JPH051237B2 - - Google Patents

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ヤル成長法に係り、特
にスライドボート法により円形基板上にエピタキ
シヤル成長させる方法に関するものである。

［従来の技術］ GaAs等の化合物半導体のエピタキシヤル成長
法には液相成長法、気相成長法（VPE法）有機
金属熱分解気相成長法（MOCVD法）、分子線エ
ピタキシヤル法（MBE法）等があるが、良質の
結晶層を得るためには液相成長法が最も適してい
る。この液相成長法は成分元素を含んだ溶液に直
接基板を接触させて結晶成長させる方法であり、
さらに基板と溶液との接触のさせ方によつて各種
の方法に分けることができる。その中で第７図に
示すスライドボート法が一般に広く用いられてい
る。

すなわち、基板ホルダ４１の表面に形成されて
いる基板保持用の凹部４１ａ内に基板４２を嵌入
し、この基板４２を基板ホルダ４１と共にボート
４３とメルトホルダ４４との間をスライドさせ
て、基板４２をメルトホルダ４４内に収容されて
いる成長用溶液４５の真下に位置させる。このよ
うにして、基板４２と成長用溶液４５との接触が
なされ、基板４２上に良質の結晶層が形成され
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来、このスライドボート法では（100）面を
上面とした角形状の基板４２が用いられ、角形ウ
エハのみが製造されていた。

しかしながら、既存のシリコン用プロセス装置
では一般に２ないし３インチ（約5.1ないし7.6
cm）サイズの円形ウエハを用いるように構成され
ており、このプロセス装置を用いて効率よく優れ
た半導体素子を製造するために、スライドボート
法によつて円形の基板上にエピタキシヤル成長さ
せた良質の円形ウエハの開発が要求されていた。

ところが、円形基板の加工精度は直径にして±
0.5mmと低く、第８図に示すように円形基板４２
を基板ホルダ４１表面の凹部４１ａ内に嵌入させ
ると、これらの間に隙間５１を生じることが多か
つた。その結果、この状態で結晶成長を行なう
と、この隙間５１に微結晶が成長し、メルトオフ
時に基板４２を基板ホルダ４１と共にスライドせ
ると基板４２の表面に形成された結晶層を上記微
結晶がこすつて表面欠陥を生じやすいという問題
があつた。

また、第９図のように角形基板６１は端面がへ
き開面であり、表面に対して垂直であるので、基
板ホルダの凹部と同一の大きさの角形基板を作成
すれば隙間を生じないで基板を凹部に嵌入させる
ことができる。ところが、円形基板７１では第１
０図のように端面を面取りするために、この面取
りされた面７２における結晶成長を生じ、この結
晶がこすれて更に表面欠陥を大きくする原因とな
つている。

［発明の目的］ 本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を
解消し、円形基板上へ表面欠陥の少ない良質の結
晶層を成長させることができる液相エピタキシヤ
ル成長法を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明は上記目的を達成するために、凹部に嵌
入された円形基板のオリフラ部とは反対側の一端
を凹部の側壁に押し付けつつ円形基板と成長用溶
液とを接触させるものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従つて説明
する。

まず、従来の基板ホルダの凹部に直径の異なる
複数の円形基板を順次嵌入して液相エピタキシヤ
ル成長させたところ、凹部と円形基板との直径の
差が0.5mm以下である場合に表面が鏡面状の良質
のエピタキシヤル層が得られた。そこで、凹部側
壁と円形基板端部との隙間が0.5mm以下となるよ
うに本発明の方法を実施した。

第１図および第２図はそれぞれ本発明の一実施
例に係る液相エピタキシヤル成長法で使用される
基板ホルダの凹部近傍の平面図、側断面図であ
る。基板ホルダ１の表面には円形基板２の厚さと
等しい深さを有する基板保持用の凹部１ａが形成
されている。この凹部１ａは円形基板２を保持す
るための円形部と、この円形部に連接し角形のダ
ミー基板３を保持するための矩形部とからなつて
いる。

このような基板ホルダ１を用いて円形基板２に
エピタキシヤル成長させる方法を述べる。

まず、基板ホルダ１の凹部１ａの円形部内に円
形基板２を嵌入する。このとき、円形基板２のオ
リフラ部２ａが凹部１ａの矩形部を臨むように位
置させる。さらに、この矩形部に円形基板２と同
じ厚さを有し正確にへき開した角形のダミー基板
３を嵌入する。これにより、ダミー基板３は円形
基板２のオリフラ部２ａに係合し、円形基板２が
オリフラ部２ａとは反対側へ押し付けられる。こ
のようにして、円形基板２の端面における凹部１
ａ壁面との隙間を0.2mm以下とすることができた。

次に、この円形基板２を基板ホルダ１と共にス
ライドさせてメルトホルダ（図示せず）内に収容
されている成長用溶液の真下に位置させることに
より、円形基板２と成長用溶液との接触が行なわ
れ、円形基板２上にエピタキシヤル成長がなされ
る。その後、再び、円形基板４は基板ホルダ１と
共にスライドされメルトオフされる。

このようにして、GaAs円形基板上にGaAs層
を厚さ5μｍ成長させたところ、表面状態の良好
なエピタキシヤル層が際限性よく得られた。

第３図、第４図は第２の実施例で使用される基
板ホルダの平面図および側断面図である。この実
施例は、第１図のダミー基板３を嵌入する代わり
に基板ホルダ１１の凹部１１ａに矩形部内をスラ
イドすることができる矩形の押え治具１２を設
け、円形部内に嵌入された円形基板２のオリフラ
部２ａに押え治具１２を係合させて円形基板２を
前方に押し付けつつ押え治具１２をビス１３によ
つて固定するものである。このようにして、円形
基板２の端面における凹部１１ａの壁面との隙間
を再現性よく0.1mm以下にすることができ、第１
図および第２図に示した第１の実施例と同様に良
質のエピタキシヤル層を成長させることができ
た。

さらに、第３の実施例を第５図および第６図の
平面図および側断面図を用いて説明する。この実
施例は上記した第１、第２の実施例を組み合わせ
たものであり、円形基板２のオリフラ部２ａに角
形のダミー基板２１を係合させ、さらにこのダミ
ー基板２１にスライド可能の押え治具２２を係合
させて、押え治具２２によりダミー基板２１を介
して円形基板２を前方に押し付けつつ押え治具２
２をビス２３で基板ホルダ２４の凹部内に固定す
る。このようにすれば、従来円形基板のオリフラ
部に発生していたメルト残りをダミー基板上に移
すことができ、より良質のエピタキシヤル層を成
長させることが可能となる。

なお、本発明の方法はGaAsを含む−族化
合物半導体、GaAlAs等の混晶化合物半導体、
−族化合物半導体とその混晶などの液相エピタ
キシヤル成長に適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次のごと
き優れた効果を発揮する。

(1) 円形基板を基板ホルダの凹部側壁に押し付け
ることにより、円形基板と凹部側壁との間の隙
間を最小とすることができる。従つて、液相エ
ピタキシヤル成長法を用いて円形基板上に良質
のエピタキシヤル層を成長させることが可能と
なる。

(2) 良好な表面状態の円形ウエハが得られるの
で、既存のプロセス装置を用いて効率よく優れ
た半導体素子を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る
液相エピタキシヤル成長法で使用される基板ホル
ダの平面図および側断面図、第３図および第４図
は第２の実施例で使用される基板ホルダの平面図
および側断面図、第５図および第６図は第３の実
施例で使用される基板ホルダの平面図および側断
面図、第７図はスライドボート法を示す説明図、
第８図ないし第１０図は従来技術の問題点を示す
説明図である。 図中、１，１１および２４は基板ホルダ、１ａ
および１１ａは凹部、２は円形基板、２ａはオリ
フラ部、３および２１はダミー基板、１２および
２２は押え治具、１３および２３はビスである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スライドボート法で基板ホルダ表面の基板保
   持用凹部を嵌入された円形基板上に成長用溶液を
   接触させてエピタキシヤル成長させる方法におい
   て、上記凹部に嵌入された円形基板のオリフラ部
   とは反対側の一端を上記凹部の側壁に押し付けつ
   つ上記円形基板と上記成長用溶液とを接触させる
   ことを特徴とする液相エピタキシヤル成長法。 ２ 上記円形基板が、上記凹部の直径との差が
   0.5mm以下である直径を有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の液相エピタキシヤル
   成長法。 ３ 上記円形基板の一端の押し付けが、角形のダ
   ミー基板を上記円形基板のオリフラ部に係合する
   ように上記凹部に嵌入させることによりなされる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の液相エピタキシヤル成長法。 ４ 上記円形基板の一端の押し付けが、ビスによ
   つて上記基板ホルダに固定できる可動押え治具を
   上記円形基板のオリフラ部に係合させて固定する
   ことによりなされることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の液相エピタキシ
   ヤル成長法。 ５ 上記押え治具が、上記円形基板のオリフラ部
   との係合部に角形のダミー基板を備えていること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の液相エ
   ピタキシヤル成長法。