JP2548722B2 - 液相結晶成長装置 - Google Patents
液相結晶成長装置Info
- Publication number
- JP2548722B2 JP2548722B2 JP62100609A JP10060987A JP2548722B2 JP 2548722 B2 JP2548722 B2 JP 2548722B2 JP 62100609 A JP62100609 A JP 62100609A JP 10060987 A JP10060987 A JP 10060987A JP 2548722 B2 JP2548722 B2 JP 2548722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- thermal conductivity
- crystal growth
- kcal
- mhr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は液相結晶成長装置に関し、特に組成の異な
る薄膜多層構成による半導体素子の液相成長を行う場合
に用いられる液相結晶成長装置に関するものである。
る薄膜多層構成による半導体素子の液相成長を行う場合
に用いられる液相結晶成長装置に関するものである。
第３図は、従来の液相結晶成長装置を示す断面図であ
って、同図において１は基板ホルダーであって、その上
面にはカーボンによって形成されると共に、底を基板ホ
ルダー１の表面によって構成する溶液溜２が摺動自在に
載置されている。３は溶液溜２の蓋、４は基板ホルダー
１の表面部分でかつ溶液溜２の摺動範囲に形成された基
板装着位置、５は溶液溜２を基板ホルダー１に対して移
動させる押し棒、６は溶液溜２の移動方向を示す矢印、
７は成長装置を内部に収容して水素中に保持する石英管
によって構成される反応管、８は温度をコントロールす
るヒーターである。また、9,11は溶液溜２に収容された
半導体レーザの下および上クラッド層を成長させるとき
に使用する溶液、10は溶液溜２に収容された半導体レー
ザの活性層を成長させるときに使用する溶液である。
って、同図において１は基板ホルダーであって、その上
面にはカーボンによって形成されると共に、底を基板ホ
ルダー１の表面によって構成する溶液溜２が摺動自在に
載置されている。３は溶液溜２の蓋、４は基板ホルダー
１の表面部分でかつ溶液溜２の摺動範囲に形成された基
板装着位置、５は溶液溜２を基板ホルダー１に対して移
動させる押し棒、６は溶液溜２の移動方向を示す矢印、
７は成長装置を内部に収容して水素中に保持する石英管
によって構成される反応管、８は温度をコントロールす
るヒーターである。また、9,11は溶液溜２に収容された
半導体レーザの下および上クラッド層を成長させるとき
に使用する溶液、10は溶液溜２に収容された半導体レー
ザの活性層を成長させるときに使用する溶液である。
次に動作について説明する。この様に構成された液相
結晶成長装置においては、処理基板装着位置４に半導体
基板を装着した状態で成長装置を反応管７の内部に挿入
して、水素雰囲気中に位置させる。そして、予め定めら
れた時間毎に押し棒５によって基板ホルダー１をワンス
テップ移動させると、基板装着位置４に装着されている
被処理半導体基板の表面に溶液９が接して下クラッド層
の液相結晶成長が行われる。次に、更に押し棒５によっ
て基板ホルダー１を矢印６方向に更にワンステップ移動
させて、溶液10を基板装着位置４に装着されている被処
理半導体基板上に位置させると、被処理半導体基板の表
面に溶液10が接して活性層の液相結晶成長が行われる。
更に、押し棒５によって基板ホルダー１を矢印６方向に
ワンステップ移動させて、溶液11を基板装着位置４に装
着されている被処理半導体基板上に位置させると、被処
理半導体基板の表面に溶液11が接して上クラッド層の液
相結晶成長が行われる。一方、ヒーター８は、図示しな
いコントローラによって、各処理工程における水素雰囲
気中の温度を第４図で示す温度プログラムに従って徐々
に温度を低下させることにより、溶解度差により結晶を
析出させて、液相結晶成長を行っている。なお、第４図
に示すT1,T2,T3は、ダブルヘテロ構造を有する半導体素
子の下クラッド層成長温度，活性層成長温度，上クラッ
ド層成長温度をそれぞれ示し、t1,t2,t3は下クラッド層
成長時間，活性層成長時間，上クラット層成長時間を示
している。ここで、上記３層のうちで、活性層のみは0.
1μｍ程度であって、この層は特に制御性良く成長させ
なければならない。これに対して、活性層を制御性良く
成長させる方法の一つとしては、冷却速度を小さくする
方法がある。
結晶成長装置においては、処理基板装着位置４に半導体
基板を装着した状態で成長装置を反応管７の内部に挿入
して、水素雰囲気中に位置させる。そして、予め定めら
れた時間毎に押し棒５によって基板ホルダー１をワンス
テップ移動させると、基板装着位置４に装着されている
被処理半導体基板の表面に溶液９が接して下クラッド層
の液相結晶成長が行われる。次に、更に押し棒５によっ
て基板ホルダー１を矢印６方向に更にワンステップ移動
させて、溶液10を基板装着位置４に装着されている被処
理半導体基板上に位置させると、被処理半導体基板の表
面に溶液10が接して活性層の液相結晶成長が行われる。
更に、押し棒５によって基板ホルダー１を矢印６方向に
ワンステップ移動させて、溶液11を基板装着位置４に装
着されている被処理半導体基板上に位置させると、被処
理半導体基板の表面に溶液11が接して上クラッド層の液
相結晶成長が行われる。一方、ヒーター８は、図示しな
いコントローラによって、各処理工程における水素雰囲
気中の温度を第４図で示す温度プログラムに従って徐々
に温度を低下させることにより、溶解度差により結晶を
析出させて、液相結晶成長を行っている。なお、第４図
に示すT1,T2,T3は、ダブルヘテロ構造を有する半導体素
子の下クラッド層成長温度，活性層成長温度，上クラッ
ド層成長温度をそれぞれ示し、t1,t2,t3は下クラッド層
成長時間，活性層成長時間，上クラット層成長時間を示
している。ここで、上記３層のうちで、活性層のみは0.
1μｍ程度であって、この層は特に制御性良く成長させ
なければならない。これに対して、活性層を制御性良く
成長させる方法の一つとしては、冷却速度を小さくする
方法がある。
しかし、現状のダブルヘテロ構造の成長では、活性層
の成長の前に膜厚が厚い下クラッド層を成長させる必要
があるために、ある一定以上の降温速度で下クラッド層
を成長させた後に、活性層を成長させる必要がある。こ
の結果、活性層の降温速度を低下させようとしても、基
板ホルダーおよび溶液溜の熱容量が大きいために、温度
プログラムに温度が追従しない。
の成長の前に膜厚が厚い下クラッド層を成長させる必要
があるために、ある一定以上の降温速度で下クラッド層
を成長させた後に、活性層を成長させる必要がある。こ
の結果、活性層の降温速度を低下させようとしても、基
板ホルダーおよび溶液溜の熱容量が大きいために、温度
プログラムに温度が追従しない。
従来の液相結晶成長装置は以上のように構成されてい
るので、活性層形成のための温度制御を高精度に行うこ
とが出来ず、これに伴って薄膜成長の再現性および制御
性が極めて悪化する問題点があった。
るので、活性層形成のための温度制御を高精度に行うこ
とが出来ず、これに伴って薄膜成長の再現性および制御
性が極めて悪化する問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたものであって、薄膜の活性層を再現性および制御性
良く成長させることが出来る液相結晶成長装置を提供す
ることを目的とする。
れたものであって、薄膜の活性層を再現性および制御性
良く成長させることが出来る液相結晶成長装置を提供す
ることを目的とする。
この発明に係る液相結晶成長装置は、組成の異なる複
数の薄膜多層膜によって構成される半導体レーザダイオ
ードを液相成長によって構成する場合に、徐々に温度を
下げながら基板に溶解した溶液を順次接触させることに
より、溶解度差によって結晶を析出させる液相結晶成長
装置において、活性層成長用の溶液を収容する部分を構
成する部材のみを他の溶液を収容する部分を構成する部
材よりも低い熱伝導率の低熱伝導率材によって構成した
ものである。
数の薄膜多層膜によって構成される半導体レーザダイオ
ードを液相成長によって構成する場合に、徐々に温度を
下げながら基板に溶解した溶液を順次接触させることに
より、溶解度差によって結晶を析出させる液相結晶成長
装置において、活性層成長用の溶液を収容する部分を構
成する部材のみを他の溶液を収容する部分を構成する部
材よりも低い熱伝導率の低熱伝導率材によって構成した
ものである。
この発明における液相結晶成長装置は、活性層成長用
の溶液を収容する部分を構成する部材のみを他の溶液を
収容する部分を構成する部材よりも低い熱伝導率の低熱
伝導率材によって構成したものであるために、徐冷する
と活性層成長用の溶液を収容する部分の熱抵抗が他の溶
液を収容する部分よりも大きくなることから、活性層成
長用の溶液は温度プログラムによって設定された冷却温
度よりも少ない降温状態となり、これによって活性層を
高精度にかつ再現性良く成長させるに適した溶液温度状
態が確保されることになるものである。
の溶液を収容する部分を構成する部材のみを他の溶液を
収容する部分を構成する部材よりも低い熱伝導率の低熱
伝導率材によって構成したものであるために、徐冷する
と活性層成長用の溶液を収容する部分の熱抵抗が他の溶
液を収容する部分よりも大きくなることから、活性層成
長用の溶液は温度プログラムによって設定された冷却温
度よりも少ない降温状態となり、これによって活性層を
高精度にかつ再現性良く成長させるに適した溶液温度状
態が確保されることになるものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図および第２図において、第３図および第４図と同一
部分は同記号を用いてその説明を省略してある。同図に
おいて、12は活性層を成長させる時に使用する溶液10の
周囲を取り囲む従来のカーボン熱伝導率の低い低熱伝導
率材を示す。そして、この低熱伝導率材12としては、他
の部分におけるカーボン材の熱伝導率が90〜130Kcal/mh
r℃であるのに対し、熱伝導率が10Kcal/mhr℃以下のカ
ーボン材または熱伝導率が30Kcal/mhr℃以下のSiC等が
使用される。13は溶液溜２の蓋３における活性層を成長
させる場合に使用する溶液10が溜められている部分と対
向する部分を構成する低熱伝導率材であって、前記低熱
伝導率材12と同様に、熱伝導率が10Kcal/mhr℃以下のカ
ーボン材または熱伝導率が30Kcal/mhr℃以下のSiC等が
使用される。
１図および第２図において、第３図および第４図と同一
部分は同記号を用いてその説明を省略してある。同図に
おいて、12は活性層を成長させる時に使用する溶液10の
周囲を取り囲む従来のカーボン熱伝導率の低い低熱伝導
率材を示す。そして、この低熱伝導率材12としては、他
の部分におけるカーボン材の熱伝導率が90〜130Kcal/mh
r℃であるのに対し、熱伝導率が10Kcal/mhr℃以下のカ
ーボン材または熱伝導率が30Kcal/mhr℃以下のSiC等が
使用される。13は溶液溜２の蓋３における活性層を成長
させる場合に使用する溶液10が溜められている部分と対
向する部分を構成する低熱伝導率材であって、前記低熱
伝導率材12と同様に、熱伝導率が10Kcal/mhr℃以下のカ
ーボン材または熱伝導率が30Kcal/mhr℃以下のSiC等が
使用される。
以下動作を説明する。まず、電源を投入すると図示し
ない温度コントローラがヒーター８への電源供給を制御
することにより、石英管によって構成される反応管７の
内部における水素雰囲気温度を第２図に示す成長温度プ
ログラムに沿って変化させる。つまり、第２図に示すよ
うに、一定温度まで上げた後に実線によって示すように
降温させる。このようにして温度を低下させて行くと、
溶液溜２および溶液の温度は、反応管７の内部をパージ
している水素雰囲気との物質熱伝達，反応管７への熱伝
導および輻射によって徐冷して行く。ここで、低熱伝導
率材12,13によって、活性層を成長させる場合に使用す
る溶液を取り囲むと、この溶液が他の溶液よりも温度の
低下速度が減少して、第２図に点線によって示すように
なる。従って、t1,t21,t3をそれぞれ下クラッド層成長
時間，活性層成長時間，上クラッド層成長時間とする
と、ダブルヘテロ構造を有する半導体素子の下クラッド
層成長温度，活性層成長温度，上クラッド層成長温度
は、第２図からT1,T21,T3となって、活性層成長温度T21
が他の成長温度に対して独立にすることか可能になる。
ない温度コントローラがヒーター８への電源供給を制御
することにより、石英管によって構成される反応管７の
内部における水素雰囲気温度を第２図に示す成長温度プ
ログラムに沿って変化させる。つまり、第２図に示すよ
うに、一定温度まで上げた後に実線によって示すように
降温させる。このようにして温度を低下させて行くと、
溶液溜２および溶液の温度は、反応管７の内部をパージ
している水素雰囲気との物質熱伝達，反応管７への熱伝
導および輻射によって徐冷して行く。ここで、低熱伝導
率材12,13によって、活性層を成長させる場合に使用す
る溶液を取り囲むと、この溶液が他の溶液よりも温度の
低下速度が減少して、第２図に点線によって示すように
なる。従って、t1,t21,t3をそれぞれ下クラッド層成長
時間，活性層成長時間，上クラッド層成長時間とする
と、ダブルヘテロ構造を有する半導体素子の下クラッド
層成長温度，活性層成長温度，上クラッド層成長温度
は、第２図からT1,T21,T3となって、活性層成長温度T21
が他の成長温度に対して独立にすることか可能になる。
なお、低下した温度の低下速度に適合するように、溶
液の使用を予め変更して置く必要があることは言うまで
もない。更に、上記実施例においては、スライドボード
方式による液相結晶成長装置に適用した場合についての
み説明したが、プッシュアウトボード方式による液相結
晶成長装置に適用しても同様な効果が得られる。
液の使用を予め変更して置く必要があることは言うまで
もない。更に、上記実施例においては、スライドボード
方式による液相結晶成長装置に適用した場合についての
み説明したが、プッシュアウトボード方式による液相結
晶成長装置に適用しても同様な効果が得られる。
以上説明したように、この発明によれば液相結晶成長
装置における活性層成長用の溶液を収容する部分を低熱
伝導率材によって構成したものであるために、該溶液の
温度低下速度が他の溶液の温度低下速度よりも小さくな
って、活性層の再現性および制御性が大幅に向上する効
果がある。
装置における活性層成長用の溶液を収容する部分を低熱
伝導率材によって構成したものであるために、該溶液の
温度低下速度が他の溶液の温度低下速度よりも小さくな
って、活性層の再現性および制御性が大幅に向上する効
果がある。
第１図はこの発明の一実施例による液相結晶成長装置の
断面図、第２図は第１図に示す液相結晶成長装置を使用
した場合における成長温度プログラム特性を示す特性
図、第３図は従来の液相結晶成長装置を示す断面図、第
４図は第３図に示す液相結晶成長装置を使用した場合に
おける成長温度プログラムを示す特性図である。 １は基板ホルダー、２は溶液溜、３は蓋、４は基板装着
位置、５は押し棒、６は矢印、７は反応管、８はヒータ
ー、9,10,11は溶液、1213は低熱伝導率材。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
断面図、第２図は第１図に示す液相結晶成長装置を使用
した場合における成長温度プログラム特性を示す特性
図、第３図は従来の液相結晶成長装置を示す断面図、第
４図は第３図に示す液相結晶成長装置を使用した場合に
おける成長温度プログラムを示す特性図である。 １は基板ホルダー、２は溶液溜、３は蓋、４は基板装着
位置、５は押し棒、６は矢印、７は反応管、８はヒータ
ー、9,10,11は溶液、1213は低熱伝導率材。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (7)
- 【請求項１】組成の異なる複数の薄膜多層膜によって構
成される半導体レーザダイオードを液相成長によって構
成する場合に、徐々に温度を下げながら基板に溶解した
溶液を順次接触させることにより、溶解度差によって結
晶を析出させる液相結晶成長装置において、活性層成長
用の溶液を収容する部分を構成する部材のみを他の溶液
を収容する部分を構成する部材よりも低い熱伝導率の低
熱伝導率材によって構成したことを特徴とする液相結晶
成長装置。 - 【請求項２】溶液溜を熱伝導率が90〜130Kcal/mhr℃で
あるカーボンによって構成すると共に、活性層成長用の
溶液を取り囲む部分には熱伝導率が10Kcal/mhr℃以下の
カーボンを使用したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の液相結晶成長装置。 - 【請求項３】活性層成長用の溶液を取り囲む部分をカー
ボン以外の材料によって構成し、他の溶液を取り囲む部
分をカーボンによって構成することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の液相結晶成長装置。 - 【請求項４】溶液溜を熱伝導率が90〜130Kcal/mhr℃で
あるカーボンによって構成すると共に、活性層成長用の
溶液を取り囲む部分には熱伝導率が30Kcal/mhr℃以下の
部材を使用したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の液相結晶成長装置。 - 【請求項５】溶液溜を熱伝導率が90〜130Kcal/mhr℃で
あるカーボンによって構成すると共に、活性層成長用の
溶液を取り囲む部分には熱伝導率が30Kcal/mhr℃以下の
SiC部材を使用したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の液相結晶成長装置。 - 【請求項６】活性層成長用の溶液を収容する溶液溜を熱
伝導率が30Kcal/mhr℃以下のカーボン以外の部材によっ
て構成すると共に、他の溶液を収容する溶液溜を熱伝導
率が90〜130Kcal/mhr℃であるカーボン以外の部材によ
って構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の液相結晶成長装置。 - 【請求項７】溶液溜を熱伝導率が90〜130Kcal/mhr℃で
あるカーボン以外の部材によって構成し、かつ活性層成
長用の溶液を取り囲む部分に熱伝導率が30Kcal/mhr℃以
下のカーボン以外の部材を配置したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の液相結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100609A JP2548722B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 液相結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100609A JP2548722B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 液相結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265887A JPS63265887A (ja) | 1988-11-02 |
| JP2548722B2 true JP2548722B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=14278588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62100609A Expired - Lifetime JP2548722B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 液相結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548722B2 (ja) |
-
1987
- 1987-04-22 JP JP62100609A patent/JP2548722B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63265887A (ja) | 1988-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63209122A (ja) | 液相薄膜結晶成長方法及び装置 | |
| JP2548722B2 (ja) | 液相結晶成長装置 | |
| US4567849A (en) | Dipping liquid phase epitaxy for HgCdTe | |
| US3791887A (en) | Liquid-phase epitaxial growth under transient thermal conditions | |
| US4474640A (en) | In situ differential thermal analysis for HgCdTe LPE | |
| JPS6235260B2 (ja) | ||
| US4201623A (en) | Method for making epitaxial silicon crystals with uniform doping levels | |
| JPH0478598B2 (ja) | ||
| JPS5834925A (ja) | 液相エピタキシヤル成長装置 | |
| JPS63224229A (ja) | 液相結晶成長装置 | |
| JPS63159290A (ja) | 液相エピタキシャル成長方法 | |
| van Oirschot et al. | LPE growth of DH laser structures with the double source method | |
| JP3913850B2 (ja) | 結晶薄膜の製法およびそれに用いる装置 | |
| JPH0697180A (ja) | 化合物半導体基板の熱処理方法 | |
| JPS621358B2 (ja) | ||
| JPH0712030B2 (ja) | ▲ｉｉ▼―▲ｖｉ▼族化合物半導体結晶成長装置 | |
| JPS589794B2 (ja) | 半導体の液相多層薄膜成長法および成長装置 | |
| JPS5941959B2 (ja) | 液相エピタキシャル成長装置 | |
| JPS5934137Y2 (ja) | 液相エピタキシヤル成長装置 | |
| JP3515858B2 (ja) | 液相エピタキシャル成長用ボート | |
| JP3073870B2 (ja) | 半導体液相エピタキシャル装置 | |
| JPS6254915A (ja) | 液相エピタキシヤル装置 | |
| JPS61287221A (ja) | 液相エピタキシヤル成長法および装置 | |
| JPH01133994A (ja) | 液相成長方法及び装置 | |
| JPH06279178A (ja) | 半導体装置の製造方法およびその装置 |