JPS6230694A - 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

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Publication number
JPS6230694A
JPS6230694A JP17133385A JP17133385A JPS6230694A JP S6230694 A JPS6230694 A JP S6230694A JP 17133385 A JP17133385 A JP 17133385A JP 17133385 A JP17133385 A JP 17133385A JP S6230694 A JPS6230694 A JP S6230694A
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JP
Japan
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substrate
growth
slide
epitaxial growth
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP17133385A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiro Okazaki
岡崎 二郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 この発明は、液相エピタキシャル成長を行うに際して、 成長を行う基板を溶液の蒸気から隔離された低温の領域
に置き、成長開始直前に該基板を成長温度のスライドボ
ート内に収容することにより、該基板゛に熱変成を生ず
ることなく、エピタキシャル成長を行うものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は液相エピタキシャル成長方法にかかり、特に成
長を行う単結晶基板の成長開始前の熱変成を防止する方
法の改善に関する。
〔従来の技術〕
単結晶基板に結晶格子が整合する同種又は異種の単結晶
層を成長させるエピタキシャル成長技術は、半導体装置
等の製造プロセスにおいて広く利用されており、成長さ
せる単結晶の構成物質を供給する形態により、液相エピ
タキシャル成長、気相エピタキシャル成長及び分子線エ
ピタキシャル成長に分類されている。
液相エピタキシャル成長は一般に溶媒である高温の液体
金属中に、成長させるべき単結晶の原料を溶質として溶
かし、冷却によって過飽和となった溶質を基板上に析出
させる。この液相成長は他のエピタキシャル成長方法に
比較して最も熱平衡に近い状態で、かつ融点よりはるか
に低い温度で成長が行われ、構造欠陥が少なく完全性の
高い単結晶が成長する。
液相エピタキシャル成長は通常、第2図に模式側断面図
を例示する如きスライドボートを用いて行われる。ボー
トは黒鉛で通常2分割して作られ、その第1の部分21
には溶液28を入れる溶液溜24、第2の部分22には
結晶を成長させる基板27を入れるくぼみ25がそれぞ
れ設けられている。この溶液溜24には底はなく、溶液
はボートの第2の部分22の表面に接触するようになっ
ている。
例えば、インジウムe(InP)半導体基板上に、イン
ジウムガリウム砒素燐(InGaAsP)活性層を含む
半導体レーザのInP/ InGaAsP/ InPダ
ブルへテロ構造を液相エピタキシャル成長するには、各
層を成長させる順に溶液溜24内で、インジウム(In
)を溶媒として、InP 、インジウム砒素(InAs
)、ガリウム砒素(GaAs)、不純物として錫(Sn
)、亜鉛(Zn)等を各成長層について所要の濃度に溶
解し、この溶液28が平衡状態に達した後に通常温度を
低下させて過飽和状態とし、ボートをスライドして各溶
液28を順次基板27に接触させ、各単結晶層を析出成
長させる。なおこのプロセスでは通常スライドボートを
水素気流中においている。
この液相エピタキシャル成長プロセスにおいて溶液28
を平衡状態に至らせるために昇温後一定温度に保持する
が、例えばInP系の液相エピタキシャル成長ではこの
温度は約600℃で昇温開始から一時間程度を要し、こ
の間1nP基板27も同様に加熱される。この結果、I
nP基板27にR(P)の蒸発などによる損傷を生じて
いる。
この熱変成はInP系のみならず、GaAs系など他の
化合物半導体基板についても大きい問題であり、これを
防止するために、例えば基板と同種など基板の揮発性成
分を含む結晶で基板を覆うこと、或いは揮発性成分の蒸
気を融液などから供給してその分圧を高めることなどが
既に行われている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
液相エピタキシャル成長プロセスにおける基板の熱変成
の問題に対して前記例の如くその改善手段が提供されて
はいるが、高温に曝される時間が例えば1時間程度以上
と長いためにその効果が未だ十分ではなく、基板の熱変
成を十分に防止することが可能な液相エピタキシャル成
長方法が要望されている。
〔問題点を解決するための手段〕
前記問題点は、本発明の実施例を示す第1図に見られる
如く、 反応管12内に隔壁12sを選択的に設けて、該反応管
12の一部を上下2室12A、12Bに区画し、該下室
12Bに置かれたスライドボートの第1の部材1に設け
られた溶液溜4内に所要の溶液8を溶解し、 エピタキシャル成長を行う基板7を、該上室12A内で
該溶液8を溶解する温度より低温の領域に置き、 該溶液8が成長開始可能の状態に達した後に、該スライ
ドボートの第2の部材2に設けられ、かつ該隔壁12s
端の近傍に置かれたくぼみ5に該基板7を収容し、 該溶液溜4を該基板7上にスライドして、該基板7上に
単結晶層を成長せしめる本発明による液相エピタキシャ
ル成長方法により解決される。
〔作 用〕
本発明の液相エピタキシャル成長方法は、反応管内に隔
壁を選択的に設けてその一部を上下2室に区画し、溶液
の溶解はその下室で行い、エビタキシャル成長を行う基
板はまずその上室の低温領域に置く。この配置により溶
液から発生する蒸気が基板に触れることはない。
溶液が成長可能の状態になった後に、基板をスライドボ
ートのくぼみに収容して成長を開始する。
この基板の移動は、illえば基板がスライド棒で隔壁
端まで押され、隔壁及びスライドボートの側面を滑って
くぼみに収容される構造を用いる。
本方法によれば、成長開始直前に移動する部分が少なく
温度分布の乱れが極めて少ないために、移動完了後直ち
に成長を開始することが可能で、前記の従来大きい問題
である液相エピタキシャル成長開始前の基板の熱変成が
解決される。
〔実施例〕
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第1図は本発明による液相エピタキシャル成長の実施例
を示す模式図である。
本実施例に用いる液相エピタキシャル成長装置は同図(
illに示す如く、溶液溜4が設けられたスライド部1
、成長を行う基板7を収容するくぼみ5が設けられた基
台2の2部分からなる従来例とほぼ同様なスライドボー
トが、支持棒9によって反応管12内に支持されて、成
長炉13内に置かれている。なお成長炉13内の温度は
同図(blに示す如く分布する。
反応管12には同図左側から水素0+ 2 )ガスが導
入され右側に引かれるが、本発明に用いる反応管12は
基台2のくぼみ5の近傍からガスの下流側でスライドボ
ートの上に隔壁12sが設けられ、12A、 Bの上下
2室に区画されて、この上側の室12Aには基板スライ
ド棒10が設けられている。
本実施例では、光通信の石英系ファイバによる伝送に適
する波長1.1〜1.6μm程度の帯域の、BH(Bu
ried Heterostructure)レーザの
InP/ TnGaAsP/InPダブルへテロ構造を
成長する。このために溶液溜4には左から順に、n型1
nP閉じ込め層の成長溶?&、F3a、InGaAsP
活性層の成長溶液8b、 p型InP閉じ込め層の成長
溶液8c、 p型InGaAsPコンタクト層の成長溶
液8dのための溶媒In、及び各溶質を例えば下記の比
率で収容する。
溶媒ln=1gに対する溶質mg InP     InAs     GaAs    
   Sn       Zn8a   3.5   
    −  30.0   −8b   O,926
,07,8−− 8c   3.5   −   −   −  0.4
08d   O,926,07,80,25またn型1
nP基板7を反応管の上室12Aに基板スライド棒10
で挿入するが、その位置は成長炉13内温度分布で高温
とならない位置に止めておく。
水素気流を反応管12内に通じつつ成長炉13の温度を
上弄させ、例えば約40分間で中心温度を600±0.
5℃とし、この温度に例えば20分間程度保持して溶液
を平衡状態とする。この間に溶液メ〆8a〜8dから発
生する蒸気が基板7に触れることはない。
溶液8a〜8dが平衡状態に達した後に、例えば中心部
分で0.7°C/minの速度で温度を低下させこれが
565°Cとなったときに、基板スライド棒10によっ
て基板7を押し、隔壁12s及びスライドボートのスラ
イド部lの側面上をガイドに沿って基板7を滑らせ、基
台2に設けられたくぼみ5に収容する。
続いて溶液スライド棒11を押してスライド部1をスラ
イドさせ、まず溶液8aを基板7上に置いてn型1nP
閉じ込め層のエピタキシャル成長を開始する。所要の時
間接触させた後順次スライド部1をスライドさせ、溶液
8b〜8dを基板7に接触させて各半導体層を成長させ
る。
なお反応管12の隔壁12sには反応管の本体と同様に
石英を用いており、スライドボートのスライド部1と共
にその側面は適当な傾斜面とされている。また最初に基
板7置いた低温領域は温度100℃以下である。
本発明の方法を、前記ダブルへテロ構造の成長及び埋め
込み成長に適用した旧ル−ヂの半′!π体基体には基板
の前記熱変成が認められず、これを用いたレーザ素子は
従来の素子に比して明らかな特性の向上を示した。
〔発明の効果〕
以上説明した如く本発明によれば、液相エピタキシャル
成長において重大な問題である基板の熱変成が解決され
、かつ操作も容易、確実であり、例えば元化合物半導体
装置などの製造に大きい効果を与える。
【図面の簡単な説明】
第1図(alは本発明の実施例を示す模式図、第1図(
b)はその温度分布の例を示す図、第2図は従来例を示
す模式側断面図である。 図において、 1はスライド部〜1・のスライド部、 2はスライドボートの基台、 4は溶液溜、     5はくぼみ、 7は成長を行う基板、88〜8dは溶液、9は支持棒、
    10は基板スライド棒、11は溶液スライド棒
、12は反応管、12sは反応管内の隔壁、 12八及び12Bは反応管内の該隔壁による室、13は
成長炉を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 反応管(12)内に隔壁(12s)を選択的に設けて、
    該反応管(12)の一部を上下2室(12A)(12B
    )に区画し、 該下室(12B)に置かれたスライドボートの第1の部
    材(1)に設けられた溶液溜(4)内に所要の溶液(8
    )を溶解し、 エピタキシャル成長を行う基板(7)を、該上室(12
    A)内で該溶液(8)を溶解する温度より低温の領域に
    置き、 該溶液(8)が成長開始可能の状態に達した後に、該ス
    ライドボートの第2の部材(2)に設けられ、かつ該隔
    壁(12s)端の近傍に置かれたくぼみ(5)に該基板
    (7)を収容し、 該溶液溜(4)を該基板(7)上にスライドして、該基
    板(7)上に単結晶層を成長せしめることを特徴とする
    液相エピタキシャル成長方法。
JP17133385A 1985-08-02 1985-08-02 液相エピタキシヤル成長方法 Pending JPS6230694A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03102736U (ja) * 1990-02-09 1991-10-25

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03102736U (ja) * 1990-02-09 1991-10-25

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