[发明专利]含有掺杂剂的磷化铟晶体及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2004年5月6日的国家申请号为 200480012206.0的名称为“磷化铟基板、磷化铟单晶及其制造方法” 的母案申请的分案申请，其中，母案申请的国际申请号为 PCT/JP2004/006427。

技术领域

本发明涉及含有掺杂剂的磷化铟晶体及其制造方法，应用于诸如 光通讯用半导体激光器、光电探测器等的光电子领域，以及诸如晶体 管等的电子领域。

背景技术

磷化铟(InP)晶体是通过液封提拉法(liquid encapsulated  Czochralski method)(LEC法)或者蒸气压控制LEC法(VCZ法)制 造的。最近，已经报导了通过垂直梯度凝固法(VGF法)生长直径为3 英寸(约75mm)和直径为4英寸(约100mm)的单晶。

利用VGF法，已经报导了这样的情况：即，由于晶体是在低温梯 度下生长的，因此能生长低位错密度的InP晶体。例如，在10th International Conference on Indium Phosphide and Related  Materials，Post Deadline Papers，Tsukuba，Ibaraki(1998)15-16 中，报导了直径为3英寸的掺杂Fe的InP晶体。在这篇文章中，报导 了(100)晶片的腐蚀坑密度(EPD)是3000cm^-2。该腐蚀坑密度对应于 晶体的位错密度。在这篇文章中，未给出晶体的生长取向。在Technical  Digest of GaAs IC Symposium，Monterey，(2002)147-150中，使用 市售的直径为4英寸的掺杂Fe的(100)InP晶片，晶片上的腐蚀坑密 度和光致发光(PL)强度有大的梯度，并且Fe浓度变化约为两倍。由 此，将市售VGF晶体的生长取向假定为<111>。另外，已经报导了这 样的情况：即，当直径为4英寸的掺杂Fe的InP晶体是通过垂直舟法 使用<100>晶种生长时，得到位错密度平均值为11000cm^-2的(100) 晶片。

另外，在10th International Conference on Indium Phosphide  and Related Materials，Post Deadline Papers，Tsukuba， Ibaraki(1998)1-2，Japanese Journal of Applied Physics， 38(1999)977-980中，报导了通过VGF法沿<100>取向生长的直径为 100mm的InP晶体。并且，在11th International Conference on Indium  Phosphide and Related Materials，Davos，Switzerland， (1999)249-254中，报导了这样的情况：即，将通过VGF法在<100> 取向生长的直径为100mm的InP晶体在磷化铁气氛中进行热处理，得 到直径为100mm的掺杂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，报导了这样的情况： 即，当使用直径与结晶体大致相等的<100>取向晶种并添加硫(S) 时，得到直径为50mm的单晶。

在InP晶体的生长中，生成孪晶是一个严重的问题。特别是，使 用在容器内生长晶体的诸如VGF法和垂直Bridgman法(VB法)等的垂 直舟法，在低温度梯度下生长晶体时，生成孪晶的频率高，因此得到 单晶极其困难。