JPH0694398B2 - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長方法Info
- Publication number
- JPH0694398B2 JPH0694398B2 JP25844986A JP25844986A JPH0694398B2 JP H0694398 B2 JPH0694398 B2 JP H0694398B2 JP 25844986 A JP25844986 A JP 25844986A JP 25844986 A JP25844986 A JP 25844986A JP H0694398 B2 JPH0694398 B2 JP H0694398B2
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- growth solution
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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ャル成長方法に係り、特にスラ
イドボート法に関するものである。
イドボート法に関するものである。
［従来の技術］ 液相エピタキシャル法では良質のエピタキシャル層が得
られるため発光ダイオードや半導体レーザの生産レベル
でこの方法が広く用いられている。しかし、液相エピタ
キシャル法では、MBE法やMOCVD法に比べ成長速度が速
く、極薄のエピタキシャル層を均一かつ制御性よく成長
させるのは難しいと言われている。
られるため発光ダイオードや半導体レーザの生産レベル
でこの方法が広く用いられている。しかし、液相エピタ
キシャル法では、MBE法やMOCVD法に比べ成長速度が速
く、極薄のエピタキシャル層を均一かつ制御性よく成長
させるのは難しいと言われている。
例えば、GaAsのショットキーバリアダイオードの場合に
は、GaAs基板上に厚さ２〜10μｍのバッファ層を成長さ
せた後でさらにその上に厚さ0.2〜0.3μｍの能動層を成
長させなければならない。この能動層の厚さがそのまま
ショットキーバリアダイオードの特性に影響してくるた
め、0.2〜0.3μｍの厚さを均一性及び再現性よく成長さ
せなければならない。
は、GaAs基板上に厚さ２〜10μｍのバッファ層を成長さ
せた後でさらにその上に厚さ0.2〜0.3μｍの能動層を成
長させなければならない。この能動層の厚さがそのまま
ショットキーバリアダイオードの特性に影響してくるた
め、0.2〜0.3μｍの厚さを均一性及び再現性よく成長さ
せなければならない。
ここで、従来用いられていたスライドボート構造を第８
図に示す。すなわち、台座81上の基板ホルダ82に基板83
を保持させると共に原料ホルダ84をスライドさせて原料
溶液溜85内の成長用溶液86を成長用溶液ホルダ87の成長
用溶液溜88に分配した後、基板ホルダ82をスライドさせ
て成長用溶液溜88内の溶液を基板83に接触させるもので
ある。
図に示す。すなわち、台座81上の基板ホルダ82に基板83
を保持させると共に原料ホルダ84をスライドさせて原料
溶液溜85内の成長用溶液86を成長用溶液ホルダ87の成長
用溶液溜88に分配した後、基板ホルダ82をスライドさせ
て成長用溶液溜88内の溶液を基板83に接触させるもので
ある。
このスライドボート構造における成長用溶液ホルダ87の
肉厚は一般に２〜3mm程度であり、薄いエピタキシャル
層を均一に再現性よく成長させるためには、成長用溶液
溜88の下を速い速度で基板83をスライドさせたり、成長
用溶液86の過飽和度を複雑に制御していた。しかし、そ
れでも厚さ１μｍ以下のエピタキシャル層を工業的に安
定に生産することは困難であった。
肉厚は一般に２〜3mm程度であり、薄いエピタキシャル
層を均一に再現性よく成長させるためには、成長用溶液
溜88の下を速い速度で基板83をスライドさせたり、成長
用溶液86の過飽和度を複雑に制御していた。しかし、そ
れでも厚さ１μｍ以下のエピタキシャル層を工業的に安
定に生産することは困難であった。
［発明が解決しようとする問題点］ これを解決する手段として、肉厚の薄い（1mm以下）成
長用溶液ホルダを用いるこは有効である。しかしなが
ら、成長用溶液ホルダの肉厚が薄くなると、成長用溶液
溜内に成長用溶液を分配して原料ホルダを戻した時にGa
等の表面張力が作用するために成長用溶液が成長用溶液
溜内に残留することができず、原料溶液溜に戻ってしま
うという問題がある。
長用溶液ホルダを用いるこは有効である。しかしなが
ら、成長用溶液ホルダの肉厚が薄くなると、成長用溶液
溜内に成長用溶液を分配して原料ホルダを戻した時にGa
等の表面張力が作用するために成長用溶液が成長用溶液
溜内に残留することができず、原料溶液溜に戻ってしま
うという問題がある。
そこで、成長用溶液ホルダ上部から圧力をかけて浅い溶
液溜内にGa溶液等を押し込むことも考えられるが、装置
が複雑になると共にH2ガスによる清浄ができないためGa
溶液等の純度が問題となる。
液溜内にGa溶液等を押し込むことも考えられるが、装置
が複雑になると共にH2ガスによる清浄ができないためGa
溶液等の純度が問題となる。
このため、浅い溶液溜内に成長用溶液を満たすように入
れるということは、液相エピタキシャル研究において大
きな課題であった。
れるということは、液相エピタキシャル研究において大
きな課題であった。
本発明の目的は、前記した従来技術の問題を解消し、厚
さ１μｍ以下の極薄のエピタキシャル層を均一性よく成
長させることができる液相エピタキシャル成長方法を提
供することにある。
さ１μｍ以下の極薄のエピタキシャル層を均一性よく成
長させることができる液相エピタキシャル成長方法を提
供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の液相エピタキシャル成長方法は上記目的を達成
するために、基板を保持する基板ホルダの上に成長用溶
液溜を備えた成長用溶液ホルダと原料溶液溜を備えた原
料ホルダとが順次重ねられたスライドボートを用いて基
板上にエピタキシャル成長させる方法において、上記成
長用溶液ホルダを上部ホルダと下部ホルダとに上下に分
割すると共に原料溶液溜内の成長用溶液を成長用溶液ホ
ルダの成長用溶液溜内に分配した後、上部ホルダの成長
用溶液溜の上部を原料ホルダで閉塞した状態で上部ホル
ダと下部ホルダとを相対的に移動させて成長用溶液を分
割し、下部ホルダの成長用溶液溜内に分割された成長用
溶液を基板に接触させる方法である。
するために、基板を保持する基板ホルダの上に成長用溶
液溜を備えた成長用溶液ホルダと原料溶液溜を備えた原
料ホルダとが順次重ねられたスライドボートを用いて基
板上にエピタキシャル成長させる方法において、上記成
長用溶液ホルダを上部ホルダと下部ホルダとに上下に分
割すると共に原料溶液溜内の成長用溶液を成長用溶液ホ
ルダの成長用溶液溜内に分配した後、上部ホルダの成長
用溶液溜の上部を原料ホルダで閉塞した状態で上部ホル
ダと下部ホルダとを相対的に移動させて成長用溶液を分
割し、下部ホルダの成長用溶液溜内に分割された成長用
溶液を基板に接触させる方法である。
［作用］ 以上のように成長用溶液ホルダを上部ホルダと下部ホル
ダとに上下に分割し、これらホルダの成長用溶液溜内に
成長用溶液を分配した後、上部ホルダの成長用溶液溜の
上面を閉塞した状態で上部ホルダと下部ホルダとを相対
的に移動させるので、このとき下部ホルダが厚さ1mm以
下の肉薄のものであって溶液の表面張力が作用しても下
部ホルダの成長用溶液溜内に成長用溶液が満たされる。
ダとに上下に分割し、これらホルダの成長用溶液溜内に
成長用溶液を分配した後、上部ホルダの成長用溶液溜の
上面を閉塞した状態で上部ホルダと下部ホルダとを相対
的に移動させるので、このとき下部ホルダが厚さ1mm以
下の肉薄のものであって溶液の表面張力が作用しても下
部ホルダの成長用溶液溜内に成長用溶液が満たされる。
従って、この下部ホルダの成長用溶液溜内の成長用溶液
を基板に接触させることにより極薄のエピタキシャル層
を成長させることが可能となる。
を基板に接触させることにより極薄のエピタキシャル層
を成長させることが可能となる。
すなわち、本発明は薄いエピタキシャル層を再現性よく
成長させるため、肉厚の異なる２枚の成長用溶液ホルダ
を使用し、深さが浅い成長用溶液溜に成長用溶液を満た
すように入れることができるようにしたものである。
成長させるため、肉厚の異なる２枚の成長用溶液ホルダ
を使用し、深さが浅い成長用溶液溜に成長用溶液を満た
すように入れることができるようにしたものである。
なお本発明は、GaAsを含むIII−Ｖ族化合物半導体及びG
aAlAsなどの混晶化合物半導体、更にII−VI族化合物半
導体とその混晶などの液相エピタキシャル法に適用でき
る。
aAlAsなどの混晶化合物半導体、更にII−VI族化合物半
導体とその混晶などの液相エピタキシャル法に適用でき
る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る液相エピタキシャル成
長方法において用いられるスライドボートの構成図であ
る。台座１の上に基板ホルダ2,下部溶液ホルダ3,上部溶
液ホルダ４及び原料ホルダ５が順次重ねられており、各
ホルダ２〜５はそれぞれ独立してスライドし得るように
構成されている。基板ホルダ２の上面には基板保持用凹
部が設けられ、下部溶液ホルダ３及び上部溶液ホルダ４
にはそれぞれ成長用溶液溜６及び７が、原料ホルダ５に
は原料溶液溜８がそれぞれ設けられている。
長方法において用いられるスライドボートの構成図であ
る。台座１の上に基板ホルダ2,下部溶液ホルダ3,上部溶
液ホルダ４及び原料ホルダ５が順次重ねられており、各
ホルダ２〜５はそれぞれ独立してスライドし得るように
構成されている。基板ホルダ２の上面には基板保持用凹
部が設けられ、下部溶液ホルダ３及び上部溶液ホルダ４
にはそれぞれ成長用溶液溜６及び７が、原料ホルダ５に
は原料溶液溜８がそれぞれ設けられている。
また、下部溶液ホルダ３の肉厚は0.5mm、上部溶液ホル
ダ４の肉厚は2.5mmである。
ダ４の肉厚は2.5mmである。
以上のような構成のスライドボートを用いてGaAsエピタ
キシャル層の成長を行なった。
キシャル層の成長を行なった。
まず、原料ホルダ５の原料溶液溜８にGa75g,GaAs5gを収
容すると共に基板ホルダ２の基板保持用凹部に40mm×40
mmのGaAs基板９を嵌入保持させた。
容すると共に基板ホルダ２の基板保持用凹部に40mm×40
mmのGaAs基板９を嵌入保持させた。
次に、このスライドボートを反応管（図示せず）内に配
置し、反応管内の水素ガス置換を行なった後、外部の電
気炉（図示せず）により炉内を800℃まで昇温した。炉
内温度が800℃になったところで原料ホルダ５をスライ
ドさせ、これにより原料溶液溜８内に収容されていた成
長用溶液10を各溶液ホルダ３及び４の溶液溜６及び７に
分配した（第２図参照）。
置し、反応管内の水素ガス置換を行なった後、外部の電
気炉（図示せず）により炉内を800℃まで昇温した。炉
内温度が800℃になったところで原料ホルダ５をスライ
ドさせ、これにより原料溶液溜８内に収容されていた成
長用溶液10を各溶液ホルダ３及び４の溶液溜６及び７に
分配した（第２図参照）。
その後、原料ホルダ５を元の位置に戻し（第３図参
照）、上部溶液ホルダ４の溶液溜７の上部が原料ホルダ
５の下面により閉塞されている状態で上部溶液ホルダ４
をスライドさせて下部溶液ホルダ３の溶液溜６内の成長
用溶液10を分離した（第４図参照）。
照）、上部溶液ホルダ４の溶液溜７の上部が原料ホルダ
５の下面により閉塞されている状態で上部溶液ホルダ４
をスライドさせて下部溶液ホルダ３の溶液溜６内の成長
用溶液10を分離した（第４図参照）。
次に、0.5℃/minの冷却速度で炉内を降温し、４℃の過
飽和度が付いたところで基板ホルダ２をスライドさせて
基板９を下部溶液ホルダ３の溶液溜６内の成長用溶液10
に２秒間接触させた（第５図参照）。
飽和度が付いたところで基板ホルダ２をスライドさせて
基板９を下部溶液ホルダ３の溶液溜６内の成長用溶液10
に２秒間接触させた（第５図参照）。
このようにして基板９上にGaAs層を成長させた後、再び
基板ホルダ２をスライドさせて基板９と成長用溶液10と
の分離を行なった（第６図参照）。
基板ホルダ２をスライドさせて基板９と成長用溶液10と
の分離を行なった（第６図参照）。
この状態で炉内を室温まで降温した後、スライドボート
を反応管から引き出し、基板ホルダ２から製造されたエ
ピタキシャルウェハを取り出した。
を反応管から引き出し、基板ホルダ２から製造されたエ
ピタキシャルウェハを取り出した。
このエピタキシャルウェハを片に劈開し、エピタキシャ
ル槽をSEMで測定して膜厚の均一性を調べた結果、膜厚
は0.3μｍ±0.01μｍと薄い層が面内で均一に成長でき
ることが認められた。
ル槽をSEMで測定して膜厚の均一性を調べた結果、膜厚
は0.3μｍ±0.01μｍと薄い層が面内で均一に成長でき
ることが認められた。
また、第７図に示すように下部溶液ホルダ71,上部溶液
ホルダ72及び原料ホルダ73にそれぞれ複数の溶液溜を設
けることにより、基板74上に多層成長を行なうことがで
き、さらに厚い結晶層の上に薄いエピタキシャル層を成
長させることもできる。
ホルダ72及び原料ホルダ73にそれぞれ複数の溶液溜を設
けることにより、基板74上に多層成長を行なうことがで
き、さらに厚い結晶層の上に薄いエピタキシャル層を成
長させることもできる。
なお、肉薄の下部溶液ホルダはアルミナ,SiCあるいはSi
等の割れにくい丈夫な材料から構成することが望まし
い。
等の割れにくい丈夫な材料から構成することが望まし
い。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果を発揮する。
果を発揮する。
（１） 深さ1mm以下の溶液溜内に成長用溶液を満たす
ことができ、その結果厚さ１μｍ以下の極薄のエピタキ
シャル層を均一に再現性よく成長させることが可能とな
る。
ことができ、その結果厚さ１μｍ以下の極薄のエピタキ
シャル層を均一に再現性よく成長させることが可能とな
る。
（２） 従って、素子の製造歩留りが向上する。
（３） 素子構造上薄いエピタキシャル層が重要となる
素子が多くなって来ており、本発明は極めて有用なもの
となる。
素子が多くなって来ており、本発明は極めて有用なもの
となる。
第１図は本発明の一実施例に係る液相エピタキシャル成
長方法で用いられるスライドボートの構成図、第２図な
いし第６図は実施例を示す工程図、第７図は他の実施例
で用いられるスライドボートの構成図、第８図は従来の
スライドボートの構成図である。 図中、３は下部溶液ホルダ、４は上部溶液ホルダ、５は
原料ホルダ、６及び７は成長用溶液溜、９は基板、10は
成長用溶液である。
長方法で用いられるスライドボートの構成図、第２図な
いし第６図は実施例を示す工程図、第７図は他の実施例
で用いられるスライドボートの構成図、第８図は従来の
スライドボートの構成図である。 図中、３は下部溶液ホルダ、４は上部溶液ホルダ、５は
原料ホルダ、６及び７は成長用溶液溜、９は基板、10は
成長用溶液である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楯 尚史 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社電線研究所内 (72)発明者 今野 泰一郎 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社電線研究所内 (72)発明者 隈 彰二 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社電線研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】基板を保持する基板ホルダの上に成長用溶
液溜を備えた成長用溶液ホルダと原料溶液溜を備えた原
料ホルダとが順次重ねられたスライドボートを用いて基
板上にエピタキシャル成長させる方法において、上記成
長用溶液ホルダを上部ホルダと下部ホルダとに上下に分
割すると共に原料溶液溜内の成長用溶液を成長用溶液ホ
ルダの成長用溶液溜内に分配した後、上部ホルダの成長
用溶液溜の上部を原料ホルダで閉塞した状態で上部ホル
ダと下部ホルダとを相対的に移動させて成長用溶液を分
割し、下部ホルダの成長用溶液溜内に分割された成長用
溶液を基板に接触させ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)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25844986A JPH0694398B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25844986A JPH0694398B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63112494A JPS63112494A (ja) | 1988-05-17 |
| JPH0694398B2 true JPH0694398B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=17320363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25844986A Expired - Fee Related JPH0694398B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694398B2 (ja) |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP25844986A patent/JPH0694398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63112494A (ja) | 1988-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |