JPS6153192A - 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
- JPS6153192A JPS6153192A JP17193584A JP17193584A JPS6153192A JP S6153192 A JPS6153192 A JP S6153192A JP 17193584 A JP17193584 A JP 17193584A JP 17193584 A JP17193584 A JP 17193584A JP S6153192 A JPS6153192 A JP S6153192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- semiconductor substrate
- substrate
- peripheral part
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
本発明は半導体基板上に連続して多層の半導体層の成長
が行なえる液相エピタキシャル成長方法の改良に関する
ものである。
が行なえる液相エピタキシャル成長方法の改良に関する
ものである。
従来例の構成とその問題点
従来液相エピタキシャル成長方法は発光素子等の光デバ
イス製作における結晶成長方法として広く用いられてい
る。液相エピタキシャル成長方法に用いる装置は高純度
のカーボンから製作された一般にボートと呼ばれるもの
で第１図にその構造断面図を示す。１は半導体基板３を
設置する凹部２を有する基台で、半導体基板３は凹部２
の深さに対して数１０μｍ程度薄くなるようにエツチン
グしてから設置される。４は溶液溜でｓａ 、 ｓｂ
。
イス製作における結晶成長方法として広く用いられてい
る。液相エピタキシャル成長方法に用いる装置は高純度
のカーボンから製作された一般にボートと呼ばれるもの
で第１図にその構造断面図を示す。１は半導体基板３を
設置する凹部２を有する基台で、半導体基板３は凹部２
の深さに対して数１０μｍ程度薄くなるようにエツチン
グしてから設置される。４は溶液溜でｓａ 、 ｓｂ
。
ｓｃ、ｓｄは成長用材料溶液ｅａ 、 ｓｂ 、 ６ｃ
。
。
６ｄを収納する貫通孔である。基台１と溶液溜４とは相
対的に摺動可能となっている。通常の成長工程は、半導
体基板および成長時には溶液とする成長用材料を所定の
位置に載置したボートを、一般にはＨ２ガス雰囲気の反
応管内へ投入し昇温して、成長用材料が均一に溶融する
ように一定時間保持する。続いて温度を降下させ成長用
材料溶液を過飽和状態にして基台あるいは溶液溜を摺動
させ、半導体基板を順次各成長用材料溶液直下に移動さ
せることによりそれぞれ所定の時間成長を行なう。
対的に摺動可能となっている。通常の成長工程は、半導
体基板および成長時には溶液とする成長用材料を所定の
位置に載置したボートを、一般にはＨ２ガス雰囲気の反
応管内へ投入し昇温して、成長用材料が均一に溶融する
ように一定時間保持する。続いて温度を降下させ成長用
材料溶液を過飽和状態にして基台あるいは溶液溜を摺動
させ、半導体基板を順次各成長用材料溶液直下に移動さ
せることによりそれぞれ所定の時間成長を行なう。
ここで第１図（２Ｌ）において、半導体基板３を成長用
材料溶液６ａの直下に移動させて成長を行なう場合、図
中人−人′における断面図は第６図（１））に示すよう
になる。したがって成長用材料溶液６ａ−から半導体基
板３上に一層成長させた後の半導体基板断面は第２図（
２Ｌ）に示すようになる。図に示すように成長用材料溶
液６ａが半導体基板３に接触する端部において、液相エ
ピタキシャル成長特有のいわゆるエツジグロースＺ１が
発生し、突起状の盛り上りが見られる。半導体基板３を
成長用材料６ａから６ｄまで移動させて四層成長させた
場合の半導体基板断面は端部においてエツジグロースが
重なるために第２図（ｂ）に示すように非常に大きな盛
上りをもったエツジグロースＥ４が発生する。このよう
なエツジグロースは面内膜厚均一性を悪くするだけでな
く、半導体基板を成長用材料溶液直下から次の成長用材
料溶液直下へと移動させる際に溶液溜底部および成長層
表面にも傷をつけることになる。また溶液溜底部につい
た傷は、そこを通して成長用材料溶液が次に成長すべき
半導層の成長用材料溶液に引込まれるために成長用材料
溶液の過飽和度や組成を狂わせてしまう原因となる。
材料溶液６ａの直下に移動させて成長を行なう場合、図
中人−人′における断面図は第６図（１））に示すよう
になる。したがって成長用材料溶液６ａ−から半導体基
板３上に一層成長させた後の半導体基板断面は第２図（
２Ｌ）に示すようになる。図に示すように成長用材料溶
液６ａが半導体基板３に接触する端部において、液相エ
ピタキシャル成長特有のいわゆるエツジグロースＺ１が
発生し、突起状の盛り上りが見られる。半導体基板３を
成長用材料６ａから６ｄまで移動させて四層成長させた
場合の半導体基板断面は端部においてエツジグロースが
重なるために第２図（ｂ）に示すように非常に大きな盛
上りをもったエツジグロースＥ４が発生する。このよう
なエツジグロースは面内膜厚均一性を悪くするだけでな
く、半導体基板を成長用材料溶液直下から次の成長用材
料溶液直下へと移動させる際に溶液溜底部および成長層
表面にも傷をつけることになる。また溶液溜底部につい
た傷は、そこを通して成長用材料溶液が次に成長すべき
半導層の成長用材料溶液に引込まれるために成長用材料
溶液の過飽和度や組成を狂わせてしまう原因となる。
凹部２に設置する半導体基板３は、凹部２の深さに対し
て一般的に５０μｍ程度薄くエツチングで厚みを制御し
て設置するのが良いとされているが、多層成長した場合
にはエツジグロースの盛上りはしばしば５０μｍ以上と
なり前述のような傷の導入をまねき、頻繁に傷がつくと
ともにボート自体の寿命も著しく縮められることになる
。
て一般的に５０μｍ程度薄くエツチングで厚みを制御し
て設置するのが良いとされているが、多層成長した場合
にはエツジグロースの盛上りはしばしば５０μｍ以上と
なり前述のような傷の導入をまねき、頻繁に傷がつくと
ともにボート自体の寿命も著しく縮められることになる
。
発明の目的
本発明は前記問題点を解決すべ（多層成長において面内
膜厚均一性が良く傷のないフラットな成長層を得るとと
もに、エツジグロースによるボートの傷および成長用材
料溶液の引込みを防ぐことを可能としだ液相エピタキシ
ャル成長方法を提供することを目的とする。
膜厚均一性が良く傷のないフラットな成長層を得るとと
もに、エツジグロースによるボートの傷および成長用材
料溶液の引込みを防ぐことを可能としだ液相エピタキシ
ャル成長方法を提供することを目的とする。
発明の構成
かかる目的を達成するための本発明の液相エピタキシャ
ル成長方法は、半導体基板を設置する凹部な有する摺動
可能な基台と、前記半導体基板上に成長すべき半導体層
の成長用材料溶液を収納する貫通孔および未飽和溶液を
収納し、前記半導体基板を設置する凹部の周辺部に対応
して設けられた貫通孔を有する溶液溜とを用い、前記凹
部の周辺部に対応した貫通孔に収納した未飽和溶液にて
半導体基板表面の周辺部のみをメルトバックする工程の
後に半導体層の成長工程を開始することを特徴とするも
のである。
ル成長方法は、半導体基板を設置する凹部な有する摺動
可能な基台と、前記半導体基板上に成長すべき半導体層
の成長用材料溶液を収納する貫通孔および未飽和溶液を
収納し、前記半導体基板を設置する凹部の周辺部に対応
して設けられた貫通孔を有する溶液溜とを用い、前記凹
部の周辺部に対応した貫通孔に収納した未飽和溶液にて
半導体基板表面の周辺部のみをメルトバックする工程の
後に半導体層の成長工程を開始することを特徴とするも
のである。
実施例の説明
以下に図面を用いて本発明の一実施例を詳細に説明する
。
。
第３図体）は本発明の方法に用いる装置の上方概観図で
ある。１１は半導体基板１３を設置する凹部１２を有す
る基台、１４は溶液溜で１５ｂ。
ある。１１は半導体基板１３を設置する凹部１２を有す
る基台、１４は溶液溜で１５ｂ。
１５Ｃ１１５ｄは成長用材料溶液１ ｅｂ 、 １６Ｃ
。
。
１６ｄを収納する貫通孔、１５ａは凹部１２の周辺部に
対応した貫通孔で、未飽和溶液１６８Ｌを収納する。基
台１１と溶液溜１４とは相対的に摺動可能である。ここ
で通常の成長工程に従がい、基台１１を摺動させること
により、半導体基板１３をその周辺部が貫通孔１５２Ｌ
に対応するように移動させた時、図中Ｂ −Ｂ／におけ
る断面図は第３図（ｂ）のようになる。この状態で半導
体基板１３は周辺部のみ貫通孔１５＆内に収納された未
飽和溶液（例えば半導体基板がＩｎＰ単結晶基板の場合
にはＩｎを溶媒とするＩｎＰの未飽和溶液等）１６２Ｌ
に接触しメルトバックされるので、半導体基板１３の断
面は第４図（＋ａ）に示すようになる（第３図（ａ）に
示すＣ−０１断面についても同様）。この半導体基板１
３０周辺部のみをメルトバックする工程を所定の時間待
なったのち、連続して半導体基板１３′を成長用材料溶
液１ ｓｂ 、 １６０ 、１６ｄ直下に移動させそれ
ぞれ所定の時間成長を行なった半導体基板１３′の断面
は第４図（ｂ）のようになる。エツジグロースの盛上り
は半導体基板周辺部をメルトバックしたことにより押え
られ、それとともにメルトバックされてない領域には膜
厚均一性の良好なフラットな成長層が得られる。さらに
前述のような溶液溜底部を傷つけることがないので成長
層表面にも傷が入らず半導体基板移動時に成長用材料溶
液を次の成長用材料溶液に引込むこともなく、成長用材
料溶液の組成の狂い等を防止できる。以上の説明では半
導体層を三層成長させた場合であるが、これ以上の層数
の場合等、メルトバック工程において層数に応じて半導
体基板周辺部のメルトバック量を制御すれば良い。
対応した貫通孔で、未飽和溶液１６８Ｌを収納する。基
台１１と溶液溜１４とは相対的に摺動可能である。ここ
で通常の成長工程に従がい、基台１１を摺動させること
により、半導体基板１３をその周辺部が貫通孔１５２Ｌ
に対応するように移動させた時、図中Ｂ −Ｂ／におけ
る断面図は第３図（ｂ）のようになる。この状態で半導
体基板１３は周辺部のみ貫通孔１５＆内に収納された未
飽和溶液（例えば半導体基板がＩｎＰ単結晶基板の場合
にはＩｎを溶媒とするＩｎＰの未飽和溶液等）１６２Ｌ
に接触しメルトバックされるので、半導体基板１３の断
面は第４図（＋ａ）に示すようになる（第３図（ａ）に
示すＣ−０１断面についても同様）。この半導体基板１
３０周辺部のみをメルトバックする工程を所定の時間待
なったのち、連続して半導体基板１３′を成長用材料溶
液１ ｓｂ 、 １６０ 、１６ｄ直下に移動させそれ
ぞれ所定の時間成長を行なった半導体基板１３′の断面
は第４図（ｂ）のようになる。エツジグロースの盛上り
は半導体基板周辺部をメルトバックしたことにより押え
られ、それとともにメルトバックされてない領域には膜
厚均一性の良好なフラットな成長層が得られる。さらに
前述のような溶液溜底部を傷つけることがないので成長
層表面にも傷が入らず半導体基板移動時に成長用材料溶
液を次の成長用材料溶液に引込むこともなく、成長用材
料溶液の組成の狂い等を防止できる。以上の説明では半
導体層を三層成長させた場合であるが、これ以上の層数
の場合等、メルトバック工程において層数に応じて半導
体基板周辺部のメルトバック量を制御すれば良い。
発明の詳細
な説明したように、本発明の方法によれば成長工程前に
半導体基板表面の周辺部のみをメルトバックにて適当な
深さに堀込んでおくことＫより、成長工程において発生
するエツジグロースの盛上りを低く押さえられるため、
面内膜厚均一性の良いフラットで傷のない多層成長基板
が得られるとともに、エツジグロースによる溶液溜底部
への傷の導入および成長用材料溶液の引込みを防止し、
ボートの長寿命化が図れる効果を有する。
半導体基板表面の周辺部のみをメルトバックにて適当な
深さに堀込んでおくことＫより、成長工程において発生
するエツジグロースの盛上りを低く押さえられるため、
面内膜厚均一性の良いフラットで傷のない多層成長基板
が得られるとともに、エツジグロースによる溶液溜底部
への傷の導入および成長用材料溶液の引込みを防止し、
ボートの長寿命化が図れる効果を有する。
第１図ｅ） 、 （ｂ）は従来の液相エピタキシャル成
長方法に用いる装置の断面図、第２図（＋Ｌ） 、 （
ｂ）は第１図装置にてエピタキシャル成長した半導体基
板の断面図、第３図（２Ｌ） 、 （ｂ）はそれぞれ本
発明の方法に用いる装置の上方概観図および断面図、第
４図（ａ）。 （ｂ）は第３図に示す装置にてエピタキシャル成長した
半導体基板の断面図である。 １．１１・・・・・・基台、２，１２・・・・・・凹部
、３゜１３ 、１３’・・・・・・半導体基板、４，１
４・・・・・・溶液溜、５ ＆ 〜５ ｄ 、 １５
＆ 〜１５ Ｃ１・旧・−貫通孔、６ａ〜ｓｄ 、１
ｅｂ〜１６ｄ・・・・・・成長用材料溶液、１６ａ・・
−・・・未飽和溶液、Ｅ＋ 、 Ｅａ 、 Ｘｓ’・・
川・エツジグロース。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名瞭
３ ぐ〕
ぐつｉが 味
長方法に用いる装置の断面図、第２図（＋Ｌ） 、 （
ｂ）は第１図装置にてエピタキシャル成長した半導体基
板の断面図、第３図（２Ｌ） 、 （ｂ）はそれぞれ本
発明の方法に用いる装置の上方概観図および断面図、第
４図（ａ）。 （ｂ）は第３図に示す装置にてエピタキシャル成長した
半導体基板の断面図である。 １．１１・・・・・・基台、２，１２・・・・・・凹部
、３゜１３ 、１３’・・・・・・半導体基板、４，１
４・・・・・・溶液溜、５ ＆ 〜５ ｄ 、 １５
＆ 〜１５ Ｃ１・旧・−貫通孔、６ａ〜ｓｄ 、１
ｅｂ〜１６ｄ・・・・・・成長用材料溶液、１６ａ・・
−・・・未飽和溶液、Ｅ＋ 、 Ｅａ 、 Ｘｓ’・・
川・エツジグロース。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名瞭
３ ぐ〕
ぐつｉが 味
Claims (1)
- 半導体基板を設置する凹部を有する摺動可能な基台と
、前記半導体基板上に成長すべき半導体層の成長用材料
溶液を収納する第１の貫通孔および未飽和溶液を収納し
、前記凹部の周辺部に対応して設けられた第２の貫通孔
を有する溶液溜とを用い、前記第２の貫通孔に収納した
未飽和溶液にて半導体基板表面の周辺部のみをメルトバ
ックする工程の後に半導体層の成長工程を開始すること
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 |
|---|---|---|---|
| JP17193584A JPS6153192A (ja) | 1984-08-18 | 1984-08-18 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17193584A JPS6153192A (ja) | 1984-08-18 | 1984-08-18 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6153192A true JPS6153192A (ja) | 1986-03-17 |
Family
ID=15932554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17193584A Pending JPS6153192A (ja) | 1984-08-18 | 1984-08-18 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6153192A (ja) |
-
1984
- 1984-08-18 JP JP17193584A patent/JPS6153192A/ja active Pending
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