JPH0196090A - 半導体結晶の液相エピタキシャル成長法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、半導体結晶のエピタキシャル成長法に係り、
特に温度差法により半導体結晶をエピタキシャル成長さ
せる方法に関するものである。

〔従来の技術及び問題点〕

従来、例えばＧａＡｌＡｓ等の■−Ｖ族化合物半導体の
液相エピタキシャル成長法としては、第６図に示すよう
に、半導体材料ＧａＡｓ＋　ＡＩとドーピング用不純物
Ｚｎ、　Ｔｅ等を溶解したＧａ溶液（メルト）１を複数
の、第６図の場合３個のメルト槽２に入れ、水素雰囲気
中で高温に加熱して該メルト１中にＧａＡｓ、＾ｌ、ｌ
−ドーピング純物を溶かし込んだ後、これらメルト槽２
の上と下に温度差を付与して、一方向に直線運動される
ウェハースライダ３の上面にセットされたＧａＡｓ基板
結晶４をこれらのメルト１の低温側に接触させて一定時
間保持することによって、該メルト１中の過飽和成分が
基板結晶４上に析出することにより、該基板結晶４上に
半導体結晶をエピタキシャル成長させるようにした温度
差法が広く知られている。

上述した温度差法において、所謂エビウェハーを例えば
ダブルへテロ構造に作製する場合、各メルト槽２ａ、　
２ｂ、　２ｃ内に受容されたメルト１ａ＋　１ｂ＋１ｃ
をそれぞれｐ型、Ｐ型、ｎ型にドーピングしておき、ウ
ェハースライダ３の上面に複数の基板結晶４をセットし
て、これらの基板結晶４を順次各メルト槽２ａ、　２ｂ
、　２ｃ内に受容されたメルトｌａ、　ｌｂ。

１ｃに接触させることにより、例えば第７図（Ａ）に示
すように、基板結晶４ａ上に、順次ｐ−ｃａｏ、オＡ１
０．　ｓＡｓ　の第−層５と、Ｐ　　Ｇａｏ、ｈｓＡＩ
ｏ、＊ｓＡｓの第二層６と、そしてｎ　　Ｇａ６．ｚＡ
ｌｏ、ａＡｓの第三層７とが結晶成長されて、エビウェ
ハーが完成する。

しかし、このとき奇数番目、即ち一番目の基板結晶４ａ
について、所望の厚さの結晶成長を得るように、即ち第
−層５及び第三層７を比較的厚く、また第二層６を比較
的薄くなるように結晶成長を行わせるように結晶成長時
間を選定し、例えば第一のメルト１ａに対して６０分、
第二のメル１−１ｂに対して１分、第三のメルトＩＣに
対して６０分の結晶成長時間を選定すると、偶数番目、
即ち二番目の基板結晶４ｂ上には、第７図（Ｂ）に示す
ように、第一のメルトｌａに対して１分、第二〇メルト
１ｂに対して６０分、第三のメルトＩＣに対して１分と
いう結晶成長時間となってしまい、従って第−層５及び
第三層７が比較的薄く、第二層６が比較的厚く形成され
てしまうことになる。

かくして、ダブルへテロ構造のエビウェハーとして、例
えばＬＥＤチップを製造するために使用し得るエビウェ
ハーは奇数番目のものに限られ、このため、奇数番目の
エビウェハーの歩留まりが１００％であっても、エビウ
ェハー全体としては最大５０％の歩留まりしか達成でき
ないことになり、生産性の点で問題があった。

また、上述した基板結晶４を載置するウェハースライダ
３の送り装置として、間欠駆動装置が必要となり、しか
もその間隔が一定ではない等、構造が？！雑となりコス
ト高となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の点に鑑み、構造が簡単でしかも歩留ま
りのよい、半導体結晶の液相エピタキシャル成長法を提
供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記目的は、
本発明によれば、複数のメルト槽内にそれぞれ受容され
た成長素材を溶解したメルトに対して、一方向に直線運
動されるウェハースライダ上に載置した基板結晶をこれ
らのメルトに順次接触させることにより、基板結晶上に
複数の半導体結晶をエピタキシャル成長させるようにし
た半導体結晶の液相エピタキシャル成長法において、各
メルト槽が、その基板結晶の運動方向に関して、上記複
数の半導体結晶の各厚さに基づいた長さを有しており、
基板結晶が一方向に一定速度で移動され、必要に応じて
該基板結晶を各メルトに接触させた状態で一定時間保持
させることによって所定の厚さの結晶成長が行われるよ
うにしたことにより達成される。

この発明によれば、各メルト槽の基板結晶の運動方向の
長さが、各メルト槽内のメルトに対する結晶成長時間に
比例して選定されており、基板結晶が一方向に一定速度
で移動されることによって該基板結晶上に順次各メルト
槽内のメルトが析出して所定の厚さに結晶成長されるこ
とになり、かくしてすべての基板結晶によるエビウェハ
ーが所望の構造を有することにより、歩留まりが向上せ
しめられ、しかも基板結晶、即ち該基板結晶を載置する
ウェハースライダが一方向に一定速度で移動されればよ
いので、構造の簡単な送り装置によって基板結晶の自動
送りが可能となるから、コストが低減されることになる
。

〔実施例〕

以下、図面に示した一実施例に基づいて本発明をさらに
詳細に説明する。

本発明を実施するための液相エピタキシャル成長装置は
、基本的には従来のものとほぼ同様の構成であり、各メ
ルト槽の長手方向の寸法のみが異なっている。

本発明を実施するためのエピタキシャル成長装置の一実
施例を示す第１回において、メルト槽１゜は、図面右側
から順に第一〇メルト槽１１．第二〇メルト槽１２．第
三のメルト槽１３を備えている。これら第一、第二及び
第三の各メルト槽１１．１２．１３は、その基板結晶４
の運動方向に関する長さが各メルト槽１１．１２．１３
内のメルト１ａ＋　ｌｂ、　ｔｃに対する所定の結晶成
長時間、例えば上述した従来例においてそれぞれ６０分
、１分、６０分の結晶成長時間に比例した長さに選定さ
れている。

本発明におけるメルト槽１０の実施例は以上のように構
成されており、基板結晶上に結晶成長させてダブルへテ
ロ構造のエビウェハーを作製する場合には、本発明によ
るメルト槽１０の各メルト槽１１゜１２、１３内のメル
トｌａ、　ｌｂ、　ｌｃをそれぞれＰ型、ｎ型、ｎ型に
ドーピングしておき、ウェハースライダ３の上面に複数
の基板結晶４をセットして、これらの基板結晶４を矢印
Ａで示ず方向に一定速度で移動させることによって、順
次各メルト槽１１゜１２、１３内に受容されたメルｔｌ
ａ、　Ｉｂ＋　ｌｃに接触させれば、基板結晶４上には
、従来と同様に順次ｐＧａｓ、　、Ａ＋、５．Ａｓの第
−層５と、Ｐ　　Ｇａｏ、＊ｓＡ］ｏ、５ｓＡｓの第二
層６と、そしてｎ　−Ｇａｏ、２八１ｏ、ｓＡｓの第三
層７とが結晶成長されて、第２図に示すエビウェハーが
作製される。この結晶成長の際、各基板結晶４上のある
点は一定速度で矢印Ａ方向に移動することにより、各メ
ルト槽１１．１２．１３内のメルトｌａ、　ｌｂ、　ｌ
ｃに対して各メルト槽１１．１２．１３の基板結晶運動
方向の長さに比例した時間だけ接触して結晶成長する（
第３図参照）こととなり、従ってすべての基板結晶４に
ついて、第２図に示すように第−層５及び第三層７が比
較的厚くまた第二層６が比較的薄く形成された、適正な
ダブルへテロ構造のエビウェハーが作製される。

また、この方法によれば、基板結晶４が各メルト槽１１
．１２．１３に対して一定速度で常にスライドしてるの
で、結晶成長が各メルトｌａ、　ｉｂ、　ｌｃの下部に
溜まった過飽和分の一部を利用して行われることから、
その成長時間に対する結晶成長速度は第４図に実線で示
すように、従来の方法による結晶成長（点線図示）に比
較して非常にゆるやかになる。そして、上記過飽和分が
一気に析出することがないので、結晶成長速度が一定に
なり、精度のよい薄膜成長が得られることになる。

尚、結晶成長速度は、各メルト槽１１．１２．１３の基
板結晶運動方向の長さを適宜に選定することにより、第
５図に示すように調整され得る。従って上述のように基
板結晶を一方向に一定速度でスライドさせなくても、該
基板結晶を各メルト槽に対して接触させて一定時間保持
することによっても所望のダブルへテロ構造のエビウェ
ハーが得られる。この場合、各メルト槽に対して基板結
晶を保持する時間は一定であるので、すべての基板結晶
について所望のダブルへテロ構造のエビウェハーが得ら
れることになる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、複数のメルト槽内に
それぞれ受容された成長素材を溶解したメルトに対して
、一方向に直線運動されるウェハースライダ上に載置し
た基板結晶をこれらのメルトに順次接触させることによ
り基板結晶上に複数の半導体結晶をエピタキシャル成長
させるようにした半導体結晶の液相エピタキシャル成長
法において、各メルト槽を、その基板結晶の運動方向に
関して、上記複数の半導体結晶の各厚さに基づいた長さ
に設定し、基板結晶が一方向に一定速度で移動され、好
ましくは該基板結晶を各メルトに接触させた状態で一定
時間保持することにより、所定の厚さの結晶成長が行わ
れるように構成したから、各メルト槽の基板結晶の運動
方向の長さが、各メルト槽内のメルトに対する結晶成長
時間に比例して選定されており、基板結晶が一方向に一
定速度で移動されることによって、該基板結晶上に順次
各メルト槽内のメルトが析出して所定の厚さに結晶成長
されることになる。

従って、すべての基板結晶によるエビウェハーが所望の
構造を有することにより、歩留まりが向上せしめられ、
しかも基板結晶、即ち該基板結晶を！置するウェハース
ライダが一方向に一定速度で移動されればよいので、構
造の簡単な送り装置によって基板結晶の自動送りが可能
であるがら、コストが低減されることになる。

かくして、本発明によれば、構造が簡単で、しかもすべ
ての基板結晶に対して適正なダブルへテロ構造のエビウ
ェハーが得られる、歩留まりのよい半導体結晶の液相エ
ピタキシャル成長法が提供され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための液相エピタキシャル成
長装置の一実施例を示す概略断面図、第２図は第１図の
装置により作製したエビウェハーの概略断面図、第３図
はメルトに対するスライド時間と結晶成長の厚さとの関
係を示すグラフ、第４図は第１図の実施例における結晶
成長速度を示すグラフ、第５図はメルト槽の長さと結晶
成長速度との関係を示すグラフである。 第６図は従来の液相エピタキシャル成長装置の一例を示
す概略断面図、第７図は第６図の装置により作製したエ
ビウェハーの概略断面図であり、（Ａ）は奇数番目及び
（Ｂ）は偶数番目のエビウェハーを示す。 １　、　ｌａ、　　Ｉｂ、　　１ｃ−−メルト；　　２
　、２ａ、　２ｂ、　２ｃｍメルト槽；３−　　ウェハ
ースライダ；　　４　、４ａ、　４ｂ−基板結晶；５−
・−第一層；６−・−第二層；　７・−第三層；１０、
　１１．　１２．　１３・−・・・メルト槽。 特許出願人：スタンレー電気株式会社 代　理　人：弁理士　平　山　−室 間　　：弁理士　海　津　保　三 第１図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のメルト槽内にそれぞれ受容された成長素材
   を溶解したメルトに対して、一方向に直線連動されるウ
   ェハースライダ上に載置した基板結晶をこれらのメルト
   に順次接触させることにより、基板結晶上に複数の半導
   体結晶をエピタキシャル成長させるようにした、半導体
   結晶の液相エピタキシャル成長法において、 上記各メルト槽が、その基板結晶の運動方 向に関して、上記複数の半導体結晶の各厚さに基づいた
   長さを有しており、基板結晶が一方向に一定速度で移動
   されることにより所定の結晶成長が行われるようにした
   ことを特徴とする、半導体結晶の液相エピタキシャル成
   長法。
2. （２）前記基板結晶を各メルトに接触させて一定時間保
   持する動作を含む、特許請求の範囲第１項に記載の半導
   体結晶の液相エピタキシャル成長法。