JPS6168399A - 化合物半導体単結晶体の製造方法 - Google Patents
化合物半導体単結晶体の製造方法Info
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- JPS6168399A JPS6168399A JP59188808A JP18880884A JPS6168399A JP S6168399 A JPS6168399 A JP S6168399A JP 59188808 A JP59188808 A JP 59188808A JP 18880884 A JP18880884 A JP 18880884A JP S6168399 A JPS6168399 A JP S6168399A
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- JP
- Japan
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- single crystal
- insb
- pulling
- crystal body
- pulled
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- Pending
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Classifications
-
- 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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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- 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】
〔発明の技術分野〕
この発明は化合物半導体単結晶の製造方法に係り、特に
■−■族化合物半導体単結晶体を引上形成する方法の改
良に関する。
■−■族化合物半導体単結晶体を引上形成する方法の改
良に関する。
半導体結晶内の転位密度が大になると例えば結晶内に形
成されたＰＮ接合の逆方向リーク電流が増加するなど半
導体素子の特性を低下させるとともに信頼性にも悪影響
をおよぼすことが知られている。最近では半導体素子の
高集積化に伴なって、半導体結晶の低転位密度化の要求
がますます強くなりつつあり、例えばシリコン結晶体で
は無転位結晶体も得られている。
成されたＰＮ接合の逆方向リーク電流が増加するなど半
導体素子の特性を低下させるとともに信頼性にも悪影響
をおよぼすことが知られている。最近では半導体素子の
高集積化に伴なって、半導体結晶の低転位密度化の要求
がますます強くなりつつあり、例えばシリコン結晶体で
は無転位結晶体も得られている。
一方、■−ｖ族化合物半導体結晶製造技術の分野でも低
転位密度化への努力がなされているものの、現状ではシ
リコン結晶に比べ転位密度は２桁以上も多く、素子製造
上開運となっている。
転位密度化への努力がなされているものの、現状ではシ
リコン結晶に比べ転位密度は２桁以上も多く、素子製造
上開運となっている。
転位密度の低減を図る方法はいくつかあるが、例えば不
純物を添加した溶融液から引上げを行なう方法では、転
位密度は減少するものの積層欠陥等転位以外の結晶欠陥
がかえって増加するので。
純物を添加した溶融液から引上げを行なう方法では、転
位密度は減少するものの積層欠陥等転位以外の結晶欠陥
がかえって増加するので。
良好な方法とは言えない。また、磁場中で引上げを行な
う方法もあり有効ではあるが装置としては高価でかつ大
災がすなものになるなどの欠点がある。
う方法もあり有効ではあるが装置としては高価でかつ大
災がすなものになるなどの欠点がある。
この発明は上記の欠点を除去するもので、低転位密度単
結晶体を複雑な装置にならずに簡易に製造する方法を提
供する。
結晶体を複雑な装置にならずに簡易に製造する方法を提
供する。
この発明はｍ−ｖ族化合物半導体単結晶を引上げ法によ
って製造するにあたり、原材料に引上げる入き半導体の
単結晶体を用いることを特徴とするものである。
って製造するにあたり、原材料に引上げる入き半導体の
単結晶体を用いることを特徴とするものである。
この発明は■−■族化合物半導体結晶の引上げ法による
製造に広く適用できるが、発明の実施例としてＩｎＳｂ
単結晶、およびＧａＰ単結晶の製造につき以下に説明す
る。
製造に広く適用できるが、発明の実施例としてＩｎＳｂ
単結晶、およびＧａＰ単結晶の製造につき以下に説明す
る。
ＩｎＳｂ単結晶体の引上製造に用いるＩｎＳｂ単結晶体
を用意する。このＩｎＳｂ単結晶体は従来法により高純
度のＩｎＳｂ単結晶体に引上げを施して製造される。
を用意する。このＩｎＳｂ単結晶体は従来法により高純
度のＩｎＳｂ単結晶体に引上げを施して製造される。
すなわち、第１図に示される引上装置は気密のチャンバ
（１）内を窒素９０％と水素１０％からなる非酸化性混
合気で充たし、このチャンバ内にカーボンで管型に形成
されたヒータ（２）内に原材料を容れる石英るつぼ（３
）が配置されている。この石英るつぼ（３）内にＩｎＳ
ｂ多結晶体（１０）を容れ、ヒータ（２）で６５０℃に
加熱溶融する。そして、上方の種子結晶取付治具（４）
に＜２１１＞方位に切り出した種子結晶（５）を取付け
、これを回転させながらＩｎＳｂ溶融液面に接触させ、
溶融したＩｎＳｂの温度および引上速度を適宜制御して
ＩｎＳｂ単結晶体（１１）を引上形成する。このように
して得られたＩｎＳｂ単結晶体を石英るつぼ（３）に容
れ斜上の単結晶引上げ工程を経てＩｎＳｂ単結晶体を製
造する。すなわち、原材料に一度引上げ形成されたＩｎ
Ｓｂ単結晶体を用いて引上げを達成するものである。
（１）内を窒素９０％と水素１０％からなる非酸化性混
合気で充たし、このチャンバ内にカーボンで管型に形成
されたヒータ（２）内に原材料を容れる石英るつぼ（３
）が配置されている。この石英るつぼ（３）内にＩｎＳ
ｂ多結晶体（１０）を容れ、ヒータ（２）で６５０℃に
加熱溶融する。そして、上方の種子結晶取付治具（４）
に＜２１１＞方位に切り出した種子結晶（５）を取付け
、これを回転させながらＩｎＳｂ溶融液面に接触させ、
溶融したＩｎＳｂの温度および引上速度を適宜制御して
ＩｎＳｂ単結晶体（１１）を引上形成する。このように
して得られたＩｎＳｂ単結晶体を石英るつぼ（３）に容
れ斜上の単結晶引上げ工程を経てＩｎＳｂ単結晶体を製
造する。すなわち、原材料に一度引上げ形成されたＩｎ
Ｓｂ単結晶体を用いて引上げを達成するものである。
次に、 ＧａＰ化合物半導体単結晶の引上製造は次の如
くして達成される。用いられる装置は斜上のＩｎＳｂ単
結晶の引上げに用いた引上げ装置とほぼ同様（図示省略
）であるが、チャンバには耐圧チャンバを用い内部を窒
素で７０気圧にする点と、加熱が高周波加熱方式である
点で異なる。そして、石英るつぼ内に粉末状ＧａＰと封
止剤Ｂ２０□を容れ加熱溶融（約１６００℃）とする。
くして達成される。用いられる装置は斜上のＩｎＳｂ単
結晶の引上げに用いた引上げ装置とほぼ同様（図示省略
）であるが、チャンバには耐圧チャンバを用い内部を窒
素で７０気圧にする点と、加熱が高周波加熱方式である
点で異なる。そして、石英るつぼ内に粉末状ＧａＰと封
止剤Ｂ２０□を容れ加熱溶融（約１６００℃）とする。
種子結晶取付治具には＜１００＞方位に切り出した種子
結晶をＧａＰ溶融液面に接触させ、種子結晶と石英るつ
ぼとを回転させながら溶融したＧａＰの温度を適宜制御
しつつ単結晶体を引上形成する。次に、上記の如く形成
されたＧａＰ単結晶体を石英るつぼに容れ再び引上げを
施しＧａＰ単結晶体を得る。
結晶をＧａＰ溶融液面に接触させ、種子結晶と石英るつ
ぼとを回転させながら溶融したＧａＰの温度を適宜制御
しつつ単結晶体を引上形成する。次に、上記の如く形成
されたＧａＰ単結晶体を石英るつぼに容れ再び引上げを
施しＧａＰ単結晶体を得る。
なお、上記各実施例において、原料となる単結晶体の引
上げに際して全溶融液を単結晶化した場合について説明
したが、溶融液の一部を単結晶化した場合でも、斜上の
実施例にはやや及ばないが同様の効果がある。
上げに際して全溶融液を単結晶化した場合について説明
したが、溶融液の一部を単結晶化した場合でも、斜上の
実施例にはやや及ばないが同様の効果がある。
また、ＧａＰウェーハはその単結晶インゴット（１００
）面のウェーハを切出し、組成比がＨＦ ： Ｈ２ＳＯ
４：Ｈ２Ｏ２＝２ ： １ ： １のエツチング液を用
いて７０℃で４分間エツチングを行ない、ＥＰＤを観測
したものである。表にも示されるように本発明のウェー
ハは従来のウェーハに比し、いずれも夫々が１７１Ｏに
著減をみている。
）面のウェーハを切出し、組成比がＨＦ ： Ｈ２ＳＯ
４：Ｈ２Ｏ２＝２ ： １ ： １のエツチング液を用
いて７０℃で４分間エツチングを行ない、ＥＰＤを観測
したものである。表にも示されるように本発明のウェー
ハは従来のウェーハに比し、いずれも夫々が１７１Ｏに
著減をみている。
次には１本発明にかかる低転位密度ＩｎＳｂ単結晶から
切り出したウェーハを用いてＰＮダイオードを製造した
ところ、従来に比しダイオードの逆方向リーク電流が著
減し１歩留が従来の２０〜３０％から７０％に向上した
。
切り出したウェーハを用いてＰＮダイオードを製造した
ところ、従来に比しダイオードの逆方向リーク電流が著
減し１歩留が従来の２０〜３０％から７０％に向上した
。
また、本発明にかかる低転位密度ＧａＰ単結晶から切り
出したウェーハを用いて緑色のＬＥＤを製作したところ
、その発光効率は約０．７％であった。
出したウェーハを用いて緑色のＬＥＤを製作したところ
、その発光効率は約０．７％であった。
これは従来のウェーハを用いたものの同色のＬＥＤの約
２倍であった。
２倍であった。
この発明によれば、得られる■−ｖ族化合物半導体単結
晶体のＥ Ｐ Ｄ （Ｅｔｃｈ Ｐｉｔ Ｄｅｎｓｉｔ
ｙ）が次の第１表に示されるように顕著に低減したもの
が得られる。
晶体のＥ Ｐ Ｄ （Ｅｔｃｈ Ｐｉｔ Ｄｅｎｓｉｔ
ｙ）が次の第１表に示されるように顕著に低減したもの
が得られる。
第１表
なお、上記転位密度を評価するための各単結晶ウェーハ
の製作は次の如くした。
の製作は次の如くした。
すなねち、ＩｎＳｂウェーハはその単結晶インゴットか
ら（１１１）面のウェーハを切出し、組成比がＨＦ：Ｈ
２Ｏ２： Ｈ２０＝ １ ： ２ ： ２のエツチング
夜を用いて２０°Ｃで５分間エツチングを行ない、ＥＰ
Ｄを観劇したものである。
ら（１１１）面のウェーハを切出し、組成比がＨＦ：Ｈ
２Ｏ２： Ｈ２０＝ １ ： ２ ： ２のエツチング
夜を用いて２０°Ｃで５分間エツチングを行ない、ＥＰ
Ｄを観劇したものである。
第１図は単結晶体引上げ装置の要部を示す断面図である
。 ■ −−一−チャンバ ２−一一一 カーボンヒータ ３−−−一 石英るつぼ ５−−−一 種子結晶体 １１ −−−一 単結晶体
。 ■ −−一−チャンバ ２−一一一 カーボンヒータ ３−−−一 石英るつぼ ５−−−一 種子結晶体 １１ −−−一 単結晶体
Claims (1)
- III−Ｖ族化合物半導体単結晶体を引上げ法により製
造するに際し、引上げるべき半導体の単結晶体を原材料
として用いることを特徴とする化合物半導体単結晶体の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59188808A JPS6168399A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | 化合物半導体単結晶体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59188808A JPS6168399A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | 化合物半導体単結晶体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6168399A true JPS6168399A (ja) | 1986-04-08 |
Family
ID=16230164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59188808A Pending JPS6168399A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | 化合物半導体単結晶体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6168399A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482228C1 (ru) * | 2012-01-27 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности" ОАО "ГИРЕДМЕТ" | Способ получения крупногабаритных монокристаллов антимонида индия |
-
1984
- 1984-09-11 JP JP59188808A patent/JPS6168399A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482228C1 (ru) * | 2012-01-27 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности" ОАО "ГИРЕДМЕТ" | Способ получения крупногабаритных монокристаллов антимонида индия |
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