JPS58115085A - 半導体結晶の製造方法 - Google Patents
半導体結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS58115085A JPS58115085A JP56211242A JP21124281A JPS58115085A JP S58115085 A JPS58115085 A JP S58115085A JP 56211242 A JP56211242 A JP 56211242A JP 21124281 A JP21124281 A JP 21124281A JP S58115085 A JPS58115085 A JP S58115085A
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- JP
- Japan
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- crystal
- compound semiconductor
- ampule
- boat
- semi
- Prior art date
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- Pending
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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
-
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/42—Gallium arsenide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
に）発明の技術分野
本発明は半導体結晶の製造方法に係り、特に半絶縁性の
高抵抗な化合物半導体結晶の成長方法の改良に関するも
のである。
高抵抗な化合物半導体結晶の成長方法の改良に関するも
のである。
（至）従来技術と問題点
化合物半導体結晶特性の中で、ｙリコンにない特徴の一
つに半絶縁性の高抵抗結晶を成長することが可能である
という仁とがある。近年この特徴を生かした数多くのプ
レーナデパイヌや寄性容量の小さいデバイスが開発され
ている。化合物半導体を半絶縁性化する方法は結晶成長
後得られた結晶内で深い不純物単位を形成し、ドナーあ
るいはアクセプタ不純物を捕獲して、電子あるいは正孔
から々るキャリヤを無くするものでおる。ｔた結晶中に
深い不純物準位を形成する方法としては、結晶成長時に
重金属等からなる不純物をドーピングして半絶縁化する
ものである。
つに半絶縁性の高抵抗結晶を成長することが可能である
という仁とがある。近年この特徴を生かした数多くのプ
レーナデパイヌや寄性容量の小さいデバイスが開発され
ている。化合物半導体を半絶縁性化する方法は結晶成長
後得られた結晶内で深い不純物単位を形成し、ドナーあ
るいはアクセプタ不純物を捕獲して、電子あるいは正孔
から々るキャリヤを無くするものでおる。ｔた結晶中に
深い不純物準位を形成する方法としては、結晶成長時に
重金属等からなる不純物をドーピングして半絶縁化する
ものである。
現在、化合物半導体結晶、例えばガリウム砒素（ＧａＡ
８）の半絶縁性結晶を作製するには２つの方法があゐ。
８）の半絶縁性結晶を作製するには２つの方法があゐ。
すなわち一つはチョコヲｐスキー法（ＣＺ法）と呼ばれ
る融液から結晶を引上げ成長する方法である。他は水平
ブリッジマン法（ＨＢ法）といって、水平に設置された
融液Ｋａ１度勾配を設け、一端から成長していく方法で
ある。いずれの方法も結晶成長時に重金属、例えばクロ
ム（ｃｒ）。
る融液から結晶を引上げ成長する方法である。他は水平
ブリッジマン法（ＨＢ法）といって、水平に設置された
融液Ｋａ１度勾配を設け、一端から成長していく方法で
ある。いずれの方法も結晶成長時に重金属、例えばクロ
ム（ｃｒ）。
−ｒｙガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｆ３）、 ＝”／ケ、＋（
Ｎｉ）等の不純物をドーピングして半絶縁化するもので
あるが、Ｖリコン結晶は殆んどＣ２法によって作られて
おり、無転位の結晶成長が可能である。こ門に対しＧａ
ＡＳの結晶成員の場合、Ｃ２法で成長させたものはＨＢ
法で成長させたものに比べて転位密度が格段に高い。し
かしながらＨＢ法はＣ２法のように高抵抗化できない欠
点があった。
Ｎｉ）等の不純物をドーピングして半絶縁化するもので
あるが、Ｖリコン結晶は殆んどＣ２法によって作られて
おり、無転位の結晶成長が可能である。こ門に対しＧａ
ＡＳの結晶成員の場合、Ｃ２法で成長させたものはＨＢ
法で成長させたものに比べて転位密度が格段に高い。し
かしながらＨＢ法はＣ２法のように高抵抗化できない欠
点があった。
（０） 発明の目的
本発明は前述の点に鑑みなされたもので、転位密度が低
くかつ半絶縁性の高抵抗の化合物半導体結晶を成長させ
ることのできる半導体結晶の製造方法の提供を目的とす
るものである。
くかつ半絶縁性の高抵抗の化合物半導体結晶を成長させ
ることのできる半導体結晶の製造方法の提供を目的とす
るものである。
… 発明の構成
本発明は、水平ブリッジマン法による化合物半導体結晶
の成長方法であって、結晶成長させるべき化合物半導体
と結晶水を含んだボロンオキサイド（Ｂａｓｓ・ｎＨ１
０）とを石英ボート内に入れ、当該石英ボーＦをアンプ
μ内に真空封止した状態で、所定の温度勾配を有す石成
長炉内において化合物半導体結晶を成長させるようにし
たことを特徴とするものである。
の成長方法であって、結晶成長させるべき化合物半導体
と結晶水を含んだボロンオキサイド（Ｂａｓｓ・ｎＨ１
０）とを石英ボート内に入れ、当該石英ボーＦをアンプ
μ内に真空封止した状態で、所定の温度勾配を有す石成
長炉内において化合物半導体結晶を成長させるようにし
たことを特徴とするものである。
以下本発明による半導体結晶の製造方法につき図面を参
照して説明する。
照して説明する。
第１図および第２図は本発明による化合物半導体結晶の
成長方法を説明するための概念的に示した要部正面図で
あり、第８図は成長炉内の温度プロフィルを示す図であ
って横軸は炉の長さ方向を示し縦軸は温度を示す。
成長方法を説明するための概念的に示した要部正面図で
あり、第８図は成長炉内の温度プロフィルを示す図であ
って横軸は炉の長さ方向を示し縦軸は温度を示す。
まず第１図に示すように石英ボート１内に結晶成長させ
るべき化合物半導体として塊状の多結晶ＧａＡ３２をＬ
５峙ｒ入れる。また同時にその石英ボート１の中へ結晶
水を含んだボロンオキサイド（Ｂ２ｔａ −ｎＨｚｏ）
＋３を２００ｆｒ入れ、さらに石英ボートｌの一端に種
結晶４を設置しておく。そして第２図に示すように前記
石英ボート１をアンプＡ１５内に真空封止する。
るべき化合物半導体として塊状の多結晶ＧａＡ３２をＬ
５峙ｒ入れる。また同時にその石英ボート１の中へ結晶
水を含んだボロンオキサイド（Ｂ２ｔａ −ｎＨｚｏ）
＋３を２００ｆｒ入れ、さらに石英ボートｌの一端に種
結晶４を設置しておく。そして第２図に示すように前記
石英ボート１をアンプＡ１５内に真空封止する。
次に前記アンプ／Ｉ１５を第８図に示すような温度Ｔｌ
（１８００℃）およびＴｉ（９５０℃）の温度差のつい
た成長炉（図示を省略する）内に入れて、種結晶鳴の融
液側が溶融するよう温度勾配のある位置に設置する。そ
してアンプＩｖ５を０２〜０．８ ｍ、／６＋の速度で
低温度側つまシ温度Ｔ２側へ水平移動させて結晶成長を
行うのである。かくしてＨＢ法（水平ブリッジマン法）
で半絶縁性の高抵抗なＧａＡＳ結晶を作製することがで
きるのである。
（１８００℃）およびＴｉ（９５０℃）の温度差のつい
た成長炉（図示を省略する）内に入れて、種結晶鳴の融
液側が溶融するよう温度勾配のある位置に設置する。そ
してアンプＩｖ５を０２〜０．８ ｍ、／６＋の速度で
低温度側つまシ温度Ｔ２側へ水平移動させて結晶成長を
行うのである。かくしてＨＢ法（水平ブリッジマン法）
で半絶縁性の高抵抗なＧａＡＳ結晶を作製することがで
きるのである。
前述の方法によって作製された〇ａＡ８結晶が半絶縁性
化されるのは次の理由による、すなわち、現在精製でき
る多結晶ＧａＡｓにはどうしてもＣｒ。
化されるのは次の理由による、すなわち、現在精製でき
る多結晶ＧａＡｓにはどうしてもＣｒ。
Ｍｎ 、Ｆｅ 、Ｎｉその他の重金属が不純物としてＩ
ＸＩ Ｏ１シー程度残留することは避けられないのが
実状である。・一方結晶成長中には石英ボートから１〜
５Ｘ１０１６／ａｌのＳｌが溶は出す。そしてその溶は
出し九Ｓ１の一部はボロンオキサイド中の結晶水の酸素
と化合して、ＳｉＯあるいはＳ１０怠を形成し、成長結
晶外へ放出されてアンプμの内壁面に付着する。その結
果、成長結晶中の両性不純物であるＳｌの濃度が低下す
る。このように結晶中の両性不純物Ｓ１の濃度が低下し
た所を、残留している深い不純物単位を形成する不純物
（Ｃｒ。
ＸＩ Ｏ１シー程度残留することは避けられないのが
実状である。・一方結晶成長中には石英ボートから１〜
５Ｘ１０１６／ａｌのＳｌが溶は出す。そしてその溶は
出し九Ｓ１の一部はボロンオキサイド中の結晶水の酸素
と化合して、ＳｉＯあるいはＳ１０怠を形成し、成長結
晶外へ放出されてアンプμの内壁面に付着する。その結
果、成長結晶中の両性不純物であるＳｌの濃度が低下す
る。このように結晶中の両性不純物Ｓ１の濃度が低下し
た所を、残留している深い不純物単位を形成する不純物
（Ｃｒ。
Ｍｎ、 Ｆｅ、 Ｎｉ等）で残留している浅い不純物準
位を形成する不純物、つまりＳｌを補償した結果、成長
した結晶が高抵抗、半絶縁性化するのである。
位を形成する不純物、つまりＳｌを補償した結果、成長
した結晶が高抵抗、半絶縁性化するのである。
かくしてＨＢ法で半絶縁性の高抵抗のＧａＡＳ結晶が作
製できる。
製できる。
（ｆ） 発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明によれば、ＨＢ法
で半絶縁性の高抵抗な化合物半導体結晶を成長させるこ
とができ、転位密度が低く、かつ半絶縁性の高抵抗化合
物半導体結晶を容易に作製できる利点を有する。
で半絶縁性の高抵抗な化合物半導体結晶を成長させるこ
とができ、転位密度が低く、かつ半絶縁性の高抵抗化合
物半導体結晶を容易に作製できる利点を有する。
第１図および第２図は本発明による化合物半導体結晶の
成長方法を説明するための概念的に示した要部正面図、
第３図は成長炉内の温度プロフィＡ／′ｆ：示す図であ
る。１；石英ボート、２：塊状の多結晶ガリウム砒素、
８：結晶水を含んだボロンオキサイド（Ｂ２０３−ｎＨ
ｇｏ）、４：種結晶、ｂ：アンプμ。
成長方法を説明するための概念的に示した要部正面図、
第３図は成長炉内の温度プロフィＡ／′ｆ：示す図であ
る。１；石英ボート、２：塊状の多結晶ガリウム砒素、
８：結晶水を含んだボロンオキサイド（Ｂ２０３−ｎＨ
ｇｏ）、４：種結晶、ｂ：アンプμ。
Claims (1)
- 水平プリツレマン法による化合物半導体結晶の成長方法
であって、結晶成長させるべき化合物半導体と結晶水を
含んだボリンオキサイド（Ｂ１０３・ｎＨａｏ）とを石
英ボード内に入れ、当該石英ボーＦをアンプル内に真空
封止し良状態で、所定の温度勾配を有する成長炉内にお
いて化合物半導体結晶を成員させるようにしたことを特
徴とする半導体結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56211242A JPS58115085A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56211242A JPS58115085A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58115085A true JPS58115085A (ja) | 1983-07-08 |
Family
ID=16602637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56211242A Pending JPS58115085A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58115085A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0529963A3 (ja) * | 1991-08-22 | 1995-06-14 | Texas Instruments Inc |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP56211242A patent/JPS58115085A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0529963A3 (ja) * | 1991-08-22 | 1995-06-14 | Texas Instruments Inc |
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