JPS63236787A - 半導体単結晶の製造方法 - Google Patents

半導体単結晶の製造方法

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JPS63236787A
JPS63236787A JP6897587A JP6897587A JPS63236787A JP S63236787 A JPS63236787 A JP S63236787A JP 6897587 A JP6897587 A JP 6897587A JP 6897587 A JP6897587 A JP 6897587A JP S63236787 A JPS63236787 A JP S63236787A
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JP
Japan
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crystal
melt
dendrite
single crystal
semiconductor single
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Pending
Application number
JP6897587A
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English (en)
Inventor
Shinichi Nagata
永田 伸一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はチョクラルスキー法による半導体単結晶の結晶
引き上げに関する。
(従来の技術) 近年、結晶欠陥がデバイス特性に与える影響が明確にな
り、結晶欠陥を減少させることが重要な問題となってい
る0例えば半導体単結晶内の転位密度が大になると、結
晶内に形成されたP/N接合の逆方向リーク電流が増加
するなど半導体素子特性が低下するとともに、信頼性に
も悪影響をおよぼすことが知られている。最近では半導
体素子の高集積化に伴って、半導体単結晶の転位や微少
欠陥の低減化の要求が増々強くなりつつある。
従来、結晶欠陥の低減化の一つとして、不純物を添加し
た結晶融液中から結晶を引き上げる方法がある9例えば
、InSb結晶においては、不純物として窒素、リン、
ヒ素等のV族元素が有効であり、窒素濃度がI X I
 QC−〜lX10cmの範囲で有効であることが特開
昭54−122681に報上になると、その効果がより
顕著に現れることがjournal or cryst
a+ growth 47 (1979年。
P746−748>により報告されている。
しかしこの方法では、次のような問題点がある。固溶限
度内の不純物を添加しても、添加した不純物が完全に溶
解せず、ルツボの底に一部原形のまま残留ポリといっし
ょに残る場合があり、添加濃度が増すにしたがってこの
傾向が高くなることである。したがって、このように不
純物が残ると、当然不純物添加の効果は半減するか、あ
るいは全く見られず、製造された単結晶の転位密度の低
減を図ることができなくなる。
また、半導体単結晶引き上げにおいて添加した不純物を
完全に溶解させるために、引き上げチャンバの外からヘ
ラのようなものを挿入して結晶融液をかくはんする工夫
も考えられるが、かくはんスピードに制限があり、また
、装置も複雑になるなど欠点も多い。
(発明が解決しようとする問題点) 以上述べたように、従来の不純物を添加した結晶融液中
から結晶の引き上げを行う方法では、添加した物質が完
全に溶解しないので、不純物を添加した効果が得られず
、結晶欠陥の低減化が図られないという問題点がっな そこで本発明では、このような欠点を除去するもので、
添加した不純物の効率のよい結晶融液への溶解を行い、
低欠陥の単結晶を歩留り良く製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
[発明の目的] (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明の半導体単結晶の製造
方法では、種子結晶を不純物の添加した結晶融液表面に
接触させて形成しなデンドライト結晶によりその結晶融
液をかくはんした後、結晶引き上げを行うものである。
(作用) 上記製造方法では、不純物を添加した結晶融液をデンド
ライト結晶によりかくはんするので、添加不純物の溶解
を効率よく行うことができる。
(実施例) 以下本発明の一つの実施例を図面を参照して説明する0
本発明は単結晶引き上げ法による製造に広く適用できる
が、発明の実施例としてInSb単結晶につき、図面を
参照して説明する。第1図(a)乃至第1図(C)は本
発明を説明する工程断面図であり、本実施例に使用した
引き上げ装置の中に結晶材料を入れて結晶引き上げを説
明するものである。
第1図(a)に示すように、密封されたチャンバ1内の
石英ルツボ2に結晶材料を入れる。結晶材料としては、
結晶引き上げ用の高純度の1nSb(インジウムアンチ
モン)多結晶と添加不純物である純度99.999%、
窒素濃度5X10C1+1のInN(窒化インジウム)
の粉末を使用する。次に密封されたチャンバ1内を真空
度10 Torrまで排気して、窒素90%と水素10
%からなるフォーミングガスにより満たす、続いて上記
ルツボ2を取り囲むヒータ3で600℃に加熱し、結晶
材料を融解してInSb結晶融液4をつくる。さらに、
<211〉方位に切り出した種子結晶5を結晶取り付は
治具6に取り付ける。
次に第1図(b)に示すように、ルツボ2の温度を約5
50℃まで下げさらに結晶取り付は治具6を回転数to
rpmで回転させながら、種子結晶5をInSb結晶融
液4の表面に接触させる。このようにすることで、結晶
融液表面の一部分にデンドライト成長が起こる。さらに
、デンドライト結晶7が長さ2〜3cmの樹枝状に成長
した段階で、結晶取り付は治具6の回転数を30〜5 
Q rpmに上げる。したがって、デンドライト結晶7
が結晶融液内を数分間回転することにより結晶融液内で
かくはん効果が起り、InNは完全にInchに溶解し
拡散することができる。
次に、デンドライト結晶7を融解させるために結晶融液
温度を570℃に上げる。その後、第1図(C)に示す
ように一般に行われているチョクラルスキー法(例えば
引き上げ速度100 mm/h。
回転数10 rpHl、結晶融液温度555℃)により
単結晶の引き上げを行いInSb単結晶8を製造する。
このようにして得られた1nsb単結晶を本発明者は以
下のようにして結晶性の評価を行った。この評価はエツ
チング法を用い、まず<211>方向に成長させたIn
Sb単結晶インゴットから(1,1,1)面のウェハを
切り出し、この(1,1,1Jrn面を粒径16umの
AIO粉末から0.05u mに至るまで順次研磨して
鏡面に仕上げた。次に研磨傷を取り除くため、組成比が
CHCH(01−1)COOH: HNO=6 : 1
のエツチング液を用いて20℃で5分間エツチングした
。その後、さらにエッチピット検出のために組成比が4
9%HF:35%Hρ2:HO=1:2:2のエツチン
グ液を用いて20℃で1分間エツチングした。
その結果、転位に対応する0−ピット(disloca
tion−pit)、微少欠陥に対応するS−ピット(
saucer−1ike−pit)、及び中心となる部
分に不純物の析出あるいは欠陥があってこれを中心に[
110]方向にS−ピットが発生したP−ピット(Pu
nching−out−Pit)等の各種ピットは観察
されず、低結晶欠陥のInSb単結晶が得られることが
わかった。
また、エッチピット密度は従来の結晶融液をかくはんし
ない方法により単結晶を形成した場合の9 X 10”
C龜対して本発明の製造方法により単結晶を形成した場
合は5X10cmとなり、顕著に低減したことがわかっ
た。
なお、上記実施例ではデンドライト結晶を作成した後、
結晶引き上げを行って単結晶を形成しているが、デンド
ライト結晶を作成し、結晶it ?Fiをかくはんし、
その後デンドライト結晶を融解させる工程の所要時間は
本実施例の場合約30分であるので5引き上げ全工程に
及ぼす影響はほとんどない。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、デンドライト結晶を
作成しこのデンドライト結晶により不純物を添加した結
晶融液をかくはんするので、結晶融液中の添加不純物を
効率よく溶解でき、低欠陥の単結晶を再現性よく製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)乃至第1図(C)は本発明の一実施例を説
明するための引き上げ装置の断面図を示したものである
。 1・・・・チャンバ 2・・・・石英ルツボ 3・・・・ヒータ 4・・・・結晶材料 5・・・・種子結晶 6・・・・結晶取り付は治具 7・・・・デンドライト結晶 8・・・・1nsb単結晶

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不純物を添加した結晶融液中から引き上げ法によ
    り半導体単結晶を製造する半導体単結晶の製造方法にお
    いて、種子結晶を結晶融液表面に接触させて、その結晶
    融液表面の少なくとも一部にデンドライト成長起こしデ
    ンドライト結晶を形成する工程と、前記デンドライト結
    晶を回転することにより、前記結晶融液をかくはんする
    工程と、前記かくはんした結晶融液中から結晶引き上げ
    を行う工程とを含むことを特徴とする半導体単結晶の製
    造方法。
  2. (2)前記結晶融液がInSb(インジウムアンチモン
    )とInN(インジウム窒素)とからなることを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載の半導体単結晶の製
    造方法
JP6897587A 1987-03-25 1987-03-25 半導体単結晶の製造方法 Pending JPS63236787A (ja)

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JPS63236787A true JPS63236787A (ja) 1988-10-03

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ID=13389181

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JP6897587A Pending JPS63236787A (ja) 1987-03-25 1987-03-25 半導体単結晶の製造方法

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JP (1) JPS63236787A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05163093A (ja) * 1991-12-10 1993-06-29 Nippon Mektron Ltd 単結晶育成方法

Cited By (1)

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