JPH03273617A - 結晶育成方法 - Google Patents

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］ 本発明は液相エピタキシャル法によって薄膜単結晶を育
成する方法に関する。

［従来の技術］ 第２図は、従来技術による傾斜式液相エピタキシャル（
ＬＰＥ）結晶育成方法の一例を工程順に示したもので、
まず第２図（ａ）に示すように、結晶膜を基板１上に成
長させるのに先立って、結晶育成用の原料２を育成用容
器３の中で融解させる。

この段階では容器３は融解原料２か基板１と接触しない
ように、基板側が高くなるように傾斜させている。原料
２が充分に融解し、結晶育成に適する状態になったなら
ば、第２図（ｂ）に示すように、基板側が低くなるよう
に容器３の傾斜を変え、融解原料２が基板１と接触する
ようにする。容器３は石英などで作られたアンプルの中
に真空封入され、アンプルは電気炉の中に入れられてい
る。電気炉は上に述べたようなアンプルの傾斜を変化さ
せることが可能な機構をもっている。電気炉の温度を制
御することによって融解原料２の温度を少しずつ下げて
いくと、基板１の表面に結晶膜４が戒長しはじめる。結
晶膜４が所定の厚さになるような温度降下が行われたな
らば、再び容器３の傾斜を基板１側が高くなるように変
える。これによって融解原料２は育成された結晶膜４か
ら離れ、第２図（ａ）のような形となる。

［発明が解決しようとする課題］ 結晶育成用の原料や基板は結晶育成容器に収容される直
前に、それら自身の表面を覆っている酸化膜その他の汚
れをエツチングにより除去するのが通例であるが、どの
ように洗浄しても、その後、アンプルに真空封入するま
での間に空気に接触する機会がある。また、容器につい
ても、酸で洗ったのち超純水で長時間すすぎを行い、さ
らに高温の真空炉でベータして空気や水分との接触を断
っても、やはりアンプル中に真空封入するまでの間に空
気と接触してしまう。こうした空気との接触によって、
微量ではあるが、酸素や水分が原料や容器、さらにアン
プルそれぞれの表面に付着する。

こうした酸素や水分は原料の融解時に原料の表面に酸化
膜を形成して全体を覆ってしまう。

第２図において（ａ）から（ｂ）に移るとき、融解原料
は基板へ向って流れるが、酸化膜を破って新鮮な融解原
料だけが基板に接触するのではなく、酸化膜も共に流れ
て基板表面に接触し、この状態から結晶の成長が始まる
。従って基板と成長した結晶膜との間には酸素を含む層
が存在してしまう。

この層はＳ　Ｉ　ＭＳ　（５ｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ
　Ｍａｓｓ　５ｐｅｃ−ｔｒｏｓｃｏｐｙ）法によって
調べられており、第３図の如きグラフで表される。同図
かられかるように、結晶と基板の界面には酸素濃度のピ
ークが認められる。この酸素はＩＩ　−Ｖｌ族の化合物
半導体ではドナーとして働くため、高純度なｐ型結晶を
得ようとする時、最も有害なものであり、これを除去す
ることが結晶育成上の大きな課題である。

本発明は以上述べたような課題を解決するためになされ
たもので、基板と結晶膜との界面に酸素含有層を発生さ
せることがない結晶育成方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、原料融液を基板に接触させ、基板上に結晶を
析出させて単結晶薄膜を育成する液相エピタキシャル結
晶育成方法において、原料融液の基板表面への接触は、
該原料融液の上に酸化物を吸着する板を浮かしつつ行う
ことを特徴とする結晶育成方法である。

［作用］ 本発明における酸化物を吸着する板としてカーボン板を
用いた場合を例にとって本発明の詳細な説明する。

本発明では第１図に示すように、融解原料２の上にカー
ホン製の板５が浮かせである。原料が融解すると、（ａ
）のようにその表面を酸化物６が覆うようになる。しか
し、融解原料２を基板１に接触させるため（ｂ）のよう
に容器３を傾斜させると、原料２は基板１側へ流れるが
、カーボン板５に接触していた酸化膜６は流れずにカー
ボン板５に吸着したままである。このようにして、融解
原料２は基板１に接触するまでの間に表面、特に上部表
面の酸化膜を除去された清浄な表面となって基板１に接
触する。これによって基板とエピタキシャル結晶膜との
間に酸素を含んだ層の発生はなくなり、高純度な電気特
性のすぐれた結晶膜が成長する。

［実施例］ 次に本発明の一実施例を説明する。目的とする物質は化
合物半導体口ＣＩＣ（ｊＴｅとした。

第１図における育成用容器３は高純度窒化ボロン（ＢＮ
）製であり、結晶を成長させる基板１はＺｎを３％含ん
だＣｄＴｅ単結晶で、大きざは１５　Ｘ　１５　ｘｌｍ
ｍであり、結晶育成用原料２はＴｅ過剰の目Ｃ］ＣｄＴ
ｅである。酸化膜を吸着させる板の素材としては、比重
が融解原料より小さく、化学的に安定で酸化膜の吸着性
にすぐれているものが望ましいという観点からカーボン
、ＢＮ。

石英などが挙げられる。このうち、カーボン板が特に好
適であった。厚さ１ｍｍで容器にちょうど納まる大きさ
に調製したカーボン板を原料の上に置いた他は、従来と
同じ手順で準備した育成用基材を用いて、通常のように
口ｇＣｄＴｅ薄膜結晶を成長させた。

得られた結晶膜について、ＳＩＭＳによって基板と結晶
膜との間の酸素濃度（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３　）を調べた
結果、第３図のような酸素のピークは認められなかった
。また、測定された電気特性はｐ型テキャリア濃度ハ３
Ｘ１０１６／ｃｍ３、移動度Ｇｅｔ　４５０Ｃｍ２／Ｖ
−８で極めて良好な値を示した。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の方法を用いれば、融解原
料を覆う酸化膜が除去できるので、液相エピタキシャル
結晶育成法によって基板上に結晶膜を成長させる際に、
その界面に酸素を含む層を発生させることがなく、優れ
た電気特性を有する結晶を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を工程順に説明した説明図、第２
図は従来技術による結晶育成方法を工程順に説明した説
明図、第３図はＳＩＭＳ法による結晶の厚さ方向の酸素
濃度を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料融液を基板に接触させ、基板上に結晶を析出
   させて単結晶薄膜を育成する液相エピタキシャル結晶育
   成方法において、原料融液の基板表面への接触は、該原
   料融液の上に酸化物を吸着する板を浮かしつつ行うこと
   を特徴とする結晶育成方法。