JPH11158000A - Ii−vi族化合物半導体ウエハ及びその作製方法 - Google Patents

Ii−vi族化合物半導体ウエハ及びその作製方法

Info

Publication number
JPH11158000A
JPH11158000A JP31993297A JP31993297A JPH11158000A JP H11158000 A JPH11158000 A JP H11158000A JP 31993297 A JP31993297 A JP 31993297A JP 31993297 A JP31993297 A JP 31993297A JP H11158000 A JPH11158000 A JP H11158000A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
compound semiconductor
seed crystal
growth
semiconductor wafer
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.)
Pending
Application number
JP31993297A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinsuke Fujiwara
伸介 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP31993297A priority Critical patent/JPH11158000A/ja
Publication of JPH11158000A publication Critical patent/JPH11158000A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇華法又はハロゲン化学輸送法で種結晶上に
成長させた低転位密度のII−VI族化合物半導体結晶から
ウエハを切り出す低転位密度のII−VI族化合物半導体ウ
エハおよびその作製方法を提供しようとするものであ
る。 【解決手段】 成長室中に原料多結晶を配置し、昇華法
又はハロゲン化学輸送法で種結晶上にII−VI族化合物半
導体結晶を成長させ、該結晶からウエハを切り出すII−
VI族化合物半導体ウエハの作製方法において、前記結晶
を直胴部の直径より長く成長させ、前記結晶のうち、種
結晶表面から前記直径以上の距離だけ離れた部分からウ
エハを切り出したII−VI族化合物半導体ウエハ、及びそ
の作製方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、昇華法又はハロゲ
ン化学輸送法で種結晶上にZnSe、ZnS、CdT
e、CdS等のII−VI族化合物半導体ウエハ及びその作
製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】II−VI族化合物半導体結晶の成長方法
は、融液成長法、固相成長法、溶液成長法、気相成長法
の4種の方法に大きく分類される。その中で気相成長法
には、原料の昇華及び凝結を利用して結晶成長を行う昇
華法、及び、ハロゲンを原料と反応させてハロゲン化物
を生成し、そのハロゲン化物を種結晶上に輸送して分解
し、結晶成長を行うハロゲン化学輸送法がある。
【0003】例えば、J. Crystal Growth 94 (1989) p.
1 〜5 には、石英管に5gのZnSe粉末と、種結晶と
してZnSe単結晶とをアンプルに封入し、このアンプ
ルを加熱してZnSe粉末側の温度を約1080℃に、
種結晶側の温度を約1070℃に保持することにより、
種結晶上にZnSe結晶を成長させている。そして、こ
の結晶をスライスしてウエハを作製している。
【0004】昇華法又はハロゲン化学輸送法で種結晶上
にII−VI族化合物半導体結晶を成長させるときに、結晶
の転位の主な原因は、種結晶からの伝播と、結晶成長の
前後の昇温及び降温時に種結晶に加わる熱応力にある。
種結晶からの伝播は、転位密度の少ない種結晶を使用す
れば避けることができるが、一般にII−VI族化合物半導
体結晶では、低転位密度の種結晶を入手することは困難
である。仮に、低転位密度の種結晶が入手できたとして
も、気相法による結晶成長では種結晶自体の昇華による
種結晶の劣化を防ぐ必要がある。
【0005】本発明者は、成長室内に露出する種結晶表
面を除いた裏面及び側面を覆うことにより、種結晶自体
の昇華による種結晶の劣化を防ぐことを提案した(特願
平8−81570号明細書)。この方法は、前記昇華防
止には有効であるが、結晶成長開始時の昇温に際して、
種結晶が熱応力を受けて転位が増殖し、その転位が成長
結晶に伝播するという問題がある。また、成長終了後の
降温に際しても、種結晶部に応力が発生し、この応力は
種結晶のみならず成長結晶にも伝わり、特に種結晶及び
その近傍に転位が増殖する。そのため、気相法で成長さ
せた結晶から低転位密度ウエハを作製することは困難で
あるとされていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記の問題を解消し、昇華法又はハロゲン化学輸送法で種
結晶上に成長させた低転位密度のII−VI族化合物半導体
結晶からウエハを切り出す低転位密度のII−VI族化合物
半導体ウエハ、及びその作製方法を提供しようとするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、次の構成を採
用することにより、上記の課題の解決に成功した。 (1) 成長室中に原料多結晶を配置し、昇華法又はハロゲ
ン化学輸送法で種結晶上にII−VI族化合物半導体結晶を
成長させ、該結晶からウエハを切り出すII−VI族化合物
半導体ウエハの作製方法において、前記結晶を直胴部の
直径より長く成長させ、前記結晶のうち、種結晶表面か
ら前記直径以上の距離だけ離れた部分からウエハを切り
出すことを特徴とするII−VI族化合物半導体ウエハの作
製方法。 (2) 前記種結晶として、表面が(111) 面又は(100) 面の
ものを用いることを特徴とする前記(1) 記載のII−VI族
化合物半導体ウエハの作製方法。
【0008】(3) 前記成長室内面に付着防止用のコーテ
ィングを施すことを特徴とする前記(1) 又は(2) 記載の
II−VI族化合物半導体ウエハの作製方法。 (4) 前記成長室の種結晶側部分を円錐形にし、成長室内
部に露出する種結晶表面の直径を成長結晶の直胴部の直
径より小さくすることを特徴とする前記(1) 〜(3) のい
ずれか1つに記載のII−VI族化合物半導体ウエハの作製
方法。 (5) 前記成長室内部に露出する種結晶表面の面積を成長
結晶の直胴部の面積の1/4以上にすることを特徴とす
る前記(4) に記載のII−VI族化合物半導体ウエハの作製
方法。 (6) 前記(1) 〜(4) のいずれか1つに記載のII−VI族化
合物半導体ウエハの作製方法で作製されたウエハであっ
て、転位密度が10000cm-2以下であることを特徴
とするII−VI族化合物半導体ウエハ。
【0009】
【発明の実施の形態】チョクラルスキー法やブリッジマ
ン法のような融液法で結晶成長を行うときには、転位は
一般に成長界面に垂直に伝播する。そのため成長界面を
成長方向に垂直にすると、転位は成長結晶中を伝播し続
けることになる。本発明者は、II-VI族化合物半導体を
昇華法やハロゲン化学輸送法のような気相法で結晶成長
を行うときに、転位がすべり面である(111) 面に沿って
伝播することを多数の結晶成長実験から見出した。
【0010】例えば、アンプル内の円筒状成長室で結晶
を成長させ、成長室形状に沿った円筒状の成長結晶を得
るときには、いかなる方位の種結晶を使用しても、成長
結晶の4面のすべり面のうち、最低でも3面は結晶成長
方向に対して傾斜するので、3面上を伝播する転位は長
尺結晶を成長させれば、結晶側面から抜けてゆくため、
結晶中の転位は少なくなる。通常よく使用される(111)
面や(100) 面を表面とした種結晶を使用すると、全ての
すべり面が成長方向に対して傾斜しているため、成長が
進むにともなってほぼ全ての転位が結晶の外に抜ける。
【0011】この現象は、種結晶中に元々あった転位成
長結晶に伝播した転位だけでなく、成長開始時の昇温で
発生する熱応力によって種結晶に導入され、成長結晶に
伝播した転位についても成立する。成長終了後の降温で
発生する熱応力は、種結晶近傍の成長結晶の転位を増殖
させるが、種結晶から十分に離れた部分ではその影響は
無くなり、転位密度は小さくなる。ここで、種結晶から
どの程度離れればよいか、実験を繰り返して調べたとこ
ろ、成長結晶の直胴部の直径より離れれば効果が顕著に
現れることを見出した。前記の距離以上に種結晶から離
るほど有利であるが、気相法では成長速度が遅く、あま
り長い結晶を成長させることができないので、本発明で
は、成長結晶の直胴部の直径より離れた部分からウエハ
を切り出すことにした。
【0012】また、結晶が成長時に成長室内壁に濡れて
付着すると、結晶成長終了後の冷却時に、成長室を構成
する材料と成長結晶の熱膨張係数の差により成長結晶に
応力が発生し、結晶の転位密度を増加させ、成長方向に
沿った転位密度の低下を相殺する。そこで、本発明で
は、成長室内面に炭化物、窒化物、酸化物やカーボン等
のコーティング膜を形成することにより、前記付着を防
止するとともに、結晶成長終了後の降温時にコーティン
グ膜が成長室内壁から剥離されるため、前記熱膨張係数
の差による応力の発生を回避することができる。
【0013】そしてまた、成長結晶の直胴部の直径より
離れた部分からウエハを切り出すことにより、転位密度
を低下させることができるが、種結晶から伝播する転位
を成長結晶の壁から完全に抜けきることは難しく、ま
た、種結晶部で生ずる応力の影響も完全に無くならない
ので、ある程度の転位は残存する。
【0014】そこで、成長室の種結晶側部分を円錐形に
し、成長室内部に露出する種結晶表面の直径(成長室の
開口部の直径)を成長結晶の直胴部の直径より小さくす
ることにより、種結晶から伝播する転位自体を減少させ
ることができ、低転位化に有効であることを見出した。
なお、成長室内部に露出する種結晶表面の面積が直胴部
の面積より小さすぎると、成長室の円錐形部分で大きな
過飽和が形成され、新たな核が生成するため、多結晶を
形成するおそれがある。そこで、単結晶を成長させるた
めには、露出する種結晶表面の面積を直胴部の面積の1
/4以上にすることが好ましい。
【0015】
【実施例】〔実施例1〕図1〜3の3種類のアンプルを
用い、ヨウ素を輸送媒体とする化学輸送法でZnSe結
晶を成長させた。図1のアンプルは、内径が14mmの
片封じ石英管に、直径13mm、厚さ1mmの種結晶
(表面が(111) B面のZnSe単結晶を用い、表面をミ
ラー研磨したもの)、内径10mm、長さ60mmの石
英製成長管、原料としてZnSe多結晶、及び輸送材で
あるヨウ素をアンプル内容積1cm -3あたり3mgを挿
入し、石英管を3×10-7Torrまで排気した後、封
入蓋を挿入して溶着し、アンプルを作製した。
【0016】図2のアンプルは、図1のアンプルにおい
て、表面にカーボンコーティングを施した石英製成長管
を使用した以外は図1と同じ構成を有するものを使用し
た。図3のアンプルは、図2のアンプルにおいて、種結
晶表面を露出する石英製成長管の開口部の直径を5mm
とし、直胴部の内径を10mmとし、円錐部分の長さを
8mmとした成長管を用いた以外は図2と同じ構成を有
するものを使用した。
【0017】これらの3種類のアンプルを3ゾーン縦型
電気炉に挿入し、種結晶側の温度を850℃に、原料多
結晶側を900℃に設定して種結晶近傍の温度勾配を約
30℃/cmに調整した。結晶成長中は0.5mm/d
ayの速度でアンプルを低温側に移動させ、40日経過
した後電気炉を室温まで冷却し、アンプルを電気炉から
取り出した。
【0018】得られた結晶を種結晶と平行に2mm間隔
でスライスして(111) B面をミラー研磨した。このミラ
ー面を沸騰させたNaOH溶液中でエッチングし、出現
したピットの密度から転位密度を評価した。転位密度の
評価は各ウエハ中央の1mm角の部分で行った。評価の
結果は表1に示した。
【0019】
【表1】
【0020】図1のアンプルを用いた5ランの試験で
は、種結晶表面から1cm以上成長した部分の転位密度
は10000cm-2以下になっており、結晶の先端部で
は転位密度が2000cm-2以下になっていた。しか
し、残りの3ランの試験では、結晶の部位にかかわら
ず、転位密度が20000cm-2以上になっていた。
【0021】図2のアンプルを用いた5ランの試験で
は、種結晶表面から1cm以上成長した部分の転位密度
は全て10000cm-2以下になっており、結晶の先端
部では転位密度が2000cm-2以下になっていた。図
3のアンプルを用いた5ランの試験では、種結晶表面か
ら1cm以上成長した部分の転位密度は全て5000c
-2以下になっており、結晶の先端部では転位密度が1
000cm-2以下になっていた。
【0022】〔実施例2〕実施例1で使用した図3のア
ンプルを用い、実施例1と同じ条件でZnSe結晶を成
長した。得られた結晶の長さは24mmで、この結晶の
先端14mmの部分から(100) 方位を有する厚さ1mm
のウエハを切り出した。このウエハの形状は短軸10m
m、長軸17mmの楕円形であり、その表面全面で転位
密度は5000cm-2以下で、平均の転位密度は150
0cm-2であった。
【0023】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、昇華法及び/又はハロゲン化学輸送法により、II
−VI族化合物半導体結晶から低転位密度のウエハを作製
することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1で使用したアンプルの断面図
である。
【図2】本発明の実施例1で使用したもう1つのアンプ
ルの断面図である。
【図3】本発明の実施例1で使用したさらにもう1つの
アンプルの断面図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成長室中に原料多結晶を配置し、昇華法
    又はハロゲン化学輸送法で種結晶上にII−VI族化合物半
    導体結晶を成長させ、該結晶からウエハを切り出すII−
    VI族化合物半導体ウエハの作製方法において、前記結晶
    を直胴部の直径より長く成長させ、前記結晶のうち、種
    結晶表面から前記直径以上の距離だけ離れた部分からウ
    エハを切り出すことを特徴とするII−VI族化合物半導体
    ウエハの作製方法。
  2. 【請求項2】 前記成長室内面に付着防止用のコーティ
    ングを施すことを特徴とする請求項1記載のII−VI族化
    合物半導体ウエハの作製方法。
  3. 【請求項3】 前記成長室の種結晶側部分を円錐形に
    し、成長室内部に露出する種結晶表面の直径を成長結晶
    の直胴部の直径より小さくすることを特徴とする請求項
    1又は2に記載のII−VI族化合物半導体ウエハの作製方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のII
    −VI族化合物半導体ウエハの作製方法で作製されたウエ
    ハであって、転位密度が10000cm-2以下であるこ
    とを特徴とするII−VI族化合物半導体ウエハ。
JP31993297A 1997-11-20 1997-11-20 Ii−vi族化合物半導体ウエハ及びその作製方法 Pending JPH11158000A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31993297A JPH11158000A (ja) 1997-11-20 1997-11-20 Ii−vi族化合物半導体ウエハ及びその作製方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31993297A JPH11158000A (ja) 1997-11-20 1997-11-20 Ii−vi族化合物半導体ウエハ及びその作製方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11158000A true JPH11158000A (ja) 1999-06-15

Family

ID=18115858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31993297A Pending JPH11158000A (ja) 1997-11-20 1997-11-20 Ii−vi族化合物半導体ウエハ及びその作製方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11158000A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114134576A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种用于低位错密度CdS单晶生长的籽晶处理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114134576A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种用于低位错密度CdS单晶生长的籽晶处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5702931B2 (ja) 単結晶c−面サファイア材料の形成方法
JP4603386B2 (ja) 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2003523918A5 (ja) 低欠陥密度炭化ケイ素材料
JP3156382B2 (ja) 化合物半導体単結晶およびその成長方法
JP2014196242A (ja) AlxGa1−xN結晶基板
US20050229840A1 (en) Single crystal silicon producing method, single crystal silicon wafer producing method, seed crystal for producing single crystal silicon, single crystal silicon ingot, and single crystal silicon wafer
JP3343615B2 (ja) バルク結晶の成長方法
JP4253974B2 (ja) SiC単結晶およびその成長方法
WO2004092455A1 (ja) 単結晶の製造方法
JPH11158000A (ja) Ii−vi族化合物半導体ウエハ及びその作製方法
JP2002293686A (ja) 化合物半導体単結晶の成長方法及びそれから切り出した基板
JP2004262709A (ja) SiC単結晶の成長方法
JP3717562B2 (ja) 単結晶の製造方法
JP3698109B2 (ja) Ii−vi族化合物半導体結晶の成長方法
JP3185731B2 (ja) Ii−vi族化合物半導体結晶の成長方法
JP2009190914A (ja) 半導体結晶製造方法
KR20190075411A (ko) 리니지 결함을 제거할 수 있는 도가니부재, 이를 이용한 고품질 사파이어 단결정 성장장치 및 그 방법
JP2988434B2 (ja) Ii−iv族化合物半導体結晶の成長方法
JP2974023B1 (ja) Ii−vi族化合物半導体結晶の成長方法
WO2024004961A1 (ja) Sam基板の再利用方法
US4217167A (en) Method of growing large low defect, monocrystals of BeO
JP3237509B2 (ja) Ii−vi族化合物半導体結晶の成長方法
JP2773441B2 (ja) GaAs単結晶の製造方法
JP2922038B2 (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
JP2726887B2 (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法