JPS6017926A - サフアイアの結晶欠陥検出方法 - Google Patents
サフアイアの結晶欠陥検出方法Info
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- JPS6017926A JPS6017926A JP12530883A JP12530883A JPS6017926A JP S6017926 A JPS6017926 A JP S6017926A JP 12530883 A JP12530883 A JP 12530883A JP 12530883 A JP12530883 A JP 12530883A JP S6017926 A JPS6017926 A JP S6017926A
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- Japan
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- sapphire
- pit
- crystal
- pits
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
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- Power Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (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】
産業上の利用分野
酸化アルミニウム（Ａｆｉ２０３）の単結晶であるサフ
ァイアは光学的透明度、電気絶縁性２機械的強度、およ
び化学的安定性等の面で優れた物質であり、各種光学機
器の構成要素として、あるいは絶縁体として使用される
ことは勿論のこと、シリコン（Ｓｔ）、砒化ガリウム（
ＧａＡｓ ） 、窒化アルミニウム（ＡｆｉＮ） 、あ
るいは窒化ガリウム（ＧａＮ）等の半導体のエピタキシ
ャル成長用基板としても使用されている。特に半導体の
エピタキシャル層の結晶性はエピタキシャル成長用基板
の結晶性に大きく依存し、良質のサファイア単結晶が必
要とされる。
ァイアは光学的透明度、電気絶縁性２機械的強度、およ
び化学的安定性等の面で優れた物質であり、各種光学機
器の構成要素として、あるいは絶縁体として使用される
ことは勿論のこと、シリコン（Ｓｔ）、砒化ガリウム（
ＧａＡｓ ） 、窒化アルミニウム（ＡｆｉＮ） 、あ
るいは窒化ガリウム（ＧａＮ）等の半導体のエピタキシ
ャル成長用基板としても使用されている。特に半導体の
エピタキシャル層の結晶性はエピタキシャル成長用基板
の結晶性に大きく依存し、良質のサファイア単結晶が必
要とされる。
本発明はサファイアの結晶性の良否を判定するだめの基
準となる結晶欠陥を容易に検出することができる結晶欠
陥検出方法に関する。
準となる結晶欠陥を容易に検出することができる結晶欠
陥検出方法に関する。
従来例の構成とその問題点
結晶の転位などの欠陥はその−１：ｔでは観察すること
ができず、通常、化学的にエツチングしてエッチピット
として発生させ、これを観察する検出方法が採られてい
る。ところで、サファイアは化学的に極めて安定であり
、通常のエツチング方法ではエッチピットは発生せず、
サファイアの結晶性の良否判定はできない。このような
サファイアにエッチピットを発生させる方法として、３
００℃以上の高温に加熱したリン酸（Ｈ３Ｐ０４）、水
酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、あるいは水酸化ガリウム
（ＫＯＨ）によりエツチングする方法が知られている。
ができず、通常、化学的にエツチングしてエッチピット
として発生させ、これを観察する検出方法が採られてい
る。ところで、サファイアは化学的に極めて安定であり
、通常のエツチング方法ではエッチピットは発生せず、
サファイアの結晶性の良否判定はできない。このような
サファイアにエッチピットを発生させる方法として、３
００℃以上の高温に加熱したリン酸（Ｈ３Ｐ０４）、水
酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、あるいは水酸化ガリウム
（ＫＯＨ）によりエツチングする方法が知られている。
しかしながらこの方法ではエツチング液の沸騰が避けら
れず、これが飛び散り人体に危険の及ぶおそれがあるこ
と、また、飛散したエッチング３、−− 液により周囲が腐食されることなどの問題があった。さ
らに、これらのエツチング液は腐食力が極めて強く、エ
ツチング液を収容する容器をも腐食するおそれもある。
れず、これが飛び散り人体に危険の及ぶおそれがあるこ
と、また、飛散したエッチング３、−− 液により周囲が腐食されることなどの問題があった。さ
らに、これらのエツチング液は腐食力が極めて強く、エ
ツチング液を収容する容器をも腐食するおそれもある。
このため、白金（ｐｔ）などの高価な材料で形成した容
器を使用しなければならず、このため、エツチングのコ
ストが高騰する問題もあった。
器を使用しなければならず、このため、エツチングのコ
ストが高騰する問題もあった。
発明の目的
本発明の目的はサファイアの結晶性の良否判定の基準と
なるサファイア結晶内の転位などの欠陥を容易に、かつ
安全にピットとして発生させ、ザファイヤの結晶欠陥の
検出を可能にする検出方法の提供にある。
なるサファイア結晶内の転位などの欠陥を容易に、かつ
安全にピットとして発生させ、ザファイヤの結晶欠陥の
検出を可能にする検出方法の提供にある。
発明の構成
本発明にかかるサファイアの結晶欠陥検出方法は、塩化
水素（ＨＣｆｉ ）ガスを含む気体雰囲気中で６００℃
以」−の熱処理をサファイアに施し、同すアイアにピッ
トを発生させ、このピットの観察で結晶欠陥を検出する
方法である。
水素（ＨＣｆｉ ）ガスを含む気体雰囲気中で６００℃
以」−の熱処理をサファイアに施し、同すアイアにピッ
トを発生させ、このピットの観察で結晶欠陥を検出する
方法である。
この方法によれば、サファイアの結晶性の良否判生する
ところと在り、結晶欠陥を確実に検出して結晶性の良否
を判定することができる。
ところと在り、結晶欠陥を確実に検出して結晶性の良否
を判定することができる。
実施例の説明
以下に図面を参照して本発明にかかるサファイアの結晶
欠陥検出方法について詳細に説明する。
欠陥検出方法について詳細に説明する。
第１図は、サファイアにピットを発生させるだめの熱処
理装置の概略を示す図であシ、一般に使用されている半
導体装置用の拡散炉と同様、石英チューブ１とヒータ２
とで構成されている。この石英チューブ１の中に鏡面研
磨ずみのサファイア基板３を載置したカーボン製あるい
は石英製のサファイア支持台４が配設されている。
理装置の概略を示す図であシ、一般に使用されている半
導体装置用の拡散炉と同様、石英チューブ１とヒータ２
とで構成されている。この石英チューブ１の中に鏡面研
磨ずみのサファイア基板３を載置したカーボン製あるい
は石英製のサファイア支持台４が配設されている。
本発明では、上記の石英チューブ１の中にアルゴン（Ａ
ｒ）と塩化水素（ＨＣＱ）ガスの混合比が２：１の混合
ガスを１分間当り１．５℃の流量で流しながら約３０分
間の熱処理をサファイア基板に施す。
ｒ）と塩化水素（ＨＣＱ）ガスの混合比が２：１の混合
ガスを１分間当り１．５℃の流量で流しながら約３０分
間の熱処理をサファイア基板に施す。
ところで、この熱処理の温度を５Ｑ○℃に設定した場合
には結晶欠陥に起因するピットが発生せず、６００℃の
温度になるとサファイアの結晶欠陥部５１°−〕 分が熱分解してピットの発生がみられるようになる。こ
の温度をさらに高めるにつれてピットの大きさが増す。
には結晶欠陥に起因するピットが発生せず、６００℃の
温度になるとサファイアの結晶欠陥部５１°−〕 分が熱分解してピットの発生がみられるようになる。こ
の温度をさらに高めるにつれてピットの大きさが増す。
第２図は、熱処理の雰囲気を上記の条件とし、さらに熱
処理温度を８６０℃に設定して熱処理を施したサファイ
アのＣ面表面の写真であり、結晶性の良否判定に必要な
ピット５が確実に発生している。
処理温度を８６０℃に設定して熱処理を施したサファイ
アのＣ面表面の写真であり、結晶性の良否判定に必要な
ピット５が確実に発生している。
ところで、熱処理温度をさらに高めると、結晶欠陥以外
の正常な結晶面にも荒れが生じる。上記の雰囲気の下で
荒れの程度の確認をしたところ、熱処理温度が９５０℃
以」二になるとピットの検出が困難となった。なお、正
しい検出が可能なピットを発生させるのに最適な温度は
、ＨＣｌガス濃度、混合ガス流量および熱処理時間によ
って変化するため、一義的には定まらないが、６ｏＯ℃
以上の温度でなければならないことが確認された。
の正常な結晶面にも荒れが生じる。上記の雰囲気の下で
荒れの程度の確認をしたところ、熱処理温度が９５０℃
以」二になるとピットの検出が困難となった。なお、正
しい検出が可能なピットを発生させるのに最適な温度は
、ＨＣｌガス濃度、混合ガス流量および熱処理時間によ
って変化するため、一義的には定まらないが、６ｏＯ℃
以上の温度でなければならないことが確認された。
本発明の実施に際しては、熱処理の雰囲気中にＨＣ７ガ
スを含ませることが不可欠である。ＨＣｌガスを含１せ
ることなく、単に水素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）ある
いは窒素（Ｎ２）のみの雰囲気とした場合には、熱処理
温度を１０００℃の高温に設定してもピットを発生させ
ることができなかった。
スを含ませることが不可欠である。ＨＣｌガスを含１せ
ることなく、単に水素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）ある
いは窒素（Ｎ２）のみの雰囲気とした場合には、熱処理
温度を１０００℃の高温に設定してもピットを発生させ
ることができなかった。
以」へ本発明について、サファイアのＣ面表面へのピッ
トの発生を例に説明したが、本発明にかかる熱処理によ
れば、サファイアのＡ面あるいはＲ面にもピットを発生
させることができる。
トの発生を例に説明したが、本発明にかかる熱処理によ
れば、サファイアのＡ面あるいはＲ面にもピットを発生
させることができる。
発明の詳細
な説明してきたところから明らかなように、本発明にか
かる熱処理によればサファイアの結晶内部に存在する転
位などの結晶欠陥をピットとして表面に発生させること
ができ、この検出にょシサファイアの結晶性の良否を判
定することができる。かかる本発明の方法−よれば結晶
性の優れたサファイアを選別することができ、選別した
サファイア上に半導体のエピタキシャル成長を行えば良
質のエピタキシャル層を成長することが可能となる。
かる熱処理によればサファイアの結晶内部に存在する転
位などの結晶欠陥をピットとして表面に発生させること
ができ、この検出にょシサファイアの結晶性の良否を判
定することができる。かかる本発明の方法−よれば結晶
性の優れたサファイアを選別することができ、選別した
サファイア上に半導体のエピタキシャル成長を行えば良
質のエピタキシャル層を成長することが可能となる。
７１°−１
第１図は本発明の結晶欠陥検出方法を可能にするサファ
イアの熱処理に使用する装置の概略を示す図、第２図に
、８５０℃で３０分間熱処理を行ったサファイアの０面
の表面の結晶欠陥に起因するピント状態写真である。 １・・・・・・石英チューブ、２・・・・・ヒーター、
３・・・・・・サファイア、４・・・・・・サファイア
支持台、５・・・・・・Ｃ面表面に発生したピット。
イアの熱処理に使用する装置の概略を示す図、第２図に
、８５０℃で３０分間熱処理を行ったサファイアの０面
の表面の結晶欠陥に起因するピント状態写真である。 １・・・・・・石英チューブ、２・・・・・ヒーター、
３・・・・・・サファイア、４・・・・・・サファイア
支持台、５・・・・・・Ｃ面表面に発生したピット。
Claims (1)
- 塩化水素ガスを含む気体雰囲気中で６ｏｏ℃以上の熱処
理をサファイアに施し、同サファイアにピットを発生さ
せ、このピットにより結晶欠陥の検出をなすことを特徴
とするサファイアの結晶欠陥検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12530883A JPS6017926A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | サフアイアの結晶欠陥検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12530883A JPS6017926A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | サフアイアの結晶欠陥検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017926A true JPS6017926A (ja) | 1985-01-29 |
Family
ID=14906882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12530883A Pending JPS6017926A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | サフアイアの結晶欠陥検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017926A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60224239A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Fujitsu Ltd | 薄膜の欠陥検出方法 |
| KR100338250B1 (ko) * | 1999-07-16 | 2002-05-27 | 이상영 | 고온초전도 ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ 박막 성장시 박막의 표면특성 향상법 |
| JP2005047718A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-24 | Kyocera Corp | 半導体素子用単結晶サファイア基板とその製造方法及び半導体発光素子 |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP12530883A patent/JPS6017926A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60224239A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Fujitsu Ltd | 薄膜の欠陥検出方法 |
| JPH0342501B2 (ja) * | 1984-04-20 | 1991-06-27 | ||
| KR100338250B1 (ko) * | 1999-07-16 | 2002-05-27 | 이상영 | 고온초전도 ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ 박막 성장시 박막의 표면특성 향상법 |
| JP2005047718A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-24 | Kyocera Corp | 半導体素子用単結晶サファイア基板とその製造方法及び半導体発光素子 |
| JP4593890B2 (ja) * | 2003-07-28 | 2010-12-08 | 京セラ株式会社 | 半導体発光素子の製造方法 |
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