JPS6016899A - ２−５化合物結晶及びその引き上げ方法 - Google Patents
２−５化合物結晶及びその引き上げ方法Info
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- JPS6016899A JPS6016899A JP58124008A JP12400883A JPS6016899A JP S6016899 A JPS6016899 A JP S6016899A JP 58124008 A JP58124008 A JP 58124008A JP 12400883 A JP12400883 A JP 12400883A JP S6016899 A JPS6016899 A JP S6016899A
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- JP
- Japan
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- crystal
- pulled
- compound
- gaas
- dislocation
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はＩ−Ｖ化合物結晶及びその引き上げの方法に
関する。
関する。
１−Ｖ化合物による集積回路（以下ＩＣと略称する。）
が高速動作用ＩＣとして期待を集めている。しかし素材
として注目されているＧ ａ Ａ ｓやＩ ｎ Ｊ、’
等のＩ−Ｖ化合物結晶の品位は十分ではなく］０４〜１
０薗 の高密度がエッチ・ビットが観察されるのが普通
である。このエッチ・ピットドして容易に観察できる転
位はＩＣ等を製作する場合に要求される素子間の特性変
動の原因となるばかりかＩＣの信頼性を左右する重大原
因に々ると考えられる。
が高速動作用ＩＣとして期待を集めている。しかし素材
として注目されているＧ ａ Ａ ｓやＩ ｎ Ｊ、’
等のＩ−Ｖ化合物結晶の品位は十分ではなく］０４〜１
０薗 の高密度がエッチ・ビットが観察されるのが普通
である。このエッチ・ピットドして容易に観察できる転
位はＩＣ等を製作する場合に要求される素子間の特性変
動の原因となるばかりかＩＣの信頼性を左右する重大原
因に々ると考えられる。
ＧａＡｓＩＣ用の基板としては特にアンドープの引き上
げ結晶（以後ＬＥＣ結晶と略称する）が最近注目されて
いる。この結晶中の転位密度の減少には各所で種々の対
策が講じられているが改善の見通しはなかなか立たない
のが現状である。
げ結晶（以後ＬＥＣ結晶と略称する）が最近注目されて
いる。この結晶中の転位密度の減少には各所で種々の対
策が講じられているが改善の見通しはなかなか立たない
のが現状である。
さてＬＥＣ結晶への転位導入は引き上がった結晶部が急
速に冷却され表面に於いて銹起される熱歪のためになさ
れることが生方原因である。Ｓｉではアフターヒーティ
ング法と呼ぶ引き上がった結晶部位を加熱するヒータを
設け、引き上がった結晶部位での温度勾配を緩和するこ
とにより転位が格段に減少することがわかっている。し
かし璽−■化合物は熱分解が激しく、アフターヒーティ
ングの方法を安易に用いることはできない。
速に冷却され表面に於いて銹起される熱歪のためになさ
れることが生方原因である。Ｓｉではアフターヒーティ
ング法と呼ぶ引き上がった結晶部位を加熱するヒータを
設け、引き上がった結晶部位での温度勾配を緩和するこ
とにより転位が格段に減少することがわかっている。し
かし璽−■化合物は熱分解が激しく、アフターヒーティ
ングの方法を安易に用いることはできない。
本発明は結晶の転位を大幅に減少することのできる結晶
の構造ならびに結晶引き」二げの方法を提供するもので
ある。
の構造ならびに結晶引き」二げの方法を提供するもので
ある。
本発明の骨子の第１は溶液より成長させた夏−■化合物
結晶表面にただちによシ強い結晶エネルギをもったＩ−
Ｖ化合物結晶を付着することを特徴とする結晶方法であ
り、このためには該結晶を構成するｌ族あるいはＶ族に
較べ軽元素であるところの１族あるいはＶ族あるいは両
者を含んだ反応性ガスを引き上げた結晶露出雰囲気に導
入しておけばよい。第２は、たとえば第１の方法を用い
ることによって成長結晶に較べてよ＾強い結合エネルギ
ーをもったｉ−ｖ化合物で表面がおおわれたことを特徴
とするＩ−Ｖ化合物結晶の構造にある。
結晶表面にただちによシ強い結晶エネルギをもったＩ−
Ｖ化合物結晶を付着することを特徴とする結晶方法であ
り、このためには該結晶を構成するｌ族あるいはＶ族に
較べ軽元素であるところの１族あるいはＶ族あるいは両
者を含んだ反応性ガスを引き上げた結晶露出雰囲気に導
入しておけばよい。第２は、たとえば第１の方法を用い
ることによって成長結晶に較べてよ＾強い結合エネルギ
ーをもったｉ−ｖ化合物で表面がおおわれたことを特徴
とするＩ−Ｖ化合物結晶の構造にある。
さて本発明のＩ−Ｖ化合物結晶の引き上げ方法ならびに
Ｉ−Ｖ化合物結晶の構造について実施例に基づき詳細に
説明する。実施伎１としてはＧａＡｓアンドープ結晶を
引き上げ（ＬＢＣ法）法で製作する場合Ｊばて示す。
Ｉ−Ｖ化合物結晶の構造について実施例に基づき詳細に
説明する。実施伎１としてはＧａＡｓアンドープ結晶を
引き上げ（ＬＢＣ法）法で製作する場合Ｊばて示す。
第１図はＧ ａ Ａ ｓを引き上げる場合の概念図であ
る０窒化ポロンルツボｌｌ内にＧａとＡｓをほぼ当モル
量入れこれに８２０３１２をかぶせ融点１２３８℃程度
に加熱しＧａと八Ｓの融液１３を作ね、ここに種結晶１
４を接触、種結晶１４あるいはルツボ１１を回転（また
は両者を回転）させながら種結晶１４を溶液１３から離
す如く引き上けるとＧａＡｓ結晶１５が溶液１３から引
き上がってくる。引き上がったＧａＡｓ結晶１５はＢ２
Ｏ３溶液１２から顔を出すと同時に急激に冷却される。
る０窒化ポロンルツボｌｌ内にＧａとＡｓをほぼ当モル
量入れこれに８２０３１２をかぶせ融点１２３８℃程度
に加熱しＧａと八Ｓの融液１３を作ね、ここに種結晶１
４を接触、種結晶１４あるいはルツボ１１を回転（また
は両者を回転）させながら種結晶１４を溶液１３から離
す如く引き上けるとＧａＡｓ結晶１５が溶液１３から引
き上がってくる。引き上がったＧａＡｓ結晶１５はＢ２
Ｏ３溶液１２から顔を出すと同時に急激に冷却される。
この時Ｇ ａ Ａ ｓ結晶１５は急激な熱歪をうけ表面
より転位が導入される。しかるに本発明の実施例では引
き上がってきたＧ ａ Ａ ｓ結晶１５がＢ２Ｏ３溶液
１２から顔を出す部屋１６中にトリメチル・アルミニウ
ム（以後ＴＭＡと略称する。）あるいはトリエチル・ア
ルミニウム（以後ＴＥＡと略称する。）を導入する方法
をとった。第１図で１７がＴＭＡやＴＥＡを導入するス
テンレス・パイプを示す。こうすることにより引き上が
ったＧａＡｓ結晶１５０表面はＡＩとＧａの置換反応に
よシただちにＡ Ｉ Ｘ Ｇ ａ １−８Ａｓ層１８が
形成される。部屋１６にＴＭＡあるいはＴＥＡの濃度と
して０．０１％（但し、部屋１６の圧力はアルゴンある
いは窒素ガスにより５〜３０気圧にしである。）程度加
えた場合Ａ ｌ ｘ Ｇ ａよ−、Ａｓ層１８の又は０
．３〜０．５程度となった。もちろんＴＭＡあるいはＴ
ＥＡの濃度を上ければＸは大きく力る。引き上がったＧ
ａ Ａ ｓ結晶１５の表面ＡｌＧａＡｓ層１８の厚みは
５−１００μｍ にな虱引き上がったＧ ａ Ａ ｓ結
晶１５の太さが約５薗径であるのでわずかな厚みである
。しかし、引き上がったＧ ａ Ａ ｓ結晶１５をウェ
ーハ状に切シ出し、エッチ・ピット密度を数えてみると
結晶全域に渡シ１０ 偏 台場下となり転位密度は１桁
以上減少していた。これはＡ Ｉ Ｇａ Ａｓ層１８の
結合エネルギーの方がＧａ Ａ ｓ結晶１５に較べ大き
く、このため熱分解が生じにくく、かつ結合エネルギー
が大きいために急激な熱歪が生じても結晶が強く表面か
らの転位導入が阻止されるためであると考えられる。即
ちｒＭＡあるいはＴＭＡガスを含んだ部屋に引き上げる
ことによ’）８２０３溶液１２ から顔を出したＧａＡ
ｓ結晶１５０表面はただちに結合エネルギーが大きく、
機械的強度も強いＡｌＧａＡｓ層１８で被われるため熱
歪にともなう転位導入が軽減され１０３ｃ、、ｉ以下の
低転位ＧａＡｓ引き上げ結晶かえられることを示した。
より転位が導入される。しかるに本発明の実施例では引
き上がってきたＧ ａ Ａ ｓ結晶１５がＢ２Ｏ３溶液
１２から顔を出す部屋１６中にトリメチル・アルミニウ
ム（以後ＴＭＡと略称する。）あるいはトリエチル・ア
ルミニウム（以後ＴＥＡと略称する。）を導入する方法
をとった。第１図で１７がＴＭＡやＴＥＡを導入するス
テンレス・パイプを示す。こうすることにより引き上が
ったＧａＡｓ結晶１５０表面はＡＩとＧａの置換反応に
よシただちにＡ Ｉ Ｘ Ｇ ａ １−８Ａｓ層１８が
形成される。部屋１６にＴＭＡあるいはＴＥＡの濃度と
して０．０１％（但し、部屋１６の圧力はアルゴンある
いは窒素ガスにより５〜３０気圧にしである。）程度加
えた場合Ａ ｌ ｘ Ｇ ａよ−、Ａｓ層１８の又は０
．３〜０．５程度となった。もちろんＴＭＡあるいはＴ
ＥＡの濃度を上ければＸは大きく力る。引き上がったＧ
ａ Ａ ｓ結晶１５の表面ＡｌＧａＡｓ層１８の厚みは
５−１００μｍ にな虱引き上がったＧ ａ Ａ ｓ結
晶１５の太さが約５薗径であるのでわずかな厚みである
。しかし、引き上がったＧ ａ Ａ ｓ結晶１５をウェ
ーハ状に切シ出し、エッチ・ピット密度を数えてみると
結晶全域に渡シ１０ 偏 台場下となり転位密度は１桁
以上減少していた。これはＡ Ｉ Ｇａ Ａｓ層１８の
結合エネルギーの方がＧａ Ａ ｓ結晶１５に較べ大き
く、このため熱分解が生じにくく、かつ結合エネルギー
が大きいために急激な熱歪が生じても結晶が強く表面か
らの転位導入が阻止されるためであると考えられる。即
ちｒＭＡあるいはＴＭＡガスを含んだ部屋に引き上げる
ことによ’）８２０３溶液１２ から顔を出したＧａＡ
ｓ結晶１５０表面はただちに結合エネルギーが大きく、
機械的強度も強いＡｌＧａＡｓ層１８で被われるため熱
歪にともなう転位導入が軽減され１０３ｃ、、ｉ以下の
低転位ＧａＡｓ引き上げ結晶かえられることを示した。
以上の説明では表面層１８としてＡ Ｉ Ｇａ Ａｓと
なるようにしたがもちろんＡｓの圧力を部屋１６に加え
た場合にはむしろＡｌＧａＡｓ １ Ｂが部屋１６内の
ＴＥＡあるいはＴＭＡとＡｓの気相よりＧ ａ Ａ ｓ
結晶１５の表面に堆積し、厚くなる。同様にｒ ＥＭや
ＴＭＡに代わってＮＨ３を部屋１６内に供給するならば
表面にはＧａＮ層が生じこの場合にも転位密度を軽減す
る効果がある。ただしＮ２ガス等の安定なガスでは効果
はない。さらに本発明はＧ ａ Ａ ｓ引き上げに限る
ことがないのは明らかでありＩｎＰを引き上げる場合に
ＮＨ３を部屋１６内に導入し表面層１８にＩｎＮ層が生
じ転位密度軽減が成されるものでＩ−Ｖ化合物結晶全般
に適用することができるのは明らかである。
なるようにしたがもちろんＡｓの圧力を部屋１６に加え
た場合にはむしろＡｌＧａＡｓ １ Ｂが部屋１６内の
ＴＥＡあるいはＴＭＡとＡｓの気相よりＧ ａ Ａ ｓ
結晶１５の表面に堆積し、厚くなる。同様にｒ ＥＭや
ＴＭＡに代わってＮＨ３を部屋１６内に供給するならば
表面にはＧａＮ層が生じこの場合にも転位密度を軽減す
る効果がある。ただしＮ２ガス等の安定なガスでは効果
はない。さらに本発明はＧ ａ Ａ ｓ引き上げに限る
ことがないのは明らかでありＩｎＰを引き上げる場合に
ＮＨ３を部屋１６内に導入し表面層１８にＩｎＮ層が生
じ転位密度軽減が成されるものでＩ−Ｖ化合物結晶全般
に適用することができるのは明らかである。
さらに以上の例では［−Ｖ化合物半導体を構成品等の引
き上げに対してボラゾールを部屋１６に導入し表面層と
してＢＮ層を形成することも伝位経減に効果がある。以
上の説明から明らかなように引き上げられた結晶表面層
としては引き上げ結晶とかならずしも格子整合がとれた
ものでハする必要はない。また前記実施例ではＬＥＣ法
について説明したが、他の方法、例えばＨＢ法等でも効
果がある。
き上げに対してボラゾールを部屋１６に導入し表面層と
してＢＮ層を形成することも伝位経減に効果がある。以
上の説明から明らかなように引き上げられた結晶表面層
としては引き上げ結晶とかならずしも格子整合がとれた
ものでハする必要はない。また前記実施例ではＬＥＣ法
について説明したが、他の方法、例えばＨＢ法等でも効
果がある。
第１図はＩ−Ｖ化合物結晶用き上げ時の概念図を示すも
のである。図で １１は窒化ボロンルツボ １２はＢ２０３ １３はＧａとＡｓからなる融液 １４は種結晶 Ｊ５は引きあがったＧａＡｓ結晶 １６は引きあがったＧａＡｓ結晶が露出される部屋 １７は本発明を達成するための１族あるいはＶ族あるい
は両者を含んだガスを供給するステンレスパイプ １８はＡ、１ＧａＡｓ結晶層
のである。図で １１は窒化ボロンルツボ １２はＢ２０３ １３はＧａとＡｓからなる融液 １４は種結晶 Ｊ５は引きあがったＧａＡｓ結晶 １６は引きあがったＧａＡｓ結晶が露出される部屋 １７は本発明を達成するための１族あるいはＶ族あるい
は両者を含んだガスを供給するステンレスパイプ １８はＡ、１ＧａＡｓ結晶層
Claims (2)
- （１） Ｉ−■化合物結晶の表面が該結晶に較べて結合
エネルギーの大きい厘−■化合物でおおわれていること
を特徴とするＩ−Ｖ化合物結晶。 - （２）結晶を構成する元素を少なくも含んだ溶液に種結
晶を接触させ、該種結晶に該結晶を析出させる結晶成長
法において、溶液相から引き上げられた結晶露出雰囲気
に、該結晶との間で該結晶に比べて結合エネルギーの大
きいＩ−Ｖ化合物を形成するような、夏元素あるいはＸ
元素のうち少なくとも一方を含む反応性ガスを導入した
ことを特徴とするＩ −Ｖ化合物結晶の引き上げ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124008A JPS6016899A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | ２−５化合物結晶及びその引き上げ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124008A JPS6016899A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | ２−５化合物結晶及びその引き上げ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016899A true JPS6016899A (ja) | 1985-01-28 |
| JPH0450280B2 JPH0450280B2 (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=14874741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58124008A Granted JPS6016899A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | ２−５化合物結晶及びその引き上げ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016899A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0353928A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-07 | Sumitomo Chem Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂製品の製造方法 |
| JP2020011882A (ja) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | 国立大学法人東北大学 | 窒化アルミニウム結晶の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938869A (ja) * | 1972-08-18 | 1974-04-11 | ||
| JPS5260069A (en) * | 1975-11-12 | 1977-05-18 | Nec Corp | Crystal growth |
-
1983
- 1983-07-07 JP JP58124008A patent/JPS6016899A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938869A (ja) * | 1972-08-18 | 1974-04-11 | ||
| JPS5260069A (en) * | 1975-11-12 | 1977-05-18 | Nec Corp | Crystal growth |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0353928A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-07 | Sumitomo Chem Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂製品の製造方法 |
| JP2020011882A (ja) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | 国立大学法人東北大学 | 窒化アルミニウム結晶の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450280B2 (ja) | 1992-08-13 |
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