JPS6111920B2 - - Google Patents
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- JPS6111920B2 JPS6111920B2 JP57050032A JP5003282A JPS6111920B2 JP S6111920 B2 JPS6111920 B2 JP S6111920B2 JP 57050032 A JP57050032 A JP 57050032A JP 5003282 A JP5003282 A JP 5003282A JP S6111920 B2 JPS6111920 B2 JP S6111920B2
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- crystal
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- 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
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
この発明は高純度の半絶縁性ガリウム砒素
（GaAs）単結晶の製造方法に関する。 高純度のGaAs単結晶は比抵抗値が10-6Ω・cm
以上の半絶縁性となり、このGaAs結晶を光素子
と電子素子を集積化したオプトエレクトロニツク
集積回路の基板として用いてデバイスを構成する
と、配線などによる浮遊容量を小さくでき、素子
間の分離も容易になるため、集積密度を大きくす
ることができる。 これまで半絶縁性のGaAsの製造方法としては
ボート成長法、低圧封止引き上げ法と高圧封止引
き上げ法（GaとAsからの直接合成法）が知られ
ていた。ボート成長法は大気圧下で行えるが、ボ
ート材料である石英からシリコンが材料に混入し
て比抵抗を下げる。このため、通常クロムを添加
して半絶縁性としている。しかし、クロムの不均
一分布による特性のバラツキや熱処理プロセスで
の特性変化等の問題点がある。また、低圧封止引
き上げ法ではボート成長法で作成したGaAs多結
晶を原料とするため原料純度が低く、クロムの添
加が必要となる。高圧封止引き上げ法はクロムの
添加は不要であるが、高圧下で結晶が作成される
ため、圧力による熱環境の影響により結晶内の欠
陥が多く、液体封止剤や高圧ガス対流の影響で製
造工程が複雑であつた。 本発明は上記実情に鑑み低圧封止引き上げ操作
で、しかもクロム等の不純物を添加することな
く、高純度の半絶縁性CaAs単結晶を容易に再現
性良く製造する方法を提供することを目的とする
ものである。 即ち、低圧封止引き上げ法により半絶縁性
GaAs単結晶を製造する場合、従来法ではクロム
等の添加が必要不可欠であるが、本願発明者等の
研究によればGaAs溶融液中に含まれるシリコン
不純物を除去することによりクロム等の不純物を
添加しなくても所定の半絶縁性GaAs単結晶が得
られること、GaAs溶融液中のシリコン等の不純
物は高圧下でガリウム砒素を加熱溶解した後、所
定時間減圧にすれば溶融液中に含まれる不純物が
圧力変化に応じて発生した気泡に含まれ或は気泡
に付着して除去され、その後従来の低圧封止引き
上げ法に用いられている程度の圧力（５〜30気圧
程度）に昇圧して引き上げ操作を行うようにすれ
ば、除去できることを見出したものである。 そして、本願発明はこのような知見に基いて完
成したもので、本願第１発明はガリウム砒素単結
晶を酸化ボロンを封止剤として用いて引き上げ法
で製造する方法において、高圧下でガリウム砒素
を加熱溶解した後、溶融液中に含まれる不純物を
所定時間減圧して除去し、更に５〜30気圧に昇圧
して引き上げ操作を行うものであり、本願第２発
明は高圧下でガリウム砒素を加熱溶解した後、溶
融液中に含まれる不純物を減圧して除去し、更に
種結晶と溶融液間に電圧を印加して電流値より不
純物濃度を測定し、該溶融液の電流値が定められ
た値に到達したら種結晶引き上げ操作圧力に昇圧
し、種結晶を引き上げ操作を行うものであり、本
願発明によればクロム等の不純物を添加すること
なく、高純度の半絶縁性GaAs単結晶を容易に再
現性良く製造することができる。 本発明を添付の図面に基いて説明すると、第１
図は引き上げ法による単結晶製造装置の一例を示
し、１は高圧容器であつて、この高圧容器１内に
はルツボ３が設置され、このルツボは支持部材４
により回転できるように支持されており、周囲に
設けられた加熱器２により所定の温度に加熱され
る。ルツボ３の上部には先端に種結晶６を備えた
引き上げ軸５が設けられ、この引き上げ軸は回転
すると共に上下動するように構成されている。 上記の装置を用いてGaAs単結晶を製造する場
合、ルツボ３の中にガリウムGaと砒素Asを所望
の組成比の単結晶となるような割合でそれぞれ入
れる。次いで封止剤としてB2O3を溶融したとき
に少くとも10mm以上の厚さの層が形成するような
量を入れる。ルツボに所定量のGa，As，B2O3を
入れたら、ルツボを高圧容器１内に設置し、アル
ゴン、窒素等の不活性ガスを圧入して40〜50気圧
以上の高圧とし、ルツボをGaAsの融点（約1260
℃）以上の温度で加熱する。すると、ルツボ内で
は下部にGaAs溶融液層７が形成し、上部にB2O3
溶融液層８が形成し、このB2O3層が封止剤とな
つてGaAs溶融液の蒸発を防止する。 ルツボ内のGa，As，B2O3が完全に溶融した
ら、種結晶をGaAs溶融液に接触させ、所定の速
度で種結晶を引き上げてGaAs結晶を成長させ
る。この時の容器内の圧力は５〜30気圧の範囲が
好適であり、５気圧以下では多結晶や双晶が発生
し易く、商品としての単結晶の歩留りが低くな
る。一方30気圧以上では単結晶の歩留りは高くな
るが、転位が多くなりまた結晶内分布が不均一に
なる。 しかるに本発明においてはルツボ内の材料が完
全に溶融しGaAs溶融層７とB2O3溶融層８が形成
したら、高圧容器内の圧力を上述の種結晶引き上
げ操作時の圧力よりも低い圧力に降圧する。この
ように容器内の圧力を低くすると、二つの溶融液
の界面にGaAs，As或は混入した不活性ガスによ
り多数の気泡が生成し、B2O3層内を上昇し、降
圧された不活性ガス内に飛散消滅する。GaAs溶
融液中のシリコン等の不純物はこの気泡内に含ま
れ或は気泡に付着し除去されるため、溶融液内の
不純物濃度は減少し、精製が行われる。上記の気
泡の発生は時間の経過と共に少くなり、10〜30分
経過すると気泡が少しづつ発生する安定した状態
となるので、その時の溶融液の品質を測定し、所
定の値に達していたら、高圧容器内を５−30気圧
に昇圧し気泡の発生を抑制して、種結晶を接触さ
せ、引き上げて結晶成長を行う。 容器内の圧力を下げる方法としては、高圧より
急激に下げる方法、時間を掛けて徐々に下げる方
法、階段状に下げる方法、高圧と低圧を複数回往
復させる方法等があるが、余り急激に高圧より低
圧に降下させると気泡が多数発生し、GaAs溶融
液は激しく撹拌された状態となり、不純物は多く
除去され処理時間は短縮できるが、AsまたはGa
が単体で飛散し易くなり、Ga／As比が変化する
等の問題が生じる。また、高圧、低圧を繰返しな
がら圧力を下降する方法は、圧力を形成する不活
性ガスがその都度新鮮なものに代えられるため、
不純物による汚染が抑制される。これまでの検
討、実験等によると、通常10気圧以下にして数分
間気泡を発生させることにより、溶融液の不純物
濃度は半分以下となる。更に、圧力を負圧、１×
10-2トール程度の真空にすると、処理時間は短縮
することができる。 精製処理中におけるGaAs溶融液の不純物濃度
を測定する方法としては、ルツボ３の支持部材４
及び種結晶の引き上げ軸５にリード線９，１０を
接続し、種結晶６をGaAs溶融液７に接触させた
状態で交流電圧を印加する。GaAs溶融液は抵抗
体と見做され、絶縁材料のルツボはコンデンサー
の仂きをなし、溶融液の不純物濃度により抵抗値
が変るので、電流値を検出することにより、溶融
の不純物濃度を知ることができる。一例を第２図
のグラフに基いて説明すると、第１図に示したよ
うな単結晶製造装置において、パイロリテツク窒
化ボロン製ルツボにGa，As，B2O3を所定量を入
れ、高圧容器内に設置し、アルゴンガスを圧入し
て50気圧にし、1300℃に加熱してB2O3溶融層と
GaAs溶融層が形成した時点で、20気圧に降圧
し、種結晶をGaAs溶融液に接触させ、15Vの交
流電圧を印加したらその時の電流値は0.62mAを
示し（第２図のａ点）、圧力を３気圧に一時的に
下げ再び20気圧に戻すことにより、電流値は
0.4mAに下り（ｂ点）、この状態で約９時間30分
放置したら、電流値も一定であり、再び３気圧に
一時的下降し、20気圧に戻すと電流値は0.31mA
となり（ｃ点）、この溶融液より抵抗値が4.5×
108Ω・cmのGaAs単結晶が得られた。このように
圧力を下げる毎に溶融液の抵抗値が上り、不純物
が除去されることが判る。 また上記測定法で測定したGaAs溶融液の電流
値とその溶融液で作成したGaAs単結晶の電気抵
抗値とは第３図の如き関係がある。即ち、結晶成
長直前の電流値が0.725mAの溶融液より作つた単
結晶の抵抗値は約９×104Ω・cmであり、電流値
が0.5mAの溶融液の場合は７×107Ω・cmの抵抗
値を有する単結晶が得られ、更に、電流値が
0.35mAの溶融液では108Ω・cm以上の抵抗値を有
する単結晶が得られた。 従つて、ルツボ内のGaAs溶融液の電流値を測
定しながら、降圧による精製処理を行い、電流値
が目的とする値まで下がない場合は、一旦昇圧し
た後に減圧する等をして精製処理を行い、目的と
する値に達したらGaAs結晶作成に適する圧力ま
で昇圧することにより、所望の抵抗値を有する高
純度に精製されたGaAs単結晶を得ることができ
る。 上記の説明で明らかなように、本発明によれば
GaAs溶融液の存在する雰囲気の圧力を変化させ
るのみで不純物が除去され、半絶縁性のGaAs単
結晶が再現性よく得られることになり、オプトエ
レクトロニクス集積技術の発展に大きな貢献を与
えることとなる。 次に本発明の実施例を述べ具体的に説明する。 第１図に示したような単結晶製造装置を用い、
水平ブリツジマン法により作られたGaAs多結晶
体1000ｇをパイロリテツク窒化ボロン製ツルボに
入れ、その上に含水率150ppmのB2O3を180ｇ入
れた後、高圧容器内に設置し、容器内を１×10-2
トールの真空にし、その後アルゴンガスを圧入し
て40気圧とし、ルツボを1260℃に加熱してGaAs
多結晶体及びB2O3を溶融させた。ルツボ内の材
料が完全に溶融したら20気圧とし、種結晶を
GaAs溶融液に接触させ、15Vの交流電圧を印加
した結果、電流値は0.72mAを示した。この状態
で種結晶を５mm／ｈで引き上げ、直径約50mm長さ
約100mmの単結晶を作成し、電気抵抗を測定した
結果、比抵抗は９×104Ωであつた。 また、20気圧でルツボ内の材料が溶融した時点
で圧力を５気圧にして30分放置した後、再び20気
圧に上げ、種結晶をGaAs溶融液に接触させ、電
圧を印加して電流値を測定したら0.5mAであつ
た。この状態で種結晶を５mm／ｈの速度で引き上
げGaAs単結晶を作り、室温で比抵抗を測定した
結果、5.8×107Ω・cmであつた。 更に、GaAs融液を、従来のLEC法のように60
〜20気圧に昇圧したまま引き上げ操作を行なつた
場合と、本願第１、第２発明のように60〜20気圧
から一旦約１気圧に減圧し、再び昇圧して引き上
げ操作を行なつた場合のGaAs融液の純化度合を
次の表に示す。
（GaAs）単結晶の製造方法に関する。 高純度のGaAs単結晶は比抵抗値が10-6Ω・cm
以上の半絶縁性となり、このGaAs結晶を光素子
と電子素子を集積化したオプトエレクトロニツク
集積回路の基板として用いてデバイスを構成する
と、配線などによる浮遊容量を小さくでき、素子
間の分離も容易になるため、集積密度を大きくす
ることができる。 これまで半絶縁性のGaAsの製造方法としては
ボート成長法、低圧封止引き上げ法と高圧封止引
き上げ法（GaとAsからの直接合成法）が知られ
ていた。ボート成長法は大気圧下で行えるが、ボ
ート材料である石英からシリコンが材料に混入し
て比抵抗を下げる。このため、通常クロムを添加
して半絶縁性としている。しかし、クロムの不均
一分布による特性のバラツキや熱処理プロセスで
の特性変化等の問題点がある。また、低圧封止引
き上げ法ではボート成長法で作成したGaAs多結
晶を原料とするため原料純度が低く、クロムの添
加が必要となる。高圧封止引き上げ法はクロムの
添加は不要であるが、高圧下で結晶が作成される
ため、圧力による熱環境の影響により結晶内の欠
陥が多く、液体封止剤や高圧ガス対流の影響で製
造工程が複雑であつた。 本発明は上記実情に鑑み低圧封止引き上げ操作
で、しかもクロム等の不純物を添加することな
く、高純度の半絶縁性CaAs単結晶を容易に再現
性良く製造する方法を提供することを目的とする
ものである。 即ち、低圧封止引き上げ法により半絶縁性
GaAs単結晶を製造する場合、従来法ではクロム
等の添加が必要不可欠であるが、本願発明者等の
研究によればGaAs溶融液中に含まれるシリコン
不純物を除去することによりクロム等の不純物を
添加しなくても所定の半絶縁性GaAs単結晶が得
られること、GaAs溶融液中のシリコン等の不純
物は高圧下でガリウム砒素を加熱溶解した後、所
定時間減圧にすれば溶融液中に含まれる不純物が
圧力変化に応じて発生した気泡に含まれ或は気泡
に付着して除去され、その後従来の低圧封止引き
上げ法に用いられている程度の圧力（５〜30気圧
程度）に昇圧して引き上げ操作を行うようにすれ
ば、除去できることを見出したものである。 そして、本願発明はこのような知見に基いて完
成したもので、本願第１発明はガリウム砒素単結
晶を酸化ボロンを封止剤として用いて引き上げ法
で製造する方法において、高圧下でガリウム砒素
を加熱溶解した後、溶融液中に含まれる不純物を
所定時間減圧して除去し、更に５〜30気圧に昇圧
して引き上げ操作を行うものであり、本願第２発
明は高圧下でガリウム砒素を加熱溶解した後、溶
融液中に含まれる不純物を減圧して除去し、更に
種結晶と溶融液間に電圧を印加して電流値より不
純物濃度を測定し、該溶融液の電流値が定められ
た値に到達したら種結晶引き上げ操作圧力に昇圧
し、種結晶を引き上げ操作を行うものであり、本
願発明によればクロム等の不純物を添加すること
なく、高純度の半絶縁性GaAs単結晶を容易に再
現性良く製造することができる。 本発明を添付の図面に基いて説明すると、第１
図は引き上げ法による単結晶製造装置の一例を示
し、１は高圧容器であつて、この高圧容器１内に
はルツボ３が設置され、このルツボは支持部材４
により回転できるように支持されており、周囲に
設けられた加熱器２により所定の温度に加熱され
る。ルツボ３の上部には先端に種結晶６を備えた
引き上げ軸５が設けられ、この引き上げ軸は回転
すると共に上下動するように構成されている。 上記の装置を用いてGaAs単結晶を製造する場
合、ルツボ３の中にガリウムGaと砒素Asを所望
の組成比の単結晶となるような割合でそれぞれ入
れる。次いで封止剤としてB2O3を溶融したとき
に少くとも10mm以上の厚さの層が形成するような
量を入れる。ルツボに所定量のGa，As，B2O3を
入れたら、ルツボを高圧容器１内に設置し、アル
ゴン、窒素等の不活性ガスを圧入して40〜50気圧
以上の高圧とし、ルツボをGaAsの融点（約1260
℃）以上の温度で加熱する。すると、ルツボ内で
は下部にGaAs溶融液層７が形成し、上部にB2O3
溶融液層８が形成し、このB2O3層が封止剤とな
つてGaAs溶融液の蒸発を防止する。 ルツボ内のGa，As，B2O3が完全に溶融した
ら、種結晶をGaAs溶融液に接触させ、所定の速
度で種結晶を引き上げてGaAs結晶を成長させ
る。この時の容器内の圧力は５〜30気圧の範囲が
好適であり、５気圧以下では多結晶や双晶が発生
し易く、商品としての単結晶の歩留りが低くな
る。一方30気圧以上では単結晶の歩留りは高くな
るが、転位が多くなりまた結晶内分布が不均一に
なる。 しかるに本発明においてはルツボ内の材料が完
全に溶融しGaAs溶融層７とB2O3溶融層８が形成
したら、高圧容器内の圧力を上述の種結晶引き上
げ操作時の圧力よりも低い圧力に降圧する。この
ように容器内の圧力を低くすると、二つの溶融液
の界面にGaAs，As或は混入した不活性ガスによ
り多数の気泡が生成し、B2O3層内を上昇し、降
圧された不活性ガス内に飛散消滅する。GaAs溶
融液中のシリコン等の不純物はこの気泡内に含ま
れ或は気泡に付着し除去されるため、溶融液内の
不純物濃度は減少し、精製が行われる。上記の気
泡の発生は時間の経過と共に少くなり、10〜30分
経過すると気泡が少しづつ発生する安定した状態
となるので、その時の溶融液の品質を測定し、所
定の値に達していたら、高圧容器内を５−30気圧
に昇圧し気泡の発生を抑制して、種結晶を接触さ
せ、引き上げて結晶成長を行う。 容器内の圧力を下げる方法としては、高圧より
急激に下げる方法、時間を掛けて徐々に下げる方
法、階段状に下げる方法、高圧と低圧を複数回往
復させる方法等があるが、余り急激に高圧より低
圧に降下させると気泡が多数発生し、GaAs溶融
液は激しく撹拌された状態となり、不純物は多く
除去され処理時間は短縮できるが、AsまたはGa
が単体で飛散し易くなり、Ga／As比が変化する
等の問題が生じる。また、高圧、低圧を繰返しな
がら圧力を下降する方法は、圧力を形成する不活
性ガスがその都度新鮮なものに代えられるため、
不純物による汚染が抑制される。これまでの検
討、実験等によると、通常10気圧以下にして数分
間気泡を発生させることにより、溶融液の不純物
濃度は半分以下となる。更に、圧力を負圧、１×
10-2トール程度の真空にすると、処理時間は短縮
することができる。 精製処理中におけるGaAs溶融液の不純物濃度
を測定する方法としては、ルツボ３の支持部材４
及び種結晶の引き上げ軸５にリード線９，１０を
接続し、種結晶６をGaAs溶融液７に接触させた
状態で交流電圧を印加する。GaAs溶融液は抵抗
体と見做され、絶縁材料のルツボはコンデンサー
の仂きをなし、溶融液の不純物濃度により抵抗値
が変るので、電流値を検出することにより、溶融
の不純物濃度を知ることができる。一例を第２図
のグラフに基いて説明すると、第１図に示したよ
うな単結晶製造装置において、パイロリテツク窒
化ボロン製ルツボにGa，As，B2O3を所定量を入
れ、高圧容器内に設置し、アルゴンガスを圧入し
て50気圧にし、1300℃に加熱してB2O3溶融層と
GaAs溶融層が形成した時点で、20気圧に降圧
し、種結晶をGaAs溶融液に接触させ、15Vの交
流電圧を印加したらその時の電流値は0.62mAを
示し（第２図のａ点）、圧力を３気圧に一時的に
下げ再び20気圧に戻すことにより、電流値は
0.4mAに下り（ｂ点）、この状態で約９時間30分
放置したら、電流値も一定であり、再び３気圧に
一時的下降し、20気圧に戻すと電流値は0.31mA
となり（ｃ点）、この溶融液より抵抗値が4.5×
108Ω・cmのGaAs単結晶が得られた。このように
圧力を下げる毎に溶融液の抵抗値が上り、不純物
が除去されることが判る。 また上記測定法で測定したGaAs溶融液の電流
値とその溶融液で作成したGaAs単結晶の電気抵
抗値とは第３図の如き関係がある。即ち、結晶成
長直前の電流値が0.725mAの溶融液より作つた単
結晶の抵抗値は約９×104Ω・cmであり、電流値
が0.5mAの溶融液の場合は７×107Ω・cmの抵抗
値を有する単結晶が得られ、更に、電流値が
0.35mAの溶融液では108Ω・cm以上の抵抗値を有
する単結晶が得られた。 従つて、ルツボ内のGaAs溶融液の電流値を測
定しながら、降圧による精製処理を行い、電流値
が目的とする値まで下がない場合は、一旦昇圧し
た後に減圧する等をして精製処理を行い、目的と
する値に達したらGaAs結晶作成に適する圧力ま
で昇圧することにより、所望の抵抗値を有する高
純度に精製されたGaAs単結晶を得ることができ
る。 上記の説明で明らかなように、本発明によれば
GaAs溶融液の存在する雰囲気の圧力を変化させ
るのみで不純物が除去され、半絶縁性のGaAs単
結晶が再現性よく得られることになり、オプトエ
レクトロニクス集積技術の発展に大きな貢献を与
えることとなる。 次に本発明の実施例を述べ具体的に説明する。 第１図に示したような単結晶製造装置を用い、
水平ブリツジマン法により作られたGaAs多結晶
体1000ｇをパイロリテツク窒化ボロン製ツルボに
入れ、その上に含水率150ppmのB2O3を180ｇ入
れた後、高圧容器内に設置し、容器内を１×10-2
トールの真空にし、その後アルゴンガスを圧入し
て40気圧とし、ルツボを1260℃に加熱してGaAs
多結晶体及びB2O3を溶融させた。ルツボ内の材
料が完全に溶融したら20気圧とし、種結晶を
GaAs溶融液に接触させ、15Vの交流電圧を印加
した結果、電流値は0.72mAを示した。この状態
で種結晶を５mm／ｈで引き上げ、直径約50mm長さ
約100mmの単結晶を作成し、電気抵抗を測定した
結果、比抵抗は９×104Ωであつた。 また、20気圧でルツボ内の材料が溶融した時点
で圧力を５気圧にして30分放置した後、再び20気
圧に上げ、種結晶をGaAs溶融液に接触させ、電
圧を印加して電流値を測定したら0.5mAであつ
た。この状態で種結晶を５mm／ｈの速度で引き上
げGaAs単結晶を作り、室温で比抵抗を測定した
結果、5.8×107Ω・cmであつた。 更に、GaAs融液を、従来のLEC法のように60
〜20気圧に昇圧したまま引き上げ操作を行なつた
場合と、本願第１、第２発明のように60〜20気圧
から一旦約１気圧に減圧し、再び昇圧して引き上
げ操作を行なつた場合のGaAs融液の純化度合を
次の表に示す。
【表】
これによれば、従来のLEC法ではSi濃度の多い
ボート成長法合成の多結晶を原料にした場合、高
純度化に有利なパイロリテツク窒化ボロン
（PBN）製るつぼを用いても、作成GaAs結晶は５
×1015atoms／c.c.以上のSi不純物があり−抵抗の
結晶しかできなかつた。 これに対して本発明の方法では１×108Ω・cm
以上の高抵抗半絶縁性結晶になり、Si不純物濃度
も５×1014atoms／c.c.以下である。しかし、他の
不純物についてはｃが若干減る程度でＳ，Se−
Te，Ｏ，Cr等には著しい変化は認められなかつ
た。
ボート成長法合成の多結晶を原料にした場合、高
純度化に有利なパイロリテツク窒化ボロン
（PBN）製るつぼを用いても、作成GaAs結晶は５
×1015atoms／c.c.以上のSi不純物があり−抵抗の
結晶しかできなかつた。 これに対して本発明の方法では１×108Ω・cm
以上の高抵抗半絶縁性結晶になり、Si不純物濃度
も５×1014atoms／c.c.以下である。しかし、他の
不純物についてはｃが若干減る程度でＳ，Se−
Te，Ｏ，Cr等には著しい変化は認められなかつ
た。
第１図は単結晶製造装置の一例を示す断面図、
第２図はGaAs溶融液の処理経過時間と電流値の
関係を示すグラフ、第３図はGaAs溶融液の電流
値と結晶体にしたときの比抵抗の関係を示すグラ
フ。 図中、１は高圧容器、２は加熱器、３はルツ
ボ、６は種結晶、７はGaAs溶融液、８はB2O3溶
融液である。
第２図はGaAs溶融液の処理経過時間と電流値の
関係を示すグラフ、第３図はGaAs溶融液の電流
値と結晶体にしたときの比抵抗の関係を示すグラ
フ。 図中、１は高圧容器、２は加熱器、３はルツ
ボ、６は種結晶、７はGaAs溶融液、８はB2O3溶
融液である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガリウム砒素単結晶を酸化ボロンを封止剤と
して用いた引き上げ法で製造する方法において、
高圧下でガリウム砒素を加熱溶解した後、溶融液
中に含まれる不純物を所定時間減圧して除去し、
更に５〜30気圧に昇圧して引き上げ操作を行うこ
とを特徴とするガリウム砒素単結晶の製造方法。 ２ ガリウム砒素単結晶を酸化ボロンを封止剤と
して用いた引き上げ法で製造する方法において、
高圧下でガリウム砒素を加熱溶解した後、溶融液
中に含まれる不純物を減圧して除去し、更に種結
晶と溶融液の間に電圧を印加して電流値を測定
し、該溶融液の電流値が定められた値に到達した
ら種結晶引き上げ操作圧力に昇圧し、種結晶を引
き上げて結晶成長を行うことを特徴とするガリウ
ム砒素単結晶の製造方法。 ３ 前記引き上げ操作時の圧力は５〜30気圧であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
単結晶の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57050032A JPS58167500A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
| US06/455,734 US4496424A (en) | 1982-03-30 | 1983-01-05 | Method for manufacture of III-V compound semiconducting single crystal |
| GB08302441A GB2120954B (en) | 1982-03-30 | 1983-01-28 | Reducing impurity levels in pulled single crystals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57050032A JPS58167500A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58167500A JPS58167500A (ja) | 1983-10-03 |
| JPS6111920B2 true JPS6111920B2 (ja) | 1986-04-05 |
Family
ID=12847650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57050032A Granted JPS58167500A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58167500A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4941088B2 (ja) * | 2007-05-14 | 2012-05-30 | 住友金属工業株式会社 | 単結晶の製造方法および製造装置 |
| JP5052493B2 (ja) * | 2008-12-29 | 2012-10-17 | ジャパンスーパークォーツ株式会社 | シリコン単結晶の製造方法 |
| JP5480036B2 (ja) * | 2010-03-03 | 2014-04-23 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | シリコン単結晶の製造方法 |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP57050032A patent/JPS58167500A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58167500A (ja) | 1983-10-03 |
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