JPS6340794A - 結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長方法Info
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- JPS6340794A JPS6340794A JP18179186A JP18179186A JPS6340794A JP S6340794 A JPS6340794 A JP S6340794A JP 18179186 A JP18179186 A JP 18179186A JP 18179186 A JP18179186 A JP 18179186A JP S6340794 A JPS6340794 A JP S6340794A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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、ハロゲン輸送法を用いた結晶成長方法に関し
、特に■−■族化合物半導体（ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ・・・
）のバルク単結晶成長方法に関するものである。
、特に■−■族化合物半導体（ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ・・・
）のバルク単結晶成長方法に関するものである。
〈従来技術とその問題点〉
ハロゲンを輸送媒体とする化学気相輸送法を用いると、
ＺｎＳのような融点（約１８３０°Ｃ）以下に相転移点
（約１０２０°Ｃ）を持つ化合物でも低温（１０００℃
以下）で成長させることができるため、高温・高圧下（
１８００°Ｃ数十気圧）で成長させる溶融法などに見ら
れる冷却時の相転移点の通過あるいは結晶多形の混入の
ような問題を避けられることが知られており、ハロゲン
輸送法は良質なバルク単結晶を成長させるために重要な
成長方法である。しかしながら、ハロゲン化学輸送法に
おいてはハロゲン（Ｉ（沃素）、Ｂｒ（臭素） 、 （
ｆ！。
ＺｎＳのような融点（約１８３０°Ｃ）以下に相転移点
（約１０２０°Ｃ）を持つ化合物でも低温（１０００℃
以下）で成長させることができるため、高温・高圧下（
１８００°Ｃ数十気圧）で成長させる溶融法などに見ら
れる冷却時の相転移点の通過あるいは結晶多形の混入の
ような問題を避けられることが知られており、ハロゲン
輸送法は良質なバルク単結晶を成長させるために重要な
成長方法である。しかしながら、ハロゲン化学輸送法に
おいてはハロゲン（Ｉ（沃素）、Ｂｒ（臭素） 、 （
ｆ！。
（塩素）、Ｆ（沸素））が活性であるため、即ち室温に
おいてＩは固体、Ｂｒは液体ではあるが両者とも蒸気圧
が高く、ＣＩ、Ｆに至っては気体であるために結晶成長
容器中への充填方法に工夫を施さねばならない。また、
通常、充填時の成長容器内は高真空（〜１Ｏ−６Ｔｏｒ
ｒ）の必要があることから、これらハロゲンを損失なく
正確に定めた量だけしかも清浄な状態で添加することは
複雑なプロセスを必要とする。即ち、蒸気圧が高く、室
温における封入時にも蒸発するため、特に真空封入に伴
うプロセスにおける損失を防ぐために気化させ体積を計
世する方法や、予めハロゲンのみの所要爪を小アンプル
に封入し、そのハロゲンアンプルを成長容器に原料と伴
に充填する方法等が用いられている。前者においては体
積定量に伴い加熱による気化および液体窒素等による固
ｆヒ等の操作を含み、ハロゲン封入に伴う残留水分、空
気の混入を避けることは困難であり、後者においてはハ
ロゲンアンプル作成時の真空封入操作時の損失によりハ
ロゲン量に誤差が生じるため、ハロゲン添加量を再現性
良く一定にすることはできない。
おいてＩは固体、Ｂｒは液体ではあるが両者とも蒸気圧
が高く、ＣＩ、Ｆに至っては気体であるために結晶成長
容器中への充填方法に工夫を施さねばならない。また、
通常、充填時の成長容器内は高真空（〜１Ｏ−６Ｔｏｒ
ｒ）の必要があることから、これらハロゲンを損失なく
正確に定めた量だけしかも清浄な状態で添加することは
複雑なプロセスを必要とする。即ち、蒸気圧が高く、室
温における封入時にも蒸発するため、特に真空封入に伴
うプロセスにおける損失を防ぐために気化させ体積を計
世する方法や、予めハロゲンのみの所要爪を小アンプル
に封入し、そのハロゲンアンプルを成長容器に原料と伴
に充填する方法等が用いられている。前者においては体
積定量に伴い加熱による気化および液体窒素等による固
ｆヒ等の操作を含み、ハロゲン封入に伴う残留水分、空
気の混入を避けることは困難であり、後者においてはハ
ロゲンアンプル作成時の真空封入操作時の損失によりハ
ロゲン量に誤差が生じるため、ハロゲン添加量を再現性
良く一定にすることはできない。
このように、ハロゲン輸送法においては、ハロゲンの物
性上から充填時に気体（水蒸気、空気等）の混入を避け
ること、あるいは充填量を再現性良く一定にすること即
ち成長条件の再現性を確立することが困難であり、この
ことが結晶成長の結果の再現性にも大きく影響すること
は確実であり、しばしば輸送量の大幅な低下あるいは多
結晶成長を生じさせる大きな原因の１つである。
性上から充填時に気体（水蒸気、空気等）の混入を避け
ること、あるいは充填量を再現性良く一定にすること即
ち成長条件の再現性を確立することが困難であり、この
ことが結晶成長の結果の再現性にも大きく影響すること
は確実であり、しばしば輸送量の大幅な低下あるいは多
結晶成長を生じさせる大きな原因の１つである。
〈発明の目的〉
本発明は斯る点に鑑みてなされたもので、ＺｎＳ。
Ｚｎ５ｅ等の■−■族化合物半導体のハロゲンを用いた
気相バルク単結晶成長に適用可能であり、輸送媒体とし
て特定の条件を満たすハロゲン化合物を用いることによ
って、結晶成長に必要な成長アンプル作製のプロセスを
大幅に簡単化することと正確に再現性あるアンプル内部
条件を作り出す方法を具体化することにより再現性のあ
る良質バルク単結晶の成長方法を提供するものである。
気相バルク単結晶成長に適用可能であり、輸送媒体とし
て特定の条件を満たすハロゲン化合物を用いることによ
って、結晶成長に必要な成長アンプル作製のプロセスを
大幅に簡単化することと正確に再現性あるアンプル内部
条件を作り出す方法を具体化することにより再現性のあ
る良質バルク単結晶の成長方法を提供するものである。
〈発明の概要と補足〉
本発明の結晶成長方法の特徴は輸送媒体として成長アン
プルを作成する室温付近で不安定な（蒸気圧の高い）ハ
ロゲン単体に替えてアンプル作成温度においては安定で
あり、成長温度においては所要量のハロゲンを発生し得
るようなハロゲン化合物を用いることである。即ちより
具体的に説明すると、単体のハロゲンＡ（Ａ＝１．Ｂｒ
、Ｃｊ！、Ｆ）は通常固体Ａ、液体Ａあるいは気体状の
Ａ２等で存在するが、これらは前述したように不安定で
取扱いが困難である。そこで、適当な化合物ＸＡｎ（Ｘ
は金属元素あるいは半金属元素が適当、ｎ−１，２，３
・・・）を選定することによりアンプルを作製する温度
付近（０〜２００°Ｃ程度）においては安定であり、成
長温度（７００℃以上）では、分解等によりＡ２を発生
させることが可能である。このような化合物ＸＡｎは室
温付近で安定であるから十分に正確に充填量を設定する
こと及びアンプル内部の真空条件を十分に良好な値（〜
１０ ’Ｔｏｒｒ）にすることが同時に可能となり、
しかも成長アンプル製作のための設備や操作が従来のハ
ロゲン単体を用いる場合に比較して大幅に簡単化される
こととなる。このようにして化合物半導体のバルク単結
晶成長の成長条件に極めて高い再現性を持たせることが
できる。
プルを作成する室温付近で不安定な（蒸気圧の高い）ハ
ロゲン単体に替えてアンプル作成温度においては安定で
あり、成長温度においては所要量のハロゲンを発生し得
るようなハロゲン化合物を用いることである。即ちより
具体的に説明すると、単体のハロゲンＡ（Ａ＝１．Ｂｒ
、Ｃｊ！、Ｆ）は通常固体Ａ、液体Ａあるいは気体状の
Ａ２等で存在するが、これらは前述したように不安定で
取扱いが困難である。そこで、適当な化合物ＸＡｎ（Ｘ
は金属元素あるいは半金属元素が適当、ｎ−１，２，３
・・・）を選定することによりアンプルを作製する温度
付近（０〜２００°Ｃ程度）においては安定であり、成
長温度（７００℃以上）では、分解等によりＡ２を発生
させることが可能である。このような化合物ＸＡｎは室
温付近で安定であるから十分に正確に充填量を設定する
こと及びアンプル内部の真空条件を十分に良好な値（〜
１０ ’Ｔｏｒｒ）にすることが同時に可能となり、
しかも成長アンプル製作のための設備や操作が従来のハ
ロゲン単体を用いる場合に比較して大幅に簡単化される
こととなる。このようにして化合物半導体のバルク単結
晶成長の成長条件に極めて高い再現性を持たせることが
できる。
〈実施例１〉
以下本発明の１実施例としてＩ（沃素）を輸送媒体とす
るＺＩＳ、Ｚｎ５ｅの単結晶成長方法について説明する
。ＺｎＳ等のハロゲン輸送法において■の代わりにＡｇ
Ｉ（分解温度５５２°Ｃ）、Ｂ１１３（同５００℃）、
Ｇｅ１４（同３７５℃）等を輸送媒体として用いる。こ
れらの１化合物は室温付近では安定（蒸気圧が低い）で
あり、必要なハロゲン（１）量となるように正確に計量
し、原料と同様にしがも同時に成長アンプルに充填する
。このようにして製作した成長アンプルを用いてハロゲ
ン輸送法により種結晶あるいは自然発生核を介してＺｎ
Ｓ又はＺｎ５ｅのバルク単結晶を成長させる。その結果
、良質のＺｎＳ、Ｚｎ５ｅバルク単結晶を再現性良く成
長させることができた。
るＺＩＳ、Ｚｎ５ｅの単結晶成長方法について説明する
。ＺｎＳ等のハロゲン輸送法において■の代わりにＡｇ
Ｉ（分解温度５５２°Ｃ）、Ｂ１１３（同５００℃）、
Ｇｅ１４（同３７５℃）等を輸送媒体として用いる。こ
れらの１化合物は室温付近では安定（蒸気圧が低い）で
あり、必要なハロゲン（１）量となるように正確に計量
し、原料と同様にしがも同時に成長アンプルに充填する
。このようにして製作した成長アンプルを用いてハロゲ
ン輸送法により種結晶あるいは自然発生核を介してＺｎ
Ｓ又はＺｎ５ｅのバルク単結晶を成長させる。その結果
、良質のＺｎＳ、Ｚｎ５ｅバルク単結晶を再現性良く成
長させることができた。
しかも、ＡｇＩあるいはＢｉＩ３を輸送媒体として用い
た場合Ａｇは１価、ＢＩは７価の元素であり、ＩＩ−Ｖ
ｌ族化合物半導体であるＺｎＳ、Ｚｎ５ｅに対してアク
セプタ不純物として作用するため、ドナー不純物である
工を補償して伝導率を制御し、十分に高抵抗のＺｎＳ、
Ｚｎ５ｅバルク単結晶を成長させることができる。
た場合Ａｇは１価、ＢＩは７価の元素であり、ＩＩ−Ｖ
ｌ族化合物半導体であるＺｎＳ、Ｚｎ５ｅに対してアク
セプタ不純物として作用するため、ドナー不純物である
工を補償して伝導率を制御し、十分に高抵抗のＺｎＳ、
Ｚｎ５ｅバルク単結晶を成長させることができる。
〈実施例２〉
Ｂｒ（臭素）を輸送媒体とするＺｎＳ、Ｚｎ５ｅのハロ
ゲン輸送法において単結晶化成長の報告はほとんどなさ
れていなかったがＢｒに代えて５ｅＢ４（分解温度７５
°Ｃ）を輸送媒体として用いることにより、ＺｎＳの単
結晶及びＺｎ５ｅの単結晶を再現性良く成長させること
ができた。
ゲン輸送法において単結晶化成長の報告はほとんどなさ
れていなかったがＢｒに代えて５ｅＢ４（分解温度７５
°Ｃ）を輸送媒体として用いることにより、ＺｎＳの単
結晶及びＺｎ５ｅの単結晶を再現性良く成長させること
ができた。
〈実施例３〉
Ｃ！（塩素）を用いるハロゲン輸送法においてもＣρの
代わりにＰｔ（、ｆ２４（分解温度３７０°ｃ）。
代わりにＰｔ（、ｆ２４（分解温度３７０°ｃ）。
ＴｉＣＪ！３ （同４４０°Ｃ）を輸送媒体として用い
ることにより、実施例１，２と同様に良質のＺｎＳ、Ｚ
ｎ５ｅバルク単結晶を成長させることができた。
ることにより、実施例１，２と同様に良質のＺｎＳ、Ｚ
ｎ５ｅバルク単結晶を成長させることができた。
〈発明の効果〉
以上詳説したように、本発明によればハロゲン輸送法を
利用した単結晶製造プロセスを極めて簡素化し高効率化
すること及び成長条件を極めて精度良く再現することが
可能となり、工業上必要な良質単結晶の再現性ある成長
方法として従来にない極めて高い生産性を有する技術が
開発された。
利用した単結晶製造プロセスを極めて簡素化し高効率化
すること及び成長条件を極めて精度良く再現することが
可能となり、工業上必要な良質単結晶の再現性ある成長
方法として従来にない極めて高い生産性を有する技術が
開発された。
Claims (1)
- １、ハロゲン輸送法を用いた化合物半導体の結晶成長方
法において、輸送媒体が、室温付近で化学的に安定であ
り、結晶成長温度より低い分解温度を持つ金属又は半金
属−ハロゲン化合物で構成されていることを特徴とする
結晶成長方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18179186A JPS6340794A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 結晶成長方法 |
| US07/078,564 US4869776A (en) | 1986-07-29 | 1987-07-28 | Method for the growth of a compound semiconductor crystal |
| GB8717968A GB2194554B (en) | 1986-07-29 | 1987-07-29 | A method for the growth of a compound semiconductor crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18179186A JPS6340794A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 結晶成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6340794A true JPS6340794A (ja) | 1988-02-22 |
| JPH0424319B2 JPH0424319B2 (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=16106932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18179186A Granted JPS6340794A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-31 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6340794A (ja) |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP18179186A patent/JPS6340794A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0424319B2 (ja) | 1992-04-24 |
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