JPH0476355B2 - - Google Patents
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- JPH0476355B2 JPH0476355B2 JP63042506A JP4250688A JPH0476355B2 JP H0476355 B2 JPH0476355 B2 JP H0476355B2 JP 63042506 A JP63042506 A JP 63042506A JP 4250688 A JP4250688 A JP 4250688A JP H0476355 B2 JPH0476355 B2 JP H0476355B2
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- Japan
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- concentration
- crystal
- gaas
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- insulating
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は半絶縁性のGaAs化合物半導体単結晶
及びその製造方法に関するもので、特に不純物と
してZn等を添加してGaAs化合物半導体の半絶縁
性化を図る技術に関する。 ［従来の技術］ 化合物半導体単結晶を製造する方法としては、
当該結晶の融液に種結晶を浸漬してこれを徐々に
引き上げて単結晶を育成する方法や、あるいは、
当該結晶の融液を徐々に冷却固化させ単結晶を育
成する方法がある。特に、GaAs単結晶は前者に
属する液体封止チヨクラルスキー法（LEC法）
や、後者に属する徐冷法（GF法）、水平ブリツジ
マン法（HB法）、垂直ブリツジマン法（VB法）
で育成されている。 通常、GaAsFETやGaAsICには半絶縁性の
GaAs単結晶の基板が用いられる。この半絶縁性
GaAs基板としては、アンドープGaAsやCrドー
プGaAsが工業的に製造されており、HB法がCr
ドープGaAsの製造に、また、LEC法がアンドー
プGaAsやCrドープGaAsの製造に使用されてい
る。 HB法およびLEC法のいずれの場合について
も、GaAsは禁制帯幅が1.4eVで、不純物を全く
含まなければ真性キヤリア濃度が1.8×106cm-3で
半絶縁性となる。しかし、現在の技術では、いか
に純度を高めようとしてもシヤロードナーとなる
Siやシヤローアクセプターとなる炭素などが一定
量残存し、半絶縁性とはなりえない。GaAsが半
絶縁性となるのはこのようなシヤロードナーやシ
ヤローアクセプターがデイープドナーとなるEL2
やデイープアクセプターとなるCrによつて補償
されるためである。 HB法では通常石英アンプルを用いて結晶を育
成するため、石英からのSiの混入が起こり、これ
を種々の方法で低減できるにしても、シヤロード
ナーとなるSiの濃度が、1.0×1015から1.0×1016cm
-3程度存在する。 一方、シヤローアクセプターとなる炭素もおよ
そ1.0×1015から1.0×1016cm-3程度存在する。ま
た、HB法で製造するGaAs単結晶にはEL2がお
よそ５×1015から２×1016cm-3程度存在する。
HB法ではシヤロードナーの濃度（NSD）がシヤ
ローアクセプターの濃度（NSA）より高くなるこ
とがあるため、デイープドナーであるEL2だけで
は安定して半絶縁性のGaAsを製造することはで
きない。このため、シヤロードナーの濃度を上回
るように、デイープアクセプターとなるCrをド
ーピングして半絶縁性のGaAsが製造される。こ
の場合、ドープされるCrの濃度は、1.0×1016か
ら５×1017cm-3である。 LEC法では通常、pBNルツボを用いて単結晶
を育成するため、シヤロードナーであるSiなどの
不純物の濃度は低く１×1015cm-3以下とすること
が可能である。また、LEC法では断熱材等にグ
ラフアイト製の部品を用いるため、通常の方法で
は炭素の濃度NSAがやや高く２×1015から１×
1016cm-3となる。LEC法ではこのようにシヤロー
アクセプターとなる炭素の濃度がシヤロードナー
（Si等）の濃度より高いため、デイープドナーと
なるEL2だけで半絶縁性のGaAsの製造が可能で
ある。通常のLEC法ではEL2の濃度NDDは２×
1016cm-3程度でありNDD＞NSA−NSDなる条件が成
立するので容易に半絶縁性のGaAs単結晶が製造
できる。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述したようなLEC法で育成される
半絶縁性GaAs単結晶では、シヤローアクセプタ
ーとなる炭素の量が不安定であるため、結晶の抵
抗率を安定な一定値にすることが非常に困難であ
る。一方、結晶中の炭素量をできるだけ低減させ
る方策をとると、抵抗率が低下するのみでなく、
抵抗率のばらつきが更に大きくなつてしまう。そ
の結果、従来のLEC法で育成される半絶縁性
GaAs単結晶では、その電気的特性がウエハー面
内、ウエハー間、インゴツト間でばらついてしま
い、このようなウエハーを用いて電子デバイスを
作ると、そのデバイス特性が大きくばらつくとい
う問題が生じていた。実際、このばらつきが大き
いために、電子デバイスを製造するにあたつて
は、インゴツトの上下のウエハーを前もつて評価
してからでないと、そのインゴツトが使用できな
いという不都合が生じていた。 この発明の目的は、LEC法による半絶縁性
GaAs単結晶の製造において、結晶インゴツトの
上下方向全体に亘つて容易に半絶縁性を実現し、
もつてウエハーの電気的特性の均一化を図り、こ
れを用いて形成した電子デバイスの特性のばらつ
きを防止することにある。 ［課題を解決するための手段］ 上述したように、LEC法においては、単結晶
育成時に混入する炭素の量が不安定であるため、
結晶の抵抗率を安定な一定値にすることが非常に
困難であり、単に、結晶中の炭素量をできるだけ
低減させる方策をとると、抵抗率が低下するのみ
ではなく、抵抗率のばらつきが更に大きくなる。 そこで、本発明では、シヤローアクセプターと
して、炭素でなく、Zn等の不純物を用いて結晶
の抵抗率を再現性よく制御する方法を考案した。
すなわち、結晶中に混入する炭素量はできるだけ
低減させ、Zn等の濃度を調節して結晶の抵抗率
を制御するというものである。Zn等の濃度とし
ては、デイープドナーであるEL2の濃度より低
く、かつ、Siなどのシヤロードナーの濃度より高
くする。EL2の濃度はおよそ（５〜20）×1015cm-3
であり、Siなどのシヤロードナーの濃度はおよそ
（５〜20）×1014cm-3であるからZn等の濃度は（１
〜20）×1015cm-3、好ましくは、（２〜５）×1015cm
-3である。原料中にZn等を添加するに当つては、
結晶育成開始前のGaとAsをpBN製ルツボに入れ
る際に、Zn等を直接添加するか、あるいは前も
つてGa中に所定量のZn等をドープしておく。既
に合成した原料を用いる場合は、その原料を
pBN製ルツボに入れる際に所定量のZn等を同時
に入れておくか前もつてZn等を添加した合成原
料を使用する。炭素量を低減させるための方法と
しては、単結晶の引上げに使用するグラフアイト
部品を使用前に真空炉内でベーキングしたり、グ
ラフアイト部品を引上げ炉内でベーキングした
り、あるいは、引上げ炉内のガスをTiやZrなど
のような活性な金属を加熱して純化したり、引上
げ炉内の圧力を低くしたり、磁場を印加したりす
る方法を適用する。もちろん、これら様々な方法
の全部、あるいは一部を併用してよい。 なお、以下の説明では炭素以外の浅いアクセプ
ターとなる不純物としては、Zn，Be，Mg，Cd，
Mn，Ag等があるが、Znを例にとつて説明する。 ［作用］ 上述したいくつかの炭素低減法により、GaAs
中の炭素量は少なくとも５×1014cm-3、良好な条
件を選んだ場合にあつては、炭素量を１×1014cm
-3未満とすることができる。このような低炭素化
が実現できるとGaAs単結晶の抵抗は低下し、時
には、炭素量がシヤロードナーであるSiの量より
も少なくなる。 Znをドープして半絶縁性GaAs単結晶を育成す
ると、Znの偏析係数は0.8程度であるため、結晶
の頭部から底部までほぼ同一組成の結晶が得られ
る。また、Znの濃度が低いため、育成結晶中の
径方向で、温度変動などによるストリエーシヨン
によるZnの組成変動がほとんどない。これによ
つて、比較的均一なZn組成のGaAs単結晶を育成
することができ、この単結晶インゴツトからウエ
ハーを採取して研磨し、このウエハーにSiなどの
ドナー不純物をイオン注入したり、あるいはこの
基板の上にSiなどのドナー不純物を添加したエピ
タキシヤル層を成長させて活性層を作りFETな
どの電子デバイスを製造すると、活性層と半絶縁
性の基板の間に均一な空乏層が形成されるため
に、FETのgm値やしきい値電圧などの電子デバ
イス特性のばらつきを著しく低減させた電子デバ
イスの製造が可能となる。 ［実施例］ LEC法による結晶育成を開始する前に、Znを
1018cm-3程度高濃度に含有するGaAs多結晶を予
め作成した。そして、高圧引上げ炉にセツトされ
たpBN製ルツボ内に純度7NのGaおよびAsを約
４Kg仕込み、GaAs融液中のZn濃度が約４×1015
cm-3となるようにZn含有GaAs多結晶を約10ｇ加
えた。これに封止剤であるB2O3を600ｇ加え、炉
内で直後合成を行ない、融液に種結晶を浸漬して
これを徐々に引き上げて単結晶を育成した。 得られた単結晶の直径は80mm、長さは170mm、
重量3.7Kgであつた。結晶の上部から下部にかけ
て厚さ４mmのウエハーを採取し、残りの部分は、
厚さ800μmに切断した。これらウエハーはともに
鏡面研磨加工を行なつた。厚さ４mmのウエハー
を、赤外吸収法により、EL2濃度を測定した結
果、EL2濃度は（1.3〜1.6）×1016cm-3であつた。。
また、インゴツトの上部から下部の各固化率にお
ける、Zn濃度を固体質量分析（Spark Source
Mass Spectrometry）法により測定した結果、
Zn濃度はほぼ（３〜４）×1015cm-3であつた。各
固化率に対応するEL2濃度およびZn濃度の測定
結果を第１図に示す。同図において、△印はEL2
濃度の測定値を、〇印はZn濃度の測定値をそれ
ぞれプロツトしたものである。第１図よりEL2濃
度は、インゴツト内でほぼ一定値で分布し、Zn
濃度は上部から下部にかけてやや増加するものの
ほぼ均一であることが分かる。Znの実効偏析係
数はほぼ0.8であつた。また、ウエハーから７mm
角の試料を切り出し、フアンデルパウ（Van der
Pauw）法により抵抗率および移動度を測定した
結果、抵抗率はインゴツト全域で（３〜５）×107
Ωcm、移動度は6000〜7000cm2／VSであり、結晶
の成長方向の均一性は良好であつた。この結晶の
カーボン濃度は、LVM（Localized Vibration
Mode）を利用したFTIR法（フーリエ変換赤外
分光法）による測定では検出下限（５×1014cm
-3）〜８×1014cm-3の範囲であつた。 上記と同一の方法でZnドープ半絶縁性GaAs単
結晶を４本育成し、ロツト間の抵抗率の変動範囲
を調べ、従来方法により育成したアンドープ半絶
縁性結晶の場合と比較した結果を第２図に示す。 同図において、符号ａ，ｂ，ｃ，ｄで示すのが
本発明を適用して得られた４本のロツトについて
の測定結果、符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示すのが従来
法を適用して得られた４本のロツトについての測
定結果をそれぞれ表わす。 第２図から明らかなように、従来方法によるア
ンドープ半絶縁性結晶は、ロツト間、ウエハー間
で抵抗率が９×106〜９×107Ωcmと変動するのに
対し、本発明方法によるZnドープ半絶縁性結晶
は、抵抗率のばらつきが（２〜５）×107Ωcmと少
なく、再現性良く一定範囲内に抑えられているこ
とが分かる。 本実施例によつて得られたZnドープGaAs単結
晶を鏡面加工した後、イオン注入法によりシリコ
ンを注入して活性層を形成し、MESFETを作成
した。イオン注入条件は、加速電圧100KeV、注
入量２×1012cm-2とし、活性化はプラズマ
CVDSi3N4膜を保護膜として830℃、10分間のア
ニールで行なつた。ソース、ドレイン電極には、
Au−Ge−Ni、ゲート電極にはTi−Pt−Auを用
いた。ゲート長は2μm、ゲート幅は5μm、ソー
ス、ドレイン間は6μmとした。上記MESFETに
ついてデバイス特性の評価を行なつた結果、しき
い値電圧Vthおよびそのインゴツト内の変動幅は
表１に示す通りであつた。同表より本発明方法に
よるZnドープGaAs単結晶は、従来のアンドープ
結晶に比べてしきい電圧の変動幅が著しく改善さ
れることが分かる。
及びその製造方法に関するもので、特に不純物と
してZn等を添加してGaAs化合物半導体の半絶縁
性化を図る技術に関する。 ［従来の技術］ 化合物半導体単結晶を製造する方法としては、
当該結晶の融液に種結晶を浸漬してこれを徐々に
引き上げて単結晶を育成する方法や、あるいは、
当該結晶の融液を徐々に冷却固化させ単結晶を育
成する方法がある。特に、GaAs単結晶は前者に
属する液体封止チヨクラルスキー法（LEC法）
や、後者に属する徐冷法（GF法）、水平ブリツジ
マン法（HB法）、垂直ブリツジマン法（VB法）
で育成されている。 通常、GaAsFETやGaAsICには半絶縁性の
GaAs単結晶の基板が用いられる。この半絶縁性
GaAs基板としては、アンドープGaAsやCrドー
プGaAsが工業的に製造されており、HB法がCr
ドープGaAsの製造に、また、LEC法がアンドー
プGaAsやCrドープGaAsの製造に使用されてい
る。 HB法およびLEC法のいずれの場合について
も、GaAsは禁制帯幅が1.4eVで、不純物を全く
含まなければ真性キヤリア濃度が1.8×106cm-3で
半絶縁性となる。しかし、現在の技術では、いか
に純度を高めようとしてもシヤロードナーとなる
Siやシヤローアクセプターとなる炭素などが一定
量残存し、半絶縁性とはなりえない。GaAsが半
絶縁性となるのはこのようなシヤロードナーやシ
ヤローアクセプターがデイープドナーとなるEL2
やデイープアクセプターとなるCrによつて補償
されるためである。 HB法では通常石英アンプルを用いて結晶を育
成するため、石英からのSiの混入が起こり、これ
を種々の方法で低減できるにしても、シヤロード
ナーとなるSiの濃度が、1.0×1015から1.0×1016cm
-3程度存在する。 一方、シヤローアクセプターとなる炭素もおよ
そ1.0×1015から1.0×1016cm-3程度存在する。ま
た、HB法で製造するGaAs単結晶にはEL2がお
よそ５×1015から２×1016cm-3程度存在する。
HB法ではシヤロードナーの濃度（NSD）がシヤ
ローアクセプターの濃度（NSA）より高くなるこ
とがあるため、デイープドナーであるEL2だけで
は安定して半絶縁性のGaAsを製造することはで
きない。このため、シヤロードナーの濃度を上回
るように、デイープアクセプターとなるCrをド
ーピングして半絶縁性のGaAsが製造される。こ
の場合、ドープされるCrの濃度は、1.0×1016か
ら５×1017cm-3である。 LEC法では通常、pBNルツボを用いて単結晶
を育成するため、シヤロードナーであるSiなどの
不純物の濃度は低く１×1015cm-3以下とすること
が可能である。また、LEC法では断熱材等にグ
ラフアイト製の部品を用いるため、通常の方法で
は炭素の濃度NSAがやや高く２×1015から１×
1016cm-3となる。LEC法ではこのようにシヤロー
アクセプターとなる炭素の濃度がシヤロードナー
（Si等）の濃度より高いため、デイープドナーと
なるEL2だけで半絶縁性のGaAsの製造が可能で
ある。通常のLEC法ではEL2の濃度NDDは２×
1016cm-3程度でありNDD＞NSA−NSDなる条件が成
立するので容易に半絶縁性のGaAs単結晶が製造
できる。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述したようなLEC法で育成される
半絶縁性GaAs単結晶では、シヤローアクセプタ
ーとなる炭素の量が不安定であるため、結晶の抵
抗率を安定な一定値にすることが非常に困難であ
る。一方、結晶中の炭素量をできるだけ低減させ
る方策をとると、抵抗率が低下するのみでなく、
抵抗率のばらつきが更に大きくなつてしまう。そ
の結果、従来のLEC法で育成される半絶縁性
GaAs単結晶では、その電気的特性がウエハー面
内、ウエハー間、インゴツト間でばらついてしま
い、このようなウエハーを用いて電子デバイスを
作ると、そのデバイス特性が大きくばらつくとい
う問題が生じていた。実際、このばらつきが大き
いために、電子デバイスを製造するにあたつて
は、インゴツトの上下のウエハーを前もつて評価
してからでないと、そのインゴツトが使用できな
いという不都合が生じていた。 この発明の目的は、LEC法による半絶縁性
GaAs単結晶の製造において、結晶インゴツトの
上下方向全体に亘つて容易に半絶縁性を実現し、
もつてウエハーの電気的特性の均一化を図り、こ
れを用いて形成した電子デバイスの特性のばらつ
きを防止することにある。 ［課題を解決するための手段］ 上述したように、LEC法においては、単結晶
育成時に混入する炭素の量が不安定であるため、
結晶の抵抗率を安定な一定値にすることが非常に
困難であり、単に、結晶中の炭素量をできるだけ
低減させる方策をとると、抵抗率が低下するのみ
ではなく、抵抗率のばらつきが更に大きくなる。 そこで、本発明では、シヤローアクセプターと
して、炭素でなく、Zn等の不純物を用いて結晶
の抵抗率を再現性よく制御する方法を考案した。
すなわち、結晶中に混入する炭素量はできるだけ
低減させ、Zn等の濃度を調節して結晶の抵抗率
を制御するというものである。Zn等の濃度とし
ては、デイープドナーであるEL2の濃度より低
く、かつ、Siなどのシヤロードナーの濃度より高
くする。EL2の濃度はおよそ（５〜20）×1015cm-3
であり、Siなどのシヤロードナーの濃度はおよそ
（５〜20）×1014cm-3であるからZn等の濃度は（１
〜20）×1015cm-3、好ましくは、（２〜５）×1015cm
-3である。原料中にZn等を添加するに当つては、
結晶育成開始前のGaとAsをpBN製ルツボに入れ
る際に、Zn等を直接添加するか、あるいは前も
つてGa中に所定量のZn等をドープしておく。既
に合成した原料を用いる場合は、その原料を
pBN製ルツボに入れる際に所定量のZn等を同時
に入れておくか前もつてZn等を添加した合成原
料を使用する。炭素量を低減させるための方法と
しては、単結晶の引上げに使用するグラフアイト
部品を使用前に真空炉内でベーキングしたり、グ
ラフアイト部品を引上げ炉内でベーキングした
り、あるいは、引上げ炉内のガスをTiやZrなど
のような活性な金属を加熱して純化したり、引上
げ炉内の圧力を低くしたり、磁場を印加したりす
る方法を適用する。もちろん、これら様々な方法
の全部、あるいは一部を併用してよい。 なお、以下の説明では炭素以外の浅いアクセプ
ターとなる不純物としては、Zn，Be，Mg，Cd，
Mn，Ag等があるが、Znを例にとつて説明する。 ［作用］ 上述したいくつかの炭素低減法により、GaAs
中の炭素量は少なくとも５×1014cm-3、良好な条
件を選んだ場合にあつては、炭素量を１×1014cm
-3未満とすることができる。このような低炭素化
が実現できるとGaAs単結晶の抵抗は低下し、時
には、炭素量がシヤロードナーであるSiの量より
も少なくなる。 Znをドープして半絶縁性GaAs単結晶を育成す
ると、Znの偏析係数は0.8程度であるため、結晶
の頭部から底部までほぼ同一組成の結晶が得られ
る。また、Znの濃度が低いため、育成結晶中の
径方向で、温度変動などによるストリエーシヨン
によるZnの組成変動がほとんどない。これによ
つて、比較的均一なZn組成のGaAs単結晶を育成
することができ、この単結晶インゴツトからウエ
ハーを採取して研磨し、このウエハーにSiなどの
ドナー不純物をイオン注入したり、あるいはこの
基板の上にSiなどのドナー不純物を添加したエピ
タキシヤル層を成長させて活性層を作りFETな
どの電子デバイスを製造すると、活性層と半絶縁
性の基板の間に均一な空乏層が形成されるため
に、FETのgm値やしきい値電圧などの電子デバ
イス特性のばらつきを著しく低減させた電子デバ
イスの製造が可能となる。 ［実施例］ LEC法による結晶育成を開始する前に、Znを
1018cm-3程度高濃度に含有するGaAs多結晶を予
め作成した。そして、高圧引上げ炉にセツトされ
たpBN製ルツボ内に純度7NのGaおよびAsを約
４Kg仕込み、GaAs融液中のZn濃度が約４×1015
cm-3となるようにZn含有GaAs多結晶を約10ｇ加
えた。これに封止剤であるB2O3を600ｇ加え、炉
内で直後合成を行ない、融液に種結晶を浸漬して
これを徐々に引き上げて単結晶を育成した。 得られた単結晶の直径は80mm、長さは170mm、
重量3.7Kgであつた。結晶の上部から下部にかけ
て厚さ４mmのウエハーを採取し、残りの部分は、
厚さ800μmに切断した。これらウエハーはともに
鏡面研磨加工を行なつた。厚さ４mmのウエハー
を、赤外吸収法により、EL2濃度を測定した結
果、EL2濃度は（1.3〜1.6）×1016cm-3であつた。。
また、インゴツトの上部から下部の各固化率にお
ける、Zn濃度を固体質量分析（Spark Source
Mass Spectrometry）法により測定した結果、
Zn濃度はほぼ（３〜４）×1015cm-3であつた。各
固化率に対応するEL2濃度およびZn濃度の測定
結果を第１図に示す。同図において、△印はEL2
濃度の測定値を、〇印はZn濃度の測定値をそれ
ぞれプロツトしたものである。第１図よりEL2濃
度は、インゴツト内でほぼ一定値で分布し、Zn
濃度は上部から下部にかけてやや増加するものの
ほぼ均一であることが分かる。Znの実効偏析係
数はほぼ0.8であつた。また、ウエハーから７mm
角の試料を切り出し、フアンデルパウ（Van der
Pauw）法により抵抗率および移動度を測定した
結果、抵抗率はインゴツト全域で（３〜５）×107
Ωcm、移動度は6000〜7000cm2／VSであり、結晶
の成長方向の均一性は良好であつた。この結晶の
カーボン濃度は、LVM（Localized Vibration
Mode）を利用したFTIR法（フーリエ変換赤外
分光法）による測定では検出下限（５×1014cm
-3）〜８×1014cm-3の範囲であつた。 上記と同一の方法でZnドープ半絶縁性GaAs単
結晶を４本育成し、ロツト間の抵抗率の変動範囲
を調べ、従来方法により育成したアンドープ半絶
縁性結晶の場合と比較した結果を第２図に示す。 同図において、符号ａ，ｂ，ｃ，ｄで示すのが
本発明を適用して得られた４本のロツトについて
の測定結果、符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示すのが従来
法を適用して得られた４本のロツトについての測
定結果をそれぞれ表わす。 第２図から明らかなように、従来方法によるア
ンドープ半絶縁性結晶は、ロツト間、ウエハー間
で抵抗率が９×106〜９×107Ωcmと変動するのに
対し、本発明方法によるZnドープ半絶縁性結晶
は、抵抗率のばらつきが（２〜５）×107Ωcmと少
なく、再現性良く一定範囲内に抑えられているこ
とが分かる。 本実施例によつて得られたZnドープGaAs単結
晶を鏡面加工した後、イオン注入法によりシリコ
ンを注入して活性層を形成し、MESFETを作成
した。イオン注入条件は、加速電圧100KeV、注
入量２×1012cm-2とし、活性化はプラズマ
CVDSi3N4膜を保護膜として830℃、10分間のア
ニールで行なつた。ソース、ドレイン電極には、
Au−Ge−Ni、ゲート電極にはTi−Pt−Auを用
いた。ゲート長は2μm、ゲート幅は5μm、ソー
ス、ドレイン間は6μmとした。上記MESFETに
ついてデバイス特性の評価を行なつた結果、しき
い値電圧Vthおよびそのインゴツト内の変動幅は
表１に示す通りであつた。同表より本発明方法に
よるZnドープGaAs単結晶は、従来のアンドープ
結晶に比べてしきい電圧の変動幅が著しく改善さ
れることが分かる。
【表】
なお、半絶縁化に寄与するシヤローアクセプタ
としては、Znに限定されるものでなく、Beや
Mg，Cd，Mn，Ag等も使用することが可能であ
る。ただし、Zn以外の上記シヤローアクセプタ
は、Znに比べ偏析係数が１からより離れている
ので、結晶軸方向に沿つた組成変動が大きくな
る。 ［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、GaAs化合物
半導体の単結晶を育成する際に、GaAs結晶中の
固有欠陥たるEL2濃度よりも低く、かつ浅いドナ
ーとなる不純物の濃度よりも高くなるように炭素
以外の浅いアクセプター不純物を添加して結晶の
育成を行なうようにしたので、結晶インゴツトの
軸方向に沿つてほぼ均一な抵抗率を有する半絶縁
性GaAs単結晶を再現性良く育成でき、これによ
つてこの結晶を用いて形成した電子デバイスの電
気的特性のばらつきを防止し、歩留りを向上させ
ることができるようになる。
としては、Znに限定されるものでなく、Beや
Mg，Cd，Mn，Ag等も使用することが可能であ
る。ただし、Zn以外の上記シヤローアクセプタ
は、Znに比べ偏析係数が１からより離れている
ので、結晶軸方向に沿つた組成変動が大きくな
る。 ［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、GaAs化合物
半導体の単結晶を育成する際に、GaAs結晶中の
固有欠陥たるEL2濃度よりも低く、かつ浅いドナ
ーとなる不純物の濃度よりも高くなるように炭素
以外の浅いアクセプター不純物を添加して結晶の
育成を行なうようにしたので、結晶インゴツトの
軸方向に沿つてほぼ均一な抵抗率を有する半絶縁
性GaAs単結晶を再現性良く育成でき、これによ
つてこの結晶を用いて形成した電子デバイスの電
気的特性のばらつきを防止し、歩留りを向上させ
ることができるようになる。
第１図は、本発明を適用して得られたZnドー
プGaAs単結晶の各固化率におけるEL2濃度およ
びZn濃度を示す図、第２図は、従来方法により
得られたアンドープ半絶縁性単結晶と、本発明方
法により行なわれたZnドープ半絶縁性単結晶の
ロツト間の抵抗率の変動幅を示す図である。
プGaAs単結晶の各固化率におけるEL2濃度およ
びZn濃度を示す図、第２図は、従来方法により
得られたアンドープ半絶縁性単結晶と、本発明方
法により行なわれたZnドープ半絶縁性単結晶の
ロツト間の抵抗率の変動幅を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結晶中の固有欠陥たるEL2濃度よりも低く、
かつ浅いドナーとなる不純物の濃度よりも高くな
るように炭素以外の浅いアクセプターとなる不純
物を含有してなることを特徴とする半絶縁性
GaAs化合物半導体単結晶。 ２ GaAs化合物半導体の単結晶を育成する際
に、GaAs結晶中の固有欠陥たるEL2濃度よりも
低く、かつ浅いドナーとなる不純物の濃度よりも
高くなるように炭素以外の浅いアクセプターとな
る不純物を添加して結晶の育成を行なうようにし
たことを特徴とする半絶縁性GaAs化合物半導体
単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4250688A JPH01215799A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 半絶縁性ＧａＡｓ化合物半導体単結晶及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4250688A JPH01215799A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 半絶縁性ＧａＡｓ化合物半導体単結晶及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01215799A JPH01215799A (ja) | 1989-08-29 |
| JPH0476355B2 true JPH0476355B2 (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=12637950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4250688A Granted JPH01215799A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 半絶縁性ＧａＡｓ化合物半導体単結晶及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01215799A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01239089A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-09-25 | Toshiba Corp | 化合物半導体単結晶の製造方法及び製造装置 |
| JPH08758B2 (ja) * | 1988-09-08 | 1996-01-10 | 日立電線株式会社 | クロムドープ半絶縁性ガリウム・ヒ素単結晶の製造方法 |
| JP4691909B2 (ja) * | 2004-06-09 | 2011-06-01 | 住友電気工業株式会社 | 半導体結晶の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0788277B2 (ja) * | 1987-02-13 | 1995-09-27 | 住友電気工業株式会社 | 半絶縁性ガリウム砒素単結晶 |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP4250688A patent/JPH01215799A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01215799A (ja) | 1989-08-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |