JPS5930797A - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長方法Info
- Publication number
- JPS5930797A JPS5930797A JP14189682A JP14189682A JPS5930797A JP S5930797 A JPS5930797 A JP S5930797A JP 14189682 A JP14189682 A JP 14189682A JP 14189682 A JP14189682 A JP 14189682A JP S5930797 A JPS5930797 A JP S5930797A
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- Japan
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- layer
- melt
- epitaxial growth
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- substrate
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-
- 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
- C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
- C30B19/063—Sliding boat system
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】
本発明は液相エピタキシャル成長方法に関するもので、
昏型基板上にル型エピタキシャル成長層Ｃ以下路型層ン
を形成する際に特性上問題となる各種の不純物を原料溶
液の偏析作用を効果的に利用することによって低減する
ことを目的とする。
昏型基板上にル型エピタキシャル成長層Ｃ以下路型層ン
を形成する際に特性上問題となる各種の不純物を原料溶
液の偏析作用を効果的に利用することによって低減する
ことを目的とする。
その効果として、第１にル型層内のル型不純物濃度を希
望の濃度に下げられること、第２にル型層のｐ型反転層
の発生を防止できること、第３にル型層の品質を下げる
重金属の汚染を低減できることがあげられる。
望の濃度に下げられること、第２にル型層のｐ型反転層
の発生を防止できること、第３にル型層の品質を下げる
重金属の汚染を低減できることがあげられる。
本発明は液相エピタキシャル成長方法全般に広く応用で
きるものであるが、ここでにＧ、ａＰ 緑色発光累子の
製造に適用した例に基いて説明する。
きるものであるが、ここでにＧ、ａＰ 緑色発光累子の
製造に適用した例に基いて説明する。
ＧａＰ 緑色発光累子の素材となるエピタキシャルウェ
ーハにおいて１発光効率を向上させるためには、発光領
域（ｐ −ｎ接合近傍〕にある転位等の結晶欠陥を減ら
すことと並んで、発光領域の非発光不純物を減らすこと
が重要である。
ーハにおいて１発光効率を向上させるためには、発光領
域（ｐ −ｎ接合近傍〕にある転位等の結晶欠陥を減ら
すことと並んで、発光領域の非発光不純物を減らすこと
が重要である。
さらに、最近の研究報告（１９８１年秋期応用物理学会
発表（９ａ−Ｄ−１） では、路型層内のｎ型不純物
それ自体のａ度も低く抑えることが、少数キャリヤ（ホ
ールンのライフタイムの向上につなが多、その結果とし
て妬効率が寿られるとしている。
発表（９ａ−Ｄ−１） では、路型層内のｎ型不純物
それ自体のａ度も低く抑えることが、少数キャリヤ（ホ
ールンのライフタイムの向上につなが多、その結果とし
て妬効率が寿られるとしている。
具体的に、この考えを応用した例として、同じ（１９８
１年秋期応用物理学会発表（９ａ−Ｄ−４）で、ｎ型層
成長中に反応系を減圧して、ｎ型不純物を除去する方法
が紹介されている。しηムしこの方法では、装置が複雑
になシ、しかも蒸気圧の低い重金塵は除去しにくい困難
があると推察される。
１年秋期応用物理学会発表（９ａ−Ｄ−４）で、ｎ型層
成長中に反応系を減圧して、ｎ型不純物を除去する方法
が紹介されている。しηムしこの方法では、装置が複雑
になシ、しかも蒸気圧の低い重金塵は除去しにくい困難
があると推察される。
本発明では、これらの重金塵が、ｎ型不純物によく使わ
れるＴｅと同様に固液界面での固相への偏析係数が小さ
いという特徴を利用して、この問題を解決したのであっ
て１本発明は液相エピタキシャル成長において、ｎ型基
板上ＶＣｎ型層を形成する際に、初めにｎ型不純物を添
刀口した原料溶液を用いてｎ型層を形成した後、ｎ型不
純物を故意に活部しない溶液に交換してこのｎ型層の一
部または全部を溶解後、再成長させて、再びｎ型層を形
成させることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法
である。
れるＴｅと同様に固液界面での固相への偏析係数が小さ
いという特徴を利用して、この問題を解決したのであっ
て１本発明は液相エピタキシャル成長において、ｎ型基
板上ＶＣｎ型層を形成する際に、初めにｎ型不純物を添
刀口した原料溶液を用いてｎ型層を形成した後、ｎ型不
純物を故意に活部しない溶液に交換してこのｎ型層の一
部または全部を溶解後、再成長させて、再びｎ型層を形
成させることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法
である。
本発明は同一層を形成するのに２種類の原料溶液を用い
るという画期的な考えによシ偏析作用を最大限に利用す
ることに成功したものであシ、簡単な装置で工業的に実
施できるという利点を有する。
るという画期的な考えによシ偏析作用を最大限に利用す
ることに成功したものであシ、簡単な装置で工業的に実
施できるという利点を有する。
次に本発明の好適な実施例を、従来の方法と比較しなが
ら図を用い℃説明する。
ら図を用い℃説明する。
第１図は従来はスライド式液↑目エピタキシャル成長装
置を示すもので、溶媒金属、多結晶溶質材料、ｎ型不純
物からなる原料溶液１の収容部２と一体となっているス
ライド板１１、原料を小分けする孔３を有するスライド
板１２、および単結晶基板４を装てんする凹部５を設は
次スライド板１３からなっている。この装置で形成され
るｎ型層内（特にｐ −ｎ接合近傍ンの３型不純物濃度
を低減するために、原料溶液中のＦ＆型不純物を容易Ｖ
Ｃ減らすと、基＆４の表面および反応糸よりｐ型の汚染
を受けるため、ｎ型層内ｌｃｐ型の反転層を生じやすい
。
置を示すもので、溶媒金属、多結晶溶質材料、ｎ型不純
物からなる原料溶液１の収容部２と一体となっているス
ライド板１１、原料を小分けする孔３を有するスライド
板１２、および単結晶基板４を装てんする凹部５を設は
次スライド板１３からなっている。この装置で形成され
るｎ型層内（特にｐ −ｎ接合近傍ンの３型不純物濃度
を低減するために、原料溶液中のＦ＆型不純物を容易Ｖ
Ｃ減らすと、基＆４の表面および反応糸よりｐ型の汚染
を受けるため、ｎ型層内ｌｃｐ型の反転層を生じやすい
。
これは不純物の偏析作用によシ、成長後半（ｐ−ｎ接合
近傍）のｎ型不純物濃度に比較して成長初期の濃度が１
／１０程度になることに起因している。この問題は多く
の報告例で言われている。
近傍）のｎ型不純物濃度に比較して成長初期の濃度が１
／１０程度になることに起因している。この問題は多く
の報告例で言われている。
さらに１通常成長層の結晶性改善のため基板の表面を成
長前に溶かしこむ（いわゆるメルトバック）方法がとら
れているが、この際基板から溶は出した不純物が原料溶
液を汚染するため、低濃度めｎ型層が得られない不利が
あった。すなわち、単一のメルトで成長した場合、偏析
作用が成長初期で°ｎ型不純物濃度を低下させるため、
ｐ型反転層を生じ、逆に重要な成長後半で、−挙に成長
層に各種の不純物を取り込むという、悪い効果しかもた
ら′さないのである。
長前に溶かしこむ（いわゆるメルトバック）方法がとら
れているが、この際基板から溶は出した不純物が原料溶
液を汚染するため、低濃度めｎ型層が得られない不利が
あった。すなわち、単一のメルトで成長した場合、偏析
作用が成長初期で°ｎ型不純物濃度を低下させるため、
ｐ型反転層を生じ、逆に重要な成長後半で、−挙に成長
層に各種の不純物を取り込むという、悪い効果しかもた
ら′さないのである。
本＠明の方ａ”Ｋよれば、ル少不純物を添加した原料溶
液（以下第１メルト）と、ｎ型不純物を故意に添加しな
い原料溶液（以下第２メルト）を使用することによ’）
、ｐ型反転層を生じることなしに、所定の低濃度のｎ型
層が得られる。
液（以下第１メルト）と、ｎ型不純物を故意に添加しな
い原料溶液（以下第２メルト）を使用することによ’）
、ｐ型反転層を生じることなしに、所定の低濃度のｎ型
層が得られる。
本発明では、従来のように、基板に最初から実際に使用
するが型層を成長させる代ルに、いったん次のステップ
で再溶融されることを目的としたｎ型層（以下３０層）
を第１メルトで成長させる。
するが型層を成長させる代ルに、いったん次のステップ
で再溶融されることを目的としたｎ型層（以下３０層）
を第１メルトで成長させる。
このＩ節基板表面およびメルトバッグされる部分の不純
物の大半は、偏析作用で第１メルトへ除去される。つい
でメルトを交換し、ｎ０層の一部または全部を第２メル
トで再溶融して、再びｎ型層を形成させる。
物の大半は、偏析作用で第１メルトへ除去される。つい
でメルトを交換し、ｎ０層の一部または全部を第２メル
トで再溶融して、再びｎ型層を形成させる。
この場合、第１メルトのｎ型不純物量を、ＴＬｏ層が基
板濃度のＩ／２〜１／３になるように選定すればｐ型反
転層を生じることもなく、メルトの交換により、基板か
らの直接の汚染を防ぐことができる。また１本発明によ
れば１０層成長中にｐ型不純物は、ル型不純物の量を越
えない状態を保ちながら、ともに減少するので、第２メ
ルトのル型不純物量は、ｎｏ層を再溶融するときに、１
０層から供給される量で十分となり、故意に添加する必
要がなくなった。
板濃度のＩ／２〜１／３になるように選定すればｐ型反
転層を生じることもなく、メルトの交換により、基板か
らの直接の汚染を防ぐことができる。また１本発明によ
れば１０層成長中にｐ型不純物は、ル型不純物の量を越
えない状態を保ちながら、ともに減少するので、第２メ
ルトのル型不純物量は、ｎｏ層を再溶融するときに、１
０層から供給される量で十分となり、故意に添加する必
要がなくなった。
つぎにこれを第２図に示す本発明に用いる装置および第
３図に示す本発明の成長温度プログラムに基づいて説明
する。第２図に示す装置は第１図と同じように、３個の
スライド板２１．２２．２３を有しておシ、本発明はこ
の装置を使用し第３図のプログラムにより第１〜第１０
ステツプで実施例 本発明の方法における第１ステツプは、原料溶液として
第１メルト２４と第２メルト２６および単結晶基＆２５
を装てんしたエピタキシャル成長装置（第２図ａ）を、
反応炉内に挿入して温度（Ｔ１）を１０００〜１０６０
℃に昇温させて。
３図に示す本発明の成長温度プログラムに基づいて説明
する。第２図に示す装置は第１図と同じように、３個の
スライド板２１．２２．２３を有しておシ、本発明はこ
の装置を使用し第３図のプログラムにより第１〜第１０
ステツプで実施例 本発明の方法における第１ステツプは、原料溶液として
第１メルト２４と第２メルト２６および単結晶基＆２５
を装てんしたエピタキシャル成長装置（第２図ａ）を、
反応炉内に挿入して温度（Ｔ１）を１０００〜１０６０
℃に昇温させて。
原料溶液中の多結晶材料を基板に溶かしこむ工程である
。
。
つぎに第２ステツプ（第２図ｂ〕では、昇温した温度を
適当時間保持させた後、スライド板２２を矢印方向に移
動させ、適当な厚みに小分けされ−ｆｃ第１メルト２４
を基板２５上に接触させる工程である。第３ステツプは
そのま＼冷却する工程で、１〜ｂ し、基板２５上に１０層を成長させる。第４ステツプ（
第２図Ｃ）ではスライド板２２を矢印方向へ移動させて
第１メルト２４を基板２５から切離す。第５ステツプで
再び（Ｔ２）まで昇温しで、その温度に適当な時間保持
した後スライド板２２を矢印方向に移動させて第２メル
ト２６を基板２５に接触させる（第２図ｄ）。ついで第
６ステツプでＴ１に近い温度まで昇温させ、この曲にｎ
ｏｌ＠は一部または全部第２メルト２６に再溶融される
。最後ｉｃ第７〜第１０ステップで、毎分ｌ〜３℃の割
合で装置を冷却しながら最初に１１層を、続いて３２層
、最後Ｖｃｐ型濃度以上の２が を基板に供給してｐ型
層を形成させて完了する。
適当時間保持させた後、スライド板２２を矢印方向に移
動させ、適当な厚みに小分けされ−ｆｃ第１メルト２４
を基板２５上に接触させる工程である。第３ステツプは
そのま＼冷却する工程で、１〜ｂ し、基板２５上に１０層を成長させる。第４ステツプ（
第２図Ｃ）ではスライド板２２を矢印方向へ移動させて
第１メルト２４を基板２５から切離す。第５ステツプで
再び（Ｔ２）まで昇温しで、その温度に適当な時間保持
した後スライド板２２を矢印方向に移動させて第２メル
ト２６を基板２５に接触させる（第２図ｄ）。ついで第
６ステツプでＴ１に近い温度まで昇温させ、この曲にｎ
ｏｌ＠は一部または全部第２メルト２６に再溶融される
。最後ｉｃ第７〜第１０ステップで、毎分ｌ〜３℃の割
合で装置を冷却しながら最初に１１層を、続いて３２層
、最後Ｖｃｐ型濃度以上の２が を基板に供給してｐ型
層を形成させて完了する。
刀・〈シて得られたｐ −ｎ接合部のル型不純物濃度と
従来法によるそれとを比較すると第４図に示すように本
発明では約５０ｑ６程度に低下していることがわかった
。
従来法によるそれとを比較すると第４図に示すように本
発明では約５０ｑ６程度に低下していることがわかった
。
さらに本発明によって得られた発光効率は従来のそれと
比較すると第５図に示すように平均２倍程度向上し１発
光効率として０．４１以上のものが得られた。
比較すると第５図に示すように平均２倍程度向上し１発
光効率として０．４１以上のものが得られた。
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図は本発明方法に使用する液相エピタキシャル
成長装置の概略説明図でａ）〜ｄ）は各工程の状態を示
す。第３図は本発明方法による成長温度プログラムの曲
線図、第４図はｐ −ｓ接合部のル型不純物濃度を示す
図表、第５図は発光効率の比較図表である０ １・・・原料溶液、 ２・・・収容部、 ３・・・孔、
４・・・基板、 ５．２５・・・凹部。 １１．２１・・・スライド板、 １２．２２・・・スライド板。 １３．２３・・・スライド板、 ２４・・・第１メルト、 ２５・・・基板。 ２６・・・第２メルト。 特許出願人 信越半棉体株式会社
図、第２図は本発明方法に使用する液相エピタキシャル
成長装置の概略説明図でａ）〜ｄ）は各工程の状態を示
す。第３図は本発明方法による成長温度プログラムの曲
線図、第４図はｐ −ｓ接合部のル型不純物濃度を示す
図表、第５図は発光効率の比較図表である０ １・・・原料溶液、 ２・・・収容部、 ３・・・孔、
４・・・基板、 ５．２５・・・凹部。 １１．２１・・・スライド板、 １２．２２・・・スライド板。 １３．２３・・・スライド板、 ２４・・・第１メルト、 ２５・・・基板。 ２６・・・第２メルト。 特許出願人 信越半棉体株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、）液相エピタキシャル成長におい（、ｎ型基板上に
路型層を形成する際に、初めに路型不純物を添加した原
料溶液を用いてル型層を形成した後、ル型不純物を故意
に添加しない溶液に交換して、゛この飾型層の一部また
は全部を溶融後、再成長させて、再び路型層を形成させ
ることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。 ２、）前記方法を複数回繰シ返すことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14189682A JPS5930797A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14189682A JPS5930797A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5930797A true JPS5930797A (ja) | 1984-02-18 |
| JPH0218319B2 JPH0218319B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=15302680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14189682A Granted JPS5930797A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930797A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0687752A1 (en) * | 1994-06-16 | 1995-12-20 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Method for control of Si concentration in gallium phosphide single crystal layer |
| CN104328487A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-02-04 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种具有纯化母液功能的双衬底槽液相外延石墨舟 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2657238B1 (fr) * | 1990-01-19 | 1992-04-03 | Reboul Smt | Dispositif de freinage en rotation entre deux organes concentriques et etui de rouge a levres ou analogue comportant un tel dispositif. |
| DE19549588C2 (de) * | 1995-03-17 | 2002-12-19 | Showa Denko Kk | Verfahren zu Herstellung einer Epitaxialstruktur für eine lichtemittierende GaP-Diode |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52155081A (en) * | 1976-06-18 | 1977-12-23 | Mitsubishi Electric Corp | Production of gallium phosphide light emitting element |
| JPS5437472A (en) * | 1977-08-29 | 1979-03-19 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor |
| JPS5453977A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-27 | Toshiba Corp | Manufacture for gallium phosphide green light emitting element |
| JPS54133093A (en) * | 1978-04-07 | 1979-10-16 | Toshiba Corp | Manufacture for gallium phosphide green color light emitting element |
-
1982
- 1982-08-16 JP JP14189682A patent/JPS5930797A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52155081A (en) * | 1976-06-18 | 1977-12-23 | Mitsubishi Electric Corp | Production of gallium phosphide light emitting element |
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| JPS5453977A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-27 | Toshiba Corp | Manufacture for gallium phosphide green light emitting element |
| JPS54133093A (en) * | 1978-04-07 | 1979-10-16 | Toshiba Corp | Manufacture for gallium phosphide green color light emitting element |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0687752A1 (en) * | 1994-06-16 | 1995-12-20 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Method for control of Si concentration in gallium phosphide single crystal layer |
| US5500390A (en) * | 1994-06-16 | 1996-03-19 | Shin-Etsu Handatoi Co., Ltd. | Method for control of Si concentration in gallium phosphide single crystal layer by liquid phase epitaxial growth technique |
| CN104328487A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-02-04 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种具有纯化母液功能的双衬底槽液相外延石墨舟 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0218319B2 (ja) | 1990-04-25 |
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