JPS62188220A - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、液相エピタキシャル成長法によりエピタキシ
ャル成長層を成長させる際にその成長層厚を制御する方
法に関するものである。

く従来技術とその問題点〉 エピタキシャル成長層を多層に成長させ、各層の層厚を
成長面方向に沿って部分的に変化させた半導体素子を作
製する成長方法は、特に半導体レーザ等の分野で重要な
製造技術となってきている。

成長層の層厚を制御することによって種々の優れた特性
を有する半導体素子を得ることができる。

一般に、液相エピタキシャル成長法を用いて半導体基板
上に基板面方向に沿って層厚の異なるエピタキシャル成
長層を成長させる方法として、エピタキシャル成長用半
導体基板にメサ形状の突起を形成し、この基板面上に成
長層を成長させる方法が知られている。しかしながら、
この突起の高さがエピタキシャル成長層の層厚より十分
低くない場合にはエピタキシャル成長層の層厚の薄い部
分は平坦化されず、周囲に比べて凸状に盛い上がった状
態となり、引き続いてこの部分に成長を行なう場合に、
次のエピタキシャル成長層は制御された層厚の成長層と
はならず同じ部位で層厚が他の部位に比べ薄くなってし
まうといった問題点があった。

一方、半導体基板に形成するメサ状突起の高さがエピタ
キシャル成長層に比べて十分に低い場合には成長表面が
平坦となるが、引き続いてこの上に成長を行なう場合に
次のエピタキシャル成長層は全面均一な成長となりもほ
や層厚の異なるエピタキシャル成長層を成長させること
はできなくなる。従って、液相エピタキシャル成長法の
特性を利用した部分的に層厚の異なる多層構造の半導体
素子の実現は非常に困難となる。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、液相エピタキシャル成長法を利用したエピタキシャ
ル成長層の成長層厚の制御を確実に行なうことのできる
エピタキシャル成長方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、周囲に比べて薄い
エピタキシャル成長層を形成する必要のある領域の両側
あるいは周囲に層厚制御用のストライプ状溝を形成し、
このストライプ状溝に挾まれたあるい／′ｉ囲まれた領
域でのエピタキシャル成長速度を抑制することにより、
その部分における成長層厚を制御することを特徴とする
。

〈実施例〉 第１図は本発明の１実施例の説明に供するエピタキシャ
ル成長用半導体基板の斜視図である。

本実施例ではエピタキシャル成長ＩＩＫ幅１０μｍ。

深さ１μｍの層厚制御用ストライプ状溝２１．２２を４
０μｍ間隔で２木蓮列に形成した半導体基板１゜を用い
る。ストライプ状溝２１．２２はフォトエツチング等で
容易に刻設される。この半導体基板ｌＯ上に液相エピタ
キシャル成長を行なうと、この成長法の特徴である平坦
部よりも湾曲部あるいは凹みの部分での成長速度が速く
なるという現象により、ストライプ状溝２１．２２での
エピタキシャル成長層の成長が速く進行する。即ち、ス
トライプ状溝２１．２２で発生する湾曲成長により、周
囲の成長融液中のＡｓを消費し、この結果として湾曲部
周囲の成長速度を抑える作用を奏する。

この作用によシ、２本のストライプ状溝２１．２２に挾
まれた中央領域３０では両スト２イグ状溝２１．２２の
影響を受けて成長速度が大きく抑えられることとなり、
その結果、半導体基板ＩＯ上には第２図に示す様な形状
のエピタキシャル成長層ＩＩ即ち周囲領域３１に比べて
中央領域３０で成長層厚の薄いエピタキシャル成長層１
１が形成される。形成されたエピタキシャル成長層１１
は中央領域３０で厚さ０．２μｍ１周囲領域３１で厚さ
０．６μｍとなり、各領域３０．８１のそれぞれにおけ
る成長層表面は盛り上がることなく平坦な面となった。

第３図は上記方法によりエピタキシャル成長層１１が形
成された半導体基板１０の断面図である。

２木の層厚制御用ストライプ状溝２１．２２の間隔ＰＳ
、溝幅Ｗｓ　、溝の深さｄｓを変化させた場合のエピタ
キシャル成長層１１の中央領域３０の厚さｔＶｃ与える
影響を調べると第４図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す如くと
なった。尚、この場合エピタキシャル成長層１１の周囲
領域３１の厚さＴは１．０μｍ一定とし、この厚さにな
るまで液相エピタキシャル成長を継続した。第４図より
明らかな如く、ｐｓが大きくなるに従ってストライプ状
溝２１．２２の成長速度抑１ｆｆｌＪ効果は漸次小さく
なる。またＷＳは４μｍ程度より効果が現われ１５μｍ
程度以上で成長速度抑制効果は最大となる。ｄｓ￥ｉ０
．４μｍ以上で急激に効果が現われ１．２μｍ程度で最
大となっている。

第２図に示す構造のエピタキシャル成長層ＩＩ上に引き
続いてエピタキシャル成長層を成長形成すれば半導体レ
ーザ素子等の多層構造半導体素子が得られる。エピタキ
シャル成長層１１に積層すれる第２層は、厚く成長させ
た場合、エピタキシャル成長層ＩＩの凹凸形状が消失し
て成長層表面が平坦な層となり、薄く成長させた場合に
はエピタキシャル成長層１１の表面形状を受は継いで凹
凸状の層となる。いずれの場合であってもエピタキシャ
ル成長層＋１の中央領域３０と周囲領域３１各々の成長
面は平坦であるため、これを下地層としてこの上に成長
形成される成長層は層厚が制御された厚さとなり、再現
性が確保される。

第５図は本発明の他の実施例の説明に供するエピタキシ
ャル成長用半導体基板の斜視図である。

本実施例において汀、エピタキシャル成長層厚を薄くし
たい部分の四方を層厚制御用ストライプ状溝５０で囲ん
だ中央領域６０とその周囲領域６！を有する半導体基板
４０を用いて液相エピタキシャル成長させる。ストライ
プ状溝５１：ｔエピタキシャル成長層厚を薄くしたい中
央領域６０を囲むようにして幅１０μｍ、深さ１μｍ、
−辺４０μｍの形状に刻設されている。この半導体基板
４０上に液相エピタキシャル成長法により成長を行なう
と、第６図に示す如く、ストライプ状溝５０で囲まれた
内側の中央領域６０では成長層厚が薄く、一方、ストラ
イプ状溝５０の外側の周囲領域６１ではこれより厚いエ
ピタキシャル成長層４１が得られる。

上記実施例により、中央領域６０でエピタキシャル層厚
が０．１５μｍ１周囲領域６１では０．６０μｍのエピ
タキシャル成長層が得られた。

本実施例においても、層厚制御用ストライプ状溝５０の
幅、深さ及び中央領域６０の面積を変えることによって
エピタキシャル層厚の制御を行なうことができる。

く発明の効果〉 本発明によれば、半導体基板上に液相エピタキシャル成
長法により部分的に層厚の薄いエピタキシャル成長層を
制御性良く形成することが可能となる。これによって、
半導体装置例えば半導体レーザを液相エピタキシャル成
長により作製する際等において、素子製作条件の自由度
が増し、従来得られなかった新たな半導体素子構造を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の１実施例の説明に供する半
導体基板の斜視図である。 第３図及び第４図は第２図に示す構造の各部パラメータ
を変化させた場合の成長層厚変化を説明する説明図であ
る。 第５図及び第６図は本発明の他の実施例の説明に供する
半導体基板の斜視図である。 １０．４０・・・半導体基板、Ｉ＋、４１・・・エピタ
キシャル成長層、２０．２１．５０・・・ストライプ状
溝、３０．６０・・・中央領域、３１．６１・・・周囲
領域。 代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他！名）第２　図 第ｊ　＠　　　　　ＰＳ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体基板の成長面にエピタキシャル成長層を液相
   成長させる液相エピタキシャル成長方法において、前記
   成長面に互いに平行なストライプ状溝を形成し、該スト
   ライプ状溝で挾まれた領域に対応する前記エピタキシャ
   ル成長層の成長速度を抑制して層厚を制御することを特
   徴とする液相エピタキシャル成長方法。