JP2003292394A - 液相成長方法および液相成長装置 - Google Patents
液相成長方法および液相成長装置Info
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- C30B19/068—Substrate holders
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶媒の蒸発を抑制することによって、低価格
で良質のエピタキシャル膜を得ることができる液相成長
方法および液相成長装置を提供する。 【解決手段】 結晶原料を溶かし込んだ坩堝２内の溶液
に種子基板１１を浸漬し、その基板１１上に結晶を成長
させる液相成長方法であって、基板１１の浸漬前には溶
液面に蓋部材３を浮在させおき、基板１１の浸漬時に蓋
部材３を溶液中に沈降させる。
で良質のエピタキシャル膜を得ることができる液相成長
方法および液相成長装置を提供する。 【解決手段】 結晶原料を溶かし込んだ坩堝２内の溶液
に種子基板１１を浸漬し、その基板１１上に結晶を成長
させる液相成長方法であって、基板１１の浸漬前には溶
液面に蓋部材３を浮在させおき、基板１１の浸漬時に蓋
部材３を溶液中に沈降させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成長種を含有する
加熱溶液に種子基板を浸漬し、該溶液を除冷して基板上
に成長種をエピタキシャル成長させる液相成長方法およ
び液相成長装置に関する。
加熱溶液に種子基板を浸漬し、該溶液を除冷して基板上
に成長種をエピタキシャル成長させる液相成長方法およ
び液相成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、溶液の溶媒が蒸発して溶液に
浸漬する前の基板に付着すると、液相エピタキシャル
（ＬＰＥ）成長に悪影響を及ぼすことが知られている。
浸漬する前の基板に付着すると、液相エピタキシャル
（ＬＰＥ）成長に悪影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】特開平５−３３０９８３号公報には、溶剤
としてＰｂＯとＢ2Ｏ3を用い、これにガーネット構成元
素を溶解した溶液から磁性ガーネット単結晶膜をＬＰＥ
成長させることが開示されている。この際、溶液に浸漬
する前の下地基板がＰｂＯなどの蒸気に直接晒されて、
該基板上にＰｂＯなどの析出物が堆積し、これが影響し
て良質な単結晶膜が得られないという問題があり、その
対策として、下地基板の下方および上方にＰｂＯ蒸気や
ＰｂＯ滴が付着するのを防止する為の邪魔板を配置する
ことが成されている。
としてＰｂＯとＢ2Ｏ3を用い、これにガーネット構成元
素を溶解した溶液から磁性ガーネット単結晶膜をＬＰＥ
成長させることが開示されている。この際、溶液に浸漬
する前の下地基板がＰｂＯなどの蒸気に直接晒されて、
該基板上にＰｂＯなどの析出物が堆積し、これが影響し
て良質な単結晶膜が得られないという問題があり、その
対策として、下地基板の下方および上方にＰｂＯ蒸気や
ＰｂＯ滴が付着するのを防止する為の邪魔板を配置する
ことが成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の邪魔
板は、基板と同様の方法で基板保持器具に保持されてい
るため、基板への溶媒蒸気の回り込みを防止することが
不可避であった。
板は、基板と同様の方法で基板保持器具に保持されてい
るため、基板への溶媒蒸気の回り込みを防止することが
不可避であった。
【０００５】また、基板が成長室に無い待機状態では、
溶媒が蒸発して成長室内壁に付着して水などの吸着源と
なり、成長に悪影響を及ぼすことがあった。
溶媒が蒸発して成長室内壁に付着して水などの吸着源と
なり、成長に悪影響を及ぼすことがあった。
【０００６】さらに、溶媒の蒸発に伴って適宜溶媒を補
充する必要があり、コスト高や生産性低下を招いてい
た。
充する必要があり、コスト高や生産性低下を招いてい
た。
【０００７】そして、半導体結晶を成長する際に融点の
低いＧａなどの元素を溶媒あるいは溶質として用いる場
合、待機状態で低融点の元素がどんどん蒸発してしま
い、バッチ間で基板に均一に組成すること、あるいはド
ープすることが困難であった。
低いＧａなどの元素を溶媒あるいは溶質として用いる場
合、待機状態で低融点の元素がどんどん蒸発してしま
い、バッチ間で基板に均一に組成すること、あるいはド
ープすることが困難であった。
【０００８】またさらに、シリコン単結晶をインジウム
溶液から形成する場合、基板をインジウム溶液に浸漬す
る工程の前に溶液から蒸発して基板表面に付着したイン
ジウムが触媒作用し、雰囲気中の酸素とシリコンを反応
させて酸化膜を形成してしまうという問題があった（Ｗ
ｅｂｅｒ ｅｔ ａｌ．， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ． ６６（１０）， １２４３ （１９９
５））。
溶液から形成する場合、基板をインジウム溶液に浸漬す
る工程の前に溶液から蒸発して基板表面に付着したイン
ジウムが触媒作用し、雰囲気中の酸素とシリコンを反応
させて酸化膜を形成してしまうという問題があった（Ｗ
ｅｂｅｒ ｅｔ ａｌ．， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ． ６６（１０）， １２４３ （１９９
５））。
【０００９】同じく、シリコン単結晶をインジウム溶液
から形成する場合、基板として表面に多孔質層を形成し
た後、水素アニールして表面を平滑化したシリコン基板
を用いる技術が知られている。この基板を用いる場合、
基板をインジウム溶液に浸漬する工程の前に溶液から蒸
発してインジウムが基板表面に付着すると、多孔質表面
の平滑化層がインジウムに溶蝕されて多孔質層が露出し
てしまい、成長欠陥の原因となることがあった。
から形成する場合、基板として表面に多孔質層を形成し
た後、水素アニールして表面を平滑化したシリコン基板
を用いる技術が知られている。この基板を用いる場合、
基板をインジウム溶液に浸漬する工程の前に溶液から蒸
発してインジウムが基板表面に付着すると、多孔質表面
の平滑化層がインジウムに溶蝕されて多孔質層が露出し
てしまい、成長欠陥の原因となることがあった。
【００１０】本発明は、上記の課題に鑑みて創案された
ものであり、その目的は、溶媒の蒸発を抑制することに
よって、低価格で良質のエピタキシャル膜を得ることが
できる液相成長方法および液相成長装置を提供すること
にある。
ものであり、その目的は、溶媒の蒸発を抑制することに
よって、低価格で良質のエピタキシャル膜を得ることが
できる液相成長方法および液相成長装置を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、本発明の液相成長方法は、結晶原料を溶かし込んだ
坩堝内の溶液に種子基板を浸漬し、その基板上に結晶を
成長させる液相成長方法において、基板の浸漬前には溶
液面に蓋部材を浮在させおき、基板の浸漬時に該蓋部材
を溶液中に沈降させることを特徴とする。
く、本発明の液相成長方法は、結晶原料を溶かし込んだ
坩堝内の溶液に種子基板を浸漬し、その基板上に結晶を
成長させる液相成長方法において、基板の浸漬前には溶
液面に蓋部材を浮在させおき、基板の浸漬時に該蓋部材
を溶液中に沈降させることを特徴とする。
【００１２】前記液相成長方法において、基板を保持す
る基板保持器具に前記蓋部材を係合させて、溶液中へと
沈降させることが好ましい。
る基板保持器具に前記蓋部材を係合させて、溶液中へと
沈降させることが好ましい。
【００１３】また、前記基板保持器具をさせ、該基板保
持器具の回転に伴って、これに係合する蓋部材を回転さ
せることが好ましい。
持器具の回転に伴って、これに係合する蓋部材を回転さ
せることが好ましい。
【００１４】さらに、溶液を収容する坩堝の内壁に案内
部材を設け、該案内部材に沿って前記蓋部材を昇降させ
ることが好ましい。
部材を設け、該案内部材に沿って前記蓋部材を昇降させ
ることが好ましい。
【００１５】そして、前記蓋部材の溶液中への沈降時
に、その下面に掛かる圧力を圧力除去手段によって逃が
すことが好ましい。
に、その下面に掛かる圧力を圧力除去手段によって逃が
すことが好ましい。
【００１６】加えて、前記蓋部材の溶液中への沈降時
に、該蓋部材を回転させて溶液を撹拌することが好まし
い。
に、該蓋部材を回転させて溶液を撹拌することが好まし
い。
【００１７】一方、本発明の液相成長装置は、結晶原料
を溶かし込んだ溶液を収容する坩堝と、種子基板を保持
して溶液中に浸漬する基板保持器具とが備えており、溶
液に基板を浸漬し、その基板上に結晶を成長させる液相
成長装置において、上記坩堝内に、基板を溶液に浸漬に
していないときに溶液面に浮在し、基板を溶液に浸漬し
ているときに溶液中へと沈降する蓋部材が備えられてい
ることを特徴とする。
を溶かし込んだ溶液を収容する坩堝と、種子基板を保持
して溶液中に浸漬する基板保持器具とが備えており、溶
液に基板を浸漬し、その基板上に結晶を成長させる液相
成長装置において、上記坩堝内に、基板を溶液に浸漬に
していないときに溶液面に浮在し、基板を溶液に浸漬し
ているときに溶液中へと沈降する蓋部材が備えられてい
ることを特徴とする。
【００１８】前記液相成長装置において、基板保持器具
の下面には係合部が形成され、該係合部に前記蓋部材の
上面に形成された突起が係合することが好ましい。
の下面には係合部が形成され、該係合部に前記蓋部材の
上面に形成された突起が係合することが好ましい。
【００１９】また、基板保持器具が回転可能に形成さ
れ、該基板保持器具の回転に伴って、これに係合する蓋
部材も回転することが好ましい。
れ、該基板保持器具の回転に伴って、これに係合する蓋
部材も回転することが好ましい。
【００２０】さらに、前記坩堝の内壁には、前記蓋部材
の昇降を補助する案内部材が設けられていることが好ま
しい。
の昇降を補助する案内部材が設けられていることが好ま
しい。
【００２１】そして、前記蓋部材には、溶液中への沈降
時にその下面に掛かる圧力を逃がすための圧力除去手段
が備えられていることが好ましい。
時にその下面に掛かる圧力を逃がすための圧力除去手段
が備えられていることが好ましい。
【００２２】加えて、前記蓋部材には、溶液中への沈降
時にこれを回転させるための回転手段が備えられている
ことが好ましい。
時にこれを回転させるための回転手段が備えられている
ことが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明するが、本発明は本実施形態に限られな
い。
に基づいて説明するが、本発明は本実施形態に限られな
い。
【００２４】図１及び図２は、本発明の液相成長装置を
模式的に示す断面図である。
模式的に示す断面図である。
【００２５】図１は基板が溶液に浸漬していない待機状
態を表わしている。図１において、成長室４の内部に
は、有底円筒体状の坩堝２内に結晶原料を溶かし込んだ
溶液１が収容されて配置されている。
態を表わしている。図１において、成長室４の内部に
は、有底円筒体状の坩堝２内に結晶原料を溶かし込んだ
溶液１が収容されて配置されている。
【００２６】成長室４は密閉可能な空間であって、上部
開口部に開閉可能なゲートバルブ５を備え、その側壁を
囲繞するように坩堝２内の溶液１を加熱するためのヒー
ター６が配置されている。また、成長室４の上端部に
は、その内部に雰囲気ガスを導入するためのガス導入管
７、及び成長室４の内部から雰囲気ガスを排気するため
のガス排気管８が備えられている。雰囲気ガスとして
は、水素やアルゴンなどを用いることができる。
開口部に開閉可能なゲートバルブ５を備え、その側壁を
囲繞するように坩堝２内の溶液１を加熱するためのヒー
ター６が配置されている。また、成長室４の上端部に
は、その内部に雰囲気ガスを導入するためのガス導入管
７、及び成長室４の内部から雰囲気ガスを排気するため
のガス排気管８が備えられている。雰囲気ガスとして
は、水素やアルゴンなどを用いることができる。
【００２７】本実施形態では、坩堝２内に収容された溶
液１の液面に、該液面を覆うための蓋部材３を浮在させ
ている。この蓋部材３は、基板を溶液１に浸漬にしてい
ないときに溶液面に浮在し、基板を溶液１に浸漬してい
るときに溶液中へと沈降するように成っている。
液１の液面に、該液面を覆うための蓋部材３を浮在させ
ている。この蓋部材３は、基板を溶液１に浸漬にしてい
ないときに溶液面に浮在し、基板を溶液１に浸漬してい
るときに溶液中へと沈降するように成っている。
【００２８】蓋部材３の材質としては、溶液１の比重よ
り軽く、且つ、ＬＰＥ工程における８００乃至１１００
℃の高温に耐え得る材料が用いられ、例えば、石英（Ｓ
ｉＯ 2）、カーボン、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化シリコ
ン（ＳｉＮ）、シリコンなどが挙げられる。
り軽く、且つ、ＬＰＥ工程における８００乃至１１００
℃の高温に耐え得る材料が用いられ、例えば、石英（Ｓ
ｉＯ 2）、カーボン、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化シリコ
ン（ＳｉＮ）、シリコンなどが挙げられる。
【００２９】蓋部材３の大きさは、坩堝２の内径より若
干小さく、坩堝２内における溶液中への沈降や浮上に差
し支えない程度になるべく大きく作成する。例えば、液
面の表面積に対して、９０乃至９８％の大きさとする。
干小さく、坩堝２内における溶液中への沈降や浮上に差
し支えない程度になるべく大きく作成する。例えば、液
面の表面積に対して、９０乃至９８％の大きさとする。
【００３０】また、図４に示すように、蓋部材３の溶液
中への沈降時あるいは浮上時の途中において、坩堝２の
内壁に引っ掛からないように、坩堝２の内壁にその深さ
方向に沿って複数条の案内部材２１を設けると共に、蓋
部材３の外周縁部の相当箇所に該案内部材２１の横断面
形状に対応する形状の切欠き部２２を形成して係合さ
せ、蓋部材３を案内部材２１に沿って昇降させるように
しても良い。本実施形態では、案内部材２１は横断面が
三角形状を呈しており、坩堝２の内壁の周方向に等間隔
で４箇所に設けられ、蓋部材３の外周縁部において相当
する４箇所にはＶ字形状の切欠き部２２が形成されてい
る。
中への沈降時あるいは浮上時の途中において、坩堝２の
内壁に引っ掛からないように、坩堝２の内壁にその深さ
方向に沿って複数条の案内部材２１を設けると共に、蓋
部材３の外周縁部の相当箇所に該案内部材２１の横断面
形状に対応する形状の切欠き部２２を形成して係合さ
せ、蓋部材３を案内部材２１に沿って昇降させるように
しても良い。本実施形態では、案内部材２１は横断面が
三角形状を呈しており、坩堝２の内壁の周方向に等間隔
で４箇所に設けられ、蓋部材３の外周縁部において相当
する４箇所にはＶ字形状の切欠き部２２が形成されてい
る。
【００３１】また、蓋部材３が溶液中へ沈降する時の抵
抗を軽減するために、この蓋部材３には、その下面に掛
かる圧力を逃がすための圧力除去手段が備えられてい
る。圧力除去手段は、例えば、蓋部材３に開けられた微
小な穴や、特定の圧力で開閉する圧力弁として構成され
る。或いは、蓋部材３をプロペラ形状や、蓋部材３の外
周部に複数の斜め溝を切るような形状に形成しておき、
沈降時に溶液の抵抗により回転するようにして、その下
面に掛かる抵抗を軽減するようにしても良い。
抗を軽減するために、この蓋部材３には、その下面に掛
かる圧力を逃がすための圧力除去手段が備えられてい
る。圧力除去手段は、例えば、蓋部材３に開けられた微
小な穴や、特定の圧力で開閉する圧力弁として構成され
る。或いは、蓋部材３をプロペラ形状や、蓋部材３の外
周部に複数の斜め溝を切るような形状に形成しておき、
沈降時に溶液の抵抗により回転するようにして、その下
面に掛かる抵抗を軽減するようにしても良い。
【００３２】磁気光学素子として用いられる磁性ガーネ
ットをＬＰＥ成長する場合には、溶媒としてＰｂＯとＢ
2Ｏ3を用い、これにガーネット原料を溶解して溶液１を
調製する。
ットをＬＰＥ成長する場合には、溶媒としてＰｂＯとＢ
2Ｏ3を用い、これにガーネット原料を溶解して溶液１を
調製する。
【００３３】また、非線形光学素子として用いられるニ
オブ酸リチウムをＬＰＥ成長する場合には、Ｌｉ2Ｏ、
Ｎｂ2Ｏ5、およびＶ2Ｏ5を溶融して溶液１を調製する。
オブ酸リチウムをＬＰＥ成長する場合には、Ｌｉ2Ｏ、
Ｎｂ2Ｏ5、およびＶ2Ｏ5を溶融して溶液１を調製する。
【００３４】さらに、発振素子や発光素子として用いら
れるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓをＬＰＥ
成長する場合には、溶媒としてＧａを用い、これにＧａ
Ａｓ多結晶およびＳｉなどのドーパントを溶解して溶液
１を調製する。
れるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓをＬＰＥ
成長する場合には、溶媒としてＧａを用い、これにＧａ
Ａｓ多結晶およびＳｉなどのドーパントを溶解して溶液
１を調製する。
【００３５】そして、半導体集積回路や太陽電池素子と
して用いられるＳｉをＬＰＥ成長する場合には、溶媒と
してＳｎ、Ｉｎ、ＡｌまたはＣｕなどを用い、これにＳ
ｉおよびＧａ、Ｂ、Ａｌ、Ｐ、Ａｓなどのドーパントを
溶解して溶液１を調製する。
して用いられるＳｉをＬＰＥ成長する場合には、溶媒と
してＳｎ、Ｉｎ、ＡｌまたはＣｕなどを用い、これにＳ
ｉおよびＧａ、Ｂ、Ａｌ、Ｐ、Ａｓなどのドーパントを
溶解して溶液１を調製する。
【００３６】図２は、基板が溶液に浸漬してＬＰＥ成長
している成長状態を表している。本実施形態では、枠体
状の基板保持器具１０に複数の基板１１が水平より若干
傾斜させた状態で保持されているが、基板１１は垂直に
保持しても良い。
している成長状態を表している。本実施形態では、枠体
状の基板保持器具１０に複数の基板１１が水平より若干
傾斜させた状態で保持されているが、基板１１は垂直に
保持しても良い。
【００３７】基板保持治具１０の少なくとも溶液１に浸
漬する部分は、石英や白金などＬＰＥに影響を及ぼさな
い耐熱材料で形成されている。この基板保持器具１０
は、成長室４の上部にゲートバルブ５及び１４を介して
配されたロードロック室１２の上部に、伸縮可能なベロ
ゥズ１３を介して垂下固定されている。このベロゥズ１
３を用いることにより、ロードロック室１２の気密性を
保持したままで、基板保持器具１０を昇降移動させるこ
とができる。
漬する部分は、石英や白金などＬＰＥに影響を及ぼさな
い耐熱材料で形成されている。この基板保持器具１０
は、成長室４の上部にゲートバルブ５及び１４を介して
配されたロードロック室１２の上部に、伸縮可能なベロ
ゥズ１３を介して垂下固定されている。このベロゥズ１
３を用いることにより、ロードロック室１２の気密性を
保持したままで、基板保持器具１０を昇降移動させるこ
とができる。
【００３８】ロードロック室１２は、ゲートバルブ１４
によって気密性を保ったまま左右に移動可能であり、成
長室４の上に連結した後内部雰囲気を置換し、ゲートバ
ルブ１４及び５を開放して基板保持器具１０を下降さ
せ、これに保持した基板１１を溶液中へと浸漬させる。
このとき、あたかも五右衛門風呂に入るときに湯面に浮
いている木板を押し下げるように、基板保持器具１０は
その底部に蓋部材３を保持したまま、溶液中へと押し下
げる。
によって気密性を保ったまま左右に移動可能であり、成
長室４の上に連結した後内部雰囲気を置換し、ゲートバ
ルブ１４及び５を開放して基板保持器具１０を下降さ
せ、これに保持した基板１１を溶液中へと浸漬させる。
このとき、あたかも五右衛門風呂に入るときに湯面に浮
いている木板を押し下げるように、基板保持器具１０は
その底部に蓋部材３を保持したまま、溶液中へと押し下
げる。
【００３９】ＬＰＥ成長中において、基板保持器具１０
を回転または／および上下動させても良く、該基板保持
器具１０を垂下する支持部材には、昇降機構の他、回転
機構が備えられている。
を回転または／および上下動させても良く、該基板保持
器具１０を垂下する支持部材には、昇降機構の他、回転
機構が備えられている。
【００４０】また、基板保持器具１０の下面に凹部等の
係合部を形成すると共に、蓋部材３の上面に突起２０を
形成して、基板保持器具１０の下面と蓋部材３が係合す
るような構造にして、基板保持器具１０の回転に伴って
溶液１の撹拌を行うように構成することができる。
係合部を形成すると共に、蓋部材３の上面に突起２０を
形成して、基板保持器具１０の下面と蓋部材３が係合す
るような構造にして、基板保持器具１０の回転に伴って
溶液１の撹拌を行うように構成することができる。
【００４１】本実施形態では、図３に示すように、例え
ば、蓋部材３の上面に洗濯機のパルセータの如き十字状
の突起２０を形成し、基板保持器具１０の下面に該十字
状の突起２０に対応する係合部を形成している。即ち、
この突起２０は、蓋部材３を基板保持器具１０の下面に
係合する機能を有するだけでなく、該蓋部材３を回転さ
せる機能をも有している。
ば、蓋部材３の上面に洗濯機のパルセータの如き十字状
の突起２０を形成し、基板保持器具１０の下面に該十字
状の突起２０に対応する係合部を形成している。即ち、
この突起２０は、蓋部材３を基板保持器具１０の下面に
係合する機能を有するだけでなく、該蓋部材３を回転さ
せる機能をも有している。
【００４２】ＬＰＥ成長の完了後、基板保持器具１０の
上昇に伴って蓋部材３も浮力で自動的に浮上し、再び溶
液面に浮在することになる。
上昇に伴って蓋部材３も浮力で自動的に浮上し、再び溶
液面に浮在することになる。
【００４３】
【実施例】次に、図２に示した液相成長装置を用いて、
本発明の液相成長方法の一実施例を説明するが、本発明
は本実施例に限られない。
本発明の液相成長方法の一実施例を説明するが、本発明
は本実施例に限られない。
【００４４】本実施例は、本発明の液相成長方法をシリ
コン単結晶薄膜の形成に適用した例である。成長室４の
内部は水素雰囲気に保たれている。内径１８０ｍｍの石
英製の坩堝２内に、インジウム１１ｋｇおよびガリウム
１ｋｇを収容し、これに９３０℃でシリコン３５ｇを飽
和溶解した後、９２３℃に降温して溶液１を過飽和の状
態にする。
コン単結晶薄膜の形成に適用した例である。成長室４の
内部は水素雰囲気に保たれている。内径１８０ｍｍの石
英製の坩堝２内に、インジウム１１ｋｇおよびガリウム
１ｋｇを収容し、これに９３０℃でシリコン３５ｇを飽
和溶解した後、９２３℃に降温して溶液１を過飽和の状
態にする。
【００４５】この溶液１の液面には、直径１７８ｍｍ、
厚さ５ｍｍの石英製の蓋部材３が浮在している。基板１
１としては、直径５インチのｐ＋シリコン基板を陽極化
成して多孔質層を１２μｍ形成した基板を用い、ロード
ロック室１２の基板保持器具１０に保持させる。
厚さ５ｍｍの石英製の蓋部材３が浮在している。基板１
１としては、直径５インチのｐ＋シリコン基板を陽極化
成して多孔質層を１２μｍ形成した基板を用い、ロード
ロック室１２の基板保持器具１０に保持させる。
【００４６】ロードロック室１２を不図示の水素アニー
ル室に連結して、１０５０℃で２０分間水素アニールし
た後、水素雰囲気を保ったまま成長室４上に連結する。
そして、ゲートバルブ５及び１４を開放して基板保持器
具１０を下降させ、基板１１を溶液中へ浸漬させる。
ル室に連結して、１０５０℃で２０分間水素アニールし
た後、水素雰囲気を保ったまま成長室４上に連結する。
そして、ゲートバルブ５及び１４を開放して基板保持器
具１０を下降させ、基板１１を溶液中へ浸漬させる。
【００４７】このとき蓋部材３は、基板保持器具１０の
下面に係合して溶液中へと押し下げられる。基板１１が
溶液中に浸漬している間、基板保持器具１０は１０ｒｐ
ｍで回転しており、その回転に伴って蓋部材３も回転
し、溶液１を撹拌することになる。
下面に係合して溶液中へと押し下げられる。基板１１が
溶液中に浸漬している間、基板保持器具１０は１０ｒｐ
ｍで回転しており、その回転に伴って蓋部材３も回転
し、溶液１を撹拌することになる。
【００４８】そして、溶液１を毎分２℃の降温速度で徐
冷すると、６０分間で８０μｍの厚さのシリコン単結晶
膜が得られた。
冷すると、６０分間で８０μｍの厚さのシリコン単結晶
膜が得られた。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板が溶液に浸漬していないときには、蓋部材が溶液面
に浮在して液面を覆っているので、溶液が蒸発を抑制し
たり、成長室の内壁に溶液成分が付着して不純物の吸着
源になったりするのを防止することができる。そして、
基板を成長室へと導入したときに、基板に溶液の蒸気が
付着することがないので、結晶成長の欠陥原因を無くす
ことができ、低価格で良質のエピタキシャル膜を得るこ
とができる。
基板が溶液に浸漬していないときには、蓋部材が溶液面
に浮在して液面を覆っているので、溶液が蒸発を抑制し
たり、成長室の内壁に溶液成分が付着して不純物の吸着
源になったりするのを防止することができる。そして、
基板を成長室へと導入したときに、基板に溶液の蒸気が
付着することがないので、結晶成長の欠陥原因を無くす
ことができ、低価格で良質のエピタキシャル膜を得るこ
とができる。
【００５０】また、蓋部材を基板保持器具の下面に係合
させて、昇降及び回転動作させることで、蓋部材を動作
させるための特別な機構が不要となり、且つ、蓋部材の
溶液中への沈降時に溶液を効率よく撹拌することができ
る。
させて、昇降及び回転動作させることで、蓋部材を動作
させるための特別な機構が不要となり、且つ、蓋部材の
溶液中への沈降時に溶液を効率よく撹拌することができ
る。
【００５１】さらに、坩堝の内壁に設けた案内部材によ
り蓋部材の昇降を案内することで、蓋部材が沈降または
浮上途中において、坩堝の内壁に蓋部材が引っ掛かるの
を防止することができる。
り蓋部材の昇降を案内することで、蓋部材が沈降または
浮上途中において、坩堝の内壁に蓋部材が引っ掛かるの
を防止することができる。
【００５２】そして、蓋部材に、溶液中への沈降時にそ
の下面に掛かる圧力を逃がす圧力除去手段が備えること
で、蓋部材に掛かる抵抗を軽減することができる。
の下面に掛かる圧力を逃がす圧力除去手段が備えること
で、蓋部材に掛かる抵抗を軽減することができる。
【図１】本発明の液相成長方法における待機状態を模式
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図２】本発明の液相成長方法における成長状態を模式
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図３】本発明の液相成長装置における蓋部材の形状の
一例を示す斜視図である。
一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の液相成長装置における坩堝内壁に案内
部材を設けた例を示す平面図である。
部材を設けた例を示す平面図である。
１ 溶液
２ 坩堝
３ 蓋部材
４ 成長室
５ ゲートバルブ
６ ヒーター
７ ガス導入管
８ ガス排気管
１０ 基板保持器具
１１ 基板
１２ ロードロック室
１３ ベロゥズ
１４ ゲートバルブ
２０ 突起
２１ 案内部材
２２ 切欠き部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 庄司 辰美
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ
ノン株式会社内
(72)発明者 齊藤 哲郎
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ
ノン株式会社内
(72)発明者 西田 彰志
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ
ノン株式会社内
(72)発明者 中川 克己
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ
ノン株式会社内
Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BA04 CG02 CG06 EA02
EG05 HA06 QA04 QA12 QA64
QA68
5F053 AA03 AA25 AA44 BB34 DD01
DD03 FF01 FF05 GG01 HH04
LL01 LL05 LL10 PP02 RR01
RR12 RR13
Claims (12)
- 【請求項１】 結晶原料を溶かし込んだ坩堝内の溶液に
種子基板を浸漬し、その基板上に結晶を成長させる液相
成長方法において、 基板の浸漬前には溶液面に蓋部材を浮在させおき、基板
の浸漬時に該蓋部材を溶液中に沈降させることを特徴と
する液相成長方法。 - 【請求項２】 基板を保持する基板保持器具に前記蓋部
材を係合させて、溶液中へと沈降させることを特徴とす
る請求項１に記載の液相成長方法。 - 【請求項３】 前記基板保持器具を回転させ、該基板保
持器具の回転に伴って、これに係合する蓋部材を回転さ
せることを特徴とする請求項２に記載の液相成長方法。 - 【請求項４】 溶液を収容する坩堝の内壁に案内部材を
設け、該案内部材に沿って前記蓋部材を昇降させること
を特徴とする請求項１又は２に記載の液相成長方法。 - 【請求項５】 前記蓋部材の溶液中への沈降時に、その
下面に掛かる圧力を圧力除去手段によって逃がすことを
特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液相成長
方法。 - 【請求項６】 前記蓋部材の溶液中への沈降時に、該蓋
部材を回転させて溶液を撹拌することを特徴とする請求
項１から５のいずれかに記載の液相成長方法。 - 【請求項７】 結晶原料を溶かし込んだ溶液を収容する
坩堝と、種子基板を保持して溶液中に浸漬する基板保持
器具とを備えており、溶液に基板を浸漬し、その基板上
に結晶を成長させる液相成長装置において、 上記坩堝内に、基板を溶液に浸漬にしていないときに溶
液面に浮在し、基板を溶液に浸漬しているときに溶液中
へと沈降する蓋部材が備えられていることを特徴とする
液相成長装置。 - 【請求項８】 基板保持器具の下面には係合部が形成さ
れ、該係合部に前記蓋部材の上面に形成された突起が係
合することを特徴とする請求項７に記載の液相成長装
置。 - 【請求項９】 基板保持器具が回転可能に形成され、該
基板保持器具の回転に伴って、これに係合する蓋部材も
回転することを特徴とする請求項８に記載の液相成長装
置。 - 【請求項１０】 前記坩堝の内壁には、前記蓋部材の昇
降を補助する案内部材が設けられていることを特徴とす
る請求項７から９のいずれかに記載の液相成長装置。 - 【請求項１１】 前記蓋部材には、溶液中への沈降時に
その下面に掛かる圧力を逃がすための圧力除去手段が備
えられていることを特徴とする請求項７から１０のいず
れかに記載の液相成長装置。 - 【請求項１２】 前記蓋部材には、溶液中への沈降時に
これを回転させるための回転手段が備えられていること
を特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載の液相
成長装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095996A JP2003292394A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 液相成長方法および液相成長装置 |
| US10/400,636 US6872248B2 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-28 | Liquid-phase growth process and liquid-phase growth apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095996A JP2003292394A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 液相成長方法および液相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003292394A true JP2003292394A (ja) | 2003-10-15 |
Family
ID=29239250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002095996A Withdrawn JP2003292394A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 液相成長方法および液相成長装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6872248B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003292394A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009263162A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物半導体製造装置および種結晶ホルダ |
| KR20180137981A (ko) * | 2017-06-20 | 2018-12-28 | 주식회사 엘지화학 | 결정 형성 장치 및 이를 이용한 실리콘카바이드 단결정의 형성 방법 |
| JP2019189899A (ja) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 大阪瓦斯株式会社 | 放熱防止体 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7198832B2 (en) * | 1999-10-25 | 2007-04-03 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US20090191342A1 (en) * | 1999-10-25 | 2009-07-30 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US6866901B2 (en) * | 1999-10-25 | 2005-03-15 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US20070196682A1 (en) * | 1999-10-25 | 2007-08-23 | Visser Robert J | Three dimensional multilayer barrier and method of making |
| US20100330748A1 (en) * | 1999-10-25 | 2010-12-30 | Xi Chu | Method of encapsulating an environmentally sensitive device |
| US20090208754A1 (en) * | 2001-09-28 | 2009-08-20 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US8900366B2 (en) * | 2002-04-15 | 2014-12-02 | Samsung Display Co., Ltd. | Apparatus for depositing a multilayer coating on discrete sheets |
| US8808457B2 (en) | 2002-04-15 | 2014-08-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Apparatus for depositing a multilayer coating on discrete sheets |
| US7510913B2 (en) * | 2003-04-11 | 2009-03-31 | Vitex Systems, Inc. | Method of making an encapsulated plasma sensitive device |
| US7648925B2 (en) * | 2003-04-11 | 2010-01-19 | Vitex Systems, Inc. | Multilayer barrier stacks and methods of making multilayer barrier stacks |
| US7767498B2 (en) | 2005-08-25 | 2010-08-03 | Vitex Systems, Inc. | Encapsulated devices and method of making |
| US9184410B2 (en) | 2008-12-22 | 2015-11-10 | Samsung Display Co., Ltd. | Encapsulated white OLEDs having enhanced optical output |
| US9337446B2 (en) * | 2008-12-22 | 2016-05-10 | Samsung Display Co., Ltd. | Encapsulated RGB OLEDs having enhanced optical output |
| US20100167002A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-01 | Vitex Systems, Inc. | Method for encapsulating environmentally sensitive devices |
| US8590338B2 (en) | 2009-12-31 | 2013-11-26 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Evaporator with internal restriction |
| CN103526281B (zh) * | 2013-09-29 | 2016-05-11 | 青岛赛瑞达电子装备股份有限公司 | 立式液相外延炉 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05330983A (ja) | 1992-05-29 | 1993-12-14 | Murata Mfg Co Ltd | 液相エピタキシャル成長装置 |
| JPH11162859A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Canon Inc | シリコン結晶の液相成長方法及びそれを用いた太陽電池の製造方法 |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095996A patent/JP2003292394A/ja not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-03-28 US US10/400,636 patent/US6872248B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009263162A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物半導体製造装置および種結晶ホルダ |
| KR20180137981A (ko) * | 2017-06-20 | 2018-12-28 | 주식회사 엘지화학 | 결정 형성 장치 및 이를 이용한 실리콘카바이드 단결정의 형성 방법 |
| KR102136320B1 (ko) | 2017-06-20 | 2020-07-21 | 주식회사 엘지화학 | 결정 형성 장치 및 이를 이용한 실리콘카바이드 단결정의 형성 방법 |
| JP2019189899A (ja) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 大阪瓦斯株式会社 | 放熱防止体 |
| JP7042681B2 (ja) | 2018-04-23 | 2022-03-28 | 大阪瓦斯株式会社 | 放熱防止体 |
Also Published As
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|---|---|
| US6872248B2 (en) | 2005-03-29 |
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