JPH01246198A - Ga↓1‐xAlxAsウェハの製造方法 - Google Patents
Ga↓1‐xAlxAsウェハの製造方法Info
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- JPH01246198A JPH01246198A JP7336088A JP7336088A JPH01246198A JP H01246198 A JPH01246198 A JP H01246198A JP 7336088 A JP7336088 A JP 7336088A JP 7336088 A JP7336088 A JP 7336088A JP H01246198 A JPH01246198 A JP H01246198A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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Ga1−χA ex A sウェハの製造方法
に係り、特にAl混晶比が高く、厚さが厚く1面積が広
いGa1−工A ex A sウェハの製造に好適な製
造方法に関するものである。
に係り、特にAl混晶比が高く、厚さが厚く1面積が広
いGa1−工A ex A sウェハの製造に好適な製
造方法に関するものである。
[従来の技術]
GaAs(ガリウム砒素)とAIA3(アルミニウム砒
素)は、通常の液相エピタキシャル成長が行われ、温度
的900℃で格子定数が一致する。
素)は、通常の液相エピタキシャル成長が行われ、温度
的900℃で格子定数が一致する。
このため、従来は、一般にGa1−工AFxAsのエピ
タキシャル成長にGa As基板が用いられてきた。
タキシャル成長にGa As基板が用いられてきた。
しかし、Ga AsとAl Asとでは膨張係数αが異
なり、それぞれαG亀八へ= 8.8X10−’/”0
。
なり、それぞれαG亀八へ= 8.8X10−’/”0
。
0htAs= 5.2XIO−’/℃である。ここで
Gat−zAlxAs (o<x<gの熱膨張係数αG
o1−X AlxAsはαGaAlとαAlAsの間の
値でありAl混晶比Iによって決まる。このため、Ga
As基板上に約900℃でGa 1−x AlxAs
をエピタキシャル成長する場合、成長温度では、格子定
数がほぼ等しいことからホモ接合に近い接合となるが、
室温に冷却されると、第3図に示すように、GaAs基
板l側がより収縮し、Ga 1−工AlxAsエピタキ
シャル層2側が凸面上に湾曲する。湾曲現象は、Al混
晶比が高くなるほど大きくなり、Iが0.4以上、厚さ
が1008L+e以上の場合は頻繁にウェハに亀裂が生
じる。
Gat−zAlxAs (o<x<gの熱膨張係数αG
o1−X AlxAsはαGaAlとαAlAsの間の
値でありAl混晶比Iによって決まる。このため、Ga
As基板上に約900℃でGa 1−x AlxAs
をエピタキシャル成長する場合、成長温度では、格子定
数がほぼ等しいことからホモ接合に近い接合となるが、
室温に冷却されると、第3図に示すように、GaAs基
板l側がより収縮し、Ga 1−工AlxAsエピタキ
シャル層2側が凸面上に湾曲する。湾曲現象は、Al混
晶比が高くなるほど大きくなり、Iが0.4以上、厚さ
が1008L+e以上の場合は頻繁にウェハに亀裂が生
じる。
このため、もう1つの従来の技術として、基板+、:G
e(ゲルマニウム)ウェハを用いる方法が考えられてい
る。Geは格子定数αが、αGaAs= 5.853
人、αA#Ai = 5.681人の間の値αGe−5
,658人であり、しかも熱膨張係数αは、αGe=
5.8X10−’/’C!とAl Asに近い値であ
る。このため、前記のGa A4基板を用いる方法に較
ベロと、ウェハの湾曲、亀裂の問題は幾分改善される。
e(ゲルマニウム)ウェハを用いる方法が考えられてい
る。Geは格子定数αが、αGaAs= 5.853
人、αA#Ai = 5.681人の間の値αGe−5
,658人であり、しかも熱膨張係数αは、αGe=
5.8X10−’/’C!とAl Asに近い値であ
る。このため、前記のGa A4基板を用いる方法に較
ベロと、ウェハの湾曲、亀裂の問題は幾分改善される。
一方、Ga 1−x AfxAsエピタキシャルウェハ
のtな用途は発光ダイオードの光透過層であり、このた
め1発光部から放射された光を吸収してt7まうGa
As基板や、Ge基板は完全に取除く必要がある。従来
は、研磨やエツチングにより基板の除去を行っていた。
のtな用途は発光ダイオードの光透過層であり、このた
め1発光部から放射された光を吸収してt7まうGa
As基板や、Ge基板は完全に取除く必要がある。従来
は、研磨やエツチングにより基板の除去を行っていた。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、基板を取除くために行なわれる研磨やエツチン
グは、通常、室温に近い温度で行われる。室温近傍の温
度では、前述の熱膨張率の差に依って、ウェハ内部には
応力が発生しており、このため、研磨またはエツチング
により基板を薄くして行く過程で、基板とエピタキシャ
ル層の厚さのバランスが変化し、湾曲の増大、クラック
の発生等の不都合が生じ易い、このため、従来技術では
、基板を完全に除去したGa 1−x AFxAs層だ
けのウェハを得ることは極めて困難であった。
グは、通常、室温に近い温度で行われる。室温近傍の温
度では、前述の熱膨張率の差に依って、ウェハ内部には
応力が発生しており、このため、研磨またはエツチング
により基板を薄くして行く過程で、基板とエピタキシャ
ル層の厚さのバランスが変化し、湾曲の増大、クラック
の発生等の不都合が生じ易い、このため、従来技術では
、基板を完全に除去したGa 1−x AFxAs層だ
けのウェハを得ることは極めて困難であった。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、高
いAl混晶比を持つウェハの湾曲及び亀裂の発生を大幅
に低減できるGa c−x AfxAsウェハの製造方
法を提供することにある。
いAl混晶比を持つウェハの湾曲及び亀裂の発生を大幅
に低減できるGa c−x AfxAsウェハの製造方
法を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明のGa >−x A?xAsウェハの製造方法は
、Ge基板上に液相エピタキシャル成長により、Al混
晶比Iが0.4以上で成長層の厚みが100用国以上の
Ga1−工A ex A sを成長させた後、Geの融
点958.5℃以上、 Ga 1−x AlxAsの融
点約1300℃以下の温度で加熱し、前記のGe基板を
溶融して除去するものである。
、Ge基板上に液相エピタキシャル成長により、Al混
晶比Iが0.4以上で成長層の厚みが100用国以上の
Ga1−工A ex A sを成長させた後、Geの融
点958.5℃以上、 Ga 1−x AlxAsの融
点約1300℃以下の温度で加熱し、前記のGe基板を
溶融して除去するものである。
[作用]
本発明では、Geを基板に用い、その上に液相エピタキ
シャル成長によりGa1−工A?xAS層を形成し、そ
の後、Geの融点以上、Ga1−工AFχAsの融点以
下の温度に加熱し、Geのみ溶融して除去する。即ち、
GeとGa 1−x AlXA3の格子定数がほぼ等し
くなる温度で、ウェハ内部の応力が小さい状態でGe基
板を除去する。
シャル成長によりGa1−工A?xAS層を形成し、そ
の後、Geの融点以上、Ga1−工AFχAsの融点以
下の温度に加熱し、Geのみ溶融して除去する。即ち、
GeとGa 1−x AlXA3の格子定数がほぼ等し
くなる温度で、ウェハ内部の応力が小さい状態でGe基
板を除去する。
GeとGa 1−x AlxAsの融点の違いを利用し
た方法であり、Geの方が200°C以上融点が低いた
め、極めて安定した製造方法である。Geを溶融する温
度はGeの融点より高ければ良く、温度の北限はGa
1−x AFxAsの融点がAl混晶比Xによって異な
るため、Xに応じて任意に定めれば良い。
た方法であり、Geの方が200°C以上融点が低いた
め、極めて安定した製造方法である。Geを溶融する温
度はGeの融点より高ければ良く、温度の北限はGa
1−x AFxAsの融点がAl混晶比Xによって異な
るため、Xに応じて任意に定めれば良い。
溶解したGe l!r:Ga >−x AlxAs @
より分離除去する方法としては、第1図に示すように、
グラファイト製のウェハ収納治具4の凹部にウェハをG
e基板3側を上にして設置し、Ge溶融後、ウェハ収納
治具4の上に配置したグラファイト製の分離板5を横方
向にスライドして液状のGeを掃き取る方法や、第2図
に示すように、縦形つ□ハ収納軸6によりウェハを縦に
配置した状態で加熱し2.溶廠したGeが下方に垂れる
に−とを利用する方法等があるが、要はGeを溶融する
ごとにある。
より分離除去する方法としては、第1図に示すように、
グラファイト製のウェハ収納治具4の凹部にウェハをG
e基板3側を上にして設置し、Ge溶融後、ウェハ収納
治具4の上に配置したグラファイト製の分離板5を横方
向にスライドして液状のGeを掃き取る方法や、第2図
に示すように、縦形つ□ハ収納軸6によりウェハを縦に
配置した状態で加熱し2.溶廠したGeが下方に垂れる
に−とを利用する方法等があるが、要はGeを溶融する
ごとにある。
又、本発明により作成したGeとGa t−x Aex
Asウェハの両面又は片面を研磨やエツチングにより加
工し、厚さの調整2表面状態の調整などを行うことも実
用の点から効果が期待できる。
Asウェハの両面又は片面を研磨やエツチングにより加
工し、厚さの調整2表面状態の調整などを行うことも実
用の点から効果が期待できる。
尚、エピタキシャル成長に引続き、ウェハを取出すこと
なくGe基板の除去を行なえば、時間の節約になりなお
好都合である。
なくGe基板の除去を行なえば、時間の節約になりなお
好都合である。
[実施例]
実施例1
厚さが300ル履、直径が50腸濡、結晶面方位が(1
00)のGe単結晶ウェハ上に、液相エピタキシャル成
長により、AxR晶比Iが0.4.厚さが200gmの
Ga x−x AlxAs FfJを形成した。
00)のGe単結晶ウェハ上に、液相エピタキシャル成
長により、AxR晶比Iが0.4.厚さが200gmの
Ga x−x AlxAs FfJを形成した。
成長後、ウェハを室温まで冷却して取り出し、次に、第
1図に示す基板除去用のウェハ収納治具4に収納した(
第1図(a))、ウェハ収納治具4を石英反応管中に入
れ、管内をH2ガス雰囲気にした後、電気炉で1100
℃に加熱!、た。、 1100℃では、Ge基板3は溶
融して液状3゛になる(第1図(b))。その後、分離
板5を水平方向に移動し、GeをGa 1−x Afx
As層2上か層液上3°のGeを分離した(第1図(c
))、ウェハ収納治具4を室温まで冷却した後ウェハを
取り出し、湾曲を測定したところ、湾曲は20pm以下
であり、亀裂°や割れの発生もなかった。これにより厚
さ200gw 。
1図に示す基板除去用のウェハ収納治具4に収納した(
第1図(a))、ウェハ収納治具4を石英反応管中に入
れ、管内をH2ガス雰囲気にした後、電気炉で1100
℃に加熱!、た。、 1100℃では、Ge基板3は溶
融して液状3゛になる(第1図(b))。その後、分離
板5を水平方向に移動し、GeをGa 1−x Afx
As層2上か層液上3°のGeを分離した(第1図(c
))、ウェハ収納治具4を室温まで冷却した後ウェハを
取り出し、湾曲を測定したところ、湾曲は20pm以下
であり、亀裂°や割れの発生もなかった。これにより厚
さ200gw 。
All混晶比工ボロ、4のGa 1−)CAlrAsウ
ェハが得られた。
ェハが得られた。
実施例2
上記実施例1と同様のGe基板3上のGa1−xA e
x A sエピタキシャルウェハを、第2図に示すよう
な、ウェハを縦に並べることができるグラファイト製の
縦形ウェハ収納治具6に収納した(第2図(a))、縦
形ウェハ収納治具6をH2ガス雰囲気中で1100℃に
加熱したところ、Ge基板3は溶融し液状3′となった
Geは、Ga を−工ArTAsウェハを伝わりながら
、下方に落下した(第2図(b))、縦形ウェハ収納治
具6を室温に冷却した後、ウェハを取り出し、湾曲を測
定したところ、ウェハの湾曲は20gm以下で、亀裂の
ないGa1−xAlxAsエピタキシャルウェハを得る
ことができた。
x A sエピタキシャルウェハを、第2図に示すよう
な、ウェハを縦に並べることができるグラファイト製の
縦形ウェハ収納治具6に収納した(第2図(a))、縦
形ウェハ収納治具6をH2ガス雰囲気中で1100℃に
加熱したところ、Ge基板3は溶融し液状3′となった
Geは、Ga を−工ArTAsウェハを伝わりながら
、下方に落下した(第2図(b))、縦形ウェハ収納治
具6を室温に冷却した後、ウェハを取り出し、湾曲を測
定したところ、ウェハの湾曲は20gm以下で、亀裂の
ないGa1−xAlxAsエピタキシャルウェハを得る
ことができた。
[発明の効果]
以上述べたように、本発明によれば、従来製造が非常に
困難であったAl混晶比が0.4以上で且つ厚さが10
0gm以上の厚いGa 1−x AFxAsウェハを極
めて容易に得ることができる。
困難であったAl混晶比が0.4以上で且つ厚さが10
0gm以上の厚いGa 1−x AFxAsウェハを極
めて容易に得ることができる。
基板の除去を、基板とエピタキシャル層の格子定数の差
が小さくなる温度で行うため、ウェハ内の応力の影響が
少なくなり、亀裂2割れ等の発生をほぼ完全に解消でき
る。
が小さくなる温度で行うため、ウェハ内の応力の影響が
少なくなり、亀裂2割れ等の発生をほぼ完全に解消でき
る。
直径50mmのウェハも容易に製造可能なことから、デ
バイス作成時の工業的な効果も大きい。
バイス作成時の工業的な効果も大きい。
第1図(a) (b) (c)は本発明に従いGe基板
を除去する方法の一実施例を示す断面図、第2図 (a
)(b)は本発明の他の実施例を示す断面図、第3図は
Ga As基板上にGa 1−x jlxAs xビタ
キシャル成長させたウェハの湾曲状態を示す断面図であ
る。 図中、1はGa As基板、2はGa x−x Aex
Asエピタキシャル層、3はGe基板、3゛は液状とな
ったGe、4はウェハ収納治具、5は分離板、6は縦型
ウェハ収納治具を示す。
を除去する方法の一実施例を示す断面図、第2図 (a
)(b)は本発明の他の実施例を示す断面図、第3図は
Ga As基板上にGa 1−x jlxAs xビタ
キシャル成長させたウェハの湾曲状態を示す断面図であ
る。 図中、1はGa As基板、2はGa x−x Aex
Asエピタキシャル層、3はGe基板、3゛は液状とな
ったGe、4はウェハ収納治具、5は分離板、6は縦型
ウェハ収納治具を示す。
Claims (1)
- 1、Ge基板上に液相エピタキシャル成長により、Al
混晶比xが0.4以上で成長層の厚みが100μm以上
のGa_1_−_xAl_xAsを成長させた後、Ge
の融点958.5℃以上、Ga_1_−_xAl_xA
sの融点約1300℃以下の温度で加熱し、前記のGe
基板を溶融して除去することを特徴とするGa_1_−
_xAl_xAsウェハの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7336088A JPH01246198A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | Ga↓1‐xAlxAsウェハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7336088A JPH01246198A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | Ga↓1‐xAlxAsウェハの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01246198A true JPH01246198A (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=13515927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7336088A Pending JPH01246198A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | Ga↓1‐xAlxAsウェハの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01246198A (ja) |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP7336088A patent/JPH01246198A/ja active Pending
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