JPH0572360B2 - - Google Patents
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- JPH0572360B2 JPH0572360B2 JP61037505A JP3750586A JPH0572360B2 JP H0572360 B2 JPH0572360 B2 JP H0572360B2 JP 61037505 A JP61037505 A JP 61037505A JP 3750586 A JP3750586 A JP 3750586A JP H0572360 B2 JPH0572360 B2 JP H0572360B2
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- 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】
［産業上の利用分野］
本発明は液相エピタキシヤル成長方法に係り、
特に徐冷法を用いた液相エピタキシヤル成長方法
に関するものである。
特に徐冷法を用いた液相エピタキシヤル成長方法
に関するものである。
［従来の技術］
一般に、液相エピタキシヤル法は徐冷法と温度
差法とに大別されるが、炉の構造が簡単である等
の長所を有している徐冷法が広く用いられてい
る。
差法とに大別されるが、炉の構造が簡単である等
の長所を有している徐冷法が広く用いられてい
る。
この徐冷法では、まず第２図ａに示すように成
長用溶液１及び基板２を成長用治具（グラフアイ
トボート）３内に収容し、この成長用治具３を反
応管４内に載置する。そして、電気炉５によつて
反応管４を介して成長用溶液１を一旦高温域（例
えばGaAs成長の場合には800℃）にまで加熱し
た後、炉内の温度を1.0℃／min程度の速度で降
下させて成長用溶液１に過飽和度を持たせる。そ
の後、成長用治具３の基板ホルダ６を操作棒７を
用いてスライドすることにより成長用溶液１と基
板２とを接触させてエピタキシヤル成長を行な
う。
長用溶液１及び基板２を成長用治具（グラフアイ
トボート）３内に収容し、この成長用治具３を反
応管４内に載置する。そして、電気炉５によつて
反応管４を介して成長用溶液１を一旦高温域（例
えばGaAs成長の場合には800℃）にまで加熱し
た後、炉内の温度を1.0℃／min程度の速度で降
下させて成長用溶液１に過飽和度を持たせる。そ
の後、成長用治具３の基板ホルダ６を操作棒７を
用いてスライドすることにより成長用溶液１と基
板２とを接触させてエピタキシヤル成長を行な
う。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、炉内の温度を降下させると、反
応管４や成長用治具３等における熱伝導度の影響
により、第２図ｂのように降温開始時には平坦で
あつた炉内の温度分布が時間と共に炉内中央部に
載置された成長用治具３の位置Ａを中心として次
第に炉の長さ方向に沿つて山形の分布に変化し、
乱れてしまう。その結果、このような温度分布の
下で基板と成長用溶液とを接触させて結晶成長を
行なつた場合には成長用溶液もまた不均一な温度
分布を有しているために成長されるエピタキシヤ
ル層の膜厚が不均一なものになるという問題があ
つた。
応管４や成長用治具３等における熱伝導度の影響
により、第２図ｂのように降温開始時には平坦で
あつた炉内の温度分布が時間と共に炉内中央部に
載置された成長用治具３の位置Ａを中心として次
第に炉の長さ方向に沿つて山形の分布に変化し、
乱れてしまう。その結果、このような温度分布の
下で基板と成長用溶液とを接触させて結晶成長を
行なつた場合には成長用溶液もまた不均一な温度
分布を有しているために成長されるエピタキシヤ
ル層の膜厚が不均一なものになるという問題があ
つた。
本発明の目的は前記した従来技術の問題点を解
消し、均一な膜厚を有するエピタキシヤル層を得
ることのできる液相エピタキシヤル成長方法を提
供することにある。
消し、均一な膜厚を有するエピタキシヤル層を得
ることのできる液相エピタキシヤル成長方法を提
供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明者らは、徐冷法による液相エピタキシヤ
ル成長法を種々検討した結果、均一な膜厚を有す
るエピタキシヤル層を得るためには成長用治具の
両端部を補助的に加熱して成長用治具付近の温度
分布を均一過することが有効であることを見出し
た。
ル成長法を種々検討した結果、均一な膜厚を有す
るエピタキシヤル層を得るためには成長用治具の
両端部を補助的に加熱して成長用治具付近の温度
分布を均一過することが有効であることを見出し
た。
すなわち、本発明の液相エピタキシヤル成長方
法は、台と台上に設けられ基板を収容する基板ホ
ルダと基板ホルダ上に摺動可能に設けられ成長用
溶液を収容するスライダとで成長治具を形成し、
成長用治具を、台、基板ホルダ及びスライダの後
方にそれぞれ取り付けられた操作棒を操作して反
応管内に挿入し、反応管外部から成長用溶液を加
熱した後、操作棒を操作して成長用溶液と基板と
を接触させてエピタキシヤル成長させる方法にお
いて、成長用治具の前方の反応管の内壁に、反応
管外部からの加熱時に熱を蓄えると共に、これを
成長用治具の前端に供給する第１の均熱ブロツク
を設け、台の後方に取り付られた操作棒に、反応
管外部からの加熱時に熱を蓄えると共に、これを
成長用治具の後端に供給する第２の均熱ブロツク
を設け、さらに第１及び第２の均熱ブロツクをグ
ラフアイトで形成したものである。
法は、台と台上に設けられ基板を収容する基板ホ
ルダと基板ホルダ上に摺動可能に設けられ成長用
溶液を収容するスライダとで成長治具を形成し、
成長用治具を、台、基板ホルダ及びスライダの後
方にそれぞれ取り付けられた操作棒を操作して反
応管内に挿入し、反応管外部から成長用溶液を加
熱した後、操作棒を操作して成長用溶液と基板と
を接触させてエピタキシヤル成長させる方法にお
いて、成長用治具の前方の反応管の内壁に、反応
管外部からの加熱時に熱を蓄えると共に、これを
成長用治具の前端に供給する第１の均熱ブロツク
を設け、台の後方に取り付られた操作棒に、反応
管外部からの加熱時に熱を蓄えると共に、これを
成長用治具の後端に供給する第２の均熱ブロツク
を設け、さらに第１及び第２の均熱ブロツクをグ
ラフアイトで形成したものである。
［作用］
以上のような成長方法とすることによつて、降
温時に成長用治具両端部が均熱ブロツクにより補
助的に加熱されてそれらの降温速度が低下し、成
長用治具付近の温度分布が均一となる。すなわ
ち、成長用治具内に収容されている成長用溶液の
温度分布もまた均一となり、基板上に成長される
エピタキシヤル層の膜厚の均一化がなされる。
温時に成長用治具両端部が均熱ブロツクにより補
助的に加熱されてそれらの降温速度が低下し、成
長用治具付近の温度分布が均一となる。すなわ
ち、成長用治具内に収容されている成長用溶液の
温度分布もまた均一となり、基板上に成長される
エピタキシヤル層の膜厚の均一化がなされる。
なお、均熱ブロツクとは、反応管外部からの加
熱時に熱を蓄え、これを成長用治具の両端部に供
給するものである。
熱時に熱を蓄え、これを成長用治具の両端部に供
給するものである。
［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。
する。
第１図ａは本発明の一実施例に係る液相エピタ
キシヤル成長方法を実施するための成長装置の構
造図である。３ゾーン型の電気炉５内に外径140
mmの反応管４が挿入されている。この反応管４の
内部には３本の操作棒７，１２，１３によつて支
持された成長用治具（スライドボード）３が挿入
されている。
キシヤル成長方法を実施するための成長装置の構
造図である。３ゾーン型の電気炉５内に外径140
mmの反応管４が挿入されている。この反応管４の
内部には３本の操作棒７，１２，１３によつて支
持された成長用治具（スライドボード）３が挿入
されている。
成長用治具（スライドボード）３は、台１４
と、台１４の上に設けられ基板２を収容する基板
ホルダー６と、基板ホルダ６上に摺動可能に設け
られ成長用溶液１を収容するスライダ１５とで構
成されている。台１４の後方には操作棒１２が、
基板ホルダ６の後方には操作棒７が、スライダ１
５の後方には操作棒１３がそれぞれ取り付けられ
ている。この成長用治具３は３インチ（76.2mm）
サイズ基板用のものであり、操作棒１３を操作す
ることにより基板ホルダ６に保持されている基板
２と原料溶液溜に収容されている成長用溶液１と
を接触させることができるように構成されいて
る。すなわち、本実施例の装置は第２図ａに示し
た従来の装置において成長用治具３の両端部に均
熱ブロツク１０及び１１を設けたものである。こ
こで均熱ブロツク１０及び１１は電気炉５による
加熱時に蓄積し、降温時に熱を放出して成長用治
具３両端部に供給しようとするものであり、それ
ぞれ長さ10cm、幅10cm、厚さ５cmの大きさでグラ
フアイトから構成されている。成長用治具３前方
の均熱ブロツク１０は成長用治具３の前端から１
cm離されて反応管４の内壁部に固定され、後方の
均熱ブロツク１１は成長用治具３の後端から１cm
離されて３本の操作棒７，１２，１３のうちの操
作棒１２に固定されている。
と、台１４の上に設けられ基板２を収容する基板
ホルダー６と、基板ホルダ６上に摺動可能に設け
られ成長用溶液１を収容するスライダ１５とで構
成されている。台１４の後方には操作棒１２が、
基板ホルダ６の後方には操作棒７が、スライダ１
５の後方には操作棒１３がそれぞれ取り付けられ
ている。この成長用治具３は３インチ（76.2mm）
サイズ基板用のものであり、操作棒１３を操作す
ることにより基板ホルダ６に保持されている基板
２と原料溶液溜に収容されている成長用溶液１と
を接触させることができるように構成されいて
る。すなわち、本実施例の装置は第２図ａに示し
た従来の装置において成長用治具３の両端部に均
熱ブロツク１０及び１１を設けたものである。こ
こで均熱ブロツク１０及び１１は電気炉５による
加熱時に蓄積し、降温時に熱を放出して成長用治
具３両端部に供給しようとするものであり、それ
ぞれ長さ10cm、幅10cm、厚さ５cmの大きさでグラ
フアイトから構成されている。成長用治具３前方
の均熱ブロツク１０は成長用治具３の前端から１
cm離されて反応管４の内壁部に固定され、後方の
均熱ブロツク１１は成長用治具３の後端から１cm
離されて３本の操作棒７，１２，１３のうちの操
作棒１２に固定されている。
このような構成の成長装置を用いて炉内温度を
800℃にまで上昇させてから降温し、炉内の温度
分布の時間的変化を測定したところ、第１図ｂに
示すように成長用治具３付近の温度分布の均一性
が著しく向上し、温度分布のばらつきを±0.1℃
以内とすることができた。
800℃にまで上昇させてから降温し、炉内の温度
分布の時間的変化を測定したところ、第１図ｂに
示すように成長用治具３付近の温度分布の均一性
が著しく向上し、温度分布のばらつきを±0.1℃
以内とすることができた。
次に、本実施例による具体的な液相エピタキシ
ヤル成長方法を述べる。
ヤル成長方法を述べる。
第１図ａに示す成長装置を用いてGaAs基板上
に高純度のGaAsエピタキシヤル成長を行なつ
た。
に高純度のGaAsエピタキシヤル成長を行なつ
た。
まず、成長用治具３内に基板２、Ga200ｇ、
GaAs多結晶15ｇを収容し、成長用治具３を反応
管４内中央部にセツトする。さらに、反応管４内
の水素ガス置換を行なつた後、電気炉５により反
応管４内をT0＝800℃に昇温してGaの純化を行
なう。次に、成長用治具３において原料溶液溜に
収容されている成長用溶液１を操作棒１３の操作
により厚さ３mmの成長用溶液溜に満たす。
GaAs多結晶15ｇを収容し、成長用治具３を反応
管４内中央部にセツトする。さらに、反応管４内
の水素ガス置換を行なつた後、電気炉５により反
応管４内をT0＝800℃に昇温してGaの純化を行
なう。次に、成長用治具３において原料溶液溜に
収容されている成長用溶液１を操作棒１３の操作
により厚さ３mmの成長用溶液溜に満たす。
次に、冷却速度0.5℃／minで796℃まで反応管
４内の温度を降下させる温度プログラムに従つて
電気炉５の温度を制御して降温を開始する。そし
て、炉内温度が796℃となり、成長用溶液１に４
℃の過飽和度を持たせたところで、成長溶治具３
内の基板ホルダ６をスライドさせ、成長用溶液１
と基板２との接触を行なつた。このとき、成長用
治具３は十分に均熱化されており、その中に収容
されている成長用溶液１の過飽和度も一定となつ
ているため、基板２面上における成長速度のばら
つきは小さいものとなる。
４内の温度を降下させる温度プログラムに従つて
電気炉５の温度を制御して降温を開始する。そし
て、炉内温度が796℃となり、成長用溶液１に４
℃の過飽和度を持たせたところで、成長溶治具３
内の基板ホルダ６をスライドさせ、成長用溶液１
と基板２との接触を行なつた。このとき、成長用
治具３は十分に均熱化されており、その中に収容
されている成長用溶液１の過飽和度も一定となつ
ているため、基板２面上における成長速度のばら
つきは小さいものとなる。
成長用溶液１と基板２との接触を２分間行なつ
た後、再び成長用治具３の基板ホルダ６をスライ
ドさせて成長用溶液１と基板２とを分離させ、成
長を終了した。
た後、再び成長用治具３の基板ホルダ６をスライ
ドさせて成長用溶液１と基板２とを分離させ、成
長を終了した。
以上のようにして基板２上に成長させたエピタ
キシヤル層の膜厚の面内分布を６mm角毎に測定し
たところ、平均3.9μｍであり、その面内のばらつ
きは±5.0％以下であつた。
キシヤル層の膜厚の面内分布を６mm角毎に測定し
たところ、平均3.9μｍであり、その面内のばらつ
きは±5.0％以下であつた。
なお、均熱ブロツク１０及び１１はグラフアイ
トのみから構成されたものに限らず、その熱反射
効率等を向上させるためにSiC、PBN、Al2O3等
を表面にコーテイングしたグラフアイトから構成
してもよい。
トのみから構成されたものに限らず、その熱反射
効率等を向上させるためにSiC、PBN、Al2O3等
を表面にコーテイングしたグラフアイトから構成
してもよい。
また、以上水平式液相エピタキシヤル成長方法
について述べたが、反応管を縦に配置する縦型の
液相エピタキシヤル成長方法においても、成長用
治具の上下に均熱ブロツクを設けることにより本
発明を用いることができる。
について述べたが、反応管を縦に配置する縦型の
液相エピタキシヤル成長方法においても、成長用
治具の上下に均熱ブロツクを設けることにより本
発明を用いることができる。
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。
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。
き優れた効果を発揮する。
(1) 降温時に均熱ブロツクにうより成長用治具の
両端部を補助的に加熱することによつて、成長
用治具の温度分布が均一となるので、成長され
るエピタキシヤル層の膜厚の均一化を図ること
ができる。例えば、３インチの大形サイズであ
りながら膜厚の面内ばらつきが±５％以内とい
う優れた品質のウエハを得ることができる。
両端部を補助的に加熱することによつて、成長
用治具の温度分布が均一となるので、成長され
るエピタキシヤル層の膜厚の均一化を図ること
ができる。例えば、３インチの大形サイズであ
りながら膜厚の面内ばらつきが±５％以内とい
う優れた品質のウエハを得ることができる。
(2) この均一性はMOCVD法やMBE法により得
られるウエハと同程度の値を示しており、
FET用等のエピタキシヤル成長を結晶性に優
れた液相エピタキシヤル法により実施すること
が可能となる。すなわち、液相エピタキシヤル
法の応用分野が拡大される。
られるウエハと同程度の値を示しており、
FET用等のエピタキシヤル成長を結晶性に優
れた液相エピタキシヤル法により実施すること
が可能となる。すなわち、液相エピタキシヤル
法の応用分野が拡大される。
第１図ａは本発明の一実施例に係る液相エピタ
キシヤル成長方法を実施するための成長装置の構
成図、第１図ｂは第１図ａの成長装置の炉内温度
の時間変化を示すグラフ、第２図ａ及びｂはそれ
ぞれ従来例における成長装置の構成図及び炉内温
度の時間変化を示すグラフである。 図中、１は成長用溶液、２は基板、３は成長用
治具、４は反応管、５は電気炉、１０及び１１は
均熱ブロツク、１４は台、１５はスライダであ
る。
キシヤル成長方法を実施するための成長装置の構
成図、第１図ｂは第１図ａの成長装置の炉内温度
の時間変化を示すグラフ、第２図ａ及びｂはそれ
ぞれ従来例における成長装置の構成図及び炉内温
度の時間変化を示すグラフである。 図中、１は成長用溶液、２は基板、３は成長用
治具、４は反応管、５は電気炉、１０及び１１は
均熱ブロツク、１４は台、１５はスライダであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 台と該台上に設けられ基板を収容する基板ホ
ルダと該基板ホルダ上に摺動可能に設けられ成長
用溶液を収容するスライダとで成長用治具を形成
し、該成長用治具を、前記台、前記基板ホルダ及
び前記スライダの後方にそれぞれ取り付けられた
操作棒を操作して反応管内に挿入し、該反応管外
部から前記成長溶液を加熱した後、前記操作棒を
操作して成長用溶液と基板とを接触させてエピタ
キシヤル成長させる方法において、前記成長用治
具の前方の前記反応管の内壁に、前記反応管外部
からの加熱時に熱を蓄えると共に、これを前記成
長用治具の前端に供給する第１の均熱ブロツクを
設け、前記台の後方に取り付けられた操作棒に、
前記反応管外部からの加熱時に熱を蓄えると共
に、これを前記成長用治具の後端に供給する第２
の均熱ブロツクを設け、さらに前記第１及び第２
の均熱ブロツクをグラフアイトで形成したことを
特徴とする液相エピタキシヤル成長方法。 ２ 前記均熱ブロツクが、表面にSiC、PBN、
Al2O3のうちいずれかのコーテイング膜が形成さ
れたグラフアイトからなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に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 |
|---|---|---|---|
| JP3750586A JPS62197393A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3750586A JPS62197393A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197393A JPS62197393A (ja) | 1987-09-01 |
| JPH0572360B2 true JPH0572360B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=12499384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3750586A Granted JPS62197393A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62197393A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100401468C (zh) * | 2005-10-13 | 2008-07-09 | 中国科学院半导体研究所 | 一种键合具有不同热膨胀系数材料的晶片的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582434A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Fujitsu Ltd | Method of epitaxial growth at liquid phase |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168572U (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-10 | 富士通株式会社 | 液相成長装置 |
-
1986
- 1986-02-24 JP JP3750586A patent/JPS62197393A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582434A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Fujitsu Ltd | Method of epitaxial growth at liquid phase |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62197393A (ja) | 1987-09-01 |
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