JPH01179792A - GaAlAs liquid phase crystal growth method - Google Patents
GaAlAs liquid phase crystal growth methodInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明はGaA l^Sの結晶成長に関し、特に溶質を
溶解したメルト内に一定の温度差を設け、高温部より低
温部に連続的に溶質を搬送して低温部で結晶を成長させ
る温度差法によるGaAlAsの液相エピタキシャル結
晶成長に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to the crystal growth of GaAl^S, in particular, by providing a certain temperature difference in a melt containing a solute and continuously growing the crystal from a high temperature region to a low temperature region. This invention relates to liquid phase epitaxial crystal growth of GaAlAs by a temperature difference method in which a solute is transported to grow a crystal in a low temperature region.
[従来の技術]
G a 1− x A l x A Sは結晶中の組成
x(At^Sの割合)を変えることにより、そのバンド
ギャップエネルギを1.43eVから2.16eVまで
変えることができる混晶半導体である。そのためGa1
−xAlxAsは赤外光から可視光までの発光ダイオド
(LED)の材料として広く用いられている1例えば、
波長660nnの赤色LEDを得るには1発光層のp−
Ga、−xAtxAsのXを約0.35.波長780
nlのLEDを得るニケXを約0.15.波長850
nn+の赤外LEDを得るにはXを約0.01とすれば
よい、したがって。[Prior art] The bandgap energy of G a 1- x A l x A S can be changed from 1.43 eV to 2.16 eV by changing the composition x (proportion of At^S) in the crystal. It is a mixed crystal semiconductor. Therefore, Ga1
-xAlxAs is widely used as a material for light emitting diodes (LEDs) ranging from infrared light to visible light.1 For example,
To obtain a red LED with a wavelength of 660 nn, the p-
Ga, -xAtxAs is approximately 0.35. wavelength 780
Nike X to get nl LED about 0.15. wavelength 850
To obtain an nn+ infrared LED, X should be approximately 0.01, therefore.
GaAlAsのLEDにおいては、目的とする発光波長
に応じてp−Ga ^l AsのXが決められる
。 n−Ga1−1−××
xAlxASのXも一定でなく、目的とする発光波長に
応じて決められる。 n−Ga1. AtxAsのXは
、 p−Ga1−xAlxAs発光層に電子や正孔を閉
じ込めておくため、あるいは、 p−Ga1.^1xA
s層での発光を吸収せず有効に結晶外まで導くために必
要な値が選ばれる。たとえば、 p−Ga1−x^lx
AsのXが0.35の場合、 n−Ga1.AlxA
sのXは0.6−0.85に選ばれる。In a GaAlAs LED, X of p-Ga ^l As is determined depending on the target emission wavelength. X in n-Ga1-1-xxxAlxAS is also not constant and is determined depending on the target emission wavelength. n-Ga1. X of AtxAs is used to confine electrons and holes in the p-Ga1-xAlxAs light-emitting layer, or for p-Ga1. ^1xA
A value is selected that is necessary to effectively guide light emitted from the s-layer to the outside of the crystal without absorbing it. For example, p-Ga1-x^lx
When X of As is 0.35, n-Ga1. AlxA
X of s is chosen to be 0.6-0.85.
LEDの活性領域は通常基板結晶上にエピタキシャル成
長を行うことによって作られる。基板結晶としては1高
価でなく大口径で結晶性の良いものが得られることが望
ましい、 Ga、、、、AlxAs混晶は組成Xの全域
にわたり、 GaAs結晶との格子不整合が少ない、そ
こで、大口径で良質の結晶が得られるGaAsの基板上
に良質のG a 1− x A l x A Sをエピ
タキシャル成長することができる。これらの理由により
GaA IAsは現在赤外光から赤色光までの高輝度高
出力の発光ダイオードとして多く用いられている。The active region of an LED is usually made by epitaxial growth on a substrate crystal. As the substrate crystal, it is desirable to obtain one that is not expensive, has a large diameter, and has good crystallinity.The Ga, ..., AlxAs mixed crystal has a small lattice mismatch with the GaAs crystal over the entire range of composition X. Therefore, It is possible to epitaxially grow high-quality Ga1-xA1xAS on a GaAs substrate from which a large-diameter, high-quality crystal can be obtained. For these reasons, GaA IAs are currently widely used as high-brightness, high-output light emitting diodes that emit light from infrared light to red light.
このような発光デバイスとしてGa1−xAlxAsを
用いるとき1発光波長、外部発光効率等の点がら組成X
を制御することは重要な課題である。When using Ga1-xAlxAs as such a light emitting device, the composition X
Controlling this is an important issue.
液相結晶成長法として徐冷法や温度差法等が知られてい
る、徐冷法は、メルトを徐々に冷却して結晶化させる方
法である。The slow cooling method, which is known as a liquid phase crystal growth method such as the slow cooling method and the temperature difference method, is a method in which a melt is gradually cooled and crystallized.
温度差法は一定の温度差(ないし温度勾配)を持つ高温
部低温部を形成し、高温部がら原料を供給して低温部で
結晶を析出させる方法であり、溶液(メルト)内に温度
差を設け、高温部で溶質を溶解(供給)シ、温度勾配と
拡散によって低温部に輸送し、低温部で過飽和溶液がら
溶質を析出させる方法をさす、すなわち、温度差法液相
結晶成長では、徐冷法のように温度を徐々に下げるので
はなく、一定温度で成長がおこなわれるため、温度変化
による結晶欠陥の発生や結晶組成や不純物濃度の変動が
少ない、また連続して多数枚成長できる。 GaAlA
s系結晶の場合、グラファイトからなるメルト槽にGa
溶液からなるメルトを入れ、800℃−1000℃、好
ましくは850℃−950℃で10℃−60℃の温度差
を設けて結晶成長を行う、この方法により、特性の優れ
た発光ダイオードやレーザー等が製作されている。The temperature difference method is a method in which a high temperature part and a low temperature part are formed with a certain temperature difference (or temperature gradient), and raw materials are supplied from the high temperature part and crystals are precipitated in the low temperature part. Temperature difference method liquid phase crystal growth refers to a method in which the solute is dissolved (supplied) in a high temperature section, transported to a low temperature section by temperature gradient and diffusion, and then precipitated from a supersaturated solution in the low temperature section. Because growth is performed at a constant temperature rather than gradually lowering the temperature as in the slow cooling method, there are fewer crystal defects and fluctuations in crystal composition and impurity concentration due to temperature changes, and large numbers of sheets can be grown continuously. GaAlA
In the case of s-based crystals, Ga is placed in a melt bath made of graphite.
By this method, a melt consisting of a solution is introduced and crystal growth is performed at 800°C to 1000°C, preferably 850°C to 950°C, with a temperature difference of 10°C to 60°C. is being produced.
[発明が解決しようとする問題点]
メルトから混晶結晶を析出させる場合、メルトの溶質の
組成と成長結晶の組成Xとは一般的に等しくなく、成長
温度によっても変化する。[Problems to be Solved by the Invention] When a mixed crystal is precipitated from a melt, the composition of the solute in the melt and the composition X of the growing crystal are generally not equal and vary depending on the growth temperature.
ところが、 Ga1−x^lx Asの温度差法結晶成
長においては、成長温度と結晶組成Xとの間に明確な関
係が見出だされておらず、希望する組成Xを得ようとす
ると多数の実験を繰り返さなければならなかった。However, in the temperature difference method crystal growth of Ga1-x^lx As, no clear relationship has been found between the growth temperature and the crystal composition X, and in order to obtain the desired composition The experiment had to be repeated.
本発明の目的は、希望する組成のGa1−xAtxAs
AlxAs結晶られる結晶成長方法を提供することであ
る。The object of the present invention is to obtain Ga1-xAtxAs of a desired composition.
An object of the present invention is to provide a method for growing AlxAs crystals.
[問題点を解決するために行った検討]一般に液相成長
法によって成長されるGa1−X A18^S結晶の組
成Xを決定するのは、溶液(メルト)中のA1の濃度で
ある。液相エピタキシャル成長法としてひろく用いられ
ている徐冷法では1例えば1)19685YHPO8I
UHon GaAs、 paper 12)Jall、
J、 At)l)1.Phys、Vol、18.no、
8,1979.1)1509に示されているように、溶
液中のA1の濃度と成長するGa1. AlxAs結晶
の組成Xとの間に一定の関係が存在することが知られて
いる。この関係を第3図、第4図に再現する。これらを
用いて、成長するGa1−x^IxAs結晶の組成Xと
成長温度に応じて材料であるA1およびGaASと溶媒
であるGaの量が= 4 −
容易に決定できる、具体的には、以下のようにすればよ
い、所望のGa1. AlxAs結晶の組成Xとメルト
低温部または基板の温度である成長温度とを用いて第3
図から溶媒GaにないするA1の重量比[Al1 /[
Ga]を得る。このIAl] /[Ga]と成長温度と
を用いてAl−Ga溶液に対するGaAsの飽和溶解度
を示す第4図より溶解するGaAsの量が溶媒Gaに対
するGaASの重量比[GaAs] /[Ga]として
求められる。この[Al1 /[Ga]と [GaAs
] /[Ga]より各材料の量を秤量し成長用メルトを
形成する。[Studies carried out to solve the problem] Generally, the composition X of Ga1-X A18^S crystal grown by liquid phase growth is determined by the concentration of A1 in the solution (melt). In the slow cooling method that is widely used as a liquid phase epitaxial growth method, for example, 1) 19685YHPO8I
UHon GaAs, paper 12) Jall,
J, At)l)1. Phys, Vol. 18. no,
8, 1979.1) 1509, the concentration of A1 in the solution and the growing Ga1. It is known that a certain relationship exists between the composition X of the AlxAs crystal. This relationship is reproduced in FIGS. 3 and 4. Using these, the amounts of A1 and GaAS, which are materials, and Ga, which is a solvent, can be easily determined according to the composition X of the growing Ga1-x^IxAs crystal and the growth temperature. The desired Ga1. Using the composition X of the AlxAs crystal and the growth temperature which is the temperature of the melt low temperature part or the substrate, the third
From the figure, the weight ratio of A1 in the solvent Ga [Al1 /[
Ga] is obtained. From FIG. 4, which shows the saturation solubility of GaAs in an Al-Ga solution using this IAl]/[Ga] and growth temperature, the amount of dissolved GaAs is expressed as the weight ratio of GaAS to the solvent Ga, [GaAs]/[Ga]. Desired. This [Al1/[Ga] and [GaAs
] / [Ga] to form a growth melt by weighing the amount of each material.
しかし、温度差法液相エピタキシャル成長法においては
、徐冷法におけるようなXと成長温度との間の関係が確
立されておらず、徐冷法と同様の方法では所望の組成X
をもつGa1−xAlxAs結晶を得ることができない
5本発明者らはさらに多くの実験を行い、温度差法液相
エピタキシャル成長法において、徐冷法とは異なる一定
の関係があること・を見出だした。この関係を利用する
ことが温度差法液相エピタキシャル成長によりGa1.
AlxAs結晶を成長する際、非常に有用であること
を確認しな。However, in the temperature difference liquid phase epitaxial growth method, the relationship between
5 The present inventors conducted many more experiments and found that in the temperature difference method liquid phase epitaxial growth method, there is a certain relationship different from that in the slow cooling method. By utilizing this relationship, Ga1.
It proves very useful when growing AlxAs crystals.
[問題点を解決するための手段]
Ga1−xAlxASの温度差法液相結晶成長において
は、第1図に示されるような関係が成り立ち、メルトに
溶解するAlとGaAsの重量比[Al]/[GaAs
]□yが一定ならば成長温度Tが1成長するGa7.
AtX^S結晶の組成Xと一定の式で表される関係をも
つ。[Means for solving the problem] In the temperature difference method liquid phase crystal growth of Ga1-xAlxAS, the relationship shown in Fig. 1 holds true, and the weight ratio of Al and GaAs dissolved in the melt [Al]/ [GaAs
]□If y is constant, the growth temperature T is 1 Ga7.
It has a relationship expressed by a certain formula with the composition X of the AtX^S crystal.
すなわち。Namely.
T =α・X + β ± 10% (1)α=29
1.5 、 β=793.0に従ってTを決めればよ
い。T = α・X + β ± 10% (1) α=29
1.5, T may be determined according to β=793.0.
[作用]
温度差法によるGa1. AtxAsの液相結晶成長に
おいて見出だされた。徐冷法とは異なる自然法則を利用
して成長温度を決めるため、所望の組成XをもつGa1
. AlxAsのエピタキシャル層を成長できる。[Function] Ga1. by temperature difference method. It was discovered in the liquid phase crystal growth of AtxAs. Since the growth temperature is determined using natural laws different from the slow cooling method, Ga1 with the desired composition
.. An epitaxial layer of AlxAs can be grown.
[実施例]
第5図に温度差法液相成長装置の例を概略的に示す、制
御装置50はコンピュータを内蔵し、成長装置全体の制
御を行える。入口側予備室51内には半導体基板を載せ
たスライダ53が収められており、スライダ押上げIl
梢により順次ゲートバルブ62を通って押し上げられる
。入口側予備室51は予備加熱炉59で予熱されている
のが好ましい、押し上げられたスライダはスライダ駆動
機構61により成長室57内にゲートバルブ63を通っ
て送られる。成長室57内にはメルト槽64が設けられ
、主ヒータ67がメルト槽64を加熱している。スライ
ダ53上の基板69はメルト槽64下部でメルトと接触
し結晶成長を行う、結晶成長の終わった基板を載せたス
ライダはゲートバルブ73を介して成長室57の外に送
られ、スライダ受取機構77によってゲートバルブ74
を介して出口側予備室79に収められる。各駆動機構5
5.61.77やヒータ59.67等は制御装置50に
よって制御できる。制御装置50はさらに式(1)およ
びその変形式などを記憶しており。[Example] FIG. 5 schematically shows an example of a temperature difference method liquid phase growth apparatus. A control device 50 has a built-in computer and can control the entire growth apparatus. A slider 53 on which a semiconductor substrate is placed is housed in the entrance side preliminary chamber 51, and the slider 53 is pushed up.
The treetops are then forced up through the gate valve 62. Preferably, the entrance side preliminary chamber 51 is preheated in a preliminary heating furnace 59. The pushed-up slider is sent into the growth chamber 57 through a gate valve 63 by a slider drive mechanism 61. A melt tank 64 is provided in the growth chamber 57, and the main heater 67 heats the melt tank 64. The substrate 69 on the slider 53 comes into contact with the melt at the bottom of the melt tank 64 to perform crystal growth.The slider carrying the substrate on which the crystal growth has been completed is sent out of the growth chamber 57 via the gate valve 73, and the slider receiving mechanism Gate valve 74 by 77
It is stored in the outlet side preliminary chamber 79 via the. Each drive mechanism 5
5, 61, 77, heater 59, 67, etc. can be controlled by the control device 50. The control device 50 further stores equation (1) and its modified form.
必要に応して、各パラメータの算出、その結果に基づく
操作者への指示表示や自動制御などを行うことができる
。If necessary, it is possible to calculate each parameter, display instructions to the operator based on the results, perform automatic control, etc.
第6図はメルト槽64部分の1例の拡大説明図である。FIG. 6 is an enlarged explanatory view of one example of the melt tank 64 portion.
溶楳であるGaの中に溶質のAl、 GaAsが溶解さ
れて、pメルト槽65とnメルト槽66に収容されてい
る。さらに不純物としてpメルト槽65には2nがnメ
ルト槽66にはTeが溶解されている。後から成長する
n型領域のバンドギャップをP型領域のバンドギャップ
より大きくするためnメルト槽66中のA1の量はpメ
ルト槽65のA1の量より大きくするのがよい1例えば
、赤色発光のGa1−xAtxAs発光ダイオードをえ
るには1組成Xをp型領域で約0.35. n型領域で
約0.6−0.85となるようにA1とGaASの量を
決める1両メルト槽65゜66内には図中右に示すよう
な垂直方向の温度差が設定される。たとえば、850℃
−950°Cの温度で温度差を10°C−60℃設ける
。溶質を連続的に供給するには高温部であるメルト上部
に溶質を浮かせておくか溶質収容部を作ってメルトと接
触させてもよい、溶質は高温部で飽和溶解度まで溶解し
、温度勾配と拡散で低温部に輸送される1通常溶解度は
温度と共に増加するので、低温部では過飽和溶液となっ
て析出できる状態となる、このようなメルト低温部へ基
板を順次接触させる。たとえば。Solutes Al and GaAs are dissolved in Ga, which is a melt, and stored in a p-melt tank 65 and an n-melt tank 66. Further, as impurities, 2n is dissolved in the p-melt tank 65 and Te is dissolved in the n-melt tank 66. In order to make the band gap of the n-type region that will be grown later larger than that of the p-type region, it is preferable that the amount of A1 in the n-melt tank 66 be larger than the amount of A1 in the p-melt tank 651. To obtain a Ga1-xAtxAs light emitting diode, one composition X should be approximately 0.35% in the p-type region. A vertical temperature difference as shown on the right side of the figure is set in the single melt tank 65° 66 in which the amounts of A1 and GaAS are determined to be about 0.6-0.85 in the n-type region. For example, 850℃
A temperature difference of 10°C-60°C is provided at a temperature of -950°C. To continuously supply the solute, the solute may be floated on the top of the melt, which is the high temperature section, or a solute containing section may be created and brought into contact with the melt. Since the solubility of 1 transported by diffusion to the low-temperature region increases with temperature, the substrates are sequentially brought into contact with such a melt low-temperature region, where the melt becomes a supersaturated solution and can be precipitated in the low-temperature region. for example.
成長時間約60分で5o−eoμmの成長層かえられる
。A growth layer of 5o-eoμm can be changed in a growth time of about 60 minutes.
第7図は温度と時間との関係を示す1図から判るように
温度分布は一定に保たれる。初め1番目の基板がPメル
トの下に接し、p型層を成長させる1次にスライダを移
動させて1番目の基板がnメルトの下に接し、2番目の
基板がpメルトの下に接するようにする。そこで、それ
ぞれの成長層を形成する。これで1番目の基板上には下
にp型層、上にn型層が成長され、ダイオードが形成さ
れる。この様な操作を繰り返して多数枚の基板上にエピ
タキシャル成長を行う、成長システムから基板を出すこ
となく、成長結晶層の組成を光励起スペクトル等により
モニタし、結果を制御装置50を介してフィードバック
してもよい。As can be seen from FIG. 7, which shows the relationship between temperature and time, the temperature distribution is kept constant. Initially, the first substrate is in contact with the bottom of the P melt, and the p-type layer is grown.First, the slider is moved so that the first substrate is in contact with the bottom of the n-melt, and the second substrate is in contact with the bottom of the p-melt. do it like this. Therefore, respective growth layers are formed. In this way, a p-type layer is grown on the bottom and an n-type layer is grown on the top of the first substrate, thereby forming a diode. Such operations are repeated to perform epitaxial growth on a large number of substrates, and the composition of the growing crystal layer is monitored by optical excitation spectra, etc., without removing the substrates from the growth system, and the results are fed back via the control device 50. Good too.
次に、p側n側にそれぞれ電極をつけ1分離裁断して高
輝度Ga1−xAlxAs発光ダイオード(LED)を
得る。Next, electrodes are attached to each of the p side and the n side and cut by one section to obtain a high brightness Ga1-xAlxAs light emitting diode (LED).
Pメルト、nメルトの準備について以下に説明する。The preparation of P-melt and N-melt will be explained below.
成長すべきGa1. AtxAsエピタキシャル層の所
望の組成Xが決まっているものとして制御装置50は成
長温度T℃(基板結晶の温度あるいはメルトの低温側の
温度)を以下の式から決定する。Ga1. to be grown. Assuming that the desired composition X of the AtxAs epitaxial layer is determined, the control device 50 determines the growth temperature T° C. (the temperature of the substrate crystal or the temperature on the low temperature side of the melt) from the following equation.
T = α ・ X 十 β ± 10%
(1)α=291.5 、 β= 793.0
メルト中の溶質の重量比[^1]/[GaAs] −y
の値は0.03〜0.04の範囲内にあるのが好ましい
2メルト下部の低温部を決定した温度に設定し、高温部
は成長温度より例えば10−50℃さらに高温とする。T = α ・X 10 β ± 10%
(1) α=291.5, β=793.0
Weight ratio of solute in melt [^1]/[GaAs] -y
The value of is preferably within the range of 0.03 to 0.04. 2. The low temperature section at the bottom of the melt is set to the determined temperature, and the high temperature section is set to a temperature higher than the growth temperature by, for example, 10-50 DEG C.
成長結晶の組成Xを変更調整する場合は、変更すべき変
化分を制御装置50に入力し自動的に成長温度Tを制御
してもよい、
この結晶成長法の基礎をなすデータを以下に説明する。When changing and adjusting the composition X of the grown crystal, the amount of change to be changed may be input into the control device 50 to automatically control the growth temperature T. The data forming the basis of this crystal growth method will be explained below. do.
溶質の重量比[八l ]/ [GaAs]−yが0.0
3〜0゜04特に0.037であるメルトを中心として
検討した。第1図はGa1−x Alx As結晶の組
成XをEPHAにより測定した結果と成長温度T℃(基
板結晶の温度あるいはメルトの低温側の温度)との関係
(実験データ)を示したものである。第2図は第1図の
結晶中の組成Xを求めるために測定されたEPHAのデ
ータで成長厚さ方向のXの分布を示している。第1図よ
り明らかなようにXの成長温度依存性はほぼ一定であり
、これらの関係は次の式により近似できる。The weight ratio of solute [8l]/[GaAs]-y is 0.0
The study focused on melts having a temperature of 3 to 0.04, particularly 0.037. Figure 1 shows the relationship (experimental data) between the composition X of the Ga1-x Alx As crystal measured by EPHA and the growth temperature T°C (temperature of the substrate crystal or temperature on the low temperature side of the melt). . FIG. 2 is EPHA data measured to determine the composition X in the crystal shown in FIG. 1, and shows the distribution of X in the growth thickness direction. As is clear from FIG. 1, the growth temperature dependence of X is almost constant, and these relationships can be approximated by the following equation.
X−γT+δ (2)γ−0
,00343δ=−2,6−−−2,9すなわち1温度
差法によるGa1−xAtxAsの成長では、第1図に
示したように、成長結晶の組成Xが成長温度T(℃)で
決定され、この関係を用いて成長条件を決めることがで
きる。したがって。X-γT+δ (2) γ-0
,00343δ=-2,6--2,9, that is, in the growth of Ga1-xAtxAs by the 1-temperature difference method, the composition X of the grown crystal is determined by the growth temperature T (°C), as shown in Figure 1. , this relationship can be used to determine growth conditions. therefore.
成長温度T(℃)は以下のように示される。The growth temperature T (°C) is shown as follows.
T = α・X + β ± 10% (1)α=29
1.5 、 β=793.0従って成長温度T(℃)
は希望する組成Xと式(1)とから求めることができる
。T = α・X + β ± 10% (1) α=29
1.5, β=793.0 Therefore, the growth temperature T (℃)
can be determined from the desired composition X and formula (1).
温度差法によるメルト内には温度分布が存在し。There is a temperature distribution within the melt using the temperature difference method.
素材である^l、 GaAsは高温部で溶解する。低温
部で消費する素材を高温部で供給してやればよい。The material ^l, GaAs, melts in high temperature areas. The material consumed in the low-temperature section may be supplied in the high-temperature section.
温度差法においては、多数枚の基板上への連続成長が可
能であるから、成長中のメルトは成長素材(Al 、
GaAs)が完全に溶解した状態ではなく、メルトを飽
和溶液の状態に保つのに必要な量に加えて、必要枚数成
長させられるだけの量の成長素材(完全には溶解してい
ない)を含むことが望ましい、しかし、この余分の成長
素材が多すき゛ると。In the temperature difference method, continuous growth on multiple substrates is possible, so the growing melt is mixed with the growing material (Al,
Contains enough growth material (not completely dissolved) to grow the required number of sheets in addition to the amount necessary to keep the melt in a saturated solution state (GaAs) is not completely dissolved. It is desirable, however, that this extra growth material is too much.
メルトの全体にわたり成長素材が微結晶として存在し、
−度溶解した成長素材が微結晶を核として微結晶上に析
出し、必要な基板上への析出、成長を妨げる。このよう
なことから高温部分よりわずかに高い温度で完全に溶解
し、これ以下では完全には溶解しない状態におくことが
望ましい、成長温度より40−70℃高い温度における
溶解度から溶質の量を定めるのが好ましい、同一メルト
を用いて成長結晶の組成Xを修正したい場合、制御装置
f50に現在の組成Xと修正後の組成Xとを入力し、修
正すべき成長温度の変化を求め、ヒータ= 12 −
を自動調整することもできる。The growth material is present as microcrystals throughout the melt;
- The dissolved growth material precipitates on the microcrystal with the microcrystal as a nucleus, and prevents the necessary precipitation and growth on the substrate. For this reason, it is desirable to completely dissolve the solute at a temperature slightly higher than the high-temperature part, and not completely dissolve below this temperature.The amount of solute is determined from the solubility at a temperature 40-70℃ higher than the growth temperature. If you want to modify the composition X of the grown crystal using the same melt, which is preferable, input the current composition X and the modified composition X to the controller f50, find the change in the growth temperature to be modified, and 12- can also be automatically adjusted.
[発明の効果]
温度差法においては、成長中の基板付近のメルトの温度
を正確に測定することは容易ではなく。[Effects of the Invention] In the temperature difference method, it is not easy to accurately measure the temperature of the melt near the growing substrate.
また温度差をつけるため局部ヒータや冷却気体を用いる
なめ炉体の温度のみからも成長温度を正確に求めること
は置敷である一1tた成長システムごとにもバラツキが
あり、従って正確に希望する組成Xに合わせるには、繰
り返しGaAs/Gaや^l/Ga^Sの重量比等を調
節しなければならなかった3本発明の方法では炉体の設
定温度を調整することで容易に正確な組成XをもつGa
1−XAtxAs結晶が得られる。多くの時間と労力や
高価な材料を節約することができ、非常に有用である。Furthermore, it is difficult to accurately determine the growth temperature solely from the temperature of the furnace body, which uses local heaters and cooling gas to create temperature differences. In order to adjust to Ga with X
A 1-XAtxAs crystal is obtained. It can save a lot of time and effort and expensive materials, which is very useful.
第1図は本発明による温度差法液相結晶成長での組成X
対成長温度Tの関係を示すグラフ、第2図はEPHAの
測定データ、第3図は徐冷法による結晶組成X対メルト
のへ1対Gaの重量比[Al]/[Ga]の関係を示す
グラフ、第4図はGa−Al溶液におけるGaAsの飽
和溶解度を示すグラフ、第5図は液相結晶成長装置の概
略図、第6図は第5図の部分拡大図、第7図は成長操作
を説明する温度対時間のグラフである。
符号の説明
50 コンピュータ内蔵の制御装置64、6
5.66 メルト槽
53 スライダ
69 基板Figure 1 shows the composition X in the temperature difference method liquid phase crystal growth according to the present invention.
A graph showing the relationship between growth temperature T and Figure 2 is EPHA measurement data.Figure 3 is a graph showing the relationship between crystal composition X obtained by slow cooling method and weight ratio of Ga to Ga [Al]/[Ga] in the melt. , Fig. 4 is a graph showing the saturated solubility of GaAs in a Ga-Al solution, Fig. 5 is a schematic diagram of the liquid phase crystal growth apparatus, Fig. 6 is a partially enlarged view of Fig. 5, and Fig. 7 shows the growth operation. 1 is a graph of temperature versus time to illustrate. Explanation of symbols 50 Control device 64, 6 with built-in computer
5.66 Melt tank 53 Slider 69 Board
Claims (1)
温度差をつけ、このメルトの低温部に基板を接触させて
GaAlAs結晶を成長させる温度差法によるGaAl
As液相結晶成長方法において、結晶の成長温度T(℃
)を希望するGa_1_−_xAl_xAs結晶の組成
xと T=α・x−β+10% α=291.5、β=793.0 に基づいて決定しメルトを準備して結晶成長を行うこと
を特徴とするGaAlAs液相結晶成長方法。(1) GaAl is produced by a temperature difference method in which a temperature difference is applied to a melt in which Al and GaAs are dissolved in a Ga solvent, and a substrate is brought into contact with the low temperature part of this melt to grow GaAlAs crystals.
In the As liquid phase crystal growth method, the crystal growth temperature T (℃
) is determined based on the desired composition x of the Ga_1_-_xAl_xAs crystal and T=α・x−β+10% α=291.5, β=793.0, a melt is prepared, and crystal growth is performed. GaAlAs liquid phase crystal growth method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP76288A JPH01179792A (en) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | GaAlAs liquid phase crystal growth method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP76288A JPH01179792A (en) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | GaAlAs liquid phase crystal growth method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179792A true JPH01179792A (en) | 1989-07-17 |
| JPH0477715B2 JPH0477715B2 (en) | 1992-12-09 |
Family
ID=11482707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP76288A Granted JPH01179792A (en) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | GaAlAs liquid phase crystal growth method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01179792A (en) |
-
1988
- 1988-01-07 JP JP76288A patent/JPH01179792A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477715B2 (en) | 1992-12-09 |
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