JPS6259598A - リン化インジウム単結晶およびその製造方法 - Google Patents
リン化インジウム単結晶およびその製造方法Info
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- JPS6259598A JPS6259598A JP19780885A JP19780885A JPS6259598A JP S6259598 A JPS6259598 A JP S6259598A JP 19780885 A JP19780885 A JP 19780885A JP 19780885 A JP19780885 A JP 19780885A JP S6259598 A JPS6259598 A JP S6259598A
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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。
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]
この発明はリン化インジウム(InP)単結晶、特に不
純物濃度の均質なリン化インジウム単結晶およびそのW
J造方法に関Jるものである。
純物濃度の均質なリン化インジウム単結晶およびそのW
J造方法に関Jるものである。
[従来の技術とその問題点]
InP単結品は、光通イ8用受発光素子、ocrc用基
板として広く使用されている。
板として広く使用されている。
InP単結晶の成長方法としては、SSD法等があるが
、工業的に実用化されているのはLEC法のみである。
、工業的に実用化されているのはLEC法のみである。
LEC法は、円形の単結晶インゴットが得られるため、
材料の罰失が少なく、大口径化が容易であることの他、
種結晶の選択により種々の成長方位を選択できることか
ら、工業的にh望である。
材料の罰失が少なく、大口径化が容易であることの他、
種結晶の選択により種々の成長方位を選択できることか
ら、工業的にh望である。
LEC法によるInP単結晶の成長では、高温高圧下(
1070’C以上、28〜100気圧)であるため、雰
囲気ガスの対流が激しくおこる他、InP融液中でも対
流に起因した温度変動がおこり、融液は非定常な流れと
なっている。このため成長界面では、固化後結晶の再融
解が不規則におこり、微視的な成長速度にゆらぎを生じ
ることになり、それに起因した不純物(ドーバン!−)
のm度ゆらぎが結晶内に発生覆る。この結果、結晶内に
GJ不完全な結晶格子である欠陥が10密麿に存在する
ことに(rる。
1070’C以上、28〜100気圧)であるため、雰
囲気ガスの対流が激しくおこる他、InP融液中でも対
流に起因した温度変動がおこり、融液は非定常な流れと
なっている。このため成長界面では、固化後結晶の再融
解が不規則におこり、微視的な成長速度にゆらぎを生じ
ることになり、それに起因した不純物(ドーバン!−)
のm度ゆらぎが結晶内に発生覆る。この結果、結晶内に
GJ不完全な結晶格子である欠陥が10密麿に存在する
ことに(rる。
このJ、−′1な結晶から切り出したウェハーを、特定
の1ツヂング液で処理することにより、成長縞と叶ばれ
る不純物濃度のゆらぎに対応した縞が観察される5、こ
のことは、同・−ウェハー内で素子を作成する場合に、
その素子間で特性が変動する原因になり、1つの素子の
中でも基板の不純物濃度のゆらぎは、その素子特性に悪
影響を与える。たとえば発光素子に利用した場合は発光
効率の低下や、発光波長のバラツキ等の原因となる。ま
たIC用基板とでる場合は電子移動速度に差が生じ、ピ
ンチオフ電圧にバラツキを生ずる原因となる。
の1ツヂング液で処理することにより、成長縞と叶ばれ
る不純物濃度のゆらぎに対応した縞が観察される5、こ
のことは、同・−ウェハー内で素子を作成する場合に、
その素子間で特性が変動する原因になり、1つの素子の
中でも基板の不純物濃度のゆらぎは、その素子特性に悪
影響を与える。たとえば発光素子に利用した場合は発光
効率の低下や、発光波長のバラツキ等の原因となる。ま
たIC用基板とでる場合は電子移動速度に差が生じ、ピ
ンチオフ電圧にバラツキを生ずる原因となる。
このJ:うにInP単結晶【31つ1バーに加工し、半
導体基板として利用づることから結晶中の不純物の微視
的な′Q度ゆらぎがなく、しかも全体にわたって均一に
分イ[したものが望まれている。
導体基板として利用づることから結晶中の不純物の微視
的な′Q度ゆらぎがなく、しかも全体にわたって均一に
分イ[したものが望まれている。
従来、LEC法によるIn[)単結晶製造に際して、転
位密度の低い高品質の結晶を得るj、:め、引き上げ条
件を適正に選択り−る方法の他に、溶液中に各種不純物
を添加して転位を抑制覆る方法が提案されている(たと
えば特開昭57−56397.特開昭60−65795
等)。一般に不純物添加はある坐よでは転位密度低下に
効采があるが、多聞に添加したりあるいは極度に偏析し
たりすると欠陥結晶の原因となり、かえって逆効果とな
ってしまう。このため不純物を使用して転位密度を下げ
るイj効イγ方法は見出されていないのが実情である。
位密度の低い高品質の結晶を得るj、:め、引き上げ条
件を適正に選択り−る方法の他に、溶液中に各種不純物
を添加して転位を抑制覆る方法が提案されている(たと
えば特開昭57−56397.特開昭60−65795
等)。一般に不純物添加はある坐よでは転位密度低下に
効采があるが、多聞に添加したりあるいは極度に偏析し
たりすると欠陥結晶の原因となり、かえって逆効果とな
ってしまう。このため不純物を使用して転位密度を下げ
るイj効イγ方法は見出されていないのが実情である。
[発明の目的]
本発明では前項に記載した、InP融液の温度ゆらぎ、
ひいては微視的な成長速度変化に起因した不純物S度の
ゆらぎを抑υjすることを目的とし、その結果結晶内転
位密度が少く、かつ結晶の成長方向に垂直な断面内にお
ける不純物濃度のバラツキが少く、キャリア81度分に
5が均質なウェハーを得るための[nP単結晶を提供t
tlυとり−るものである。
ひいては微視的な成長速度変化に起因した不純物S度の
ゆらぎを抑υjすることを目的とし、その結果結晶内転
位密度が少く、かつ結晶の成長方向に垂直な断面内にお
ける不純物濃度のバラツキが少く、キャリア81度分に
5が均質なウェハーを得るための[nP単結晶を提供t
tlυとり−るものである。
[発明の構成〕
上記目的を達成するため、本発明ではL E C法でI
nP単結晶を引上げる方法において[nP融液に転位密
度を低下させる効采を有する不純物又は所望の電気的性
質を与える不純物を添加し、融液内の対流に起因した温
度変動を抑i[ilJするための手段として、InP融
液にマグネツ1へにより磁場を印加してInP融液の実
効的な粘性を増加さける手段を採用した。
nP単結晶を引上げる方法において[nP融液に転位密
度を低下させる効采を有する不純物又は所望の電気的性
質を与える不純物を添加し、融液内の対流に起因した温
度変動を抑i[ilJするための手段として、InP融
液にマグネツ1へにより磁場を印加してInP融液の実
効的な粘性を増加さける手段を採用した。
その結果、InP結晶は結晶成長方向に対して直角に切
断した面内又は他の切断面内におけるドーバンl−il
1度のゆらぎに起因した成長縞のまったく無い結晶とな
る。
断した面内又は他の切断面内におけるドーバンl−il
1度のゆらぎに起因した成長縞のまったく無い結晶とな
る。
本発明の第1はIn+1単結晶に関するものである。
本発明では、添加する不純物として所望の電気的特性を
与える元素及び、電気的特性を変化させないで転位密度
を低下させる元素を採用した。たとえば、所望の電気的
特性を与える元素としては、スズ(Su)、硫黄(S)
、亜鉛(7n)、、鉄(FD)、り1コム(Cr)、7
1パルI−(Co)等があり、電気的特性を変化さけa
いで転位密度を低下させる元素としては、ガリウム(G
a ) 、アンデーtン(Sb)、ヒ素(△s)、ホ・
り累(B)、アルミニウム(A、、ll>等が使用でき
る。こ4″lらの不純物元素はいずれか一種又は二種以
上を使用=J−ることができる。2秤取−りの元素を使
用する例どしては、Ga +Sb 、 Ga +Su
、 Ga +Fe 。
与える元素及び、電気的特性を変化させないで転位密度
を低下させる元素を採用した。たとえば、所望の電気的
特性を与える元素としては、スズ(Su)、硫黄(S)
、亜鉛(7n)、、鉄(FD)、り1コム(Cr)、7
1パルI−(Co)等があり、電気的特性を変化さけa
いで転位密度を低下させる元素としては、ガリウム(G
a ) 、アンデーtン(Sb)、ヒ素(△s)、ホ・
り累(B)、アルミニウム(A、、ll>等が使用でき
る。こ4″lらの不純物元素はいずれか一種又は二種以
上を使用=J−ることができる。2秤取−りの元素を使
用する例どしては、Ga +Sb 、 Ga +Su
、 Ga +Fe 。
Ga +Sb +Fc ’9が有効であるが、その組合
せは目的に応じて選択すればよい。ドーパン!・の濃度
としては、目的によってそのレベルを変化させればよい
が、インボッ1〜から切り出したつIバー内で、微視的
なゆらぎがないしのが望ましい。ドーパント濃度の微視
的なゆらぎについては、結晶の引き上げ軸中心を含む(
1io)面で切り出したウェハーをACl NO3、C
r 03 、I−IF、H20の混合液であるABエツ
チング液により処理を行なった後に観察される成長縞の
有無によって定義する。本発明で得られる結晶では成長
縞が観察されtrい。1なわら不純物濃度の微視的なゆ
らぎがまったくないものであり、この結晶から臂られる
素子間の特性のバラツキは非常に軽減される。
せは目的に応じて選択すればよい。ドーパン!・の濃度
としては、目的によってそのレベルを変化させればよい
が、インボッ1〜から切り出したつIバー内で、微視的
なゆらぎがないしのが望ましい。ドーパント濃度の微視
的なゆらぎについては、結晶の引き上げ軸中心を含む(
1io)面で切り出したウェハーをACl NO3、C
r 03 、I−IF、H20の混合液であるABエツ
チング液により処理を行なった後に観察される成長縞の
有無によって定義する。本発明で得られる結晶では成長
縞が観察されtrい。1なわら不純物濃度の微視的なゆ
らぎがまったくないものであり、この結晶から臂られる
素子間の特性のバラツキは非常に軽減される。
次に本願の第2の発明であるInP単結晶の製造fj法
について説明づる。
について説明づる。
本発明で使用づるti結晶引上装置の概蛯を第1図に示
す。
す。
耐圧容器1内に、窒素又はアルゴンのような不活性ガス
2を充填し、28〜100気圧の高圧に保持する。下軸
4は回転芹降自在の軸で、サセプタ6を支持している。
2を充填し、28〜100気圧の高圧に保持する。下軸
4は回転芹降自在の軸で、サセプタ6を支持している。
1ノーヒブタ6内には石英製のルツボ7が装入しである
。ルツボ7の中には前述の不純物を含むInPの原料融
液8が入れである。原r1融液8の表面は8203の液
体封止層9で覆ってJ3 <。これは蒸気圧の高いPが
抜けるのを防ぐためである。ルツボ7のまわりにはヒー
ター5を配置し、融液8を加熱する。
。ルツボ7の中には前述の不純物を含むInPの原料融
液8が入れである。原r1融液8の表面は8203の液
体封止層9で覆ってJ3 <。これは蒸気圧の高いPが
抜けるのを防ぐためである。ルツボ7のまわりにはヒー
ター5を配置し、融液8を加熱する。
耐圧容器1の上方からは、昇時可能な上軸3が垂下され
ている。上@3の下端には、InPの種結晶11が取付
けである。種結晶11を原料@液8に潰け、l軸3、下
軸4の一方又は双方を、周方向あるいは互に反対方向に
回転さぜながら、上軸3を引き上げる。種結晶11に連
続してInPm結品10が引上げられる。
ている。上@3の下端には、InPの種結晶11が取付
けである。種結晶11を原料@液8に潰け、l軸3、下
軸4の一方又は双方を、周方向あるいは互に反対方向に
回転さぜながら、上軸3を引き上げる。種結晶11に連
続してInPm結品10が引上げられる。
本発明の場合は、結晶用ぎ上げ幀どルツボ軸の中心位置
を完全に一致させることは非常に困げであるために、結
晶回転中心とルツボ内融液湿度分布中心がずれ、ルツボ
回転により、ルツボ回転に同期した成長速度の変動がお
こる。したがつ、で、これを解決するために、ルツボを
回転させない状態で引き上げを実施するほうがより好ま
しい。
を完全に一致させることは非常に困げであるために、結
晶回転中心とルツボ内融液湿度分布中心がずれ、ルツボ
回転により、ルツボ回転に同期した成長速度の変動がお
こる。したがつ、で、これを解決するために、ルツボを
回転させない状態で引き上げを実施するほうがより好ま
しい。
本発明に使用する引上装置では耐圧容器1の外側にマグ
ネッ1−12を配、置して原料融液にIjl場を与える
。マグネットは円筒ソレノイド型、同情コイル型、鉄芯
型などいずれでも良く、!i場の方向も水平に限らず垂
直磁場であっても回転磁場でも利用できる。
ネッ1−12を配、置して原料融液にIjl場を与える
。マグネットは円筒ソレノイド型、同情コイル型、鉄芯
型などいずれでも良く、!i場の方向も水平に限らず垂
直磁場であっても回転磁場でも利用できる。
磁場の強さは800ガウス以上あれば効宝が達成される
。
。
次に実施例により本発明を説明する。。
[実施例1
第1図に示づ一装置を使用し、不純物として3 ilを
ドープした[nP原料融液からIIIPlt1結晶を引
−にげた。引上条件を表1に示す。
ドープした[nP原料融液からIIIPlt1結晶を引
−にげた。引上条件を表1に示す。
表 1
上23種類の結晶を、引き上げ軸中心を含む(110)
面で切り出し、A!J NO3、Cr 03 。
面で切り出し、A!J NO3、Cr 03 。
HF 、 t−120の混合液であるΔBエツヂング液
により一定条件で処理した後、顕微鏡I!察を行なつた
。その結果を第2図〜第4図に示す。これにより、陽1
結品と比較してセ2結晶では成長縞が規則的になってい
ること、ざらに隘3結晶では成長縞がまったくなくなっ
ていることがわかる。よって隘3の条件で結晶を育成す
ることにより、成長縞のない、すなわち、成長が均一で
あって、不純物濃度も均一(ミクロなゆらぎのに【い)
な結晶が19られることがわかる。
により一定条件で処理した後、顕微鏡I!察を行なつた
。その結果を第2図〜第4図に示す。これにより、陽1
結品と比較してセ2結晶では成長縞が規則的になってい
ること、ざらに隘3結晶では成長縞がまったくなくなっ
ていることがわかる。よって隘3の条件で結晶を育成す
ることにより、成長縞のない、すなわち、成長が均一で
あって、不純物濃度も均一(ミクロなゆらぎのに【い)
な結晶が19られることがわかる。
[発明の効果]
本発明によって、不純物濃度の均一な結晶が育成可能と
なり、素子作成の段階での素子聞性の拮板に起因したバ
ラツキを低誠させることにおいて、きわめて有効である
。
なり、素子作成の段階での素子聞性の拮板に起因したバ
ラツキを低誠させることにおいて、きわめて有効である
。
第1図は本発明で使用する装置の概要を示す断面図。
第2図〜第4図は単結晶断面の結晶成長縞を示す金属組
織写真である。第2図は引上げ隘1の結晶、第3図は引
上げNIL2の結晶、第4図は引上げ陽3の結晶のもの
である。 1〜−−− 面寸圧容考鼻 7−−−− ルツボ 8−一一一原料融液 9−−−〜 封上斉り 10−一一一成号結晶 ;1−−■結晶 /2−一一−マク゛ネット へl Fa 第、3図
織写真である。第2図は引上げ隘1の結晶、第3図は引
上げNIL2の結晶、第4図は引上げ陽3の結晶のもの
である。 1〜−−− 面寸圧容考鼻 7−−−− ルツボ 8−一一一原料融液 9−−−〜 封上斉り 10−一一一成号結晶 ;1−−■結晶 /2−一一−マク゛ネット へl Fa 第、3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)液体封止引上法(LEC法)で成長させたリン化イ
ンジウム(InP)単結晶であつて、アンドープ又はS
n、S、Zn、Fe、Cr、Co、Ga、Sb、As、
B、Alのうちいずれか1種または2種以上をドープし
たものであって、結晶の切断面内に、結晶成長縞を有し
ないことを特徴とするリン化インジウム単結晶。 2)リン化インジウム単結晶を液体封止引上法(LEC
法)で製造するにあたり、不純物をドープしたリン化イ
ンジウム原料融液に磁場を印加した状態でリン化インジ
ウム単結晶を製造することを特徴とするリン化インジウ
ム単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19780885A JPS6259598A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | リン化インジウム単結晶およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19780885A JPS6259598A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | リン化インジウム単結晶およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6259598A true JPS6259598A (ja) | 1987-03-16 |
Family
ID=16380689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19780885A Pending JPS6259598A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | リン化インジウム単結晶およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6259598A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01188495A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-27 | Nippon Mining Co Ltd | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
JPH02233588A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-17 | Nippon Mining Co Ltd | 単結晶成長方法 |
JPH04164889A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-10 | Mitsubishi Materials Corp | 単結晶の製造方法 |
WO2004055249A1 (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Nikko Materials Co., Ltd. | 化合物半導体単結晶の製造方法および結晶成長装置 |
JP2012236770A (ja) * | 2003-05-07 | 2012-12-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 燐化インジウム基板および燐化インジウム結晶 |
-
1985
- 1985-09-09 JP JP19780885A patent/JPS6259598A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01188495A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-27 | Nippon Mining Co Ltd | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
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JPH04164889A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-10 | Mitsubishi Materials Corp | 単結晶の製造方法 |
WO2004055249A1 (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Nikko Materials Co., Ltd. | 化合物半導体単結晶の製造方法および結晶成長装置 |
US6989059B2 (en) | 2002-12-18 | 2006-01-24 | Nikko Materials Co., Ltd. | Process for producing single crystal of compound semiconductor and crystal growing apparatus |
JP2012236770A (ja) * | 2003-05-07 | 2012-12-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 燐化インジウム基板および燐化インジウム結晶 |
JP5233070B2 (ja) * | 2003-05-07 | 2013-07-10 | 住友電気工業株式会社 | 燐化インジウム基板および燐化インジウム単結晶とその製造方法 |
JP2015129091A (ja) * | 2003-05-07 | 2015-07-16 | 住友電気工業株式会社 | 燐化インジウム基板および燐化インジウム結晶 |
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