JPS6116756B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6116756B2 JPS6116756B2 JP5160381A JP5160381A JPS6116756B2 JP S6116756 B2 JPS6116756 B2 JP S6116756B2 JP 5160381 A JP5160381 A JP 5160381A JP 5160381 A JP5160381 A JP 5160381A JP S6116756 B2 JPS6116756 B2 JP S6116756B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- liquid phase
- quartz
- phase growth
- gaas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- 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】
本発明は半導体材料の製造に用いる、所望材料
の融液ないし所望材料を含む溶液をれる溶器に関
するものである。
の融液ないし所望材料を含む溶液をれる溶器に関
するものである。
半導体素子基板として用いる半導体材料は所定
の不純物を導入し、または導入せず、所望の比抵
抗に制御する必要がある。このためには、所定不
純物以外の不純物（以下、残留不純物）の当該結
晶中への混入を可能な限り減らすことが重要であ
る。このことは残留不純物の析出による素子特性
劣化の防止のためにも必要なことである。半導体
材料の製造方法のうち、所望材料の融液あるいは
所望材料を含む溶液からの結晶成長方法、すなわ
ち、いわゆる液相成長法においては、これら液相
への容器からの残留不純物混入が第一に問題とな
るため、従来より種々の材質、構造の容器が考え
られている。これらはたとえば石英、カーボン、
アルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、あるいは石
英ないしはカーボン容器内壁に炭化ケイ素、窒化
ケイ素を被覆したもの等がある。しかし工業的に
は経済性、容器材質純度の面から主に石英容器が
用いられている。現在工業的に多量生産されてい
るSi，Ge，GaP，InP，GaAs等の半導体材料の液
相成長法による製造には石英容器が使用されてい
るが、石英容器には石英と液相半導体材料との反
応によりSiおよび酸素が液相半導体材料中に溶け
込む結果、半導体結晶中にはSiおよび酸素が残留
不純物として混入しており、これら残留不純物が
素子特性の劣化を生起したり、所望比抵抗結晶の
製造を困難にしているという欠点がある。また、
高純度結晶を得るためには高純度石英容器を使用
する必要があるため、高価であるという欠点もあ
る。一方、B2O3は現在化合物半導体の引上げ法
による単結晶成長法において、高分解圧成分の蒸
発を抑えるカプセル剤として用いられている化学
的に非常に安定なガラス物質であるが、融点が
300〜500℃と低いために半導体材料の液相の容器
として用いることはできないという欠点がある。
の不純物を導入し、または導入せず、所望の比抵
抗に制御する必要がある。このためには、所定不
純物以外の不純物（以下、残留不純物）の当該結
晶中への混入を可能な限り減らすことが重要であ
る。このことは残留不純物の析出による素子特性
劣化の防止のためにも必要なことである。半導体
材料の製造方法のうち、所望材料の融液あるいは
所望材料を含む溶液からの結晶成長方法、すなわ
ち、いわゆる液相成長法においては、これら液相
への容器からの残留不純物混入が第一に問題とな
るため、従来より種々の材質、構造の容器が考え
られている。これらはたとえば石英、カーボン、
アルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、あるいは石
英ないしはカーボン容器内壁に炭化ケイ素、窒化
ケイ素を被覆したもの等がある。しかし工業的に
は経済性、容器材質純度の面から主に石英容器が
用いられている。現在工業的に多量生産されてい
るSi，Ge，GaP，InP，GaAs等の半導体材料の液
相成長法による製造には石英容器が使用されてい
るが、石英容器には石英と液相半導体材料との反
応によりSiおよび酸素が液相半導体材料中に溶け
込む結果、半導体結晶中にはSiおよび酸素が残留
不純物として混入しており、これら残留不純物が
素子特性の劣化を生起したり、所望比抵抗結晶の
製造を困難にしているという欠点がある。また、
高純度結晶を得るためには高純度石英容器を使用
する必要があるため、高価であるという欠点もあ
る。一方、B2O3は現在化合物半導体の引上げ法
による単結晶成長法において、高分解圧成分の蒸
発を抑えるカプセル剤として用いられている化学
的に非常に安定なガラス物質であるが、融点が
300〜500℃と低いために半導体材料の液相の容器
として用いることはできないという欠点がある。
本発明は上記の事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、半導体材料の液相
成長するに際し、高純度の結晶を安価に製造する
ための液相成長用容器を提供することにある。
で、その目的とするところは、半導体材料の液相
成長するに際し、高純度の結晶を安価に製造する
ための液相成長用容器を提供することにある。
したがつて、本発明による半導体材料の液相成
長用容器は、外周容器の少なくとも内壁表面が粘
度を増加させた三酸化ホウ素多成分物質であるこ
とを特徴とするものである。
長用容器は、外周容器の少なくとも内壁表面が粘
度を増加させた三酸化ホウ素多成分物質であるこ
とを特徴とするものである。
また、本発明による第二の半導体材料の液相成
長用容器は、外周容器の少なくとも内壁表面が粘
度を増加させた三酸化ホウ素多成分物質であり、
この多成分物質上に、さらに三酸化ホウ素を被覆
したことを特徴とするものである。
長用容器は、外周容器の少なくとも内壁表面が粘
度を増加させた三酸化ホウ素多成分物質であり、
この多成分物質上に、さらに三酸化ホウ素を被覆
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材料の液相成長用容
器の実施例を説明する。なお、説明の便宜上、本
発明による第二の発明の実施例より先に説明す
る。
器の実施例を説明する。なお、説明の便宜上、本
発明による第二の発明の実施例より先に説明す
る。
第１図及び第２図は直接合成高圧（Liguid
Encapsulated Czochralski：LEC）法によるガ
リウム・ヒ素単結晶（GaAs単結晶）製造に適用
したときの本発明による液相成長用容器の概略断
面図であり、図中、１はカプセル剤（B2O3）、２
はガリウムメルト、３はヒ素、４は石英容器、５
はSiO2またはＡ2O3を添加し、粘度を増加させ
たB2O3層、６はB2O3層、７はGaAsメルト、８は
GaAs単結晶である。
Encapsulated Czochralski：LEC）法によるガ
リウム・ヒ素単結晶（GaAs単結晶）製造に適用
したときの本発明による液相成長用容器の概略断
面図であり、図中、１はカプセル剤（B2O3）、２
はガリウムメルト、３はヒ素、４は石英容器、５
はSiO2またはＡ2O3を添加し、粘度を増加させ
たB2O3層、６はB2O3層、７はGaAsメルト、８は
GaAs単結晶である。
第１図及び第２図より明かなように、石英外周
容器４の内壁はB2O3層６および粘度調整B2O3層
５により内側より順次被覆されており、この容器
４内にはGaAs単結晶を成長させる材料であるガ
リウムメルト２及びヒ素３が入れられている。ガ
リウムメルト２およびヒ素３上にあるのはカプセ
ル剤１である。
容器４の内壁はB2O3層６および粘度調整B2O3層
５により内側より順次被覆されており、この容器
４内にはGaAs単結晶を成長させる材料であるガ
リウムメルト２及びヒ素３が入れられている。ガ
リウムメルト２およびヒ素３上にあるのはカプセ
ル剤１である。
なお、B2O3及び石英は共にガラス状物質であ
るため加熱することにより石英容器４上にB2O3
層５及び６を容易に被覆しえる。
るため加熱することにより石英容器４上にB2O3
層５及び６を容易に被覆しえる。
このような液相成長用容器により単結晶を成長
させるには、容器４内を加熱し、ガリウムメルト
２と共にヒ素３及びカプセル剤１を溶融して
GaAsメルト７を合成さる。GaAsメルト７を合成
した後、第２図に示すように種結晶（図示せず）
を前記GaAsメルト７に接触させてGaAs単結晶８
を形成せしめる。これらの過程において、GaAs
単結晶８中で浅いドナーレベルをつくる不純物で
あり、ドープ材として用いられることもあるSi
（特にMOSFETをイオンインプラで作製するため
の半絶縁性基板としては極力混入を避けねばなら
ない不純物である）は、GaxAs(1-x)（ただし、
Ｘ＝１〜0.5）溶液（ガリウムメルトとGaAsメル
トの中間状態のもの）がGaAsメルト７の合成初
期（室温）〜合成完了時（約1250℃）まで直接石
英容器４と接触することがないので、GaAs単結
晶８中に混入することはなくなる。即ち、従来の
ように石英ルツボを用いる方法ではガリウムメル
トと石英の反応性が高いため、Siの混入を防止す
ることは困難であつたが、本発明による液相成長
用容器によれば、室温〜300℃ないし500℃までは
B2O3層５のB2O3が、それ以上の温度では粘度を
向上させたB2O3層６の粘度調整B2O3層がカプセ
ル剤１と同様に溶液の周囲を被い石英容器４と溶
液との接触を防止するのである。
させるには、容器４内を加熱し、ガリウムメルト
２と共にヒ素３及びカプセル剤１を溶融して
GaAsメルト７を合成さる。GaAsメルト７を合成
した後、第２図に示すように種結晶（図示せず）
を前記GaAsメルト７に接触させてGaAs単結晶８
を形成せしめる。これらの過程において、GaAs
単結晶８中で浅いドナーレベルをつくる不純物で
あり、ドープ材として用いられることもあるSi
（特にMOSFETをイオンインプラで作製するため
の半絶縁性基板としては極力混入を避けねばなら
ない不純物である）は、GaxAs(1-x)（ただし、
Ｘ＝１〜0.5）溶液（ガリウムメルトとGaAsメル
トの中間状態のもの）がGaAsメルト７の合成初
期（室温）〜合成完了時（約1250℃）まで直接石
英容器４と接触することがないので、GaAs単結
晶８中に混入することはなくなる。即ち、従来の
ように石英ルツボを用いる方法ではガリウムメル
トと石英の反応性が高いため、Siの混入を防止す
ることは困難であつたが、本発明による液相成長
用容器によれば、室温〜300℃ないし500℃までは
B2O3層５のB2O3が、それ以上の温度では粘度を
向上させたB2O3層６の粘度調整B2O3層がカプセ
ル剤１と同様に溶液の周囲を被い石英容器４と溶
液との接触を防止するのである。
次に本発明による第一の発明の液相成長用容器
の一実施例について説明する。第３図及び第４図
はHB（Horizonal Bridqeman）法によるGaAs単
結晶の製造に適用した実施例の概略断面図であ
り、図中、４，５，７は第１図及び第２図と同様
のものを示し、９はGaxAs(1-x)溶液（ただしＸ
＝１〜0.5）、１０は種結晶である。
の一実施例について説明する。第３図及び第４図
はHB（Horizonal Bridqeman）法によるGaAs単
結晶の製造に適用した実施例の概略断面図であ
り、図中、４，５，７は第１図及び第２図と同様
のものを示し、９はGaxAs(1-x)溶液（ただしＸ
＝１〜0.5）、１０は種結晶である。
この第３図及び第４図より明かなように、石英
容器４の内壁は粘度を向上させたB2O3層５によ
り被覆されている。さらに、容器４には種結晶１
０が備えられていると共に、GaxAs(1-x)溶液９
が入れてある。
容器４の内壁は粘度を向上させたB2O3層５によ
り被覆されている。さらに、容器４には種結晶１
０が備えられていると共に、GaxAs(1-x)溶液９
が入れてある。
HB法においてはGaxAs(1-x)溶液９あるいは
GaAsメルト７上はヒ素蒸気と接触させるため自
由空間でなければならない。第３図及び第４図は
それぞれ合成初期、合成終了後結晶成長時の様子
を示したものであるが、GaxAs(1-x)溶液９及び
GaAsメルト７は高粘度に調整されたB2O3層５と
接触しており、石英ボート４と接触していないの
で結晶中へのSiの混入を防ぐことができる。
GaAsメルト７上はヒ素蒸気と接触させるため自
由空間でなければならない。第３図及び第４図は
それぞれ合成初期、合成終了後結晶成長時の様子
を示したものであるが、GaxAs(1-x)溶液９及び
GaAsメルト７は高粘度に調整されたB2O3層５と
接触しており、石英ボート４と接触していないの
で結晶中へのSiの混入を防ぐことができる。
成長温度は約1238℃であるが、B2O3被覆５は
高粘度に調整されているため、GaAsメルト７表
面を覆うことなく、成長中GaAsメルト７はヒ素
蒸気圧と平衡を保つことができる。つまり従来の
HB法の手順と何等かわるところなくSi混入の少
ない結晶を得ることができる。
高粘度に調整されているため、GaAsメルト７表
面を覆うことなく、成長中GaAsメルト７はヒ素
蒸気圧と平衡を保つことができる。つまり従来の
HB法の手順と何等かわるところなくSi混入の少
ない結晶を得ることができる。
以上、本発明による実施例を説明したが、本発
明はこれに限定されるものではない。たとえば外
周容器４としては石英容器（ボート）以外に、カ
ーボン、アルミナ、金属等の従来半導体液相成長
に用いられた材料により製造された容器であつて
もよいのは明かである。しかしながら、B2O3の
被覆の容易性により石英であるのが好ましい。ま
た、実施例においては、B2O3層および粘度調整
B2O3層を設けたもの及び粘度調整B2O3層を設け
たものを示したが、容器自体を粘度を調整した
B2O3を主成分とする多成分物質で製造すること
もできる。
明はこれに限定されるものではない。たとえば外
周容器４としては石英容器（ボート）以外に、カ
ーボン、アルミナ、金属等の従来半導体液相成長
に用いられた材料により製造された容器であつて
もよいのは明かである。しかしながら、B2O3の
被覆の容易性により石英であるのが好ましい。ま
た、実施例においては、B2O3層および粘度調整
B2O3層を設けたもの及び粘度調整B2O3層を設け
たものを示したが、容器自体を粘度を調整した
B2O3を主成分とする多成分物質で製造すること
もできる。
また粘度の調整のためB2O3に添加される粘度
調整剤としては種々の条件により機能的に定める
ことができる。たとえばＡ2O3，SiO2の一種以
上をあげることができる。
調整剤としては種々の条件により機能的に定める
ことができる。たとえばＡ2O3，SiO2の一種以
上をあげることができる。
また、実施例においてはGaAsの直接合成LEC
法およびHB法による製造について行なつたが、
本発明による容器は、以上説明した主旨から、半
導体材料の液相成長による製造方法において高純
度結晶を安価に得ることのできる容器として利用
することができる。
法およびHB法による製造について行なつたが、
本発明による容器は、以上説明した主旨から、半
導体材料の液相成長による製造方法において高純
度結晶を安価に得ることのできる容器として利用
することができる。
以上説明したようにB2O3あるいはＡ2O3等の
異種物質を所定量混入し粘度を調整したB2O3主
成分とする多成分物質を石英容器内壁に被覆する
ことまた容器自身として用いることにより、半導
体材料の液相は化学的に非常に安定なB2O3ある
いは粘度を調整したB2O3とのみ接触し、石英等
の容器との接触を避けることができるから、高純
度の半導体結晶を得ることができるという利点が
ある。さらに、たとえば石英容器を用いる場合、
石英部分は現在のような高純度石英を用いる必要
がなく、またB2O3被覆も容易なため安価である
という利点がある。
異種物質を所定量混入し粘度を調整したB2O3主
成分とする多成分物質を石英容器内壁に被覆する
ことまた容器自身として用いることにより、半導
体材料の液相は化学的に非常に安定なB2O3ある
いは粘度を調整したB2O3とのみ接触し、石英等
の容器との接触を避けることができるから、高純
度の半導体結晶を得ることができるという利点が
ある。さらに、たとえば石英容器を用いる場合、
石英部分は現在のような高純度石英を用いる必要
がなく、またB2O3被覆も容易なため安価である
という利点がある。
第１図及び第２図は本発明による液相成長用容
器の一実施例の概略断面図、第３図及び第４図は
他の実施例の概略断面図である。 １……カプセル剤（B2O3）、２……ガリウムメ
ルト、３……ヒ素、４……石英容器、５……粘度
を調整したB2O3層、６……B2O3層、６……B2O3
層、７……GaAsメルト、８……GaAs結晶、９…
…GaxAs(1-x)（Ｘ＝１〜0.5）溶液、１０……
GaAs種子結晶。
器の一実施例の概略断面図、第３図及び第４図は
他の実施例の概略断面図である。 １……カプセル剤（B2O3）、２……ガリウムメ
ルト、３……ヒ素、４……石英容器、５……粘度
を調整したB2O3層、６……B2O3層、６……B2O3
層、７……GaAsメルト、８……GaAs結晶、９…
…GaxAs(1-x)（Ｘ＝１〜0.5）溶液、１０……
GaAs種子結晶。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 外周容器の少なくとも内壁表面が粘度を増加
させた三酸化ホウ素多成分物質であることを特徴
とする半導体材料の液相成長用容器。 ２ 前記内壁に粘度を増加させた三酸化ホウ素多
成分物質を被覆したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体材料の液相成長用容器。 ３ 前記内壁は粘度を増加させた三酸化ホウ素多
成分物質であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の半導体材料の液相成長用容器。 ４ 外周容器の少なくとも内壁表面が粘度を増加
させた三酸化ホウ素多成分物質であり、この多成
分物質上に、さらに三酸化ホウ素を被覆したこと
を特徴とする半導体材料の液相成長用容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5160381A JPS57166400A (en) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | Vessel for liquid-phase growing of semiconductor material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5160381A JPS57166400A (en) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | Vessel for liquid-phase growing of semiconductor material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57166400A JPS57166400A (en) | 1982-10-13 |
| JPS6116756B2 true JPS6116756B2 (ja) | 1986-05-01 |
Family
ID=12891469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5160381A Granted JPS57166400A (en) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | Vessel for liquid-phase growing of semiconductor material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57166400A (ja) |
-
1981
- 1981-04-06 JP JP5160381A patent/JPS57166400A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57166400A (en) | 1982-10-13 |
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