JPS5921598A - カ−ボン部材の純化処理方法 - Google Patents

カ−ボン部材の純化処理方法

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JPS5921598A
JPS5921598A JP57130826A JP13082682A JPS5921598A JP S5921598 A JPS5921598 A JP S5921598A JP 57130826 A JP57130826 A JP 57130826A JP 13082682 A JP13082682 A JP 13082682A JP S5921598 A JPS5921598 A JP S5921598A
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tube
carbon
treatment
heating
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Toshiharu Kawabata
川端 敏治
Susumu Furuike
進 古池
Toshio Matsuda
俊夫 松田
Hitoo Iwasa
仁雄 岩佐
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B19/00Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/06Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 ;’(/−=i i、i、燐化力I) !7 ノ、(G
aP )、filL化ガリウl、(GaAs )などの
IIl、−V族化合物半導体素子の形成に際しては、出
発Hf・Iとなるl1l−V族゛1″導体基板士に1ビ
タキンヤル層を、成長させることが不可欠であり、この
エビタへ−ン−・ル成長時にボートが心安とされる。寸
だ、ボートは血1熱t4gに富み、し7かも高純度でな
けれQ」]ならず、これを形成−4゛るための部材とし
で、カーボッ部材が広く用いらJlでいる。
本発明は、この上うシこ、高純度であることが9求され
る分野でJ’l’Jいられるカーボン部イ」を゛高純度
化するだめの、高純度処理方法に関する。
元来例の構成表問題点 エビタギンヤル成長におし′)て、トナーやフ′クセフ
リと(7て種々の不純物がドーピングさJLl、)。−
そして、このエビタギシャル成長上稈でしト一般にカー
ボンが用いられる。ところが、ボ 1・の形成部4Nで
あるカーボンには不純物に対しで、jfliい吸危作J
月があり、この/拉め、カーボンホー1−&;[エビタ
ギンA・ル成長中にこれらの不純物乞・多早G′(′吸
危シ゛る1、ところでカーボンボートはエビタギノート
ル成J(1程でくり返して使用されるものであり、そ−
の純l′し。
処理が不汁分であると、次に成長するエビタキ/ヤル層
が汚染され、得られる半導体素−rの特性り:大きな影
響を受ける。
たとλ−ば、窒素(N)ドープGaP(緑色)発光ダイ
勇−ド(LED)あるいはGaAsP  (黄色)LE
Dはn層のドナー濃度金低丁させる程、発光出力は向l
二する1、し2かし、カーボンボートの純化処理が不十
分でドナー不純物が残っていると、低ドナー濃度のエピ
タギン′ヤル層の成長は不OJ能であり、LEDの発光
出力は低重する。寸たブクセグタ不純物が残っていた場
合には、このアクセグタ不純物によっ−(n層の一部が
p層に反転する特性不良が発生する。
このように、エピタキンヤル成長においては、カーボン
ボートの純化処理が必要不可欠となる6、従来←j、こ
の純化処理のために、抵抗加熱炉内でカーボンボート全
熱処理する方法が採用されてい/こ。この方法で&j、
石英テー−ゾが直接加熱されるグこめ、熱処理温度ケ石
英の融点(約1200°C)以−ヒには」−げることが
できず、純化処理効果は小さがった。このため、熱処理
を水素中、貞をど中あるいQ−j、・・ロダンガス中で
長時間にわ/(−)−C屏1−2、力=−ボンボートヲ
−純化し−rいろ1、この方法−ご仁j純化処l′ll
′に時間がかかり、4′1業1′1か蓄るに〈川hiす
る。。
4に石英チ・・−ゾヶ直接加熱−するkめ、石ゲ・−か
らのシリコン(81)7′’j染かili’;&lらノ
I−4、このンリコ/の汚ψ・に起因した!持↑41−
劣fL、 fう+/1−t−る問題イ、あ−)ン′ら) 発明の1−1的 本発明は1ノ−ボ2・ボー) A、にのカーボン部イー
」に1吸着され/C不純物を冗全に除去する占とも((
−、イ1英からのソリコン汚染をなり一部゛るこJ:か
てき、特に高靜[i/隻な玉ビタキンヤ/L層台−1戊
成ず乙/(−+V’、1のカホンボ−1・の純化処理に
好適なカーボン部()の純化側」]1方法金(に供する
もの−Cある0、発明の(74成 本発明のカーボン部Hの純f1:処理力法で(・」、I
If米1−Jわれでいた、抵抗加熱力式V(二よ乙ツノ
11熱処jljにかえて、力−ツ、゛ン部月のみ栄選1
1〈的((υ11熱ず6 (とのできる高周波誘導加熱
方式な一採用し、この加熱方式によるカーボン部Hの加
熱処理を真空中あるいは減圧中で施J゛ことが行われる
。この方法によJl、ば、抵抗加熱方式のように石英チ
ューブ全重接、jJII熱することかないため、加熱処
理温度を石英の融点百−超える温度に設定することがi
jJ能となり、純化効率を・高めることができるばかり
でなく、6妊−・−ブの加熱幅度が低Fすることにより
、石英チ・・−ブからのノリコンの汚染を太幅Vこ低下
させることか−Cきる6、また、真空中あるいは減圧中
で力11熱処理がなされる/こめ、不純物の蒸発が容易
になり、カーボン部拐の奥深くに吸着されている不純物
を除去することもできる。
実施例の説明 本発明の純化処理方法全可能にするカーボン部(・4の
純化処理装置の概略図を第1図iQ”:小才。図示する
ようにカーボン部拐の純化処理ツノ八は、石英チューブ
1、この外周全包囲して設けられた高周波コイル2、石
英チ=−−プの開[」端金閉塞するフランジ3、不1英
チユーブ1の一方の端に繋るU[気パイプ4、同排気パ
イプに繋るξ′先りとボ/ゾ51らひVこ3 )5−フ
ックらとで(j4成さf’L −r it”す、純化処
理が施さiするカーボン部I(拐7 tj、断熱体に、
Lつ−C石莢−y−」−グ1とは熱的に絶縁さ!1′7
−111置さ7t−7−いる0、との」、つ(・(溝成
Δh、i(−純化処理装置をIllいる本発明の純化処
理力法てt−11、イIφ−J−7−ブ1がUll熱さ
!Iることはなく、この中に西1冒6″さt1/7−ノ
ルーホ゛/′部(′A7のみが加熱さ71る6、し2k
か−)−(、抵j)1カ11熱ノjIい1′よイ)従来
の純化処理ツノ2)、−(′問題とる一部たイ1英ブニ
・−−−プ1からのンl) 、777の蒸定か効果的い
:抑月さIt z、Nl c−ろとlす、ノリコン・汚
染/jハ(1剣ぐ、”l;((二減少する。
寸/、−、カーボン部H7のみか選11〈的に]Jl1
熱さ、1する′A−め、カーボン部f、f 7 ’f3
1500−(Jl)、L (1’) 副+a寸で加熱す
ることが【月能(・(二なり、純りIl処理効ニーiL
+−,+飛躍的に向LJ−ya−、ナオ、Ill −、
V IAfL rq、物’F導14=のエビタギンヤル
成長に4.・い−こに11、〕′り+ブタ不純物として
、 1ll)鉛(Zn)、マグネ7・ウノ、(Mg)等
が、−方、トナー不純物として、イオウ(S)、テルル
(Te)等が用いられる3、これらの不紳物に−・吸a
 LA−カーボン部旧からこれ(っを取除くためしく−
は、沸点以上の高温で熱処理することが望1しく・)3
、Zn(1)711−1、ζ&:L 90了°゛(゛、
Mqの沸点は1107′(゛、Sの沸点は444”(ゾ
、まグ4−Teの沸点は1390゛(′である。) 一1ルし、Zr、1500”Cの温度いはずh、の沸点
をも超・え−C,にり、各処fI41温度とし、−τ−
Q、■オ分−Cある1、しかし7.1気斤のガス中−C
熱処理したの′Cはカーボン部4」7の史深くに吸着さ
71./こ不純物を除去するの’z;、1.’ f利難
−Cある。本発明でfz;、1:、さらにカ江−熱処理
をt4を空又は減圧中で施すことにより不純物の蒸発を
肋間[7、カーボン部(・」の純化処理時間を大幅に蝮
縮し2.でいる4−3 次tC1本発明の力〃、に1.るカーボンボー トの純
化処理の具体例を説明する。
第2図はエピタキシャル成長上程で一度使用され/、−
カーボンボー 1・を高周波誘導力ll熱によって15
0 o”Cにn11熱し7.5×10づTorrの真空
中て熱処理し/こ後、(二のカーボンボー トを用い、
液相θ、て[成長させ/(−GaPエビタギシャル層の
表面か(・20μmの深さの缶1Nに」、・ける本絹r
吻儂10とカーボンボー 1・に対し−(b’v L 
iv、 l: n12の熱処理の1情間との関係を示−
を図である9、 図示−1゛るように熱処理時間か噌ずにつ!して、カー
ボンボートの純化が進み、成1(さぜ/7GaPエビタ
尤ソヤル層のトシーイ・純物濃18が低l−4゛る1、
イして、熱処fψ時間が3時間を超えイ)と、1゛ナー
・f・細物濃度(・−1高い究)(、Ii冒Jをf;)
る、パζめ(、で心安々低011t (i x 1o”
cm、−’ )t−C(氏1” 1.−(イ4> 、t
 7 ワi’、、)、3時間の熱処理(r(″よ−・−
C1カーボンボー1− f+:J、高純度処理さ〕!、
る、 パ03図は、」ノ、1′のような検d・1結果をふまえ
、第1図で7it L fj純化処J′ll! N置を
用い、1500 ”(: ’i晶度T5\10−′To
rrの−(1、りF l’ −C3if;−間熱処理[
A−カ ボ/′ボー1・と、rtY来の抵抗ツノ11熱
・す・を用い、1 1 00−(’の7AX 101 
f、  1r1己と回[ニー+’t、 ? m二、 同
 1]t’7間熱処Jll’ L/こカーボンボー1−
4・用いてGaPエピタギ/ヤル層を液相成l(さ+J
7 p−ときの不純物濃1g−分イ[iの比軸結宋を示
−4゛。図中、へのイ・細物d1這!J: 、5.)、
イ1」が本発明の純化処理を堂υ)、/!−ボー1・4
11Jj用し2−(゛−成1・+、\u−7’i= G
a P :LビターN−/vル層の不純物濃度分イl]
う・・1、し、++ 4=、Bのト細物語度分布が抵抗
加熱炉;1カ用い−C紳化処理されたカーボンボー ト
を使用しで成1.2さ(−汗f; GaP :rピクキ
/ヤル層の不純物濃度鋒イ1jを小している5) イ\発明のり法に(JLは、純化処理時間がずこふる友
きく ’、r Zr rJかり−Cなく、石英ヂ・−−
ブからのノリコンγli染か大幅に低卜するA−め、図
・]ミー[るよつ成長さ(シニだGaPエビタギンヤル
層のドナーイ・細物(濃度は、釘′来の方法て純化処理
し、たカーボンボー1−4−使用し5−こ成長させたG
aPエビタA/ヤル層の約5分の1−土で低I;(7で
いる1、さ”)&(一本発明のJ)法で純化処、I′l
IIをイ″1っ/こカ ボン部 1・を月]い/1一液
相エビタキンヤル成長で窒素ド ブGaP C11d色
) L EDを・形成士・テ)と、11層を低ドナ 濃
度に一4゛ることが−nl能と、a、す、樹脂旧市1.
2て完成さす窒素1・−ブGaP (lj、f色)LE
D(、’)発)1′、効率がr子来の発効効率(0,3
%)K<らべ−(約5 () %向1・−1−るCとが
確認てき/4−1発明の′七ノ11L 以1−説明シ、7でき/(−と(二ろか1.明f:、か
な」、うに本発明の純化処理1jθr、 1li−,1
,111丁、7〕  ボン部(」に1及着さt1/1−
す−\てのf・細物t tV u眉ji] T 1.l
Qり除<(ニーか−Cき、しかもイ1乾か[〕のシ′す
=+ン/fμ(lコもなく4”;f;、/jM)、エビ
Jギ/ヤル成長月jの1ノーボンボー トロ本発明のノ
j7去で処理する(−とM″、Lす、高純度に−[ビ、
タギ/トル層のIJk長かIj]’ t!fが−71:
る0、かかる]X発明のb法によ11.l:jい高純度
な」8ビク・N−ンヤノB層をイJする高効井・’i7
; 、)’l、ダイA1・父゛他の’l・、+”+体素
1’ %41戸T、’−J′7.J CIカ”J能(”
: 乙、る1、
【図面の簡単な説明】
第1図Ql、本発明の純化処J”lすJl):イ7) 
”I’flfこC(二ずろ純化処I’11!シ、置の概
略6−)j、−4゛図、第2図11第11゛ノ「C小J
−純化処理装置′〈°純化処理?+”r I’ −’ 
/i−カ ボンホトを用いて成長しl(7,Ga Pエ
ビ々キ/ヤル層の小細物σ度の純化処理時間(べrf−
1〕I(1小4−図、第3図はjit米(J) 4J(
抗7.111熱炉と第1図−C21、(岸−純化処理装
置により純化処理がlさ71/こカ ボ、ボ 1・を用
い−(l GaP (ZJ ’tri 4’tl 、T
−ビタに’/+ル成1〈6言]−〉f−場合の不純物葭
IJJ−分布の比軸6示11ノ1−Cある1、1°°゛
・・石英チューブ、2・ ・・高周波:Iイル、3・・
・・・・フランツ、4・・・−排気ノニーfブ、6・・
・・・・真空ボンゾ、6・・・・・・3方コツク、7・
・・カーボッ部4」、8・・・・・断熱体〇

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a空中ま/こは成用雰囲気中にツノ−ボン部材を
    配置し2にのち、同カーボン部拐全高周波誘導加熱シフ
    、て所定の温度までH渦させ、これに吸着された不純物
    全除去すること全判徴とするカーボン部材の純化処Jy
    J1方法。
  2. (2)  カーボッ部材がエピタキンヤル成長で使用さ
    jLるボー 1・であること金q!f徴とする特、li
    /r品求の範囲第1頃に記載のカーボン部材の純化処理
    方法。
  3. (3)  力・−ボッ部材の加熱湿度が、吸着不純物の
    融点を・超に−る温度に設定されること全特徴とする特
    許i!Ni求の範囲第1rAに記載のカーボン部材の純
    化処理方法0
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