JPS61274317A - 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
- Publication number
- JPS61274317A JPS61274317A JP11737285A JP11737285A JPS61274317A JP S61274317 A JPS61274317 A JP S61274317A JP 11737285 A JP11737285 A JP 11737285A JP 11737285 A JP11737285 A JP 11737285A JP S61274317 A JPS61274317 A JP S61274317A
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- Japan
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- solution
- drop
- stage
- substrate
- liquid phase
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- Pending
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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】
［概要］
溶液保持ステージとボート台との間に、仕切板と、斜面
に結晶を設置した落下ステージとを設け、成長基板と溶
液とを接触させる時に、溶液が落下ステージを通って前
記落下ステージの斜面に設置した結晶に接触しながら落
下するようにした液相エピタキシャル成長装置。
に結晶を設置した落下ステージとを設け、成長基板と溶
液とを接触させる時に、溶液が落下ステージを通って前
記落下ステージの斜面に設置した結晶に接触しながら落
下するようにした液相エピタキシャル成長装置。
［産業上の利用分野］
本発明は液相エピタキシャル成長装置の改良に関する。
化合物半導体装置の結晶成長法に液相エピタキシャル成
長法が知られており、それは結晶基板（ウェハー）を、
溶融させた結晶成長材料に接触させて、その溶液からウ
ェハー接触面に結晶をエピタキシャル成長させる方式で
ある。
長法が知られており、それは結晶基板（ウェハー）を、
溶融させた結晶成長材料に接触させて、その溶液からウ
ェハー接触面に結晶をエピタキシャル成長させる方式で
ある。
結晶成長材料は溶媒の中に溶質として溶かされており、
成長時には溶質を過飽和にして、ウェハー面に溶質をエ
ピタキシャル成長させる方法であるから、組成や温度の
制御は非常に大切であるが、それに加えて、ウェハー面
と溶液との接触（濡れ性）についても、十分に配慮され
なければならない。
成長時には溶質を過飽和にして、ウェハー面に溶質をエ
ピタキシャル成長させる方法であるから、組成や温度の
制御は非常に大切であるが、それに加えて、ウェハー面
と溶液との接触（濡れ性）についても、十分に配慮され
なければならない。
［従来の技術］
例えば、ヘテロ接合ＧａＡｓ Ｆ Ｅ Ｔでは、第３図
に示すような断面の結晶基板が形成されるが、それは、
絶縁性ＧａＡｓ基板１の上にＧａＡｌＡｓ層２とｎ−Ｇ
ａＡｓ層３とを液相エピタキシャル成長して作成される
。その従来の成長方法について第４図を参照して説明す
る。
に示すような断面の結晶基板が形成されるが、それは、
絶縁性ＧａＡｓ基板１の上にＧａＡｌＡｓ層２とｎ−Ｇ
ａＡｓ層３とを液相エピタキシャル成長して作成される
。その従来の成長方法について第４図を参照して説明す
る。
第４図は液相エピタキシャル成長装置の断面を示してお
り、図は成長初期の工程途中図である。
り、図は成長初期の工程途中図である。
図において、４はボート台、５は溶液保持ステージで、
ボート台４の中にＧａＡｓ基板１が収容されており、溶
液保持ステージ５には２つの液溜室６゜７があって、液
溜室６には溶媒ＧａＯ中に溶質ＧａＡＩＡｓｔ−飽和さ
せた溶液２２が収容され、液溜室７には同じく溶媒Ｇａ
の中に溶質ＧａＡｓを飽和させた溶液２３が収容されて
いる。勿論、この図の成長ボート全体は水素雰囲気中の
加熱炉の中で加熱されていて、結晶成長材料が溶液とし
て溶解されている状態である。
ボート台４の中にＧａＡｓ基板１が収容されており、溶
液保持ステージ５には２つの液溜室６゜７があって、液
溜室６には溶媒ＧａＯ中に溶質ＧａＡＩＡｓｔ−飽和さ
せた溶液２２が収容され、液溜室７には同じく溶媒Ｇａ
の中に溶質ＧａＡｓを飽和させた溶液２３が収容されて
いる。勿論、この図の成長ボート全体は水素雰囲気中の
加熱炉の中で加熱されていて、結晶成長材料が溶液とし
て溶解されている状態である。
かくして、一定温度（例えば、８５０℃）で保持した後
、ボート台４に対し、溶液保持ステージ５を矢印方向に
スライドさせて、ＧａＡｓ基板１の上に液溜室６を一致
させて、ＧａＡｓ基板１と溶液２２を接触させ、温度を
徐々に下げながらＧａＡｓ基板１上にＧａＡｌＡｓ層２
を析出させ、エピタキシャル成長させる。二定時間を経
ると、次に、更に溶液保持ステージ５を矢印方向にスラ
イドさせて、ＧａＡｓ基板１の上に液溜室７を一致させ
て、ＧａＡｓ基板１上のＧａＡｌＡｓ層２と溶液２３を
接触させ、更に温度を徐々に下げながら、成長したＧａ
ＡｌＡｓ層２の上にｎ −ＧａＡｓ層３をエピタキシャ
ル成長させる。
、ボート台４に対し、溶液保持ステージ５を矢印方向に
スライドさせて、ＧａＡｓ基板１の上に液溜室６を一致
させて、ＧａＡｓ基板１と溶液２２を接触させ、温度を
徐々に下げながらＧａＡｓ基板１上にＧａＡｌＡｓ層２
を析出させ、エピタキシャル成長させる。二定時間を経
ると、次に、更に溶液保持ステージ５を矢印方向にスラ
イドさせて、ＧａＡｓ基板１の上に液溜室７を一致させ
て、ＧａＡｓ基板１上のＧａＡｌＡｓ層２と溶液２３を
接触させ、更に温度を徐々に下げながら、成長したＧａ
ＡｌＡｓ層２の上にｎ −ＧａＡｓ層３をエピタキシャ
ル成長させる。
このようにして、温度を下げ、飽和溶液から結晶層を析
出させて、順次に液相エピタキシャル成長がおこなわれ
る。
出させて、順次に液相エピタキシャル成長がおこなわれ
る。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、上記のように、基板と溶液とを接触させた場
合、溶液表面が酸化していて、基板面と溶液面とが十分
に濡れないことがしばしば起こる。
合、溶液表面が酸化していて、基板面と溶液面とが十分
に濡れないことがしばしば起こる。
酸化を防ぐために、還元性の水素雰囲気中で加熱し、カ
ーボン製の液相成長ボートを用いているが、最初の溶解
材料の表面が既に酸化しており、これを除いて、完全に
酸化物が接触面に存在しないようにすることは無理なこ
とで、特に、酸化物の安定なＡＩが含まれるＧａＡ Ｉ
Ａｓ層は濡れが十分に得られない問題がある。
ーボン製の液相成長ボートを用いているが、最初の溶解
材料の表面が既に酸化しており、これを除いて、完全に
酸化物が接触面に存在しないようにすることは無理なこ
とで、特に、酸化物の安定なＡＩが含まれるＧａＡ Ｉ
Ａｓ層は濡れが十分に得られない問題がある。
そのため、従来から種々の検討が行なわれ、例えば、ボ
ート台にもう一つのダミー基板を収容し、成長基板（Ｇ
ａＡｓ基板１）の前に、一度、その基板（ダミー基板）
と接触させて、その基板に酸化物を付着させて取り除き
、次に、成長基板と接触させる方法が提案されている。
ート台にもう一つのダミー基板を収容し、成長基板（Ｇ
ａＡｓ基板１）の前に、一度、その基板（ダミー基板）
と接触させて、その基板に酸化物を付着させて取り除き
、次に、成長基板と接触させる方法が提案されている。
しかし、そうすれば、そのダミー基板に部分的析出が起
こり、また、溶液の一部が残留して次の溶液と混合して
、組成の変化が避けられないと云う問題が起こる。
こり、また、溶液の一部が残留して次の溶液と混合して
、組成の変化が避けられないと云う問題が起こる。
本発明は、このような問題点を解消させ、接触面の濡れ
を良くすく液相エピタキシャル成長法を提案するもので
ある。
を良くすく液相エピタキシャル成長法を提案するもので
ある。
［問題点を解決するための手段］
その問題は、結晶基板を保持するボート台と、該ボート
台上を移動し溶液を溶液溜に収容する溶液保持ステージ
と、該溶液保持ステージと前記ボート台の間に設けられ
、溶液落下孔を有する落下ステージとを備え、該落下ス
テージの落下孔の内側の溶液通過面に不純物除去用結晶
を設けた液相エピタキシャル成長装置によって解決され
る。
台上を移動し溶液を溶液溜に収容する溶液保持ステージ
と、該溶液保持ステージと前記ボート台の間に設けられ
、溶液落下孔を有する落下ステージとを備え、該落下ス
テージの落下孔の内側の溶液通過面に不純物除去用結晶
を設けた液相エピタキシャル成長装置によって解決され
る。
［作用〕
即ち、本発明は、溶液保持ステージとボート台との間に
、落下ステージを設ける。そして、成長結晶基板と溶液
とを接触させる時、溶液が落下ステージを通過して前記
落下ステージの斜面に設置した結晶面に接触しながら落
下するようにする。
、落下ステージを設ける。そして、成長結晶基板と溶液
とを接触させる時、溶液が落下ステージを通過して前記
落下ステージの斜面に設置した結晶面に接触しながら落
下するようにする。
そうすると、酸化物は落下ステージの結晶面で除去され
て、濡れが良（なる。また、溶液毎に結晶面が設置され
ているため、溶液間の混ざりもなくなり、組成の制御性
も良い。
て、濡れが良（なる。また、溶液毎に結晶面が設置され
ているため、溶液間の混ざりもなくなり、組成の制御性
も良い。
［実施例］
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第１図は本発明にかかる液相成長ボートの断面構造図を
示しており、従来例と同じくヘテロ接合ＧａＡｓ Ｆ
Ｅ Ｔの結晶基板を作成する実施例である。
示しており、従来例と同じくヘテロ接合ＧａＡｓ Ｆ
Ｅ Ｔの結晶基板を作成する実施例である。
図においては従来と同様に、４はカーボン製のボート台
、５はカーボン製の溶液保持ステージで、６．７は液溜
室である。且つ、ボート台４と溶液保持ステージ５との
間に、例えば、カーボンからなる落下ステージ１１と仕
切板１２とが設けてあり、落下ステージ１１には落下孔
１６．１７が設けられて、その落下孔の斜面にはＧａＡ
ｓ結晶面１６ｓ 、 １７ｓが設置されている。そして
、ボート台４に対して、落下ステージ１１と溶液保持ス
テージ５とが同時に摺動するようにしである。また、仕
切板１２には小孔１３、１４が形成されており、この仕
切板１２は落下ステージ１１と溶液保持ステージ５に対
して、別に独立して摺動する。そして、成長結晶基板に
対し、落下孔と子孔とを一致させると、成長結晶基板上
に溶液が落下して、接触する構造である。
、５はカーボン製の溶液保持ステージで、６．７は液溜
室である。且つ、ボート台４と溶液保持ステージ５との
間に、例えば、カーボンからなる落下ステージ１１と仕
切板１２とが設けてあり、落下ステージ１１には落下孔
１６．１７が設けられて、その落下孔の斜面にはＧａＡ
ｓ結晶面１６ｓ 、 １７ｓが設置されている。そして
、ボート台４に対して、落下ステージ１１と溶液保持ス
テージ５とが同時に摺動するようにしである。また、仕
切板１２には小孔１３、１４が形成されており、この仕
切板１２は落下ステージ１１と溶液保持ステージ５に対
して、別に独立して摺動する。そして、成長結晶基板に
対し、落下孔と子孔とを一致させると、成長結晶基板上
に溶液が落下して、接触する構造である。
次に、第２図（ａ）〜（Ｃ１はこの液相成長ボートの操
作を図示した断面図である。まず、同図（ａｌはＧａＡ
ｓ基板１がボート台４に保持されており、溶液保持ステ
ージ５の液溜室６には溶媒Ｇａの中に溶質ＧａＡｌＡｓ
４ｉ−飽和させた溶液２２が収容され、液溜室７には同
じく溶媒Ｇａの中に溶質ＧａＡｓを飽和させた溶液２３
が収容されている状態である。そのため、仕切板１２は
小孔１３．１４が溶液保持ステージで遮蔽された状態に
位置している。
作を図示した断面図である。まず、同図（ａｌはＧａＡ
ｓ基板１がボート台４に保持されており、溶液保持ステ
ージ５の液溜室６には溶媒Ｇａの中に溶質ＧａＡｌＡｓ
４ｉ−飽和させた溶液２２が収容され、液溜室７には同
じく溶媒Ｇａの中に溶質ＧａＡｓを飽和させた溶液２３
が収容されている状態である。そのため、仕切板１２は
小孔１３．１４が溶液保持ステージで遮蔽された状態に
位置している。
次いで、一定温度に保ち、溶液組成を平衡にした後、温
度を徐々に下げながら、ボート台４に対し、落下ステー
ジ１１と溶液保持ステージ５を矢印方向にスライドさせ
て、第２図（ｂ）のようにＧａＡｓ基板１の上に液溜室
６の溶液２２が落下するように、液溜室６と孔１３と落
下孔１６とを一致させる。そうすると、落下孔１６の斜
面のＧａＡｓ結晶面１６ｓを溶液が転び落ちて、ＧａＡ
ｓ基板ｌ上に溶液２２が接触する。
度を徐々に下げながら、ボート台４に対し、落下ステー
ジ１１と溶液保持ステージ５を矢印方向にスライドさせ
て、第２図（ｂ）のようにＧａＡｓ基板１の上に液溜室
６の溶液２２が落下するように、液溜室６と孔１３と落
下孔１６とを一致させる。そうすると、落下孔１６の斜
面のＧａＡｓ結晶面１６ｓを溶液が転び落ちて、ＧａＡ
ｓ基板ｌ上に溶液２２が接触する。
この時、ＧａＡｓ結晶面１６ｓがアクティブに溶液２２
の酸化物と反応して、酸化物を捕獲するから、ＧａＡｓ
基板１と溶液２２との接触面には酸化物がなく、従って
、安定なＡＩの酸化物が溶液２２中に存在しても問題な
く、基板面との濡れは良くなる。
の酸化物と反応して、酸化物を捕獲するから、ＧａＡｓ
基板１と溶液２２との接触面には酸化物がなく、従って
、安定なＡＩの酸化物が溶液２２中に存在しても問題な
く、基板面との濡れは良くなる。
次いで、一定時間を経て、ＧａＡｌＡｓ層を成長させた
後、次に、第２図（Ｃ）のように、更に溶液保持ステー
ジ５を矢印方向にスライドさせて、ＧａＡｓ基板１の上
に液溜室７を一致させて、ＧａＡｓ基板ｌ上のＧａＡｌ
Ａｓ層と溶液２３を接触させる。その時も、同様に落下
孔１７の斜面のＧａＡｓ結晶面１７ｓを溶液２３を転ば
せて、ＧａＡｓ基板１のＧａＡｌＡｓ層の上に溶液２３
を接触させ、ｎ−ＧａＡｓ層を成長させる。そうすると
、同様に固相と液相との接触面での濡れは良くなる。
後、次に、第２図（Ｃ）のように、更に溶液保持ステー
ジ５を矢印方向にスライドさせて、ＧａＡｓ基板１の上
に液溜室７を一致させて、ＧａＡｓ基板ｌ上のＧａＡｌ
Ａｓ層と溶液２３を接触させる。その時も、同様に落下
孔１７の斜面のＧａＡｓ結晶面１７ｓを溶液２３を転ば
せて、ＧａＡｓ基板１のＧａＡｌＡｓ層の上に溶液２３
を接触させ、ｎ−ＧａＡｓ層を成長させる。そうすると
、同様に固相と液相との接触面での濡れは良くなる。
このようにして、本発明は結晶斜面で溶液を転ばせなが
ら酸化物を除去し、成長結晶基板と溶液とを接触させて
、その接触面の濡れを改善するものである。
ら酸化物を除去し、成長結晶基板と溶液とを接触させて
、その接触面の濡れを改善するものである。
尚、上記実施例では、仕切板を設けることにより溶液を
溶液保持ステージ上に保持し、また、落下させるもので
あるが、溶液保持ステージと落下ステージを独立して移
動させ、仕切板を除いてもよい。
溶液保持ステージ上に保持し、また、落下させるもので
あるが、溶液保持ステージと落下ステージを独立して移
動させ、仕切板を除いてもよい。
［発明の効果］
以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ば成長結晶基板（固相）と溶液（液相）との接触面の濡
れが良くなって、液相エピタキシャル成長層の品質が向
上する利点がある。
ば成長結晶基板（固相）と溶液（液相）との接触面の濡
れが良くなって、液相エピタキシャル成長層の品質が向
上する利点がある。
第１図は本発明にかかる液相成長ボートの断面図、第２
図（ａ）〜（Ｃ）はその操作を示す図、第３図はへテロ
接合ＧａＡｓ結晶の断面図、第４図は従来の液相成長ボ
ートの工程途中の断面図である。 図において、 １はＧａＡｓ基板（成長結晶基板）、 ２はＧａＡｌＡｓ層、 ３はｎ −ＧａＡｓ層
、４はボート台、 ５は溶液保持ステージ、６．
７は液溜室、 １１は落下ステージ、１２は仕切板
、 １３．１４は小孔、１６、１７は落下孔、
１６ｓ 、 １７ｓは結晶面、２２、２３は溶液 を示している。 牛虜ト８月ｒ、＋ｏｖＪ５に利１５＜ｆｃ、Ｆ−ｔ−ｓ
ｌｆｔ＋ｒＲ第 １５！Ｉ 千発呵角舶代表不−１−ｑ葎ｔｐｅ＊ｔｍヘテ０４＋４
＞ＧａＡｓ 、９品、、ｏｈｍＩＩ３図 ｒＵ／Ｉｉａ八′長末・へトｄ牟面図 １１１４ 図
図（ａ）〜（Ｃ）はその操作を示す図、第３図はへテロ
接合ＧａＡｓ結晶の断面図、第４図は従来の液相成長ボ
ートの工程途中の断面図である。 図において、 １はＧａＡｓ基板（成長結晶基板）、 ２はＧａＡｌＡｓ層、 ３はｎ −ＧａＡｓ層
、４はボート台、 ５は溶液保持ステージ、６．
７は液溜室、 １１は落下ステージ、１２は仕切板
、 １３．１４は小孔、１６、１７は落下孔、
１６ｓ 、 １７ｓは結晶面、２２、２３は溶液 を示している。 牛虜ト８月ｒ、＋ｏｖＪ５に利１５＜ｆｃ、Ｆ−ｔ−ｓ
ｌｆｔ＋ｒＲ第 １５！Ｉ 千発呵角舶代表不−１−ｑ葎ｔｐｅ＊ｔｍヘテ０４＋４
＞ＧａＡｓ 、９品、、ｏｈｍＩＩ３図 ｒＵ／Ｉｉａ八′長末・へトｄ牟面図 １１１４ 図
Claims (1)
- 結晶基板を保持するボート台と、該ボート台上を移動し
溶液を溶液溜に収容する溶液保持ステージと、該溶液保
持ステージと前記ボート台の間に設けられ、溶液落下孔
を有する落下ステージとを備え、該落下ステージの落下
孔の内側の溶液通過面に不純物除去用結晶を設けたこと
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 |
|---|---|---|---|
| JP11737285A JPS61274317A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11737285A JPS61274317A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61274317A true JPS61274317A (ja) | 1986-12-04 |
Family
ID=14710023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11737285A Pending JPS61274317A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 液相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61274317A (ja) |
-
1985
- 1985-05-29 JP JP11737285A patent/JPS61274317A/ja active Pending
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