JPH0218576B2 - - Google Patents
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- JPH0218576B2 JPH0218576B2 JP18480481A JP18480481A JPH0218576B2 JP H0218576 B2 JPH0218576 B2 JP H0218576B2 JP 18480481 A JP18480481 A JP 18480481A JP 18480481 A JP18480481 A JP 18480481A JP H0218576 B2 JPH0218576 B2 JP H0218576B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/02546—Arsenides
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02104—Forming layers
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、薄膜の半導体結晶を連続的に成長さ
せる結晶成長装置に関し、特に基板結晶と成長結
晶との物質が異なる、いわゆるヘテロエピタキシ
ーを可能にする結晶成長装置に関する。
せる結晶成長装置に関し、特に基板結晶と成長結
晶との物質が異なる、いわゆるヘテロエピタキシ
ーを可能にする結晶成長装置に関する。
従来、半導体結晶を層状に順次成長させる装置
として第１図に示す構造のスライデイング式の成
長ボートがある。（特願昭52−146256、「半導体結
晶の成長方法及び成長装置」参照）即ち、溶質を
溶かし込んだ溶媒からなる溶液４′〜７′を収容す
るいくつかの浴槽１６′〜１９′と、溶液の組成を
調整するための半導体結晶２１′〜２４′を収容す
る凹みを設けた浴槽板２′、基板結晶３′が保持さ
れた基板結晶保持板１′とを備え、これら両板に
挾まれて液相成長源となる溶液を分離するための
溶液分離空間１２′〜１５′と基板結晶表面を洗浄
するために溶液５′〜７′の一部を収容する貫通孔
９′〜１１′とを隣接して設けた溶液分離板８′と
から構成され、これらの板が相対的に移動できる
構造になつている。即ち、第１図に矢印で示さ
れるように浴槽板２′を移動させることにより結
晶成長に携わる一定量の薄層溶液を溶液分離空間
１２′〜１５′に分離し、同時に半導体結晶２１′
〜２４′をこの薄層溶液の上に保持する。この状
態で一定温度に保てばその温度での飽和溶液が自
動的に得られる。一方、貫通孔９′〜１１′には母
溶液５′〜７′の残りが収容される。矢印で示さ
れるように基板結晶保持板１′を移動して基板結
晶３′を薄層溶液１２′〜１５′に順次接触させる
ことにより連続して半導体薄膜を積層することが
できる。この際、基板結晶３′は古い薄層溶液か
ら新しい薄層溶液に移る途中で貫通孔９′〜１
１′の母溶液によつて洗浄されるので基板結晶上
に残留した古い溶液が新しい溶液に混入すること
がなく均一なエピタキシヤル層を成長させること
ができるものである。一般に各浴槽１６′〜１
９′に収容される溶液４′〜７′には所望の組成比、
伝導型、及び所定のキヤリア濃度の半導体結晶を
得るための金属物質や、不純物元素が添加され
る。以下、例として半導体レーザ用の〔ｐ−
GaAs／ｐ−AlGaAs／ｐ−AlGaAs／ｎ−
AlGaAs／ｎ−GaAs基板〕構造を形成する場合
についてその手順を簡単に説明し、そのどこを改
良すべきかを述べる。
として第１図に示す構造のスライデイング式の成
長ボートがある。（特願昭52−146256、「半導体結
晶の成長方法及び成長装置」参照）即ち、溶質を
溶かし込んだ溶媒からなる溶液４′〜７′を収容す
るいくつかの浴槽１６′〜１９′と、溶液の組成を
調整するための半導体結晶２１′〜２４′を収容す
る凹みを設けた浴槽板２′、基板結晶３′が保持さ
れた基板結晶保持板１′とを備え、これら両板に
挾まれて液相成長源となる溶液を分離するための
溶液分離空間１２′〜１５′と基板結晶表面を洗浄
するために溶液５′〜７′の一部を収容する貫通孔
９′〜１１′とを隣接して設けた溶液分離板８′と
から構成され、これらの板が相対的に移動できる
構造になつている。即ち、第１図に矢印で示さ
れるように浴槽板２′を移動させることにより結
晶成長に携わる一定量の薄層溶液を溶液分離空間
１２′〜１５′に分離し、同時に半導体結晶２１′
〜２４′をこの薄層溶液の上に保持する。この状
態で一定温度に保てばその温度での飽和溶液が自
動的に得られる。一方、貫通孔９′〜１１′には母
溶液５′〜７′の残りが収容される。矢印で示さ
れるように基板結晶保持板１′を移動して基板結
晶３′を薄層溶液１２′〜１５′に順次接触させる
ことにより連続して半導体薄膜を積層することが
できる。この際、基板結晶３′は古い薄層溶液か
ら新しい薄層溶液に移る途中で貫通孔９′〜１
１′の母溶液によつて洗浄されるので基板結晶上
に残留した古い溶液が新しい溶液に混入すること
がなく均一なエピタキシヤル層を成長させること
ができるものである。一般に各浴槽１６′〜１
９′に収容される溶液４′〜７′には所望の組成比、
伝導型、及び所定のキヤリア濃度の半導体結晶を
得るための金属物質や、不純物元素が添加され
る。以下、例として半導体レーザ用の〔ｐ−
GaAs／ｐ−AlGaAs／ｐ−AlGaAs／ｎ−
AlGaAs／ｎ−GaAs基板〕構造を形成する場合
についてその手順を簡単に説明し、そのどこを改
良すべきかを述べる。
先ず、第１図の状態にした成長ボートの各浴槽
１６′〜１９′に主溶媒となるGaが所定量入れら
れ、ｎ−GaAs基板３′が基板結晶保持板１′の凹
部３３′に、GaAs結晶（ドープしていない）２
１′〜２４′が浴槽板２′に設けられた凹部に収容
される。この際、浴槽板２′の浴槽１６′〜１９′
と溶液分離板８′の溶液分離空間１２′〜１５′と
が一致する状態にして、浴槽１６′〜１９′に供給
された溶媒のGaが溶液分離空間１２′〜１５′を
満たすようにしておく。更にこのGaと基板結晶
３′及びGaAs結晶２１′〜２４′は接触しないよ
うに配置される。この状態で成長ボートは反応管
中に入れられる。反応管の空気を追い出すため真
空ポンプで反応管中の気体を抜き、更に純化処理
した水素を通す。約30分間通した後、成長ポート
は800℃に加熱され、Ga中の不純物やGaの酸化
物が融液から気相へ追い出される。そのまま約４
時間放置した後、反応管は室温まで冷却される。
次に成長ポートは反応管から外に出され各浴槽１
６′〜１９′に所望の組成、伝導型、キヤリア濃
度、を得るに必要なだけの量のGaAs（ドープし
していない）、Al、そして伝導型としてＰ型が必
要なら例えばGe、ｎ型なら例えばSnを溶質とし
て投入する。しかる後、成長ボートは再び反応管
中に入れられ、前述と同様にして管内を水素に置
換した後800℃に加熱される。１時間放置した後、
第１図の矢印に示される方向に浴槽板２′を移
動させて浴槽１６′〜１９′に臨む浴槽板２′の底
壁部によつて母溶液４′〜７′の一部分を溶液分離
空間１２′〜１５′内に分離して、薄層溶液を用意
し、この薄層溶液の上側表面にGaAs結晶２１′
〜２４′を接触させる。同時に母溶液５′〜７′は
貫通孔９′〜１１′を満たすようになる。更にこの
状態で約１時間放置する。この間に各薄層溶液の
濃度が所定値より低ければGaAs結晶２１′〜２
４′からGaAsが各薄層溶液中に溶出し、またそ
の濃度が高ければ薄層溶液中のGaAsがGaAs結
晶２１′〜２４′表面に析出するので、GaAsが飽
和した一定の組成に保たれた薄層溶液が用いられ
る。次に成長ボートを一定の割合で冷却しながら
第１図の矢印で示される方向に基板結晶支持板
１′を移動させ、ｎ−GaAs基板結晶３′を各薄層
溶液に順次接触させて所望のAlGaAsまたは
GaAsを析出させ、積層構造を得る。
１６′〜１９′に主溶媒となるGaが所定量入れら
れ、ｎ−GaAs基板３′が基板結晶保持板１′の凹
部３３′に、GaAs結晶（ドープしていない）２
１′〜２４′が浴槽板２′に設けられた凹部に収容
される。この際、浴槽板２′の浴槽１６′〜１９′
と溶液分離板８′の溶液分離空間１２′〜１５′と
が一致する状態にして、浴槽１６′〜１９′に供給
された溶媒のGaが溶液分離空間１２′〜１５′を
満たすようにしておく。更にこのGaと基板結晶
３′及びGaAs結晶２１′〜２４′は接触しないよ
うに配置される。この状態で成長ボートは反応管
中に入れられる。反応管の空気を追い出すため真
空ポンプで反応管中の気体を抜き、更に純化処理
した水素を通す。約30分間通した後、成長ポート
は800℃に加熱され、Ga中の不純物やGaの酸化
物が融液から気相へ追い出される。そのまま約４
時間放置した後、反応管は室温まで冷却される。
次に成長ポートは反応管から外に出され各浴槽１
６′〜１９′に所望の組成、伝導型、キヤリア濃
度、を得るに必要なだけの量のGaAs（ドープし
していない）、Al、そして伝導型としてＰ型が必
要なら例えばGe、ｎ型なら例えばSnを溶質とし
て投入する。しかる後、成長ボートは再び反応管
中に入れられ、前述と同様にして管内を水素に置
換した後800℃に加熱される。１時間放置した後、
第１図の矢印に示される方向に浴槽板２′を移
動させて浴槽１６′〜１９′に臨む浴槽板２′の底
壁部によつて母溶液４′〜７′の一部分を溶液分離
空間１２′〜１５′内に分離して、薄層溶液を用意
し、この薄層溶液の上側表面にGaAs結晶２１′
〜２４′を接触させる。同時に母溶液５′〜７′は
貫通孔９′〜１１′を満たすようになる。更にこの
状態で約１時間放置する。この間に各薄層溶液の
濃度が所定値より低ければGaAs結晶２１′〜２
４′からGaAsが各薄層溶液中に溶出し、またそ
の濃度が高ければ薄層溶液中のGaAsがGaAs結
晶２１′〜２４′表面に析出するので、GaAsが飽
和した一定の組成に保たれた薄層溶液が用いられ
る。次に成長ボートを一定の割合で冷却しながら
第１図の矢印で示される方向に基板結晶支持板
１′を移動させ、ｎ−GaAs基板結晶３′を各薄層
溶液に順次接触させて所望のAlGaAsまたは
GaAsを析出させ、積層構造を得る。
この際、基板結晶３′は古い薄層溶液の下から
新しい薄層溶液の下へと移動する途中で各母溶液
５′〜７′に接触し、この結果、基板結晶３′の表
面に残留する古い溶液は洗浄されて除去される。
最後に、基板結晶保持板１′の移動により溶液分
離空間１５′にある薄層溶液を基板結晶３′から拭
いとり、成長ボートを室温まで冷却して従来の成
長ボートによる結晶成長は終了する。
新しい薄層溶液の下へと移動する途中で各母溶液
５′〜７′に接触し、この結果、基板結晶３′の表
面に残留する古い溶液は洗浄されて除去される。
最後に、基板結晶保持板１′の移動により溶液分
離空間１５′にある薄層溶液を基板結晶３′から拭
いとり、成長ボートを室温まで冷却して従来の成
長ボートによる結晶成長は終了する。
以上説明したように従来の成長ボートによれば
溶液の相互混入なく均一なエピタキシヤル膜の成
長が可能である。また、溶液を自動的に飽和させ
ることができる特徴を有している。しかしながら
以下に述べるようないくつかの欠点を有する。即
ち、溶媒のGaを純化するため、各浴槽１６〜１
９′にGaのみを加熱処理した後、一旦、成長ボー
トを室温まで冷却して溶質のGaAsやAl、伝導型
とキヤリア濃度を決定する不純物を加えなければ
ならない。その際、成長ボートを反応管より取り
出すか、或いは、反応管の一部を開けるかして溶
質材料を加えるので溶媒の酸化並びにボートへの
水分や条件によつてはほこりの付着といつた汚染
が避けがたいのである。このような成長ボートの
汚染は、成長された結晶の結晶性の低下に直ちに
結び付くものであり、従来法の重大な欠点となつ
ている。また一旦、室温まで成長炉を冷却する必
要があるので時間がかかり、工程としても複雑と
なる。
溶液の相互混入なく均一なエピタキシヤル膜の成
長が可能である。また、溶液を自動的に飽和させ
ることができる特徴を有している。しかしながら
以下に述べるようないくつかの欠点を有する。即
ち、溶媒のGaを純化するため、各浴槽１６〜１
９′にGaのみを加熱処理した後、一旦、成長ボー
トを室温まで冷却して溶質のGaAsやAl、伝導型
とキヤリア濃度を決定する不純物を加えなければ
ならない。その際、成長ボートを反応管より取り
出すか、或いは、反応管の一部を開けるかして溶
質材料を加えるので溶媒の酸化並びにボートへの
水分や条件によつてはほこりの付着といつた汚染
が避けがたいのである。このような成長ボートの
汚染は、成長された結晶の結晶性の低下に直ちに
結び付くものであり、従来法の重大な欠点となつ
ている。また一旦、室温まで成長炉を冷却する必
要があるので時間がかかり、工程としても複雑と
なる。
本発明の目的は上述のような欠点を除去し、成
長ボートの加熱を中断させずに、溶媒の純化処理
に連続して結晶成長を行なわせて時間を節約する
とともに高純度で結晶性の良い半導体結晶を得る
成長装置を提供することである。
長ボートの加熱を中断させずに、溶媒の純化処理
に連続して結晶成長を行なわせて時間を節約する
とともに高純度で結晶性の良い半導体結晶を得る
成長装置を提供することである。
以下、本発明について図面を参照して説明す
る。第２図〜第５図は、本発明の概念を説明する
ためのもので、それぞれ本発明の半導体結晶成長
装置の概略を、その操作方法に従つて示す図であ
る。この装置はカーボン、グラフアイトから成つ
ており、本発明の成長装置は、液相成長源となる
母溶液のうち少くとも溶媒を含む融液４〜７を入
れる複数の浴槽１６〜１９を有する浴槽板２と基
板結晶３保持用の凹み３３を有する基板結晶保持
板１と、少くとも溶質を構成する元素を含む半導
体原料２９〜３２を入れる複数の溶質槽１２〜１
５と該溶質槽１２〜１５の隣りに上下に貫通する
貫通孔９〜１１を有する溶質槽板８と、該溶質槽
板８と前記浴槽板２に挾まれ、前記の溶媒を含む
融液４〜７と前記の溶質を含む半導体原料２９〜
３２を接触せしめ、母溶液３４〜３７を準備する
ための上下に貫通する複数の貫通孔２５〜２８
と、この貫通孔２５〜２８の隣りに前記溶質槽板
８に設けられた貫通孔９〜１１の上面に接して半
導体結晶２１〜２４が取り付けられる凹みを有す
る半導体結晶保持板２０と溶質槽板８とは前記の
浴槽板２と基板結晶保持板１とに挾まれ、これら
の各板が互いに相対的に移動できる機構を有する
ものである。
る。第２図〜第５図は、本発明の概念を説明する
ためのもので、それぞれ本発明の半導体結晶成長
装置の概略を、その操作方法に従つて示す図であ
る。この装置はカーボン、グラフアイトから成つ
ており、本発明の成長装置は、液相成長源となる
母溶液のうち少くとも溶媒を含む融液４〜７を入
れる複数の浴槽１６〜１９を有する浴槽板２と基
板結晶３保持用の凹み３３を有する基板結晶保持
板１と、少くとも溶質を構成する元素を含む半導
体原料２９〜３２を入れる複数の溶質槽１２〜１
５と該溶質槽１２〜１５の隣りに上下に貫通する
貫通孔９〜１１を有する溶質槽板８と、該溶質槽
板８と前記浴槽板２に挾まれ、前記の溶媒を含む
融液４〜７と前記の溶質を含む半導体原料２９〜
３２を接触せしめ、母溶液３４〜３７を準備する
ための上下に貫通する複数の貫通孔２５〜２８
と、この貫通孔２５〜２８の隣りに前記溶質槽板
８に設けられた貫通孔９〜１１の上面に接して半
導体結晶２１〜２４が取り付けられる凹みを有す
る半導体結晶保持板２０と溶質槽板８とは前記の
浴槽板２と基板結晶保持板１とに挾まれ、これら
の各板が互いに相対的に移動できる機構を有する
ものである。
以下、本発明の一実施例として、再び、半導体
レーザ用の〔ｐ−GaAs／ｐ−AlGaAs／ｐ−
AlGaAs／ｎ−AlGaAs／ｎ−GaAs基板〕構造
の結晶を成長する場合について述べる。
レーザ用の〔ｐ−GaAs／ｐ−AlGaAs／ｐ−
AlGaAs／ｎ−AlGaAs／ｎ−GaAs基板〕構造
の結晶を成長する場合について述べる。
先ず、第２図の状態にした成長ボートの各浴槽
１６〜１９にそれぞれ所定量の溶媒Gaを入れ、
溶質槽１２にはGaAs、Al、不純物のSnを、溶質
槽１３にはGaAs、Al、不純物のGe、溶質槽１４
にはGaAs、Al、不純物のGeを、溶質槽１５には
GaAsと不純物のGeをそれぞれ所定量収容する。
半導体結晶保持板２０の凹みにGaAs結晶２１〜
２４を取り付ける。基板結晶保持板１の凹み３３
には、ｎ−GaAs基板結晶３を収容する。尚、基
板結晶３以外のGaAsは不純物をドープしていな
いものを用いる。第２図の状態においては、溶槽
板２の各浴槽１６〜１９と溶質槽板８の各溶質槽
１２〜１５が一致し、同時に半導体結晶保持板２
０の貫通孔２５〜２７と溶質槽板８の貫通孔９〜
１１が一致する状態にしておく。この際、浴槽１
６〜１９に収容された溶媒のGaは溶質槽１２〜
１５に収容されたGaAs、Al、不純物からなる半
導体原料２９〜３２と半導体結晶保持板２０に取
り付けられたGaAs結晶２１〜２４とは接触しな
いように設置される。この状態で成長ボートは反
応管中に収められる。反応管中の空気を追い出す
ため反応管中を真空ポンプで引き、更に純化処理
した水素を通す。水素を30分間通した後水素を流
したまま成長ボートを加熱する。800℃に保つて
約４時間放置する。その間に、溶媒のGa中から
不純物、酸化物が追い出されGaが純化されると
同時に成長ボートに付着していた汚れや水分も除
去される。この際、各半導体原料２９〜３２も水
素にさらされて加熱されるのでそれらの酸化物が
還元されて除去される。Gaと溶質のGaAs、Al、
不純物を別々にして加熱するのは、Gaを純化す
る前に混合すると溶質、特に酸化されやすいAl、
がGa中の不純物や酸化物と反応してしまい、結
晶性が悪くなるためである。従来の成長ボートに
よる成長法ではこのためあらかじめ溶媒のGaだ
けを加熱して純化処理するのであるが本発明によ
れば溶質の半導体原料２９〜３２も同時に純化す
ることができる。
１６〜１９にそれぞれ所定量の溶媒Gaを入れ、
溶質槽１２にはGaAs、Al、不純物のSnを、溶質
槽１３にはGaAs、Al、不純物のGe、溶質槽１４
にはGaAs、Al、不純物のGeを、溶質槽１５には
GaAsと不純物のGeをそれぞれ所定量収容する。
半導体結晶保持板２０の凹みにGaAs結晶２１〜
２４を取り付ける。基板結晶保持板１の凹み３３
には、ｎ−GaAs基板結晶３を収容する。尚、基
板結晶３以外のGaAsは不純物をドープしていな
いものを用いる。第２図の状態においては、溶槽
板２の各浴槽１６〜１９と溶質槽板８の各溶質槽
１２〜１５が一致し、同時に半導体結晶保持板２
０の貫通孔２５〜２７と溶質槽板８の貫通孔９〜
１１が一致する状態にしておく。この際、浴槽１
６〜１９に収容された溶媒のGaは溶質槽１２〜
１５に収容されたGaAs、Al、不純物からなる半
導体原料２９〜３２と半導体結晶保持板２０に取
り付けられたGaAs結晶２１〜２４とは接触しな
いように設置される。この状態で成長ボートは反
応管中に収められる。反応管中の空気を追い出す
ため反応管中を真空ポンプで引き、更に純化処理
した水素を通す。水素を30分間通した後水素を流
したまま成長ボートを加熱する。800℃に保つて
約４時間放置する。その間に、溶媒のGa中から
不純物、酸化物が追い出されGaが純化されると
同時に成長ボートに付着していた汚れや水分も除
去される。この際、各半導体原料２９〜３２も水
素にさらされて加熱されるのでそれらの酸化物が
還元されて除去される。Gaと溶質のGaAs、Al、
不純物を別々にして加熱するのは、Gaを純化す
る前に混合すると溶質、特に酸化されやすいAl、
がGa中の不純物や酸化物と反応してしまい、結
晶性が悪くなるためである。従来の成長ボートに
よる成長法ではこのためあらかじめ溶媒のGaだ
けを加熱して純化処理するのであるが本発明によ
れば溶質の半導体原料２９〜３２も同時に純化す
ることができる。
800℃で４時間純化処理を行なつた後、第２図
の矢印の示す方向へ半導体結晶保持板２０を移
動させ第３図の状態にして２時間放置する。この
操作によつて各浴槽１６〜１９にあつた溶媒の
Gaは半導体結晶保持板２０に設けられた貫通孔
２５〜２８を通つて溶質槽１２〜１５に達しそこ
にある各半導体原料２９〜３２と混合して母溶液
３４〜３７を形成する。次に第３図の矢印の方
向に半導体結晶保持板２０と浴槽板２を移動さ
せ、第４図の状態にする。この操作によつて母溶
液３４〜３７の一部を分離して溶質槽１２〜１５
内に薄層溶液３８〜４１を用意し、その上側表面
にGaAs結晶２１〜２４を接触させる。同時に、
貫通孔９〜１１はそれぞれ母溶液３５〜３７が満
たすようになる。更にこの状態で約１時間放置
し、飽和した一定の組成に保たれた薄層溶液３８
〜４１が用意される。その原理は従来の成長ボー
トによる場合と同じである。次に成長ボートの温
度を一定の割合、例えば、０、２℃／分で冷却し
ながら第４図の矢印の方向に基板結晶保持板１
を移動させ第５図のようにｎ−GaAs基板結晶３
を順次薄層溶液３８〜４１に接触させて行く。接
触させる温度や接触させておく時間を適当に制御
することにより所望の層厚のｎ−AlGaAs、ｐ−
AlGaAs、ｐ−AlGaAs、ｐ−GaAs層構造を得
ることができる。ｎ−GaAs基板結晶３は、移動
させる際、古い薄層溶液から新しい薄層溶液の下
へ移る前に母溶液３５〜３７で洗浄され、ｎ−
GaAs基板結晶３表面に残留した古い溶液は除去
される。従つて溶液の混入はなく結晶性の良い均
一な半導体結晶が得られるという従来の成長ボー
トによる場合と同の効果が得られる。最後に、基
板結晶保持板１を移動させてｎ−GaAs基板結晶
３を溶質槽１５内の薄層溶液４１から拭いとり、
成長ボートを室温まで冷却して結晶成長は終了す
る。
の矢印の示す方向へ半導体結晶保持板２０を移
動させ第３図の状態にして２時間放置する。この
操作によつて各浴槽１６〜１９にあつた溶媒の
Gaは半導体結晶保持板２０に設けられた貫通孔
２５〜２８を通つて溶質槽１２〜１５に達しそこ
にある各半導体原料２９〜３２と混合して母溶液
３４〜３７を形成する。次に第３図の矢印の方
向に半導体結晶保持板２０と浴槽板２を移動さ
せ、第４図の状態にする。この操作によつて母溶
液３４〜３７の一部を分離して溶質槽１２〜１５
内に薄層溶液３８〜４１を用意し、その上側表面
にGaAs結晶２１〜２４を接触させる。同時に、
貫通孔９〜１１はそれぞれ母溶液３５〜３７が満
たすようになる。更にこの状態で約１時間放置
し、飽和した一定の組成に保たれた薄層溶液３８
〜４１が用意される。その原理は従来の成長ボー
トによる場合と同じである。次に成長ボートの温
度を一定の割合、例えば、０、２℃／分で冷却し
ながら第４図の矢印の方向に基板結晶保持板１
を移動させ第５図のようにｎ−GaAs基板結晶３
を順次薄層溶液３８〜４１に接触させて行く。接
触させる温度や接触させておく時間を適当に制御
することにより所望の層厚のｎ−AlGaAs、ｐ−
AlGaAs、ｐ−AlGaAs、ｐ−GaAs層構造を得
ることができる。ｎ−GaAs基板結晶３は、移動
させる際、古い薄層溶液から新しい薄層溶液の下
へ移る前に母溶液３５〜３７で洗浄され、ｎ−
GaAs基板結晶３表面に残留した古い溶液は除去
される。従つて溶液の混入はなく結晶性の良い均
一な半導体結晶が得られるという従来の成長ボー
トによる場合と同の効果が得られる。最後に、基
板結晶保持板１を移動させてｎ−GaAs基板結晶
３を溶質槽１５内の薄層溶液４１から拭いとり、
成長ボートを室温まで冷却して結晶成長は終了す
る。
以上の説明で明らかなように、本発明の成長ボ
ートによれば従来の成長ボートによるのと同様に
均一な半導体結晶が容易に得られるばかりでな
く、溶媒のGaの純化処理に引き続いて結晶成長
を行なうので従来より短時間で結晶が成長でき、
しかも途中で反応管を開けたり、成長ボートを反
応管から出すこともないので極めて高純度な半導
体結晶を得ることができるのである。また、結晶
成長を中断しないことは工程の簡略化にもなり、
上述の結晶性の向上とも相俟つて結晶成長の分留
りを大きく向上させる。
ートによれば従来の成長ボートによるのと同様に
均一な半導体結晶が容易に得られるばかりでな
く、溶媒のGaの純化処理に引き続いて結晶成長
を行なうので従来より短時間で結晶が成長でき、
しかも途中で反応管を開けたり、成長ボートを反
応管から出すこともないので極めて高純度な半導
体結晶を得ることができるのである。また、結晶
成長を中断しないことは工程の簡略化にもなり、
上述の結晶性の向上とも相俟つて結晶成長の分留
りを大きく向上させる。
上記の実施例ではGaAsの基板結晶上に成長層
を形成する場合について述べたが他の半導体材
料、例えばInを溶媒とする、InGaAsやInGaAsP
をInP基板結晶上に成長する場合にも同様の効果
が得られる。ただしInGaAsの場合、半導体結晶
２１〜２４としてはGaAsを、InGaAsPの場合
InPを用いるのが適当である。一方方、溶槽や溶
質槽、貫通孔等の形状、配列、個数等を様々に変
更したり、また操作方法を変えても同様の効果が
得られる。また、溶質槽板８を動かして浴槽板
２、半導体結晶保持板２０と相対的に移動させて
も良いことは明らかである。
を形成する場合について述べたが他の半導体材
料、例えばInを溶媒とする、InGaAsやInGaAsP
をInP基板結晶上に成長する場合にも同様の効果
が得られる。ただしInGaAsの場合、半導体結晶
２１〜２４としてはGaAsを、InGaAsPの場合
InPを用いるのが適当である。一方方、溶槽や溶
質槽、貫通孔等の形状、配列、個数等を様々に変
更したり、また操作方法を変えても同様の効果が
得られる。また、溶質槽板８を動かして浴槽板
２、半導体結晶保持板２０と相対的に移動させて
も良いことは明らかである。
第１図は従来の結晶成長装置を示す断面図であ
る。第２図〜第５図は本発明の一実施例による結
晶成長装置の概略をその操作方法に従つて示す断
面図である。図面において、１……基板結晶保持
板、２……浴槽板、３……基板結晶、４〜７……
溶媒を含む融液、８……溶質槽板、９〜１１……
貫通孔、１２〜１５……溶質槽、１６〜１９……
浴槽、２０……半導体結晶保持板、２１〜２４…
…半導体結晶、２５〜２８……貫通孔、２９〜３
２……半導体原料、３３……基板結晶を収容する
凹み、３４〜３７……母溶液、３８〜４１……薄
層溶液をそれぞれ示す。
る。第２図〜第５図は本発明の一実施例による結
晶成長装置の概略をその操作方法に従つて示す断
面図である。図面において、１……基板結晶保持
板、２……浴槽板、３……基板結晶、４〜７……
溶媒を含む融液、８……溶質槽板、９〜１１……
貫通孔、１２〜１５……溶質槽、１６〜１９……
浴槽、２０……半導体結晶保持板、２１〜２４…
…半導体結晶、２５〜２８……貫通孔、２９〜３
２……半導体原料、３３……基板結晶を収容する
凹み、３４〜３７……母溶液、３８〜４１……薄
層溶液をそれぞれ示す。
Claims (1)
- １ 基板結晶保持板と、この基板結晶保持板の上
に設けた溶質槽板と、この溶質槽板の上に設けた
半導体結晶保持板と、この半導体結晶保持板の上
に設けた浴槽板とを具備し、上記各板は互いに相
対的に移動できる構成とし、さらに、前記基板結
晶保持板は基板結晶保持用の凹みを前記溶質槽板
と接触する側に備え、前記溶質槽板は溶質を構成
する原料を入れるための貫通孔から成る複数の溶
質槽とこの各溶質槽に各々隣接して設けた貫通孔
とを備え、前記半導体結晶保持板は複数の貫通孔
とこの各貫通孔に隣接し前記溶質槽板に面した側
に設けた半導体結晶取付け用の凹みとを備え、前
記浴槽板は結晶の成長源となる母溶液のうち少な
くとも溶媒を含む融液を入れるための貫通孔で成
る複数の浴槽を備えていることを特徴とする半導
体結晶の成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18480481A JPS5886723A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 半導体結晶の成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18480481A JPS5886723A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 半導体結晶の成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886723A JPS5886723A (ja) | 1983-05-24 |
| JPH0218576B2 true JPH0218576B2 (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=16159577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18480481A Granted JPS5886723A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 半導体結晶の成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5886723A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59128730U (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-30 | 三洋電機株式会社 | 液相成長装置 |
| JPS622528A (ja) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液相エピタキシヤル成長溶液の製造装置 |
| US4755364A (en) * | 1986-05-29 | 1988-07-05 | Rockwell International Corporation | Liquid phase epitaxy apparatus and method |
| CN104562186A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-29 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种应用于液相外延生长的组合式纯化母液的方法 |
-
1981
- 1981-11-18 JP JP18480481A patent/JPS5886723A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5886723A (ja) | 1983-05-24 |
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