專利名稱：ZnTe單晶襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改善作為光調(diào)制元件用襯底優(yōu)選的II-VI族化合物半導(dǎo)體單晶的結(jié)晶性的技術(shù)，特別是涉及用于使SiTe單晶內(nèi)所含的析出物消失、提高透光率的熱處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
含有周期表第12 族元素和第16(6B)族元素的化合物半導(dǎo)體(以下稱為 II-VI族化合物半導(dǎo)體)結(jié)晶由于具有各種禁帶寬度，因此光學(xué)特性也多樣，作為光調(diào)制元件等材料被期待。但是，由于II-VI族化合物半導(dǎo)體難以控制化學(xué)計(jì)量組成，因此以目前的制造技術(shù)難以使良好塊狀結(jié)晶生長(zhǎng)。例如，S1Te由于熔點(diǎn)下的組成為化學(xué)計(jì)量組成，偏移于Te側(cè)，因此培育的結(jié)晶中有時(shí)會(huì)殘留過(guò)剩的Te所引起的析出物。而且，該Te析出物的大小為數(shù)μπκ密度為105cm_3 左右，因而成為顯著降低SiTe單晶襯底透光率的原因。這種透光率低的SiTe單晶襯底不能夠適用于利用激光透過(guò)厚度IOmm左右結(jié)晶內(nèi)部的電光學(xué)效果的光調(diào)制元件等用途。這里，作為用于降低SiTe單晶中析出物的技術(shù)，有使用外延生長(zhǎng)技術(shù)使SiTe單晶生長(zhǎng)的方法。通過(guò)該方法，可以制造結(jié)晶性優(yōu)異的SiTe單晶。另外，本申請(qǐng)人提出了至少具有以下工序的II-VI族化合物半導(dǎo)體單晶的制造方法加熱II-VI族化合物半導(dǎo)體單晶至第1熱處理溫度Tl、僅保持規(guī)定時(shí)間的第1工序；以規(guī)定的速度慢慢從第1熱處理溫度Tl降溫至低于該熱處理溫度Tl的第2熱處理溫度T2 的第2工序(專利文獻(xiàn)1)。通過(guò)專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明，可以在第1工序中消除含有第 16族元素(例如Te)的析出物的同時(shí)，在第2工序中消除含有多晶等的析出物。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2004-158731號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題但是，所述外延生長(zhǎng)技術(shù)例如在使數(shù)μ m左右比較薄的SiTe單晶生長(zhǎng)時(shí)有效，但在使厚度Imm以上的SiTe單晶生長(zhǎng)時(shí)，時(shí)間、成本均過(guò)大，不現(xiàn)實(shí)。另外，所述專利文獻(xiàn)1所記載的熱處理方法雖然相對(duì)于厚度達(dá)到Imm的SiTe單晶襯底也可以比較容易地消除Te析出物、有效，但對(duì)于光調(diào)制元件等中使用的厚度Imm以上的襯底熱處理效果有時(shí)并不充分，可知并非完全有效。S卩，當(dāng)S1Te單晶襯底的厚度為Imm以上時(shí)，所述專利文獻(xiàn)1所記載的熱處理方法中，當(dāng)考慮生產(chǎn)性、使熱處理時(shí)間(第1工序+第2工序)為約10小時(shí)時(shí)，熱處理后的SiTe單晶襯底的透光率(波長(zhǎng)1000nm)為50%以下，作為光調(diào)制元件等的用途并不適合。另外，利用光學(xué)顯微鏡觀察此時(shí)的SiTe單晶襯底截面時(shí)，在距離表面0. 20mm左右深度的區(qū)域未見(jiàn)析出物，但在內(nèi)部卻殘留有3 10μ m的Te析出物，其密度與熱處理前相同。另一方面，利用所述專利文獻(xiàn)1記載的熱處理方法，為了使厚度Imm以上的SiTe 單晶襯底的透光率(波長(zhǎng)IOOOnm)為50%以上，根據(jù)熱處理溫度必需200小時(shí)以上的熱處理，生產(chǎn)性顯著地降低。因而，本發(fā)明人等考慮到雖然所述之前申請(qǐng)的熱處理方法對(duì)于消除Te析出物有效，但有進(jìn)一步改良的余地，對(duì)SiTe化合物半導(dǎo)體單晶的熱處理方法進(jìn)行了深入研究。本發(fā)明的目的在于提供用于在SiTe單晶襯底中有效地消除Te析出物的熱處理方法以及具有適于光調(diào)制元件等用途的光學(xué)特性的厚度Imm以上SiTe單晶襯底。用于解決課題的方法本發(fā)明為SiTe單晶襯底的熱處理方法，其具有以下工序升溫至第1熱處理溫度 Tl、僅保持規(guī)定時(shí)間的第1工序；以規(guī)定的速度慢慢從所述第1熱處理溫度Tl降溫至低于該熱處理溫度Tl的第2熱處理溫度T2的第2工序，其特征在于，在將所述第1熱處理溫度 Tl設(shè)定為700°C彡Tl ( 1250°C范圍的同時(shí)，將所述第2熱處理溫度T2設(shè)定為T2 ( T1-50 的范圍。所述第1和第2工序在至少IkPa以上的Si氣氛中進(jìn)行。特別是，對(duì)于光調(diào)制元件等用途中使用的厚度Imm以上的SiTe單晶襯底有效。另外，可以使所述第1和第2工序?yàn)?個(gè)循環(huán)、僅重復(fù)規(guī)定的循環(huán)數(shù)。另外，本發(fā)明的光調(diào)制元件用SiTe單晶襯底的厚度為Imm以上、結(jié)晶內(nèi)所含的析出物的大小為2μπι以下、密度小于200cm_3。而且，所述SiTe單晶襯底相對(duì)于波長(zhǎng)700 1500nm的光線，透光率為50%以上。特別是，相對(duì)于波長(zhǎng)900 1500nm的光線，透光率為 60%以上。通過(guò)所述本發(fā)明的熱處理方法，可以獲得這種SiTe單晶襯底。以下，說(shuō)明完成本發(fā)明的經(jīng)過(guò)。首先，本發(fā)明人等在相對(duì)于光調(diào)制元件等中使用的厚度2mm以上的SiTe單晶襯底適用所述專利文獻(xiàn)1所述的熱處理方法時(shí)，發(fā)現(xiàn)了所述問(wèn)題點(diǎn)。因此，為了解決所述問(wèn)題， 在利用所述專利文獻(xiàn)1的熱處理方法的基礎(chǔ)上，對(duì)熱處理?xiàng)l件進(jìn)行研究。S卩，以規(guī)定速度(例如15°C /分鐘)升溫至第1熱處理溫度Tl，僅保持規(guī)定時(shí)間 (例如2小時(shí))后(第1工序)，以規(guī)定的速度(例如0. 3°C /分鐘)慢慢地降溫至低于第 1熱處理溫度T160°C的第2熱處理溫度T2 (第2工序)。而且，將第1工序和第2工序作為 1個(gè)循環(huán)(約5. 4小時(shí))，實(shí)施僅規(guī)定循環(huán)數(shù)的熱處理。這里，在通過(guò)在S1氣氛中對(duì)SiTe單晶襯底進(jìn)行熱處理降低析出物的所述之前申請(qǐng)所涉熱處理方法中，由于認(rèn)為熱處理時(shí)間依賴于ai的擴(kuò)散速度，因此將熱處理時(shí)間(循環(huán)數(shù))和溫度作為參數(shù)，研究殘存在熱處理后的SiTe單晶襯底上的Te析出物。另外，為了確認(rèn)熱處理所導(dǎo)致的擴(kuò)散效果，使用厚度約4mm比較厚的SiTe單晶襯底。具體地說(shuō)，使第1熱處理溫度Tl為650°C、750°C、850°C，使熱處理時(shí)間(循環(huán)數(shù)) 為M小時(shí)(10循環(huán))、108小時(shí)QO循環(huán))、216小時(shí)(40循環(huán))，進(jìn)行熱處理。在所述在先申請(qǐng)中，第1熱處理溫度Tl為0. 5M彡Tl彡0. 65M(M 熔點(diǎn))的范圍。 即，當(dāng)使SiiTe的熔點(diǎn)為1239°C時(shí)，第1熱處理溫度Tl為619. 5彡Tl彡805. ；35。
表1以距離表面的深度顯示了進(jìn)行所述熱處理后的SiTe單晶襯底內(nèi)部析出物消失的區(qū)域。如表1所示，當(dāng)使第1熱處理溫度Tl為650°C時(shí)，即便使熱處理時(shí)間為216小時(shí) (40循環(huán))，沒(méi)有析出物的區(qū)域距離表面為0.5mm左右。另一方面，當(dāng)使第1熱處理溫度T 1 為750°C時(shí)，即便使熱處理時(shí)間為108小時(shí)(20循環(huán))，沒(méi)有析出物的區(qū)域距離表面為0. 9mm 左右。當(dāng)使第1熱處理溫度Tl為850°C時(shí)，在使熱處理時(shí)間為108小時(shí)(20循環(huán))時(shí)，析出物完全消失。由于Si從襯底的兩面開(kāi)始擴(kuò)散，因此以距離表面的深度表示析出物消失的區(qū)域時(shí)，為2. Omm以上。表權(quán)利要求
1.一種光調(diào)制元件用的SiTe單晶襯底，其特征在于，厚度為Irnm以上，結(jié)晶內(nèi)所含的析出物的大小為2μπι以下，密度小于200cm_3，相對(duì)于波長(zhǎng)700 1500nm的光線，透光率為 50%以上，并且沒(méi)有析出物的區(qū)域距離表面為0. 9mm以上，其中所述SiTe單晶襯底是通過(guò)熔融液生長(zhǎng)法獲得的。
2.一種光調(diào)制元件用的SiTe單晶襯底，其特征在于，厚度為Imm以上，結(jié)晶內(nèi)所含的析出物的大小為2μπι以下，密度小于200cm_3，相對(duì)于波長(zhǎng)900 1500nm的光線，透光率為 60%以上，并且沒(méi)有析出物的區(qū)域距離表面為0. 9mm以上，其中所述SiTe單晶襯底是通過(guò)熔融液生長(zhǎng)法獲得的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光調(diào)制元件用的ZnTe單晶襯底，其特征在于，厚度為1mm以上，結(jié)晶內(nèi)所含的析出物的大小為2μm以下，密度小于200cm-3，相對(duì)于波長(zhǎng)700～1500nm的光線，透光率為50％以上，或者相對(duì)于波長(zhǎng)900～1500nm的光線，透光率為60％以上，并且沒(méi)有析出物的區(qū)域距離表面為0.9mm以上，其中所述ZnTe單晶襯底是通過(guò)熔融液生長(zhǎng)法獲得的。
文檔編號(hào)C30B33/02GK102352536SQ20111028011
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者佐藤賢次, 朝日聰明, 清水孝幸 申請(qǐng)人:日礦金屬株式會(huì)社