DE69209564T2

DE69209564T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie

Info

Publication number: DE69209564T2
Application number: DE69209564T
Authority: DE
Inventors: Masahisa Endo; Takao Takenaka; Masato Yamada
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2012-06-12
Also published as: EP0518332B1; DE69209564D1; EP0518332A1; JPH04367587A; US5366552A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie, um dünne Epitaxieschichten zu erhalten, welche auf einer Vielzahl von dünnen plattenförmigen Substraten wachsen bzw. gezüchtet werden.
In dem japanischen Patentabstrakt, Band 6, Nr. 170 (E- 128) (1048), vom 3. September 1982, ist eine Herstellungsvorrichtung für Halbleiter offenbart, umfassend eine Lösungskammer und eine Wachstumskammer, welche miteinander verbunden sind. Die Kammern sind voneinander durch eine Gleitplatte mit öffnungen getrennt, welche als ein Schieberventil dient. Des weiteren wird die Kammer während des Betriebs um eine horizontale Achse rotiert. Dieses bekannte Dokument lehrt jedoch nur eine halbe Umdrehung beider Kammern während des Abkühlens, bzw. während die Flüssigphasenepitaxie durchgeführt wird. Im Gegensatz dazu wird die Wachstumskammer gemäß der vorliegenden Erfindung während der Flüssigphasenepitaxie wiederholt oder periodisch gedreht oder rotiert. Des weiteren werden bei dem bekannten Dokument beide Kammern oder Container 11, 14 direkt durch eine Antriebseinrichtungen rotiert. Gemäß der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Wachstumskammer durch ein kreisförmiges zylindrisches Rohr mittels einer Antriebseinrichtung rotiert. Da diese Antriebseinrichtung im Betrieb mit einem Ofenrohr zum Rotieren des Ofenrohrs verbunden ist, wird eine winkelförmige Bewegung der Wachstumskammer um eine horizontale Achse erzielt, die Wachstumskammer kann geneigt oder umgedreht werden.
Des weiteren offenbart das japanische Journal of Applied Physics, Band 15, Nr. 7, Juli 1976, Seiten 1219-1227, ein neues rotierendes Bootsystem für die Flüssigphasenepitaxie. Da die Kammer, welche eine Schmelze enthält, jedoch in dem oberen Bereich zur Atmosphäre hin geöffnet ist, ist die Rotation des Bootes auf weniger als 90º beschränkt, so daß die Schmelze in der Kammer, welche das Substrat enthält, gehalten wird. Die Lösungs- und Wachstumskammer der vorliegenden Erfindung sind jedoch beide abdichtbar. Zusätzlich lehrt dieser Stand der Technik keine Rotation des Bootes selbst.
Aus dem japanischen Patentabstrakt, Band 8, Nr. 236 (C- 249) (1673), 30. Oktober 1984, ist ein Verfahren für die Flüssigphasenepitaxie bekannt, umfassend die Schritte des Haltens eines Halbleiters in einer Wachstumskammer, das anschließende Füllen der Wachstumskammer mit einer Schmelze, welche während der Flüssigphasenepitaxie verwendet wird. Die Wachstumskammer (Substratbehälter) dieses Standes der Technik ist jedoch nicht abdichtbar. Daher ist ein Lager der geschmolzenen Flüssigkeit auch wie in dem vorhergehenden Dokument der Atmosphäre zugänglich. Im Gegensatz dazu sind die Lösungskammer und die Wachstumskammer der vorliegenden Erfindung beide abdichtbar.
Die Flüssigphasenepitaxie ist ein Verfahren zum Ausfällen und Wachsen bzw. Züchten des Gelösten in einer übersättigten Lösung auf einem Substrat, welches in Kontakt mit der übersättigten Lösung gebracht wird. Für industrielle Zwecke wird dieses Verfahren hauptsächlich zur Herstellung von lichtemittierenden Dioden (LEDs) verwendet, wobei geschmolzene Metalle als ein Lösungsmittel verwendet werden, um eine dünne Halbleiterschicht mit einer gewünschten Verunreinigungskonzentration auf einem Halbleitersubstrat zu bilden. Es gibt verschiedene bekannte Verfahren zur Durchführung der Flüssigphasenepitaxie zur Herstellung von LEDs.
Figur 7 der beigefügten Zeichnungen zeigt ein solches bekanntes Verfahren, welches im allgemeinen als ein Tauchverfahren bekannt ist, wobei eine Lösung S, welche für die Flüssigphasenepitaxie verwendet wird, in einem unteren Bereich eines Reaktionsrohres 2 gehalten wird, wobei ein Raum H in dem oberen Bereich des Reaktionsrohres 2 gebildet ist. Ein Substrathalter 4 ist in dem Raum H angeordnet und ein Halbleitersubstrat W wird horizontal an einer oberen Oberfläche des Substrathalters 4 gehalten. Das Reaktionsrohr 2 wird über einen Winkel von 180º um seine Achse gedreht, so daß eine obere Oberfläche des Halbleitersubstrates W nach unten gerichtet und in die Lösung S eingetaucht wird, wie in Figur 8 dargestellt. Aufgrund der Berührung zwischen der Lösung S und dem Halbleitersubstrat W wächst eine dünne Epitaxieschicht auf dem Halbleitersubstrat W. Da jedoch das Halbleitersubstrat W während es sich in Kontakt mit der Lösung befindet, parallel zu der Oberfläche der Lösung gehalten wird, kann nur eine begrenzte Anzahl an Halbleitersubstraten W gleichzeitig von der Reaktionskammer aufgenommen werden. Dieses Verfahren ist daher für die Massenproduktion nicht geeignet.
Figuren 9 und 10 zeigen zwei andere bekannte Verfahren, wobei die Substrate W vertikal innerhalb eines Substrathalters 6 gehalten werden und eine Lösung S fällt durch Schwerkraft entlang der Oberfläche der Substrate W nach unten. Bei dem in Figur 9 dargestellten Verfahren wird eine horizontale Trennungsplatte 8 nach außen gezogen, so daß die Lösung S nach unten entlang der Oberfläche der Substrate W fallen kann. Nach Ablauf einer vorherbestimmten Zeitperiode wird die Lösung S aus dem Substrathalter entfernt. Das in Figur 10 dargestellte Verfahren ist eine Modifikation des in Figur 9 dargestellten Verfahrens und umfaßt eine obere horizontale Trennungsplatte 8a, welche nach vorne bewegt wird, so daß die Lösung S nach unten entlang der äußeren Oberfläche oder der Substrate W fallen kann. Nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraumes wird eine untere Trennungsplatte 8b bewegt, so daß die Lösung S in einen Lösungstank 10 fallen kann, wodurch die Substrate W und die Lösung S voneinander getrennt werden. Diese bekannten Verfahren sind geeignet, um eine erhöhte Anzahl von Substraten W gleichzeitig in dem Substrathalter zu verarbeiten. Aufgrund der Unterschiede der Schwerkraft zwischen einem oberen Bereich und einem unteren Bereich der Lösung W ist in dem unteren Bereich der Lösung weniger Gelöstes vorhanden, so daß die Dicke und die Verunreinigungskonzentration der Epitaxieschichten zwischen einem oberen Bereich und einem unteren Bereich jedes einzelnen Substrates W variieren. Zusätzlich kann die Lösung S, welche von den Substraten W tropft, nicht mehr verwendet werden.
Im Hinblick auf die genannten Schwierigkeiten des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Flüssigphasenepitaxie und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche geeignet sind, Epitaxieschichten zu erhalten, welche effizient gleichzeitig auf einer Vielzahl von dünnen plattenförmigen Substraten wachsen, mit einer qualitativ hohen Homogenität und einer gleichmäßigen Dicke.
Gemäß eines ersten Gegenstandes der Erfindung wird ein Verfahren zur Flüssigphasenepitaxie bereitgestellt, umfassend die Schritte: Halten wenigstens einer Reihe dünner plattenförmiger Substrate in einer abdichtbaren Wachstumskammer; anschließendes Anfüllen der Wachstumskammer mit einer Lösung, welche für die Flüssigphasenepitaxie verwendet wird; und anschließend, während die Wachstumskammer in einem abgedichteten Zustand gehalten wird, periodisches Rotieren der Wachstumskammer um die Horizontalachse, um die Wachstumskammer periodisch zu neigen oder umzudrehen, um die Lösung zu rühren, wodurch eine dünne Epitaxieschicht auf jedem der Substrate wächst.
Es wird bevorzugt, daß der Rotationswinkel der Wachstumskammer eine periodische Funktion der verstrichenen Zeit ist, wobei die Dauer mit fortschreitender Flüssigphasenepitaxie variiert.
Gemäß eines zweiten Gegenstandes der Erfindung wird eine Vorrichtung für die Flüssigphasenepitaxie bereitgestellt, umfassend: eine abdichtbare Wachstumskammer, um in dieser wenigstens eine Reihe dünner plattenförmiger Substrate aufzunehmen; eine abgedichtete Lösungskammer, welche mit der Wachstumskammer verbunden ist, um in dieser eine Lösung zu halten, welche während der Flüssigphasenepitaxie verwendet wird; ein Schieberventil, angeordnet zwischen der Waschstummer und der Lösungskammer, um die Wachstumskammer und die Lösungskammer selektiv miteinander zu verbinden, und die Wachstumskammer und die Lösungskammer voneinander zu trennen; wobei die Wachstumskammer, die Lösungskammer und das Schieberventil nicht rotierbar in einem kreisförmigen zylindrischen Rohr angeordnet sind, und Antriebseinrichtungen im Betrieb mit dem Rohr verbunden sind, um dasselbe zu rotieren um die Wachstumskammer um eine Horizontalachse zu drehen, um so die Wachstumskammer zu neigen oder umzudrehen.
Die Wachstumskammer, Lösungskammer und das Schieberventil bestehen vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden und chemisch stabilen Material, wie ein kohlenstoffhaltiges Material von hoher Reinheit.
Die Vorrichtungkann des weiteren ein kreisförmiges zylindrisches Rohr umfassen, in welcher die Wachstumskammer, die Lösungskammer und das Schieberventil nicht rotierbar angeordnet sind.
Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher, unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsformen des Prinzips der Erfindung als illustrative Beispiele dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt eine diagrammartige Ansicht im planen Querschnitt einer Vorrichtung für die Flüssigphasenepitaxie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine diagrammartige Ansicht im Längsquerschnitt, der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, wobei jedoch eine Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist;
Fig. 4 ist eine diagrammartige Ansicht im Längsschnitt, der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung;
Fig. 5 ist eine Kurve, welche die Verteilung der Dicke einer gewachsenen Schicht darstellt, welche durch die Flüssigphasenepitaxie gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurde;
Fig. 6 ist eine Kurve, welche die Verteilung der Dicke einer gemäß eines herkömmlichen Flüssigphasenepitaxie-Verfahrens gewonnenen Schicht darstellt;
Fig. 7 ist ein diagrammartiger Querschnitt einer herkömmlichen Flüssigphasenepitaxie-Vorrichtung;
Fig. 8 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7, zeigt jedoch die Vorrichtung in der umgekehrten Position;
Fig. 9 zeigt einen schematischen Querschnitt einer weiteren herkömmlichen Flüssigphasenepitaxie-Vorrichtung; und
Fig. 10 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 9, zeigt jedoch noch eine andere herkömmliche Flüssigphasenepitaxie- Vorrichtung.
Die Erfindung wird im folgenden im Detail unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen, welche in Figur 1 bis 4 der begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, beschrieben.
Figur 1 zeigt diagrammartig die allgemeine Konstruktion einer Vorrichtung 12, welche eine Flüssigphasenepitaxie-Vorrichtung E gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet. Die Vorrichtung 12 umfaßt ein Ofenrohr 30 bestehend aus Quarz, eine Lösungskammer 14 angeordnet in dem Quarzofenrohr 30, um in diesem eine Lösung S mit der gewünschten Zusammensetzung zu halten, um die Flüssigphasenepitaxie zu erzielen, und eine Wachstumskammer 16 ist in dem Quarzofenrohr 30 angeordnet, um in dieser wenigstens eine Reihe der Substrate W, welche auf einer Trageplatte 15 (Fig. 2) getragen werden, aufzunehmen. Das Ofenrohr 30, die Lösungskammer 14 und die Wachstumskammer 16 sind relativ zueinander nicht rotierbar, jedoch relativ zueinander in einer horizontalen Richtung gleitend beweglich. Das Ofenrohr 30 ist rotierbar, so daß die Lösungskammer 14 und die Wachstumskammer 16 um eine horizontale Achse rotierbar sind. Die Lösungskammer 14 und die Wachstumskammer 16 sind normalerweise durch ein Schieberventil 18 voneinander getrennt, sie können jedoch miteinander durch Betrieb des Schieberventils 18 in Verbindung stehen. Die Lösungskammer 14, die Wachstumskammer 16 und das Schieberventil 18 sind vorzugsweise aus einem wärmebeständigen und chemisch stabilen Material hergestellt, wie einem kohlenstoffhaltigen Material mit hoher Reinheit. Eine öffnung 24 einer Ventilpiatte 18a (Fig. 2) des Schieberventils 18 ist mit einem Filter 28 in Form eines Abflusses ausgestattet. Wird der Filter 28 solchermaßen bereitgestellt, können feste Teilchen, welche sich in der Lösung S bilden können, nicht in die Wachstumskammer 16 eintreten.
Das Schieberventil 18, welches in der dargestellten Ausführungsform verwendet wird, ist so aufgebaut, daß die Lösungskammer 14 und die Wachstumskammer 16 durch eine gleitende Bewegung zwischen der Ventilplatte 18a und einem Ventilbogen, geformt durch Teile der Kammern 14 und 16, selektiv miteinander zu verbinden und voneinander getrennt werden. Das Schieberventil 18 dieser Konstruktion dient der Illustration und soll nicht beschränken, und ein Ventil mit einer anderen Konstruktion, z.B. eine Drosselklappe, kann ebenfalls verwendet werden. Die Ventuplatte 18a kann fest angeordnet sein, wobei die Lösungskammer 14 und die Wachstumskammer 16 relativ zu der befestigten Ventilplatte lba beweglich sind, zwischen einer geschlossenen Position, bei welcher die Lösungskammer 14 und die Wachstumskammer 16 voneinander getrennt sind, und einer geöffneten Position, wobei die Lösungskammer 14 und die Wachstumskammer 16 miteinander in Verbindung stehen. Des weiteren kann der Filter 28, welcher aus dichten feinen Drähten besteht und an der Öffnung 24 der Ventilpiatte 18a des Schieberventils 18 angeordnet ist, durch einen netzförmigen Filter ersetzt werden, der an einem Auslaß der Lösungskammer 14 oder einem Einlaß der Wachstumskammer 16 angeordnet ist.
Wie in Figur 2 dargestellt, weist die Lösungskammer 14 einen unteren Boden 14a auf, welcher mit einer unteren Öffnung 20 versehen ist, während die Wachstumskammer 16 eine obere Wand 16a aufweist, versehen mit einer oberen Öffnung 22 in Ausrichtung mit der unteren Öffnung 20. Die untere Wand 14a und die obere Wand 16a sind vertikal voneinander getrennt, wobei ein Raum zwischen diesen definiert wird. Die Ventilplatte 18a des Schieberventils 18 ist verschiebbar in dem Raum zwischen der unteren Wand 14a und der oberen Wand 16a angeordnet. Die Ventilplatte 18a weist eine Öffnung 24 auf, welche nach der oberen Öffnung 20 und der unteren Öffnung 22 gemäß der Bewegung der Ventilplatte 18a ausgerichtet werden kann. Die Öffnung 24 befindet sich normalerweise außerhalb der Position der oberen und unteren Öffnungen 20, 22, um die Lösungskammer 14 und die Wachstumskammer 16 voneinander zu trennen. Wird die Öffnung 24 mit der unteren und oberen Öffnung 20, 22 ausgerichtet, steht die Lösungskammer 14 durch die Öffnungen 20, 24, 22 in Verbindung mit der Wachstumskammer 16. Bezugszeichen 26 ist ein Betätigungsstab bzw Betätigungskolben, verbunden mit der Ventilplatte 18a, um diese zum Öffnen und Verschließen des Schieberventils 18 zu bewegen.
Die Vorrichtung 12 umfaßt des weiteren eine Antriebseinrichtung 32, welche im Betrieb mit dem Ofenrohr 30 verbunden ist, um das Ofenrohr 30 zu rotieren, um eine winklige Bewegung der Wachstumskammer 16 um die horizontale Achse zu erzielen, und so die Wachstumskammer 16 zu neigen oder umzudrehen. Die Rotation der Wachstumskammer 16 wird solchermaßen durchgeführt, daß der Rotationswinkel der Wachstumskammer 16 eine periodische Funktion der verstrichenen Zeit ist, wobei die Periode mit dem Fortschreiten der Flüssigphasenepitaxie variieren kann.
Bei dieser Anordnung kann die Lösung S, die in der Lösungskammer 14 aufgenommen wird, in die Wachstumskammer 16 durch die Öffnung 24 des Schieberventils 18 eingefüllt werden und anschließend in der Wachstumskammer 16 durch das Schieberventil 18 abgedichtet werden. Es ist möglich, die Lösung S aus der Wachstumskammer 16 in die Lösungskammer 14 durch die Öffnung 24 des Schieberventils 18 zurückzuführen.
Um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wird die Lösung S in die Wachstumskammer 16 eingefüllt und die Wachstumskammer 16 wird durch das Schieberventil 18 geschlossen oder abgedichtet. Anschließend wird das Ofenrohr 30 gedreht, um die Wachstumskammer 16 um die horizontale Achse zu neigen oder umzudrehen, wodurch die Flüssigphasenepitaxie einer dünnen Epitaxieschicht auf den Substraten W innerhalb der Wachstumskammer 16 stattfindet. Die Rotation der Wachstumskammer 16 kann solchermaßen durchgeführt werden, daß die Winkelpositionen der Wachstumskammer 16 innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches oszillieren.
In der in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die horizontale Achse, um welche sich die Wachstumskammer 16 neigt oder dreht, parallel zu einer Senkrechten der Ebene der Substrate W. Gemäß einer weiteren Ausführungsform, welche in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, erstreckt sich die horizontale Achse, um welche sich die Wachstumskammer 16 neigt oder dreht, senkrecht zu einer Geraden der Ebene der Substrate W. Zusätzlich können die Substrate W solchermaßen angeordnet werden, daß eine Normale der Ebene der Substrate W schräg zu der horizontalen Achse verläuft. In jeder Anordnung wird durch Neigen oder Drehen der Wachstumskammer 16 die Lösung S in einem homogenen Zustand gehalten und Flüssigphasene pitaxie wird gleichmäßig erzielt, ohne durch die Schwerkraft beeinflußt zu werden.
Die solchermaßen erzielte Flüssigphasenepitaxie ist geeignet, um die Wirkung der Schwerkraft auf die Lösung S auszuschließen und stellt eine konstante Wachstumsgeschwindigkeit und eine gleichmäßige Verunreinigungskonzentration in der Lösung S bereit, mit dem Ergebnis, daß eine homogene Epitaxieschicht mit gleichmäßiger Dicke auf der gesamten Oberfläche jedes Substrates W erzeugt wird. Nach Beendung der Reaktion wird die Lösung S aus der Wachstumskammer 16 in die Lösungskammer 14 zurückgeführt, so daß die wiederholte Verwendung der Lösung S möglich ist.
Insbesondere durch Kippen oder Drehen der Wachstumskammer 16 kann die Wirkung der Schwerkraft ausgeschlossen werden. Daher ist der Unterschied der Dichte zwischen dem oberen Bereich und dem unteren Bereich der Lösung S nicht länger vorhanden, mit dem Ergebnis, daß die Verteilung der Lösungskonzentration in einer vertikalen Richtung gleichmäßig ist und die Dicke der Epitaxieschicht und die Verunreinigungsverteilung sind auch in einer vertikalen Richtung gleichförmig. Zusätzlich rührt eine winkelförmige Bewegung der Wachstumskammer 16 die Lösung S und beschleunigt das Ergänzen des Lösungsmittels, welches in der Nähe der Wachstumsoberf läche verarmt, so daß die Wachstumsrate erhöht wird. Als ein Ergebnis kann eine Epitaxieschicht mit gleichmäßiger Dicke und hoher Qualitätseffizienz erzielt werden. Da es des weiteren einfach ist, die Lösung S in einem hochhomogenen Zustand zu erhalten, ist es möglich die Lösungstemperatur zu erhöhen, die normalerweise in der Nähe der Raumtemperatur gehalten wird, und den Zeitraum, der notwendig ist, den ungesättigten Teil des Lösungsmittels aufzulösen, zu verkürzen. Es ist des weiteren möglich, die Oberfläche des Substrates W durch Erhöhen der Temperatur der Lösung S gleichmäßig zu reinigen oder zurückzuschmelzen, während die Wachstumskammer 16 um die horizontale Achse zum Rühren der Lösung S gedreht wird.
Gemäß der Vorrichtung 12 dieser Erfindung sind die Wachstumskammer 16, die Lösungskammer 14 und das Schieberventil 18 um eine horizontale Achse rotierbar, so daß, wenn das Schieberventil 18 geöffnet wird während die Lösungskammer 14 oberhalb der Wachstumskammer 16 angeordnet ist, die in der Lösungskammer 14 gehaltene Lösung S durch die Öffnung des Schieberventils 18 der Wachstumskammer 16 zugeführt wird. Wird auf der anderen Seite das Schieberventil 18 geöffnet, wenn die Wachstumskammer 16 oberhalb der Lösungskammer 14 angeordnet ist, wird die Lösung S aus der Wachstumskammer 16 in die Lösungskammer 14 zurückgeführt. Auf diese Weise kann die Flüssigphasenepitaxie in einem kurzen Zeitraum begonnen und beendet werden. Da die Wachstumskammer 16 durch das Schieberventil 18 abgedichtet werden kann, ist es zusätzlich möglich, die Wachstumskammer 16 zu neigen oder zu drehen, wodurch die Schwerkraftwirkung auf die Lösung S ausgeschlossen werden kann. Die Lösungskonzentration verteilt sich daher gleichmäßig in vertikaler Richtung. Da des weiteren die Lösung S während der winkelförmigen Bewegung der Wachstumskammer 16 gerührt wird, wird das in der Nähe der Wachstumsf läche verbrauchte Gelöste leicht ergänzt und die Wachstumsrate erhöht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen erläutert, die nur zur Illustration jedoch nicht beschränkend sein sollen.

Erfindungsgemäßes Beispiel 1

Um ein GaAs-Substrat vom n-Typ zu erhalten, wurde Flüssigphasenepitaxie bei einer Temperatur von 700 bis 900ºC 200 min unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dargestellt in Figur 1 und 2, durchgeführt. Eine Targetdicke der GaAs-Epitaxieschicht betrug 100 µm. Während der Flüssigphasenepitaxie wurde die Wachstumskammer der Vorrichtung um eine horizontale Achse in eine geneigte Position oder eine gedrehte Position gedreht. Nach der Flüssigphasenepitaxie wurde die Verteilung der Dicke der Epitaxieschicht (in vertikaler Richtung des Substrats) gemessen. Die erhaltenen Resultate sind in Figur 5 dargestellt. Aus Figur 5 wird deutlich, daß die Dicke der Epitaxieschicht im wesentlichen über die gemessene Fläche des Substrats gleichförmig ist. Das bedeutet, daß die Verunreinigungskonzentration in einer während der Flüssigphasenepitaxie verwendeten Lösung im wesentlichen gleichförmig ist.

Vergleichsbeispiel 1

Zu Vergleichszwecken wurde die Flüssigphasenepitaxie unter den gleichen Bedingungen wie oben in bezug auf das erfindungsgemäße Beispiel beschrieben durchgeführt, wobei ein herkömmliches System verwendet wurde, bei dem die Wachstumskammer nicht rotierbar war. Die Verteilung der Dicke einer Epitaxieschicht wurde gemessen auf gleiche Weise wie oben beschrieben. Die erhaltenen Resultate sind in Figur 6 dargestellt. Aus Figur 6 wird deutlich, daß die Dicke der Epitaxieschicht überhaupt nicht gleichförmig ist.
Obwohl das erfindungsgemäße Beispiel, welches oben beschrieben wurde, die Flüssigphasenepitaxie einer GaAs-Schicht betrifft, kann die Erfindung auch auf die Flüssigphasenepitaxie einer GaP oder einer GaAlAs-Schicht angewandt werden.

Claims

1. Verfahren für Flüssigphasenepitaxie, umfassend folgende Schritte:

Halten wenigstens einer Reihe dünner plattenförmiger Substrate (W) in einer abdichtbaren Wachstumskammer (16);

anschließend, Anfüllen der Wachstumskammer (16) mit einer Lösung (S), welche für die Flüssigphasenepitaxie verwendet wird; und

anschließend, während die Wachstumskammer (16) in einem abgedichteten Zustand gehalten wird, periodisches Rotieren der Wachstumskammer (16) um eine horizontale Achse, so daß sich die Wachstumskammer (16) neigt oder umdreht, um die Lösung (S) umzurühren, wodurch eine dünne Epitaxieschicht auf jedem der Substrate wächst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wachstumskammer (16) periodisch mit einem vorherbestimmten Winkel und Zyklus rotiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Rotationsperiode der Wachstumskammer (16) in Hinblick auf den Winkel und den Zyklus variabel ist.

4. Vorrichtung zur Erzielung einer Flüssigphasenepitaxie, umfassend: eine abdichtbare Wachstumskammer (16) zur Aufnahme von wenigstens einer Reihe dünner plattenförmiger Substrate (W);

eine abdichtbare Lösungskammer (14), welche mit der Wachstumskammer (16) verbunden ist, um in dieser eine Lösung (S) zu halten, welche bei der Flüssigphasenepitaxie verwendet wird;

ein Schieberventil (18), welches zwischen der Wachstumskammer (16) und der Lösungskammer (14) angeordnet ist, um die Wachstumskammer (16) und die Lösungskammer (14) selektiv zu verbinden und die Wachstumskammer (16) und die Lösungskamrner (14) voneinander zu trennen, wobei

die Wachstumskammer (16), die Lösungskammer (14) und das Schieberventil (18) nicht rotierbar in einem kreisförmigen zylindrischen Rohr (30) angeordnet sind und Antriebseinrichtungen (32) im Betrieb mit dem Rohr (30) verbunden sind, um das Rohr zu rotieren, um die Wachstumskammer (16) um eine horizontale Achse zu drehen, so daß sich die Wachstumskammer (16) neigt oder umdreht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Wachstumskammer (16), die Lösungskammer (14) und das Schieberventil (18) aus einem kohlenstoffhaltigen Material hergestellt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Rohr (30) als ein Ofenrohr dient, um eine Wärmebehandlung der Substrate (W) zu erzielen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, wobei das Schieberventil (18) eine Öffnung (24) aufweist, um einen Durchgang für die Lösung (S) zu schaffen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Öffnung (24) mit einem Filter (23) versehen ist, um die Lösung (S) zu filtern.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Filter (28) dicht angeordnete feine Drähte umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Filter (28) ein Drahtnetz umfaßt.