JPH04270192A - 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

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JPH04270192A
JPH04270192A JP2988091A JP2988091A JPH04270192A JP H04270192 A JPH04270192 A JP H04270192A JP 2988091 A JP2988091 A JP 2988091A JP 2988091 A JP2988091 A JP 2988091A JP H04270192 A JPH04270192 A JP H04270192A
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JP
Japan
Prior art keywords
boat
slider
recess
hole
melt
Prior art date
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Pending
Application number
JP2988091A
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English (en)
Inventor
Shigeo Kawatsuki
河月 滋男
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は液相エピタキシャル成
長方法に関し、より詳しくはスライド式液相エピタキシ
ャル成長装置を用いて結晶成長を行う方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の液相エピタキシャル成長装置と
しては、本出願人が先に提案した図2(a)に示すよう
なものがある(特願平2−106890号)。この液相
エピタキシャル成長装置は、鉛直方向の貫通孔23,2
4,25および26を有するボートスライダ21と、上
部に断面凹状の基板受け部31を有するボート本体22
を備えている。ボートスライダ21,ボート本体22は
それぞれ高純度のカーボンからなり、ボートスライダ2
1の底面21aとボート本体22の上面22aとは摺動
できるようになっている。上記ボートスライダ21の貫
通孔23,…,26は、2段になっており、それぞれ上
部23a,…,26aの幅が下部23b,…,26bの
幅よりも広くなっている。ボートスライダ21には、底
面21a内でボート本体22との摺動に伴って各貫通孔
23,…,26よりもそれぞれ先にボート本体22の基
板受け部31に面する側、すなわち図2(a)において
各貫通孔23,…,26の右側近傍に、それぞれ下方に
開口する凹部27,28,29,30が設けられている
。一方、ボート本体22の上部に、上記ボートスライダ
21との摺動に伴って上記基板受け部31よりも先に上
記ボートスライダ21の各凹部27,…,30に面する
側、すなわち図2(a)において基板受け部31の左側
に溝32が設けられている。溝32は、ボートスライダ
21とボート本体22との摺動に伴って、上記ボートス
ライダ21の貫通孔下部23b,…,26bとその右側
の凹部27,…,30とをそれぞれ一時的に連通するこ
とができる。
【0003】結晶成長を行う場合、上記ボートスライダ
21の貫通孔23,…,26にそれぞれ成長すべき結晶
の成分元素を含む多結晶状態の原料を入れる一方、上記
ボート本体22の基板受け部31に半導体基板35を載
置する。次に、この系全体を水素雰囲気中で温度700
〜800℃程度に所定の時間保持する。そして、上記原
料を溶融して融液36,37,38,39となした後、
0.2〜1℃/minの速さで所定の温度まで降温する
。続いて、図2(b)に示すように、ボートスライダ2
1をボート本体22に対して右方向へ摺動させて、ボー
ト本体22の溝32によって上記ボートスライダ21の
貫通孔23と凹部27とを一時的に連通させる。この時
、貫通孔23内の融液36は、上記溝32を通って移動
して凹部27内へ注入される。上記融液36は貫通孔2
3から凹部27への移動,注入によって攪拌される。こ
の結果、ボートスライダ21またはボート本体22に多
少の温度分布があったとしても、略均一な飽和融液とな
る。この状態でさらに右方向へボートスライダ21を摺
動させて、凹部27内の融液36と基板受け部31内の
基板35とを接触させ、基板35上に結晶成長を行う。 この後、ボートスライダ21をさらに右方向へ移動させ
て、融液37,38,39をそれぞれ凹部28,29,
30内へ移動,注入した状態で、基板31上に順次結晶
成長を行う。このようにしてエピタキシャル層を次々と
形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、形成される
エピタキシャル層の層厚は、成長温度,成長時間,過冷
却度および降温速度の各パラメータに依存する。上記液
相エピタキシャル成長方法は、これらのパラメータを駆
使して成長を行うことができる。しかしながら、上記液
相エピタキシャル成長方法では、各層の成長を開始する
際にボートスライダ21の凹部内の融液36,67,3
8,39が過飽和の状態にあるため、層厚1.0μm以
下の薄い層を成長する場合に、上記薄い層の層厚が不均
一になるという問題があった。
【0005】そこで、この発明の目的は、層厚1.0μ
m以下の薄い層を成長する場合であっても均一な層厚の
結晶成長を行うことができる液相エピタキシャル成長方
法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明の液相エピタキシャル成長方法は、上部に基
板受け部を有するボート本体と、このボート本体の上側
に摺動可能に設けられ、成長すべき結晶の成分元素を含
む融液を入れる鉛直方向の貫通孔が形成されたボートス
ライダと、上記ボートスライダの底面内で上記ボート本
体との摺動に伴って上記貫通孔よりも先に上記基板受け
部に面する側に形成され、下方に開口する凹部と、上記
ボートスライダの上記凹部内に設けられ、ダミー基板を
保持できる保持部と、上記ボート本体の上部で上記ボー
トスライダとの摺動に伴って上記基板受け部よりも先に
上記ボートスライダの上記凹部に面する側に形成され、
上記貫通孔と上記凹部とを一時的に連通できる溝を備え
て、上記ボートスライダとボート本体との摺動を開始し
た後、上記ボート本体の上記溝を介して上記ボートスラ
イダの上記貫通孔と上記凹部とを連通させて上記貫通孔
から上記凹部に上記融液を移動させて、上記凹部内の保
持部に保持させたダミー基板に結晶成長を行い、続いて
上記融液と上記ボート本体の基板受け部に収めた半導体
基板とを接触させて、この半導体基板表面に結晶成長を
行うようにしたことを特徴としている。
【0007】
【作用】ボートスライダの凹部内の保持部に保持させた
ダミー基板に結晶成長を行うことによって、各層の成長
開始の際に、上記凹部内の融液の飽和度が低下する。し
たがって、続いて上記融液とボート本体の基板受け部に
収めた半導体基板とを接触させて結晶成長を行う場合、
制御された飽和度の融液でもって成長が開始される。し
たがって、層厚1.0μm以下の薄い層を成長する場合
であっても層厚均一性の良い成長が可能となる。
【0008】なお、この発明によれば、成長温度,成長
時間,過冷却度および降温速度の各パラメータに更に飽
和度のパラメータを加えたことになる。
【0009】
【実施例】以下、この発明の液相エピタキシャル成長方
法を図示の実施例により詳細に説明する。
【0010】図1(a)に示すように、この液相エピタ
キシャル成長装置は、図2に示した液相エピタキシャル
成長装置と同様に、鉛直方向の貫通孔3,4,5および
6を有するボートスライダ1と、上部に断面凹状の基板
受け部1を有するボート本体2を備えている。ボートス
ライダ1,ボート本体2はそれぞれ高純度のカーボンか
らなり、ボートスライダ1の底面1aとボート本体2の
上面2aとは摺動できるようになっている。上記ボート
スライダ1の貫通孔3,…,6は、2段になっており、
それぞれ上部3a,…,6aの幅が下部3b,…,6b
の幅よりも広くなっている。ボートスライダ1には、底
面1a内でボート本体2との摺動に伴って各貫通孔3,
…,6よりもそれぞれ先にボート本体2の基板受け部1
1に面する側、すなわち図1(a)において各貫通孔3
,…,6の右側近傍に、それぞれ下方に開口する凹部7
,8,9,10を設けている。これらの凹部のうち右側
に設けた凹部7,8の上部に、側壁を各凹部の開口寸法
よりも拡張してダミー基板用の保持部7a,8aを形成
している。一方、ボート本体2の上部に、上記ボートス
ライダ1との摺動に伴って上記基板受け部11よりも先
に上記ボートスライダ1の各凹部7,…,10に面する
側、すなわち図1(a)において基板受け部11の左側
に溝12を設けている。溝12は、ボートスライダ1と
ボート本体2との摺動に伴って、上記ボートスライダ1
の貫通孔下部3b,…,6bとその右側の凹部7,…,
10とをそれぞれ一時的に連通することができる。
【0011】結晶成長を行う場合、上記ボートスライダ
1の貫通孔3,…,6にそれぞれ成長すべき結晶の成分
元素を含む多結晶状態の原料を入れる。そして、ボート
スライダ1の凹部7,8に形成した保持部7a,8aに
ダミー基板13,14を装着する一方、上記ボート本体
2の基板受け部11に半導体基板15を載置する。次に
、この系全体を水素雰囲気中で温度700〜800℃程
度に所定の時間保持する。そして、上記原料を溶融して
融液16,17,18,19となした後、0.2〜1℃
/minの速さで所定の温度まで降温する。この時、各
融液16,17,18,19は過飽和の状態となる。続
いて、図1(b)に示すように、ボートスライダ1をボ
ート本体2に対して右方向へ摺動させて、ボート本体2
の溝12によって上記ボートスライダ1の貫通孔13と
凹部7とを一時的に連通させる。これにより、貫通孔3
内の融液16は、上記溝12を通って移動して凹部7内
へ注入される。上記融液16は、貫通孔3からの移動に
よって攪拌される結果、ボートスライダ1またはボート
本体2に多少の温度分布があったとしても、略均一な飽
和(過飽和)融液となって凹部7内へ注入される。この
状態で所定時間だけダミー基板13に結晶成長を行う。 これにより、凹部7内の融液16を所定の飽和レベルに
低下させる。次に、さらに右方向へボートスライダ1を
摺動させて、凹部7内の融液16と基板受け部11内の
基板15とを接触させ、基板15上に結晶成長を行う。 結晶成長を開始する時点で融液16を所定の飽和レベル
に低下させているので、たとえ層厚1.0μm以下の薄
い層を成長する場合であっても、均一な層厚で結晶成長
を行うことができる。 この後、全く同様に、ボートスライダ1をさらに右方向
へ移動させて、融液17,を凹部8内へ移動,注入して
ダミー基板14に結晶成長を行い、続いて、基板11上
に結晶成長を行う。そして、ボートスライダ1をさらに
右方向へ移動させて、融液18,19をそれぞれ凹部9
,10内へ移動,注入した状態で、基板11上に順次結
晶成長を行う。このようにして、層厚均一性の良いエピ
タキシャル層を次々と形成することができる。
【0012】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の液
相エピタキシャル成長方法は、上部に基板受け部を有す
るボート本体と、このボート本体の上側に摺動可能に設
けられ、成長すべき結晶の成分元素を含む融液を入れる
鉛直方向の貫通孔が形成されたボートスライダと、上記
ボートスライダの底面内で上記ボート本体との摺動に伴
って上記貫通孔よりも先に上記基板受け部に面する側に
形成され、下方に開口する凹部と、上記ボートスライダ
の上記凹部内に設けられ、ダミー基板を保持できる保持
部と、上記ボート本体の上部で上記ボートスライダとの
摺動に伴って上記基板受け部よりも先に上記ボートスラ
イダの上記凹部に面する側に形成され、上記貫通孔と上
記凹部とを一時的に連通できる溝を備えて、上記ボート
スライダとボート本体との摺動を開始した後、上記ボー
ト本体の上記溝を介して上記ボートスライダの上記貫通
孔と上記凹部とを連通させて上記貫通孔から上記凹部に
上記融液を移動させて、上記凹部内の保持部に保持させ
たダミー基板に結晶成長を行い、続いて上記融液と上記
ボート本体の基板受け部に収めた半導体基板とを接触さ
せて、この半導体基板表面に結晶成長を行うようにして
いるので、層厚1.0μm以下の薄い層を成長する場合
であっても均一な層厚の結晶成長を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  この発明のを実施するのに用いる液相エピ
タキシャル成長装置を示す図である。
【図2】  従来の液相エピタキシャル成長装置を示す
図である。
【符号の説明】
1  ボートスライダ 1a  底面 2  ボート本体 2a  上面 3,4,5,6  貫通孔 7,8,9,10  凹部 7a,8a  保持部 11  基板受け部 12  溝 13,14  ダミー基板 15  半導体基板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  上部に基板受け部を有するボート本体
    と、このボート本体の上側に摺動可能に設けられ、成長
    すべき結晶の成分元素を含む融液を入れる鉛直方向の貫
    通孔が形成されたボートスライダと、上記ボートスライ
    ダの底面内で上記ボート本体との摺動に伴って上記貫通
    孔よりも先に上記基板受け部に面する側に形成され、下
    方に開口する凹部と、上記ボートスライダの上記凹部内
    に設けられ、ダミー基板を保持できる保持部と、上記ボ
    ート本体の上部で上記ボートスライダとの摺動に伴って
    上記基板受け部よりも先に上記ボートスライダの上記凹
    部に面する側に形成され、上記貫通孔と上記凹部とを一
    時的に連通できる溝を備えて、上記ボートスライダとボ
    ート本体との摺動を開始した後、上記ボート本体の上記
    溝を介して上記ボートスライダの上記貫通孔と上記凹部
    とを連通させて上記貫通孔から上記凹部に上記融液を移
    動させて、上記凹部内の保持部に保持させたダミー基板
    に結晶成長を行い、続いて上記融液と上記ボート本体の
    基板受け部に収めた半導体基板とを接触させて、この半
    導体基板表面に結晶成長を行うようにしたことを特徴と
    する液相エピタキシャル成長方法。
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