JPS6025228A - 液相エピタキシアル成長法 - Google Patents
液相エピタキシアル成長法Info
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- JPS6025228A JPS6025228A JP58133732A JP13373283A JPS6025228A JP S6025228 A JPS6025228 A JP S6025228A JP 58133732 A JP58133732 A JP 58133732A JP 13373283 A JP13373283 A JP 13373283A JP S6025228 A JPS6025228 A JP S6025228A
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- Japan
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- substrate
- growth
- recess part
- groove type
- layer
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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】
＋８１発明の技術分野
本発明は液相エピタキシアル成長法に係り、とくに基板
周辺部における異常成長部で発生するミスフィツト転位
が該基板表面の内部領域へ波及することを防止する方法
に関する。
周辺部における異常成長部で発生するミスフィツト転位
が該基板表面の内部領域へ波及することを防止する方法
に関する。
（ｂｌ技術の背景
半導体結晶層の成長方法の一つである液相エピタキシア
ル成長法においては、基板周縁部での半導体層の異常成
長が生じ、該異常成長部でミスフィツト転位が発生しや
すい。そしてこのミスフィン１−転位は次第に基板表面
の中央領域に成長する半導体層まで伸長する。該ミスフ
ィン１ル転位は不飽和結合（Ｄａｎｇｌｉｎｇ Ｂｏｎ
ｄ ）を生じて半導体素子の特性に好ましくない準位を
形成する。例えば発光素子の場合には、非発光再結合準
位を形成し、発光効率の低下を招く等である。また、一
般にこのような転位の存在は半導体素子において局部的
な発熱を引き起こし、該素子の劣化を早める原因となる
。
ル成長法においては、基板周縁部での半導体層の異常成
長が生じ、該異常成長部でミスフィツト転位が発生しや
すい。そしてこのミスフィン１−転位は次第に基板表面
の中央領域に成長する半導体層まで伸長する。該ミスフ
ィン１ル転位は不飽和結合（Ｄａｎｇｌｉｎｇ Ｂｏｎ
ｄ ）を生じて半導体素子の特性に好ましくない準位を
形成する。例えば発光素子の場合には、非発光再結合準
位を形成し、発光効率の低下を招く等である。また、一
般にこのような転位の存在は半導体素子において局部的
な発熱を引き起こし、該素子の劣化を早める原因となる
。
（Ｃ１従来技術と問題点
したがって、液相エピタキシアル成長法においては、基
板周縁部での異當成長を抑制するか、あるいは該異常成
長部で発生したミスフィツト転位が基板表面の中央領域
に伸長するのを防止するかの方策必要である。
板周縁部での異當成長を抑制するか、あるいは該異常成
長部で発生したミスフィツト転位が基板表面の中央領域
に伸長するのを防止するかの方策必要である。
前者の方策の例としては、基板周縁部に、例えば５ｉ０
２等の結晶成長防止膜を設のるもの（特願昭５１−１２
５６６８ 、特願昭５３４１０４０６ ） 、ｉ多Ｈの
方策の例としては、基板周囲にこれを取り囲むようにし
て同種組成のダミー基板を配置するもの（特願昭５２−
７２８９０）等がある。
２等の結晶成長防止膜を設のるもの（特願昭５１−１２
５６６８ 、特願昭５３４１０４０６ ） 、ｉ多Ｈの
方策の例としては、基板周囲にこれを取り囲むようにし
て同種組成のダミー基板を配置するもの（特願昭５２−
７２８９０）等がある。
上記の各側において、結晶成長防止膜を設けるものは、
該膜の形成のためのスパンクリングあるいはＣＶＤ （
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
；化学蒸着）等の工程において、結晶表面がプラズマ
衝撃を受けたり （スパンクリングの場合）あるいは黙
過程を経る（ＣＶＤの場合）等のために、結晶の表面層
付近が変質し、その上に液相エピタキシアル成長を行う
と、溶液と基板の濡れが悪くなる等の影響が現れる。そ
の結果として、良好な平面性を有するエピタキシアル結
晶が得られ難いという欠点がある欠点があった。
該膜の形成のためのスパンクリングあるいはＣＶＤ （
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
；化学蒸着）等の工程において、結晶表面がプラズマ
衝撃を受けたり （スパンクリングの場合）あるいは黙
過程を経る（ＣＶＤの場合）等のために、結晶の表面層
付近が変質し、その上に液相エピタキシアル成長を行う
と、溶液と基板の濡れが悪くなる等の影響が現れる。そ
の結果として、良好な平面性を有するエピタキシアル結
晶が得られ難いという欠点がある欠点があった。
ダミー基板を配置するものについて若干詳しく説明する
と、第１図（Ａ）に示すように、基板１の周囲に、結晶
成長用１ｇ液と該基板１との接触面（同図の斜線をイ」
シた部分）に比して小さい面積の、かつ該基板１と同質
の小片２を敷き詰める。
と、第１図（Ａ）に示すように、基板１の周囲に、結晶
成長用１ｇ液と該基板１との接触面（同図の斜線をイ」
シた部分）に比して小さい面積の、かつ該基板１と同質
の小片２を敷き詰める。
このようにして液相エピタキシアル成長を行うと異常成
長は該小片２の部分で生じ、ここで発生したミスフィツ
ト転位は同図（Ｂ）に示すように、小片２と基板１の不
連続部分で伸長を停止する。
長は該小片２の部分で生じ、ここで発生したミスフィツ
ト転位は同図（Ｂ）に示すように、小片２と基板１の不
連続部分で伸長を停止する。
同図において、３ばミスフィン）−転位、４は異常成長
部、５は基板１の土の成、長間である。
部、５は基板１の土の成、長間である。
この方法においては、適当な寸法の小片２を４、ｖ別に
用意しなければならず、またその配置に手間を要する欠
点があり、また、基板１と小片２との間に隙間が生じや
ず（、ここに成長用溶液が侵入して残留するために、多
層の液相エピタキシアル成長を行う場合に、これが以後
の成長用溶液に混入して該溶液の組成が変動し、その結
果、成長する結晶の組成あるいはキャリア濃度の不均一
を生じる不都合があった。
用意しなければならず、またその配置に手間を要する欠
点があり、また、基板１と小片２との間に隙間が生じや
ず（、ここに成長用溶液が侵入して残留するために、多
層の液相エピタキシアル成長を行う場合に、これが以後
の成長用溶液に混入して該溶液の組成が変動し、その結
果、成長する結晶の組成あるいはキャリア濃度の不均一
を生じる不都合があった。
（ｄ）発明の目的
本発明の目的は、上記従来の方策におりる問題点を解消
し、ミスフィツト転位の少ない彫導体結晶層を形成可能
な液相エピタキシアル成長法を提供することである。
し、ミスフィツト転位の少ない彫導体結晶層を形成可能
な液相エピタキシアル成長法を提供することである。
ｔｅ）発明の構成
本発明は、液相エピタキシアル成ｋを行う基板表面にお
いて、その上に成長されるエピタキシアル結晶層の厚さ
より大きな幅および深さを有し、かつ二次元的に閉じた
形状をなす溝状凹部を、成長用溶液と接触する該基板表
面領域の辺縁部より内側にあらかじめ設けておくことを
動機とする。
いて、その上に成長されるエピタキシアル結晶層の厚さ
より大きな幅および深さを有し、かつ二次元的に閉じた
形状をなす溝状凹部を、成長用溶液と接触する該基板表
面領域の辺縁部より内側にあらかじめ設けておくことを
動機とする。
（ｆ１発明の実施例
以下に本発明の実施例をＩｎ Ｐ ／ １１＋ＧａＡｓ
Ｐダブルへテロ（ＤＩ＋）構造のエビクキシアル結晶
層の成長を例として、図面を参照して訂・シ（説明する
。以下の図面において、第１図と同じものには同一符号
を付しである。
Ｐダブルへテロ（ＤＩ＋）構造のエビクキシアル結晶
層の成長を例として、図面を参照して訂・シ（説明する
。以下の図面において、第１図と同じものには同一符号
を付しである。
本発明を要約すれば、前記異常成長部で発生したミスフ
ィン１−転位が、エビクキシアル結晶層の海面近傍の限
られた平面状の領域に局在し、結晶学的方位に直進する
こと、また、その一方の端は必ず該結晶層の表面に出て
いること、さらに、ミスフィツト転位は、これを横切る
ような表面が存在するとそこで伸長を停止してしまうこ
とに着１−１し、エビクキシアル結晶層にこのような表
面を、債権的に形成させるようにしたものであって、該
表面を形成する手法として、基板の周辺部に溝状凹部を
設けるのである。
ィン１−転位が、エビクキシアル結晶層の海面近傍の限
られた平面状の領域に局在し、結晶学的方位に直進する
こと、また、その一方の端は必ず該結晶層の表面に出て
いること、さらに、ミスフィツト転位は、これを横切る
ような表面が存在するとそこで伸長を停止してしまうこ
とに着１−１し、エビクキシアル結晶層にこのような表
面を、債権的に形成させるようにしたものであって、該
表面を形成する手法として、基板の周辺部に溝状凹部を
設けるのである。
第２図において、基板１ば面方位（１００）の１１・−
ＩｎＰであって、厚さ約４００μｍ、縦横寸法はそれぞ
れ２０ ｒｎ Ｉｌｌである。この基板１０表面に、幅
Ｓ、り５００ ｐ ｍ −、深さ約５０μＩＩ＋ 、外
側寸法１６ＸＩＧｍｍの正方形環状の溝状凹部６を、フ
ォ１−リングラフィお、Ｌび化学エツチングにより形成
した。該溝状凹部〔ｊの外側寸法は、基板１にエビクキ
シアル成長を行わせるための／８液との接耐：面稍（１
８Ｘ １８ｍｍ）より若干小さいことが必要である。
ＩｎＰであって、厚さ約４００μｍ、縦横寸法はそれぞ
れ２０ ｒｎ Ｉｌｌである。この基板１０表面に、幅
Ｓ、り５００ ｐ ｍ −、深さ約５０μＩＩ＋ 、外
側寸法１６ＸＩＧｍｍの正方形環状の溝状凹部６を、フ
ォ１−リングラフィお、Ｌび化学エツチングにより形成
した。該溝状凹部〔ｊの外側寸法は、基板１にエビクキ
シアル成長を行わせるための／８液との接耐：面稍（１
８Ｘ １８ｍｍ）より若干小さいことが必要である。
上記基１反１の上に、ｎ−１ｎＰバッファ層を厚さ約５
μｍ、フッ１−ルミネッセンス波長（λＩ）！、）−１
，３４，ｃ＋ｍのｎ−１ｎＧａＡｓ Ｐ ｍを厚さ約３
１１ｍ（格子ミスマツチ△ａ／ａ＝Ｑ、１％）、さらに
ｎ −１ｎ Ｐ層を厚さ約３．５μｍで順次成長さ一已
ノこ。これをフォトルミネッセンス像で調ベノこところ
、前記溝状凹部６を設けていない基（友に上記と同し条
イ／１て成長させたエピタキシアル結晶層では１．！Ｉ
ｉ、扱１の周辺部から中央に向かって５ないしＧ１１ｌ
ｌｌｌまでの領＋・ｙには、例外なくミスフィソｉ・転
位が認められ、甚だしい場合には全面にミスフィツト転
位が認められるのに対して、本発明の方法でｆ−’７だ
エピタキシアル結晶層では、第３図に示すように、基板
１の周辺部から前記溝状凹部Ｇまでの狭い領域でミスフ
ィツト転位が認められるのみで、該溝状凹部６で囲まれ
た領域の成長層５においてはほとんどミスフィツト転位
が認められなかった。
μｍ、フッ１−ルミネッセンス波長（λＩ）！、）−１
，３４，ｃ＋ｍのｎ−１ｎＧａＡｓ Ｐ ｍを厚さ約３
１１ｍ（格子ミスマツチ△ａ／ａ＝Ｑ、１％）、さらに
ｎ −１ｎ Ｐ層を厚さ約３．５μｍで順次成長さ一已
ノこ。これをフォトルミネッセンス像で調ベノこところ
、前記溝状凹部６を設けていない基（友に上記と同し条
イ／１て成長させたエピタキシアル結晶層では１．！Ｉ
ｉ、扱１の周辺部から中央に向かって５ないしＧ１１ｌ
ｌｌｌまでの領＋・ｙには、例外なくミスフィソｉ・転
位が認められ、甚だしい場合には全面にミスフィツト転
位が認められるのに対して、本発明の方法でｆ−’７だ
エピタキシアル結晶層では、第３図に示すように、基板
１の周辺部から前記溝状凹部Ｇまでの狭い領域でミスフ
ィツト転位が認められるのみで、該溝状凹部６で囲まれ
た領域の成長層５においてはほとんどミスフィツト転位
が認められなかった。
第４図は本発明の他の実施例を示し、前記溝状凹部６に
おける正方形の角部に曲率を持たせている。これにより
、該角部にエピタキシアル成長用の溶液が残留する可能
性か減少され、該残留溶液に起因する前記異常成長の発
生を低減する効果がある。また第５図は前記溝状凹部を
４木の直線状溝状凹部７で形成した例であって、該直線
状溝状凹部７の中ムｊ、深さ、該溝状凹部で囲まれる領
域の寸法等は第２図にお＆ノると同様である。本実施例
によっても効果は同じであるが、フォトリソグシフイお
よび化学エツチングを用いずに、例えば聞械的切削法に
よって直線状溝状凹部７を形成可能であるために、工程
が簡単であり実施が容易となる効果がある。
おける正方形の角部に曲率を持たせている。これにより
、該角部にエピタキシアル成長用の溶液が残留する可能
性か減少され、該残留溶液に起因する前記異常成長の発
生を低減する効果がある。また第５図は前記溝状凹部を
４木の直線状溝状凹部７で形成した例であって、該直線
状溝状凹部７の中ムｊ、深さ、該溝状凹部で囲まれる領
域の寸法等は第２図にお＆ノると同様である。本実施例
によっても効果は同じであるが、フォトリソグシフイお
よび化学エツチングを用いずに、例えば聞械的切削法に
よって直線状溝状凹部７を形成可能であるために、工程
が簡単であり実施が容易となる効果がある。
上記の実施例においてば、Ｉ ｎ Ｐ ／ Ｉ ｎＧｔ
鼎ｓｌ）のエビクキシアル成長を例に挙げたが、他の半
導体、＋Ａ料を用いるエピタキシアル成長に則しても、
目打に適用可能であることは合うまでもない。
鼎ｓｌ）のエビクキシアル成長を例に挙げたが、他の半
導体、＋Ａ料を用いるエピタキシアル成長に則しても、
目打に適用可能であることは合うまでもない。
（ｇ１発明の効果
本発明によれば、ミスフォノ１−転位のない、広い面積
のエビクギシアル結晶を、［１丁現性よく成Ｊ瓦可能と
する効果がある。
のエビクギシアル結晶を、［１丁現性よく成Ｊ瓦可能と
する効果がある。
第１図および第２図はミスフィノ１へ転位の伸長を防止
するためのそれぞれ従来の方法および本発明に係る方法
を説明するだめの図、第３図は本発明の方法の効果を説
明するための図、第４図および第５図は本発明の他の実
施例を示す図である。 図において、１は基板、２は小片、３ばミスフィツト転
位、４ば異常成長部、５は成長層、Ｇ ＩＩ溝状凹部、
７は直線状溝状凹部である。
するためのそれぞれ従来の方法および本発明に係る方法
を説明するだめの図、第３図は本発明の方法の効果を説
明するための図、第４図および第５図は本発明の他の実
施例を示す図である。 図において、１は基板、２は小片、３ばミスフィツト転
位、４ば異常成長部、５は成長層、Ｇ ＩＩ溝状凹部、
７は直線状溝状凹部である。
Claims (1)
- 基板表面において、その上に成長されるエピタキシアル
結晶層の厚さより大きな幅および深さを有し、かつ二次
元的に閉した形状をなす溝状凹部を、成長用溶液と接触
する該基板表面領域の辺縁部より内側にあらかじめ設の
でおくことを特徴とする液相エピタキシアル成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58133732A JPS6025228A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 液相エピタキシアル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58133732A JPS6025228A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 液相エピタキシアル成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6025228A true JPS6025228A (ja) | 1985-02-08 |
Family
ID=15111614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58133732A Pending JPS6025228A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 液相エピタキシアル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6025228A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003049162A1 (fr) * | 2001-12-04 | 2003-06-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Procede de production d'une feuille en phase solide et batterie solaire utilisant la feuille en phase solide |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP58133732A patent/JPS6025228A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003049162A1 (fr) * | 2001-12-04 | 2003-06-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Procede de production d'une feuille en phase solide et batterie solaire utilisant la feuille en phase solide |
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