[發明專利]磷化銦單晶的制造方法

有效

• 申請號: 200710163422.0
• 申請日: 2004-05-06
• 公開（公告）號: CN101230488A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 川瀬智博
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧紅霞;張天舒

本申請是申請日為2004年5月6日的國家申請號為200480012206.0的名稱為“磷化銦基板、磷化銦單晶及其制造方法”的母案申請的分案申請，其中，母案申請的國際申請號為PCT/JP2004/006427。

技術領域

本發明涉及磷化銦單晶的制造方法，應用于諸如光通訊用半導體激光器、光電探測器等的光電子領域，以及諸如晶體管等的電子領域。

背景技術

磷化銦(InP)晶體是通過液封提拉法(liquid?encapsulatedCzochralski?method)(LEC法)或者蒸氣壓控制LEC法(VCZ法)制造的。最近，已經報導了通過垂直梯度凝固法(VGF法)生長直徑為3英寸(約75mm)和直徑為4英寸(約100mm)的單晶。

利用VGF法，已經報導了這樣的情況：即，由于晶體是在低溫梯度下生長的，因此能生長低位錯密度的InP晶體。例如，在13thInternational?Conference?on?Indium?Phosphide?and?RelatedMaterials，Post?Deadline?Papers，Tsukuba，Ibaraki(1998)15-16中，報導了直徑為3英寸的摻雜Fe的InP晶體。在這篇文章中，報導了(100)晶片的腐蝕坑密度(EPD)是3000cm^-2。該腐蝕坑密度對應于晶體的位錯密度。在這篇文章中，未給出晶體的生長取向。在TechnicalDigest?of?GaAs?IC?Symposium，Monterey，(2002)147-150中，使用市售的直徑為4英寸的摻雜Fe的(100)InP晶片，晶片上的腐蝕坑密度和光致發光(PL)強度有大的梯度，并且Fe濃度變化約為兩倍。由此，將市售VGF晶體的生長取向假定為<111>。另外，已經報導了這樣的情況：即，當直徑為4英寸的摻雜Fe的InP晶體是通過垂直舟法使用<100>晶種生長時，得到位錯密度平均值為11000cm^-2的(100)晶片。

另外，在13th?International?Conference?on?Indium?Phosphideand?Related?Materials，Post?Deadline?Papers，Tsukuba，Ibaraki(1998)1-2，Japanese?Journal?of?Applied?Physics，38(1999)977-980中，報導了通過VGF法沿<100>取向生長的直徑為100mm的InP晶體。并且，在14th?International?Conference?on?IndiumPhosphide?and?Related?Materials，Davos，Switzerland，(1999)249-254中，報導了這樣的情況：即，將通過VGF法在<100>取向生長的直徑為100mm的InP晶體在磷化鐵氣氛中進行熱處理，得到直徑為100mm的摻雜Fe的(100)InP晶片。

另外，在Journal?of?Crystal?Growth?132(1993)348-350以及Journal?of?Crystal?Growth?158(1996)43-48中，報導了這樣的情況：即，當使用直徑與結晶體大致相等的<100>取向晶種并添加硫(S)時，得到直徑為50mm的單晶。

在InP晶體的生長中，生成孿晶是一個嚴重的問題。特別是，使用在容器內生長晶體的諸如VGF法和垂直Bridgman法(VB法)等的垂直舟法，在低溫度梯度下生長晶體時，生成孿晶的頻率高，因此得到單晶極其困難。

因此，在Journal?of?Crystal?Growth?95(1989)109-114中，報導了在<111>取向生長的方法，沿該<111>取向不容易生成孿晶。但是，如同Technical?Digest?of?GaAsIC?Symposium，Monterey(2002)147-150所述，為了使用普通的(100)晶片，必須沿著相對于生長方向54.7度的角度切割(100)晶片。結果，在晶片上導致大梯度的摻雜濃度。已經報導了這樣的情況：即，市售的直徑為4英寸(約100mm)的摻雜Fe的(100)InP晶片上的Fe濃度的變化約為兩倍。當Fe濃度存在這樣大的變化時，晶片的電特性也有大的變化。結果，當這種晶片用于諸如光通訊用半導體激光器、光電探測器等的光電子器件，以及用于諸如晶體管等的電子器件時，晶片上的器件性能不一致。