JPH01115891A - 液相エピタキシャル成長方法及び装置 - Google Patents
液相エピタキシャル成長方法及び装置Info
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- JPH01115891A JPH01115891A JP27399987A JP27399987A JPH01115891A JP H01115891 A JPH01115891 A JP H01115891A JP 27399987 A JP27399987 A JP 27399987A JP 27399987 A JP27399987 A JP 27399987A JP H01115891 A JPH01115891 A JP H01115891A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高出力発光ダイオードの製造に適したひ化ガ
リウム、ひ化ガリウムアルミニウム等の混晶エピタキシ
ャル・ウェハーの成長における液相エピタキシャル成長
方法及び装置に関する。
リウム、ひ化ガリウムアルミニウム等の混晶エピタキシ
ャル・ウェハーの成長における液相エピタキシャル成長
方法及び装置に関する。
ＧａＡｌＡｓを用いた高出力発光ダイオードにおいては
その結晶成長に於いて、基板としてＧａＡｓが用いられ
る。ここで、従来の液相エピタキシャル成長方法につい
て、ＧａＡｓ成長を例にとって説明する。
その結晶成長に於いて、基板としてＧａＡｓが用いられ
る。ここで、従来の液相エピタキシャル成長方法につい
て、ＧａＡｓ成長を例にとって説明する。
第６図はスライドボート法による従来の液相エピタキシ
ャル成長装置を示す図で、■は原料溶液溜め、２はカバ
ー、３はスライダー、４はＧａＡｓ基板、５は熱電対で
ある。
ャル成長装置を示す図で、■は原料溶液溜め、２はカバ
ー、３はスライダー、４はＧａＡｓ基板、５は熱電対で
ある。
ポートはスライダーが図のＸ方向にスライドするように
なっており、ボートの上側にはＧ、ａ溶液を入れる溶液
溜め１が設けられ、溶液溜めには底がなく、溶液はスラ
イダーの表面に接している。
なっており、ボートの上側にはＧ、ａ溶液を入れる溶液
溜め１が設けられ、溶液溜めには底がなく、溶液はスラ
イダーの表面に接している。
スライダーには、基板のＧａＡＳウェハを入れるくぼみ
が設けられている。溶液溜め１は、成長させる半導体結
晶薄膜の種類だけ作って多層構造を連続して成長させる
ことができるようになっている。
が設けられている。溶液溜め１は、成長させる半導体結
晶薄膜の種類だけ作って多層構造を連続して成長させる
ことができるようになっている。
このような構成において、スライダー３を図のＸ方向に
スライドさせることにより、ＧａＡｓを含むＧａ溶液を
ＧａＡｓ基板４上に置いて溶液を冷却すると、基板上に
はＧａＡＳが析出されて成長する。
スライドさせることにより、ＧａＡｓを含むＧａ溶液を
ＧａＡｓ基板４上に置いて溶液を冷却すると、基板上に
はＧａＡＳが析出されて成長する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、ＬＥＤの作業においては、基板をラッピング
等で削り、全厚を２００〜２５０μｍに調整しているが
、第５図に示したような従来の除冷法による液相エピタ
キシャル成長法つまり、成長溶液に対し基板を下部に置
く方法では、Ｐ／Ｎ接合を形成するエピタキシャル層が
５０〜１００μｍ程度と薄く、そのため、全厚を２００
〜２５０μｍに調整しようとすると、ＧａＡｓ基板を残
存させなければならない。しかしながら、ＧａＡＳの禁
制帯幅はＧａＡｊｌＡｓのそれより小さいため、ＧａＡ
ｊ？Ａｓ層から発光された光は残存したＧａＡｓ基板層
で吸収され、外部発光効率が下がってしまっていた。
等で削り、全厚を２００〜２５０μｍに調整しているが
、第５図に示したような従来の除冷法による液相エピタ
キシャル成長法つまり、成長溶液に対し基板を下部に置
く方法では、Ｐ／Ｎ接合を形成するエピタキシャル層が
５０〜１００μｍ程度と薄く、そのため、全厚を２００
〜２５０μｍに調整しようとすると、ＧａＡｓ基板を残
存させなければならない。しかしながら、ＧａＡＳの禁
制帯幅はＧａＡｊｌＡｓのそれより小さいため、ＧａＡ
ｊ？Ａｓ層から発光された光は残存したＧａＡｓ基板層
で吸収され、外部発光効率が下がってしまっていた。
外部発光効率の低下を防止するために、ＧａＡｓ基板を
ラッピングで完全に除去すると、従来技術ではエピタキ
シャル層の全厚が５０〜１００μｍと薄いため機械的強
度が不足し、チップ化工程の歩留りが非常に低下してし
まっていた。また、複数回のエピタキシャル成長を行う
ことにより２００μｍ前後のエピタキシャル層厚を達成
できるが、成長に要する時間が長くなり生産性に劣る。
ラッピングで完全に除去すると、従来技術ではエピタキ
シャル層の全厚が５０〜１００μｍと薄いため機械的強
度が不足し、チップ化工程の歩留りが非常に低下してし
まっていた。また、複数回のエピタキシャル成長を行う
ことにより２００μｍ前後のエピタキシャル層厚を達成
できるが、成長に要する時間が長くなり生産性に劣る。
また、２回目以降のエピタキシャル成長時にエビ界面の
接合不良が起こり易く、歩留まりが大幅に低下する。
接合不良が起こり易く、歩留まりが大幅に低下する。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、通常の１
回の徐冷法により十分な膜厚のエピタキシャル層が得ら
れ、ＧａＡｓ基板を残す必要がなく、外部発光効率の低
下を防止することができる液相エピタキシャル成長方法
及び装置を提供することを目的とする。
回の徐冷法により十分な膜厚のエピタキシャル層が得ら
れ、ＧａＡｓ基板を残す必要がなく、外部発光効率の低
下を防止することができる液相エピタキシャル成長方法
及び装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 、本発明は、スラ
イドポート法による液相エピタキシャル成長法において
、スライド板の下面側に基板を保持し、成長溶液に対す
る基板の位置を上側にして徐冷法によりエピタキシャル
成長させること、及び１またはそれ以上の溶液槽と、各
溶液槽を上下に２分してスライドすると共に、下面側に
基板収容部を有するスライド板とからなり、基板収容部
に基板を保持して各溶液槽中を順次スライドさせること
を特徴とする。
イドポート法による液相エピタキシャル成長法において
、スライド板の下面側に基板を保持し、成長溶液に対す
る基板の位置を上側にして徐冷法によりエピタキシャル
成長させること、及び１またはそれ以上の溶液槽と、各
溶液槽を上下に２分してスライドすると共に、下面側に
基板収容部を有するスライド板とからなり、基板収容部
に基板を保持して各溶液槽中を順次スライドさせること
を特徴とする。
本発明では、成長溶液に対して基板の位置を上側に配置
し、溶液の濃度差に伴う比重差により発生する対流を利
用して、徐冷法により成長速度を従来法に比較し２倍以
上にすることが可能となる。
し、溶液の濃度差に伴う比重差により発生する対流を利
用して、徐冷法により成長速度を従来法に比較し２倍以
上にすることが可能となる。
その結果、短時間に、エピタキシャル層の全厚を２００
μｍ以上にすることが可能となり、ＧａＡｓ基板を除去
しても、チップ化工程において、十分機械的強度を存し
耐え得るものである。
μｍ以上にすることが可能となり、ＧａＡｓ基板を除去
しても、チップ化工程において、十分機械的強度を存し
耐え得るものである。
以下、実施例を図面に基づき説明する。
第１図はスライドボートを用いた本発明による液相エピ
タキシャル成長プロセスを説明するための図、第２図は
成長の様子を説明するための図、第３図は基板上の成長
層を示す図であり、図中、１０はスライド板、１１は基
板収容部、１２は基板、１３はスリット、１４は重し兼
用蓋、１５は溝、１６．１７は溶液槽である。本例では
溶液槽は２ケ所であるがエピタキシャル層の数に応じて
増減できることは言うまでもない。
タキシャル成長プロセスを説明するための図、第２図は
成長の様子を説明するための図、第３図は基板上の成長
層を示す図であり、図中、１０はスライド板、１１は基
板収容部、１２は基板、１３はスリット、１４は重し兼
用蓋、１５は溝、１６．１７は溶液槽である。本例では
溶液槽は２ケ所であるがエピタキシャル層の数に応じて
増減できることは言うまでもない。
スライド板１０は、各溶液槽１６．１７を貫通してスラ
イドし、それらを上下に２分している。
イドし、それらを上下に２分している。
各溶液槽のスライド板より上側には加温された成長連液
が入れられており、重し兼用の蓋１４がそれぞれ設けら
れている。スライド板１０には基板収容部１１が設けら
′れて基板１２が保持され、またスリット１３が設けら
れて、スリット１３が位置した溶液槽では成長溶液が上
側溶液槽から下側溶液槽へ落下注入されるようになって
いる。
が入れられており、重し兼用の蓋１４がそれぞれ設けら
れている。スライド板１０には基板収容部１１が設けら
′れて基板１２が保持され、またスリット１３が設けら
れて、スリット１３が位置した溶液槽では成長溶液が上
側溶液槽から下側溶液槽へ落下注入されるようになって
いる。
このような構成において、第１図（イ）では、スリット
１３が溶液槽１６に位置してＰ−ＧａＡｊ！ＡｓＦｌ成
長用溶液が下側溶液槽に注入される。
１３が溶液槽１６に位置してＰ−ＧａＡｊ！ＡｓＦｌ成
長用溶液が下側溶液槽に注入される。
そしてスライド板１０を図の右方ヘスライドした第１図
（ロ）では、基板１２が注入されたＰ−ＧａＡ７！Ａｓ
層成長用溶液の上側に位置し、またスリット１３は溶液
槽１７に位置してＮ−ＧａＡＡＡｓ層成長用メルトが注
入される。この状態で徐冷することによりＰ−Ｃ；ａＡ
ｊ！Ａｓ層成長用溶液より溶質が析出してＰ −Ｇ ａ
Ａ ｆｆ Ａ ｓ Ｎが基板上に成長する。次に、ス
ライド板１０を右方ヘスライドすると、（第１図（ハ）
）基板は、Ｎ−ＧａＡｆＡｓ層成長用溶液が注入された
溶液槽１７に位置することになり、同様にしてＮ−Ｇａ
Ａｊ！Ａ３層が成長形成され全工程が終了する。
（ロ）では、基板１２が注入されたＰ−ＧａＡ７！Ａｓ
層成長用溶液の上側に位置し、またスリット１３は溶液
槽１７に位置してＮ−ＧａＡＡＡｓ層成長用メルトが注
入される。この状態で徐冷することによりＰ−Ｃ；ａＡ
ｊ！Ａｓ層成長用溶液より溶質が析出してＰ −Ｇ ａ
Ａ ｆｆ Ａ ｓ Ｎが基板上に成長する。次に、ス
ライド板１０を右方ヘスライドすると、（第１図（ハ）
）基板は、Ｎ−ＧａＡｆＡｓ層成長用溶液が注入された
溶液槽１７に位置することになり、同様にしてＮ−Ｇａ
Ａｊ！Ａ３層が成長形成され全工程が終了する。
本実施例においては、基板としてＺｎをドープしたＰ型
ＧａＡｓ基板を用い、表面の面方位は（１００）面とし
た。
ＧａＡｓ基板を用い、表面の面方位は（１００）面とし
た。
第３図に示すＮ１の成長用として、Ｇａ１００ｇ中にア
ンドープＧａＡｓ多結晶６ｇ、Ａｌ２゜５ｇ、及びＺｎ
Ｏ，Ｉｇを溶解した。第３図に示す層２の成長用として
Ｇａ１００ｇ中にアンドープＧａＡｓ多結晶１．９ｇ、
、Ａｌ−０，３５ｇ、及びＴｅ＝０．００１ｇを溶解し
た。これらの溶液を第１図のスライドボートの溶液槽に
収容し又、基板を第１図のボートの基板収容部に収容し
た。
ンドープＧａＡｓ多結晶６ｇ、Ａｌ２゜５ｇ、及びＺｎ
Ｏ，Ｉｇを溶解した。第３図に示す層２の成長用として
Ｇａ１００ｇ中にアンドープＧａＡｓ多結晶１．９ｇ、
、Ａｌ−０，３５ｇ、及びＴｅ＝０．００１ｇを溶解し
た。これらの溶液を第１図のスライドボートの溶液槽に
収容し又、基板を第１図のボートの基板収容部に収容し
た。
ボートの温度を９００’Ｃに加熱した後、上記各層成長
用溶液を順次接触させた後、７６０＠Ｃまで冷却し、溶
液と溶質の比重差を利用して第２図に示すように溶液か
ら溶質を析出させて液相エピタキシャル成長を行った。
用溶液を順次接触させた後、７６０＠Ｃまで冷却し、溶
液と溶質の比重差を利用して第２図に示すように溶液か
ら溶質を析出させて液相エピタキシャル成長を行った。
得られたエピタキシャル層の厚みは下記の通りであった
。
。
層１ ： １７０μｍ
層２ ： ５０μｍ
さらに、ＧａＡｓ基板を研磨、エツチングで除去し全厚
を２００μｍにしＬＥＤチップを作製した。
を２００μｍにしＬＥＤチップを作製した。
チップは一辺０．３０の正方形状でエポキシコートなし
電流密度８Ａ／Ｃｌ１１の条件で輝度は２１ｍｃｄ、ピ
ーク波長は６５７ｎｍ、ＬＥＤの歩留は９７％であった
。
電流密度８Ａ／Ｃｌ１１の条件で輝度は２１ｍｃｄ、ピ
ーク波長は６５７ｎｍ、ＬＥＤの歩留は９７％であった
。
スライドボートを第５図のような従来のボートに替え、
全く同様にしてエピタキシャルウェハーを製造した。
全く同様にしてエピタキシャルウェハーを製造した。
厚みは以下の通りであった。
層１ ： ７０μｍ
層２ ： ２０μｍ
実施例と同様にして、全厚を２００μｍに調整し、基板
付で、ＬＥＤを作製した。輝度は６． ０ｍＣｄ、ピー
ク波長は６６２ｎｍで、ＬＥＤ歩留は９５％であった。
付で、ＬＥＤを作製した。輝度は６． ０ｍＣｄ、ピー
ク波長は６６２ｎｍで、ＬＥＤ歩留は９５％であった。
一方基板を完全に除去し、全厚を８０μｍにしてＬＥＤ
を作製したところ、ｔ＊ｒＪｌは１５．０ｍＣｄと上昇
し、ピーク波長は６６２ｎｍであったが、ＬＥＤ歩留は
割れの大量発生で１５％と低かった。
を作製したところ、ｔ＊ｒＪｌは１５．０ｍＣｄと上昇
し、ピーク波長は６６２ｎｍであったが、ＬＥＤ歩留は
割れの大量発生で１５％と低かった。
第４図はスライド板の構造を示す図で、同図（イ）は断
面図、同図（ロ）は平面図である。
面図、同図（ロ）は平面図である。
スライド板１０の基板収容部１１は、第４図（ロ）に示
すようにウェハ形状に合わせて形成し、またスリット１
３は、スライド方向に直交して３本形成しているが、こ
れに限定する必要がないことは勿論である。
すようにウェハ形状に合わせて形成し、またスリット１
３は、スライド方向に直交して３本形成しているが、こ
れに限定する必要がないことは勿論である。
以上のように本発明によれば、以下のような顕著な効果
があるので産業上の利用価値は極めて大きい。
があるので産業上の利用価値は極めて大きい。
■通常の徐冷法により、比較的短時間に膜厚の大きいエ
ピタキシャルウェハを得ることが可能となる。
ピタキシャルウェハを得ることが可能となる。
■製造したエピタキシャルウェハは、基板を除去しても
、チップ化工程における機械的強度に十分耐え得る。
、チップ化工程における機械的強度に十分耐え得る。
■基板除去したウェハより作製したＬＥＤは、基板付の
ウェハより作製したＬＥＤに比較し出力が極めて大であ
る。
ウェハより作製したＬＥＤに比較し出力が極めて大であ
る。
第１図はスライドボートを用いた本発明による液相エピ
タキシャル成長プロセスを説明するための図、第２図は
成長の様子を説明するための図、第３回は基板上の成長
層を示す図、第４図はスライド板の構造を示す図、第５
図はスライドボート法による従来の液相エピタキシャル
成長装置を示す図である。 １０・・・スライド板、１１・・・基板収容部、１２・
・・基板、１３・・・スリット、１４・・・重し兼用蓋
、１５・・・溝、１６．１７・・・溶液槽。 出 願 人 三菱モンサンド化成株式会社（外１名
） 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外３名）第１図 第２図 第３図 第４図 ６ス７４に
タキシャル成長プロセスを説明するための図、第２図は
成長の様子を説明するための図、第３回は基板上の成長
層を示す図、第４図はスライド板の構造を示す図、第５
図はスライドボート法による従来の液相エピタキシャル
成長装置を示す図である。 １０・・・スライド板、１１・・・基板収容部、１２・
・・基板、１３・・・スリット、１４・・・重し兼用蓋
、１５・・・溝、１６．１７・・・溶液槽。 出 願 人 三菱モンサンド化成株式会社（外１名
） 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外３名）第１図 第２図 第３図 第４図 ６ス７４に
Claims (5)
- （１）スライドボート法による液相エピタキシャル成長
法において、スライド板の下面側に基板を保持し、成長
溶液に対する基板の位置を上側にして徐冷法によりエピ
タキシャル成長させることを特徴とする液相エピタキシ
ャル成長方法。 - （２）１またはそれ以上の溶液槽と、各溶液槽を上下に
２分してスライドすると共に、下面側に基板収容部を有
するスライド板とからなり、基板収容部に基板を保持し
て各溶液槽中を順次スライドさせることを特徴とする液
相エピタキシャル成長装置。 - （３）スライド板には所定箇所にスリットが設けられ、
該スリットを介して上側溶液槽から下側溶液槽へ溶液が
注入される特許請求の範囲第２項記載の液相エピタキシ
ャル成長装置。 - （４）各溶液槽間には、スライド板または基板に付着し
た不要な溶液を除去し、収容する溝が設けられている特
許請求の範囲第２項記載の液相エピタキシャル成長装置
。 - （５）基板収容部は、スライド方向と直交方向に２列以
上設けられている特許請求の範囲第２項記載の液相エピ
タキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62273999A JPH0772117B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 液相エピタキシャル成長方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62273999A JPH0772117B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 液相エピタキシャル成長方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01115891A true JPH01115891A (ja) | 1989-05-09 |
| JPH0772117B2 JPH0772117B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=17535538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62273999A Expired - Fee Related JPH0772117B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 液相エピタキシャル成長方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772117B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104050525A (zh) * | 2013-03-15 | 2014-09-17 | 株式会社理光 | 信息处理设备和处理执行方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5213790A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-02 | Gen Erekutoritsuku Co Ltd Za | Improvement of charge coupled device |
-
1987
- 1987-10-28 JP JP62273999A patent/JPH0772117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5213790A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-02 | Gen Erekutoritsuku Co Ltd Za | Improvement of charge coupled device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104050525A (zh) * | 2013-03-15 | 2014-09-17 | 株式会社理光 | 信息处理设备和处理执行方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772117B2 (ja) | 1995-08-02 |
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