JPH05345700A - 炭化ケイ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置 - Google Patents
炭化ケイ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置Info
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- JPH05345700A JPH05345700A JP15366792A JP15366792A JPH05345700A JP H05345700 A JPH05345700 A JP H05345700A JP 15366792 A JP15366792 A JP 15366792A JP 15366792 A JP15366792 A JP 15366792A JP H05345700 A JPH05345700 A JP H05345700A
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳｉＣ基板上に結晶性のよいＳｉＣエピタキ
シャル層を形成できる炭化ケイ素単結晶の液相エピタキ
シャル成長装置を提供することを目的とする。 【構成】 温度勾配をもつケイ素融液６が充填された黒
鉛ルツボと、前記ルツボの外側に配設された高周波誘導
加熱コイル７と、前記ケイ素融液６中の低温部に基板ホ
ルダ８により保持された炭化ケイ素単結晶基板９とを備
えた炭化ケイ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置に
おいて、前記ルツボ２内の前記ケイ素融液６の高温部と
低温部の間に遮蔽体１０を設ける。
シャル層を形成できる炭化ケイ素単結晶の液相エピタキ
シャル成長装置を提供することを目的とする。 【構成】 温度勾配をもつケイ素融液６が充填された黒
鉛ルツボと、前記ルツボの外側に配設された高周波誘導
加熱コイル７と、前記ケイ素融液６中の低温部に基板ホ
ルダ８により保持された炭化ケイ素単結晶基板９とを備
えた炭化ケイ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置に
おいて、前記ルツボ２内の前記ケイ素融液６の高温部と
低温部の間に遮蔽体１０を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭化ケイ素単結晶基板上
に炭化ケイ素単結晶をエピタキシャル成長させる炭化ケ
イ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置に関する。
に炭化ケイ素単結晶をエピタキシャル成長させる炭化ケ
イ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）は、耐熱
性及び機械的強度に優れ、放射線に対して強いなどの物
理的、化学的性質から耐環境性半導体材料として注目さ
れている。
性及び機械的強度に優れ、放射線に対して強いなどの物
理的、化学的性質から耐環境性半導体材料として注目さ
れている。
【０００３】しかもＳｉＣ結晶は間接遷移型のIV−IV化
合物であり、ＳｉＣ結晶は３Ｃ形、４Ｈ形、６Ｈ形、１
５Ｒ形等各種の結晶多形が存在し、その禁制帯幅は２．
４〜３．３ｅＶと広範囲に亘ると共に、ｐ型及びｎ型の
結晶が得られ、ｐｎ接合の形成が容易であることから、
赤色から青色までのすべての波長範囲の可視光を発する
発光ダイオード材料として有望視され、なかでも室温に
おいて約３ｅＶの禁制帯幅を有するα型６Ｈ（ヘキサゴ
ナール）タイプのＳｉＣ結晶は、青色発光ダイオードの
材料として用いられている。
合物であり、ＳｉＣ結晶は３Ｃ形、４Ｈ形、６Ｈ形、１
５Ｒ形等各種の結晶多形が存在し、その禁制帯幅は２．
４〜３．３ｅＶと広範囲に亘ると共に、ｐ型及びｎ型の
結晶が得られ、ｐｎ接合の形成が容易であることから、
赤色から青色までのすべての波長範囲の可視光を発する
発光ダイオード材料として有望視され、なかでも室温に
おいて約３ｅＶの禁制帯幅を有するα型６Ｈ（ヘキサゴ
ナール）タイプのＳｉＣ結晶は、青色発光ダイオードの
材料として用いられている。
【０００４】そして、通常ＳｉＣ単結晶の製造方法は液
相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）の一種であるディ
ップ法により行われ、例えば雑誌「電子技術」の第２６
巻，第１４号，第１２８頁〜第１２９頁，１９８４年に
記載されているような装置が用いられる。
相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）の一種であるディ
ップ法により行われ、例えば雑誌「電子技術」の第２６
巻，第１４号，第１２８頁〜第１２９頁，１９８４年に
記載されているような装置が用いられる。
【０００５】即ち、この種の液相エピタキシャル成長装
置は、例えば図３に示すように構成される。
置は、例えば図３に示すように構成される。
【０００６】同図においては、１は二重構造の石英管で
あり、内側管壁と外側管壁との間を、同図中の実線矢印
に示すように、上方へ冷却水が流通されている。
あり、内側管壁と外側管壁との間を、同図中の実線矢印
に示すように、上方へ冷却水が流通されている。
【０００７】２は反応管１内に配設され底部が黒鉛支持
棒３の上端部に固定されて支持された黒鉛ルツボ、４は
ルツボ２の上面開口を閉塞した透孔４ａを有する蓋体、
５はルツボ２の外側に設けられた黒鉛からなる熱シール
ド体、６はルツボ２内に充填されたケイ素（Ｓｉ）融
液、７は反応管１の外側に配設された高周波誘導加熱コ
イル、８は下端部が透孔４ａを介してルツボ２内に挿入
されＳｉ融液６中に浸漬された黒鉛からなる棒状の基板
ホルダ、９はホルダ８の下端部の切り込み８ａに固定さ
れた例えば６Ｈ形または４Ｈ形のＳｉＣ単結晶基板であ
り、Ｓｉ融液６中に保持されている。
棒３の上端部に固定されて支持された黒鉛ルツボ、４は
ルツボ２の上面開口を閉塞した透孔４ａを有する蓋体、
５はルツボ２の外側に設けられた黒鉛からなる熱シール
ド体、６はルツボ２内に充填されたケイ素（Ｓｉ）融
液、７は反応管１の外側に配設された高周波誘導加熱コ
イル、８は下端部が透孔４ａを介してルツボ２内に挿入
されＳｉ融液６中に浸漬された黒鉛からなる棒状の基板
ホルダ、９はホルダ８の下端部の切り込み８ａに固定さ
れた例えば６Ｈ形または４Ｈ形のＳｉＣ単結晶基板であ
り、Ｓｉ融液６中に保持されている。
【０００８】尚、反応管１内を図中の一点鎖線矢印のよ
うに、上方へ雰囲気ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスが
流通されている。
うに、上方へ雰囲気ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスが
流通されている。
【０００９】そして、高周波誘導加熱コイル７の高周波
によりルツボ２を誘導加熱し、例えば約１７００℃の結
晶成長温度までＳｉ融液６を加熱すると共に、Ｓｉ融液
６に図４に示す上下方向への温度勾配を形成する。尚、
図４中の距離ＳはＳｉ融液の液面の位置を示し、距離Ｈ
はＳｉ融液内の最高温度位置を示す。
によりルツボ２を誘導加熱し、例えば約１７００℃の結
晶成長温度までＳｉ融液６を加熱すると共に、Ｓｉ融液
６に図４に示す上下方向への温度勾配を形成する。尚、
図４中の距離ＳはＳｉ融液の液面の位置を示し、距離Ｈ
はＳｉ融液内の最高温度位置を示す。
【００１０】そして、前記基板９をこのＳｉ融液６中の
ルツボ２の底部側低温部に一定時間浸漬保持することに
より、基板９の表面に６Ｈ形のＳｉＣ単結晶がエピタキ
シャル成長する。
ルツボ２の底部側低温部に一定時間浸漬保持することに
より、基板９の表面に６Ｈ形のＳｉＣ単結晶がエピタキ
シャル成長する。
【００１１】このとき、上記温度勾配が設けられたＳｉ
融液６中の高温部で炭素原子が加熱されたルツボ２から
溶け込み、Ｓｉ融液６中での拡散、対流などによりＳｉ
融液６中の低温部に輸送され、該低温部にて飽和濃度以
上の炭素原子が析出してＳｉと反応し、基板９の表面に
ＳｉＣエピタキシャル層が成長する。
融液６中の高温部で炭素原子が加熱されたルツボ２から
溶け込み、Ｓｉ融液６中での拡散、対流などによりＳｉ
融液６中の低温部に輸送され、該低温部にて飽和濃度以
上の炭素原子が析出してＳｉと反応し、基板９の表面に
ＳｉＣエピタキシャル層が成長する。
【００１２】ところで、このようなＳｉＣエピタキシャ
ル層の液相エピタキシャル成長過程において、ＳｉＣエ
ピタキシャル層の成長速度はルツボ２内のＳｉ融液６の
上下方向の温度勾配、即ち相対的な温度分布が重要な意
味をもつており、近似的に次式で表される。
ル層の液相エピタキシャル成長過程において、ＳｉＣエ
ピタキシャル層の成長速度はルツボ２内のＳｉ融液６の
上下方向の温度勾配、即ち相対的な温度分布が重要な意
味をもつており、近似的に次式で表される。
【００１３】 Ｒ＝ｋ×｛Ｓ（Ｔ1）−Ｓ（Ｔ2）｝ ・・・ （１） ここで、ＲはＳｉＣの成長速度、Ｔ1はＳｉ融液内の高
温部の温度、Ｔ2はＳｉ融液内の低温部（基板位置）の
温度、Ｓ（Ｔ）は温度Ｔに対する炭素原子のＳｉ融液へ
の飽和濃度、そしてｋは定数である。
温部の温度、Ｔ2はＳｉ融液内の低温部（基板位置）の
温度、Ｓ（Ｔ）は温度Ｔに対する炭素原子のＳｉ融液へ
の飽和濃度、そしてｋは定数である。
【００１４】この式（１）から明らかなように、Ｓｉ融
液６の低温部と高温部との温度差（Ｔ1−Ｔ2）が大きい
と、ＳｉＣ単結晶の成長速度Ｒは大きくなり、成長層の
結晶性が悪くなる。この結果、発光ダイオード等を作成
する場合に発光出現率等が低下して歩留まりが悪くなる
といった問題があった。
液６の低温部と高温部との温度差（Ｔ1−Ｔ2）が大きい
と、ＳｉＣ単結晶の成長速度Ｒは大きくなり、成長層の
結晶性が悪くなる。この結果、発光ダイオード等を作成
する場合に発光出現率等が低下して歩留まりが悪くなる
といった問題があった。
【００１５】この問題を解決するためには、基板をＳｉ
融液６の高温部に近い側に浸漬するようにすればよい
が、この浸漬位置の場合にはルツボ２の内壁側が非常に
高温であり、メルトバック領域となるので、ルツボの中
央領域でのみしか良好なＳｉＣエピタキシャル成長がで
きなかった。このため大面積の基板全域に結晶性のよい
ＳｉＣエピタキシャル層を形成できず、効率よくＳｉＣ
エピタキシャル層を形成できないといった問題があっ
た。
融液６の高温部に近い側に浸漬するようにすればよい
が、この浸漬位置の場合にはルツボ２の内壁側が非常に
高温であり、メルトバック領域となるので、ルツボの中
央領域でのみしか良好なＳｉＣエピタキシャル成長がで
きなかった。このため大面積の基板全域に結晶性のよい
ＳｉＣエピタキシャル層を形成できず、効率よくＳｉＣ
エピタキシャル層を形成できないといった問題があっ
た。
【００１６】また、これらの問題を解決するために、本
願出願人は実開昭６３−３３６２３号（Ｈ０１Ｌ ２１
／２０８、Ｈ０１Ｌ ３３／００）公報にルツボ底部に
保温ディスクを設ける様にしてＳｉ融液の温度勾配を調
節できる成長装置を開示している。しかしながら、斯る
装置はその構造が複雑であり、取扱いが繁雑になるとい
った問題があった。
願出願人は実開昭６３−３３６２３号（Ｈ０１Ｌ ２１
／２０８、Ｈ０１Ｌ ３３／００）公報にルツボ底部に
保温ディスクを設ける様にしてＳｉ融液の温度勾配を調
節できる成長装置を開示している。しかしながら、斯る
装置はその構造が複雑であり、取扱いが繁雑になるとい
った問題があった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は結晶
性のよいＳｉＣエピタキシャル層を形成できる炭化ケイ
素単結晶の液相エピタキシャル成長装置を提供すること
が目的である。
性のよいＳｉＣエピタキシャル層を形成できる炭化ケイ
素単結晶の液相エピタキシャル成長装置を提供すること
が目的である。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の炭化ケイ素単結
晶の液相エピタキシャル成長装置は、温度勾配をもつケ
イ素融液が充填された黒鉛ルツボと、該ルツボの外側に
配設された高周波誘導加熱コイルと、前記ケイ素融液中
の低温部に基板ホルダにより保持され、浸漬した炭化ケ
イ素単結晶基板とを備えた炭化ケイ素単結晶の液相エピ
タキシャル成長装置において、前記ルツボ内の炭化ケイ
素単結晶基板を配置した低温部と、その低温部と離間し
た高温部との間に遮蔽体を設けたことを特徴とする。
晶の液相エピタキシャル成長装置は、温度勾配をもつケ
イ素融液が充填された黒鉛ルツボと、該ルツボの外側に
配設された高周波誘導加熱コイルと、前記ケイ素融液中
の低温部に基板ホルダにより保持され、浸漬した炭化ケ
イ素単結晶基板とを備えた炭化ケイ素単結晶の液相エピ
タキシャル成長装置において、前記ルツボ内の炭化ケイ
素単結晶基板を配置した低温部と、その低温部と離間し
た高温部との間に遮蔽体を設けたことを特徴とする。
【００１９】
【作用】上述のようにルツボ内の前記ケイ素融液の高温
部と低温部の間に遮蔽体を設けると、Ｓｉ融液内の高温
部から低温部への炭素原子の拡散、対流などによる輸送
を遮蔽体で妨げることができるので、ＳｉＣエピタキシ
ャル層の成長速度を小さくできる。
部と低温部の間に遮蔽体を設けると、Ｓｉ融液内の高温
部から低温部への炭素原子の拡散、対流などによる輸送
を遮蔽体で妨げることができるので、ＳｉＣエピタキシ
ャル層の成長速度を小さくできる。
【００２０】
【実施例】次に、本発明の第１実施例に係る炭化ケイ素
単結晶の液相エピタキシャル成長装置に用いる要部断面
を示す図１（ａ）及び図１（ａ）の破線Ａ−Ａ´の断面
を示す図１（ｂ）を用いて詳細に説明する。図１におい
て、従来例を示す図３と同一記号には同一のものもしく
は対応するものを示し、ルツボ２周辺部は図３と同様で
あり省略する。尚、本装置においてもＳｉ融液は先の図
４と同じ温度勾配に設定されている。
単結晶の液相エピタキシャル成長装置に用いる要部断面
を示す図１（ａ）及び図１（ａ）の破線Ａ−Ａ´の断面
を示す図１（ｂ）を用いて詳細に説明する。図１におい
て、従来例を示す図３と同一記号には同一のものもしく
は対応するものを示し、ルツボ２周辺部は図３と同様で
あり省略する。尚、本装置においてもＳｉ融液は先の図
４と同じ温度勾配に設定されている。
【００２１】本実施例装置が従来例を示す図３と異なる
点は、ルツボ２の内壁に炭素原子の拡散、輸送等を妨げ
る例えば厚み１〜２ｍｍの黒鉛からなる板状遮蔽体１０
を構設した点である。
点は、ルツボ２の内壁に炭素原子の拡散、輸送等を妨げ
る例えば厚み１〜２ｍｍの黒鉛からなる板状遮蔽体１０
を構設した点である。
【００２２】斯る遮蔽体１０は基板ホルダ８との間に数
ｍｍ、例えば１ｍｍ程度の隙間をなす基板ホルダ用貫通
孔１０ａを持ち、該隙間を通って炭素原子及びＳｉ融液
が拡散、対流等により輸送が行われる。
ｍｍ、例えば１ｍｍ程度の隙間をなす基板ホルダ用貫通
孔１０ａを持ち、該隙間を通って炭素原子及びＳｉ融液
が拡散、対流等により輸送が行われる。
【００２３】前記遮蔽体１０及び基板９は図４に示す点
Ｈ（高温部）の位置より下側、即ち遮蔽体１０はＳｉ融
液６の高温部と低温部の間に位置し、且つ該基板９は遮
蔽体１０より下側の低温部に配置される。
Ｈ（高温部）の位置より下側、即ち遮蔽体１０はＳｉ融
液６の高温部と低温部の間に位置し、且つ該基板９は遮
蔽体１０より下側の低温部に配置される。
【００２４】本装置と遮蔽体を設けない以外は同じであ
る従来装置を用いて、それぞれ成長温度約１７００℃で
ｎ型ＳｉＣ基板上に層厚約８μｍのｎ型ＳｉＣエピタキ
シャル層、層厚約８μｍのｐ型ＳｉＣエピタキシャル層
をこの順序に形成した青色発光ダイオード素子（青色Ｌ
ＥＤ）を形成した。
る従来装置を用いて、それぞれ成長温度約１７００℃で
ｎ型ＳｉＣ基板上に層厚約８μｍのｎ型ＳｉＣエピタキ
シャル層、層厚約８μｍのｐ型ＳｉＣエピタキシャル層
をこの順序に形成した青色発光ダイオード素子（青色Ｌ
ＥＤ）を形成した。
【００２５】ここで、基板９としては６Ｈ形のｎ型Ｓｉ
Ｃ単結晶を用い、該基板９の（０００−１）面（炭素
面）から５°傾斜した面を結晶成長面とした。ｎ型、ｐ
型用ドーパントとしては、それぞれ窒素（Ｎ）、アルミ
ニウム（Ａｌ）を用い、前記ｎ型層には発光中心となる
ドナ・アクセプタペアを形成するために窒素と同時に、
ｐ型に反転しない程度のＡｌも用い、ｎ型、ｐ型ＳｉＣ
エピタキシャル層を形成する際に前記ドーパントを入れ
たＳｉ融液を用いた。
Ｃ単結晶を用い、該基板９の（０００−１）面（炭素
面）から５°傾斜した面を結晶成長面とした。ｎ型、ｐ
型用ドーパントとしては、それぞれ窒素（Ｎ）、アルミ
ニウム（Ａｌ）を用い、前記ｎ型層には発光中心となる
ドナ・アクセプタペアを形成するために窒素と同時に、
ｐ型に反転しない程度のＡｌも用い、ｎ型、ｐ型ＳｉＣ
エピタキシャル層を形成する際に前記ドーパントを入れ
たＳｉ融液を用いた。
【００２６】上述のように本装置と従来装置を用いて形
成した場合の６Ｈ形ＳｉＣエピタキシャル層の成長速度
と発光ダイオードの歩留まりを示す。
成した場合の６Ｈ形ＳｉＣエピタキシャル層の成長速度
と発光ダイオードの歩留まりを示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】この表１から、基板はＳｉ融液６の温度分
布から考えて本来結晶成長速度が増大する位置に保持さ
れているにも拘らず、本装置では小さい成長速度でＳｉ
Ｃエピタキシャル層を形成できることが判る。また、こ
の小さい成長速度で形成されるＳｉＣエピタキシャル層
は大面積であった。これらは、遮蔽体１０により炭素原
子の基板９付近（低温部）への拡散、輸送が妨げられる
ためである。
布から考えて本来結晶成長速度が増大する位置に保持さ
れているにも拘らず、本装置では小さい成長速度でＳｉ
Ｃエピタキシャル層を形成できることが判る。また、こ
の小さい成長速度で形成されるＳｉＣエピタキシャル層
は大面積であった。これらは、遮蔽体１０により炭素原
子の基板９付近（低温部）への拡散、輸送が妨げられる
ためである。
【００２９】また、発光ダイオードの歩留まりを比較す
ると、本装置を用いた場合は、従来装置を用いた場合に
比べて顕著に歩留まりが良くなっており、これも結晶成
長速度を小さくできたためである。
ると、本装置を用いた場合は、従来装置を用いた場合に
比べて顕著に歩留まりが良くなっており、これも結晶成
長速度を小さくできたためである。
【００３０】次に、第２実施例について図２を用いて説
明する。尚、第１実施例の液相エピタキシャル成長装置
に比べて、基板ホルダの切込みにＳｉＣ基板が２つ固定
した点が異なり、図２おいて第１実施例を示す図１と同
一記号には同一のものもしくは対応するものを示す。
明する。尚、第１実施例の液相エピタキシャル成長装置
に比べて、基板ホルダの切込みにＳｉＣ基板が２つ固定
した点が異なり、図２おいて第１実施例を示す図１と同
一記号には同一のものもしくは対応するものを示す。
【００３１】ここで、基板９ａ、９ｂはそれぞれ６Ｈ形
のｎ型ＳｉＣ基板を用いた。これら基板９ａ、９ｂの間
隔は例えば約２〜３ｍｍであり、それぞれ低温部位置、
低温部と高温部の間の位置に配置し、且つ遮蔽体１０は
基板９ａと基板９ｂの間に配置した。即ち、遮蔽体１０
は低温部と高温部の間に配置した。
のｎ型ＳｉＣ基板を用いた。これら基板９ａ、９ｂの間
隔は例えば約２〜３ｍｍであり、それぞれ低温部位置、
低温部と高温部の間の位置に配置し、且つ遮蔽体１０は
基板９ａと基板９ｂの間に配置した。即ち、遮蔽体１０
は低温部と高温部の間に配置した。
【００３２】そして、第１実施例と同様の条件で同様の
構造の青色発光ダイオード素子を本装置と従来装置を用
いて形成し、その場合の各基板上に成長するエピタキシ
ャル層の成長速度と発光ダイオードの歩留まりを表２に
示す。尚、この従来装置は本装置と比べて遮蔽体が設け
られていない点以外は同じである。
構造の青色発光ダイオード素子を本装置と従来装置を用
いて形成し、その場合の各基板上に成長するエピタキシ
ャル層の成長速度と発光ダイオードの歩留まりを表２に
示す。尚、この従来装置は本装置と比べて遮蔽体が設け
られていない点以外は同じである。
【００３３】
【表２】
【００３４】この表２から、基板９ａはＳｉ融液の温度
分布から考えて本来結晶成長速度が増大する位置に保持
されているにも拘らず、本装置では基板９ａ上での成長
速度が小さくできることが判る。これは遮蔽体１０によ
り炭素原子の基板９ａ付近（低温部）への拡散、対流な
どの輸送が妨げられるためである。尚、基板９ｂについ
ては本装置及び従来装置とも基板中央部の値であり、こ
の表から判るように基板中央部では成長速度が小さくで
きる。しかしながら、基板縁部では良好なＳｉＣエピタ
キシャル層は形成できなかった。
分布から考えて本来結晶成長速度が増大する位置に保持
されているにも拘らず、本装置では基板９ａ上での成長
速度が小さくできることが判る。これは遮蔽体１０によ
り炭素原子の基板９ａ付近（低温部）への拡散、対流な
どの輸送が妨げられるためである。尚、基板９ｂについ
ては本装置及び従来装置とも基板中央部の値であり、こ
の表から判るように基板中央部では成長速度が小さくで
きる。しかしながら、基板縁部では良好なＳｉＣエピタ
キシャル層は形成できなかった。
【００３５】また、発光ダイオードの歩留まりを比較す
ると、本装置を用いた場合は、従来装置を用いた場合に
比べて基板９ａについて顕著に歩留まりが良くなってお
り、これは結晶成長速度を小さくできたためである。
尚、基板９ｂについては本装置及び従来装置とも基板中
央部を用いた場合の値であり、ともに良好な値である。
従って、Ｓｉ融液の低温部に基板を浸漬する場合には、
炭素原子の拡散、輸送を妨げる遮蔽体を設けることによ
り、ＳｉＣ基板上に結晶性のよい大面積のＳｉＣエピタ
キシャル層を形成でき、又低温部以外の領域でも従来と
同様にルツボ中央部では面積は小さいが結晶性のよいＳ
ｉＣエピタキシャル層が形成できるので、結晶性のよい
ＳｉＣエピタキシャル層を大量に形成できる。
ると、本装置を用いた場合は、従来装置を用いた場合に
比べて基板９ａについて顕著に歩留まりが良くなってお
り、これは結晶成長速度を小さくできたためである。
尚、基板９ｂについては本装置及び従来装置とも基板中
央部を用いた場合の値であり、ともに良好な値である。
従って、Ｓｉ融液の低温部に基板を浸漬する場合には、
炭素原子の拡散、輸送を妨げる遮蔽体を設けることによ
り、ＳｉＣ基板上に結晶性のよい大面積のＳｉＣエピタ
キシャル層を形成でき、又低温部以外の領域でも従来と
同様にルツボ中央部では面積は小さいが結晶性のよいＳ
ｉＣエピタキシャル層が形成できるので、結晶性のよい
ＳｉＣエピタキシャル層を大量に形成できる。
【００３６】尚、実開昭６３−３３６２３号公報に記載
されている装置を用いて、上記第２実施例と同様に２つ
の基板上にそれぞれＳｉＣエピタキシャル層を形成した
場合には、両基板上の結晶成長速度がことなり、両基板
上に結晶性のよいＳｉＣエピタキシャル層を形成できな
かった。
されている装置を用いて、上記第２実施例と同様に２つ
の基板上にそれぞれＳｉＣエピタキシャル層を形成した
場合には、両基板上の結晶成長速度がことなり、両基板
上に結晶性のよいＳｉＣエピタキシャル層を形成できな
かった。
【００３７】ところで、本実施例ではルツボ２に遮蔽体
１０を設けるようにしたが、基板ホルダ８からはみでる
ような基板９ｂを用いて、このはみでた部分自体が所謂
遮蔽体になるようにしても良い。
１０を設けるようにしたが、基板ホルダ８からはみでる
ような基板９ｂを用いて、このはみでた部分自体が所謂
遮蔽体になるようにしても良い。
【００３８】尚、上記第１、第２実施例では低温部に基
板を１個しか設けていないが、複数個設けてもこの領域
の成長速度を小さくできるので、各基板に結晶性のよい
大面積のＳｉＣエピタキシャル層を形成できる。
板を１個しか設けていないが、複数個設けてもこの領域
の成長速度を小さくできるので、各基板に結晶性のよい
大面積のＳｉＣエピタキシャル層を形成できる。
【００３９】又、遮蔽体は上述のものに限らず、他の形
状のものも適宜利用できる。又、上述ではルツボの内壁
に設置したが、例えば基板ホルダ８に遮蔽体が設けられ
た構造にしてもよい。更に、遮蔽体を複数個設置しても
よい。
状のものも適宜利用できる。又、上述ではルツボの内壁
に設置したが、例えば基板ホルダ８に遮蔽体が設けられ
た構造にしてもよい。更に、遮蔽体を複数個設置しても
よい。
【００４０】更に、Ｓｉ融液の温度勾配は上記のものに
限らず、Ｓｉ融液の低温部に基板を浸漬する場合には、
高温部と低温部の間に遮蔽体を設けることにより、種々
の温度勾配においても同様の効果が得られる。
限らず、Ｓｉ融液の低温部に基板を浸漬する場合には、
高温部と低温部の間に遮蔽体を設けることにより、種々
の温度勾配においても同様の効果が得られる。
【００４１】更に、上述では６Ｈ形ＳｉＣ基板上に６Ｈ
形ＳｉＣエピタキシャル層を形成するようにしたが、温
度条件等を代えて４Ｈ形ＳｉＣ基板上に６Ｈ形ＳｉＣエ
ピタキシャル層を形成しても同様の効果があった。又、
他の結晶多形のＳｉＣ上に所望の結晶多形のＳｉＣエピ
タキシャル層を形成しても効果がある。尚、ＳｉＣエピ
タキシャル層の導電型に拘らず効果があった。
形ＳｉＣエピタキシャル層を形成するようにしたが、温
度条件等を代えて４Ｈ形ＳｉＣ基板上に６Ｈ形ＳｉＣエ
ピタキシャル層を形成しても同様の効果があった。又、
他の結晶多形のＳｉＣ上に所望の結晶多形のＳｉＣエピ
タキシャル層を形成しても効果がある。尚、ＳｉＣエピ
タキシャル層の導電型に拘らず効果があった。
【００４２】又、ＳｉＣエピタキシャル層を形成するＳ
ｉＣ基板の面は上述のように正基板面に対して傾斜した
面でも、また正基板面でも効果がある。
ｉＣ基板の面は上述のように正基板面に対して傾斜した
面でも、また正基板面でも効果がある。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、ルツボ内の前記ケイ素
融液の高温部と低温部の間に遮蔽体を設けているので、
Ｓｉ融液内の高温部から低温部への炭素原子の拡散、対
流などによる輸送を遮蔽体で妨げることができ、低温部
に浸漬した基板上に形成されるＳｉＣエピタキシャル層
の成長速度が小さくなる。従って、結晶性のよいＳｉＣ
エピタキシャル層が得られる。この結果、ＳｉＣ発光ダ
イオードの歩留まりが向上する。また、遮蔽体を設ける
だけでよいので、構造が簡単であり、取扱が容易であ
る。
融液の高温部と低温部の間に遮蔽体を設けているので、
Ｓｉ融液内の高温部から低温部への炭素原子の拡散、対
流などによる輸送を遮蔽体で妨げることができ、低温部
に浸漬した基板上に形成されるＳｉＣエピタキシャル層
の成長速度が小さくなる。従って、結晶性のよいＳｉＣ
エピタキシャル層が得られる。この結果、ＳｉＣ発光ダ
イオードの歩留まりが向上する。また、遮蔽体を設ける
だけでよいので、構造が簡単であり、取扱が容易であ
る。
【図１】本発明の第１実施例に係る液相エピタキシャル
成長装置の断面図である。
成長装置の断面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る液相エピタキシャル
成長装置の断面図である。
成長装置の断面図である。
【図３】従来の液相エピタキシャル成長装置の断面図で
ある。
ある。
【図４】Ｓｉ融液の温度勾配を示す図である。
２ ルツボ ６ Ｓｉ融液 ７ 高周波誘導加熱コイル ８ 基板ホルダ ９ ＳｉＣ基板 ９ａ ＳｉＣ基板 ９ｂ ＳｉＣ基板 １０ 遮蔽体
Claims (1)
- 【請求項１】 温度勾配をもつケイ素融液が充填された
黒鉛ルツボと、該ルツボの外側に配設された高周波誘導
加熱コイルと、前記ケイ素融液中の低温部に基板ホルダ
により保持され、浸漬した炭化ケイ素単結晶基板とを備
えた炭化ケイ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置に
おいて、前記ルツボ内の炭化ケイ素単結晶基板を配置し
た低温部と、その低温部と離間した高温部との間に遮蔽
体を設けたことを特徴とする炭化ケイ素単結晶の液相エ
ピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15366792A JPH05345700A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 炭化ケイ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15366792A JPH05345700A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 炭化ケイ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05345700A true JPH05345700A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15567545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15366792A Pending JPH05345700A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 炭化ケイ素単結晶の液相エピタキシャル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05345700A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120304916A1 (en) * | 2010-02-18 | 2012-12-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of producing silicon carbide single crystal |
| WO2014017648A1 (ja) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | 京セラ株式会社 | 坩堝、結晶成長装置および結晶成長方法 |
| JP2014019608A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 溶液成長法に用いられるＳｉＣ単結晶の製造装置、当該製造装置に用いられる坩堝及び当該製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造方法 |
| CN104662211A (zh) * | 2012-09-04 | 2015-05-27 | 新日铁住金株式会社 | 单晶的制造装置、用于该制造装置的坩埚以及单晶的制造方法 |
| JP2015151278A (ja) * | 2014-02-10 | 2015-08-24 | 新日鐵住金株式会社 | 単結晶の製造方法、シードシャフト、および単結晶の製造装置 |
| KR20190024372A (ko) * | 2017-08-31 | 2019-03-08 | 한국세라믹기술원 | 용액성장법에서 단결정 성장속도를 증가시키기 위한 도가니 내장형 구조부재 |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP15366792A patent/JPH05345700A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120304916A1 (en) * | 2010-02-18 | 2012-12-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of producing silicon carbide single crystal |
| JP2014019608A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 溶液成長法に用いられるＳｉＣ単結晶の製造装置、当該製造装置に用いられる坩堝及び当該製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造方法 |
| CN104487619A (zh) * | 2012-07-18 | 2015-04-01 | 丰田自动车株式会社 | 用于通过溶液生长法制造SiC单晶的装置、以及用于使用该制造装置和该制造装置中使用的坩埚制造SiC单晶的方法 |
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| US9783911B2 (en) | 2012-07-18 | 2017-10-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus for producing SiC single crystal by solution growth method, and method for producing SiC single crystal by using the production apparatus and crucible used in the production apparatus |
| WO2014017648A1 (ja) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | 京セラ株式会社 | 坩堝、結晶成長装置および結晶成長方法 |
| JPWO2014017648A1 (ja) * | 2012-07-27 | 2016-07-11 | 京セラ株式会社 | 坩堝、結晶成長装置および結晶成長方法 |
| CN104662211A (zh) * | 2012-09-04 | 2015-05-27 | 新日铁住金株式会社 | 单晶的制造装置、用于该制造装置的坩埚以及单晶的制造方法 |
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| KR20190024372A (ko) * | 2017-08-31 | 2019-03-08 | 한국세라믹기술원 | 용액성장법에서 단결정 성장속도를 증가시키기 위한 도가니 내장형 구조부재 |
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