JP2001151600A - Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】チョクラルスキー法による単結晶成長で、イン
ゴットの成長方向のキャリア濃度分布を安定化させ、キ
ャリア濃度の制御がなされたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
単結晶および製造方法を提供する。 【解決手段】液体封止剤の酸化ボロンに、シリコン、シ
リコン酸化物またはケイ酸化物の何れか１種以上を、酸
化ボロン中のシリコン原子濃度で０．５〜５重量％とな
るように添加する。
ゴットの成長方向のキャリア濃度分布を安定化させ、キ
ャリア濃度の制御がなされたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
単結晶および製造方法を提供する。 【解決手段】液体封止剤の酸化ボロンに、シリコン、シ
リコン酸化物またはケイ酸化物の何れか１種以上を、酸
化ボロン中のシリコン原子濃度で０．５〜５重量％とな
るように添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液体封止剤として酸
化ボロンを用いたチョクラルスキー法単結晶育成方法に
関し、さらに詳しくは酸化ボロンにシリコン、シリコン
酸化物またはケイ酸化物を添加することにより、単結晶
にシリコンを均一にドーピングする製造方法および作製
された単結晶に関する。
化ボロンを用いたチョクラルスキー法単結晶育成方法に
関し、さらに詳しくは酸化ボロンにシリコン、シリコン
酸化物またはケイ酸化物を添加することにより、単結晶
にシリコンを均一にドーピングする製造方法および作製
された単結晶に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶は、受
光素子、発光素子（ＬＥＤ、ＬＤ）および電子デバイス
（ホール素子、ＦＥＴなど）に用いられる。その際、デ
バイス特性および作製など用途に応じた様々なドーパン
トが使用されている。
光素子、発光素子（ＬＥＤ、ＬＤ）および電子デバイス
（ホール素子、ＦＥＴなど）に用いられる。その際、デ
バイス特性および作製など用途に応じた様々なドーパン
トが使用されている。
【０００３】ｎ型化合物半導体単結晶のドーパントとし
ては、例えばＧａＡｓおよびＧａＰの単結晶育成では、
テルル（以下Ｔｅと略す）、硫黄（以下Ｓと略す）また
はシリコン（以下Ｓｉと略す）が用いられ、ＩｎＰの単
結晶育成の場合はＳまたはスズ（以下Ｓｎと略す）が主
に用いられる。ＧａＰでは、Ｓもドーパントとして用い
られるが、Ｓがエピタキシャル成長層に拡散、混入しＬ
ＥＤの輝度の低下を引き起こすことが経験的にわかって
いるので、現在ではあまり用いられていない。
ては、例えばＧａＡｓおよびＧａＰの単結晶育成では、
テルル（以下Ｔｅと略す）、硫黄（以下Ｓと略す）また
はシリコン（以下Ｓｉと略す）が用いられ、ＩｎＰの単
結晶育成の場合はＳまたはスズ（以下Ｓｎと略す）が主
に用いられる。ＧａＰでは、Ｓもドーパントとして用い
られるが、Ｓがエピタキシャル成長層に拡散、混入しＬ
ＥＤの輝度の低下を引き起こすことが経験的にわかって
いるので、現在ではあまり用いられていない。
【０００４】ｎ型化合物半導体単結晶の育成方法は、通
常液体封止チョクラルスキー法（以下ＬＥＣ法と略す）
が用いられるが、ＧａＡｓでは横型ボート法や縦形ボー
ト法で育成を行うのが主流である。
常液体封止チョクラルスキー法（以下ＬＥＣ法と略す）
が用いられるが、ＧａＡｓでは横型ボート法や縦形ボー
ト法で育成を行うのが主流である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＴｅドープのＩＩＩ−
Ｖ族半導体で例えばＧａＰをＬＥＣ法で引き上げる場
合、メルト内のＴｅは液体封止剤であるＢ2Ｏ3や石英る
つぼやＰＢＮルツボなどと殆ど化学反応しないためノー
マルフリージングの偏析現象のみを考慮したキャリア濃
度制御が可能である。一方、Ｓｉドープの、例えばＧａ
ＰをＬＥＣ法で引き上げる場合は、ドーパントとして添
加するＳｉはその系の中で様々な化学反応を起こすと考
えられている。
Ｖ族半導体で例えばＧａＰをＬＥＣ法で引き上げる場
合、メルト内のＴｅは液体封止剤であるＢ2Ｏ3や石英る
つぼやＰＢＮルツボなどと殆ど化学反応しないためノー
マルフリージングの偏析現象のみを考慮したキャリア濃
度制御が可能である。一方、Ｓｉドープの、例えばＧａ
ＰをＬＥＣ法で引き上げる場合は、ドーパントとして添
加するＳｉはその系の中で様々な化学反応を起こすと考
えられている。
【０００６】まず液体封止剤であるＢ2Ｏ3との反応を考
えると、その反応式は次に示す２つの式が考えられる。
えると、その反応式は次に示す２つの式が考えられる。
【０００７】 ３Ｓｉ＋Ｂ2Ｏ3→３ＳｉＯ＋２Ｂ （１） ３Ｓｉ＋２Ｂ2Ｏ3→３ＳｉＯ2＋４Ｂ （２） 次にＢ2Ｏ3中の水分との反応を考えると、その反応式も
２つ考えられる。
２つ考えられる。
【０００８】 Ｓｉ＋Ｈ2Ｏ→ＳｉＯ＋Ｈ2 （３） Ｓｉ＋２Ｈ2Ｏ→ＳｉＯ2＋２Ｈ2 （４） また、メルト中のＧａがＢ2Ｏ3中の水分に酸化され、そ
のＧａ酸化物がＳｉと反応することも考えられ、Ｇａが
水分に酸化される反応式を示す。
のＧａ酸化物がＳｉと反応することも考えられ、Ｇａが
水分に酸化される反応式を示す。
【０００９】 ２Ｇａ＋Ｈ2Ｏ→Ｇａ2Ｏ＋Ｈ2 （５） さらに、酸化ガリウムとＳｉの反応を示す。
【００１０】 Ｓｉ＋Ｇａ2Ｏ→２Ｇａ＋ＳｉＯ （６） Ｓｉ＋２Ｇａ2Ｏ→４Ｇａ＋ＳｉＯ2 （７） 以上の反応はドーパントとして添加したＳｉがメルト中
から外へ出て行く反応である。
から外へ出て行く反応である。
【００１１】一方、るつぼ材として石英を用いた場合に
は、その部材からメルトにＳｉが混入することが考えら
れる。したがって単結晶にＳｉが取り込まれる量は、上
記の化学反応によるＳｉ量の損失、るつぼ材からの混
入、およびノーマルフリージングによる取り込みにより
決定されることになる。以上のことから、Ｓｉドープの
単結晶育成では、キャリア濃度は結晶の軸方向の相関が
まちまちとなり、キャリア濃度の安定化を図ることが現
実的に非常に困難となる。
は、その部材からメルトにＳｉが混入することが考えら
れる。したがって単結晶にＳｉが取り込まれる量は、上
記の化学反応によるＳｉ量の損失、るつぼ材からの混
入、およびノーマルフリージングによる取り込みにより
決定されることになる。以上のことから、Ｓｉドープの
単結晶育成では、キャリア濃度は結晶の軸方向の相関が
まちまちとなり、キャリア濃度の安定化を図ることが現
実的に非常に困難となる。
【００１２】本発明は、上記の問題を解決し、Ｓｉドー
プの場合の、インゴットの成長方向のキャリア濃度分布
を安定化させ、キャリア濃度の制御がなされたＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法を提供することを目
的とする。
プの場合の、インゴットの成長方向のキャリア濃度分布
を安定化させ、キャリア濃度の制御がなされたＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法を提供することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく、鋭意努力検討した結果、メルト内に存在
するＳｉは化学反応により液体封止剤であるＢ2Ｏ3に取
り込まれることから、上記化学反応を抑制するためには
Ｂ2Ｏ3にＳｉが取り込まれないようにすればよいこと、
具体的には液体封止剤であるＢ2Ｏ3中のシリコン原子濃
度が０．５〜５重量％、好ましくは１〜３重量％、さら
に好ましくは１〜２重量％、最も好ましくは１．２〜
１．８重量％にすることが良いことが判明した。この理
由としては、まず、Ｂ2Ｏ3中のシリコン原子量の濃度が
少なすぎると上記に示した化学反応式（１）、（２）に
よるシリコン原子が液体封止剤であるＢ2Ｏ3に取り込ま
れる量が多くなり、メルト中のＳｉ濃度が低下する。そ
の結果ＧａＰのキャリア濃度が極端に低下する。逆に、
シリコン濃度を高くするのは、化学反応式（１）、
（２）の反応が右から左の方向となり、メルト中にＳｉ
を過剰に放出され、その結果ＧａＰのキャリア濃度が所
望の濃度より上昇してしまうことと、Ｂ2Ｏ3中にシリコ
ン原子濃度を５％以上のものを作製するのは容易でない
ことが挙げられる。
を解決すべく、鋭意努力検討した結果、メルト内に存在
するＳｉは化学反応により液体封止剤であるＢ2Ｏ3に取
り込まれることから、上記化学反応を抑制するためには
Ｂ2Ｏ3にＳｉが取り込まれないようにすればよいこと、
具体的には液体封止剤であるＢ2Ｏ3中のシリコン原子濃
度が０．５〜５重量％、好ましくは１〜３重量％、さら
に好ましくは１〜２重量％、最も好ましくは１．２〜
１．８重量％にすることが良いことが判明した。この理
由としては、まず、Ｂ2Ｏ3中のシリコン原子量の濃度が
少なすぎると上記に示した化学反応式（１）、（２）に
よるシリコン原子が液体封止剤であるＢ2Ｏ3に取り込ま
れる量が多くなり、メルト中のＳｉ濃度が低下する。そ
の結果ＧａＰのキャリア濃度が極端に低下する。逆に、
シリコン濃度を高くするのは、化学反応式（１）、
（２）の反応が右から左の方向となり、メルト中にＳｉ
を過剰に放出され、その結果ＧａＰのキャリア濃度が所
望の濃度より上昇してしまうことと、Ｂ2Ｏ3中にシリコ
ン原子濃度を５％以上のものを作製するのは容易でない
ことが挙げられる。
【００１４】また、本発明において結晶の所望のキャリ
ア濃度範囲にするための有効なドーパント量の範囲を決
定することが可能となった。なお、結晶のキャリア濃度
の、所望の範囲の決定は、ＧａＰ基板に液相エピタキシ
ャル法にて発光ダイオード用基板を作製し、その発光ダ
イオード特性を測定した値を基に行った。その結果、基
板のキャリア濃度は１×１０17〜４×１０17ｃｍ-3の範
囲が最も良いことが判明した。即ち、本発明は、［１］
液体封止剤としてＢ2Ｏ3を用いたチョクラルスキー法単
結晶育成において、Ｂ2Ｏ3がシリコン、シリコン酸化物
またはケイ酸化物の何れか１種以上を含むことを特徴と
するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法、
［２］Ｂ2Ｏ3中のシリコン原子濃度が、０．５〜５重量
％であることを特徴とする［１］に記載のＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体単結晶の製造方法、［３］製造するＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体単結晶が、ＧａＰであることを特徴
とする［１］または［２］に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体単結晶の製造方法、［４］ドーパントの結晶原料
に対する重量比が、５．０×１０-5〜１．５×１０ -4で
あることを特徴とする［１］〜［３］の何れか１項に記
載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法、
［５］キャリア濃度が、１×１０17〜４×１０17ｃｍ-3
の範囲内であることを特徴とする［１］〜［４］の何れ
か１項に記載の製造方法で作製されたＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体単結晶、に関する。
ア濃度範囲にするための有効なドーパント量の範囲を決
定することが可能となった。なお、結晶のキャリア濃度
の、所望の範囲の決定は、ＧａＰ基板に液相エピタキシ
ャル法にて発光ダイオード用基板を作製し、その発光ダ
イオード特性を測定した値を基に行った。その結果、基
板のキャリア濃度は１×１０17〜４×１０17ｃｍ-3の範
囲が最も良いことが判明した。即ち、本発明は、［１］
液体封止剤としてＢ2Ｏ3を用いたチョクラルスキー法単
結晶育成において、Ｂ2Ｏ3がシリコン、シリコン酸化物
またはケイ酸化物の何れか１種以上を含むことを特徴と
するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法、
［２］Ｂ2Ｏ3中のシリコン原子濃度が、０．５〜５重量
％であることを特徴とする［１］に記載のＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体単結晶の製造方法、［３］製造するＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体単結晶が、ＧａＰであることを特徴
とする［１］または［２］に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体単結晶の製造方法、［４］ドーパントの結晶原料
に対する重量比が、５．０×１０-5〜１．５×１０ -4で
あることを特徴とする［１］〜［３］の何れか１項に記
載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法、
［５］キャリア濃度が、１×１０17〜４×１０17ｃｍ-3
の範囲内であることを特徴とする［１］〜［４］の何れ
か１項に記載の製造方法で作製されたＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体単結晶、に関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明ではＬＥＣ法でＳｉドープ
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶の育成を行う。ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体単結晶には、ＧａＰ、ＧａＡｓ、
ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂがあるが、本発明ではＧａ
Ｐの結晶を育成する場合においてドーパントであるＳｉ
の分布の均一化が図られ最も効果的である。
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶の育成を行う。ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体単結晶には、ＧａＰ、ＧａＡｓ、
ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂがあるが、本発明ではＧａ
Ｐの結晶を育成する場合においてドーパントであるＳｉ
の分布の均一化が図られ最も効果的である。
【００１６】結晶原料融液としてＳｉを添加した多結晶
融液と、液体封止剤として同じくＳｉ原子が添加された
Ｂ2Ｏ3を使用する。図１に本発明で用いる単結晶製造装
置の断面図を模式的に示す。
融液と、液体封止剤として同じくＳｉ原子が添加された
Ｂ2Ｏ3を使用する。図１に本発明で用いる単結晶製造装
置の断面図を模式的に示す。
【００１７】本発明の単結晶製造方法を実施するにあた
って、融液６は高い解離圧を有するので、圧力容器１０
内のガス圧力を５から８ＭＰａに保持することが必要で
ある。使用するガスは液体封止剤４や融液６との反応が
起らないような不活性ガスを使用する。
って、融液６は高い解離圧を有するので、圧力容器１０
内のガス圧力を５から８ＭＰａに保持することが必要で
ある。使用するガスは液体封止剤４や融液６との反応が
起らないような不活性ガスを使用する。
【００１８】結晶育成を行うにあたって、まずるつぼ７
内に多結晶原料と、ドーパントであるシリコン単体を入
れ、さらに液体封止材としてＢ2Ｏ3を入れる。このＢ2
Ｏ3にはシリコン、シリコン酸化物またはケイ酸化物の
何れか１種以上をＢ2Ｏ3中のシリコン原子濃度に換算し
て０．５重量％以上５重量％以下の濃度となるように添
加する。
内に多結晶原料と、ドーパントであるシリコン単体を入
れ、さらに液体封止材としてＢ2Ｏ3を入れる。このＢ2
Ｏ3にはシリコン、シリコン酸化物またはケイ酸化物の
何れか１種以上をＢ2Ｏ3中のシリコン原子濃度に換算し
て０．５重量％以上５重量％以下の濃度となるように添
加する。
【００１９】シリコン酸化物とは具体的にはＳｉＯ2で
あり、ケイ酸化合物としては、（ＳｉＯ2）m・（Ｈ
2Ｏ）n（ｍ及びｎは整数）で表される水和物であるが、
この中ではＳｉＯ2を用いるのが好ましい。
あり、ケイ酸化合物としては、（ＳｉＯ2）m・（Ｈ
2Ｏ）n（ｍ及びｎは整数）で表される水和物であるが、
この中ではＳｉＯ2を用いるのが好ましい。
【００２０】また本発明では、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体単結晶のキャリア濃度が、１×１０17〜４×１０17ｃ
ｍ-3の範囲となるように、ドーパントとしてＳｉ単体
を、原料に対する重量比で、５．０×１０-5〜１．５×
１０-4となるように添加すると、最も効果的に融液中の
Ｓｉ濃度を制御することができる。
体単結晶のキャリア濃度が、１×１０17〜４×１０17ｃ
ｍ-3の範囲となるように、ドーパントとしてＳｉ単体
を、原料に対する重量比で、５．０×１０-5〜１．５×
１０-4となるように添加すると、最も効果的に融液中の
Ｓｉ濃度を制御することができる。
【００２１】実際の育成は、るつぼ７を下軸９に固定し
たのち、所定の位置に設置する。次に育成雰囲気ガスと
してのＮ2ガスをおよそ５から６ＭＰａの圧力になるよ
うに入れ、ヒーター５により加熱し、るつぼ７内の原料
およびＢ2Ｏ3を融解させる。
たのち、所定の位置に設置する。次に育成雰囲気ガスと
してのＮ2ガスをおよそ５から６ＭＰａの圧力になるよ
うに入れ、ヒーター５により加熱し、るつぼ７内の原料
およびＢ2Ｏ3を融解させる。
【００２２】原料が完全に融解したら、上軸１を下降さ
せ種結晶２を融液６と接触させ結晶の育成を開始させ
る。育成は上軸の上昇速度および回転速度、下軸の位置
および回転速度およびヒーター温度を制御することによ
り行う。
せ種結晶２を融液６と接触させ結晶の育成を開始させ
る。育成は上軸の上昇速度および回転速度、下軸の位置
および回転速度およびヒーター温度を制御することによ
り行う。
【００２３】本発明の実施形態によれば、所定量のＳｉ
が添加されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体原料融液６を、
予め所定濃度のシリコン、シリコン酸化物またはケイ酸
化合物が添加されたＢ2Ｏ3よりなる液体封止剤４で封止
しながら、ＬＥＣ法により成長させたため、結晶育成中
に融液中のＳｉがＢ2Ｏ3中に取り込まれるのを抑制でき
るため、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の成長方向中のキャ
リア濃度を安定して制御することができる。したがって
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶を歩留良く製造するこ
とが可能である。
が添加されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体原料融液６を、
予め所定濃度のシリコン、シリコン酸化物またはケイ酸
化合物が添加されたＢ2Ｏ3よりなる液体封止剤４で封止
しながら、ＬＥＣ法により成長させたため、結晶育成中
に融液中のＳｉがＢ2Ｏ3中に取り込まれるのを抑制でき
るため、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の成長方向中のキャ
リア濃度を安定して制御することができる。したがって
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶を歩留良く製造するこ
とが可能である。
【００２４】
【実施例】以下にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａ
Ｐ単結晶の育成を例にして、実施例と比較例を挙げて本
発明の特徴を明らかにする。以下の各例では、育成した
ＧａＰ単結晶のキャリア濃度（シリコン濃度と比例関係
にある）を、本発明の単結晶育成での好ましい範囲であ
る、１．０×１０17ｃｍ-3から４．０×１０17ｃｍ -3に
することを目標とした。
Ｐ単結晶の育成を例にして、実施例と比較例を挙げて本
発明の特徴を明らかにする。以下の各例では、育成した
ＧａＰ単結晶のキャリア濃度（シリコン濃度と比例関係
にある）を、本発明の単結晶育成での好ましい範囲であ
る、１．０×１０17ｃｍ-3から４．０×１０17ｃｍ -3に
することを目標とした。
【００２５】（実施例）図１に示す構成のＬＥＣ法の炉
を用いて単結晶育成を行った。直径約１００ｍｍの石英
るつぼにＧａＰ多結晶体を約１．５ｋｇと、ドーパント
として０．２ｇのＳｉ単体と、シリコン濃度に換算して
１．４重量％のＳｉＯ2が予め添加されたＢ2Ｏ3よりな
る１５０ｇの封止剤とを入れた。
を用いて単結晶育成を行った。直径約１００ｍｍの石英
るつぼにＧａＰ多結晶体を約１．５ｋｇと、ドーパント
として０．２ｇのＳｉ単体と、シリコン濃度に換算して
１．４重量％のＳｉＯ2が予め添加されたＢ2Ｏ3よりな
る１５０ｇの封止剤とを入れた。
【００２６】次に、圧力容器内に不活性ガスであるＮ2
ガスを約５から６ＭＰａ入れた後、ヒーターにて原料が
１４６７℃から１５００℃なるようにるつぼを加熱して
原料、ドーパントおよび液体封止剤を融解させた。
ガスを約５から６ＭＰａ入れた後、ヒーターにて原料が
１４６７℃から１５００℃なるようにるつぼを加熱して
原料、ドーパントおよび液体封止剤を融解させた。
【００２７】その後、上軸を降下させ種結晶を融液に接
触させ毎時約１０ｍｍの速度で引き上げを行った。原料
融液が少量になったところでテールカットを実施し、室
温近傍に冷却された後、圧力容器内のガスを抜き、容器
を開けて結晶を取り出した。
触させ毎時約１０ｍｍの速度で引き上げを行った。原料
融液が少量になったところでテールカットを実施し、室
温近傍に冷却された後、圧力容器内のガスを抜き、容器
を開けて結晶を取り出した。
【００２８】得られた結晶は約５０ｍｍから６５ｍｍの
直径を有し、結晶性を調べたところ、双晶あるいは多結
晶は見られなかった。また、Ｂ2Ｏ3中やＧａＰ単結晶の
表面には、液体封止剤にＳｉを高濃度に添加したときに
見られるスカムも見られなかった。
直径を有し、結晶性を調べたところ、双晶あるいは多結
晶は見られなかった。また、Ｂ2Ｏ3中やＧａＰ単結晶の
表面には、液体封止剤にＳｉを高濃度に添加したときに
見られるスカムも見られなかった。
【００２９】この単結晶を切断してウェーハに加工した
後、電気特性評価を行った結果、キャリア濃度は単結晶
インゴットの上部側で１．５×１０17から２×１０17ｃ
ｍ-3、下部側で３×１０17から４×１０17ｃｍ-3の範囲
であり、所望の範囲内に制御されていることがわかっ
た。
後、電気特性評価を行った結果、キャリア濃度は単結晶
インゴットの上部側で１．５×１０17から２×１０17ｃ
ｍ-3、下部側で３×１０17から４×１０17ｃｍ-3の範囲
であり、所望の範囲内に制御されていることがわかっ
た。
【００３０】同様にして、ＳｉドープＧａＰの単結晶の
育成を２０回行ったところ、得られた単結晶全てにおい
てキャリア濃度が１．５×１０17から４×１０17ｃｍ-3
の範囲内に収まり、再現性が確認できた。
育成を２０回行ったところ、得られた単結晶全てにおい
てキャリア濃度が１．５×１０17から４×１０17ｃｍ-3
の範囲内に収まり、再現性が確認できた。
【００３１】（比較例１）液体封止剤であるＢ2Ｏ3にＳ
ｉ化合物を添加していないものを使用した以外は実施例
と同様にしてＧａＰ単結晶育成を行った。
ｉ化合物を添加していないものを使用した以外は実施例
と同様にしてＧａＰ単結晶育成を行った。
【００３２】この単結晶育成を１０回行ったところ、イ
ンゴット上部側のキャリア濃度は０．１×１０17ｃｍ-3
以下になったものが３回発生し、０．１×１０17ｃｍ-3
以上１．５×１０17ｃｍ-3以下のものが６回、所望の範
囲内に納まったのは１回だけであった。また、インゴッ
ト下部側のキャリア濃度は所望の範囲に納まったのは２
回あったが、その他は全て１×１０17ｃｍ-3以下であ
り、所望のキャリア濃度の範囲外であった。結論とし
て、キャリア濃度の制御はこの場合できなかった。
ンゴット上部側のキャリア濃度は０．１×１０17ｃｍ-3
以下になったものが３回発生し、０．１×１０17ｃｍ-3
以上１．５×１０17ｃｍ-3以下のものが６回、所望の範
囲内に納まったのは１回だけであった。また、インゴッ
ト下部側のキャリア濃度は所望の範囲に納まったのは２
回あったが、その他は全て１×１０17ｃｍ-3以下であ
り、所望のキャリア濃度の範囲外であった。結論とし
て、キャリア濃度の制御はこの場合できなかった。
【００３３】（比較例２）実施例１で使用した、Ｓｉが
１．４重量％の液体封止剤を用い、原料に入れるＳｉド
ーパント量を０．２５ｇとし、後は実施例と同様に単結
晶育成を行った。
１．４重量％の液体封止剤を用い、原料に入れるＳｉド
ーパント量を０．２５ｇとし、後は実施例と同様に単結
晶育成を行った。
【００３４】この単結晶育成を５回行ったところ、イン
ゴット上部側のキャリア濃度は２．５×１０17から３．
５×１０17ｃｍ-3の範囲であり全て所望の濃度であった
が、インゴット下部側のキャリア濃度は５×１０17ｃｍ
-3となり、キャリア濃度の制御はできなかった。
ゴット上部側のキャリア濃度は２．５×１０17から３．
５×１０17ｃｍ-3の範囲であり全て所望の濃度であった
が、インゴット下部側のキャリア濃度は５×１０17ｃｍ
-3となり、キャリア濃度の制御はできなかった。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、結晶育成中に融液中の
ＳｉがＢ2Ｏ3中に取り込まれるのを抑制できるので、特
に単結晶成長方向においてキャリア濃度を制御すること
が可能になり、ｎ型ＧａＰ単結晶を歩留り良く製造する
ことが可能となった。
ＳｉがＢ2Ｏ3中に取り込まれるのを抑制できるので、特
に単結晶成長方向においてキャリア濃度を制御すること
が可能になり、ｎ型ＧａＰ単結晶を歩留り良く製造する
ことが可能となった。
【図１】本発明に適用したＬＥＣ法の単結晶育成炉の該
略図である。
略図である。
１ 上軸 ２ 種結晶 ３ 単結晶 ４ 液体封止剤 ５ ヒーター ６ 融液 ７ るつぼ ８ ホットゾーン ９ 下軸 １０ 圧力容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G077 AA02 AB01 BE43 CF10 EC10 EJ08 PA14 PB01 PB05 PB09 5F053 AA12 BB04 BB24 BB35 DD07 GG01 KK01 LL02 LL04 RR04 RR20
Claims (5)
- 【請求項１】液体封止剤として酸化ボロン（以下Ｂ2Ｏ3
と略す）を用いたチョクラルスキー法単結晶育成におい
て、Ｂ2Ｏ3がシリコン、シリコン酸化物またはケイ酸化
物の何れか１種以上を含むことを特徴とするＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項２】Ｂ2Ｏ3中のシリコン原子濃度が、０．５〜
５重量％であることを特徴とする請求項１に記載のＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項３】製造するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶
が、ＧａＰであることを特徴とする請求項１または２に
記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項４】ドーパントの結晶原料に対する重量比が、
５．０×１０-5〜１．５×１０-4であることを特徴とす
る請求項１〜３の何れか１項に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体単結晶の製造方法。 - 【請求項５】キャリア濃度が、１×１０17〜４×１０17
ｃｍ-3の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４の
何れか１項に記載の製造方法で作製されたＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体単結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33218099A JP2001151600A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33218099A JP2001151600A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001151600A true JP2001151600A (ja) | 2001-06-05 |
Family
ID=18252071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33218099A Pending JP2001151600A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001151600A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101403800B1 (ko) * | 2012-04-23 | 2014-06-03 | 주식회사 엘지실트론 | 잉곳 성장 방법 및 잉곳 |
-
1999
- 1999-11-24 JP JP33218099A patent/JP2001151600A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101403800B1 (ko) * | 2012-04-23 | 2014-06-03 | 주식회사 엘지실트론 | 잉곳 성장 방법 및 잉곳 |
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