JPS6230697A - ＧａＡｓ単結晶の製造法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、その表面なり２０ｓ融漱でカプセルしたＧ
ＧＡ＆融ａを引き上げなからａａｈｓ単結晶をｆＩｔ長
させるようにした所請欣坏カプセルチョクラルスキイ成
長法ＣＬＥＣ法）を使用して無転位で、且つ高抵抗のア
ンドーグＧａｈａ　＊　Ｍ晶乞成長させるようにした０
６人−単結晶の製造法に関するものである。

（従来の技術） Ｇ８ＡＪ単結晶の製造のために通常行われているＬＥＣ
法は、石英または熱分解ポロンナイトライド（ＰＢＮ）
ルツボ内に収容したＧｃＬＡｓ　Ｍｉ液の表面なり２０
．融液でカプセルし、更にＢ２０．−准の表面を２気圧
以上の不活性ガス（アルゴン又は窒素ガス）雰囲気で覆
い、Ｇａｋａ　鵬欺からＡ８が蒸発しないように、梃に
成長させたＧａｋａ単結晶からＡ８が解離しないよプな
工夫がなされているが、またこのようにして得られたＧ
Ｌ０Ｌｋｇ単結晶についてはＩＣおよび０ＥＩＣ用基板
として用いる場合には無転位、且つ高抵抗化が要求され
ている。

無転位化の方法としては、従来アンドープ法と工話、Ａ
Ｌ等の電気的中性不純物のドーピング法とがある。

（発明が解決しよ５とする間趙点） アンドープ法は高純度のＧα（＞６Ｎ）及びＡｊ（＞７
Ｎ）から直接合成法により作製したＧａｋａ融液’ｌｊ
ｔ　Ｐ　Ｂ　Ｎ　ｉｖツボ（パイロリテツク墾化ボロン
製ルツボ）内に収容して引き上げ成長させるものであり
、この場合−抵抗の０６人８単結晶を得ることができる
反曲、得られたＧａＡ３単結晶の転位蜜度は尚く、通常
のＬＥＣ法で得られたＧａＡｓ単結晶では２＃φで、５
Ｘ１０’〜１０’　ｆｆ−２である。

一方ドーピング法はＧａＡ＆＃ａ？［中に上述の不純物
をドープして引き上げ成長させるものであるか、Ｉｎド
ープＧｃＬＡＪ単結晶の場合、８〜９Ｘ１０”ｉ２以上
のドーピングにより無転位化は容易に達成される。

しかし、その反曲得られたＧａＡａ単結晶基板の無私位
狽域における比抵抗分布は不均一なものである。また、
高抵抗のものが得られない。この点が■５ドープＣａＡ
ｇ単結晶の本質的な欠点である。

そこで、この発明はアンドープの高抵抗で、しかも無転
位な０６人−単結晶の製造を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するため、この発明ではＬＥＣ法に
おいて、インジュウム酸化物を含むＢ２Ｏ５を便用して
内部にＩｎ２Ｏ５等のインジュウムは化物を含むＢｚＯ
ｓ　Ｊ−を０６人８臓准の表面に形成し、次いでＧα人
＃融欣の引き上げ操作を行ない、ＧａＡ３単結晶の表面
にＩ外の拡散層を形成するようにしたものである。

この発明におい（Ｇａｋｓ融欣は高純度なものほど好ま
しく、またＢ２Ｏ５中に加えるインジュウム戚化物は目
的とする（ｙｚＡａ単結晶の径等により異なるが、一般
には１〜１０ｗｔ％程度であり、ＩＷｔチ以下では有効
な厚みの拡散層が形成されない。

′なお、Ｂ２Ｏ３に加えるイ／ジュウム酸化物はその一
部がａａｈｓ融故側に移行するので、実際には上記下限
値より多少条目に下限値を設定した方がよい。

一万、　Ｂ２Ｏ５にガロえるインジュウム鍍化物’ｇ１
０Ｗｉ％以上とすると、多量のインジュウム戚化物カＧ
ａｈａ　Ｈ欣側に移行してアンドープなＧｃＬＡＪ単結
晶が得られない。

（作　用） 上記のようにインジュウム酸化物を含むＢ２Ｏ５をガリ
ウム、砒素とともにルツボ内に収容して加熱容重すると
、　Ｇａｋａ　ｍ畝表面にインジュウム戚化物を含むＢ
２Ｏ５の液層が形成され、次いでＧａＡＩＩＭＫの引き
上げ操作を行なう。

これにＧａＡｓ単結晶が成長し、同時にＢ２ｏｓの成層
はａａｈｓ融液により８５０℃以上に加熱されているた
め、内部のインジュウム酸化物は例えば下記のような過
程で還元されてＩｌｌとなる。

Ｌｎ２Ｏ３−＋　Ｉｎ２Ｏ＋　０２−＋　２　Ｉｎ　＋
　−０２このよ５に生成したＩｎはその表面よりＧαＡ
８単結晶内に拡叙し、ＧａＡ８単結晶の表面にはＩｎ拡
散作用により硬化したＩｎ拡散層が形成される。

一方転位はａａｈｓ単結晶の成長後、冷却過程でＧａｋ
ｓ単結晶外周部に発生し、内部に仮着するが、上述のよ
うにＧａＡｓ単結晶の表面に！・ルの拡散により硬化し
た層が存在すると、これにより転位の発生が迎市１ｊさ
れる。

また、この発明によればＩｎは０６人８単結晶の表面よ
り内部に拡赦し、例えば５００μｍの深さで１０”　〜
１０”　（ｃｙｎ−５）のＩｎ高磯度層が形成されるに
過ぎず、内部はアンドーグである。したがって、アンド
ープな性質が維持され、高抵抗なＧｃＡ＃単結晶が得ら
れる。

なお、Ｉｎ拡散層の厚みはＧａＡ８単結晶とＢ２Ｏ５１
ｍとの接触時間、温ｉ等により定まり、例えばｓｏｏμ
ｔｙｔの尿さで１０”　〜１０”　（ｃｒｎ−’）のＩ
ｆ＆ｉ％ｍＫノーを形成するには准湿１０００〜１２０
０℃のＢｚＯｓ　ｔ’ｆｉとＧａＡｓ単結晶を４〜５時
間接触させておけばよい。したがってＢ２Ｏ５層の厚さ
を１５（＋ｍａ）とすると、ａａｈａ　Ｘ　Ｗを３（ｍ
／　ｈｒ　）　〜５　、７５　（ｍ／ルｒ）の引き上げ
速度で引き上げる必要がある。なお、工％拡散層の厚み
は５００μｍ以上でもよ（、この場合には上述の条汗下
でＢ２Ｏ５層とＧｃＬＡａ率結晶を５時間以上接触させ
ればよい。

（実施例） 以下、この発明の実施例を示す。

実施例１ Ｂ２０．中にＩ　ｎ２０５をＳｗｔ％程反宮むようにし
て高水分官有（Ｂ２０．１０００Ｗｔｊ）ｐ悟）　Ｂ２
０．を調整し、このＢ２Ｏ５６００＃と高純１ＧａＡＪ
多結晶（＞６Ｎ）をＰＢＮルツボにチャージし、１００
０　ｆのＧα人＃融液を作製した。

このＧαＡｊ融液乞Ａｒガス謬囲気中で引き上げ操作し
てＧａＡ１単結晶を成長させた。成長した（１００）５
０φＧａＡ３は、１５ψの領域において無転位であった
。

また、ＳＩＭＳ分析によるＩｓｉ度測定の精米、単結晶
外周部から１ｍの位置で、６Ｘ１０ｃｒｎと烏僕度であ
った。

実施例２ Ｂ２０．中にｌ５２０３をＳｗｔ％程度含むようにして
水分貧有（Ｂ２０．１００　Ｗｔ　ｐｐｍ　）　Ｂ２Ｏ
５をＮｕし、このＢｚＯｓ　５００　＃　２カプセル剤
として用い、実施例１と同様な方法で１２００７０Ｇｔ
ＬＡ＃融液を作製した。

このＧα人ａ　Ｈ衣Ｙ：　ｋｒガス雰囲気中で引き上げ
慄作して０６人１単結晶を成長させた。

成長した５０ψのａａｈａは、２５φの饋域において表
面層５ｍの範囲で無転位であり、中心部でＥＰＤ値が１
０ＬＩＯＣｒＩＸ−２以下であった。

（発明の効果） 以上要するに、この発明によればＧａｐｇ率結晶表面に
Ｉｎの高改度拡散層が形成されると同時に、内部はアン
ドープであるため、無転位で高抵抗のａａｈａ＊ｔｉ晶
を沓現住よく、容易に且つ低コストで製造することがで
きる。

物吐出顔人　工某技術院長

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. その表面をＢ＿２Ｏ＿３層でカプセルしたＧａＡｓ融液
   を引き上げながらＧａＡｓ単結晶を成長させるようにし
   たＧａＡｓ単結晶の製造法において、インジユウム酸化
   物を含むＢ＿２Ｏ＿３を使用して内部にインジユウム酸
   化物を含むＢ＿２Ｏ＿３層をＧａＡｓ融液の表面に形成
   し、次いでＧａＡｓ融液の引き上げ操作を行ない、Ｇａ
   Ａｓ単結晶の表面にＩｎの拡散層を形成するようにした
   ことを特徴とするＧａＡｓ単結晶の製造法。