JPH0240639B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0240639B2 JPH0240639B2 JP56186577A JP18657781A JPH0240639B2 JP H0240639 B2 JPH0240639 B2 JP H0240639B2 JP 56186577 A JP56186577 A JP 56186577A JP 18657781 A JP18657781 A JP 18657781A JP H0240639 B2 JPH0240639 B2 JP H0240639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melt
- growth
- substrate
- phase growth
- liquid phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-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
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/10—Controlling or regulating
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
本発明は液相成長方法に関する。
従来の液相成長方法では成長炉の温度を上昇さ
せ、半導体結晶材料を十分に溶融させ、斯る溶融
液の成長が均一に混合された後、炉を徐行しなが
ら溶融液を半導体基板に接触させ、斯る基板上に
半導体結晶を成長させていた。 この場合、溶融液中で自然対流は生じるが、斯
る対流だけでは成分を均一に混合させることは困
難である。そこで成長炉の温度を制御して人工的
に対流制御を行なつて成分の均一化を計る方法が
考えられるが、斯る方法では0.1度以下の精度が
要求され非常にむずかしく、また溶融液が多元材
料からなる場合、温度が微妙に変化することによ
り成長した結晶の粗成も変化するものもあり、あ
まり好ましい方法ではない。 更に従来方法では対流エネルギーが小になるた
め溶融液底部に酸化物等が沈澱堆積し易く、特に
スライダ式の成長方法では斯る沈澱物が基板表面
に付着し基板溶融液とのぬれ性が悪く、良好な接
合面が得られなかつた。 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので
以下実施例につき本発明を説明する。 第１図は本発明に用いる液相成長装置の一実施
例を示し、１は周囲に加熱ヒータ２が配設された
成長炉、３は該成長炉内に配されたスライダ式の
成長ボートであり、該成長ボートは融液溜４ａ〜
４ｄを有した固定台５と該固定の各融液溜４ａ〜
４ｄに底部付近において斯る融液溜４ａ〜４ｄを
連通するように設けられた貫通孔に摺動自在に配
されたスライダ６とからなる。７は該スライダ上
面に形成された基板保持部、８は上記スライダ６
を成長炉１外より摺動させるための操作棒、９は
上記成長炉１に振動を与えるマルチバイブレータ
であり、斯るマルチバイブレータは複数の異なる
周波数の機械的振動を発する複数の発振器からな
る。また斯る発振器は交流電源９ａから出る交流
電圧を振動子に印加して機械的な振動を生じる周
知のものである。 斯る装置では、まず融液溜４ａ〜４ｄに所望の
半導体材料を収納すると共に基板保持部７に半導
体基板を載置する。尚このとき融液溜４ａ〜４ｄ
と基板保持部７とは連通しないように位置する。 この後、マルチバイブレータ９を駆動すると共
に加熱ヒータ２により上記材料を高温溶融し、材
料が完全にメルト状態になつた時点で溶融液を徐
冷すると共に操作棒８を操作して半導体基板を順
次半導体材料に接触させて所望の成長層を形成す
る。 このときマルチバイブレータ９の出力は、基板
と溶融液との接触前には溶融液が融液溜４ａ〜４
ｄより溢れない程度に大きくし、接触後には基板
及び成長層の結晶性が損なわれない大きさとす
る。 このように半導体材料の溶融中に振動を与える
と溶融液中に自然対流より大きなエネルギーを有
した乱流が生じて成分の混合が短時間で良好とな
ると共に酸化物等の沈澱物が乱流により溶融液表
面上に押し上げられるので基板表面に斯る沈澱物
が付着することがなく、かつ接触時にもわずかな
がら振動を与えているので基板とのぬれが非常に
良く、平坦で良好な接合面を得ることができる。
更に既述したように短時間で混合が良好に行える
ので基板を高温に晒す時間が短くなり、基板の高
温による劣化を防ぐことができる。 尚、上記振動はマルチバイブレータ９の個々の
発振器の発振周波数を異ならせ異なる周波数の複
数の振動から構成されることが好ましく、このよ
うになすと溶融液中に定在波が立たず乱流となつ
て混を良好となす。 次に第１図装置を用いて第２図に示すメサスト
ライプ型半導体レーザを作製した。 第２図において、１１は一主面が１００である
Ｎ型CaAs（ガリウム砒素）基板、１２〜１５は該
基板の一主面上に順次エピタキシヤル成長で積層
された第１クラツド層、活性層、第２クラツド層
及びキヤツプ層であり、斯る成長層１２〜１５は
夫々ｎ型Ga1−xAlxAs（ガリウムアルミ砒素）
（０＜ｘ＜１）、ｎ型Ga1−yAlyAs（０≦ｙ＜ｘ）、
Ｐ型Ga1−xAlxAs及びＰ型GaAsからなる。また
上記成長層は成長後図の如くメサストライプ型に
エツチングされる。１６，１７は夫々キヤツプ層
１５表面及び基板１１裏面に形成されたオーミツ
ク性の第１、第２電極である。 斯る成長層１２〜１５の形成は、第１図装置に
おいて基板保持部６にｎ型GaAs基板１１を載置
する共に融液溜４ａ〜４ｄに夫々下記表１に示す
材料を収納する。
せ、半導体結晶材料を十分に溶融させ、斯る溶融
液の成長が均一に混合された後、炉を徐行しなが
ら溶融液を半導体基板に接触させ、斯る基板上に
半導体結晶を成長させていた。 この場合、溶融液中で自然対流は生じるが、斯
る対流だけでは成分を均一に混合させることは困
難である。そこで成長炉の温度を制御して人工的
に対流制御を行なつて成分の均一化を計る方法が
考えられるが、斯る方法では0.1度以下の精度が
要求され非常にむずかしく、また溶融液が多元材
料からなる場合、温度が微妙に変化することによ
り成長した結晶の粗成も変化するものもあり、あ
まり好ましい方法ではない。 更に従来方法では対流エネルギーが小になるた
め溶融液底部に酸化物等が沈澱堆積し易く、特に
スライダ式の成長方法では斯る沈澱物が基板表面
に付着し基板溶融液とのぬれ性が悪く、良好な接
合面が得られなかつた。 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので
以下実施例につき本発明を説明する。 第１図は本発明に用いる液相成長装置の一実施
例を示し、１は周囲に加熱ヒータ２が配設された
成長炉、３は該成長炉内に配されたスライダ式の
成長ボートであり、該成長ボートは融液溜４ａ〜
４ｄを有した固定台５と該固定の各融液溜４ａ〜
４ｄに底部付近において斯る融液溜４ａ〜４ｄを
連通するように設けられた貫通孔に摺動自在に配
されたスライダ６とからなる。７は該スライダ上
面に形成された基板保持部、８は上記スライダ６
を成長炉１外より摺動させるための操作棒、９は
上記成長炉１に振動を与えるマルチバイブレータ
であり、斯るマルチバイブレータは複数の異なる
周波数の機械的振動を発する複数の発振器からな
る。また斯る発振器は交流電源９ａから出る交流
電圧を振動子に印加して機械的な振動を生じる周
知のものである。 斯る装置では、まず融液溜４ａ〜４ｄに所望の
半導体材料を収納すると共に基板保持部７に半導
体基板を載置する。尚このとき融液溜４ａ〜４ｄ
と基板保持部７とは連通しないように位置する。 この後、マルチバイブレータ９を駆動すると共
に加熱ヒータ２により上記材料を高温溶融し、材
料が完全にメルト状態になつた時点で溶融液を徐
冷すると共に操作棒８を操作して半導体基板を順
次半導体材料に接触させて所望の成長層を形成す
る。 このときマルチバイブレータ９の出力は、基板
と溶融液との接触前には溶融液が融液溜４ａ〜４
ｄより溢れない程度に大きくし、接触後には基板
及び成長層の結晶性が損なわれない大きさとす
る。 このように半導体材料の溶融中に振動を与える
と溶融液中に自然対流より大きなエネルギーを有
した乱流が生じて成分の混合が短時間で良好とな
ると共に酸化物等の沈澱物が乱流により溶融液表
面上に押し上げられるので基板表面に斯る沈澱物
が付着することがなく、かつ接触時にもわずかな
がら振動を与えているので基板とのぬれが非常に
良く、平坦で良好な接合面を得ることができる。
更に既述したように短時間で混合が良好に行える
ので基板を高温に晒す時間が短くなり、基板の高
温による劣化を防ぐことができる。 尚、上記振動はマルチバイブレータ９の個々の
発振器の発振周波数を異ならせ異なる周波数の複
数の振動から構成されることが好ましく、このよ
うになすと溶融液中に定在波が立たず乱流となつ
て混を良好となす。 次に第１図装置を用いて第２図に示すメサスト
ライプ型半導体レーザを作製した。 第２図において、１１は一主面が１００である
Ｎ型CaAs（ガリウム砒素）基板、１２〜１５は該
基板の一主面上に順次エピタキシヤル成長で積層
された第１クラツド層、活性層、第２クラツド層
及びキヤツプ層であり、斯る成長層１２〜１５は
夫々ｎ型Ga1−xAlxAs（ガリウムアルミ砒素）
（０＜ｘ＜１）、ｎ型Ga1−yAlyAs（０≦ｙ＜ｘ）、
Ｐ型Ga1−xAlxAs及びＰ型GaAsからなる。また
上記成長層は成長後図の如くメサストライプ型に
エツチングされる。１６，１７は夫々キヤツプ層
１５表面及び基板１１裏面に形成されたオーミツ
ク性の第１、第２電極である。 斯る成長層１２〜１５の形成は、第１図装置に
おいて基板保持部６にｎ型GaAs基板１１を載置
する共に融液溜４ａ〜４ｄに夫々下記表１に示す
材料を収納する。
【表】
この後、成長炉１の温度を約800℃まで上昇さ
せて上記各材料を溶融すると共にマルチバイブレ
ータ９を駆動させて溶融液中に乱流を発生させ
る。このときマルチバイブレータ９からは周波数
が3KHz、6KHz、9KHz及び13KHzでその出力が
10Wである振動を同時に発した。 斯る状態を上記材料が完全に溶融するまで続け
その後上記溶融液を徐冷すると共に基板１１を上
記各溶融液と接触させて成長層１２〜１５を形成
する。このときマルチバイブレータ９の出力は約
2Wとした。 その後、第１、第２電極１６，１７を形成し第
２図のレーザを完成した。 第３図において図中実線Ａは斯るレーザの光出
力−電流特性を示し、また同図中鎖線Ｂは上記レ
ーザを溶融液に振動を与えない状態で製造したと
きの光出力−電流特性を示す。 第３図から明らかな如く、本発明により得られ
た半導体レーザの方がしきい値電流が非常に低く
なつている。つまり本発明の成長法では成長層の
結晶性が優れていることを示す。 尚本実施例ではスライダ式の成長ボートを用い
る液相成長に本発明を適用したが、傾斜ボート等
の他の液相成長装置を使う成長方法に本発明を適
用できることは言うまでもない。 以上の説明から明らかな如く、本発明の液相成
長方法を用いれば優れた結晶性を有した成長層を
得ることができる。
せて上記各材料を溶融すると共にマルチバイブレ
ータ９を駆動させて溶融液中に乱流を発生させ
る。このときマルチバイブレータ９からは周波数
が3KHz、6KHz、9KHz及び13KHzでその出力が
10Wである振動を同時に発した。 斯る状態を上記材料が完全に溶融するまで続け
その後上記溶融液を徐冷すると共に基板１１を上
記各溶融液と接触させて成長層１２〜１５を形成
する。このときマルチバイブレータ９の出力は約
2Wとした。 その後、第１、第２電極１６，１７を形成し第
２図のレーザを完成した。 第３図において図中実線Ａは斯るレーザの光出
力−電流特性を示し、また同図中鎖線Ｂは上記レ
ーザを溶融液に振動を与えない状態で製造したと
きの光出力−電流特性を示す。 第３図から明らかな如く、本発明により得られ
た半導体レーザの方がしきい値電流が非常に低く
なつている。つまり本発明の成長法では成長層の
結晶性が優れていることを示す。 尚本実施例ではスライダ式の成長ボートを用い
る液相成長に本発明を適用したが、傾斜ボート等
の他の液相成長装置を使う成長方法に本発明を適
用できることは言うまでもない。 以上の説明から明らかな如く、本発明の液相成
長方法を用いれば優れた結晶性を有した成長層を
得ることができる。
第１図は本発明に用いる液相成長装置の一実施
例を示す断面図、第２図は本発明の成長方法によ
り作成されたメサストライプ型半導体レーザを示
す断面図、第３図は第２図レーザの光出力−電流
特性を示すグラフである。 １１……ｎ型GaAs（半導体）基板。
例を示す断面図、第２図は本発明の成長方法によ
り作成されたメサストライプ型半導体レーザを示
す断面図、第３図は第２図レーザの光出力−電流
特性を示すグラフである。 １１……ｎ型GaAs（半導体）基板。
Claims (1)
- １ 半導体結晶材料を溶融し、該溶融液を半導体
基板に接触させて液相成長を行なう方法におい
て、上記液相成長を行う前には、上記溶融液に相
対的に大きな振動を与え、上記液相成長を行う間
では、上記溶融液に上記振動よりも小さい振動を
与えることを特徴とする液相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18657781A JPS5888198A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 液相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18657781A JPS5888198A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 液相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5888198A JPS5888198A (ja) | 1983-05-26 |
| JPH0240639B2 true JPH0240639B2 (ja) | 1990-09-12 |
Family
ID=16190968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18657781A Granted JPS5888198A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 液相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5888198A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6283396A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-16 | Nec Corp | 化合物半導体結晶の成長方法 |
| JP2748982B2 (ja) * | 1989-11-19 | 1998-05-13 | 高橋 研 | 薄膜形成方法及び薄膜装置、素子、電子・磁気装置、情報記録再生装置並びに信号処理装置 |
| JP4443645B2 (ja) * | 1998-05-07 | 2010-03-31 | 本田技研工業株式会社 | Ｃｂｄ成膜装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5381487A (en) * | 1976-12-27 | 1978-07-18 | Fujitsu Ltd | Method and apparatus for liquid phase epitaxial growth |
-
1981
- 1981-11-19 JP JP18657781A patent/JPS5888198A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5888198A (ja) | 1983-05-26 |
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