JPS58135635A - 半導体結晶成長法 - Google Patents
半導体結晶成長法Info
- Publication number
- JPS58135635A JPS58135635A JP57017672A JP1767282A JPS58135635A JP S58135635 A JPS58135635 A JP S58135635A JP 57017672 A JP57017672 A JP 57017672A JP 1767282 A JP1767282 A JP 1767282A JP S58135635 A JPS58135635 A JP S58135635A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melt
- growth
- algaas
- vapor
- slider
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
- C30B19/04—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux the solvent being a component of the crystal composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/44—Gallium phosphide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は良質のリン（Ｐ）を含む化合物および混晶を成
長させる液相成長法に関するものである。
長させる液相成長法に関するものである。
従来より液相成長法により半導体多層構造を作るために
は、スライドボート法があシ、ＧａＡｓとＡｌＧａ Ａ
ｓのダブルへテロ構造やＩｎＰとＧａＩｎＡｓＰのダブ
ルへテロ構造が製作され、レーザダイオードとして実用
に供せられている。ＧａＡｓとＡｌＧａＡｓの多層成長
においては、基板としてＧａＡｓを使用している。この
場合、基板や成長層を構成するＶ族の元素はすべてヒ素
（Ａｓ）であり、共通している。ＩｎＰとＧａＩｎＡｓ
Ｐの多層成長においても、基板に使用するＩｎＰを含め
すべての半導体を構成するＶ族元素はＰが含まれている
。このように■族元素の共通な半導体の多層成長におい
ては、従来のスライドボート法により再現性よく結晶成
長を行うことができたが、Ｖ族元素がＡｓとＰのように
全く異なる半導体を多層成長させる場合、つまりＡｌＧ
ａＡｓとＱａＩｎＰをＱ ａ Ａ ｓ基板上にスライド
ボート法で成長させるような場合には、Ｐを含むＱａＩ
ｎＰ用メルトから蒸発したＰ蒸気が、ＡｌＧａＡｓ用メ
ルトに吸着し、種々の悪影響を及ぼし良好な多層成長を
妨げていた。
は、スライドボート法があシ、ＧａＡｓとＡｌＧａ Ａ
ｓのダブルへテロ構造やＩｎＰとＧａＩｎＡｓＰのダブ
ルへテロ構造が製作され、レーザダイオードとして実用
に供せられている。ＧａＡｓとＡｌＧａＡｓの多層成長
においては、基板としてＧａＡｓを使用している。この
場合、基板や成長層を構成するＶ族の元素はすべてヒ素
（Ａｓ）であり、共通している。ＩｎＰとＧａＩｎＡｓ
Ｐの多層成長においても、基板に使用するＩｎＰを含め
すべての半導体を構成するＶ族元素はＰが含まれている
。このように■族元素の共通な半導体の多層成長におい
ては、従来のスライドボート法により再現性よく結晶成
長を行うことができたが、Ｖ族元素がＡｓとＰのように
全く異なる半導体を多層成長させる場合、つまりＡｌＧ
ａＡｓとＱａＩｎＰをＱ ａ Ａ ｓ基板上にスライド
ボート法で成長させるような場合には、Ｐを含むＱａＩ
ｎＰ用メルトから蒸発したＰ蒸気が、ＡｌＧａＡｓ用メ
ルトに吸着し、種々の悪影響を及ぼし良好な多層成長を
妨げていた。
本発明はこれらの欠点を除去するために、ガリウム（Ｇ
ａ）を主成分としＰを含まないメルトを反応管の中に置
き、とのメルトにＰ蒸気を吸収させ、他のＰを含まない
成長用メルトにＰ蒸気が付着することを防いだもので、
以下図面について詳細に説明する。
ａ）を主成分としＰを含まないメルトを反応管の中に置
き、とのメルトにＰ蒸気を吸収させ、他のＰを含まない
成長用メルトにＰ蒸気が付着することを防いだもので、
以下図面について詳細に説明する。
第１図は本発明の結晶成長法の一実施例を説明するだめ
のもので、結晶成長に使用する装置の概略図である。図
において、１はスライドボートのボート台、２はスライ
ドボートのスライダ、６は反応管（石英反応管）、４は
、電気炉、５はスライダの押し棒である。本実施例では
、ＧａＡｓ基板上にｋｌ Ｇａ Ａｓ 、 Ｇａ Ｉｎ
Ｐの多層成長を行なう場合を例にとって説明する。従
って、６はＧａＡｓ基板、７はＧａを主成分とするＡｌ
Ｇａ Ａｓ用メルト、８はＰ蒸気吸収用Ｇａメルト、９
はインジウム（・Ｉｎ ）を主成分とする゛ＧａＩｎＰ
用メルトである。
のもので、結晶成長に使用する装置の概略図である。図
において、１はスライドボートのボート台、２はスライ
ドボートのスライダ、６は反応管（石英反応管）、４は
、電気炉、５はスライダの押し棒である。本実施例では
、ＧａＡｓ基板上にｋｌ Ｇａ Ａｓ 、 Ｇａ Ｉｎ
Ｐの多層成長を行なう場合を例にとって説明する。従
って、６はＧａＡｓ基板、７はＧａを主成分とするＡｌ
Ｇａ Ａｓ用メルト、８はＰ蒸気吸収用Ｇａメルト、９
はインジウム（・Ｉｎ ）を主成分とする゛ＧａＩｎＰ
用メルトである。
ＧａＡｓ基板６上（７） ＡｌＧａＡｓ 、 Ｇａ Ｉ
ｎ Ｐ多層成長において、Ｐ蒸気吸収用Ｇａメルト８を
使用しない場合、ＧａＩｎＰ用メルト９から蒸発したＰ
蒸気がＡｌＧａＡｓ用メルト７に吸着し、２つの不都合
が生じる。
ｎ Ｐ多層成長において、Ｐ蒸気吸収用Ｇａメルト８を
使用しない場合、ＧａＩｎＰ用メルト９から蒸発したＰ
蒸気がＡｌＧａＡｓ用メルト７に吸着し、２つの不都合
が生じる。
その１つは、ＡｌＧａＡｓ用メルト７にＰが加わること
によりｋｌ Ｇａ Ａｓ Ｐ四元混晶用メルトとなり、
成長させたエピタキシャル成長膜の格子定数、膜第２図
はスライドボート（ボート台１及びスライダ２）を水素
中９５０℃で５時間ベークしてＰを追い出した後、Ｐ蒸
気吸収用Ｇａメルト８を置かないで、ＡＩ Ｇａ Ａｓ
用メルト７とＧａＩｎＰ用メルト９をスライダ２の溜め
に置いた状態で、ＡｌＧａＡｓ用メルト７から８００℃
で成長させたエピタキシャル成長膜を得た時、同じボー
トを使用して成長を繰り返すことにより成長膜がどのよ
うに変化するかを示したグラフである。図の横軸は上記
成長の実験回数、縦軸は成長膜の基板に対する格子不整
合の割合および成長膜の厚さである。ここで、格子不整
合は、エピタキシャル成長膜の成長方向の格子定数ａか
らＧａＡｓ基板の格子定数ａ。を引ら明らかなように、
同じボートで成長回数を増加させるにつれてエピタキシ
ャル成長膜の格子定数は小さくなり、成長膜厚は薄くな
っていることが ゛わかる。これは、ＧａＩｎＰ用
メルト９から蒸発したＰ蒸気と、そのＰ蒸気がボートに
吸収され吸収されたＰが、Ａｄ Ｇａ Ａｓ用メルト７
に影響を与え、ｋｌ Ｇａ Ａｓ Ｐ層が成長するだめ
である。そして成長回数が増えるにつれて、ボートに蓄
積されたＰの影響が効いてきて、Ｐの含有量の多いｋｌ
Ｇａ Ａｓ Ｐ層が成長していることを表わしている
。ＡＩ Ｇａ Ａｓ Ｐ層の格子定数はｋｌ Ｇａ Ａ
ｓ層よりも小さく、またその成長速度はｋｌ Ｇａ Ａ
ｓ層の成長速度よシも遅い。
によりｋｌ Ｇａ Ａｓ Ｐ四元混晶用メルトとなり、
成長させたエピタキシャル成長膜の格子定数、膜第２図
はスライドボート（ボート台１及びスライダ２）を水素
中９５０℃で５時間ベークしてＰを追い出した後、Ｐ蒸
気吸収用Ｇａメルト８を置かないで、ＡＩ Ｇａ Ａｓ
用メルト７とＧａＩｎＰ用メルト９をスライダ２の溜め
に置いた状態で、ＡｌＧａＡｓ用メルト７から８００℃
で成長させたエピタキシャル成長膜を得た時、同じボー
トを使用して成長を繰り返すことにより成長膜がどのよ
うに変化するかを示したグラフである。図の横軸は上記
成長の実験回数、縦軸は成長膜の基板に対する格子不整
合の割合および成長膜の厚さである。ここで、格子不整
合は、エピタキシャル成長膜の成長方向の格子定数ａか
らＧａＡｓ基板の格子定数ａ。を引ら明らかなように、
同じボートで成長回数を増加させるにつれてエピタキシ
ャル成長膜の格子定数は小さくなり、成長膜厚は薄くな
っていることが ゛わかる。これは、ＧａＩｎＰ用
メルト９から蒸発したＰ蒸気と、そのＰ蒸気がボートに
吸収され吸収されたＰが、Ａｄ Ｇａ Ａｓ用メルト７
に影響を与え、ｋｌ Ｇａ Ａｓ Ｐ層が成長するだめ
である。そして成長回数が増えるにつれて、ボートに蓄
積されたＰの影響が効いてきて、Ｐの含有量の多いｋｌ
Ｇａ Ａｓ Ｐ層が成長していることを表わしている
。ＡＩ Ｇａ Ａｓ Ｐ層の格子定数はｋｌ Ｇａ Ａ
ｓ層よりも小さく、またその成長速度はｋｌ Ｇａ Ａ
ｓ層の成長速度よシも遅い。
このように成長を重ねるにつれてできるエピタキシャル
成長膜の格子定数や膜厚が変化するのは好ましくない。
成長膜の格子定数や膜厚が変化するのは好ましくない。
これに対して、本発明のようにＰ蒸気吸収用Ｇａメルト
８を置くことによシ、ＡｌＧａＡｓ用メルト７から再現
性よ（ＡｌＧａＡｓエピタキシャル成長膜を成長させる
ことができる。
８を置くことによシ、ＡｌＧａＡｓ用メルト７から再現
性よ（ＡｌＧａＡｓエピタキシャル成長膜を成長させる
ことができる。
Ｐ蒸気吸収用Ｇａメルト８を用いない場合のもう１つの
不都合は、ｋｌ Ｇａ Ａｓ用メルト７にＰが吸着する
ことによシ、ｋｌ Ｇａ Ａｓ用メルト７から成長した
ｋｌ Ｇａ Ａｓ Ｐエピタキシャル成長膜上にメルト
の残留物が残ることである。その上にＧａ Ｉｎ Ｐを
成長させる時に、このＧａＩｎＰ用メルト９は大部分Ｉ
ｎから成っており、含まれているＧａの量はごく少量で
あるために、メルト７の残留物（主成分はＧａ ）がま
ざることによシ、Ｇａ Ｉｎ Ｐ用メルト９中のＧａの
割合が大きく変化し、ＧａＩｎＰエピタキシャル成長膜
が成長しなくなることである。
不都合は、ｋｌ Ｇａ Ａｓ用メルト７にＰが吸着する
ことによシ、ｋｌ Ｇａ Ａｓ用メルト７から成長した
ｋｌ Ｇａ Ａｓ Ｐエピタキシャル成長膜上にメルト
の残留物が残ることである。その上にＧａ Ｉｎ Ｐを
成長させる時に、このＧａＩｎＰ用メルト９は大部分Ｉ
ｎから成っており、含まれているＧａの量はごく少量で
あるために、メルト７の残留物（主成分はＧａ ）がま
ざることによシ、Ｇａ Ｉｎ Ｐ用メルト９中のＧａの
割合が大きく変化し、ＧａＩｎＰエピタキシャル成長膜
が成長しなくなることである。
これに対しても、本発明のようにＰ蒸気吸収用Ｇａ メ
ルト８を置くことによシ、残留メルトのなイＡｌＧａ
Ａｓ層が成長し、ｋｌ Ｇａ Ａｓ 、 Ｇａ Ｉｎ
Ｐ ２層成長が容易に行なえる。
ルト８を置くことによシ、残留メルトのなイＡｌＧａ
Ａｓ層が成長し、ｋｌ Ｇａ Ａｓ 、 Ｇａ Ｉｎ
Ｐ ２層成長が容易に行なえる。
なお、第１図に示したスライダ２では、Ｐ蒸気吸収用Ｇ
ａメルト８の溜めの底にはカーボン底板１０があり、Ｇ
ａメルト８が基板６と接触しない構造となっておシ、基
板６がＧａメルト８によりメルトバックされないよう考
慮しである。しかしこれは本質的なことではシく、Ｇａ
メルト８の底板１０のない通常のスライドボート構造で
も同様力効果を期待できる。つ壕り、その場合には、Ｇ
ａメルト８に成長温度で飽和する量のＧａＡｓを溶は込
ませて診けばよい。
ａメルト８の溜めの底にはカーボン底板１０があり、Ｇ
ａメルト８が基板６と接触しない構造となっておシ、基
板６がＧａメルト８によりメルトバックされないよう考
慮しである。しかしこれは本質的なことではシく、Ｇａ
メルト８の底板１０のない通常のスライドボート構造で
も同様力効果を期待できる。つ壕り、その場合には、Ｇ
ａメルト８に成長温度で飽和する量のＧａＡｓを溶は込
ませて診けばよい。
また、以上述べてきた事柄は、ＡｌＧａ Ａｓ 。
ＧａＩｎＰの多層成長についてのみではなく、例えばＧ
ａ Ａｓ基板上にＩｎ Ｇａ Ａｓ 、 ＡｌＧａ Ｉ
ｎ Ｐ層を形成する場合等、■族としてＰを含む化合物
又は混晶とＰを全く含まない化合物又は混晶の多層成長
についても言えることである。
ａ Ａｓ基板上にＩｎ Ｇａ Ａｓ 、 ＡｌＧａ Ｉ
ｎ Ｐ層を形成する場合等、■族としてＰを含む化合物
又は混晶とＰを全く含まない化合物又は混晶の多層成長
についても言えることである。
さらにまた、本発明は実施例に限定されるものでは力く
、Ｐ蒸気吸収用Ｇａメルト８の設置場所は反応管３内の
適当な場所を選ぶことができることは言うまでもないこ
とである。
、Ｐ蒸気吸収用Ｇａメルト８の設置場所は反応管３内の
適当な場所を選ぶことができることは言うまでもないこ
とである。
以上説明したように、本発明によれば、Ｐを含む化合物
および混晶を成長させる液相成長において、Ｇａを主成
分としＰを含まないメルトを反応管中に置き、このメル
トにＰ蒸気を吸収させることにより、他のＰを含寸ない
メルトへの影響を防ぎ、例えばＧａＩｎＰとＡＩＧａＡ
ＳノようなＰを含む混晶とＰを含まない混晶の多層成長
を再現性よく行なうことができる。
および混晶を成長させる液相成長において、Ｇａを主成
分としＰを含まないメルトを反応管中に置き、このメル
トにＰ蒸気を吸収させることにより、他のＰを含寸ない
メルトへの影響を防ぎ、例えばＧａＩｎＰとＡＩＧａＡ
ＳノようなＰを含む混晶とＰを含まない混晶の多層成長
を再現性よく行なうことができる。
第１図は本発明の結晶成長法に使用する装置の概略図、
第２図はＰ蒸気吸収用Ｇａメルトを置かないでｋｌ Ｇ
ａ Ａｓ用メルトとＱａＩｎＰ用メ−ルトをスライダの
溜めに置いた状態でＡｌＧａＡｓ用メルトから成長膜を
得た時、同じボートを使用して行なりた実験回数とでき
た膜の膜厚（×印）、格子定数の基板に対する不整合の
割合（○印）を示すグラフである。 １・・・スライドボートのボート台 ２・・・スライドボートのスライダ ５・・・反応管 ４・・・電気炉５・・・ス
ライダの押し棒 ６・・・ＱａＡｓ基板７・・・Ｇａを
主成分とするＡＩ Ｇａ Ａｓ用メルト８・・・Ｐ蒸気
吸収用Ｇａメルト ９・・・Ｉｎを主成分とするＧａＩｎＰ用メルト１０・
・・底板 特許出願人 日本電信電話公社
第２図はＰ蒸気吸収用Ｇａメルトを置かないでｋｌ Ｇ
ａ Ａｓ用メルトとＱａＩｎＰ用メ−ルトをスライダの
溜めに置いた状態でＡｌＧａＡｓ用メルトから成長膜を
得た時、同じボートを使用して行なりた実験回数とでき
た膜の膜厚（×印）、格子定数の基板に対する不整合の
割合（○印）を示すグラフである。 １・・・スライドボートのボート台 ２・・・スライドボートのスライダ ５・・・反応管 ４・・・電気炉５・・・ス
ライダの押し棒 ６・・・ＱａＡｓ基板７・・・Ｇａを
主成分とするＡＩ Ｇａ Ａｓ用メルト８・・・Ｐ蒸気
吸収用Ｇａメルト ９・・・Ｉｎを主成分とするＧａＩｎＰ用メルト１０・
・・底板 特許出願人 日本電信電話公社
Claims (1)
- リンを含む化合物および混晶のうちの少なくとも一方を
リンを含むメルトからのスライドボート法による液相成
長において、液相成長を行なわせる反応管中にガリウム
を主成分としリンを含まないメルトを置き、このガリウ
ムを主成分としリンを含まないメルトに上記リンを含む
メルトから生じたリン蒸気を吸収させることを特徴とす
る半導体結晶成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57017672A JPS58135635A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 半導体結晶成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57017672A JPS58135635A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 半導体結晶成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58135635A true JPS58135635A (ja) | 1983-08-12 |
Family
ID=11950343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57017672A Pending JPS58135635A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 半導体結晶成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58135635A (ja) |
-
1982
- 1982-02-08 JP JP57017672A patent/JPS58135635A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63240012A (ja) | ３−ｖ族化合物半導体およびその形成方法 | |
| US3960618A (en) | Epitaxial growth process for compound semiconductor crystals in liquid phase | |
| CA1234036A (en) | Lpe growth on group iii-v compound semiconductor substrates containing phosphorus | |
| JPS607121A (ja) | 超格子の構造 | |
| JPS58135635A (ja) | 半導体結晶成長法 | |
| JP3536699B2 (ja) | 化合物半導体気相エピタキシャル成長方法 | |
| US5246878A (en) | Capping layer preventing deleterious effects of As--P exchange | |
| JP2946280B2 (ja) | 半導体結晶成長方法 | |
| JP2721683B2 (ja) | 化合物半導体薄膜結晶の成長方法 | |
| JPH04254321A (ja) | 液相エピタキシャル成長方法 | |
| US5606180A (en) | III-V compound semiconductor with high crystal quality and luminous efficiency | |
| JPS626338B2 (ja) | ||
| JP2649928B2 (ja) | 半導体ウエハの製造方法 | |
| JPS6229399B2 (ja) | ||
| JP2538009B2 (ja) | 液相エピキタシャル成長方法 | |
| JPH0753632B2 (ja) | 半導体エピタキシヤル成長法 | |
| US6197441B1 (en) | Cubic nitride semiconductor device and fabrication method of the same | |
| JP2766645B2 (ja) | 化合物半導体薄膜結晶の成長方法 | |
| JP3202405B2 (ja) | エピタキシャル成長方法 | |
| JPH0351674B2 (ja) | ||
| JPS626336B2 (ja) | ||
| JPS62137821A (ja) | 半導体気相成長方法 | |
| JPS58190895A (ja) | 液相エピタキシヤル成長方法 | |
| JP2003267794A (ja) | 結晶成長方法及び結晶成長装置 | |
| JPH0697098A (ja) | 半導体結晶の成長方法 |