JPH0769784A - 液相エピタキシャル成長装置 - Google Patents

液相エピタキシャル成長装置

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JPH0769784A
JPH0769784A JP22191993A JP22191993A JPH0769784A JP H0769784 A JPH0769784 A JP H0769784A JP 22191993 A JP22191993 A JP 22191993A JP 22191993 A JP22191993 A JP 22191993A JP H0769784 A JPH0769784 A JP H0769784A
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JP
Japan
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melt
raw material
growth
floating plate
reservoir
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Withdrawn
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JP22191993A
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English (en)
Inventor
Yuji Tomizuka
雄二 富塚
Yushi Tomita
祐志 富田
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 浮き板によって原料融液を撹拌均質化し、エ
ピタキシャル成長を迅速に開始する。 【構成】 原料融液2が収容される融液溜め3の下方に
成長槽4を配置し、複数の基板ウエハ1を成長槽4に収
容する。成長槽4は、融液溜め3に延びる押え棒14を
一体的に備えており、複数の貫通孔11が形成された浮
き板10が押え棒14に差し込まれている。浮き板10
は、押え棒14の係合部16で浮上が拘束され、成長槽
4の相対的移動によって拘束状態から解放されて上昇す
る。 【効果】 浮き板10の上昇による撹拌流で原料融液2
が均質化され、原料融液2が短時間で調製される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、短時間で均質な成長原
料用融液を調製できる液相エピタキシャル製造装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板等の表面にエピタキシャル層
を成長させる方法として、成長用原料融液に基板を浸漬
し、融液からエピタキシャル層を晶出させる液相エピタ
キシーが知られている。液相エピタキシーでは、図1に
示すように、基板ウエハ1と接触させる成長用原料融液
2を融液溜め3で準備している。量産性を上げるため、
多数の基板ウエハ1を成長槽4に収容し、融液溜め3か
ら流下した原料融液2に接触させるマルチウエハ方式が
採用されるようになっている。マルチウエハ方式におい
ては、成長槽4に収容した多数の基板ウエハ1に対応
し、原料融液2を収容する融液溜り3の容量を大きくす
ることが必要になる。また、容量の増大に伴って、原料
融液2の深さも大きくなる。
【0003】融液溜め3に収容される原料融液2が多量
になると、原料融液2に溶け込んでいる溶質の影響が大
きく現れる。たとえば、密度の小さい溶質が溶け込んで
いる融液部分の比重が小さいことに起因して、融液溜め
3に収容されている原料融液2の濃度にユラギが発生す
る。ユラギを無くし、原料融液2の濃度を自然拡散によ
って均質化するためには、極めて長時間にわたり原料融
液2を高温に保持することが要求される。原料融液2の
濃度は、原料融液2を強制的に撹拌することによって迅
速に均質化される。そのため、原料融液を撹拌する機構
が種々提案されている。たとえば、特開平3−2858
94号公報では、蓋部を貫通した軸を回転させることに
より融液を撹拌することが紹介されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】液相エピタキシャル成
長装置に撹拌機構を組み込もうとすると、撹拌機構の駆
動系を外部まで延長し、駆動力を伝達することが必要に
なる。また、駆動系が装置の器壁を貫通する箇所には、
成長反応域から大気中への雰囲気ガスの漏出や成長反応
域への外気の侵入がないようにシール機構が必要とされ
る。そのため、設備構成が複雑化し、保守管理が面倒な
ものになると共に、設備コストの上昇を招く。特に、複
数の融液溜めを必要とする多層エピタキシャル成長装置
においては、この問題が更に深刻なものとなる。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、成長開始直前の成長槽の相対的回転に伴って自動的
に浮上し、原料融液を撹拌する浮き板を組み込むことに
より、設備構成を複雑化することなく、成長用原料融液
の均一混合を短時間で行うことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の液相エピタキシ
ャル成長装置は、その目的を達成するため、原料融液が
収容される融液溜めと、該融液溜めの下方に配置され、
複数の基板ウエハを収容する成長槽と、該成長槽に一体
化され、前記融液溜めに延びる押え棒と、前記原料融液
が通過する複数の貫通孔が形成され、前記押え棒の係合
部で浮上が拘束される浮き板とを備え、前記成長槽の相
対的移動によって前記融液溜めの流出孔に前記成長槽の
流出孔が一致する前に、前記浮き板の拘束状態が解除さ
れることを特徴とする。
【0006】本発明に従った液相エピタキシャル成長装
置は、たとえば図2に示すように、成長用原料融液2を
調製する融液溜め3,複数の基板ウエハ1を保持する成
長槽4及び成長後の廃液を収容する廃液溜め5を備えて
いる。図2では、成長槽4から系外に引出した回転駆動
軸6で成長槽4を独立回転させる機構が示されている
が、成長槽4を固定し融液溜め3及び廃液溜め5を回転
させる方式、或いは融液溜め3及び廃液溜め5と成長槽
4とをそれぞれ別系統の駆動機構で回転させる方式を採
用することも可能である。なお、廃液、成長槽4から廃
液溜め5に廃液を流出させる機構は、図2では省略して
いる。
【0007】融液溜め3に、原料融液2の撹拌を促進さ
せる浮き板10が設けられている。浮き板10は、原料
融液2よりも小さな比重を持つカーボン等の材質ででき
ており、複数の貫通孔11が形成された円盤状に形成さ
れている。浮き板10の周辺部には、図3(a)に示す
ように、複数のガイド突起12が円周方向に等間隔で形
成されている。ガイド突起12は、融液溜め3の内面に
形成された垂直方向に延びるガイド溝13に嵌り込んで
いる。浮き板10は、ガイド突起12とガイド溝13と
の嵌り合いによって、融液溜め2と同期して回転する。
浮き板10の中心部に、押え棒14が差し込まれる鍵孔
15が形成されている。押え棒14は、下端が成長槽4
に固定され、成長槽4と一体的に回転する。押え棒14
の下端近傍に、鍵孔15に対応した一対の係合突起1
6,16が形成されている。係合突起16,16は、押
え棒14の中心に関して対称の位置で押え棒14の周面
から半径方向外向きに突出している。
【0008】先ず、エピタキシャル成長に先立って、成
長用の融液原料2を融液溜め3に所定時間,所定温度に
保持する。このとき、係合突起16は、鍵孔15と一致
しない図3(a)の位置に保たれ、浮き板10をロック
し、浮き板10の浮上を防止する。この状態で高温保持
することにより、原料融液2が均質化される。成長開始
の直前に、融液溜め3又は成長槽4を回転させ、鍵孔1
5に係合突起16を一致させる。浮き板10には原料融
液2の浮力が作用しているので、鍵孔15に係合突起1
6が落ち込み、浮き板10が浮上する。浮き板10は、
中心部が押え棒14で周辺部がガイド溝13で案内され
るため、水平姿勢を維持しながら浮上する。浮き板10
の浮上に伴って、貫通孔11を通過する撹拌流が原料融
液2に生じ、原料融液2が撹拌均質化される。
【0009】係合突起16が鍵孔15に一致する回転位
置は、融液溜め3から成長槽4に原料融液2が流下する
回転位置の前に設定しておく。したがって、融液溜め3
又は成長槽4を一方向に回転させると、先ず係合突起1
6と鍵孔15との係合状態が解除されて浮き板10が浮
上し、次いで融液溜め3の流出孔17に成長槽4の流入
孔18が一致する。その結果、十分に均質化された原料
融液2が、融液溜め3から成長槽4に送り込まれる。以
上に説明した浮き板10の浮上機構は、融液溜め3及び
成長槽4を相対的に回転させる装置に代え、両者を相対
的にスライドさせる装置に対しても同様に適用すること
ができる。この場合にも、融液溜め3の流出孔が成長層
4の流入孔に一致するスライド位置よりも前に、係合突
起16が鍵孔15に一致する位置を設定する。また、基
板ウエハ1の表面に1層のエピタキシャル層を成長させ
ることに限らず、多層エピタキシャル層を成長させるこ
とにも適用できる。この場合、複数種類の原料融液を収
容できるように複数の区画に分割された融液溜め3が使
用されるが、その区画に対応して浮き板10及び押え機
構(押え棒14)を設ける。
【0010】
【作用】エピタキシャル成長を開始するとき、融液溜め
3の流出孔17に成長槽4の流入孔18が一致するよう
に成長槽4を相対的に回転又はスライドさせることが必
要である。本発明においては、この成長槽4の相対的な
回転又はスライドを利用し、流出孔17が流入孔18に
一致する直前に、係合突起16と鍵孔15との係合状態
を解除し、浮力によって浮き板10を自動的に上昇させ
ている。そのため、従来のエピタキシャル成長装置の操
作を基本的に変更する必要なく、浮き板10の浮上によ
って原料融液2が撹拌され、均質化した原料融液2がエ
ピタキシャル成長に使用される。
【0011】
【実施例】図2及び図3に示した装置を使用して、Ga
As基板ウエハ1上にGaAlAs層をエピタキシャル
成長させた。基板ウエハ1として、Znドープした直径
3インチの(100)面GaAs結晶板30枚を成長槽
4に配列した。GaAs300g及びAl6000mg
の原料溶質にドーピング不純物としてZn2000mg
を配合し、融液溜め3に収容した。装入原料が溶解した
後、浮き板10をガイド溝13に沿って配置し、融液2
内に沈めた。浮き板10が最下点に達したとき、浮き板
10を90度回転させた。これにより、押え棒14の係
合突起16が浮き板10の上面を押え、浮き板10が融
液溜め3の下部に固定された。
【0012】次いで、加熱により溶融状態になったGa
2400gをその上から注入し、成長用原料融液2を調
製した。原料融液2及び基板ウエハ1を収容した状態
で、装置全体を高純度水素雰囲気中で900℃まで昇温
し、この温度に2時間保持した。そして、原料融液2を
成長槽4に導入し、冷却速度0.5℃/分で600℃ま
で降温することにより、基板ウエハ1の表面にエピタキ
シャル層を成長させた。成長後、原料融液2を廃液溜め
5に排出し、冷却後に基板ウエハ1を成長槽4から取り
出した。得られたエピタキシャルウエハには、基板ウエ
ハ1の溶解がみられず、高品質のエピタキシャル層が均
一に形成されていた。
【0013】他方、浮き板10を備えていない融液溜め
3を使用し、同一条件下でエピタキシャル成長させたも
のでは、融液未飽和に起因するものと推察される基板ウ
エハ1の溶解が一部に検出された。基板ウエハ1の溶解
は、均熱時間を徐々に長くしていき、20時間になった
とき始めて起こらなくなった。この対比から明らかなよ
うに、本実施例では、浮き板10によって原料融液2が
十分に撹拌均質化され、短い保持時間でも優れたエピタ
キシャル成長が可能になることが確認された。
【0014】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のエピタ
キシャル成長装置においては、融液溜めの下部に浮き板
を拘束状態で設け、成長開始直前に拘束状態を解除して
浮き板を浮上させている。成長用の原料融液は、浮き板
の浮上によって撹拌され、均質化が促進される。そのた
め、原料融液の調製に長時間を必要とすることなく、エ
ピタキシャル成長を迅速に開始でき、生産性が向上す
る。また、成長槽の相対移動に伴って自動的に浮き板を
浮上させる機構が採用されていることから、装置の複雑
化を招くこともなく、従来のエピタキシャル成長と同様
な操作手順で高品質のエピタキシャルウエハが製造され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の液相エピタキシャル成長装置
【図2】 本発明に従った液相エピタキシャル成長装置
【図3】 浮き板を組み込んだ融液溜めの平面図(a)
及び断面図(b)
【符号の説明】
1:基板ウエハ 2:原料融液 3:融液溜め
4:成長槽 5:廃液溜め 6:回転駆動軸 1
0:浮き板 11:貫通孔 12:ガイド突起
13:ガイド溝 14:押え棒 15:鍵孔 1
6:係合突起 17:流出孔 18:流入孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料融液が収容される融液溜めと、該融
    液溜めの下方に配置され、複数の基板ウエハを収容する
    成長槽と、該成長槽に一体化され、前記融液溜めに延び
    る押え棒と、前記原料融液が通過する複数の貫通孔が形
    成され、前記押え棒の係合部で浮上が拘束される浮き板
    とを備え、前記成長槽の相対的移動によって前記融液溜
    めの流出孔に前記成長槽の流出孔が一致する前に、前記
    浮き板の拘束状態が解除されることを特徴とする液相エ
    ピタキシャル成長装置。
JP22191993A 1993-09-07 1993-09-07 液相エピタキシャル成長装置 Withdrawn JPH0769784A (ja)

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JP22191993A JPH0769784A (ja) 1993-09-07 1993-09-07 液相エピタキシャル成長装置

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JPH0769784A true JPH0769784A (ja) 1995-03-14

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JP (1) JPH0769784A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0810306A2 (en) * 1996-05-31 1997-12-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor liquid phase epitaxial growth method and apparatus, and its wafer holder
KR20210000092A (ko) * 2019-06-24 2021-01-04 주식회사 아이오지 수직형 액상 에피텍셜 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0810306A2 (en) * 1996-05-31 1997-12-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor liquid phase epitaxial growth method and apparatus, and its wafer holder
EP0810306A3 (en) * 1996-05-31 2000-03-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor liquid phase epitaxial growth method and apparatus, and its wafer holder
KR20210000092A (ko) * 2019-06-24 2021-01-04 주식회사 아이오지 수직형 액상 에피텍셜 장치

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