JPH0444222A - ＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法 - Google Patents
ＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法Info
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- JPH0444222A JPH0444222A JP15043890A JP15043890A JPH0444222A JP H0444222 A JPH0444222 A JP H0444222A JP 15043890 A JP15043890 A JP 15043890A JP 15043890 A JP15043890 A JP 15043890A JP H0444222 A JPH0444222 A JP H0444222A
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Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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。
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、ＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法に関する。
■−Ｖ族化合物半導体の三元混晶であるＡｌＧａＡｓ結
晶をエピタキシャル成長させる場合には、一般に基板と
して格子整合の要件から同し■−Ｖ族の二元化合物であ
るＧａＡｓを用いる。このＧａＡｓ基板は、エピタキシ
ーで成長させるエピタキシャル層の厚さが通常数十μｍ
以下であり、エピタキシャル層のままではＩＩＩ械的強
度が小さいために必要とされるものである。二〇ＧａＡ
ｓ基板に限らず一般に基板は、引上げ法などによりバル
ク結晶を成長させたインゴットを作製し、インゴットを
板状にスライスすることにより得られる。スライスによ
って薄板に切り出されたウェハはエピタキシーの基板と
して使用し、更にエピタキシャル層が積まれる。
晶をエピタキシャル成長させる場合には、一般に基板と
して格子整合の要件から同し■−Ｖ族の二元化合物であ
るＧａＡｓを用いる。このＧａＡｓ基板は、エピタキシ
ーで成長させるエピタキシャル層の厚さが通常数十μｍ
以下であり、エピタキシャル層のままではＩＩＩ械的強
度が小さいために必要とされるものである。二〇ＧａＡ
ｓ基板に限らず一般に基板は、引上げ法などによりバル
ク結晶を成長させたインゴットを作製し、インゴットを
板状にスライスすることにより得られる。スライスによ
って薄板に切り出されたウェハはエピタキシーの基板と
して使用し、更にエピタキシャル層が積まれる。
ところで、ＧａＡｓ結晶基板は光吸収性を呈するため、
光取出効率を大きくしたり、ＧａＡｓ基板側から光を取
り出す場合には、ＧａＡｓ基板を取り除かなければなら
ず、素子化過程で基板除去工程を必要とする。
光取出効率を大きくしたり、ＧａＡｓ基板側から光を取
り出す場合には、ＧａＡｓ基板を取り除かなければなら
ず、素子化過程で基板除去工程を必要とする。
又、この基板除去に関連して、エピタキシー後の工程で
基板を除去するため、機械的強度を確保すべく基板上に
エピタキシャル成長させるＡｌＧａＡｓ層は厚膜でなけ
ればならないが、エピタキシャル層の厚膜化は長時間を
要し、これが半導体デバイスのコスト高の要因の一つで
もある。
基板を除去するため、機械的強度を確保すべく基板上に
エピタキシャル成長させるＡｌＧａＡｓ層は厚膜でなけ
ればならないが、エピタキシャル層の厚膜化は長時間を
要し、これが半導体デバイスのコスト高の要因の一つで
もある。
更に、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ層を成長させる場
合、通常は液相エピタキシーによる徐冷法或いは温度差
法を行っており、例えば徐冷法では９００℃程度の高温
溶液を６００℃程度まで漸次降温することによってＧａ
Ａｓ基板上にＡｌＧａＡｓ結晶をエピタキシャル成長さ
せている。しかし、結晶成長開始時が高温で成長終了時
が低温であると、結晶成長が終了した時点でＧａＡｓ基
板上にＡｌＧａＡｓ層を設けた半導体ウェハには、基板
とＡｌＧａＡｓ層との熱膨張係数（一般には常温でＧａ
Ａｓが７．３Ｘ１０−’、ＡｌＧａＡｓが５．２ＸＩＯ
−’）の差により既に反りが発生している。
合、通常は液相エピタキシーによる徐冷法或いは温度差
法を行っており、例えば徐冷法では９００℃程度の高温
溶液を６００℃程度まで漸次降温することによってＧａ
Ａｓ基板上にＡｌＧａＡｓ結晶をエピタキシャル成長さ
せている。しかし、結晶成長開始時が高温で成長終了時
が低温であると、結晶成長が終了した時点でＧａＡｓ基
板上にＡｌＧａＡｓ層を設けた半導体ウェハには、基板
とＡｌＧａＡｓ層との熱膨張係数（一般には常温でＧａ
Ａｓが７．３Ｘ１０−’、ＡｌＧａＡｓが５．２ＸＩＯ
−’）の差により既に反りが発生している。
かかる反り状態の半導体ウェハは、以後の加工プロセス
を施し難くなる８例えば、露光プロセス、メサダイシン
グプロセス（通常チップの全数を検査するためにウェハ
に切り込みを入れる工程）で、ウェハに割れや欠けなど
が多発する。
を施し難くなる８例えば、露光プロセス、メサダイシン
グプロセス（通常チップの全数を検査するためにウェハ
に切り込みを入れる工程）で、ウェハに割れや欠けなど
が多発する。
半導体素子の設計段階でＧａＡｓ基板を除去することが
予め分かっている場合、或いはＧａＡｓ基板上にＡｌＧ
ａＡｓ層を設けた半導体ウェハに反りが生ずる問題を回
避する場合、当初からＧａＡｓ基板よりもＡｌＧａＡｓ
層に格子整合で有利なＡｌＧａＡｓ基板を用いればよい
わけであるが、ＡｌＧａＡｓは基板としてバルク結晶を
成長させるのが通常の引上げ法などのバルク結晶成長技
術では困難である。そのため、止むを得ずＧａＡｓ基板
板を用い、これにＡｌＧａＡｓ層をエピタキシャル成長
させているわけである。
予め分かっている場合、或いはＧａＡｓ基板上にＡｌＧ
ａＡｓ層を設けた半導体ウェハに反りが生ずる問題を回
避する場合、当初からＧａＡｓ基板よりもＡｌＧａＡｓ
層に格子整合で有利なＡｌＧａＡｓ基板を用いればよい
わけであるが、ＡｌＧａＡｓは基板としてバルク結晶を
成長させるのが通常の引上げ法などのバルク結晶成長技
術では困難である。そのため、止むを得ずＧａＡｓ基板
板を用い、これにＡｌＧａＡｓ層をエピタキシャル成長
させているわけである。
従って、本発明の目的は、上記問題点を一挙に解決する
新規なＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法を捷供することに
ある。
新規なＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法を捷供することに
ある。
前記目的は、ＧａＡｓ、 Ａｌ、不純物を含む固形物と
、ＧａＡｓ、Ａｌ、不純物を含有するＧａｆＪ液とを接
触させ、更に種結晶を溶液に接触させて、種結晶上にＡ
ｌＧａＡｓ結晶を成長させる工程を有することを特徴と
するＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法により達成される。
、ＧａＡｓ、Ａｌ、不純物を含有するＧａｆＪ液とを接
触させ、更に種結晶を溶液に接触させて、種結晶上にＡ
ｌＧａＡｓ結晶を成長させる工程を有することを特徴と
するＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法により達成される。
本発明の製法によれば、ＡｌＧａＡｓの基板用バルク結
晶を成長させることができ、ＡｌＧａＡｓ単結晶のイン
ゴットが得られる。このインゴットを薄板状にスライス
してＡｌＧａＡｓ結晶基板として供すれば、ＡｌＧａＡ
ｓ基板は光透過性であるから除去する必要がない、しか
も、ＡｌＧａＡｓ基根上にＡ基板上Ａｓ層をエピタキシ
ャル成長させても、基板とエピタキシャル層が共にＡｌ
ＧａＡｓであって熱膨張係数に差がないので反りが発生
しない、又、本発明の製法によるＡｌＧａＡｓ基板を用
いれば、基板除去工程が不要であるから基板上に成長さ
せるエピタキシャル層が薄膜でもよい、そのため、Ｇａ
Ａｓ基板上に当該基板を除去することを予め配慮して厚
膜に形成したＡｌＧａＡｓ層の形成に要する時間よりも
成長時間を短縮でき、結果として半導体素子の製作コス
トを低減できる。
晶を成長させることができ、ＡｌＧａＡｓ単結晶のイン
ゴットが得られる。このインゴットを薄板状にスライス
してＡｌＧａＡｓ結晶基板として供すれば、ＡｌＧａＡ
ｓ基板は光透過性であるから除去する必要がない、しか
も、ＡｌＧａＡｓ基根上にＡ基板上Ａｓ層をエピタキシ
ャル成長させても、基板とエピタキシャル層が共にＡｌ
ＧａＡｓであって熱膨張係数に差がないので反りが発生
しない、又、本発明の製法によるＡｌＧａＡｓ基板を用
いれば、基板除去工程が不要であるから基板上に成長さ
せるエピタキシャル層が薄膜でもよい、そのため、Ｇａ
Ａｓ基板上に当該基板を除去することを予め配慮して厚
膜に形成したＡｌＧａＡｓ層の形成に要する時間よりも
成長時間を短縮でき、結果として半導体素子の製作コス
トを低減できる。
これら利点に加えて、後述するように本発明の製法では
低融点金属であるＧａ （融点：約３０℃）を溶媒とす
るＧａ溶液を用いて結晶成長を行うため、化学量論的組
成のずれなどの結晶の構造欠陥が少ない。
低融点金属であるＧａ （融点：約３０℃）を溶媒とす
るＧａ溶液を用いて結晶成長を行うため、化学量論的組
成のずれなどの結晶の構造欠陥が少ない。
次に、上記のような種々の利点が得られる本発明の製法
において用いる種結晶、溶液、固形物の三要素について
説明する。
において用いる種結晶、溶液、固形物の三要素について
説明する。
まず種結晶は周知のように、成長してくる結晶の最初の
核となる結晶であり、本発明に用いる種結晶としてはこ
れを核にしてＡｌＧａＡｓ結晶が成長するのであれば特
に限定はないが、通常は従来のＧａ＾３バルク結晶を得
る場合と同様に単又は多結晶のＧａＡｓを用いることが
好ましい０種結晶の大きさは、得ようとするインゴット
の大きさや形状にも依るが、例えば直径１．５〜２イン
チ（約３．８〜５．１ Ｃ１１）程度の円板状のものが
例示される。 ＡｌＧａＡｓ結晶成長時に種結晶は結晶
成長と共に徐々に引上げてもよいし、或いは静置してお
いても構わない、勿論、静置の場合はＡｌＧａＡｓ結晶
が溶液中に成長することになる。又、引上げや静置のい
ずれの場合でも、必要に応して種結晶は結晶成長時にゆ
っくりと回転させてもよい。
核となる結晶であり、本発明に用いる種結晶としてはこ
れを核にしてＡｌＧａＡｓ結晶が成長するのであれば特
に限定はないが、通常は従来のＧａ＾３バルク結晶を得
る場合と同様に単又は多結晶のＧａＡｓを用いることが
好ましい０種結晶の大きさは、得ようとするインゴット
の大きさや形状にも依るが、例えば直径１．５〜２イン
チ（約３．８〜５．１ Ｃ１１）程度の円板状のものが
例示される。 ＡｌＧａＡｓ結晶成長時に種結晶は結晶
成長と共に徐々に引上げてもよいし、或いは静置してお
いても構わない、勿論、静置の場合はＡｌＧａＡｓ結晶
が溶液中に成長することになる。又、引上げや静置のい
ずれの場合でも、必要に応して種結晶は結晶成長時にゆ
っくりと回転させてもよい。
種結晶を接触させる溶液は、Ｇａを溶媒とし、これに単
又は多結晶ＧａＡｓ、 Ａｌ、不純物を溶質とした融液
である。不純物（ドーパント）はＡｌＧａＡｓ結晶の導
電性を制御するドーピングを行うために添加するもので
、ＡｌＧａＡｓの場合、ｎ型結晶を得るためにはＳｌ、
丁ｅＳＳｎ、 Ｓｅ、 Ｓなどが、ｐ単結晶を得るため
にはＺｎ、 Ｍｇ、 Ｃｄなどがドープされる。溶液中
の各成分の配合割合は、成長させるＡｌＧａＡｓ結晶の
組成にも依るが、Ｇａ１００重量部に対し、ＧａＡｓ
１〜１４重量部、好ましくは３〜１０重量部、ＡＩｏ、
２〜０．９ｆｉｆ部、好ましくは０．５〜０．８重量部
、ドーパントＩ Ｘ Ｉ （１−３〜５ Ｘ １０−’
重量部、好マシくは３ｘｌ Ｏ−” 〜２．５ｘｌ Ｏ
−’重量部である。
又は多結晶ＧａＡｓ、 Ａｌ、不純物を溶質とした融液
である。不純物（ドーパント）はＡｌＧａＡｓ結晶の導
電性を制御するドーピングを行うために添加するもので
、ＡｌＧａＡｓの場合、ｎ型結晶を得るためにはＳｌ、
丁ｅＳＳｎ、 Ｓｅ、 Ｓなどが、ｐ単結晶を得るため
にはＺｎ、 Ｍｇ、 Ｃｄなどがドープされる。溶液中
の各成分の配合割合は、成長させるＡｌＧａＡｓ結晶の
組成にも依るが、Ｇａ１００重量部に対し、ＧａＡｓ
１〜１４重量部、好ましくは３〜１０重量部、ＡＩｏ、
２〜０．９ｆｉｆ部、好ましくは０．５〜０．８重量部
、ドーパントＩ Ｘ Ｉ （１−３〜５ Ｘ １０−’
重量部、好マシくは３ｘｌ Ｏ−” 〜２．５ｘｌ Ｏ
−’重量部である。
溶液に接触させる固形物は、ＧａＡｓ （単又は多結晶
）、Ａ１、不純物を含有するものである。これは、種結
晶上にＡｌＧａＡｓ結晶が成長するに連れて溶液中の溶
ｉｉ （Ａｌ、 Ａｓ、 ）−−パント）が減少する
が、この減少分量相当のｆ′Ｊｆを補填するためのもの
で、従って固形物の成分はＡｌＧａＡｓ結晶の組成とほ
ぼ同しで、固形物にドープする不純物は溶液中の不純物
と同様にｎ型ＡｌＧａＡｓ結晶にばＳｉ、 Ｔｅ、 Ｓ
ｎ、 Ｓｅ。
）、Ａ１、不純物を含有するものである。これは、種結
晶上にＡｌＧａＡｓ結晶が成長するに連れて溶液中の溶
ｉｉ （Ａｌ、 Ａｓ、 ）−−パント）が減少する
が、この減少分量相当のｆ′Ｊｆを補填するためのもの
で、従って固形物の成分はＡｌＧａＡｓ結晶の組成とほ
ぼ同しで、固形物にドープする不純物は溶液中の不純物
と同様にｎ型ＡｌＧａＡｓ結晶にばＳｉ、 Ｔｅ、 Ｓ
ｎ、 Ｓｅ。
Ｓなどが、Ｐ型ＡｌＧａＡｓ結晶にはＺｎＳＭｇ、 Ｃ
ｄなどがある。固形物中の各組成側合は、ＡｌＧａＡｓ
結晶の組成と当該結晶を析出させるための溶液中の成分
にも依存するが、前記溶液の場合とほぼ同様でよい。
ｄなどがある。固形物中の各組成側合は、ＡｌＧａＡｓ
結晶の組成と当該結晶を析出させるための溶液中の成分
にも依存するが、前記溶液の場合とほぼ同様でよい。
即ち、ＧａＡｓ １００重量部に対して、Ａｌｌ０〜１
６重量部、好ましくは１工〜１４重量部、ドーパントＩ
Ｘ １０−’ 〜Ｉ ｘ １０−’重量部、好ｆｆｉ
Ｌ ＜ Ｉ−！ ｌＸｌ０−’〜ｌＸｌ０−’重量部
である。但し、固形物中の各組成はＡｌＧａＡｓ結晶成
長に必要な溶液中の溶質が不足しないよう十分な量を含
有していることが重要である。
６重量部、好ましくは１工〜１４重量部、ドーパントＩ
Ｘ １０−’ 〜Ｉ ｘ １０−’重量部、好ｆｆｉ
Ｌ ＜ Ｉ−！ ｌＸｌ０−’〜ｌＸｌ０−’重量部
である。但し、固形物中の各組成はＡｌＧａＡｓ結晶成
長に必要な溶液中の溶質が不足しないよう十分な量を含
有していることが重要である。
本発明において上述の種結晶、溶液、固形物を用いてＡ
ｌＧａＡｓ結晶を成長させるには、固形物と溶液、溶液
と種結晶を互いに接触させて配置する。
ｌＧａＡｓ結晶を成長させるには、固形物と溶液、溶液
と種結晶を互いに接触させて配置する。
このように配置することで、種結晶上にＡｌＧａＡｓバ
ルク結晶が厚く成長する。この成長原理について述べる
と、まず溶液中では比重差によって溶媒（Ｇａ）より軽
い元素（Ａｌ、＾Ｓ）が高濃度となり、種結晶上にＡｌ
ＧａＡｓ結晶が析出する。一方、結晶成長に随伴して固
形物と溶液との界面近傍の溶液は未飽和状態となり、溶
質のＡ１、Ａｓが不足するが、固形物から不足分の溶質
が溶液中に溶出し、この溶質は比重差により成長結晶の
方に移動する。このようにＡｌＧａＡｓ結晶の成長と結
晶に必要な溶質の供給とが並行することにより、種結晶
上に一定組成のＡｌＧａＡｓ単結晶が厚く成長する。
ルク結晶が厚く成長する。この成長原理について述べる
と、まず溶液中では比重差によって溶媒（Ｇａ）より軽
い元素（Ａｌ、＾Ｓ）が高濃度となり、種結晶上にＡｌ
ＧａＡｓ結晶が析出する。一方、結晶成長に随伴して固
形物と溶液との界面近傍の溶液は未飽和状態となり、溶
質のＡ１、Ａｓが不足するが、固形物から不足分の溶質
が溶液中に溶出し、この溶質は比重差により成長結晶の
方に移動する。このようにＡｌＧａＡｓ結晶の成長と結
晶に必要な溶質の供給とが並行することにより、種結晶
上に一定組成のＡｌＧａＡｓ単結晶が厚く成長する。
しかして、種結晶、溶液、固形物の配！は、上記結晶成
長プロセスが自発的に繰り返される限り特に限定はない
、しかし、溶質の移動が比重差によることから通常は第
１図に示すように、適当なバルク結晶成長用容器３０内
に固形物１、溶液２、種結晶３を順に鉛直方向に配する
のが結晶成長効率の点で最も好ましい、かかる配置Ｂ様
で種結晶をそのまま放置しておくか又はゆっくり引上げ
れば、前記比重差原理に基づいて種結晶上にＡｌＧａＡ
ｓ結晶が成長するが、溶液の上部と下部に温度差を付け
ることで一層成長速度が早まる。即ち、種結晶と接触す
る溶液の上方を低温にし、溶液の下方に進むに従い高温
にすると（溶液の下部に配置した固形物も同し温度にす
る）、高温側では高濃度の溶質を含む溶液となり、低温
側（種結晶側）との密度差による密度拡散、温度差によ
る熱拡散、及び先程の比重差と相まって固形物から供給
される溶質の移動と結晶析出が促進される。この温度差
は成長させるＡ ｌＧａＡｓ結晶の組成により多少異な
るが、具体的には溶液の上部は８００〜１０００゛Ｃ１
好ましくは８５０〜９５０ ”Ｃ１特に好ましくは９０
０℃程度で、下部は８５０〜１２００℃、好ましくは９
００〜１０００”Ｃ１特に好ましくは９５０℃程度であ
る。この温度差は結晶成長中保持しておく。
長プロセスが自発的に繰り返される限り特に限定はない
、しかし、溶質の移動が比重差によることから通常は第
１図に示すように、適当なバルク結晶成長用容器３０内
に固形物１、溶液２、種結晶３を順に鉛直方向に配する
のが結晶成長効率の点で最も好ましい、かかる配置Ｂ様
で種結晶をそのまま放置しておくか又はゆっくり引上げ
れば、前記比重差原理に基づいて種結晶上にＡｌＧａＡ
ｓ結晶が成長するが、溶液の上部と下部に温度差を付け
ることで一層成長速度が早まる。即ち、種結晶と接触す
る溶液の上方を低温にし、溶液の下方に進むに従い高温
にすると（溶液の下部に配置した固形物も同し温度にす
る）、高温側では高濃度の溶質を含む溶液となり、低温
側（種結晶側）との密度差による密度拡散、温度差によ
る熱拡散、及び先程の比重差と相まって固形物から供給
される溶質の移動と結晶析出が促進される。この温度差
は成長させるＡ ｌＧａＡｓ結晶の組成により多少異な
るが、具体的には溶液の上部は８００〜１０００゛Ｃ１
好ましくは８５０〜９５０ ”Ｃ１特に好ましくは９０
０℃程度で、下部は８５０〜１２００℃、好ましくは９
００〜１０００”Ｃ１特に好ましくは９５０℃程度であ
る。この温度差は結晶成長中保持しておく。
温度差を利用しない時は比重差のみにより結晶成長を行
うことになるが、その場合には溶液全体の温度を可及的
に同一に保持しておくことが好ましい、当該同一温度は
７００−１１００”Ｃ，好ましくは８５０〜１０００”
Ｃ２特に好ましくは９００℃程度である。
うことになるが、その場合には溶液全体の温度を可及的
に同一に保持しておくことが好ましい、当該同一温度は
７００−１１００”Ｃ，好ましくは８５０〜１０００”
Ｃ２特に好ましくは９００℃程度である。
バルク結晶成長したＡｌＧａＡｓからなるインゴットは
、薄板状にスライスしてＡｌＧａＡｓ結晶基板とし、当
該基板上にエピタキシー（通常は液相エピタキシー）に
よりＡｌＧａＡｓエピタキシャル薄膜を成長させる。こ
の時、先述したようにエピタキシャル成長層と基板が同
し素材で熱膨張係数に差異がないので反りが発生しない
ばかりが、＾１ＧａＡｓ基板は光透過性であるから除去
する必要がない、しかも、基板上に成長させるエピタキ
シャル層は薄くても半導体ウェハとして機械的強度は十
分である。
、薄板状にスライスしてＡｌＧａＡｓ結晶基板とし、当
該基板上にエピタキシー（通常は液相エピタキシー）に
よりＡｌＧａＡｓエピタキシャル薄膜を成長させる。こ
の時、先述したようにエピタキシャル成長層と基板が同
し素材で熱膨張係数に差異がないので反りが発生しない
ばかりが、＾１ＧａＡｓ基板は光透過性であるから除去
する必要がない、しかも、基板上に成長させるエピタキ
シャル層は薄くても半導体ウェハとして機械的強度は十
分である。
本発明の製法によって得られた＾１ＧａＡｓ結晶基板を
用いて作製したＬＥＤチフプの一例を第２図（ａ）〜（
Ｃ）に示す、（ａ）に示すＬＥＤは、上記製法に従って
作製したｎ型ＡｌＧａＡｓ基板１０、基板１０上にエピ
タキシャル成長させたＰ型ＡｌＧａＡｓ層１１で構成さ
れる単純構造のもので、基板１０と層１１との界面には
ｐｎ接合１２が形成されている。更に、層１１の上面に
はｐ側の電極材として例えばＣｒＡｕ、 Ｚｎ−Ａｕ、
又は５ｉ−Ａｕなどからなる電極Ｅ１が、基板１０の下
面にはｎ側の電極材として例えばＡｕＧｅ又は５ｎ−Ａ
ｕなどからなる電極Ｅ２が真空蒸着などの手段にて設け
られている。
用いて作製したＬＥＤチフプの一例を第２図（ａ）〜（
Ｃ）に示す、（ａ）に示すＬＥＤは、上記製法に従って
作製したｎ型ＡｌＧａＡｓ基板１０、基板１０上にエピ
タキシャル成長させたＰ型ＡｌＧａＡｓ層１１で構成さ
れる単純構造のもので、基板１０と層１１との界面には
ｐｎ接合１２が形成されている。更に、層１１の上面に
はｐ側の電極材として例えばＣｒＡｕ、 Ｚｎ−Ａｕ、
又は５ｉ−Ａｕなどからなる電極Ｅ１が、基板１０の下
面にはｎ側の電極材として例えばＡｕＧｅ又は５ｎ−Ａ
ｕなどからなる電極Ｅ２が真空蒸着などの手段にて設け
られている。
［有］）に示すＬＥＤは、Ｐ型ＡｌＧａＡｓ基板２０、
基板２０上に順にエピタキシャル成長させたＰ型ＡｌＧ
ａＡｓ層２１、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層２２で構成されてい
る０層２１と層２２との界面にはｐｎ接合２３が形成さ
れ、層２２にはｎ側電極Ｅ２が、基板２０にはｐ側電極
Ｅ１が設けられている。（Ｃ）のＬＥＤば、Ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ基板３０、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３１、ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ活性層３２、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３３からなり、
層３３に電極Ｅ２が、基板３０に電極Ｅ１が形成されて
いる。
基板２０上に順にエピタキシャル成長させたＰ型ＡｌＧ
ａＡｓ層２１、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層２２で構成されてい
る０層２１と層２２との界面にはｐｎ接合２３が形成さ
れ、層２２にはｎ側電極Ｅ２が、基板２０にはｐ側電極
Ｅ１が設けられている。（Ｃ）のＬＥＤば、Ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ基板３０、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３１、ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ活性層３２、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３３からなり、
層３３に電極Ｅ２が、基板３０に電極Ｅ１が形成されて
いる。
以下に本発明の製法の具体例を記述する。
本実施例では製作しようとするＡ］ＧａＡｓ結晶基板の
固相Ａ１を０．７とし、導電型をｎ型とする０種結晶に
は、直径約４Ｃ１１の円板状単結晶ＧａＡｓを用いる。
固相Ａ１を０．７とし、導電型をｎ型とする０種結晶に
は、直径約４Ｃ１１の円板状単結晶ＧａＡｓを用いる。
溶液は、Ｇａを溶媒とし、溶質に単結晶ＧａＡｓ、 Ａ
ｌ、ドーパントとしてｎ型導電性を得るためにＳｌを使
用し、これら溶質をＧａ溶媒に溶解する。溶液中の各成
分の配合割合は、Ｇａ １００重量部に対し、ＧａＡｓ
単結晶６．０８重量部、ＡＩｏ、９０重量部、Ｔｅ５Ｘ
１０−３重量部である。固形物は結晶ＧａＡｓ、 ＡＩ
からなり、ドーパントのＳｉを添加しであるものを用い
る。固形物中の配合割合は、ＧａＡｓ １００重量部に
対し、Ａ１１４重量部、Ｔｅ１Ｘ１０−’重量部である
。
ｌ、ドーパントとしてｎ型導電性を得るためにＳｌを使
用し、これら溶質をＧａ溶媒に溶解する。溶液中の各成
分の配合割合は、Ｇａ １００重量部に対し、ＧａＡｓ
単結晶６．０８重量部、ＡＩｏ、９０重量部、Ｔｅ５Ｘ
１０−３重量部である。固形物は結晶ＧａＡｓ、 ＡＩ
からなり、ドーパントのＳｉを添加しであるものを用い
る。固形物中の配合割合は、ＧａＡｓ １００重量部に
対し、Ａ１１４重量部、Ｔｅ１Ｘ１０−’重量部である
。
上記固形物、溶液、種結晶を第１回に示したように接触
・配宣し、溶液の上部を９００℃、下部を９５０℃にし
て溶液に温度差を付け、比重差と温度差を利用して種結
晶上にＡｌＧａＡｓ単結晶を成長させる。なお、ＡｌＧ
ａＡｓ結晶の成長時には、種結晶を徐々に引上げた。こ
れにより、種結晶上にＡｌＧａＡｓのバルク結晶が成長
し、インゴットが得られた。
・配宣し、溶液の上部を９００℃、下部を９５０℃にし
て溶液に温度差を付け、比重差と温度差を利用して種結
晶上にＡｌＧａＡｓ単結晶を成長させる。なお、ＡｌＧ
ａＡｓ結晶の成長時には、種結晶を徐々に引上げた。こ
れにより、種結晶上にＡｌＧａＡｓのバルク結晶が成長
し、インゴットが得られた。
後は、このインゴットを１ｉｌｌ状にスライスすればＡ
ｌＧａＡｓ結晶基板を擾供できる。
ｌＧａＡｓ結晶基板を擾供できる。
〔発明の効果］
本発明のＡｌＧａＡｓエピタキシャル結晶基板の製法は
、以上説明したように構成されているので、以下に記載
される如き効果を奏する。
、以上説明したように構成されているので、以下に記載
される如き効果を奏する。
ｉ ） ＡｌにａＡｓ基板は光透過性であるから、Ｇａ
Ａｓ基板のように除去する必要がない。
Ａｓ基板のように除去する必要がない。
１１）＾１ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ層をエピタキ
シャル成長させても同しＡｌＧａＡｓ結晶であるので、
熱膨張係敞に差がなく、基板とエピタキシャル層からな
る半導体ウェハに反りは発生しない。
シャル成長させても同しＡｌＧａＡｓ結晶であるので、
熱膨張係敞に差がなく、基板とエピタキシャル層からな
る半導体ウェハに反りは発生しない。
ｉｉ ） ＡｌＧａＡｓ基板は除去しなくてもよいので
、基板上に成長させるエピタキシャル層は薄膜でもよい
、そのため、ＧａＡｓ基板を用いた場合に比べて、エピ
タキシャル層の成長時間が短縮され、半導体デバイスの
製造コストを低減できる。
、基板上に成長させるエピタキシャル層は薄膜でもよい
、そのため、ＧａＡｓ基板を用いた場合に比べて、エピ
タキシャル層の成長時間が短縮され、半導体デバイスの
製造コストを低減できる。
ｉｖ） ＡｌＧａＡｓのバルク結晶成長は熱平衡状態で
行うため、得られる結晶は非化学量論的組成にならず、
構造欠陥が少ない。
行うため、得られる結晶は非化学量論的組成にならず、
構造欠陥が少ない。
第１Ｆｇ：Ｊは本発明の製法においてＡｌＧａＡｓバル
ク結晶を成長させるために固形物、溶液、種結晶の配置
態様を示す断面図、第２図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本
発明の製法によって得られたＡｌＧａＡｓ基板を用いて
作製したＬＥＤの一例を示す断面図である。 １ ・固形物 ２ ：溶液 ３ Ｍ結晶 １０．２０．３０ ： ＡｌＧａＡｓ結晶基板１１．
２１．３１ ： ｐ １ＡＩＧａＡｓ層１２．２３
： ｐｎ接合 ２２．３３ ：ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３２
：Ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層Ｅ１、Ｅ２
：＠極 第１図 Ｅｌ （ａ） 第２図 （Ｃ） 第２図
ク結晶を成長させるために固形物、溶液、種結晶の配置
態様を示す断面図、第２図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本
発明の製法によって得られたＡｌＧａＡｓ基板を用いて
作製したＬＥＤの一例を示す断面図である。 １ ・固形物 ２ ：溶液 ３ Ｍ結晶 １０．２０．３０ ： ＡｌＧａＡｓ結晶基板１１．
２１．３１ ： ｐ １ＡＩＧａＡｓ層１２．２３
： ｐｎ接合 ２２．３３ ：ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３２
：Ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層Ｅ１、Ｅ２
：＠極 第１図 Ｅｌ （ａ） 第２図 （Ｃ） 第２図
Claims (1)
- ＧａＡｓ、Ａｌ、不純物を含む固形物と、ＧａＡｓ、
Ａｌ、不純物を含有するＧａ溶液とを接触させ、更に種
結晶を該溶液に接触させて、種結晶上にＡｌＧａＡｓ結
晶を成長させる工程を有することを特徴とするＡｌＧａ
Ａｓ単結晶基板の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15043890A JPH0444222A (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | ＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15043890A JPH0444222A (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | ＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0444222A true JPH0444222A (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15496935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15043890A Pending JPH0444222A (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | ＡｌＧａＡｓ単結晶基板の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0444222A (ja) |
-
1990
- 1990-06-07 JP JP15043890A patent/JPH0444222A/ja active Pending
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