JPS6325297A - ド−ピングによる単結晶３−５半絶縁物質の製造方法 - Google Patents
ド−ピングによる単結晶３−５半絶縁物質の製造方法Info
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- JPS6325297A JPS6325297A JP62085601A JP8560187A JPS6325297A JP S6325297 A JPS6325297 A JP S6325297A JP 62085601 A JP62085601 A JP 62085601A JP 8560187 A JP8560187 A JP 8560187A JP S6325297 A JPS6325297 A JP S6325297A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
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- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
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- Y10S438/917—Deep level dopants, e.g. gold, chromium, iron or nickel
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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】
本発明は、ドーピングによる単結晶３−５半絶縁物質の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
半導体の分野において、種結晶からの成長法、公知の液
体封止チョクラルスキー（ＬＥＣ）引き上げ法、あるい
はブリッジマン成長法により単結晶を製造する方法が知
られている。しかし、半絶縁基板（ｓ−ｉ）を製造する
上で数多くの問題が生じる。すなわち、従来提案された
ドーピング物質は、特に拡散係数（直に関して不十分で
あった。
体封止チョクラルスキー（ＬＥＣ）引き上げ法、あるい
はブリッジマン成長法により単結晶を製造する方法が知
られている。しかし、半絶縁基板（ｓ−ｉ）を製造する
上で数多くの問題が生じる。すなわち、従来提案された
ドーピング物質は、特に拡散係数（直に関して不十分で
あった。
例えは、ＧａＡｓの場合のＥ、Ｌ、２準位、ＩｎＰの場
合（７）Ｆｅに見られる問題である。
合（７）Ｆｅに見られる問題である。
上記問題点を解決するために、本発明は少なくとも１つ
の深いドナーを用いてドーピングを行う。
の深いドナーを用いてドーピングを行う。
本発明による製法によって、ｐ型スターティングチャー
ジおよびｎ型スターティングチャージ双方から半絶縁物
質を製造することが可能となる。
ジおよびｎ型スターティングチャージ双方から半絶縁物
質を製造することが可能となる。
すなわち、本発明は単結晶３−５半絶縁物質の製法に関
するものであり、遷移元素による少なくとも１つの深い
ドナーを用いてｐ型スターティングチャージにドーピン
グすることを特徴とする。
するものであり、遷移元素による少なくとも１つの深い
ドナーを用いてｐ型スターティングチャージにドーピン
グすることを特徴とする。
従来のｐ型二成分１ヒ合物はＧａＡｓであるが、引き上
げ法により得られたアンドープ（ドーピングされない）
ＧａＡｓ試料はｐ剰余型であり、このｐ型試料に深い
ドナーをドーピングすることにより、試料を不純物補償
すること、ざらに試料を半絶縁化することが可能となる
のである。
げ法により得られたアンドープ（ドーピングされない）
ＧａＡｓ試料はｐ剰余型であり、このｐ型試料に深い
ドナーをドーピングすることにより、試料を不純物補償
すること、ざらに試料を半絶縁化することが可能となる
のである。
本発明によれは、このドーピングには３ｄ遷移元素のう
ち、深いドナー準位を供与するＴｉ及び／又はＣ「を使
用するのが好適である。そのため、Ｃ「あるいはＴｉを
用いて、半絶縁性ＧａＡｓ試料のトーピ −ングおよび
成長を行った。
ち、深いドナー準位を供与するＴｉ及び／又はＣ「を使
用するのが好適である。そのため、Ｃ「あるいはＴｉを
用いて、半絶縁性ＧａＡｓ試料のトーピ −ングおよび
成長を行った。
また、例えばＩｎＰ試料のようなｎ剰余型試料を用いる
場合には、深いドナーにより既にドーピングしであるス
ターティングチャージ及び／又は単結晶に少なくとも１
つのアクセプタを添加してドーピングすれは、本発明の
ドーピングの効果が得られる。このように、アクセプタ
を添加して好適にドーピングする複合ドーピングによっ
て、元来ｎ型の試料をｐ型にすることが可能である。そ
して、複合ドーピングによりｐ型になったｎ単結晶は、
少なくとも１つの第２の深いドナーによりドーピングす
れば、半絶縁１ヒされる。
場合には、深いドナーにより既にドーピングしであるス
ターティングチャージ及び／又は単結晶に少なくとも１
つのアクセプタを添加してドーピングすれは、本発明の
ドーピングの効果が得られる。このように、アクセプタ
を添加して好適にドーピングする複合ドーピングによっ
て、元来ｎ型の試料をｐ型にすることが可能である。そ
して、複合ドーピングによりｐ型になったｎ単結晶は、
少なくとも１つの第２の深いドナーによりドーピングす
れば、半絶縁１ヒされる。
上記の複合ドーピング法によれば、他の各種の二成分基
板からも３−５半絶縁物質を製造することが可能である
が、特に１１］Ｐの場合にその効果が顕著である。
板からも３−５半絶縁物質を製造することが可能である
が、特に１１］Ｐの場合にその効果が顕著である。
本発明に対応するアクセプタとしては、許容される程度
の偏析係数を有し、対応基板での溶解度が小さく、良好
な熱安定性を有するようなアクセプタが考えられるが、
特にＣｄおよびＨｇが適当である。このようなアクセプ
タでドーピングして生じたホールは、Ｃ「あるいはＴｉ
のような深いドナーによってトラップされる。従って、
Ｃｄ−Ｃｒ、Ｈｇ−Ｃｒ、ｆｌｇ−Ｔｉ、あるいはＣｄ
−Ｔｉの組合せで、半絶縁性１ｎＰ試料の複合ドーピン
グおよび成長を行った。
の偏析係数を有し、対応基板での溶解度が小さく、良好
な熱安定性を有するようなアクセプタが考えられるが、
特にＣｄおよびＨｇが適当である。このようなアクセプ
タでドーピングして生じたホールは、Ｃ「あるいはＴｉ
のような深いドナーによってトラップされる。従って、
Ｃｄ−Ｃｒ、Ｈｇ−Ｃｒ、ｆｌｇ−Ｔｉ、あるいはＣｄ
−Ｔｉの組合せで、半絶縁性１ｎＰ試料の複合ドーピン
グおよび成長を行った。
例えば、ｎ剰余型スターティングバス（Ｎｏ−Ｎａ＝５
・１０５ｃｍ−３Ｎｏ ：ドナー潤度 ＮＱニアクセ
ブタ濃度）で、アクセプタ（ＣｄあるいはＨｇ）を添加
して少し高い目の濃度（例えは、１０” ６ｃｍ””
）にドーピングされたものは、深いドナーである複合ド
ーピング物質（ＴｉあるいはＣｒ）をアクセプタ補償に
十分な量だけ添加すれば、半絶縁化される。
・１０５ｃｍ−３Ｎｏ ：ドナー潤度 ＮＱニアクセ
ブタ濃度）で、アクセプタ（ＣｄあるいはＨｇ）を添加
して少し高い目の濃度（例えは、１０” ６ｃｍ””
）にドーピングされたものは、深いドナーである複合ド
ーピング物質（ＴｉあるいはＣｒ）をアクセプタ補償に
十分な量だけ添加すれば、半絶縁化される。
結晶成長の過程において、単結晶の先端部と末端部の間
の抵抗率を一定に保つため、バス中の濃度を規定するド
ーピング物質の圃析係数に留意しなけれはならない。本
発明者は、Ｈｇについては偏析係数を１近くに直立する
ことに成功した。アクセプタＣｄについても同様に偏析
係数を１に近く（０，５オーダー）にｂ存立することに
成功している。これらアクセプタＨｇまたはＣｄを用い
てドーピングすれば、スターティングバス中と同様に結
晶の先端部および末端部において、ドーピングは実際上
同一に、すなわち濃度が約ｔｏ１６ｃｍ−３となるよう
に行われる。
の抵抗率を一定に保つため、バス中の濃度を規定するド
ーピング物質の圃析係数に留意しなけれはならない。本
発明者は、Ｈｇについては偏析係数を１近くに直立する
ことに成功した。アクセプタＣｄについても同様に偏析
係数を１に近く（０，５オーダー）にｂ存立することに
成功している。これらアクセプタＨｇまたはＣｄを用い
てドーピングすれば、スターティングバス中と同様に結
晶の先端部および末端部において、ドーピングは実際上
同一に、すなわち濃度が約ｔｏ１６ｃｍ−３となるよう
に行われる。
一方、ドナーＣ「は３・１０−４オーダーの偏析係数を
有するが、濃度１０１６ｃｍ−３となるように、すなわ
ちスターティングバス中では３．３・１０１９ｃｍ−３
だけ添加される。そして、Ｃ「のドーピングが進行する
と、結晶の抵抗率は先端部から末端部に至るまで増加す
る。
有するが、濃度１０１６ｃｍ−３となるように、すなわ
ちスターティングバス中では３．３・１０１９ｃｍ−３
だけ添加される。そして、Ｃ「のドーピングが進行する
と、結晶の抵抗率は先端部から末端部に至るまで増加す
る。
上記のような結晶を製造するためには、従来よりある成
長法、特にＬＥＣ引き上げ法やブリッジマン法が用いら
れる。ＬＥＣ引き上げ法により特に１１］Ｐ複合ドーピ
ングを行う場合には、ドーピング物質は一般的に同時に
、Ｃｒ、Ｔｉ、 Ｃｄ、あるいはＨｇの形のスターティ
ングチャージとして、引き上げ前にスターティングバス
中に投入される。しかし、過度に揮発性の高いドーピン
グ物質を引き上げ最中に投入することはできない。さら
に、ＨｇやＣｄのようなドーピング物質の１つであらか
じめドーピングしである多結晶をドーピング物質として
スターティングチャージに投入することも可能である。
長法、特にＬＥＣ引き上げ法やブリッジマン法が用いら
れる。ＬＥＣ引き上げ法により特に１１］Ｐ複合ドーピ
ングを行う場合には、ドーピング物質は一般的に同時に
、Ｃｒ、Ｔｉ、 Ｃｄ、あるいはＨｇの形のスターティ
ングチャージとして、引き上げ前にスターティングバス
中に投入される。しかし、過度に揮発性の高いドーピン
グ物質を引き上げ最中に投入することはできない。さら
に、ＨｇやＣｄのようなドーピング物質の１つであらか
じめドーピングしである多結晶をドーピング物質として
スターティングチャージに投入することも可能である。
上記の方法で得られた半絶縁性物質はオプトエレクトロ
ニクスや高速エレクトロニクスの分野において特に有用
であり、又、特にエピタキシー用基板の製造が可能とな
る。
ニクスや高速エレクトロニクスの分野において特に有用
であり、又、特にエピタキシー用基板の製造が可能とな
る。
本発明の長所および特徴を以下に示す実施例で具体的に
説明する。
説明する。
実施例１
１ｎＰに対するＣｄ−Ｃｒ複合ドーピング。
Ｃｄ−Ｃｒにより複合ドーピングしたＩｎＰ結晶をＬＥ
Ｃ引き上げ法によって製造する。不純物残留）調度Ｎｏ
−ＮＱ：５〜？・１０１５ｃｍ−３のＩｎＰ多結晶チ
ャージ４９６ｇに対して、Ｃｒ ２７？ｍｇを加える。
Ｃ引き上げ法によって製造する。不純物残留）調度Ｎｏ
−ＮＱ：５〜？・１０１５ｃｍ−３のＩｎＰ多結晶チ
ャージ４９６ｇに対して、Ｃｒ ２７？ｍｇを加える。
そして、上記のＩｎＰ多結晶チャージ、Ｃｒ、およびＣ
ｄ （１，５−１０１８原子・ｃｍ−３）により高度に
ドーピングしたＩｎＰ １０ｇ、そして８２０３デイス
ク（）夜体封止剤）を、シリコンるつぼ、あるいはバイ
ロチ・ンク争ボロンナイトライド（Ｐ Ｂ Ｎ）製るつ
ぼに投入し、窒素圧力５０バールの引き上げ炉で、Ｉｎ
Ｐの融点（１０６３℃）まで加熱する。続いて、速度約
１．５ｃｍ／ｈ、方位＜００１＞で引き上げを行う。以
上の方法で得られた結晶は。
ｄ （１，５−１０１８原子・ｃｍ−３）により高度に
ドーピングしたＩｎＰ １０ｇ、そして８２０３デイス
ク（）夜体封止剤）を、シリコンるつぼ、あるいはバイ
ロチ・ンク争ボロンナイトライド（Ｐ Ｂ Ｎ）製るつ
ぼに投入し、窒素圧力５０バールの引き上げ炉で、Ｉｎ
Ｐの融点（１０６３℃）まで加熱する。続いて、速度約
１．５ｃｍ／ｈ、方位＜００１＞で引き上げを行う。以
上の方法で得られた結晶は。
半絶縁性であり、次のような抵抗率を有する。
Ｄ ＝ １０’Ω・Ｃｍ（４０００Ｋまで）実施例
２ １ｎＰに対するＨｇ−Ｔｉ複合ドーピング。
２ １ｎＰに対するＨｇ−Ｔｉ複合ドーピング。
実施例Ｉと同様の方法で、ｌ１ｇ−Ｔｉにより複合ドー
ピングしたＩｎＰ結晶を製造する。スターティングチャ
ージは、まずｔｌｇ （１０１６原子＋ｃｍ−３）でド
ーピングした後にＴｉ ２５０ｇを添加したＩｎＰ多結
晶チャージ５００ｇより成る。結晶の引き上げは方位＜
００１＞で行われる。以上の方法で得られる半絶縁性結
晶は次のような抵抗率を有する。
ピングしたＩｎＰ結晶を製造する。スターティングチャ
ージは、まずｔｌｇ （１０１６原子＋ｃｍ−３）でド
ーピングした後にＴｉ ２５０ｇを添加したＩｎＰ多結
晶チャージ５００ｇより成る。結晶の引き上げは方位＜
００１＞で行われる。以上の方法で得られる半絶縁性結
晶は次のような抵抗率を有する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 遷移元素による少なくとも１つの深いドナーを用い
て、ｐ型スターテイングチャージにドーピングすること
を特徴とする、ドーピングによる単結晶３−５半絶縁物
質の製造方法。 ２ 深いドナーでドーピングされた該スターテイングチ
ャージあるいは該単結晶が、少なくとも１つのアクセプ
タを用いてドーピングされている、特許請求の範囲第１
項記載の製造方法。 ３ 該スターテイングチャージがＧａＡｓあるいはＩｎ
Ｐを含む特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造方
法。 ４ 上記の深いドナーがＴｉ及び／又はＣｒから選択さ
れる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造方法。 ５ 該アクセプタがＣｄ及び／又はＨｇから選択される
特許請求の範囲第２、３、４項のいずれかに記載の製造
方法。 ６ ＣｄおよびＣｒ、あるいはＨｇおよびＣｒを用いて
ＩｎＰスターテイングチャージに複合ドーピングする、
特許請求の範囲第２、３、４、５項のいずれかに記載の
製造方法。 ７ ＣｄおよびＴｉ、あるいはＨｇおよびＴｉを用いて
、ＩｎＰスターテイングチャージに複合ドーピングする
、特許請求の範囲第２、３、４、５項のいずれかに記載
の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8605000 | 1986-04-08 | ||
| FR8605000A FR2596777B1 (fr) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | Procede de preparation de semi-isolants 3-5 mono-cristallins par dopage et application des semi-isolants ainsi obtenus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6325297A true JPS6325297A (ja) | 1988-02-02 |
| JPH0556320B2 JPH0556320B2 (ja) | 1993-08-19 |
Family
ID=9334012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62085601A Granted JPS6325297A (ja) | 1986-04-08 | 1987-04-07 | ド−ピングによる単結晶３−５半絶縁物質の製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4853077A (ja) |
| EP (1) | EP0243231B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6325297A (ja) |
| CA (1) | CA1311402C (ja) |
| DE (1) | DE3771378D1 (ja) |
| ES (1) | ES2023662B3 (ja) |
| FR (1) | FR2596777B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1313107C (en) * | 1988-06-01 | 1993-01-26 | D. Gordon Knight | Growth of semi-insulating indium phosphide by liquid phase epitaxy |
| EP0529963B1 (en) * | 1991-08-22 | 2000-04-26 | Raytheon Company | Crystal growth process for large area GaAs and infrared window/dome made therefrom |
| DE4325804C3 (de) * | 1993-07-31 | 2001-08-09 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Herstellen von hochohmigem Siliziumkarbid |
| FR2845523B1 (fr) * | 2002-10-07 | 2005-10-28 | Procede pour realiser un substrat par transfert d'une plaquette donneuse comportant des especes etrangeres, et plaquette donneuse associee |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49102278A (ja) * | 1973-01-31 | 1974-09-27 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1409116A (fr) * | 1963-09-25 | 1965-08-20 | Texas Instruments Inc | Arséniure de gallium à forte résistivité et procédé de fabrication de ce corps |
| US3344071A (en) * | 1963-09-25 | 1967-09-26 | Texas Instruments Inc | High resistivity chromium doped gallium arsenide and process of making same |
| US3585087A (en) * | 1967-11-22 | 1971-06-15 | Ibm | Method of preparing green-emitting gallium phosphide diodes by epitaxial solution growth |
| GB1339564A (en) * | 1970-09-10 | 1973-12-05 | Secr Defence | Semiconductor iii-v material |
| US4158851A (en) * | 1976-03-29 | 1979-06-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semi-insulating gallium arsenide single crystal |
| US4299650A (en) * | 1979-10-12 | 1981-11-10 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Minimization of strain in single crystals |
| JPS60137891A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体単結晶引き上げ方法と装置 |
| JPS61155296A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-14 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | 低転位密度ひ化ガリウム単結晶及びその成長方法 |
-
1986
- 1986-04-08 FR FR8605000A patent/FR2596777B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-04-06 ES ES87400757T patent/ES2023662B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-04-06 DE DE8787400757T patent/DE3771378D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-04-06 EP EP87400757A patent/EP0243231B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-04-07 JP JP62085601A patent/JPS6325297A/ja active Granted
- 1987-04-07 CA CA000534070A patent/CA1311402C/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-04-08 US US07/035,979 patent/US4853077A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49102278A (ja) * | 1973-01-31 | 1974-09-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2596777B1 (fr) | 1994-01-21 |
| FR2596777A1 (fr) | 1987-10-09 |
| DE3771378D1 (de) | 1991-08-22 |
| US4853077A (en) | 1989-08-01 |
| JPH0556320B2 (ja) | 1993-08-19 |
| EP0243231A1 (fr) | 1987-10-28 |
| CA1311402C (fr) | 1992-12-15 |
| EP0243231B1 (fr) | 1991-07-17 |
| ES2023662B3 (es) | 1992-02-01 |
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