JPS61100927A - 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
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- JPS61100927A JPS61100927A JP59222712A JP22271284A JPS61100927A JP S61100927 A JPS61100927 A JP S61100927A JP 59222712 A JP59222712 A JP 59222712A JP 22271284 A JP22271284 A JP 22271284A JP S61100927 A JPS61100927 A JP S61100927A
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- JP
- Japan
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- solution
- substrate
- epitaxial growth
- quartz
- phase epitaxial
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02623—Liquid deposition
- H01L21/02625—Liquid deposition using melted materials
-
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、液相エピタキシャル成長装置に関′する。
ＧａＡＳ基板に対してシリコンは、ｐ型及びｐ型の導電
性を示す両性不純物の役割りを果たす。
性を示す両性不純物の役割りを果たす。
ＧａＡＳ基板にｐｎ接合を形成する場合は、シリコンの
この性質を利用して徐冷法によりｐ型（３ａＡｓ基板上
に高温下でｎ型成長層を形成し、次いで、低温下でｎ型
成長層を形成することによ°り行う。而して、ｐｎ接合
の近傍での不純物濃度は、１０五ＴａＲ″３前後に低下
するため良好なＱｎ接合が得られない。このため、従来
、成長層の形成に際しては、第３図に示すようなスライ
ド式の液相エピタキシャル成長装置を使用している。こ
の液相エピタキシャル成長装置は、グラフ戸イトからな
る下部溜め部１の収容部２にＧａＡｓ基板３を収容し、
下部溜め部１上に設けた上部溜め部４の溶液溜５を収容
部２の上方に移動し、溶液′ａ５内の融液６をＧａＡＳ
基板３上に流入してこれを徐冷することにより成長層を
形成している。しかしながら、このような液相エピタキ
シャル成長装置では、上下の溜め部１．４がグラファ？
イトで形成されているため、大口径のＧａＡＳ基板に適
用できないと共に、大容量の融液を使用できない問題が
ある。
この性質を利用して徐冷法によりｐ型（３ａＡｓ基板上
に高温下でｎ型成長層を形成し、次いで、低温下でｎ型
成長層を形成することによ°り行う。而して、ｐｎ接合
の近傍での不純物濃度は、１０五ＴａＲ″３前後に低下
するため良好なＱｎ接合が得られない。このため、従来
、成長層の形成に際しては、第３図に示すようなスライ
ド式の液相エピタキシャル成長装置を使用している。こ
の液相エピタキシャル成長装置は、グラフ戸イトからな
る下部溜め部１の収容部２にＧａＡｓ基板３を収容し、
下部溜め部１上に設けた上部溜め部４の溶液溜５を収容
部２の上方に移動し、溶液′ａ５内の融液６をＧａＡＳ
基板３上に流入してこれを徐冷することにより成長層を
形成している。しかしながら、このような液相エピタキ
シャル成長装置では、上下の溜め部１．４がグラファ？
イトで形成されているため、大口径のＧａＡＳ基板に適
用できないと共に、大容量の融液を使用できない問題が
ある。
このため、第４図に示すようなスリット式の液相エピタ
キシャル成長装置が開発されている。この装置は、グラ
フフィトで形成された上部溜め部１０と廃液溜め部１１
の間にグラフ１イトからなる中間板１２で仕切られた基
板セット部１３を設けて、この基板セット部１３内にグ
ラファイトで形成された基板収容体１４を移動自在に設
けたものである。しかしながら、このようなスリット式
の液相エピタキシャル成長装置では、ＧａとＧａＡＳの
比重差により成長層が基板３の上側程厚く成長する傾向
がある。このためｐｎ接合の位置が基板３内で異なり、
０．３ｍ口のＬＥ、Ｄペレットをこの基板３で形成する
と基板３内での発光効率にばらつきが生じる。この傾向
は、基板３が大口径になるほど顕著に現われる。
キシャル成長装置が開発されている。この装置は、グラ
フフィトで形成された上部溜め部１０と廃液溜め部１１
の間にグラフ１イトからなる中間板１２で仕切られた基
板セット部１３を設けて、この基板セット部１３内にグ
ラファイトで形成された基板収容体１４を移動自在に設
けたものである。しかしながら、このようなスリット式
の液相エピタキシャル成長装置では、ＧａとＧａＡＳの
比重差により成長層が基板３の上側程厚く成長する傾向
がある。このためｐｎ接合の位置が基板３内で異なり、
０．３ｍ口のＬＥ、Ｄペレットをこの基板３で形成する
と基板３内での発光効率にばらつきが生じる。この傾向
は、基板３が大口径になるほど顕著に現われる。
本発明は、大口径の基板上に均質なエピタキシャル成長
層を形成して該基板から均一な発光効率で高品質の素子
を容易に製造することができる液相エピタキシャル成長
装置を提供することをその目的とするものである。
層を形成して該基板から均一な発光効率で高品質の素子
を容易に製造することができる液相エピタキシャル成長
装置を提供することをその目的とするものである。
゛本発明は、装置を構成する材質を全て石英とし、かつ
、基板を収容する収容部を多段に積層した構造としたこ
とにより、大口径の基板上に均質なエピタキシャル成長
層を形成して該基板から均一な発光効率で高品質の素子
を容易に製造することができる液相エピタキシャル成長
装置である。
、基板を収容する収容部を多段に積層した構造としたこ
とにより、大口径の基板上に均質なエピタキシャル成長
層を形成して該基板から均一な発光効率で高品質の素子
を容易に製造することができる液相エピタキシャル成長
装置である。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示す説明図である
。図中２０は、略箱型の基板セット部であり、石英で形
成されている。基板セット部２０の内部には、石英から
なる中間板２１によって多段に積層した状態に仕切られ
た収容部２２が設けられている。中間板２１間には、石
英からなるスペーサー２３が介在せれている。それぞれ
の中間板２１の中央部には、溶液落下口２４が連通する
ように対応した状態で開口されている。最上段の中間板
２１上には、石英からなる溶液溜め部２５が移動自在に
載置されている。溶液溜め部２５の床部には、溶液排出
口２６が形成されている。溶液排出口２６は、溶液溜め
部２５を所定位置に移動させた時に、溶液排出口２６と
溶液落下口２４とが連通ずるようにその形成位置及び形
状が設定されている。溶液溜め部２５内には、基板材料
の融液２７が満たされている。各々の収容部２２には、
溶液落下口２４を介して形成される溶液通路２８と連通
ずる流入口２９を有するスペーサー３０が取付けられて
いる。
。図中２０は、略箱型の基板セット部であり、石英で形
成されている。基板セット部２０の内部には、石英から
なる中間板２１によって多段に積層した状態に仕切られ
た収容部２２が設けられている。中間板２１間には、石
英からなるスペーサー２３が介在せれている。それぞれ
の中間板２１の中央部には、溶液落下口２４が連通する
ように対応した状態で開口されている。最上段の中間板
２１上には、石英からなる溶液溜め部２５が移動自在に
載置されている。溶液溜め部２５の床部には、溶液排出
口２６が形成されている。溶液排出口２６は、溶液溜め
部２５を所定位置に移動させた時に、溶液排出口２６と
溶液落下口２４とが連通ずるようにその形成位置及び形
状が設定されている。溶液溜め部２５内には、基板材料
の融液２７が満たされている。各々の収容部２２には、
溶液落下口２４を介して形成される溶液通路２８と連通
ずる流入口２９を有するスペーサー３０が取付けられて
いる。
このように構成された液相エピタキシャル成長装置４０
によれば、先ず、基板ホルダーに前処理済みの例えばｎ
−（３ａＡｓ基板３１をセットしておく。この時、溶液
溜め部２５を所定位置に設定して溶液排出口２６と溶液
落下口２４とが連通しないようにずらせておく。溶液溜
め部２５内には、所定量のＧａ、ＧａＡＳ多結晶、ドー
パントのＳｉの融液を満たしておく。次いで、基板３１
をボートごと各々の収容部２２にセットする。この状態
で、基板セット部２０内を真空引きしてから還元性ガス
の水素ガスを、６０℃／）（ｒの流量でたれながしの状
態で満たす。次に、基板セット部２０を９２０℃まで昇
温し、１２０分門均熱保持してＧａＡＳ多結晶がＧ、ａ
溶液中で十分に飽和状態になるようにしてから、溶液排
出口２６と溶液落下口２４を連通させて収容部２２内に
上述の融液２７を流し込む。次に、約１０分間均熱保持
してから１℃／分の冷却速度で基板セット部２ｏ内を冷
却し、基板３１上に成長層をエピタキシャル成長させる
。次いで、収容部２２・内が７００℃以下になったとこ
ろで加熱を止めてｖ温まで冷却する。
によれば、先ず、基板ホルダーに前処理済みの例えばｎ
−（３ａＡｓ基板３１をセットしておく。この時、溶液
溜め部２５を所定位置に設定して溶液排出口２６と溶液
落下口２４とが連通しないようにずらせておく。溶液溜
め部２５内には、所定量のＧａ、ＧａＡＳ多結晶、ドー
パントのＳｉの融液を満たしておく。次いで、基板３１
をボートごと各々の収容部２２にセットする。この状態
で、基板セット部２０内を真空引きしてから還元性ガス
の水素ガスを、６０℃／）（ｒの流量でたれながしの状
態で満たす。次に、基板セット部２０を９２０℃まで昇
温し、１２０分門均熱保持してＧａＡＳ多結晶がＧ、ａ
溶液中で十分に飽和状態になるようにしてから、溶液排
出口２６と溶液落下口２４を連通させて収容部２２内に
上述の融液２７を流し込む。次に、約１０分間均熱保持
してから１℃／分の冷却速度で基板セット部２ｏ内を冷
却し、基板３１上に成長層をエピタキシャル成長させる
。次いで、収容部２２・内が７００℃以下になったとこ
ろで加熱を止めてｖ温まで冷却する。
このようにして−回の成長処理により基板３１上に８１
が添加したｎ型及びｐ型のＧａＡＳ成長層を形成した製
品を容易に得ることができる。例えば収容部２２の融液
２７の厚さが３ ｍｍの場合、厚さ１００μｍ前後の形
成することができる。
が添加したｎ型及びｐ型のＧａＡＳ成長層を形成した製
品を容易に得ることができる。例えば収容部２２の融液
２７の厚さが３ ｍｍの場合、厚さ１００μｍ前後の形
成することができる。
このようにこの液相エピタキシャル成長装置ＬＯによれ
ば、装置を構成する材質を全て石英にし、しかも大口径
の基板３１を収容し１ｑる収容部２２を多数個設けたの
で、均質な成長層を大口径の基板３１上に形成すること
ができる。その結果、次のような効果を有する。
ば、装置を構成する材質を全て石英にし、しかも大口径
の基板３１を収容し１ｑる収容部２２を多数個設けたの
で、均質な成長層を大口径の基板３１上に形成すること
ができる。その結果、次のような効果を有する。
００．３間口のペレットの場合に、実施例の装置で成長
層を形成した基板から作製した素子では、順方向電圧が
以上に原因となるサイリスタ特性の発生率を０．１％以
下に抑えることができる。これに対して従来の装置で成
長層を形成した”基板から作製した素子では、順方向電
圧が以上に原因となるサイリスタ特性の発生率は、１％
前後であった。
層を形成した基板から作製した素子では、順方向電圧が
以上に原因となるサイリスタ特性の発生率を０．１％以
下に抑えることができる。これに対して従来の装置で成
長層を形成した”基板から作製した素子では、順方向電
圧が以上に原因となるサイリスタ特性の発生率は、１％
前後であった。
■実施例の装置では、収容部２２を３段設けている場合
、５０ｍ＋φの基板について４０枚の基板３１に所定の
成長層を一回の処理で形成できるが、従来のスライド式
の装置の場合は１０枚が限度であり、またスリット式の
装置の場合は約２０枚が限度であり、生産性を著しく向
上させることができる。
、５０ｍ＋φの基板について４０枚の基板３１に所定の
成長層を一回の処理で形成できるが、従来のスライド式
の装置の場合は１０枚が限度であり、またスリット式の
装置の場合は約２０枚が限度であり、生産性を著しく向
上させることができる。
■実施例の装置では成長層の膜厚を極めて均一にできる
ので、実施例の装置で成長層を形成した基板から作製し
た素子では、発光効率のばらつきを±１５％以内に抑え
ることができる。これに対して従来の装置で成長層を形
成した基板から作製した素子では、成長層の膜厚のばら
つきが大きいため、発光効率のばらつきは±２０％にな
ることが確認されている。
ので、実施例の装置で成長層を形成した基板から作製し
た素子では、発光効率のばらつきを±１５％以内に抑え
ることができる。これに対して従来の装置で成長層を形
成した基板から作製した素子では、成長層の膜厚のばら
つきが大きいため、発光効率のばらつきは±２０％にな
ることが確認されている。
なお、実施例では、収容部２２を多段に積層したものに
ついて説明したが、第２図に示すように、装置の材質を
全て石英にすると共に、溶液溜め部４２を複数個設け、
かつ、収容部４１を横方向に広くして複数枚の基板３１
を収容するようにしたものとしても良い。
ついて説明したが、第２図に示すように、装置の材質を
全て石英にすると共に、溶液溜め部４２を複数個設け、
かつ、収容部４１を横方向に広くして複数枚の基板３１
を収容するようにしたものとしても良い。
以上説明した如く、本発明にがかる液相エビタイシャル
成長装置によれば、大口径の基板上に均質なエピタキシ
ャル成長層を形成して゛該基板から均一な発光効率で高
品質の素子を容易に製造することができるものである。
成長装置によれば、大口径の基板上に均質なエピタキシ
ャル成長層を形成して゛該基板から均一な発光効率で高
品質の素子を容易に製造することができるものである。
第１図は、本発明の一実施例の断面図、第２図は、本発
明の他の実施例の断面図、第３図及び第４図は、従来の
葭相エピタキシャル成長装置の断面図である。 ２０・・・基板セット部 ２１・・・中間板 ２２・・
・収容部 ２３・・・スペーサー ２４・・・溶液落下
口 ２５・・・溶液溜め部 ２６・・・溶液排出口 ２
７・・・融液２８・・・溶液通路 ２つ・・・流入口
３０・・・スペーサー ３１・・・基板 ４０ ・・・
液相エピタキシャル成長装置 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
明の他の実施例の断面図、第３図及び第４図は、従来の
葭相エピタキシャル成長装置の断面図である。 ２０・・・基板セット部 ２１・・・中間板 ２２・・
・収容部 ２３・・・スペーサー ２４・・・溶液落下
口 ２５・・・溶液溜め部 ２６・・・溶液排出口 ２
７・・・融液２８・・・溶液通路 ２つ・・・流入口
３０・・・スペーサー ３１・・・基板 ４０ ・・・
液相エピタキシャル成長装置 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
Claims (1)
- 上部を開口して複数枚の基板を水平状態で収容する収
容部を有する石英で形成された基板セット部と、該基板
セット部の開口部を塞ぐように取付けられた中間板と、
前記収容部と連通するようにして該中間板に形成された
溶液落下口と、該溶液落下口と連通する溶液排出口を床
部に有し、前記中間板上に移動自在に設けられた石英か
らなる溶液溜め部とを具備する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 |
|---|---|---|---|
| JP59222712A JPS61100927A (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59222712A JPS61100927A (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61100927A true JPS61100927A (ja) | 1986-05-19 |
Family
ID=16786721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59222712A Pending JPS61100927A (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61100927A (ja) |
-
1984
- 1984-10-23 JP JP59222712A patent/JPS61100927A/ja active Pending
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