JPH0131290B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0131290B2 JPH0131290B2 JP55081890A JP8189080A JPH0131290B2 JP H0131290 B2 JPH0131290 B2 JP H0131290B2 JP 55081890 A JP55081890 A JP 55081890A JP 8189080 A JP8189080 A JP 8189080A JP H0131290 B2 JPH0131290 B2 JP H0131290B2
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- JP
- Japan
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- single crystal
- substrate
- mixed
- growth
- crystal substrate
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2902—Materials being Group IVA materials
- H10P14/2905—Silicon, silicon germanium or germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2907—Materials being Group IIIA-VA materials
- H10P14/2911—Arsenides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3421—Arsenides
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ガリウム、アルミニウム、ひ素等か
らなる−族混晶単結晶を液相成長法を利用し
て製造する方法に関するものである。
らなる−族混晶単結晶を液相成長法を利用し
て製造する方法に関するものである。
［従来の技術］
ガリウム、アルミニウム、ひ素等からなる−
族混晶単結晶は、成分の偏析係数が１でないこ
とにより、融液あるいは溶液から組成の均一な大
きなバルク単結晶を作ることは困難である。そこ
で、格子定数の近接した単結晶基板に、目的混晶
組成となる組成溶液から必要な厚さの混晶単結晶
をいわゆる液相成長法で形成し、その後室温まで
冷却してから取り出し、基板単結晶のみを研磨等
により除去するのが一般であつた。
族混晶単結晶は、成分の偏析係数が１でないこ
とにより、融液あるいは溶液から組成の均一な大
きなバルク単結晶を作ることは困難である。そこ
で、格子定数の近接した単結晶基板に、目的混晶
組成となる組成溶液から必要な厚さの混晶単結晶
をいわゆる液相成長法で形成し、その後室温まで
冷却してから取り出し、基板単結晶のみを研磨等
により除去するのが一般であつた。
また、基板単結晶を研磨除去しない方法とし
て、半導体基板上に所望の化合物混晶単結晶より
低融点の第２の半導体薄膜を形成し、その上に所
望の化合物混晶単結晶薄膜をエピタキシヤル成長
させ、その後第２の半導体薄膜を加熱溶融或いは
化学薬剤で溶解して、所望の化合物混晶単結晶薄
膜を真空吸引或いはプローブ等で持ち上げたり、
所望の化合物混晶単結晶薄膜の自重でスリツプさ
せて離脱せしめることにより、所望の化合物混晶
単結晶薄膜を得る方法が提案されている（特開昭
51−123591号）。この方法を液相成長法で実現し
ようとする場合には、液相成長装置内で上記のよ
うな離脱操作を行うことができないため、化合物
混晶単結晶薄膜を成長させた基板を一旦外に取り
出し、他の装置内で上記のような離脱操作を行う
必要があつた。
て、半導体基板上に所望の化合物混晶単結晶より
低融点の第２の半導体薄膜を形成し、その上に所
望の化合物混晶単結晶薄膜をエピタキシヤル成長
させ、その後第２の半導体薄膜を加熱溶融或いは
化学薬剤で溶解して、所望の化合物混晶単結晶薄
膜を真空吸引或いはプローブ等で持ち上げたり、
所望の化合物混晶単結晶薄膜の自重でスリツプさ
せて離脱せしめることにより、所望の化合物混晶
単結晶薄膜を得る方法が提案されている（特開昭
51−123591号）。この方法を液相成長法で実現し
ようとする場合には、液相成長装置内で上記のよ
うな離脱操作を行うことができないため、化合物
混晶単結晶薄膜を成長させた基板を一旦外に取り
出し、他の装置内で上記のような離脱操作を行う
必要があつた。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記二つの方法においては、混
晶単結晶の成長工程と、基板の研磨工程或いは基
板と混晶単結晶との離脱工程とを、混晶単結晶成
長後の冷却工程を経て別々に行う必要があり、更
に研磨技術、離脱技術に複雑で高度な技術を必要
とするため、作業性が悪く、作業に長時間を要す
ると言つた問題があつた。
晶単結晶の成長工程と、基板の研磨工程或いは基
板と混晶単結晶との離脱工程とを、混晶単結晶成
長後の冷却工程を経て別々に行う必要があり、更
に研磨技術、離脱技術に複雑で高度な技術を必要
とするため、作業性が悪く、作業に長時間を要す
ると言つた問題があつた。
また、結晶成長後室温に冷却する過程で基板と
該混晶結晶の格子定数及び熱膨張係数の差による
熱歪が発生し、そのためそり、クラツク、割れ等
が生じてしまい、大面積の−族混晶単結晶を
製造することができなかつた。基板を研磨除去す
る場合には、更に内部応力が助長され破壊してし
まう結果となつた。
該混晶結晶の格子定数及び熱膨張係数の差による
熱歪が発生し、そのためそり、クラツク、割れ等
が生じてしまい、大面積の−族混晶単結晶を
製造することができなかつた。基板を研磨除去す
る場合には、更に内部応力が助長され破壊してし
まう結果となつた。
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を
解消し、液相成長装置内から−族混晶単結晶
を成長させた基板を取り出すことなく、簡便な作
業により容易に大面積で高品質の−族混晶単
結晶基板を製造することができる、作業性に優れ
た新規な−族混晶単結晶基板の製造方法を提
供することにある。
解消し、液相成長装置内から−族混晶単結晶
を成長させた基板を取り出すことなく、簡便な作
業により容易に大面積で高品質の−族混晶単
結晶基板を製造することができる、作業性に優れ
た新規な−族混晶単結晶基板の製造方法を提
供することにある。
［課題を解決するための手段］
すなわち本発明の要旨は、液相成長装置のスラ
イダーに収納した目的とする−族混晶単結晶
の融点よりも低くかつ該−族混晶単結晶の成
長温度よりも高い融点を有する単結晶基板を、液
相成長用治具に収容した成長用溶液に接触させて
上記単結晶基板表面に上記−族混晶単結晶を
成長させた後、上記スライダーを一方向へ移動操
作して上記単結晶基板と上記成長用溶液とを切り
離し、その後昇温して上記単結晶基板のみを融解
し、この単結晶基板の融液を上記成長用溶液の位
置よりも上記スライダーの移動方向側に設けられ
た除去用溶液孔に流出除去せしめ、上記−族
混晶単結晶だけを取り出すことにある。
イダーに収納した目的とする−族混晶単結晶
の融点よりも低くかつ該−族混晶単結晶の成
長温度よりも高い融点を有する単結晶基板を、液
相成長用治具に収容した成長用溶液に接触させて
上記単結晶基板表面に上記−族混晶単結晶を
成長させた後、上記スライダーを一方向へ移動操
作して上記単結晶基板と上記成長用溶液とを切り
離し、その後昇温して上記単結晶基板のみを融解
し、この単結晶基板の融液を上記成長用溶液の位
置よりも上記スライダーの移動方向側に設けられ
た除去用溶液孔に流出除去せしめ、上記−族
混晶単結晶だけを取り出すことにある。
［作用］
このように、本発明は、−族混晶単結晶を
液相成長した後に単結晶基板だけを融解し、且つ
この単結晶基板の融液を成長用溶液の位置よりも
上記スライダーの移動方向側に設けた除去用溶液
孔に流出除去せしめるようにしたので、単結晶基
板を収納したスライダーを一方向へ移動させる過
程において、混晶単結晶の成長、単結晶基板の除
去及び混晶単結晶基板の取りだしを一連して行う
ことができるようになり、従来の複雑且つ高度な
基板の研磨工程や離脱工程が不要になつて作業が
極めて簡便になり、作業性を著しく向上すること
ができる。
液相成長した後に単結晶基板だけを融解し、且つ
この単結晶基板の融液を成長用溶液の位置よりも
上記スライダーの移動方向側に設けた除去用溶液
孔に流出除去せしめるようにしたので、単結晶基
板を収納したスライダーを一方向へ移動させる過
程において、混晶単結晶の成長、単結晶基板の除
去及び混晶単結晶基板の取りだしを一連して行う
ことができるようになり、従来の複雑且つ高度な
基板の研磨工程や離脱工程が不要になつて作業が
極めて簡便になり、作業性を著しく向上すること
ができる。
また、混晶単結晶を成長させた基板は外部に取
り出されることがなく、液相成長装置内で基板だ
けが完全に除去されるので、基板が除去された混
晶単結晶にはそり、クラツク、割れ等が発生せ
ず、熱歪のない高品質の−族混晶単結晶を得
ることができる。
り出されることがなく、液相成長装置内で基板だ
けが完全に除去されるので、基板が除去された混
晶単結晶にはそり、クラツク、割れ等が発生せ
ず、熱歪のない高品質の−族混晶単結晶を得
ることができる。
［実施例］
本発明の一実施例を図面よつて説明する。
水素雰囲気の石英ガラス容器内に第１図に示す
ように液相成長用黒鉛製治具１をセツトする。こ
の治具１内を滑動自在に設けられたスライダー２
の基板孔５には、単結晶基板７は厚さ400μｍ大
きさ30mm×30mmのゲルマニウム単結晶基板を収納
し、治具１の成長用溶液孔４内にはガリウム80
ｇ、ガリウム・ひ素12ｇ、アルミニウム0.2mgか
らなる成長用溶液８を収納し、温度を900℃に設
定した。なお、ゲルマニウムの融点は936℃であ
る。
ように液相成長用黒鉛製治具１をセツトする。こ
の治具１内を滑動自在に設けられたスライダー２
の基板孔５には、単結晶基板７は厚さ400μｍ大
きさ30mm×30mmのゲルマニウム単結晶基板を収納
し、治具１の成長用溶液孔４内にはガリウム80
ｇ、ガリウム・ひ素12ｇ、アルミニウム0.2mgか
らなる成長用溶液８を収納し、温度を900℃に設
定した。なお、ゲルマニウムの融点は936℃であ
る。
次に操作棒３を操作することによりスライダー
２を移動して第２図に示すような状態とし、ゲル
マニウム基板７を成長用溶液８に接触させると同
時に、温度900℃から10deg／時間の速度で10時
間かけて800℃まで降温した。この操作により、
ゲルマニウム基板７上にはGa1-XA1XAs混晶単結
晶９が全面にわたり約700μｍ成長した。
２を移動して第２図に示すような状態とし、ゲル
マニウム基板７を成長用溶液８に接触させると同
時に、温度900℃から10deg／時間の速度で10時
間かけて800℃まで降温した。この操作により、
ゲルマニウム基板７上にはGa1-XA1XAs混晶単結
晶９が全面にわたり約700μｍ成長した。
しかる後、第３図に示す状態にスライダー２を
移動操作して基板７と成長用溶液８とを切離し、
温度を950℃に昇温したところ、Ga1-XA1XAs混
晶単結晶９は溶融せずゲルマニウム基板７だけが
溶融した。その後さらに第４図に示す状態にスラ
イダー２を移動操作した。
移動操作して基板７と成長用溶液８とを切離し、
温度を950℃に昇温したところ、Ga1-XA1XAs混
晶単結晶９は溶融せずゲルマニウム基板７だけが
溶融した。その後さらに第４図に示す状態にスラ
イダー２を移動操作した。
この間に溶融したゲルマニウム基板７は、成長
用溶液孔４よりもスライダー２の移動方向側に設
けられた除去用溶液孔６に全て落下した。１０は
落下した溶融ゲルマニウムである。
用溶液孔４よりもスライダー２の移動方向側に設
けられた除去用溶液孔６に全て落下した。１０は
落下した溶融ゲルマニウムである。
以上の操作の後室温まで冷却し、水素雰囲気を
アルゴン雰囲気に置換して、Ga1-XA1XAs混晶単
結晶を取出した。
アルゴン雰囲気に置換して、Ga1-XA1XAs混晶単
結晶を取出した。
ここに取出したGa1-XA1XAs混晶単結晶は、
XMAによる分析の結果0.2≦Ｘ≦0.5であつた。
また溶融KOHエツチングによる転位密度の測定
結果は表面で500ピツト／cm2以下の低転位密度単
結晶であることがわかつた。
XMAによる分析の結果0.2≦Ｘ≦0.5であつた。
また溶融KOHエツチングによる転位密度の測定
結果は表面で500ピツト／cm2以下の低転位密度単
結晶であることがわかつた。
さらに、30mm×30mmの大きさにもかかわらず、
ゲルマニウム基板が完全に除去されており、そり
がなく、クラツク等の全く無い大面積単結晶であ
つた。
ゲルマニウム基板が完全に除去されており、そり
がなく、クラツク等の全く無い大面積単結晶であ
つた。
上記実施例では、ゲルマニウム基板と、Ga1-X
A1XAs（０≦Ｘ≦１）混晶の組合せについて述べ
たが、本発明はこれに限られるものではなく、
（結晶成長温度）＜（基板の融点）＜（成長結晶の融
点）の関係にある組合せならどのような組合せで
もよい。
A1XAs（０≦Ｘ≦１）混晶の組合せについて述べ
たが、本発明はこれに限られるものではなく、
（結晶成長温度）＜（基板の融点）＜（成長結晶の融
点）の関係にある組合せならどのような組合せで
もよい。
例えば、Ga1-XA1XAs混晶結晶成長において
は、上記Ge単結晶基板のほか、InAs単結晶基板
が有効であつた。
は、上記Ge単結晶基板のほか、InAs単結晶基板
が有効であつた。
［発明の効果］
本発明の製造方法であれば、次のような顕著な
効果を奏する。
効果を奏する。
(1) −族混晶単結晶を液相成長した後に単結
晶基板だけを融解し、且つこの単結晶基板の融
液を成長用溶液の位置よりも上記スライダーの
移動方向側に設けた除去用溶液孔に流出除去せ
しめるようにしたので、単結晶基板を収納した
スライダーを一方向へ移動させる過程におい
て、混晶単結晶の成長、単結晶基板の除去及び
混晶単結晶基板の取りだしを一連して行うこと
ができるようになり、従来のような基板の研磨
工程や離脱工程が不要になつて作業が極めて簡
便になり、作業性を著しく向上することができ
る。
晶基板だけを融解し、且つこの単結晶基板の融
液を成長用溶液の位置よりも上記スライダーの
移動方向側に設けた除去用溶液孔に流出除去せ
しめるようにしたので、単結晶基板を収納した
スライダーを一方向へ移動させる過程におい
て、混晶単結晶の成長、単結晶基板の除去及び
混晶単結晶基板の取りだしを一連して行うこと
ができるようになり、従来のような基板の研磨
工程や離脱工程が不要になつて作業が極めて簡
便になり、作業性を著しく向上することができ
る。
(2) 基板及び成長させた混晶単結晶を成長装置の
外部に取り出す必要がないため、成長させた混
晶に大きな熱歪が加わらず、そり、クラツク、
割れの発生が全くない大面積で高品質の−
族混晶単結晶基板を得ることができる。
外部に取り出す必要がないため、成長させた混
晶に大きな熱歪が加わらず、そり、クラツク、
割れの発生が全くない大面積で高品質の−
族混晶単結晶基板を得ることができる。
第１図、第２図、第３図及び第４図は本発明の
一実施例における各工程を示す説明図である。 １……液相成長用治具、２……スライダー、３
……操作棒、４……成長用溶液孔、５……基板
孔、６……除去用溶液孔、７……単結晶基板、８
……成長用溶液、９……成長混晶単結晶、１０…
…融液。
一実施例における各工程を示す説明図である。 １……液相成長用治具、２……スライダー、３
……操作棒、４……成長用溶液孔、５……基板
孔、６……除去用溶液孔、７……単結晶基板、８
……成長用溶液、９……成長混晶単結晶、１０…
…融液。
Claims (1)
- １ 液相成長用治具に成長用溶液を収納し、前記
液相成長用治具内を滑動可能に設けられたスライ
ダーに目的とする−族混晶単結晶の融点より
も低くかつ該−族混晶単結晶の成長温度より
も高い融点を有する単結晶基板を収納しておき、
該単結晶基板と前記成長用溶液を接触させて前記
単結晶基板表面に前記−族混晶単結晶を成長
させた後、前記スライダーを一方向へ移動操作し
て前記単結晶基板と前記成長用溶液とを切り離
し、その後前記単結晶基板を該単結晶基板の融点
よりも高く且つ前記−族混晶単結晶の融点よ
りも低い温度に昇温して前記単結晶基板を融解
し、この融解された単結晶基板の融液を前記成長
用溶液の位置よりも前記スライダーの移動方向側
に設けられた除去用溶液孔に流出除去せしめ、前
記−族混晶単結晶だけを取り出すことを特徴
とする−族混晶単結晶基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8189080A JPS577118A (en) | 1980-06-17 | 1980-06-17 | Manufacture of 3-5 group mixed crystal single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8189080A JPS577118A (en) | 1980-06-17 | 1980-06-17 | Manufacture of 3-5 group mixed crystal single crystal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS577118A JPS577118A (en) | 1982-01-14 |
| JPH0131290B2 true JPH0131290B2 (ja) | 1989-06-26 |
Family
ID=13759032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8189080A Granted JPS577118A (en) | 1980-06-17 | 1980-06-17 | Manufacture of 3-5 group mixed crystal single crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS577118A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3993533A (en) * | 1975-04-09 | 1976-11-23 | Carnegie-Mellon University | Method for making semiconductors for solar cells |
-
1980
- 1980-06-17 JP JP8189080A patent/JPS577118A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS577118A (en) | 1982-01-14 |
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