JPH0391934A - 液相エピタキシャル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシャル成長方法Info
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- JPH0391934A JPH0391934A JP22973489A JP22973489A JPH0391934A JP H0391934 A JPH0391934 A JP H0391934A JP 22973489 A JP22973489 A JP 22973489A JP 22973489 A JP22973489 A JP 22973489A JP H0391934 A JPH0391934 A JP H0391934A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔１既 要〕
閉管式の液相エピタキシャル成長法に関し、伝導型不純
物の制御性を良くし、且つ、破成長基板と結晶成長層と
の界面の組成変動層を小さくすることを目的とし、 閉管内に成長溶液と被成長基板とを収容し、該被成長基
板面に成長溶液を接触させて結晶成長層を成長する液相
エピタキシャル成長方法において、予め前記破成長基板
面に添加元素を被着し、次いで、該被成長基板面に成長
溶液を接触させて前記添加元素を成長溶液に溶解させた
後、前記添加元素を含む成長溶液から前記結晶成長層を
成長ずる工程が含まれることを特徴とする。
物の制御性を良くし、且つ、破成長基板と結晶成長層と
の界面の組成変動層を小さくすることを目的とし、 閉管内に成長溶液と被成長基板とを収容し、該被成長基
板面に成長溶液を接触させて結晶成長層を成長する液相
エピタキシャル成長方法において、予め前記破成長基板
面に添加元素を被着し、次いで、該被成長基板面に成長
溶液を接触させて前記添加元素を成長溶液に溶解させた
後、前記添加元素を含む成長溶液から前記結晶成長層を
成長ずる工程が含まれることを特徴とする。
本発明は閉管式液相エピタキシャル成長法に関する。
液相エピタキシャル成長法は従来より広く化合物半導体
結晶層の成長に利用されており、そのうちの閉管式（封
管式〉液相エピタキシャル成長法は組或制御が良くて、
均質な結晶成長層が得られる方法として知られている。
結晶層の成長に利用されており、そのうちの閉管式（封
管式〉液相エピタキシャル成長法は組或制御が良くて、
均質な結晶成長層が得られる方法として知られている。
しかし、最近、その結晶成長層における伝導型不純物の
制御性の良い結晶成長層の作製が要望されている。
制御性の良い結晶成長層の作製が要望されている。
第３図は閉管式液相エピタキシャル成長方法の全体図を
示しており、１は石英閉管（石英アンプル），２は加熱
反応炉，Ｓは把持棒である。成長法は石英閉管１中に、
被成長基板（例えば、ＣｄＴｅ基板）と成長溶渣（例え
ば、ＨｇＣｄＴｅ）を別々に保持して加熱反応炉２で高
温に加熱して成長溶液を溶融させ、次いで、石英閉管１
（管径３０ｍｍφ程度）を把持棒Ｓによって１８０
’回転して被成長基板と成長溶液とを接触させて結晶成
長層を液相エピタキシャル成長させる。この閉管式はＩ
ｌｇのような蒸気圧の高い元素を含んでいても組或変化
の少ない高品質な膜が得られる利点を有するものである
。
示しており、１は石英閉管（石英アンプル），２は加熱
反応炉，Ｓは把持棒である。成長法は石英閉管１中に、
被成長基板（例えば、ＣｄＴｅ基板）と成長溶渣（例え
ば、ＨｇＣｄＴｅ）を別々に保持して加熱反応炉２で高
温に加熱して成長溶液を溶融させ、次いで、石英閉管１
（管径３０ｍｍφ程度）を把持棒Ｓによって１８０
’回転して被成長基板と成長溶液とを接触させて結晶成
長層を液相エピタキシャル成長させる。この閉管式はＩ
ｌｇのような蒸気圧の高い元素を含んでいても組或変化
の少ない高品質な膜が得られる利点を有するものである
。
第４図（ａ）〜（ｄ）は従来の液相エピタキシャル成長
方法を説明する図で、同図１８）は石英閉管全体の斜視
図，同図（ｂ）は同図（ａｌのＡＡ断面図（側断面図）
同図（Ｃ）は同図（ａ）のＢＢ断面図（＃！ｌ断面図）
で、同図（ｄ）は次工程図ある。図中の記号３は被成長
基板，４は基板ホルダー．５は成長溶液（成長用メルト
），１）は外套管，１２は基板固定治具である。第４図
（ａ）〜（Ｃ）は被成長基板と成長溶液とが離れて位置
し、成長溶液を溶融させた状態図を示している。
方法を説明する図で、同図１８）は石英閉管全体の斜視
図，同図（ｂ）は同図（ａｌのＡＡ断面図（側断面図）
同図（Ｃ）は同図（ａ）のＢＢ断面図（＃！ｌ断面図）
で、同図（ｄ）は次工程図ある。図中の記号３は被成長
基板，４は基板ホルダー．５は成長溶液（成長用メルト
），１）は外套管，１２は基板固定治具である。第４図
（ａ）〜（Ｃ）は被成長基板と成長溶液とが離れて位置
し、成長溶液を溶融させた状態図を示している。
次の第４図！ｄ）は次工程図で、成長溶液に被成長基板
面を浸漬して結晶成長層を液相エピタキシャル成長して
いる状態図を示している。それには第３図で説明したよ
うに、石英閉管を把持棒Ｓによって１８０゜回転して被
成長基板と成長溶液とを接触させるものである。なお、
第４図（ｄｌに示す状態で結晶成長層を所定時間成長さ
せた後、再び石英閉管１を１８００回転して第４図（ａ
）〜ｔＣ）に示す状態に戻して被成長基板面への結晶成
長層のエピタキシャル成長を終了する。また、この閉管
式液相エピタキシャル成長法に用いられる基板ホルダー
４，外套管１），基板固定治具１２はいずれも高純度の
透明石英である。
面を浸漬して結晶成長層を液相エピタキシャル成長して
いる状態図を示している。それには第３図で説明したよ
うに、石英閉管を把持棒Ｓによって１８０゜回転して被
成長基板と成長溶液とを接触させるものである。なお、
第４図（ｄｌに示す状態で結晶成長層を所定時間成長さ
せた後、再び石英閉管１を１８００回転して第４図（ａ
）〜ｔＣ）に示す状態に戻して被成長基板面への結晶成
長層のエピタキシャル成長を終了する。また、この閉管
式液相エピタキシャル成長法に用いられる基板ホルダー
４，外套管１），基板固定治具１２はいずれも高純度の
透明石英である。
ところで、このような閉管式液相エピタキシャル成長法
は組戊の制御性が良くて、均質な結晶成長層が形或でき
る利点をもっているが、その結晶成長層における伝導型
不純物濃度の制御は必ずしも良くなく、例えば、結晶成
長層をＨｇＣｄＴｅ層とした場合、通常、その伝導型の
制御はｐ型ではｌ｛ｇＣｄＴｅ層のｔｔｇ量を減少させ
、ｎ型ではｔｌ３ｃｄＴｅＪＩのｌｌｇｉを増加させる
（ｌｌｇ量の減少・増加はＦＩｇＣｄＴｅ組戒に無関係
に微量なものである）方法を採っている。
は組戊の制御性が良くて、均質な結晶成長層が形或でき
る利点をもっているが、その結晶成長層における伝導型
不純物濃度の制御は必ずしも良くなく、例えば、結晶成
長層をＨｇＣｄＴｅ層とした場合、通常、その伝導型の
制御はｐ型ではｌ｛ｇＣｄＴｅ層のｔｔｇ量を減少させ
、ｎ型ではｔｌ３ｃｄＴｅＪＩのｌｌｇｉを増加させる
（ｌｌｇ量の減少・増加はＦＩｇＣｄＴｅ組戒に無関係
に微量なものである）方法を採っている。
そのうち、ｎ型の伝導型制御法はＩｌｇ蒸気中でＩｌｇ
ＣｄＴｅ層を加熱する方法であり、比較的に制御が易し
いが、一方のｐ型の伝導型制御法はｔｌ ｇ Ｃ ｄ
Ｔ ｅ層を温度３００〜４００℃程度に加熱し、その温
度から水に浸して急冷するクエンチング（ｑｕｅｎｃｈ
ｉｎｇ）をおこなっており、この急冷法は冷却速度など
の制御が難しくて、再現性の悪い欠点がある。
ＣｄＴｅ層を加熱する方法であり、比較的に制御が易し
いが、一方のｐ型の伝導型制御法はｔｌ ｇ Ｃ ｄ
Ｔ ｅ層を温度３００〜４００℃程度に加熱し、その温
度から水に浸して急冷するクエンチング（ｑｕｅｎｃｈ
ｉｎｇ）をおこなっており、この急冷法は冷却速度など
の制御が難しくて、再現性の悪い欠点がある。
他方、ＨｇＣｄＴｅ層に不純物を添加してｐ型化または
ｎ型化する方法が考えられ、ｐ型不純物にはＡｕ，Ａｇ
， Ｃｕなどがあり、ｎ型不純物にはＩｎがある。しか
し、その量は微量であって、閉管式エピタキシャル成長
法では特にｍｌになるために秤量が困難になる。
ｎ型化する方法が考えられ、ｐ型不純物にはＡｕ，Ａｇ
， Ｃｕなどがあり、ｎ型不純物にはＩｎがある。しか
し、その量は微量であって、閉管式エピタキシャル成長
法では特にｍｌになるために秤量が困難になる。
また、閉管弐〇液相エピタキシャル成長方法によって蒸
気圧の高いｔｔｇを含むＨｇＣｄＴｅ層などを成長ずる
場合、成長溶液を溶融して未だ被成長基板に成長溶液を
接触させる前の時点で、被成長基板が成長溶液の蒸気に
曝され、特に蒸気圧の高いｌｌｇが多く被成長基板面に
被着する。そして、その上に結晶成長層がエピタキシャ
ル成長ずると、被成長基板と結晶成長層との界面に膜厚
の厚い組成変動層が形威されて、ＣＯＤ素子とのマッチ
ングが良くない等、デバイス特性を劣化させる問題が起
こる。
気圧の高いｔｔｇを含むＨｇＣｄＴｅ層などを成長ずる
場合、成長溶液を溶融して未だ被成長基板に成長溶液を
接触させる前の時点で、被成長基板が成長溶液の蒸気に
曝され、特に蒸気圧の高いｌｌｇが多く被成長基板面に
被着する。そして、その上に結晶成長層がエピタキシャ
ル成長ずると、被成長基板と結晶成長層との界面に膜厚
の厚い組成変動層が形威されて、ＣＯＤ素子とのマッチ
ングが良くない等、デバイス特性を劣化させる問題が起
こる。
本発明はこれらの問題点を低減させて、伝導型不純物の
制御性を良くし、且つ、被成長基板と結晶成長層との界
面の組成変動層を少なくすることを目的とした液相エピ
タキシャル成長方法を提案するものである。
制御性を良くし、且つ、被成長基板と結晶成長層との界
面の組成変動層を少なくすることを目的とした液相エピ
タキシャル成長方法を提案するものである。
その課題は、第１図および第２図に示す実施例のように
、閉管内に成長溶液ｌ５と被成長基板１３とを収容し、
該破成長基板面に成長溶液を接触させて結晶成長層１７
を成長ずる液相エピタキシャル成長方法において、 予め前記被成長基板面に添加元素ｌ６を被着し、次いで
、該被成長基板面に成長溶液を接触させて前記添加元素
を成長溶液に溶解させた後、前記添加元素を含む成長溶
液から前記結晶成長層１７を成長ずる工程が含まれる液
相エピタキシャル成長方法によって解決される。
、閉管内に成長溶液ｌ５と被成長基板１３とを収容し、
該破成長基板面に成長溶液を接触させて結晶成長層１７
を成長ずる液相エピタキシャル成長方法において、 予め前記被成長基板面に添加元素ｌ６を被着し、次いで
、該被成長基板面に成長溶液を接触させて前記添加元素
を成長溶液に溶解させた後、前記添加元素を含む成長溶
液から前記結晶成長層１７を成長ずる工程が含まれる液
相エピタキシャル成長方法によって解決される。
即ち、本発明はあらかじめ破成長基板面に微量な添加元
素を膜厚を制御して被着し、その膜厚を測定しておく。
素を膜厚を制御して被着し、その膜厚を測定しておく。
その膜厚は水晶振動子などで正確に測定できるから微量
な添加元素量が判明し、一旦これを成長溶液に溶かした
後、その微量な添加元素を含む結晶成長層を成長する。
な添加元素量が判明し、一旦これを成長溶液に溶かした
後、その微量な添加元素を含む結晶成長層を成長する。
そうすると、伝導型不純物などの添加元素濃度の制御が
正確で容易になり、しかも、添加元素を被着した被成長
基板を成長溶液に浸漬して、被成長基板面の蒸発層を成
長溶液に溶かすから、被成長基板と結晶成長層との間の
組成変動層を少なくする効果も得られる。
正確で容易になり、しかも、添加元素を被着した被成長
基板を成長溶液に浸漬して、被成長基板面の蒸発層を成
長溶液に溶かすから、被成長基板と結晶成長層との間の
組成変動層を少なくする効果も得られる。
以下に図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第ｌ図は本発明にかかる被成長基板を形成した図を示し
ており、１３はＣｄＴｅ基板（被成長基板），Ｉ６はＡ
ｕ膜である。このようなＡｕ膜ｌ６は蒸着法によって膜
厚２０００人の厚さに被着し、水晶振動子で厚みをモニ
ターして正確に膜厚を測定しておく。
ており、１３はＣｄＴｅ基板（被成長基板），Ｉ６はＡ
ｕ膜である。このようなＡｕ膜ｌ６は蒸着法によって膜
厚２０００人の厚さに被着し、水晶振動子で厚みをモニ
ターして正確に膜厚を測定しておく。
次いで、これを第４粘で説明したと同様の石英閉管に基
板ホルダー４と共に装着し、第２図（ａｌ〜ＩｃＩに示
すような閉管式液相エピタキシャル成長方法によって結
晶成長層を成長ずる。なお、第２図は第４図（Ｃｌ．
（ｄｌで説明した石英閉管の断面図であり、その断面図
を参照して工程順に説明する。
板ホルダー４と共に装着し、第２図（ａｌ〜ＩｃＩに示
すような閉管式液相エピタキシャル成長方法によって結
晶成長層を成長ずる。なお、第２図は第４図（Ｃｌ．
（ｄｌで説明した石英閉管の断面図であり、その断面図
を参照して工程順に説明する。
まず、第２図ｔａ）に示すように、＾Ｕ膜１６を被着し
たＣｄＴｅ基板１３を基板ホルダー４と共に基板固定治
具で固定して石英閉管（いずれも図示されず）に封じ込
み、これをＨｇＣｄＴｅ溶液１５と離れて位置させて、
５００℃に加熱してＨｇＣｄＴｅ溶液ｌ５を溶融した状
態にする。尚、１）は外套管を示している。
たＣｄＴｅ基板１３を基板ホルダー４と共に基板固定治
具で固定して石英閉管（いずれも図示されず）に封じ込
み、これをＨｇＣｄＴｅ溶液１５と離れて位置させて、
５００℃に加熱してＨｇＣｄＴｅ溶液ｌ５を溶融した状
態にする。尚、１）は外套管を示している。
次いで、前記の第３図で説明したと同様にして、石英閉
管を把持棒によって１８０゜回転して、第２図（ｂ）に
示すように、ＣｄＴｅ基板１３と＋ｌｇＣｄＴｅ溶液１
５とを接触させると、ＣｄＴｅ基板１３面のＡｕ膜１６
が■ｇＣｄＴｅ溶液ｌ５に溶け込む。そのＡｕの溶解時
間は４８０℃で約ｌ分である。
管を把持棒によって１８０゜回転して、第２図（ｂ）に
示すように、ＣｄＴｅ基板１３と＋ｌｇＣｄＴｅ溶液１
５とを接触させると、ＣｄＴｅ基板１３面のＡｕ膜１６
が■ｇＣｄＴｅ溶液ｌ５に溶け込む。そのＡｕの溶解時
間は４８０℃で約ｌ分である。
次いで、そのままの状態で加熱温度を０．５℃／分の割
合で降温させると、第２図（Ｃｌに示すように、ｐ型の
ｌＩｇｃｄＴｅ結晶層１７がＣｄＴｅ基板１３面上にエ
ピタキシャル成長ずる。
合で降温させると、第２図（Ｃｌに示すように、ｐ型の
ｌＩｇｃｄＴｅ結晶層１７がＣｄＴｅ基板１３面上にエ
ピタキシャル成長ずる。
かくして、所定時間の間、ｐ型のＨｇＣｄＴｅ結晶層１
７を成長させた後、再び石英閉管■を１８０°回転して
第２図（ａ）の状態に戻してエピタキシャル成長を終了
する。このようにして、例えば、膜厚２０００人のＡｕ
ｌｉｌ６をＣｄＴｅ基板１３上に蒸着しておけば、■×
１０Ｉ５ｃｍ−３のＡｕを添加したｐ型のｌ−１ｇｃｄ
Ｔｅ結晶層１７をエピタキシャル成長させることができ
る。
７を成長させた後、再び石英閉管■を１８０°回転して
第２図（ａ）の状態に戻してエピタキシャル成長を終了
する。このようにして、例えば、膜厚２０００人のＡｕ
ｌｉｌ６をＣｄＴｅ基板１３上に蒸着しておけば、■×
１０Ｉ５ｃｍ−３のＡｕを添加したｐ型のｌ−１ｇｃｄ
Ｔｅ結晶層１７をエピタキシャル成長させることができ
る。
且つ、ＩＩｇＣｄＴｅ結晶層１７をｐ型化する添加元素
としてＡｕの他にＡｇ， Ｃｕが考えられ、それらの元
素を蒸着させても良い。
としてＡｕの他にＡｇ， Ｃｕが考えられ、それらの元
素を蒸着させても良い。
なお、上記はＣｄＴｅ基板上にｐ型のＨｇＣｄＴｅ結晶
層を成長ずる例で説明したが、閉管式液相エピタキシャ
ル成長方法を用いる他の結晶成長層にも適用できること
は当然である。
層を成長ずる例で説明したが、閉管式液相エピタキシャ
ル成長方法を用いる他の結晶成長層にも適用できること
は当然である。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば被成長
基板に対する組戊変動層が小さくて、且つ、制御性良く
不純物を結晶成長層に添加することができるために、高
品質な液相エピタキシャル成長層が得られて、半導体デ
バイスの性能向上に顕著に寄与するものである。
基板に対する組戊変動層が小さくて、且つ、制御性良く
不純物を結晶成長層に添加することができるために、高
品質な液相エピタキシャル成長層が得られて、半導体デ
バイスの性能向上に顕著に寄与するものである。
第１図は本発明にかかる被成長基板を形威した図、
第２図（ａｌ〜（Ｃ）は本発明にかかる液相エピタキシ
ャル成長方法を示す図、 第３図は閉管式液相エピタキシャル成長方法の全体図、 第４図（ａｌ〜（ｄ＋は従来の液相エピタキシャル成長
方法を説明する図である。 図において、 １は石英閉管、 ２は加熱反応炉、 ３は被成長基板、 ４は基板ホルダー ５は成長溶液、 １ｌは外套管、 ｌ２は基板固定治具、 １３はＣｄＴｅ基板（被成長基板）、 １５はＩｌｇＣｄＴｅ溶液（成長溶液）、１６は八Ｕ膜
〈添加元素）、 １７はＩｌｇＣｄＴｅ結晶層〈結晶成長層）を示してい
る。 第 １ 図 １６ 第 ２ 図 尊 ４ 裟
ャル成長方法を示す図、 第３図は閉管式液相エピタキシャル成長方法の全体図、 第４図（ａｌ〜（ｄ＋は従来の液相エピタキシャル成長
方法を説明する図である。 図において、 １は石英閉管、 ２は加熱反応炉、 ３は被成長基板、 ４は基板ホルダー ５は成長溶液、 １ｌは外套管、 ｌ２は基板固定治具、 １３はＣｄＴｅ基板（被成長基板）、 １５はＩｌｇＣｄＴｅ溶液（成長溶液）、１６は八Ｕ膜
〈添加元素）、 １７はＩｌｇＣｄＴｅ結晶層〈結晶成長層）を示してい
る。 第 １ 図 １６ 第 ２ 図 尊 ４ 裟
Claims (2)
- （１）閉管内に成長溶液（１５）と被成長基板（１３）
とを収容し、該被成長基板面に成長溶液を接触させて結
晶成長層（１７）を成長する液相エピタキシャル成長方
法において、 予め前記被成長基板（１３）面に添加元素（１６）を被
着し、次いで、該被成長基板面に成長溶液（１５）を接
触させて前記添加元素（１６）を成長溶液に溶解させた
後、前記添加元素を含む成長溶液から前記結晶成長層（
１７）を成長する工程が含まれてなることを特徴とする
液相エピタキシャル成長方法。 - （２）前記結晶成長層がＨｇＣｄＴｅからなり、前記添
加元素がＡｕ、Ａｇ、またはＣｕのいずれかであること
を特徴とする請求項（１）記載の液相エピタキシャル成
長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22973489A JPH0391934A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22973489A JPH0391934A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0391934A true JPH0391934A (ja) | 1991-04-17 |
Family
ID=16896853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22973489A Pending JPH0391934A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 液相エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0391934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5861321A (en) * | 1995-11-21 | 1999-01-19 | Texas Instruments Incorporated | Method for doping epitaxial layers using doped substrate material |
-
1989
- 1989-09-04 JP JP22973489A patent/JPH0391934A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5861321A (en) * | 1995-11-21 | 1999-01-19 | Texas Instruments Incorporated | Method for doping epitaxial layers using doped substrate material |
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