JPS62191500A - 砒化ガリウム化合物半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
砒化ガリウム化合物半導体単結晶の製造方法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、横型のボートを用いる砒化ガリウム化合物半
導体単結晶の製造方法に関する。
導体単結晶の製造方法に関する。
（従来の技術）
横型ゲート成長法により砒化ガリウム化合物半導体単結
晶を製造するときにインジウム単体を添加することによ
り結晶欠陥密度が低下することを本発明者等は見い出し
た。（１２ｔｈ。
晶を製造するときにインジウム単体を添加することによ
り結晶欠陥密度が低下することを本発明者等は見い出し
た。（１２ｔｈ。
工ｎｔ、 Ｓｙｍ、 ｏｎ ＧａＡａ ＆ Ｒｅ１ａｔ
ｅｃｌ ｃｏｍｐ、 ）即ち、石英ボートに必要量のＩ
ｎ、 ＧａＡａの多結晶原料及び結晶の電気的特性を支
配する添加物（例えばｎ型であれば８１ など）をチ
ャージして、これを溶融し、ボートの一端に種結晶を配
置して必要な結晶方位となるように徐々に冷却させなが
ら成長させる。
ｅｃｌ ｃｏｍｐ、 ）即ち、石英ボートに必要量のＩ
ｎ、 ＧａＡａの多結晶原料及び結晶の電気的特性を支
配する添加物（例えばｎ型であれば８１ など）をチ
ャージして、これを溶融し、ボートの一端に種結晶を配
置して必要な結晶方位となるように徐々に冷却させなが
ら成長させる。
しかし、結晶硬化効果の目的で添加するＩｎは融点が１
５＆４℃であるのに対し、ＧａＡａの融点は１２３８℃
と大巾に異なるために、原料を溶融するときＫはＩｎは
低温で融解し、ＧａＡｓ多結晶を融かすまでに石英ボー
トと長い時間接触し、反応するために砒化ガリウム結晶
成長時に双晶化や多結晶化するという問題があった。
５＆４℃であるのに対し、ＧａＡａの融点は１２３８℃
と大巾に異なるために、原料を溶融するときＫはＩｎは
低温で融解し、ＧａＡｓ多結晶を融かすまでに石英ボー
トと長い時間接触し、反応するために砒化ガリウム結晶
成長時に双晶化や多結晶化するという問題があった。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は従来のインジウムを添加する砒化ガリウム化合
物半導体単結晶の製造方法の欠点を解消し、低融点のイ
ンジウムを他の原料の融点に、より近い融点を有する形
態で添加することにより砒化ガリウム単結晶の成長時に
双晶化、多結晶化をともなうことのない、結晶欠陥の少
ない良質な単結晶を製造する方法を提供しようとするも
のである。
物半導体単結晶の製造方法の欠点を解消し、低融点のイ
ンジウムを他の原料の融点に、より近い融点を有する形
態で添加することにより砒化ガリウム単結晶の成長時に
双晶化、多結晶化をともなうことのない、結晶欠陥の少
ない良質な単結晶を製造する方法を提供しようとするも
のである。
（問題点を解決するだめの手段）
本発明は横型反応管内にボートを配置し、そのボートの
中で原料を溶融してインジウムを添加した砒化ガリウム
化合物半導体単結晶を製造する方法において、インジウ
ムを化合物として添加することを特徴とする砒化ガリウ
ム化合物半導体単結晶の製造方法である。
中で原料を溶融してインジウムを添加した砒化ガリウム
化合物半導体単結晶を製造する方法において、インジウ
ムを化合物として添加することを特徴とする砒化ガリウ
ム化合物半導体単結晶の製造方法である。
ここで用いるインジウム化合物とは、ＩｎＡｓ、工ｎｏ
ａＡｓ 、 ■ｎＰ 、 ＩｎＳｂなどであり、結晶の
用途に応じて適宜選択しうるものである。
ａＡｓ 、 ■ｎＰ 、 ＩｎＳｂなどであり、結晶の
用途に応じて適宜選択しうるものである。
また、インジウム化合物は、当初から化合物としてボー
ト中にチャージする方法の外に、Ｉｎ単体としてボート
にチャージし他の原料を溶融する前工程において、該ボ
ート内でインジウム化合物を生成する方法もある。
ト中にチャージする方法の外に、Ｉｎ単体としてボート
にチャージし他の原料を溶融する前工程において、該ボ
ート内でインジウム化合物を生成する方法もある。
（作用）
第１図は本発明を実施するためにボート内圧原料を配し
た図であり、第２図は第１図のボートを反応管内に収容
して溶融した状態の図である。
た図であり、第２図は第１図のボートを反応管内に収容
して溶融した状態の図である。
石英ボートの一端に種結晶を配し、ボート内にＩｎ化合
物、ＧａＡｓ多結晶を入れた。Ｉｎ化合物の位置は特に
限定されない。この石英ボートを石英反応管内に入れ、
また、Ａｓ を収容するボートを入れ真空にして反応管
を封じる。そして、多結晶原料が溶けるまで加熱してＩ
ｎ化合物と多結晶原料の融液を作る。Ｉｎ化合物として
ＩｎＡｓを用いる場合は工ｎＡｓの融点が９４３℃であ
るから、ＧａＡｓの融点である１２３８℃まで加熱すれ
ば融液を作ることができ、その融液ができる温度近くま
で工ｎＡｓは溶融しない。
物、ＧａＡｓ多結晶を入れた。Ｉｎ化合物の位置は特に
限定されない。この石英ボートを石英反応管内に入れ、
また、Ａｓ を収容するボートを入れ真空にして反応管
を封じる。そして、多結晶原料が溶けるまで加熱してＩ
ｎ化合物と多結晶原料の融液を作る。Ｉｎ化合物として
ＩｎＡｓを用いる場合は工ｎＡｓの融点が９４３℃であ
るから、ＧａＡｓの融点である１２３８℃まで加熱すれ
ば融液を作ることができ、その融液ができる温度近くま
で工ｎＡｓは溶融しない。
他のＩｎ化合物についてもＩｎ単体に比較して高い融点
を有しており、同様な現象を呈する。
を有しており、同様な現象を呈する。
このように、工ｎ化合物は工ｎ よシ融点が高いために
溶融が遅れ、Ｉｎの活性度が低下して石英ボート内壁の
、例えば、結晶との反応防止用加工表面が工ｎと反応し
てなくなる心配がなく、単結晶化率の向上に有効に働く
。
溶融が遅れ、Ｉｎの活性度が低下して石英ボート内壁の
、例えば、結晶との反応防止用加工表面が工ｎと反応し
てなくなる心配がなく、単結晶化率の向上に有効に働く
。
（実施例１）
内壁を凹凸に加工した石英ボート中にＧ ａＡｓの多結
晶５．５００ ｆｒ とＩｎ０．５ａａ０．５””
８０りｒ１Ｓｉ８００ｑを入れて室温から２００℃／ｈ
ｒの連間で加熱を行なった。雰囲気ガスとしてはドーパ
ントのＡｓ 解離圧以上にＡｓ圧を加えた。
晶５．５００ ｆｒ とＩｎ０．５ａａ０．５””
８０りｒ１Ｓｉ８００ｑを入れて室温から２００℃／ｈ
ｒの連間で加熱を行なった。雰囲気ガスとしてはドーパ
ントのＡｓ 解離圧以上にＡｓ圧を加えた。
ＧａＡｓの［相］液が出来るまで充分に高温に熱し種結
晶を用いて徐々に冷却して単結晶を成長させた。
晶を用いて徐々に冷却して単結晶を成長させた。
その結果、約５．３００ ｆｒ が単結晶化していた
。ＧａＡｓの融点は１２５８℃、工ｎ（１，５Ｇ ａｏ
、５Ａ８の融点は１１２７℃と、Ｉｎ単体の１５６℃に
比べると非常に高いので工ｎｏ、５ Ｇ ａｏ、Ｓ Ａ
ｓが融けてから石英ボートとその融液との接触時間は
３０分あまりしかなく、ボート内壁に加工された凹凸（
ＧａＡｓと石英との反応を防ぐ）は、はとんど取れてい
なかった。又出来た単結晶は高品質で結晶欠陥密度は０
〜５００ｃＩｎ″″２であった。
。ＧａＡｓの融点は１２５８℃、工ｎ（１，５Ｇ ａｏ
、５Ａ８の融点は１１２７℃と、Ｉｎ単体の１５６℃に
比べると非常に高いので工ｎｏ、５ Ｇ ａｏ、Ｓ Ａ
ｓが融けてから石英ボートとその融液との接触時間は
３０分あまりしかなく、ボート内壁に加工された凹凸（
ＧａＡｓと石英との反応を防ぐ）は、はとんど取れてい
なかった。又出来た単結晶は高品質で結晶欠陥密度は０
〜５００ｃＩｎ″″２であった。
（比較例）
実施例１と同様に内壁にＧａＡｓとのヌレ防止用の凹凸
加工された石英ボートに、ＧａＡｓの多結晶３，６００
Ｐｒ とＩｎを４０２ｒそしてＳｌを８００１１！入
れた。石英ボートを石英反応管に入れて室温から２００
℃／ｈｒの連関で加熱した。
加工された石英ボートに、ＧａＡｓの多結晶３，６００
Ｐｒ とＩｎを４０２ｒそしてＳｌを８００１１！入
れた。石英ボートを石英反応管に入れて室温から２００
℃／ｈｒの連関で加熱した。
ＧａＡｓの融液が出来た後で、種結晶を用いて徐々に冷
却を行ない固化を行なったが得られた単結晶は約１５０
ｆｒ であった。工ｎの融点が１５６℃と低いので
、融けたＩｎが石英ボート底面に広がシ、ＧａＡｓ多結
晶が融は始める約５時間３０分後までの間に凹凸の加工
がなくなっていた。そのために、石英ボートとのヌレ反
応をＧａＡｓが起こし、その箇所から双晶化し多結晶化
したものと思われる。
却を行ない固化を行なったが得られた単結晶は約１５０
ｆｒ であった。工ｎの融点が１５６℃と低いので
、融けたＩｎが石英ボート底面に広がシ、ＧａＡｓ多結
晶が融は始める約５時間３０分後までの間に凹凸の加工
がなくなっていた。そのために、石英ボートとのヌレ反
応をＧａＡｓが起こし、その箇所から双晶化し多結晶化
したものと思われる。
（実施例２）
ボート内にＧａＡｓ多結晶３０００ ？ｒ と工ｎＡ
ｓ１６０？ｒ 、Ｏｒ １，５００ｑ、Ｇａ ２
５０ｆｒを入れて溶解し、ドーパントのＡ８解離圧以上
のＡｓ圧を加えて、種結晶に従い結晶成長を行ったとこ
ろ、結晶欠陥密度の低い半絶縁性の砒化ガリウム単結晶
が得られた。
ｓ１６０？ｒ 、Ｏｒ １，５００ｑ、Ｇａ ２
５０ｆｒを入れて溶解し、ドーパントのＡ８解離圧以上
のＡｓ圧を加えて、種結晶に従い結晶成長を行ったとこ
ろ、結晶欠陥密度の低い半絶縁性の砒化ガリウム単結晶
が得られた。
（実施例３）
ボート内にＧａＡｓ多結晶８．０００ ？ｒ と工ｎ
Ａｓ ２００ ？ｒ Ｚｎ ａ、 ５００１９を入
れてドーパントのＡｓ解離圧以上にＡ８圧を加えながら
同様に結晶成長を行いＰ型低欠陥密度の砒化ガリウム単
結晶が双晶もなく得られた。
Ａｓ ２００ ？ｒ Ｚｎ ａ、 ５００１９を入
れてドーパントのＡｓ解離圧以上にＡ８圧を加えながら
同様に結晶成長を行いＰ型低欠陥密度の砒化ガリウム単
結晶が双晶もなく得られた。
（実施例４）
ボート内にＧａＡｓ多結晶５．５００ ？ｒ とＩｎ
３５？ｒ ＸＣｒ ９，０００Ｊ９を入れてまず砒
素圧を加えながら昇温し添加したＩｎを砒素と反応させ
少くともＩｎの周辺がＩｎＡｓとなるようにし、その後
さらに昇温して実施列３と同様にして結晶成長を行った
ところ半絶縁性砒化ガリウム単結晶が得られた。結晶欠
陥密度は５００〜１、７００ ｃｍ−２であった。々お
、石英ボート内壁の凹凸はほとんど消失することがなか
った。
３５？ｒ ＸＣｒ ９，０００Ｊ９を入れてまず砒
素圧を加えながら昇温し添加したＩｎを砒素と反応させ
少くともＩｎの周辺がＩｎＡｓとなるようにし、その後
さらに昇温して実施列３と同様にして結晶成長を行った
ところ半絶縁性砒化ガリウム単結晶が得られた。結晶欠
陥密度は５００〜１、７００ ｃｍ−２であった。々お
、石英ボート内壁の凹凸はほとんど消失することがなか
った。
（実施例５）
ボート内にＧａＡｓ多結晶１５００ ？ｒ と工ｎ５
ｂ５．４ｆｒ 、 Ｓｉ ５３０ａｙを入れて溶解
しドーパントのＡｓ解離圧以上にＡｓ圧を加えながら種
結晶に従い結晶成長を行ったところ結晶欠陥密ｑ １３
０ ｃａｔ−”以下の高品質のｎ型砒化ガリウム単結晶
が得られた。結晶の一部を分析したところ工ｎ ２
Ｘ １０”ｍ−”、８ｂ ４ Ｘ １０１７ｃｍ−”が
入っていることが確認出来た。
ｂ５．４ｆｒ 、 Ｓｉ ５３０ａｙを入れて溶解
しドーパントのＡｓ解離圧以上にＡｓ圧を加えながら種
結晶に従い結晶成長を行ったところ結晶欠陥密ｑ １３
０ ｃａｔ−”以下の高品質のｎ型砒化ガリウム単結晶
が得られた。結晶の一部を分析したところ工ｎ ２
Ｘ １０”ｍ−”、８ｂ ４ Ｘ １０１７ｃｍ−”が
入っていることが確認出来た。
（発明の効果）
本発明はＩｎの添加を実施する際に工ｎ の化合物で添
加することにより活性なＩｎ と石英ボートとの反応を
防ぐことが出来るので、結晶の単結晶化率を向上させ、
結晶欠陥の少ない良質のＧａＡθ化合物半導体単結晶を
得ることができた。
加することにより活性なＩｎ と石英ボートとの反応を
防ぐことが出来るので、結晶の単結晶化率を向上させ、
結晶欠陥の少ない良質のＧａＡθ化合物半導体単結晶を
得ることができた。
第１図は本発明の実施例の１つで、ボート内に原料を収
容した図、第２図は第１図のボートを内蔵した反応管の
概念図である。
容した図、第２図は第１図のボートを内蔵した反応管の
概念図である。
Claims (3)
- （１）横型反応管内にボートを配置し、そのボートの中
で原料を溶融してインジウムを添加した砒化ガリウム化
合物半導体単結晶を製造する方法において、インジウム
を化合物として添加することを特徴とする砒化ガリウム
化合物半導体単結晶の製造方法。 - （２）インジウムをインジウムと砒素の化合物として添
加することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の砒
比ガリウム化合物半導体単結晶の製造方法。 - （３）原料中にインジウムを添加し、予じめ砒素ガス雰
囲気下、比較的低温で砒化インジウムを形成した後原料
全てを溶融して単結晶を製造することを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の砒化ガリウム化合物半導体単結
晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3288086A JPS62191500A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 砒化ガリウム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 |
|---|---|---|---|
| JP3288086A JPS62191500A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 砒化ガリウム化合物半導体単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62191500A true JPS62191500A (ja) | 1987-08-21 |
| JPH0357078B2 JPH0357078B2 (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=12371188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3288086A Granted JPS62191500A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 砒化ガリウム化合物半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62191500A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02229797A (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-12 | Hitachi Cable Ltd | 低転位密度ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59121195A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半絶縁性砒化ガリウム結晶 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP3288086A patent/JPS62191500A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59121195A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半絶縁性砒化ガリウム結晶 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02229797A (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-12 | Hitachi Cable Ltd | 低転位密度ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0357078B2 (ja) | 1991-08-30 |
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