JPH0479999B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0479999B2 JPH0479999B2 JP58092359A JP9235983A JPH0479999B2 JP H0479999 B2 JPH0479999 B2 JP H0479999B2 JP 58092359 A JP58092359 A JP 58092359A JP 9235983 A JP9235983 A JP 9235983A JP H0479999 B2 JPH0479999 B2 JP H0479999B2
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- JP
- Japan
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- compound semiconductor
- melt
- compound
- raw material
- added
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Classifications
-
- 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
- C30B27/00—Single-crystal growth under a protective fluid
- C30B27/02—Single-crystal growth under a protective fluid by pulling from a melt
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
この発明は、たとえばGaPもしくはGaAs等の
ごとき化合物半導体を製造する方法に関し、特
に、所定の不純物濃度を有する化合物半導体を高
い歩留りで製造することができる新規な化合物半
導体製造方法に関するものである。
ごとき化合物半導体を製造する方法に関し、特
に、所定の不純物濃度を有する化合物半導体を高
い歩留りで製造することができる新規な化合物半
導体製造方法に関するものである。
［発明の技術的背景］
従来、GaAsやGaPのごとき平衡解離圧の高い
化合物半導体は、いわゆるLEC法（液体カプセ
ル法）によつて製造されている。従来の化合物半
導体のLEC法においてはよく知られているよう
に、該化合物半導体の構成元素から成る原料化合
物及び該化合物半導体に添加すべき不純物元素
（GaAsやGaPの場合には単体Siなど）並びに補
助材料としての酸化ほう素（B2O3）を石英ぬつ
ぼ内で溶融して該るつぼ内に該化合物半導体と該
不純物とを含む融液と該融液表面を覆う不活性液
層（B2O3）を形成した後、該融液中に浸漬した
該化合物半導体の種結晶体を該融液中から該不活
性液層の外へ徐々に引き出すことにより、不純物
ドープされた化合物半導体のバルク結晶を得てい
る。
化合物半導体は、いわゆるLEC法（液体カプセ
ル法）によつて製造されている。従来の化合物半
導体のLEC法においてはよく知られているよう
に、該化合物半導体の構成元素から成る原料化合
物及び該化合物半導体に添加すべき不純物元素
（GaAsやGaPの場合には単体Siなど）並びに補
助材料としての酸化ほう素（B2O3）を石英ぬつ
ぼ内で溶融して該るつぼ内に該化合物半導体と該
不純物とを含む融液と該融液表面を覆う不活性液
層（B2O3）を形成した後、該融液中に浸漬した
該化合物半導体の種結晶体を該融液中から該不活
性液層の外へ徐々に引き出すことにより、不純物
ドープされた化合物半導体のバルク結晶を得てい
る。
しかしながら、前記従来方法には以下のに記載
する問題点があるため、所定の不純物濃度の化合
物半導体を得ることが難しく、また、それ故に歩
留りも極めて低かつた。
する問題点があるため、所定の不純物濃度の化合
物半導体を得ることが難しく、また、それ故に歩
留りも極めて低かつた。
［背景技術の問題点］
前記従来方法においては、原料化合物及び不純
物並びにB2O3を石英るつぼ内で加熱昇温して溶
融していく過程で温度が約600℃になると、まず、
B2O3が溶融して、B2O3の液体が生じ、更に昇温
して1200℃以上になつてから原料化合物の融液が
生じるが、Siは密度が小さく（2.33ｇ／c.c.）、高
粘性のB2O3が生じるとSiはB2O3中に取り込まれ
て固体の原料化合物から分離してしまう。そして
一旦、B2O3中に取り込まれたSiは、その後、該
原料化合物が溶融されて融液となつた後にも
B2O3中から該融液中に移動する割合が少ないた
め、融液中のSi濃度は当初に設定した値よりも非
常に低くなるという状態が生じることになる。ま
た、一般にB2O3中には少なくとも100ppm以上の
H2Oが含まれており、B2O3中に取り込まれてい
るSiの一部もしくは全部がこのH2Oにより酸化さ
れてしまうので化合物原料の融解後にB2O3中か
ら融液中に移動するSiの量は非常に少なくなり、
融液中のSi濃度は非常に低いものとなる。
物並びにB2O3を石英るつぼ内で加熱昇温して溶
融していく過程で温度が約600℃になると、まず、
B2O3が溶融して、B2O3の液体が生じ、更に昇温
して1200℃以上になつてから原料化合物の融液が
生じるが、Siは密度が小さく（2.33ｇ／c.c.）、高
粘性のB2O3が生じるとSiはB2O3中に取り込まれ
て固体の原料化合物から分離してしまう。そして
一旦、B2O3中に取り込まれたSiは、その後、該
原料化合物が溶融されて融液となつた後にも
B2O3中から該融液中に移動する割合が少ないた
め、融液中のSi濃度は当初に設定した値よりも非
常に低くなるという状態が生じることになる。ま
た、一般にB2O3中には少なくとも100ppm以上の
H2Oが含まれており、B2O3中に取り込まれてい
るSiの一部もしくは全部がこのH2Oにより酸化さ
れてしまうので化合物原料の融解後にB2O3中か
ら融液中に移動するSiの量は非常に少なくなり、
融液中のSi濃度は非常に低いものとなる。
このように、前記従来方法においては、化合物
半導体中の不純物量の制御が困難であり、しか
も、B2O3中で生じたSi酸化物は融液とB2O3との
境界近傍やB2O3の液面に集り、該融液の引上げ
に伴つて結晶棒の中に入り込んで該化合物の結晶
化を阻害するため、半導体製造の歩留りが非常に
低かつた。
半導体中の不純物量の制御が困難であり、しか
も、B2O3中で生じたSi酸化物は融液とB2O3との
境界近傍やB2O3の液面に集り、該融液の引上げ
に伴つて結晶棒の中に入り込んで該化合物の結晶
化を阻害するため、半導体製造の歩留りが非常に
低かつた。
［発明の目的］
この発明の目的は、前記従来方法の存する問題
点を有しない、新規な化合物半導体製造方法を提
供することである。更に詳細には、この発明の目
的は、添加すべき不純物をB2O3中に取り込まれ
ることなく原料融液中にのみ分散することのでき
る新規な化合物半導体製造方法を提供することで
ある。
点を有しない、新規な化合物半導体製造方法を提
供することである。更に詳細には、この発明の目
的は、添加すべき不純物をB2O3中に取り込まれ
ることなく原料融液中にのみ分散することのでき
る新規な化合物半導体製造方法を提供することで
ある。
［発明の概要］
この発明による化合物半導体製造方法は、原料
化合物の融液中に添加すべき不純物を予め原料化
合物の単結晶体若しくは多結晶体中に埋込み封止
しておくことにより、該不純物を該融液中にのみ
分散させることを特徴とする。
化合物の融液中に添加すべき不純物を予め原料化
合物の単結晶体若しくは多結晶体中に埋込み封止
しておくことにより、該不純物を該融液中にのみ
分散させることを特徴とする。
［発明の実施例］
以下に、本発明の方法をGaP半導体の製造に適
用した実施例について説明する。直径50mm、長さ
10〜20mmの円柱状のGaPの単結晶体の周面に直径
５mm、深さ25mmの孔をあけ、この孔に粒径３mm以
下の所定量のSiを充填するとともに粒径500μm以
下に粉砕したGaP多結晶の粉体で孔の入り口を封
止して該孔からSiが流出しないようにした。
用した実施例について説明する。直径50mm、長さ
10〜20mmの円柱状のGaPの単結晶体の周面に直径
５mm、深さ25mmの孔をあけ、この孔に粒径３mm以
下の所定量のSiを充填するとともに粒径500μm以
下に粉砕したGaP多結晶の粉体で孔の入り口を封
止して該孔からSiが流出しないようにした。
このような構造の試料を多数製作してこれを本
発明方法に使用する原料化合物として準備する一
方、前記のごとき孔を有していない同一寸法（直
径500mm、長さ10〜20mm）のGaPの単結晶体を従
来方法に使用する原料化合物として準備し、引き
上げ速度を同一にするとともに以下のごとき同一
条件下でGaPの単結晶棒を製造して、その結果を
比較した。
発明方法に使用する原料化合物として準備する一
方、前記のごとき孔を有していない同一寸法（直
径500mm、長さ10〜20mm）のGaPの単結晶体を従
来方法に使用する原料化合物として準備し、引き
上げ速度を同一にするとともに以下のごとき同一
条件下でGaPの単結晶棒を製造して、その結果を
比較した。
なお、条件は、融液となる原料の量600ｇ、融
液に添加すべきSiの量90mg、引き上げる単結晶棒
の直径50mm、引上げる単結晶棒の重量450ｇ、酸
化防止用ガス（N2）の圧力70Kg／cm2である。
液に添加すべきSiの量90mg、引き上げる単結晶棒
の直径50mm、引上げる単結晶棒の重量450ｇ、酸
化防止用ガス（N2）の圧力70Kg／cm2である。
その結果、従来方法で製造されたGaP単結晶棒
（10ロツト）には、Siが50〜100ppm含有している
ものは１ロツトもなかつたが、本発明方法で製造
されたGaP単結晶棒（10ロツト）には、Siが50〜
100ppm含有しているものは８ロツトもあり、本
発明方法によれば再現性よく不純物を含有した化
合物半導体が得られることがわかつた。
（10ロツト）には、Siが50〜100ppm含有している
ものは１ロツトもなかつたが、本発明方法で製造
されたGaP単結晶棒（10ロツト）には、Siが50〜
100ppm含有しているものは８ロツトもあり、本
発明方法によれば再現性よく不純物を含有した化
合物半導体が得られることがわかつた。
なお、Si無添加の場合、引上単結晶棒に10ppm
以下のSiを含有しているのに対して本発明方法に
よれば高濃度に不純物を添加することができるこ
とがわかつた。また、従来方法で製造されたGaP
単結晶棒の単結晶化率は最大で30％であつたのに
対し本発明方法で製造されたGaP単結晶棒の単結
晶化率は最大で80％にも達した。因みにSi非添加
の場合、前記と同一条件で製造されたGaP単結晶
棒の単結晶化率は70〜90％である。従つて、本発
明方法によれば、従来方法よりも品質及び歩留り
が著しく向上することがわかる。
以下のSiを含有しているのに対して本発明方法に
よれば高濃度に不純物を添加することができるこ
とがわかつた。また、従来方法で製造されたGaP
単結晶棒の単結晶化率は最大で30％であつたのに
対し本発明方法で製造されたGaP単結晶棒の単結
晶化率は最大で80％にも達した。因みにSi非添加
の場合、前記と同一条件で製造されたGaP単結晶
棒の単結晶化率は70〜90％である。従つて、本発
明方法によれば、従来方法よりも品質及び歩留り
が著しく向上することがわかる。
［発明の効果］
以上の実施例から明らかであるように、この発
明の方法によれば、添加すべき不純物をB2O3中
で無駄に消費させることなく原料融液中に全量を
分散させることができるので、高濃度に不純物を
添加した化合物半導体を高い歩留りで製造するこ
とができ、また、安定した品質の化合物半導体を
製造することができる。
明の方法によれば、添加すべき不純物をB2O3中
で無駄に消費させることなく原料融液中に全量を
分散させることができるので、高濃度に不純物を
添加した化合物半導体を高い歩留りで製造するこ
とができ、また、安定した品質の化合物半導体を
製造することができる。
なお、実施例では、GaP半導体のみについて示
したが、本発明方法はGaAsなど他の化合物半導
体の製造にも適用できることは当然である。
したが、本発明方法はGaAsなど他の化合物半導
体の製造にも適用できることは当然である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 平衡解離圧が高い化合物半導体の原料化合物
を溶融した融液の表面を、該融液とは異なる不活
性液層で覆うとともに該化合物半導体の種結晶体
を該融液中への浸漬状態から該不活性液層の外側
へ所定速度で引き出すことにより、該種結晶体と
同一結晶の化合物半導体製造方法において、 該化合物半導体に添加すべき不純物を該原料化
合物中に予め埋込み封止しておくことを特徴とす
る化合物半導体製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9235983A JPS59223295A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 化合物半導体製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9235983A JPS59223295A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 化合物半導体製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59223295A JPS59223295A (ja) | 1984-12-15 |
| JPH0479999B2 true JPH0479999B2 (ja) | 1992-12-17 |
Family
ID=14052207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9235983A Granted JPS59223295A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 化合物半導体製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59223295A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02146164U (ja) * | 1989-05-10 | 1990-12-12 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5547450B2 (ja) * | 1973-02-03 | 1980-11-29 | ||
| JPH0246315B2 (ja) * | 1981-07-07 | 1990-10-15 | Fuji Car Mfg | Sukuryuupuresu |
-
1983
- 1983-05-27 JP JP9235983A patent/JPS59223295A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59223295A (ja) | 1984-12-15 |
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