JPS58175825A - 半導体結晶成長法 - Google Patents
半導体結晶成長法Info
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- JPS58175825A JPS58175825A JP5888682A JP5888682A JPS58175825A JP S58175825 A JPS58175825 A JP S58175825A JP 5888682 A JP5888682 A JP 5888682A JP 5888682 A JP5888682 A JP 5888682A JP S58175825 A JPS58175825 A JP S58175825A
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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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】
本発明は半導体結晶成長法に関する。
従来、半導体基板結晶上に薄膜結晶を成長する方法とし
て、スライドボート方式の液相エピタキシャル成長法が
広く用いられている。第１図にカーボンをボート材料と
した多層薄膜成長用のスライドボートの構造を示す。
て、スライドボート方式の液相エピタキシャル成長法が
広く用いられている。第１図にカーボンをボート材料と
した多層薄膜成長用のスライドボートの構造を示す。
溶液槽２には得ようとする半導体結晶（固相）に熱量論
的に対応する成分のメルト（溶液）を満たしておく。
的に対応する成分のメルト（溶液）を満たしておく。
半導体層は、メルトを飽和もしくは過飽和状態にした後
ボート３をスライドさせ、基板結晶１上に各溶液槽２を
停止せしめ、メルト中より固相を析出せしめることによ
り得られる。そして順次ボート３をスライドすることに
より、所望の多層膜を基板結晶１上に成長させる。
ボート３をスライドさせ、基板結晶１上に各溶液槽２を
停止せしめ、メルト中より固相を析出せしめることによ
り得られる。そして順次ボート３をスライドすることに
より、所望の多層膜を基板結晶１上に成長させる。
さて、第２図に示すように、基板結晶１の近傍にこの基
板結晶１と同一材料の結晶板６をおき、この結晶板６に
より溶液槽２のメルト中の過飽和度を取り去る方法は、
極めて薄い結晶や、厳密な膜厚制御を必要とする結晶膜
の成長に有用なものとして従来より知られている。
板結晶１と同一材料の結晶板６をおき、この結晶板６に
より溶液槽２のメルト中の過飽和度を取り去る方法は、
極めて薄い結晶や、厳密な膜厚制御を必要とする結晶膜
の成長に有用なものとして従来より知られている。
しかし、この方法においてはメルト中の過飽和は取り除
くことはできるが、メルト表面等に存在する汚れ１では
取り除くことができず、薄膜を成長する時点で、その汚
染物が基板結晶上に付着し、成長後のキズや汚れとなっ
て残り、成長表面は完全な鏡面となり得なかった。
くことはできるが、メルト表面等に存在する汚れ１では
取り除くことができず、薄膜を成長する時点で、その汚
染物が基板結晶上に付着し、成長後のキズや汚れとなっ
て残り、成長表面は完全な鏡面となり得なかった。
本発明は成長用タルトに含まれる汚物が基板結晶表面に
付着することを回避し、成長層表面が再現性よく鏡面と
なる半導体結晶成長法を提供するものである。
付着することを回避し、成長層表面が再現性よく鏡面と
なる半導体結晶成長法を提供するものである。
以下本発明の実施例を図面をもとにして説明する０
第３図（−）に示すように基板結晶１と近接させてダミ
ーの結晶板６を配置する。結晶成長の際はメルト中の過
飽和を除去するため、先ず第３図（ｂ）のようにボート
３をスライドさせ、メルトを結晶板６上へ移動させる。
ーの結晶板６を配置する。結晶成長の際はメルト中の過
飽和を除去するため、先ず第３図（ｂ）のようにボート
３をスライドさせ、メルトを結晶板６上へ移動させる。
その後竿〒図（Ｃ）に示すようにメルトはダミー結晶板
６上を通過し、さらに基板１上に至り、基板１上で半導
体層の成長が行なわれる。
６上を通過し、さらに基板１上に至り、基板１上で半導
体層の成長が行なわれる。
なお、結晶成長のメルト中の汚染物としてはカーボン粉
、結晶板６上へ析出せずにメルト表面に析出した過飽和
成分、成長雰囲気中に微量に含まれる酸素と化合したメ
ルトの酸化物などが考えられる。上記実施例の方法にお
いて結晶板６とダミー結晶板６の間のカーボン仕切りを
通過する時は、カーボンとこれら汚物とのなじみが悪い
のでこれらの汚物は除去されることがない。
、結晶板６上へ析出せずにメルト表面に析出した過飽和
成分、成長雰囲気中に微量に含まれる酸素と化合したメ
ルトの酸化物などが考えられる。上記実施例の方法にお
いて結晶板６とダミー結晶板６の間のカーボン仕切りを
通過する時は、カーボンとこれら汚物とのなじみが悪い
のでこれらの汚物は除去されることがない。
しかし、次の工程で汚物となじみのよいダミー結晶板θ
上をメルトが通過するため、汚物はダミー結晶板６上に
堆積する。特にダミー結晶板６と基板１との接触部には
亀裂が存在するため、汚物はこの境界で完全に除去され
る。そして常に基板上へは清浄化されだメルトが置かれ
ることになるため、成長層は鏡面となり従来のように汚
染されることがなくなる。
上をメルトが通過するため、汚物はダミー結晶板６上に
堆積する。特にダミー結晶板６と基板１との接触部には
亀裂が存在するため、汚物はこの境界で完全に除去され
る。そして常に基板上へは清浄化されだメルトが置かれ
ることになるため、成長層は鏡面となり従来のように汚
染されることがなくなる。
第４図は好ましくない実施例を示すもので同図のように
結晶板６とダミー結晶板６０間にカーボン仕切りが無い
ボート構造の場合、本発明の実施例による半導体結晶成
長法で示した汚物除去の効果と同等の効果は得られるが
、メルトと結晶板６、ダミー結晶板６との浸潤性が非常
に良好であるため、基板へ結晶が成長している間に隣接
する２つの溶接槽２中のメルトが結晶板上を介して混入
し合い、目的とする固相組成の半導体結晶が得られなく
なる。このため、各溶液槽内のメル°ト間の完全な隔離
のため、結晶板６とダミー結晶板６０間のカーボン仕切
りは必要である。
結晶板６とダミー結晶板６０間にカーボン仕切りが無い
ボート構造の場合、本発明の実施例による半導体結晶成
長法で示した汚物除去の効果と同等の効果は得られるが
、メルトと結晶板６、ダミー結晶板６との浸潤性が非常
に良好であるため、基板へ結晶が成長している間に隣接
する２つの溶接槽２中のメルトが結晶板上を介して混入
し合い、目的とする固相組成の半導体結晶が得られなく
なる。このため、各溶液槽内のメル°ト間の完全な隔離
のため、結晶板６とダミー結晶板６０間のカーボン仕切
りは必要である。
また第６図のように、ダミー結晶板６と基板１の境界が
、結晶成長中にメルト下に置かれる構造でも、汚物除去
の効果は得られるが、半導体層の成長後ボートをスライ
ドさせる時点で、その境界に付着した汚物によってメル
トの一部がひっかかり、ボートをスライドさせてもその
ｔま残ってしまう。その結果、次の溶液槽中のメルトに
前記の残留メルトが混入してしまい、メルトの組成が変
化し、結局固相組成も目的としたものと異なるものとな
ってしまう。
、結晶成長中にメルト下に置かれる構造でも、汚物除去
の効果は得られるが、半導体層の成長後ボートをスライ
ドさせる時点で、その境界に付着した汚物によってメル
トの一部がひっかかり、ボートをスライドさせてもその
ｔま残ってしまう。その結果、次の溶液槽中のメルトに
前記の残留メルトが混入してしまい、メルトの組成が変
化し、結局固相組成も目的としたものと異なるものとな
ってしまう。
本発明の実施例ではダミー結晶板６は、半導体層の成長
中はいっさいどのメルトにも接触していないため、前記
不良の発生は完全にくい止められる。
中はいっさいどのメルトにも接触していないため、前記
不良の発生は完全にくい止められる。
以下本発明のさらに具体的な実施例を再び第３図を用い
て説明する。
て説明する。
基板１、結晶板５およびダミー結晶板６は単結晶のＧ
ａ Ａ ｓを使用し、ボートスライド方向への長さはそ
れぞれ２０１１６，２０１８．３８である。これらのＧ
ａ Ａ ｓは第３図（ａ）に示すように配置し、溶液
槽２には第１層用から１１にＧａｏ、 ７Ａｌｏ、 ３
Ａｓ。
ａ Ａ ｓを使用し、ボートスライド方向への長さはそ
れぞれ２０１１６，２０１８．３８である。これらのＧ
ａ Ａ ｓは第３図（ａ）に示すように配置し、溶液
槽２には第１層用から１１にＧａｏ、 ７Ａｌｏ、 ３
Ａｓ。
Ｇａ、９Ａｌｏ、 ＩＡｓ 、Ｇａ（，７Ａｌｏ、３Ａ
ｒｔ 、ＧａＡｓの各同相に対応する液相成分のメルト
を入れておく。これらのメルトは５１８幅のカーボンで
仕切っておく。
ｒｔ 、ＧａＡｓの各同相に対応する液相成分のメルト
を入れておく。これらのメルトは５１８幅のカーボンで
仕切っておく。
８００℃まで温度を上げ、２時間保持した後に、１℃／
分で徐冷し、まず６℃の過飽和をつける。
分で徐冷し、まず６℃の過飽和をつける。
第１層目の結晶成長は、まず第１層用のＧ ａ ｏ６□
Ａｌｏ、３ＡＩ＋用メルトをＧ ａ Ａ ｇ結晶板５上
へスライドさせ、過飽和状態を取り除くため１０秒間停
止させた後に、さらにボートをスライドさせることによ
り開始する。メルトはダミー結晶板６上と基板１との境
界を通過した後に基板１上に達し、そこで１分間停止す
る。メルト表面についている汚れはダミー結晶板６と基
板１との境界で完全に取り去られるため、基板１上には
鏡面のＧａＯ，７Ａ１０．３Ａ８が成長する。第２層、
第３層、第４層の成長は順次ポートをスライドさせ、そ
れぞれ５秒、２分、６分の間メルトを基板上で停止させ
ることにより所望の半導体層が成長する。このようにし
て、第１層からそれぞれ、３μｍ、０．１μｍ。
Ａｌｏ、３ＡＩ＋用メルトをＧ ａ Ａ ｇ結晶板５上
へスライドさせ、過飽和状態を取り除くため１０秒間停
止させた後に、さらにボートをスライドさせることによ
り開始する。メルトはダミー結晶板６上と基板１との境
界を通過した後に基板１上に達し、そこで１分間停止す
る。メルト表面についている汚れはダミー結晶板６と基
板１との境界で完全に取り去られるため、基板１上には
鏡面のＧａＯ，７Ａ１０．３Ａ８が成長する。第２層、
第３層、第４層の成長は順次ポートをスライドさせ、そ
れぞれ５秒、２分、６分の間メルトを基板上で停止させ
ることにより所望の半導体層が成長する。このようにし
て、第１層からそれぞれ、３μｍ、０．１μｍ。
１．５μｍ′、１μｍの膜厚のＤＨレーザ構造が得られ
、すべてのメルトで汚物除去の効果があられれるため、
４層成長後も表面状態は鏡面のものが得られた０ また前記半導体層の成長時において、結晶板５とダミー
結晶板６の間は２１１１のカーボンで分離され、ダミー
結晶板６と基板１との境界は成長中のメルトの端と一致
するため、固相組成のずれは全く発生しなかった。
、すべてのメルトで汚物除去の効果があられれるため、
４層成長後も表面状態は鏡面のものが得られた０ また前記半導体層の成長時において、結晶板５とダミー
結晶板６の間は２１１１のカーボンで分離され、ダミー
結晶板６と基板１との境界は成長中のメルトの端と一致
するため、固相組成のずれは全く発生しなかった。
形状が変化すると汚物除去効果がどのように変化するか
を実験した。
を実験した。
次の第１表、第２表はその結果を示している。
◎・・・汚染物の除去効果は非常に大、○・・・効果大
△・・・効果 小、 Ｘ・・・効果はとんどなし第１表
は第６図ｔａ）に示すようなカーボンボートにおいて、
ダミー結晶板６のカーボン側端面１２が第６図（ｂ）に
示すような肩だれ形状をしている場合の汚染物の除去効
果の大小を示している。この場合ダミー結晶板６の他方
端面１１と基板１の他面１０の形状の変化に応じて、汚
染物の除去効果は異なっている。
△・・・効果 小、 Ｘ・・・効果はとんどなし第１表
は第６図ｔａ）に示すようなカーボンボートにおいて、
ダミー結晶板６のカーボン側端面１２が第６図（ｂ）に
示すような肩だれ形状をしている場合の汚染物の除去効
果の大小を示している。この場合ダミー結晶板６の他方
端面１１と基板１の他面１０の形状の変化に応じて、汚
染物の除去効果は異なっている。
例えば、ダミー結晶板６の端面１１が垂直形状であり、
基板１の端面１０が肩だれ形状である場合は汚染物の除
去効果は非常に大きい（◎で示す）が、端面１１と１０
が共に肩だれ形状の場合は汚染物の除去効果は小さい（
△で示す）ことがわかる。なお、○は汚染物の除去効果
が犬、×は除去効果がほとんどないことを示す。
基板１の端面１０が肩だれ形状である場合は汚染物の除
去効果は非常に大きい（◎で示す）が、端面１１と１０
が共に肩だれ形状の場合は汚染物の除去効果は小さい（
△で示す）ことがわかる。なお、○は汚染物の除去効果
が犬、×は除去効果がほとんどないことを示す。
第２表は第６図（ａ）に示すカーボンボートにおいて、
ダミー結晶板６のカーボン側端面１２が第６図（Ｃ）に
示すような垂直形状をしている場合の汚染物の除去効果
を示しており、表に示した評価は第１表における評価と
同様である。
ダミー結晶板６のカーボン側端面１２が第６図（Ｃ）に
示すような垂直形状をしている場合の汚染物の除去効果
を示しており、表に示した評価は第１表における評価と
同様である。
なお、第６図（Ｃ）に示す端面の肩だれ形状は、ＧａＡ
ｇ結晶板を垂直に切り出した後、硫酸系のエツチング液
で処理にして得られる。
ｇ結晶板を垂直に切り出した後、硫酸系のエツチング液
で処理にして得られる。
第１表、第２表より汚染除去効果が最大のものはダミー
結晶板６のカーボン側端面１２および基板１の端面１０
が肩だれ形状であり、ダミー結晶板６の基板側端面１１
が垂直形状の時であることがわかる。
結晶板６のカーボン側端面１２および基板１の端面１０
が肩だれ形状であり、ダミー結晶板６の基板側端面１１
が垂直形状の時であることがわかる。
以−Ｌ本発明の半導体結晶成長法に関し、実施例をあげ
て詳しく述べたが基板および結晶板はＧａＡｓの単結晶
に限るものでなく、他の材料や多結晶も使用可能である
。
て詳しく述べたが基板および結晶板はＧａＡｓの単結晶
に限るものでなく、他の材料や多結晶も使用可能である
。
また端面の肩だれも硫酸系のエツチング液によるエツチ
ングに限らず他の方法で得たものであってもよく、形状
も曲面にとられれず、斜面で交わる場合も可能である。
ングに限らず他の方法で得たものであってもよく、形状
も曲面にとられれず、斜面で交わる場合も可能である。
以上説明したように本発明の半導体結晶成長法は汚物が
基板結晶表面に付着することを回避でき、成長層表面を
再現性よく鏡面とすることができるもので工業上の利用
価値が高い。
基板結晶表面に付着することを回避でき、成長層表面を
再現性よく鏡面とすることができるもので工業上の利用
価値が高い。
第１図、第２図はそれぞれ従来の半導体結晶成長法で用
いられるポートの断面図、第３図（ａ） 、 （ｂ）。 ｆｃ）は本発明の半導体結晶成長法の各工程を説明する
だめの図、第４図、第５図は、好ましくない半導体結晶
成長法を説明するだめの図である。 である。 １・・・・・・基板結晶、２・・・・・・溶液槽、３・
・・・・・カーボンポート、４・・・・・・操作棒、５
・・・・・・結晶板、６・・・・・・ダミー結晶板、１
０・・・・・・基板端面、１１・・・・・・ダミー結晶
板基板側端面、１２・・・・・・ダミー結晶板カーボン
側端面。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１５
図 第６図
いられるポートの断面図、第３図（ａ） 、 （ｂ）。 ｆｃ）は本発明の半導体結晶成長法の各工程を説明する
だめの図、第４図、第５図は、好ましくない半導体結晶
成長法を説明するだめの図である。 である。 １・・・・・・基板結晶、２・・・・・・溶液槽、３・
・・・・・カーボンポート、４・・・・・・操作棒、５
・・・・・・結晶板、６・・・・・・ダミー結晶板、１
０・・・・・・基板端面、１１・・・・・・ダミー結晶
板基板側端面、１２・・・・・・ダミー結晶板カーボン
側端面。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１５
図 第６図
Claims (2)
- （１）成長用基板結晶の一端面に、ダミー結晶板の一端
面の少くとも一部を接しせしめるかまたは接近させて配
置し、成長用溶液を前記ダミー結晶板上を通過させた後
、前記成長用基板結晶上に移動して成長を行うに際し、
前記成長用基板結晶の表面に結晶を成長せしめている前
記成長用溶液以外の他の前記成長用溶液に前記ダミー結
晶板が接触しないことを特徴とする半導体結晶成長法。 - （２）成長用基板結晶およびダミー結晶板のたがいに接
するか接近している二つの端面の少くとも一方が、成長
用溶液と接する表面と交わる角部が除去されている前記
成長用基板結晶または前記ダミー結晶板を用うることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体結晶成長
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5888682A JPS58175825A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 半導体結晶成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5888682A JPS58175825A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 半導体結晶成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175825A true JPS58175825A (ja) | 1983-10-15 |
Family
ID=13097256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5888682A Pending JPS58175825A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 半導体結晶成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58175825A (ja) |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP5888682A patent/JPS58175825A/ja active Pending
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