JPS5919917B2 - エキソウエピタキシヤルセイチヨウホウ - Google Patents
エキソウエピタキシヤルセイチヨウホウInfo
- Publication number
- JPS5919917B2 JPS5919917B2 JP50148123A JP14812375A JPS5919917B2 JP S5919917 B2 JPS5919917 B2 JP S5919917B2 JP 50148123 A JP50148123 A JP 50148123A JP 14812375 A JP14812375 A JP 14812375A JP S5919917 B2 JPS5919917 B2 JP S5919917B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- liquid phase
- gap
- reaction tube
- melt
- 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.)
- Expired
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、液相エピタキシャル成長法の改良に関する
ものである。
ものである。
液相エピタキシャル成長を実施する手段として、傾動可
能の炉管を使用するネルソン法が知られている。
能の炉管を使用するネルソン法が知られている。
このネルソン法は、炉管内の傾動中心にカーボン等で作
られたボートを置き、他端に融液を入れ、ボートの融液
側か低くなるように炉管を傾動させて加熱した後、炉管
を反対方向に傾斜させて融液を基板上にかぶせて徐冷し
、液相エピタキシャル成長層を形成するものである。上
記のネルソン法の改良として、半導体基板が収容された
摺動可能な基板支持台に飽和融液槽を設け、基板支持台
を摺動させ、一時に多くの半導体基板上に液相成長を行
うことができる方法がある。
られたボートを置き、他端に融液を入れ、ボートの融液
側か低くなるように炉管を傾動させて加熱した後、炉管
を反対方向に傾斜させて融液を基板上にかぶせて徐冷し
、液相エピタキシャル成長層を形成するものである。上
記のネルソン法の改良として、半導体基板が収容された
摺動可能な基板支持台に飽和融液槽を設け、基板支持台
を摺動させ、一時に多くの半導体基板上に液相成長を行
うことができる方法がある。
この方法は、第１図Ｉζ示すような装置を使用して行わ
れる。
れる。
第１図において、１はカーボン等からなるボートで、飽
和融液槽２が設けられている。３は前記ボート１と組合
せられた基板支持台で、表面には基板収容部４が凹状に
設けられている。
和融液槽２が設けられている。３は前記ボート１と組合
せられた基板支持台で、表面には基板収容部４が凹状に
設けられている。
なお、基板収容部４の深さは液相エピタキシャル成長後
において半導体基板の表面が基板収容部４の凹部内にあ
るようにする。この摺動可能な基板支持台３を具備した
ボートを石英反応管内に設け、所要の雰囲気の流動下に
作業が行われる。
において半導体基板の表面が基板収容部４の凹部内にあ
るようにする。この摺動可能な基板支持台３を具備した
ボートを石英反応管内に設け、所要の雰囲気の流動下に
作業が行われる。
以下、上記の装置を使用しての液相成長法を■−Ｖ族半
導体基板としてＧａＰ基板５を例にとり、このＧａＰ基
板５上にＧａＰをエピタキシャル成長させる場合につい
て説明する。
導体基板としてＧａＰ基板５を例にとり、このＧａＰ基
板５上にＧａＰをエピタキシャル成長させる場合につい
て説明する。
６は高純度金属Ｇａに多結晶のＧａＰを加えた飽和融液
である。
である。
ＧａＰ基板５と飽和融液６とを両者が重ならない状態で
、充分に制御された電気炉８に設けられた石英反応管Ｔ
に入れ、石英反応管７のガス導入口９より水素またはア
ルゴンガスを流し、このガス雰囲気中で成長開始温度で
ある１０２０℃まで温度を上昇させる。１０２０℃で３
０分以上保ち、ＧａＰ基板５および飽和融液６を含むボ
ート１全体が１０２０℃に一定になつた状態で、基板支
持台３を摺動させ、ＪＧａＰ基板５と飽和融液６を重ね
る。
、充分に制御された電気炉８に設けられた石英反応管Ｔ
に入れ、石英反応管７のガス導入口９より水素またはア
ルゴンガスを流し、このガス雰囲気中で成長開始温度で
ある１０２０℃まで温度を上昇させる。１０２０℃で３
０分以上保ち、ＧａＰ基板５および飽和融液６を含むボ
ート１全体が１０２０℃に一定になつた状態で、基板支
持台３を摺動させ、ＪＧａＰ基板５と飽和融液６を重ね
る。
しばらくしてＧａＰ基板５と飽和融液６が充分になじん
だ後、電気炉８の温度を毎分１℃乃至５℃の割合で降下
させると、ＧａＰ基板５の土にＧａＰのエピタキシャル
層か成長する。エピタキシャル層が所定の門 厚さに達
したら基板支持台３を摺動させてＧａＰ基板５土に成長
したエピタキシャル層と飽和融液６を分離する。その後
、電気炉８の温度を降下させて冷却する。以上述べた方
法で形成されたエピタキシヤル層の不純物を質量分析、
Ｘ線マイクロアナライザ等の方法によつて調べると、不
純物として数１０ＰＰＭ以上のＳｉが観測された。
だ後、電気炉８の温度を毎分１℃乃至５℃の割合で降下
させると、ＧａＰ基板５の土にＧａＰのエピタキシャル
層か成長する。エピタキシャル層が所定の門 厚さに達
したら基板支持台３を摺動させてＧａＰ基板５土に成長
したエピタキシャル層と飽和融液６を分離する。その後
、電気炉８の温度を降下させて冷却する。以上述べた方
法で形成されたエピタキシヤル層の不純物を質量分析、
Ｘ線マイクロアナライザ等の方法によつて調べると、不
純物として数１０ＰＰＭ以上のＳｉが観測された。
このＳｉは飽和融液層２のＧａが蒸発し、石英反応管７
の材料である石英と、の反応を起して生じたと考えられ
る。
の材料である石英と、の反応を起して生じたと考えられ
る。
上記の反応を防ぐ方法として、石英反応管７にアルミナ
・カーボン等でコーテイングする方法、あるいは石英反
応管７の材質として、石英以外の材料、例えば、アルミ
ナなどの材料を用いる方法か試みられる。
・カーボン等でコーテイングする方法、あるいは石英反
応管７の材質として、石英以外の材料、例えば、アルミ
ナなどの材料を用いる方法か試みられる。
しかし、石英反応管７にアルミナ・カーボン等の材料で
コーティングする方法は、石英とコーティング材料との
熱膨張係数の差により石英反応管７に歪を生じたり、石
英反応管７かわれたりする危険性を生じる欠点がある。
コーティングする方法は、石英とコーティング材料との
熱膨張係数の差により石英反応管７に歪を生じたり、石
英反応管７かわれたりする危険性を生じる欠点がある。
石英反応管７に、アルミナなどの材料を使用する方法も
あるか、材料の純度および加工性が石英にくらべて極め
て劣り、使用し難い。この発明は、上述の点にかんがみ
なされたもので、エピタキシヤル層へのＳｉの混入を防
ぎ、高純度のエピタキシヤル層を得るための液相エピタ
キシヤル成長法を提供することを目的とするものである
。
あるか、材料の純度および加工性が石英にくらべて極め
て劣り、使用し難い。この発明は、上述の点にかんがみ
なされたもので、エピタキシヤル層へのＳｉの混入を防
ぎ、高純度のエピタキシヤル層を得るための液相エピタ
キシヤル成長法を提供することを目的とするものである
。
以下この発明について詳細に説明する。この発明に係る
方法は、第１図に示す装置において、アンモニア（ＮＨ
３）ガスを含む水素またはアルゴンガスの流動下に作業
が行われる。以下、−Ｖ族半導体基板として、前述と同
様ＧａＰ基板を例にとり、このＧａＰ基板上にＧａＰの
液相エピタキシヤル層を成長させる場合について説明す
る。
方法は、第１図に示す装置において、アンモニア（ＮＨ
３）ガスを含む水素またはアルゴンガスの流動下に作業
が行われる。以下、−Ｖ族半導体基板として、前述と同
様ＧａＰ基板を例にとり、このＧａＰ基板上にＧａＰの
液相エピタキシヤル層を成長させる場合について説明す
る。
ＧａＰ基板５と飽和融液６を両者が重ならない状態で、
充分に制御された電気炉８内に設けられた石英反応管７
に入れ、ガス導入口９より、ＮＨ３ガスを含む水素また
はアルゴンガスを流し、石英反応管７内と、ＧａＰ基板
５および飽和融液６を含むボート１全体かこれらのガス
で充分に置換された後に、成長開始温度１０２０℃まで
温度を上昇させる。
充分に制御された電気炉８内に設けられた石英反応管７
に入れ、ガス導入口９より、ＮＨ３ガスを含む水素また
はアルゴンガスを流し、石英反応管７内と、ＧａＰ基板
５および飽和融液６を含むボート１全体かこれらのガス
で充分に置換された後に、成長開始温度１０２０℃まで
温度を上昇させる。
そして１０２０℃で３０分以上保ち、ＧａＰ基板５およ
び飽和融液６を含む全体がフ１０２０℃に一定になつた
状態で、基板支持台３を摺動させ、ＧａＰ基板５と飽和
融液６を重ねる。
び飽和融液６を含む全体がフ１０２０℃に一定になつた
状態で、基板支持台３を摺動させ、ＧａＰ基板５と飽和
融液６を重ねる。
しばらくして、ＧａＰ基板５と飽和融液６が充分になじ
んだ後、電気炉８の温度を毎分１℃乃至５℃の割合で降
下させると、ＧａＰ基板５の上にＧａＰのエピタキシヤ
ル層が成長する。エピタキシヤル層が所定の厚さに達し
たら、基板支持台３を摺動させて、ＧａＰ基板５の上に
成長したエピタキシヤル層と飽和融液６を分離する。そ
の後、電気炉８の温度を降下させて冷却する。以上の方
法によつて形成されたエピタキシヤル層中のＳｉの不純
物の質量分析を行うと数ＰＰＭ以下と、従来の方法に比
べて極めて低い値を示した。
んだ後、電気炉８の温度を毎分１℃乃至５℃の割合で降
下させると、ＧａＰ基板５の上にＧａＰのエピタキシヤ
ル層が成長する。エピタキシヤル層が所定の厚さに達し
たら、基板支持台３を摺動させて、ＧａＰ基板５の上に
成長したエピタキシヤル層と飽和融液６を分離する。そ
の後、電気炉８の温度を降下させて冷却する。以上の方
法によつて形成されたエピタキシヤル層中のＳｉの不純
物の質量分析を行うと数ＰＰＭ以下と、従来の方法に比
べて極めて低い値を示した。
第２図は石英反応管７内のＮＨ３ガスの水素中の体積パ
ーセントとエピタキシヤル層のキヤリヤ濃度との関係を
示す。
ーセントとエピタキシヤル層のキヤリヤ濃度との関係を
示す。
石英反応管７内にＮＨ３ガスを含まない時に比べて、キ
ヤリヤ濃度が１桁乃至２桁以上低くなつていることが明
らかに示されている。つまり、体積比で０．１％以上の
ＮＨ３ガスを含む水素またはアルゴンガス雰囲気中での
液相エピタキシヤル成長によつて、Ｓｉの混入の少ない
高純度のＧａＰのエピタキシヤル層が得られることがわ
かる。
ヤリヤ濃度が１桁乃至２桁以上低くなつていることが明
らかに示されている。つまり、体積比で０．１％以上の
ＮＨ３ガスを含む水素またはアルゴンガス雰囲気中での
液相エピタキシヤル成長によつて、Ｓｉの混入の少ない
高純度のＧａＰのエピタキシヤル層が得られることがわ
かる。
上記の方法は、ＧａＰ基板５上にＧａＰの液相エピタキ
シヤル成長を行う場合について述べたが、ＧａＰ以外の
ＧａＡｓあるいはＧａＡｌＡｓのようなＧａの飽和融液
を用いた−Ｖ族および混晶化合物半導体の液相エピタキ
シヤル成長についても、ＮＨ３ガスを含む水素またはア
ルゴンガス雰囲気中で液相エピタキシヤル成長を行うこ
とによつてＳｉの混入の少ない高純度のエピタキシヤル
層が得られることはもちろんである。
シヤル成長を行う場合について述べたが、ＧａＰ以外の
ＧａＡｓあるいはＧａＡｌＡｓのようなＧａの飽和融液
を用いた−Ｖ族および混晶化合物半導体の液相エピタキ
シヤル成長についても、ＮＨ３ガスを含む水素またはア
ルゴンガス雰囲気中で液相エピタキシヤル成長を行うこ
とによつてＳｉの混入の少ない高純度のエピタキシヤル
層が得られることはもちろんである。
以上詳細に説明したように、この発明はＧａの飽和融液
を用いた−族および混晶化合物半導体の液相エピタキシ
ヤル成長において、石英反応管内が体積比で０．１％以
上のアンモニアガスを含む水素またはアルゴンガスで充
分に置換された後に、温度を上昇させることにより、飽
和融液中のＧａ（！．ＮＨ３との間に、の膜が形成され
る。
を用いた−族および混晶化合物半導体の液相エピタキシ
ヤル成長において、石英反応管内が体積比で０．１％以
上のアンモニアガスを含む水素またはアルゴンガスで充
分に置換された後に、温度を上昇させることにより、飽
和融液中のＧａ（！．ＮＨ３との間に、の膜が形成され
る。
この結果、飽和融液中のＧａの蒸発がおさえられ、Ｇａ
と石英反応管の石英との反応を防ぎ、従来の方法に比べ
て、Ｓｉの混入の少ない高純度のエピタキシヤル層が得
られるものである。したがつて、この発明によれば、発
光効率のよい発光ダイオード、あるいは発振効率のよい
ガンダイオードなどの素子が得られる利点がある。第２
図
と石英反応管の石英との反応を防ぎ、従来の方法に比べ
て、Ｓｉの混入の少ない高純度のエピタキシヤル層が得
られるものである。したがつて、この発明によれば、発
光効率のよい発光ダイオード、あるいは発振効率のよい
ガンダイオードなどの素子が得られる利点がある。第２
図
第１図は液相エピタキシヤル装置を示す断面略図、第２
図は石英反応管中のＮＨ３ガスの水素に対する体積比（
％）とエピタキシヤル層のキヤリヤ濃度との関係を示す
図である。 図中、１はボート、２は飽和融液槽、３は基板支持台、
４は基板収容部、５はＧａＰ基板、６は飽和融液、７は
石英反応管、８は電気炉、９はガス導入口である。 第１図
図は石英反応管中のＮＨ３ガスの水素に対する体積比（
％）とエピタキシヤル層のキヤリヤ濃度との関係を示す
図である。 図中、１はボート、２は飽和融液槽、３は基板支持台、
４は基板収容部、５はＧａＰ基板、６は飽和融液、７は
石英反応管、８は電気炉、９はガス導入口である。 第１図
Claims (1)
- １ ガリウムの飽和融液を用いたIII−Ｖ族および混晶
化合物半導体の液相エピキタシヤル成長法において、石
英反応管内が体積比で０．１％以上のアンモニアガスを
含む水素またはアルゴンガスで充分に置換された後に温
度を上昇させ、エピタキシャル成長を行うことを特徴と
する液相エピタキシャル成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50148123A JPS5919917B2 (ja) | 1975-12-11 | 1975-12-11 | エキソウエピタキシヤルセイチヨウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50148123A JPS5919917B2 (ja) | 1975-12-11 | 1975-12-11 | エキソウエピタキシヤルセイチヨウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5271388A JPS5271388A (en) | 1977-06-14 |
| JPS5919917B2 true JPS5919917B2 (ja) | 1984-05-09 |
Family
ID=15445761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50148123A Expired JPS5919917B2 (ja) | 1975-12-11 | 1975-12-11 | エキソウエピタキシヤルセイチヨウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919917B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042611B2 (ja) * | 1977-12-07 | 1985-09-24 | 三洋電機株式会社 | ＧａＰ緑色発光ダイオ−ドの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4939376A (ja) * | 1972-08-14 | 1974-04-12 | ||
| JPS50140266A (ja) * | 1974-04-27 | 1975-11-10 |
-
1975
- 1975-12-11 JP JP50148123A patent/JPS5919917B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4939376A (ja) * | 1972-08-14 | 1974-04-12 | ||
| JPS50140266A (ja) * | 1974-04-27 | 1975-11-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5271388A (en) | 1977-06-14 |
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