JPS6360195A - 液晶エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液晶エピタキシヤル成長方法Info
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- JPS6360195A JPS6360195A JP20437186A JP20437186A JPS6360195A JP S6360195 A JPS6360195 A JP S6360195A JP 20437186 A JP20437186 A JP 20437186A JP 20437186 A JP20437186 A JP 20437186A JP S6360195 A JPS6360195 A JP S6360195A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
液晶成長法によりホモエピタキシャル成長或いはヘテロ
エピタキシャル成長を行う際に、基板を載置した基板ホ
ルダを一定の時間間隔で反転させる以外に、基板の回転
数を３５〜９０ ｒｐｍに保持して行う成長方法。
エピタキシャル成長を行う際に、基板を載置した基板ホ
ルダを一定の時間間隔で反転させる以外に、基板の回転
数を３５〜９０ ｒｐｍに保持して行う成長方法。
本発明は膜厚分布の均一化を達成できる液相エピタキシ
ャル成長方法に関する。
ャル成長方法に関する。
現在、半導体レーザ、半導体集積回路（ＬＳＩ）、磁気
バブルメモリなどの電子部品の形成においてはホモエピ
タキシャル成長やヘテロエピタキシャル成長技術が多用
されている。
バブルメモリなどの電子部品の形成においてはホモエピ
タキシャル成長やヘテロエピタキシャル成長技術が多用
されている。
例えばインジウム・ガリウム・砒素・ｐ（ＩｎＧａ Ａ
ｓ Ｐ）半導体レーザについて述べると、ｎ型のＩｎ
Ｐ単結晶基板上に順次ｎ型のＩｎ Ｐ層、ｎ型のＩｎＧ
ａ Ａｓ Ｐ層、ｐ型のＩｎ Ｐ層、ｎ型のＩｎ Ｇａ
Ａｓ Ｐ層とホモエピタキシャル成長とヘテロエピタ
キシャル成長を繰り返して励起層を含む半導体層が形成
されている。
ｓ Ｐ）半導体レーザについて述べると、ｎ型のＩｎ
Ｐ単結晶基板上に順次ｎ型のＩｎ Ｐ層、ｎ型のＩｎＧ
ａ Ａｓ Ｐ層、ｐ型のＩｎ Ｐ層、ｎ型のＩｎ Ｇａ
Ａｓ Ｐ層とホモエピタキシャル成長とヘテロエピタ
キシャル成長を繰り返して励起層を含む半導体層が形成
されている。
また、磁気バブルメモリ素子は非磁性ガーネットである
ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（Ｇｄ３Ｇａ５０
゜以下略してＧＧＧ）単結晶基板の上に磁性ガーネット
をヘテロエピタキシャル成長させ、この上に磁気バブル
の発生回路、駆動回路、検出回路などをパターン形成し
て構成されている。
ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（Ｇｄ３Ｇａ５０
゜以下略してＧＧＧ）単結晶基板の上に磁性ガーネット
をヘテロエピタキシャル成長させ、この上に磁気バブル
の発生回路、駆動回路、検出回路などをパターン形成し
て構成されている。
このようにエピタキシャル成長技術は各種の分野で使用
されているが、この場合に素子の電気的あるいは磁気的
特性を等しくするために成長される膜厚分布が均一なこ
とが必要である。
されているが、この場合に素子の電気的あるいは磁気的
特性を等しくするために成長される膜厚分布が均一なこ
とが必要である。
第２図は液相成長装置の断面構造を示すもので、ＧＧＧ
基板上に磁性ガーネット層を成長する場合について説明
すると次のようになる。
基板上に磁性ガーネット層を成長する場合について説明
すると次のようになる。
一定の組成比の希土類元素の酸化物と鉄の酸化物とから
なる磁性ガーネット材料は酸化鉛（ＰｂＯ）や酸化硼素
（Ｂｔｕ３）などのフラフクスと共に白金（Ｐｔ）など
からなる坩堝１の中に入れて坩堝台２の上に置き、炉芯
管３の外側からヒータ４で一定温度に加熱して溶融し、
融液５とする。
なる磁性ガーネット材料は酸化鉛（ＰｂＯ）や酸化硼素
（Ｂｔｕ３）などのフラフクスと共に白金（Ｐｔ）など
からなる坩堝１の中に入れて坩堝台２の上に置き、炉芯
管３の外側からヒータ４で一定温度に加熱して溶融し、
融液５とする。
一方、ＧＧＧからなる単結晶基板６は基板ホルダ７に載
置し、支持棒８に保持した状態で融液中に浸漬し、図示
を省略した回転機構により一定の速度で回転することに
より、単結晶基板６の上にホモあるいはヘテロエピタキ
シャル成長が行われている。
置し、支持棒８に保持した状態で融液中に浸漬し、図示
を省略した回転機構により一定の速度で回転することに
より、単結晶基板６の上にホモあるいはヘテロエピタキ
シャル成長が行われている。
ここで、基板ホルダ７を回転させながら行うことはエピ
タキシャル成長速度を向上させる以外に膜厚分布を向上
させるために必要である。
タキシャル成長速度を向上させる以外に膜厚分布を向上
させるために必要である。
その理由は基板ホルダ７の回転による攪拌によって単結
晶基板６の表面に常に新規な融液が供給される結果、成
長したガーネットとの間に平衡状態が起りにく＼、結晶
成長が促進されること、および回転による摩擦により膜
厚分布が均一化の方向に向うことによる。
晶基板６の表面に常に新規な融液が供給される結果、成
長したガーネットとの間に平衡状態が起りにく＼、結晶
成長が促進されること、および回転による摩擦により膜
厚分布が均一化の方向に向うことによる。
例えば、直径が５２１１のＧＧＧ基板上にイツトリウム
・サマリウム・ルテシウム・カルシウム・ゲルマニウム
・鉄ガーネット〔（Ｙ−３ｌｌｌ−Ｌｕ−Ｃａ）、（Ｆ
ｅＧｅ） ５０□〕を８８０℃付近の温度で約３μｍの
厚さに成長させる場合、基板の回転を行わずに育成する
と膜厚分布は標準偏差σで表して０．１２４μｍとなる
。
・サマリウム・ルテシウム・カルシウム・ゲルマニウム
・鉄ガーネット〔（Ｙ−３ｌｌｌ−Ｌｕ−Ｃａ）、（Ｆ
ｅＧｅ） ５０□〕を８８０℃付近の温度で約３μｍの
厚さに成長させる場合、基板の回転を行わずに育成する
と膜厚分布は標準偏差σで表して０．１２４μｍとなる
。
なお、この測定は成長膜を１０酊間隔でマトリックス状
に位置決めした２１点について成長膜厚を測定してその
標準偏差を求めたものである。
に位置決めした２１点について成長膜厚を測定してその
標準偏差を求めたものである。
このように標準偏差が大きい基板を用いると電気的特性
の揃った磁気バブルメモリ素子を作ることができない。
の揃った磁気バブルメモリ素子を作ることができない。
すなわち、甚だしい場合には個々のチップ毎にバブル径
が変わったり、コラプス磁界値やストライブアウト磁界
値などが変わったりするために動作マージンが狭くなり
、特性の揃った素子形成が不可能となる。
が変わったり、コラプス磁界値やストライブアウト磁界
値などが変わったりするために動作マージンが狭くなり
、特性の揃った素子形成が不可能となる。
そのために、エピタキシャル成長に当たっては膜厚分布
の均一化が必要である。
の均一化が必要である。
発明者等はエピタキシャル成長にあたって基板を回転し
ながら行う以外に周期的に基板の回転方向を変えること
が膜厚分布の均一化に効果があることを認め、この条件
について研究を行い、特許出願を行っている。（出願番
号６１−４６９１４．出願臼６１．０３，０４） この出願の要旨はエピタキシャル成長に当たって基板ホ
ルダの反転を１８秒以下の時間間隔で行うものである。
ながら行う以外に周期的に基板の回転方向を変えること
が膜厚分布の均一化に効果があることを認め、この条件
について研究を行い、特許出願を行っている。（出願番
号６１−４６９１４．出願臼６１．０３，０４） この出願の要旨はエピタキシャル成長に当たって基板ホ
ルダの反転を１８秒以下の時間間隔で行うものである。
このようにすると、膜厚分布の均一性は従来に較べて大
きく改善することができた。
きく改善することができた。
然し、このような方法によっても標準偏差を０゜０２５
μｍ以下にすることは困難であった。
μｍ以下にすることは困難であった。
一方、磁気バブルメモリは大容量化が進んでおり、記録
容量は２５６にビットから１Ｍビット、４Ｍビットと進
み、更に大容量化が研究されているが、この場合に必要
とする磁性ガーネット層の膜厚は０．９５〜０．５μｍ
と薄くなっており、これと共に特性の均一性を確保する
ため、エピタキシャル成長に当たって膜厚分布の標準偏
差σを０．０１μｍ以下に保持することが必要になった
。
容量は２５６にビットから１Ｍビット、４Ｍビットと進
み、更に大容量化が研究されているが、この場合に必要
とする磁性ガーネット層の膜厚は０．９５〜０．５μｍ
と薄くなっており、これと共に特性の均一性を確保する
ため、エピタキシャル成長に当たって膜厚分布の標準偏
差σを０．０１μｍ以下に保持することが必要になった
。
以上記したように記録容量が４Ｍビット以上の磁気バブ
ルメモリ素子の開発に当たっては液相エピタキシャル成
長法で育成するガーネット層の膜厚は０．９５〜０．５
μｍと薄く、この際膜厚分布の標準偏差を従来より更に
少なくする必要があるが、反転時間間隔の調節だけでは
必要とする値以下に保つことができないことが問題であ
る。
ルメモリ素子の開発に当たっては液相エピタキシャル成
長法で育成するガーネット層の膜厚は０．９５〜０．５
μｍと薄く、この際膜厚分布の標準偏差を従来より更に
少なくする必要があるが、反転時間間隔の調節だけでは
必要とする値以下に保つことができないことが問題であ
る。
上記の問題は基板ホルダに載置した結晶基板を融液中に
浸漬し、この結晶基板上にホモエピタキシャル成長或い
はヘテロエピタキシャル成長を行う際に、基板ホルダの
回転数を毎分３５乃至９０回転に保ちながら、一定の時
間間隔で回転方向を変えて行う液相エピタキシャル成長
方法を用いることにより解決することができる。
浸漬し、この結晶基板上にホモエピタキシャル成長或い
はヘテロエピタキシャル成長を行う際に、基板ホルダの
回転数を毎分３５乃至９０回転に保ちながら、一定の時
間間隔で回転方向を変えて行う液相エピタキシャル成長
方法を用いることにより解決することができる。
先に記したように膜厚分布の均一化を達成する方法とし
て発明者等は１８秒以下の時間間隔で基板ホルダを反転
させることを提案している。
て発明者等は１８秒以下の時間間隔で基板ホルダを反転
させることを提案している。
この場合、先に記したように基板ホルダの回転数の増加
に比例して融液の攪拌が進み、エピタキシャル成長速度
が増加することから、毎分１００回転成いは１５０回転
と比較的大きな回転数で行われていた。 然し、この方
法だけでは標準偏差を０゜０２５μｍ以下にすることは
できない。
に比例して融液の攪拌が進み、エピタキシャル成長速度
が増加することから、毎分１００回転成いは１５０回転
と比較的大きな回転数で行われていた。 然し、この方
法だけでは標準偏差を０゜０２５μｍ以下にすることは
できない。
一方、必要とする標準偏差σは０．０１μｍ以下である
。
。
そこで、基板ホルダの回転数を調整することにより標準
偏差が最少となる条件を求めた。
偏差が最少となる条件を求めた。
この場合、基板ホルダの回転数を下げるに従って成長速
度は下がるが、必要とする膜厚が０．９５〜０．５μｍ
と１μｍ以下のため、作業性への影響はない。
度は下がるが、必要とする膜厚が０．９５〜０．５μｍ
と１μｍ以下のため、作業性への影響はない。
第２図に示したような従来と同じ液相成長装置を使用し
、融液の温度を８８０℃に保って径５２ＨのＧＧＧ基板
上に（Ｙ−Ｓｍ−Ｌｕ−Ｃａ）＋（Ｆｅ Ｇｅ）ｓｏ＋
ｚの組成比の磁性ガーネットの育成を行った。
、融液の温度を８８０℃に保って径５２ＨのＧＧＧ基板
上に（Ｙ−Ｓｍ−Ｌｕ−Ｃａ）＋（Ｆｅ Ｇｅ）ｓｏ＋
ｚの組成比の磁性ガーネットの育成を行った。
育成した磁性ガーネット層の膜厚は０．９μｍである。
第１図は反転周期５秒で育成した場合の基板の回転数と
標準偏差σとの関係図であり、標準偏差は先に記したと
同様に２１点の膜厚から求めた。
標準偏差σとの関係図であり、標準偏差は先に記したと
同様に２１点の膜厚から求めた。
図から明らかなように回転数を下げるに従って標準偏差
σは減少するが、約５０ｒｐｍ付近から再び上昇する傾
向にある。
σは減少するが、約５０ｒｐｍ付近から再び上昇する傾
向にある。
ここで、標準偏差σは０．０１μｍあればデバイス形成
には充分であるから、この図からこれを満足する回転数
は３５〜９０回転となる。
には充分であるから、この図からこれを満足する回転数
は３５〜９０回転となる。
なお、反転周期を５秒より長くとった場合も類似の傾向
を示すが発明者等が先に提案した１８秒に近づくに従っ
て、標準偏差値は上昇する傾向がある。
を示すが発明者等が先に提案した１８秒に近づくに従っ
て、標準偏差値は上昇する傾向がある。
然し、回転数を３５〜９０ｒｐｍの範囲にとることによ
り、膜厚分布の均一な成長膜を得ることが可能となる。
り、膜厚分布の均一な成長膜を得ることが可能となる。
〔発明の効果〕
以上記したように基板ホルダの反転周期のみならず、回
転数を規定する本発明の実施によりエピタキシャル成長
膜の膜厚分布を最良状態に保持することができる。
転数を規定する本発明の実施によりエピタキシャル成長
膜の膜厚分布を最良状態に保持することができる。
第１図は基板の回転数と標準偏差との関係図、第２図は
液相成長装置の断面図、 である。 図において、 ６は単結晶基板、 ７は基板ホルダ、である。
液相成長装置の断面図、 である。 図において、 ６は単結晶基板、 ７は基板ホルダ、である。
Claims (1)
- 基板ホルダに載置した結晶基板を融液中に浸漬し、該
結晶基板上にホモエピタキシャル成長或いはヘテロエピ
タキシャル成長を行う際に、該基板ホルダの回転数を毎
分３５乃至９０回転の範囲に保ちながら、一定の時間間
隔で回転方向を変えて行うことを特徴とする液相エピタ
キシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20437186A JPS6360195A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 液晶エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20437186A JPS6360195A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 液晶エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6360195A true JPS6360195A (ja) | 1988-03-16 |
Family
ID=16489407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20437186A Pending JPS6360195A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 液晶エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6360195A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294614A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 酸化物ガーネット単結晶およびその製造方法 |
| EP0814560A1 (en) * | 1996-06-20 | 1997-12-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Magnetostatic wave device |
| JP2017024960A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 住友金属鉱山株式会社 | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜の製造方法、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜 |
| CN110832573A (zh) * | 2017-04-27 | 2020-02-21 | 株式会社半导体能源研究所 | 显示单元、显示装置及电子设备 |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP20437186A patent/JPS6360195A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294614A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 酸化物ガーネット単結晶およびその製造方法 |
| EP0814560A1 (en) * | 1996-06-20 | 1997-12-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Magnetostatic wave device |
| JP2017024960A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 住友金属鉱山株式会社 | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜の製造方法、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜 |
| CN110832573A (zh) * | 2017-04-27 | 2020-02-21 | 株式会社半导体能源研究所 | 显示单元、显示装置及电子设备 |
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