JPH0124760B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0124760B2 JPH0124760B2 JP58078899A JP7889983A JPH0124760B2 JP H0124760 B2 JPH0124760 B2 JP H0124760B2 JP 58078899 A JP58078899 A JP 58078899A JP 7889983 A JP7889983 A JP 7889983A JP H0124760 B2 JPH0124760 B2 JP H0124760B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- melt
- gaas
- magnetic field
- crucible
- 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
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 88
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- 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】
この発明は微量のクロム（Cr）を均一に分布
した高品質半絶縁性ガリウム砒素（GaAs）単結
晶の製造方法に関する。
した高品質半絶縁性ガリウム砒素（GaAs）単結
晶の製造方法に関する。
−族化合物の中でもGaAsは電子移動度が
大きく、超高速集積回路、光−電子集積回路の素
子用結晶基板として、広く用いられつつある。こ
のようにGaAsが注目を沿びているのは高品質の
GaAsは比抵抗が107Ω・cm以上と高絶縁性になる
こと、結晶内の欠陥が少く、分布が均一であるも
のが得られること、大型ウエハーの製造が容易で
あること等が挙げられる。このような要求を満す
GaAs単結晶の製造方法としては液体封止引き上
げ法（LEC法）が注目を浴びている。この封止
引き上げ法は低圧封止引き上げ法と高圧封止引き
上げ法とが知られている。低圧封止引き上げ法は
ボート成長法で作成したGaAs多結晶を原料とす
るため、不純物主としてシリコン（Si）が含まれ
半絶縁性とするためのクロム（Cr）の添加を必
要としていた。このCrの添加濃度は5ppm以上で
はCrの析出があり好ましくない。Crの添加濃度
が３〜５重量ppm程度では成長した結晶の熱変成
に大きな問題があり、更にCrの添加濃度を１〜
２重量ppmと低濃度としても未だに熱変成につい
て問題が残り、また結晶全体に亘つてCrを均一
に分布制御することが困難であつた。
大きく、超高速集積回路、光−電子集積回路の素
子用結晶基板として、広く用いられつつある。こ
のようにGaAsが注目を沿びているのは高品質の
GaAsは比抵抗が107Ω・cm以上と高絶縁性になる
こと、結晶内の欠陥が少く、分布が均一であるも
のが得られること、大型ウエハーの製造が容易で
あること等が挙げられる。このような要求を満す
GaAs単結晶の製造方法としては液体封止引き上
げ法（LEC法）が注目を浴びている。この封止
引き上げ法は低圧封止引き上げ法と高圧封止引き
上げ法とが知られている。低圧封止引き上げ法は
ボート成長法で作成したGaAs多結晶を原料とす
るため、不純物主としてシリコン（Si）が含まれ
半絶縁性とするためのクロム（Cr）の添加を必
要としていた。このCrの添加濃度は5ppm以上で
はCrの析出があり好ましくない。Crの添加濃度
が３〜５重量ppm程度では成長した結晶の熱変成
に大きな問題があり、更にCrの添加濃度を１〜
２重量ppmと低濃度としても未だに熱変成につい
て問題が残り、また結晶全体に亘つてCrを均一
に分布制御することが困難であつた。
一方、直接原料の合成を行う高圧封止引き上げ
法はCrの添加は不要であるが、結晶原料である
GaとAs及び液体封止剤である酸化ボロン
（B2O3）を高圧下で加熱、合成するため、ルツボ
内で溶融している結晶原料融液は熱対流により極
めて不安定な状態となり、そのような状態で結晶
成長操作を行つているため固液界面の形状が激し
く変動し、生成する結晶には融液の熱変動による
成長縞やGaAs特有の固有欠陥EL2準位が発生す
る。このため結晶内や結晶間での電気特性のバラ
ツキが大きく、また固有欠陥にかかわる熱安定性
が弱まつている。このような結晶を基板として用
いてデバイスを形成すると、結晶基板に形成した
欠陥は除くことができないため、電気特性、素子
特性が均一である集積回路を再現性良く製造する
ことは困難であつた。
法はCrの添加は不要であるが、結晶原料である
GaとAs及び液体封止剤である酸化ボロン
（B2O3）を高圧下で加熱、合成するため、ルツボ
内で溶融している結晶原料融液は熱対流により極
めて不安定な状態となり、そのような状態で結晶
成長操作を行つているため固液界面の形状が激し
く変動し、生成する結晶には融液の熱変動による
成長縞やGaAs特有の固有欠陥EL2準位が発生す
る。このため結晶内や結晶間での電気特性のバラ
ツキが大きく、また固有欠陥にかかわる熱安定性
が弱まつている。このような結晶を基板として用
いてデバイスを形成すると、結晶基板に形成した
欠陥は除くことができないため、電気特性、素子
特性が均一である集積回路を再現性良く製造する
ことは困難であつた。
この発明の目的は成長する結晶の品質を制御し
て高純度、低欠陥でしかも熱安定性の良く電気抵
抗１×108Ω・cm以上を有する半絶縁性GaAs単結
晶を再現性良く製造する方法を提供することにあ
る。
て高純度、低欠陥でしかも熱安定性の良く電気抵
抗１×108Ω・cm以上を有する半絶縁性GaAs単結
晶を再現性良く製造する方法を提供することにあ
る。
このため、本発明による半絶縁性GaAs単結晶
の製造方法は高圧液体封止引き上げ法により単結
晶を成長させる際に、高圧下に溶融して得られた
Crを低濃度含むGaAs融液を低圧蒸留精製し、精
製したGaAs融液に温度変動幅が１℃以下となる
ような磁場を印加しながら種結晶を接触させて結
晶の引上げ操作を行うものである。
の製造方法は高圧液体封止引き上げ法により単結
晶を成長させる際に、高圧下に溶融して得られた
Crを低濃度含むGaAs融液を低圧蒸留精製し、精
製したGaAs融液に温度変動幅が１℃以下となる
ような磁場を印加しながら種結晶を接触させて結
晶の引上げ操作を行うものである。
このように、低圧蒸留精製することにより不純
物濃度の低減化を計ることができ、更に低濃度の
Crを含んだGaAs融液に対して温度変動幅が１℃
以下となるように磁場を印加しながら結晶成長を
行うことにより、結晶原料融液の対流が抑制さ
れ、固液界面が安定な状態で結晶成長が行われ
る。このため、Crの含有量が微量にも拘らず成
長する結晶に均一に分布し、抵抗値が108Ω・cm
以上となり、GaAs固有の深い不純物レベルが低
減して高品質なGaAs単結晶が形成されることに
なる。
物濃度の低減化を計ることができ、更に低濃度の
Crを含んだGaAs融液に対して温度変動幅が１℃
以下となるように磁場を印加しながら結晶成長を
行うことにより、結晶原料融液の対流が抑制さ
れ、固液界面が安定な状態で結晶成長が行われ
る。このため、Crの含有量が微量にも拘らず成
長する結晶に均一に分布し、抵抗値が108Ω・cm
以上となり、GaAs固有の深い不純物レベルが低
減して高品質なGaAs単結晶が形成されることに
なる。
これまでGaAs単結晶の直接合成法として知ら
れている高圧液体封止引き上げ法を実施するため
の装置を第１図の概略図により説明すると、１は
高圧容器であつて、この高圧容器１内にはその外
周を炭素材料等の支持部材４で覆れたルツボ３を
設け、このルツボ３を回転支持軸９により回転且
つ上下動できるように支持し、ルツボ３の周囲に
は加熱炉２を設けて、ルツボを所定の温度に加
熱、維持する。ルツボ３の上部には下端に種結晶
７を取付けた引き上げ軸８を設け、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する。
高圧容器１の外周には一対の磁界印加装置１１を
設け、ルツボ３内の結晶原料融液５に磁場Ｂが印
加されるようにする。
れている高圧液体封止引き上げ法を実施するため
の装置を第１図の概略図により説明すると、１は
高圧容器であつて、この高圧容器１内にはその外
周を炭素材料等の支持部材４で覆れたルツボ３を
設け、このルツボ３を回転支持軸９により回転且
つ上下動できるように支持し、ルツボ３の周囲に
は加熱炉２を設けて、ルツボを所定の温度に加
熱、維持する。ルツボ３の上部には下端に種結晶
７を取付けた引き上げ軸８を設け、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する。
高圧容器１の外周には一対の磁界印加装置１１を
設け、ルツボ３内の結晶原料融液５に磁場Ｂが印
加されるようにする。
上記の如き構成の装置において、ルツボ３には
Ga、As及びCrをそれぞれ所定量入れ、更に液体
封止剤としてB2O3を入れた上、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
により容器内を加圧し、加熱炉２により結晶源料
の溶融温度以上の温度で加熱してルツボ内の結晶
原料及び封止剤を溶融させる。
Ga、As及びCrをそれぞれ所定量入れ、更に液体
封止剤としてB2O3を入れた上、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
により容器内を加圧し、加熱炉２により結晶源料
の溶融温度以上の温度で加熱してルツボ内の結晶
原料及び封止剤を溶融させる。
Crの添加量は結晶原料融液中の不純物（主と
してSi）濃度により決定すべきで、従来の如く多
量添加する必要はなく、少くとも融液中の残留不
純物の量より大きければ良い。このため、6N以
上の高純度なGaAs原料を用いたり、ルツボをSi
の含まないパイロリテイツク窒化ボロン製のもの
を用いることによりCrの添加量を少くすること
ができる。更に結晶原料融液を後に説明するよう
な低圧蒸留精製処理すことにより不純物濃度の低
減化を計ることができ、Crの添加量を減少させ
ることができる。いずれの場合においても、形成
した結晶のCrの含有量が３×1015cm3（0.05重量
ppm）程度以下の値となるような添加量とするこ
とにより、Crの添加による結晶欠陥の発生は抑
制することができるので、結晶原料融液の不純物
濃度が上述の値よりも高い場合は低くなるように
調整して用いるのが望ましい。
してSi）濃度により決定すべきで、従来の如く多
量添加する必要はなく、少くとも融液中の残留不
純物の量より大きければ良い。このため、6N以
上の高純度なGaAs原料を用いたり、ルツボをSi
の含まないパイロリテイツク窒化ボロン製のもの
を用いることによりCrの添加量を少くすること
ができる。更に結晶原料融液を後に説明するよう
な低圧蒸留精製処理すことにより不純物濃度の低
減化を計ることができ、Crの添加量を減少させ
ることができる。いずれの場合においても、形成
した結晶のCrの含有量が３×1015cm3（0.05重量
ppm）程度以下の値となるような添加量とするこ
とにより、Crの添加による結晶欠陥の発生は抑
制することができるので、結晶原料融液の不純物
濃度が上述の値よりも高い場合は低くなるように
調整して用いるのが望ましい。
ルツボ３内の原料が完全に溶融し、上部に液体
封止剤としてB2O3溶融層６が、下部にGaAs融液
層５が形成したら、引き上げ軸８を下降させ、種
結晶７をGaAs融液層５と設触させ、種結晶７を
所定の速度で回転させながら引き上げてGaAs結
晶１０を成長させるのであるが、容器内は20〜30
気圧、約1260℃であつて、ルツボ内のGaAs融液
は熱対流が激しく起つており、このような不安定
な状態下で結晶成長を行うと熱変動により生成し
た結晶に成長縞が形成し易くなり、固有欠陥量が
増加する。
封止剤としてB2O3溶融層６が、下部にGaAs融液
層５が形成したら、引き上げ軸８を下降させ、種
結晶７をGaAs融液層５と設触させ、種結晶７を
所定の速度で回転させながら引き上げてGaAs結
晶１０を成長させるのであるが、容器内は20〜30
気圧、約1260℃であつて、ルツボ内のGaAs融液
は熱対流が激しく起つており、このような不安定
な状態下で結晶成長を行うと熱変動により生成し
た結晶に成長縞が形成し易くなり、固有欠陥量が
増加する。
そこでこの発明においては、種結晶７をルツボ
３内のGaAs融液５に接触した時点で、融液に対
し、磁界印加装置１１により磁場を印加する。印
加する磁場の強さは結晶原料融液の固液界面近傍
の温度変動幅が１℃以下となるような値であつ
て、具体的には結晶引き上げ装置の構成、規模に
より異なるが、1200ガウス程度以上の磁場の印加
が必要であり、印加する磁場が大きくなればそれ
だけGaAs融液中の熱対流は抑制され、温度変動
幅は小さくなり、効果が顕著となる。
３内のGaAs融液５に接触した時点で、融液に対
し、磁界印加装置１１により磁場を印加する。印
加する磁場の強さは結晶原料融液の固液界面近傍
の温度変動幅が１℃以下となるような値であつ
て、具体的には結晶引き上げ装置の構成、規模に
より異なるが、1200ガウス程度以上の磁場の印加
が必要であり、印加する磁場が大きくなればそれ
だけGaAs融液中の熱対流は抑制され、温度変動
幅は小さくなり、効果が顕著となる。
このようにGaAs融液に磁場を印加すると、
GaAs融液中に起つていた熱対流は抑制され、種
結晶をGaAs融液に接触、引き上げて結晶成長を
行うと、固液界面は穏やかな状態となつているた
め、成長縞の発生もなく、GaAs結晶特有の固有
欠陥濃度が低減し、高品質の結晶が成長する。更
に、これまで結晶内へのCrの取り込みが悪いた
め、融液中の不純物量に対してはるに多量のCr
を添加した融液を用いて結晶成長を行つていた
が、この発明においては固液界面における対流が
抑制されているため融液中の不純物濃度と同程度
或はそれを若千上廻る程度のCrを添加した融液
を用いて結晶成長を行つても結晶全体に均一に
Crは取り込まれ、結晶の抵抗値は108Ω・cm以上
となり、単結晶の融液に対する固化率を0.7以上
としても、結晶の頭部から尾部までのCrの含有
濃度は実質的に均一であつて、抵抗値も結晶全体
に亘つて108Ω・cm以上となる。
GaAs融液中に起つていた熱対流は抑制され、種
結晶をGaAs融液に接触、引き上げて結晶成長を
行うと、固液界面は穏やかな状態となつているた
め、成長縞の発生もなく、GaAs結晶特有の固有
欠陥濃度が低減し、高品質の結晶が成長する。更
に、これまで結晶内へのCrの取り込みが悪いた
め、融液中の不純物量に対してはるに多量のCr
を添加した融液を用いて結晶成長を行つていた
が、この発明においては固液界面における対流が
抑制されているため融液中の不純物濃度と同程度
或はそれを若千上廻る程度のCrを添加した融液
を用いて結晶成長を行つても結晶全体に均一に
Crは取り込まれ、結晶の抵抗値は108Ω・cm以上
となり、単結晶の融液に対する固化率を0.7以上
としても、結晶の頭部から尾部までのCrの含有
濃度は実質的に均一であつて、抵抗値も結晶全体
に亘つて108Ω・cm以上となる。
尚、ルツボ内の原料が完全に溶融して上部に
B2O3溶融液層が、下部にGaAs融液層が形成した
時点で、高圧容器内の温度をそのままにして圧力
のみを２〜５気圧に減圧する。その結果、GaAs
融液層から多数の気泡が発生し、融液中を上昇し
て容器内の気相中へ発散する。このとき融液内の
水分、不純物などは気泡に含まれ或るいは気泡に
付着して除去される。このようにGaAs融液を結
晶成長引き上げ操作を行う前に低圧蒸溜精製処理
を行うことにより融液中の不純物の含有量が減少
し、Crの添加量を減少することができる。
B2O3溶融液層が、下部にGaAs融液層が形成した
時点で、高圧容器内の温度をそのままにして圧力
のみを２〜５気圧に減圧する。その結果、GaAs
融液層から多数の気泡が発生し、融液中を上昇し
て容器内の気相中へ発散する。このとき融液内の
水分、不純物などは気泡に含まれ或るいは気泡に
付着して除去される。このようにGaAs融液を結
晶成長引き上げ操作を行う前に低圧蒸溜精製処理
を行うことにより融液中の不純物の含有量が減少
し、Crの添加量を減少することができる。
この発明によるGaAs単結晶の製造方法は上述
の説明で明らかなように、低濃度のCrを含んだ
GaAs融液を低圧蒸留精製を行い、次いで磁界を
印加しながら引き上げ操作を行うことにより高品
質で且つ108Ω・cm以上の高抵抗のGaAs単結晶を
再現性良く得ることができる。しかも、Crの含
有量が微量であるため、Cr添加による影響は見
られず、超高速集積回路、光−電子集積回路の基
板結晶として信頼性の高いものを再現性良く供し
得ることができる。
の説明で明らかなように、低濃度のCrを含んだ
GaAs融液を低圧蒸留精製を行い、次いで磁界を
印加しながら引き上げ操作を行うことにより高品
質で且つ108Ω・cm以上の高抵抗のGaAs単結晶を
再現性良く得ることができる。しかも、Crの含
有量が微量であるため、Cr添加による影響は見
られず、超高速集積回路、光−電子集積回路の基
板結晶として信頼性の高いものを再現性良く供し
得ることができる。
次にこの発明の実施例を述べる。
実施例 １
第１図に示すような構造の単結晶製造装置にお
いて、内径100mm、深さ100mmのパイロリテツク窒
化ボロン製ルツボにGa500ｇ、As600ｇ、Cr280
ｍｇ、B2O3180ｇを入れ、高圧容器内に設置して
アルゴンガスを圧入し約50気圧にした後、ルツボ
を1300℃に加熱して、上部にB2O3溶融液層が、
下部にGaAs融液層が形成した時点で容器内の圧
力を５気圧にして30分間放置した後20気圧に印加
した。この低圧蒸溜精製を３回繰返した後に再び
20気圧に加圧し、融液に1250ガウスの磁場を印加
した。GaAs融液内での熱変動幅は約15℃であつ
たが、上記の磁場の印加により0.1℃以下となつ
た。次に、磁場を印加した状態で種結晶をGaAs
融液に接触させ、種結晶を１分間６回転の割合で
回転させながら１時間９mmの速度で種結晶の引き
上げ操作を10時間行い直径約50mm、長さ約90mmの
GaAs単結晶を得た。
いて、内径100mm、深さ100mmのパイロリテツク窒
化ボロン製ルツボにGa500ｇ、As600ｇ、Cr280
ｍｇ、B2O3180ｇを入れ、高圧容器内に設置して
アルゴンガスを圧入し約50気圧にした後、ルツボ
を1300℃に加熱して、上部にB2O3溶融液層が、
下部にGaAs融液層が形成した時点で容器内の圧
力を５気圧にして30分間放置した後20気圧に印加
した。この低圧蒸溜精製を３回繰返した後に再び
20気圧に加圧し、融液に1250ガウスの磁場を印加
した。GaAs融液内での熱変動幅は約15℃であつ
たが、上記の磁場の印加により0.1℃以下となつ
た。次に、磁場を印加した状態で種結晶をGaAs
融液に接触させ、種結晶を１分間６回転の割合で
回転させながら１時間９mmの速度で種結晶の引き
上げ操作を10時間行い直径約50mm、長さ約90mmの
GaAs単結晶を得た。
この結晶を成長方向と平行な方向に切断して成
長縞の観察を行つたところ、融液の熱対流による
不規則な成長縞は見られず、極めて安定した状態
で結晶が成長していたことが示されていた。また
結晶の固化率は約0.75であつて、結晶の頭部から
尾部に亘つてCrの濃度は３×1015／cm3以下であ
り、抵抗値は５×108Ω・cm以上であつて、ウエ
ハーにして850℃で加熱処理しても抵抗値の変化
は殆ど見られなかつた。結晶中のGaAs固有の結
晶欠陥EL2準位が３×1015／cm3以下であつた。
長縞の観察を行つたところ、融液の熱対流による
不規則な成長縞は見られず、極めて安定した状態
で結晶が成長していたことが示されていた。また
結晶の固化率は約0.75であつて、結晶の頭部から
尾部に亘つてCrの濃度は３×1015／cm3以下であ
り、抵抗値は５×108Ω・cm以上であつて、ウエ
ハーにして850℃で加熱処理しても抵抗値の変化
は殆ど見られなかつた。結晶中のGaAs固有の結
晶欠陥EL2準位が３×1015／cm3以下であつた。
実施例 ２
Crの添加量を30mgとする以外は実施例１と全
く同様な方法で結晶成長を行なつた。結晶成長条
件は実施例１と同じであつて、結晶が約15mm生成
した時点で磁場の印加のみを停止し、更に約12mm
生成した時点で再び1250ガウスの磁場を印加し
て、長さ約50mmのGaAs単結晶を得た。
く同様な方法で結晶成長を行なつた。結晶成長条
件は実施例１と同じであつて、結晶が約15mm生成
した時点で磁場の印加のみを停止し、更に約12mm
生成した時点で再び1250ガウスの磁場を印加し
て、長さ約50mmのGaAs単結晶を得た。
この結晶の成長方向の抵抗値及び固有欠陥濃度
を測定した結果、第２図Ａ，Ｂに示すような結果
が得られた。即ち、磁場を印加した状態で生成し
た結晶の抵抗値は第２図Ａに示すように３×
108Ω・cm以上であつたが、磁場の印加を停止し
て生成した結晶の抵抗値は５×107〜８×107Ω・
cmと低くなり且つバラツキが見られた。一方、固
有欠陥濃度は第２図Ｂに示すように磁場を印加し
た時の結晶の場合３×1015以下であり、磁場の印
加を停止した時の結晶の場合、５×1016〜８×
1016と著しく高くなつた。そして、磁場を掛けて
作成した結晶には熱変成は見られなかつた。
を測定した結果、第２図Ａ，Ｂに示すような結果
が得られた。即ち、磁場を印加した状態で生成し
た結晶の抵抗値は第２図Ａに示すように３×
108Ω・cm以上であつたが、磁場の印加を停止し
て生成した結晶の抵抗値は５×107〜８×107Ω・
cmと低くなり且つバラツキが見られた。一方、固
有欠陥濃度は第２図Ｂに示すように磁場を印加し
た時の結晶の場合３×1015以下であり、磁場の印
加を停止した時の結晶の場合、５×1016〜８×
1016と著しく高くなつた。そして、磁場を掛けて
作成した結晶には熱変成は見られなかつた。
比較例
結晶成長前に低圧蒸留精製を行わずに、Crの
添加量を替え、1250ガウスの磁場を印加してその
他を実施例２と同様な条件で結晶を成長させたと
ころ、実施例２と同様な抵抗値の結晶を得るには
Crの添加量は280mgを要した。
添加量を替え、1250ガウスの磁場を印加してその
他を実施例２と同様な条件で結晶を成長させたと
ころ、実施例２と同様な抵抗値の結晶を得るには
Crの添加量は280mgを要した。
第１図はこの発明を実施するための単結晶製造
装置の一例を示す概略断面図、第２図Ａ，Ｂは本
発明の方法によつて得られたGaAs単結晶の抵抗
値及び固有欠陥濃度を示すグラフである。 １……高圧容器、２……加熱炉、３……ルツ
ボ、５……GaAs融液、６……B2O3溶融液、７…
…種結晶、１０……GaAs結晶、１１……磁場印
加装置。
装置の一例を示す概略断面図、第２図Ａ，Ｂは本
発明の方法によつて得られたGaAs単結晶の抵抗
値及び固有欠陥濃度を示すグラフである。 １……高圧容器、２……加熱炉、３……ルツ
ボ、５……GaAs融液、６……B2O3溶融液、７…
…種結晶、１０……GaAs結晶、１１……磁場印
加装置。
Claims (1)
- １ 酸化ボロン、ガリウム、砒素に低濃度のクロ
ムを加えた組成物を高圧下で溶融して上部に酸化
ボロン融液層、下部にガリウム砒素融液層を形成
した後、低圧蒸留精製を行い、精製したガリウム
砒素融液に温度変動幅が１℃以下となるような磁
場を印加しながら種結晶を接触させて結晶の引上
げ操作を行うことを特徴とする半絶縁性ガリウム
砒素単結晶の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7889983A JPS59203793A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | 半絶縁性ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
| US06/571,091 US4637854A (en) | 1983-01-18 | 1984-01-16 | Method for producing GaAs single crystal |
| GB08401194A GB2136706B (en) | 1983-01-18 | 1984-01-17 | Liquid encapsulated crystal growth |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7889983A JPS59203793A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | 半絶縁性ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59203793A JPS59203793A (ja) | 1984-11-17 |
| JPH0124760B2 true JPH0124760B2 (ja) | 1989-05-12 |
Family
ID=13674664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7889983A Granted JPS59203793A (ja) | 1983-01-18 | 1983-05-07 | 半絶縁性ガリウム砒素単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59203793A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61286294A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-16 | Toshiba Corp | 単結晶引上装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57123898A (en) * | 1981-01-20 | 1982-08-02 | Toshiba Corp | Preparation of semi-insulating gaas single crystal |
-
1983
- 1983-05-07 JP JP7889983A patent/JPS59203793A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57123898A (en) * | 1981-01-20 | 1982-08-02 | Toshiba Corp | Preparation of semi-insulating gaas single crystal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59203793A (ja) | 1984-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bonner | InP synthesis and LEC growth of twin-free crystals | |
| US4637854A (en) | Method for producing GaAs single crystal | |
| EP0036891B1 (en) | Minimization of strain in single crystals | |
| JPH0124760B2 (ja) | ||
| JPS59131597A (ja) | 高品質ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JPS61151094A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS606918B2 (ja) | ３−５族化合物単結晶の製造方法 | |
| JP2736343B2 (ja) | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶の製造方法 | |
| JPS6065794A (ja) | 高品質ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JPS59203794A (ja) | 半絶縁性ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JPS6111920B2 (ja) | ||
| JPH0517196B2 (ja) | ||
| CN115821395A (zh) | 一种碳化硅晶体的退火方法及其退火用的熔液 | |
| JPS6313960B2 (ja) | ||
| JPS62229929A (ja) | 半導体ウエハの製造方法 | |
| JPS63176397A (ja) | ３−５族化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPS6389497A (ja) | 珪素添加ガリウム砒素単結晶の製造方法 | |
| JPS6321288A (ja) | 化合物半導体単結晶製造方法 | |
| JPS60118696A (ja) | リン化インジウム単結晶の育成方法 | |
| JPS6350396A (ja) | ３−５族化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPH0348160B2 (ja) | ||
| JPS62176997A (ja) | 半絶縁性ＩｎＰ単結晶の育成方法 | |
| JPH0317799B2 (ja) | ||
| JPS63107887A (ja) | 単結晶引上げ用るつぼ | |
| JPS6051687A (ja) | 高比抵抗砒化ガリウム半導体結晶の製造方法 |