JPH0331676B2 - - Google Patents

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JPH0331676B2
JPH0331676B2 JP14136682A JP14136682A JPH0331676B2 JP H0331676 B2 JPH0331676 B2 JP H0331676B2 JP 14136682 A JP14136682 A JP 14136682A JP 14136682 A JP14136682 A JP 14136682A JP H0331676 B2 JPH0331676 B2 JP H0331676B2
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JP
Japan
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melt
growth
reservoirs
reservoir
slit
Prior art date
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Application number
JP14136682A
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English (en)
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JPS5930796A (ja
Inventor
Takuo Takenaka
Shinji Kaneiwa
Morichika Yano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP14136682A priority Critical patent/JPS5930796A/ja
Publication of JPS5930796A publication Critical patent/JPS5930796A/ja
Publication of JPH0331676B2 publication Critical patent/JPH0331676B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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】
本発明は液相成長装置に関し、更に詳しくは、
スライド方式の液相成長法の為の装置に関する。 一般に、液相エピタキシヤル成長をスライド方
式によつて形成する場合、カーボン製のスライド
ボードに設けられた融液溜内にエピタキシヤル成
長用の融液を入れ、これを基板を保持する固定台
に対してスライドさせて、その基板と表面にエピ
タキシヤル層を成長させる。このとき、融液溜内
に入れられた融液は、成長系に残留した水分や酸
素との反応により表面に酸化膜を形成したり、ま
た成長中の温度降下によつて表面に多結晶の殻皮
を形成する。このような酸化膜や殻皮は、基板表
面での成長に際して不成長領域(ピンホール)の
核となつて鏡面で均質な成長を阻害したり、成長
表面に汚染物として残留し、このような表面状態
の上の引き続いてエピタキシヤル成長を施すと成
長異常部分は増々拡大されて、素子製作工程の歩
留低下の原因となつている。 以上のような不具合を解消する為に、従来次に
示すような種々の対策が講じられてきたが、いず
れも満足し得るものではない。例えば、第1図に
断面図で示す従来例装置では、スライダ1に設け
られた融液溜2内の融液Lが固定板3上の基板S
配設位置にスライドする途中において、固定板3
に設けられたスリツト4によつて融液L底部を引
つかけ固定台5に設けた排液溜6に落し込むよう
構成したが、この方式では融液Lの底部のみ清浄
化されるにとどまり、鏡面成長に対する再現性が
悪く、また同一のスリツト4をスライダ1に設け
られた全融液溜2…2内の各融液が通過する為、
各融液が他と混合する欠点を持つている。第2図
aに平面図、同bに断面図で示す従来例装置は、
いわゆる注入方式と呼ばれ、この方式では融液溜
11…11が設けられた上部スライダ12と、そ
れに同期してスライドし各融液溜11に対応して
その下方に成長融液溜13…13を備えた下部ス
ライダ14を設け、その上部および下部スライダ
12および14の間に、スリツト15を形成した
固定板16を配設し、融液溜11および成長融液
溜13がスリツト15の配設位置に停止した時荷
重17によつて融液Lをスリツト15を介して成
長融液溜13内に注入し、その成長融液溜13内
に注入された融液Lを固定台18に保持された基
板S表面に成長させる。この装置によれば、融液
Lが成長融液溜13内に注入される際に酸化膜や
殻皮が上の融液溜11に残留して清浄化され、鏡
面で均質な成長層が得られる反面、融液混合の問
題点は上述の第1図に示す装置よりも悪化する傾
向にある。 そこで、本発明者らは上述の第2図の従来装置
を改良して、第3図に平面図を示すような装置を
考案した(未公知)。すなわち、注入の為のスリ
ツト21を2個設け(21A,21B)、ある融
液溜22A(22B)内の融液は一方のスリツト
21A(21B)を介してのみ対応する成長融液
溜23A(23B)内に注入されるよう構成した。
この装置によれば、例えばp型ドーパントとn型
ドーパントによつて使用するスリツトを区別する
こと、あるいはGaAsとGaAlAsによつて使用す
るスリツトと区別することができる。しかしこの
方式によれば最大2種類しか区別できず、レーザ
素子のような多層成長の場合には対応できない。
また、この方式によつて多層成長を試みても0.1μ
m以下の薄層の場合にはAl混晶比分布や伝導型
の均一性と再現性に問題があつて、融液混合の影
響を取除くことは難しい。 本発明は上記に鑑みなされたもので、多層成長
の場合における融液混合をなくし、かつ、成長層
全面に鏡面を得ることのできる液相成長装置の提
供を目的とする。 以下、図面に基づいて本発明実施例を説明す
る。第4図aは本発明実施例の平面図、同bはそ
のb−b断面図、同c,d,eはそれぞれのc−
c,d−d,e−e断面図である。 第1、第2、第3…の融液溜31a,31b,
31c…を備えた上部スライダ32と第1、第
2、第3…の成長融液溜33a,33b,33c
…を備えた下部スライダ34は同期してスライド
し、各融液溜31a,31b,31c…は各成長
融液溜33a,33b,33c…とそれぞれ対応
するようそれぞれの真上に設けられている。各融
液溜31a,31b,31c…にはそれぞれ底部
に開口部31′a,31′b,31′c…が形成さ
れ、この各開口部31′a,31′b,31′c…
はそれぞれ上部および下部スライダ32および3
4のスライド方向に直交する方向に対して配置位
置をずらせて形成されており、スライド時におい
て互いの軌跡が他の軌跡と接しないよう構成され
ている。また、各成長融液溜33a,33b,3
3c…の上部にはそれぞれ開口部33′a,3
3′b,33′c…が形成されており、これらの配
設位置もそれぞれ対応する各融液溜31a,31
b,31c…の底部開口部31′a,31′b,3
1′c…の直下にくるよう同様なる関係を有して
いる。上部スライダ32と下部スライダ34との
間には固定板35が設けられ、この固定板35の
上部および下部スライダ32および34スライド
時における各融液溜31a,31b,31c…進
路上には、融液溜31a,31b,31c…配設
数と同数の第1、第2、第3…のスリツト36
a,36b,36c…が形成されており、この各
スリツト36a,36b,36c…の配設位置
は、上述の融液溜底部開口部31′a,31′b,
31′c…および成長融液溜上部開口部33′a,
33′b,33′c…にそれぞれ対応する関係を有
し、すなわち、例えば第1の融液溜31aおよび
第1の成長融液溜33aがスリツト上に到来した
とき、第1のスリツト36aのみを介して底部開
口部31′aと上部開口部33′aが連通するよう
構成されている。なお、下部スライド34の各成
長融液溜33a,33b,33c…の底部は全面
にわたつて開口しており、下部スライド34下方
に設けられた固定台37の上面に保持された基板
S上において、融液がその基板S表面と接するよ
う構成されている。また、各融液溜31a,31
b,31c…がスリツト上に停止したときに、各
融液溜31a,31b,31c…内の各融液L1
L2,L3…が対応する各成長融液溜33a,33
b,33c…内に注入されるよう、各融液L1
L2,L3…に対して荷重38が加わるよう構成さ
れている。 次に作用を述べる。上部および下部スライド3
2および34がスライドして第1の融液溜および
成長融液溜31aおよび33aがスリツト上に停
止すると、荷重38の作用によつて第1の融液
L1が第1のスリツト36aを介して第1の成長
融液溜33a内に注入される。このとき第1の融
液L1は、その酸化膜および殻皮が第1の融液溜
31a内に残留する為清浄化される。更にスライ
ドして基板S上に第1の成長融液溜33aが到来
してここで第1層目の成長層が形成さる。次に第
2の融液溜および成長融液溜31bおよび33b
がスリツト上に停止すると同様に第2の融液L2
が第2のスリツト36bを介して第2の成長融液
溜33b内に注入され、同様に基板S上に第2層
目の成長層が形成される。以下同様にして多層の
成長層が基板S上に形成されていく。各融液溜3
1a,31b,31c…内の各融液L1,L2,L3
…が各スリツト36a,36b,36c…を介し
て各成長融液溜33a,33b,33c…内に注
入されるとき、それぞれ対応するスリツト以外の
スリツトは融液溜の底部と成長融液溜の天井部に
より隠されている為、各融液L1,L2,L3…は互
いに接しないので混合することはない。 次に、上述の本発明実施例を用いて、DH構造
のInGaPAs/GaAlAs系可視レーザ素子の成長を
実施した例を記す。なお、この素子の成長はGa
融液とIn融液を含む為、液相法によつては最も因
難とされている。 上部スライド上の各融液溜の寸法を14mm×14mm
とし、スリツト寸法を下記第1表の如く構成し
た。
【表】 なお、荷重は5grとし、第3スリツトおよび第
4スリツトはそれぞれ活性層の成長時間が短かい
為およびGaAsのポリの殻皮が硬い為、注入され
にくいので他よりも広くスリツト寸法を取つた。 この結果、n−GaAs基板上へのエピタキシヤ
ル層は700℃において次の第2表に示す如くであ
つた。成長したDHウエハ表面はエツジグロース
部分を除いて完全に鏡面であり、Ga融液とIn融
液の混合は全く見られなかつた。
【表】 またホトルミネセンスにおける評価結果も
In0.38Ga0.62P0.78As0.22の組成が全面で均一で
あることを示した。 一方、従来法によつて成長したDHウエハ表面
では、各所に成長異常が観察されたり、融液を引
きずつたような連続的な欠陥が観察され、融液の
残留や混合が生じていることを示していた。また
ホトルミネセンスの評価でも非発光領域の存在や
発光波長のバラツキが観察された。 以上説明したように、本発明によれば、融液の
残留や混合がなく。全面が鏡面でかつ均質な成長
層を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例装置の断面図、第2図a,bは
従来の注入方式装置の平面図および断面図、第3
図は同様に他の従来の注入方式装置の平面図、第
4図aは本発明実施例の平面図、bはそのb−b
断面図、c,d,eはそれぞれのc−c,d−
d,e−e断面図である。 31a,31b,31c……第1、第2および
第3の融液溜、31a,31b,31c……底部
開口部、32……上部スライダ、33a,33
b,33c……第1、第2および第3の成長融液
溜、33a,33b,33c……上部開口部、3
4……下部スライダ、35……固定板、36a,
36b,36c……第1、第2および第3のスリ
ツト、37……固定台、38……荷重、L1,L2
L3……第1、第2および第3の融液、S……基
板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エピタキシヤル層を形成すべき基板を上面に
    保持する固定台と、その固定台の上方に摺動自在
    に設けられエピタキシヤル成長用融液を溜める融
    液溜を摺動方向に沿つて複数個有し、かつ、その
    各融液溜の底部に開口部が形成された上部スライ
    ダと、その上部スライダと上記固定台との間に上
    記上部スライダと同期して摺動するよう設けられ
    上記各融液溜に対応してそれらの下方に設けられ
    た複数個の成長融液溜を有し、かつ、その各成長
    融液溜の上部および底部に開口部が形成された下
    部スライダと、上記上部および下部スライダの間
    に介在し上記融液溜および成長融液溜の進路上に
    スリツトを形成してなる固定板と、上記各融液溜
    内の融液に圧力を付加する手段を備え、上記上部
    および下部スライダの摺動変位により、上記スリ
    ツト配設位置において上記圧力付加によつて上記
    各融液溜内の融液を上記スリツトを介してそれぞ
    れ対応する上記各成長融液溜内に注入し、上記基
    板配設位置において上記各成長融液溜内の融液を
    上記基板上に順次成長させて多層エピタキシヤル
    成長層を形成する装置において、上記固定板の上
    記スリツトを上記各融液溜に対応して複数個設
    け、上記各融液溜内の融液がそれぞれ対応する上
    記各スリツトを介して対応する上記各成長融液溜
    内に注入され、それぞれの融液が他と混合しない
    ような位置関係で上記各融液溜の底部開口部、上
    記各成長融液溜の上部開口部および上記各スリツ
    トを配設したことを特徴とする液相成長装置。
JP14136682A 1982-08-13 1982-08-13 液相成長装置 Granted JPS5930796A (ja)

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JPS5930796A JPS5930796A (ja) 1984-02-18
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JPS60246296A (ja) * 1984-05-21 1985-12-05 Sharp Corp 半導体素子の製造装置
JP4649809B2 (ja) * 2001-09-25 2011-03-16 パナソニック株式会社 液相エピタキシャル成長装置

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