JPS62244129A - メルトのベ−キング方法および液相エピタキシヤル成長法 - 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 本発明は受光素子のような高純度のエピタキシャル膜を
液相エピタキシャル成長法（以下ＬＰＥ法）ならびにこ
の場合に必要な成長メルトのベーキング方法に関する。

従来の技術 種々の電気デバイス・光デバイスの多くは基板上への単
層もしくは多層のエピタキシャル成長膜で構成されてい
る。このエピタキシャル膜はＬＰＥ法を用いるのが主流
である。特にＰＩＮダイオードやＡＰＤ等の受光層に高
純度のエピタキシャル層が要求される。従ってＬＰＥ法
によって高純度のエピタキシャル層を得る技術は重要で
ある。

ＬＰＥ法によって高純度のエピタキシャル層を得るには
高純度のメルトを用いなければならない。

高純度材料の選択は言うまでもないが、さらに成長前に
メルトをベーキングしメルト中の不純物を蒸発させて高
純度化を図る方法が行なわれている（例えばｙｙＡｐ２
ｏ（１９８１）ｐ２１０５）。

以下長波長域での受光素子に用いられるＩｎＧａＡｓ／
ＩｎＰ系についてのＬＰＥ法について述べる。この系で
はメルトとしてＩｎを用い、これに秤量したＩ　ｎＡｓ
とＧ　ａ　Ａ　ｓのソース材料を溶かしＩｎＰ基板上に
格子整合のとれたエピタキシャル層を成長するものであ
る□　Ｉｎは通常６Ｎ程度の純度のものが用いられてい
るが、キャリヤ濃度が１０１４〜１ｏ１５／ｃｄ　　の
高純度の層を得るためには成長に先だち、さらに成長メ
ルトのプリベーキングを行ない高純度化する方法が用い
られる。プリベーキングにはハンドリング時の汚染を防
ぐため成長ボートと同一のボートが用いられている。

第３図はプリベーキング時（ａ）および成長時（ｂ）に
おける成長ボートの断面構造を示す。１はボートの台座
、２はスライダー、３はメルトを収納するメルト溜め６
を含むメルトホルダーである。ここでまず成長ボートの
メルトホルダー３の成長槽６に成長用として必要な量の
Ｉ　ｎ　Ａ　ａ　、　Ｇ　ａ　Ａ　ａ　　ソースを含む
Ｉｎメルト５を収納してＨ２気流中９で７００℃程度に
まで高温にしベーキングを行なう（第３図（ａ））。一
定時間のベーキングののち室温まで冷却し、スライダー
２中の凹部７にＩｎＰ基板８を挿入後、さらに６６０℃
程度まで昇温したのち成長温度（ｅｓｏ℃）まで除冷し
た時点でスライダー２に接続された操作棒４を１０の方
向にスライドしてスライダー２をスライドし、ＩｎＰ基
板８をメルト６に接触して成長を行なう（第３図（ｂ）
）。

第４図は前述のプリベーキング工程におけるベーキング
時間とキャリヤ濃度の関係を示すものである。この図か
ら明らかであるが２×１０１５ＣｐＨのキャリヤ濃度を
得るには２０時間もの時間を必要とし、１０１４一台に
入るためには１００時間以上ものベーキングが必要であ
ることがわかる〇一方ペーキング時においてメルトから
の不純物の蒸発量はメルトの高さが小さい程、大きいこ
とがわかっている（ジェイ　クリスタル　グロース：　
Ｊ、　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ　ｅｓ　ｓ　（１
ｓａ１）Ｐ３９２　）Ｑこれは単位重量当たりの表面積
が大きくなり、不純物の蒸発が促進されるからである。

しかし単純にメルトの重量を減らしてメルトの高さを小
さくした場合、エピタキシャル成長時での膜厚や組成の
面内での不均一性やエツジグロースの増大などの問題が
生じてくる。

発明が解決しようとする問題点 以上述べたように、従来のメルトのベーキング方法では
、高純度のエピタキシャル層を得るためには非常に長時
間を要し、稼動率、消費電力の立場から問題があった。

またベーキングの効率を高めるために、メルトの重量を
小さくして単位重量当りのメルトの表面積を大きくする
という方法ではエピタキシャル層の膜厚や組成の面内ば
らつきやエツジグロースの増大という問題があった。

問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を克服すべく、成長メルトを収納
するメルト溜めの側面を構成する壁面の少なくとも一つ
が可動な成長ボートを用い、プリベーキング時の成長メ
ルトの表面積と成長時の成長メルトの表面積を変化され
てプリベーキングとエピタキシャル成長を行なうもので
ある。

作　　用 上述の手段によシ、エピタキシャル成長に問題が生じな
い量の成長メルトを、ベーキング時においてのみその表
面積を増大することができ、メルトからの不純物の除去
を効率良く行なうことができるのでベーキング時間を短
縮することができる０実施例 以下本発明の実施例をＩ　ｎＧａＡｓ　／Ｉ　ｎＰ系の
ＬＰＥ成長の場合について述べる。

第２図は本発明に用いたベーキング及びエピタキシャル
成長用ボートの平面図（、）と断面図（ｂ）である。こ
こで１．２．３は第２図と同じく、それぞれボート台座
、スライダー、メルトホルダーである。本ボートではメ
ルトを収納する成長槽ｅの１つの側面を形成する側壁１
２が１２Ａの位置から１２Ｂの位置まで可動である。側
壁１２の移動はこれに接続した操作棒４によって行なう
。ここで１３はストッパーである。

次に本ボートを用いた液相成長法について述べる。

まず成長ボート中の可動側壁１２を１２Ａの位置にして
メルト溜め６の容積を大きい状態で、成長メルト６であ
るＩｎＡｓとＧ　ａ　Ａ　ｓを含むＩｎを収納し、Ｈ２
気流中で７００℃に加熱しベーキングを行なう（第１図
体））０次に冷却前に操作棒４を１４の方向に移動して
可動側壁１２を１２Ｂの位置にし、成長メルト５をエピ
タキシャル成長に適した高さのを持つ形状にする（第１
図（ｂ）　）　ｏさらに冷却後、スライダー２の凹部７
にＩｎＰ基板８を挿入、また操作棒４をスライダー２に
接続したのち、６７Ｃ）Ｃまで昇温・ソーク後６５０℃
まで降温した状態で操作棒４を１０の方向へスライドし
、スライダー４上のＩｎＰ基板８を成長メルト６に接触
し成長を行なう。

このような方法では、成長とベーキングが同一メルトで
ありながら、ベーキング時においてのメルトの表面積が
大きく、メルトからの不純物の蒸発が促進され、短時間
のベーキングで高純度のエピタキシャル層が得られるも
のである。また成長に最適なメルトの高さを選択できる
ので、面内の均一性に優れた良好なエピタキシャル成長
膜を得ることができる。

尚、本実施例においてはＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰｉ％材料
を用いているが、ベーキングによって高純度化が図れる
ものであればこれに限定されない。またエピタキシャル
成長前のプリベークに限らず、メルトのベーキングとそ
の後の使用に応じた形状への成型工程にも本発明を適用
できることは言うまでもない。

発明の効果 以上本発明はメルトのベーキングにおいて、メルト溜め
の側面を構成する壁面の少なくとも１つが可動なボート
を用い、ベーキング時と冷却時の表面積を変化させる方
法によシ、ベーキング時間の短縮を行なうことができる
ものである。またひきつづきエピタキシャル成長を行な
えば、組成・膜厚の均一性の良い良好な高純度エピタキ
シャル層を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（−）〜（ｄ）は本発明によるベーキング法を用
いたエピタキシャル成長工程図、第２図（ａ）　、　（
ｂ）は本発明に用いた成長ボートの平面図、断面図、第
３図は従来のベーキング法によるエピタキシャルキング
時間とキャリヤ濃度の関係を示す図である。 １・・・・・・ボート台座、２・・・・・・スライダー
、３・・・・・・メルトホルダー、４・・・・・・操作
棒、５・・・・・・成長メルト、６・・・・・・成長槽
、８・・・・・・基板、１２・・・・・・可動側壁。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名纂１
図 第２図 第３図 ＜ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メルト溜めの側面を構成する壁面の少なくとも一
   つが可動なボートを用い、前記メルト溜めの中に含まれ
   るメルトの表面積が高温時と冷却時で可変であることを
   特徴とするメルトのベーキング方法。
2. （２）成長メルトのプリベーキング工程を含み、かつ前
   記プリベーキング工程と成長工程を同一の成長ボートで
   行う液相エピタキシャル成長において、成長メルトを収
   納するメルト溜めの側面を構成する壁面の少なくとも一
   つが可動な成長ボートを用い、前記プリベーキング時の
   成長メルトの表面積と前記成長時の成長メルトの表面積
   が可変であることを特徴とする液相エピタキシャル成長
   法。