JPH0224798B2 - - Google Patents

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JPH0224798B2
JPH0224798B2 JP12471382A JP12471382A JPH0224798B2 JP H0224798 B2 JPH0224798 B2 JP H0224798B2 JP 12471382 A JP12471382 A JP 12471382A JP 12471382 A JP12471382 A JP 12471382A JP H0224798 B2 JPH0224798 B2 JP H0224798B2
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JP
Japan
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melt
layer
substrate
sliding plate
liquid phase
Prior art date
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JP12471382A
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English (en)
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JPS5918193A (ja
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Susumu Kondo
Haruo Nagai
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B19/00Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/06Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
    • C30B19/063Sliding boat system

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • 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】 本発明は、基板上に、順次積層された少くとも
2つの層を液相成長させることができる液相エピ
タキシヤル成長用装置及びそれを使用して、基板
上に、順次積層された少くとも2つの層を液相成
長させる液相エピタキシヤル成長法に関し、特に
基板上に順次積層された複数の半導体層を形成し
ている半導体受光素子用ウエフアを形成する場合
に適用して、好適なものである。
基板上に、順次積層された少くとも2つの層を
液相成長させることができる液相エピタキシヤル
成長用装置として、従来、次の構成を有するもの
が提案されている。
即ち、第1図に示すように、上面に基板載置用
凹所1を形成している基板載置用摺動板2を有す
る。
また、基板載置用摺動板2上にその上面と接触
して配され、且つ基板載置用摺動板2の上面と共
働して、順次、例えば4つの融液保持用槽B1,
B2,B3及びB4をそれぞれ形成している、相
対向する主面間に貫通している貫通孔H1,H
2,H3及びH4を有する融液保持用固定板3を
有する。この場合、貫通孔H1,H2,H3及び
H4は、互に同じパターン(形状及び面積が同
じ)を有する。
さらに、基板載置用摺動板2を、融液保持用固
定板3に対して摺動させる手段4としての、押杆
5を有する。
尚、第1図においては、6は、基板載置用摺動
板2が融液保持用固定板3に対して摺動し得るよ
うに、それ等を保持している固定保持板である。
以上が、従来提案されている液相エピタキシヤ
ル成長用装置の構成であるが、このような構成を
有する液相エピタキシヤル成長用装置を使用し
て、基板上に、順次積層された少くとも2つの層
を、液相成長させる液相エピタキシヤル成長法と
して、従来次の方法が提案されている。
即ち、第2図に示すように、上述した液相エピ
タキシヤル成長用装置の基板載置用摺動板2を、
その基板載置用凹所1に基板Aを配した状態で
(第2図A)、その基板Aが融液保持用槽B1,B
2,B3及びB4にそれぞれ予め保持されている
融液M1,M2,M3及びM4と順次接触するよ
うに、押杆5を用いて、融液保持用固定板3に対
して摺動させることによつて(第2図B,C,D
及びE)、基板A上に、順次積層された4つの層
L1,L2,L3及びL4(図示せず)を液相成
長させ、次で、基板載置用摺動板2を、その基板
載置用凹所1から基板Aを取出し得る位置まで摺
動させ(第2図F)、そして基板載置用凹所1か
ら基板Aを取出し、かくて、第3図に示すよう
に、基板A上に、順次積層された4つの層L1,
L2,L3及びL4を有するウエフアWを得る、
という方法が提案されている。
然しながら、上述した従来の液相エピタキシヤ
ル成長用装置及びそれを使用した液相エピタキシ
ヤル成長法の場合、次の欠点を有していた。
即ち、上述した従来の液相エピタキシヤル成長
用装置の場合、その融液保持用槽B1,B2,B
3及びB4をそれぞれ形成している融液保持用固
定板3に有する、貫通孔H1,H2,H3及びH
4が、互に同じパターンを有するので、層L2
を形成するとき、その層L2を形成するための融
液M2が、層L1の上面全域と層L1の側縁とに
接触し、層L3を形成するとき、その層L3を
形成するための融液M3が、層L2の上面全域と
層L1及びL2の側縁とに接触し、層L4を形
成するとき、その層L4を形成するための融液M
4が、層L3の上面全域と層L1,L2及びL3
の側縁とに接触する。
このため、層L2を形成するための融液M2
が、層L1の材料を溶け込ませない材料であれ
ば、層L2が所期の組成で形成され、層L3を
形成するための融液M3が、層L1及びL2の材
料を溶け込ませない材料であれば、層L3が所期
の組成で形成され、層L4を形成するための融
液M4が、層L1,L2及びL3の材料を溶け込
ませない材料であれば、層L4が所期の組成を有
するものとして形成されるが、層L4を形成する
ための融液M4が、例えば層L1及びL3の材料
は溶け込ませないが、層L2の材料は溶け込ませ
る材料であれば、層L4を形成するための融液M
4に、層L1及びL3の材料は溶け込まないが、
層L2の材料が溶け込み、よつて、層L4が所期
の組成を有するものとして形成されなくなる、と
いう欠点を有していた。
従つて、例えば、上述したウエフアWを、その
基板Aが例えばSnを添加しているN+型のInP基
板、層L1がN型のInPバツフア層、層L2がN-
型のInGaAs系光吸収層、層L3がN-型の
InGaAsP系メルトバツク保護層、層L4がN又
はN-型のInP光増倍層である、接合分離形アバラ
ンシエフオトダイオード用半導体ウエフアとして
得る場合(尚、このウエフアを用いた接合分離形
アバランシエフオトダイオードは、そのInP光増
倍層である層L4の、層L3側とは反対側に、P
型不純物の導入によつて、PN接合を形成するよ
うに、P型領域を形成して、構成される)、層L
2としてのInGaAs系光吸収層を形成するための
融液M2は、層L1としてのInPバツフア層の材
料は溶け込ませない材料であるので、層L2が所
期のInGaAs系光吸収層として形成される。ま
た、層L3としてのInGaAsP系メルバツク保護
層を形成するための融液M3は、層L1としての
InPバツフア層の材料及び層L2としての
INGaAs系光吸収層の材料を溶け込ませない材料
であるので、層L3が所期のInGaAsP系メルバ
ツク保護層で形成される。しかしながら、層L4
としてのInP系光増倍層を形成するための融液M
4は、層L1としてのInPバツフア層の材料及び
層L3としてのInGaAs系光吸収層の材料を溶け
込ませないが、層L2としてのInGaAs系光吸収
層の材料を溶け込ませる材料であるので、層L4
を形成するとき、その層L4を形成するための融
液M4に、層L2としてのInGaAs系光吸収層の
材料であるInGaAs系が溶け込み、よつて、その
融液M4がInGaAsP系層が形成される融液に変
化し、従つて層L4がInP系増倍層としてではな
く、InGaAsP系層として形成される。従つてウ
エフアWを、所期の特性を有する接合分離形アバ
ランシエフオトダイオード用半導体ウエフアとし
て得ることができない、という欠点を有してい
た。
よつて、本発明は、上述した欠点のない、新規
な液相エピタキシヤル成長用装置及びそれを使用
した液相エピタキシヤル成長法を提案せんとする
ものである。
第4図は、本発明による液相エピタキシヤル成
長用装置の実施例を示し、第1図との対応部分に
は同一符号を付して詳細説明は省略するが、第1
図の場合と同様に、上面に基板載置用凹所1を形
成している基板載置用摺動板2を有する。
また、第1図の場合と同様に、基板載置用摺動
板2上に上面と接触して配され、且つ基板載置用
摺動板2の上面と共働して、順次、例えば4つの
融液保持用槽B1,B2,B3及びB4(以下そ
れ等を下部融液保持用槽B1,B2,B3及びB
4と称す)をそれぞれ形成している、相対向する
主面間に貫通している貫通孔H1,H2,H3及
びH4(以下それ等を下部貫通孔H1,H2,H
3及びH4と称す)を有する融液保持用固定板3
を有する。但し、この場合、下部貫通孔H4を除
いた下部貫通孔H1〜H3は、互に同じパターン
を有するが、下部貫通孔H4は、下部貫通孔H1
〜H3に比し一周り小さいパターンを有する。
さらに、融液保持用固定板3上にその上面と接
触して配され、且つ融液保持用固定板3の上面と
共働して、順次、例えば4つの上部融液保持用槽
C1,C2,C3及びC4を形成している、相対
向する主面間に貫通している上部貫通孔J1,J
2,J3及びJ4を有する融液保持用摺動板11
を有する。
尚さらに、基板載置用摺動板2と、融液保持用
摺動板11とを、融液保持用固定板3に対して各
別に摺動させる手段12としての、延長方向の軸
の周りに回動自在な押杆13を有する。
尚、第4図において、14は、基板載置用摺動
板2と、融液保持用摺動板11とが、融液保持用
固定板3に対して摺動し得るように、それ等を保
持している固定保持板である。
以上が、本発明による液相エピタキシヤル成長
用装置の実施例であるが、次にこのような本発明
による液相エピタキシヤル成長用装置を使用し
た、本発明による液相エピタキシヤル成長法の実
施例を述べよう。
第5図に示すように、上述した本発明による液
相エピタキシヤル成長用装置の基板載置用摺動板
2を、その基板載置用凹所1に、第2図Aで上述
したと同様に、基板Aを配した状態で(第5図
A)、その基板Aが、下部融液保持用槽B4を除
いた下部融液保持用槽B1,B2及びB3にそれ
ぞれ予め保持されている融液M1,M2及びM3
と順次接触させるように、押杆13を用いて、融
液保持用固定板3に対して摺動させることによつ
て(第5図B,C及びD)、基板A上に、順次積
層された3つの層L1,L2及びL3(図示せ
ず)を液相成長させる。
次に、基板載置用摺動板2を、順次積層された
層L1,L2及びL3を液相成長させている基板
Aが融液保持用固定板3の下部融液保持用槽B4
下に持ち来たされる位置まで摺動させる(第5図
E)。
次に、融液保持用摺動板11を、予め融液K4
を保持している上部融液保持用槽C4が融液保持
用固定板3の下部融液保持用槽B4上に持ち来た
される位置まで摺動させて、融液K4を融液保持
用固定板3の下部融液保持用槽B4に導入させ
(第5図F)、によつて、融液K4を上述した層L
3に接触させることによつて、層L3上に、層L
4(図示せず)を液相成長させる。
然る後、基板載置用摺動板2を、その基板載置
用凹所1から基板Aを取出し得る位置まで、上述
したと同じ方向に摺動させ(第5図G)、基板載
置用凹所1から基板Aを取出し、かくて、第3図
で上述したと同様に、基板A上に、順次積層され
た4つの層L1,L2,L3及びL4を有するウ
エフアWを得る。
以上で、本発明による液相エピタキシヤル成長
用装置の実施例、及び本発明による液相エピタキ
シヤル成長法の実施例が明らかとなつた。
本発明による上述した液相エピタキシヤル成長
用装置の場合、その下部融液保持用槽B1,B
2,B3及びB4をそれぞれ形成している融液保
持用固定板3に有する、下部貫通孔H1,H2,
H3及びH4中の下部貫通孔H4が、他の下部貫
通孔H1〜H3に比し、一周り小さいパターンを
有する。
また、本発明による上述した液相エピタキシヤ
ル成長法の場合、基板載置用摺動板2を摺動させ
て、基板A上に層L1〜L3を順次積層して形成
して後、基板載置用摺動板2を、基板Aが下部融
液保持用槽B4下に持ち来たされる位置まで摺動
させ、そして層L3に融液保持用摺動板11側か
らの融液K4を接触させることによつて、層L3
上に層L4を形成する。
このため、本発明による上述した液相エピタキ
シヤル成長用装置及びそれを使用した液相エピタ
キシヤル成長法の場合、層L4を形成するとき
に、層L1〜L3の側縁を、層L4を形成するた
めの融液K4に接触することから回避させること
ができる。
従つて、ウエフアWを、その基板AがSnを添
加しているN+型のInP基板、層L1がN型のInP
バツフア層、層L2がN-型のInGaAs系光吸収
層、層L3がN-型のInGaAsP系メルトバツク保
護層、層L4がN又はN-型のInP系増倍層であ
る、接合分離形アバランシエフオトダイオード用
半導体ウエフアとして得ても、層L4を
InGaAsP系層としてではなく、所期のInP光増倍
層として形成することができ、従つて、ウエフア
Wを、所期の特性を有する接合分離形アバランシ
エフオトダイオード用半導体ウエフアとして、容
易に得ることができるという大なる特徴を有す
る。
因みに、前述した従来の液相エピタキシヤル成
長用装置を用いた、従来の液相エピタキシヤル成
長法によつて、前述したウエフアWを、接合分離
形アバランシエフオトダイオード用半導体ウエフ
アとして得た場合、第6図AのX線ロツキング曲
線図に示すように、層L2が、InGaAs系材料で
なる場合の回折角θの位置をとるものとして得ら
れるとしても、層L4が、InPでなる場合の回折
角θの位置をとるものとして得られるべきである
にも拘わらず、InGaAsP系材料でなる場合の回
折角θの位置をとるものとして得られた。
これに対し、本発明による上述した液相エピタ
キシヤル成長用装置を用いた、本発明による上述
した液相エピタキシヤル成長法によつて、上述し
たウエフアWを、上述した接合形アバランシエフ
オトダイオード用半導体ウエフアとして得た場
合、第6図BのX線ロツキング曲線図に示すよう
に、層L2及びL4が、それぞれ所期のInGaAs
系材料及びInPでなる場合の回折角θの位置をと
るものとして得られた。
尚、上述においては、本発明による液相エピタ
キシヤル成長用装置及び本発明による液相エピタ
キシヤル成長法のそれぞれにつき、1つの実施例
を示したに留まり、本発明の精神を脱することな
しに、種々の変型、変更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の液相エピタキシヤル成長用装
置を示す略線的断面図である。第2図A〜Fは、
第1図に示す従来の液相エピタキシヤル成長用装
置を使用した、従来の液相エピタキシヤル成長法
を示す、順次の工程における略線的断面図であ
る。第3図は、従来及び本発明の液相エピタキシ
ヤル成長法によつて得ることができるウエフアの
一例を示す略線的断面図である。第4図は、本発
明による液相エピタキシヤル成長用装置の実施例
を示す略線的断面図である。第5図A〜Gは、第
4図に示す本発明による液相エピタキシヤル成長
用装置を使用した、本発明による液相エピタキシ
ヤル成長法の実施例を示す、順次の工程における
略線的断面図である。第6図A及びBは、それぞ
れ従来、及び本発明による液相エピタキシヤル成
長法によつて得られる、ウエフアのX線ロツキン
グ曲線図である。 1…基板載置用凹所、2…基板載置用摺動板、
3…融液保持用固定板、B1〜B4…下部融液保
持用槽、H1〜H4…下部貫通孔、C1〜C4…
上部融液保持用槽、J1〜J4…上部貫通孔、1
1…融液保持用摺動板、12…摺動手段、13…
押杆、14…固定保持板、A…基板、M1〜M
4,K4…融液、L1〜L4…層、W…ウエフ
ア。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上面に基板載置用凹所を形成している基板載
    置用摺動板と、 上記基板載置用摺動板上にその上面と接触して
    配され、且つ上記基板載置用摺動板の上面と共働
    して、少くとも第1の下部融液保持用槽と、第2
    の下部融液保持用槽とをそれぞれ形成している、
    相対向する主面間に貫通している第1の下部貫通
    孔と、該第1の下部貫通孔に比し一周り小さいパ
    ターンを有する第2の下部貫通孔とを有する融液
    保持用固定板と、 上記融液保持用固定板上にその上面と接触して
    配され、且つ上記融液保持用固定板の上面と共働
    して、少くとも1つの上部融液保持用槽を形成し
    ている、相対向する主面間に貫通している上部貫
    通孔を有する融液保持用摺動板と、 上記基板載置用摺動板と、上記融液保持用摺動
    板とを、上記融液保持用固定板に対して各別に摺
    動させる手段とを具備することを特徴とする液相
    エピタキシヤル成長用装置。 2 上面に基板載置用凹所を形成している基板載
    置用摺動板と、 基板載置用摺動板上にその上面と接触して配さ
    れ、且つ上記基板載置用摺動板の上面と共働し
    て、少くとも第1の下部融液保持用槽と、第2の
    下部融液保持用槽とをそれぞれ形成している、相
    対向する主面間に貫通している第1の下部貫通孔
    と、該第1の下部貫通孔に比し一周り小さいパタ
    ーンを有する第2の下部貫通孔とを有する融液保
    持用固定板と、 上記融液保持用固定板上にその上面と接触して
    配され、且つ上記融液保持用固定板の上面と共働
    して、少くとも1つの上部融液保持用槽を形成し
    ている、相対向する主面間に貫通している上部貫
    通孔を有する融液保持用摺動板と、 上記基板載置用摺動板と、上記融液保持用摺動
    板とを、上記融液保持用固定板に対して各別に摺
    動させる手段とを具備する液相エピタキシヤル成
    長用装置を用い、 上記基板載置用摺動板を、その基板載置用凹所
    に基板を配した状態で、その基板が上記第1の下
    部融液保持用槽に予め保持されている第1の融液
    と接触するように摺動させることによつて、上記
    基板上に、第1の層を液相成長させ、 次に、上記基板載置用摺動板を、上記第1の層
    を液相成長させている基板が上記第2の融液保持
    用槽下に持ち来たされる位置まで摺動させ、 次に、上記融液保持用摺動板を、予め第2の融
    液を保持している上部融液保持用槽が上記第2の
    下部融液保持用槽上に持ち来たされる位置まで摺
    動させて、上記第2の融液を上記第2の下部融液
    保持用槽に導入させ、よつて、上記第2の融液を
    上記第1の層に接触させることによつて、上記第
    1の層上に、第2の層を液相成長させる工程を含
    むことを特徴とする液相エピタキシヤル成長法。
JP12471382A 1982-07-17 1982-07-17 液相エピタキシヤル成長用装置及びそれを使用した液相エピタキシヤル成長法 Granted JPS5918193A (ja)

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JPS5918193A JPS5918193A (ja) 1984-01-30
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KR950006313B1 (ko) * 1991-05-16 1995-06-13 삼성전자주식회사 액상 에피택시장치 및 에피택셜층의 성장방법

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