JPS63195199A - ガリウム砒素結晶の製造方法 - Google Patents
ガリウム砒素結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS63195199A JPS63195199A JP2530187A JP2530187A JPS63195199A JP S63195199 A JPS63195199 A JP S63195199A JP 2530187 A JP2530187 A JP 2530187A JP 2530187 A JP2530187 A JP 2530187A JP S63195199 A JPS63195199 A JP S63195199A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- gaas
- gallium arsenide
- resistivity
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 28
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000088401 Pyrus pyrifolia Species 0.000 description 1
- 235000001630 Pyrus pyrifolia var culta Nutrition 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
（イ）利用分野
この発明は電気的特性が制御されたガリウム砒素結晶の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
（ロ）従来技術
従来、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）結晶において均一な電
気的特性、例えば高抵抗のＧａＡｓ結晶を得る方法とし
ては、以下の製造方法がある。
気的特性、例えば高抵抗のＧａＡｓ結晶を得る方法とし
ては、以下の製造方法がある。
（ｌｌ Ｇａ 、 ＡｓにＣｒ、Ｆｅ等の電気的に活
性な深い準位を形成する不純物をド−プし、半絶縁性の
ＧａＡｓ結晶を製造する方法。
性な深い準位を形成する不純物をド−プし、半絶縁性の
ＧａＡｓ結晶を製造する方法。
（ｉｉ） 結晶成長時におけるＧａとＡｓのモル比（
Ａｓ ／Ｇａ ）又は組成比を制御し、半絶縁性のＧａ
Ａｓ結晶を得る方法。
Ａｓ ／Ｇａ ）又は組成比を制御し、半絶縁性のＧａ
Ａｓ結晶を得る方法。
（ｉｉｉ） 結晶成長後に熱処理を行うことにょシミ
気的特性を均一化する方法。
気的特性を均一化する方法。
上述の（＋１（Ｉｌ＋の製造方法は、結晶の成長工程の
みに着目し、その成長条件を変えることによシ最終的な
電気的特性を得るものであり、仙）の製造方法は得られ
た結晶を熱処理により電気的特性を得るものである。
みに着目し、その成長条件を変えることによシ最終的な
電気的特性を得るものであり、仙）の製造方法は得られ
た結晶を熱処理により電気的特性を得るものである。
四 この発明が解決しようとする問題点前述の（１）の
製造方法は、不純物の濃度の制御方法に難点があシ、こ
の結果、得られたＧａＡｓ結晶ごとに抵抗が異なる不都
合、また、結晶成長過程の初期と後期において固化した
部分の濃度に差ができ、結晶の再現性及び特性の均一性
に問題が生じる。このため、得られたＧａＡｓ結晶を基
板として使用したデバイス及びそのデバイス製造工程に
悪影響を与える欠点があった。
製造方法は、不純物の濃度の制御方法に難点があシ、こ
の結果、得られたＧａＡｓ結晶ごとに抵抗が異なる不都
合、また、結晶成長過程の初期と後期において固化した
部分の濃度に差ができ、結晶の再現性及び特性の均一性
に問題が生じる。このため、得られたＧａＡｓ結晶を基
板として使用したデバイス及びそのデバイス製造工程に
悪影響を与える欠点があった。
前述の（１１）の方法の場合、得られた結晶間及びウェ
ハの面内において比抵抗が大きく異なシ、さらに結晶内
においても固化の初期と後期の部分との間で比抵抗に差
が生じる。即ち、同一結晶において場所によシ比抵抗が
一桁以上異なる。このため結晶の信頼性が低く、歩留り
が低い欠点があった。
ハの面内において比抵抗が大きく異なシ、さらに結晶内
においても固化の初期と後期の部分との間で比抵抗に差
が生じる。即ち、同一結晶において場所によシ比抵抗が
一桁以上異なる。このため結晶の信頼性が低く、歩留り
が低い欠点があった。
前述の（ｉｉｉ）の方法は、（１）（ｉｌの特性改良を
目的として行なわれてお’） 、 （１）（ｉｆ）の欠
点、即ち比抵抗の不均一性が影響し、均一な比抵抗を得
ることは困難であった。
目的として行なわれてお’） 、 （１）（ｉｆ）の欠
点、即ち比抵抗の不均一性が影響し、均一な比抵抗を得
ることは困難であった。
さらに前述の（１）〜（ｉｉりの方法は半絶縁性、即ち
１０７Ω−以上の比抵抗を有するＧａＡｓ結晶を得る方
法として用いられ、広範囲な比抵抗の制御に使用するこ
とはできなかった。
１０７Ω−以上の比抵抗を有するＧａＡｓ結晶を得る方
法として用いられ、広範囲な比抵抗の制御に使用するこ
とはできなかった。
なお、（１）〜（■すの方法においてＧａＡＢ結晶を成
長させる場合、一般に、ＧａとＡｓのモル比をできるだ
け１対１に近ずけるか、１パーセント以下のＡｓ過剰に
している。これはＧａの量を過多にすると電気的特性の
再現性のない、例えば比抵抗が結晶間及び結晶内で大き
く変化するＰ−型の結晶が得られるからである。また、
八θの量を過多にしても電気的特性の再現性のないＮ−
型の結晶が得られるからである。
長させる場合、一般に、ＧａとＡｓのモル比をできるだ
け１対１に近ずけるか、１パーセント以下のＡｓ過剰に
している。これはＧａの量を過多にすると電気的特性の
再現性のない、例えば比抵抗が結晶間及び結晶内で大き
く変化するＰ−型の結晶が得られるからである。また、
八θの量を過多にしても電気的特性の再現性のないＮ−
型の結晶が得られるからである。
この発明は、比抵抗に代表される電気的特性の均一性が
得られ、かつ広範囲のオーダにわたって比抵抗の制御が
できる、ガリウム砒素結晶の製造方法を提供することで
ある。
得られ、かつ広範囲のオーダにわたって比抵抗の制御が
できる、ガリウム砒素結晶の製造方法を提供することで
ある。
に）問題点を解決するための手段
この発明は、砒素とガリウムのモル比Ａｓ／Ｇａを１．
０２から１．５としてガリウム砒素結晶を成長させる結
晶成長工程と、得られたガリウム砒素結晶を７００℃か
ら１１００℃の温度範囲において熱処理を行い、該ガリ
ウム砒素結晶の比抵抗を増加する制御工程とを含んでい
る。
０２から１．５としてガリウム砒素結晶を成長させる結
晶成長工程と、得られたガリウム砒素結晶を７００℃か
ら１１００℃の温度範囲において熱処理を行い、該ガリ
ウム砒素結晶の比抵抗を増加する制御工程とを含んでい
る。
また、この発明は、前記結晶成長工程と、得られたガリ
ウム砒素結晶を４５０℃から６５０’Ｃの温度範囲にお
いて熱処理して該ガリウム砒素結晶の比抵抗を減少する
制御工程を含む。
ウム砒素結晶を４５０℃から６５０’Ｃの温度範囲にお
いて熱処理して該ガリウム砒素結晶の比抵抗を減少する
制御工程を含む。
（ホ）作用
この発明は、Ａｓ の量をＧａＯ量よシ意図的に過多に
し、得られたＮ′″型のＧａＡｓ結晶の電気的特性が熱
的に不安定な状態として該ＧａＡ ｓ結晶の比抵抗を以
後の熱処理によ多制御可能とする。この製造工程によシ
得られたＧ ａ Ａ ｓ結晶は熱処理の温度範囲によシ
異なる均一の比抵抗値を有する。
し、得られたＮ′″型のＧａＡｓ結晶の電気的特性が熱
的に不安定な状態として該ＧａＡ ｓ結晶の比抵抗を以
後の熱処理によ多制御可能とする。この製造工程によシ
得られたＧ ａ Ａ ｓ結晶は熱処理の温度範囲によシ
異なる均一の比抵抗値を有する。
（へ）実施例
まず、この発明の工程の概略を説明する。
（ＩＪ ＡｓとＧａのモル比Ａｓ ／Ｇａを１．０２
（５０，５％のＡｓ対４９．５％のＧａ）から１．５（
６０，０％のＡ８８対４％のＧａ）の範囲としてガリウ
ム砒素結晶を成長させる結晶成長工程。
（５０，５％のＡｓ対４９．５％のＧａ）から１．５（
６０，０％のＡ８８対４％のＧａ）の範囲としてガリウ
ム砒素結晶を成長させる結晶成長工程。
この工程は、結晶成長後の常温における比抵抗が０．１
〜５×１０９ｍの範囲にあるＮ−型のＧａＡｓ結晶を得
るもので、以後の熱処理の制御工程にょシミ気的特性を
得るものである。この工程は制御工程によシ比抵抗を制
御することを前提とする。
〜５×１０９ｍの範囲にあるＮ−型のＧａＡｓ結晶を得
るもので、以後の熱処理の制御工程にょシミ気的特性を
得るものである。この工程は制御工程によシ比抵抗を制
御することを前提とする。
モル比Ａｓ／Ｇａを１．０２以上とすることは以後の制
御工程によシ比抵抗の１制御を容易にし、結晶間及び結
晶内部での電気特性が均一化し易いからである。また、
半絶縁性基板として使用する場合に従来品に比べて抵抗
率を低く押えることができるためでもある。ところで、
モル比Ａｓ／Ｇａが１．５以上、さらに厳密には１．２
２以上になるとＡｓが析出し、結晶成長上不都合が生じ
る問題がある。
御工程によシ比抵抗の１制御を容易にし、結晶間及び結
晶内部での電気特性が均一化し易いからである。また、
半絶縁性基板として使用する場合に従来品に比べて抵抗
率を低く押えることができるためでもある。ところで、
モル比Ａｓ／Ｇａが１．５以上、さらに厳密には１．２
２以上になるとＡｓが析出し、結晶成長上不都合が生じ
る問題がある。
工程（１）は電気的に活性な固有欠陥による又は不純物
による準位の濃度を制御する従来の技術と性質が異なる
ことに注意を要する。
による準位の濃度を制御する従来の技術と性質が異なる
ことに注意を要する。
（旧 工程（１）で得られたＧａＡｓ結晶をＡｓ 雰囲
気又は不活性ガス中又は真空中で７００℃から１１００
℃の温度範囲において熱処理を行い、ＧａＡｓ結晶の比
抵抗を増加させる制御工程。
気又は不活性ガス中又は真空中で７００℃から１１００
℃の温度範囲において熱処理を行い、ＧａＡｓ結晶の比
抵抗を増加させる制御工程。
この工程（１１）は（ＩＬ） 比抵抗が小さい場合は
これを増加し、（１）） 結晶内での電気的特性を均
一化し、又必要に応じて、（ｃ） 電気的特性を熱的
に安定にするものである。電気的特性を熱的に安定にす
るには、（ａ）の比抵抗増加に必要な熱処理時間よシも
長時間の処理を必要とする。この処理時間は工程（＋１
のＡｓとＧａのモル比、熱処理の温度等によシ異なるが
、一般に１００時間以内の熱処理で特性は安定する。ま
た、上記ｔｂＬ （Ｃ）の特性を得るためには７００℃
以上の熱処理温度が必要である。しかし、１１００℃以
上の温度は工程を複雑化するが、その必要性はみあたら
ない。なお、Ａ日算囲気又は不活性ガスは真空中におい
て、熱処理を行うことは、 ＧａＡｓの分離及び劣化を
防止するために必要である。
これを増加し、（１）） 結晶内での電気的特性を均
一化し、又必要に応じて、（ｃ） 電気的特性を熱的
に安定にするものである。電気的特性を熱的に安定にす
るには、（ａ）の比抵抗増加に必要な熱処理時間よシも
長時間の処理を必要とする。この処理時間は工程（＋１
のＡｓとＧａのモル比、熱処理の温度等によシ異なるが
、一般に１００時間以内の熱処理で特性は安定する。ま
た、上記ｔｂＬ （Ｃ）の特性を得るためには７００℃
以上の熱処理温度が必要である。しかし、１１００℃以
上の温度は工程を複雑化するが、その必要性はみあたら
ない。なお、Ａ日算囲気又は不活性ガスは真空中におい
て、熱処理を行うことは、 ＧａＡｓの分離及び劣化を
防止するために必要である。
１ｉｔ） 工程（１）で得られたＧａＡｓ結晶をＡｓ
雰囲気又は不活性ガス中又は真空中で４５０℃から６５
０℃の温度範囲において熱処理を行い、 ＧａＡｓ結晶
の比抵抗を減少させる制御工程。
雰囲気又は不活性ガス中又は真空中で４５０℃から６５
０℃の温度範囲において熱処理を行い、 ＧａＡｓ結晶
の比抵抗を減少させる制御工程。
この工程（ｍ）はＧａＡｓ結晶の比抵抗を減少させる工
程で、工程（ＤＪと反対方向に特性操作をするものであ
る。６５０℃以上の温度では工程（１１）でみられる現
象が生じ、一方、４５０℃以下になると長時間の熱処理
が必要となシ、比抵抗減少制御には実用的でない。また
、熱処理効果は約３００時間で飽和するため、それ以上
の処理時間は必要としない。
程で、工程（ＤＪと反対方向に特性操作をするものであ
る。６５０℃以上の温度では工程（１１）でみられる現
象が生じ、一方、４５０℃以下になると長時間の熱処理
が必要となシ、比抵抗減少制御には実用的でない。また
、熱処理効果は約３００時間で飽和するため、それ以上
の処理時間は必要としない。
また、本発明には以下の態様がある。
前記工程（１）の後に工程（旧を行う方法。比抵抗の増
加の制御に意義がある。
加の制御に意義がある。
前記工程（１）の後に工程（ｉｉｉ）を行う方法。比抵
抗の減少の制御に意義がある。
抗の減少の制御に意義がある。
前記工程（１）の後に、工程（１１）を行い、さらに工
程（ｉｉｉｌを行う方法。比抵抗を増加した後に適宜に
減少させる制御に意義がある。但し、工程（１１）にお
いて長時間の熱処理を行なって電気的特性が安定した後
は効果がない。
程（ｉｉｉｌを行う方法。比抵抗を増加した後に適宜に
減少させる制御に意義がある。但し、工程（１１）にお
いて長時間の熱処理を行なって電気的特性が安定した後
は効果がない。
前記工程（１）の後に工程（ｉｉｉ）を行い、さらに工
程（ｔｉ）を行う方法。比抵抗を減少させた後に、適宜
に増加させる制御に意義がある。
程（ｔｉ）を行う方法。比抵抗を減少させた後に、適宜
に増加させる制御に意義がある。
〔具体例１〕
直径５５闘±２ｍｍ、長さ約１０ｃｍのＧａＡｓ単結晶
を高圧ＬＥＣ（液体封止チョクラルスキ→法によシ、純
度９９．９９９９ ％のＡｓ及びＧａを原材料としてＰ
ＢＮルツボ（熱分解窒化ボロン羨ルツボ）を用い°Ｃ成
長させた。この際、ＡｓとＧａの量はモル比Ａｓ／Ｇａ
で１，２とし、不純物のト９−プは行なわれなかった。
を高圧ＬＥＣ（液体封止チョクラルスキ→法によシ、純
度９９．９９９９ ％のＡｓ及びＧａを原材料としてＰ
ＢＮルツボ（熱分解窒化ボロン羨ルツボ）を用い°Ｃ成
長させた。この際、ＡｓとＧａの量はモル比Ａｓ／Ｇａ
で１，２とし、不純物のト９−プは行なわれなかった。
上記成長の結果、得られたインゴットをスライスして０
．５５ｍｍ厚のウエノ・を得た。インゴットのシー）″
（種子結晶）側及びテール側よシ切シ出した上記ウェハ
について比抵抗の分布を測定した。測定は、３ Ｘ ３
ｒｔｒｒｎ ２角の試料を用い、オリエンテーション
フラットネスに垂直な方向について行なった。
．５５ｍｍ厚のウエノ・を得た。インゴットのシー）″
（種子結晶）側及びテール側よシ切シ出した上記ウェハ
について比抵抗の分布を測定した。測定は、３ Ｘ ３
ｒｔｒｒｎ ２角の試料を用い、オリエンテーション
フラットネスに垂直な方向について行なった。
第２図は測定に使用されたウェハ１のオリエンテーショ
ンフラットネスＯＦに垂直な面を示している。第２図に
おいて左半面はアズ グロウン（ａｓ ｇｒｏｗｎ）の
状態、即ちＧａＡｓ単結晶を成長させたままの熱処理前
のウェハでの測定を示し、同図中符号１〜８はその測定
位置を示している。一方、第２図において右半面のウェ
ハは切新してＮ２雰囲気中で８００℃、１時間の熱処理
をしたものであ゛る。測定位置はアズグロウンの状態の
測定位置と対応させて符号１′〜８′として示している
。
ンフラットネスＯＦに垂直な面を示している。第２図に
おいて左半面はアズ グロウン（ａｓ ｇｒｏｗｎ）の
状態、即ちＧａＡｓ単結晶を成長させたままの熱処理前
のウェハでの測定を示し、同図中符号１〜８はその測定
位置を示している。一方、第２図において右半面のウェ
ハは切新してＮ２雰囲気中で８００℃、１時間の熱処理
をしたものであ゛る。測定位置はアズグロウンの状態の
測定位置と対応させて符号１′〜８′として示している
。
第１図は上記測定結果を示す図である。第１図において
、アズブロモン状態のＧａＡｓ単結晶の比抵抗Ｐａが位
置によって変動しているのに対し、熱処理後の比抵抗Ｐ
ｂは増加すると共に位置にかかわらず均一化している。
、アズブロモン状態のＧａＡｓ単結晶の比抵抗Ｐａが位
置によって変動しているのに対し、熱処理後の比抵抗Ｐ
ｂは増加すると共に位置にかかわらず均一化している。
〔具体例２〕
第３図は本発明の方法によって成長したＧａＡｓ単結晶
を熱処理によって比抵抗を制御した例を示している。第
３図に示す、アズブロモン状態で１０６Ωｃｍ台にある
比抵抗ＰＯを５００℃で２０時間、熱処理を行い（工程
（＋＋Ｄ ）、比抵抗を１０４Ωｅ１ｍ台へ減少させた
。さらに５００℃で２０時間熱処理を行うと、比抵抗は
減少するもののその割合は小さいことが示されている。
を熱処理によって比抵抗を制御した例を示している。第
３図に示す、アズブロモン状態で１０６Ωｃｍ台にある
比抵抗ＰＯを５００℃で２０時間、熱処理を行い（工程
（＋＋Ｄ ）、比抵抗を１０４Ωｅ１ｍ台へ減少させた
。さらに５００℃で２０時間熱処理を行うと、比抵抗は
減少するもののその割合は小さいことが示されている。
一方、上記比抵抗ＰＯのアズグロクン状態のＧａＡｓ単
結晶を７８５℃で１時間の熱処理を行うと（工程（ｔｌ
））、比抵抗は１θ Ω信金へと増加した。この後、５
００℃で２０時間の熱処理を行う（工程（Ｉｔｉ） ）
と、比抵抗は低下するものの、アズブロモン状態から直
接、工程（ｉｉｉ）を行なった場合よりも比抵抗の低下
が小さい。これは、７８５℃における熱処理は比抵抗を
一定値まで増加させる働きをもち、かつ以後の熱処理に
対して比抵抗をよシ安定な状態へと保持する働きがある
。アズブロモン状態から７８５℃の熱処理を時間を変え
て行い、その抜去々に５００℃、２０時間の熱処理をす
ると、第３図の破線で示すようになシ、比抵抗を制御す
ることができる。なお、アズブロモン状態のＧａＡｓ単
結晶ｆ、７８５℃で長時間、この例では約１５時間熱処
理すると比抵抗は約３×１０ Ω譚で熱的に安定した。
結晶を７８５℃で１時間の熱処理を行うと（工程（ｔｌ
））、比抵抗は１θ Ω信金へと増加した。この後、５
００℃で２０時間の熱処理を行う（工程（Ｉｔｉ） ）
と、比抵抗は低下するものの、アズブロモン状態から直
接、工程（ｉｉｉ）を行なった場合よりも比抵抗の低下
が小さい。これは、７８５℃における熱処理は比抵抗を
一定値まで増加させる働きをもち、かつ以後の熱処理に
対して比抵抗をよシ安定な状態へと保持する働きがある
。アズブロモン状態から７８５℃の熱処理を時間を変え
て行い、その抜去々に５００℃、２０時間の熱処理をす
ると、第３図の破線で示すようになシ、比抵抗を制御す
ることができる。なお、アズブロモン状態のＧａＡｓ単
結晶ｆ、７８５℃で長時間、この例では約１５時間熱処
理すると比抵抗は約３×１０ Ω譚で熱的に安定した。
〔具体例３〕
前記具体例１と同一条件で成長したＧａ Ａ ｓ単結晶
をインゴットの状態で真空置換後、Ａ８ と共に密封し
、９５０℃で１５時間の熱処理を行なった（工程（Ｉｉ
） ）。この後、インゴットからスライスした各ウェハ
の比抵抗を測定した結果、第４図に示すように各ウェハ
（ウェハナンバとして示す）の比抵抗は３（±１）×１
０７Ωｃｍ になシ、結晶全体が均一性を有するＧａＡ
ｓ単結晶が得られた。
をインゴットの状態で真空置換後、Ａ８ と共に密封し
、９５０℃で１５時間の熱処理を行なった（工程（Ｉｉ
） ）。この後、インゴットからスライスした各ウェハ
の比抵抗を測定した結果、第４図に示すように各ウェハ
（ウェハナンバとして示す）の比抵抗は３（±１）×１
０７Ωｃｍ になシ、結晶全体が均一性を有するＧａＡ
ｓ単結晶が得られた。
さらに、上記ウエノ・を８５０℃で０．５時間熱処理を
行なった。この結果、第５図に示すように各ウェハの比
抵抗は第４図の場合とほとんど変化がなく、熱的に安定
していることを示している。
行なった。この結果、第５図に示すように各ウェハの比
抵抗は第４図の場合とほとんど変化がなく、熱的に安定
していることを示している。
なお、本発明はＧａＡｓの多、結晶にも適用できる。
（ト）効果
この発明のガリウム砒素結晶の製造方法は以下の効果を
有する。（１）比抵抗に代表されるＧａＡｓ結晶の電気
的特性の制御が可能である。（＋＋Ｊ ＧａＡｓ結晶
の均一な比抵抗が得られ、かつその比抵抗を従来よシも
低くすることが可能である。（ＩｌｌＪ 熱的に比抵
抗が安定したＧ ａ Ａ ｓ結晶が得られる。（］■）
比抵抗を比較的低く押えることができるから、デバイス
製造工程において従来問題とされている、ＧａＡ、基板
表面特性がＰ型になる、いわゆる熱変成の問題が大幅に
緩和される。
有する。（１）比抵抗に代表されるＧａＡｓ結晶の電気
的特性の制御が可能である。（＋＋Ｊ ＧａＡｓ結晶
の均一な比抵抗が得られ、かつその比抵抗を従来よシも
低くすることが可能である。（ＩｌｌＪ 熱的に比抵
抗が安定したＧ ａ Ａ ｓ結晶が得られる。（］■）
比抵抗を比較的低く押えることができるから、デバイス
製造工程において従来問題とされている、ＧａＡ、基板
表面特性がＰ型になる、いわゆる熱変成の問題が大幅に
緩和される。
第１図はＧａＡｓ単結晶のアズブロモン状態と熱処理後
の比抵抗の分布の具体例を示す図、第２図は第１図の比
抵抗測定に使用した試料の切り出し位置を示す図、第３
図は本発明によるＧａＡｓ単結晶のアズブロモン状態の
比抵抗から熱処理によシ比抵抗を制御する状態を示す図
、第４図は本発明による９５０℃の熱処理を行なった後
のＧａＡｓ単結晶の比抵抗分布を示す図、第５図は第４
図の処理の後にさらに熱処理をした後の比抵抗の分布状
態を示す図である。 第４図 第５図 手 続 補 正 書 昭和６２年を月？日 １、事件の表示 昭和６２年特許顆！＃２５３０１号 ２、発明の名称 〃リクム砒素結晶の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名称 同和鉱業株式会社 ４゜代理人 ５、補正の対象 ６、補正の内容 （１）明細書第１２真１７行と同頁１８行との間に１字
開けて次の文を追加する。 「第６図（Ａ）は本発明に従って前記工程（ｉ）と工程
（ｉｉ）によって製造されたＧａＡｓ単結晶のウェハを
Ａ Ｂ ：Ｌ−／チング（Ｍ、Ｓ、八ｂｒａｈａｍｓ
ｅｔ ａＬＪｏｕｎｒａｌｏｒ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ、３５．ｐ、２８５５ 参照、
ＡｇＮ Ｏｓｔ ＣｒＯ＊ｔ ＨＦ ｔ ＨｚＯｆ）成
分子Ｐ ラ’ｔ Ｚエツチング用液を利用するエツチン
グ方法）した後、顕微鏡により観察した写真を示してい
る。一方、第６図（Ｂ）は通常の結晶成長方法と熱処理
の組み合わせによって得られた前記ＡＢエツチング後の
顕微鏡写真である。一般にＡＢエツチングは、転位の存
在を明らかにするだけでなく、電気的特性の不均一性を
も明らかにできることが知られている。従って、ＡＢエ
ツチングによって得られた結晶のパターンを観察するこ
とにより、電気的特性の均一性を↑り断することができ
る。第６図（Ｂ）では、網状に分布している転位近傍に
不均一性が存在するのに対し、同図（Ａ）ではその不均
一性が者しく減少しており、本発明によって電気的特性
が均一化することを示している。 １７図は本発明によって製造されたＧａＡｓツエハのホ
ール移動度の分布を示している。即ち、本発明のホール
移動度の絶対値は８０００〜８３００ａＩＩ２／Ｖ、Ｓ
で均一性があるのに対し、従来のＧａＡｓの移動度は５
０００−７０００ｃｚ２／Ｖ、Ｓで不均一であり、本発
明により電気特性が改善されたことを示している。」 （２）明細書第１３頁９行目の「される。」の次に人文
を追加する。 ｊ（ｖ）ＧａＡｓ結晶ウェハの結晶の均一性が得られ、
特に転位近傍での電気的特性の不均一性が大幅に減少す
る。（ｖｉ）ホール移動度が上昇し、かつ均一化される
。」 （３）明細書第１３頁２０行目の「示す図である。」を
「示す図、第６図（Ａ ）（Ｂ ）はそれぞれ本発明及
Ｖ Ｇ ａ Ａ ｓ結晶ウェハのＡＢエツチング後の結
晶構造を示す顕微鏡写真、第７図は本発明のＧａＡｓ結
晶のホール移動度の分布を示す図である。」（４）図面
に添付の第６図（Ａ）（Ｂ）及び第７図を追加する。 以 上 ＃７７凹 距 随 ［Ｃｒｎ） 手 続 補 正 書 昭和６２年６月ｑ日 １、事件の表示 昭和６２年特許順第２５３０１号 ２、発明の名称 ガリウム砒素結晶の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名称 同和鉱業株式会社 ４、代理人 ５、補正の対象 ６、補正の内容 （１）図面に添付の第６図（Ａ）（Ｂ）（昭和６２年５
月８日の手続補正書にて提出）中の（Ａ）を（Ｂ）に、
（Ｂ）を（Ａ）に夫々訂正する（添付の第６図中の未配
参照）。 以 上
の比抵抗の分布の具体例を示す図、第２図は第１図の比
抵抗測定に使用した試料の切り出し位置を示す図、第３
図は本発明によるＧａＡｓ単結晶のアズブロモン状態の
比抵抗から熱処理によシ比抵抗を制御する状態を示す図
、第４図は本発明による９５０℃の熱処理を行なった後
のＧａＡｓ単結晶の比抵抗分布を示す図、第５図は第４
図の処理の後にさらに熱処理をした後の比抵抗の分布状
態を示す図である。 第４図 第５図 手 続 補 正 書 昭和６２年を月？日 １、事件の表示 昭和６２年特許顆！＃２５３０１号 ２、発明の名称 〃リクム砒素結晶の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名称 同和鉱業株式会社 ４゜代理人 ５、補正の対象 ６、補正の内容 （１）明細書第１２真１７行と同頁１８行との間に１字
開けて次の文を追加する。 「第６図（Ａ）は本発明に従って前記工程（ｉ）と工程
（ｉｉ）によって製造されたＧａＡｓ単結晶のウェハを
Ａ Ｂ ：Ｌ−／チング（Ｍ、Ｓ、八ｂｒａｈａｍｓ
ｅｔ ａＬＪｏｕｎｒａｌｏｒ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ、３５．ｐ、２８５５ 参照、
ＡｇＮ Ｏｓｔ ＣｒＯ＊ｔ ＨＦ ｔ ＨｚＯｆ）成
分子Ｐ ラ’ｔ Ｚエツチング用液を利用するエツチン
グ方法）した後、顕微鏡により観察した写真を示してい
る。一方、第６図（Ｂ）は通常の結晶成長方法と熱処理
の組み合わせによって得られた前記ＡＢエツチング後の
顕微鏡写真である。一般にＡＢエツチングは、転位の存
在を明らかにするだけでなく、電気的特性の不均一性を
も明らかにできることが知られている。従って、ＡＢエ
ツチングによって得られた結晶のパターンを観察するこ
とにより、電気的特性の均一性を↑り断することができ
る。第６図（Ｂ）では、網状に分布している転位近傍に
不均一性が存在するのに対し、同図（Ａ）ではその不均
一性が者しく減少しており、本発明によって電気的特性
が均一化することを示している。 １７図は本発明によって製造されたＧａＡｓツエハのホ
ール移動度の分布を示している。即ち、本発明のホール
移動度の絶対値は８０００〜８３００ａＩＩ２／Ｖ、Ｓ
で均一性があるのに対し、従来のＧａＡｓの移動度は５
０００−７０００ｃｚ２／Ｖ、Ｓで不均一であり、本発
明により電気特性が改善されたことを示している。」 （２）明細書第１３頁９行目の「される。」の次に人文
を追加する。 ｊ（ｖ）ＧａＡｓ結晶ウェハの結晶の均一性が得られ、
特に転位近傍での電気的特性の不均一性が大幅に減少す
る。（ｖｉ）ホール移動度が上昇し、かつ均一化される
。」 （３）明細書第１３頁２０行目の「示す図である。」を
「示す図、第６図（Ａ ）（Ｂ ）はそれぞれ本発明及
Ｖ Ｇ ａ Ａ ｓ結晶ウェハのＡＢエツチング後の結
晶構造を示す顕微鏡写真、第７図は本発明のＧａＡｓ結
晶のホール移動度の分布を示す図である。」（４）図面
に添付の第６図（Ａ）（Ｂ）及び第７図を追加する。 以 上 ＃７７凹 距 随 ［Ｃｒｎ） 手 続 補 正 書 昭和６２年６月ｑ日 １、事件の表示 昭和６２年特許順第２５３０１号 ２、発明の名称 ガリウム砒素結晶の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名称 同和鉱業株式会社 ４、代理人 ５、補正の対象 ６、補正の内容 （１）図面に添付の第６図（Ａ）（Ｂ）（昭和６２年５
月８日の手続補正書にて提出）中の（Ａ）を（Ｂ）に、
（Ｂ）を（Ａ）に夫々訂正する（添付の第６図中の未配
参照）。 以 上
Claims (4)
- （１）砒素とガリウムのモル比Ａｓ／Ｇａを１．０２か
ら１．５の範囲としてガリウム砒素結晶を成長させる結
晶成長工程と、 得られたガリウム砒素を７００℃から１１００℃の温度
範囲において熱処理を行い、該ガリウム砒素結晶の比抵
抗を増加する、電気特性の制御工程と、 を含むガリウム砒素結晶の製造方法。 - （２）前記制御工程は砒素を含む雰囲気又は不活性ガス
中又は真空中において行なわれることを特徴とする、特
許請求の範囲第１項記載のガリウム砒素結晶の製造方法
。 - （３）砒素とガリウムのモル比Ａｓ／Ｇａを１．０２か
ら１．５の範囲としてガリウム砒素結晶を成長させる結
晶成長工程と、 の温度範囲において熱処理を行い、該ガリウム砒素結晶
の比抵抗を減少する、電気特性の制御工程と、 を含むガリウム砒素結晶の製造方法。 - （４）前記制御工程は砒素を含む雰囲気又は不活性ガス
中又は真空中において行なわれることを特徴とする、特
許請求の範囲第３項記載のガリウム砒素結晶の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2530187A JPS63195199A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | ガリウム砒素結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2530187A JPS63195199A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | ガリウム砒素結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195199A true JPS63195199A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0411518B2 JPH0411518B2 (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=12162192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2530187A Granted JPS63195199A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | ガリウム砒素結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63195199A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269307A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Nippon Mining Co Ltd | リン化インジウムおよびその製造方法 |
| JPH02180783A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-13 | Nippon Mining Co Ltd | ＩｎＰ単結晶の熱処理方法 |
| JPH03232235A (ja) * | 1990-02-08 | 1991-10-16 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ＧａＡｓ化合物半導体単結晶基板の熱処理方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61151094A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
| JPS61201700A (ja) * | 1985-03-05 | 1986-09-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高抵抗ＧａＡｓ結晶およびその製造方法 |
| JPS61275196A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-05 | Toshiba Corp | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
| JPS6321800A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-29 | 三菱電機株式会社 | 荷電粒子装置 |
-
1987
- 1987-02-05 JP JP2530187A patent/JPS63195199A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61151094A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
| JPS61201700A (ja) * | 1985-03-05 | 1986-09-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高抵抗ＧａＡｓ結晶およびその製造方法 |
| JPS61275196A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-05 | Toshiba Corp | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
| JPS6321800A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-29 | 三菱電機株式会社 | 荷電粒子装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269307A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Nippon Mining Co Ltd | リン化インジウムおよびその製造方法 |
| JPH0529639B2 (ja) * | 1988-09-02 | 1993-05-06 | Nitsuko Kyoseki Kk | |
| JPH02180783A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-13 | Nippon Mining Co Ltd | ＩｎＰ単結晶の熱処理方法 |
| JPH03232235A (ja) * | 1990-02-08 | 1991-10-16 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ＧａＡｓ化合物半導体単結晶基板の熱処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0411518B2 (ja) | 1992-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5772553B2 (ja) | シリコン単結晶の評価方法およびシリコン単結晶の製造方法 | |
| US5505157A (en) | Low hydrogen-content silicon crystal with few micro-defects caused from annealing, and its manufacturing methods | |
| US5110404A (en) | Method for heat processing of silicon | |
| KR20030022322A (ko) | 질소도프 어닐웨이퍼의 제조방법 및 질소도프 어닐웨이퍼 | |
| Fewster et al. | The effect of silicon doping on the lattice parameter of gallium arsenide grown by liquid-phase epitaxy, vapour-phase epitaxy and gradient-freeze techniques | |
| US5385115A (en) | Semiconductor wafer heat treatment method | |
| JPS63195199A (ja) | ガリウム砒素結晶の製造方法 | |
| JPH02192500A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS58161999A (ja) | 半絶縁性砒化ガリウム単結晶の製造方法 | |
| JPS61178497A (ja) | 低転位密度ひ化ガリウム単結晶の成長方法 | |
| JP2572291B2 (ja) | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶基板の製造方法 | |
| JP3793934B2 (ja) | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶の製造方法 | |
| JPH1059800A (ja) | ＺｎＳｅ結晶の熱処理方法 | |
| JP2819244B2 (ja) | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶の製造方法 | |
| JPH0380199A (ja) | ｐ型ＧａＡｓ単結晶基板およびその製造方法並びにそれを用いた半導体装置 | |
| JP2737990B2 (ja) | 化合物半導体単結晶製造装置 | |
| JPH0476355B2 (ja) | ||
| JPH06318545A (ja) | 化合物半導体ウェハ | |
| JPH0897220A (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法及びシリコンエピタキシャルウェーハ | |
| KR100500394B1 (ko) | 에피택셜 실리콘웨이퍼의 제조 방법 | |
| JP2643975B2 (ja) | シリコン単結晶 | |
| JP2003300796A (ja) | 炭化珪素単結晶育成用種結晶と炭化珪素単結晶インゴット及びその製造方法 | |
| JPS61286300A (ja) | 均一な特性を有するＧａＡｓ単結晶の製造方法 | |
| JP2014070014A (ja) | ヒ化ガリウム基板およびヒ化ガリウム基板の製造方法 | |
| JPS62128531A (ja) | シリコン基板およびその製造方法 |