JPH0196091A - 半導体結晶の液相エピタキシャル成長装置 - Google Patents

半導体結晶の液相エピタキシャル成長装置

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JPH0196091A
JPH0196091A JP25384287A JP25384287A JPH0196091A JP H0196091 A JPH0196091 A JP H0196091A JP 25384287 A JP25384287 A JP 25384287A JP 25384287 A JP25384287 A JP 25384287A JP H0196091 A JPH0196091 A JP H0196091A
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melt
crystal
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liquid phase
wafer
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JP25384287A
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Masaaki Sakata
雅昭 坂田
Kiyotaka Benzaki
辨崎 清隆
Hideo Kusuzawa
楠澤 英夫
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Stanley Electric Co Ltd
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Stanley Electric Co Ltd
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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。

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装置に係り
、特に温度差法により半導体結晶をエピタキシャル成長
させる装置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■−■族化合物半導体を
液相でエピタキシャル成長させる場合、第5図に示すよ
うに、半導体材料GaAs、^lとドーピング用不純物
Zn、 Te等を溶解したGa溶液(メルト)lを複数
の、第5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+ AI+
  ドーピング用不純物を溶かし込んだ後、これらに温
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
とにより、該メルトl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。この場合、例えばウェハースライダ3の下側
には冷却板5が接触せしめられており、これによって各
メルト槽2内のメルト1に温度差を付与するようにして
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Ia、 ]、b。
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6図(A)に示
すように基板結晶4a上に順次p  Gao、zAIo
、sASの第−層6と、P  GaolsAIo、5s
Asの第二層7と、そしてn −Gao、zAI。、 
sAsの第三層8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6及び第三N8を比較的厚く、また第二層7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、例えば第一〇メル)laに対して60分、
第二のメルト1bに対して1分、第三〇メル)lc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6図(B)に示すよ
うに、第一のメル)laに対して1分、第二〇メル)l
bに対して60分、第三のメルト1c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6及び第
三層8が比較的薄く、第二層7が比較的厚くなってしま
う。
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、構造が複雑となりコスト
高になっていた。
〔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装置を提
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て所定時間保持することによ
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
成長装置において、メルト槽に対してウェハースライダ
の下側に冷却板を接触させ、この冷却板に、該ウェハー
スライダと実質的に同じ横断面積で結晶成長時に該ウェ
ハースライダをカバーするような中空部を形成したこと
により達成される。
本発明による半導体結晶の液相エピタキシャル成長装置
において、好ましくは、上記冷却板の中空部内に、結晶
成長温度にて液体となる金属が任意の量だけ充填されて
いる。
この発明によれば、ウェハースライダの下方に配設され
た冷却板に、該ウェハースライダとほぼ同じ横断面積を
有する中空部が備えられているので、この中空部の存在
によりメルト槽内のメルトからウェハースライダへの熱
の流れが冷却板の該中空部の上方部分で抑制されること
になり、これによってメルト槽内のメルトの上下方向の
温度差が低減され、従って該ウェハースライダの上面に
R置された基板結晶上での結晶成長がゆるやかになる。
さらに、上記冷却板の中空部内に例えばGaを任意の量
だけ充填することにより、メルトの温度差を適宜に制御
することができ、これにより基板結晶上での結晶成長速
度が調整され得るので、各メルト槽に対する冷却板の中
空部にそれぞれ適宜にGaを充填すれば、各メルト槽に
対して順次一定時間だけ基板結晶を接触させることによ
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。
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、歩留まりが同上せしめられ
、また一定間隔の間欠送り装置によって基板結晶の自動
送りが可能であることもあって、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。
第1図は本発明によるエピタキシャル成長装置の一実施
例を示しており、メルト槽2に対してウェハースライダ
3の下側に接触するように冷却板5が配設されている。
この冷却板5には、結晶成長時に各メルト槽2a。
2b、 2c内の各メルトla、 lb、 lcに接触
保持されている基板結晶4を載置しているウェハースラ
イダ3と実質的に同じ横断面積を存する、即ち少なくと
も該ウェハースライダ3のメルトに接触している部分を
カバーし得る横断面積を有する中空部5a。
5bが備えられている。
ここで、中空部5a、 5bには、任意の量のGaが充
填され得るが、各中空部5a、 5bのGa充填量と該
中空部に関連するメルト1の温度差とは第2図に示す関
係にあり、Ga充填量と結晶成長速度との関係は第3図
に示すようになっている。即ち、それぞれ第2図及び第
3図に鎖線Xで示す従来の中空部を有しない冷却板の場
合に比較して、該中空部にGaを充填せず空洞のままに
した場合には、第2図及び第3図に実線Yで示すように
メルトの温度差が小さくなって結晶成長速度が低くなり
、該中空部にGaを充填した場合には、それぞれ点線Z
で示すように従来の場合と中空部を空洞にした場合のほ
ぼ中間の状態を示す、その他の構成は、第5図に示した
従来のエピタキシャル成長装置と同様の構成である。
本発明によるエピタキシャル成長装置は以上のように構
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、メルト槽2
の各メルト槽2a、 2b、 2c内のメルトlat 
lb、 lc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の上面にそれぞれ基板結
晶4をセットして、これらの基板結晶4を矢印Aで示す
方向に移動させることにより、順次各メルト槽2a+ 
2b、2c内に受容されたメル)la、 lb、 lc
に接触させれば、基板結晶4上には、従来と同様に順次
P  Gao、2AI。0.Asの第−FJ6と、P 
 Gao、 hsAlolsAsの第二層7と、そして
n  Gao、zAI+、sASの第三N8とが結晶成
長されて、第4図に示すエビウェハーが作製される。
その際、冷却板5の各中空部5a、 5bは、それぞれ
第1図に示すように、中空部5aについてはGaが充填
されており、また中空部5bについてはGaは充填され
ておらず、これにより基板結晶4を順次各メルト槽2a
、 2b、 2c内のメルト1a+ lb、 lcに対
して、一定時間、例えば60分接触保持することにより
、該基板結晶4上に順次所定の厚さの第−N6゜第二層
7及び第三層8が形成されることになる。
ここで、各メルト槽2a+ 2b、 2cに対して基板
結晶を保持する時間は一定であるが、各メル)la、 
Ib。
1cの温度差は奄れぞれ異なっているので、すべての基
板結晶4について、第4図に示すように第−層6及び第
三層8が比較的厚くまた第二層7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。
〔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て所定時間
保持す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装置において、メルト槽に対してウ
ェハースライダの下側に接触せしめられた冷却板に、該
ウェハースライダと実質的に同じ横断面積で結晶成長時
に該ウェハースライダをカバーするように形成された中
空部を備えるように、好ましくは上記中空部内に、結晶
成長温度にて液体となる金属を任意の量だけ充填し得る
ように構成したので、この中空部の存在によりメルト槽
内のメルトからウェハースライダへの熱の流れが冷却板
の該中空部の上方部分で抑制されることになり、これに
よってメルト槽内のメルトの上下方向の温度差が低減さ
れ、従って該ウェハースライダの上面に載置された基板
結晶上での結晶成長がゆるやかになる。
さらに、上記冷却板の中空部内に例えばGaを任意の量
だけ充填することにより、メルトの温度差を適宜に制御
することができ、これによって基板結晶上での結晶成長
速度が任意に調整され得るので、各メルト槽に対する冷
却板の中空部にそれぞれ適宜の量でGaを充填すれば、
各メルト槽に対して順次一定時間だけ基板結晶を接触さ
せることによって、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、スライダ上に順次配列されたすべての基板結晶
によるエビウェハーが所望のダブルへテロ構造を有する
ように、歩留まりよく作製され、また一定間隔の間欠送
り装置によって基板結晶の自動送りが可能であることも
あって、エビウェハーの製造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
ピタキシャル成長装置が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による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図は中空部のGa充填量
とメルトの温度差との関係を示すグラフ、第3図は中空
部のGa充填量と結晶成長速度との関係を示すグラフ、
第4図は第1図の装置により作製したエビウェハーの概
略断面図である。 第5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6図は第5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、(
B)は偶数番目のエビウェハーを示す。 1 、la、  lb、  1cm−−−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−・−冷却板; 5a、 5b−中空部;6−  
第−層;7−・・第二層; 8−第三層。 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  三7へ義
?t−間

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
    に順次接触させて、所定時間保持することにより、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装置
    において、メルト槽に対してウェハースライダの下側に
    接触せしめられた冷却板に、該ウェハースライダと実質
    的に同じ横断面積で結晶成長時に該ウェハースライダを
    カバーするように形成された中空部が備えられているこ
    とを特徴とする、半導体結晶の液相エピタキシャル成長
    装置。
  2. (2)前記冷却板の中空部内に、結晶成長温度にて液体
    となる金属が任意の量だけ充填されていることを特徴と
    する、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装置。
JP25384287A 1987-10-09 1987-10-09 半導体結晶の液相エピタキシャル成長装置 Granted JPH0196091A (ja)

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JPH0196091A true JPH0196091A (ja) 1989-04-14
JPH0572359B2 JPH0572359B2 (ja) 1993-10-12

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS491174A (ja) * 1972-04-14 1974-01-08
JPS6127976U (ja) * 1984-07-25 1986-02-19 株式会社ボッシュオートモーティブ システム 圧縮機における脈動減衰装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS491174A (ja) * 1972-04-14 1974-01-08
JPS6127976U (ja) * 1984-07-25 1986-02-19 株式会社ボッシュオートモーティブ システム 圧縮機における脈動減衰装置

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