JPH02157185A - 液相エピタキシヤル成長方法及び成長装置 - Google Patents

液相エピタキシヤル成長方法及び成長装置

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JPH02157185A
JPH02157185A JP31015288A JP31015288A JPH02157185A JP H02157185 A JPH02157185 A JP H02157185A JP 31015288 A JP31015288 A JP 31015288A JP 31015288 A JP31015288 A JP 31015288A JP H02157185 A JPH02157185 A JP H02157185A
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JP
Japan
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growth
growth solution
solution
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layer
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JP31015288A
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Masaya Konishi
昌也 小西
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二層以上のエピタキシャル層を液相で連続的に
かつ量産性良く成長させて化合物半導体の多層エビタキ
シャルウエハヲ製造でキル液相エピタキシャル成長方法
及び成長装置に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体素子・デバイス等に用いられる半導体単結晶の製
造法として、一方向に結晶の運んだ単結晶基板上に同じ
単結晶の連続として原子を配置し同じ方向の結晶を成長
させるエピタキシャル成長法がある。この方法によれば
基板中の不純物とは関係なく不純′$/Jを導入できて
、原理的には任意の不純物分布が可能であり、エピタキ
シャル層と基板の間VC種々の接合構造を実現できる。
このエピタキシャル成長法にはVPE法等の気相で行な
う方法や種結晶と成長用融液を接触させる液相法等があ
るが、多層薄膜全形成する場合には装置構成が簡単であ
り、高温で分解し易い化合物半導体の低欠陥単結晶形成
に有利である点から液相法が汎用されている。
液相エビタキンヤル成長による化合物半導体の多rti
成長の方法としては、横型に配置した各層相の成長用溶
液にホルダ上の基板全接触させて一層成長させる毎にホ
ルダをスライドさせて次層の成長用溶液と接触させるこ
とを繰ジ返す横型スライド法が一般的である。横型スラ
イド法では一層ずつ新しい溶液で成長できるので、各エ
ピタキシャル層の界面は非常に清浄なものとなる点で優
れる反面、成長用基板を水平面内に並べて置く為場所を
とり、才だ同時に多数の基板に対してエピタキシャル成
長ヲ行なウコトが困難で量産性に乏しいという欠点があ
る。
これに対して同時に多数の基板上で成長を行なう方法と
して、カセット又はルツボ内に成長溶液全投入して反応
背中で高温にした後、この中に多数の基板を入れて冷却
することによジエビタキシャル層を成長させるデインピ
ング法が知られている。しかしディッピング法で多層エ
ピタキシャル成長を行なうためには、各エピタキシャル
層を成長さぜる毎に、基板全収容したカセット又はルツ
ボを一度取り出して、成長用溶液を取り換える必要があ
り面倒であること、この取り出しの際に酸化膜が形成さ
れる等の問題がある。
そこで、このティッピング法を発展させて、竪型に基板
を収容したカセットをルツボ内に配置して、ルツボから
敗り出すことなしに上下に移動させることにより、ルツ
ボ内の成長用溶液と接触させて、−層の成長が終ればこ
の溶液を排出し、ルツボ上方の液溜めから炭層用の成長
用溶液を補給して次の層の成長を行なうという、竪型テ
ィラグ法(%開昭61−1261291号公報)が提案
されており酸化膜形成の危険がなく量産性に優れ友方法
である。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、この竪型デイラグ法では多層成長に対応した多
種類の成長用溶液を順次注ぎ込み排出させる工程で、成
長用溶液を自然の流れによっているため基板上に前の層
相の成長#液が残存して清浄な界面が得られat <な
り、成長用溶液の排出が不十分となり易く歩留を下げる
原因となっている。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
竪型ティラグ法を史に改良して成長終了後の当該層成長
用溶液が基板表面に残留することなく排出できて、高品
質な多層エピタキシャル層を形成できる液体エピタキシ
ャル成長法を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は基板を載置した複数の基板ホルダを竪型に収納
したカセットを成長用溶液収容部内で成長用溶液中に浸
漬して基板上にエピタキシャル層を成長させ、成長終了
後に当該層の成長用溶液を排出し、次層の成長用溶液を
次層成長用溶液収容部から該成長溶液収容部内に導入し
て次層を成長させる操作を繰9返すことにより多層エピ
タキシャル層を連続的に形成する液相エピタキシャル成
長法において、上記成長用溶液の排出の際に、基板ホル
ダにその一端を収りつけてちゃ基板表面とけ僅少のクリ
アランス全持って回転運動可n目である棒を動作させる
ことにより該成長中溶液を基板表面から強制的に排除す
ることを%徴とする液相エピタキシャル成長法に関する
また本発明は次層成長用溶液収容部、成長用溶液収容部
及び成長後溶液収容部が連通可ffu[設けられており
、基板を載置する1以上の基板ホルダを竪型に収納する
カセットが上記成長用溶液収容部内に配置されてなり、
次層成長用溶液収容部から基板ホルダ上の基板表面に成
長用溶液全供給してエピタキシャル層の成長を行わせた
後、当該層の成長用溶液を成長後溶液収容部に排出する
一方、次層成長用溶液収容部から炭層用の成長用溶液を
基板上に供給して次層を成長させる多層エピタキシャル
成長装置において、該基板ホルダ上にその一端を敗り付
けられ、装置外部からの操作で基板表面とは僅少のクリ
アランスを持って回転運動することによジ、基板表面か
ら成長相溶g全強制的に排除できる棒を有することを特
徴とする上記成長装置全提供するものである。
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。第1図
ta+乃至(dlは本発明の一具体fjl =i示す断
面図であって、第1図(alに示すように本発明に係わ
る成長装置では、基板を保持するボルダ7を多数、竪型
に収容するカセットであると同時に、該基板3の表面で
液層エピタキシャル成長を行うときの成長前溶液収容部
4となるカセット14と、カセット14の上部には次層
放炎用溶液(成長前溶液)5の収容部6が、また核力で
ント14の下部に成長後溶液収容部7が設けられていて
、各成長用溶液収容部4,6.7はそれぞれロッド9 
、 I OVCよって液通路16゜6により連通できる
構造となっている。
は当該成長治具全叉侍するためのロッド、12及び12
′は治具全叉待し、かつ各成長相溶液収y部4 、6 
、7(i7隔てる板であり、貫通穴17゜18を有して
いる。また次層成長用溶液収容部6は隔壁15で分割さ
れて複数の成長用溶液5゜5′全収納できる。第1図(
blは基板ホルダ1に基板3をセットした状態を示す平
面図であって、棒状の溶液ワイパー2がロッド8で基板
ホルダ1に敗ジ付けられており、該ロッド8は成長治具
外部に貫通しており、該ロッド8を外部から操作するこ
とにより、溶液ワイパー2はホルダ1に載置された基板
3とは僅かなりリアランスを保って基板3上を回転運動
できるようになっている。第1図tcI反びtllは同
Igl fblのA−A/断面図及びB−B’断面図で
ある。
第1図(al乃至fd)の構成による多層エピタキシャ
ル成長を第2図ta)乃至IC+を参照して説明する。
まず、ロッド9全操作して成長前溶液収容部6を回転さ
せて底部の液通路13と隔板120貫通穴17とを一致
させることにより成長前溶液収容部4と連通させる。こ
れにより成長用溶液5は成長時#液収容部4内に導入さ
れ、カセット14内で基板3上にエピタキシャル成長が
開始される〔第2図(a)〕。成長が終了した後、ロッ
ドIQを操作して成長用溶液収容部4を回転させ底部の
液通路16を隔板12′の貫通穴18と一致させること
により、その内部の成長の終わった溶液5を成長後溶液
収谷部7に排出する。
この時、同時にロッド8を外?留から操作して溶液ワイ
パ−2全回転動作させることにより、基板3表面に溶液
5の残留が殆どないように、排出できるわけである。次
いで再びロッド9を操作して、成長前溶液収容部6を回
転させることにより、次の層相の新たなJyl長用溶g
5′がカセットの成長前溶液収容部4内に供給され、第
2層目の成長が開始される〔弔2図(b)〕。以上の工
程を繰り返すことVCLジ、多層エピタキシャルクエハ
の成長かuJ舵となる。最後には第2図(clのように
成長用溶液5′全排出して成長全終了する。
本発明に係わる成長装置のぽ質はこの棟の装置1に公知
の材質で構成すればよく、例えば各ロッドはカーボン又
は石英製とし、その他の部分はカーボン堰とする等でめ
るが、これに限定されるものでriない。
し作用〕 本発明においては、基板を縦に多段にチャージできるの
で、竪型ティング法の量産性を損なうことはない。そし
て、成長用溶液の置換の際には溶液ワイパー金放炎用容
器の外側より操作することにより、スライドボート法と
同様に溶液の排出全強制するため、溶液の排出残留によ
る不良品は発生しにくくなり、捷た同様に迅速な溶液の
置換が可能となる。
〔実施例〕
実施例 本発明により AiGaAsLED (ダブルヘテol
l造)用エピタキシャルウェハを製造した。成長用溶液
として6種類を用意し、装置は成長前溶液収納部6が3
槽の構成のものを用いた。成長用溶液の溶媒にはGa 
 を用い、各溶液の組成、投入量は表1vc示すとおり
である。
表 この溶液及び基板(GaAs)  fセントした治具全
反応管内で水素流中において、第3図の温度プログラム
に従い加熱し、該基板上[3層のAi xGa 1−X
A ’ (χ1dA41’の混晶比をいう)全エピタキ
シャル成長させた。得られたエピタキシャルウェハの構
造を第4図に示すが、第1層はA−7? o 、a G
a o 、2As (厚さ20μm)、第2層は”0.
35+)a o 、 65AS (同3 μm )、第
3層A7o、、Gao、3As(同20μm)である。
このウェハの品質は非常に良好で、また製品歩留まりも
高かった。
〔発明の効果] 本発明の方法及び装置は以上説明したように、竪型デイ
ラグ法の量産性全損なうことなく、溶液排出不良全低減
して高品質な多層エピタキシャルウェハの製造k”J能
とし、また、スライド法と同等の速い溶液置換速度を得
て、生産性を向上することに効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図ta)乃至(dlは本発明の一具体例における液
相エピタキシャル成長装置を説明する図であって、同図
(alは成長装置の断面図、同図(blは基板ホルダ部
分の平面図、同図(C1と同図(dlはそれぞれ同図(
blのA −A’断面図、B−B′断面図である。第2
図ta+乃至(C1は第1図の装置による液相エピタキ
シャル成長の方法を工程順に説明する断面図である。第
5図は本発明の実施例における温度プログラムの説明図
、第4図は該実施例テ得うれたエピタキシャルウェハの
構造fyr<丁断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板を載置した1以上の基板ホルダを竪型に収納
    したカセットを成長用溶液収容部内で成長用溶液中に浸
    漬して基板上にエピタキシャル層を成長させ、成長終了
    後に当該層の成長用溶液を排出し、次層の成長用溶液を
    次層成長用溶液収容部から該成長溶液収容部内に導入し
    て次層を成長させる操作を繰り返すことにより多層エピ
    タキシャル層を連続的に形成する液相エピタキシャル成
    長法において、上記成長用溶液の排出の際に、基板ホル
    ダにその一端を取りつけてあり、容器外部から操作する
    ことで基板表面とは僅少のクリアランスを持って回転運
    動可能である棒を動作させることにより該成長用溶液を
    基板表面から強制的に排除することを特徴とする液相エ
    ピタキシャル成長法。
  2. (2)次層成長用溶液収容部、成長用溶液収容部及び成
    長後溶液収容部が連通可能に設けられており、基板を載
    置する1以上の基板ホルダを竪型に収納するカセットが
    上記成長用溶液収容部内に配置されてなり、次層成長用
    溶液収容部から基板ホルダ上の基板表面に成長用溶液を
    供給してエピタキシャル層の成長を行わせた後、当該層
    の成長用溶液を成長後溶液収容部に排出する一方、次層
    成長用溶液収容部から炭層用の成長用溶液を基板上に供
    給して次層を成長させる多層エピタキシャル層成長装置
    において、該基板ホルダ上にその一端を取り付けられ、
    装置外部からの操作で基板表面とは僅少のクリアランス
    を持って回転運動することにより、基板表面から成長用
    溶液を強制的に排除できる棒を有することを特徴とする
    上記成長装置。
JP31015288A 1988-12-09 1988-12-09 液相エピタキシヤル成長方法及び成長装置 Pending JPH02157185A (ja)

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