JPH07277886A - エピタキシャル成長用基板およびエピタキシャルウエハ - Google Patents
エピタキシャル成長用基板およびエピタキシャルウエハInfo
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- JPH07277886A JPH07277886A JP6484294A JP6484294A JPH07277886A JP H07277886 A JPH07277886 A JP H07277886A JP 6484294 A JP6484294 A JP 6484294A JP 6484294 A JP6484294 A JP 6484294A JP H07277886 A JPH07277886 A JP H07277886A
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- epitaxial
- epitaxial wafer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＬＥＤ加工時におけるエピタキシャルウエハ
の割れ、あるいはキズの発生を抑制できるエピタキシャ
ル成長用基板およびそれを用いたエピタキシャルウエハ
を提供する。 【構成】 （１００）の面方位を持つIII −Ｖ族化合物
単結晶半導体ウエハにおいて、主面方位〔１００〕方向
から〔０１−１〕、〔０−１−１〕、〔０１１〕又は
〔０−１−１〕方向に傾けた面を持つ前記基板におい
て、主オリエンテーションフラット面が傾けた方向と、
６０〜１２０°で交わる面であることを特徴とするIII
−Ｖ族化合物半導体基板。
の割れ、あるいはキズの発生を抑制できるエピタキシャ
ル成長用基板およびそれを用いたエピタキシャルウエハ
を提供する。 【構成】 （１００）の面方位を持つIII −Ｖ族化合物
単結晶半導体ウエハにおいて、主面方位〔１００〕方向
から〔０１−１〕、〔０−１−１〕、〔０１１〕又は
〔０−１−１〕方向に傾けた面を持つ前記基板におい
て、主オリエンテーションフラット面が傾けた方向と、
６０〜１２０°で交わる面であることを特徴とするIII
−Ｖ族化合物半導体基板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体エピタキシャルウ
エハ用基板および半導体エピタキシャルウエハに関す
る。
エハ用基板および半導体エピタキシャルウエハに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年化合物半導体が光半導体素子材料と
して多く利用されている。そしてこの半導体材料として
は、単結晶基板上に所望の半導体結晶の層をエピタキシ
ャル成長したものを用いている。現在入手可能なもので
基板として用いられる結晶は、欠陥が多く、純度も低い
ため、そのまま発光素子として使用することが困難であ
るためである。そのため、基板上に所望の発光波長を得
るための組成の層を、エピタキシャル成長させている。
主としてこのエピタキシャル成長層は、３元混晶層が用
いられている。そしてエピタキシャル成長は、通常気相
成長ないし液相成長法が使用されている。図３を用いて
通常の気相成長法の説明をする。気相成長法では、石英
製のリアクタ内にグラファイト製、または石英製のホル
ダーを配置し、原料ガスを流し加熱する方法によってエ
ピタキシャル成長を行っている。通常のホルダー上では
ガスの流れに対して数度基板を傾けて配置することが普
通である。ＧａＰ基板上にＧａＡｓＰ層をエピタキシャ
ル成長させる例を図３で説明し、従来のＧａＰ基板の形
状と結晶の方位を図２に示す。ＧａＰ基板は主オリエン
テーションフラットが（０−１１）面の劈開面と平行
で、〔０−１−１〕方向に６°ずらした角度（オフアン
グル）をもつ（１００）面である。エピタキシャル成長
にあたっては、通常はオフアングル方向に垂直な方向の
〔０１−１〕方向をガス上流側にするように配置する。
ＧａＰの場合、基板厚としては３００μｍ程度が用いら
れている。ＧａＰ基板の外形は直径約４５〜５５ｍｍの
円形、主オリエンテーションフラットの長さは１０〜２
２ｍｍであることが一般である。
して多く利用されている。そしてこの半導体材料として
は、単結晶基板上に所望の半導体結晶の層をエピタキシ
ャル成長したものを用いている。現在入手可能なもので
基板として用いられる結晶は、欠陥が多く、純度も低い
ため、そのまま発光素子として使用することが困難であ
るためである。そのため、基板上に所望の発光波長を得
るための組成の層を、エピタキシャル成長させている。
主としてこのエピタキシャル成長層は、３元混晶層が用
いられている。そしてエピタキシャル成長は、通常気相
成長ないし液相成長法が使用されている。図３を用いて
通常の気相成長法の説明をする。気相成長法では、石英
製のリアクタ内にグラファイト製、または石英製のホル
ダーを配置し、原料ガスを流し加熱する方法によってエ
ピタキシャル成長を行っている。通常のホルダー上では
ガスの流れに対して数度基板を傾けて配置することが普
通である。ＧａＰ基板上にＧａＡｓＰ層をエピタキシャ
ル成長させる例を図３で説明し、従来のＧａＰ基板の形
状と結晶の方位を図２に示す。ＧａＰ基板は主オリエン
テーションフラットが（０−１１）面の劈開面と平行
で、〔０−１−１〕方向に６°ずらした角度（オフアン
グル）をもつ（１００）面である。エピタキシャル成長
にあたっては、通常はオフアングル方向に垂直な方向の
〔０１−１〕方向をガス上流側にするように配置する。
ＧａＰの場合、基板厚としては３００μｍ程度が用いら
れている。ＧａＰ基板の外形は直径約４５〜５５ｍｍの
円形、主オリエンテーションフラットの長さは１０〜２
２ｍｍであることが一般である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そしてかかる方法でエ
ピタキシャル成長をさせたウエハが、昇温または降温時
に、しばしば割れたり、欠けたりすることがあった。こ
れは成長中に原料ガスが基板とホルダーの間に直接入
り、単結晶基板の端部で裏面側にエピタキシャル層が成
長することに起因する。すなわち気相成長中に、裏面側
に５０〜２００μｍのエピタキシャル層がウエハ端に成
長してしまう。このエピタキシャル層はしばしばホルダ
ー面まで到着し、ホルダー表面と基板を接着する。エピ
タキシャル成長後の昇温過程の後、室温にすると熱膨張
係数の違いにより、付着したところが割れ、それにより
ウエハ全体が割れたりした。さらに、エピ成長後、わず
かな欠損部が残った場合でも、何らかのクラックがその
部分に入っているので、エピ成長後にエピタキシャルウ
エハの外周を除去する加工を行うと、その時ウエハが割
れたりするため、歩留りの低下をまねいた。これは鋭意
研究の結果、特願平５−２０４２２８号に示した原料ガ
スの供給方向をオフアングルの方向又はその１８０°方
向から３０°以内とする発明によって解決できた。とこ
ろが、前記の基板をそのまま使用した時、主オリエンテ
ーションフラットは必然的にガスと平行な方向となる。
この場合エピタキシャル層の厚み分布は主オリエンテー
ションフラットに対して、従来のものと９０°異なるこ
とになる。これを図に示すと、図４のような、エピタキ
シャル層の厚み分布になってしまう。すなわち主オリエ
ンテーションフラット部分のエピタキシャル層の厚みも
厚くなり、主オリエンテーションフラット部分のエピタ
キシャル層がポリ化しやすくなる。このため、クラック
が入りやすくなり、後工程であるＬＥＤ加工過程でエピ
タキシャルウエハが割れやすくなるという課題があっ
た。
ピタキシャル成長をさせたウエハが、昇温または降温時
に、しばしば割れたり、欠けたりすることがあった。こ
れは成長中に原料ガスが基板とホルダーの間に直接入
り、単結晶基板の端部で裏面側にエピタキシャル層が成
長することに起因する。すなわち気相成長中に、裏面側
に５０〜２００μｍのエピタキシャル層がウエハ端に成
長してしまう。このエピタキシャル層はしばしばホルダ
ー面まで到着し、ホルダー表面と基板を接着する。エピ
タキシャル成長後の昇温過程の後、室温にすると熱膨張
係数の違いにより、付着したところが割れ、それにより
ウエハ全体が割れたりした。さらに、エピ成長後、わず
かな欠損部が残った場合でも、何らかのクラックがその
部分に入っているので、エピ成長後にエピタキシャルウ
エハの外周を除去する加工を行うと、その時ウエハが割
れたりするため、歩留りの低下をまねいた。これは鋭意
研究の結果、特願平５−２０４２２８号に示した原料ガ
スの供給方向をオフアングルの方向又はその１８０°方
向から３０°以内とする発明によって解決できた。とこ
ろが、前記の基板をそのまま使用した時、主オリエンテ
ーションフラットは必然的にガスと平行な方向となる。
この場合エピタキシャル層の厚み分布は主オリエンテー
ションフラットに対して、従来のものと９０°異なるこ
とになる。これを図に示すと、図４のような、エピタキ
シャル層の厚み分布になってしまう。すなわち主オリエ
ンテーションフラット部分のエピタキシャル層の厚みも
厚くなり、主オリエンテーションフラット部分のエピタ
キシャル層がポリ化しやすくなる。このため、クラック
が入りやすくなり、後工程であるＬＥＤ加工過程でエピ
タキシャルウエハが割れやすくなるという課題があっ
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者は、かか
る課題を解決すべく鋭意検討の結果、基板の端部が様々
の方位を持つことに起因する成長速度の異方性を利用す
ることにより、本発明に到達した。すなわち本発明の目
的は、化合物半導体エピタキシャルウエハのエピタキシ
ャル成長工程において、該エピタキシャルウエハが原料
ガス上流側の端部の裏面で、エピタキシャル層が成長す
ることに起因するエピタキシャルウエハの割れ、あるい
はキズの発生を抑制することであり、又、本発明の他の
目的は、せん亜鉛型構造型を有する単結晶半導体基板上
に、せん亜鉛型構造型を有する単結晶半導体エピタキシ
ャル層を気相法で成長させる半導体エピタキシャルウエ
ハおよびエピタキシャル用基板において、特願平５−２
０４２２８号に記載した前述の発明を実施しながら、エ
ピタキシャルウエハのエピタキシャル層厚分布を従来の
ものと同じくし、また主オリエンテーションフラット部
分の層厚を薄くすることで、ＬＥＤ加工時におけるエピ
タキシャルウエハの割れを一層少なくすることである。
る課題を解決すべく鋭意検討の結果、基板の端部が様々
の方位を持つことに起因する成長速度の異方性を利用す
ることにより、本発明に到達した。すなわち本発明の目
的は、化合物半導体エピタキシャルウエハのエピタキシ
ャル成長工程において、該エピタキシャルウエハが原料
ガス上流側の端部の裏面で、エピタキシャル層が成長す
ることに起因するエピタキシャルウエハの割れ、あるい
はキズの発生を抑制することであり、又、本発明の他の
目的は、せん亜鉛型構造型を有する単結晶半導体基板上
に、せん亜鉛型構造型を有する単結晶半導体エピタキシ
ャル層を気相法で成長させる半導体エピタキシャルウエ
ハおよびエピタキシャル用基板において、特願平５−２
０４２２８号に記載した前述の発明を実施しながら、エ
ピタキシャルウエハのエピタキシャル層厚分布を従来の
ものと同じくし、また主オリエンテーションフラット部
分の層厚を薄くすることで、ＬＥＤ加工時におけるエピ
タキシャルウエハの割れを一層少なくすることである。
【０００５】そしてかかる本発明の目的は、（１００）
の面方位を持つIII −Ｖ族化合物単結晶半導体基板にお
いて、主面方位〔１００〕方向から〔０１−１〕、〔０
−１１〕、〔０１１〕または〔０−１−１〕方向に傾け
た面を持つ前記基板において、主オリエンテーションフ
ラット面が傾けた方向と６０〜１２０°で交わる面であ
ることを特徴とするIII −Ｖ族化合物半導体基板により
容易に達成される。以下本発明をより詳細に説明する。
の面方位を持つIII −Ｖ族化合物単結晶半導体基板にお
いて、主面方位〔１００〕方向から〔０１−１〕、〔０
−１１〕、〔０１１〕または〔０−１−１〕方向に傾け
た面を持つ前記基板において、主オリエンテーションフ
ラット面が傾けた方向と６０〜１２０°で交わる面であ
ることを特徴とするIII −Ｖ族化合物半導体基板により
容易に達成される。以下本発明をより詳細に説明する。
【０００６】本発明において使用されるエピタキシャル
用基板、またはエピタキシャルウエハの製造方法は特に
限定されるものではなく、各種の熱分解法、ハロゲン輸
送法、ＭＤＣＶＤ法、ＭＢＥ法等が挙げられるが、一般
に普及しており、生産性のよいハロゲン輸送法を用いる
のが好ましい。また、エピタキシャルウエハは、エピタ
キシャル成長後も同じオフアングルをもつことは言うま
でもない。オフアングルとは、基板表面があまり低次の
面方位のものであると、成長速度が低くなってしまうた
め、（１００）のような低次の面方位の面を得たい時
に、わざと（１００）面より数度ずらした面を表面と
し、ここに成長させる、その低次の面と、実際の表面の
角度の差をオフアングルと呼んでいる。そしてオフアン
グルの方向とは、本明細書においては、（１００）面の
法線と、実際の表面の法線が含まれる面と、実際の表面
の交線であって、表面側の（１００）面の法線から実際
の表面の法線へ向かう方向のことをいう。
用基板、またはエピタキシャルウエハの製造方法は特に
限定されるものではなく、各種の熱分解法、ハロゲン輸
送法、ＭＤＣＶＤ法、ＭＢＥ法等が挙げられるが、一般
に普及しており、生産性のよいハロゲン輸送法を用いる
のが好ましい。また、エピタキシャルウエハは、エピタ
キシャル成長後も同じオフアングルをもつことは言うま
でもない。オフアングルとは、基板表面があまり低次の
面方位のものであると、成長速度が低くなってしまうた
め、（１００）のような低次の面方位の面を得たい時
に、わざと（１００）面より数度ずらした面を表面と
し、ここに成長させる、その低次の面と、実際の表面の
角度の差をオフアングルと呼んでいる。そしてオフアン
グルの方向とは、本明細書においては、（１００）面の
法線と、実際の表面の法線が含まれる面と、実際の表面
の交線であって、表面側の（１００）面の法線から実際
の表面の法線へ向かう方向のことをいう。
【０００７】また、主オリエンテーションフラットは通
常は（１１０）面系の劈開面と平行な面を用いることが
多い。そしてオフアングルの方向は通常〔０１１〕、
〔０１−１〕、〔０−１１〕、〔０−１−１〕方向とす
ることが多く行われている。このオフアングルの好適な
角度は好適な範囲としてＧａＰ基板の場合、（１００）
面に対して〔０１１〕、〔０１−１〕、〔０−１１〕、
〔０−１−１〕方向にであれば３〜１６°で、好ましく
は５〜１２°である。またＧａＡｓ基板を用いた時は同
様に１〜１２°で好ましくは１〜５°である。本発明で
用いられるオフアングルの方向と主オリオンテーション
フラットの組み合わせは以下となる。
常は（１１０）面系の劈開面と平行な面を用いることが
多い。そしてオフアングルの方向は通常〔０１１〕、
〔０１−１〕、〔０−１１〕、〔０−１−１〕方向とす
ることが多く行われている。このオフアングルの好適な
角度は好適な範囲としてＧａＰ基板の場合、（１００）
面に対して〔０１１〕、〔０１−１〕、〔０−１１〕、
〔０−１−１〕方向にであれば３〜１６°で、好ましく
は５〜１２°である。またＧａＡｓ基板を用いた時は同
様に１〜１２°で好ましくは１〜５°である。本発明で
用いられるオフアングルの方向と主オリオンテーション
フラットの組み合わせは以下となる。
【０００８】
【表１】 尚、本明細書においては、（１００）面のみを基準とし
ているが（１００）と同じ面群の面、例えば（０１０）
面等は、全く等価であるので（１００）面と見なすもの
とする。
ているが（１００）と同じ面群の面、例えば（０１０）
面等は、全く等価であるので（１００）面と見なすもの
とする。
【０００９】本発明の最大の特徴はオフアングル方向と
主オリエンテーションフラット面を垂直にすることであ
る。ガスの原料方向と基板のオフアングル方向を合わせ
ることでエピタキシャルウエハのホルダーに付着するこ
とによるエピタキシャル成長時の割れを抑制し、かつ、
エピタキシャル層分布が主オリエンテーションフラット
に対して同じであり、かつ、ＬＥＤ加工特の割れを防ぐ
ことにある。通常はＧａＰ基板としては円形または円形
に近い形のものが用いられ、主オリエンテーションフラ
ットの他に、副オリエンテーションフラットが主オリエ
ンテーションフラットに対して９０°の位置に通常は主
オリエンテーションフラットより短い長さでつけられる
こともある。両フラットがあったとしても効果は同じで
あることは言うまでもない。この方向に基板をセットす
ると、基板のオフアングル方向がガスの上流になり、ま
た特願平５−２０４２２８号にも示したようにオフアン
グルの方向と主オリエンテーションフラット面の角度は
９０°が好ましいが、必ずしも９０°である必要はな
く、６０〜１２０°以内であれば効果が得られる。特に
好ましくは９０±５°の範囲である。エピタキシャルウ
エハの端面に、ファセット成長が生じ、このため多結晶
の成長により、異常に速い速度での裏面への成長が生じ
ないため、基板の背面側に成長が生じにくく、その結
果、基板とホルダー表面の接着が生じず、エピタキシャ
ル成長後の割れの発生を極減させることができ、かつ、
エピタキシャル成長後でエピタキシャル層分布が従来の
ものと同じであり、ＬＥＤ加工工程で割れの少ないエピ
タキシャルウエハを提供することが出来る。そして前述
のＧａＰ基板の場合、上に成長させるエピタキシャル成
長層は、ＧａＡｓ1-X ＰX （０．４５≦Ｘ≦１）が好適
であり、ＧａＡｓ基板の場合には、ＧａＡｓ1-X Ｐ
X （０≦Ｘ≦０．４５）が好適である。以下本発明を実
施例を用いて説明するが、本発明はその要旨を越えない
限り、実施例に限定されるものではない。
主オリエンテーションフラット面を垂直にすることであ
る。ガスの原料方向と基板のオフアングル方向を合わせ
ることでエピタキシャルウエハのホルダーに付着するこ
とによるエピタキシャル成長時の割れを抑制し、かつ、
エピタキシャル層分布が主オリエンテーションフラット
に対して同じであり、かつ、ＬＥＤ加工特の割れを防ぐ
ことにある。通常はＧａＰ基板としては円形または円形
に近い形のものが用いられ、主オリエンテーションフラ
ットの他に、副オリエンテーションフラットが主オリエ
ンテーションフラットに対して９０°の位置に通常は主
オリエンテーションフラットより短い長さでつけられる
こともある。両フラットがあったとしても効果は同じで
あることは言うまでもない。この方向に基板をセットす
ると、基板のオフアングル方向がガスの上流になり、ま
た特願平５−２０４２２８号にも示したようにオフアン
グルの方向と主オリエンテーションフラット面の角度は
９０°が好ましいが、必ずしも９０°である必要はな
く、６０〜１２０°以内であれば効果が得られる。特に
好ましくは９０±５°の範囲である。エピタキシャルウ
エハの端面に、ファセット成長が生じ、このため多結晶
の成長により、異常に速い速度での裏面への成長が生じ
ないため、基板の背面側に成長が生じにくく、その結
果、基板とホルダー表面の接着が生じず、エピタキシャ
ル成長後の割れの発生を極減させることができ、かつ、
エピタキシャル成長後でエピタキシャル層分布が従来の
ものと同じであり、ＬＥＤ加工工程で割れの少ないエピ
タキシャルウエハを提供することが出来る。そして前述
のＧａＰ基板の場合、上に成長させるエピタキシャル成
長層は、ＧａＡｓ1-X ＰX （０．４５≦Ｘ≦１）が好適
であり、ＧａＡｓ基板の場合には、ＧａＡｓ1-X Ｐ
X （０≦Ｘ≦０．４５）が好適である。以下本発明を実
施例を用いて説明するが、本発明はその要旨を越えない
限り、実施例に限定されるものではない。
【００１０】（実施例１）硫黄（Ｓ）が２〜１０×１０
17原子個／ｃｍ3 添加され、結晶学的面方位が（１０
０）面より〔０−１−１〕方向に６°偏位したＧａＰ単
結晶基板及び、高純度ＧａをＧａ溜め用石英ボート付き
のエピタキシャル・リアクター内の所定の場所にそれぞ
れ設置した。石英製のホルダーのガスの上流側が〔０−
１−１〕方向で、かつ、主オリエンテーションフラット
はガスの下流の（０１１）面も平行なものになるように
ＧａＰ基板を配置した。ホルダーは毎分３回転させた。
次に窒素（Ｎ2 ）ガスを該リアクター内に１５分間導入
し空気を充分置換除去した後、キャリア・ガスとして高
純度水素（Ｈ2 ）を毎分９５００ｍｌ導入し、Ｎ2 の流
れを止め昇温工程に入った。上記Ｇａ入り石英ボート設
置部分及びＧａＰ単結晶基板設置部分の温度が、それぞ
れ８００℃及び８３０℃に一定に保持されているＧａＰ
エピタキシャル層上に成長させ、気相成長を終了した。
エピタキシャル膜の第１、第２、第３、第４のエピタキ
シャル層の膜厚はそれぞれ６μｍ、３８μｍ、１２μ
ｍ、２３μｍ、第４のエピタキシャル層のｎ型キャリア
濃度は０．９×１０16ｃｍ-3であった。エピタキシャル
ウエハの原料ガス上流側の端部の裏面のエピタキシャル
層の厚さは約６０μｍでその層に付着によるキズもほと
んどなかった。この付着による割れはなかった。次に、
ＺｎＡｓ2 を拡散源としてｐ型不純物であるＺｎを拡散
させて表面から５．５μｍの深さにｐ−ｎ接合を形成し
た。このシート抵抗は１５Ω／ｃｍ2 であった。続い
て、写真蝕刻、真空蒸着による電極形成等のＬＥＤ工程
を行なって、全面に３００μｍ×３００μｍのＬＥＤチ
ップを作成し、全ＬＥＤに対して発光出力、波長、電気
特性の測定を行なった。その結果これらの特性は従来品
と分布は全く同じであり、特性の不良もなかった。ま
た、この同じ工程により２００枚のエピタキシャルウエ
ハのＬＥＤ加工を行なったところ、ＬＥＤ加工工程中の
割れは１枚であった。
17原子個／ｃｍ3 添加され、結晶学的面方位が（１０
０）面より〔０−１−１〕方向に６°偏位したＧａＰ単
結晶基板及び、高純度ＧａをＧａ溜め用石英ボート付き
のエピタキシャル・リアクター内の所定の場所にそれぞ
れ設置した。石英製のホルダーのガスの上流側が〔０−
１−１〕方向で、かつ、主オリエンテーションフラット
はガスの下流の（０１１）面も平行なものになるように
ＧａＰ基板を配置した。ホルダーは毎分３回転させた。
次に窒素（Ｎ2 ）ガスを該リアクター内に１５分間導入
し空気を充分置換除去した後、キャリア・ガスとして高
純度水素（Ｈ2 ）を毎分９５００ｍｌ導入し、Ｎ2 の流
れを止め昇温工程に入った。上記Ｇａ入り石英ボート設
置部分及びＧａＰ単結晶基板設置部分の温度が、それぞ
れ８００℃及び８３０℃に一定に保持されているＧａＰ
エピタキシャル層上に成長させ、気相成長を終了した。
エピタキシャル膜の第１、第２、第３、第４のエピタキ
シャル層の膜厚はそれぞれ６μｍ、３８μｍ、１２μ
ｍ、２３μｍ、第４のエピタキシャル層のｎ型キャリア
濃度は０．９×１０16ｃｍ-3であった。エピタキシャル
ウエハの原料ガス上流側の端部の裏面のエピタキシャル
層の厚さは約６０μｍでその層に付着によるキズもほと
んどなかった。この付着による割れはなかった。次に、
ＺｎＡｓ2 を拡散源としてｐ型不純物であるＺｎを拡散
させて表面から５．５μｍの深さにｐ−ｎ接合を形成し
た。このシート抵抗は１５Ω／ｃｍ2 であった。続い
て、写真蝕刻、真空蒸着による電極形成等のＬＥＤ工程
を行なって、全面に３００μｍ×３００μｍのＬＥＤチ
ップを作成し、全ＬＥＤに対して発光出力、波長、電気
特性の測定を行なった。その結果これらの特性は従来品
と分布は全く同じであり、特性の不良もなかった。ま
た、この同じ工程により２００枚のエピタキシャルウエ
ハのＬＥＤ加工を行なったところ、ＬＥＤ加工工程中の
割れは１枚であった。
【００１１】（実施例２）硫黄（Ｓ）が２〜１０×１０
17原子個／ｃｍ3 添加され、結晶学的面方位が（１０
０）面より〔０−１−１〕方向に６°偏位したＧａＰ単
結晶基板及び、高純度ＧａをＧａ溜め用石英ボート付き
のエピタキシャル・リアクター内の所定の場所にそれぞ
れ設置した。石英製のホルダーのガスの上流側が〔０−
１−１〕方向で、かつ、主オリエンテーションフラット
が〔０１１〕面に平行になるものをガスの下流になるよ
うにＧａＰ基板を配置した。実施に当たっては、使用す
るＧａＰ基板が従来のものである以外、すべて実施例１
に同じであった。エピタキシャルウエハの原料ガス上流
側の端部の裏面のエピタキシャル層の厚さは約５０μｍ
で、その層に付着によるキズもほとんどなかった。この
付着による割れはなかった。実施例１と同様にＬＥＤ工
程に流したところ、また、エピタキシャル層の分布も主
オリエンテーションフラットに対して同じであった。特
性には従来のものと同じであった。ＬＥＤ加工工程に１
５０枚流した時、加工工程中の割れは１枚発生した。
17原子個／ｃｍ3 添加され、結晶学的面方位が（１０
０）面より〔０−１−１〕方向に６°偏位したＧａＰ単
結晶基板及び、高純度ＧａをＧａ溜め用石英ボート付き
のエピタキシャル・リアクター内の所定の場所にそれぞ
れ設置した。石英製のホルダーのガスの上流側が〔０−
１−１〕方向で、かつ、主オリエンテーションフラット
が〔０１１〕面に平行になるものをガスの下流になるよ
うにＧａＰ基板を配置した。実施に当たっては、使用す
るＧａＰ基板が従来のものである以外、すべて実施例１
に同じであった。エピタキシャルウエハの原料ガス上流
側の端部の裏面のエピタキシャル層の厚さは約５０μｍ
で、その層に付着によるキズもほとんどなかった。この
付着による割れはなかった。実施例１と同様にＬＥＤ工
程に流したところ、また、エピタキシャル層の分布も主
オリエンテーションフラットに対して同じであった。特
性には従来のものと同じであった。ＬＥＤ加工工程に１
５０枚流した時、加工工程中の割れは１枚発生した。
【００１２】（比較例）硫黄（Ｓ）が２〜１０×１０17
原子個／ｃｍ3 添加され、結晶学的面方位が（１００）
面より〔０−１−１〕方向に６°偏位した、かつ、従来
と同じ〔０１−１〕面方向に平行な主オリエンテーショ
ンフラットを持つＧａＰ単結晶基板及び、高純度Ｇａ
を、Ｇａ溜め用石英ボート付きのエピタキシャル・リア
クター内の所定の場所にそれぞれ設置した。石英製のホ
ルダーのガスの上流側が〔０−１−１〕方向で、かつ、
ＧａＰ基板を配置した。ホルダーは毎分３回転させた。
実施に当たっては、ＧａＰ基板が従来のものと同じであ
り、そのため主オリエンテーションフラットがガス流に
対して平行である以外すべて実施例１に同じであった。
エピタキシャル層分布は従来のものと主オリエンテーシ
ョンフラットに対して、９０°変化したものになった。
成長後の付着による割れはなかった。また、ＬＥＤ加工
工程に流したところ２００枚中１０枚がＬＥＤ加工工程
中に割れてしまった。
原子個／ｃｍ3 添加され、結晶学的面方位が（１００）
面より〔０−１−１〕方向に６°偏位した、かつ、従来
と同じ〔０１−１〕面方向に平行な主オリエンテーショ
ンフラットを持つＧａＰ単結晶基板及び、高純度Ｇａ
を、Ｇａ溜め用石英ボート付きのエピタキシャル・リア
クター内の所定の場所にそれぞれ設置した。石英製のホ
ルダーのガスの上流側が〔０−１−１〕方向で、かつ、
ＧａＰ基板を配置した。ホルダーは毎分３回転させた。
実施に当たっては、ＧａＰ基板が従来のものと同じであ
り、そのため主オリエンテーションフラットがガス流に
対して平行である以外すべて実施例１に同じであった。
エピタキシャル層分布は従来のものと主オリエンテーシ
ョンフラットに対して、９０°変化したものになった。
成長後の付着による割れはなかった。また、ＬＥＤ加工
工程に流したところ２００枚中１０枚がＬＥＤ加工工程
中に割れてしまった。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、ウエハの結晶方位と
ガス流の方向最適化およびＧａＰ基板の主オリエンテー
ションフラットの方位を最適化することにより最も基板
の裏面の成長したエピタキシャル層とホルダー表面との
付着を防止することが出来る。同じ結晶構造で、同じ面
方位を持つＧａＡｓ基板を用いて、ＧａＡｓＰ等を成長
させた場合も同じ効果が得られる。これによって成長し
たエピタキシャルウエハは割れやキズがなく、ＬＥＤ加
工工程でも割れが著しく少ないことで後に加工しやすい
エピタキシャルウエハとなる。これによって、ＬＥＤ加
工工程の歩留り向上をすることができる。もちろん、副
オリエンテーションフラットが有っても同じ効果が得ら
れることは言うまでもない。
ガス流の方向最適化およびＧａＰ基板の主オリエンテー
ションフラットの方位を最適化することにより最も基板
の裏面の成長したエピタキシャル層とホルダー表面との
付着を防止することが出来る。同じ結晶構造で、同じ面
方位を持つＧａＡｓ基板を用いて、ＧａＡｓＰ等を成長
させた場合も同じ効果が得られる。これによって成長し
たエピタキシャルウエハは割れやキズがなく、ＬＥＤ加
工工程でも割れが著しく少ないことで後に加工しやすい
エピタキシャルウエハとなる。これによって、ＬＥＤ加
工工程の歩留り向上をすることができる。もちろん、副
オリエンテーションフラットが有っても同じ効果が得ら
れることは言うまでもない。
【図１】本発明のウエハの形状と結晶の方位を示す説明
図である。
図である。
【図２】従来のウエハの形状と結晶の方位を示す説明図
である。
である。
【図３】ウエハを成長させるためのホルダーの例を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】特願平５−２０４２２８号記載の発明を用いて
エピタキシャル用基板でエピタキシャル成長した時のエ
ピタキシャル層厚の面内分布を示す説明図である。
エピタキシャル用基板でエピタキシャル成長した時のエ
ピタキシャル層厚の面内分布を示す説明図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 （１００）の面方位を持つIII −Ｖ族化
合物単結晶半導体基板において、主面方位〔１００〕方
向から〔０１−１〕、〔０−１１〕、〔０１１〕または
〔０−１−１〕方向に傾けた面を持つ前記基板におい
て、主オリエンテーションフラット面が傾けた方向と６
０〜１２０°で交わる面であることを特徴とするIII −
Ｖ族化合物半導体基板。 - 【請求項２】 請求項１記載の基板においてIII −Ｖ族
化合物半導体基板はＧａＰであり、主面方位〔１００〕
方向から前述の方向に３〜１６°傾けた面を持つことを
特徴とする基板。 - 【請求項３】 請求項１乃至２記載の基板上にＧａＡｓ
1-X ＰX （０．４５≦Ｘ≦１）をエピタキシャル成長さ
せたエピタキシャルウエハ。 - 【請求項４】 請求項１記載の基板においてIII −Ｖ族
化合物半導体基板はＧａＡｓであり、主面方位〔１０
０〕方向から前述の方向に１〜１２°傾けた面を持つこ
とを特徴とする基板。 - 【請求項５】 請求項１又は４に記載の基板上にＧａＡ
ｓ1-X ＰX （０≦Ｘ≦０．４５）をエピタキシャル成長
させたエピタキシャルウエハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06484294A JP3531205B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | エピタキシャル成長用基板およびエピタキシャルウエハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06484294A JP3531205B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | エピタキシャル成長用基板およびエピタキシャルウエハ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07277886A true JPH07277886A (ja) | 1995-10-24 |
| JP3531205B2 JP3531205B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=13269892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06484294A Expired - Lifetime JP3531205B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | エピタキシャル成長用基板およびエピタキシャルウエハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531205B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001233698A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエハ |
-
1994
- 1994-04-01 JP JP06484294A patent/JP3531205B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001233698A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | りん化ひ化ガリウム混晶エピタキシャルウエハ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3531205B2 (ja) | 2004-05-24 |
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