JP2003055085A - 化合物半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
化合物半導体単結晶の製造方法Info
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 種結晶からの転位の伝搬を効果的に抑制して
歩留りを大幅に向上させることができる新規な化合物半
導体単結晶の製造方法の提供。 【解決手段】 液体封止チョクラルスキ法による化合物
半導体単結晶の製造方法において、結晶８の引き上げを
行うための種結晶６として、低転位密度の種結晶、具体
的には平均転位密度が２００個／ｃｍ2未満の種結晶、
あるいは最大転位密度が３０００個／ｃｍ2未満の種結
晶を用いるようにしたものである。これによって、後述
するように種結晶から成長結晶側への転位の伝搬が抑制
され、高品位の化合物半導体単結晶を歩留り良く得るこ
とができる。
歩留りを大幅に向上させることができる新規な化合物半
導体単結晶の製造方法の提供。 【解決手段】 液体封止チョクラルスキ法による化合物
半導体単結晶の製造方法において、結晶８の引き上げを
行うための種結晶６として、低転位密度の種結晶、具体
的には平均転位密度が２００個／ｃｍ2未満の種結晶、
あるいは最大転位密度が３０００個／ｃｍ2未満の種結
晶を用いるようにしたものである。これによって、後述
するように種結晶から成長結晶側への転位の伝搬が抑制
され、高品位の化合物半導体単結晶を歩留り良く得るこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体封止チョクラ
ルスキ法による化合物半導体単結晶の製造方法に関する
ものである。
ルスキ法による化合物半導体単結晶の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＩｎＰ等の化
合物半導体単結晶の製造方法の一つとして、いわゆる液
体封止チョクラルスキ法（以下、ＬＥＣ法と略す）と称
される単結晶引上げ法が知られている。
合物半導体単結晶の製造方法の一つとして、いわゆる液
体封止チョクラルスキ法（以下、ＬＥＣ法と略す）と称
される単結晶引上げ法が知られている。
【０００３】このＬＥＣ法は、高圧容器内に原料となる
融液の入ったルツボを置き、その融液の表面をＢ2Ｏ3等
の液体によって覆い、その上から不活性ガスにより圧力
をかけて結晶の引き上げを行う方法であり、従来のＣＺ
法等に比べて、装置や操作が比較的簡単で、かつ大口径
の化合物半導体単結晶が得られる等といった長所を有し
ている。
融液の入ったルツボを置き、その融液の表面をＢ2Ｏ3等
の液体によって覆い、その上から不活性ガスにより圧力
をかけて結晶の引き上げを行う方法であり、従来のＣＺ
法等に比べて、装置や操作が比較的簡単で、かつ大口径
の化合物半導体単結晶が得られる等といった長所を有し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このＬＥＣ
法は、上記のような長所を有する反面、他の単結晶製造
方法、例えば水平ブリッジマン法等に比べて歩留りが低
いといった欠点がある。
法は、上記のような長所を有する反面、他の単結晶製造
方法、例えば水平ブリッジマン法等に比べて歩留りが低
いといった欠点がある。
【０００５】すなわち、一般にこのＬＥＣ法で用いる種
結晶は、高転位密度のものが用いられ、種結晶に続いて
新しく成長する結晶にこの転位が伝搬し、無転位の結晶
を得ることが難しい。このため、成長初期の部分を首の
ように細長くして転位を表面に出してから引き上げを行
う、いわゆるネッキング・インと称される技術が併用さ
れるが、この技術を採用しても完全に転位のない単結晶
を得ることは容易ではなく、いかに歩留りを向上するか
が課題であった。
結晶は、高転位密度のものが用いられ、種結晶に続いて
新しく成長する結晶にこの転位が伝搬し、無転位の結晶
を得ることが難しい。このため、成長初期の部分を首の
ように細長くして転位を表面に出してから引き上げを行
う、いわゆるネッキング・インと称される技術が併用さ
れるが、この技術を採用しても完全に転位のない単結晶
を得ることは容易ではなく、いかに歩留りを向上するか
が課題であった。
【０００６】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、種
結晶からの転位の伝搬を効果的に抑制して歩留りを大幅
に向上させることができる新規な化合物半導体単結晶の
製造方法を提供するものである。
解決するために案出されたものであり、その目的は、種
結晶からの転位の伝搬を効果的に抑制して歩留りを大幅
に向上させることができる新規な化合物半導体単結晶の
製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、液体封止チョクラルスキ法による化合物半
導体単結晶の製造方法において、結晶の引き上げを行う
ための種結晶として、低転位密度の種結晶、具体的には
平均転位密度が２００個／ｃｍ2未満の種結晶、あるい
は最大転位密度が３０００個／ｃｍ2未満の種結晶を用
いるようにしたものである。
に本発明は、液体封止チョクラルスキ法による化合物半
導体単結晶の製造方法において、結晶の引き上げを行う
ための種結晶として、低転位密度の種結晶、具体的には
平均転位密度が２００個／ｃｍ2未満の種結晶、あるい
は最大転位密度が３０００個／ｃｍ2未満の種結晶を用
いるようにしたものである。
【０００８】これによって、後述するように種結晶から
成長結晶側への転位の伝搬が抑制され、高品位の化合物
半導体単結晶を歩留り良く得ることができる。
成長結晶側への転位の伝搬が抑制され、高品位の化合物
半導体単結晶を歩留り良く得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。
態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１０】図１は、本発明に係る液体封止チョクラル
スキ法による化合物半導体単結晶の製造方法の実施の一
形態を示したものである。
スキ法による化合物半導体単結晶の製造方法の実施の一
形態を示したものである。
【００１１】図示するように、先ず、真空容器１内に収
容されたルツボ２内に原料となるＧａＡｓ粉末を投入
し、これを高周波加熱コイル３によって溶融してＧａＡ
ｓ融液Ｌを製造すると共に、そのルツボ２内にこれより
比重の小さくて原料蒸気を通さない封止用液体４、例え
ばＢ2Ｏ3を投入する。これによって、このＢ2Ｏ3がＧａ
Ａｓ融液Ｌの液面上に層状に集まってＧａＡｓ融液Ｌの
蒸発が抑制された状態となる。
容されたルツボ２内に原料となるＧａＡｓ粉末を投入
し、これを高周波加熱コイル３によって溶融してＧａＡ
ｓ融液Ｌを製造すると共に、そのルツボ２内にこれより
比重の小さくて原料蒸気を通さない封止用液体４、例え
ばＢ2Ｏ3を投入する。これによって、このＢ2Ｏ3がＧａ
Ａｓ融液Ｌの液面上に層状に集まってＧａＡｓ融液Ｌの
蒸発が抑制された状態となる。
【００１２】次に、この上方に位置する引上げ棒５の下
端にＧａＡｓ結晶からなる種結晶６を保持した状態でこ
れをゆっくりと降下させてその下端面をＢ2Ｏ3を通過さ
せてＧａＡｓ融液Ｌの液面上に接触させて融液Ｌに良く
馴染ませた後、これを回転させながらゆっくりと引き上
げる。すると、その種結晶６の下面側に付着した融液Ｌ
が徐々に種結晶６側に付着成長してバルク状に結晶化し
てくる。この時、種結晶６側の転位が成長してくる結晶
側に伝搬するため、その引上げ速度をコントロールして
種結晶６下部を首状に細くする、いわゆるネッキング・
インを併用することで大部分の転位がこの首部分７で外
部に抜け、成長結晶８側への伝搬が抑制される。
端にＧａＡｓ結晶からなる種結晶６を保持した状態でこ
れをゆっくりと降下させてその下端面をＢ2Ｏ3を通過さ
せてＧａＡｓ融液Ｌの液面上に接触させて融液Ｌに良く
馴染ませた後、これを回転させながらゆっくりと引き上
げる。すると、その種結晶６の下面側に付着した融液Ｌ
が徐々に種結晶６側に付着成長してバルク状に結晶化し
てくる。この時、種結晶６側の転位が成長してくる結晶
側に伝搬するため、その引上げ速度をコントロールして
種結晶６下部を首状に細くする、いわゆるネッキング・
インを併用することで大部分の転位がこの首部分７で外
部に抜け、成長結晶８側への伝搬が抑制される。
【００１３】そして、本発明方法にあっては、このよう
な液体封止チョクラルスキ法による化合物半導体単結晶
の製造方法において、使用する種結晶６として、平均転
位密度が２００個／ｃｍ2未満、あるいは最大転位密度
が３０００個／ｃｍ2未満の種結晶を用いたものであ
り、これによって後述の実施例で実証されるように成長
結晶側への転位の伝搬が抑制され、高品位の化合物半導
体単結晶を歩留り良く得ることができる。尚、本発明方
法は、ＧａＡｓのみならず、ＧａＰ，ＩｎＰ等の全ての
化合物半導体に適用可能であることは勿論である。以
下、本発明の具体的実施例を説明する。
な液体封止チョクラルスキ法による化合物半導体単結晶
の製造方法において、使用する種結晶６として、平均転
位密度が２００個／ｃｍ2未満、あるいは最大転位密度
が３０００個／ｃｍ2未満の種結晶を用いたものであ
り、これによって後述の実施例で実証されるように成長
結晶側への転位の伝搬が抑制され、高品位の化合物半導
体単結晶を歩留り良く得ることができる。尚、本発明方
法は、ＧａＡｓのみならず、ＧａＰ，ＩｎＰ等の全ての
化合物半導体に適用可能であることは勿論である。以
下、本発明の具体的実施例を説明する。
【００１４】
【実施例】（実施例）図１に示したような単結晶製造装
置を用い、ガリウム１００００ｇ，砒素１０５００ｇ及
び封止材である酸化硼素１６００ｇをＰＢＮルツボ内に
収容し、これを融点温度まで加熱してＧａＡｓ融液を形
成した後、平均転位密度１５０個／ｃｍ2、かつ最大転
位密度２４００個／ｃｍ2の種結晶を用いて、単結晶の
引上育成を行い、直径約１１５ｍｍ，重量約１７０００
ｇのＧａＡｓ単結晶を１０本作成した。そして、これら
のＧａＡｓ単結晶について多結晶化の有無を調べた結
果、いずれのＧａＡｓ単結晶についても多結晶化がみら
れず、単結晶歩留りは１００％であった。
置を用い、ガリウム１００００ｇ，砒素１０５００ｇ及
び封止材である酸化硼素１６００ｇをＰＢＮルツボ内に
収容し、これを融点温度まで加熱してＧａＡｓ融液を形
成した後、平均転位密度１５０個／ｃｍ2、かつ最大転
位密度２４００個／ｃｍ2の種結晶を用いて、単結晶の
引上育成を行い、直径約１１５ｍｍ，重量約１７０００
ｇのＧａＡｓ単結晶を１０本作成した。そして、これら
のＧａＡｓ単結晶について多結晶化の有無を調べた結
果、いずれのＧａＡｓ単結晶についても多結晶化がみら
れず、単結晶歩留りは１００％であった。
【００１５】（比較例１）種結晶として平均転位密度３
５０個／ｃｍ2のものを用いた他は、実施例と同様な方
法で同じく単結晶の引上育成を行って１０本の試料を作
成し、これらの試料について多結晶化の有無を調べた結
果、１０本中２本については種結晶から成長結晶側に転
位が伝搬しており、単結晶歩留りは８０％であった。
５０個／ｃｍ2のものを用いた他は、実施例と同様な方
法で同じく単結晶の引上育成を行って１０本の試料を作
成し、これらの試料について多結晶化の有無を調べた結
果、１０本中２本については種結晶から成長結晶側に転
位が伝搬しており、単結晶歩留りは８０％であった。
【００１６】（比較例２）種結晶として最大転位密度４
２００個／ｃｍ2のものを用いた他は、実施例と同様な
方法で同じく単結晶の引上育成を行って１０本の試料を
作成し、これらの試料について多結晶化の有無を調べた
結果、１０本中３本については種結晶から成長結晶側に
転位が伝搬しており、単結晶歩留りは７０％であった。
２００個／ｃｍ2のものを用いた他は、実施例と同様な
方法で同じく単結晶の引上育成を行って１０本の試料を
作成し、これらの試料について多結晶化の有無を調べた
結果、１０本中３本については種結晶から成長結晶側に
転位が伝搬しており、単結晶歩留りは７０％であった。
【００１７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、液体封止
チョクラルスキ法による結晶の引き上げを行うための種
結晶として低転位密度の種結晶を用いるようにしたこと
から、種結晶から成長結晶側への転位の伝搬が効果的に
抑制されて高品位な化合物半導体単結晶製造の歩留り良
く得ることができる。
チョクラルスキ法による結晶の引き上げを行うための種
結晶として低転位密度の種結晶を用いるようにしたこと
から、種結晶から成長結晶側への転位の伝搬が効果的に
抑制されて高品位な化合物半導体単結晶製造の歩留り良
く得ることができる。
【図１】本発明に係る化合物半導体単結晶の製造方法の
実施の一形態を示す説明図である。
実施の一形態を示す説明図である。
１ 真空容器
２ ルツボ
３ 高周波加熱コイル
４ 封止用液体
５ 引上げ棒
６ 種結晶
７ 首部分
８ 成長結晶
Ｌ 融液
Claims (5)
- 【請求項１】 液体封止チョクラルスキ法による化合物
半導体単結晶の製造方法において、結晶の引き上げを行
うための種結晶として、平均転位密度が２００個／ｃｍ
2未満の種結晶を用いることを特徴とする化合物半導体
単結晶の製造方法。 - 【請求項２】 液体封止チョクラルスキ法による化合物
半導体単結晶の製造方法において、結晶の引き上げを行
うための種結晶として、最大転位密度が３０００個／ｃ
ｍ2未満の種結晶を用いることを特徴とする化合物半導
体単結晶の製造方法。 - 【請求項３】 液体封止チョクラルスキ法による化合物
半導体単結晶の製造方法において、結晶の引き上げを行
うための種結晶として、平均転位密度が２００個／ｃｍ
2未満で、かつ最大転位密度が３０００個／ｃｍ2未満の
種結晶を用いることを特徴とする化合物半導体単結晶の
製造方法。 - 【請求項４】 上記種結晶がＧａＡｓ結晶であることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の化合物半導
体単結晶の製造方法。 - 【請求項５】 上記化合物半導体単結晶が、ＧａＡｓ単
結晶であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の化合物半導体単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001250370A JP2003055085A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2001250370A JP2003055085A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003055085A true JP2003055085A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19079200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001250370A Pending JP2003055085A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003055085A (ja) |
-
2001
- 2001-08-21 JP JP2001250370A patent/JP2003055085A/ja active Pending
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