JPH02302391A - 液相エピタキシャル成長法及びその装置 - Google Patents
液相エピタキシャル成長法及びその装置Info
- Publication number
- JPH02302391A JPH02302391A JP1121408A JP12140889A JPH02302391A JP H02302391 A JPH02302391 A JP H02302391A JP 1121408 A JP1121408 A JP 1121408A JP 12140889 A JP12140889 A JP 12140889A JP H02302391 A JPH02302391 A JP H02302391A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- epitaxial growth
- epitaxial layer
- support plate
- liquid phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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、２１′導体基板」−に２層以東のエピタキシ
ャル層を積層する液相エピタキシャル成長法及びその装
置に関する。
ャル層を積層する液相エピタキシャル成長法及びその装
置に関する。
〈従来の技術）
縦型液相エピタキシャル成長装置は、比較的小さな成長
容器で多数の半導体基板上に同時にエピタキシャル成長
を行うことがセきる。
容器で多数の半導体基板上に同時にエピタキシャル成長
を行うことがセきる。
この装置は、半導体基板を水平支持板に載せ、一定の間
隔で支持板を固定し、反応管に収容した後、原料融液を
導入して徐冷することにより、半導体基板上にエピタキ
シャル層を形成するもので、所定のエピタキシャル成＆
を行った後、反応管から原料融液を排出し、次の原料融
液を導入して同様にエピタキシャル１戊長を行うことに
より多層エピタキシャル層を形成することができる。特
開昭６１−２６１２９１号公報には、異なる原料融液を
反応管に順次導入し、排出する融液切換手段を備えた液
相エピタキシャル成長装置が記載されている。
隔で支持板を固定し、反応管に収容した後、原料融液を
導入して徐冷することにより、半導体基板上にエピタキ
シャル層を形成するもので、所定のエピタキシャル成＆
を行った後、反応管から原料融液を排出し、次の原料融
液を導入して同様にエピタキシャル１戊長を行うことに
より多層エピタキシャル層を形成することができる。特
開昭６１−２６１２９１号公報には、異なる原料融液を
反応管に順次導入し、排出する融液切換手段を備えた液
相エピタキシャル成長装置が記載されている。
（発明が解決しようとする課題）
従来の装置では、水平支持板の間隔が同定されている。
この間隔を狭くして半導体基板、１−の原料融液層高を
薄い状態でエピタキシャル成長を行うと、エピタキシャ
ル層の厚さバラツキを低く抑えることができるが、厚い
エピタキシャル層を形成するには不利である。
薄い状態でエピタキシャル成長を行うと、エピタキシャ
ル層の厚さバラツキを低く抑えることができるが、厚い
エピタキシャル層を形成するには不利である。
また、この間隔を広くして原料融液層高を厚くしてエピ
タキシャル成長を行うと、エピタキシャル層の厚さバラ
ツキが大きく、厚さの制御性が悪くなり、また、原料融
液の使用量を増加させるのでコスト高になる。
タキシャル成長を行うと、エピタキシャル層の厚さバラ
ツキが大きく、厚さの制御性が悪くなり、また、原料融
液の使用量を増加させるのでコスト高になる。
このように、支持板の間隔を同定した従来の装置は、゛
ト導体Ｊλ板上に厚さの異なるエピタキシャル層を積層
するのに、充分に対応することができなかった。
ト導体Ｊλ板上に厚さの異なるエピタキシャル層を積層
するのに、充分に対応することができなかった。
本発明は、上記の欠点を解消し、それぞれのエピタキシ
ャル層に対応した原料融液層高の下でエピタキシャル成
長を可能とする液相エピタキシャル成長法及びその装置
を提供しようとするものである。
ャル層に対応した原料融液層高の下でエピタキシャル成
長を可能とする液相エピタキシャル成長法及びその装置
を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、（１）一定の間隔を置いて−Ｌ下に積層した
多数の水平支持板上にそれぞれ゛ト導体基板を載せ、反
応管に収容した後、異なる原料融液を順次導入して複数
のエピタキシャル層を形成する液、相エピタキシャル成
長法において、薄膜のエピタキシャル層を形成悄と′き
には支持板の間隔を狭くし、また、厚膜のエピタキシャ
ル層を形成するときには支持板の間隔を広くし、支持板
の間を原料融液を満たしてエピタキシャル成長させるこ
とを特徴とする液相エピタキシャル成長法、（２）半導
体基板を載せる水平支持板と、該支持板を上下に一定の
間隔で保持する連結部材と、これらを収容する反応管と
、異なる原料融液を反応管に順次供給する手段とを有す
る液相エピタキシャル成長装置において、支持板の間隔
を多段に変化させる手段を付与したことを特徴とする液
相エピタキシャル成長装置、及び、（３）隣接する支持
板の一方の側壁に連結部材の一端を固定し、他端に内側
に突出するストッパーを設け、該ストッパーをスライド
可能に受ける凹部を隣接する支持板の側壁に設け、凹部
の上端及び下端でストッパーと懸合することにより所定
の支持板間隔を保持するように凹部の高さを規定したこ
とを特徴とする上記（２）記載の液相エピタキシャル成
長装置′４ｉｆ′である。
多数の水平支持板上にそれぞれ゛ト導体基板を載せ、反
応管に収容した後、異なる原料融液を順次導入して複数
のエピタキシャル層を形成する液、相エピタキシャル成
長法において、薄膜のエピタキシャル層を形成悄と′き
には支持板の間隔を狭くし、また、厚膜のエピタキシャ
ル層を形成するときには支持板の間隔を広くし、支持板
の間を原料融液を満たしてエピタキシャル成長させるこ
とを特徴とする液相エピタキシャル成長法、（２）半導
体基板を載せる水平支持板と、該支持板を上下に一定の
間隔で保持する連結部材と、これらを収容する反応管と
、異なる原料融液を反応管に順次供給する手段とを有す
る液相エピタキシャル成長装置において、支持板の間隔
を多段に変化させる手段を付与したことを特徴とする液
相エピタキシャル成長装置、及び、（３）隣接する支持
板の一方の側壁に連結部材の一端を固定し、他端に内側
に突出するストッパーを設け、該ストッパーをスライド
可能に受ける凹部を隣接する支持板の側壁に設け、凹部
の上端及び下端でストッパーと懸合することにより所定
の支持板間隔を保持するように凹部の高さを規定したこ
とを特徴とする上記（２）記載の液相エピタキシャル成
長装置′４ｉｆ′である。
（作用）
第１図は、本発明のＩＦＬ体例である液相エピタキシャ
ル成長装置の断面図である。第２図は、第１図の゛ト導
体基板の支持装置の概念図であり、（ａ）はＩＥ面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。第３図は、第
１図の成長容器の概念図であり、（ａ）は正面図、（ｂ
、）は・１／而図である。
ル成長装置の断面図である。第２図は、第１図の゛ト導
体基板の支持装置の概念図であり、（ａ）はＩＥ面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。第３図は、第
１図の成長容器の概念図であり、（ａ）は正面図、（ｂ
、）は・１／而図である。
゛ト導体基板２を・戊せる支持板ｌは、その側壁に固定
された連結部材３により、下方の支持板を接続する構造
になっており、多数の積層された支持板１は懸垂軸４で
吊り上げ可能となっている。また、最」一段の支持板の
−１一方には蓋板５を介して２種類の原料融液を収容す
る液溜め６．７が載せである。一方、積層された支持板
ｌを収容する成長容器８は、Ｌ記の液溜めの底部で摺動
可能に蓋をされる。
された連結部材３により、下方の支持板を接続する構造
になっており、多数の積層された支持板１は懸垂軸４で
吊り上げ可能となっている。また、最」一段の支持板の
−１一方には蓋板５を介して２種類の原料融液を収容す
る液溜め６．７が載せである。一方、積層された支持板
ｌを収容する成長容器８は、Ｌ記の液溜めの底部で摺動
可能に蓋をされる。
蓋板の上で液溜めのみを回転して、液溜め及び蓋板５の
連通口８を一致させること１ビより、液溜めの原料融液
が成長容器９内に導入される。成長容器９の下方には、
原料融液を回収するための回収容器１０を配置し、成長
容器９の底部は回収容器１０の側壁上部に摺動可能に嵌
め込んだもので、成長容器９に固定した回転軸１１を回
転させることにより、成長容器９の排出口１２と回収容
器１０の回収１］１３の位置を一致させ、原料融液を成
長容器から回収容器に排出することができる。これらの
装置は石英管１４の中に置かれ、ヒータ１５により加熱
される。
連通口８を一致させること１ビより、液溜めの原料融液
が成長容器９内に導入される。成長容器９の下方には、
原料融液を回収するための回収容器１０を配置し、成長
容器９の底部は回収容器１０の側壁上部に摺動可能に嵌
め込んだもので、成長容器９に固定した回転軸１１を回
転させることにより、成長容器９の排出口１２と回収容
器１０の回収１］１３の位置を一致させ、原料融液を成
長容器から回収容器に排出することができる。これらの
装置は石英管１４の中に置かれ、ヒータ１５により加熱
される。
支持板１の接続関係は、第２図のように、支持板ｌの側
壁下方に連結部材３の上端を同定し、その」二方に凹部
１６を設け、直上の支持板の連結部材下端に設けた突起
１７が、該凹部１６内をＬ下方向に移動可能で、かつ、
凹部１６の」一端及び下端で該突起１７と係合するよう
な構造となっている。なお、成長容器９には、その内壁
に、支持板ｌの連結部材３を−１−Ｆに移動可能に受け
るとめる案１層１可１９が設けられている。
壁下方に連結部材３の上端を同定し、その」二方に凹部
１６を設け、直上の支持板の連結部材下端に設けた突起
１７が、該凹部１６内をＬ下方向に移動可能で、かつ、
凹部１６の」一端及び下端で該突起１７と係合するよう
な構造となっている。なお、成長容器９には、その内壁
に、支持板ｌの連結部材３を−１−Ｆに移動可能に受け
るとめる案１層１可１９が設けられている。
」−記＠市軸１で支持板１を吊り一］二げるときには、
第４図（ａ）に示すように、連結部材３の突起１７が直
下の支持板の凹部１６の上端に係合して、支持板上方に
高い原料融液層を形成し、また、支持板を成長容器の底
部に積みΦねるように置くときには、第４図（ｂ）に示
すように、連結部材３の突起１７は支持板の凹部１６の
下端に係合して、支持板」一方に低い原料融液層を形成
することができる。そして、支持板ｌの側壁には、原料
融液を通すための溝１７が設けられている。
第４図（ａ）に示すように、連結部材３の突起１７が直
下の支持板の凹部１６の上端に係合して、支持板上方に
高い原料融液層を形成し、また、支持板を成長容器の底
部に積みΦねるように置くときには、第４図（ｂ）に示
すように、連結部材３の突起１７は支持板の凹部１６の
下端に係合して、支持板」一方に低い原料融液層を形成
することができる。そして、支持板ｌの側壁には、原料
融液を通すための溝１７が設けられている。
なお、本発明の支持板の連結手段は、」−記の連結構造
に限定されない。例えば、１−り撓性を自”する線材で
隣接する支持板を結合してもよい。 一 液相エビクキシャル成長の手順を説明すると、半導体基
板２を支持板ｌに装着してから、成長容器９内に置き、
成長容器９の排出口１２を回収容器ｌＯの回収口１３と
ずらして閉じ、支持板１の蓋板５の上に原料融液の液溜
め６．７を連通口８を閉じるように装着し、それぞれの
液溜めに２種類の原料融液をそれぞれ収容する。
に限定されない。例えば、１−り撓性を自”する線材で
隣接する支持板を結合してもよい。 一 液相エビクキシャル成長の手順を説明すると、半導体基
板２を支持板ｌに装着してから、成長容器９内に置き、
成長容器９の排出口１２を回収容器ｌＯの回収口１３と
ずらして閉じ、支持板１の蓋板５の上に原料融液の液溜
め６．７を連通口８を閉じるように装着し、それぞれの
液溜めに２種類の原料融液をそれぞれ収容する。
まず、支持板ｌを吊り上げた状態に維持して、第１の液
溜め６の連通口８を開け、成長容器９に第１の原料融液
を導入して、高い第１の原料融液層高を保持しながら結
晶成長を行い、厚膜のエピタキシャル層を形成する。
溜め６の連通口８を開け、成長容器９に第１の原料融液
を導入して、高い第１の原料融液層高を保持しながら結
晶成長を行い、厚膜のエピタキシャル層を形成する。
次に、上記連通口８を閉じ、成長容器９の排出【１１２
と回収容器１０の回収口１３を一致させ、第１の原料融
液を回収容器１０に総て排出してから、懸垂軸４を下降
させて成長容器９の底部に支持板１を積み重ねて置き、
排出１コ１２と回収口１３をずらして閉じて、第２の液
溜め７の連通口８を開け、成長容器９に第２の原料融液
を導入して、低い第２の原料融液層高を保持しながら結
晶成長を行い、薄膜のエピタキシャル層を形成する。
と回収容器１０の回収口１３を一致させ、第１の原料融
液を回収容器１０に総て排出してから、懸垂軸４を下降
させて成長容器９の底部に支持板１を積み重ねて置き、
排出１コ１２と回収口１３をずらして閉じて、第２の液
溜め７の連通口８を開け、成長容器９に第２の原料融液
を導入して、低い第２の原料融液層高を保持しながら結
晶成長を行い、薄膜のエピタキシャル層を形成する。
このように、本発明の液相エビタキンヤル成長装置を用
いると、薄膜のエピタキシャル層の形成時には、成長容
器の底部に支持板を積みΦねることにより、低い原料融
液層高を保持して膜厚制御を容易にし、また、厚膜のエ
ピタキシャル層の形成時には、支持板を吊り、Ｉ−げろ
ことにより、高い原料融液層高を保持して高い成長速度
を確保することができる。
いると、薄膜のエピタキシャル層の形成時には、成長容
器の底部に支持板を積みΦねることにより、低い原料融
液層高を保持して膜厚制御を容易にし、また、厚膜のエ
ピタキシャル層の形成時には、支持板を吊り、Ｉ−げろ
ことにより、高い原料融液層高を保持して高い成長速度
を確保することができる。
（実施例）
第１〜３図の装置を用いて、厚さ３００μ−のｐノ（！
ｊＧａＡｓ基板の上にｐ型＾１ｘＧａ＋−ｘＡｓ混晶エ
ピタキシャル層及びｎ ！Ｐ！Ａｌｘ（ｉａ＋−ｘ＾Ｓ
混晶エピタキシャル層を順次成長させて、第６図のよう
なｐｎ接合を得た。第１の工程では、支持板の間隔を５
−に保持し、Ｇａを３ＱＱｇ 、ＧａＡｓを２４ｇ１Ａ
１を１２００ｍｇ、 Ｚｎを１５０ｍｇ含有する第１の
原料融液を成長容器に導入して、第５図のような温度制
御の下で５００分間エピタキシャル成長させてから、第
１の原料融液を排出し、第２の工程では、支持板の間隔
を２．５ｍｍに狭めてから、Ｇａを１７５ｇ５ＧａＡｓ
を１０８．ＡＩを９７’ｎ−ｇ含有する第２の原料融液
を成長容器に導入して、第５図の温度制御の下で１５０
分間エピタキシャル成長させた。
ｊＧａＡｓ基板の上にｐ型＾１ｘＧａ＋−ｘＡｓ混晶エ
ピタキシャル層及びｎ ！Ｐ！Ａｌｘ（ｉａ＋−ｘ＾Ｓ
混晶エピタキシャル層を順次成長させて、第６図のよう
なｐｎ接合を得た。第１の工程では、支持板の間隔を５
−に保持し、Ｇａを３ＱＱｇ 、ＧａＡｓを２４ｇ１Ａ
１を１２００ｍｇ、 Ｚｎを１５０ｍｇ含有する第１の
原料融液を成長容器に導入して、第５図のような温度制
御の下で５００分間エピタキシャル成長させてから、第
１の原料融液を排出し、第２の工程では、支持板の間隔
を２．５ｍｍに狭めてから、Ｇａを１７５ｇ５ＧａＡｓ
を１０８．ＡＩを９７’ｎ−ｇ含有する第２の原料融液
を成長容器に導入して、第５図の温度制御の下で１５０
分間エピタキシャル成長させた。
得られたｎ型エピタキシャル層の膜ＪＴ７は２２０μ−
であり、膜厚分布は±３０μ―であり、ｎ型エピタキシ
ャル層の膜厚は２４μ簡であり、膜厚分布は１２μｍで
あった。
であり、膜厚分布は±３０μ―であり、ｎ型エピタキシ
ャル層の膜厚は２４μ簡であり、膜厚分布は１２μｍで
あった。
（発明の効果）
本発明は、」二記の構成を採用することにより、成長さ
せるエピタキシャル層の膜厚に合わせて、原料融液の層
高を選択することを可能とし、薄膜のエピタキシャル層
については、精確な膜厚制御を確保し、厚膜のエピタキ
シャル層については、高い成長速度を確保することがで
き、良質の多層エピタキシャル層を容易に作成すること
を可能にした。
せるエピタキシャル層の膜厚に合わせて、原料融液の層
高を選択することを可能とし、薄膜のエピタキシャル層
については、精確な膜厚制御を確保し、厚膜のエピタキ
シャル層については、高い成長速度を確保することがで
き、良質の多層エピタキシャル層を容易に作成すること
を可能にした。
第１図は、本発明の液相エピタキシャル成長装置の断面
図、第２図は、第１図の支持板の説明図で、（ａ）は正
面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、第３図は、第
１図の成長容器の説明図で、（ａ）はｉＦ、面図、（ｂ
）は平面図、第４図は、支持板の間隔を変化させるとき
の状態を小した説明図で、（ａ）は支持板を吊り」−ば
て広い間隔を形成したとき、（ｂ）は支持板を積み小ね
て狭い間隔を形成したときの状態を示した図、第５図は
、実施例におけるエピタキシャル成長時の支持板の間隔
と温度制御の条件を示した図、第６図は、実施例で得た
ヘテロ接合の断面図である。 第１ 図 錦５図
図、第２図は、第１図の支持板の説明図で、（ａ）は正
面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、第３図は、第
１図の成長容器の説明図で、（ａ）はｉＦ、面図、（ｂ
）は平面図、第４図は、支持板の間隔を変化させるとき
の状態を小した説明図で、（ａ）は支持板を吊り」−ば
て広い間隔を形成したとき、（ｂ）は支持板を積み小ね
て狭い間隔を形成したときの状態を示した図、第５図は
、実施例におけるエピタキシャル成長時の支持板の間隔
と温度制御の条件を示した図、第６図は、実施例で得た
ヘテロ接合の断面図である。 第１ 図 錦５図
Claims (3)
- （１）一定の間隔を置いて上下に積層した多数の水平支
持板上にそれぞれ半導体基板を載せ、反応管に収容した
後、異なる原料融液を順次導入して複数のエピタキシャ
ル層を形成する液相エピタキシャル成長法において、薄
膜のエピタキシャル層を形成するときには支持板の間隔
を狭くし、また、厚膜のエピタキシャル層を形成すると
きには支持板の間隔を広くし、支持板の間を原料融液を
満たしてエピタキシャル成長させることを特徴とする液
相エピタキシャル成長法。 - （２）半導体基板を載せる水平支持板と、該支持板を上
下に一定の間隔で保持する連結部材と、これらを収容す
る反応管と、異なる原料融液を反応管に順次供給する手
段とを有する液相エピタキシャル成長装置において、支
持板の間隔を多段に変化させる手段を付与したことを特
徴とする液相エピタキシャル成長装置。 - （３）隣接する支持板の一方の側壁に連結部材の一端を
固定し、他端に内側に突出するストッパーを設け、該ス
トッパーをスライド可能に受ける凹部を隣接する支持板
の側壁に設け、凹部の上端及び下端でストッパーと懸合
することにより所定の支持板間隔を保持するように凹部
の高さを規定したことを特徴とする請求項（２）記載の
液相エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1121408A JPH02302391A (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 液相エピタキシャル成長法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1121408A JPH02302391A (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 液相エピタキシャル成長法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02302391A true JPH02302391A (ja) | 1990-12-14 |
Family
ID=14810439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1121408A Pending JPH02302391A (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 液相エピタキシャル成長法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02302391A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0810306A3 (en) * | 1996-05-31 | 2000-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor liquid phase epitaxial growth method and apparatus, and its wafer holder |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP1121408A patent/JPH02302391A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0810306A3 (en) * | 1996-05-31 | 2000-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor liquid phase epitaxial growth method and apparatus, and its wafer holder |
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