JPH0464174B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0464174B2 JPH0464174B2 JP59000603A JP60384A JPH0464174B2 JP H0464174 B2 JPH0464174 B2 JP H0464174B2 JP 59000603 A JP59000603 A JP 59000603A JP 60384 A JP60384 A JP 60384A JP H0464174 B2 JPH0464174 B2 JP H0464174B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- growth
- supersaturation
- degree
- layer
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2907—Materials being Group IIIA-VA materials
- H10P14/2909—Phosphides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/26—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition
- H10P14/263—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition using melted materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/26—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition
- H10P14/265—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition using solutions
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は光半導体素子等に用いられる液相エピ
タキシヤル層の成長装置に関する。
タキシヤル層の成長装置に関する。
光半導体素子も実用化の段階となり、液相成長
の安定性すなわち均一性、再現性が強く要求され
てきた。
の安定性すなわち均一性、再現性が強く要求され
てきた。
従来、液相成長の均一性、再現性を向上させる
方法として、基板と類似のシードウエハースをカ
ーボンボート内に仕込み、基板とシードウエハー
スとの間に厚さの均一な溶液を形成する方法、す
なわちオーバーシード法が用いられていた。これ
により、溶液の過飽和度は適当な値になり、溶液
の厚さも均一になるので均一な成長層を再現よく
得ることが出来る。しかし、この方法ではカーボ
ンボートが複雑になり破損しやすく寿命が短いと
いう欠点、基板とシードウエハースの間の狭い隙
間に溶液を入れることの不安定性を有するという
欠点、及び基板とシードウエハースとの間隔を任
意に変更出来ない欠点を持つている。又、過剰の
ソースウエハースを投入し溶液の上にシードウエ
ハースが乗つた状態を作り出し、過飽和度を制御
しようという方法もあるが、シードウエハースが
溶液の上で片寄つたり、傾いたために溶液厚が不
均一になったりし、均一な成長層が得られない。
方法として、基板と類似のシードウエハースをカ
ーボンボート内に仕込み、基板とシードウエハー
スとの間に厚さの均一な溶液を形成する方法、す
なわちオーバーシード法が用いられていた。これ
により、溶液の過飽和度は適当な値になり、溶液
の厚さも均一になるので均一な成長層を再現よく
得ることが出来る。しかし、この方法ではカーボ
ンボートが複雑になり破損しやすく寿命が短いと
いう欠点、基板とシードウエハースの間の狭い隙
間に溶液を入れることの不安定性を有するという
欠点、及び基板とシードウエハースとの間隔を任
意に変更出来ない欠点を持つている。又、過剰の
ソースウエハースを投入し溶液の上にシードウエ
ハースが乗つた状態を作り出し、過飽和度を制御
しようという方法もあるが、シードウエハースが
溶液の上で片寄つたり、傾いたために溶液厚が不
均一になったりし、均一な成長層が得られない。
本発明の目的は、単純な構造で、均一性、再現
性のよい液相エピタキシヤル成長の出来る装置を
提供することにある。
性のよい液相エピタキシヤル成長の出来る装置を
提供することにある。
本発明は、溶媒を入れる溶液溜にはめ合の蓋を
つけ、その蓋の下部に溶液溜と同等に近い面積を
有するソースウエハースを取り付け、かつソース
ウエハースが溶液に全面的に接触する構造を有す
ることを特徴とする。
つけ、その蓋の下部に溶液溜と同等に近い面積を
有するソースウエハースを取り付け、かつソース
ウエハースが溶液に全面的に接触する構造を有す
ることを特徴とする。
液相成長において、溶媒中の溶質の飽和状態は
最も重要な要素の一つである。一般に高温に保持
している場合、ぼほ飽和に近い状態が保たれてお
り、降温を始めることにより過飽和状態になり、
過飽和状態で基板を接触させることにより成長が
開始する。この時、過飽和度が低い状態の場合は
成長速度が小さく薄い層の成長がやりやすく、過
飽和度が高い状態の場合は成長速度が大きく厚い
層の成長がやりやすいという特徴がある。又、基
板に設した加工形状の変形は過飽和度が高い程起
りにくい。
最も重要な要素の一つである。一般に高温に保持
している場合、ぼほ飽和に近い状態が保たれてお
り、降温を始めることにより過飽和状態になり、
過飽和状態で基板を接触させることにより成長が
開始する。この時、過飽和度が低い状態の場合は
成長速度が小さく薄い層の成長がやりやすく、過
飽和度が高い状態の場合は成長速度が大きく厚い
層の成長がやりやすいという特徴がある。又、基
板に設した加工形状の変形は過飽和度が高い程起
りにくい。
次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明
する。実施例としては溝を堀つたIoＰ基板上に溝
を埋め込んだ形のダブルヘテロ構造のエピタキシ
ヤル層を液相で連続成長する場合について述べ
る。
する。実施例としては溝を堀つたIoＰ基板上に溝
を埋め込んだ形のダブルヘテロ構造のエピタキシ
ヤル層を液相で連続成長する場合について述べ
る。
すなわち、第１図に示すように、カーボンのス
ライダー板１の所定位置にあらかじめ処理された
IoＰ基板２を置きカーボンの浴槽板３を載せる。
あらかじめ秤量したIo４等のソースを所定の浴槽
５に投入する。次に浴槽５とはめ合いになつてい
るカーボンの蓋６の下部にIoＰのシードウエハー
ス７を挿入し、これらを各槽のIoソース４上に落
し込む。この状態で炉の内に入れ、温度を上げて
ゆくと、第２図のように、Ioソース４は溶解して
それぞれに仕込んだソースの量で決まる液厚とな
る。その状態で一定温度に保持しておくことによ
りIoＰのシードウエハース７が一部Ioソース４に
溶け込む。これにより溶媒Ioに対し溶質Ｐはほぼ
飽和の状態になる。
ライダー板１の所定位置にあらかじめ処理された
IoＰ基板２を置きカーボンの浴槽板３を載せる。
あらかじめ秤量したIo４等のソースを所定の浴槽
５に投入する。次に浴槽５とはめ合いになつてい
るカーボンの蓋６の下部にIoＰのシードウエハー
ス７を挿入し、これらを各槽のIoソース４上に落
し込む。この状態で炉の内に入れ、温度を上げて
ゆくと、第２図のように、Ioソース４は溶解して
それぞれに仕込んだソースの量で決まる液厚とな
る。その状態で一定温度に保持しておくことによ
りIoＰのシードウエハース７が一部Ioソース４に
溶け込む。これにより溶媒Ioに対し溶質Ｐはほぼ
飽和の状態になる。
第２図に示した第１浴の溶液８の液厚は３mm、
第２浴の溶液９の液厚は２mmとなり、それぞれ溶
け残つたシードウエハース７を載せた状態で均一
な厚さを保つている。この状態で、炉の温度を
0.5℃／分の一定速度で降下させる。Io溶液８，
９中のＰは飽和点を通り越し過飽和状態となる。
Io溶液８，９中で過飽和状態となつたＰはシード
ウエハース７に析出を始める。このため、シード
ウエハース７の近くでの過飽和度は非常に小さな
値となり、シードウエハース７から離れる程Io溶
液８，９中の過飽和度は大きくなり、スライダー
１表面で最大となる。この過飽和度はIo溶液８，
９中における濃度勾配によるＰの輸送で決まり、
温度の降下速度及びIo溶液８，９の液厚で決ま
る。温度の降下速度を一定とすると各浴槽のIo溶
液８，９におけるスライダー１の表面での過飽和
度はIo溶液８，９の液厚で決まる。シードウエハ
ース７と反対側の液面での過飽和度は液厚の２乗
比例する。従つて第１浴槽のIo溶液８の過飽和度
は第２浴槽のIo溶液９の過飽和度の2.25位とな
る。
第２浴の溶液９の液厚は２mmとなり、それぞれ溶
け残つたシードウエハース７を載せた状態で均一
な厚さを保つている。この状態で、炉の温度を
0.5℃／分の一定速度で降下させる。Io溶液８，
９中のＰは飽和点を通り越し過飽和状態となる。
Io溶液８，９中で過飽和状態となつたＰはシード
ウエハース７に析出を始める。このため、シード
ウエハース７の近くでの過飽和度は非常に小さな
値となり、シードウエハース７から離れる程Io溶
液８，９中の過飽和度は大きくなり、スライダー
１表面で最大となる。この過飽和度はIo溶液８，
９中における濃度勾配によるＰの輸送で決まり、
温度の降下速度及びIo溶液８，９の液厚で決ま
る。温度の降下速度を一定とすると各浴槽のIo溶
液８，９におけるスライダー１の表面での過飽和
度はIo溶液８，９の液厚で決まる。シードウエハ
ース７と反対側の液面での過飽和度は液厚の２乗
比例する。従つて第１浴槽のIo溶液８の過飽和度
は第２浴槽のIo溶液９の過飽和度の2.25位とな
る。
すなわち、第１層の成長では基板に設けた溝形
状を保存する成長が出来、第２層の成長では薄い
活性層の層厚の制御をする成長が出来る。第３層
以後の説明は略すが、それぞれの目的に合わせた
In溶液の厚みを秤量におけるIoの量で調整出来
る。
状を保存する成長が出来、第２層の成長では薄い
活性層の層厚の制御をする成長が出来る。第３層
以後の説明は略すが、それぞれの目的に合わせた
In溶液の厚みを秤量におけるIoの量で調整出来
る。
このようにして、各Io溶液８，９のスライダー
１の表面における過飽和度を調整し定常状態にし
た所で、スライダー１を所定のプログラムに沿つ
て動かして基板２をそれぞれの浴槽の下に所定の
時間保持する。この結果、基板２上に多層エピタ
キシヤル層が成長される。
１の表面における過飽和度を調整し定常状態にし
た所で、スライダー１を所定のプログラムに沿つ
て動かして基板２をそれぞれの浴槽の下に所定の
時間保持する。この結果、基板２上に多層エピタ
キシヤル層が成長される。
以上のように、Io溶液の過飽和度を任意の値に
調整することにより、それぞれの層を成長する場
合の最良の条件が得られ、液相成長の再現性を向
上させることが出来る。
調整することにより、それぞれの層を成長する場
合の最良の条件が得られ、液相成長の再現性を向
上させることが出来る。
この実施例ではIo溶液を用いたIoＰ／InGaAsP
系の成長について述べたが、Ga溶液を用いた
GaAs／ＡGaAs系の成長に関しても同様の効
果が得られることは明らかである。
系の成長について述べたが、Ga溶液を用いた
GaAs／ＡGaAs系の成長に関しても同様の効
果が得られることは明らかである。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示す
図で、特に第１図は室温においてソースを投入し
た所の図、第２図は温度を上げてIoが溶解した所
の図である。 １……カーボンスライダー板、２……IoＰ基
板、３……浴槽板、４……Ioソース、５……浴
槽、６……蓋、７……シードウエハース、８……
第１層Io溶液、９……第２層Io溶液。
図で、特に第１図は室温においてソースを投入し
た所の図、第２図は温度を上げてIoが溶解した所
の図である。 １……カーボンスライダー板、２……IoＰ基
板、３……浴槽板、４……Ioソース、５……浴
槽、６……蓋、７……シードウエハース、８……
第１層Io溶液、９……第２層Io溶液。
Claims (1)
- １ 最下面より最上面まで直線状の側面により形
成された溶媒の溶液溜に、該側面にはめ合いにな
つている蓋を設け、該蓋の下部に該溶液溜と同等
に近い面積のシードウエハースを取付け、該シー
ドウエハースを下部に取付けた該蓋を該シードウ
エハースを下にして該溶液溜にはめ合せて落し込
むようにしたことを特徴とする液相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000603A JPS60144933A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 液相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000603A JPS60144933A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 液相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60144933A JPS60144933A (ja) | 1985-07-31 |
| JPH0464174B2 true JPH0464174B2 (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=11478305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59000603A Granted JPS60144933A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 液相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60144933A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1363006A (en) * | 1971-09-21 | 1974-08-14 | Morgan Refractories Ltd | Cermet articles |
-
1984
- 1984-01-06 JP JP59000603A patent/JPS60144933A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60144933A (ja) | 1985-07-31 |
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