JPH0330288B2 - - Google Patents
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- JPH0330288B2 JPH0330288B2 JP56053977A JP5397781A JPH0330288B2 JP H0330288 B2 JPH0330288 B2 JP H0330288B2 JP 56053977 A JP56053977 A JP 56053977A JP 5397781 A JP5397781 A JP 5397781A JP H0330288 B2 JPH0330288 B2 JP H0330288B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は滑らかでかつ平坦な表面をもつエピ
タキシヤル成長層を液相エピタキシヤル成長によ
つて形成することができる液相エピタキシヤル成
長方法に関するものである。
タキシヤル成長層を液相エピタキシヤル成長によ
つて形成することができる液相エピタキシヤル成
長方法に関するものである。
近年、発光装置やマイクロ波発振装置として
−族化合物半導体材料からなる半導体装置が用
いられている。そして、この−族化合物半導
体結晶の製作に用いられる１つの方法として液相
エピタキシヤル成長法が知られている。この液相
エピタキシヤル法は所定温度において、飽和に達
した溶融金属中の溶質と半導体結晶基板とを接触
させる。その後に、所定温度だけ降温することに
よつて、過飽和となつた溶質を半導体結晶基板上
に析出させて、結晶性のよい良質の化合物半導体
のエピタキシヤル成長層を得るものである。
−族化合物半導体材料からなる半導体装置が用
いられている。そして、この−族化合物半導
体結晶の製作に用いられる１つの方法として液相
エピタキシヤル成長法が知られている。この液相
エピタキシヤル法は所定温度において、飽和に達
した溶融金属中の溶質と半導体結晶基板とを接触
させる。その後に、所定温度だけ降温することに
よつて、過飽和となつた溶質を半導体結晶基板上
に析出させて、結晶性のよい良質の化合物半導体
のエピタキシヤル成長層を得るものである。
しかしながら、従来の液相エピタキシヤル成長
方法は(A)化合物半導体結晶基板が所定温度に達す
るまでの時間、雰囲気ガスにさらされたままにし
ておくので、半導体結晶基板の表面の化合物の分
解が起こり、結晶表面が粗面になつたり、あるい
は半導体結晶基板の表面が変質したりすること、
(B)半導体結晶基板の前処理エツチングや清浄化処
理後、そのままの表面で長時間保存しておくと、
表面酸化膜を生成したり、汚染物の付着などによ
り、成長時における溶融金属との“ぬれ”が悪く
（いわゆるメルトコンタクト不良）、滑らかで平坦
な表面をもつエピタキシヤル成長層が得られにく
いこと、などの原因により、半導体結晶基板表面
が粗面になつたり、あるいは半導体結晶基板の表
面に熱変成層が生成する。そして、前者の半導体
結晶基板表面が粗面になると、第１に、その半導
体結晶基板を用いて作製した半導体基板表面を放
熱板に密着させたときに間隙が生じ、熱放散の効
率が悪くなること、第２に、エピタキシヤル成長
層の表面において、写真製版を行なう際、ピント
をウエハ全面において合わせにくくなるので、微
細なパターンの形成ができなくなること、第３
に、一般に、半導体装置のエピタキシヤル成長層
は平坦な界面でなければ機能をなさない場合が多
いことなどの欠点がある。そして、後者の半導体
結晶基板の表面に熱変成層が生成すると、この半
導体結晶基板を用いて製作した半導体装置の電気
的および光学的特性などに悪影響を及ぼすことが
知られている。
方法は(A)化合物半導体結晶基板が所定温度に達す
るまでの時間、雰囲気ガスにさらされたままにし
ておくので、半導体結晶基板の表面の化合物の分
解が起こり、結晶表面が粗面になつたり、あるい
は半導体結晶基板の表面が変質したりすること、
(B)半導体結晶基板の前処理エツチングや清浄化処
理後、そのままの表面で長時間保存しておくと、
表面酸化膜を生成したり、汚染物の付着などによ
り、成長時における溶融金属との“ぬれ”が悪く
（いわゆるメルトコンタクト不良）、滑らかで平坦
な表面をもつエピタキシヤル成長層が得られにく
いこと、などの原因により、半導体結晶基板表面
が粗面になつたり、あるいは半導体結晶基板の表
面に熱変成層が生成する。そして、前者の半導体
結晶基板表面が粗面になると、第１に、その半導
体結晶基板を用いて作製した半導体基板表面を放
熱板に密着させたときに間隙が生じ、熱放散の効
率が悪くなること、第２に、エピタキシヤル成長
層の表面において、写真製版を行なう際、ピント
をウエハ全面において合わせにくくなるので、微
細なパターンの形成ができなくなること、第３
に、一般に、半導体装置のエピタキシヤル成長層
は平坦な界面でなければ機能をなさない場合が多
いことなどの欠点がある。そして、後者の半導体
結晶基板の表面に熱変成層が生成すると、この半
導体結晶基板を用いて製作した半導体装置の電気
的および光学的特性などに悪影響を及ぼすことが
知られている。
このように、熱解離が起こり易く、エピタキシ
ヤル成長がはじまる以前に基板表面に熱損傷を受
ける場合が多い化合物半導体基板上への成長方法
として、従来下記の３つの方法が提案されている
が、いずれも滑らかで、かつ平坦であり、電気的
特性の良好なエピタキシヤル成長層を得ることが
できなかつた、すなわち、(C)融液により表面を融
解（メルトバツク）し、熱損傷を除去する方法が
提案されているが、基板表面の形状を溶け込みな
しで成長するときには用いることができない。ま
た(D)エピタキシヤル成長の開始直前まで他の基板
で表面を覆い、熱損傷を防ぐ方法が提案されてい
るが、基板表面に凹凸がある場合など、密着よく
基板表面を覆うことがむずかしい。また、(E)成長
系内に分解しやすい化合物半導体の構成元素を含
むガスを導入し、その成分の分解を防ぐために、
熱平衡を保持する方法が提案されているが、ガス
系の流量などのコントロールが煩雑であり、ガス
の種類によつては人体に有害な物質もあつて、操
作上危険が伴なう場合もあるなどの欠点があつ
た。
ヤル成長がはじまる以前に基板表面に熱損傷を受
ける場合が多い化合物半導体基板上への成長方法
として、従来下記の３つの方法が提案されている
が、いずれも滑らかで、かつ平坦であり、電気的
特性の良好なエピタキシヤル成長層を得ることが
できなかつた、すなわち、(C)融液により表面を融
解（メルトバツク）し、熱損傷を除去する方法が
提案されているが、基板表面の形状を溶け込みな
しで成長するときには用いることができない。ま
た(D)エピタキシヤル成長の開始直前まで他の基板
で表面を覆い、熱損傷を防ぐ方法が提案されてい
るが、基板表面に凹凸がある場合など、密着よく
基板表面を覆うことがむずかしい。また、(E)成長
系内に分解しやすい化合物半導体の構成元素を含
むガスを導入し、その成分の分解を防ぐために、
熱平衡を保持する方法が提案されているが、ガス
系の流量などのコントロールが煩雑であり、ガス
の種類によつては人体に有害な物質もあつて、操
作上危険が伴なう場合もあるなどの欠点があつ
た。
したがつて、この発明の目的は半導体結晶基板
の表面の化合物の分解や熱変成を防ぐことがで
き、それによつて、滑らかでかつ平坦であり、電
気的特性の良好なエピタキシヤル成長層を得るこ
とができる液相エピタキシヤル成長方法を提供す
るものである。
の表面の化合物の分解や熱変成を防ぐことがで
き、それによつて、滑らかでかつ平坦であり、電
気的特性の良好なエピタキシヤル成長層を得るこ
とができる液相エピタキシヤル成長方法を提供す
るものである。
このような目的を達成するため、この発明は前
処理により清浄な表面を有する半導体結晶基板上
に保護膜を形成する工程と、この保護膜を有する
半導体結晶基板をエピタキシヤル成長用の反応炉
に挿入し、昇温した半導体結晶基板の保護膜上
に、この保護膜のみ溶解し、半導体結晶基板を溶
解しない融液により保護膜をこの融液に溶け込ま
せる工程と、ひきつづき、この反応炉中で、エピ
タキシヤル成長させる半導体を溶質とする融液に
より、半導体基板上にエピタキシヤル成長半導体
層を生成する工程とを備えるものであり、以下実
施例を用いて詳細に説明する。
処理により清浄な表面を有する半導体結晶基板上
に保護膜を形成する工程と、この保護膜を有する
半導体結晶基板をエピタキシヤル成長用の反応炉
に挿入し、昇温した半導体結晶基板の保護膜上
に、この保護膜のみ溶解し、半導体結晶基板を溶
解しない融液により保護膜をこの融液に溶け込ま
せる工程と、ひきつづき、この反応炉中で、エピ
タキシヤル成長させる半導体を溶質とする融液に
より、半導体基板上にエピタキシヤル成長半導体
層を生成する工程とを備えるものであり、以下実
施例を用いて詳細に説明する。
第１図ａ〜第１図ｄはこの発明に係る液相エピ
タキシヤル成長方法の一実施例を製造工程順に示
す断面図であり、一例として、第２図に示すよう
に、保護膜としてInGaAsPエピタキシヤル成長
層２を表面に有するインジウム燐（InP）結晶基
板１を用いて、第３図に示すように、インジウム
燐（InP）結晶基板１上に電気的特性の異なるイ
ンジウム燐（InP）エピタキシヤル成長層３を形
成する場合について説明する。同図において、４
はカーボンのスライドボート、５はこのスライド
ボート４に設けた第１の融液溜め、６はこの第１
の融液溜め５に溜めて、保護膜（この実施例では
InGaAsPエピタキシヤル成長層２）を溶かし込
むためのインジウム（In）などの融液、７はスラ
イドボート４に設けた第２の融液溜め、８はこの
第２の融液溜め７に溜めた成長用融液、９は反応
炉である。
タキシヤル成長方法の一実施例を製造工程順に示
す断面図であり、一例として、第２図に示すよう
に、保護膜としてInGaAsPエピタキシヤル成長
層２を表面に有するインジウム燐（InP）結晶基
板１を用いて、第３図に示すように、インジウム
燐（InP）結晶基板１上に電気的特性の異なるイ
ンジウム燐（InP）エピタキシヤル成長層３を形
成する場合について説明する。同図において、４
はカーボンのスライドボート、５はこのスライド
ボート４に設けた第１の融液溜め、６はこの第１
の融液溜め５に溜めて、保護膜（この実施例では
InGaAsPエピタキシヤル成長層２）を溶かし込
むためのインジウム（In）などの融液、７はスラ
イドボート４に設けた第２の融液溜め、８はこの
第２の融液溜め７に溜めた成長用融液、９は反応
炉である。
なお、前記第１の融液溜め５には所定温度にイ
ンジウム（In）の融液６を飽和させるのに充分な
量の例えばインジウム燐（InP）が添加されてい
る。また、第２の融液溜め７にはエピタキシヤル
成長用のインジウム燐（InP）や各種ドーパント
が添加されたインジウム（In）融液８が入れてあ
る。
ンジウム（In）の融液６を飽和させるのに充分な
量の例えばインジウム燐（InP）が添加されてい
る。また、第２の融液溜め７にはエピタキシヤル
成長用のインジウム燐（InP）や各種ドーパント
が添加されたインジウム（In）融液８が入れてあ
る。
次に、上記構成による液相エピタキシヤル成長
方法の製造工程について説明する。まず、第２図
に示すように、保護膜としてInGaAsPエピタキ
シヤル成長層２を有するインジウム燐（InP）結
晶基板１（以下単に試料と言う）をスライドボー
ト４に配置して反応炉９中に入れ、水素雰囲気中
で所定温度に達するまで保持する。通常のインジ
ウム燐（InP）の成長温度（620〜640℃）では
InGaAsP表面は安定であり、この傾向はAs濃度
が高いほど顕著である。したがつて、このような
表面は水素雰囲気中で保持されてもその下のイン
ジウム燐（InP）層は保護されている。次に、第
１図ｂに示すように、スライドボート４上の第１
の融液溜め５および第２の融液溜め７を右方に１
コマ移動すると、インジウム燐（InP）で飽和し
たインジウム（In）の融液６が試料上にかぶさ
る。このとき、保護膜としてのInGaAsPエピタ
キシヤル成長層２はインジウム（In）の融液６中
に溶け出し、固液界面は清浄なインジウム燐
（InP）結晶基板１表面まで達し、溶け出しが停
止する。次に、第１図ｃに示すように、スライド
ボート４上の第１の融液溜め５および第２の融液
溜め７を右方に１コマ移動すると、成長用融液で
あるインジウム（In）融液８が試料（この場合、
清浄なインジウム燐（InP）結晶基板１の表面）
と接触する。そして、所定温度降温して、所望の
厚さのインジウム燐（InP）エピタキシヤル成長
層３が得られた段階で、第１図ｄに示すように、
スライドボート４上の第１の融液溜め５および第
２の融液溜め７を右方に移動し、インジウム
（In）の成長用融液８をぬぐい去り、第３図に示
すように、インジウム燐（InP）のエピタキシヤ
ル成長層３を形成することができる。
方法の製造工程について説明する。まず、第２図
に示すように、保護膜としてInGaAsPエピタキ
シヤル成長層２を有するインジウム燐（InP）結
晶基板１（以下単に試料と言う）をスライドボー
ト４に配置して反応炉９中に入れ、水素雰囲気中
で所定温度に達するまで保持する。通常のインジ
ウム燐（InP）の成長温度（620〜640℃）では
InGaAsP表面は安定であり、この傾向はAs濃度
が高いほど顕著である。したがつて、このような
表面は水素雰囲気中で保持されてもその下のイン
ジウム燐（InP）層は保護されている。次に、第
１図ｂに示すように、スライドボート４上の第１
の融液溜め５および第２の融液溜め７を右方に１
コマ移動すると、インジウム燐（InP）で飽和し
たインジウム（In）の融液６が試料上にかぶさ
る。このとき、保護膜としてのInGaAsPエピタ
キシヤル成長層２はインジウム（In）の融液６中
に溶け出し、固液界面は清浄なインジウム燐
（InP）結晶基板１表面まで達し、溶け出しが停
止する。次に、第１図ｃに示すように、スライド
ボート４上の第１の融液溜め５および第２の融液
溜め７を右方に１コマ移動すると、成長用融液で
あるインジウム（In）融液８が試料（この場合、
清浄なインジウム燐（InP）結晶基板１の表面）
と接触する。そして、所定温度降温して、所望の
厚さのインジウム燐（InP）エピタキシヤル成長
層３が得られた段階で、第１図ｄに示すように、
スライドボート４上の第１の融液溜め５および第
２の融液溜め７を右方に移動し、インジウム
（In）の成長用融液８をぬぐい去り、第３図に示
すように、インジウム燐（InP）のエピタキシヤ
ル成長層３を形成することができる。
このように、エピタキシヤル成長温度におい
て、安定な物質による保護膜を形成あるいは露出
させたのち、この半導体結晶基板を反応炉に挿入
して昇温させ、この保護膜を溶かし込む溶液およ
びエピタキシヤル成長させる化合物半導体を溶質
とする融液を載置して、前記保護膜をこの融液に
溶け込ませたのちに、上記化合物半導体結晶基板
上にエピタキシヤル成長化合物半導体層を形成す
るので、化合物半導体結晶基板が高温の反応炉に
挿入したとき、すでに表面に保護膜が形成されて
いて、この保護膜は液相エピタキシヤル成長直前
まで存在するから、化合物半導体結晶基板の表面
の分解や表面変成層の生成を防止できる。その結
果、滑らかで、しかも熱変成が生じていない化合
物半導体結晶基板上にエピタキシヤル成長化合物
半導体層を形成することができる。
て、安定な物質による保護膜を形成あるいは露出
させたのち、この半導体結晶基板を反応炉に挿入
して昇温させ、この保護膜を溶かし込む溶液およ
びエピタキシヤル成長させる化合物半導体を溶質
とする融液を載置して、前記保護膜をこの融液に
溶け込ませたのちに、上記化合物半導体結晶基板
上にエピタキシヤル成長化合物半導体層を形成す
るので、化合物半導体結晶基板が高温の反応炉に
挿入したとき、すでに表面に保護膜が形成されて
いて、この保護膜は液相エピタキシヤル成長直前
まで存在するから、化合物半導体結晶基板の表面
の分解や表面変成層の生成を防止できる。その結
果、滑らかで、しかも熱変成が生じていない化合
物半導体結晶基板上にエピタキシヤル成長化合物
半導体層を形成することができる。
なお、以上の実施例では基板上に成長させるべ
きエピタキシヤル層としてインジウム燐（InP）
の場合を説明したが、InGaAsPなど、他の化合
物半導体の成長にも利用することができることは
もちろんである。
きエピタキシヤル層としてインジウム燐（InP）
の場合を説明したが、InGaAsPなど、他の化合
物半導体の成長にも利用することができることは
もちろんである。
以上、詳細に説明したように、この発明に係る
液相エピタキシヤル成長方法によれば滑らかでし
かも熱変成が生じない化合物半導体結晶基板上に
エピタキシヤル成長化合物半導体層を平坦に形成
することができる効果がある。
液相エピタキシヤル成長方法によれば滑らかでし
かも熱変成が生じない化合物半導体結晶基板上に
エピタキシヤル成長化合物半導体層を平坦に形成
することができる効果がある。
第１図ａ〜第１図ｄはこの発明に係る液相エピ
タキシヤル成長方法の一実施例を工程順に示す断
面図、第２図は第１図ａのスライドボートに乗せ
る表面に保護膜を有する結晶基板を示す断面図、
第３図は第１図ａ〜第１図ｄの工程によつて得ら
れたエピタキシヤル成長化合物半導体層をもつ化
合物半導体結晶基板を示す断面図である。 １……インジウム燐（InP）結晶基板、２……
InGaAsPエピタキシヤル成長層、３……インジ
ウム燐（InP）エピタキシヤル成長層、４……ス
ライドボート、５……第１の融液溜め、６……融
液、７……第２の融液溜め、８……成長用融液、
９……反応炉。なお、図中、同一符号は同一また
は相当部分を示す。
タキシヤル成長方法の一実施例を工程順に示す断
面図、第２図は第１図ａのスライドボートに乗せ
る表面に保護膜を有する結晶基板を示す断面図、
第３図は第１図ａ〜第１図ｄの工程によつて得ら
れたエピタキシヤル成長化合物半導体層をもつ化
合物半導体結晶基板を示す断面図である。 １……インジウム燐（InP）結晶基板、２……
InGaAsPエピタキシヤル成長層、３……インジ
ウム燐（InP）エピタキシヤル成長層、４……ス
ライドボート、５……第１の融液溜め、６……融
液、７……第２の融液溜め、８……成長用融液、
９……反応炉。なお、図中、同一符号は同一また
は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 前処理により清浄な表面を有する化合物半導
体結晶板の一主面上にインジユムガリウムひ素燐
からなる保護膜を形成する工程と、前記化合物半
導体結晶基板をエピタキシヤル成長用の反応炉に
挿入し、昇温する工程と、前記化合物半導体結晶
基板の成分を飽和させて前記保護膜を溶解し前記
化合物半導体結晶基板を溶解しない融液により、
前記保護膜を溶解する工程と、ひきつづき、前記
反応炉中で、エピタキシヤル成長させる半導体を
溶質とする融液により、前記化合物半導体結晶基
板の一主面上にエピタキシヤル成長半導体層を形
成する工程を含む液相エピタキシヤル成長方法。 ２ 化合物半導体結晶基板及びエピタキシヤル成
長化合物半導体層は、いずれもインジウム燐から
なる特許請求の範囲第１項記載の液相エピタキシ
ヤル成長方法。 ３ 保護膜を溶解する融液とエピタキシヤル成長
させる融液を同一の溶液とし、一たん保護膜を溶
解させ、ひきつづき前記溶液にてエピタキシヤル
成長を行なう特許請求の範囲第１項記載の液相エ
ピタキシヤル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5397781A JPS57167624A (en) | 1981-04-08 | 1981-04-08 | Liquid phase epitaxial growth method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5397781A JPS57167624A (en) | 1981-04-08 | 1981-04-08 | Liquid phase epitaxial growth method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57167624A JPS57167624A (en) | 1982-10-15 |
| JPH0330288B2 true JPH0330288B2 (ja) | 1991-04-26 |
Family
ID=12957693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5397781A Granted JPS57167624A (en) | 1981-04-08 | 1981-04-08 | Liquid phase epitaxial growth method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57167624A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63284878A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-22 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 埋込み活性層をもつレーザダイオードの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51110262A (ja) * | 1975-03-25 | 1976-09-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | Handotaiekisoseichoho |
| JPS55128894A (en) * | 1979-03-27 | 1980-10-06 | Fujitsu Ltd | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
-
1981
- 1981-04-08 JP JP5397781A patent/JPS57167624A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51110262A (ja) * | 1975-03-25 | 1976-09-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | Handotaiekisoseichoho |
| JPS55128894A (en) * | 1979-03-27 | 1980-10-06 | Fujitsu Ltd | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57167624A (en) | 1982-10-15 |
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