JPS5934137Y2 - 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
- JPS5934137Y2 JPS5934137Y2 JP14344380U JP14344380U JPS5934137Y2 JP S5934137 Y2 JPS5934137 Y2 JP S5934137Y2 JP 14344380 U JP14344380 U JP 14344380U JP 14344380 U JP14344380 U JP 14344380U JP S5934137 Y2 JPS5934137 Y2 JP S5934137Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- substrate
- liquid phase
- melt
- container body
- 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
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は液相エピタキシャル成長装置に関するもので
ある。
ある。
液相エピタキシャル成長法は、化合物半導体結晶である
ところの、ＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶とその混晶、および
■■−ＩＶ族、ＩＶ−ＩＶ族半導体結晶などの成長に一
般に採用されている、従来のこの種の成長装置、こ・で
はネールソンにより提案された傾斜炉法を用い、結晶と
してＧａＡｓの場合の例を第１図ａ、ｌ）に示しである
。
ところの、ＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶とその混晶、および
■■−ＩＶ族、ＩＶ−ＩＶ族半導体結晶などの成長に一
般に採用されている、従来のこの種の成長装置、こ・で
はネールソンにより提案された傾斜炉法を用い、結晶と
してＧａＡｓの場合の例を第１図ａ、ｌ）に示しである
。
すなわち、この第１図ａ、ｌ）において、１は透明石英
管、２はその周囲を取り囲んで配された電気炉、３は透
明石英管１内に装入されたボート、４はボート３の一側
に保持させたＧａＡｓ基板、５は同他側に収容した成長
用融液であり、その他制御系、ガス配管系および炉傾斜
機構などは省略しである。
管、２はその周囲を取り囲んで配された電気炉、３は透
明石英管１内に装入されたボート、４はボート３の一側
に保持させたＧａＡｓ基板、５は同他側に収容した成長
用融液であり、その他制御系、ガス配管系および炉傾斜
機構などは省略しである。
そしてこの装置を用いたＧａａｓの液相エピタキシャル
成長は、まず前処理して加工歪を除去した鏡面のＧａＡ
ｓ基板４、および成長開始温度で飽和融液となるように
所定量のＧａとＧａＡｓとからなる成長用融液５を、高
純度グラツシーカーボン製のボート３にいれた状態でこ
のボート３を第１図ａのように一方に傾斜した透明石英
管１内に装入設定する。
成長は、まず前処理して加工歪を除去した鏡面のＧａＡ
ｓ基板４、および成長開始温度で飽和融液となるように
所定量のＧａとＧａＡｓとからなる成長用融液５を、高
純度グラツシーカーボン製のボート３にいれた状態でこ
のボート３を第１図ａのように一方に傾斜した透明石英
管１内に装入設定する。
透明石英管１内には高純度水素ガス６が流されており、
電気炉２により所定温度に加熱されているので、ＧａＡ
ｓ基板４および成長用融液５もまたこの高純度水素ガス
６中で加熱されることにより所定温度に昇温し、こ・で
第１図すのように全体を他方に傾斜させるど、成長用融
液５がＧａＡｓ基板４上に接触し、その後、−量温度を
数度から１０°程度上昇させ、ＧａＡｓ基板４の表面を
成長用融液５によりエツチングした上で温度を下降させ
ると、この下降中にＧａＡｓ基板４上にＧａＡｓ結晶が
エピタキシャル成長する。
電気炉２により所定温度に加熱されているので、ＧａＡ
ｓ基板４および成長用融液５もまたこの高純度水素ガス
６中で加熱されることにより所定温度に昇温し、こ・で
第１図すのように全体を他方に傾斜させるど、成長用融
液５がＧａＡｓ基板４上に接触し、その後、−量温度を
数度から１０°程度上昇させ、ＧａＡｓ基板４の表面を
成長用融液５によりエツチングした上で温度を下降させ
ると、この下降中にＧａＡｓ基板４上にＧａＡｓ結晶が
エピタキシャル成長する。
ついで所望の成長層厚を得たのちに、再度全体を傾斜さ
せて第１図ａの状態に戻し、ＧａＡｓ基板４から成長用
融液５を分離し、ボート３を低温部で冷却してから外部
に取り出す。
せて第１図ａの状態に戻し、ＧａＡｓ基板４から成長用
融液５を分離し、ボート３を低温部で冷却してから外部
に取り出す。
こ・てこの水素ガスを流す手段では、ＧａＡｓ基板４と
成長用融液５とからの蒸発し易い成分である砒素を外部
に運び出す役割りも果しており、またエピタキシャル成
長前にＧａＡｓ基板４を成長用融液５によってエツチン
グするのは、砒素の蒸発による成長層への影響を避ける
ためである。
成長用融液５とからの蒸発し易い成分である砒素を外部
に運び出す役割りも果しており、またエピタキシャル成
長前にＧａＡｓ基板４を成長用融液５によってエツチン
グするのは、砒素の蒸発による成長層への影響を避ける
ためである。
またＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＧａＡｓ 、ＧａＰ
、 ＩｎＰ結晶上へのＶ族元素の蒸気圧は、ＧａＡｓと
ＧａＰの場合、８００℃で１０ ’Ｔｏｒｒ程度より小
さく、ＩｎＰノ場合、６００℃で１Ｏ−３ＴＯｒｒ程度
より小さいから、前記のようにしてエピタキシャル成長
がなされるが、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、例えばＣｄ
Ｔｅ 、ＨｇＣｄＴｅなどは、その成分元素の蒸気圧が
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のそれに比較してずつと大き
く、この場合には前記従来方法、すなわち水素ガスを流
し乍らエピタキシャル成長を行なう方法では、蒸気圧の
高い成分元素が成長用融液から蒸発してゆき、成長結晶
の組成比が変化することになる。
、 ＩｎＰ結晶上へのＶ族元素の蒸気圧は、ＧａＡｓと
ＧａＰの場合、８００℃で１０ ’Ｔｏｒｒ程度より小
さく、ＩｎＰノ場合、６００℃で１Ｏ−３ＴＯｒｒ程度
より小さいから、前記のようにしてエピタキシャル成長
がなされるが、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、例えばＣｄ
Ｔｅ 、ＨｇＣｄＴｅなどは、その成分元素の蒸気圧が
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のそれに比較してずつと大き
く、この場合には前記従来方法、すなわち水素ガスを流
し乍らエピタキシャル成長を行なう方法では、蒸気圧の
高い成分元素が成長用融液から蒸発してゆき、成長結晶
の組成比が変化することになる。
この蒸発してゆく元素を外部から供給するのは原理的に
可能ではあるが、蒸発元素が２戊分以上になると、その
供給を精密に行なうのが困難で、成長結晶の組成比を制
御して成長させるのはむずかしく、さらに蒸発元素が水
素ガスの下流に付着して、ボートの出し入れ時に付着す
ることもあって結晶成長上好ましくない。
可能ではあるが、蒸発元素が２戊分以上になると、その
供給を精密に行なうのが困難で、成長結晶の組成比を制
御して成長させるのはむずかしく、さらに蒸発元素が水
素ガスの下流に付着して、ボートの出し入れ時に付着す
ることもあって結晶成長上好ましくない。
そしてまたこのように成長させたい結晶の成分元素が蒸
発して排出されるのを防ぐためには、結晶成長用ボート
を真空封入する手段があるが、しかしこの場合にも基板
上に接触する成長用融液の高さが、全体傾斜のために一
定にならず、成長層の厚さが基板上で一様にならず、併
せて全体の傾斜操作によりボート内の温度が変化するた
めに、やはり成長層の厚み制御に変動を生じ易い欠点が
ある。
発して排出されるのを防ぐためには、結晶成長用ボート
を真空封入する手段があるが、しかしこの場合にも基板
上に接触する成長用融液の高さが、全体傾斜のために一
定にならず、成長層の厚さが基板上で一様にならず、併
せて全体の傾斜操作によりボート内の温度が変化するた
めに、やはり成長層の厚み制御に変動を生じ易い欠点が
ある。
この考案は従来のこのような欠点を改善して、成分元素
の蒸気圧が高い材料のエピタキシャル成長を可能にする
装置を提供するものであり、以下、この考案の一実施例
につき、第２図ａ、ｌ）を参照して詳細に説明する。
の蒸気圧が高い材料のエピタキシャル成長を可能にする
装置を提供するものであり、以下、この考案の一実施例
につき、第２図ａ、ｌ）を参照して詳細に説明する。
この第２図ａ、ｌ）において、容器体１１内には、下方
に成長用融液１３を収容した受は皿１２が、その重量と
バランスするバネ部材１４により支持されると共に、下
部に作動部材１５を設けてあり、また上方に支持枠１７
で取付けられた保持台１６を配し、かつこの保持台１６
上にＧａＡｓ基板１８を載置するようになっており、容
器体１１の外側に設けた操作部材１９を操作することに
よって、受は皿１２を上下作動させ、収容した成長用融
液１３に保持台１６、ひいてはこれに載置したＧａＡｓ
基板１８を浸漬し得るようにさせ、さらにこれらを取り
囲む外側周囲に電気炉２０を設けたものである。
に成長用融液１３を収容した受は皿１２が、その重量と
バランスするバネ部材１４により支持されると共に、下
部に作動部材１５を設けてあり、また上方に支持枠１７
で取付けられた保持台１６を配し、かつこの保持台１６
上にＧａＡｓ基板１８を載置するようになっており、容
器体１１の外側に設けた操作部材１９を操作することに
よって、受は皿１２を上下作動させ、収容した成長用融
液１３に保持台１６、ひいてはこれに載置したＧａＡｓ
基板１８を浸漬し得るようにさせ、さらにこれらを取り
囲む外側周囲に電気炉２０を設けたものである。
こ・で前記作動部材１５と操作部材１９とは、例えば磁
気結合すればよく、この磁気結合を小さい力で可能にす
るために、成長用融液１３を収容した受は皿１２の全重
量をバネ部材１４によりバランスさせるようにするので
あり、このバネ部材１４としては、バネ力が弱くてすむ
場合は石英で製作でき、また強いバネ力を必要とする場
合には、金属バネの表面を高純度アルミナでコートさせ
て用いればよい。
気結合すればよく、この磁気結合を小さい力で可能にす
るために、成長用融液１３を収容した受は皿１２の全重
量をバネ部材１４によりバランスさせるようにするので
あり、このバネ部材１４としては、バネ力が弱くてすむ
場合は石英で製作でき、また強いバネ力を必要とする場
合には、金属バネの表面を高純度アルミナでコートさせ
て用いればよい。
従ってこの実施例構成では、所定組成の成長用融液１３
を受は皿１２内に収容させ、かつ前処理を行なったＧａ
Ａｓ基板１４を保持台１６上に載置保持させ、さらに容
器体１１内を真空封止させて、第２図ａの状態に設定し
ておき、電気炉２０により所定温度まで加熱する。
を受は皿１２内に収容させ、かつ前処理を行なったＧａ
Ａｓ基板１４を保持台１６上に載置保持させ、さらに容
器体１１内を真空封止させて、第２図ａの状態に設定し
ておき、電気炉２０により所定温度まで加熱する。
ついで成長用融液１３が所定温度に昇温され、かつ充分
に混合されて均一になったときに、操作部材１９を上方
に移動させると、第２図すに示すように受は皿１２が上
昇して、その成長用融液１３内に保持台１６、ひいては
ＧａＡｓ基板１８を浸漬させることができ、その後、加
熱温度を徐冷すると、このＧａＡｓ基板１８上に成長用
融液１３による結晶が析出し、所定量の結晶析出を得た
のちは加熱を止め、操作部材１９を下方に移動して、Ｇ
ａＡｓ基板１８から成長用融液１３を分離させ、全体を
冷却させてから外部に取り出せばよい。
に混合されて均一になったときに、操作部材１９を上方
に移動させると、第２図すに示すように受は皿１２が上
昇して、その成長用融液１３内に保持台１６、ひいては
ＧａＡｓ基板１８を浸漬させることができ、その後、加
熱温度を徐冷すると、このＧａＡｓ基板１８上に成長用
融液１３による結晶が析出し、所定量の結晶析出を得た
のちは加熱を止め、操作部材１９を下方に移動して、Ｇ
ａＡｓ基板１８から成長用融液１３を分離させ、全体を
冷却させてから外部に取り出せばよい。
なお前記実施例の場合は、成長用融液１３を収容した受
皿１２を、ＧａＡｓ基板１８を載置保持した保持台１６
に対して移動させるようにしているが、これを反対にし
てもよく、また作動部材１５と操作部材１９との組み合
わせ配置位置にも限定されないことは勿論である。
皿１２を、ＧａＡｓ基板１８を載置保持した保持台１６
に対して移動させるようにしているが、これを反対にし
てもよく、また作動部材１５と操作部材１９との組み合
わせ配置位置にも限定されないことは勿論である。
以上詳述したようにこの考案によるときは、上下位置に
配した成長用融液と基板とを相対的に移動させて、基板
面への結晶析出を行なわせるようにしたから、基板面で
の成長用融液の高さが常に一定となり、これによって均
一な厚みの成長層を得られると共に、相対的移動をバネ
部材による重量バランスのもとに行なわせるために、そ
の作動が円滑であるばかりか、構成も簡単である特長を
有しており、特に蒸気圧の高い結晶、すなわちＩＩ −
ＩＶ族化合物半導体のＣｄＴｅとか、ＨｇＣｄＴｅの結
晶成長に適し、容器体下部にその結晶で蒸気圧の高い成
分であるＣｄやＨｇなどを、成長用融液とは別途に簡単
に入れることができて、所望の結晶を成長させるのに極
めて好都合である。
配した成長用融液と基板とを相対的に移動させて、基板
面への結晶析出を行なわせるようにしたから、基板面で
の成長用融液の高さが常に一定となり、これによって均
一な厚みの成長層を得られると共に、相対的移動をバネ
部材による重量バランスのもとに行なわせるために、そ
の作動が円滑であるばかりか、構成も簡単である特長を
有しており、特に蒸気圧の高い結晶、すなわちＩＩ −
ＩＶ族化合物半導体のＣｄＴｅとか、ＨｇＣｄＴｅの結
晶成長に適し、容器体下部にその結晶で蒸気圧の高い成
分であるＣｄやＨｇなどを、成長用融液とは別途に簡単
に入れることができて、所望の結晶を成長させるのに極
めて好都合である。
第１図ａ、ｌ）は従来例による液相エピタキシャル成長
装置の作動の態様を各別に示す断面説明図、第２図ａ、
ｂはこの考案に係わる液相エピタキシャル成長装置の一
実施例による作動の態様を各別に示す断面説明図である
。 １１・・・・・・容器体、１２・・・・・・受は皿、１
３・・・・・・成長用融液、１４・・・・・・バネ部材
、１５・・・・・・作動部材、１６・・・・・・保持台
、１７・・・・・・支持枠、１８・・・・・・ＧａＡｓ
、１９・・・・・・操作部材、２０・・・・・・電気炉
。
装置の作動の態様を各別に示す断面説明図、第２図ａ、
ｂはこの考案に係わる液相エピタキシャル成長装置の一
実施例による作動の態様を各別に示す断面説明図である
。 １１・・・・・・容器体、１２・・・・・・受は皿、１
３・・・・・・成長用融液、１４・・・・・・バネ部材
、１５・・・・・・作動部材、１６・・・・・・保持台
、１７・・・・・・支持枠、１８・・・・・・ＧａＡｓ
、１９・・・・・・操作部材、２０・・・・・・電気炉
。
Claims (1)
- 密封可能な容器体と、この容器体内にバネ部材で重量バ
ランスをとって配置された成長用融液を収容する受は皿
、および基板を載置する保持台と、戒長用融液内に基板
を浸漬させるために、これらの受は皿および保持台を相
対移動させる手段と、容器体の周囲に配置した電気炉と
を備えたことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14344380U JPS5934137Y2 (ja) | 1980-10-07 | 1980-10-07 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14344380U JPS5934137Y2 (ja) | 1980-10-07 | 1980-10-07 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5766537U JPS5766537U (ja) | 1982-04-21 |
| JPS5934137Y2 true JPS5934137Y2 (ja) | 1984-09-21 |
Family
ID=29503189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14344380U Expired JPS5934137Y2 (ja) | 1980-10-07 | 1980-10-07 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934137Y2 (ja) |
-
1980
- 1980-10-07 JP JP14344380U patent/JPS5934137Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5766537U (ja) | 1982-04-21 |
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