JPH01201093A - 液相エピタキシャル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシャル成長方法Info
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- JPH01201093A JPH01201093A JP2469788A JP2469788A JPH01201093A JP H01201093 A JPH01201093 A JP H01201093A JP 2469788 A JP2469788 A JP 2469788A JP 2469788 A JP2469788 A JP 2469788A JP H01201093 A JPH01201093 A JP H01201093A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- 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］
本発明は液相エピタキシャル成長方法に関するものであ
る。
る。
［従来の技術］
液相エピタキシャル成長方法で成長させたエピタキシャ
ルウェハは気相エピタキシャル（ＶＰＥ）成長法や有機
金属化合物熱分解法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシ
ャル（ＭＢＥ）成長法で成長させたエピタキシャルウェ
ハに比べ結晶欠陥が少なく、結晶性が良好なので発光ダ
イオードや半導体レーザ用エピタキシャル層の成長に用
いられてきた。発光ダイオードや半導体レーザの素子特
性を改善するためには、結晶性を更に向上させる必要が
ある。
ルウェハは気相エピタキシャル（ＶＰＥ）成長法や有機
金属化合物熱分解法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシ
ャル（ＭＢＥ）成長法で成長させたエピタキシャルウェ
ハに比べ結晶欠陥が少なく、結晶性が良好なので発光ダ
イオードや半導体レーザ用エピタキシャル層の成長に用
いられてきた。発光ダイオードや半導体レーザの素子特
性を改善するためには、結晶性を更に向上させる必要が
ある。
液相エピタキシャル法で結晶性を向上させるためには成
長温度の適正化、反応管内の蒸気圧制御、ヘテロ界面で
の応用抑止、成長速度の低速化、不鈍物混入の防止など
各種対策がある。この中で成長速度の低速化は結晶性を
向上させるために有効な手段であり、発光ダイオードの
発光出力を向上させるのに役立つ。
長温度の適正化、反応管内の蒸気圧制御、ヘテロ界面で
の応用抑止、成長速度の低速化、不鈍物混入の防止など
各種対策がある。この中で成長速度の低速化は結晶性を
向上させるために有効な手段であり、発光ダイオードの
発光出力を向上させるのに役立つ。
すなわちＧａＡｌＡｓのシングルへテロ構造ＬＥＤ用エ
ピタキシャルウェハの構造が示されている第２図に示さ
れているように、このエピタキシャルウェハはキャリア
濃度が１〜４×１０１９ｃｍ−３のＰ型ＧａＡｓ基盤１
上に、ＡｆＩ混晶化が０．３５のＰ型ＧａＡｊＪＡｓ層
をエピタキシャル成長させたＰ型ＧａＡＪ７Ａｓエピタ
キシャル層２、更にその上Ａｇ混晶化が０．６５−のｎ
型ＧａＡｊ７Ａｓ層をエピタキシャル成長させたｎ型Ｇ
ａＡｊ７Ａｓエピタキシャル居３を持ったものである。
ピタキシャルウェハの構造が示されている第２図に示さ
れているように、このエピタキシャルウェハはキャリア
濃度が１〜４×１０１９ｃｍ−３のＰ型ＧａＡｓ基盤１
上に、ＡｆＩ混晶化が０．３５のＰ型ＧａＡｊＪＡｓ層
をエピタキシャル成長させたＰ型ＧａＡＪ７Ａｓエピタ
キシャル層２、更にその上Ａｇ混晶化が０．６５−のｎ
型ＧａＡｊ７Ａｓ層をエピタキシャル成長させたｎ型Ｇ
ａＡｊ７Ａｓエピタキシャル居３を持ったものである。
このようなエピタキシャルウェハを成長するために用い
たスライドボートが第３図に示されている。同図に示さ
れているようにスライドボートは２つの成長用溶液溜を
備えた成長用溶液ホルダー４、セットした基板（Ｐ型Ｇ
ａＡｓ基板）１をスライドできる基板ホルダー５および
これらをその」二部に乗置する台座部から構成されてい
る。このスライドボートの基板ホルダー５にＰ型ＧａＡ
ｓ基板１をセットし、Ｐ型ＧａＡ、９Ａｓ工ピタキシヤ
ル層成長用の第１層目の成長溶液溜には、第１層目成長
用溶液６ Ｇ ａ ｓ Ａ ＲＳＧ ａ Ａ ｓ ｓ
Ｚ ｎをセットする。また、ｎ型ＧａＡ］Ａｓエピタキ
シャル層成長用の第２層の成長用溶液溜には第２層目成
長用溶液７のＧａ、ＡＮ ＧａＡｓ、Ｔｅをセットする
。
たスライドボートが第３図に示されている。同図に示さ
れているようにスライドボートは２つの成長用溶液溜を
備えた成長用溶液ホルダー４、セットした基板（Ｐ型Ｇ
ａＡｓ基板）１をスライドできる基板ホルダー５および
これらをその」二部に乗置する台座部から構成されてい
る。このスライドボートの基板ホルダー５にＰ型ＧａＡ
ｓ基板１をセットし、Ｐ型ＧａＡ、９Ａｓ工ピタキシヤ
ル層成長用の第１層目の成長溶液溜には、第１層目成長
用溶液６ Ｇ ａ ｓ Ａ ＲＳＧ ａ Ａ ｓ ｓ
Ｚ ｎをセットする。また、ｎ型ＧａＡ］Ａｓエピタキ
シャル層成長用の第２層の成長用溶液溜には第２層目成
長用溶液７のＧａ、ＡＮ ＧａＡｓ、Ｔｅをセットする
。
このスライドボート法で第４図に示されている温度プロ
グラムでエピタキシャル層の成長を行った。すなわち同
図に示しである温度プログラムは一般的に使用されてい
るプログラムであり、同図に示されているように８５０
℃で第１層目成長用溶液とＰ型ＧａＡｓ基板とを接触さ
せて成長を開始し、８１０℃で基板ホルダーをスライド
させてＰ型ＧａＡｓ基板を第１層目成長用溶液から分離
し、第２層目成長用溶液と接触させ、７６０℃になった
ところでＰ型ＧａＡｓ基板を第２届目成長用溶液から分
離する。この場合、冷却速度を第１層目成長開始から０
．５℃／ｓｉｎで下げている。
グラムでエピタキシャル層の成長を行った。すなわち同
図に示しである温度プログラムは一般的に使用されてい
るプログラムであり、同図に示されているように８５０
℃で第１層目成長用溶液とＰ型ＧａＡｓ基板とを接触さ
せて成長を開始し、８１０℃で基板ホルダーをスライド
させてＰ型ＧａＡｓ基板を第１層目成長用溶液から分離
し、第２層目成長用溶液と接触させ、７６０℃になった
ところでＰ型ＧａＡｓ基板を第２届目成長用溶液から分
離する。この場合、冷却速度を第１層目成長開始から０
．５℃／ｓｉｎで下げている。
［発明が解決しようとする問題点コ
冷却速度を遅くすれば必要とするエピタキシャル層の膜
厚を得るのに、長時間成長とならざるを得ない。例えば
発光波長が６６０ｎｍのＧａＡΩＡｓシングルへテロ構
造の発光ダイオード用エピタキシャルウェハを成長させ
るのに、冷却速度０．５℃／ｍｉｎで２時間から３時間
を要する。結晶性向上を目的として冷却速度を０．１℃
／ｓｉｎと下げれば成長時間は１０時間から１５時間と
なり、成長のスループットを大幅に下げることになる。
厚を得るのに、長時間成長とならざるを得ない。例えば
発光波長が６６０ｎｍのＧａＡΩＡｓシングルへテロ構
造の発光ダイオード用エピタキシャルウェハを成長させ
るのに、冷却速度０．５℃／ｍｉｎで２時間から３時間
を要する。結晶性向上を目的として冷却速度を０．１℃
／ｓｉｎと下げれば成長時間は１０時間から１５時間と
なり、成長のスループットを大幅に下げることになる。
またエピタキシャルウェハは成長中高温で長時間保持さ
れることになり、エピタキシャル層間でのドーパント拡
散によりキャリア濃度プロファイルがくずれてしまう。
れることになり、エピタキシャル層間でのドーパント拡
散によりキャリア濃度プロファイルがくずれてしまう。
このため発光出力をかえって低下させことになり、高出
力の発光ダイオード用エピタキシャルウェハの成長は困
難となる。
力の発光ダイオード用エピタキシャルウェハの成長は困
難となる。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、活性層の
結晶性を向上させることを可能とした液相エピタキシャ
ル成長方法を提供することを目的とするものである。
結晶性を向上させることを可能とした液相エピタキシャ
ル成長方法を提供することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］
上記目的は、ｎ層成長のうち第（ｍ −１）層目および
第ｍ層目成長中の温度プログラムを、第（ｍ−１）層目
成長中の終りから第ｍ層目成長の開始初期にかけての徐
冷速度をその前後の徐冷速度より遅くすることにより、
達成される。（ｎ≧ｍ≧２） ［作 用］ 第（ｍ−１）層目成長中の終りから第ｍ層目成長の開始
初期にかけての徐冷速度をその前後の徐冷速度より遅く
したので、活性層の結晶性を向上させるための成長速度
の低速化が適切となって、活性層の結晶性が向上するよ
うになる。
第ｍ層目成長中の温度プログラムを、第（ｍ−１）層目
成長中の終りから第ｍ層目成長の開始初期にかけての徐
冷速度をその前後の徐冷速度より遅くすることにより、
達成される。（ｎ≧ｍ≧２） ［作 用］ 第（ｍ−１）層目成長中の終りから第ｍ層目成長の開始
初期にかけての徐冷速度をその前後の徐冷速度より遅く
したので、活性層の結晶性を向上させるための成長速度
の低速化が適切となって、活性層の結晶性が向上するよ
うになる。
［実施例］
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図には本発明の一実施例が示されている。本実施例で
は第１層目および第２層目成長中の温度プログラムを、
第１層目成長中の終りから第２層目成長の開始初期にか
けての徐冷速度をその前後の徐冷速度より遅くし、小さ
い段付となるようにした。このようにすることにより活
性層の結晶性が向上するようになって、活性層の結晶性
を向上させることを可能とした液相エピタキシャル成長
方法を得ることができる。
１図には本発明の一実施例が示されている。本実施例で
は第１層目および第２層目成長中の温度プログラムを、
第１層目成長中の終りから第２層目成長の開始初期にか
けての徐冷速度をその前後の徐冷速度より遅くし、小さ
い段付となるようにした。このようにすることにより活
性層の結晶性が向上するようになって、活性層の結晶性
を向上させることを可能とした液相エピタキシャル成長
方法を得ることができる。
すなわち、第１図は縦軸に温度をとり横軸に時間をとっ
て第１層目および第２層目成長中の温度プログラムを示
したものである。同図に示されているように８５０℃で
第１層目成長用溶液と基板とを接触させ成長を開始する
が、第１層目成長中に温度が８１３℃になったところで
炉の冷却速度を０．５℃／ＬＩＩｉｎから０．１℃／ｍ
１ｎに下げる。
て第１層目および第２層目成長中の温度プログラムを示
したものである。同図に示されているように８５０℃で
第１層目成長用溶液と基板とを接触させ成長を開始する
が、第１層目成長中に温度が８１３℃になったところで
炉の冷却速度を０．５℃／ＬＩＩｉｎから０．１℃／ｍ
１ｎに下げる。
温度が８１０℃になったら基板をスライドさせ、第１層
目成長用溶液と基板とを分離し、第２層目成長用溶液と
接触させ成長を開始する。冷却速度０．１℃／ｍｉｎで
３０分間成長させ温度が８０７℃になったら、冷却速度
を０．５℃／ｓｉｎと速くして成長させる。炉内温度が
７５４℃になったら第２層目成長用溶液と基板とを分離
し、成長を終了させる。
目成長用溶液と基板とを分離し、第２層目成長用溶液と
接触させ成長を開始する。冷却速度０．１℃／ｍｉｎで
３０分間成長させ温度が８０７℃になったら、冷却速度
を０．５℃／ｓｉｎと速くして成長させる。炉内温度が
７５４℃になったら第２層目成長用溶液と基板とを分離
し、成長を終了させる。
このようにして成長させたエピタキシャルウェハにグル
ービング法により溝を形成し、発光出力を測定し従来法
によるものと比較した。その結果、発光波長は本実施例
によるものと従来法によるものとが同じであったが、発
光出力は本実施例によるものが従来法によるものに比べ
平均で１．６倍の値であった、。このように良好な特性
を示したものは従来に比べ結晶性が向上したためである
。
ービング法により溝を形成し、発光出力を測定し従来法
によるものと比較した。その結果、発光波長は本実施例
によるものと従来法によるものとが同じであったが、発
光出力は本実施例によるものが従来法によるものに比べ
平均で１．６倍の値であった、。このように良好な特性
を示したものは従来に比べ結晶性が向上したためである
。
このように本実施例によれば成長温度プログラムを変更
し、成長時間を多少長くするだけで素子特性の良好なエ
ピタキシャルウェハを成長させることができる。更に活
性層付近の成長では膜厚の制御が非常に大切となり、例
えばダブルへテロ型のＬＥＤ用エピタキシャルウェハな
どの場合には、膜厚が発光輝度に直接影響する。従って
活性層付近の成長では冷却速度が非常に遅いため、薄い
膜厚を制御性および再現性よく成長させることが可能と
なる。このため素子特性のばらつきが小さく、歩留りよ
く成長させることができる。
し、成長時間を多少長くするだけで素子特性の良好なエ
ピタキシャルウェハを成長させることができる。更に活
性層付近の成長では膜厚の制御が非常に大切となり、例
えばダブルへテロ型のＬＥＤ用エピタキシャルウェハな
どの場合には、膜厚が発光輝度に直接影響する。従って
活性層付近の成長では冷却速度が非常に遅いため、薄い
膜厚を制御性および再現性よく成長させることが可能と
なる。このため素子特性のばらつきが小さく、歩留りよ
く成長させることができる。
なお、本実施例ではシングルへテロ構造のＬＥＤ用エピ
タキシャルウェハの成長に用いたが、この温度プログラ
ムは結晶性の良好なエピタキシャル層を必要とするすべ
てのＬＥＤ用エピタキシャルウェハ、ＬＤ用エピタキシ
ャルウェハ、フォトダイオード用エピタキシャルウェハ
の成長に適用できる。
タキシャルウェハの成長に用いたが、この温度プログラ
ムは結晶性の良好なエピタキシャル層を必要とするすべ
てのＬＥＤ用エピタキシャルウェハ、ＬＤ用エピタキシ
ャルウェハ、フォトダイオード用エピタキシャルウェハ
の成長に適用できる。
また、本実施例では冷却速度を小さくする工捏を一度だ
け用いたが、ｎ層成長のうちに多数回用いることにより
結晶性の良好な活性層を多層成長させることもできる。
け用いたが、ｎ層成長のうちに多数回用いることにより
結晶性の良好な活性層を多層成長させることもできる。
なおまた、本実施例ではＲ−０，５℃／ｍ１ｎｉ、：対
し、Ｒ″をＲ″−０，１℃／ｓｉｎとしているが、通常
の徐冷速度Ｒは１．０〜０．５℃／ｍｉｎであり、本特
許では活性層成長付近でＲ″をＲの１１５〜１／１０程
度に設定することが望ましい。
し、Ｒ″をＲ″−０，１℃／ｓｉｎとしているが、通常
の徐冷速度Ｒは１．０〜０．５℃／ｍｉｎであり、本特
許では活性層成長付近でＲ″をＲの１１５〜１／１０程
度に設定することが望ましい。
［発明の効果］
上述のように本発明は活性層の結晶性が向上するように
なって、活性層の結晶性を向上させることを可能とした
液相エピタキシャル成長方法を得ることができる。
なって、活性層の結晶性を向上させることを可能とした
液相エピタキシャル成長方法を得ることができる。
第１図は本発明の液相エピタキシャル成長方法の一実施
例の成長温度プログラム図、第２図は液相エピタキシャ
ル成長方法によるＧａＡｊ７Ａｓシングルへテロ型ＬＥ
Ｄ用エピタキシャルウェハの縦断側面図、第３図は液相
エピタキシャルウェハ成長方法によるスライドボートの
縦断側面図、第４図は従来の液Ｆｇエピタキシャル成長
方法の成長温度プログラム図である。 １：Ｐ型のＧａＡｓ基板、 ２：Ｐ型ＧａＡｊ７Ａｓエピタキシャル層、３：ｎ型Ｇ
ａＡＪ７Ａｓエピタキシャル層、４：成長用溶液ホルダ
ー、 ５：基板ホルダー、 ６：第１層目成長用溶液、 ７：第２層目成長用溶液。 ％ １ 口 ぺ＋、許開 劃〕 短 ２日
例の成長温度プログラム図、第２図は液相エピタキシャ
ル成長方法によるＧａＡｊ７Ａｓシングルへテロ型ＬＥ
Ｄ用エピタキシャルウェハの縦断側面図、第３図は液相
エピタキシャルウェハ成長方法によるスライドボートの
縦断側面図、第４図は従来の液Ｆｇエピタキシャル成長
方法の成長温度プログラム図である。 １：Ｐ型のＧａＡｓ基板、 ２：Ｐ型ＧａＡｊ７Ａｓエピタキシャル層、３：ｎ型Ｇ
ａＡＪ７Ａｓエピタキシャル層、４：成長用溶液ホルダ
ー、 ５：基板ホルダー、 ６：第１層目成長用溶液、 ７：第２層目成長用溶液。 ％ １ 口 ぺ＋、許開 劃〕 短 ２日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板を支持した移動自在な基板ホルダーと、この基
板ホルダー上に設けられ、第１層目から第ｎ層目まで成
長用溶液を収納した成長用溶液ホルダーとを備え、前記
基板上に前記第１層目から第ｎ層目までの成長溶液を順
次接触させて徐冷法によりｎ層のエピタキシャル成長層
を成長させる方法において、前記成長用溶液のうち第（
ｍ−１）層目および第ｍ層目成長中の温度プログラムを
、前記第（ｍ−１）層目成長中の終りから前記第ｍ層目
成長の開始初期にかけての徐冷速度をその前後の徐冷速
度より遅くしたことを特徴とする液相エピタキシャル成
長方法（但し、ｎ及びｍは整数、かつｎ≧ｍ≧２。） ２、前記第（ｍ−１）層目成長中の終りから前記第ｍ層
目成長の開始初期にかけての徐冷速度が０．２℃／ｍｉ
ｎから０．０５℃／ｍｉｎである特許請求の範囲第１項
記載の液相エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2469788A JPH01201093A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2469788A JPH01201093A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201093A true JPH01201093A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12145365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2469788A Pending JPH01201093A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201093A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5840179A (en) * | 1997-06-19 | 1998-11-24 | Jtm Industries, Inc. | Ultrasonic conditioning and wet scubbing of fly ash |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5639538A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-15 | Hitachi Ltd | Pattern forming method |
-
1988
- 1988-02-04 JP JP2469788A patent/JPH01201093A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5639538A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-15 | Hitachi Ltd | Pattern forming method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5840179A (en) * | 1997-06-19 | 1998-11-24 | Jtm Industries, Inc. | Ultrasonic conditioning and wet scubbing of fly ash |
| US5988396A (en) * | 1997-06-19 | 1999-11-23 | Isg Resources, Inc. | Ultrasonic conditioning and wet scrubbing of fly ash |
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