JPH0763058B2 - メルトのベ−キング方法および液相エピタキシヤル成長法 - Google Patents
メルトのベ−キング方法および液相エピタキシヤル成長法Info
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- JPH0763058B2 JPH0763058B2 JP8854086A JP8854086A JPH0763058B2 JP H0763058 B2 JPH0763058 B2 JP H0763058B2 JP 8854086 A JP8854086 A JP 8854086A JP 8854086 A JP8854086 A JP 8854086A JP H0763058 B2 JPH0763058 B2 JP H0763058B2
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- baking
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は受光素子のような高純度のエピタキシャル膜を
液相エピタキシャル成長法（以下LPE法）ならびにこの
場合に必要な成長メルトのベーキング方法に関する。
液相エピタキシャル成長法（以下LPE法）ならびにこの
場合に必要な成長メルトのベーキング方法に関する。
従来の技術 種々の電気デバイス・光デバイスの多くは基板上への単
層もしくは多層のエピタキシャル成長膜で構成されてい
る。エピタキシャル膜はLPE法を用いるのが主流であ
る。特にPINダイオードやAPD等の受光層に高純度のエピ
タキシャル層が要求される。従ってLPE法によって高純
度のエピタキシャル層を得る技術は重要である。
層もしくは多層のエピタキシャル成長膜で構成されてい
る。エピタキシャル膜はLPE法を用いるのが主流であ
る。特にPINダイオードやAPD等の受光層に高純度のエピ
タキシャル層が要求される。従ってLPE法によって高純
度のエピタキシャル層を得る技術は重要である。
LPE法によって高純度のエピタキシャル層を得るには高
純度のメルトを用いなければならない。高純度材料の選
択は言うまでもないが、さらに成長前にメルトをベーキ
ングしメルト中の不純物を蒸発させて高純度化を図る方
法が行なわれている（例えばJJAP20（1981）p2105）。
純度のメルトを用いなければならない。高純度材料の選
択は言うまでもないが、さらに成長前にメルトをベーキ
ングしメルト中の不純物を蒸発させて高純度化を図る方
法が行なわれている（例えばJJAP20（1981）p2105）。
以下長波長域での受光素子に用いられるInGaAs/InP系に
ついてのLPE法について述べる。この系ではメルトとし
してInを用い、これに秤量したInAsとGaAsのソース材料
を溶かしInP基板上に格子整合のとれたエピタキシャル
層を成長するものである。Inは通常6N程度の純度のもの
が用いられているが、キャリヤ濃度が1014〜1015/cm3の
高純度の層を得るためには成長に先だち、さらに成長メ
ルトのプリベーキングを行ない高純度化する方法が用い
られる。プリベーキングにはハンドリング時の汚染を防
ぐため成長ボートと同一のボートが用いられている。
ついてのLPE法について述べる。この系ではメルトとし
してInを用い、これに秤量したInAsとGaAsのソース材料
を溶かしInP基板上に格子整合のとれたエピタキシャル
層を成長するものである。Inは通常6N程度の純度のもの
が用いられているが、キャリヤ濃度が1014〜1015/cm3の
高純度の層を得るためには成長に先だち、さらに成長メ
ルトのプリベーキングを行ない高純度化する方法が用い
られる。プリベーキングにはハンドリング時の汚染を防
ぐため成長ボートと同一のボートが用いられている。
第３図はプリベーキング時（ａ）および成長時（ｂ）に
おける成長ボートの断面構造を示す。１はボートの台
座、２はスライダー、３はメルトを収納するメルト溜め
６を含むメルトホルダーである。ここでまず成長ボート
のメルトホルダー３の成長槽６に成長用として必要な量
のInAs,GaAsソースを含むInメルト５を収納してH2気流
中９で700℃程度にまで高温にしベーキングを行なう
（第３図（ａ））。一定時間のベーキングののち室温ま
で冷却し、スライダー２中の凹部７にInP基板８を挿入
後、さらに660℃程度まで昇温したのち成長温度（650
℃）まで除冷した時点でスライダー２に接続された操作
棒４を10の方向にスライドしてスライダー２をスライド
し、InP基板８をメルト５に接触して成長を行なう（第
３図（ｂ））。
おける成長ボートの断面構造を示す。１はボートの台
座、２はスライダー、３はメルトを収納するメルト溜め
６を含むメルトホルダーである。ここでまず成長ボート
のメルトホルダー３の成長槽６に成長用として必要な量
のInAs,GaAsソースを含むInメルト５を収納してH2気流
中９で700℃程度にまで高温にしベーキングを行なう
（第３図（ａ））。一定時間のベーキングののち室温ま
で冷却し、スライダー２中の凹部７にInP基板８を挿入
後、さらに660℃程度まで昇温したのち成長温度（650
℃）まで除冷した時点でスライダー２に接続された操作
棒４を10の方向にスライドしてスライダー２をスライド
し、InP基板８をメルト５に接触して成長を行なう（第
３図（ｂ））。
第４図は前述のプリベーキング工程におけるベーキング
時間とキャリャ濃度の関係を示すものである。この図か
ら明らかであるが２×1015cm3のキャリャ濃度を得るに
は20時間もの時間を必要とし、1014cm3台に入るために
は100時間以上ものベーキングが必要であることがわか
る。
時間とキャリャ濃度の関係を示すものである。この図か
ら明らかであるが２×1015cm3のキャリャ濃度を得るに
は20時間もの時間を必要とし、1014cm3台に入るために
は100時間以上ものベーキングが必要であることがわか
る。
一方ベーキング時においてメルトからの不純物蒸発量は
メルトの高さが小さい程、大きいことがわかっている
（ジェイ クリスタル グロース:J.Crystal Growth55
（1981）p392）。これは単位重量当たりの表面積が大き
くなり、不純物の蒸発が促進されるからである。しかし
単純にメルトの重量を減らしてメルトの高さを小さくし
た場合、エピタキシャル成長時での膜厚や組成の面内で
の不均一性やエッジグロースの増大などの問題が生じて
くる。
メルトの高さが小さい程、大きいことがわかっている
（ジェイ クリスタル グロース:J.Crystal Growth55
（1981）p392）。これは単位重量当たりの表面積が大き
くなり、不純物の蒸発が促進されるからである。しかし
単純にメルトの重量を減らしてメルトの高さを小さくし
た場合、エピタキシャル成長時での膜厚や組成の面内で
の不均一性やエッジグロースの増大などの問題が生じて
くる。
発明が解決しようとする問題点 以上述べたように、従来のメルトのベーキング方法で
は、高純度のエピタキシャル層を得るためには非常に長
時間を要し、稼動率，消費電力の立場から問題があっ
た。またベーキングの効率を高めるために、メルトの重
量を小さくして単位重量当りのメルトの表面積を大きく
するという方法ではエピタキシャル層の膜厚や組成の面
内ばらつきやエッジグロースの増大という問題があっ
た。
は、高純度のエピタキシャル層を得るためには非常に長
時間を要し、稼動率，消費電力の立場から問題があっ
た。またベーキングの効率を高めるために、メルトの重
量を小さくして単位重量当りのメルトの表面積を大きく
するという方法ではエピタキシャル層の膜厚や組成の面
内ばらつきやエッジグロースの増大という問題があっ
た。
問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を克服すべく、成長メルトを収納
するメルト溜めの側面を構成する壁面の少なくとも一つ
が可動な成長ボートを用い、プリベーキング時の成長メ
ルトの表面積と成長時の成長メルトの表面積を変化され
てプリベーキングとエピタキシャル成長を行なうもので
ある。
するメルト溜めの側面を構成する壁面の少なくとも一つ
が可動な成長ボートを用い、プリベーキング時の成長メ
ルトの表面積と成長時の成長メルトの表面積を変化され
てプリベーキングとエピタキシャル成長を行なうもので
ある。
作用 上述の手段により、エピタキシャル成長に問題が生じな
い量の成長メルトを、ベーキング時においてのみその表
面積を増大することができ、メルトからの不純物の除去
を効率良く行なうことができるのでベーキング時間を短
縮することができる。
い量の成長メルトを、ベーキング時においてのみその表
面積を増大することができ、メルトからの不純物の除去
を効率良く行なうことができるのでベーキング時間を短
縮することができる。
実 施 例 以下本発明の実施例をInGaAs/InP系のLPE成長の場合に
ついて述べる。
ついて述べる。
第２図は本発明に用いたベーキング及びエピタキシャル
成長用ボートの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。こ
こで1,2,3は第２図と同じく、それぞれボート台座，ス
ライダー，メルトホルダーである。本ボートではメルト
を収納する成長槽６の１つの側面を成長する側壁12が12
Aの位置から12Bの位置まで可動である。側壁12の移動は
これに接続した操作棒４によって行なう。ここで13はス
トッパーである。
成長用ボートの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。こ
こで1,2,3は第２図と同じく、それぞれボート台座，ス
ライダー，メルトホルダーである。本ボートではメルト
を収納する成長槽６の１つの側面を成長する側壁12が12
Aの位置から12Bの位置まで可動である。側壁12の移動は
これに接続した操作棒４によって行なう。ここで13はス
トッパーである。
次に本ボートを用いた液相成長法について述べる。
まず成長ボート中の可動側壁12を12Aの位置にしてメル
ト溜め６の容積を大きい状態で、成長メルト５であるIn
AsとGaAsを含むInを収納し、H2気流中で700℃に加熱し
ベーキングを行なう（第１図（ａ））。次に冷却前に操
作棒４を14の方向に移動して可動側壁12を12Bの位置に
し、成長メルト５をエピタキシャル成長に適した高さの
を持つ形状にする（第１図（ｂ））。さらに冷却後、ス
ライダー２の凹部７にInP基板８を挿入、また操作棒４
をスライダー２に接続したのち、670℃まで昇温・ソー
ク後650℃まで降温した状態で操作棒４を10の方向へス
ライドし、スライダー４上のInP基板８を成長メルト５
に接触し成長を行なう。
ト溜め６の容積を大きい状態で、成長メルト５であるIn
AsとGaAsを含むInを収納し、H2気流中で700℃に加熱し
ベーキングを行なう（第１図（ａ））。次に冷却前に操
作棒４を14の方向に移動して可動側壁12を12Bの位置に
し、成長メルト５をエピタキシャル成長に適した高さの
を持つ形状にする（第１図（ｂ））。さらに冷却後、ス
ライダー２の凹部７にInP基板８を挿入、また操作棒４
をスライダー２に接続したのち、670℃まで昇温・ソー
ク後650℃まで降温した状態で操作棒４を10の方向へス
ライドし、スライダー４上のInP基板８を成長メルト５
に接触し成長を行なう。
このような方法では、成長とベーキングが同一メルトで
ありながら、ベーキング時においてのメルトの表面積が
大きく、メルトからの不純物の蒸発が促進され、短時間
のベーキングで高純度のエピタキシャル層が得られるも
のである。また成長に最適なメルトの高さを選択できる
ので、面内の均一性に優れた良好なエピタキシャル成長
膜を得ることができる。
ありながら、ベーキング時においてのメルトの表面積が
大きく、メルトからの不純物の蒸発が促進され、短時間
のベーキングで高純度のエピタキシャル層が得られるも
のである。また成長に最適なメルトの高さを選択できる
ので、面内の均一性に優れた良好なエピタキシャル成長
膜を得ることができる。
尚、本実施例においてはInGaAs/InP系材料を用いている
が、ベーキングによって高純度化が図れるものであれば
これに限定されない。またエピタキシャル成長前のプリ
ベークに限らず、メルトのベーキングとその後の使用に
応じた形状への成型工程にも本発明を適用できることは
言うまでもない。
が、ベーキングによって高純度化が図れるものであれば
これに限定されない。またエピタキシャル成長前のプリ
ベークに限らず、メルトのベーキングとその後の使用に
応じた形状への成型工程にも本発明を適用できることは
言うまでもない。
発明の効果 以上本発明はメルトのベーキングにおいて、メルト溜め
の側面を構成する壁面の少なくとも１つが可動なボート
を用い、ベーキング時と冷却時の表面積を変化させる方
法により、ベーキング時間の短縮を行なうことができる
ものである。またひきつづきエピタキシャル成長を行な
えば、組成・膜厚の均一性の良い良好な高純度エピタキ
シャル層を得ることができる。
の側面を構成する壁面の少なくとも１つが可動なボート
を用い、ベーキング時と冷却時の表面積を変化させる方
法により、ベーキング時間の短縮を行なうことができる
ものである。またひきつづきエピタキシャル成長を行な
えば、組成・膜厚の均一性の良い良好な高純度エピタキ
シャル層を得ることができる。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明によるベーキング法を用
いたエピタキシャル成長工程図、第２図（ａ），（ｂ）
は本発明に用いた成長ボートの平面図，断面図、第３図
は従来のベーキング法によるエピタキシャル成長工程を
示す図、第４図は従来例におけるメルトのベーキング時
間とキャリャ濃度の関係を示す図である。 １……ボート台座、２……スライダー、３……メルトホ
ルダー、４……操作棒、５……成長メルト、６……成長
槽、８……基板、12……可動側壁。
いたエピタキシャル成長工程図、第２図（ａ），（ｂ）
は本発明に用いた成長ボートの平面図，断面図、第３図
は従来のベーキング法によるエピタキシャル成長工程を
示す図、第４図は従来例におけるメルトのベーキング時
間とキャリャ濃度の関係を示す図である。 １……ボート台座、２……スライダー、３……メルトホ
ルダー、４……操作棒、５……成長メルト、６……成長
槽、８……基板、12……可動側壁。
Claims (2)
- 【請求項１】メルト溜めの側面を構成する壁面の少なく
とも一つが可動なボートを用い、前記メルト溜めの中に
含まれるメルトの表面積が高温時と冷却時で可変である
ことを特徴とするメルトのベーキング方法。 - 【請求項２】成長メルトのプリベーキング工程を含み、
かつ前記プリベーキング工程と成長工程を同一の成長ボ
ートで行う液相エピタキシャル成長において、成長メル
トを収納するメルト溜めの側面を構成する壁面の少なく
とも一つが可動な成長ボートを用い、前記プリベーキン
グ時の成長メルトの表面積と前記成長時の成長メルトの
表面積が可変であることを特徴とする液相エピタキシャ
ル成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8854086A JPH0763058B2 (ja) | 1986-04-17 | 1986-04-17 | メルトのベ−キング方法および液相エピタキシヤル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8854086A JPH0763058B2 (ja) | 1986-04-17 | 1986-04-17 | メルトのベ−キング方法および液相エピタキシヤル成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62244129A JPS62244129A (ja) | 1987-10-24 |
| JPH0763058B2 true JPH0763058B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=13945678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8854086A Expired - Lifetime JPH0763058B2 (ja) | 1986-04-17 | 1986-04-17 | メルトのベ−キング方法および液相エピタキシヤル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763058B2 (ja) |
-
1986
- 1986-04-17 JP JP8854086A patent/JPH0763058B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62244129A (ja) | 1987-10-24 |
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