JPS63265897A - ３−５族化合物半導体単結晶の製造装置 - Google Patents
３−５族化合物半導体単結晶の製造装置Info
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- JPS63265897A JPS63265897A JP9843287A JP9843287A JPS63265897A JP S63265897 A JPS63265897 A JP S63265897A JP 9843287 A JP9843287 A JP 9843287A JP 9843287 A JP9843287 A JP 9843287A JP S63265897 A JPS63265897 A JP S63265897A
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Landscapes
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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〕
本発明は揮発性元素をＶ族に有する■−■族化合物半導
体をチョクラルスキー法で育成する装置、特に■族と■
族の化学量論組成を１対１に保ったまま引き上げる装置
に関する。
体をチョクラルスキー法で育成する装置、特に■族と■
族の化学量論組成を１対１に保ったまま引き上げる装置
に関する。
従来、ｍ−ｖ族化合物半導体単結晶は液体封じチョクラ
ルスキー法（ＬＥＣ法）で製造されている。
ルスキー法（ＬＥＣ法）で製造されている。
この方法は化合物半導体融液を液体封じ剤である酸化ボ
ロン（Ｂ２Ｏ２）で覆い、■族元素の蒸発を抑制して結
晶を育成している。
ロン（Ｂ２Ｏ２）で覆い、■族元素の蒸発を抑制して結
晶を育成している。
ところが８２０３は熱伝達係数が大きいために固液界面
の温度勾西Ｋが大きくなり、転位のない高品質な結晶を
得るために必要な固液界面の低温度勾配化を実現するこ
とが難しい。またＢ２Ｏ３を通しての砒素の飛散も無視
できず、これが■族とＶ族元素の組成ずれを生じ転位や
固有欠陥の原因となる。
の温度勾西Ｋが大きくなり、転位のない高品質な結晶を
得るために必要な固液界面の低温度勾配化を実現するこ
とが難しい。またＢ２Ｏ３を通しての砒素の飛散も無視
できず、これが■族とＶ族元素の組成ずれを生じ転位や
固有欠陥の原因となる。
更にＢ２Ｏ３は結晶成長中に単結晶内にとりこまれ結晶
の高純度化を阻害していた。これらに対して従来のＬＥ
Ｃ法による装置では何ら措置も講じることができなかっ
た。
の高純度化を阻害していた。これらに対して従来のＬＥ
Ｃ法による装置では何ら措置も講じることができなかっ
た。
これらの問題を解決する方法としてＢ２Ｏ３を用いずに
チョクラルスキー法で融液中に砒素注入補正を行いなが
ら化学量論組成を保って■−■族化合物半導体単結晶を
成長する方法が特願昭６０−１４７８３７号に提案され
ている。この方法では育成した結晶の表面から砒素が蒸
散し、その部分が結晶欠陥として発達するため結晶品質
が低下するという問題点があった。
チョクラルスキー法で融液中に砒素注入補正を行いなが
ら化学量論組成を保って■−■族化合物半導体単結晶を
成長する方法が特願昭６０−１４７８３７号に提案され
ている。この方法では育成した結晶の表面から砒素が蒸
散し、その部分が結晶欠陥として発達するため結晶品質
が低下するという問題点があった。
本発明の目的は結晶欠陥や残留不純物の極めて少ない■
−■族化合物半導体単結晶をチョクラルスキー法により
成長させる装置を提供することにある。
−■族化合物半導体単結晶をチョクラルスキー法により
成長させる装置を提供することにある。
上述した従来の装置に対し、本発明の装置はＢ２０、を
使用せず■族元素の蒸気雰囲気中で化学量論組成を満た
した、残留不純物の少ないかつ結晶欠陥の少ない高品質
な■−■族化合物半導体単結晶を成長させるという独創
的内容を有する。
使用せず■族元素の蒸気雰囲気中で化学量論組成を満た
した、残留不純物の少ないかつ結晶欠陥の少ない高品質
な■−■族化合物半導体単結晶を成長させるという独創
的内容を有する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は揮発性元素を■族に有する■−■族化合物半導
体単結晶をチョクラルスキー法で成長させる装置におい
て、■−■族化合物半導体融液を充填したるつぼを収納
し、飛散する■族元素を閉じ込め■族元素雰囲気中で結
晶を成長させる気密容器と、飛散した■族元素の址を測
定するセンサーと、化学量論組成を補正するために該セ
ンサーで測定した飛散量の■族元素を前記るつぼ内の融
液中に注入するノズルとを有することを特徴とするｍ−
ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置である６〔実施例〕 次に本発明について図面を参照して説明する。
体単結晶をチョクラルスキー法で成長させる装置におい
て、■−■族化合物半導体融液を充填したるつぼを収納
し、飛散する■族元素を閉じ込め■族元素雰囲気中で結
晶を成長させる気密容器と、飛散した■族元素の址を測
定するセンサーと、化学量論組成を補正するために該セ
ンサーで測定した飛散量の■族元素を前記るつぼ内の融
液中に注入するノズルとを有することを特徴とするｍ−
ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置である６〔実施例〕 次に本発明について図面を参照して説明する。
（実施例１）
第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図である。本発
明に係る炉体１２は、るつぼ１を収容しその内部を■族
元素雰囲気に保つ気密容器２と、融液１０を含めたるつ
ぼ１の重量を検知し、るつぼ１内から飛散した■族元素
の飛散量を測定するるつぼ重量センサー３と、飛散した
量だけの■族元素をｍ−ｖ族化合物半導体融液ＩＯ中に
注入するＶ族元素注入ノズル４とを有する。尚、図中６
は気密容器２に設けたバルブ、７，８はヒータ、１１は
カーボン保温材である。
明に係る炉体１２は、るつぼ１を収容しその内部を■族
元素雰囲気に保つ気密容器２と、融液１０を含めたるつ
ぼ１の重量を検知し、るつぼ１内から飛散した■族元素
の飛散量を測定するるつぼ重量センサー３と、飛散した
量だけの■族元素をｍ−ｖ族化合物半導体融液ＩＯ中に
注入するＶ族元素注入ノズル４とを有する。尚、図中６
は気密容器２に設けたバルブ、７，８はヒータ、１１は
カーボン保温材である。
また気密容器２と引き上げ軸１３及び注入ノズル４の間
の気密シール部５は高温になるため、酸化ボロンを用い
てシールしている。また気密容器２の材質にはモリブデ
ンを用いた。この装置を用いてるつぼ１中にＧａとＡｓ
を等化学当量ずつ合計２ｋｇチャージした。その後炉体
１２を真空とし、気密容器２からその外側への一方向に
のみガスの流出が可能なバルブ６を通して気密容器２内
を排気し炉体１２内を１．２気圧のアルゴンガスで満た
した。このとき気密容器２の内部は真空に保持されたま
まである。次にヒータ７を加熱して炉体１２を昇温しＧ
ａＡｓの直接合成を行った。このとき飛散した砒素蒸気
により気密容器２の内部は満たされている。
の気密シール部５は高温になるため、酸化ボロンを用い
てシールしている。また気密容器２の材質にはモリブデ
ンを用いた。この装置を用いてるつぼ１中にＧａとＡｓ
を等化学当量ずつ合計２ｋｇチャージした。その後炉体
１２を真空とし、気密容器２からその外側への一方向に
のみガスの流出が可能なバルブ６を通して気密容器２内
を排気し炉体１２内を１．２気圧のアルゴンガスで満た
した。このとき気密容器２の内部は真空に保持されたま
まである。次にヒータ７を加熱して炉体１２を昇温しＧ
ａＡｓの直接合成を行った。このとき飛散した砒素蒸気
により気密容器２の内部は満たされている。
気密容器２内の圧力は炉内の圧力１．２気圧以上になる
と自動的にバルブ６により放出され１．２気圧に保たれ
る。また飛散したＡｓ蒸気が気密容器２の内壁に付着し
ないように上部ヒータ８により気密容器２をＡｓの昇華
温度以上に保持した。次に種付けを行う前に、昇温及び
直接合成の過程で飛散した量の砒素を■−■族化合物半
導体融液１０中に注入し融液１０の化学量論組成を補正
した。種付は後成長中もＡｓの注入補正を続は化学量論
組成を満たしたＧａＡｓ単結晶９を育成した。尚、砒素
の注入制御はコンピューターにより自動的に行っている
。
と自動的にバルブ６により放出され１．２気圧に保たれ
る。また飛散したＡｓ蒸気が気密容器２の内壁に付着し
ないように上部ヒータ８により気密容器２をＡｓの昇華
温度以上に保持した。次に種付けを行う前に、昇温及び
直接合成の過程で飛散した量の砒素を■−■族化合物半
導体融液１０中に注入し融液１０の化学量論組成を補正
した。種付は後成長中もＡｓの注入補正を続は化学量論
組成を満たしたＧａＡｓ単結晶９を育成した。尚、砒素
の注入制御はコンピューターにより自動的に行っている
。
得られた結晶からウェハーを切り出してＫＯＨ法により
転位密度を測定した結果、面内の平均値が１平方センチ
メートル当り８００個の低転位結晶であった。また不純
物分析の結果、残留ボロン濃度は１０１４■−３以下で
あった。
転位密度を測定した結果、面内の平均値が１平方センチ
メートル当り８００個の低転位結晶であった。また不純
物分析の結果、残留ボロン濃度は１０１４■−３以下で
あった。
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例について説明する。
本実施例では第１図の気密容器２に石英を用いて実施例
１と同様にしてＱａＡｓ単結晶を作製した。
１と同様にしてＱａＡｓ単結晶を作製した。
得られた結晶からウェハーを切り出してＫＯＨ法により
転位密度を測定した結果１面内の平均値が１０００フ／
ｃｓ−”の低転位結晶であった。また不純物分析の結果
、残留ボロン濃度は１０１４ａｎ−”以下であり、残留
シリコン濃度は７Ｘ１０１４ａ＋＋″′３であった。石
英製の気密容器によるシリコンの混入が認められるが、
結晶品質上問題のない程度である。
転位密度を測定した結果１面内の平均値が１０００フ／
ｃｓ−”の低転位結晶であった。また不純物分析の結果
、残留ボロン濃度は１０１４ａｎ−”以下であり、残留
シリコン濃度は７Ｘ１０１４ａ＋＋″′３であった。石
英製の気密容器によるシリコンの混入が認められるが、
結晶品質上問題のない程度である。
以上説明したように本発明による装置を用いれば組成制
御された欠陥の少ない結晶を得ることができ、また残留
不純物の極めて少ない結晶を得ることができる効果があ
る。
御された欠陥の少ない結晶を得ることができ、また残留
不純物の極めて少ない結晶を得ることができる効果があ
る。
更にこの結晶から得られるウェハーにＦＥＴを作製する
ことにより特性バラツキの殆どないＦＥＴが得られＧａ
Ａｓ Ｉ Ｃを高集積化できる利点がある。
ことにより特性バラツキの殆どないＦＥＴが得られＧａ
Ａｓ Ｉ Ｃを高集積化できる利点がある。
尚本発明はＧａＡｓ以外のｍ−ｖ族化合物半導体ＧａＰ
やＩｎＰについても同様な理由で効果的と考えられる。
やＩｎＰについても同様な理由で効果的と考えられる。
第１図は本発明の実施例による装置の縦断面図である。
Claims (1)
- （１）揮発性元素をＶ族に有するIII−Ｖ族化合物半導
体単結晶をチョクラルスキー法で成長させる装置におい
て、III−Ｖ族化合物半導体融液を充填したるつぼを収
納し、飛散するＶ族元素を閉じ込めＶ族元素雰囲気中で
結晶を成長させる気密容器と、飛散したＶ族元素の量を
測定するセンサーと、化学量論組成を補正するために該
センサーで測定した飛散量のＶ族元素を前記るつぼ内の
融液中に注入するノズルとを有することを特徴とするI
II−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9843287A JPS63265897A (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | ３−５族化合物半導体単結晶の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9843287A JPS63265897A (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | ３−５族化合物半導体単結晶の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265897A true JPS63265897A (ja) | 1988-11-02 |
Family
ID=14219642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9843287A Pending JPS63265897A (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | ３−５族化合物半導体単結晶の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63265897A (ja) |
-
1987
- 1987-04-21 JP JP9843287A patent/JPS63265897A/ja active Pending
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