JP2593597B2 - Liquid phase growth method and apparatus - Google Patents
Liquid phase growth method and apparatusInfo
- Publication number
- JP2593597B2 JP2593597B2 JP21284791A JP21284791A JP2593597B2 JP 2593597 B2 JP2593597 B2 JP 2593597B2 JP 21284791 A JP21284791 A JP 21284791A JP 21284791 A JP21284791 A JP 21284791A JP 2593597 B2 JP2593597 B2 JP 2593597B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- gas
- substrate
- reaction tube
- boat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 title claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 79
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 49
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 20
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 100
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 19
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 17
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 210000004349 growth plate Anatomy 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ドーパントガスの流れ
方向におけるガス濃度の段階的減少、即ち濃度勾配の低
下を効果的に防止してその均一化をはかり基板のセット
位置の相違に起因する基板相互間の液相成長層における
ドーパント濃度の不均一を解消した液相成長方法及び装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepwise reduction of a gas concentration in a flow direction of a dopant gas, that is, a uniformity of a substrate by effectively preventing a decrease in a concentration gradient and resulting from a difference in a set position of a substrate. The present invention relates to a liquid phase growth method and a liquid phase growth apparatus that eliminates non-uniformity of a dopant concentration in a liquid phase growth layer between substrates.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば、GaP緑色発光ダイオー
ドを製造するためには、図9に示すような液相成長装置
2を用いて、n型GaP基板上にn型GaP層を形成
し、次にこのn型GaP層上にp型GaP層を形成して
p−n接合を形成している。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in order to manufacture a GaP green light emitting diode, an n-type GaP layer is formed on an n-type GaP substrate using a liquid phase growth apparatus 2 as shown in FIG. A p-type GaP layer is formed on the n-type GaP layer to form a pn junction.
【0003】上記液相成長装置2は石英製の反応管4を
有している。該反応管4内には成長用ボート6が配置さ
れている。該成長用ボート6は、長手方向に複数、例え
ば5枚のGaP基板W1〜W5をセットする基板ホルダ
8と、各基板W1〜W5に対応して設けられる複数の成
長溶液溜め部10a〜10eを有しかつ該基板ホルダ8
の上面に設けられるとともに該基板ホルダ8と互いに摺
動可能とされている溶液溜めボート12とを有してい
る。The liquid phase growth apparatus 2 has a reaction tube 4 made of quartz. A growth boat 6 is arranged in the reaction tube 4. The growth boat 6 includes a substrate holder 8 for setting a plurality of, for example, five GaP substrates W1 to W5 in a longitudinal direction, and a plurality of growth solution reservoirs 10a to 10e provided corresponding to the respective substrates W1 to W5. Having and the substrate holder 8
It has a substrate holder 8 and a solution storage boat 12 slidable with respect to each other.
【0004】上記成長用ボート6と少し離れた位置に、
例えば亜鉛からなるドーパント蒸発源14が備えられて
いる。上記反応管4の一端部にはガスを供給するための
ガス供給管16が設けられ、他端部にはガスを排出する
ガス排出口18が設けられている。At a position slightly away from the growth boat 6,
A dopant evaporation source 14 made of, for example, zinc is provided. A gas supply pipe 16 for supplying gas is provided at one end of the reaction tube 4, and a gas outlet 18 for discharging gas is provided at the other end.
【0005】なお、20a,20bは反応管4の外側に
設けられたヒータである。21は引張り棒である。The heaters 20a and 20b are provided outside the reaction tube 4. 21 is a drawbar.
【0006】上記した液相成長装置2を用いて、例えば
GaP緑色発光ダイオードを製造するためには、成長溶
液(Gaメルト)に対して、例えば亜鉛を亜鉛蒸気とし
て添加し、またガス供給管16からのアンモニアガスを
用いた窒素原子の添加、等のドーパントの添加を行う必
要がある。これらのドーパントは、供給側から排出側に
ガス状態で流れながら複数の成長溶液溜め10a〜10
e内のGaメルトに接触して溶け込む。In order to manufacture, for example, a GaP green light-emitting diode using the above-described liquid phase growth apparatus 2, for example, zinc is added to a growth solution (Ga melt) as zinc vapor, and a gas supply pipe 16 is formed. It is necessary to perform addition of a dopant such as addition of a nitrogen atom using ammonia gas. These dopants are supplied to the plurality of growth solution reservoirs 10a to 10 while flowing in a gas state from the supply side to the discharge side.
It comes into contact with and melts the Ga melt in e.
【0007】しかし、上記のごとく成長溶液(Gaメル
ト)溜め10a〜10eがドーパントガスの流れ方向に
対して複数存在する場合には、ドーパントガスの流れ方
向に対して最も上流に位置する成長溶液溜め10aのG
aメルトにまずドーパントガスは溶け込み、順次、次の
Gaメルトに溶け込まれることとなり、その溶け込まれ
た分だけドーパントガス濃度は減少して次のGaメルト
に達するから、次々と段階的にドーパントガス濃度は減
少し、最も下流の成長溶液溜め10eのGaメルトに吸
収されるドーパントガス濃度は最も低いガス濃度となっ
ている。However, when a plurality of growth solution (Ga melt) reservoirs 10a to 10e exist in the flow direction of the dopant gas as described above, the growth solution reservoir located at the most upstream position in the flow direction of the dopant gas. G of 10a
a. The dopant gas is first dissolved in the melt, and is sequentially dissolved in the next Ga melt, and the dopant gas concentration decreases by the amount of the melt to reach the next Ga melt. Is decreased, and the concentration of the dopant gas absorbed by the Ga melt in the growth solution reservoir 10e, which is the most downstream, is the lowest.
【0008】従って、ドーパントガスの流れ方向に対し
て最も上流に位置する基板W1上に成長する液相成長層
に含まれるZnの量は最も高く、各基板の液相成長層の
亜鉛含有量はドーパントガスの流れ方向に順次低下し、
最も下流に位置する基板W5の液相成長層の亜鉛含有量
は最も低くなる。この亜鉛含有量は、発光素子の輝度に
影響を及ぼすので、得られるGaP発光素子の輝度は基
板の設置位置に応じて均一でないという問題が生じてい
た。Accordingly, the amount of Zn contained in the liquid-phase growth layer grown on the substrate W1 located at the most upstream position in the flow direction of the dopant gas is the highest, and the zinc content of the liquid-phase growth layer of each substrate is high. It gradually decreases in the flow direction of the dopant gas,
The zinc content of the liquid phase growth layer of the substrate W5 located at the most downstream position is the lowest. Since the zinc content affects the luminance of the light emitting device, there has been a problem that the luminance of the obtained GaP light emitting device is not uniform depending on the installation position of the substrate.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を解消するために発明されたもので、ド
ーパントガスの流れ方向におけるガス濃度の段階的減
少、即ち濃度勾配の低下を効果的に防止してその均一化
をはかり基板のセット位置の相違に起因する基板相互間
の液相成長層におけるドーパント濃度の不均一化の防止
を可能とした液相成長方法及び装置を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is intended to reduce the gas concentration in the flow direction of the dopant gas in a stepwise manner, that is, to reduce the concentration gradient. Provided is a liquid phase growth method and apparatus capable of effectively preventing and uniformizing the dopant concentration in a liquid phase growth layer between substrates due to a difference in a set position of a substrate. The purpose is to:
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液相成長方法は、長手方向に複数の基板を
セットする基板ホルダと、各基板に対応して設けられる
複数の成長溶液溜め部を有しかつ該基板ホルダの上面に
設けられるとともに該基板ホルダと互いに摺動可能とさ
れている溶液溜めボートとを有する成長用ボートを反応
管内に配置し、該反応管内にその長手方向の一方向から
他方向に流れるようにドーパントガスを供給しつつ基板
ホルダ又は溶液溜めボートを移動して基板と成長溶液と
を接触させて基板上に液相成長させ、所定時間成長を行
わせた後、基板と成長溶液とを引き離し、成長を停止さ
せるようにした液相成長用反応装置を用い、上記ドーパ
ントガスの流れ方向に対して段階的にドーパントガスを
補給してドーパントガス濃度の流れ方向の均一化を図る
ようにしたものである。In order to solve the above-mentioned problems, a liquid phase growth method of the present invention comprises a substrate holder for setting a plurality of substrates in a longitudinal direction, and a plurality of growth plates provided corresponding to each substrate. A growth boat having a solution storage part and provided on the upper surface of the substrate holder and having a solution storage boat slidable with respect to the substrate holder is disposed in a reaction tube, and a growth boat is provided in the reaction tube. The substrate holder or the solution storage boat is moved while supplying the dopant gas so as to flow from one direction to the other direction, and the substrate and the growth solution are brought into contact with each other to cause liquid phase growth on the substrate and to perform growth for a predetermined time. Then, the substrate and the growth solution are separated from each other, and the dopant gas is supplied stepwise in the direction of the dopant gas flow using a reactor for liquid phase growth in which the growth is stopped. It is obtained so as to make uniform the flow direction of the gas concentration.
【0011】また、本発明の液相成長装置は、長手方向
に複数の基板をセットする基板ホルダと、各基板に対応
して設けられる複数の成長溶液溜め部を有しかつ該基板
ホルダの上面に設けられるとともに該基板ホルダと互い
に摺動可能とされている溶液溜めボートとを有する成長
用ボートを反応管内に配置し、該反応管内にその長手方
向の一端部にガス供給管を設け、かつ他端部にガス排出
口を設け、ガス供給管からガス排出口に流れるようにド
ーパントガスを供給し、基板ホルダ又は溶液溜めボート
を移動して基板と成長溶液とを接触させて基板上に液相
成長させ、所定時間成長を行わせた後、基板と成長溶液
とを引き離し、成長を停止させるようにした液相成長装
置において、上記反応管の一端部側に隔壁を設けること
により、該反応管を、該隔壁によってガス供給管に連通
するガス供給部と上記成長用ボートが配置されているメ
インゾーンとに分離し、該メインゾーン内の長手方向
に、複数個のガス導入口を段階的に、所定間隔をおいて
前記隔壁から突出させて設けるようにしたものである。Further, the liquid phase growth apparatus of the present invention has a substrate holder for setting a plurality of substrates in a longitudinal direction, a plurality of growth solution reservoirs provided corresponding to each substrate, and an upper surface of the substrate holder. A growth boat having a substrate holder and a solution storage boat slidable with respect to each other is disposed in a reaction tube, and a gas supply tube is provided in the reaction tube at one longitudinal end thereof, and A gas outlet is provided at the other end, a dopant gas is supplied so as to flow from the gas supply pipe to the gas outlet, and the substrate holder or the solution storage boat is moved to bring the substrate and the growth solution into contact with each other, and the liquid is supplied onto the substrate. phase growth, after performing the predetermined time growth, distancing the substrate and the growth solution, the liquid phase growth apparatus that stop the growth, Rukoto provided a partition on one end side of the reaction tube
Thereby , the reaction tube is separated into a gas supply portion communicating with the gas supply tube by the partition wall and a main zone in which the growth boat is arranged, and a longitudinal direction in the main zone is separated.
In addition, a plurality of gas inlets are stepwise
It is provided so as to protrude from the partition .
【0012】上記液相成長装置内に着脱自在に装着する
ことにより、上記反応管の一端部側に隔壁を形成して、
該反応管を、該隔壁によってガス供給管に連通するガス
供給部と上記成長用ボートが配置されているメインゾー
ンとに分離し、該メインゾーン内の長手方向に、複数個
のガス導入口を段階的に、所定間隔をおいて前記隔壁か
ら突出させて設けるように構成したガス導入カセットを
用いて段階的なガス導入口を簡易に形成することもでき
る。Removably mounted in the liquid phase growth apparatus.
By forming a partition on one end side of the reaction tube,
A gas communicating the reaction tube with a gas supply tube through the partition.
The main zone where the supply unit and the growth boat are located
Into the main zone, and a plurality of
The gas inlet of the partition wall at predetermined intervals,
A stepwise gas introduction port can be easily formed by using a gas introduction cassette configured to be provided so as to protrude from the gas introduction cassette.
【0013】[0013]
【作用】本発明によれば、ドーパントガスが複数のガス
導入口を介して反応管のメインゾーン内へ段階的に供給
されるから、ドーパントガスの流れに沿って位置する複
数の成長溶液溜め部のGaメルトにドーパントガスが溶
け込んで、従来のごとく単一のガス供給口からドーパン
トガスを供給しただけではガス濃度勾配が低下してしま
うような場合でも、メインゾーン内のドーパントガス濃
度は均一に維持でき、従ってGaメルトに溶け込むドー
パント濃度も複数の成長溶液溜め部の位置にかかわらず
均一に維持することができ、よって得られる発光ダイオ
ードの輝度もバラツキがなく均一になるものである。According to the present invention, since the dopant gas is supplied stepwise into the main zone of the reaction tube through the plurality of gas inlets, the plurality of growth solution reservoirs located along the flow of the dopant gas are provided. In the case where the dopant gas is dissolved in the Ga melt and the gas concentration gradient is reduced only by supplying the dopant gas from a single gas supply port as in the related art, the dopant gas concentration in the main zone is uniform. Therefore, the concentration of the dopant dissolved in the Ga melt can be maintained uniformly irrespective of the positions of the plurality of growth solution reservoirs, so that the luminance of the obtained light emitting diode is uniform without any variation.
【0014】[0014]
【実施例】以下に本発明装置の一例を添付図面中、図1
〜図4に基づいて説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0015】本実施例において、図9に示した従来装置
と同一又は同様の部材は同一の符号を用いる。図1及び
図2において、本発明の液相成長装置2は、石英製の反
応管4を有し、該反応管4内には成長用ボート6が配置
されている。該成長用ボート6は、長手方向に複数、例
えば5枚のGaP基板W1〜W5をセットする基板ホル
ダ8と、各基板W1〜W5に対応して設けられる複数の
成長溶液(Gaメルト)溜め部10a〜10eを有しか
つ該基板ホルダ8の上面に設けられるとともに該基板ホ
ルダ8と互いに摺動可能とされている溶液溜めボート1
2とを有している。In this embodiment, the same or similar members as those of the conventional device shown in FIG. 1 and 2, the liquid phase growth apparatus 2 of the present invention has a reaction tube 4 made of quartz, and a growth boat 6 is arranged in the reaction tube 4. The growth boat 6 includes a substrate holder 8 on which a plurality of, for example, five GaP substrates W1 to W5 are set in a longitudinal direction, and a plurality of growth solution (Ga melt) reservoirs provided corresponding to the respective substrates W1 to W5. A solution storage boat 1 having 10a to 10e and provided on the upper surface of the substrate holder 8 and slidable with respect to the substrate holder 8.
And 2.
【0016】上記成長用ボート6と少し離れた位置に、
例えばZnからなるドーパント蒸発源14が備えられて
いる。上記反応管4のの一端部にはガスを供給するガス
供給管16が設けられ、また反応管4の他端部にはガス
を排出するガス排出口18が設けられている。なお、2
0a,20bは反応管4の外側に設けられたヒータであ
る。21は引張り棒である。At a position slightly away from the growth boat 6,
For example, a dopant evaporation source 14 made of Zn is provided. A gas supply pipe 16 for supplying gas is provided at one end of the reaction tube 4, and a gas outlet 18 for discharging gas is provided at the other end of the reaction tube 4. In addition, 2
Reference numerals 0 a and 20 b denote heaters provided outside the reaction tube 4. 21 is a drawbar.
【0017】上記反応管4の一端部側には隔壁22が設
けられ、該隔壁22によってガス供給部24と上記成長
用ボート6が配置されているメインゾーン26とに分離
されている。該隔壁22には複数、図では3個のガス導
入部28がメインゾーン26方向に突出して設けられて
いる。該ガス導入部28の先端部は開口してそれぞれガ
ス導入口28a,28b,28cがメイゾーン26内に
段階的に、即ち長手方向に対して所定間隔をおいて設け
られ、該ガス導入口28a,28b,28cから供給さ
れるガスが成長溶液(Gaメルト)に溶け込んだとして
も、ガスの濃度がメインゾーン26内で均一に保持され
るように構成されている。A partition 22 is provided at one end of the reaction tube 4, and is separated by the partition 22 into a gas supply section 24 and a main zone 26 in which the growth boat 6 is arranged. The partition 22 is provided with a plurality of, three in the figure, gas introduction portions 28 projecting in the direction of the main zone 26. The leading end of the gas introduction part 28 is opened, and gas introduction ports 28a, 28b, 28c are provided in the main zone 26 stepwise, that is, at predetermined intervals in the longitudinal direction. Even if the gas supplied from 28b, 28c is dissolved in the growth solution (Ga melt), the gas concentration is maintained uniformly in the main zone 26.
【0018】上記したような液相成長装置2を用い、成
長用ボート6をスライドボート法によって駆動して、例
えば、n型GaP基板上にn型GaP層及びp型GaP
層を形成し、GaP緑色発光ダイオードを製造する。Using the liquid phase growth apparatus 2 as described above, the growth boat 6 is driven by a slide boat method, and for example, an n-type GaP layer and a p-type GaP
Layers are formed to produce a GaP green light emitting diode.
【0019】例えばアンモニア(NH3 )を含むH2 ガ
スは、ガス供給部24から各導入口28a,28b,2
8cを介して成長ボート6の成長溶液溜め部10a〜1
0eに送りこまれ、成長溶液(Gaメルト)に溶け込
む。この成長溶液を用い常法によりn型GaP層が形成
される。For example, H 2 gas containing ammonia (NH 3 ) is supplied from the gas supply unit 24 to each of the inlets 28a, 28b, 2
8c through the growth solution storage portions 10a-1 of the growth boat 6
0e and dissolved in the growth solution (Ga melt). Using this growth solution, an n-type GaP layer is formed by an ordinary method.
【0020】また、例えば亜鉛からなるドーパント蒸発
源14を加熱して亜鉛を蒸発せしめ、この亜鉛蒸気は例
えばH2 ガスとともに各導入口28a,28b,28c
を介して成長ボート6の成長溶液溜め部10a〜10e
に送りこまれ、成長溶液(Gaメルト)に溶け込む。こ
の成長溶液を用い常法によりp型GaP層が形成され
る。Further, for example, zinc is evaporated by heating the dopant evaporation source 14 made of zinc, and this zinc vapor is supplied to the respective inlets 28a, 28b, 28c together with, for example, H 2 gas.
Through the growth solution reservoirs 10a to 10e of the growth boat 6
And dissolved in the growth solution (Ga melt). Using this growth solution, a p-type GaP layer is formed by an ordinary method.
【0021】本発明においては、上述したごとく複数の
ガス導入口28a,28b,28cが段階的に設けられ
ているため、該ガス導入口28a,28b,28cから
供給されるガスが成長溶液(Gaメルト)に溶け込んだ
としても、ガスの濃度がメインゾーン26内で均一に保
持されるように構成されている。In the present invention, since a plurality of gas inlets 28a, 28b, and 28c are provided in a stepwise manner as described above, the gas supplied from the gas inlets 28a, 28b, and 28c is supplied with the growth solution (Ga). Even when the gas is dissolved in the melt, the gas concentration is maintained uniformly in the main zone 26.
【0022】例えば、最も上流に位置するガス導入口2
8aから亜鉛蒸気が供給されて、上流側に位置する成長
溶液溜め部10a,10bなどのGaメルトに溶け込ん
で、ガス導入口28aから供給されたドーパントガス濃
度が低下したとしても、次に位置するガス導入口28b
から再び最初の濃度の亜鉛蒸気が供給されるから中流に
位置する成長溶液溜め部10b,10c,10dなどの
Gaメルトに溶け込むドーパントガスの濃度は低下する
ことはない。For example, the most upstream gas inlet 2
Even if zinc vapor is supplied from 8a and dissolved in Ga melt such as the growth solution reservoirs 10a and 10b located on the upstream side, even if the concentration of the dopant gas supplied from the gas inlet 28a decreases, it is located next. Gas inlet 28b
Again, the zinc vapor having the initial concentration is supplied again, so that the concentration of the dopant gas dissolved in the Ga melt in the growth solution reservoirs 10b, 10c, 10d located in the middle stream does not decrease.
【0023】同様に、上流及び中流側に位置する成長溶
液溜め部10a,10b,10c,10dなどのGaメ
ルトに溶け込んでガス導入口28a,28bから供給さ
れたドーパントガス濃度が低下したとしても、下流に位
置するガス導入口28cから再び最初の濃度の亜鉛蒸気
が供給されるから下流に位置する成長溶液溜め部10
c,10d,10eなどのGaメルトに溶け込むドーパ
ントガスの濃度は低下することはない。Similarly, even if the concentration of the dopant gas supplied from the gas inlets 28a and 28b is reduced by dissolving in the Ga melt such as the growth solution reservoirs 10a, 10b, 10c and 10d located on the upstream and middle streams, Since the initial concentration of zinc vapor is supplied again from the gas inlet 28c located downstream, the growth solution reservoir 10 located downstream is
The concentration of the dopant gas such as c, 10d, and 10e dissolved in the Ga melt does not decrease.
【0024】このように、ドーパントガスが複数のガス
導入口28a〜28cを介して反応管4のメインゾーン
26内へ段階的に供給されるから、ドーパントガスの流
れに沿って位置する成長溶液溜め部10a〜10eのG
aメルトにドーパントガスが溶け込んで、従来のごとく
単一のガス供給口からドーパントガスを供給しただけで
はガス濃度勾配が低下してしまうような場合でも、メイ
ンゾーン26内のドーパントガス濃度は均一に維持で
き、従ってGaメルトに溶け込むドーパント濃度も成長
溶液溜め部10a〜10eの位置にかかわらず均一に維
持することができ、よって得られる発光ダイオードの輝
度もバラツキがなく均一になるものである。As described above, since the dopant gas is supplied stepwise into the main zone 26 of the reaction tube 4 through the plurality of gas inlets 28a to 28c, the growth solution reservoir located along the flow of the dopant gas is stored. G of parts 10a to 10e
a) Even if the dopant gas dissolves in the melt and the gas concentration gradient is reduced only by supplying the dopant gas from a single gas supply port as in the related art, the dopant gas concentration in the main zone 26 is uniform. Therefore, the concentration of the dopant dissolved in the Ga melt can be maintained uniformly irrespective of the position of the growth solution reservoirs 10a to 10e, so that the brightness of the obtained light emitting diode is uniform without variation.
【0025】n型GaP層の液相成長にH2 雰囲気で行
う他に、アルゴン雰囲気で行うこともできる。また、p
型GaP層のアクセプタ不純物として亜鉛の他にCdを
用いることもできる。The liquid phase growth of the n-type GaP layer can be performed in an argon atmosphere in addition to the H 2 atmosphere. Also, p
Cd can be used as an acceptor impurity of the GaP type layer in addition to zinc.
【0026】図1及び図2に示した例では、反応管4内
に隔壁22を設けることによってガス供給部24とメイ
ンゾーン26とを形成した。このガス供給部24とメイ
ンゾーン26の形成手段としては、図3及び図4に示し
たごとく、管状本体30の一端部に開口部32を設け、
他端部に隔壁34を設け、かつ該隔壁34に複数、図で
は3個のガス導入部36が外方に突出して設け、該ガス
導入部36の先端部を開口してそれぞれガス導入口36
a,36b,36cを形成したガス導入カセット38を
別体として形成し、反応管4内のガス供給側に挿着する
ように構成することもできる。In the example shown in FIGS. 1 and 2, the gas supply section 24 and the main zone 26 are formed by providing the partition wall 22 in the reaction tube 4. As a means for forming the gas supply unit 24 and the main zone 26, as shown in FIGS. 3 and 4, an opening 32 is provided at one end of the tubular body 30.
A partition 34 is provided at the other end, and a plurality of, three in the figure, gas introduction portions 36 are provided on the partition 34 so as to protrude outwardly.
It is also possible to form the gas introduction cassette 38 in which a, 36b, and 36c are formed as a separate body, and to insert the gas introduction cassette 38 into the gas supply side in the reaction tube 4.
【0027】続いて、本発明方法の実施例を挙げて説明
する。 実施例1 図1に示した本発明の液相成長装置を用いて、次の手順
にて実験を行った。Next, an example of the method of the present invention will be described. Example 1 Using the liquid phase growth apparatus of the present invention shown in FIG. 1, an experiment was performed in the following procedure.
【0028】成長用ボートを反応管内に配置する。
H2 雰囲気中で1000℃まで昇温させてGaメルト中
のGaP多結晶をGaメルト中に溶かしこむ。A growth boat is placed in the reaction tube.
The temperature is raised to 1000 ° C. in an H 2 atmosphere to dissolve the GaP polycrystal in the Ga melt into the Ga melt.
【0029】引っ張り棒21を操作してGaメルト1
0a〜10eと基板W1〜W5を接触させる。次に、
1010℃まで昇温し、基板の一部をGaメルト中に溶
融させてメルトバックを行う。By operating the pull rod 21, the Ga melt 1
0a to 10e are brought into contact with the substrates W1 to W5. next,
The temperature is raised to 1010 ° C., and a part of the substrate is melted in Ga melt to perform melt back.
【0030】毎分1〜3℃の割合で、装置を冷却しな
がら最初にn層を成長させる。続いて、ガス供給管1
6からH2 ガスとともにアンモニアガスを供給しながら
冷却を続け窒素の添加されたn層を成長する。この時、
アンモニアガスは導入口28a、28b、28cを介し
て各成長溶液にほぼ均一に供給されるため、基板間で窒
素の添加量の差は生じない。An n-layer is first grown at a rate of 1 to 3 ° C. per minute while cooling the apparatus. Subsequently, the gas supply pipe 1
The cooling is continued while supplying ammonia gas together with H 2 gas from 6 to grow an n-layer to which nitrogen is added. At this time,
Ammonia gas is supplied to the respective growth solutions almost uniformly through the inlets 28a, 28b, 28c, so that there is no difference in the amount of nitrogen added between the substrates.
【0031】最後に、ドーパント蒸発源14を加熱し
て亜鉛蒸気をH2 ガスとともに供給しながら冷却を続
け、p型層を成長させる。この時、亜鉛蒸気は導入口2
8a、28b、28cを介して各成長溶液にほぼ均一に
供給されるため、基板間での亜鉛濃度に差は生じない良
好な結果となる。成長を終了するときは、引っ張り棒2
1を操作してGaメルトと基板を引き離し成長を完了さ
せる。Finally, the dopant evaporation source 14 is heated and cooled while supplying zinc vapor together with H 2 gas, thereby growing a p-type layer. At this time, the zinc vapor is
Since the growth solutions are supplied almost uniformly to the respective growth solutions via 8a, 28b, and 28c, good results are obtained in which there is no difference in zinc concentration between substrates. When you have finished growing, drawbar 2
1 is operated to separate the Ga melt from the substrate to complete the growth.
【0032】反応の終了したウェーハのp層キャリア
濃度をC−V測定で測定すると、図5のように基板間で
差の小さい良好なものであることがわかった。また、
輝度分布についても図6に示す用に基板間で差の小さい
良好なものであることがわかった。When the p-layer carrier concentration of the wafer after the reaction was measured by CV measurement, it was found that the difference between the substrates was good as shown in FIG. Also,
As shown in FIG. 6, it was found that the luminance distribution was good with a small difference between the substrates.
【0033】比較例1 図9に示した従来の液相成長装置を用いて、次の手順に
て実験を行った。成長用ボートを反応管内に配置す
る。H2 雰囲気中で1000℃まで昇温させてGaメ
ルト中のGaP多結晶をGaメルト中に溶かしこむ。Comparative Example 1 Using the conventional liquid phase growth apparatus shown in FIG. 9, an experiment was performed in the following procedure. A growth boat is placed in the reaction tube. The temperature is raised to 1000 ° C. in an H 2 atmosphere to dissolve the GaP polycrystal in the Ga melt into the Ga melt.
【0034】引っ張り棒21を操作してGaメルト1
0a〜10eと基板W1〜W5を接触させる。次に、
1010℃まで昇温し、基板の一部をGaメルト中に溶
融させてメルトバックを行う。By operating the pull rod 21, the Ga melt 1
0a to 10e are brought into contact with the substrates W1 to W5. next,
The temperature is raised to 1010 ° C., and a part of the substrate is melted in Ga melt to perform melt back.
【0035】毎分1〜3℃の割合で、装置を冷却しな
がら最初にn層を成長させる。続いて、ガス供給管1
6からH2 ガスとともにアンモニアガスを供給しながら
冷却を続け窒素の添加されたn層を成長する。An n-layer is first grown at a rate of 1 to 3 ° C. per minute while cooling the apparatus. Subsequently, the gas supply pipe 1
The cooling is continued while supplying ammonia gas together with H 2 gas from 6 to grow an n-layer to which nitrogen is added.
【0036】最後に、ドーパント蒸発源14を加熱し
て亜鉛蒸気をH2 ガスとともに供給しながら冷却を続
け、p型層を成長させる。成長を終了するときは、引っ
張り棒21を操作してGaメルトと基板を引き離し成長
を完了させる。Finally, cooling is continued while heating the dopant evaporation source 14 and supplying zinc vapor together with H 2 gas to grow a p-type layer. When the growth is completed, the pull rod 21 is operated to separate the Ga melt from the substrate to complete the growth.
【0037】反応の終了したウェーハのp層キャリア
濃度をC−V測定で測定すると、図7のようにドーパン
トガスの流れ方向に順次低下するがわかった。また、
輝度分布についても図8に示す用に基板間で差の大きい
ものであることがわかった。When the p-layer carrier concentration of the wafer after the reaction was measured by CV measurement, it was found that as shown in FIG. 7, the carrier concentration gradually decreased in the flow direction of the dopant gas. Also,
As shown in FIG. 8, the luminance distribution was found to have a large difference between the substrates.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の液相成長方
法及び装置によれば、ドーパントガスの流れ方向におけ
るガス濃度の段階的減少、即ち濃度勾配の低下を効果的
に防止してその均一化をはかり基板のセット位置の相違
に起因する基板相互間の液相成長層におけるドーパント
濃度の不均一化の防止を可能としたものである。As described above, according to the liquid phase growth method and apparatus of the present invention, the stepwise decrease of the gas concentration in the flow direction of the dopant gas, that is, the decrease of the concentration gradient is effectively prevented, and the uniformity of the gas concentration is prevented. This makes it possible to prevent the dopant concentration in the liquid phase growth layer between the substrates from becoming non-uniform due to the difference in the set position of the substrates.
【図1】本発明装置の一例を示す概略側面説明図であ
る。FIG. 1 is a schematic side view illustrating an example of the apparatus of the present invention.
【図2】図1の概略上面説明図である。FIG. 2 is a schematic top view of FIG. 1;
【図3】図1の装置にガス導入カセットを取付けた場合
の一例を示す概略側面説明図である。FIG. 3 is a schematic side view showing an example of a case where a gas introduction cassette is attached to the apparatus shown in FIG. 1;
【図4】ガス供給カセットの摘示説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a gas supply cassette.
【図5】実施例1におけるp層キャリア濃度分布を示す
グラフである。FIG. 5 is a graph showing a p-layer carrier concentration distribution in Example 1.
【図6】実施例1における輝度分布を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing a luminance distribution in the first embodiment.
【図7】比較例1におけるp層キャリア濃度分布を示す
グラフである。FIG. 7 is a graph showing a p-layer carrier concentration distribution in Comparative Example 1.
【図8】比較例1における輝度分布を示すグラフであ
る。FIG. 8 is a graph showing a luminance distribution in Comparative Example 1.
【図9】従来の液相成長装置の一例を示す概略側面説明
図である。FIG. 9 is a schematic side view illustrating an example of a conventional liquid phase growth apparatus.
2 液相成長装置 4 反応管 6 成長用ボート 8 基板ホルダ 10a〜10e 成長溶液溜め部 12 溶液溜めボート 14 ドーパント蒸発源 16 ガス供給管 18 ガス排出口 21 引っ張り棒 28a〜28c ガス導入口 38 ガス導入カセット Reference Signs List 2 Liquid phase growth apparatus 4 Reaction tube 6 Growth boat 8 Substrate holder 10a to 10e Growth solution storage section 12 Solution storage boat 14 Dopant evaporation source 16 Gas supply pipe 18 Gas outlet 21 Pull rod 28a to 28c Gas inlet 38 Gas introduction cassette
Claims (4)
ホルダと、各基板に対応して設けられる複数の成長溶液
溜め部を有しかつ該基板ホルダの上面に設けられるとと
もに該基板ホルダと互いに摺動可能とされている溶液溜
めボートとを有する成長用ボートを反応管内に配置し、
該反応管内にその長手方向の一方向から他方向に流れる
ようにドーパントガスを供給しつつ基板ホルダ又は溶液
溜めボートを移動して基板と成長溶液とを接触させて基
板上に液相成長させ、所定時間成長を行わせた後、基板
と成長溶液とを引き離し、成長を停止させるようにした
液相成長用反応装置を用い、上記ドーパントガスの流れ
方向に対して段階的にドーパントガスを補給してドーパ
ントガス濃度の流れ方向の均一化を図るようにしたこと
を特徴とする液相成長方法。1. A substrate holder for setting a plurality of substrates in a longitudinal direction, a plurality of growth solution reservoirs provided corresponding to each substrate, and provided on an upper surface of the substrate holder and mutually separated from the substrate holder. A growth boat having a solution reservoir boat that is slidable is arranged in the reaction tube,
While supplying the dopant gas so as to flow in one direction from the longitudinal direction to the other direction in the reaction tube, the substrate holder or the solution storage boat is moved to bring the substrate and the growth solution into contact with each other to cause liquid phase growth on the substrate, After performing growth for a predetermined time, the substrate and the growth solution are separated from each other, and a dopant gas is supplied in a stepwise manner in the flow direction of the dopant gas using a liquid-phase growth reactor configured to stop the growth. Liquid phase growth method, wherein the dopant gas concentration is made uniform in the flow direction.
ホルダと、各基板に対応して設けられる複数の成長溶液
溜め部を有しかつ該基板ホルダの上面に設けられるとと
もに該基板ホルダと互いに摺動可能とされている溶液溜
めボートとを有する成長用ボートを反応管内に配置し、
該反応管内にその長手方向の一端部にガス供給管を設
け、かつ他端部にガス排出口を設け、ガス供給管からガ
ス排出口に流れるようにドーパントガスを供給し、基板
ホルダ又は溶液溜めボートを移動して基板と成長溶液と
を接触させて基板上に液相成長させ、所定時間成長を行
わせた後、基板と成長溶液とを引き離し、成長を停止さ
せるようにした液相成長装置において、上記反応管の一
端部側に隔壁を設けることにより、該反応管を、該隔壁
によってガス供給管に連通するガス供給部と上記成長用
ボートが配置されているメインゾーンとに分離し、該メ
インゾーン内の長手方向に、複数個のガス導入口を段階
的に、所定間隔をおいて前記隔壁から突出させて設ける
ことを特徴とする液相成長装置。2. A substrate holder for setting a plurality of substrates in a longitudinal direction, a plurality of growth solution reservoirs provided corresponding to each substrate, and provided on an upper surface of the substrate holder. A growth boat having a solution reservoir boat that is slidable is arranged in the reaction tube,
In the reaction tube, a gas supply pipe is provided at one end in the longitudinal direction, and a gas outlet is provided at the other end, a dopant gas is supplied so as to flow from the gas supply pipe to the gas outlet, and a substrate holder or a solution reservoir is provided. A liquid phase growth apparatus in which a boat is moved to bring a substrate and a growth solution into contact with each other to perform liquid phase growth on the substrate, and after performing growth for a predetermined time, the substrate and the growth solution are separated from each other and growth is stopped. in, the Rukoto provided a partition on one end side of the reaction tube, the reaction tube was separated into a main zone a gas supply unit which communicates with the gas supply pipe and the growth boat is located by the partition wall , 該Me
Step multiple gas inlets in the longitudinal direction in the in-zone
The liquid phase growth apparatus, wherein the apparatus is provided so as to protrude from the partition wall at a predetermined interval .
ホルダと、各基板に対応して設けられる複数の成長溶液Holder and multiple growth solutions provided for each substrate
溜め部を有しかつ該基板ホルダの上面に設けられるととWhen it has a reservoir and is provided on the upper surface of the substrate holder,
もに該基板ホルダと互いに摺動可能とされている溶液溜A solution reservoir that is slidable with the substrate holder.
めボートとを有する成長用ボートを反応管内に配置し、A growth boat having a
該反応管内にその長手方向の一端部にガス供給管を設A gas supply pipe is provided inside the reaction tube at one end in the longitudinal direction.
け、かつ他端部にガス排出口を設け、ガス供給管からガGas outlet at the other end, and
ス排出口Outlet に流れるようにドーパントガスを供給し、基板Supply the dopant gas so that it flows to the substrate
ホルダ又は溶液溜めボートを移動して基板と成長溶液とMove the holder or the solution storage boat to
を接触させて基板上に液相成長させ、所定時間成長を行To grow in liquid phase on the substrate and grow for a predetermined time.
わせた後、基板と成長溶液とを引き離し、成長を停止さAfter that, the substrate is separated from the growth solution to stop the growth.
せるようにした液相成長装置において用いられるガス導Of gas used in a liquid phase growth apparatus
入カセットであり、該液相成長装置内に着脱自在に装着This is a cassette that can be detachably mounted in the liquid phase growth apparatus.
することにより、上記反応管の一端部側に隔壁を形成しTo form a partition wall at one end of the reaction tube.
て、該反応管を、該隔壁によってガス供給管に連通するThe reaction tube is connected to the gas supply tube by the partition.
ガス供給部と上記成長用ボートが配置されているメインThe main where the gas supply section and the growth boat are located
ゾーンとに分離し、該メインゾーン内の長手方向に、複Zone in the main zone.
数個のガス導入口を段階的に、所定間隔をおいて前記隔Several gas inlets are stepwisely inserted at predetermined intervals.
壁から突出させて設けるように構成されたガス導入カセA gas inlet cassette that is configured to protrude from the wall
ット。To
からドーパントガスを供給しながら、前記反応管の長手
方向にセットされた複数の基板と成長溶液とを接触させ
て基板上に液相成長させるようにした液相成長装置にお
いて用いられるガス導入カセットであり、該液相成長装
置内に着脱自在に装着することにより、上記反応管の一
端部側に隔壁を形成して、該反応管を、該隔壁によって
ガス供給管に連通するガス供給部と成長用ボートが配置
されているメインゾーンとに分離し、該メインゾーン内
の長手方向に、複数個のガス導入口を段階的に、所定間
隔をおいて前記隔壁から突出させて設けるように構成さ
れたガス導入カセット。4. A growth solution is brought into contact with a plurality of substrates set in a longitudinal direction of the reaction tube while supplying a dopant gas from a gas supply tube provided at one end of the reaction tube, and a liquid is supplied onto the substrate. A gas introduction cassette used in a liquid phase growth apparatus adapted to perform phase growth, wherein the gas introduction cassette is detachably mounted in the liquid phase growth apparatus to form a partition wall at one end of the reaction tube, thereby forming the reaction tube. The pipe is separated into a gas supply part communicating with the gas supply pipe by the partition and a main zone in which a growth boat is arranged, and a plurality of gas inlets are provided stepwise in the longitudinal direction in the main zone. A gas introduction cassette configured to protrude from the partition at a predetermined interval.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21284791A JP2593597B2 (en) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | Liquid phase growth method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21284791A JP2593597B2 (en) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | Liquid phase growth method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536612A JPH0536612A (en) | 1993-02-12 |
| JP2593597B2 true JP2593597B2 (en) | 1997-03-26 |
Family
ID=16629318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21284791A Expired - Lifetime JP2593597B2 (en) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | Liquid phase growth method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593597B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4784904B2 (en) * | 2001-08-29 | 2011-10-05 | 信越半導体株式会社 | Liquid phase growth apparatus and liquid phase growth method using the same |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP21284791A patent/JP2593597B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0536612A (en) | 1993-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2094406B1 (en) | Method, apparatus and gate valve assembly for forming monocrystalline group iii-v semiconductor material | |
| EP2084304B1 (en) | Method and apparatus for the epitaxial deposition of monocrystalline group iii-v semiconductor material using gallium trichloride | |
| EP2066496B1 (en) | Equipment for high volume manufacture of group iii-v semiconductor materials | |
| US20090223441A1 (en) | High volume delivery system for gallium trichloride | |
| KR20090082509A (en) | Abatement of reaction gases from gallium nitride deposition | |
| JPS6236999B2 (en) | ||
| US9481943B2 (en) | Gallium trichloride injection scheme | |
| JP2593597B2 (en) | Liquid phase growth method and apparatus | |
| JP2800954B2 (en) | Compound semiconductor single crystal | |
| JPH0230119A (en) | Vapor growth device | |
| TWM597506U (en) | Chemical vapor deposition apparatus with multi-zone injector block | |
| US20020112660A1 (en) | Liquid phase growth method of silicon crystal, method of producing solar, cell, and liquid phase growth apparatus | |
| JPH1154442A (en) | Manufacture of compound semiconductor epitaxial wafer and vapor-phase growth device used for the same | |
| JPS6136372B2 (en) | ||
| JPS6060714A (en) | Vapor-phase epitaxial crowing method for i-v group compound semiconductor | |
| JP2715759B2 (en) | Compound semiconductor vapor phase growth method | |
| JP2813711B2 (en) | (III)-(V) Method for diffusing zinc into compound semiconductor crystal | |
| JPH0391922A (en) | Method of forming vertical type superlattice of compound semiconductor | |
| JPH02254718A (en) | Method of diffrsing cd into inp substate | |
| JP2002343723A (en) | Semiconductor manufacturing apparatus and compound semiconductor manufacturing method | |
| JPS61215288A (en) | Production of semiconductor | |
| JPH10242062A (en) | Semiconductor thin film growth method | |
| JPH0243723A (en) | Solution growth device | |
| JPS6060715A (en) | Vapor growth method | |
| JP2982332B2 (en) | Vapor growth method |