JPS621258Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、液相エピタキシヤル成長法によつて
半導体結晶を製造する場合の液相エピタキシヤル
成長用装置の改良に関するものである。更に詳し
くは、横形スライド式液相エピタキシヤル成長法
つまり結晶基板を保持した基板保持板を溶液底部
で機械的に移動させて、結晶成長を行なう方法に
おいて使用する液相エピタキシヤル成長用装置に
関する。

第１図は、横形スライド式液相エピタキシヤル
成長法において、従来用いられている液相エピタ
キシヤル成長用装置（以下、成長用装置と略す）
の一例の横断面図である。図に示すように従来の
成長用装置は、互いに間隔を隔てられた複数個の
溶液だめ１を具備した装置本体２とこれら溶液だ
め１の底部を横切つて延びる通路３を移動可能な
基板保持板４を具備している。又、第１図で示し
た成長用装置では結晶基板５の表面からの構成元
素の飛散を少なくするために、溶液だめ１の端部
に置かれた結晶基板５表面が装置本体２で覆われ
る構造を有している。

一般に、この成長用装置を使用する液相エピタ
キシヤル成長法は、成長用溶液６を溶液だめ１の
中に保持し、結晶基板５を基板保持板４のくぼみ
７の中に置き、まず図に示した位置関係に基板保
持板４を設置する。次に、所定温度に加熱・保持
し、その後一定の冷却速度で温度降下を行ない、
同時に基板保持板４を矢印８の方向に動かして、
結晶基板５表面を成長用溶液１と接触する様にす
る。その結果、所望温度降下範囲又は結晶基板５
と前記成長用溶液６との接触時間に応じた所望の
厚さのエピタキシヤル層が形成される。以下同様
にして、基板保持板４を動かして結晶基板５を順
次、溶液だめ１の各位置に動かすことによつて、
複数のエピタキシヤル層が形成される。

しかし、従来の成長用装置では、エピタキシヤ
ル層の形成前、つまり第１図に示した位置関係に
設置された結晶基板５が熱的ダメージを受ける。
即ち、結晶基板５を構成する元素が雰囲気中に飛
散し、該結晶基板表面付近に結晶欠陥が生じる。
従つて、該結晶基板表面上にエピタキシヤル層を
形成すると、欠陥の多い、品質の悪いエピタキシ
ヤル層が形成される欠点を有しており、特に隣化
インジウム（InP）結晶基板の如く、構成元素の
分解圧が高い結晶基板程、熱的ダメージが顕著と
なり、結晶基板表面に構成元素の抜け穴が生じ、
結局、形成したエピタキシヤル層と結晶基板との
界面が粗れてましう。従つて、エピタキシヤル層
表面状態も悪くなる欠点があつた。

また、第２図は、従来用いられている成長用装
置の他の一例の横断面図であり、前述の結晶基板
の熱的ダメージを防ぐために、図に示すように溶
液だめ９の端部に置かれた結晶基板１０の表面上
部の装置本体１１部分にくぼみ１２を設け、該く
ぼみ１２中に結晶基板１０と同一の構成元素から
なる保護用基板１３を設置し、結晶基板１０表面
が保護用基板１３で覆われる構造を有している。

つまり、上記構造により結晶基板１０表面から
の構成元素の分解圧を抑制しようとするものであ
り、例えばInP結晶基板を用いる場合は、保護用
基板としてもInP基板を用いることにより、両方
の基板表面から飛散した燐Ｐ元素が第２図中に示
す間隔１４中に充満することにより、Ｐ元素の分
解圧を抑制し、InP基板結晶からのＰの飛散を極
力少なくしようとするものである。

しかし、前記間隔１４があるために該間隔１４
中が分解元素で充満されるまで一定量の結晶基板
１０表面からの構成元素の分解・飛散を余儀せざ
るを得なく、また所定温度に加熱し、その保持時
間が長くなると、間隔４中に充満した分解元素が
成長装置の雰囲気中へ漏洩し、結局、結晶基板１
０の熱的ダメージが大きくなる欠点を有してい
る。また、図中基板保持板基板保持板１５のくぼ
み１６の深さを結晶基板１０の厚さと同じにし
て、上記間隔１４を設けない様にする。即ち結晶
基板１０表面が保護用基板１３と接触できる構造
にすることにより、結晶基板１０の熱的ダメージ
を防ぐことが可能であるが、エピタキシヤル成長
を行なう際、基板保持板１５を図中矢印１７の方
向に動かすために、結晶基板１０表面にキズが入
りやすく、結局、形成したエピタキシヤル層中に
欠陥が導入される欠点を有する。

本考案は、前記従来の諸欠点を解決するため、
結晶基板表面を熱的に保護し、かつエピタキシヤ
ル成長時に結晶基板表面にキズを導入することな
く、欠陥の少ない良質のエピタキシヤル層を得る
ことができる液相エピタキシヤル成長用装置を提
供するものである。

以下本考案を図面を参照して詳細に説明する。
第３図Ａ，Ｂ，Ｃは、本考案による液相エピタキ
シヤル成長用装置の一実施例の横断面図である。
実施例においては、構成元素の分解圧の高いInP
結晶基板上に良質のInPエピタキシヤル層を形成
する液相エピタキシヤル成長を例にして述べる。
第３図Ａ，Ｂ，Ｃに示す成長用装置は、第１図お
よび第２図に示した従来の成長用装置を構成する
装置本体の一部を改良したものである。即ち、１
列に配列された溶液だめ１８列の装置本体１９端
部の溶液だめ１８下部に設けられた通路２０に面
した部分にくぼみ２１（以下、装置本体くぼみと
呼ぶ）を設け、この装置本体くぼみ２１の中に結
晶基板２３とそれを固定する基板固定板２４およ
び保護用基板２２とが各々収納できるようにした
構造の装置本体１９を具備している。前記通路２
０には表面に基板保持用のくぼみ２５を具備した
基板保持板２６が摺動し得るように配置されてい
る。当然ながら、保護用基板２２と結晶基板２３
とが接触するために、基板固定板２４の厚さは、
結晶基板２３の厚さと同じかそれ以下である。液
相エピタキシヤル成長は、先ず第３図Ａに示す様
な位置関係にInP結晶基板２３、保護用InP基板
２２、基板保持板２４をそれぞれ配置する。また
複数個の溶液だめ１８には、インジウムと燐及び
不純物材料を混合した成長用溶液２７を保持す
る。次に、所定温度に加熱・保持し、その後一定
の冷却速度で温度降下を行なう途中で、第３図Ｂ
に示す様に基板保持板２６を矢印２８の方向に動
かして、基板保持板２６のくぼみ２５をInP結晶
基板２３の下に移動させ、InP結晶基板２３を上
記くぼみ２５の中に落とし込む。続いて、すみや
かに第３図Ｃに示すように、InP結晶基板２３を
溶液だめ１８の下に移動させ、InP結晶基板２３
表面と前記成長用溶液２７とが接触する様にす
る。以下、同様にして基板保持板２６を矢印２８
の方向へ動かして、InP結晶基板２３を順次、溶
液だめ１８の各位置に動かすことによつて、複数
のInPエピタキシヤル層が形成される。

以上のことによつて、InP結晶基板２３表面に
保護用InP基板２２が接触しているため、前述の
加熱・保持の際のInP結晶基板２３表面からの燐
の飛散を防ぐことができ、しかもエピタキシヤル
成長時には基板保持板２６のくぼみ２５中にInP
結晶基板２３を落とし込むことによつて、InP結
晶基板２３と保護用InP基板２２とを切り離すた
め、InP結晶基板２３表面にキズが入る様なこと
はなく、従つて、良好なエピタキシヤル層表面を
有し、かつ欠陥の少ない高品質のInPエピタキシ
ヤル層が得られる。また、前記基板固定板２４と
して結晶基板と同じ素材を用いれば効果が顕著で
ある。以上の様に、本考案は液相エピタキシヤル
成長法によつて構成元素の分解圧が高い−族
化合物半導体結晶基板上に、良質のエピタキシヤ
ル層を形成する場合に特に有効的である。なお、
本考案の実施例では基板固定板と装置本体とが分
離できる様になつているが、直結されている場合
にも同様な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、従来用いられている液相エ
ピタキシヤル成長装置の一例の横断面図、第３図
Ａ，Ｂ，Ｃは、本考案による液相エピタキシヤル
成長用装置の一実施例の横断面図である。なお、
図中用いた記号は次のとおりである。 １，９，１８……溶液だめ、２，１１，１９…
…装置本体、３，２０……通路、４，１５，２６
……基板保持板、５，１０，２３……結晶基板、
６，２７……成長用溶液、７，１６，２５……く
ぼみ、８，１７，２８……矢印、１２，２１……
装置本体くぼみ、１３，２２……保護用基板、１
４……間隔、２４………基板固定板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の溶液溜を具備し、さらにこの溶液溜底部
   を横切つて延びる通路を具備している装置本体
   と、表面に基板保持用の窪みを具備し、前記溶液
   溜の開放された底部を横切つて延びる通路に摺動
   し得るようにして設けられた基板保持板とから成
   る液相エピタキシヤル成長用装置において、前記
   装置本体端部の前記通路に面した部分に結晶基板
   および保護用基板固定用の孔を設けた基板固定板
   と結晶基板及び保護用基板とが接触した状態で収
   納できる窪みを具備していることを特徴とする液
   相エピタキシヤル成長用装置。