JPH06128097A - 砒化ガリウム単結晶の製造方法 - Google Patents
砒化ガリウム単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPH06128097A JPH06128097A JP4284198A JP28419892A JPH06128097A JP H06128097 A JPH06128097 A JP H06128097A JP 4284198 A JP4284198 A JP 4284198A JP 28419892 A JP28419892 A JP 28419892A JP H06128097 A JPH06128097 A JP H06128097A
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- JP
- Japan
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- crystal
- gallium arsenide
- single crystal
- arsenide single
- producing
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- Pending
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】結晶の下半部からテール部の転位密度を低減し
てウエハ歩留りを向上することのできる砒化ガリウム単
結晶の製造方法を提供する。 【構成】温度が所定の許容温度幅内の結晶の引き上げ温
度に制御された砒化ガリウム溶液に種結晶を接触して引
き上げ、砒化ガリウムの単結晶を生成する砒化ガリウム
単結晶の製造方法において、砒化ガリウム単結晶の直胴
部の生成完了後に、液面温度を許容温度幅内に安定化し
つつ徐々に昇温し、同時に直胴部単結晶の引き上げ速度
と同じ速度で結晶を引き上げて結晶のテール部を形成す
るようにする。
てウエハ歩留りを向上することのできる砒化ガリウム単
結晶の製造方法を提供する。 【構成】温度が所定の許容温度幅内の結晶の引き上げ温
度に制御された砒化ガリウム溶液に種結晶を接触して引
き上げ、砒化ガリウムの単結晶を生成する砒化ガリウム
単結晶の製造方法において、砒化ガリウム単結晶の直胴
部の生成完了後に、液面温度を許容温度幅内に安定化し
つつ徐々に昇温し、同時に直胴部単結晶の引き上げ速度
と同じ速度で結晶を引き上げて結晶のテール部を形成す
るようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は砒化ガリウム単結晶の製
造方法に関わり、とくに品質を向上することのできる砒
化ガリウム単結晶の製造方法に関する。
造方法に関わり、とくに品質を向上することのできる砒
化ガリウム単結晶の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】III-Ｖ族化合物半導体はその単結晶の高
品質化により、高速集積回路、光−電子集積回路やその
他の電子素子に広く用いられるようになってきた。
品質化により、高速集積回路、光−電子集積回路やその
他の電子素子に広く用いられるようになってきた。
【０００３】なかでも、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）には
電子移動度がシリコンに比べて早く、１０7Ω・ｃｍ以
上の比抵抗のウエハが製造容易という特徴がある。
電子移動度がシリコンに比べて早く、１０7Ω・ｃｍ以
上の比抵抗のウエハが製造容易という特徴がある。
【０００４】現在では上記ＧａＡｓの単結晶は主に液体
封止引上法により製造されている。
封止引上法により製造されている。
【０００５】上記液体封止引上法においては、通常１０
〜７０気圧の不活性ガス雰囲気内で、上面を液体封止剤
で被覆され、封止剤との界面が１２３８℃に加熱された
ルツボ内の結晶原料溶液に種結晶を接触させ、ルツボと
種結晶を回転させながら種結晶を通常８〜１２ｍｍ／ｍ
ｉｎの引上速度で引き上げて結晶を成長させ、結晶が所
定の長さに成長すると、種結晶の引上速度を２〜１００
倍に速め、また、原料溶液界面の温度を１ｄｅｇ／ｍｉ
ｎ以上の速さで増加するようにしていた。
〜７０気圧の不活性ガス雰囲気内で、上面を液体封止剤
で被覆され、封止剤との界面が１２３８℃に加熱された
ルツボ内の結晶原料溶液に種結晶を接触させ、ルツボと
種結晶を回転させながら種結晶を通常８〜１２ｍｍ／ｍ
ｉｎの引上速度で引き上げて結晶を成長させ、結晶が所
定の長さに成長すると、種結晶の引上速度を２〜１００
倍に速め、また、原料溶液界面の温度を１ｄｅｇ／ｍｉ
ｎ以上の速さで増加するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記液体封止引上法に
おいては、ルツボ内の結晶原料溶液と封止剤との界面、
結晶原料溶液と引上中の結晶との界面、および結晶内の
温度勾配が大きいため、形成した結晶内に熱応力が生
じ、これが結晶欠陥の一種である転位の発生原因となっ
ていた。
おいては、ルツボ内の結晶原料溶液と封止剤との界面、
結晶原料溶液と引上中の結晶との界面、および結晶内の
温度勾配が大きいため、形成した結晶内に熱応力が生
じ、これが結晶欠陥の一種である転位の発生原因となっ
ていた。
【０００７】とくに、結晶直胴部に比べてテール部にて
転位密度が著しく大きくなっていた。 この原因は、成
長した結晶を結晶原料溶液から切り離す工程において、
結晶の引き上げ速度を通常、結晶の直胴部形成時の速度
より２〜１００倍に速めていたことと、結晶原料溶液の
表面温度を１ｄｅｇ／ｍｉｎ以上の速度で急激に昇温し
ていたことにあった。
転位密度が著しく大きくなっていた。 この原因は、成
長した結晶を結晶原料溶液から切り離す工程において、
結晶の引き上げ速度を通常、結晶の直胴部形成時の速度
より２〜１００倍に速めていたことと、結晶原料溶液の
表面温度を１ｄｅｇ／ｍｉｎ以上の速度で急激に昇温し
ていたことにあった。
【０００８】この結果、結晶の下半部からテール部が蒙
る温度変化が大きくなって熱応力が過大となり、結晶の
下半部からテール部の転位密度を増大させていた。
る温度変化が大きくなって熱応力が過大となり、結晶の
下半部からテール部の転位密度を増大させていた。
【０００９】このため、結晶の下半部からウエハを取得
できず、他の部分から切り出したウエハの製品歩留まり
が低いという問題があった。
できず、他の部分から切り出したウエハの製品歩留まり
が低いという問題があった。
【００１０】本発明の目的は、上記結晶の下半部からテ
ール部の転位密度を低減することのできる砒化ガリウム
単結晶の製造方法を提供することにある。
ール部の転位密度を低減することのできる砒化ガリウム
単結晶の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、液面温度が所定の許容温度幅内の結晶の引き上げ温
度に制御された砒化ガリウム溶液に種結晶を接触して引
き上げ、砒化ガリウムの単結晶を生成する砒化ガリウム
単結晶の製造方法において、上記砒化ガリウム単結晶の
直胴部の生成完了後に、上記液面温度を上記許容温度幅
内に安定化しつつ徐々に昇温し、同時に上記直胴部単結
晶の引き上げ速度と同じ速度で上記結晶を引き上げて結
晶のテール部を形成するようにする。
に、液面温度が所定の許容温度幅内の結晶の引き上げ温
度に制御された砒化ガリウム溶液に種結晶を接触して引
き上げ、砒化ガリウムの単結晶を生成する砒化ガリウム
単結晶の製造方法において、上記砒化ガリウム単結晶の
直胴部の生成完了後に、上記液面温度を上記許容温度幅
内に安定化しつつ徐々に昇温し、同時に上記直胴部単結
晶の引き上げ速度と同じ速度で上記結晶を引き上げて結
晶のテール部を形成するようにする。
【００１２】
【作用】砒化ガリウム単結晶の直胴部の生成完了後に、
上記液面温度を直胴部生成時の許容温度幅内に安定化し
つつ徐々に昇温して直胴部単結晶の引き上げ速度と同じ
速度で引き上げることにより、結晶のテール部の転位密
度が直胴部の転位密度と同等のレベルにまで低減され
る。
上記液面温度を直胴部生成時の許容温度幅内に安定化し
つつ徐々に昇温して直胴部単結晶の引き上げ速度と同じ
速度で引き上げることにより、結晶のテール部の転位密
度が直胴部の転位密度と同等のレベルにまで低減され
る。
【００１３】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【００１４】ルツボ内にパイロリティック窒化硼素（Ｐ
ＢＮ）に約１２００ｇのＧａＡｓ多結晶原料と液体封止
剤である約１０００ｇの三酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）とを入れ
て高圧容器内に設置し、不活性ガス雰囲気下で加熱して
ＧａＡｓ多結晶を溶液化する。 ついで、ＧａＡｓ溶液
とＢ2Ｏ3との界面温度が１２３８℃になるように調整し
て種結晶をＧａＡｓ溶液に接触させる。
ＢＮ）に約１２００ｇのＧａＡｓ多結晶原料と液体封止
剤である約１０００ｇの三酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）とを入れ
て高圧容器内に設置し、不活性ガス雰囲気下で加熱して
ＧａＡｓ多結晶を溶液化する。 ついで、ＧａＡｓ溶液
とＢ2Ｏ3との界面温度が１２３８℃になるように調整し
て種結晶をＧａＡｓ溶液に接触させる。
【００１５】次いで、種結晶は反時計方向に毎分１０回
転させ、ルツボを時計方向に毎分１５回転させながら種
結晶を１０ｍｍ／時間の速度で引き上げ、２４時間後に
直径約８５ｍｍ，長さ約２４０ｍｍの円柱状の結晶を形
成する。なお、このときの原料溶液表面温度は±０．５
ｄｅｇ／ｍｉｎ以下の変動幅に収まるように制御する。
ついで、結晶を上記１０ｍｍ／時間の速度で引き上げ
つつ、原料溶液表面温度を０．５ｄｅｇ／ｍｉｎの割合
で増加し、この温度上昇分が２５℃に達した時点でこの
温度上昇を停止し、さらに種結晶を１０ｍｍ／時間の速
度で引き上げて２時間後に結晶のテール部を結晶原料か
ら切り離す。
転させ、ルツボを時計方向に毎分１５回転させながら種
結晶を１０ｍｍ／時間の速度で引き上げ、２４時間後に
直径約８５ｍｍ，長さ約２４０ｍｍの円柱状の結晶を形
成する。なお、このときの原料溶液表面温度は±０．５
ｄｅｇ／ｍｉｎ以下の変動幅に収まるように制御する。
ついで、結晶を上記１０ｍｍ／時間の速度で引き上げ
つつ、原料溶液表面温度を０．５ｄｅｇ／ｍｉｎの割合
で増加し、この温度上昇分が２５℃に達した時点でこの
温度上昇を停止し、さらに種結晶を１０ｍｍ／時間の速
度で引き上げて２時間後に結晶のテール部を結晶原料か
ら切り離す。
【００１６】このようにして生成したＧａＡｓ短結晶を
長さ方向に切断して転位密度を測定した結果、頭部から
テール部までの転位密度は１×１０4〜５×１０4ｃｍ~2
の範囲内に収まり、十分に良好な値であった。
長さ方向に切断して転位密度を測定した結果、頭部から
テール部までの転位密度は１×１０4〜５×１０4ｃｍ~2
の範囲内に収まり、十分に良好な値であった。
【００１７】なお、上記本発明による単結晶の製造方法
は同様な液体封止法を用いるＩｎＰ単結晶やＧａＰ単結
晶の製造にも同様に適用することができる。
は同様な液体封止法を用いるＩｎＰ単結晶やＧａＰ単結
晶の製造にも同様に適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明により、生成した単結晶テール部
の転位密度を直胴部の転位密度と同等のレベルにまで低
減することができるので、直胴部の下半分の良品ウエハ
取得率（歩留まり）を大幅に向上することができる。
の転位密度を直胴部の転位密度と同等のレベルにまで低
減することができるので、直胴部の下半分の良品ウエハ
取得率（歩留まり）を大幅に向上することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】液面温度が所定の許容温度幅内の結晶の引
き上げ温度に制御された砒化ガリウム溶液に種結晶を接
触して引き上げ、砒化ガリウムの単結晶を生成する砒化
ガリウム単結晶の製造方法において、上記砒化ガリウム
単結晶の直胴部の生成完了後に、上記液面温度を上記許
容温度幅内に安定化しつつ徐々に昇温し、同時に上記直
胴部単結晶の引き上げ速度と同じ速度で上記結晶を引き
上げて結晶のテール部を形成するようにしたことを特徴
とする砒化ガリウム単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284198A JPH06128097A (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | 砒化ガリウム単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284198A JPH06128097A (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | 砒化ガリウム単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128097A true JPH06128097A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17675439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4284198A Pending JPH06128097A (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | 砒化ガリウム単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06128097A (ja) |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP4284198A patent/JPH06128097A/ja active Pending
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