JPS63138724A - 液相エピタキシヤル成長装置 - 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装置に係り、特にスラ
イドボート法を用いてエピタキシャル成長させる装置に
関するものである。

［従来の技術］ ＧａＡｓ等の化合物半導体のエピタキシャル成長法には
液相成長法（ＬＰＥ法）、気相成長法（ＶＰＥ法）、有
機金属熱分解気相成長法（ＭｏＣｖＤ法）１分子線エピ
タキシャル法（ＭＢＥ法）等があるが、良質の結晶相を
得るためには液相成長法が最も適し、発光ダイオードや
半導体レーザの生産レベルで広く用いられている。

この液相成長法は成分元素を含んだ溶液に直接基板を接
触させて結晶成長させる方法であり、ざらに膜厚が均一
な多層成長を行なわせる場合にはスライドボート法が一
般に用いられている。

第３図に従来のスライドボート法を実施するための装置
を示す。スライドボート３１の基板ホルダ３２に基板３
３を保持させると共に基板ホルダ３２の上に位置する溶
液ホルダ３４の複数の溶液溜３５内に各層用の成長用原
料を収容し、この状態でスライドボート３１を石英製反
応管３６内に配置する。そして、反応管３６内を昇温し
て溶液溜３５内の原料を溶融した後、基板ホルダ３２を
反応管３６の長手方向にスライドさせて基板３３上に各
溶液溜３５内の成長用融液を順次接触・分離させ、多層
成長させる。

このようにしてエピタキシャルウェハを得ることができ
るが、第３図の装置では１回の成長で１枚のウェハしか
得ることができない。

そこで、一層成長でもよいから一度に多数枚のウェハを
製造しようとする場合には、第４図に示すように基板ホ
ルダ４１に複数の基板４２を所定の間隔で保持させると
共に各基板４２に対応させて溶液ホルダ４３に溶液溜４
４を設け、基板ホルダ４１を反応管４５の長手方向にス
ライドさせることにより同時に各基板４２上に成長を行
なわせていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このように複数の基板４２を保持させた
り、複数の溶液溜４４を設けるとスライドボートの全長
が長くなるので、１回の成長で製造し得るウェハの枚数
に限界があった。あるいは、長くなるスライドボートに
合わせて反応管４５や電気炉を大型化する必要があった
。

また、溶液ホルダ４３の各溶液溜４４は互いに独立して
いるので、これらの溶液溜４４内に原料を収容する際に
は極めて＾精度の秤量が必要となり、秤量の誤差が成長
層のキャリアａＩ！！のバラツキとして現れる恐れがあ
った。

かくして本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し
、成長層のキャリア濃度のバラツキの少ないエピタキシ
ャルウェハを製造すると共に量産性の向上を図ることが
できる液相エピタキシャル成長装置を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の液相エピタキシャル成長装置は上記目的を達成
するために、複数の基板を反応管内にて同時に移動させ
ることにより各基板表面上に溶液溜内の成長用溶液を接
触させてエピタキシャル成長させる装置において、上記
反応管の長手方向に配列された複数の基板を保持すると
共に上記反応管の長手方向に対して直角の方向に移動自
在に設けられた基板ホルダと、該基板ホルダの上に配置
されると共に配列された上記複数の基板の全長にわたっ
て上記反応管の長手方向に設けられた溶液溜を有する溶
液ホルダと、上記基板ホルダを上記反応管の長手方向に
対して直角の方向に移動させるための操作部材とを漏え
たものである。

［作　用］ 以上のような構成として、複数の基板を反応管の長手方
向に対して直角の方向に移動させることにより各基板と
成長用溶液との接触・分離を行なうので、スライドボー
トの全長を長くしなくても多数枚のウェハを一度に製造
することができる。

また、複数の基板をこれらに共通の一つの溶液溜内に収
容された成長用溶液に同時に接触させるので、膜厚及び
キャリア濃度のバラツキが大幅に改善される。

さらに、溶液ホルダの溶液溜を複数個平行に設けること
により、多層成長させることも可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る液相エピタキシャル成
長装置（スライドボート）の構成を示す分解図である。

台座１の凹部２内に基板ホルダ３がｌｌ！置され、基板
ホルダ３の上に溶液ホルダ４が設けられている。基板ホ
ルダ３はその長手方向に沿って複数の基板を配列させて
保持するための保持部５を有している。一方、溶液ホル
ダ４にはその長手方向に沿って一つの溶液溜６が設けら
れている。なお、この溶液溜６は基板ホルダ３の基板保
持部５の全長にわたる長さを有している。さらに、台座
１にはその対角線上の２ケ所に切り欠き部が設けられて
おり、これらの切り欠き部を通してそれぞれ石英製の操
作棒７及び８が凹部２内に導入されている。そして、凹
部２内において操作棒７及び８の先端にそれぞれ台形状
のスライド用治具９及び１０が連結されている。すなわ
ち、２本の操作棒７及び８を共に前後させることにより
基板ホルダ３を台座１の凹部２内にて左右（台座１の幅
方向）にスライドできるように構成されている。

なお、台座１．基板ホルダ３．溶液ホルダ４及びスライ
ド用治具９．１０はそれぞれグラファイトから成ってい
る。

このようなスライドボートを用いてＧａＡｓのエピタキ
シャル成長を行なった。

まず、第２図のように溶液ホルダ４の溶液溜６内に原料
となるＧａ、　ＧａＡｓ及びドーパントを収容すると共
に基板ホルダ３の基板保持部５に複数枚のＧａＡｓ基板
１１を一列に並べて保持させた。なお、このとき基板ホ
ルダ３は操作棒７及び８によって第２図における左方へ
スライドされて、おり、ＧａＡｓ基板１１は溶液溜６よ
りも左側に位置しているものとする。

この状態のスライドボートを反応管１２内に配置し、さ
らに反応管を横形成長ｆｊ５（図示せず）内に保持させ
た。そして、反応管１２内をＨ２ガスで置換した後、炉
内を８００℃にまで昇温し、この状態を数時間維持して
溶液溜６内の原料ＧａＡｓをＧａに溶かし、ベーキング
を行なった。

その後、炉内を徐々に降温させて温度が数度下がったと
ころで、操作棒７及び８を引くことにより基板ホルダ３
を反応管１２の長手方向に対して直角の方向（第２図に
おける右方）へスライドさせ、複数のＧａＡｓ基板１１
と溶液溜６内の過飽和Ｇａ溶液１３との接触を数秒〜数
分間行なった。

このようにして各ＧａＡｓ基板１１上にエピタキシャル
成長させた後、操作棒７及び８を押して再び基板ホルダ
３をスライドさせ、ＧａＡｓ基板１１を過飽和Ｇａ溶液
１３から分離して成長を終了した。

なお、上記実施例では溶液ホルダ４が１つの溶液溜６の
みを備えており、一層成長を行なったが、これに限るも
のではなく、溶液溜が複数列平行に設けられている溶液
ホルダを用いて多層成長させることもできる。

また、本発明の装置はＧａＡｓ、　ＩｎＰ　、　ＧａＰ
等の■−ｖ族化合物半導体及びＧａＭＬＡｓ等の混晶化
合物半導体、　Ｉｆ−Ｖｌ族化合物半導体とその混昂等
の液相エピタキシャル成長に適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果を発揮する。

（１）　　複数の基板を一つの溶液溜内に収容された成
長用溶液に同時に接触させることができるので、各基板
において成長条件が同一となり、膜厚及びキャリア濃度
のバラツキが極めて少ないエピタキシャルウェハが得ら
れる。

１２）　　基板一枚当りのスライドボートの長さが短く
なり、−回の成長で製造し得るウェハの枚数が増える。

すなわち、量産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る液相エピタキシャル成
長装置の構成を示す分解図、第２図はエピタキシャル成
長を行なう際の実施例の横断面図、第３図及び第４図は
それぞれ従来例を示す断面図である。 図中、１は台座、３は基板ホルダ、４は溶液ホルダ、６
は溶液溜、７及び８は操作棒、９及び１０はスライド用
治具である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の基板を反応管内にて同時に移動させること
   により各基板表面上に溶液溜内の成長用溶液を接触させ
   てエピタキシャル成長させる装置において、上記反応管
   の長手方向に配列された複数の基板を保持すると共に上
   記反応管の長手方向に対して直角の方向に移動自在に設
   けられた基板ホルダと、該基板ホルダの上に配置される
   と共に配列された上記複数の基板の全長にわたって上記
   反応管の長手方向に設けられた溶液溜を有する溶液ホル
   ダと、上記基板ホルダを上記反応管の長手方向に対して
   直角の方向に移動させるための操作部材とを備えたこと
   を特徴とする液相エピタキシャル成長装置。
2. （２）上記溶液ホルダの溶液溜が複数列平行に設けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液
   相エピタキシャル成長装置。