JPS6081091A - 化合物半導体結晶成長装置 - Google Patents
化合物半導体結晶成長装置Info
- Publication number
- JPS6081091A JPS6081091A JP18845983A JP18845983A JPS6081091A JP S6081091 A JPS6081091 A JP S6081091A JP 18845983 A JP18845983 A JP 18845983A JP 18845983 A JP18845983 A JP 18845983A JP S6081091 A JPS6081091 A JP S6081091A
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- JP
- Japan
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- melt
- substrate
- holder
- substrate holder
- hole
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- Pending
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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
- C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
- C30B19/068—Substrate holders
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は化合物半導体結晶の液相エピタキシャル成長装
置に関する。
置に関する。
レーザ、発光ダイオードには化合物半導体が使われてお
り、受光素子、高速スイッチング素子としても化合物半
導体が注目されている。これらは通常ＧａＡｓ 、Ｉｎ
Ｐ等の単結晶基板上に、ＧａＡ、 、工ｎＰ 、 Ａｔ
ＧａＡｅ 、工ｎＧａＡｓＰ その他の化合物半導体を
エピタキシャル成長すること等により得られるが、なか
でもこのエピタキシャル成長は最も重要な位置を占めて
いる。
り、受光素子、高速スイッチング素子としても化合物半
導体が注目されている。これらは通常ＧａＡｓ 、Ｉｎ
Ｐ等の単結晶基板上に、ＧａＡ、 、工ｎＰ 、 Ａｔ
ＧａＡｅ 、工ｎＧａＡｓＰ その他の化合物半導体を
エピタキシャル成長すること等により得られるが、なか
でもこのエピタキシャル成長は最も重要な位置を占めて
いる。
化合物半導体のエピタキシャル成長法としては液相法の
他に気相法等種々の方法が開発されているが、液相法は
装置が簡単であること、品質のよい結晶が得やすいこと
、成長機構が単純であることなどの特徴があるため、最
も広く使われでいる。
他に気相法等種々の方法が開発されているが、液相法は
装置が簡単であること、品質のよい結晶が得やすいこと
、成長機構が単純であることなどの特徴があるため、最
も広く使われでいる。
しかしながら、この方法には以下に示すような問題点が
あった。以下添付図面によって説明する。
あった。以下添付図面によって説明する。
第１図は従来の液相エピタキシャル成長装置の一例の断
面概略図でらる。第１図における符号１は石英管、２は
水素ガス等のガス導入口、３は融液ホルダー、４は融液
溜−５は基板、６は基板ホルダー、７はスライドボート
基台、８はブツシュロッド、９は排気口、１０は熱′市
対そして１１はフランジを意味する。
面概略図でらる。第１図における符号１は石英管、２は
水素ガス等のガス導入口、３は融液ホルダー、４は融液
溜−５は基板、６は基板ホルダー、７はスライドボート
基台、８はブツシュロッド、９は排気口、１０は熱′市
対そして１１はフランジを意味する。
第１図において、１は水素ガス等のカス導入口２を有す
る石英管であり、その内部にカー号シン製スライドボー
トを装備している。スライドボートの構成部品である融
液ホルダー６には融液溜４が設けられておシ、外部から
加熱することにより各融液溜には必要な成分からなる融
液が形成されている。エピタキシャル成長に当っては基
板５を搭載した基板ホルダー６を動かして基板を順次各
融液溜下におく。このときスライドボートの温度を下げ
、融液と基板の平衡温度以下にすれば、各融液中の所望
の成分が析出し、基板上にエピタキシャル成長し、多層
のエピタキシャル単結晶が得られる。８は基板ホルダー
を動かすだめのブツシュロッドであり、９は排気口、１
１はそれらの保持と石英管内の気密保持のためのフラン
ジである。
る石英管であり、その内部にカー号シン製スライドボー
トを装備している。スライドボートの構成部品である融
液ホルダー６には融液溜４が設けられておシ、外部から
加熱することにより各融液溜には必要な成分からなる融
液が形成されている。エピタキシャル成長に当っては基
板５を搭載した基板ホルダー６を動かして基板を順次各
融液溜下におく。このときスライドボートの温度を下げ
、融液と基板の平衡温度以下にすれば、各融液中の所望
の成分が析出し、基板上にエピタキシャル成長し、多層
のエピタキシャル単結晶が得られる。８は基板ホルダー
を動かすだめのブツシュロッドであり、９は排気口、１
１はそれらの保持と石英管内の気密保持のためのフラン
ジである。
このような装置において、−融液溜下から次の融液溜下
に基板を動かす場合、融液ホルダーと基板の間隙を十分
小さくしておかないと基板上に融液が取残され、次の成
長層の組成が所望の組成にならなくなったり、界面が不
均一になったりする。また、基板を移動させた後に、融
液溜中の融液の基板ホルダー側の表面が酸化されると、
次に融液を基板に接した場合に酸化これた成分が多く基
板に接してしまい高品質なエピタキシャル層を形成する
ことができなくなるという欠点があった。
に基板を動かす場合、融液ホルダーと基板の間隙を十分
小さくしておかないと基板上に融液が取残され、次の成
長層の組成が所望の組成にならなくなったり、界面が不
均一になったりする。また、基板を移動させた後に、融
液溜中の融液の基板ホルダー側の表面が酸化されると、
次に融液を基板に接した場合に酸化これた成分が多く基
板に接してしまい高品質なエピタキシャル層を形成する
ことができなくなるという欠点があった。
他方融液ホルダーと基板の間隙を小さくしすぎると基板
を次の融液下へ動かす際に融液溜下部のエツジで融液を
機械的に摺動するとととなるため、エピタキシャル層表
面にキズが生じやすくなる。したがって良好なエピタキ
シャル層を得るためにはスライドボートの加工及び基板
厚さを極端に精度良くしなければならないという問題点
があった。
を次の融液下へ動かす際に融液溜下部のエツジで融液を
機械的に摺動するとととなるため、エピタキシャル層表
面にキズが生じやすくなる。したがって良好なエピタキ
シャル層を得るためにはスライドボートの加工及び基板
厚さを極端に精度良くしなければならないという問題点
があった。
本発明はこれらの欠点を解消するためになされたもので
あり、その目的は化合物半導体の高品質なエピタキシャ
ル結晶が得られる装置を提供することＫある。
あり、その目的は化合物半導体の高品質なエピタキシャ
ル結晶が得られる装置を提供することＫある。
本発明を概説すれば、本発明は化合物半導体結晶装置の
発明であって、エピタキシャル結晶た融液ホルダーと、
該融液ホルダーと摺動する基板を搭載するための基板ホ
ルダーとを含む化合物半導体結晶成長装置において、上
部に１以上の融液溜を具備した融液ホルダー、下部に１
以上の使用済の融液受を具備したスライドボート基台、
及びその中間に設けた摺動可能な基板ホルダーからなｐ
１＃基板ホルダーは貫通孔を有しており、該貫通孔は、
その上部開口は該融液溜に、また下部開口は該融液受に
各々連通可能であるが、基板ホルダーの摺動に当って該
融液溜と該融液受とを同時に貫通することのない構造で
あり、かつその内壁に基板が配置されていることを特徴
とする。
発明であって、エピタキシャル結晶た融液ホルダーと、
該融液ホルダーと摺動する基板を搭載するための基板ホ
ルダーとを含む化合物半導体結晶成長装置において、上
部に１以上の融液溜を具備した融液ホルダー、下部に１
以上の使用済の融液受を具備したスライドボート基台、
及びその中間に設けた摺動可能な基板ホルダーからなｐ
１＃基板ホルダーは貫通孔を有しており、該貫通孔は、
その上部開口は該融液溜に、また下部開口は該融液受に
各々連通可能であるが、基板ホルダーの摺動に当って該
融液溜と該融液受とを同時に貫通することのない構造で
あり、かつその内壁に基板が配置されていることを特徴
とする。
本発明は、従来基板ホルダーの摺動面に設置していた基
板を、基板ホルダー内部に設けた貫通孔の内壁に設置す
ることによシ、貫通孔の上部開口を新鮮融液溜下に移動
させたとき、融液が１力により落下して基板表面に接し
、次に貫通孔の下部開口を使用済融液受止に移動でせた
とき、上記と同様に融液が重力により使用済融液受に落
下して基板面から除去されるようにしたものであり、以
下図面によって詳細に説明する。
板を、基板ホルダー内部に設けた貫通孔の内壁に設置す
ることによシ、貫通孔の上部開口を新鮮融液溜下に移動
させたとき、融液が１力により落下して基板表面に接し
、次に貫通孔の下部開口を使用済融液受止に移動でせた
とき、上記と同様に融液が重力により使用済融液受に落
下して基板面から除去されるようにしたものであり、以
下図面によって詳細に説明する。
第２図は、本発明装置の一実施例の組立図であり、第２
図（ａ）は正面図、第２図（１））は右側面図である。
図（ａ）は正面図、第２図（１））は右側面図である。
第２図において、符号３〜７は第１図と同義であり、１
２は貫通孔、１５は熱電対挿入孔、１６は融液量、１７
は蒸気供給源溜、１８はキャップを意味する。また、第
６図〜第５図は、第２図に示した装置の各部分図でちゃ
、第３図は基板ホルダー、第４図はスライドボート基台
、第５図は融液ホルダーを示し、各図において、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図である。
２は貫通孔、１５は熱電対挿入孔、１６は融液量、１７
は蒸気供給源溜、１８はキャップを意味する。また、第
６図〜第５図は、第２図に示した装置の各部分図でちゃ
、第３図は基板ホルダー、第４図はスライドボート基台
、第５図は融液ホルダーを示し、各図において、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図である。
また第５図において、符号１６は基板搭載面、１４はス
トッパーを意味する。
トッパーを意味する。
第２図に例示した本発明の装置においては、基板ホルダ
ー６には、ボートのスライド面に対して傾斜して貫通孔
１２が設けられ、該貫通孔１２のスライド面に対して傾
斜した壁面に、基板搭載面１６が設けられている。基板
搭載面１３の下部には基板の滑落防止のためのストッパ
ー１４が設けられている。
ー６には、ボートのスライド面に対して傾斜して貫通孔
１２が設けられ、該貫通孔１２のスライド面に対して傾
斜した壁面に、基板搭載面１６が設けられている。基板
搭載面１３の下部には基板の滑落防止のためのストッパ
ー１４が設けられている。
スライドボート基台７には、熱電対挿入のための孔１５
の他に、融液量１６が設けられている。またリン、ヒ素
等の蒸気圧の比較的高い元素を構成元素として含む基板
の上に、エピタキシャル成長を行う場合、加熱昇温時に
それらの元素が基板から蒸発するのを抑制するため、そ
れらの元素蒸気を工ｎＰ 、 ＧａＡｓ等によって供給
するが、それらＩｎＰ等の蒸気供給体を収容する窪みが
、蒸気供給源溜１７である。
の他に、融液量１６が設けられている。またリン、ヒ素
等の蒸気圧の比較的高い元素を構成元素として含む基板
の上に、エピタキシャル成長を行う場合、加熱昇温時に
それらの元素が基板から蒸発するのを抑制するため、そ
れらの元素蒸気を工ｎＰ 、 ＧａＡｓ等によって供給
するが、それらＩｎＰ等の蒸気供給体を収容する窪みが
、蒸気供給源溜１７である。
融液ホルダー３は、第１図に示すような通常のスライド
ボートと同様でよい。なお、１８は、リン、ヒ素等の蒸
気圧の高い元素の蒸発抑制のためのキャップである。
ボートと同様でよい。なお、１８は、リン、ヒ素等の蒸
気圧の高い元素の蒸発抑制のためのキャップである。
また、第２図（ａ）及び第５図（１）Ｊに例示しｆｃ、
貫通孔において、その孔の上部開口と融液ホルダーとの
なす角度を、少なくとも接触面でより鈍角にして摺動に
伴う鋭角に基因するキズの発生を防止するようにしても
よい。更に、貫通孔における基板搭載面１３に対向する
面とは、図示したような平行である必要はない。したが
って、本発明装置における貫通孔１２は第６図に示すよ
うなものであってもよい。すなわち、第６図は、本発明
装置を用いてエピタキシャル成長を行う場合の貫通孔の
部分の動きを示した工程図である。第６図における各符
号は前図と同義である。
貫通孔において、その孔の上部開口と融液ホルダーとの
なす角度を、少なくとも接触面でより鈍角にして摺動に
伴う鋭角に基因するキズの発生を防止するようにしても
よい。更に、貫通孔における基板搭載面１３に対向する
面とは、図示したような平行である必要はない。したが
って、本発明装置における貫通孔１２は第６図に示すよ
うなものであってもよい。すなわち、第６図は、本発明
装置を用いてエピタキシャル成長を行う場合の貫通孔の
部分の動きを示した工程図である。第６図における各符
号は前図と同義である。
本発明装置によれば、（１）基板ホルダーの摺動時に、
基板のエピタキシャル層表面が、融液を蓄えた融液ホル
ダーと機械的に接触することが防止されるので、摺動に
よる表面損傷を回避することができる、（２）融液下部
の酸化された部分を効果的に流し去り、融液溜の内部の
新鮮な融液と基板とを接触させるので、高品質な結晶膜
が得られる、ｆ３）融液の基板表面からの除去を機械的
摺動によらず、重力によって行うため、基板の形状及び
厚さに対する従来の精度良く仕上けるという制約を大幅
に緩和することができるという効果が奏せられる。
基板のエピタキシャル層表面が、融液を蓄えた融液ホル
ダーと機械的に接触することが防止されるので、摺動に
よる表面損傷を回避することができる、（２）融液下部
の酸化された部分を効果的に流し去り、融液溜の内部の
新鮮な融液と基板とを接触させるので、高品質な結晶膜
が得られる、ｆ３）融液の基板表面からの除去を機械的
摺動によらず、重力によって行うため、基板の形状及び
厚さに対する従来の精度良く仕上けるという制約を大幅
に緩和することができるという効果が奏せられる。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明はそれに限定されるものではない。
発明はそれに限定されるものではない。
実施例１
第２図に例示した本発明装置の作動を、それを用いて化
合物半導体の結晶成長を行う工程により説明する。
合物半導体の結晶成長を行う工程により説明する。
結晶成長前の昇温時、メルト作製時等は貫通孔１２の下
部開口が、リン、ヒ素等の蒸気供給源溜１７の上になる
ようにする。このとき、上部開口は融液ホルダー５の下
面により封じられる。
部開口が、リン、ヒ素等の蒸気供給源溜１７の上になる
ようにする。このとき、上部開口は融液ホルダー５の下
面により封じられる。
第１層を成長するには、貫通孔１２の上部開口が第１の
融液溜４の下に来るように基板ホルダー６を進める。こ
のとき、下部開口はスライドボート基台面により封じら
れる。そして、第１の融液溜内にある融液は重力により
貫通孔１２内に流入して、融液と基板が接し、第１層の
結晶成長が行われる。この第１層の結晶成長を終了させ
るには、基板ホルダーを進めて、下部開口がスライドボ
ート基台７に設けられた融液受１６の上に来るよりにす
る。このとき、上部開口は融液ホルダーの下面にょシ封
じられる。
融液溜４の下に来るように基板ホルダー６を進める。こ
のとき、下部開口はスライドボート基台面により封じら
れる。そして、第１の融液溜内にある融液は重力により
貫通孔１２内に流入して、融液と基板が接し、第１層の
結晶成長が行われる。この第１層の結晶成長を終了させ
るには、基板ホルダーを進めて、下部開口がスライドボ
ート基台７に設けられた融液受１６の上に来るよりにす
る。このとき、上部開口は融液ホルダーの下面にょシ封
じられる。
そして、貫通孔内に満されていた融液は重力によシ融液
受に流出し、基板表面の融液は取除かれて、結晶成長は
止る。なお、最初から結晶成長をする場合について説明
したが、融液の成分の調整により、いわゆるメルトバッ
クを行うことができることは明らかである。
受に流出し、基板表面の融液は取除かれて、結晶成長は
止る。なお、最初から結晶成長をする場合について説明
したが、融液の成分の調整により、いわゆるメルトバッ
クを行うことができることは明らかである。
次に、第２層を結晶成長するには、基板ボルダ−を更に
進めて、貫通孔の上部開口が、第２の第２層の成分の融
液が蓄えられた融液溜の下に来るようにして結晶成長を
行い、その停止は、前記のように基板ホルダーを更に進
めて行えばよい。こうして、以下順次基板ボルダ−を進
めていけば、所望の多層結晶膜を得ることができる。
進めて、貫通孔の上部開口が、第２の第２層の成分の融
液が蓄えられた融液溜の下に来るようにして結晶成長を
行い、その停止は、前記のように基板ホルダーを更に進
めて行えばよい。こうして、以下順次基板ボルダ−を進
めていけば、所望の多層結晶膜を得ることができる。
同様のことは、第６図に例示した形の貫通孔を持つ基板
ホルダーを用いても行うことができることは明らかであ
る。
ホルダーを用いても行うことができることは明らかであ
る。
以上説明したように、本発明装置によれば、摺動による
表面損傷を回避することができ、また基板表面に新鮮な
内部の融液が接するので良質な結晶膜が得られ、更に融
液の基板表面からの除去を機械的摺動によらず、重力に
よるため、基板の形状及び厚さに関する精度を大幅に緩
和することができるという顕著な効果が奏せられる。
表面損傷を回避することができ、また基板表面に新鮮な
内部の融液が接するので良質な結晶膜が得られ、更に融
液の基板表面からの除去を機械的摺動によらず、重力に
よるため、基板の形状及び厚さに関する精度を大幅に緩
和することができるという顕著な効果が奏せられる。
第１図は従来の液相エピタキシャル成長数置の断面概略
図、第２図は本発明の化合物士導体結晶成長装置の一例
の組立図、第５図は第２図の基板ホルダーの部分図、第
４図は第２図のスライドボート基台の部分図、第５図は
第２図の融液ホルダーの部分図、第６図は本発明装置の
一例を用いてエピタキシャル成長を行う場合の貫通孔の
動きを示した工程図である。 １：石英管、３：融液ホルダー、４二融液溜、５：基板
、６：基板ボルダ−１７：スライドボート基台、１ｏ：
熱電対、１２：貫通孔、１５：基板搭載面、１５：熱電
対挿入口、１６：融液受、１７：蒸気供給源溜 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 中 本 宏 同 井 上 昭 ′／ 第１図 Ｃイ） （ロ） 第６図 （ハ）
図、第２図は本発明の化合物士導体結晶成長装置の一例
の組立図、第５図は第２図の基板ホルダーの部分図、第
４図は第２図のスライドボート基台の部分図、第５図は
第２図の融液ホルダーの部分図、第６図は本発明装置の
一例を用いてエピタキシャル成長を行う場合の貫通孔の
動きを示した工程図である。 １：石英管、３：融液ホルダー、４二融液溜、５：基板
、６：基板ボルダ−１７：スライドボート基台、１ｏ：
熱電対、１２：貫通孔、１５：基板搭載面、１５：熱電
対挿入口、１６：融液受、１７：蒸気供給源溜 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 中 本 宏 同 井 上 昭 ′／ 第１図 Ｃイ） （ロ） 第６図 （ハ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 エピタキシャル結晶成長原料を含む融液を搭載す
る融液溜を具備した融液ホルダーと、該融液ホルダーと
摺動する基板を搭載するための基板ホルダーとを含む化
合物半導体結晶成長装置において、上部に１以上の融液
溜を具備した融液ホルダー、下部に１以上の使用済の融
液受を具備したスライドボート基台、及びその中間に設
けた摺動可能な基板ホルダーからなり、該基板ホルダー
は貫通孔を有しており、該貫通孔は、その上部開口は該
融液溜に、また下部開口は該融液受に各々連通可、能で
あるが、基板ホルダーの摺動に当って該融液溜と該融液
受とを同時に貫通することのない構造であシ、かつその
内壁に基板が配置されていることを特徴とする化合物半
導体結晶成長装置。 Ｚ 該貫通孔及び基板が、基板ホルダーの摺動面に対し
て傾斜して設けられている特許請求の範囲第１項記載の
化合物半導体結晶成長装置。 五 該融液溜が複数個あり、それに搭載する融液が１種
類以上である特許請求の範囲第１ｆＡ又は第２項記載の
化合物半導体結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18845983A JPS6081091A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | 化合物半導体結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18845983A JPS6081091A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | 化合物半導体結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081091A true JPS6081091A (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=16224073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18845983A Pending JPS6081091A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | 化合物半導体結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081091A (ja) |
-
1983
- 1983-10-11 JP JP18845983A patent/JPS6081091A/ja active Pending
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