JPS6235998B2 - - Google Patents

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JPS6235998B2
JPS6235998B2 JP58000980A JP98083A JPS6235998B2 JP S6235998 B2 JPS6235998 B2 JP S6235998B2 JP 58000980 A JP58000980 A JP 58000980A JP 98083 A JP98083 A JP 98083A JP S6235998 B2 JPS6235998 B2 JP S6235998B2
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JP
Japan
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temperature
solution
epitaxial growth
wafer
jig
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JP58000980A
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Japanese (ja)
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JPS59128298A (en
Inventor
Kazuhisa Ikeda
Takashi Shimoda
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B19/00Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/06Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
    • C30B19/062Vertical dipping system

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、Siをドーパントとして含む溶液の
中に、多数の化合物半導体ウエハを竪方向に並べ
たものを加熱、冷却してウエハ上にエピタキシヤ
ル層を成長させる竪形液相エピタキシヤル成長法
の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention is a vertical method in which a large number of compound semiconductor wafers are vertically arranged in a solution containing Si as a dopant, and then heated and cooled to grow an epitaxial layer on the wafers. Concerning improvements in liquid phase epitaxial growth methods.

GaAs、GaP、InPなどの化合物半導体ウエハ
に、Siをドーパントとして含むエピタキシヤル成
長層を形成するために、竪形液相エピタキシヤル
成長法を用いる事ができる。
A vertical liquid phase epitaxial growth method can be used to form an epitaxial growth layer containing Si as a dopant on a compound semiconductor wafer such as GaAs, GaP, or InP.

第1図は液相エピタキシヤル成長法を行うため
の装置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an apparatus for performing liquid phase epitaxial growth.

この例では、半導体ウエハ1はGaAsウエハで
ある。直径は50mm程度のものを用いる。
In this example, semiconductor wafer 1 is a GaAs wafer. Use one with a diameter of about 50 mm.

治具2は断面が凹字型の浅い容器であり、ここ
に半導体ウエハ1が収められている。
The jig 2 is a shallow container with a concave cross section, and the semiconductor wafer 1 is housed therein.

治具2の中には、半導体ウエハ1のさらに上へ
GaAsを溶かしたGa溶液3が満されている。Ga溶
液には、エピタキシヤル層を形成すべきGaAsを
溶質として含む。GaAsは飽和濃度にあるのが望
ましい。
Inside the jig 2, there is a
It is filled with a Ga solution 3 in which GaAs is dissolved. The Ga solution contains GaAs, which is to form an epitaxial layer, as a solute. It is desirable that GaAs be at a saturation concentration.

溶質は、半導体ウエハ1の成分と同一であるこ
とが必要で、半導体ウエハがGaP、InPの場合
は、当然溶質もGaP、InPである。
The solute needs to be the same as the component of the semiconductor wafer 1, and when the semiconductor wafer is GaP or InP, the solute is naturally also GaP or InP.

溶液3は、溶質を溶かす事ができ、しかも融点
が十分低い、という条件が課される。このため、
一般にGaが用いられる。
Solution 3 must be able to dissolve the solute and have a sufficiently low melting point. For this reason,
Ga is generally used.

このようにしたウエハ1、治具2、溶液3の組
を、上下方向に多数組積上げる。石英カセツト7
を竪に支持しておき、この中へウエハ、治具の組
を竪に積上げるから、竪形液相エピタキシヤル成
長法と呼ぶ。第7図は装置の分解斜視図である。
A large number of sets of the wafer 1, jig 2, and solution 3 thus constructed are stacked vertically. Quartz cassette 7
is supported vertically, and sets of wafers and jigs are stacked vertically inside this, so it is called a vertical liquid phase epitaxial growth method. FIG. 7 is an exploded perspective view of the device.

実際には、溶液3は、互に分離しているのでは
なく、石英カセツト7の側方に2条の竪の溝6が
設けられ、竪溝6を通して、Ga溶液は互に連通
している。つまり、石英ルツボ4内に予めGa溶
液を入れておき、次に、ウエハ1を置いた浅い円
板状の治具2を上方から順に石英カセツト7の中
へ入れ、溶液3の中へ沈ませてゆく。
In reality, the solutions 3 are not separated from each other, but two vertical grooves 6 are provided on the sides of the quartz cassette 7, and the Ga solutions communicate with each other through the vertical grooves 6. . In other words, a Ga solution is placed in the quartz crucible 4 in advance, and then the shallow disc-shaped jig 2 with the wafer 1 placed thereon is placed into the quartz cassette 7 in order from above and submerged in the solution 3. I'm going to go.

治具2の上方は開放しているから、溶液3が入
つてくる。しかし、治具2の開放面(上面)に
は、1段上の治具2の底面が戴るので、結局、蓋
をするのと同じことになる。
Since the upper part of the jig 2 is open, the solution 3 enters. However, since the open surface (top surface) of the jig 2 is covered with the bottom surface of the jig 2 one step above, the result is the same as putting a lid on it.

このような、治具2、ウエハ1の組を、1本の
石英カセツト7の中で、同時に処理する。本発明
は、50組程度を同時にエピタキシヤル成長させる
ことができる。量産性に富む方法である。
Such a set of jig 2 and wafer 1 is processed simultaneously in one quartz cassette 7. According to the present invention, about 50 sets can be epitaxially grown at the same time. This method is highly suitable for mass production.

そして、ヒーター5が石英管8の周囲に設けら
れている。
A heater 5 is provided around the quartz tube 8.

最初、石英ルツボ4の中に、Ga溶液、ソース
ポリ(GaAs多結晶)、ドーパントを入れておく。
ヒーター5に通電し、炉の温度を上げ1000℃程度
にする。Ga溶液3には、均一にソースポリ、ド
ーパントが溶ける。ドーパントはp型、或はn型
エピタキシヤル成長させる為に必要な不純物が選
ばれるが、本発明では、ドーパントとしてSiを含
む事が要件となる。
First, a Ga solution, source poly (GaAs polycrystal), and dopant are placed in a quartz crucible 4.
Turn on the heater 5 and raise the temperature of the furnace to about 1000℃. The source poly and dopant are uniformly dissolved in the Ga solution 3. As the dopant, an impurity necessary for p-type or n-type epitaxial growth is selected, and in the present invention, it is necessary to include Si as the dopant.

均一になつた溶液3の中へ、前述のように、数
十組の治具、ウエハを順に決めてゆく。溶液3
は、それぞれの治具2の中へ入る。ウエハ1を置
いた治具2は溶液3によつて満たされる。ウエハ
上面と溶液3とは、直接に接触し、溶液はウエハ
によくなじむ。
As described above, several dozen sets of jigs and wafers are sequentially placed into the uniform solution 3. solution 3
enter into each jig 2. A jig 2 on which a wafer 1 is placed is filled with a solution 3. The upper surface of the wafer and the solution 3 are in direct contact, and the solution blends well with the wafer.

次に炉の温度を800℃程度から600℃程度まで、
徐々に下降させる。この時に、エピタキシヤル成
長層がウエハ表面に形成される。
Next, increase the temperature of the furnace from about 800℃ to about 600℃.
Lower gradually. At this time, an epitaxial growth layer is formed on the wafer surface.

竪に並んだウエハに対し、温度が一様のまま、
降温させるのではない。下方を低く、上方を高く
保ちながら、徐々に温度を下げてゆく。
The temperature remains uniform for the wafers arranged vertically,
It's not about lowering the temperature. Gradually lower the temperature while keeping the lower part low and the upper part high.

第2図は石英管内の温度分布図である。竪方向
の高さ(石英管の下底からの距離)をxとして縦
軸に、温度を横軸にとつてある。温度は一様でな
く、温度勾配(dT/dx)が正になるように、温
度分布を与える。そして、温度勾配を維持しなが
ら、全体を徐冷してゆく。
FIG. 2 is a temperature distribution diagram inside the quartz tube. The vertical axis (x) is the vertical height (distance from the bottom of the quartz tube), and the horizontal axis is the temperature. The temperature is not uniform, and a temperature distribution is provided so that the temperature gradient (dT/dx) is positive. Then, the whole is gradually cooled while maintaining the temperature gradient.

積上げられたウエハの最上端のものと、最下端
のものとで、温度差△Tは約10℃である。
The temperature difference ΔT between the topmost and bottommost stacked wafers is about 10°C.

前述のように、Ga溶液3は、竪溝6を通つ
て、上下に流通しうる。このような温度勾配をつ
けるのは、ひとつの治具2の中でみれば、溶液3
の下方が低温、上方が高温となるから、ウエハ上
に結晶成長を開始しやすくする為である。ひとつ
の治具2の内部空間で、溶液3は対流により、迅
速に移動するが、温度勾配のために、ウエハ上に
結晶化し、一段上の治具の裏面には結晶化しな
い。
As mentioned above, the Ga solution 3 can flow vertically through the vertical groove 6. Creating such a temperature gradient means that the solution 3 is
This is to make it easier to start crystal growth on the wafer since the temperature is low below and high above. In the internal space of one jig 2, the solution 3 moves rapidly due to convection, but due to the temperature gradient, it crystallizes on the wafer and does not crystallize on the back surface of the jig one step above.

しかしながら、他方、溶液3は、竪溝6を通つ
て、緩漫に流通しうる。このため、石英管の上下
で、溶質の濃度が異なるようになる。一般に、上
方で高濃度になる傾向がある。
However, on the other hand, the solution 3 can flow slowly through the groove 6. For this reason, the concentration of solute differs between the top and bottom of the quartz tube. In general, there is a tendency for the concentration to be higher in the upper part.

このため、上方は高温、下方は低温であるにも
拘らず、エピタキシヤル成長はほぼ同時に開始さ
れ、ほぼ同時に終る。成長層の膜の厚みも、上下
で差がない。
Therefore, despite the high temperature in the upper part and the lower temperature in the lower part, epitaxial growth starts and ends almost at the same time. There is no difference in the thickness of the growth layer between the top and bottom.

このように、竪形液相エピタキシヤル法は量産
性に富む優れた方法である。
In this way, the vertical liquid phase epitaxial method is an excellent method with high mass productivity.

従来は、600℃程度まで降温し、エピタキシヤ
ル成長が終了すると、より速い速度で、この温度
勾配((dT/dx)>0)を保ちながら、室温まで
冷却していた。
Conventionally, the temperature was lowered to about 600°C, and once epitaxial growth was completed, the temperature was lowered to room temperature at a faster rate while maintaining this temperature gradient ((dT/dx)>0).

冷却した後、石英管から、治具をとり出し、エ
ピタキシヤル成長層の形成されたウエハを得る事
ができる。
After cooling, the jig is taken out from the quartz tube to obtain a wafer on which an epitaxial growth layer has been formed.

Gaは未だ液状であるから、簡単に除去する事
ができる。
Since Ga is still in liquid form, it can be easily removed.

しかし、未だ難点があつた。 However, there were still difficulties.

エピタキシヤルウエハの表面にSiが晶出し、表
面を粗面化する、という事である。
This means that Si crystallizes on the surface of the epitaxial wafer, making the surface rough.

Siの晶出は、従来法において、ほぼ100%現わ
れた。しかも、ウエハのエピタキシヤル表面のほ
ぼ全面にSi晶出のみられる事が多い。
Almost 100% Si crystallization occurred in the conventional method. Furthermore, Si crystallization is often observed over almost the entire epitaxial surface of the wafer.

Si晶出があると、そのままデバイスを作製する
と、電気的、電気光学的特性の良いものが得られ
ない。そこで、Si晶出層を除去しなければならな
い。物理的、化学的な方法により、Si層を除くこ
とは、できるが、エピタキシヤル成長層を傷つけ
る惧れがあり、また余分な工程を必要とするので
好ましくない。
If Si crystallization occurs, if a device is manufactured as is, it will not be possible to obtain a device with good electrical and electro-optical properties. Therefore, the Si crystallized layer must be removed. Although it is possible to remove the Si layer by physical or chemical methods, it is not preferable because there is a risk of damaging the epitaxial growth layer and additional steps are required.

本発明者は、なぜSiがエピタキシヤル層の上に
晶出するのか考察した。
The present inventor considered why Si crystallizes on the epitaxial layer.

多くのエピタキシヤルウエハを作つてみて、Si
晶出がエピタキシヤル層の表面に現われないもの
と、現われるものの違いが、Ga溶液上の多結晶
膜の有無に関係のある事を知つた。
After making many epitaxial wafers,
We learned that the difference between cases where crystallization does not appear on the surface of the epitaxial layer and cases where crystallization does appear is related to the presence or absence of a polycrystalline film on the Ga solution.

エピタキシヤル成長が終つた後、全体を室温ま
で冷却するが、Ga溶液の表面に溶質(この場合
GaAs)の多結晶膜が生ずることがある。多結晶
膜がGa溶液上にできたものについては、エピタ
キシヤル成長面にSiの晶出がみられなかつた。
After the epitaxial growth is completed, the whole is cooled to room temperature, but the solute (in this case
A polycrystalline film of GaAs) may be formed. In the case where the polycrystalline film was formed on the Ga solution, no Si crystallization was observed on the epitaxial growth surface.

多結晶膜ができなかつたものについては、必
ず、エピタキシヤル成長面にSi晶出があつた。
In cases in which a polycrystalline film could not be formed, Si crystallization was always observed on the epitaxial growth surface.

この関係は殆ど例外がないように思える。 There seem to be few exceptions to this relationship.

しかしながら、多結晶膜がGa溶液上にできる
事は少なく、したがつて、殆どのエピタキシヤル
ウエハの表面の少なくとも一部にはSiの晶出があ
つた。
However, polycrystalline films are rarely formed on Ga solutions, and therefore Si crystallization occurs on at least a portion of the surface of most epitaxial wafers.

本発明者は、Ga溶液上に、溶質の多結晶膜が
生じると、余分のSiは多結晶膜の方に取り込まれ
るのであろうと考えた。
The present inventor thought that when a polycrystalline film of solute is formed on the Ga solution, excess Si will be taken into the polycrystalline film.

第3図は液相エピタキシヤル法に於ける、治
具、ウエハ、溶液の断面略図である。これによつ
て、Si、GaAsの運動を説明する。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the jig, wafer, and solution in the liquid phase epitaxial method. This explains the motion of Si and GaAs.

エピタキシヤル成長が持続している間は、溶質
のGaAsも、ドーパントのSiもともに、下方へ向
いウエハ1の表面に接触する。GaAsは、基板に
連続した単結晶層となり、Siは適当な濃度で均一
にこの結晶層の中へ取込まれる。
While the epitaxial growth continues, both the solute GaAs and the dopant Si are directed downward and come into contact with the surface of the wafer 1. GaAs forms a continuous single crystal layer on the substrate, and Si is uniformly incorporated into this crystal layer at an appropriate concentration.

温度が下つて600℃程度になると、エピタキシ
ヤル成長がほぼ終る。しかし、Siの下方への運動
はなお持続する。このため、Siがエピタキシヤル
成長層の表面に晶出するのである。
When the temperature drops to around 600°C, epitaxial growth is almost complete. However, the downward movement of Si still persists. Therefore, Si crystallizes on the surface of the epitaxially grown layer.

本発明者は、このように考えた。 The inventor of the present invention thought like this.

もしも、溶質の多結晶膜が溶液の表面に生ずる
と、溶液中のSiが多結晶膜によつて吸い取られ
る。この為、Siの下方への運動が妨げられる、と
考えられる。
If a polycrystalline film of solute is formed on the surface of the solution, Si in the solution is absorbed by the polycrystalline film. It is thought that this prevents the downward movement of Si.

多結晶膜を溶液表面に積極的に作つてやれば良
いわけである。そうすれば、Siのエピタキシヤル
表面への晶出を防ぐことができるはずである。
All you have to do is actively create a polycrystalline film on the surface of the solution. By doing so, it should be possible to prevent Si from crystallizing on the epitaxial surface.

第4図は表面に多結晶膜のある場合の、溶液中
でのGaAs、Siの運動を示す治具、ウエハ、溶液
の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the jig, wafer, and solution showing the movement of GaAs and Si in the solution when there is a polycrystalline film on the surface.

ここでは、溶液表面にGaAsの多結晶膜7′がで
きている。GaAsは上方へ向い、多結晶膜7′の一
部になる。これとともに、ドーパントのSiも上方
に向い、多結晶膜内へ取りこまれる。
Here, a GaAs polycrystalline film 7' is formed on the surface of the solution. The GaAs faces upward and becomes part of the polycrystalline film 7'. At the same time, the dopant Si is also directed upward and incorporated into the polycrystalline film.

積極的に、溶質の多結晶膜を表面につくり出す
にはどうすれば良いか? これが問題になる。
How can we actively create a polycrystalline film of solute on the surface? This becomes a problem.

温度分布を逆転すれば良いのである。 All we have to do is reverse the temperature distribution.

上方をより低温にすれば、溶液中のGaAsは上
方で飽和濃度になり、下方では不飽和であり続け
ることができる。
By making the upper part cooler, the GaAs in solution can reach a saturated concentration in the upper part and remain unsaturated in the lower part.

第5図は、そのような温度分布を示すグラフで
ある。横軸は温度で、縦軸は、高さを示す。横軸
Tを、縦軸xで微分したもの(dT/dx)は負で
ある。
FIG. 5 is a graph showing such temperature distribution. The horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents height. The horizontal axis T differentiated by the vertical axis x (dT/dx) is negative.

本発明は、このような考察によつてなされたも
のである。すなわち、多数の治具に入つたウエハ
を竪に積重ねて、飽和濃度の溶質を含む溶液の中
へ入れ温度勾配(dT/dx)>0となるようにし
て、エピタキシヤル成長させ、成長が終ると、温
度勾配(dT/dx)<0となるようにして、冷却す
るのが、本発明の液相エピタキシヤル成長法の特
徴である。
The present invention was made based on such consideration. In other words, wafers in multiple jigs are stacked vertically and placed in a solution containing a solute at a saturated concentration so that the temperature gradient (dT/dx) > 0, and epitaxial growth is completed. The characteristic of the liquid phase epitaxial growth method of the present invention is that the liquid phase epitaxial growth method of the present invention is cooled so that the temperature gradient (dT/dx)<0.

エピタキシヤル成長時と、その後の冷却時の温
度勾配を逆転させるためには、もちろん、ヒータ
ーの局所的な出力の調節、冷却水の調節などによ
つてもなされうる。
Of course, the temperature gradient during epitaxial growth and subsequent cooling can be reversed by adjusting the local output of the heater, adjusting the cooling water, etc.

また、ヒーター出力は、急劇に変化させず、ウ
エハのヒーター内での位置を急変させることによ
つても、温度勾配を実質的に反転することができ
る。
Furthermore, the temperature gradient can be substantially reversed by abruptly changing the position of the wafer within the heater without drastically changing the heater output.

第6図はそのような実施例を示す断面図であ
る。左側はエピタキシヤル成長装置の略図を示
し、右側はその竪方向の温度分布を表わす。
FIG. 6 is a sectional view showing such an embodiment. The left side shows a schematic diagram of the epitaxial growth apparatus, and the right side shows its vertical temperature distribution.

横軸は温度Tで、縦軸は高さxを示す。中間部
で最大温度をとり、上下でこれより低温となつて
いる。逆「く」の字型の温度分布である。もちろ
ん、この曲線全体が、時間とともに左側へ推移し
てゆく。温度は下降しつづけるが、分布の様子は
殆ど不変である。
The horizontal axis represents the temperature T, and the vertical axis represents the height x. The maximum temperature is reached in the middle, and the temperature is lower in the upper and lower regions. This is an inverted dogleg-shaped temperature distribution. Of course, this entire curve shifts to the left over time. Although the temperature continues to fall, the distribution remains almost unchanged.

最初、ウエハの積層体は、下方のA位置にお
き、ここでエピタキシヤル成長させる。
Initially, the stack of wafers is placed in the lower position A, where it is epitaxially grown.

エピタキシヤル成長が終ると、ウエハの積層体
をB位置へ引上げる。B位置に置いて徐冷し、室
温に至る。
When the epitaxial growth is finished, the stack of wafers is pulled up to position B. Place in position B and slowly cool to room temperature.

このように、ウエハ積層体の位置を変えること
により、温度分布を反転させることもできる。
In this way, by changing the position of the wafer stack, the temperature distribution can also be reversed.

効果をのべる。 Add effect.

エピタキシヤル成長終了後、温度分布が反転
し、上方が低温になるので、溶液の表面に、溶質
の多結晶膜ができる。Siは表面の多結晶膜に取込
まれるので、エピタキシヤル成長層には晶出しな
い。表面のきれいなエピタキシヤルウエハができ
る。
After the epitaxial growth is completed, the temperature distribution is reversed and the upper part becomes lower temperature, so that a polycrystalline film of solute is formed on the surface of the solution. Since Si is incorporated into the polycrystalline film on the surface, it does not crystallize in the epitaxial growth layer. Epitaxial wafers with clean surfaces can be produced.

後で、Siを除去するという必要がない。 There is no need to remove Si afterwards.

本発明は、GaP、GaAs、InPなど化合物半導体
の、Siをドープしたエピタキシヤルウエハの製造
に用いることができる。
The present invention can be used to manufacture Si-doped epitaxial wafers of compound semiconductors such as GaP, GaAs, and InP.

特にSiドープGaAs赤外発光用エピタキシヤル
成長に用いれば、このウエハから作つた発光ダイ
オードは、発光出力、寿命の点で優れたものがで
きる。
In particular, when used for Si-doped GaAs infrared light emitting epitaxial growth, light emitting diodes made from this wafer can be made with excellent light emitting output and lifetime.

さらに、液相エピタキシヤル成長法であるか
ら、高温時にウエハがH2ガス、N2ガスに直接さ
らされない。このため、As抜けが起りにくい、
という長所がある。
Furthermore, since it is a liquid phase epitaxial growth method, the wafer is not directly exposed to H 2 gas or N 2 gas at high temperatures. For this reason, As omission is less likely to occur.
There is an advantage.

SiドープGaAsの場合、本発明によれば、全ウ
エハの内60〜70%は、Siのエピタキシヤル表面の
晶出が全くみられなかつた。Si晶出が一部にみら
れたウエハでも、そのウエハ面積の内約70%には
Siの晶出がなかつた。
In the case of Si-doped GaAs, according to the present invention, 60-70% of all wafers showed no Si epitaxial surface crystallization. Even on wafers with some Si crystallization, about 70% of the wafer area is
There was no crystallization of Si.

図示した例では、皿型の治具にウエハを入れ
て、石英管内に竪に並べている。
In the illustrated example, wafers are placed in a dish-shaped jig and arranged vertically in a quartz tube.

治具の形状は任意である。蓋付きの治具として
も良い。治具はカーボン、石英などの適当な材質
で作る。
The shape of the jig is arbitrary. It may also be used as a jig with a lid. The jig is made of a suitable material such as carbon or quartz.

重要なのは、多数のウエハが、エピタキシヤル
層を形成すべき溶質を含む溶液の中に、間隔を置
いて竪に並んでおり、この溶液は互に連通しあう
という事である。このような条件下で、温度勾配
を逆転すると、前述のような効果を挙げることが
できる。
What is important is that a number of wafers are vertically spaced apart in a solution containing the solute to form the epitaxial layer, and that the solution communicates with one another. Under such conditions, reversing the temperature gradient can produce the effects described above.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は竪型液相エピタキシヤル成長法を行う
ための装置の断面図。第2図はウエハを溶液内に
間隔を置いて積上げた積層体の、エピタキシヤル
成長時の竪方向の温度分布を示すグラフ。第3図
は液相エピタキシヤル法に於ける、治具、ウエ
ハ、溶液の略断面図で、Si、GaAsが下向きの運
動をしているのを略示している。第4図は、液相
エピタキシヤル法に於る、治具、ウエハ、溶液の
略断面図で、Si、GaAsが上向きの運動をしてお
り、溶液表面に多結晶膜が生じている状態を略示
する。第5図は本発明の液相エピタキシヤル成長
法を実行する場合の、エピタキシヤル成長後の冷
却時に於ける温度分布を示すグラフ。第6図はウ
エハの積層体をヒーターの中で動かす事により、
温度勾配を逆転させる方法を略示するための、液
相エピタキシヤル成長荘置の略断面図。第7図は
竪型エピタキシヤル成長装置の部品の分解斜視
図。 1……ウエハ、2……治具、3……溶液、4…
…石英ルツボ、5……ヒーター、6……竪溝、7
……石英カセツト、8……石英管。
FIG. 1 is a sectional view of an apparatus for performing vertical liquid phase epitaxial growth. FIG. 2 is a graph showing the vertical temperature distribution during epitaxial growth of a stacked body in which wafers are stacked at intervals in a solution. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the jig, wafer, and solution in the liquid phase epitaxial method, and schematically shows the downward movement of Si and GaAs. Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the jig, wafer, and solution in the liquid phase epitaxial method, showing the state in which Si and GaAs are moving upward and a polycrystalline film is formed on the surface of the solution. Abbreviated. FIG. 5 is a graph showing the temperature distribution during cooling after epitaxial growth when carrying out the liquid phase epitaxial growth method of the present invention. Figure 6 shows that by moving the stack of wafers in a heater,
1 is a schematic cross-sectional view of a liquid phase epitaxial growth setup to schematically illustrate a method for reversing temperature gradients; FIG. FIG. 7 is an exploded perspective view of parts of the vertical epitaxial growth apparatus. 1... Wafer, 2... Jig, 3... Solution, 4...
...Quartz crucible, 5...Heater, 6...Vertical groove, 7
...Quartz cassette, 8...Quartz tube.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 化合物半導体のエピタキシヤル層を形成すべ
き溶質とドーパントとしてのSiを含む溶液の中
に、多数の化合物半導体ウエハを、竪に、互に間
隔を置いて並べ、上方が高温、下方が低温となる
温度勾配を保ちつつエピタキシヤル成長を行い、
成長が終了すると、温度勾配を逆転し、上方が低
温、下方が高温となるように温度勾配を保ちなが
ら冷却することを特徴とする液相エピタキシヤル
成長法。
1. A large number of compound semiconductor wafers are arranged vertically at intervals in a solution containing Si as a dopant and a solute to form an epitaxial layer of a compound semiconductor, and the upper part is at a high temperature and the lower part is at a low temperature. Epitaxial growth is performed while maintaining a temperature gradient of
A liquid phase epitaxial growth method that is characterized by reversing the temperature gradient after growth is completed, and cooling while maintaining the temperature gradient so that the temperature is low at the top and high at the bottom.
JP98083A 1983-01-06 1983-01-06 Liquid phase epitaxial growing method Granted JPS59128298A (en)

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