JPH025530Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、複数の成長層を連続的に成長可能な
スライド型の液相成長装置に関する。

(ロ) 従来技術 第１図は従来のこの種装置を示し、１は一主面
に基板保持のための凹部２を有する基台、３はメ
ルト保持部であり、該保持部には上記基台１が挿
通され、また該保持部の上記基台１の一主面と対
向する部分にはメルト溜４ａ〜４ｄとしての連通
孔が形成されている。

斯る装置では、まず各メルト溜４ａ〜４ｄに各
成長層に対応したメルト材料５ａ〜５ｄを収納す
ると共に上記凹部２内に基板６を収納する。然る
後、上記メルト溜４ａ〜４ｄと凹部２とが連通し
ない状態で上記成長装置全体を加熱し各メルト溜
５ａ〜５ｄを飽和状態となし、次いで上記基台１
とメルト保持具３とを相対的に摺動させ、各メル
ト５ａ〜５ｄを徐冷しながら順次上記基板６に接
触せしめることにより基板６上に所望の成長層を
複数形成できる。

ところが斯る成長にあたつては上記基板６と各
メルトとの接触時に上記メルトが所定の過飽和度
に達していなければならない。斯る過飽和度が所
定値から少しでもずれると、成長層の厚み制御の
点で大いに問題が生じる。

つまり、ある温度において過飽和度がＡ１，Ａ
２，Ａ３（Ａ１＜Ａ２＜Ａ３）の同一材料からな
る３種類のメルトＭ１，Ｍ２，Ｍ３を用意し、あ
る一定の冷却速度で一定時間上記各メルトを基板
上に接触させたとすると各メルトＭ１，Ｍ２，Ｍ
３から成長する成長層の厚さＴ１，Ｔ２，Ｔ３は
Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３という関係となる。

このため、従来は極めて微妙な調合を行なつて
各メルトの調整を行なつていたが秤量などの誤差
や昇温度での材料の蒸発などで正確に所定の過飽
和度を得ることは困難であつた。

第２図は上記の問題点に鑑みて既に提案された
液相成長装置を示し、第１図との相違点はメルト
保持具３上に摺動可能な第２のメルト保持具７を
装着したことであり、斯る第２のメルト保持具７
にも複数の第２のメルト溜８ａ〜８ｄが形成され
ている。尚、上記第１のメルト保持具３は以下単
にメルトスペーサと称し、第１のメルト溜４ａ〜
４ｄは連通孔と称する。また第１図と同一箇所に
は同一番号を付した。

斯る装置ではまずメルト溜８ａ〜８ｄと連通孔
５ａ〜５ｄを連通した配置にて上記メルト溜８ａ
〜８ｄに所望のメルト材料を収納し、その後一定
温度に加熱して上記材料を溶融状態とする（第２
図の状態）。次いで上記メルト保持具７を摺動す
ることにより各メルト５ａ〜５ｄの一部を上記連
通孔４ａ〜４ｄ内に分離収納する。その後一定の
冷却速度のもとで基台１を図中矢印方向に摺動さ
せることにより基板６と各連通孔４ａ〜４ｄ内の
メルトを接触させて基板６上に所望の成長層を成
長できる。

斯る装置を用いると、各連通孔４ａ〜４ｄ内の
メルトは分離収納された時点で完全な飽和度を示
す。これは過飽和状態のメルトの比重が飽和状態
のメルトの比重に対して軽いため、過飽和状態の
メルトがメルト溜上部に集まり、飽和状態のメル
トがメルト溜下部及び連通孔に集まるからであ
る。従つてこのようなメルトから層を成長させる
際には冷却速度と接触時間とを適宜調整すること
により所望の層厚を得ることができる。

ところが、最初に基板６と接触する第１の連通
孔４ａ内のメルトは斯る接触時において適当な過
飽和状態となすことができるが、最後に基板６と
接触する第４の連通孔４ｄ内のメルトは基板６と
の接触温度が上記第１のメルトに比べて低くなる
ためその分過飽和度が高まる。このように過飽和
度が高まると、その成長速度は冷却速度及び成長
時間だけでは制御が不可能となる。

(ハ) 考案の目的 本考案は上記の諸点に鑑みてなされたもので、
基板との接触時の各メルトの過飽和度を個々に制
御可能な液相成長装置を提供せんとするものであ
る。

(ニ) 考案の構成 本考案の液相成長装置の基本的構成は一主面に
基板保持のための凹部が形成された基台、該基台
と相対的に摺動可能であると共に上記凹部と上記
摺動動作により連通可能な複数の連通孔を有する
メルトスペーサ、該メルトスペーサの上記複数の
連通孔に夫々対応して配された複数のメルト保持
具と、からなり、上記複数のメルト保持具が上記
対応する連通孔と連通可能なメルト溜を各々有す
ると共に、上記メルトスペーサ上を夫々独立して
摺動可能であること、にある。

(ホ) 実施例 第３図は本考案の実施例を示し、１１は一主面
上に基板１２を収納する凹部１３が形成された基
台、１４は該基台が挿通されたメルトスペーサで
あり、該スペーサの上記基台１１の一主面と対向
する部分には連通孔１５ａ〜１５ｄが形成されて
いる。また基台１１を図中矢印方向に摺動させる
ことにより、連通孔１５ａ〜１５ｄと凹部１３と
は順次連通状態となる。

１６ａ〜１６ｄは上記メルトスペーサ１４上に
配されたメルト保持具であり、該保持具は個々に
メルト溜１７ａ〜１７ｄを有すと共に独立して上
記メルトスペーサ１４上を摺動可能である。

次に本実施例装置を用いた液相エピタキシヤル
成長方法を第３図Ａ乃至Ｃに基づいて説明する。

第３図Ａは第１工程を示し、各メルト溜１７ａ
〜１７ｄ及び各連通孔１５ａ〜１５ｄを互いに連
通状態となすと共に上記各連通孔１５ａ〜１５ｄ
と凹部１３とが連通されないように保持される。
斯る状態において各メルト溜１７ａ〜１７ｄ内に
夫々所望のメルト材料１８ａ〜１８ｄを充填する
と共に凹部１３内に基板１２を収納し、上記各メ
ルト１８ａ〜１８ｄの溶融温度以上に本実施例装
置を昇温保持した後、一定の冷却速度で冷却す
る。

例えば本実施例装置をGaAs−GaAlAs系のダ
ブルヘテロ接合型の半導体レーザの成長に適用す
る際には、上記メルト１８ａ〜１８ｄを夫々ｎ型
GaAlAs用、ノンドープGaAs用、ｐ型GaAlAs
用、ｐ型GaAs用とし、基板１２をｎ型GaAs基
板とする。また上記昇温保持温度は800℃とし、
冷却速度は0.5℃／minとする。

第３図Ｂは第２工程を示し、各メルト溜１７ａ
〜１７ｄと各連通孔１５ａ〜１５ｄとを個々に分
離する。斯る分離は装置温度が780℃に達したと
き第１のメルト保持具１６ａを、779℃のとき第
２のメルト保持具１６ｂを、778.5℃のとき第３
のメルト保持具１６ｃを、778℃のとき第４のメ
ルト保持具１６ｄを夫々図中矢印方向に摺動させ
ることにより行なう。

第３図Ｃは最終工程を示し、基台１１を図中矢
印方向に摺動させ、基板１２と各連通孔１５ａ〜
１５ｄ内の各メルトとを順次接触させることによ
り、上記基板１２上にｎ型GaAlAs層、GaAs層、
ｐ型GaAlAs層、ｐ型GaAs層が順次成長する。

具体的には装置温度が775℃のとき第１の連通
孔１５ａ内のメルトと基板１２とを接触せしめ、
774℃のとき、第２の連通孔１５ｂ内のメルトと
基板１２とを接触せしめ、773.5℃のとき第３の
連通孔１５ｃ内のメルトと基板１２とを接触せし
め、773℃のとき第４の連通孔１５ｄ内のメルト
と基板１２とを接触せしめる。

斯る操作により得られた各成長層の厚さは基板
１２側から夫々1μ、0.2μ、1μ、1μとなり、その厚
みは極めて正確にかつ再現性よく制御できた。

(ヘ) 効果 本考案装置を用いれば、各メルトと基板との接
触寺よりある一定温度だけ（本実施例では５℃）
高い時点で、各メルトを飽和状態となすことがで
きるので接触時の各メルトの過飽和度を正確に制
御でき、従つて正確な厚み制御ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来例を示す断面図、第３図
Ａ乃至Ｃは本考案の実施例装置を用いた液相成長
工程を示す工程別断面図である。 １１……基台、１２……基板、１３……凹部、
１４……メルトスペーサ、１５ａ〜１５ｄ……連
通孔、１６ａ〜１６ｄ……メルト保持具、１７ａ
〜１７ｄ……メルト溜。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一主面に基板保持のための凹部が形成された基
   台、該基台と相対的に摺動可能であると共に上記
   凹部と上記摺動動作により連通可能な複数の連通
   孔を有するメルトスペーサ、該メルトスペーサの
   上記複数の連通孔に夫々対応して配された複数の
   メルト保持具とからなり、上記複数のメルト保持
   具の各々は上記対応する連通孔と連通可能なメル
   ト溜を有すると共に、上記メルトスペーサ上を
   夫々独立して摺動可能であることを特徴とする液
   相成長装置。