内部の他方端には
ヒ素（Ａｓ）５７を配置し、石英製反応管５５を真空封
止する。これを電気炉に設置して加熱し、ＧａＡｓ原料
を合成した後、一定の温度勾配を保って降温することに
より、ＧａＡｓ単結晶を成長する。
の内部の一方端に、炭素源としてグラファイト製のボー
ト５１を配置し、この中に原料のガリウム（Ｇａ）５２
を入れる。また、石英製反応管５５の内部の他方端には
ヒ素（Ａｓ）５７を配置し、石英製反応管５５を真空封
止する。これを電気炉に設置して加熱し、ＧａＡｓ原料
を合成した後、一定の温度勾配を保って降温することに
より、ＧａＡｓ単結晶を成長する。
【０００６】このとき、グラファイト製のボート５１の
炭素は、石英製反応管５５内に残留するＡｓ2 Ｏ3 、Ｇ
ａ2 Ｏ等から供給される酸素と反応して、ＣＯ、ＣＯ2
等のガスとなり、結晶成長するＧａＡｓ中に添加され
る。
炭素は、石英製反応管５５内に残留するＡｓ2 Ｏ3 、Ｇ
ａ2 Ｏ等から供給される酸素と反応して、ＣＯ、ＣＯ2
等のガスとなり、結晶成長するＧａＡｓ中に添加され
る。
【０００７】この方法によれば、炭素の添加量は、石英
製反応管５５内の封止時の全酸素量、合成反応条件また
は単結晶成長条件等によって制御することが可能である
と記載されている。
製反応管５５内の封止時の全酸素量、合成反応条件また
は単結晶成長条件等によって制御することが可能である
と記載されている。
【０００８】また、日本結晶成長学会誌，１９９１，Ｖ
ｏｌ．１８，Ｎｏ．４，Ｐ８８〜９５（以下、「先行技
術２」という）には、垂直温度勾配法（ＶＧＦ法）によ
るカーボン添加ＧａＡｓ単結晶の製造方法が開示されて
いる。
ｏｌ．１８，Ｎｏ．４，Ｐ８８〜９５（以下、「先行技
術２」という）には、垂直温度勾配法（ＶＧＦ法）によ
るカーボン添加ＧａＡｓ単結晶の製造方法が開示されて
いる。
【０００９】図７は、この先行技術２によるカーボン添
加ＧａＡｓ単結晶の製造方法を説明するための図であ
る。
加ＧａＡｓ単結晶の製造方法を説明するための図であ
る。
【００１０】図７を参照して、まず、ＬＥＣ法で直接合
成された予めカーボンの添加された原料６２と、酸化ホ
ウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）６４とを、るつぼ６１内に配置し、石
英アンプル６５に真空封入する。これを縦型炉に設置し
て加熱し、原料と酸化ホウ素を融解する。炉に一定の温
度勾配を保って降温することにより、ＧａＡｓ単結晶を
成長する。
成された予めカーボンの添加された原料６２と、酸化ホ
ウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）６４とを、るつぼ６１内に配置し、石
英アンプル６５に真空封入する。これを縦型炉に設置し
て加熱し、原料と酸化ホウ素を融解する。炉に一定の温
度勾配を保って降温することにより、ＧａＡｓ単結晶を
成長する。
【００１１】このとき、水分含有量が２００ｐｐｍの酸
化ホウ素が、ＧａＡｓ融液６２表面の外周部のみを覆
い、ＧａＡｓ融液６２の上面の中心部は雰囲気に露出し
ている。この先行技術２の方法では、ＧａＡｓ融液のス
トイキオメトリをコントロールするために、融液表面を
露出させることが必須となる。また、ヒ素６７により、
石英アンプル６５内の蒸気圧制御が行なわれる。
化ホウ素が、ＧａＡｓ融液６２表面の外周部のみを覆
い、ＧａＡｓ融液６２の上面の中心部は雰囲気に露出し
ている。この先行技術２の方法では、ＧａＡｓ融液のス
トイキオメトリをコントロールするために、融液表面を
露出させることが必須となる。また、ヒ素６７により、
石英アンプル６５内の蒸気圧制御が行なわれる。
【００１２】この方法では、結晶のカーボン濃度は、原
料のカーボン濃度に依存する。また、特開平３−１２２
０９７号公報（以下、「先行技術３」という）には、垂
直ブリッジマン法（ＶＢ法）によるカーボン添加ＧａＡ
ｓ単結晶の製造方法が開示されている。
料のカーボン濃度に依存する。また、特開平３−１２２
０９７号公報（以下、「先行技術３」という）には、垂
直ブリッジマン法（ＶＢ法）によるカーボン添加ＧａＡ
ｓ単結晶の製造方法が開示されている。
【００１３】図８は、この先行技術３によるカーボン添
加ＧａＡｓ単結晶の製造方法を説明するための図であ
る。
加ＧａＡｓ単結晶の製造方法を説明するための図であ
る。
【００１４】図８を参照して、まず、るつぼ７１内に、
ＧａＡｓ原料７２を充填する。次に、カーボン源７３
を、るつぼ７１の外側に配置した後、石英アンプル７５
に封入する。これを縦型炉に設置して加熱し、原料を融
解する。温度設定を実質的に保ちながら炉を上方へ移動
し、種結晶７７より原料を固化させることにより、Ｇａ
Ａｓ単結晶を成長する。
ＧａＡｓ原料７２を充填する。次に、カーボン源７３
を、るつぼ７１の外側に配置した後、石英アンプル７５
に封入する。これを縦型炉に設置して加熱し、原料を融
解する。温度設定を実質的に保ちながら炉を上方へ移動
し、種結晶７７より原料を固化させることにより、Ｇａ
Ａｓ単結晶を成長する。
【００１５】この方法によれば、カーボン源７３は、化
合物原料７２と流体連絡しており、ガスの移動が可能で
ある。
合物原料７２と流体連絡しており、ガスの移動が可能で
ある。
【００１６】また、特公平８−５７５９号公報（以下
「先行技術４」という）には、半絶縁性ＧａＡｓ基板の
製造方法が開示されている。
「先行技術４」という）には、半絶縁性ＧａＡｓ基板の
製造方法が開示されている。
【００１７】この先行技術４は、るつぼ内に、原料中ま
たは原料とともに、育成後の結晶中でアクセプタとなる
不純物を、ドナーとなる不純物の濃度を差し引いた上で
１〜３×１０15個／ｃｍ3 となるように添加することを
特徴としている。
たは原料とともに、育成後の結晶中でアクセプタとなる
不純物を、ドナーとなる不純物の濃度を差し引いた上で
１〜３×１０15個／ｃｍ3 となるように添加することを
特徴としている。
【００１８】また、特開平２−７４５９７号公報（以下
「先行技術５」という）には、単結晶に残留する残留Ｓ
ｉ濃度ｎSiに対し、 １×１０15ｃｍ-3≦ｎC ＜ｎSiおよび ｎSi−ｎC ≦４．４×１０15ｃｍ-3 の両式を満足する濃度ｎC のカーボンを含有し、１０6
Ω・ｃｍ以上の比抵抗を有することを特徴とする、クロ
ムドープ半絶縁性ＧａＡｓ単結晶およびその製造方法が
開示されている。
「先行技術５」という）には、単結晶に残留する残留Ｓ
ｉ濃度ｎSiに対し、 １×１０15ｃｍ-3≦ｎC ＜ｎSiおよび ｎSi−ｎC ≦４．４×１０15ｃｍ-3 の両式を満足する濃度ｎC のカーボンを含有し、１０6
Ω・ｃｍ以上の比抵抗を有することを特徴とする、クロ
ムドープ半絶縁性ＧａＡｓ単結晶およびその製造方法が
開示されている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
先行技術のうち、先行技術１においては、酸化ホウ素は
使用されていない。そのため、不純物汚染が考えられ
る。さらに、この方法によれば、カーボン源の量をコン
トロールすることができないため、カーボン濃度の制御
が困難であると推定される。
先行技術のうち、先行技術１においては、酸化ホウ素は
使用されていない。そのため、不純物汚染が考えられ
る。さらに、この方法によれば、カーボン源の量をコン
トロールすることができないため、カーボン濃度の制御
が困難であると推定される。
【００２０】また、先行技術２においては、カーボン源
を用いないため、結晶成長の際にカーボンを添加するこ
とができない。そのため、結晶作製の際にカーボン濃度
を調整することができないという問題がある。また、Ｇ
ａＡｓ融液中のカーボンは、酸化ホウ素中の水分が分解
することにより発生した酸素と反応して、ＣＯガスとし
て失われるため、ＧａＡｓ結晶中のカーボン濃度が低下
するという問題もある。
を用いないため、結晶成長の際にカーボンを添加するこ
とができない。そのため、結晶作製の際にカーボン濃度
を調整することができないという問題がある。また、Ｇ
ａＡｓ融液中のカーボンは、酸化ホウ素中の水分が分解
することにより発生した酸素と反応して、ＣＯガスとし
て失われるため、ＧａＡｓ結晶中のカーボン濃度が低下
するという問題もある。
【００２１】また、先行技術３においては、カーボン源
がるつぼの外側に配置されるため、カーボン濃度のコン
トロールが難しい。また、酸化ホウ素を使用していない
ため、不純物汚染が考えられる。
がるつぼの外側に配置されるため、カーボン濃度のコン
トロールが難しい。また、酸化ホウ素を使用していない
ため、不純物汚染が考えられる。
【００２２】また、先行技術４には、アクセプタとなる
不純物としてカーボンが挙げられているが、実施例とし
ては亜鉛と銅の添加のみしか開示しておらず、カーボン
添加については何ら記載されていない。
不純物としてカーボンが挙げられているが、実施例とし
ては亜鉛と銅の添加のみしか開示しておらず、カーボン
添加については何ら記載されていない。
【００２３】また、先行技術５には、カーボンを含有す
るクロムドープ半絶縁性ＧａＡｓ単結晶について記載さ
れているが、カーボンの添加方法については何ら記載さ
れていない。
るクロムドープ半絶縁性ＧａＡｓ単結晶について記載さ
れているが、カーボンの添加方法については何ら記載さ
れていない。
【００２４】この発明の目的は、上述の問題点を解決
し、結晶成長の際に添加カーボン量の調整を容易に行な
うことができ、かつ、不純物が除去された良好な電気特
性を有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶を、再現性よ
く製造することができる方法を提供することにある。
し、結晶成長の際に添加カーボン量の調整を容易に行な
うことができ、かつ、不純物が除去された良好な電気特
性を有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶を、再現性よ
く製造することができる方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】この発明によるＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法は、カーボンが添加さ
れたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法であっ
て、るつぼまたはボート内に、化合物原料、固体カーボ
ンおよび酸化ホウ素を充填するステップと、化合物原
料、固体カーボンおよび酸化ホウ素が充填されたるつぼ
またはボートを、ガス不透過性材料からなる気密性容器
内に密封するステップと、気密性容器内に密封した状態
で、化合物原料を加熱溶融するステップと、溶融した化
合物原料を固化させて、カーボンが添加された化合物半
導体結晶を成長するステップとを備えている。
Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法は、カーボンが添加さ
れたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法であっ
て、るつぼまたはボート内に、化合物原料、固体カーボ
ンおよび酸化ホウ素を充填するステップと、化合物原
料、固体カーボンおよび酸化ホウ素が充填されたるつぼ
またはボートを、ガス不透過性材料からなる気密性容器
内に密封するステップと、気密性容器内に密封した状態
で、化合物原料を加熱溶融するステップと、溶融した化
合物原料を固化させて、カーボンが添加された化合物半
導体結晶を成長するステップとを備えている。
【００２６】この発明によれば、るつぼまたはボート内
に、化合物原料、固体カーボンおよび酸化ホウ素を充填
するため、化合物原料が溶融した状態において、加熱に
より軟化した酸化ホウ素と、固体カーボンの少なくとも
一部とが、接触した状態が得られる。
に、化合物原料、固体カーボンおよび酸化ホウ素を充填
するため、化合物原料が溶融した状態において、加熱に
より軟化した酸化ホウ素と、固体カーボンの少なくとも
一部とが、接触した状態が得られる。
【００２７】また、この発明によれば、結晶成長の際に
カーボンを添加できるので、原料中のカーボン濃度を調
整する必要がない。また、カーボン濃度の制御性が良好
となる。すなわち、目標のカーボン濃度が、再現性よく
得られる。さらに、酸化ホウ素には不純物除去効果があ
り、酸化ホウ素を添加することにより結晶中の不純物濃
度が低く抑えられるので、良好な電気特性を有する結晶
が得られる。
カーボンを添加できるので、原料中のカーボン濃度を調
整する必要がない。また、カーボン濃度の制御性が良好
となる。すなわち、目標のカーボン濃度が、再現性よく
得られる。さらに、酸化ホウ素には不純物除去効果があ
り、酸化ホウ素を添加することにより結晶中の不純物濃
度が低く抑えられるので、良好な電気特性を有する結晶
が得られる。
【００２８】なお、ガス不透過性材料としては、たとえ
ば石英またはｐＢＮ（熱分解窒化ホウ素）等が挙げられ
る。
ば石英またはｐＢＮ（熱分解窒化ホウ素）等が挙げられ
る。
【００２９】好ましくは、酸化ホウ素は、水分を含有し
ているとよい。酸化ホウ素中の水分は、不純物除去のた
めに不可欠だからである。さらに、この酸化ホウ素中の
水分は、結晶中へのカーボンの取込みにも影響を及ぼし
ていると考えられる。
ているとよい。酸化ホウ素中の水分は、不純物除去のた
めに不可欠だからである。さらに、この酸化ホウ素中の
水分は、結晶中へのカーボンの取込みにも影響を及ぼし
ていると考えられる。
【００３０】なお、酸化ホウ素は、１０〜５００ｗｔ
ｐｐｍの水分を含有していることが好ましい。
ｐｐｍの水分を含有していることが好ましい。
【００３１】また、本発明においては、充填される固体
カーボンの量は、化合物半導体結晶中に添加されるカー
ボンの総量よりも多いことが好ましい。
カーボンの量は、化合物半導体結晶中に添加されるカー
ボンの総量よりも多いことが好ましい。
【００３２】固体カーボンの反応速度は非常に遅いた
め、過剰な量のカーボンを用いて反応を促進する必要が
あるからである。また、カーボン化合物のガス発生に、
固体カーボンの一部が消費されてしまうため、その分を
補う必要があるからである。このように、結晶に添加す
るカーボンの総量よりも多い固体カーボンを用いること
により、本発明の効果が有効に作用する。
め、過剰な量のカーボンを用いて反応を促進する必要が
あるからである。また、カーボン化合物のガス発生に、
固体カーボンの一部が消費されてしまうため、その分を
補う必要があるからである。このように、結晶に添加す
るカーボンの総量よりも多い固体カーボンを用いること
により、本発明の効果が有効に作用する。
【００３３】なお、具体的には、充填される固体カーボ
ンの量は、結晶中に添加するカーボンの重量の約１０倍
以上、好ましくは、約１００倍以上にする必要がある。
ンの量は、結晶中に添加するカーボンの重量の約１０倍
以上、好ましくは、約１００倍以上にする必要がある。
【００３４】また、本発明においては、固体カーボン
は、るつぼまたはボートに充填される前に、減圧下での
加熱処理が施されたものであることが好ましい。
は、るつぼまたはボートに充填される前に、減圧下での
加熱処理が施されたものであることが好ましい。
【００３５】このような処理によって、カーボンに残留
していた不純物元素が除去されるので、より純度の高い
結晶が得られる。
していた不純物元素が除去されるので、より純度の高い
結晶が得られる。
【００３６】なお、カーボンを熱処理する際の圧力は、
１Ｔｏｒｒから１×１０-8Ｔｏｒｒが好ましく、１×１
０-2Ｔｏｒｒから１×１０-8Ｔｏｒｒがより好ましい。
また、熱処理温度は、５００℃〜２０００℃が好まし
く、８００℃〜２０００℃がより好ましい。さらに、熱
処理時間は、１時間以上であれば上述の効果が得られ、
時間を長くするほど、より優れた効果が得られることが
わかった。ただし、１２時間以上では、ほとんど変化し
なくなるため、保持時間を長くするほど製造コストが高
くなることを考慮すると、保持時間は１２時間以下とす
ることが適当である。
１Ｔｏｒｒから１×１０-8Ｔｏｒｒが好ましく、１×１
０-2Ｔｏｒｒから１×１０-8Ｔｏｒｒがより好ましい。
また、熱処理温度は、５００℃〜２０００℃が好まし
く、８００℃〜２０００℃がより好ましい。さらに、熱
処理時間は、１時間以上であれば上述の効果が得られ、
時間を長くするほど、より優れた効果が得られることが
わかった。ただし、１２時間以上では、ほとんど変化し
なくなるため、保持時間を長くするほど製造コストが高
くなることを考慮すると、保持時間は１２時間以下とす
ることが適当である。
【００３７】また、本発明においては、溶融した化合物
原料を固化させて結晶成長する前に、溶融状態で一定時
間保持することが好ましい。
原料を固化させて結晶成長する前に、溶融状態で一定時
間保持することが好ましい。
【００３８】このような処理によって、ＧａＡｓ多結晶
原料中に含まれているＳｉ等の不純物を、酸化ホウ素に
ゲッタリングして除去することができる。なお、一般
に、ＨＢ法で合成した原料には、１×１０16ｃｍ-3程度
のＳｉが不純物として含まれているが、この処理を施し
たＧａＡｓ結晶中のＳｉは１×１０15ｃｍ-3未満で、分
析装置の検出限界以下であった。一方、この処理を施さ
なかったものでは、１×１０15ｃｍ-3を越えるＳｉが検
出された。
原料中に含まれているＳｉ等の不純物を、酸化ホウ素に
ゲッタリングして除去することができる。なお、一般
に、ＨＢ法で合成した原料には、１×１０16ｃｍ-3程度
のＳｉが不純物として含まれているが、この処理を施し
たＧａＡｓ結晶中のＳｉは１×１０15ｃｍ-3未満で、分
析装置の検出限界以下であった。一方、この処理を施さ
なかったものでは、１×１０15ｃｍ-3を越えるＳｉが検
出された。
【００３９】また、このような処理によって、固体カー
ボンから、ＧａＡｓ融液中にカーボンを充分溶解させる
ことが可能となる。さらに、この処理によって、ＧａＡ
ｓ融液の温度を安定化させ、融液中のカーボン濃度およ
び不純物濃度を均一にすることが可能となる。
ボンから、ＧａＡｓ融液中にカーボンを充分溶解させる
ことが可能となる。さらに、この処理によって、ＧａＡ
ｓ融液の温度を安定化させ、融液中のカーボン濃度およ
び不純物濃度を均一にすることが可能となる。
【００４０】なお、原料の融液状態での保持時間は、３
時間以上であれば上述の効果が得られるが、６時間以上
保持することにより、さらに良好な特性が安定して得ら
れることがわかった。また、保持時間を長くするほどよ
り優れた効果が得られるが、３６時間以上では変化の度
合いが徐々に小さくなり、７２時間以上ではほとんど変
化しなくなることがわかった。したがって、保持時間を
長くするほど製造コストが高くなることを考慮すると、
保持時間は７２時間以下とするのが好ましく、さらに好
ましくは、３６時間以下とするのがよい。
時間以上であれば上述の効果が得られるが、６時間以上
保持することにより、さらに良好な特性が安定して得ら
れることがわかった。また、保持時間を長くするほどよ
り優れた効果が得られるが、３６時間以上では変化の度
合いが徐々に小さくなり、７２時間以上ではほとんど変
化しなくなることがわかった。したがって、保持時間を
長くするほど製造コストが高くなることを考慮すると、
保持時間は７２時間以下とするのが好ましく、さらに好
ましくは、３６時間以下とするのがよい。
【００４１】また、本発明において、固体カーボンとし
ては、粉末状カーボンを用いることができる。
ては、粉末状カーボンを用いることができる。
【００４２】粉末状カーボンは表面積が大きいため、反
応速度が速く、結晶中にカーボンを効率よく添加するこ
とが可能となる。
応速度が速く、結晶中にカーボンを効率よく添加するこ
とが可能となる。
【００４３】また、用いる粉末の粒子サイズ、重量等に
よって、結晶へのカーボン添加量を容易に調整すること
ができる。たとえば、サイズの小さいものほど比表面積
が大きく、反応速度が速くなるため、カーボン添加量は
大きくなる。
よって、結晶へのカーボン添加量を容易に調整すること
ができる。たとえば、サイズの小さいものほど比表面積
が大きく、反応速度が速くなるため、カーボン添加量は
大きくなる。
【００４４】したがって、粉末状カーボンの粒径は、小
さい方が好ましい。具体的には、平均粒径は、１００μ
ｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０μｍ以下であ
るとよい。 粉末状カーボンを用いた場合には、化合物
原料が溶融した状態において、加熱により軟化した酸化
ホウ素中に粉末状カーボンが分散した状態が得られる。
さい方が好ましい。具体的には、平均粒径は、１００μ
ｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０μｍ以下であ
るとよい。 粉末状カーボンを用いた場合には、化合物
原料が溶融した状態において、加熱により軟化した酸化
ホウ素中に粉末状カーボンが分散した状態が得られる。
【００４５】また、本発明において、固体カーボンとし
ては、粉末状カーボンの他に、繊維状カーボンを用いる
こともできる。
ては、粉末状カーボンの他に、繊維状カーボンを用いる
こともできる。
【００４６】繊維状カーボンは、直径が細く、表面積の
大きいものが得られるため、反応速度が速く、結晶中に
カーボンを効率よく添加することが可能となる。また、
用いる繊維の直径または重量によって、結晶へのカーボ
ン添加量を容易に調整することができる。さらに、繊維
状カーボンを使用した場合、作製された結晶の肩からテ
ールにかけて、カーボン濃度の均一な分布を得ることも
可能である。
大きいものが得られるため、反応速度が速く、結晶中に
カーボンを効率よく添加することが可能となる。また、
用いる繊維の直径または重量によって、結晶へのカーボ
ン添加量を容易に調整することができる。さらに、繊維
状カーボンを使用した場合、作製された結晶の肩からテ
ールにかけて、カーボン濃度の均一な分布を得ることも
可能である。
【００４７】なお、繊維状カーボンの直径は、小さい方
が好ましい。具体的には、平均直径は５０μｍ以下であ
ることが好ましく、より好ましくは、１０μｍ以下であ
るとよい。
が好ましい。具体的には、平均直径は５０μｍ以下であ
ることが好ましく、より好ましくは、１０μｍ以下であ
るとよい。
【００４８】繊維状カーボンを用いた場合には、化合物
原料が溶融した状態において、繊維状カーボンは、加熱
により軟化した酸化ホウ素中に分散したり、酸化ホウ素
上に浮遊して雰囲気に露出した状態が得られる。
原料が溶融した状態において、繊維状カーボンは、加熱
により軟化した酸化ホウ素中に分散したり、酸化ホウ素
上に浮遊して雰囲気に露出した状態が得られる。
【００４９】また、本発明において、固体カーボンして
は、粉末状カーボン、繊維状カーボンの他に、塊状のカ
ーボンを用いることもできる。
は、粉末状カーボン、繊維状カーボンの他に、塊状のカ
ーボンを用いることもできる。
【００５０】塊状のカーボンを用いる場合には、用いる
カーボンの重量や形状により、結晶へのカーボン添加量
を容易に調整することができる。また、塊状のカーボン
を使用した場合にも、作製された結晶の肩からテールに
かけて、カーボン濃度の均一な分布を得ることが可能で
ある。
カーボンの重量や形状により、結晶へのカーボン添加量
を容易に調整することができる。また、塊状のカーボン
を使用した場合にも、作製された結晶の肩からテールに
かけて、カーボン濃度の均一な分布を得ることが可能で
ある。
【００５１】なお、塊状カーボンは、るつぼ内径より小
さい円盤状にするのが好ましい。また、この場合には、
円盤の直径によってカーボンの添加量を容易に制御する
ことができる。
さい円盤状にするのが好ましい。また、この場合には、
円盤の直径によってカーボンの添加量を容易に制御する
ことができる。
【００５２】また、塊状の固体カーボンは、カーボン粉
末の焼結体であることが好ましい。気孔率が高い粉末の
焼結体では、特に反応速度が速いため、結晶中にカーボ
ンを均一に分布させるのに有効だからである。
末の焼結体であることが好ましい。気孔率が高い粉末の
焼結体では、特に反応速度が速いため、結晶中にカーボ
ンを均一に分布させるのに有効だからである。
【００５３】塊状の固体カーボンを用いた場合には、軟
化した酸化ホウ素中に塊状の固体カーボンの少なくとも
一部が浸漬した状態が得られる。
化した酸化ホウ素中に塊状の固体カーボンの少なくとも
一部が浸漬した状態が得られる。
【００５４】また、この発明において、るつぼまたはボ
ートは、ｐＢＮ（熱分解窒化ホウ素）からなることが好
ましい。
ートは、ｐＢＮ（熱分解窒化ホウ素）からなることが好
ましい。
【００５５】るつぼまたはボートの構成元素によって
は、酸化ホウ素やカーボンとるつぼが反応し、原料融液
が汚染される恐れがある。したがって、酸化ホウ素やカ
ーボンと反応しないるつぼまたはボートの材質として
は、ｐＢＮが最適である。
は、酸化ホウ素やカーボンとるつぼが反応し、原料融液
が汚染される恐れがある。したがって、酸化ホウ素やカ
ーボンと反応しないるつぼまたはボートの材質として
は、ｐＢＮが最適である。
【００５６】また、本発明は、特にＧａＡｓ結晶へのカ
ーボン添加方法として有効である。
ーボン添加方法として有効である。
【００５７】
（実施例１）図１は、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶の製造方法の一例を説明するための図であ
る。
半導体結晶の製造方法の一例を説明するための図であ
る。
【００５８】図１を参照して、まず、ｐＢＮ製るつぼ１
に、ＧａＡｓ多結晶体原料２と、予め減圧下での熱処理
を施したカーボン粉末１３と、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）
４と、種結晶７とを収容した。なお、種結晶は、るつぼ
１の先端部分に収容した。また、収容の際には、原料が
溶融した際に、カーボン粉末１３と酸化ホウ素４とが互
いに接触するように、さらに、酸化ホウ素４と原料２と
も互いに接触するように配置した。
に、ＧａＡｓ多結晶体原料２と、予め減圧下での熱処理
を施したカーボン粉末１３と、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）
４と、種結晶７とを収容した。なお、種結晶は、るつぼ
１の先端部分に収容した。また、収容の際には、原料が
溶融した際に、カーボン粉末１３と酸化ホウ素４とが互
いに接触するように、さらに、酸化ホウ素４と原料２と
も互いに接触するように配置した。
【００５９】次に、このるつぼ１を、固体ヒ素とともに
石英製アンプル５に入れ、石英キャップ６を用いて真空
封止した。
石英製アンプル５に入れ、石英キャップ６を用いて真空
封止した。
【００６０】なお、この実施例１についての詳細な条件
を以下の表１に示す。
を以下の表１に示す。
【００６１】
【表１】
【００６２】次に、図２に示すように、縦型炉５０を用
いて、上述の石英アンプル５をヒータ８により速度約２
００℃／時で昇温した。
いて、上述の石英アンプル５をヒータ８により速度約２
００℃／時で昇温した。
【００６３】この昇温過程で、酸化ホウ素４は軟化融解
し、さらに、ＧａＡｓ多結晶原料２も融解した。
し、さらに、ＧａＡｓ多結晶原料２も融解した。
【００６４】この時点で、酸化ホウ素４はｐＢＮ製るつ
ぼ１とＧａＡｓ原料融液２の間に、厚さ１ｍｍに満たな
い被膜４ａとして存在し、その残りはＧａＡｓ融液２上
部表面を覆っていた。このＧａＡｓ融液２の上部表面を
覆う酸化ホウ素層４ｂの厚みは約５ｍｍであり、カーボ
ン粉末１３はこの酸化ホウ素層４ｂ中に分散していた。
ぼ１とＧａＡｓ原料融液２の間に、厚さ１ｍｍに満たな
い被膜４ａとして存在し、その残りはＧａＡｓ融液２上
部表面を覆っていた。このＧａＡｓ融液２の上部表面を
覆う酸化ホウ素層４ｂの厚みは約５ｍｍであり、カーボ
ン粉末１３はこの酸化ホウ素層４ｂ中に分散していた。
【００６５】その後、原料２を融液状態に保持したま
ま、約３６時間放置した。融液放置後、ヒータ８を４ｍ
ｍ／時で上方に移動させることによって、種結晶７の部
分より凝固を開始し、単結晶を成長した。得られた単結
晶の特性を、表２に示す。
ま、約３６時間放置した。融液放置後、ヒータ８を４ｍ
ｍ／時で上方に移動させることによって、種結晶７の部
分より凝固を開始し、単結晶を成長した。得られた単結
晶の特性を、表２に示す。
【００６６】なお、この明細書において、結晶の「肩」
および「テール」とは、図５に示す各部位を示すものと
する。
および「テール」とは、図５に示す各部位を示すものと
する。
【００６７】
【表２】
【００６８】なお、この実施例において、石英製アンプ
ルに真空封入した固体ヒ素（Ａｓ）の役割は以下のとお
りである。
ルに真空封入した固体ヒ素（Ａｓ）の役割は以下のとお
りである。
【００６９】すなわち、ＧａＡｓの融点における解離圧
は約１ａｔｍであり、ＧａＡｓを融解して融液にした場
合、融点温度で密封容器内は約１ａｔｍのＡｓ蒸気で満
たされる。このＡｓ蒸気は、ＧａＡｓ融液の一部が分解
して生じたものである。したがって、ＧａＡｓ融液のＧ
ａとＡｓの組成は、Ｇａ＞Ａｓとなり、本来あるべきＧ
ａ：Ａｓ＝１：１の組成からずれてしまう。そこで、Ｇ
ａＡｓとは別に固体ヒ素を石英製アンプル内に密封する
ことにより、ＧａＡｓ融液が分解して、ＧａＡｓ融液が
Ｇａ：Ａｓ＝１：１の組成からずれるのを防ぐことがで
きる。
は約１ａｔｍであり、ＧａＡｓを融解して融液にした場
合、融点温度で密封容器内は約１ａｔｍのＡｓ蒸気で満
たされる。このＡｓ蒸気は、ＧａＡｓ融液の一部が分解
して生じたものである。したがって、ＧａＡｓ融液のＧ
ａとＡｓの組成は、Ｇａ＞Ａｓとなり、本来あるべきＧ
ａ：Ａｓ＝１：１の組成からずれてしまう。そこで、Ｇ
ａＡｓとは別に固体ヒ素を石英製アンプル内に密封する
ことにより、ＧａＡｓ融液が分解して、ＧａＡｓ融液が
Ｇａ：Ａｓ＝１：１の組成からずれるのを防ぐことがで
きる。
【００７０】（実施例２）図３は、本発明によるＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法の他の例を説明する
ための図である。
−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法の他の例を説明する
ための図である。
【００７１】図３を参照して、まず、ｐＢＮ製るつぼ１
に、ＧａＡｓ多結晶体原料２と、予め減圧下での熱処理
を施したカーボン繊維２３と、酸化ホウ素４と、種結晶
７とを収容した。なお、種結晶７はるつぼ１の先端部分
に収容した。また、収容の際には、原料が溶融した際
に、カーボン繊維２３と酸化ホウ素４とが互いに接触す
るように、さらに、酸化ホウ素４と原料２とも互いに接
触するように配置した。
に、ＧａＡｓ多結晶体原料２と、予め減圧下での熱処理
を施したカーボン繊維２３と、酸化ホウ素４と、種結晶
７とを収容した。なお、種結晶７はるつぼ１の先端部分
に収容した。また、収容の際には、原料が溶融した際
に、カーボン繊維２３と酸化ホウ素４とが互いに接触す
るように、さらに、酸化ホウ素４と原料２とも互いに接
触するように配置した。
【００７２】次に、このるつぼ１を、固体ヒ素とともに
石英製アンプル５に入れ、石英キャップ６を用いて真空
封止した。
石英製アンプル５に入れ、石英キャップ６を用いて真空
封止した。
【００７３】なお、この実施例２についての詳細な条件
を以下の表３に示す。
を以下の表３に示す。
【００７４】
【表３】
【００７５】次に、図２に示すように、縦型炉５０を用
いて、上述の石英アンプル５をヒータ８により速度約１
２０℃／時で昇温した。
いて、上述の石英アンプル５をヒータ８により速度約１
２０℃／時で昇温した。
【００７６】この昇温過程で、酸化ホウ素４は軟化融解
し、さらにＧａＡｓ多結晶原料２も融解した。
し、さらにＧａＡｓ多結晶原料２も融解した。
【００７７】この時点で、酸化ホウ素４はｐＢＮ製るつ
ぼ１とＧａＡｓ融液２の間に、厚さ１ｍｍに満たない被
膜４ａとして存在し、その残りはＧａＡｓ融液上部表面
を覆っていた。このＧａＡｓ融液２の上部表面を覆う酸
化ホウ素層４ｂの厚みは約５ｍｍであり、カーボンの繊
維２３は、このＧａＡｓ融液２上の酸化ホウ素層４ｂに
その一部が分散し、またその一部が浮遊していた。さら
に、ＧａＡｓ融液２と酸化ホウ素層４ｂの界面付近に
も、カーボン繊維２３の一部が存在した。
ぼ１とＧａＡｓ融液２の間に、厚さ１ｍｍに満たない被
膜４ａとして存在し、その残りはＧａＡｓ融液上部表面
を覆っていた。このＧａＡｓ融液２の上部表面を覆う酸
化ホウ素層４ｂの厚みは約５ｍｍであり、カーボンの繊
維２３は、このＧａＡｓ融液２上の酸化ホウ素層４ｂに
その一部が分散し、またその一部が浮遊していた。さら
に、ＧａＡｓ融液２と酸化ホウ素層４ｂの界面付近に
も、カーボン繊維２３の一部が存在した。
【００７８】その後、原料を融液状態に保持したまま、
約１２時間放置した。融液放置後、ヒータ８を３ｍｍ／
時で上方に移動させることによって、種結晶７の部分よ
り凝固を開始し、単結晶を成長した。得られた単結晶の
特性を、表４に示す。
約１２時間放置した。融液放置後、ヒータ８を３ｍｍ／
時で上方に移動させることによって、種結晶７の部分よ
り凝固を開始し、単結晶を成長した。得られた単結晶の
特性を、表４に示す。
【００７９】
【表４】
【００８０】（実施例３）実施例２と同様のカーボン繊
維２０ｍｇを用いて、カーボン添加ＧａＡｓ単結晶の成
長を行なった。
維２０ｍｇを用いて、カーボン添加ＧａＡｓ単結晶の成
長を行なった。
【００８１】なお、その他の実験条件については実施例
２と全く同様であるので、その説明は省略する。
２と全く同様であるので、その説明は省略する。
【００８２】このようにして得られた単結晶の特性を、
表５に示す。
表５に示す。
【００８３】
【表５】
【００８４】（実施例４）実施例２および実施例３と同
様のカーボン繊維７．５ｍｇを用いて、カーボン添加Ｇ
ａＡｓ単結晶の成長を行なった。
様のカーボン繊維７．５ｍｇを用いて、カーボン添加Ｇ
ａＡｓ単結晶の成長を行なった。
【００８５】なお、その他の条件については実施例２お
よび実施例３と全く同様であるので、その説明は省略す
る。
よび実施例３と全く同様であるので、その説明は省略す
る。
【００８６】このようにして得られた単結晶の特性を、
表６に示す。
表６に示す。
【００８７】
【表６】
【００８８】実施例２、実施例３および実施例４より明
らかなように、この発明によれば、結晶中のカーボン濃
度の調整は、添加する固体カーボン量を変えるだけで、
容易に行なうことができる。
らかなように、この発明によれば、結晶中のカーボン濃
度の調整は、添加する固体カーボン量を変えるだけで、
容易に行なうことができる。
【００８９】（実施例５）図４は、本発明によるＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法のさらに他の例を説
明するための図である。
−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法のさらに他の例を説
明するための図である。
【００９０】図４を参照して、まず、ｐＢＮ製るつぼ１
に、ＧａＡｓ多結晶体原料２と、予め減圧下での熱処理
を施したカーボン粉末焼結体製の円盤４３と、酸化ホウ
素４と、種結晶７とを収容した。なお、種結晶７は、る
つぼ１の先端部分に収容した。また、収容の際には、原
料が溶融した際に、カーボン円盤４３と酸化ホウ素４と
が互いに接触するように、さらに、酸化ホウ素４と原料
２とも互いに接触するように配置した。
に、ＧａＡｓ多結晶体原料２と、予め減圧下での熱処理
を施したカーボン粉末焼結体製の円盤４３と、酸化ホウ
素４と、種結晶７とを収容した。なお、種結晶７は、る
つぼ１の先端部分に収容した。また、収容の際には、原
料が溶融した際に、カーボン円盤４３と酸化ホウ素４と
が互いに接触するように、さらに、酸化ホウ素４と原料
２とも互いに接触するように配置した。
【００９１】次に、このるつぼ１を、固体ヒ素とともに
石英製アンプル５に入れ、石英キャップ６を用いて真空
封止した。
石英製アンプル５に入れ、石英キャップ６を用いて真空
封止した。
【００９２】なお、この実施例５についての詳細な条件
を以下の表７に示す。
を以下の表７に示す。
【００９３】
【表７】
【００９４】次に、図２に示すように、縦型炉５０を用
いて、上述の石英アンプル５をヒータ８により速度約２
００℃／時で昇温した。
いて、上述の石英アンプル５をヒータ８により速度約２
００℃／時で昇温した。
【００９５】この昇温過程で、酸化ホウ素４は軟化融解
し、さらにＧａＡｓ多結晶原料２も融解した。
し、さらにＧａＡｓ多結晶原料２も融解した。
【００９６】この時点で、酸化ホウ素４はｐＢＮ製るつ
ぼ１とＧａＡｓ融液２の間に、厚さ１ｍｍに満たない被
膜４ａとして存在し、その残りはＧａＡｓ融液上部表面
を覆っていた。ＧａＡｓ融液２の上部表面を覆う酸化ホ
ウ素層４ｂの厚みは約６ｍｍであり、カーボン円盤４３
は、その下面が原料融液２に接しており、その上面は雰
囲気に露出していた。また、その側面は酸化ホウ素層４
ｂによって取り囲まれていた。
ぼ１とＧａＡｓ融液２の間に、厚さ１ｍｍに満たない被
膜４ａとして存在し、その残りはＧａＡｓ融液上部表面
を覆っていた。ＧａＡｓ融液２の上部表面を覆う酸化ホ
ウ素層４ｂの厚みは約６ｍｍであり、カーボン円盤４３
は、その下面が原料融液２に接しており、その上面は雰
囲気に露出していた。また、その側面は酸化ホウ素層４
ｂによって取り囲まれていた。
【００９７】その後、原料を融液状態に保持したまま、
約６時間放置した。融液放置後、ヒータ８を４ｍｍ／時
で上方に移動させることによって、種結晶７の部分より
凝固を開始し、単結晶を成長した。得られた単結晶の特
性を、表８に示す。
約６時間放置した。融液放置後、ヒータ８を４ｍｍ／時
で上方に移動させることによって、種結晶７の部分より
凝固を開始し、単結晶を成長した。得られた単結晶の特
性を、表８に示す。
【００９８】
【表８】
【００９９】半絶縁性ＧａＡｓ結晶においては、比抵抗
は重要な特性であり、比抵抗のばらつきはできるだけ小
さい方が好ましい。また、この比抵抗値はＧａＡｓ結晶
中のカーボン濃度に依存するので、結晶中のカーボン濃
度のばらつきはできるだけ小さい方がよい。
は重要な特性であり、比抵抗のばらつきはできるだけ小
さい方が好ましい。また、この比抵抗値はＧａＡｓ結晶
中のカーボン濃度に依存するので、結晶中のカーボン濃
度のばらつきはできるだけ小さい方がよい。
【０１００】上述の実施例のうち、固体カーボンとして
カーボン繊維または塊状カーボンを用いた実施例では、
結晶の肩からテールまでカーボンがほぼ均一に添加され
ていた。したがって、カーボン繊維と塊状カーボンは、
好ましい固体カーボン源であることがわかった。また、
塊状カーボンは、実施例５に示されたような円盤形状に
限定されず、どのような形状のものであってもよい。ま
た、塊状カーボンは、カーボン粉末の焼結体であること
が好ましい。
カーボン繊維または塊状カーボンを用いた実施例では、
結晶の肩からテールまでカーボンがほぼ均一に添加され
ていた。したがって、カーボン繊維と塊状カーボンは、
好ましい固体カーボン源であることがわかった。また、
塊状カーボンは、実施例５に示されたような円盤形状に
限定されず、どのような形状のものであってもよい。ま
た、塊状カーボンは、カーボン粉末の焼結体であること
が好ましい。
【０１０１】なお、固体カーボンの形状の相違による本
発明の効果の比較を、以下の表９に示す。
発明の効果の比較を、以下の表９に示す。
【０１０２】
【表９】
【０１０３】また、本発明と先行技術におけるＧａＡｓ
結晶中のカーボン濃度の比較について、以下の表１０に
示す。
結晶中のカーボン濃度の比較について、以下の表１０に
示す。
【０１０４】
【表１０】
【図１】本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の
製造方法の一例を説明するための図である。
製造方法の一例を説明するための図である。
【図２】縦型炉を用いて結晶成長を行なう状態を示す図
である。
である。
【図３】本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の
製造方法の他の例を説明するための図である。
製造方法の他の例を説明するための図である。
【図４】本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の
製造方法のさらに他の例を説明するための図である。
製造方法のさらに他の例を説明するための図である。
【図５】結晶の各部位を説明するための図である。
【図６】先行技術の一例によるカーボン添加ＧａＡｓ単
結晶の製造方法を説明するための図である。
結晶の製造方法を説明するための図である。
【図７】先行技術の他の例によるカーボン添加ＧａＡｓ
単結晶の製造方法を説明するための図である。
単結晶の製造方法を説明するための図である。
【図８】先行技術のさらに他の例によるカーボン添加Ｇ
ａＡｓ単結晶の製造方法を説明するための図である。
ａＡｓ単結晶の製造方法を説明するための図である。
１ ｐＢＮ製るつぼ ２ ＧａＡｓ融液 １３，２３，４３ 固体カーボン ４ａ，４ｂ 酸化ホウ素 ５ 石英製アンプル ６ 石英キャップ ７ 種結晶 ８ ヒータ なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (14)
- 【請求項１】 カーボンが添加されたＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体結晶の製造方法であって、 るつぼまたはボート内に、化合物原料、固体カーボンお
よび酸化ホウ素を充填するステップと、 前記化合物原料、固体カーボンおよび酸化ホウ素が充填
された前記るつぼまたはボートを、ガス不透過性材料か
らなる気密性容器内に密封するステップと、 前記気密性容器内に密封した状態で、前記化合物原料を
加熱溶融するステップと、 前記溶融した化合物原料を固化させて、カーボンが添加
された化合物半導体結晶を成長するステップとを備え
る、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項２】 前記化合物原料を加熱溶融するステップ
は、 前記酸化ホウ素を加熱溶融し、加熱溶融された酸化ホウ
素と、固体カーボンの少なくとも一部とを接触させるこ
とを含む、請求項１記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶の製造方法。 - 【請求項３】 前記酸化ホウ素は、水分を含有している
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項４】 前記酸化ホウ素は、１０〜５００ｗｔ
ｐｐｍの水分を含有していることを特徴とする、請求項
３記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項５】 前記充填される固体カーボンの量は、前
記化合物半導体結晶中に添加されるカーボンの総量より
も多いことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれ
かに記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項６】 前記固体カーボンは、前記るつぼまたは
ボートに充填される前に、減圧下での加熱処理が施され
たものであることを特徴とする、請求項１〜請求項５の
いずれかに記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造
方法。 - 【請求項７】 前記溶融した化合物原料を、固化させて
結晶成長する前に、溶融した状態で一定時間保持するこ
とを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項８】 前記溶融した化合物原料を溶融した状態
で保持する時間は、３〜７２時間であることを特徴とす
る、請求項７記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製
造方法。 - 【請求項９】 前記固体カーボンは、粉末状であること
を特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項１０】 前記固体カーボンは、繊維状であるこ
とを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項１１】 前記固体カーボンは、塊状であること
を特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項１２】 前記塊状の固体カーボンは、カーボン
粉末の焼結体であることを特徴とする、請求項１１記載
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項１３】 前記るつぼまたはボートは、ｐＢＮか
らなることを特徴とする、請求項１〜請求項１２のいず
れかに記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶の製造方
法。 - 【請求項１４】 前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶
は、ＧａＡｓ結晶であることを特徴とする、請求項１〜
請求項１３のいずれかに記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体結晶の製造方法。
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| JP10700996 | 1996-04-26 | ||
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ID=14448194
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| EP (2) | EP0803593B1 (ja) |
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