JPS6131385A - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長方法Info
- Publication number
- JPS6131385A JPS6131385A JP15127984A JP15127984A JPS6131385A JP S6131385 A JPS6131385 A JP S6131385A JP 15127984 A JP15127984 A JP 15127984A JP 15127984 A JP15127984 A JP 15127984A JP S6131385 A JPS6131385 A JP S6131385A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- jig
- chamber
- tank
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- Granted
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- 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Ｉｎ −Ｖ族化合物半導体の量産型液相エピタ
キシャル成長方法に関する。
キシャル成長方法に関する。
従来技術
リン化ガリウム、ヒ化ガリウムなどのＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体は、現在、主として発光素子、受光素子として
大量に使用されておシ、それらの製造法であるエピタキ
シャル成長は、産業上、重要な技術となっている。エピ
タキシャル成長は、気相成長と液相成長に大別されるが
、液相成長は気相成長に比べ、ガリウムなどの溶媒の原
単位が大きく、量産性が劣るとされていた。
物半導体は、現在、主として発光素子、受光素子として
大量に使用されておシ、それらの製造法であるエピタキ
シャル成長は、産業上、重要な技術となっている。エピ
タキシャル成長は、気相成長と液相成長に大別されるが
、液相成長は気相成長に比べ、ガリウムなどの溶媒の原
単位が大きく、量産性が劣るとされていた。
一般に、リン化ガリウム、ヒ化ガリウムなどの液相エピ
タキシャル成長は、ガリウム金属を溶媒として高温で飽
和させた後基板を溶液に接触させ、除冷析出させること
による。液相エピタキシャル成長法に関しては、種々の
装置、方法が考案され、第２図に示すような横型炉を用
いたスライドビート法、回転法などが一般に採用されて
いる。
タキシャル成長は、ガリウム金属を溶媒として高温で飽
和させた後基板を溶液に接触させ、除冷析出させること
による。液相エピタキシャル成長法に関しては、種々の
装置、方法が考案され、第２図に示すような横型炉を用
いたスライドビート法、回転法などが一般に採用されて
いる。
発明が解決しようとする問題点
従来技術の欠点として■装置の構造上の問題及び汚染の
問題などで成長炉全体が１００℃程度以下ならないと取
シ出しができない。したがってセットから取シ出しまで
の成長１回当りの時間が１２〜２４時間となり量産性が
劣る。■ガリウム溶液が使い捨てである。あるいは同一
ガリウム溶液を繰り返１〜使用する場合でも、基板結晶
に成長した分に見合う多結晶を追加しなければならない
が追加する多結晶量が不正確となシ、飽和溶解温度を一
定に管理することができない。特に追加量が不足し、飽
和溶解温度が成長開始温度以下になった場合基板結晶の
溶失などの問題が生じ、同一ガリウム溶液を使用して安
定した連続運転ができない。■スライドコート法の場合
は特に基板１枚当り１溶液が必要であり、溶液の調整基
板のセ。
問題などで成長炉全体が１００℃程度以下ならないと取
シ出しができない。したがってセットから取シ出しまで
の成長１回当りの時間が１２〜２４時間となり量産性が
劣る。■ガリウム溶液が使い捨てである。あるいは同一
ガリウム溶液を繰り返１〜使用する場合でも、基板結晶
に成長した分に見合う多結晶を追加しなければならない
が追加する多結晶量が不正確となシ、飽和溶解温度を一
定に管理することができない。特に追加量が不足し、飽
和溶解温度が成長開始温度以下になった場合基板結晶の
溶失などの問題が生じ、同一ガリウム溶液を使用して安
定した連続運転ができない。■スライドコート法の場合
は特に基板１枚当り１溶液が必要であり、溶液の調整基
板のセ。
トなどが煩雑である。
本発明者は種々の検討の結果、縦型浸漬法を採用するこ
とにより問題の解決を計った。縦型浸漬法の長所として
は、第１図のようにガリウム溶液槽と成長用治具とを分
離した構成とすることが有効でありガリウム溶液槽を固
定し、基板結晶を装にｆした成長用治具のみの出し入れ
の工夫をすれば、連続運転が＋ＴＪ能となることである
。一方横型炉によるスライドテート法、回転法などを採
用した場合、ガリウム溶液、基板結晶などが一体となっ
ている為エピタキシャル成長させた基板結晶部分だけを
取り出すことは不可能である。又、同一ガリウム溶液を
繰シ返し使用する場合の飽和溶解温度を一定に管理する
方法として多結晶のブロックを収納した飽和用容器を所
定温度、所定時間、浸漬することにより溶液を飽和させ
る方法を独自に考案した。第３図にリン化ガリウム多結
晶のブロックを収納した飽和用容器を１０００℃でガリ
ウム溶液に浸漬した場合の浸漬時間と溶解量（ＧａｌＯ
ｏｇ当りのＧａＰ多結晶の溶解量）の関係を示す。浸漬
時間約５０分で飽和溶液となることがわかる。
とにより問題の解決を計った。縦型浸漬法の長所として
は、第１図のようにガリウム溶液槽と成長用治具とを分
離した構成とすることが有効でありガリウム溶液槽を固
定し、基板結晶を装にｆした成長用治具のみの出し入れ
の工夫をすれば、連続運転が＋ＴＪ能となることである
。一方横型炉によるスライドテート法、回転法などを採
用した場合、ガリウム溶液、基板結晶などが一体となっ
ている為エピタキシャル成長させた基板結晶部分だけを
取り出すことは不可能である。又、同一ガリウム溶液を
繰シ返し使用する場合の飽和溶解温度を一定に管理する
方法として多結晶のブロックを収納した飽和用容器を所
定温度、所定時間、浸漬することにより溶液を飽和させ
る方法を独自に考案した。第３図にリン化ガリウム多結
晶のブロックを収納した飽和用容器を１０００℃でガリ
ウム溶液に浸漬した場合の浸漬時間と溶解量（ＧａｌＯ
ｏｇ当りのＧａＰ多結晶の溶解量）の関係を示す。浸漬
時間約５０分で飽和溶液となることがわかる。
したがって多結晶を収納した飽和用容器を所定温度で所
定時間溶液中に浸漬して置くことにより、飽和溶解温度
を正確に制御可能となる。
定時間溶液中に浸漬して置くことにより、飽和溶解温度
を正確に制御可能となる。
発明の構成
本発明は、上記の検討結果及び事実に鑑みてなされたも
の−？−１図のようにガリウ・溶液槽を設置した成長系
とダートバルブによシ成長系と遮断塩の状態で飽和用容
器及び成長用治具の出し入れが可能な縦型浸漬型成長装
置を用い、多結晶を収納した飽和用容器を所定温度で所
定時間、ガリウム溶液槽に浸漬することにより溶液を飽
和させる工程（以下飽和工程γ及び溶液を飽和させた後
、予備室内において基板結晶を装着した成長用治具と交
換し成長を行う工程（以下成長工程）とにより構成され
、飽和工程と成長工程とを繰シ返すことにより連続運転
が可能な量産型の液相エピタキシャル成長法を提供する
ものである。
の−？−１図のようにガリウ・溶液槽を設置した成長系
とダートバルブによシ成長系と遮断塩の状態で飽和用容
器及び成長用治具の出し入れが可能な縦型浸漬型成長装
置を用い、多結晶を収納した飽和用容器を所定温度で所
定時間、ガリウム溶液槽に浸漬することにより溶液を飽
和させる工程（以下飽和工程γ及び溶液を飽和させた後
、予備室内において基板結晶を装着した成長用治具と交
換し成長を行う工程（以下成長工程）とにより構成され
、飽和工程と成長工程とを繰シ返すことにより連続運転
が可能な量産型の液相エピタキシャル成長法を提供する
ものである。
実施例
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図ａは本発明の実施において用いた縦型浸漬型成長装
置を模式的に示したもので、成長系１：３及び成長系１
３とダートバルブ４によシ遮断可能な予備室５とで構成
される。石英反応管１内には、ガリウム溶液槽２が配置
され反応管外側には加熱用電気炉３が設けられている。
１図ａは本発明の実施において用いた縦型浸漬型成長装
置を模式的に示したもので、成長系１：３及び成長系１
３とダートバルブ４によシ遮断可能な予備室５とで構成
される。石英反応管１内には、ガリウム溶液槽２が配置
され反応管外側には加熱用電気炉３が設けられている。
予備室内で多結晶を収納した飽和用容器６と基板結晶を
装置した成長用治具７の出し入れ及び交換が可能でゾ あり予備室は成長系と独立に真空引き及びガス置換がで
きる構造となっている。
装置した成長用治具７の出し入れ及び交換が可能でゾ あり予備室は成長系と独立に真空引き及びガス置換がで
きる構造となっている。
以下リン化ガリウム（ＧａＰ）を例として説明する。
ガリウム溶液槽２に金属ガリウム（Ｇａ）５ｋｇを収容
し真空置換後アルゴンガス（Ａｒ）３ｔ／分を流入しな
がら１０００℃まで昇温する。一方予備室５内にＧａＰ
多結晶を収納した飽和用容器６をセットし予備室を真空
置換後Ａｒ５Ａ／分を流入するＸ（第１図ａ参照入１０
００℃に達した時グー） ／＜ ）レブ４を開き飽和用
容器６をガリウム溶液槽２に浸漬し、１時間この温度で
保持するλ（第１図す参照）Ｖ′１時間経過後飽和用容
器２を予備室５内に引き上げダートバルブ４を閉じる。
し真空置換後アルゴンガス（Ａｒ）３ｔ／分を流入しな
がら１０００℃まで昇温する。一方予備室５内にＧａＰ
多結晶を収納した飽和用容器６をセットし予備室を真空
置換後Ａｒ５Ａ／分を流入するＸ（第１図ａ参照入１０
００℃に達した時グー） ／＜ ）レブ４を開き飽和用
容器６をガリウム溶液槽２に浸漬し、１時間この温度で
保持するλ（第１図す参照）Ｖ′１時間経過後飽和用容
器２を予備室５内に引き上げダートバルブ４を閉じる。
一方ガリウム溶液槽２の温度を成長開始温度である９８
０℃に下げる。予備室５内で飽和用容器２を基板結晶８
ｔ−装着した成長用治具７と交換し予備室５を真空置換
後Ａｒ５ｔ／分を流入する。（第１図Ｃ参照入ダートバ
ルブ４を開きガリウム溶液槽２の直上で予熱後成長用治
具７を浸漬し、９００℃棟で冷却し、た時成長用治具７
を分離し、予備室内５に引き上げケ゛−トパルブ４を閉
じる。同時に再び１０００℃まで列温を始める。上記の
操作を第４図の温度ゾログラムのごとく繰り返すことに
より連続運転が可能となった。
０℃に下げる。予備室５内で飽和用容器２を基板結晶８
ｔ−装着した成長用治具７と交換し予備室５を真空置換
後Ａｒ５ｔ／分を流入する。（第１図Ｃ参照入ダートバ
ルブ４を開きガリウム溶液槽２の直上で予熱後成長用治
具７を浸漬し、９００℃棟で冷却し、た時成長用治具７
を分離し、予備室内５に引き上げケ゛−トパルブ４を閉
じる。同時に再び１０００℃まで列温を始める。上記の
操作を第４図の温度ゾログラムのごとく繰り返すことに
より連続運転が可能となった。
以上のようにケ゛−トバルブ４によυ成長系１３と遮断
可能な予備室５を設けた縦型浸漬成長装置■ を用いることにより１サイクル約３時間で連続運転が【
可能となり、また飽和用容器２を用いることにより飽和
溶解温度を極めて精度良く制御できるようになり、結果
として安定した連続液相エビタギ／ヤル成長が可能とな
った。
可能な予備室５を設けた縦型浸漬成長装置■ を用いることにより１サイクル約３時間で連続運転が【
可能となり、また飽和用容器２を用いることにより飽和
溶解温度を極めて精度良く制御できるようになり、結果
として安定した連続液相エビタギ／ヤル成長が可能とな
った。
」−記実施例ではＧａＰを例に説明したが、ＧａＡｓ
ＩＧ ａ ＆Ａ ｓなどに応用することも可能である。
ＩＧ ａ ＆Ａ ｓなどに応用することも可能である。
成長温度範囲は目的により適当に変えることができるの
は当然である。壕だ添加剤を選択することによりＮへり
成長層またはＰ型成長層が得られ、添加量を変えること
によりドナー濃度またはアクセプタ濃度を制御Ｉｉｒ能
である。
は当然である。壕だ添加剤を選択することによりＮへり
成長層またはＰ型成長層が得られ、添加量を変えること
によりドナー濃度またはアクセプタ濃度を制御Ｉｉｒ能
である。
第１図は縦型浸漬型成長装置を示す図で、ａはガリウム
溶液を溶解する工程、ｂはガリウムリン飽和溶液を作る
工程、Ｃは予備室内で交換装着する工程、ｄはエピタキ
シャル成長工程を示す。・１１・・・石英反応管、２・
・・ガリウム溶液槽、３・・・加熱炉、４・・・ダート
バルブ、５・・・予備室、６・・・飽和用容器、７・・
・成長用治具、８・・・基板結晶、９・・・ガス供給口
、１０・・・ガス排出口、１１・・ガス供給口、１２・
・・ガス排出口、１３・・・成長系第２図は横型スライ
ドボート法装置を示す図である。 ■・・・加熱炉、２・・・石英反応管、３・・・スライ
ドビート、４・・・ガリウム溶液、５・・・基板結晶、
６・・・ガス供給口、７・・ガス排出口 第３図は１０００℃に於けるＧａＰの溶解時間と溶解量
の関係を示す図である。 第４図は本発明の一実施例における温度プログラム図を
示す図である。 ０ ｂ Ｃｄ □□□ ６０ 時間（分） 第４図 時 間 （時）
溶液を溶解する工程、ｂはガリウムリン飽和溶液を作る
工程、Ｃは予備室内で交換装着する工程、ｄはエピタキ
シャル成長工程を示す。・１１・・・石英反応管、２・
・・ガリウム溶液槽、３・・・加熱炉、４・・・ダート
バルブ、５・・・予備室、６・・・飽和用容器、７・・
・成長用治具、８・・・基板結晶、９・・・ガス供給口
、１０・・・ガス排出口、１１・・ガス供給口、１２・
・・ガス排出口、１３・・・成長系第２図は横型スライ
ドボート法装置を示す図である。 ■・・・加熱炉、２・・・石英反応管、３・・・スライ
ドビート、４・・・ガリウム溶液、５・・・基板結晶、
６・・・ガス供給口、７・・ガス排出口 第３図は１０００℃に於けるＧａＰの溶解時間と溶解量
の関係を示す図である。 第４図は本発明の一実施例における温度プログラム図を
示す図である。 ０ ｂ Ｃｄ □□□ ６０ 時間（分） 第４図 時 間 （時）
Claims (1)
- ガリウム溶液を用いてIII−Ｖ族化合物結晶の液相エピ
タキシャル成長を行うに際してガリウム溶液槽を設置し
た成長系とゲートバルブにより成長系と遮断可能な予備
室とで構成された縦型浸漬型成長装置を用い、多結晶を
収納した飽和用容器を所定温度で所定時間ガリウム溶液
槽に浸漬することにより、溶液を飽和させる工程及び溶
液を飽和させた後、予備室内において基板結晶を装着し
た成長用治具と交換し成長を行う工程とにより構成され
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 |
|---|---|---|---|
| JP15127984A JPS6131385A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15127984A JPS6131385A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131385A true JPS6131385A (ja) | 1986-02-13 |
| JPH0557237B2 JPH0557237B2 (ja) | 1993-08-23 |
Family
ID=15515204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15127984A Granted JPS6131385A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131385A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63183275U (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-25 | ||
| US5603762A (en) * | 1994-05-31 | 1997-02-18 | Ngk Insulators, Ltd. | Process and apparatus for the production of films of oxide type single crystal |
| US5922126A (en) * | 1996-05-31 | 1999-07-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor liquid phase epitaxial growth method and apparatus, and its wafer holder |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP15127984A patent/JPS6131385A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63183275U (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-25 | ||
| US5603762A (en) * | 1994-05-31 | 1997-02-18 | Ngk Insulators, Ltd. | Process and apparatus for the production of films of oxide type single crystal |
| US5922126A (en) * | 1996-05-31 | 1999-07-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor liquid phase epitaxial growth method and apparatus, and its wafer holder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0557237B2 (ja) | 1993-08-23 |
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