JPS63210097A - 化合物半導体の製造方法 - Google Patents
化合物半導体の製造方法Info
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- JPS63210097A JPS63210097A JP4335087A JP4335087A JPS63210097A JP S63210097 A JPS63210097 A JP S63210097A JP 4335087 A JP4335087 A JP 4335087A JP 4335087 A JP4335087 A JP 4335087A JP S63210097 A JPS63210097 A JP S63210097A
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Links
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＧａＡｓ、ＩｎＰ等のＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶を液体封止チョクラルスキー法（ＬＥＣ法）により成
長させる際、不純物を添加して成長させる方法に関する
ものである。
晶を液体封止チョクラルスキー法（ＬＥＣ法）により成
長させる際、不純物を添加して成長させる方法に関する
ものである。
従来、この種のＬＥＣ法■−■族化合物の半導体の製造
方法は、高速デバイス用基板として半絶縁性化、無転位
化のために、または、光デバイス用基板として所望のキ
ャリア濃度とするために、不純物を融液に添加して結晶
成長を行なっていた。
方法は、高速デバイス用基板として半絶縁性化、無転位
化のために、または、光デバイス用基板として所望のキ
ャリア濃度とするために、不純物を融液に添加して結晶
成長を行なっていた。
上述した従来の不純物添加結晶成長では、結晶成長進行
にともない融液中の不純物濃度が変化し、結晶成長界面
付近に高不純物濃度領域が形成されることにより、組成
的過冷却と呼ばれる異常成長が発生し、収率を著しく低
下させるという欠点がある。
にともない融液中の不純物濃度が変化し、結晶成長界面
付近に高不純物濃度領域が形成されることにより、組成
的過冷却と呼ばれる異常成長が発生し、収率を著しく低
下させるという欠点がある。
本発明の目的は、結晶成長進行にともない起る組成的過
冷却の発生によるセル成長を抑制でき、収率を向上しう
る化合物半導体の製造方法を提供することにある。
冷却の発生によるセル成長を抑制でき、収率を向上しう
る化合物半導体の製造方法を提供することにある。
本発明の化合物半導体の製造方法は、液体封止チョクラ
ルスキー法によって■−■族化合物半導体結晶を成長さ
せる際に不純物を添加する場合、その添加する不純物の
化合物半導体中での偏析係数をｋとし、結晶成長進行に
ともない、固化率ｇの時の引き上げ速度を組成的過冷却
が起こる迄はｖ（ｇ）＝一定 とし、組成的過冷却が起
こる直前から ｖ（ｇ）＜（結晶成長開始時の引上速度
）ｘ（１−（ｇ１組成的過冷却が起きる固化率））トロ
と変化させながな結晶成長を行なうことを特徴として
構成される。
ルスキー法によって■−■族化合物半導体結晶を成長さ
せる際に不純物を添加する場合、その添加する不純物の
化合物半導体中での偏析係数をｋとし、結晶成長進行に
ともない、固化率ｇの時の引き上げ速度を組成的過冷却
が起こる迄はｖ（ｇ）＝一定 とし、組成的過冷却が起
こる直前から ｖ（ｇ）＜（結晶成長開始時の引上速度
）ｘ（１−（ｇ１組成的過冷却が起きる固化率））トロ
と変化させながな結晶成長を行なうことを特徴として
構成される。
次に、前述した半導体の作用について説明する。
本発明では組成的過冷却が発生する条件である下記の不
等式 ここで、Ｃ（ｇ）：固化率がｇの時の融液中の不純物濃
度、■：結晶成長速度、Δ′ｒ：融液中の温度勾配１ｍ
：液層線の温 度勾配、Ｄ＝融液中での不純物の拡散 係数、に：実効偏析係数 が成立しない様に結晶成長を行なう。不等式の右辺にお
いてΔＴ、ｍ、Ｄはそれぞれ、融液の量。
等式 ここで、Ｃ（ｇ）：固化率がｇの時の融液中の不純物濃
度、■：結晶成長速度、Δ′ｒ：融液中の温度勾配１ｍ
：液層線の温 度勾配、Ｄ＝融液中での不純物の拡散 係数、に：実効偏析係数 が成立しない様に結晶成長を行なう。不等式の右辺にお
いてΔＴ、ｍ、Ｄはそれぞれ、融液の量。
融液中の不純物濃度、＠液中の対流９等に依存する物理
量であり、結晶成長中に大きな変化はなく、右辺はほぼ
一定値と見なすことが出来る。従って結晶成長が進むに
つれて、融液中の不純物濃度は変化し、その濃度の変化
にともない、成長速度を変えてＣ（ｇ）Ｘｖがある値を
越えないこととすれば組成的過冷却を起こすことなく結
晶成長を行なうことが出来る。そこで結晶成長速度をど
の様にするかであるが固化率がｇの時の融液中の不純物
濃度Ｃ（ｇ＞は Ｃ（ｇ） Ｃ６ｋ （１ｇ）’−’ と変化するので、固化率ｇの時の結晶成長速度ｖ（ｇ）
を（１−ｇ＞Ｋ−１に逆比例させて変化させながら結晶
成長を進行させることにより、組成的過冷却の発生を抑
えることが出来る。
量であり、結晶成長中に大きな変化はなく、右辺はほぼ
一定値と見なすことが出来る。従って結晶成長が進むに
つれて、融液中の不純物濃度は変化し、その濃度の変化
にともない、成長速度を変えてＣ（ｇ）Ｘｖがある値を
越えないこととすれば組成的過冷却を起こすことなく結
晶成長を行なうことが出来る。そこで結晶成長速度をど
の様にするかであるが固化率がｇの時の融液中の不純物
濃度Ｃ（ｇ＞は Ｃ（ｇ） Ｃ６ｋ （１ｇ）’−’ と変化するので、固化率ｇの時の結晶成長速度ｖ（ｇ）
を（１−ｇ＞Ｋ−１に逆比例させて変化させながら結晶
成長を進行させることにより、組成的過冷却の発生を抑
えることが出来る。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。ＧａＡｓ融液にＩｎを添加して無転位ＧａＡｓ結晶を
成長させる場合を第１の例として説明する。
。ＧａＡｓ融液にＩｎを添加して無転位ＧａＡｓ結晶を
成長させる場合を第１の例として説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を説明するための図で、
組成的過冷却を引き置、：さずに不純物添加化合物半導
体結晶成長を行なうための固化率ｇと結晶成長速度■と
の関係図である。第１図に示すようにＧａＡｓ融液中で
のＩｎの実行偏析係数はおおよそに＝０．１である。結
晶成長開始時点での成長速度を４ ｍ＋ａ ／ ｈとし
た時、組成的過冷却によるセル成長は、固化率ｇ＝０．
５を越えた付近から発生していた。そこで固化率０．５
迄は成長速度４ ａｍ ／ ｈで成長を行ない、固化率
ｇが０．５を越えた時点から ０・９ ｖ （ｇ） ＝４ｘ （１−（ｇ−０，５）
）と逐次変化させることにより、組成的過冷却によるセ
ル成長の発生を防止することが出来る。
組成的過冷却を引き置、：さずに不純物添加化合物半導
体結晶成長を行なうための固化率ｇと結晶成長速度■と
の関係図である。第１図に示すようにＧａＡｓ融液中で
のＩｎの実行偏析係数はおおよそに＝０．１である。結
晶成長開始時点での成長速度を４ ｍ＋ａ ／ ｈとし
た時、組成的過冷却によるセル成長は、固化率ｇ＝０．
５を越えた付近から発生していた。そこで固化率０．５
迄は成長速度４ ａｍ ／ ｈで成長を行ない、固化率
ｇが０．５を越えた時点から ０・９ ｖ （ｇ） ＝４ｘ （１−（ｇ−０，５）
）と逐次変化させることにより、組成的過冷却によるセ
ル成長の発生を防止することが出来る。
第２図は本発明の他の実施例に関する化合物半導体ｇ！
Ａ遣方法による制御すべき結晶成長速度の固化率ｇに対
する関係図である。本実施例は、ＩｎＰ融液中にＡｓを
添加した場合であり、固化率ｇ＝０．４を越えた付近か
ら組成的過冷却によるセル成長が発生していた。ＩｎＰ
中のＡｓの実行偏析係数は約０，４であり、固化率０．
４迄、一定の成長速度４ ａｍ ／ ｈで成長を行ない
、固化率が０．４を越えた時点から成長速度を ｖ ＝４Ｘ （１−（ｇ−０，４） ）０°６と結晶成
長進行にともない、成長速度を変化させることにより組
成的過冷却の発生を抑えることが可能となる利点がある
。
Ａ遣方法による制御すべき結晶成長速度の固化率ｇに対
する関係図である。本実施例は、ＩｎＰ融液中にＡｓを
添加した場合であり、固化率ｇ＝０．４を越えた付近か
ら組成的過冷却によるセル成長が発生していた。ＩｎＰ
中のＡｓの実行偏析係数は約０，４であり、固化率０．
４迄、一定の成長速度４ ａｍ ／ ｈで成長を行ない
、固化率が０．４を越えた時点から成長速度を ｖ ＝４Ｘ （１−（ｇ−０，４） ）０°６と結晶成
長進行にともない、成長速度を変化させることにより組
成的過冷却の発生を抑えることが可能となる利点がある
。
以上説明したように本発明は、結晶成長進行にともない
、結晶成長速度を変化させることにより組成的過冷却の
発生によるセル成長を抑制できる効果がある。
、結晶成長速度を変化させることにより組成的過冷却の
発生によるセル成長を抑制できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を説明するための図で組成的
過冷却を引き起かさすに不純物添加化合物半導体結晶成
長を行なうための固化率ｇと結晶成長速度Ｖとの関係図
、第２図は本発明の他の実施例を説明するための図で、
組成的過冷却を引き起こさずに不純物添加化合物半導体
結晶成長を行なうための固化率ｇと結晶成長速度■との
関係図である。 １・・・実施例に該当する固化率と成長速度との関係。
過冷却を引き起かさすに不純物添加化合物半導体結晶成
長を行なうための固化率ｇと結晶成長速度Ｖとの関係図
、第２図は本発明の他の実施例を説明するための図で、
組成的過冷却を引き起こさずに不純物添加化合物半導体
結晶成長を行なうための固化率ｇと結晶成長速度■との
関係図である。 １・・・実施例に該当する固化率と成長速度との関係。
Claims (1)
- 液体封止チョクラルスキー法によってIII−Ｖ族化合物
半導体結晶を成長させる際に不純物を添加する場合、そ
の添加する不純物の化合物半導体中での偏析係数をｋと
し、結晶成長進行にともない、固化率ｇの時の引き上げ
速度を組成的過冷却が起こる迄はｖ（ｇ）＝一定とし、
組成的過冷却が起こる直前からｖ（ｇ）≦（結晶成長開
始時の引上速度）×（１−（ｇ−組成的冷却が起きる固
化率））＾１＾−＾ｋと変化させながら結晶成長を行な
うことを特徴とする化合物半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4335087A JPS63210097A (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 化合物半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4335087A JPS63210097A (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 化合物半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63210097A true JPS63210097A (ja) | 1988-08-31 |
Family
ID=12661400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4335087A Pending JPS63210097A (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 化合物半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63210097A (ja) |
-
1987
- 1987-02-25 JP JP4335087A patent/JPS63210097A/ja active Pending
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