JPS60260498A - SiC単結晶成長方法 - Google Patents

SiC単結晶成長方法

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JPS60260498A
JPS60260498A JP59115214A JP11521484A JPS60260498A JP S60260498 A JPS60260498 A JP S60260498A JP 59115214 A JP59115214 A JP 59115214A JP 11521484 A JP11521484 A JP 11521484A JP S60260498 A JPS60260498 A JP S60260498A
Authority
JP
Japan
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melt
single crystal
substrate
zone
temp
Prior art date
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Pending
Application number
JP59115214A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiko Matsushita
保彦 松下
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPS60260498A publication Critical patent/JPS60260498A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • C30B19/02Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
    • C30B19/04Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux the solvent being a component of the crystal composition
    • 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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36Carbides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (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】 (イ)産業上の利用分野 本発明fisic(シリコンカーバイド)単結晶成長方
法rc関する。
(ロ)従来技術 現在SIC単結晶は耐環境性素子材料とじて研究が進め
られている。472SiCは間接遷移型のIV−N化合
物で6す、種々の結晶構造が存在しその禁止帯幅は2.
39〜5.338 Vまで多岐にわたろと共rcP−n
接合形成が可能なことから赤色から青色まで全ての可視
光を発光可能な発光ダイオード材料として有望視されて
いる。
上記p−n接合を形設する方法として 中 第1の導電型を示すドーパントが混入されたS1メ
ルトを収納してなる第1のカーボン製ルツボ及び第2の
導電型を示すドーパントが混入されたStメルトを収納
してなる第2のカーボン製ルツボを準備し、まず第1の
ルツボrcsic単結晶基板2浸漬し斯る基板上VC第
1の導電型のSiC単結晶を成長させた後、斯る基板を
第2のルツボ中に浸漬しと記基板表面に第2の導電型の
SiC単結晶を成長させる方法。
(11)または、J、AppI!、Phys、s。
0、December 1979 pp8215−Pl
)8224Vc掲載されたM、IK8da 、T、Ha
yakawa等の論文及びJ IIApp、g、Phy
s。
531[1,0ctorbar 1982.pp696
2−pp6967’IC掲載されたり、Hoffmau
n、G、Zlegler等の論文に開示されているよう
に、第1の導電型?示すドーパントが混入されたSiメ
ルトを収納してなるカーボン製ルツボを準備し、斯るメ
ルト中にSIC単結晶基板を浸漬して斯る基板上九菌1
導成型のSIC単結晶を成長させ、その礫上記メルト中
に第2導電型を示すドーパントな添加して斯るメルトを
第2導電型とし、上記基板上に第2導電型のSIC単結
晶を成長せしめる方法。の2方法が従来よりある。
然るに上記第1の方法では第1導電型のSIC単結晶を
形成し几後、基板を雰囲気に晒さねばならず、基板表面
上での不純物の取り込み、酸化膜の形成等が避けられな
い。
また、上記第2の方法でrt第1の方法での問題は避け
られるものの、第2導電型のSIC単結晶における不純
物の絶対量(−第1導電型を示すドーパントの蓋十第2
導電型を示すドーパントの量)が多くなり結晶性が損わ
れるという問題が生じる。
(ハ)発明の目的 本発明は斯る点VC鑑みてな芒れたもので、上記第1、
第2の方法の問題を共に解決可能なSiC単結晶成長方
法を提供せんとするものである。
に)発明の構成 本発明の構成的特徴は、カーボン製ルツボ中にAJを含
有するS1メルトケ収納すると共に上記メルト中に高温
部と低温部を設ける工程、上記メルト中の低温部にSI
C単結晶基板を1!!潰し該基板上にp型SIC単結晶
を成長せしめろ工程、上記基板を上記メルト中の高温部
に移動させると共に上記メルトの温度を上昇せしめ上記
メルト中のAlを蒸発除去する工程、上記メルト中Vc
Nを導入せしめる工程、上記基板をメルト中の低温部に
移動せしめ上記基板上1/(n型SIC単結晶を成長せ
しめろ工程からなることにろる。
(ホ)実施例 第1図乃至第4図は本発明の一笑施例を示す工程別#i
面図である。
第1図ri第1工程を示し、上面が開口したカーボン製
ルツボ(17中KSiメルト(2)を収納する。また斯
るS1メルト(2)中にF′ip型ドーパントとなるA
I!(アルミニウム〕を含んでいる。更に斯るメル)+
2JFi同図左側に示される如く、中央部においてメル
ト温度が約1650℃とカる高温部人と斯る高温部Aよ
り下方に位置する低温部Bが存在し、斯る低温部Bdル
ツボ(1)底面でメルト温度が約1630℃となるよう
[0,′5℃/Wの温度勾配を有している。尚、斯る温
度勾配は例えば上記ルツボ(11に高周波コイルを巻回
して加熱する際、斯るコイルの位置もしくはコイルの疎
密関係を調整することにより行なえる。具体的には高温
部人のみに上記コイルを巻回するか、もしくは高温部A
ではコイルを密にし、低温部Bではコイルを疎とするこ
とにより行える。
第2図は第2工程を示し、カーボン製のウェハ治具(3
]の一端にSIC単結晶基板(4)を取着し、上記基板
(4)を低温部Bに位置するようにメルト(2)中に浸
漬する。斯る状態を一定時間保持することにより基板1
4)表面rcpmstc単結晶が成長する。
第3図に第6エ程を示し、上記基板+4J Tk低低温
部上り高温部人に移動せしめると共に上記メルト(2)
の高温部Aの温度が1700℃、ルツボ(1)底部の温
度が1670℃となるように加熱し、この状態を60分
以上保持する。
これVCより、上記メルト(2)中のAJを蒸発除去で
き、上記メルト(2)はノンドープ状態となる。
その後、上記メルト(2)に気相よりN(窒素)を導入
し、上記メルト(2Jの導電型In型とする。
第4図は第4工程を示し、基板14)をメルト(2)中
の低温部Bに移動させ一定時間保持する。これにより、
上記基板+43のp屋stc単結晶上ycn型Sic単
結晶が成長する。
本実施例によればp型SIC単結晶及びn型SIC単結
晶を基板(4)上に順次積層する際、基板(4)に常に
メルト(2)中に位置するので基板(4)表面より不純
物が導入されたり、表面に酸化膜が生じるといったこと
はなく、またn型SIC単結晶形成にわたりメルト)2
)中のAJは完全に除去されているためn型SiC単結
晶中の不純物の絶対量も少なくでき、結晶性も良好とな
る。
具体的には本実施例の方法を用いてキャリア濃度が5X
1018/−のp型SiC単結晶とキャリア濃度が5X
1017151のn型sic単結晶とからなるp−n接
合を形成し、I−V特性を測定したところ、 ■・・・印加電流 V・・・印加電圧 A・・・定 数 −q・・・電子の電荷 に…ボルツマン定数 ↑・・・絶対温度 で表わきれるn値が18〜1.9となった。これは上記
p−n接合が良好なものでるること示す。尚、参考まで
に既述した従来例により得られたp−n接合のn@iは
約4と非常に高いものになっていた。
°また、本実織例により得られた上記p−n接合を用い
て青色LEDを作成したところ、従来法により得られた
p−n接合より得られるLEDに較べて約50%の輝度
上昇が認められた。
尚、本実施例の第6エ程においてAJを除去した後Nを
導入したが、Sllシル (2J中ではAJfi蒸発し
易いがNFi蒸発し難い特性を有しているため、基板+
4) 1に高温部Arc移動させた後メルト昇温@yc
N2メルト(2〕中に添加し、その後メルト(2)を昇
温させてAl!を蒸発除去してもよい。
(へ)発明の効果 本発明によれば良好なp−n接合を有したStC単結晶
が得られるので、sic単結晶からなる発光素子等の開
発に大いに役立つ。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明の一実施例を示す工程別断面
図である。 (1)・・・ルツボ、(2J・・・メル)、+4]・・
・基板。 出願人三洋電機株式会社 代理人弁理士佐 野 靜 夫 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (11カーボン製ルツボ中Kl’AJを含有するSlメ
    ルトを収納すると共に上記メルト中に高温部と低温部を
    設ける工程、上記メルト中の低温部VcSIC単結晶基
    板を浸漬し該基板上にp型SiC単結晶全成長せしめる
    工程、上記基板を上記メルト中の高温部に移動させると
    共に上記メルトの温度を上昇せしめよ記メルト中のAJ
    を蒸発除去する工程、上記メルト中rcN1に導入せし
    める工程、上記基板全メルト中の低温部に移動せしめ上
    記基板上にnm5lc単結晶を成長せしめろ工程からな
    ることを特徴とするSiC単結晶成長方法。
JP59115214A 1984-06-04 1984-06-04 SiC単結晶成長方法 Pending JPS60260498A (ja)

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