JPH0258769B2 - - Google Patents
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- JPH0258769B2 JPH0258769B2 JP8009381A JP8009381A JPH0258769B2 JP H0258769 B2 JPH0258769 B2 JP H0258769B2 JP 8009381 A JP8009381 A JP 8009381A JP 8009381 A JP8009381 A JP 8009381A JP H0258769 B2 JPH0258769 B2 JP H0258769B2
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- Japan
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- solution
- semiconductor substrate
- chamber
- reservoir
- raw material
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- Expired
Links
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 28
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-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
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
- C30B19/063—Sliding boat 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】
この発明は液相エピタキシヤル方法によつて半
導体結晶層を得るために用いれらる、エピタキシ
ヤル成長方法および装置に関するものである。
導体結晶層を得るために用いれらる、エピタキシ
ヤル成長方法および装置に関するものである。
半導体層成長の方法のひとつとしての液相エピ
タキシヤルの方法には従来よりいくつかの方法が
考えられている。そのひとつとしてのメルト落下
式のいわゆるスリツトボートによるエピタキシヤ
ル装置の概略を第１図に示す。
タキシヤルの方法には従来よりいくつかの方法が
考えられている。そのひとつとしてのメルト落下
式のいわゆるスリツトボートによるエピタキシヤ
ル装置の概略を第１図に示す。
第１図において、Ｈは支持体で基板結晶を入れ
る容器１８が設けてあり、半導体基板は１９に示
される。１２は液相エピタキシヤル用の原料溶液
１７（GaAs、GaP、Ga1-xAlxAsなどの薄膜を成
長させる場合には、前記成分を含むGa溶液を用
いる）をいれる下部に穴のあいた溜を有するスラ
イダー、１４にこのスライダーを移動させる押
棒、１５に溜にある原料を下方へ落下させる為の
重しおよび揮発を防ぐ為のふたを示す。１３に液
相エピタキシヤル使用後の原料１６を入れる上部
に穴のあいた溜を有するスライダー、１７はこの
スライダーを移動させる押棒を示す。上記の装置
によるエピタキシヤルの工程はつぎの様になる。
る容器１８が設けてあり、半導体基板は１９に示
される。１２は液相エピタキシヤル用の原料溶液
１７（GaAs、GaP、Ga1-xAlxAsなどの薄膜を成
長させる場合には、前記成分を含むGa溶液を用
いる）をいれる下部に穴のあいた溜を有するスラ
イダー、１４にこのスライダーを移動させる押
棒、１５に溜にある原料を下方へ落下させる為の
重しおよび揮発を防ぐ為のふたを示す。１３に液
相エピタキシヤル使用後の原料１６を入れる上部
に穴のあいた溜を有するスライダー、１７はこの
スライダーを移動させる押棒を示す。上記の装置
によるエピタキシヤルの工程はつぎの様になる。
押棒１４を押し、スライダー１２を移動さ
せ、原料溶液を１１の支持体中に落とし、基板
１９と接触させる。
せ、原料溶液を１１の支持体中に落とし、基板
１９と接触させる。
所望の厚さの成長後、押棒１７を押し、スラ
イダー１３を移動させ、原料溶液を溜へ落下さ
せ、基板上への結晶成長を中止させる。
イダー１３を移動させ、原料溶液を溜へ落下さ
せ、基板上への結晶成長を中止させる。
多成長の場合には、この工程をくりかえして、
多層の結晶を得る。
多層の結晶を得る。
ところで、この様な工程で、Ｐ型GaAs基板上
に、Ｐ型Ga1-xAlxAs、（ｘ0.3）、Ｎ型Ga1-yAly
As（ｙ0.6）の結晶を成長させて、シングルヘ
テロ接合型赤色発光素子を得ているが、発光効率
及び発光波長特性の成長結晶の面内の不均一性が
あり、全体として、半導体装置として用いる際に
極めて具合が悪い。この特性の面内不均一性の原
因として、(a)溶液落下時に基板に不均一に接触す
る為の異常成長、(b)溶液中に含まれる酸化物２０
等が落下して、基板に接触し、成長を防たげる。
等が考えられる。
に、Ｐ型Ga1-xAlxAs、（ｘ0.3）、Ｎ型Ga1-yAly
As（ｙ0.6）の結晶を成長させて、シングルヘ
テロ接合型赤色発光素子を得ているが、発光効率
及び発光波長特性の成長結晶の面内の不均一性が
あり、全体として、半導体装置として用いる際に
極めて具合が悪い。この特性の面内不均一性の原
因として、(a)溶液落下時に基板に不均一に接触す
る為の異常成長、(b)溶液中に含まれる酸化物２０
等が落下して、基板に接触し、成長を防たげる。
等が考えられる。
本発明は、上記の様な従来の液相エピタキシヤ
ル法に帰因する発光効率、発光波長等の特性の不
均一性を除去する新しい液相エピタキシヤル成長
方法及び成長装置を提供することにある。
ル法に帰因する発光効率、発光波長等の特性の不
均一性を除去する新しい液相エピタキシヤル成長
方法及び成長装置を提供することにある。
従来の方法では、基板上へ溶液を落下させる際
に基板上に直接落としている為に、溶液落下時に
基板に不均一に接触する為の異常成長が起こつた
り、溶液中に含まれる酸化物２０等が落下して、
基板に付着し、成長を防げるために得られる半導
体装置の特性は不均一であつた。
に基板上に直接落としている為に、溶液落下時に
基板に不均一に接触する為の異常成長が起こつた
り、溶液中に含まれる酸化物２０等が落下して、
基板に付着し、成長を防げるために得られる半導
体装置の特性は不均一であつた。
本方法では、基板に接触する原料溶液を下方よ
り一定の厚さに限定しつつ入れることにより、異
常成長もなく、酸化物等の混入を防いだ状態で均
一なエピタキシヤル層を作るものである。
り一定の厚さに限定しつつ入れることにより、異
常成長もなく、酸化物等の混入を防いだ状態で均
一なエピタキシヤル層を作るものである。
第２図は、本発明の方法にかかわる半導体エピ
タキシヤル成長装置を示すものである。第２図ａ
はエピタキシヤル成長前の状態、第２図ｂはエピ
タキシヤル成長時の状態を示す。第２図のエピタ
キシヤル装置は、支持体２１の結晶基板ホルダー
部２８に、上部スライダ２２の穴と同じ大きさの
穴を有するふたｘを有し、また、ホルダー部を結
晶基板表面部と他の部分に底の部分でつながる様
に基けられたスペーサーｙを有している。ｂ図の
ように押棒２４を押すことによりスライダー２２
を動かし、原料溶液２７の１つを、この結晶基板
２９と接触させて、結晶成長を行なう。このとき
ホルダー上部のふたｘを通つた原料溶液２７は、
落下の途中基板に接触することなく、スペーサー
ｙの下部を通り、スペーサーｙと結晶基板２９と
の間に入り結晶基板２９と接触し、結晶成長を開
始する。また、このとき、素子特性に悪影響をお
よぼす酸化物２０等は、溶液溜の中かスペーサー
ｙ上部にたまり、スペーサーｙと結晶基板との間
には、存在しない状態で結晶成長を行なうことが
出来る。
タキシヤル成長装置を示すものである。第２図ａ
はエピタキシヤル成長前の状態、第２図ｂはエピ
タキシヤル成長時の状態を示す。第２図のエピタ
キシヤル装置は、支持体２１の結晶基板ホルダー
部２８に、上部スライダ２２の穴と同じ大きさの
穴を有するふたｘを有し、また、ホルダー部を結
晶基板表面部と他の部分に底の部分でつながる様
に基けられたスペーサーｙを有している。ｂ図の
ように押棒２４を押すことによりスライダー２２
を動かし、原料溶液２７の１つを、この結晶基板
２９と接触させて、結晶成長を行なう。このとき
ホルダー上部のふたｘを通つた原料溶液２７は、
落下の途中基板に接触することなく、スペーサー
ｙの下部を通り、スペーサーｙと結晶基板２９と
の間に入り結晶基板２９と接触し、結晶成長を開
始する。また、このとき、素子特性に悪影響をお
よぼす酸化物２０等は、溶液溜の中かスペーサー
ｙ上部にたまり、スペーサーｙと結晶基板との間
には、存在しない状態で結晶成長を行なうことが
出来る。
また第２図ｃは、成長を終えた後、不要な原料
溶液２６を結晶基板の表面より除去し、結晶基板
２９上に新らしい組成の層を成長させる準備の場
合の例を示す。このとき、素子特性に悪影響をお
よぼす酸化物２０等は、スペーサーｙにそつて廃
液溜へ落下する為に基板との接触がなく、異常成
長や組成の異なつた結晶が成長することなく、均
一な結晶を得ることができる。
溶液２６を結晶基板の表面より除去し、結晶基板
２９上に新らしい組成の層を成長させる準備の場
合の例を示す。このとき、素子特性に悪影響をお
よぼす酸化物２０等は、スペーサーｙにそつて廃
液溜へ落下する為に基板との接触がなく、異常成
長や組成の異なつた結晶が成長することなく、均
一な結晶を得ることができる。
同様なことをくりかえすことにより、第２層以
上の結晶層を得ることが可能である。また、スペ
ーサーの数を増やし、増やしたスペーサーの一部
を基板結晶のホルダーとすることで、基板結晶は
多数枚置くことが可能で、同時に多数枚の結晶成
長を行なうことが可能である。
上の結晶層を得ることが可能である。また、スペ
ーサーの数を増やし、増やしたスペーサーの一部
を基板結晶のホルダーとすることで、基板結晶は
多数枚置くことが可能で、同時に多数枚の結晶成
長を行なうことが可能である。
本発明の方法による液相エピタキシヤル成長の
効果は、次の様である。
効果は、次の様である。
(1) 成長したエピタキシヤル層の組成が均一で、
異状成長がない。
異状成長がない。
(2) 成長したエピタキシヤル層の厚さが均一で、
異状成長した突起等がない。
異状成長した突起等がない。
第１図は従来の液相エピタキシヤル成長装置を
示す図、第２図はａ，ｂ，ｃは本発明のエピタキ
シヤル成長装置および方法を示す図である。 ２１…結晶基板ホルダー２，８を有する支持
体、２２…原料溶液溜を有するスライダー、２９
…結晶基板、２３…廃液溜を有するスライダー、
ｘ…原料溶液を通す穴のあいたふた、ｙ…原料溶
液の落下する場所と結晶基板を分離するスペーサ
ー。
示す図、第２図はａ，ｂ，ｃは本発明のエピタキ
シヤル成長装置および方法を示す図である。 ２１…結晶基板ホルダー２，８を有する支持
体、２２…原料溶液溜を有するスライダー、２９
…結晶基板、２３…廃液溜を有するスライダー、
ｘ…原料溶液を通す穴のあいたふた、ｙ…原料溶
液の落下する場所と結晶基板を分離するスペーサ
ー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上下方向３室以上に仕切られ、上室には原料
溶液を収容する溶液溜が設けられ、中室には半導
体基板を角度を持つて収容する支持体があつて、
下室には不要な原料溶液を収容する廃液溜が設け
られ、前記上室の溶液溜から溶液を落下させ、中
室に収容された半導体基板表面に接触させて液相
エピタキシヤル成長を行う方法において、前記溶
液溜から落下した溶液を、前記半導体基板の裏面
側の狭い空隙を介して半導体基板表面に到達する
ようにしてエピタキシヤル成長を行うことを特徴
とする半導体結晶のエピタキシヤル層の成長方
法。 ２ 溶液を狭い空隙を介し、下室側から半導体基
板表面に到達するようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の半導体結晶のエピタキ
シヤル層の成長方法。 ３ 上下方向３室以上に仕切られ、上室には原料
溶液を収容する溶液溜が設けられ、中室には半導
体基板を角度をもつて収容する支持体があつて、
下室には不要な原料溶液を収容する廃液溜が設け
られ、前記上室の溶液溜の底部及び中室の半導体
基板を収容する支持体の上部にはスリツトが設け
られ、そのスリツト位置を合せて上室の溶液溜か
ら溶液を落下させ、中室に収容された半導体基板
表面に接触させて液相エピタキシヤル成長させる
成長装置において、前記半導体基板の裏面側に狭
い空隙を設け、前記溶液を前記スリツトから狭い
空隙を通過させ、下室側から前記半導体基板表面
に接触せしめることを特徴とする半導体結晶のエ
ピタキシヤル成長層の成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009381A JPS57196527A (en) | 1981-05-28 | 1981-05-28 | Method and device for growing epitaxial layer of semiconductor crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8009381A JPS57196527A (en) | 1981-05-28 | 1981-05-28 | Method and device for growing epitaxial layer of semiconductor crystal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57196527A JPS57196527A (en) | 1982-12-02 |
| JPH0258769B2 true JPH0258769B2 (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=13708575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8009381A Granted JPS57196527A (en) | 1981-05-28 | 1981-05-28 | Method and device for growing epitaxial layer of semiconductor crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57196527A (ja) |
-
1981
- 1981-05-28 JP JP8009381A patent/JPS57196527A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57196527A (en) | 1982-12-02 |
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