JPS6066423A - 液相エピタキシャル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシャル成長方法Info
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- JPS6066423A JPS6066423A JP17455983A JP17455983A JPS6066423A JP S6066423 A JPS6066423 A JP S6066423A JP 17455983 A JP17455983 A JP 17455983A JP 17455983 A JP17455983 A JP 17455983A JP S6066423 A JPS6066423 A JP S6066423A
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- 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】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は液相エピタキシャル成長方法、特にボートのス
ライド方向に平行な方向についてエツジグロースの発生
が防止される液相エピタキシャル成長方法に関する。
ライド方向に平行な方向についてエツジグロースの発生
が防止される液相エピタキシャル成長方法に関する。
（ｂ） 技術の背雰
例えば半導体レーザ或いはフォトダイオード等の光半導
体装置においては、禁制帯幅などによって選択された組
成の化合物半導体層が選捩された導電型、不純物濃度及
び厚さで積層された半導体基体が用いちれている。
体装置においては、禁制帯幅などによって選択された組
成の化合物半導体層が選捩された導電型、不純物濃度及
び厚さで積層された半導体基体が用いちれている。
この様に組成の異なる化合物半導体結晶を基板結晶上に
格子整合して成長させる方法として液相エピタキシャル
（以下ＬＰＥと略称する）成長方法がしばしば行われて
いる。
格子整合して成長させる方法として液相エピタキシャル
（以下ＬＰＥと略称する）成長方法がしばしば行われて
いる。
（Ｃ）従来技術と問題点
単結晶半導体基板上に半導体単結晶層を積層して形成す
る場合にはスライドボート法が多く行われている。すな
わち、カーボンで作られたボートは支持台とその上面を
スライドするスライダとの２部分からカリ、支持台の上
面にはくぼみが設けられてここに基板が収容され、スラ
イダには上下方向に貫通する孔が設けられてここに形成
する半導体層の原材料ガどが収容される。
る場合にはスライドボート法が多く行われている。すな
わち、カーボンで作られたボートは支持台とその上面を
スライドするスライダとの２部分からカリ、支持台の上
面にはくぼみが設けられてここに基板が収容され、スラ
イダには上下方向に貫通する孔が設けられてここに形成
する半導体層の原材料ガどが収容される。
この様に基板及び原材料などが収容されたスライドボー
トを加熱して原材料を融解し、一定の処理温度に例えば
３０分乃至１時間程度保持して、原材料が完全に溶解し
た成長溶液とする。この処理温度は通常成長溶液の飽和
温度を越える温度が選択される。次いで温度を徐々に降
下させて所定の温度においてスライダをスライドして成
長溶液を基板に接触させて半導体単結晶層を成長させる
。
トを加熱して原材料を融解し、一定の処理温度に例えば
３０分乃至１時間程度保持して、原材料が完全に溶解し
た成長溶液とする。この処理温度は通常成長溶液の飽和
温度を越える温度が選択される。次いで温度を徐々に降
下させて所定の温度においてスライダをスライドして成
長溶液を基板に接触させて半導体単結晶層を成長させる
。
この成長開始温度において成長溶液がその濃度が飽和値
を紹える過冷却状態とされることによって結晶性にり・
れた結晶成長が容易になる。
を紹える過冷却状態とされることによって結晶性にり・
れた結晶成長が容易になる。
先に述べたＬＰＥ法においては、成長領域の周辺部分の
成長速度が大きく、形成された半導体層にエツジグロー
スと呼ばれる特に厚い部分を生ずる。特に光半導体装置
に用いられる半導体基体などの如くエピタキシャル成長
層が精層し−Ｃ形成される場合にはこのエツジグロース
が累積されて第１図に例示する如き断面形状となる。図
において１はインジウム燐（ＩｎＰ ）基板、２はＩｎ
Ｐ成長層、３はインジウム・ガリウム・砒素（Ｉ ｎＧ
ａＡｓ ）成長層である。
成長速度が大きく、形成された半導体層にエツジグロー
スと呼ばれる特に厚い部分を生ずる。特に光半導体装置
に用いられる半導体基体などの如くエピタキシャル成長
層が精層し−Ｃ形成される場合にはこのエツジグロース
が累積されて第１図に例示する如き断面形状となる。図
において１はインジウム燐（ＩｎＰ ）基板、２はＩｎ
Ｐ成長層、３はインジウム・ガリウム・砒素（Ｉ ｎＧ
ａＡｓ ）成長層である。
このエツジグロース部分は結晶組成の変動を生じ易く、
次の層の成長溶液内へのメルトバックを生じたシ、また
結晶の粒状化或いは転位の発生などの障害の要因となり
易い。
次の層の成長溶液内へのメルトバックを生じたシ、また
結晶の粒状化或いは転位の発生などの障害の要因となり
易い。
このエツジグロースを防止する手段が既罠多く試みらｉ
ているが、その一つにいわゆる溶液保護法がある。この
方法においてはボートのスライダの成長溶液を収容する
孔の壁面に基板と同一の保護結晶を置いて、結晶成長に
際して成長溶液内の溶質をこの保護結晶方向へも拡散さ
せることによってエツジグロースを防止している。しか
しこの溶液保護法では成長溶液に適肖な過冷却度を設定
することが困難であって実用性に乏しい。
ているが、その一つにいわゆる溶液保護法がある。この
方法においてはボートのスライダの成長溶液を収容する
孔の壁面に基板と同一の保護結晶を置いて、結晶成長に
際して成長溶液内の溶質をこの保護結晶方向へも拡散さ
せることによってエツジグロースを防止している。しか
しこの溶液保護法では成長溶液に適肖な過冷却度を設定
することが困難であって実用性に乏しい。
エツジグロースを防止する手段としては他に成長溶液を
加圧する蓋の形状を選択する方法、成長溶液を収容する
孔の形状を選択する方法などもあるが、その防止効果は
充分ではない。
加圧する蓋の形状を選択する方法、成長溶液を収容する
孔の形状を選択する方法などもあるが、その防止効果は
充分ではない。
以上説明した如くエツジグロースを防止することは容易
ではないが、半導体基体面の縦、横倒れか少なくとも一
方向のエツジグロースが防止されればその後の製造工程
において例えばマスク合せ等に大きい便宜が得られる場
合があり、これを容易に実現する方法がめられている。
ではないが、半導体基体面の縦、横倒れか少なくとも一
方向のエツジグロースが防止されればその後の製造工程
において例えばマスク合せ等に大きい便宜が得られる場
合があり、これを容易に実現する方法がめられている。
（ｄ） 発明の目的
本発明はスライドボートを用いる液相エピタキシャル成
長方法において、エピタキシャル成長層のエツジグロー
スがスライド方向に平行な方向については防止され、か
つ従来実施されている成長条件等を適用することが可能
で容易に実施することができる液相エピタキシャル成長
方法を提供することを目的とする。
長方法において、エピタキシャル成長層のエツジグロー
スがスライド方向に平行な方向については防止され、か
つ従来実施されている成長条件等を適用することが可能
で容易に実施することができる液相エピタキシャル成長
方法を提供することを目的とする。
（ｅ） 発明の構成
本発明の前記目的は、ボートの支持台に基板結晶を収容
し、該ボートのスライダに成長溶液を収容し、該基板結
晶の表面に近接して、前記スライダのスライド方向に平
行ガ表面を有する保護結晶を配置して、前記成長溶液を
訪基板結晶及び該保包ｌへ結晶に梯触させる液相エピタ
キシャルし成長方法により達成さｔする。
し、該ボートのスライダに成長溶液を収容し、該基板結
晶の表面に近接して、前記スライダのスライド方向に平
行ガ表面を有する保護結晶を配置して、前記成長溶液を
訪基板結晶及び該保包ｌへ結晶に梯触させる液相エピタ
キシャルし成長方法により達成さｔする。
エツジグロースは基板結晶周辺部への溶質の過！Ｉ’１
１拡散を防止するか、保護結晶へ溶質を拡散させること
によって防止することができる。先に述べた従来の溶液
ぞ１１篤法でけ保Ｎｉ ＃、’ｒ’晶が成長溶液の溶栢
処押のときに既に溶液に接触しているのに対して、本発
明のＬＰＥ法においては、保護結晶は基板結晶に近接し
て配置されて、エピタキシャル成長実施の時点で成長溶
液が両結晶に同時に接触する。
１拡散を防止するか、保護結晶へ溶質を拡散させること
によって防止することができる。先に述べた従来の溶液
ぞ１１篤法でけ保Ｎｉ ＃、’ｒ’晶が成長溶液の溶栢
処押のときに既に溶液に接触しているのに対して、本発
明のＬＰＥ法においては、保護結晶は基板結晶に近接し
て配置されて、エピタキシャル成長実施の時点で成長溶
液が両結晶に同時に接触する。
この本発明の方法によれば、成長溶液は従来一般に行な
われている如く過冷却状態とすることが可能テあり、エ
ピタキシャル成長に際しては成長溶液内の溶質は基板結
晶の周辺近傍においては保護結晶方向にも拡散する。こ
の結果基板結晶上に成長するエピタキシャル結晶の厚さ
の分布は周辺部ではエツジグロースとは逆に薄くなる傾
向がある。
われている如く過冷却状態とすることが可能テあり、エ
ピタキシャル成長に際しては成長溶液内の溶質は基板結
晶の周辺近傍においては保護結晶方向にも拡散する。こ
の結果基板結晶上に成長するエピタキシャル結晶の厚さ
の分布は周辺部ではエツジグロースとは逆に薄くなる傾
向がある。
（ｆ） 発明の実施例
以下本発明を実施例により図面を参照して具体的に説明
する。
する。
第２図は本発明の実施に適するスライドボートの例を示
す斜視図である。図において、１１けボートの支持台、
１２はスライダ、１３はガイドであり、これらは通常の
スライドボートと同様にカーボンで作られている。支持
台１１にけくほみが設けられてここに基板１４が収容さ
れ、スライダ１２には成長溶液を収容する孔１５が設け
られている。なお本スライダ１２のこれらの孔１５は支
持台１１に接する面の近傍ではガイド１３に向っても開
口している。またガイド１３の基板】４に対向する位ｎ
には切込み１６が設けられて、（・）１に模式的に示す
如く保護結晶１７を保持することがでべろ。
す斜視図である。図において、１１けボートの支持台、
１２はスライダ、１３はガイドであり、これらは通常の
スライドボートと同様にカーボンで作られている。支持
台１１にけくほみが設けられてここに基板１４が収容さ
れ、スライダ１２には成長溶液を収容する孔１５が設け
られている。なお本スライダ１２のこれらの孔１５は支
持台１１に接する面の近傍ではガイド１３に向っても開
口している。またガイド１３の基板】４に対向する位ｎ
には切込み１６が設けられて、（・）１に模式的に示す
如く保護結晶１７を保持することがでべろ。
前記スライドポートを用いて本発明のＬ Ｐ Ｅ法によ
り、ｌｔ＋ｐ基板上へのＩｎＰノくツファ層とＩｎ０．
５３Ｇａ０．４７Ａｓ層との成長を下記の如〈実施する
ことができる。
り、ｌｔ＋ｐ基板上へのＩｎＰノくツファ層とＩｎ０．
５３Ｇａ０．４７Ａｓ層との成長を下記の如〈実施する
ことができる。
（１００）面を主面とするＪｎＰ、Ｘ板】４とＩｎＰ背
・護結、１ｐ１１７とをそれぞれ先に述べた如く支持台
１１及びガイド１３に収容６「１置す／）。スライダ１
２の孔１５にけＩｎＰメルトバック溶液、１ｎＰ成長溶
液及び工ｎＱａ、Ａｓ成長溶液をそれぞれ収容する１、
水繋（Ｉ（２） 雰囲気中で温度６８０［℃］まで温度
を上昇し１、約１時間この温度に保持Ｌ７た後に０．７
［℃／ ｎｕｎ ］の速度で温度を降下させ、メルト
バックに続いて、成長開始温度６５５〔℃〕過冷却度７
〔℃〕でＩｎＰ層を厚さ約２〔μｍ〕に成長し、更に続
けて過冷却度３〔℃〕でＩ ｎｏ、５３Ｇａ０．４７Ａ
ｓ層を厚さ約２〔μｍ〕に成長した。
・護結、１ｐ１１７とをそれぞれ先に述べた如く支持台
１１及びガイド１３に収容６「１置す／）。スライダ１
２の孔１５にけＩｎＰメルトバック溶液、１ｎＰ成長溶
液及び工ｎＱａ、Ａｓ成長溶液をそれぞれ収容する１、
水繋（Ｉ（２） 雰囲気中で温度６８０［℃］まで温度
を上昇し１、約１時間この温度に保持Ｌ７た後に０．７
［℃／ ｎｕｎ ］の速度で温度を降下させ、メルト
バックに続いて、成長開始温度６５５〔℃〕過冷却度７
〔℃〕でＩｎＰ層を厚さ約２〔μｍ〕に成長し、更に続
けて過冷却度３〔℃〕でＩ ｎｏ、５３Ｇａ０．４７Ａ
ｓ層を厚さ約２〔μｍ〕に成長した。
この半導体基体をスライド方向に垂直な結晶面で襞間し
た断面形状は第３図に示す如く、ＩｎＰ層２及び１ｎＱ
ａＡｓ層３は何れも基板１の周辺に向ってその厚さが減
少し、先に示した如きエツジグロースをスライド方向に
平行な方向については完全に防止する仁とができた。
た断面形状は第３図に示す如く、ＩｎＰ層２及び１ｎＱ
ａＡｓ層３は何れも基板１の周辺に向ってその厚さが減
少し、先に示した如きエツジグロースをスライド方向に
平行な方向については完全に防止する仁とができた。
なお保護結晶１７は基板結晶１４と同一の結晶面を主面
とする単結晶が最も好ましいが、多結晶であっても同様
の効果を得ることができる。
とする単結晶が最も好ましいが、多結晶であっても同様
の効果を得ることができる。
（ｇ） 発明の詳細
な説明した如く本発明によれば、スライド方向に平行な
方向についてはエツジグロースを発生しない液相エピタ
キシャル成長を容易に実現することができ、また例えば
過冷却度等の成長条件も特に制約されることがない。エ
ツジグロースの発生が一方向についてでも防止されるこ
とによって、ミスフィツト転位の発生が抑制され、また
例えばマスク合わせ等の製造工種上の問題点を解決する
ことができる。
方向についてはエツジグロースを発生しない液相エピタ
キシャル成長を容易に実現することができ、また例えば
過冷却度等の成長条件も特に制約されることがない。エ
ツジグロースの発生が一方向についてでも防止されるこ
とによって、ミスフィツト転位の発生が抑制され、また
例えばマスク合わせ等の製造工種上の問題点を解決する
ことができる。
第１図は従来の液相エピタキシャル成長方法によって発
生したエツジグロースの例を示す模式断面図、第２図は
本発明の実施に適するスライドボートの例を示す斜視図
、第３図は本発明の液相エピタキシャル成長方法によっ
て得られた半導体成長層の例を示す模式断面図である。 図において、１はＩｎＰ基板、２はＩｎＰ 層、３はＩ
ｎＧ４Ａ３層、１１はスライド７ｇ−トの支持台、１２
はスライダ、１３はガイド、１４け基板結晶、１５は孔
、１”６は切込み、１７Ｖま保護結晶を示す。
生したエツジグロースの例を示す模式断面図、第２図は
本発明の実施に適するスライドボートの例を示す斜視図
、第３図は本発明の液相エピタキシャル成長方法によっ
て得られた半導体成長層の例を示す模式断面図である。 図において、１はＩｎＰ基板、２はＩｎＰ 層、３はＩ
ｎＧ４Ａ３層、１１はスライド７ｇ−トの支持台、１２
はスライダ、１３はガイド、１４け基板結晶、１５は孔
、１”６は切込み、１７Ｖま保護結晶を示す。
Claims (1)
- ボートの支持台に基板結晶を収容し、該ボートのスライ
ダに成長溶液を収容し、該基板結晶の表面に近接して、
前記スライダのスライド方向に平行な表面を有する保護
結晶を配置して、前記成長溶液を該基板結晶及び該保護
結晶に接触させることを特徴とする液相エピタキシャル
成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17455983A JPS6066423A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17455983A JPS6066423A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066423A true JPS6066423A (ja) | 1985-04-16 |
Family
ID=15980669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17455983A Pending JPS6066423A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6066423A (ja) |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP17455983A patent/JPS6066423A/ja active Pending
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