JPS61261297A - 化合物半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
化合物半導体単結晶の製造方法Info
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- JPS61261297A JPS61261297A JP10063185A JP10063185A JPS61261297A JP S61261297 A JPS61261297 A JP S61261297A JP 10063185 A JP10063185 A JP 10063185A JP 10063185 A JP10063185 A JP 10063185A JP S61261297 A JPS61261297 A JP S61261297A
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- 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。
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）
本発明は、引き上げ法によるＧａＡｓ 、 ＧａＰ ｅ
ＩｎＡｓ 、 ＩｎＰなどの化合物半導体単結晶の製造
技術に関するもので、特に、無転位あるいは低転位密度
結晶育成方法に係わるものである。
ＩｎＡｓ 、 ＩｎＰなどの化合物半導体単結晶の製造
技術に関するもので、特に、無転位あるいは低転位密度
結晶育成方法に係わるものである。
（発明の概要）
本発明は化合物半導体単結晶の製造方法において、原料
融液から種子結晶を用い、液体封止引き上げ法により単
結晶を成長させる際に、前記の種子結晶として不純物を
添加したもの會用い、かつ前記の種子結晶と新ら九に成
長した結晶の境界部における格子定数の不整合が２Ｘ１
０−’以下とすることによシ、無転位あるいは低転位の
結晶育成を行うことにある。
融液から種子結晶を用い、液体封止引き上げ法により単
結晶を成長させる際に、前記の種子結晶として不純物を
添加したもの會用い、かつ前記の種子結晶と新ら九に成
長した結晶の境界部における格子定数の不整合が２Ｘ１
０−’以下とすることによシ、無転位あるいは低転位の
結晶育成を行うことにある。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は化合物半導体単結晶の製造方法に関するもので
あるが、次の説明は主として化合物半導体の代表とも言
えるＧａＡｓ結晶の場合について、従来の技術９本発明
の技術内容について詳述する。
あるが、次の説明は主として化合物半導体の代表とも言
えるＧａＡｓ結晶の場合について、従来の技術９本発明
の技術内容について詳述する。
ガリウム砒素（ＧａＡｓ ）集積回路はシリコン集積回
路を凌駕する高速性、低消費電力性を特徴として期待さ
れている。この特徴を有する集積回路を実現するために
は均一性の良い半絶縁性のＧａＡｓ結晶が不可欠である
。このようなＧａＡｓ結晶は液体封止引き上げ法（Ｌｉ
ｑｕｉｄ ＥｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄＣｚｏｃｈｒａｌ
ａｋｉ ：以下ＬＥＣ法という）によって製造されるの
が一般的であるが、ＬＥＣ法によつて製造される結晶中
には、結晶欠陥である転位が熱応力によって１０４〜１
０６／−はど高密度に存在する。この転位は、ＩＣｔ作
る上で素子特性のバラツキの原因となることから、Ｇａ
Ａｓ結晶の無転位化が強く望まれている。
路を凌駕する高速性、低消費電力性を特徴として期待さ
れている。この特徴を有する集積回路を実現するために
は均一性の良い半絶縁性のＧａＡｓ結晶が不可欠である
。このようなＧａＡｓ結晶は液体封止引き上げ法（Ｌｉ
ｑｕｉｄ ＥｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄＣｚｏｃｈｒａｌ
ａｋｉ ：以下ＬＥＣ法という）によって製造されるの
が一般的であるが、ＬＥＣ法によつて製造される結晶中
には、結晶欠陥である転位が熱応力によって１０４〜１
０６／−はど高密度に存在する。この転位は、ＩＣｔ作
る上で素子特性のバラツキの原因となることから、Ｇａ
Ａｓ結晶の無転位化が強く望まれている。
Ｌ ＥＣ−ＧａＡｓ結晶の無転位化はｓ Ｉｎ、 Ａｔ
、 ｓｂ等の不純物を添加し、結晶を硬化することによ
って実現されている（ Ｊｏａｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙ
ｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ、 ６１．１９８３． ｐ４１７
． Ｇ、 Ｊａｃｏｂ他）０さらに不純物添加に加え、
炉内の温度勾配を低減し、結晶中熱応力を小さくするこ
とにより直径２インチ（約５ ｏｎ ）の無転位結晶も
得られている。
、 ｓｂ等の不純物を添加し、結晶を硬化することによ
って実現されている（ Ｊｏａｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙ
ｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ、 ６１．１９８３． ｐ４１７
． Ｇ、 Ｊａｃｏｂ他）０さらに不純物添加に加え、
炉内の温度勾配を低減し、結晶中熱応力を小さくするこ
とにより直径２インチ（約５ ｏｎ ）の無転位結晶も
得られている。
（Ｈ，ＮａｋａｎｉｓｈＬ ｅｔ ａＬ Ｅｘｄｅｎｄ
ｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔｓｏｆ １６ ｔｈ Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅｖ
ｉｃｅｓａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌａｔ Ｋｏｂｅ＋
１９８４． ｐｐ ６３〜６６）しかし、これらの報告
の無転位結晶の中心部の直径５〜１０ｍｍの領域には、
撫子から伝播した転位が１０２〜１０”／ｃＩｉ程の密
度で存在し、完全無転位結晶ではない。この伝播転位を
除去する九めには、直径１〜２■、長さ２０１ｍ１以上
のネック部を作る（ネッキング）ことが必要である。（
Ｇ、 Ｊａｃｏｂ、 ｅｔ ａｌ、 Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ５７（１９８２）
２４シー２５８ンしかし、Ｓｉ 、 Ｇｅ等の育成
に比べ液体封止剤の存在するＬＥＣ法においてはネッキ
ングは高度の技術を特徴とする特に炉内温度勾配を小さ
く（≦１００℃／ｃｒｎ）した条件下では結晶形状制御
が国難となｐ１ネッキングは再現性に乏しく、実用的な
方法ではない。また大形結晶（３に以上）を引き上げる
際には、直径１〜２１１ＩＩのネックでは結晶重量を支
えられなくなってしまうため、ネッキングは適用できな
い。
ｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔｓｏｆ １６ ｔｈ Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅｖ
ｉｃｅｓａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌａｔ Ｋｏｂｅ＋
１９８４． ｐｐ ６３〜６６）しかし、これらの報告
の無転位結晶の中心部の直径５〜１０ｍｍの領域には、
撫子から伝播した転位が１０２〜１０”／ｃＩｉ程の密
度で存在し、完全無転位結晶ではない。この伝播転位を
除去する九めには、直径１〜２■、長さ２０１ｍ１以上
のネック部を作る（ネッキング）ことが必要である。（
Ｇ、 Ｊａｃｏｂ、 ｅｔ ａｌ、 Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ５７（１９８２）
２４シー２５８ンしかし、Ｓｉ 、 Ｇｅ等の育成
に比べ液体封止剤の存在するＬＥＣ法においてはネッキ
ングは高度の技術を特徴とする特に炉内温度勾配を小さ
く（≦１００℃／ｃｒｎ）した条件下では結晶形状制御
が国難となｐ１ネッキングは再現性に乏しく、実用的な
方法ではない。また大形結晶（３に以上）を引き上げる
際には、直径１〜２１１ＩＩのネックでは結晶重量を支
えられなくなってしまうため、ネッキングは適用できな
い。
無転位・大形結晶の実現の九めにはネッキングに替わる
伝播転位の除去法が必要である。
伝播転位の除去法が必要である。
（問題点を解決するための手段）
本発明は上述の問題点を解決する友めに提案されたもの
で、種子付は部での転位の発生・伝播を防ぎ、低転位あ
るいは無転位の結晶育成を行う方法を提供することを目
的とするものである０ 本発明は成長した結晶との境界部における格子定数の不
整合が２Ｘ１（ｒ’以下であり、所要量の混入不純物を
含み硬化した種子結晶を用いることを特徴とする結晶育
成方法である。
で、種子付は部での転位の発生・伝播を防ぎ、低転位あ
るいは無転位の結晶育成を行う方法を提供することを目
的とするものである０ 本発明は成長した結晶との境界部における格子定数の不
整合が２Ｘ１（ｒ’以下であり、所要量の混入不純物を
含み硬化した種子結晶を用いることを特徴とする結晶育
成方法である。
以下、本発明の詳Ｉ／ｍｔ−示す前に、ＧａＡｓ結晶の
育成法について述べる。第１図はごく一般に行なわれる
ＬＥＣ成長の炉構成図を示す。図において１はＧａＡｓ
融液、２は液体封止剤、３は結晶、４は種子結晶、５は
るつぼ、６は加熱ヒータ、７は圧力容器、８は不活性ガ
ス空間を示す。
育成法について述べる。第１図はごく一般に行なわれる
ＬＥＣ成長の炉構成図を示す。図において１はＧａＡｓ
融液、２は液体封止剤、３は結晶、４は種子結晶、５は
るつぼ、６は加熱ヒータ、７は圧力容器、８は不活性ガ
ス空間を示す。
種子からの伝播転位をネッキングすること無しに行う友
めには、種子結晶４が成長前に無転位であシ、かつ種子
付は後も熱ショック等で転位が発生しないことが不可欠
である。さらに種子結晶と結晶３の境界において格子定
数の不整合があると転位が発生しくミスフィツト転位）
、この転位密度が高いと、成長方向に伝播する転位管形
成する。この几め、ミスフィツト転位の発生を防止する
ことが必要である。
めには、種子結晶４が成長前に無転位であシ、かつ種子
付は後も熱ショック等で転位が発生しないことが不可欠
である。さらに種子結晶と結晶３の境界において格子定
数の不整合があると転位が発生しくミスフィツト転位）
、この転位密度が高いと、成長方向に伝播する転位管形
成する。この几め、ミスフィツト転位の発生を防止する
ことが必要である。
本発明においては所要量の混入不純物を含み硬化した種
子を用いることにより、種子付けによる熱ショックによ
っても結晶中に転位を発生させないことが第１の特徴で
ある。ま九種子結晶と成長結晶の格子定数の不整合ｔ−
２Ｘ １０−’以下にすることによシ、成長結晶中にミ
スフィツト転位を発生させないことが本発明の第２の特
徴である。
子を用いることにより、種子付けによる熱ショックによ
っても結晶中に転位を発生させないことが第１の特徴で
ある。ま九種子結晶と成長結晶の格子定数の不整合ｔ−
２Ｘ １０−’以下にすることによシ、成長結晶中にミ
スフィツト転位を発生させないことが本発明の第２の特
徴である。
以上説明した本発明の基本的方法を実験的に行なった結
果について述べる。無添加無転位結晶及び結晶硬化効果
を持つインジウム（Ｉｎ）を添加して育成した４本の結
晶（Ｉｎ濃度、３Ｘ１０”。
果について述べる。無添加無転位結晶及び結晶硬化効果
を持つインジウム（Ｉｎ）を添加して育成した４本の結
晶（Ｉｎ濃度、３Ｘ１０”。
７ Ｘ １０”ｓ １．ｏ Ｘ Ｎｏ”＊ １−４ Ｘ
１０”／ ａｄ ）から、４ｆｉＸ ４ ｖｍ Ｘ
３０ ｔｍの大きさの＜ｏ ｏ ｉ＞方位の種子結晶を
切シ出し九。これを用いて、結晶育成の過程の種子付け
まで上行ない、種子中の転位の発生状況を調ぺた。この
結果、無添加種子結晶には種子付は時の熱ショックによ
シ転位が発生し、−反発生した転位は種子光端金融解し
ても、上方へ運動するため除去できなかった。一方 Ｉ
ｎを混入した種子結晶は、種子付は後も無転位であった
。これはＩｎによる°結晶硬化効果のためである。
１０”／ ａｄ ）から、４ｆｉＸ ４ ｖｍ Ｘ
３０ ｔｍの大きさの＜ｏ ｏ ｉ＞方位の種子結晶を
切シ出し九。これを用いて、結晶育成の過程の種子付け
まで上行ない、種子中の転位の発生状況を調ぺた。この
結果、無添加種子結晶には種子付は時の熱ショックによ
シ転位が発生し、−反発生した転位は種子光端金融解し
ても、上方へ運動するため除去できなかった。一方 Ｉ
ｎを混入した種子結晶は、種子付は後も無転位であった
。これはＩｎによる°結晶硬化効果のためである。
一方、種子が無転位であっても、種子・成長結晶の境界
において、成長結晶中にのみ転位が発生・伝播する場合
がある。そこで、種々のＩｎ濃度の融液から、種々の濃
度のＩｎｔ−含む種子結晶を用いて°結晶育成上行ない
、種子界面での転位の発生状況を調べた結果を第１表に
示す。
において、成長結晶中にのみ転位が発生・伝播する場合
がある。そこで、種々のＩｎ濃度の融液から、種々の濃
度のＩｎｔ−含む種子結晶を用いて°結晶育成上行ない
、種子界面での転位の発生状況を調べた結果を第１表に
示す。
第１表 種子界面での転位発生状混
有：界面で転位発生有り
無：界面で転位発生無し
第１表に示すように、種子４と成長結晶３とのＩｎ濃度
の差が５ Ｘ １０” ／ ｅｔＡ以下ならば、転位は
発生しない。Ｘ線回析によって求めた結晶中Ｉｎ濃度と
、格子定数の変化の関係を第２図に示す。第２図におい
て、ａをＧａＡａの格子定数、ａ′をＩｎ添加ＧａＡｓ
結晶の格子定数としたとき、Δａ ＝ ａ’ −ａであ
る。第２図より、種子と成長結晶における５ Ｘ １０
”／ ｃｄのＩｎ濃度の差は、約２ Ｘ ＩＯ−’の格
子定数の変化の割合に相当する。
の差が５ Ｘ １０” ／ ｅｔＡ以下ならば、転位は
発生しない。Ｘ線回析によって求めた結晶中Ｉｎ濃度と
、格子定数の変化の関係を第２図に示す。第２図におい
て、ａをＧａＡａの格子定数、ａ′をＩｎ添加ＧａＡｓ
結晶の格子定数としたとき、Δａ ＝ ａ’ −ａであ
る。第２図より、種子と成長結晶における５ Ｘ １０
”／ ｃｄのＩｎ濃度の差は、約２ Ｘ ＩＯ−’の格
子定数の変化の割合に相当する。
従って、格子不整合ｔ” ２．ＯＸ １０−’以下にす
ることが、種子と成長結晶の界面で転位を発生させなｉ
ために必要である。
ることが、種子と成長結晶の界面で転位を発生させなｉ
ために必要である。
なお種子と成長結晶との格子不整合が２．０×１０＝
ｔ−超える場合は、種子と成長結晶との界面で転位を発
生するために好ましくない０格子定数の不整合示あると
、ミスフィツト転位が発生するのは次の理由による。種
子と成長が存在する場合、成長結晶層の厚さが増加する
につれ、成長層の弾性歪エネルギーが増加し、転位が発
生することにより、このエネルギーの一部を解放する。
ｔ−超える場合は、種子と成長結晶との界面で転位を発
生するために好ましくない０格子定数の不整合示あると
、ミスフィツト転位が発生するのは次の理由による。種
子と成長が存在する場合、成長結晶層の厚さが増加する
につれ、成長層の弾性歪エネルギーが増加し、転位が発
生することにより、このエネルギーの一部を解放する。
しかし、成長層が薄い場合は、成長層の弾性歪エネルギ
ーはミスフィツト転位列を形成するエネルギーよシ小さ
くなシ、無転位成長が可能である。この無転位結晶層の
臨界厚さくｈｅ）は、エピタキシャル成長の場合、近似
的に次式で与えられる。
ーはミスフィツト転位列を形成するエネルギーよシ小さ
くなシ、無転位成長が可能である。この無転位結晶層の
臨界厚さくｈｅ）は、エピタキシャル成長の場合、近似
的に次式で与えられる。
ＧａＡｓにおいて７＝２Ｘ１（ｒ’の場合、ｂ＝４Ａで
あるからｈｅは約１μｍである。また歪を完全に解放す
るための転位密度／）Ｄ （長さ当シ）はｐＤ＝ ｆ／
ｂ ・・・・・・ （２）で表わされる。実
際に得られる転位密度はｆの値が小さいときは（２）式
の値よシはるかに小さくなる。これは、転位源の欠乏、
あるいは転位の運動に対する障害が存在するからである
０このため、ｆがある値以下になると成長層が厚くなっ
ても転位は発生しない。
あるからｈｅは約１μｍである。また歪を完全に解放す
るための転位密度／）Ｄ （長さ当シ）はｐＤ＝ ｆ／
ｂ ・・・・・・ （２）で表わされる。実
際に得られる転位密度はｆの値が小さいときは（２）式
の値よシはるかに小さくなる。これは、転位源の欠乏、
あるいは転位の運動に対する障害が存在するからである
０このため、ｆがある値以下になると成長層が厚くなっ
ても転位は発生しない。
融液成長の場合も、エピタキシャル成長と同様であり、
ｆが十分小さければ転位は発生せず、また発生しても密
度が十分小さいため、種子・成長結晶界面に局在した転
位ループが形成されるだけでアシ、成長方向へ伝播する
転位は形成されない。このｔめ、前述のＱａＡａの場合
、ｆ≦２ Ｘ １０”−’では無転位結晶が得られた。
ｆが十分小さければ転位は発生せず、また発生しても密
度が十分小さいため、種子・成長結晶界面に局在した転
位ループが形成されるだけでアシ、成長方向へ伝播する
転位は形成されない。このｔめ、前述のＱａＡａの場合
、ｆ≦２ Ｘ １０”−’では無転位結晶が得られた。
以上、ＧａＡｓ結晶を例にして説明したが、他の■−ｖ
族化合物半導体においても、不純物の添加によシ結晶硬
化効果管示すことが知られている。例えば、ＩｎＰ結晶
に対してＺｎ ｌ ”Ｓ ＠ Ｇａ等、ＧａＰ結晶に対
してＳ 、 Ｓｔ等ｓ ＩｎＳｂ結晶に対してＮ等を添
加することによシ低転位・無転位の結晶が実現されてい
る。一般に不純物硬化効果が現われる不純物濃度は、■
−ｖ族半導体に対して電気的に中性な■族（Ａｌｘ Ｇ
ａ ＊ Ｉｎ等）、ｖ族（Ｎ ＊ Ａｓ ｔ Ｓｂ等）
不純物の場合はｓ ｘ １０”ａｔｏｍｓ／−以上、電
気的に活性なり＊ｓｉ等では５ Ｘ １０”ａｔ６ｍａ
／ｃｌＩ以上である。上記の不純物量含金み硬化した種
子を用いることによシ、種子性は時の熱ショックによる
転位発生は防止できる。
族化合物半導体においても、不純物の添加によシ結晶硬
化効果管示すことが知られている。例えば、ＩｎＰ結晶
に対してＺｎ ｌ ”Ｓ ＠ Ｇａ等、ＧａＰ結晶に対
してＳ 、 Ｓｔ等ｓ ＩｎＳｂ結晶に対してＮ等を添
加することによシ低転位・無転位の結晶が実現されてい
る。一般に不純物硬化効果が現われる不純物濃度は、■
−ｖ族半導体に対して電気的に中性な■族（Ａｌｘ Ｇ
ａ ＊ Ｉｎ等）、ｖ族（Ｎ ＊ Ａｓ ｔ Ｓｂ等）
不純物の場合はｓ ｘ １０”ａｔｏｍｓ／−以上、電
気的に活性なり＊ｓｉ等では５ Ｘ １０”ａｔ６ｍａ
／ｃｌＩ以上である。上記の不純物量含金み硬化した種
子を用いることによシ、種子性は時の熱ショックによる
転位発生は防止できる。
また、大部分のｍ−ｖ族半導体（ＩｎＰ ＊ ＩｎＡｓ
。
。
ＡｔＰ 、 Ａ２Ａ３ 、 ＡｔＳｂ 、 Ｇａｒｂ
、 ＧａＰ等のバーガーズベクトルの大きさは３．５〜
４．２Ａでｈ Ｆ） 、ＧａＡｓの場合（４Ａ）と同様
、種子・成長結晶界面に訃ける格子不整合ｔ ２ Ｘ
１０−’以下にすることによシ、格子不整合に起因する
伝播転位は発生しない。
、 ＧａＰ等のバーガーズベクトルの大きさは３．５〜
４．２Ａでｈ Ｆ） 、ＧａＡｓの場合（４Ａ）と同様
、種子・成長結晶界面に訃ける格子不整合ｔ ２ Ｘ
１０−’以下にすることによシ、格子不整合に起因する
伝播転位は発生しない。
従って本発明はＧａＡｓ結晶に限らず、上記のような他
の化合物半導体結晶についても適用することができる。
の化合物半導体結晶についても適用することができる。
以下、本発明の詳細な説明する。
（実施例１）
本実施例では本発明の方法を２インチ（約５ｃｍ）完全
無転位ＧａＡｇ結晶育成に適用した例について述べる。
無転位ＧａＡｇ結晶育成に適用した例について述べる。
直径Ｚｏｏ ｗａｇ 、深さ６０ｍのパイロリチックＢ
Ｎ裂るつ度に原材料のＧａＡｓを化学量論的組成ＧａＡ
ｓに換算して約ＩＫｆと、融液中のＩｎ濃度が５ ’Ｘ
１０”／ｄになるように不純物ＩｎをＩｎＡｇとして
充填し、ついで液体封止剤＆ ０１を３．７５１Ｍ厚に
なるように加え、加熱溶解した。その後結晶方位＜００
１＞ 、 ５ Ｘ １０’／ｃｄのＩｎｔ含む無転位種
子を用いて、ネッキングを行なわずに直径約団■。
Ｎ裂るつ度に原材料のＧａＡｓを化学量論的組成ＧａＡ
ｓに換算して約ＩＫｆと、融液中のＩｎ濃度が５ ’Ｘ
１０”／ｄになるように不純物ＩｎをＩｎＡｇとして
充填し、ついで液体封止剤＆ ０１を３．７５１Ｍ厚に
なるように加え、加熱溶解した。その後結晶方位＜００
１＞ 、 ５ Ｘ １０’／ｃｄのＩｎｔ含む無転位種
子を用いて、ネッキングを行なわずに直径約団■。
長さ約４５ ｗｇ （重量８００ ｆ ）の単結晶管引
き上げ几。Ｉｎの偏析係数は低重なので、種子、成長紹
晶境界でのＩｎ濃度は両者とも５ｘ１０１１１／ｃＩＡ
と同じてあシ、格子不整合はない。この単結晶の直胴部
から２インチ（約５α）径のウェハ１０出し、転位ピッ
）１−調べ友のが第３図である。
き上げ几。Ｉｎの偏析係数は低重なので、種子、成長紹
晶境界でのＩｎ濃度は両者とも５ｘ１０１１１／ｃＩＡ
と同じてあシ、格子不整合はない。この単結晶の直胴部
から２インチ（約５α）径のウェハ１０出し、転位ピッ
）１−調べ友のが第３図である。
Ｘ印のプロン）ａは本発明による無転位置子を用いた場
合の転位ビット密度分布である。本発明による方法では
、ウェハの中心部にも転位のない完全無転位結晶が得ら
れた。これに対し、Φ印のプロットｂは有転位檀子を用
いた場合を表わし、ウェハ中心部の直径１０ｍの領域が
有転位領域となっている。このように本発明の方法
１は完全無転位結晶を得るために有効な方法である
。特にネッキングを行なわないですむため、低温度勾配
、下においても容易に伝播転位の除去が可能であり、ま
た大形結晶育成の際にもネックの強度を十分に維持でき
るため、無転位・大形結晶育成における唯一の伝播転位
除去法である。
合の転位ビット密度分布である。本発明による方法では
、ウェハの中心部にも転位のない完全無転位結晶が得ら
れた。これに対し、Φ印のプロットｂは有転位檀子を用
いた場合を表わし、ウェハ中心部の直径１０ｍの領域が
有転位領域となっている。このように本発明の方法
１は完全無転位結晶を得るために有効な方法である
。特にネッキングを行なわないですむため、低温度勾配
、下においても容易に伝播転位の除去が可能であり、ま
た大形結晶育成の際にもネックの強度を十分に維持でき
るため、無転位・大形結晶育成における唯一の伝播転位
除去法である。
（実施例２）
本発明をＩｎＰ結晶育成に適用しｔ例を説明する。前述
のＧａＡｓ結晶育成と同様に、直径１００■、深さ６０
鱈のパイロリチックＢＮ製るつぼにＩｎＰの多結晶ｓｏ
ｏ ｔ ＠入れ、ついで液体封止剤Ｂｔｕ、を３．７５
ＣＦＦｌ厚になるように加え、加熱融解した。その後結
晶方位＜１１１＞ 、 ８ Ｘ １０”／−の偽を含む
ＩｎＰ種子結晶を用い、ネッキング無しで直径Ｌｏｗ、
長さ５０ｍの無添加結晶を育成した。
のＧａＡｓ結晶育成と同様に、直径１００■、深さ６０
鱈のパイロリチックＢＮ製るつぼにＩｎＰの多結晶ｓｏ
ｏ ｔ ＠入れ、ついで液体封止剤Ｂｔｕ、を３．７５
ＣＦＦｌ厚になるように加え、加熱融解した。その後結
晶方位＜１１１＞ 、 ８ Ｘ １０”／−の偽を含む
ＩｎＰ種子結晶を用い、ネッキング無しで直径Ｌｏｗ、
長さ５０ｍの無添加結晶を育成した。
種子と成長結晶の界面における格子定数の不整合は２．
９ Ｘ １０−’である。この結晶の直胴部からウニへ
金切り出し、エツチングによシ転位を調べた結果、無転
位であつ次。アンドープ無転位結晶がネッキング無しで
得られ次ことから、種子付は時の転位発生がなく、ミス
フィツト転位の発生もなかったことを意味する。
９ Ｘ １０−’である。この結晶の直胴部からウニへ
金切り出し、エツチングによシ転位を調べた結果、無転
位であつ次。アンドープ無転位結晶がネッキング無しで
得られ次ことから、種子付は時の転位発生がなく、ミス
フィツト転位の発生もなかったことを意味する。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の不純物を混入した無転位
種子を用いる方法によれば、ネッキング無しで無転位結
晶全実現でき、６）種子付け、ネック形成のプロセスが
容易となシ、無転位結晶の育成が工場生産レベルで可能
となる、仲）太いネック部でも無転位化が可能であり、
大形・無転位結晶の育成が可能となる効果を有する。
種子を用いる方法によれば、ネッキング無しで無転位結
晶全実現でき、６）種子付け、ネック形成のプロセスが
容易となシ、無転位結晶の育成が工場生産レベルで可能
となる、仲）太いネック部でも無転位化が可能であり、
大形・無転位結晶の育成が可能となる効果を有する。
第１図はＬＥＣ成長の炉構成図、第２図はＧａＡａの結
晶中Ｉｎ濃度と格子定数の変化の割合（Δａ／ａ）の関
係、第３図はウェハ中心からの距離と転位密度との関係
を示す。 １・・・・・・ＧａＡｓ融液 ２・・・・・・液体封止剤Ｂ、０３ ３・・・・・・結晶 ４・・・・・・種子結晶 ５・・・・・・るつは ６・・・・・・加熱ヒータ ７・・・・・・圧力容器 ８・・・・・・不活性ガス空間 特許出願人 日本電信電話株式会社 第１ｖＡ 第２図
晶中Ｉｎ濃度と格子定数の変化の割合（Δａ／ａ）の関
係、第３図はウェハ中心からの距離と転位密度との関係
を示す。 １・・・・・・ＧａＡｓ融液 ２・・・・・・液体封止剤Ｂ、０３ ３・・・・・・結晶 ４・・・・・・種子結晶 ５・・・・・・るつは ６・・・・・・加熱ヒータ ７・・・・・・圧力容器 ８・・・・・・不活性ガス空間 特許出願人 日本電信電話株式会社 第１ｖＡ 第２図
Claims (1)
- 原料融液から種子結晶を用い、液体封止引き上げ法によ
り単結晶を成長させる際に、前記の種子結晶として不純
物を添加したものを用い、かつ前記の種子結晶と新らた
に成長した結晶の境界部における格子定数の不整合が２
×１０＾−＾４以下であることを特徴とする化合物半導
体単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10063185A JPS61261297A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10063185A JPS61261297A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61261297A true JPS61261297A (ja) | 1986-11-19 |
Family
ID=14279182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10063185A Pending JPS61261297A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61261297A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61222991A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-03 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP10063185A patent/JPS61261297A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61222991A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-03 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
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