JPS598698A - 縦型液相エピタキシヤル成長装置 - Google Patents
縦型液相エピタキシヤル成長装置Info
- Publication number
- JPS598698A JPS598698A JP11660682A JP11660682A JPS598698A JP S598698 A JPS598698 A JP S598698A JP 11660682 A JP11660682 A JP 11660682A JP 11660682 A JP11660682 A JP 11660682A JP S598698 A JPS598698 A JP S598698A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epitaxial growth
- substrate
- quartz tube
- vertical
- heat source
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- C30B19/08—Heating of the reaction chamber or the substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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装置特に縦型液相エピ
タキシャル成長装置に関するものである。
タキシャル成長装置に関するものである。
液相エピタキシャル成長法は装置および操作が比較的簡
便なことや得られる成長層の均一は、純度が良好なこと
などから、■−ｖ族化合物半導体の膜形成に広く用いら
れており、現在、多層の連続エピタキシャル成長および
三元素以上からなるヘテロエピタキシーなどへ応用が進
み、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系などの発光ダイオードや半導
体レーザの優れた特性を実現させている。
便なことや得られる成長層の均一は、純度が良好なこと
などから、■−ｖ族化合物半導体の膜形成に広く用いら
れており、現在、多層の連続エピタキシャル成長および
三元素以上からなるヘテロエピタキシーなどへ応用が進
み、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系などの発光ダイオードや半導
体レーザの優れた特性を実現させている。
液相エピタキシャル成長法は装置構造、成長原理に縦型
液相エビタ′：Ｖシャル成長法がある。第１図に従来の
縦型液相■ピタキシャル成長装置の断面図を示す。
液相エビタ′：Ｖシャル成長法がある。第１図に従来の
縦型液相■ピタキシャル成長装置の断面図を示す。
単結晶基板１は円板（又は円柱）状の基板支持台２に水
平に置かれその上部には原料溶液３を収容熱源５により
加°熱される゛。
平に置かれその上部には原料溶液３を収容熱源５により
加°熱される゛。
液相エビタキシャ□ル成長法は原料溶液中の溶質の過飽
和成分を基板上に析出させることにより単結晶膜を形成
する成長法であり、成長層の膜厚、組成およびこれらの
均一性は、溶液中の溶質の濃度分布即ち温度分布に強く
依存する。
和成分を基板上に析出させることにより単結晶膜を形成
する成長法であり、成長層の膜厚、組成およびこれらの
均一性は、溶液中の溶質の濃度分布即ち温度分布に強く
依存する。
エピタキシャル成長層の膜厚および組成（添加不純物濃
度又は三元素以上の化合物にあっては構成元素の比率）
を均一にするには、（１）基盤表面が等温であること。
度又は三元素以上の化合物にあっては構成元素の比率）
を均一にするには、（１）基盤表面が等温であること。
（２）溶液内の等温度が基板表面に平行であることの２
点を満足する温度分布であることが必要である。
点を満足する温度分布であることが必要である。
ところが従来の縦型エピタキシャル成長装置においては
第１図には示すように加熱２１！５が外周に設置されて
いるため、円柱状の成長冶具は周囲から加熱され、垂直
軸方向、特に下方に放熱されることにより、外周部は高
温に中心部は、低温になり等温度〇は第２図に示すよう
に上方にわん曲したものとなる。
第１図には示すように加熱２１！５が外周に設置されて
いるため、円柱状の成長冶具は周囲から加熱され、垂直
軸方向、特に下方に放熱されることにより、外周部は高
温に中心部は、低温になり等温度〇は第２図に示すよう
に上方にわん曲したものとなる。
このため第１図に示づように水平に置かれた基板上への
エピタキシャル成長層にあっては、基板支持台の中心部
に位＠する部分が厚く、外周部が薄いものとなる。
エピタキシャル成長層にあっては、基板支持台の中心部
に位＠する部分が厚く、外周部が薄いものとなる。
従来はこれを回避するため基板支持台を等温度に平行に
なるように傾斜させるなどの方法がとられていたが、装
置毎に傾斜の度合が異なるなど開度的には問題であった
。
なるように傾斜させるなどの方法がとられていたが、装
置毎に傾斜の度合が異なるなど開度的には問題であった
。
また、溶液溜の上下方向の温度匂配も中心軸部と外周部
で異なるため例えば、Ｇａ Ａｓ Ｗ板上へのＱａ Ｈ
−ｘ ＭＸ ＡＳ （０＜Ｘ＜ １ ）のエピタキシ
ャル成長においては、基板面内の成長速度が均一でない
ため、上記した成長層の厚さの不均一の他に、Ｍ結晶比
率Ｘの厚さ方向の匂配が不均一にｔｒるなど、エピタキ
シャル成長装置としては極めて不完全なものであった。
で異なるため例えば、Ｇａ Ａｓ Ｗ板上へのＱａ Ｈ
−ｘ ＭＸ ＡＳ （０＜Ｘ＜ １ ）のエピタキシ
ャル成長においては、基板面内の成長速度が均一でない
ため、上記した成長層の厚さの不均一の他に、Ｍ結晶比
率Ｘの厚さ方向の匂配が不均一にｔｒるなど、エピタキ
シャル成長装置としては極めて不完全なものであった。
本発明の目的は前記した従来技術の欠点を解消し、エピ
タキシャル成長層の厚さ及び組成の均一性を大幅に向上
させることができる新規な縦型液相エピタキシャル成長
装置を提供することにある。
タキシャル成長層の厚さ及び組成の均一性を大幅に向上
させることができる新規な縦型液相エピタキシャル成長
装置を提供することにある。
すなわち、本発明の要旨は基板支持台および溶液溜を上
方から加熱することにあり、さらに外周に配置された加
熱源又は保温材により基板支持台及び溶液溜の等瀉面を
水平にＷＩＪ節した点にある。
方から加熱することにあり、さらに外周に配置された加
熱源又は保温材により基板支持台及び溶液溜の等瀉面を
水平にＷＩＪ節した点にある。
３−
円板状物体を垂ｍＦ−１一方から加熱すると、円板の中
心部は温度が高く、外周部は低くなる。一方従来の装置
ではこれとは逆に円板の中心部が低温に外周部が高温に
なる。本発明では、上方からの加熱源及び外周からの加
熱源を併用することにより、円板内に水平な等温度を実
現するものである。両加熱源の発熱量は目的とする温度
、及び上下方向の温度匂配及び基板支持台、溶液溜の大
きさや構造により任意に選べるものであり、外周にあっ
ては上方の加熱源より弱い保温手段で目的が達せられる
場合もある。
心部は温度が高く、外周部は低くなる。一方従来の装置
ではこれとは逆に円板の中心部が低温に外周部が高温に
なる。本発明では、上方からの加熱源及び外周からの加
熱源を併用することにより、円板内に水平な等温度を実
現するものである。両加熱源の発熱量は目的とする温度
、及び上下方向の温度匂配及び基板支持台、溶液溜の大
きさや構造により任意に選べるものであり、外周にあっ
ては上方の加熱源より弱い保温手段で目的が達せられる
場合もある。
また、特に溶液溜上下方内に積極的に温度匂配をつける
場合は基板支持台下方に水冷又は空冷などにＪこる冷却
手段を設けることができる。これとは逆に溶液溜および
基板支持台全体を等温にする場合には基板支持台下方に
加熱源又は保温手段を用意してもよい。
場合は基板支持台下方に水冷又は空冷などにＪこる冷却
手段を設けることができる。これとは逆に溶液溜および
基板支持台全体を等温にする場合には基板支持台下方に
加熱源又は保温手段を用意してもよい。
加熱源どして抵抗発熱体が最も一般的であり、目的によ
り、誘導加熱体であってもよい。
り、誘導加熱体であってもよい。
また、いずれの加熱源も分割型にして、それぞれ４−
の分削部について個々に温度コントロールづることにで
本発明の効果が向上できる。
本発明の効果が向上できる。
本発明の実施例を図面により説明する。
（実施例１）
第３図はＧａＡＳ基板上にＱａ Ｉ −ｘ Ａｊ！ｘ
、Ａｓをエピタキシャルを成長させる縦型エピタキシャ
ル成長装置である。直径１２０＃ＩＩＩ＋のグラフフィ
ト製基板支持台２には水平に２０ｓ角のＧａ ＡＳ Ｉ
板１を４枚配置し基板支持台２上部には、Ｑａ。
、Ａｓをエピタキシャルを成長させる縦型エピタキシャ
ル成長装置である。直径１２０＃ＩＩＩ＋のグラフフィ
ト製基板支持台２には水平に２０ｓ角のＧａ ＡＳ Ｉ
板１を４枚配置し基板支持台２上部には、Ｑａ。
Ｑａ ＡｓおよびＭからなる原料溶液３３０ｇを収容す
る溶液溜４を置いた。上記の基板支持台２及び溶液溜４
を石英反応管７に入れ、基板と溶液の接触操作は下方か
ら石英棒８を用いて行なった。
る溶液溜４を置いた。上記の基板支持台２及び溶液溜４
を石英反応管７に入れ、基板と溶液の接触操作は下方か
ら石英棒８を用いて行なった。
反応管７の上方には４Ｋｗの発熱量をもつ抵抗発熱体９
を置き反応管７の側方外周部にはそれぞれ４Ｋｗの発熱
量をもつ円筒状の電気炉５２個を重ねて設置した。基板
１を９００℃に設定し、原料溶液３には上下方向に５℃
／ Ｃｔａの温度匂配をつけて、基板１と溶液３を接触
させ、毎分０．５℃の速度で冷却し、約５０μｍエピタ
キシャル成長を行なった。
を置き反応管７の側方外周部にはそれぞれ４Ｋｗの発熱
量をもつ円筒状の電気炉５２個を重ねて設置した。基板
１を９００℃に設定し、原料溶液３には上下方向に５℃
／ Ｃｔａの温度匂配をつけて、基板１と溶液３を接触
させ、毎分０．５℃の速度で冷却し、約５０μｍエピタ
キシャル成長を行なった。
以上の方法により厚さのばらつきが２％以内、Ｍ混晶比
の面内のバラツ４：が３％以内のＧａ１−ＸＡｊ！Ｘ△
Ｓエピタキシャル成長層を得た。
の面内のバラツ４：が３％以内のＧａ１−ＸＡｊ！Ｘ△
Ｓエピタキシャル成長層を得た。
（実施例２）
実施例１に記載のエピタキシャル装置の反応管７の下方
に水冷板を設けた構造とし、原料溶液３に上下方面に１
５℃／ ｃｍの温度匂配をつけ、その他は実施例１と同
様の成長方法で Ｇａ １−Ｘ Ａｊ！Ｘ Ａｓのエピタキシャル成長を
行なつ ｌこ 。
に水冷板を設けた構造とし、原料溶液３に上下方面に１
５℃／ ｃｍの温度匂配をつけ、その他は実施例１と同
様の成長方法で Ｇａ １−Ｘ Ａｊ！Ｘ Ａｓのエピタキシャル成長を
行なつ ｌこ 。
これにより厚さ約２００ ｕ ｙｎのＧａ＋ −ｘＡｊ
！ｘＡＳエピタキシャル成長層が得られた。厚さのばら
つぎ、お、Ｊ：び表面のＡｌ混晶比×のばらさきとも４
％以内であった。
！ｘＡＳエピタキシャル成長層が得られた。厚さのばら
つぎ、お、Ｊ：び表面のＡｌ混晶比×のばらさきとも４
％以内であった。
（実施例３）
実施例１に記載の１ビタキシヤル成長装置の基板支持台
２の下方に輻射防止用のグラファイト板を置いて保温を
良くし、Ｇａ ＡＳ 基板上にＱａ ＡＳのエピタキシ
ャル成長を行なった。温度条件は基板１を８００℃、原
料溶液３の上下方向の温度匂配を１℃／ ｃｒｔｒとし
た。１℃／分で３０秒間冷却し、厚さ０．８μｍのエピ
タキシャル成長層を得た。
２の下方に輻射防止用のグラファイト板を置いて保温を
良くし、Ｇａ ＡＳ 基板上にＱａ ＡＳのエピタキシ
ャル成長を行なった。温度条件は基板１を８００℃、原
料溶液３の上下方向の温度匂配を１℃／ ｃｒｔｒとし
た。１℃／分で３０秒間冷却し、厚さ０．８μｍのエピ
タキシャル成長層を得た。
膜厚のばらつきは２％以内と良好であった。
本発明によれば１μｍ以下の厚いエピタキシャル成長層
から２００μｍもの厚いエピタキシャル成長層のいずれ
についても膜厚及び組成の均一性が極めて良好な高粘度
のエピタキシャル成長が達成でき、従来の縦型エピタキ
シャル成長法の欠点を十分に解消できる。
から２００μｍもの厚いエピタキシャル成長層のいずれ
についても膜厚及び組成の均一性が極めて良好な高粘度
のエピタキシャル成長が達成でき、従来の縦型エピタキ
シャル成長法の欠点を十分に解消できる。
また、溶液上下方向の温度匂配を自由に設定できること
から、厚いエピタキシャル成長層を得られるのに好適で
ある。特に基板支持台の下方であって縦型石英管の内部
もしくは外部に冷却手段を設けるとよい。
から、厚いエピタキシャル成長層を得られるのに好適で
ある。特に基板支持台の下方であって縦型石英管の内部
もしくは外部に冷却手段を設けるとよい。
さらに、Ｇａ Ｉ−ｘ ＭＸ ＡＳなどの混晶のエピタ
キシャル成長においては、混晶比Ｘの均一性が重要であ
るが、等温血が水平に設定できるので、均一性の極めて
良好な成長層を容易に得ることがで７− ぎる。
キシャル成長においては、混晶比Ｘの均一性が重要であ
るが、等温血が水平に設定できるので、均一性の極めて
良好な成長層を容易に得ることがで７− ぎる。
第１図は従来の縦型液相゛エピタキシャル成長装置を示
す断面図、第２図は従来の縦型液相エピタキシャル成長
装置による温度分布を示す断面説明図であり、第３図は
本発明の液相エピタキシャル成長装置の一実施例を示す
断面図である。 １：基板、２：基板支持台、３：原料溶液、４：溶液溜
、５：加熱源、６：等温血、７：反応管、８：石英操作
棒、９：加熱源。 ８− 穿 １ 口 揶 ２図
す断面図、第２図は従来の縦型液相エピタキシャル成長
装置による温度分布を示す断面説明図であり、第３図は
本発明の液相エピタキシャル成長装置の一実施例を示す
断面図である。 １：基板、２：基板支持台、３：原料溶液、４：溶液溜
、５：加熱源、６：等温血、７：反応管、８：石英操作
棒、９：加熱源。 ８− 穿 １ 口 揶 ２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単結晶基板１を載置する基板支持台２と該基板支持
台２の上方にあって原料溶液３を収容する溶液溜４とが
操作棒８によって下方から相対的に回転操作されるよう
に構成されており、該基、板支持台２と溶液溜４とは縦
型石英管７内に配置されている縦型液相エピタキシャル
成長装置において、前記縦型石英管７゛め上方に加熱源
９が設けられており、かつ該□縦型石英管７の側方外周
には加熱源５もしくは保温手段が設けられていることを
特徴とする縦型液相エピタキシャル成長装置。 ２ 前記基板支持台２の下方であって、□前記縦型石英
管７の内部もしくは外部に冷却手段を設けることを特徴
とする前項記載の゛縦型液相′エピタキシャル成″長装
置。 ゛
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11660682A JPS598698A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 縦型液相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11660682A JPS598698A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 縦型液相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598698A true JPS598698A (ja) | 1984-01-17 |
Family
ID=14691322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11660682A Pending JPS598698A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 縦型液相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598698A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0571634A (ja) * | 1991-09-14 | 1993-03-23 | Honda Motor Co Ltd | 車両用自動変速機の制御装置 |
| US5531654A (en) * | 1993-08-31 | 1996-07-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for vehicle automatic transmission |
| US5669847A (en) * | 1994-06-09 | 1997-09-23 | Unisia Jecs Corporation | Control apparatus for vehicle |
| US6269296B1 (en) | 1998-07-15 | 2001-07-31 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control of vehicle driving force |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48102779A (ja) * | 1972-04-10 | 1973-12-24 |
-
1982
- 1982-07-05 JP JP11660682A patent/JPS598698A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48102779A (ja) * | 1972-04-10 | 1973-12-24 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0571634A (ja) * | 1991-09-14 | 1993-03-23 | Honda Motor Co Ltd | 車両用自動変速機の制御装置 |
| US5531654A (en) * | 1993-08-31 | 1996-07-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for vehicle automatic transmission |
| US5669847A (en) * | 1994-06-09 | 1997-09-23 | Unisia Jecs Corporation | Control apparatus for vehicle |
| US6269296B1 (en) | 1998-07-15 | 2001-07-31 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control of vehicle driving force |
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