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 |
| 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 |
| 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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