JPS61208828A - 多層の液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
多層の液相エピタキシヤル成長方法Info
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- JPS61208828A JPS61208828A JP60049401A JP4940185A JPS61208828A JP S61208828 A JPS61208828 A JP S61208828A JP 60049401 A JP60049401 A JP 60049401A JP 4940185 A JP4940185 A JP 4940185A JP S61208828 A JPS61208828 A JP S61208828A
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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、多層の液相エピタキシャル成長方法に係り、
特に、原料溶液中に予め結晶種を加えておくことにより
、冷却工程において分配までの間、原料溶液を飽和状態
に保つようにして成長層の厚さが過大になることを防止
した多層の液相エピタキシャル成長方法に関する。
特に、原料溶液中に予め結晶種を加えておくことにより
、冷却工程において分配までの間、原料溶液を飽和状態
に保つようにして成長層の厚さが過大になることを防止
した多層の液相エピタキシャル成長方法に関する。
［従来の技術］
一般に、発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導
体を製造する方法として、例えばＱａ Ａｓなどの■−
ｖ族化合物半導体を飽和状態になるまでＱａ融液中に溶
解してなる１種或いはそれ以上の原料溶液に、結晶基板
を接触させて単層或いは多層にエピタキシャル成長させ
るスライド式液相成長方法は特公昭５６−５１１５８＠
公報に示す如くすでに知られている。
体を製造する方法として、例えばＱａ Ａｓなどの■−
ｖ族化合物半導体を飽和状態になるまでＱａ融液中に溶
解してなる１種或いはそれ以上の原料溶液に、結晶基板
を接触させて単層或いは多層にエピタキシャル成長させ
るスライド式液相成長方法は特公昭５６−５１１５８＠
公報に示す如くすでに知られている。
これを第８図に基づいて説明する。
第８図はスライディング方式の液相エピタキシャル装置
を示し、基台１上に、基板ホルダ２、分配溶液ホルダ３
及び原料溶液ホルダ４がそれぞれスライド自在に順次積
層されている。この従来例は、２層のエピタキシャル成
長を行なうことから、原料溶液ホルダ４には異種の原料
溶液を貯留する２基の原料溶液溜５．６が設けられると
共に分配溶液ホルダ３にも上記原料溶液を分配するため
の２基の分配溶液溜７．８が形成されている。
を示し、基台１上に、基板ホルダ２、分配溶液ホルダ３
及び原料溶液ホルダ４がそれぞれスライド自在に順次積
層されている。この従来例は、２層のエピタキシャル成
長を行なうことから、原料溶液ホルダ４には異種の原料
溶液を貯留する２基の原料溶液溜５．６が設けられると
共に分配溶液ホルダ３にも上記原料溶液を分配するため
の２基の分配溶液溜７．８が形成されている。
そして、多層成長を行なうには、例えば化合物元素であ
るＱａ ＡＳの飽和メルト異種原料溶液９゜１０を分配
溶液ホルダ３の分配溶液溜７．８にそれぞれ同時に分配
し、その後所定温度まで冷却しで、これら各分配溶液１
２．１３と結晶基板１１とを左から順次接触させて更に
所定の温度に冷却し、多層のエピタキシャル成長層を積
層するようになっている。
るＱａ ＡＳの飽和メルト異種原料溶液９゜１０を分配
溶液ホルダ３の分配溶液溜７．８にそれぞれ同時に分配
し、その後所定温度まで冷却しで、これら各分配溶液１
２．１３と結晶基板１１とを左から順次接触させて更に
所定の温度に冷却し、多層のエピタキシャル成長層を積
層するようになっている。
［発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上記従来例にあっては、結晶基板１１が第１
分配溶液１２と接触し、全体を所定の温度まで冷却する
と第２の分配溶液１３も同時にその温度に冷却されるの
で、第２の分配溶液１３に基板１１が接触する時にはそ
の分配溶液１３が非常な過飽和状態になっている。従っ
て、この状態で、基板１１が第２の分配溶液１３と接触
する時には過飽和成分が過剰に成長してしまい、それが
ために、この過剰成長弁により当初の設計以上の厚さに
成長層ができてしまう不都合があった。
分配溶液１２と接触し、全体を所定の温度まで冷却する
と第２の分配溶液１３も同時にその温度に冷却されるの
で、第２の分配溶液１３に基板１１が接触する時にはそ
の分配溶液１３が非常な過飽和状態になっている。従っ
て、この状態で、基板１１が第２の分配溶液１３と接触
する時には過飽和成分が過剰に成長してしまい、それが
ために、この過剰成長弁により当初の設計以上の厚さに
成長層ができてしまう不都合があった。
特に、非常に薄い結晶成長層を望む場合には、上記した
問題点があるために、その厚さコントロールが困難を極
めていた。
問題点があるために、その厚さコントロールが困難を極
めていた。
そこで、この種問題点を解決する為に、結晶基板１１を
第２の分配溶液１３に接触させるに先だって、この溶液
をダミー板に接触させて予め過剰分を除去することも行
なわれているが、その場合にはダミー板とはいえこれも
結晶基板より成るため結晶基板が一枚無駄になる不都合
があった。
第２の分配溶液１３に接触させるに先だって、この溶液
をダミー板に接触させて予め過剰分を除去することも行
なわれているが、その場合にはダミー板とはいえこれも
結晶基板より成るため結晶基板が一枚無駄になる不都合
があった。
［発明の目的］
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に
解決すべく創案されたものである。
解決すべく創案されたものである。
本発明の目的は、原料溶液に予め結晶種を加えておくこ
とにより、過飽和成分を順次析出させるようして、もっ
て、分配切出時まで溶液を飽和状態に維持して所定の厚
さの結晶成長層を得ることができる多層の液相エピタキ
シャル成長方法を提供するにある。
とにより、過飽和成分を順次析出させるようして、もっ
て、分配切出時まで溶液を飽和状態に維持して所定の厚
さの結晶成長層を得ることができる多層の液相エピタキ
シャル成長方法を提供するにある。
［発明の概要］
上記目的を達成する本発明の構成は、複数の原料溶液溜
にそれぞれ予め結晶種を加えておき、基板に積層する順
に時間差をへだでてそれぞれ分配溶液を切出して順次エ
ピタキシャル成長させるようにし、溶液分配切出し時ま
で過剰分を析出させて飽和状態に維持するようにしたこ
とを要旨とする。
にそれぞれ予め結晶種を加えておき、基板に積層する順
に時間差をへだでてそれぞれ分配溶液を切出して順次エ
ピタキシャル成長させるようにし、溶液分配切出し時ま
で過剰分を析出させて飽和状態に維持するようにしたこ
とを要旨とする。
［実施例］
以下に、本発明方法を添付図面に基づいて詳述する。第
１図乃至第６図は本発明方法を説明するための工程図で
ある。
１図乃至第６図は本発明方法を説明するための工程図で
ある。
まず、本発明方法を実施するための液相エピタキシャル
成長装置は、基台１４上に基板ホルダ１５、分配溶液ホ
ルダ１６及び原料溶液ホルダ１７を順次積層してそれぞ
れ相互に滑動自在になされている。図示例にあっては、
原料溶液ホルダ１７及び基板ホルダ１５にそれぞれ操作
棒１８゜１９を設け、これらをそれぞれ単独で滑動操作
できるようになされている。この装置例は、２層のエピ
タキシャル成長層を形成するものであることから、原料
溶液ホルダ１７には、その滑動方向に沿って所定間隔だ
け隔てられた２基の原料溶液溜２０．２１が設けられて
おり、それぞれに別個の原料溶液を貯留できるようにな
されている。
成長装置は、基台１４上に基板ホルダ１５、分配溶液ホ
ルダ１６及び原料溶液ホルダ１７を順次積層してそれぞ
れ相互に滑動自在になされている。図示例にあっては、
原料溶液ホルダ１７及び基板ホルダ１５にそれぞれ操作
棒１８゜１９を設け、これらをそれぞれ単独で滑動操作
できるようになされている。この装置例は、２層のエピ
タキシャル成長層を形成するものであることから、原料
溶液ホルダ１７には、その滑動方向に沿って所定間隔だ
け隔てられた２基の原料溶液溜２０．２１が設けられて
おり、それぞれに別個の原料溶液を貯留できるようにな
されている。
上記原料溶液ホルダ１７の底面を兼ねる分配溶液ホルダ
１６には、上記原料溶液溜２０．２１に対応させてこれ
らの中の原料溶液を分配して切出すための２基の分配溶
液溜２２．２３が設けられてお一〇、この中に分配溶液
を一旦保持するようになっている。特に、この装置にお
いては、各原料溶液の分配操作を任意の時間に独立して
行なうことを可能とするために、上記２基の分配溶液溜
２２．２３間の距離を上記２基の原料溶液溜２０゜２１
間の距離より長く設定しており、これらの各溶液溜が上
下方向に同時に符合しないようになされている。尚、各
原料溶液の分配操作を任意の時間に独立してできるなら
ば、この形状に限定されない。
１６には、上記原料溶液溜２０．２１に対応させてこれ
らの中の原料溶液を分配して切出すための２基の分配溶
液溜２２．２３が設けられてお一〇、この中に分配溶液
を一旦保持するようになっている。特に、この装置にお
いては、各原料溶液の分配操作を任意の時間に独立して
行なうことを可能とするために、上記２基の分配溶液溜
２２．２３間の距離を上記２基の原料溶液溜２０゜２１
間の距離より長く設定しており、これらの各溶液溜が上
下方向に同時に符合しないようになされている。尚、各
原料溶液の分配操作を任意の時間に独立してできるなら
ば、この形状に限定されない。
次に、以上のように構成された装置例を使用して、本発
明方法を具体的に説明する。
明方法を具体的に説明する。
まず、第１図に示す如く基板ホルダ１５に結晶基板１１
を保持させると共に、第１の原料溶液溜２０（図中左側
）及び第２の原料溶液溜２１（図中右側）に、それぞれ
■−ｖ族化合物金属が飽和状態に融解された異種の原料
溶液２４．２５を装入する。例えば、第１の原料溶液溜
２０にはＱａ５０Ｑ１化合物金属として（３ａＡｓ４ｇ
、ドーパントとしてＳ ｎ１０ａより成る原料溶液を、
第２の原料溶液溜２１にはＱａ５０ｇ、 Ｑａ Ａｓ４
ｇ 、ドーパントとして３ｎ１ｇより成る原料溶液をそ
れぞれ装入する。
を保持させると共に、第１の原料溶液溜２０（図中左側
）及び第２の原料溶液溜２１（図中右側）に、それぞれ
■−ｖ族化合物金属が飽和状態に融解された異種の原料
溶液２４．２５を装入する。例えば、第１の原料溶液溜
２０にはＱａ５０Ｑ１化合物金属として（３ａＡｓ４ｇ
、ドーパントとしてＳ ｎ１０ａより成る原料溶液を、
第２の原料溶液溜２１にはＱａ５０ｇ、 Ｑａ Ａｓ４
ｇ 、ドーパントとして３ｎ１ｇより成る原料溶液をそ
れぞれ装入する。
更に、各原料溶液２４．２５には、温度降下に伴なって
発生する■−Ｖ族化合物金属の過飽和成分を順次析出さ
せるための例えば溶質金属（Ｇａ Ａｓ ）と同種の金
属片のごとき第１及び第２の結晶種２６．２７を予め過
剰分として加えておく。尚、この装置全体は加熱炉内に
設けられている。
発生する■−Ｖ族化合物金属の過飽和成分を順次析出さ
せるための例えば溶質金属（Ｇａ Ａｓ ）と同種の金
属片のごとき第１及び第２の結晶種２６．２７を予め過
剰分として加えておく。尚、この装置全体は加熱炉内に
設けられている。
このように、準備したならば、次に第７図に示すような
温度プログラムに従って装置全体を冷却しつつ成長操作
を行なう。
温度プログラムに従って装置全体を冷却しつつ成長操作
を行なう。
まず、上記した状態で装置全体を８００℃に上昇せしめ
てこの状態で１時間保持し、その後、第２図に示す如（
原料溶液ホルダ１７のみを矢印方向へ滑動させて、この
第１の原料溶液２４のみを、第１の分配溶液溜２２内に
切出して分配し、そして、直ちにこの原料溶液ホルダ１
７を元に戻して、第１の分配溶液２８を第１の原料溶液
２４内の溶液から分離する。
てこの状態で１時間保持し、その後、第２図に示す如（
原料溶液ホルダ１７のみを矢印方向へ滑動させて、この
第１の原料溶液２４のみを、第１の分配溶液溜２２内に
切出して分配し、そして、直ちにこの原料溶液ホルダ１
７を元に戻して、第１の分配溶液２８を第１の原料溶液
２４内の溶液から分離する。
ここで、第１の原料溶液２４中には第１の結晶種２６を
加えであることから、第１の分配溶液２８の分離直前ま
でこの原料溶液中の■−ｖ族化合物は完全な飽和状態に
なされている。
加えであることから、第１の分配溶液２８の分離直前ま
でこの原料溶液中の■−ｖ族化合物は完全な飽和状態に
なされている。
次に、第１の分配溶液２８の分配後、装置全体を０．５
℃７ｍ１ｎの速度で徐々に冷却する。そして４℃降下さ
せて７９６℃に到達したならば第３図に示す如く基板ホ
ルダ１５を矢印方向に滑動操作して結晶基板１１を第１
の分配溶液溜２２の下に位置させ、これに分配保持され
ていた第１の分配溶液２８と基板１１とを第１接触させ
る。そして、この状態で７８６℃まで１０℃低下するま
での間エピタキシャル成長を行なって第１層を形成する
。
℃７ｍ１ｎの速度で徐々に冷却する。そして４℃降下さ
せて７９６℃に到達したならば第３図に示す如く基板ホ
ルダ１５を矢印方向に滑動操作して結晶基板１１を第１
の分配溶液溜２２の下に位置させ、これに分配保持され
ていた第１の分配溶液２８と基板１１とを第１接触させ
る。そして、この状態で７８６℃まで１０℃低下するま
での間エピタキシャル成長を行なって第１層を形成する
。
一方、この成長途中において、７８８℃になったときに
、第４図に示す如く原料溶液ホルダ１７のみを矢印方向
に滑動操作して第２の、原料溶液２５のみを第２の分配
溶液溜２３に切出して分配し、そして直ちにこの原料溶
液ホルダ１７を元に戻して第２の分配溶液２つを第２の
原料溶液溜２１内の溶液から分離する。
、第４図に示す如く原料溶液ホルダ１７のみを矢印方向
に滑動操作して第２の、原料溶液２５のみを第２の分配
溶液溜２３に切出して分配し、そして直ちにこの原料溶
液ホルダ１７を元に戻して第２の分配溶液２つを第２の
原料溶液溜２１内の溶液から分離する。
この場合、第２の原料溶液２５を分配する直前まで、温
度は８００℃から ７８８℃まで降下していることから
、第２の原料溶液２５においては、Ｑａ ＡＳ化合物が
過飽和状態になる傾向となる。
度は８００℃から ７８８℃まで降下していることから
、第２の原料溶液２５においては、Ｑａ ＡＳ化合物が
過飽和状態になる傾向となる。
しかしながら、この中には第２の結晶種２７が加えであ
ることから過飽和成分が順次析出してしまい、この溶液
は分配直前まで飽和状態を維持している。すなわち、第
２の分配溶液２つは過飽和状態になることなく、飽和状
態で分離分配されることになる。
ることから過飽和成分が順次析出してしまい、この溶液
は分配直前まで飽和状態を維持している。すなわち、第
２の分配溶液２つは過飽和状態になることなく、飽和状
態で分離分配されることになる。
そして、その後２℃低下して上述の如り７８６℃に到達
したならば、第５図に示す如（基板ホルダ１５を矢印方
向に滑動操作して結晶基板１１を第２の分配溶液溜２３
の下に位置し、これに分配保持されていた第２の分配溶
液２９と基板１１とを第２接触させ、その状態で５秒間
だけエピタキシャル成長させて第２層を形成し、第６図
に示す如く第２の分配溶液２９から基板１１を分離させ
て成長を終える。
したならば、第５図に示す如（基板ホルダ１５を矢印方
向に滑動操作して結晶基板１１を第２の分配溶液溜２３
の下に位置し、これに分配保持されていた第２の分配溶
液２９と基板１１とを第２接触させ、その状態で５秒間
だけエピタキシャル成長させて第２層を形成し、第６図
に示す如く第２の分配溶液２９から基板１１を分離させ
て成長を終える。
この成長方法により、成長したエピタキシャル層の厚さ
は、下層が１０μｍ１上層が０．３μｍとなって設計通
りの厚さを得ることができた。また、それぞれの層界面
の厚みも均一であった。
は、下層が１０μｍ１上層が０．３μｍとなって設計通
りの厚さを得ることができた。また、それぞれの層界面
の厚みも均一であった。
第２の分配溶液２９は、７８８℃から７８６℃まで降下
する間に温度差２℃に相当する溶解量が過飽和状態とな
っているので、第２１！！ｌにはこの過飽和成分に相当
する量の結晶が成長することになる。
する間に温度差２℃に相当する溶解量が過飽和状態とな
っているので、第２１！！ｌにはこの過飽和成分に相当
する量の結晶が成長することになる。
この場合の温度差２℃に相当する過飽和成分は第２層の
結晶成長量として予め設定されたものである。
結晶成長量として予め設定されたものである。
このように、原料溶液２４．２５中に予め結晶種２６．
２７を加えておくことにより、温度降下に伴なって発生
する過飽和成分が順次析出してしまい分配切出しの直前
までこの原料溶液２４゜２５を飽和状態に維持すること
ができ、しかも各原料溶液の分配操作時を自由に選択で
きるので、各分配溶液２８．２９の過飽和度を自由に制
御することができる。
２７を加えておくことにより、温度降下に伴なって発生
する過飽和成分が順次析出してしまい分配切出しの直前
までこの原料溶液２４゜２５を飽和状態に維持すること
ができ、しかも各原料溶液の分配操作時を自由に選択で
きるので、各分配溶液２８．２９の過飽和度を自由に制
御することができる。
また、第１及び第２の分配溶液溜２２．２３間に、結晶
基板１１を連続的に往復移動させてサンドインチ構造に
成長層を形成することもできる。
基板１１を連続的に往復移動させてサンドインチ構造に
成長層を形成することもできる。
尚、上記実施例にあっては、２層成長を行なう場合につ
いて説明したが、これに限らずこれ以上の多層成長の場
合についてても本発明方法を適用し得るのは勿論である
。
いて説明したが、これに限らずこれ以上の多層成長の場
合についてても本発明方法を適用し得るのは勿論である
。
この場合にも原料溶液に予め結晶種をそれぞれ加えてお
き、分配直前まで飽和状態を維持しておき、設定された
それぞれ別個の時間に各原料溶液を独立に分配して、所
定の過飽和度を得るようにする。
き、分配直前まで飽和状態を維持しておき、設定された
それぞれ別個の時間に各原料溶液を独立に分配して、所
定の過飽和度を得るようにする。
［発明の効果］
以上要するに、本発明方法によれば、次のような優れた
効果を発揮することができる。
効果を発揮することができる。
（１） 所定の時間差を隔てて分配溶液を分配切出し
、しかも原料溶液中に結晶種を加えることにより分配直
前まで飽和状態を維持することができるので、従来例と
異なり、過飽和度を精度良く確実に制御することができ
る。
、しかも原料溶液中に結晶種を加えることにより分配直
前まで飽和状態を維持することができるので、従来例と
異なり、過飽和度を精度良く確実に制御することができ
る。
（２） 過飽和度を精度良く制御できることから、エ
ピタキシャル成長層の厚さ制御を容易に行なうことがで
き、特に、厚さの薄い成長層も確実に形成することがで
きる。
ピタキシャル成長層の厚さ制御を容易に行なうことがで
き、特に、厚さの薄い成長層も確実に形成することがで
きる。
（３） 本発明方法を行なう装置は、分配溶液溜の取
付は間隔を変えて各原料溶液の分配時期を独立させて任
意に選択できるようにしただけなので、構造簡単であり
、容易に採用することができる。
付は間隔を変えて各原料溶液の分配時期を独立させて任
意に選択できるようにしただけなので、構造簡単であり
、容易に採用することができる。
第１図乃至第６図は本発明方法を説明するための工程図
、第７図は本発明方法を実施するための温度プログラム
の一例を示すグラフ、第８図は従来の液相エピタキシャ
ル成長方法を説明するためのエピタキシャル成長装置を
示す縦断面図である。 尚、図中１１は結晶基板、２０．２１は原ｒ１溶液溜、
２２．２３は分配溶液溜、２４．２５は原料溶液、２６
．２７は結晶種、２８．２９は分配溶液である。 特許出願人 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄第２図 第３図
、第７図は本発明方法を実施するための温度プログラム
の一例を示すグラフ、第８図は従来の液相エピタキシャ
ル成長方法を説明するためのエピタキシャル成長装置を
示す縦断面図である。 尚、図中１１は結晶基板、２０．２１は原ｒ１溶液溜、
２２．２３は分配溶液溜、２４．２５は原料溶液、２６
．２７は結晶種、２８．２９は分配溶液である。 特許出願人 日立電線株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄第２図 第３図
Claims (1)
- 複数の原料溶液溜からそれぞれ分配溶液を切出し、これ
ら切出された分配溶液を順次結晶基板上に接触させて基
板上に多層のエピタキシャル成長層を形成するに際して
、上記原料溶液溜に収容された原料溶液中に、予め過飽
和成分を析出させる結晶種を加えた後、上記基板に積層
される順に時間差を隔ててそれぞれ分配溶液を切出すと
共に、これら切出された順に上記基板に上記分配溶液を
接触させるようにしたことを特徴とする多層の液相エピ
タキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049401A JPS61208828A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 多層の液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049401A JPS61208828A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 多層の液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208828A true JPS61208828A (ja) | 1986-09-17 |
| JPH0330980B2 JPH0330980B2 (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=12830018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60049401A Granted JPS61208828A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 多層の液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61208828A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48102779A (ja) * | 1972-04-10 | 1973-12-24 | ||
| JPS5651158A (en) * | 1979-10-03 | 1981-05-08 | Ricoh Co Ltd | Reproducing method of binary picture |
| JPS5742211A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-09 | Nippon Gakki Seizo Kk | Feedback amplifier |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP60049401A patent/JPS61208828A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48102779A (ja) * | 1972-04-10 | 1973-12-24 | ||
| JPS5651158A (en) * | 1979-10-03 | 1981-05-08 | Ricoh Co Ltd | Reproducing method of binary picture |
| JPS5742211A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-09 | Nippon Gakki Seizo Kk | Feedback amplifier |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0330980B2 (ja) | 1991-05-01 |
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