JPH08133888A - 液相エピタキシャル成長方法及びその装置 - Google Patents
液相エピタキシャル成長方法及びその装置Info
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- JPH08133888A JPH08133888A JP23653995A JP23653995A JPH08133888A JP H08133888 A JPH08133888 A JP H08133888A JP 23653995 A JP23653995 A JP 23653995A JP 23653995 A JP23653995 A JP 23653995A JP H08133888 A JPH08133888 A JP H08133888A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】スライドボートを空焼しなくても、結晶表面の
欠陥を大幅に減少させ、作業性を向上するとともに、簡
単な構成で、表面にくもりのない高品質の半導体結晶を
得る。 【解決手段】スライドボート１は、グラファイト製の溶
液ホルダ７と基板ホルダ３とにそれぞれセットされた原
料溶液５と基板２とを接触させて基板２上に半導体結晶
を成長し、成長を完了するために基板２を溶液５から分
離して溶液ホルダ７の所定位置に待機させるようにして
ある。この基板２が待機する溶液ホルダ７の所定位置
に、基板２の表面を覆うグラッシーカーボン製のふた８
を設ける。このグラッシーカーボン製のふた８は、前回
の成長で溶液ホルダ中に取り込まれた不純物を透過させ
ないため、今回の成長完了後の基板待機位置で、溶液ホ
ルダから不純物が拡散して成長層の表面に付着するよう
なことがなくなる。
欠陥を大幅に減少させ、作業性を向上するとともに、簡
単な構成で、表面にくもりのない高品質の半導体結晶を
得る。 【解決手段】スライドボート１は、グラファイト製の溶
液ホルダ７と基板ホルダ３とにそれぞれセットされた原
料溶液５と基板２とを接触させて基板２上に半導体結晶
を成長し、成長を完了するために基板２を溶液５から分
離して溶液ホルダ７の所定位置に待機させるようにして
ある。この基板２が待機する溶液ホルダ７の所定位置
に、基板２の表面を覆うグラッシーカーボン製のふた８
を設ける。このグラッシーカーボン製のふた８は、前回
の成長で溶液ホルダ中に取り込まれた不純物を透過させ
ないため、今回の成長完了後の基板待機位置で、溶液ホ
ルダから不純物が拡散して成長層の表面に付着するよう
なことがなくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエピタキシャル層の
表面欠陥を減少させた液相エピタキシャル成長方法及び
その装置に関するものである。
表面欠陥を減少させた液相エピタキシャル成長方法及び
その装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造プロセスに用いられる液相
エピタキシャル成長方法には幾つかの方式が知られてい
るが、そのうちの一つにスライドボートを使用する方式
がある。
エピタキシャル成長方法には幾つかの方式が知られてい
るが、そのうちの一つにスライドボートを使用する方式
がある。
【０００３】図４はこの方式の動作原理図を示すもので
あり、結晶を成長させる場合は、スライドボート１を加
熱し、溶液ホルダ７の溶液溜６にセットした原料を一定
温度で溶解して原料溶液５を作成する。次に温度を徐々
に冷却し所定の温度に達したときに、基板ホルダ３を移
動させ、基板ホルダ３にセットした基板２と溶液ホルダ
７にセットした溶液５とを接触させて基板表面に単結晶
を成長させる。所定の厚さの成長層を成長した後再び基
板ホルダ３を移動して基板２と溶液５とを分離して成長
を完了する。
あり、結晶を成長させる場合は、スライドボート１を加
熱し、溶液ホルダ７の溶液溜６にセットした原料を一定
温度で溶解して原料溶液５を作成する。次に温度を徐々
に冷却し所定の温度に達したときに、基板ホルダ３を移
動させ、基板ホルダ３にセットした基板２と溶液ホルダ
７にセットした溶液５とを接触させて基板表面に単結晶
を成長させる。所定の厚さの成長層を成長した後再び基
板ホルダ３を移動して基板２と溶液５とを分離して成長
を完了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスライ
ドボートを用いた液相エピタキシャル成長方法により半
導体の単結晶を成長した場合、特に薄膜を成長した場
合、結晶表面にくもりが生じることがある。
ドボートを用いた液相エピタキシャル成長方法により半
導体の単結晶を成長した場合、特に薄膜を成長した場
合、結晶表面にくもりが生じることがある。
【０００５】くもりが生じる原因としては、基板上に結
晶成長を行った後に溶液と分離して室温まで冷却する過
程で基板上部のグラファイトから不純物が拡散して成長
層の表面に付着し、くもりが生ずると考えられる。不純
物としては、前回の成長で結晶表面から結晶の構成物質
のうち昇華し易い成分が昇華しグラファイト中に取り込
まれたものである。
晶成長を行った後に溶液と分離して室温まで冷却する過
程で基板上部のグラファイトから不純物が拡散して成長
層の表面に付着し、くもりが生ずると考えられる。不純
物としては、前回の成長で結晶表面から結晶の構成物質
のうち昇華し易い成分が昇華しグラファイト中に取り込
まれたものである。
【０００６】そのため従来は、１回の成長毎にスライド
ボートを空焼きまたは洗浄して不純物を除去する必要が
あり、作業性が非常に悪かった。
ボートを空焼きまたは洗浄して不純物を除去する必要が
あり、作業性が非常に悪かった。
【０００７】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、スライドボートを空焼しなくても、結晶表面
の欠陥を大幅に減少させ、作業性の良好な液相エピタキ
シャル成長方法を提供することにある。
を解消し、スライドボートを空焼しなくても、結晶表面
の欠陥を大幅に減少させ、作業性の良好な液相エピタキ
シャル成長方法を提供することにある。
【０００８】また、本発明の目的は、簡単な構成で、結
晶表面の欠陥を大幅に減少させ、高品質の半導体結晶を
得ることが出来る液相エピタキシャル成長装置を提供す
ることにある。
晶表面の欠陥を大幅に減少させ、高品質の半導体結晶を
得ることが出来る液相エピタキシャル成長装置を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の液相エピタキシ
ャル成長方法は、グラファイト製の溶液ホルダと基板ホ
ルダとにそれぞれセットされた原料溶液と基板とを接触
させて基板上に半導体結晶を成長させ、原料融液と基板
とを分離させて成長を完了する液相エピタキシャル成長
方法において、成長を完了した基板の上部をグラッシー
カーボン製、パイロリティックグラファイト製または炭
化ケイ素被覆グラファイト製のふたで覆うようにしたも
のである。
ャル成長方法は、グラファイト製の溶液ホルダと基板ホ
ルダとにそれぞれセットされた原料溶液と基板とを接触
させて基板上に半導体結晶を成長させ、原料融液と基板
とを分離させて成長を完了する液相エピタキシャル成長
方法において、成長を完了した基板の上部をグラッシー
カーボン製、パイロリティックグラファイト製または炭
化ケイ素被覆グラファイト製のふたで覆うようにしたも
のである。
【００１０】また、本発明の液相エピタキシャル成長装
置は、グラファイト製の溶液ホルダと基板ホルダとにそ
れぞれセットされた原料溶液と基板とを接触させて基板
上に半導体結晶を成長し、成長を完了するために基板を
溶液から分離して溶液ホルダの所定位置に待機させるよ
うにした液相エピタキシャル成長装置において、上記基
板が待機する溶液ホルダの所定位置に、基板表面を覆う
グラッシーカーボン製、パイロリティックグラファイト
製または炭化ケイ素被覆グラファイト製のふたを設けた
ものである。
置は、グラファイト製の溶液ホルダと基板ホルダとにそ
れぞれセットされた原料溶液と基板とを接触させて基板
上に半導体結晶を成長し、成長を完了するために基板を
溶液から分離して溶液ホルダの所定位置に待機させるよ
うにした液相エピタキシャル成長装置において、上記基
板が待機する溶液ホルダの所定位置に、基板表面を覆う
グラッシーカーボン製、パイロリティックグラファイト
製または炭化ケイ素被覆グラファイト製のふたを設けた
ものである。
【００１１】本発明は、前回の成長で結晶表面から結晶
の構成物質のうち昇華し易い成分が昇華して溶液ホルダ
のグラファイト中に不純物として取り込まれ、今回の成
長完了後に溶液と分離して基板待機位置で基板を室温ま
で冷却する過程で、基板上部の溶液ホルダのグラファイ
トから不純物が拡散して成長層の表面に付着するという
知見のもとに、このような現象を阻止するために、成長
完了後に基板が待機する溶液ホルダの所定位置に、基板
表面を覆うグラッシーカーボン製、パイロリティックグ
ラファイト製または炭化ケイ素被覆グラファイト製のふ
たを設けたものである。その結果、今回の成長完了後の
基板待機位置で、溶液ホルダから前回取り込まれた不純
物が拡散して成長層の表面に付着することもなく、結晶
表面に生じるくもりを大幅に低減することができる。な
お、グラッシーカーボンとは、黒色ガラス状の不透過性
炭素製品であり、気体透過度が通常使用されているグラ
ファイトと比較して約１０-10 小さいものである。ま
た、パイロリティックグラファイトは、その密度が通常
使用されているグラファイトと比較して約１．３倍大き
いものである。また、炭化ケイ素は、グラファイトの表
面に容易にコーティングでき、しかも気体透過度が通常
使用されているグラファイトと比較して非常に小さいた
め、これをグラファイトの表面にコーティングすること
によりグラッシーカーボンとほぼ同じ効果を得ることが
できる。
の構成物質のうち昇華し易い成分が昇華して溶液ホルダ
のグラファイト中に不純物として取り込まれ、今回の成
長完了後に溶液と分離して基板待機位置で基板を室温ま
で冷却する過程で、基板上部の溶液ホルダのグラファイ
トから不純物が拡散して成長層の表面に付着するという
知見のもとに、このような現象を阻止するために、成長
完了後に基板が待機する溶液ホルダの所定位置に、基板
表面を覆うグラッシーカーボン製、パイロリティックグ
ラファイト製または炭化ケイ素被覆グラファイト製のふ
たを設けたものである。その結果、今回の成長完了後の
基板待機位置で、溶液ホルダから前回取り込まれた不純
物が拡散して成長層の表面に付着することもなく、結晶
表面に生じるくもりを大幅に低減することができる。な
お、グラッシーカーボンとは、黒色ガラス状の不透過性
炭素製品であり、気体透過度が通常使用されているグラ
ファイトと比較して約１０-10 小さいものである。ま
た、パイロリティックグラファイトは、その密度が通常
使用されているグラファイトと比較して約１．３倍大き
いものである。また、炭化ケイ素は、グラファイトの表
面に容易にコーティングでき、しかも気体透過度が通常
使用されているグラファイトと比較して非常に小さいた
め、これをグラファイトの表面にコーティングすること
によりグラッシーカーボンとほぼ同じ効果を得ることが
できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例をＧａＡｓ
結晶のエピタキシャル成長について図を用いて説明す
る。図１から図３は本実施例のスライドボート及びその
動作説明図を示したものである。
結晶のエピタキシャル成長について図を用いて説明す
る。図１から図３は本実施例のスライドボート及びその
動作説明図を示したものである。
【００１３】図においてスライドボート１は、共に高純
度のグラファイトにより製作された基板ホルダ３と、溶
液ホルダ７とから構成される。基板ホルダ３の上に溶液
ホルダ７が載せられ、いずれかのホルダを水平方向にス
ライド自在とするが、ここでは、基板２がセットされる
基板ホルダ３を矢印の方向にスライド自在としてある溶
液ホルダ７は溶液溜６をもち、そこに原料溶液５をセッ
トするようになっている。
度のグラファイトにより製作された基板ホルダ３と、溶
液ホルダ７とから構成される。基板ホルダ３の上に溶液
ホルダ７が載せられ、いずれかのホルダを水平方向にス
ライド自在とするが、ここでは、基板２がセットされる
基板ホルダ３を矢印の方向にスライド自在としてある溶
液ホルダ７は溶液溜６をもち、そこに原料溶液５をセッ
トするようになっている。
【００１４】溶液ホルダ７と基板ホルダ３とにそれぞれ
セットされた原料溶液５と基板２とを接触させて基板２
上に半導体結晶を成長し、成長を完了するために基板２
を溶液５から分離して溶液ホルダ７の所定位置に待機さ
せる。この基板２が待機する溶液ホルダ７の所定位置
に、基板表面を覆うグラッシーカーボン製のふた８を設
けてある。このグラッシーカーボン製のふた８は、溶液
ホルダ７に埋め込まれ、溶液ホルダ７のスライド面と面
一になっている。ふた８の厚さは任意である。
セットされた原料溶液５と基板２とを接触させて基板２
上に半導体結晶を成長し、成長を完了するために基板２
を溶液５から分離して溶液ホルダ７の所定位置に待機さ
せる。この基板２が待機する溶液ホルダ７の所定位置
に、基板表面を覆うグラッシーカーボン製のふた８を設
けてある。このグラッシーカーボン製のふた８は、溶液
ホルダ７に埋め込まれ、溶液ホルダ７のスライド面と面
一になっている。ふた８の厚さは任意である。
【００１５】
【実施例】さて、結晶を成長するには、例えばｐ型Ｇａ
Ａｓ基板２、およびＧａ、ＧａＡｓ、Ｔｅから成る原料
をセットした図１の状態でスライドボート１を８００℃
に加熱し、原料を溶解してＧａ溶液５を作成する。
Ａｓ基板２、およびＧａ、ＧａＡｓ、Ｔｅから成る原料
をセットした図１の状態でスライドボート１を８００℃
に加熱し、原料を溶解してＧａ溶液５を作成する。
【００１６】次に温度を０．５℃/minの冷却速度で冷却
し所定の温度に達したときに、基板ホルダ３を移動さ
せ、図２の状態でｐ型ＧａＡｓ基板２とＧａ溶液５とを
接触させて基板表面にｎ型ＧａＡｓ単結晶を１μｍ成長
させる。
し所定の温度に達したときに、基板ホルダ３を移動さ
せ、図２の状態でｐ型ＧａＡｓ基板２とＧａ溶液５とを
接触させて基板表面にｎ型ＧａＡｓ単結晶を１μｍ成長
させる。
【００１７】その後、図３の状態となるように、再び基
板ホルダ３を移動し、基板２を溶液５から分離して、待
機位置に持ってきてグラッシーカーボン製のふた８の下
で、室温まで冷却して成長を完了する。
板ホルダ３を移動し、基板２を溶液５から分離して、待
機位置に持ってきてグラッシーカーボン製のふた８の下
で、室温まで冷却して成長を完了する。
【００１８】その結果、成長層表面にはくもりの発生は
なかった。同様の成長を１０回連続して行ったが、成長
層表面のくもりは全く発生しないことを確認できた。
なかった。同様の成長を１０回連続して行ったが、成長
層表面のくもりは全く発生しないことを確認できた。
【００１９】次に、グラッシーカーボン製のふたに代え
てパイロリティックグラファイト製のふたと炭化ケイ素
被覆グラファイト製のふたを用い、それぞれのふたにつ
いて上記成長と同様の成長を各１０回連続して行った
が、これらの場合も成長層表面のくもりは全く発生しな
いことを確認できた。
てパイロリティックグラファイト製のふたと炭化ケイ素
被覆グラファイト製のふたを用い、それぞれのふたにつ
いて上記成長と同様の成長を各１０回連続して行った
が、これらの場合も成長層表面のくもりは全く発生しな
いことを確認できた。
【００２０】比較のために、グラッシーカーボン製、パ
イロリティックグラファイト製または炭化ケイ素被覆グ
ラファイト製のふたを設けない従来のスライドボートで
１０回連続成長させたが、２回目からくもりが発生し、
１０回中６回、成長層表面にくもりが発生した。
イロリティックグラファイト製または炭化ケイ素被覆グ
ラファイト製のふたを設けない従来のスライドボートで
１０回連続成長させたが、２回目からくもりが発生し、
１０回中６回、成長層表面にくもりが発生した。
【００２１】このように、溶液ホルダの所定位置にグラ
ッシーカーボン製、パイロリティックグラファイト製ま
たは炭化ケイ素被覆グラファイト製のふたを設けると、
１μｍ程度の薄膜であっても結晶表面にくもりが生じ
ず、以後のプロセス、例えばエピタキシーや露光などで
の歩留まりを大幅に向上することができる。
ッシーカーボン製、パイロリティックグラファイト製ま
たは炭化ケイ素被覆グラファイト製のふたを設けると、
１μｍ程度の薄膜であっても結晶表面にくもりが生じ
ず、以後のプロセス、例えばエピタキシーや露光などで
の歩留まりを大幅に向上することができる。
【００２２】なお、上記実施例ではグラッシーカーボン
製、パイロリティックグラファイト製または炭化ケイ素
被覆グラファイト製のふたを、基板が待機する溶液ホル
ダの所定位置にのみ設けるようにしたが、それ以外の位
置に設けるようにしてもよい。
製、パイロリティックグラファイト製または炭化ケイ素
被覆グラファイト製のふたを、基板が待機する溶液ホル
ダの所定位置にのみ設けるようにしたが、それ以外の位
置に設けるようにしてもよい。
【００２３】また、上記実施例では、上下いずれかのホ
ルダを水平方向にスライドする水平スライド式のスライ
ドボートについて説明したが、本発明はこれに限定され
ない。例えば上下いずれかのホルダを軸を中心に回転す
る縦型回転式のスライドボートにも適用できる。
ルダを水平方向にスライドする水平スライド式のスライ
ドボートについて説明したが、本発明はこれに限定され
ない。例えば上下いずれかのホルダを軸を中心に回転す
る縦型回転式のスライドボートにも適用できる。
【００２４】また、上記実施例では溶液溜が１個で１層
成長の場合を述べたが、２層以上の成長にも適用でき
る。
成長の場合を述べたが、２層以上の成長にも適用でき
る。
【００２５】
【発明の効果】本発明方法によれば、成長を完了した基
板の上部をグラッシーカーボン製、パイロリティックグ
ラファイト製または炭化ケイ素被覆グラファイト製のふ
たで覆うようにしたので、成長毎にスライドボートを空
焼きしなくても、表面欠陥の大幅に低減したくもりのな
い成長層表面を容易に得ることができ、作業性が飛躍的
に向上する。
板の上部をグラッシーカーボン製、パイロリティックグ
ラファイト製または炭化ケイ素被覆グラファイト製のふ
たで覆うようにしたので、成長毎にスライドボートを空
焼きしなくても、表面欠陥の大幅に低減したくもりのな
い成長層表面を容易に得ることができ、作業性が飛躍的
に向上する。
【００２６】本発明装置によれば、基板が待機する溶液
ホルダの所定位置に、基板表面を覆うグラッシーカーボ
ン製、パイロリティックグラファイト製または炭化ケイ
素被覆グラファイト製のふたを設けるという簡単な構成
で、結晶表面の欠陥を大幅に減少させ、高品質の半導体
結晶を得ることが出来る。
ホルダの所定位置に、基板表面を覆うグラッシーカーボ
ン製、パイロリティックグラファイト製または炭化ケイ
素被覆グラファイト製のふたを設けるという簡単な構成
で、結晶表面の欠陥を大幅に減少させ、高品質の半導体
結晶を得ることが出来る。
【図１】本発明の液相エピタキシャル成長装置の実施例
を説明するためにスライドボートの概略図であって、成
長開始前の状態図。
を説明するためにスライドボートの概略図であって、成
長開始前の状態図。
【図２】同じく成長中の状態図。
【図３】同じく成長完了後の状態図。
【図４】従来のスライドボートの概略図。
１ スライドボート ２ 基板 ３ 基板ホルダ ５ 原料溶液 ６ 溶液溜 ７ 溶液ホルダ ８ グラッシーカーボン製のふた
Claims (6)
- 【請求項１】グラファイト製の溶液ホルダと基板ホルダ
とにそれぞれセットされた原料溶液と基板とを接触させ
て基板上に半導体結晶を成長させ、原料融液と基板とを
分離させて成長を完了する液相エピタキシャル成長方法
において、成長を完了した基板の上部をグラッシーカー
ボン製のふたで覆うようにしたことを特徴とする液相エ
ピタキシャル成長方法。 - 【請求項２】グラファイト製の溶液ホルダと基板ホルダ
とにそれぞれセットされた原料溶液と基板とを接触させ
て基板上に半導体結晶を成長し、成長を完了するために
基板を溶液から分離して溶液ホルダの所定位置に待機さ
せるようにした液相エピタキシャル成長装置において、
上記基板が待機する溶液ホルダの所定位置に、基板表面
を覆うグラッシーカーボン製のふたを設けたことを特徴
とする液相エピタキシャル成長装置。 - 【請求項３】グラファイト製の溶液ホルダと基板ホルダ
とにそれぞれセットされた原料溶液と基板とを接触させ
て基板上に半導体結晶を成長させ、原料融液と基板とを
分離させて成長を完了する液相エピタキシャル成長方法
において、成長を完了した基板の上部をパイロリティッ
クグラファイト製のふたで覆うようにしたことを特徴と
する液相エピタキシャル成長方法。 - 【請求項４】グラファイト製の溶液ホルダと基板ホルダ
とにそれぞれセットされた原料溶液と基板とを接触させ
て基板上に半導体結晶を成長し、成長を完了するために
基板を溶液から分離して溶液ホルダの所定位置に待機さ
せるようにした液相エピタキシャル成長装置において、
上記基板が待機する溶液ホルダの所定位置に、基板表面
を覆うパイロリティックグラファイト製のふたを設けた
ことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。 - 【請求項５】グラファイト製の溶液ホルダと基板ホルダ
とにそれぞれセットされた原料溶液と基板とを接触させ
て基板上に半導体結晶を成長させ、原料融液と基板とを
分離させて成長を完了する液相エピタキシャル成長方法
において、成長を完了した基板の上部を炭化ケイ素被覆
グラファイト製のふたで覆うようにしたことを特徴とす
る液相エピタキシャル成長方法。 - 【請求項６】グラファイト製の溶液ホルダと基板ホルダ
とにそれぞれセットされた原料溶液と基板とを接触させ
て基板上に半導体結晶を成長し、成長を完了するために
基板を溶液から分離して溶液ホルダの所定位置に待機さ
せるようにした液相エピタキシャル成長装置において、
上記基板が待機する溶液ホルダの所定位置に、基板表面
を覆う炭化ケイ素被覆グラファイト製のふたを設けたこ
とを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23653995A JPH08133888A (ja) | 1994-09-16 | 1995-09-14 | 液相エピタキシャル成長方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-221979 | 1994-09-16 | ||
| JP22197994 | 1994-09-16 | ||
| JP23653995A JPH08133888A (ja) | 1994-09-16 | 1995-09-14 | 液相エピタキシャル成長方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08133888A true JPH08133888A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=26524611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23653995A Pending JPH08133888A (ja) | 1994-09-16 | 1995-09-14 | 液相エピタキシャル成長方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08133888A (ja) |
-
1995
- 1995-09-14 JP JP23653995A patent/JPH08133888A/ja active Pending
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