JPS58182223A - 液相エピタキシヤル成長装置 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長装置Info
- Publication number
- JPS58182223A JPS58182223A JP6592082A JP6592082A JPS58182223A JP S58182223 A JPS58182223 A JP S58182223A JP 6592082 A JP6592082 A JP 6592082A JP 6592082 A JP6592082 A JP 6592082A JP S58182223 A JPS58182223 A JP S58182223A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- crystal growth
- semiconductor substrate
- liquid phase
- growth
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02623—Liquid deposition
- H01L21/02628—Liquid deposition using solutions
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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、半導体基板上に良好なエピタキシャル結晶を
形成する液相エピタキシャル成長装置に関する。
形成する液相エピタキシャル成長装置に関する。
、液相エピタキシャル成長法はＧａＡｓ、ＩｎＰなどの
化合物半導体基板上に結晶性の良好なエビタキシャ７し
成長層を形成するだめの一つの有力な手段であり、液相
エピタキシャル成長法を用いて半４体レーザ等の産業上
非常に有用な素子か作成されている。
化合物半導体基板上に結晶性の良好なエビタキシャ７し
成長層を形成するだめの一つの有力な手段であり、液相
エピタキシャル成長法を用いて半４体レーザ等の産業上
非常に有用な素子か作成されている。
まず従来の液相エピタキシャル成長装置について簡単に
説明する。第１図に従来の液相エピタキシャル成長装置
の模式図を示す。第１図において、１は高純度カーボン
で形成された基板支持体、２は高純度カーボンで形成さ
れた溶液支持体、３および４は高純度カーボンで形成さ
れた溶液蓋、５はたとえばＩｎＰなどの半導体基板、６
はたとえばＩｎ ２ ｙ−を含むメルトバック溶液、７
はたとえばＩｎ ２ ｙを主成分とし、ＩｎＰを２４■
含んだ結晶成長溶液である。まず第１図に示すように半
導体基板６を溶液支持体の下に設置し、第１図の液相エ
ピタキシャル成長装置全体を６７０℃に加熱する。６７
０℃で温度が充分に安定しだのち１°Ｃ７ｅ程度の冷却
速度で冷却する。６６０’Ｃで基板支持体１を第１図の
矢印の方向に摺動し半導体基板５をメルトバック溶液６
に１０秒間接触させて半導体基板６の表面の熱変成層を
エツチングする。次に基板支持体１を第１図の矢印の方
向に摺動し半導体基板５を結晶成長溶液７に接触させて
約３０分間放置することにより半導体基板６の表面に約
１０μｍの結晶成長層をエピタキシャル成艮する。
説明する。第１図に従来の液相エピタキシャル成長装置
の模式図を示す。第１図において、１は高純度カーボン
で形成された基板支持体、２は高純度カーボンで形成さ
れた溶液支持体、３および４は高純度カーボンで形成さ
れた溶液蓋、５はたとえばＩｎＰなどの半導体基板、６
はたとえばＩｎ ２ ｙ−を含むメルトバック溶液、７
はたとえばＩｎ ２ ｙを主成分とし、ＩｎＰを２４■
含んだ結晶成長溶液である。まず第１図に示すように半
導体基板６を溶液支持体の下に設置し、第１図の液相エ
ピタキシャル成長装置全体を６７０℃に加熱する。６７
０℃で温度が充分に安定しだのち１°Ｃ７ｅ程度の冷却
速度で冷却する。６６０’Ｃで基板支持体１を第１図の
矢印の方向に摺動し半導体基板５をメルトバック溶液６
に１０秒間接触させて半導体基板６の表面の熱変成層を
エツチングする。次に基板支持体１を第１図の矢印の方
向に摺動し半導体基板５を結晶成長溶液７に接触させて
約３０分間放置することにより半導体基板６の表面に約
１０μｍの結晶成長層をエピタキシャル成艮する。
さらに、基板支持体１を第１図の矢印の方向に移動して
半導体基板１の表面から結晶成長層液７を除去して液相
エピタキシャル成艮を終了する。
半導体基板１の表面から結晶成長層液７を除去して液相
エピタキシャル成艮を終了する。
」二連の従来の液相エピタキシャル成長において、半導
体基板６を結晶成長溶液７に接触させて結晶成長を行な
っている時、半導体基板の端部で異常成長（エツジグロ
ース）が起こる。第２図に結晶成長時の半導体基板５と
結晶成長溶液７との接触部分の拡大図を示す。半導体基
板６の表面には結晶成長層１０がエピタキシャル成長す
る。ところで前述したように、結晶成長層１０の形成は
、１℃／分の割合で冷却しながら行なうので結晶成長溶
液７は外側から冷却され結晶成長溶液７や中心部の温度
は周辺部の温度に比べて高くなる。破線１１はこのとき
の等混線を示す。このような結晶成長溶液７の内部での
温度分布により第２図に矢印１２で示すような対流がで
きる。この結晶成長溶液７の内容の対流により、結晶成
長溶液７の内部で過飽和となったＩｎＰは半導体基板６
の端部から成長をはじめる。従って第２図に示すように
半導体基板６の端部に突起状の異常成長部１３が形成さ
れる。この異常成長部１３はしばしば溶液支持体２の底
面よりも高くなることがある。そこで半導体基板１の表
面から結晶成長溶液７を除去するために基板支持体を移
動すると異常成長部１３が溶液支持体２の底部にひっか
かり、溶液支持体２の底部に傷をつけてしまう。そして
、溶液支持体２の底部に傷がついてしまうと、次回の結
晶成長では半導体基板の表面から結晶成長溶液を除去す
るとき溶液支持体２の底部の傷の部分から結晶成長溶液
が漏れ半導体基板の表面に結晶成長溶液が一部残ってし
まう。
体基板６を結晶成長溶液７に接触させて結晶成長を行な
っている時、半導体基板の端部で異常成長（エツジグロ
ース）が起こる。第２図に結晶成長時の半導体基板５と
結晶成長溶液７との接触部分の拡大図を示す。半導体基
板６の表面には結晶成長層１０がエピタキシャル成長す
る。ところで前述したように、結晶成長層１０の形成は
、１℃／分の割合で冷却しながら行なうので結晶成長溶
液７は外側から冷却され結晶成長溶液７や中心部の温度
は周辺部の温度に比べて高くなる。破線１１はこのとき
の等混線を示す。このような結晶成長溶液７の内部での
温度分布により第２図に矢印１２で示すような対流がで
きる。この結晶成長溶液７の内容の対流により、結晶成
長溶液７の内部で過飽和となったＩｎＰは半導体基板６
の端部から成長をはじめる。従って第２図に示すように
半導体基板６の端部に突起状の異常成長部１３が形成さ
れる。この異常成長部１３はしばしば溶液支持体２の底
面よりも高くなることがある。そこで半導体基板１の表
面から結晶成長溶液７を除去するために基板支持体を移
動すると異常成長部１３が溶液支持体２の底部にひっか
かり、溶液支持体２の底部に傷をつけてしまう。そして
、溶液支持体２の底部に傷がついてしまうと、次回の結
晶成長では半導体基板の表面から結晶成長溶液を除去す
るとき溶液支持体２の底部の傷の部分から結晶成長溶液
が漏れ半導体基板の表面に結晶成長溶液が一部残ってし
まう。
本発明は、このような従来の液相エピタキシャル成長に
おける異常成長をなくするためになされたもので、溶液
蓋に基板支持体よりも熱伝導率が低い材料を用いること
により異常成長の原因となる結晶成長溶液の内部での溶
液の対流をなくするものである。
おける異常成長をなくするためになされたもので、溶液
蓋に基板支持体よりも熱伝導率が低い材料を用いること
により異常成長の原因となる結晶成長溶液の内部での溶
液の対流をなくするものである。
以下、本発明の一実施例に従って説明する。
第３図に本発明の液相エピタキシャル成長装置の一実施
例の部分的拡大図を示す。本発明の特徴とするところは
、従来は第２図に示したように高純度カーボンで形成さ
れた溶液蓋４を用いていたのに対して、本発明では高純
度カーボンよりも熱伝導率の低い物質たとえば石英でで
きた溶液蓋２４を用いて結晶成長層Ｒ７の」二部からの
熱放散を従来よりも少なくしていることである。このよ
うにすることにより結晶成長層液７の内部の熱分布は等
混線２５で示すように結晶成長層ａ；７の上部から下部
にいくに従って徐々に温度が下がった分布となる。従っ
て、従来発生していたような対流は本発明においてはな
くなることは明白である。第３図で２６はエピタキシャ
ル成長した結晶成長層であるが本発明では結晶成長溶液
７の内部での対流がないので、従来発生していたような
半導体基板５の端部での異常成長がなくなることがわか
る。
例の部分的拡大図を示す。本発明の特徴とするところは
、従来は第２図に示したように高純度カーボンで形成さ
れた溶液蓋４を用いていたのに対して、本発明では高純
度カーボンよりも熱伝導率の低い物質たとえば石英でで
きた溶液蓋２４を用いて結晶成長層Ｒ７の」二部からの
熱放散を従来よりも少なくしていることである。このよ
うにすることにより結晶成長層液７の内部の熱分布は等
混線２５で示すように結晶成長層ａ；７の上部から下部
にいくに従って徐々に温度が下がった分布となる。従っ
て、従来発生していたような対流は本発明においてはな
くなることは明白である。第３図で２６はエピタキシャ
ル成長した結晶成長層であるが本発明では結晶成長溶液
７の内部での対流がないので、従来発生していたような
半導体基板５の端部での異常成長がなくなることがわか
る。
なお、溶液蓋２４の材料は石英に限らず基板支持体１よ
りも熱伝導率が低いものであればサファイヤでも何でも
良い。次表に各種材料の熱伝導率を示す。溶液蓋２４の
材料として石英を用いた場合、石英はサファイアに比べ
格段に安価であり産業上の利用価値は高い。
りも熱伝導率が低いものであればサファイヤでも何でも
良い。次表に各種材料の熱伝導率を示す。溶液蓋２４の
材料として石英を用いた場合、石英はサファイアに比べ
格段に安価であり産業上の利用価値は高い。
（）内は測定温度
また、本発明は第３図に示したように半導体基板５の表
面に向って温２度が低くなるように結晶成長溶液７の内
部に温度勾配ができる。従って、半導体基板６の表面付
近の結晶成長溶液７は過飽和度が高く、半導体基板６か
ら離れた溶液蓋２４の（，１近は過飽和度が低くなる。
面に向って温２度が低くなるように結晶成長溶液７の内
部に温度勾配ができる。従って、半導体基板６の表面付
近の結晶成長溶液７は過飽和度が高く、半導体基板６か
ら離れた溶液蓋２４の（，１近は過飽和度が低くなる。
このことは結晶成長溶液７の上に結晶を浮かせて結晶成
長を行なう二相溶液法において有効となる。二相溶液法
においては、結晶の成長は下に置いた半導体基板と」ユ
に浮かせる単結晶あるいは多結晶との両方に起こる。
長を行なう二相溶液法において有効となる。二相溶液法
においては、結晶の成長は下に置いた半導体基板と」ユ
に浮かせる単結晶あるいは多結晶との両方に起こる。
本発明の場合、」二に浮かせた結晶の近くは結晶成長溶
液の過飽和度が小さいのでこの結晶に成長する結晶は少
なく、下側の過飽和度の大きい結晶成長溶液がある半導
体基板に結晶成長する分が多くなる。従って半導体基板
上に効率良く結晶成長することができる。
液の過飽和度が小さいのでこの結晶に成長する結晶は少
なく、下側の過飽和度の大きい結晶成長溶液がある半導
体基板に結晶成長する分が多くなる。従って半導体基板
上に効率良く結晶成長することができる。
以上説明したように本発明は、基板支持体よりも熱伝導
率の低い溶液蓋を用いて液相エピタキシャル成長を行な
うことにより異常成長の少ない結晶成長層を得ることが
できる。
率の低い溶液蓋を用いて液相エピタキシャル成長を行な
うことにより異常成長の少ない結晶成長層を得ることが
できる。
第１図は従来の液相エピタキシャル成長装置の概略断面
図、第２図は第１図の装置の要部拡大断面図、第３図は
本発明の一実施例にがかる液相エピタキシャル装置の部
分拡大断面図である。 ２・・・・・・溶液支持体、５・・・・・・半導体基板
、７・・・・・・結晶成長溶液、２４・・・・・・溶液
蓋。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 ４
図、第２図は第１図の装置の要部拡大断面図、第３図は
本発明の一実施例にがかる液相エピタキシャル装置の部
分拡大断面図である。 ２・・・・・・溶液支持体、５・・・・・・半導体基板
、７・・・・・・結晶成長溶液、２４・・・・・・溶液
蓋。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 ４
Claims (2)
- （１）半導体基板を保持する基板支持体と結晶成長溶液
を保持する溶液支持体と前記結晶成長溶液上に設けられ
た溶液蓋とを有するとともに、前記溶液蓋の熱伝導率が
前記基板支持体の熱伝導率よりも低いことを特徴とする
液相エピタキンヤル成長装置。 - （２）溶液蓋が石英であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の液相エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6592082A JPS58182223A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6592082A JPS58182223A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58182223A true JPS58182223A (ja) | 1983-10-25 |
Family
ID=13300884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6592082A Pending JPS58182223A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58182223A (ja) |
-
1982
- 1982-04-19 JP JP6592082A patent/JPS58182223A/ja active Pending
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