JPH02129098A - 不純物添加半導体結晶の製造方法 - Google Patents
不純物添加半導体結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPH02129098A JPH02129098A JP28047888A JP28047888A JPH02129098A JP H02129098 A JPH02129098 A JP H02129098A JP 28047888 A JP28047888 A JP 28047888A JP 28047888 A JP28047888 A JP 28047888A JP H02129098 A JPH02129098 A JP H02129098A
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- Japan
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- semiconductor crystal
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、不純物添加半導体結晶の製造方法に間し、特
に不純物添加■−■族間化合物半導体結晶の製造方法に
関する。
に不純物添加■−■族間化合物半導体結晶の製造方法に
関する。
［従来の技術］
ＬＥＤ等の電子デバイスを構成するにはＰ型、ｎ型の不
純物添加が任意に行なえることが好ましい、しかし、Ｉ
ｆ−ＶＩ族間化合物半導体はＰ型化が困難なばかりでな
く低抵抗のｎ型結晶も容易には作成されない、特にバル
ク状結晶ではその実現をみていない。
純物添加が任意に行なえることが好ましい、しかし、Ｉ
ｆ−ＶＩ族間化合物半導体はＰ型化が困難なばかりでな
く低抵抗のｎ型結晶も容易には作成されない、特にバル
ク状結晶ではその実現をみていない。
従来のＩＩ−ＶＩ族間化合物半導体の低抵抗率ｎ型結晶
の作成方法は、結晶をウェーハ状に整形し、真空に封じ
切ったアンプル中で不純物を添加した溶液に浸漬して高
温で処理するものである４例えば、処理前の結晶として
はノンドープもしくは実効的なドーピングがなされてい
ないＺｎ５ｅ結晶を用い、Ｚｎ溶液中に■族元素（Ｇａ
、Ｉｎ）を添加した溶液中で熱処理を行ない、結晶表面
から■族元素を拡散させていた。
の作成方法は、結晶をウェーハ状に整形し、真空に封じ
切ったアンプル中で不純物を添加した溶液に浸漬して高
温で処理するものである４例えば、処理前の結晶として
はノンドープもしくは実効的なドーピングがなされてい
ないＺｎ５ｅ結晶を用い、Ｚｎ溶液中に■族元素（Ｇａ
、Ｉｎ）を添加した溶液中で熱処理を行ない、結晶表面
から■族元素を拡散させていた。
［発明が解決しようとする課題］
第４図は従来の方法に従い、ノンドープＺｎ５ｅ結晶の
Ｚｎ：Ｇａ溶液中熱処理において、熱処理温度ＴＨ■を
１０００℃、熱処理時間ｔＨ■を４０時間とした場合に
得られたｎ型Ｚｎ５ｅ結晶中の深さ方向に対する活性不
純物密度を示すグラフである。横軸が表面からの深さを
表し、縦軸が活性不純物密度を表す、同図に示したよう
に深さ方向に対し不純物密度が約Ｉ Ｘ １０１７Ｃｌ
ｌ’から徐々に減少し１００μｍ程度の深さで約２桁近
く減少している。従って、深さ方向に大きな不均一性を
生じ、深い低抵抗領域を形成することは容易でなかった
。
Ｚｎ：Ｇａ溶液中熱処理において、熱処理温度ＴＨ■を
１０００℃、熱処理時間ｔＨ■を４０時間とした場合に
得られたｎ型Ｚｎ５ｅ結晶中の深さ方向に対する活性不
純物密度を示すグラフである。横軸が表面からの深さを
表し、縦軸が活性不純物密度を表す、同図に示したよう
に深さ方向に対し不純物密度が約Ｉ Ｘ １０１７Ｃｌ
ｌ’から徐々に減少し１００μｍ程度の深さで約２桁近
く減少している。従って、深さ方向に大きな不均一性を
生じ、深い低抵抗領域を形成することは容易でなかった
。
このＺｎ−Ｇａ溶液からのＧａ拡散により得られるｎ型
結晶の抵抗率の最低値は数ΩＣ１’ｌの程度である。
結晶の抵抗率の最低値は数ΩＣ１’ｌの程度である。
本発明の目的は、均一な不純物密度分布を有する■−■
族間化合物半導体結晶を製造する方法を提供すること、
である。
族間化合物半導体結晶を製造する方法を提供すること、
である。
本発明の他の目的は、結晶中深い所まで低い抵抗率を有
する■−■族間化合物半導体結晶を製造する方法を提供
することである。
する■−■族間化合物半導体結晶を製造する方法を提供
することである。
［課題を解決するための手段］
不純物として■族ないし■族元素を含む溶液がら■−■
族間化合物半導体結晶を析出させ、その後Ｚｎ溶液中に
浸漬して所定温度で熱処理することにより不純物を活性
化し、ｎ型の導電性を付与する。
族間化合物半導体結晶を析出させ、その後Ｚｎ溶液中に
浸漬して所定温度で熱処理することにより不純物を活性
化し、ｎ型の導電性を付与する。
特に、ｎ −ＶＩ族間化合物半導体結晶がＺｎ５ｅ結晶
である場合、所定の熱処理温度は６００°Ｃ以上である
ことが好ましい。
である場合、所定の熱処理温度は６００°Ｃ以上である
ことが好ましい。
不純物がＡ１の場合、熱処理温度を８００°Ｃ以上であ
ることか好ましい。
ることか好ましい。
［作用］
溶液から成長した半導体結晶中にはあらかじめｎ型不純
物がドーピングされているため、結晶深さ方向に対して
不純物密度がほぼ一定になる。この不純物が熱処理によ
って活性化する。
物がドーピングされているため、結晶深さ方向に対して
不純物密度がほぼ一定になる。この不純物が熱処理によ
って活性化する。
■族−ＶＩ族間化合物半導体結晶が２ｎＳｅ結晶である
場合、特に６００℃以上の熱処理で不純物が効果的に活
性化する。
場合、特に６００℃以上の熱処理で不純物が効果的に活
性化する。
不純物がＡ１である場合、熱処理温度をｓ ｏ ｏ ’
ｃ以上とすることが、低抵抗率を得るためにさらに効果
的である。
ｃ以上とすることが、低抵抗率を得るためにさらに効果
的である。
［実施例コ
結晶成長および熱処理に用いるアングルの断面図を第１
図（Ａ）、（Ｂ）に示す０図においては、１は良く洗浄
した熱処理用石英アンプル、２はＺｎ溶液、３はＺｎ５
ｅ結晶、１１は良く洗浄した結晶成長用石英アンプル、
１２は不純物添加溶液、１３は不純物添加Ｚｎ５ｅ成長
結晶、１４はソース結晶、１５はヒートシンクである。
図（Ａ）、（Ｂ）に示す０図においては、１は良く洗浄
した熱処理用石英アンプル、２はＺｎ溶液、３はＺｎ５
ｅ結晶、１１は良く洗浄した結晶成長用石英アンプル、
１２は不純物添加溶液、１３は不純物添加Ｚｎ５ｅ成長
結晶、１４はソース結晶、１５はヒートシンクである。
Ｚｎ５ｅ結晶３は、第１図（Ａ）右の部分に示す温度分
布のように５〜ｂ 設けた不純物添加溶液１２から液相結晶成長により８０
０〜１０００℃の成長温度で作成された結晶である。溶
媒としてＳｅ、 Ｔｅ、 Ｓｅ／Ｔｅ混合溶媒等を用い
、導電性付与不純物として■族元素（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ
等）ないし■族元素（ＣＩ、Ｂｒ、１等）を溶媒に対し
て０．５１１ｏ１％以下添加し、成長中にドーピングを
行なう、■族、■族ドーパントは極少量を添加しても結
晶中に取り込まれる。
布のように５〜ｂ 設けた不純物添加溶液１２から液相結晶成長により８０
０〜１０００℃の成長温度で作成された結晶である。溶
媒としてＳｅ、 Ｔｅ、 Ｓｅ／Ｔｅ混合溶媒等を用い
、導電性付与不純物として■族元素（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ
等）ないし■族元素（ＣＩ、Ｂｒ、１等）を溶媒に対し
て０．５１１ｏ１％以下添加し、成長中にドーピングを
行なう、■族、■族ドーパントは極少量を添加しても結
晶中に取り込まれる。
具体的実施例では不純物としてＡｌを添加した溶媒から
バルク状の結晶を成長した。この成長したままのバルク
状のＡｌドープＺｎ５ｅ結晶３の抵抗率は〜１０１０Ω
Ｃ１１とかなり高抵抗率である。
バルク状の結晶を成長した。この成長したままのバルク
状のＡｌドープＺｎ５ｅ結晶３の抵抗率は〜１０１０Ω
Ｃ１１とかなり高抵抗率である。
すなわち、ドープした不純物が未だ活性化していないも
のと考えられる。
のと考えられる。
成長したＡ１ドープＺｎ５ｅ結晶３から液相成長時に付
着した表面の溶媒を除去し、洗浄しな。
着した表面の溶媒を除去し、洗浄しな。
このＡｌドープＺｎ５ｅ結晶３を第１図（Ｂ）に示すよ
うに、良く洗浄した石英アンプル１中にＺｎ溶液２と共
に収容し、１ ｘ １０−６Ｔｏｒｒ以下で封じ切り、
熱処理を行なった。
うに、良く洗浄した石英アンプル１中にＺｎ溶液２と共
に収容し、１ ｘ １０−６Ｔｏｒｒ以下で封じ切り、
熱処理を行なった。
Ｚｎｌ液中で処理をすることにより、結晶中に添加した
不純物を活性化するほか、Ｚｎ空孔が減少するのみでな
く、結晶中の意図せざる不純物の除去等にも効果がある
と考えられる。
不純物を活性化するほか、Ｚｎ空孔が減少するのみでな
く、結晶中の意図せざる不純物の除去等にも効果がある
と考えられる。
熱処理温度ＴＩＴは６００〜１０５０℃、熱処理時間ｔ
）Ｉ□は１０〜１００時間程度である。これら熱処理条
件は結晶の形状などにより異なる。
）Ｉ□は１０〜１００時間程度である。これら熱処理条
件は結晶の形状などにより異なる。
この熱処理工程は、特に後処理を行う必要がない。
なお、熱処理段階で他の不純物を添加してもよい、Ｇａ
を少量添加すると結晶からメルトの除去が容易となる。
を少量添加すると結晶からメルトの除去が容易となる。
第２図に、熱処理温度ＴＨ，１０００℃、熱処理時間上
〇□４０時間とした場合の熱処理により得られたｎ型結
晶の結晶深さ一不純物密度の関係を示す、横軸は結晶中
の深さを１１で表し、縦軸は活性不純物密度を表す。
〇□４０時間とした場合の熱処理により得られたｎ型結
晶の結晶深さ一不純物密度の関係を示す、横軸は結晶中
の深さを１１で表し、縦軸は活性不純物密度を表す。
第４図と較べ約２００倍の深さである２０ｎｍを超えて
も活性不純物密度は１０１７Ｃ１”３の高い値であり、
深さによらずほとんど一定の値である。あらかじめ結晶
中にｎ型不純物がドーピングされているため、従来の方
法と同じ熱処理時間でも、結晶深さ方向に対して不純物
密度がほぼ一定になるものと考えられる。
も活性不純物密度は１０１７Ｃ１”３の高い値であり、
深さによらずほとんど一定の値である。あらかじめ結晶
中にｎ型不純物がドーピングされているため、従来の方
法と同じ熱処理時間でも、結晶深さ方向に対して不純物
密度がほぼ一定になるものと考えられる。
また、第３図に熱処理温度ＴＨ□を６００℃〜１０００
℃の範囲で変化させた時の熱処理温度ＴＨ□による不純
物密度の変化を示す、同図から明らかなように、ＴＨＴ
の上昇と共に不純物密度が増大する傾向にある。熱処理
温度ＴＨＴが６００″Ｃ以上で効果的な不純物活性化に
よる不純物密度の増大がみちれ、８００℃以上の場合に
は特に効果的で約１０１７Ｃ１ｌ“３以上になる。熱処
理温度を上げた場合には３〜４ Ｘ １０１７Ｃ１ｌ−
３の不純物密度も実現される。このようなｎ型結晶は１
０−２ΩＣ１の低抵抗率を示しており、従来よりさらに
低抵抗化が可能となる。
℃の範囲で変化させた時の熱処理温度ＴＨ□による不純
物密度の変化を示す、同図から明らかなように、ＴＨＴ
の上昇と共に不純物密度が増大する傾向にある。熱処理
温度ＴＨＴが６００″Ｃ以上で効果的な不純物活性化に
よる不純物密度の増大がみちれ、８００℃以上の場合に
は特に効果的で約１０１７Ｃ１ｌ“３以上になる。熱処
理温度を上げた場合には３〜４ Ｘ １０１７Ｃ１ｌ−
３の不純物密度も実現される。このようなｎ型結晶は１
０−２ΩＣ１の低抵抗率を示しており、従来よりさらに
低抵抗化が可能となる。
なお、不純物としてＡ１を添加したＺｎ５ｅ結晶の実施
例について主に説明したが、例えばＡ！以外のＧａ、Ｉ
ｎ、ＣＩ、Ｂｒ、１等の不純物についても第２図、第３
図とほぼ同様の効果が得られており、これらの添加不純
物についても同様の効果が得られるものと考えられる。
例について主に説明したが、例えばＡ！以外のＧａ、Ｉ
ｎ、ＣＩ、Ｂｒ、１等の不純物についても第２図、第３
図とほぼ同様の効果が得られており、これらの添加不純
物についても同様の効果が得られるものと考えられる。
また、他の不純物同様、他のＩＩ−ＶＴ族間化合物半導
体結晶あるいはその混晶についてら同様の効果が得られ
るものと考えられる。
体結晶あるいはその混晶についてら同様の効果が得られ
るものと考えられる。
［発明の効果］
本発明によれば結晶深さ方向に対し、均一なｎ型化が可
能となる。
能となる。
また、バルク結晶をそのまま全体としてｎ型化できるた
め、熱処理後ウェーハ状にスライシングをし、ウェーハ
内で均一なｎ型を示すｎ型の良質な結晶を提供できる。
め、熱処理後ウェーハ状にスライシングをし、ウェーハ
内で均一なｎ型を示すｎ型の良質な結晶を提供できる。
第１図＜Ａ＞、（Ｂ）は本発明の実施例に用いる結晶成
長アングルと熱処理アンプルの断面図、第２図は得られ
た半導体結晶の結晶深さ対不純物密度の関係を示すグラ
フ、 第３図は得られた半導体結晶の熱処理温度対不純物密度
の関係を示すグラフ、 第４図は従来方法により得られた半導体結晶の結晶深さ
対不純物密度の関係を示すグラフである。 図において、 １ 熱処理用アンプル ２ Ｚｎ溶液 ３ 不純物添加Ｚｎ５ｅ結晶 １１ 結晶成長用アンプル １２ 不純物添加溶液
長アングルと熱処理アンプルの断面図、第２図は得られ
た半導体結晶の結晶深さ対不純物密度の関係を示すグラ
フ、 第３図は得られた半導体結晶の熱処理温度対不純物密度
の関係を示すグラフ、 第４図は従来方法により得られた半導体結晶の結晶深さ
対不純物密度の関係を示すグラフである。 図において、 １ 熱処理用アンプル ２ Ｚｎ溶液 ３ 不純物添加Ｚｎ５ｅ結晶 １１ 結晶成長用アンプル １２ 不純物添加溶液
Claims (3)
- （１）、不純物としてIII族ないしVII族元素を含む溶液
からII−VI族間化合物半導体結晶を液相成長させる工程
と、 成長した結晶をＺｎ溶液中に浸漬し、所定温度で熱処理
することにより不純物を活性化する工程と を含むことを特徴とする不純物添加半導体結晶の製造方
法。 - （２）、前記II−VI族間化合物半導体結晶はＺｎＳｅ結
晶であり、熱処理温度が６００℃以上である請求項１記
載の不純物添加半導体結晶の製造方法。 - （３）、前記不純物がＡｌであり、熱処理温度が８０℃
以上である請求項２記載の不純物添加半導体結晶の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28047888A JPH02129098A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 不純物添加半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28047888A JPH02129098A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 不純物添加半導体結晶の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19576093A Division JPH06293600A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 不純物添加半導体結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129098A true JPH02129098A (ja) | 1990-05-17 |
| JPH0367998B2 JPH0367998B2 (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=17625638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28047888A Granted JPH02129098A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 不純物添加半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02129098A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06293600A (ja) * | 1993-08-06 | 1994-10-21 | Stanley Electric Co Ltd | 不純物添加半導体結晶の製造方法 |
| US5535699A (en) * | 1993-05-31 | 1996-07-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making II-VI semiconductor infrared light detector |
| JP2009161401A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 単結晶中の不純物元素含有量の制御方法、単結晶および半導体デバイス |
-
1988
- 1988-11-08 JP JP28047888A patent/JPH02129098A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5535699A (en) * | 1993-05-31 | 1996-07-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making II-VI semiconductor infrared light detector |
| JPH06293600A (ja) * | 1993-08-06 | 1994-10-21 | Stanley Electric Co Ltd | 不純物添加半導体結晶の製造方法 |
| JP2009161401A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 単結晶中の不純物元素含有量の制御方法、単結晶および半導体デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0367998B2 (ja) | 1991-10-24 |
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