JPH033322A - 液相エピタキシャル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシャル成長方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
長において、該エピタキシャル成長層表面の異常成長抑
制による溝状凹部の形成を解消する液相エピタキシャル
成長方法に関する。
づいた溶液からの結晶析出を利用して、結晶基板の主面
上に結晶を成長させるものであって、結晶欠陥の少ない
良質の結晶成長層が得られることから、レーザーダイオ
ード、発光ダイオードなど光デバイスを製造する場合に
多用される。
、単結晶基板とこれに接触する溶液の温度をそのエピタ
キシャル成長過程で、該基板の全面にわたって均等な温
度に制御するのが困難であり、更に溶液の均一攪拌が困
難なために、該エピタキシャル層の成長厚さの均一性が
田なねれ易い、かかる問題点を解決するために、従来次
のような提案があった。
表面と結晶学的な主面とのなす角θが、ストライブ状の
メサの方向と平行な方向における角度を0.5〜2@、
またはこれと垂直な方向にlO′とした基板を用いるこ
とによって、エピタキシャル層厚の面内分布を改善する
技術が開示されている。また、特開昭59−22551
8号公報によれば、基板の主面周縁部にドーナツ状の結
晶基板を接触設置し、主面の周縁部に端成長による突起
を生じさせない技術が開示されている。
GaP化合物半導体単結晶基板を用い、この上にGaP
の液相エピタキシャル成長を行う際、約1100aの成
長を行うと、しばしばその基板の外周部に深さ3〜4μ
m或いは時に10〜50t1mに及ぶ細溝が形成され、
エピタキシャル成長面に複数のミミズのように複雑に曲
がりくねった表面形成が観察される(以下これをミミズ
と称する)、かかるミミズは前述したような細溝である
ので、このミミズを含む領域は、前述の光デバイスの製
造に用いることが出来ないので、解消を必要とする。
P化合物半導体基板にGaP0液相エピタキシヤル成長
を行う際に、その成長表面にミミズが発生しないか、或
いはこの発生を著しく低減する液相エピタキシャル成長
方法を提供することを目的とする。
P化合物半導体基板上にエピタキシャル層を成長させる
液相エピタキシャル成長方法において、該エピタキシャ
ル成長層上に、ミミズ(異常成長抑制部分)発生の初期
段階で、該エピタキシャル成長を中断し、成長溶液を昇
温させて、該エピタキシャル成長層の一部溶解により該
ミミズ(異常成長抑制部分)を溶解除去した後、該エピ
タキシャル成長を再開するものである。
始し、成長層が約60μmを超えるとその除去が不能に
なるので、実際にミミズの生成を肉眼で観察せず、予め
予備テストでミミズの生成開始の厚さまたは時間を求め
、それらを基準に成長溶液の昇温、更に成長開始を行っ
てもよい。
、主面の結晶学的方位が(111)面に対し、8′以下
のオフアングルを有する基板を用いることによってミミ
ズの発生を抑制するものである。
一部溶解によるミミズ発生防止手段は、オフアングルさ
れた基板と併用してもよいことは勿論である。
このため、ミミズを構成する細溝の深さが太き(なると
、エピタキシャル成長表面層のpn接合に一部欠陥を生
じたり、また該接合近傍の発光が不充分となったり、更
に、発光ダイオード製作時に、エピタキシャル成長表面
層への電掻けけに際し、そのオーミック性及びボンダビ
リティ等に対し悪影響を及ぼす、従って、ミミズが完全
にないことが必要であるが、発光ダイオードの発光面積
は、エピタキシャル成長層の全表面積に対して著しく小
さいので、ミミズが成る程度エピタキシャル成長層上に
あっても、主として製造コストの点から許容される。本
願発明者の経験によれば、この許容されるミミズの発生
した面積は全エピタキシャル層表面積の5%程度と見ら
れる。
P化合物半導体単結晶基板上のGaP液相エピタキシャ
ル成長層の表面に発生するミミズの発生状況について添
付図面に基づいて説明しておく、第1図及び第2図はエ
ピタキシャル層りを示したもので、ミミズMは第1図及
び第2図の(1)〜(Vl)の各段階を経て成長してい
くものと考えられる。(りは液相エピタキシャル成長の
初期の段階でエピタキシャル成長縞ρが生成してくる。
lも成長し、そのステップも強くなる。 (III)
ではエピタキシャル層の成長とともに上記成長縞2は二
重線mになる。(■)ではエピタキシャル層はさらに成
長し、上記二重pmは白ミミズMと称される状態まで成
長する。この白ミミズMはいまだ溝が浅いために底で反
射した光は上部に出てくるので黒くはない、これに対し
、(V)及び(Vl)は白ミミズMがさらに成長して黒
ミミズMと称される状態となったことを示すもので、こ
の黒ミミズMは溝が深いために光が上部に出てくること
はなく黒く見える。第2図(V)は普通の黒ミミズMを
平面図で示すもので、この黒ミミズMはエピタキシャル
成長縞に沿って形成されている。第2図(Vl)は強い
黒ミミズMを平面図で示すもので、この黒ミミズ゛Mは
溝がより深くかつ直線化しており、一方の結晶方位にな
らって形成されている。
れらの実施例に限定されるものでないことは勿論である
。
装置を、第3図に概略的に図示した。同図において、!
は基板、2は石英製ホルダーで、基板1を上昇下降する
。3は成長用溶液、4は石英製の容器本体、5は石英製
密閉蓋、6は雰囲気ガスの入口及び出口、7はヒーター
である。
面に対し約10’の傾きをもつGaP化合物半導体基板
(直径約2インチφ、300μm)を取り付け、成長溶
液(Ga中にGaPを3゜3重量%の割合で溶解したも
の)に浸漬し、雰囲気ガスとしては、アルゴンガスを用
いた。第4図のような温度プログラムで、その成長溶液
の加熱冷却を行った。第4図には、縦軸に濃度を示し、
横軸には時間と成長層の対応する厚さを示した。
30℃迄4°C/分で冷却させ、エピタキシャル成長を
行った後に、2℃/分で昇温し、990″Cに保って一
部成長層の溶解除去を行った。
たりのミミズを含む面積を、拡大投影機スクリーン上で
計測した0本実施例における実験は20回繰り返した。
基板及び溶液を用いて、実験を13回繰り返した。その
結果を第1表に示した。
た。その結果を第1表に示した0本実験は、比較実験で
、成長中断と昇温による成長層の溶解除去は行われなか
った。
終了後)の全面積中、ミミズを含む面積Xを計測し、こ
れらエピタキシャル層上のミミズ面積Xを、実験基板枚
数で平均したものである。
最大と最小をいう、第1表に示した結果から明らかな如
く、溶融除去工程を導入することによりミミズが減少す
ることが判明する。比較例は本発明の実施例と比較して
2〜3倍もミミズの発生が大きい。
1とオフアングルのみ異なったGaP化合物半導体単結
晶基板を用い、第6図に示した温度プログラムでエピタ
キシャル成長を行った。ここで、基板のオフアングルは
、1’13’+4′、5’、?’、10’、13’の6
種各3枚を用いた。ミミズを含む面積を同様に測定し、
その結果を第7図に示した。この結果、オフアングルが
8′以下ではミミズを含む面積を基板総面積の5%以下
(表面積では1 cd以下)にすることができた。
長層の表面の渦状の形状、即ちミミズの生成を解消し、
収率の向上及び面取り工数の減少を図ることができるも
のである。
ミズの発生状況を示す摘示側面説明図、第2図は第1図
の上面説明図、第3図は実施例で使用した成長装置の概
略説明図、第4図は実施例1の液相エピタキシャル成長
工程の温度プログラムを示す図面、第5図は実施例2の
液相エピタキシャル成長工程の温度プログラムを示す図
面、第6図は比較例1の液相エピタキシャル成長工程の
温度プログラムを示す図面、第7図は実施例3〜7と比
較例2及び3のオフアングルとミミズを含む面積の相関
を示す図面である。 M・・・・ミミズ、1・・・半導体基板、2−石英製ホ
ルダー
Claims (3)
- (1)GaP化合物半導体基板上にエピタキシャル層を
成長させる液相エピタキシャル成長方法において、該エ
ピタキシャル成長層上に、異常成長抑制部分発生の初期
段階で、該エピタキシャル成長を中断し、その一部溶解
により該異常成長抑制部分を溶解除去した後、該エピタ
キシャル成長を再開することを特徴とする液相エピタキ
シャル成長方法。 - (2)前記エピタキシャル成長層が30〜60μm成長
した後に、これを溶解除去することを特徴とする請求項
(1)記載の液相エピタキシャル成長方法。 - (3)GaP化合物半導体基板上にエピタキシャル層を
成長させる液相エピタキシャル成長方法において、該基
板の主面の結晶学的方位が(111)面とのなす角にお
いて、8′以下であることを特徴とする液相エピタキシ
ャル成長方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1138502A JP2703340B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 液相エピタキシャル成長方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH033322A true JPH033322A (ja) | 1991-01-09 |
JP2703340B2 JP2703340B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15223625
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---|---|---|---|
JP1138502A Expired - Fee Related JP2703340B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2703340B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60254714A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Fujikura Ltd | 絶縁巻線 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS533063A (en) * | 1976-06-29 | 1978-01-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Liquid phase epitaxial growth |
JPS5756399A (en) * | 1980-09-18 | 1982-04-03 | Toshiba Corp | Manufacture of single crystal of compound with high decomposition pressure |
JPS57103314A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-26 | New Japan Radio Co Ltd | Method for liquid phase epitaxial growth |
JPS58107628A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-27 | Nec Corp | 液相エピタキシヤル成長方法 |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1138502A patent/JP2703340B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS533063A (en) * | 1976-06-29 | 1978-01-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Liquid phase epitaxial growth |
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JPS60254714A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Fujikura Ltd | 絶縁巻線 |
JPH047571B2 (ja) * | 1984-05-31 | 1992-02-12 | Fujikura Ltd |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2703340B2 (ja) | 1998-01-26 |
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