JPH0428678B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0428678B2
JPH0428678B2 JP58157626A JP15762683A JPH0428678B2 JP H0428678 B2 JPH0428678 B2 JP H0428678B2 JP 58157626 A JP58157626 A JP 58157626A JP 15762683 A JP15762683 A JP 15762683A JP H0428678 B2 JPH0428678 B2 JP H0428678B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
growth
raw material
crystal growth
tank
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58157626A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6051695A (ja
Inventor
Toshio Sagawa
Tsunehiro Unno
Shoji Kuma
Junkichi Nakagawa
Yoshiharu Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP15762683A priority Critical patent/JPS6051695A/ja
Publication of JPS6051695A publication Critical patent/JPS6051695A/ja
Publication of JPH0428678B2 publication Critical patent/JPH0428678B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B19/00Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/06Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
    • C30B19/062Vertical dipping system

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[発明の背景と目的] 本発明は液相エピタキシヤル結晶成長装置に係
り、特に浸漬法による連続液相エピタキシヤル結
晶成長装置の改良に関するものである。 従来の液相エピタキシヤル結晶成長方法は、第
1図に示すスライドボード法による液相結晶成長
方法のように、結晶成長炉1を加熱ヒータ2で加
熱し、結晶成長炉1内にはガス流入口3から不活
性ガスを導入し、ガス流出口4から排出させて、
結晶成長炉1内の溶液槽5内の半導体成分の飽和
成長用溶液6内に基板7を浸漬した後、成長用溶
液6の温度を徐冷することにより基板7上に過飽
和の半導体成分を晶出させる方法であつた。な
お、8は熱電対である。したがつて、基板7上の
液相成長層の厚さ方向では成長温度が徐々に変化
するため、不純物あるいは原子の偏析係数が変化
して均一な特性を有する結晶成長層ができないと
いう欠点があつた。また、一回の結晶成長により
結晶成長できるエピタキシヤル基板の枚数は1枚
程度であり、さらに結晶成長は昇温→徐冷→降温
→サンプル取り出しなどといつた操作が必要であ
り、極めて煩雑な温度プロセスおよび操作が必要
であり、また、一回あたりの時間が非常に長く、
量産化が困難であるという欠点があつた。 なお、量産性を向上させるため、複数個並べた
結晶成長容器内の成長用溶液に、移動可能な軸に
取り付けた基板を順次浸漬して、多層結晶を成長
させる方法が提案されている(特開昭50−39875
号公報)。この方法では、成長用溶液に原料結晶
が存在していたのでは、微小な原料結晶が基板表
面に付着したり、成長した層の厚さのバラツキが
大きいなど良好なエピタキシヤル成長はできない
ため、原料結晶を完全に溶解させておかなければ
ならない。しかし、成長用溶液に入れた原料結晶
や原料結晶と混晶を形成する混晶用原料を全て溶
解させてしまう方法では、これら原料を極めて正
確に秤量することが困難なために、同一の温度で
同一の飽和度及び混晶比を成長毎に再現すること
は不可能であり、同じ結晶成長容器で得られるエ
ピタキシヤル成長層の膜厚及び混晶比を各成長毎
に同じにすることは不可能である。また、成長に
より析出した結晶の量と同じ量の結晶を原料溶液
へ補充することは不可能であるため、この方法で
は、一回の成長毎に原料溶液を交換しなければな
らなかつた。 本発明は上記に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、連続して所望の膜厚及び所望の
混晶比を有する成長層を再現性よく短時間で大量
に得ることができ、更に成長溶液に原料を補充し
たり或いは成長用溶液を一回の成長毎に交換した
りする必要のない量産性に優れた液相エピタキシ
ヤル成長装置を提供することにある。 [発明の概要] 本発明の特徴は、不活性ガス置換を行う第1の
ガス置換室と、該第1のガス置換室の後段に順次
直列に配置された複数の結晶成長炉と、該結晶成
長炉内に加熱する加熱ヒータと、前記結晶成長炉
に置かれた成長用溶液を収容するための結晶成長
容器と、前記結晶成長炉の後段に設けられた第2
のガス置換室と、基板を取り付けた基板ケースを
前記第1のガス置換室から前記第2のガス置換室
まで搬送する手段とを備え、前記結晶成長容器
は、前記基板ケースが前記成長用溶液中に浸漬さ
れる結晶成長槽と、前記結晶成長槽と連通して前
記原料溶液が満たされかつ原料結晶及び該原料結
晶との組合わせにより混晶結晶を形成する混晶用
原料をそれぞれ収容するための原料結晶溶解槽及
び混晶用原料溶解槽と、前記原料結晶溶解槽を加
熱して前記原料結晶を溶解し前記成長用溶液の飽
和度を調節する第1ヒータと、前記混晶原料溶解
槽を加熱して前記混晶用原料を溶解し前記成長用
溶液から得られる混晶結晶の混晶比を調節する第
2ヒータとを備えていることにある。 [実施例] 以下本発明を第2図、第3図に示した実施例お
よび第4図、第5図を用いて詳細に説明する。 第2図は本発明の装置の一実施例を示す正面図
で、第3図は第2図の各結晶成長容器の一実施例
を示す縦断面図である。第2図において、9a,
9bはそれぞれガス流入口10a,10b、ガス
流出口11a,11bを有するガス置換室で、ガ
ス置換室9aには基板搬入口12a、基板搬出口
12bがある。13a,13b,13cはそれぞ
れガス流入口14a,14b,14cガス流出口
15a,15b,15cを設けてある結晶成長炉
で、結晶成長炉13a,13b,13cはそれぞ
れ加熱ヒータ16a,16b,16cで加熱でき
るようになつている。 結晶成長炉13a,13b,13c内にはそれ
ぞれ結晶成長容器17a,17b,17cが収納
してあり、これらの結晶成長容器17a〜17c
(17で示す)は、第3図に示すように構成して
ある。第3図において、18は結晶成長槽、19
は原料結晶溶解槽、20は混晶用原料溶解槽で、
原料結晶溶解槽19と混晶用原料溶解槽20とは
それぞれ図示のように結晶成長槽18と連通させ
て、各槽内に成長用溶液を満たすようにしてあ
る。21は原料結晶溶解加熱ヒータ(第1ヒー
タ)、22は混晶用原料溶解槽加熱ヒータ(第2
ヒータ)であり、後述するようにそれぞれ独立し
て温度制御可能である。 なお、結晶成長容器17aと17bとの間には
仕切り23があり、結晶成長容器17bと17c
との間には仕切り24がある。25はガス流入口
26、ガス流出口27を有するガス置換室で、2
8は基板搬出口である。 結晶成長炉13a〜13bは第2図に示すよう
に直列に多段に配列してあり、基板29は基板ケ
ース30に設置してあり、基板搬送架線31によ
つてガス置換室9aの基板搬入口12aよりガス
置換室9a内に搬入され、ガス置換室9a,9b
を通過後、結晶成長炉13a,13b,13cを
通過し、ガス置換室25を通過後基板搬出口28
より取り出される。 この場合、結晶成長炉13a〜13cはそれぞ
れ加熱ヒータ16a〜16cで加熱されて、第4
図に示すように、それぞれ目的に合つた温度プロ
フアイルを持つている。 結晶成長容器17a〜17cは、よく洗滌した
長さ20cm、高さ8cmの良質のグラフアイトボート
よりなり、結晶成長槽18は幅8cm、原料結晶溶
解槽19は幅5cm、混晶用原料溶解槽20は幅4
cmの大きさとなつている。 第1表は各結晶成長容器17a〜17cの結晶
成長槽18、混晶結晶溶解槽19、混晶用原料溶
解槽20の温度と上記各槽内の溶質を表に示した
ものである。
【表】 すなわち、原料結晶溶解槽19にはソース結晶
(GaAsまたはp−GaAs)を入れておき、常に均
一な飽和溶液を供給するようにしている。また、
混晶用原料溶解槽20には得ようとする混晶結晶
が例えばGaAlAs等の混晶の場合には、Alをいれ
て混晶結晶の組成を一定に保つよう目的の温度に
保持するようにする。なお、混晶用原料溶解槽2
0に原料を入れない場合にはその温度を特に制御
する必要はない。このようにした結晶成長容器1
7a〜17cをそれぞれ結晶成長炉13a〜13
c中に配置し、それぞれガス流入口14a〜14
cより不活性ガスを導入して炉内を不活性ガスで
置換後、各結晶成長炉13a〜13cの温度をそ
れぞれ第4図に示すような所定の温度に調整す
る。 このようにして、基板運搬架線31によつて基
板ケース30に設置された基板29を、基板搬入
口12aから不活性ガスで置換されたガス置換室
9a内に搬入し、次に、仕切り板12bを開けて
不活性ガスで置換されたガス置換室13b内に搬
入し、不活性ガスを充填後、結晶成長炉13a〜
13c内の結晶成長容器17a〜17cの結晶成
長槽18内に順次搬入し、結晶成長を行う。 なお、基板運搬架線31は断続的に移動できる
ようになつており、各結晶成長槽18内で所定の
時間結晶成長を行うことができるようにしてあ
る。 そして各結晶成長槽18で結晶成長後、ガス置
換室25に搬入してガス置換を行い、その後、基
板搬出口28より結晶成長後の基板29を外部に
取り出す。 次に、第5図に示すように例えばn−GaAs基
板29にn−GaAs41、p−GaAs42、p−
GaAlAs43を順次結晶成長させたものにn電極
44,p電極45を取り付けることによつて太陽
電池を得ることができる。この太陽電池の効率は
12%であつた。 上記した本発明の実施例によれば、各結晶成長
炉13a〜13cの結晶成長容器17a〜17c
の結晶成長槽18、原料結晶溶解槽19、混晶用
原料溶解槽20にそれぞれ温度差をつけることが
でき、また、基板29もしくはそれに結晶成長し
たものをバツチ式の結晶成長槽18に順次浸漬す
ることにより、結晶成長の難しいものでも簡単に
再現性よく結晶成長を行うことができ、短時間で
大量に成長層の膜厚の均一な半導体液相エピタキ
シヤル結晶板を再現性良く得ることができる。特
に高効率の発光ダイオード、太陽電池等の組成の
異なる多層構造を有する結晶板を得る場合、従来
のスライドボード法に比べて工業上著しい効果が
ある。 また、結晶成長槽18には原料結晶や混晶用原
料を入れていないため、それらが基板表面に付着
することはない。 更に、成長用溶液から析出した結晶の不足分
は、原料結晶溶解槽19,混晶用原料溶解槽20
から原料結晶,混晶用原料を溶かし込むことによ
り常に供給することができる。また、成長用溶液
を交換することなく連続使用が可能である。 なお、装置の各部の大きさ、材質等は適宜目的
に合うように選定することができ、また、不活性
ガスによるガス置換は、真空排気後行うようにし
てもよく、このようにすると酸素等の不純物ガス
が取り除かれるので好ましい。この場合、基板搬
送架線31の移動が停止しているとき、真空シー
ルしてガス置換室9a,9bの真空排気を行うよ
うにすれば、容易に真空にすることができ、その
後不活性ガスあるいは還元性ガスを流すようにす
る。 [発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、一回毎
の成長で原料の補充や成長用溶液の交換をするこ
となく、常に成長用溶液の飽和度を所定の状態に
設定できるため、連続して所望の膜厚の多層の成
長層を再現性よく短時間で大量に得ることができ
る。また、成長用溶液の混晶比を容易に所定の状
態に設定することが可能であるため、所望の混晶
比の混晶結晶を再現性良く連続エピタキシヤル成
長でき、特に高効率の発光ダイオード、太陽電池
等の組成の異なる多層構造を有する結晶板を得る
場合、工業上著しい効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスライドボード法による液相結
晶成長方法を説明するための図、第2図は本発明
の液相エピタキシヤル結晶成長装置の一実施例を
示す正面図、第3図は第2図の各結晶成長容器の
一実施例を示す縦断面図、第4図は第2図の各結
晶成長炉の温度プロフアイルを示す線図、第5図
は本発明の装置によつて製造された結晶成長板を
用いた半導体装置の模式図である。 9a,9b,25:ガス置換室、13a〜13
c……結晶成長炉、16a〜16c……加熱ヒー
タ、17a〜17c……結晶成長容器、18……
結晶成長槽、19……原料結晶溶解槽、20……
混晶用原料溶解槽、21……原料結晶溶解槽加熱
ヒータ(第1ヒータ)、22……混晶用原料溶解
槽加熱ヒータ(第2ヒータ)、29……基板、3
0……基板ケース、31……基搬搬送架線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 不活性ガス置換を行う第1のガス置換室と、
    該第1のガス置換室の後段に順次直列に配置され
    た複数の結晶成長炉と、該結晶成長炉内を加熱す
    る加熱ヒータと、前記結晶成長炉に置かれた成長
    用溶液を収容するための結晶成長容器と、前記結
    晶成長炉の後段に設けられた第2のガス置換室
    と、基板を取り付けた基板ケースを前記第1のガ
    ス置換室から前記第2のガス置換室まで搬送する
    手段とを備え、前記結晶成長容器は、前記基板ケ
    ースが前記成長用溶液中に浸漬される結晶成長槽
    と、前記結晶成長槽と連通して前記原料溶液が満
    たされかつ原料結晶及び該原料結晶との組合わせ
    により混晶結晶を形成する混晶用原料をそれぞれ
    収容するための原料結晶溶解槽及び混晶用原料溶
    解槽と、前記原料結晶溶解槽を加熱して前記原料
    結晶を溶解し前記成長用溶液の飽和度を調節する
    第1ヒータと、前記混晶原料溶解槽を加熱して前
    記混晶用原料を溶解し前記成長用溶液から得られ
    る混晶結晶の混晶比を調節する第2ヒータとを備
    えていることを特徴とする基板上に連続的に多層
    結晶を成長させる液相エピタキシヤル結晶成長装
    置。
JP15762683A 1983-08-29 1983-08-29 液相エピタキシャル結晶成長方法とその装置 Granted JPS6051695A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15762683A JPS6051695A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 液相エピタキシャル結晶成長方法とその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15762683A JPS6051695A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 液相エピタキシャル結晶成長方法とその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6051695A JPS6051695A (ja) 1985-03-23
JPH0428678B2 true JPH0428678B2 (ja) 1992-05-14

Family

ID=15653837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15762683A Granted JPS6051695A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 液相エピタキシャル結晶成長方法とその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6051695A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63183275U (ja) * 1987-05-19 1988-11-25
JP4548031B2 (ja) * 2004-07-30 2010-09-22 株式会社島津製作所 結晶製造方法および結晶製造装置
CN102732950B (zh) * 2012-06-20 2015-04-15 常州天合光能有限公司 一种连续生长准单晶晶体的装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS569009B2 (ja) * 1973-08-13 1981-02-26
JPS515636A (en) * 1974-07-04 1976-01-17 Tokyo Gas Co Ltd Ekitainenryono chitsusosankabutsuteihatsuseinenshohoho

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6051695A (ja) 1985-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8025728B2 (en) Method for manufacturing single crystal of nitride
US3897281A (en) Method for epitaxially growing a semiconductor material on a substrate from the liquid phase
US3809584A (en) Method for continuously growing epitaxial layers of semiconductors from liquid phase
EP2135979B1 (en) Method for manufacturing nitride single crystal
JPS63209122A (ja) 液相薄膜結晶成長方法及び装置
JPH0428678B2 (ja)
US3902860A (en) Thermal treatment of semiconducting compounds having one or more volatile components
JPH0319211A (ja) 化学気相成長装置
JPS5886723A (ja) 半導体結晶の成長装置
JPH0243723A (ja) 溶液成長装置
JP3540073B2 (ja) 結晶成長方法
JPS60214525A (ja) 3−5族化合物半導体薄膜単結晶の製造方法
JPS6051697A (ja) 化合物半導体の製造方法
JPH0519516B2 (ja)
JPH07153708A (ja) 液相エピタキシャル成長方法およびその成長装置
JPS6381918A (ja) 混晶の製造方法
JPH10203894A (ja) 熱分解窒化ホウ素容器およびその製造方法
JPH0572360B2 (ja)
JP4122382B2 (ja) 結晶成長方法、バルク単結晶成長用バルク予備結晶、及びバルク単結晶成長用バルク予備結晶の作製方法
JPS59101823A (ja) 液相エピタキシヤル成長装置
JPS6011455B2 (ja) 気相成長装置
JPH07101795A (ja) 液相エピタキシャル成長用ボ−トおよび成長方法
JPH05114565A (ja) スライドボート部材およびこの部材を用いた液相エピタキシヤル成長法
JPS6357398B2 (ja)
JPS63159290A (ja) 液相エピタキシャル成長方法