JPS6229396B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6229396B2 JPS6229396B2 JP54136771A JP13677179A JPS6229396B2 JP S6229396 B2 JPS6229396 B2 JP S6229396B2 JP 54136771 A JP54136771 A JP 54136771A JP 13677179 A JP13677179 A JP 13677179A JP S6229396 B2 JPS6229396 B2 JP S6229396B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- growth chamber
- solution
- container
- semiconductor substrates
- 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
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Landscapes
- 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】
本発明は、一度に多数の半導体基板に均一で高
品質なエピタキシヤル成長層を得ることのできる
液相エピタキシヤル成長装置に関する。
品質なエピタキシヤル成長層を得ることのできる
液相エピタキシヤル成長装置に関する。
一般に液相エピタキシヤル成長装置は縦型と横
型があり、縦型は第１図に示すように不純物を含
んだ溶液１１２に半導体基板１０９，１０９…を
保持した基板保持具１１０を浸漬させるもので、
多数の半導体基板１０９，１０９…を同時に処理
するには図の如く半導体基板１０９，１０９…を
略水平に支持するのが一般である。一方横型の場
合は、第２図に示すように半導体基板１０９，１
０９…が保持装着された容器１０１に溶液１１２
を移すものであるが、この時半導体基板１０９，
１０９…をスライド板（図示せず）等に置くと多
数枚を同時に処理できないので、半導体基板１０
９，１０９…は縦に支持するのが一般である。
型があり、縦型は第１図に示すように不純物を含
んだ溶液１１２に半導体基板１０９，１０９…を
保持した基板保持具１１０を浸漬させるもので、
多数の半導体基板１０９，１０９…を同時に処理
するには図の如く半導体基板１０９，１０９…を
略水平に支持するのが一般である。一方横型の場
合は、第２図に示すように半導体基板１０９，１
０９…が保持装着された容器１０１に溶液１１２
を移すものであるが、この時半導体基板１０９，
１０９…をスライド板（図示せず）等に置くと多
数枚を同時に処理できないので、半導体基板１０
９，１０９…は縦に支持するのが一般である。
いずれの場合もこれらの装置を反応管（縦型、
横型の呼称は反応管の設置形式に基づく）の中に
設置し、炉又は高周波加熱器等で溶液１１２，１
１２等を加熱あるいは徐冷して液相エピタキシヤ
ル成長を行なうものである。この時溶液１１２，
１１２はいずれも液層が厚いために600度乃至
1300度に加熱すると、１乃至７度の温度勾配と
1.2乃至3.4倍の不純物濃度のばらつきが、いずれ
も深さ方向に生じる。このためエピタキシヤル成
長層の成長厚さやその不純物濃度に差を生じる。
第１図の縦型の装置では、半導体基板の一枚一枚
における成長ムラは少ないが、深層に位置する半
導体基板と、浅層に位置するものでは、極端な相
違が生じ、半導体基板１０９，１０９…が発光ダ
イオードの場合、発光効率が±90％程異なる。
横型の呼称は反応管の設置形式に基づく）の中に
設置し、炉又は高周波加熱器等で溶液１１２，１
１２等を加熱あるいは徐冷して液相エピタキシヤ
ル成長を行なうものである。この時溶液１１２，
１１２はいずれも液層が厚いために600度乃至
1300度に加熱すると、１乃至７度の温度勾配と
1.2乃至3.4倍の不純物濃度のばらつきが、いずれ
も深さ方向に生じる。このためエピタキシヤル成
長層の成長厚さやその不純物濃度に差を生じる。
第１図の縦型の装置では、半導体基板の一枚一枚
における成長ムラは少ないが、深層に位置する半
導体基板と、浅層に位置するものでは、極端な相
違が生じ、半導体基板１０９，１０９…が発光ダ
イオードの場合、発光効率が±90％程異なる。
第２図の横型の場合は溶液１１２の上下方向の
対流がわずかながらあるため縦型のものより多少
は良いが、一枚の半導体基板の成長厚さは直径
5.0cmの半導体基板を例にとると、下方で40μｍ
の成長をしたとき上方は100μｍにも達する。
対流がわずかながらあるため縦型のものより多少
は良いが、一枚の半導体基板の成長厚さは直径
5.0cmの半導体基板を例にとると、下方で40μｍ
の成長をしたとき上方は100μｍにも達する。
又この時の発光効率は±50％程異なる。さらに
これらの半導体基板はいずれの場合も、エピタキ
シヤル成長のすすんだ所は不純物濃度が高く表面
も荒れており、逆に成長の遅れた所は不純物濃度
は低く表面は鏡面のようになつており、どちらも
結晶品質は低い。
これらの半導体基板はいずれの場合も、エピタキ
シヤル成長のすすんだ所は不純物濃度が高く表面
も荒れており、逆に成長の遅れた所は不純物濃度
は低く表面は鏡面のようになつており、どちらも
結晶品質は低い。
本発明はこのような欠点をあらためるためにな
されたもので、一度に多数の半導体基板に、均一
で高品質なエピタキシヤル成長が行なえるもの
で、以下本案を詳細に説明する。
されたもので、一度に多数の半導体基板に、均一
で高品質なエピタキシヤル成長が行なえるもの
で、以下本案を詳細に説明する。
第３図は本発明一実施例のエピタキシヤル成長
装置の断面図で、反応炉及びその外側に付属する
装置は省略してある。１はカーボン、石英等から
なる回転可能な容器で、反応炉の外から操作でき
る回転軸２を有しており、容器内部は溶液溜３と
成長室４とに区画分離されている。５は摺動可能
なしきり板で、透孔６を有しており、透孔６が溶
液溜３の隔壁７に設けられた注液口８と一致する
よう位置すれば溶液溜３と成長室４とが連通さ
れ、図の如く透孔６と注液口８とが一致しない状
態でしきり板５が挿入されていると溶液溜３も成
長室４も共に密室となる。成長室４には半導体基
板９，９…を多数枚、略垂直に保持する基板保持
具１０が設置してある。基板保持具１０はカーボ
ン又は石英からなる支持板１１，１１…を多数連
結したもので、半導体基板９，９…を接着剤又は
それを同等の働きをするもので貼りつけたり、あ
るいは支持板１１，１１…に爪等を設けて半導体
基板９，９…を係止したりして保持している。
装置の断面図で、反応炉及びその外側に付属する
装置は省略してある。１はカーボン、石英等から
なる回転可能な容器で、反応炉の外から操作でき
る回転軸２を有しており、容器内部は溶液溜３と
成長室４とに区画分離されている。５は摺動可能
なしきり板で、透孔６を有しており、透孔６が溶
液溜３の隔壁７に設けられた注液口８と一致する
よう位置すれば溶液溜３と成長室４とが連通さ
れ、図の如く透孔６と注液口８とが一致しない状
態でしきり板５が挿入されていると溶液溜３も成
長室４も共に密室となる。成長室４には半導体基
板９，９…を多数枚、略垂直に保持する基板保持
具１０が設置してある。基板保持具１０はカーボ
ン又は石英からなる支持板１１，１１…を多数連
結したもので、半導体基板９，９…を接着剤又は
それを同等の働きをするもので貼りつけたり、あ
るいは支持板１１，１１…に爪等を設けて半導体
基板９，９…を係止したりして保持している。
半導体基板９，９…としてガリウム燐（GaP）
ｎ型基板とし、ｐ型エピタキシヤル層を成長させ
る場合を例にとつて、本案の装置を用いた工程を
説明する。
ｎ型基板とし、ｐ型エピタキシヤル層を成長させ
る場合を例にとつて、本案の装置を用いた工程を
説明する。
溶液溜３にはガリウム（Ga）と燐化ガリウム
（GaP）からなる溶媒に不純物でである亜鉛
（Zn）と酸化ガリウム（Ga2O3）を溶かした溶液１
２を封入してある装置全体を反応炉の中に設置
し、約1050℃に昇温する。しきり板５に係合した
フツク１３を操作し、第４図に示す如くしきり板
５の透孔６と注液口８とを一致させるようにしき
り板５を摺動させる。これによつて溶液溜３の溶
液１２は成長室４に移動し、溶液は半導体基板
９，９…と接触する。その後フツク１３を操作し
てしきり板５をもとのように位置させ、１分間に
３℃の割合で冷却する。冷却中は５分に半回転の
割合で回転軸２を操作した。これにより容器１は
第５図の状態や第６図のように上下逆になつた状
態となり溶液１２の温度分布は均一化され、不純
物濃度は一様になる。特に偏析しやすい不純物
は、この例では亜鉛であり、容器１２の上方にお
いて析出しやすいが、この回転によつて析出位置
が変化すると同時に温度分布も変化するので、再
び溶液に溶け込むなど高い濃度を維持しながらそ
の分布を一様ならしめる。さらに回転のたびに半
導体基板９，９…と接触している溶液は新規化さ
れる。尚この回転に際して特に第６図の如く上下
逆になつた時でも、成長室４はしきり板５によつ
て密室となつているので溶液１２が成長室４から
漏れることはない。これを繰り返して840℃で冷
却を止め、第６図の状態でフツク１３を操作して
しきり板５を摺動させ、再び透孔６と注液口８と
を一致させ、溶液１２を溶液溜３に移す。
（GaP）からなる溶媒に不純物でである亜鉛
（Zn）と酸化ガリウム（Ga2O3）を溶かした溶液１
２を封入してある装置全体を反応炉の中に設置
し、約1050℃に昇温する。しきり板５に係合した
フツク１３を操作し、第４図に示す如くしきり板
５の透孔６と注液口８とを一致させるようにしき
り板５を摺動させる。これによつて溶液溜３の溶
液１２は成長室４に移動し、溶液は半導体基板
９，９…と接触する。その後フツク１３を操作し
てしきり板５をもとのように位置させ、１分間に
３℃の割合で冷却する。冷却中は５分に半回転の
割合で回転軸２を操作した。これにより容器１は
第５図の状態や第６図のように上下逆になつた状
態となり溶液１２の温度分布は均一化され、不純
物濃度は一様になる。特に偏析しやすい不純物
は、この例では亜鉛であり、容器１２の上方にお
いて析出しやすいが、この回転によつて析出位置
が変化すると同時に温度分布も変化するので、再
び溶液に溶け込むなど高い濃度を維持しながらそ
の分布を一様ならしめる。さらに回転のたびに半
導体基板９，９…と接触している溶液は新規化さ
れる。尚この回転に際して特に第６図の如く上下
逆になつた時でも、成長室４はしきり板５によつ
て密室となつているので溶液１２が成長室４から
漏れることはない。これを繰り返して840℃で冷
却を止め、第６図の状態でフツク１３を操作して
しきり板５を摺動させ、再び透孔６と注液口８と
を一致させ、溶液１２を溶液溜３に移す。
このようにして出来たエピタキシヤル成長層を
測定した所、直径5.0cmの半導体基板９，９…の
全体で、成長層の厚みは薄い所で62μｍ厚い所で
77μｍであり、70μｍ±５μｍのいわゆる平坦部
が約80％を占めた。また結晶性も良く、不純物濃
度のばらつきも少ないので、この半導体基板９，
９…を用いた発光ダイオードは、発光効率が4.1
％と高く、またそのばらつきも±18％以内と小さ
かつた。
測定した所、直径5.0cmの半導体基板９，９…の
全体で、成長層の厚みは薄い所で62μｍ厚い所で
77μｍであり、70μｍ±５μｍのいわゆる平坦部
が約80％を占めた。また結晶性も良く、不純物濃
度のばらつきも少ないので、この半導体基板９，
９…を用いた発光ダイオードは、発光効率が4.1
％と高く、またそのばらつきも±18％以内と小さ
かつた。
上述の実施例において、回転軸２の回転は何分
か毎に半回転（但し好ましくは２分〜20分で半回
転）するとか、低速モータ等を用いて常時回転さ
せる等してもよい。又容器１は、図では円柱形を
しているがこれに限られるものではなく、又溶液
溜３は密室とならないで開口部を有し、容器１の
他に排液溜を具備してもよい。
か毎に半回転（但し好ましくは２分〜20分で半回
転）するとか、低速モータ等を用いて常時回転さ
せる等してもよい。又容器１は、図では円柱形を
しているがこれに限られるものではなく、又溶液
溜３は密室とならないで開口部を有し、容器１の
他に排液溜を具備してもよい。
以上の如く本発明は、不純物を混入した溶液を
少なくとも１時的に（即ちエピタキシヤル成長中
は）溜める事が出来、溶液を溜めたままで回転可
能な成長室と、この成長室に隣接した溶液溜と、
エピタキシヤル成長中、成長室を密室ならしめる
しきり板と、成長室の中にあつて複数の半導体基
板を略垂直に保持してなる基板保持具とを具備す
るものであるから、一度に、多数の半導体基板
に、均一で高品質なエピタキシヤル成長が行なえ
る。
少なくとも１時的に（即ちエピタキシヤル成長中
は）溜める事が出来、溶液を溜めたままで回転可
能な成長室と、この成長室に隣接した溶液溜と、
エピタキシヤル成長中、成長室を密室ならしめる
しきり板と、成長室の中にあつて複数の半導体基
板を略垂直に保持してなる基板保持具とを具備す
るものであるから、一度に、多数の半導体基板
に、均一で高品質なエピタキシヤル成長が行なえ
る。
第１図と第２図は液相エピタキシヤル成長装置
の説明図、第３図は本発明実施例の断面図、第４
図、第５図、第６図は本発明の装置を用いたエピ
タキシヤル工程の説明図である。 １…容器、２…回転軸、３…溶液溜、４…成長
室、５…しきり板、６…透孔、９，９…半導体基
板、１０…基板保持具。
の説明図、第３図は本発明実施例の断面図、第４
図、第５図、第６図は本発明の装置を用いたエピ
タキシヤル工程の説明図である。 １…容器、２…回転軸、３…溶液溜、４…成長
室、５…しきり板、６…透孔、９，９…半導体基
板、１０…基板保持具。
Claims (1)
- １ 回転可能に軸支された容器と、容器の中に設
けられ不純物を混入した溶液を少なくともエピタ
キシヤル成長中溜めることができる成長室と、こ
の成長室に隣接して容器の中に設けられた溶液溜
と、成長室と溶液溜とをしきりエピタキシヤル成
長中成長室を密室ならしめるしきり板と、成長室
に収納され複数の半導体基板を略垂直に保持して
なる基板保持具とを具備した事を特徴とする液相
エピタキシヤル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13677179A JPS5659696A (en) | 1979-10-23 | 1979-10-23 | Liquid phase epitaxial growing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13677179A JPS5659696A (en) | 1979-10-23 | 1979-10-23 | Liquid phase epitaxial growing apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5659696A JPS5659696A (en) | 1981-05-23 |
| JPS6229396B2 true JPS6229396B2 (ja) | 1987-06-25 |
Family
ID=15183122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13677179A Granted JPS5659696A (en) | 1979-10-23 | 1979-10-23 | Liquid phase epitaxial growing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5659696A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04367587A (ja) * | 1991-06-14 | 1992-12-18 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 液相成長方法及び装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49123500A (ja) * | 1973-04-02 | 1974-11-26 | ||
| JPS5344311A (en) * | 1973-07-05 | 1978-04-21 | Masahiro Hiyamuta | Stripper for reaper |
| JPS5147153A (ja) * | 1974-02-01 | 1976-04-22 | Joruju Ruboshii Konsutorukuchu | Maruamiki |
| JPS531036A (en) * | 1976-06-25 | 1978-01-07 | Toray Industries | Light polarizer |
-
1979
- 1979-10-23 JP JP13677179A patent/JPS5659696A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5659696A (en) | 1981-05-23 |
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