JPH1017392A - 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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- JPH1017392A JPH1017392A JP17346196A JP17346196A JPH1017392A JP H1017392 A JPH1017392 A JP H1017392A JP 17346196 A JP17346196 A JP 17346196A JP 17346196 A JP17346196 A JP 17346196A JP H1017392 A JPH1017392 A JP H1017392A
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- JP
- Japan
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- solution
- holder
- liquid phase
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】スライドボートを空焼しなくても、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
結晶が得られるようにする。 【解決手段】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。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ＰＢＮ製のふた８を設け
る。ＰＢＮ製のふたに代えて高純度石英製のふたとして
もよい。
で、結晶表面の欠陥を大幅に減少させ、高品質の半導体
結晶が得られるようにする。 【解決手段】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。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ＰＢＮ製のふた８を設け
る。ＰＢＮ製のふたに代えて高純度石英製のふたとして
もよい。
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時に、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。
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時に、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
のうち昇華しやす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
のうち昇華しやす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
得ることができ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
得ることができ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高純度石英製または
ＰＢＮ（パイロリティック窒化ホウ素）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高純度石英製または
ＰＢＮ（パイロリティック窒化ホウ素）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
う高純度石英製またはＰＢＮ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
う高純度石英製またはＰＢＮ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やすい成分が昇華、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、
基板表面を覆う高純度石英製またはＰＢＮ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。これは高
純度石英やＰＢＮの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ことを利用したもの
である。
の構成物質のうち昇華しやすい成分が昇華、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、
基板表面を覆う高純度石英製またはＰＢＮ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。これは高
純度石英やＰＢＮの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ことを利用したもの
である。
【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、底に原料溶液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、底に原料溶液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とによってセ
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ＰＢＮ製のふた８を設けてある。こ
のＰＢＮ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。
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ＰＢＮ製のふた８を設けてある。こ
のＰＢＮ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、及びＧａ、ＧａＡｓ、Ｔｅからなる原料を
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、及びＧａ、ＧａＡｓ、Ｔｅからなる原料を
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。
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。
【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
位置にもってきてＰＢＮ製のふた８の下で、室温まで冷
却して成長を完了する。
ホルダ３を移動し、基板２を溶液５から分離して、待機
位置にもってきてＰＢＮ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ＰＢＮ製のふたに代えて高純度石英製
のふたを用い、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。
のふたを用い、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、高純度石英製またはＰＢＮ
製のふたを設けない従来のスライドボードで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。
製のふたを設けない従来のスライドボードで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高純
度石英製またはＰＢＮ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りを大
幅に向上することができる。
度石英製またはＰＢＮ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、上記実施例では高純度石英製または
ＰＢＮ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、それ以外の位置にも設け
るようにしてもよい。
ＰＢＮ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、それ以外の位置にも設け
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
成長の場合について述べたが、２層以上の成長にも適用
できる。
成長の場合について述べたが、２層以上の成長にも適用
できる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、成長を完了した基板の
上部を高純度石英製またはＰＢＮ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しなくても、
表面欠陥が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。
上部を高純度石英製またはＰＢＮ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しなくても、
表面欠陥が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、基板表面を覆う高純度石英製また
はＰＢＮ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
ことができる。
ホルダの所定位置に、基板表面を覆う高純度石英製また
はＰＢＮ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
ことができる。
【図１】本発明の液相エピタキシャル成長装置の実施例
を説明するためのスライドボートの概略図であって、成
長開始前の状態図。
を説明するための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 ＰＢＮ製のふた
Claims (4)
- 【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、原料溶液と基板とを
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高純度石英製の
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】上記高純度石英製のふたに代えてパイロリ
ティック窒化ホウ素のふたとした請求項１に記載の液相
エピタキシャル成長方法。 - 【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
を覆う高純度石英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４】上記高純度石英製のふたに代えてパイロリ
ティック窒化ホウ素のふたとした請求項３に記載の液相
エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17346196A JPH1017392A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 液相エピタキシャル成長方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17346196A JPH1017392A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 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 |
|---|---|
| JPH1017392A true JPH1017392A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=15960911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17346196A Pending JPH1017392A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 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) | JPH1017392A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114934317A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-08-23 | 北京智创芯源科技有限公司 | 水平液相外延石墨舟、生长***、外延方法及生长方法 |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP17346196A patent/JPH1017392A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114934317A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-08-23 | 北京智创芯源科技有限公司 | 水平液相外延石墨舟、生长***、外延方法及生长方法 |
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