JPH0517282A - 液相エピタキシヤル成長法及び装置 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長法及び装置Info
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- JPH0517282A JPH0517282A JP18518291A JP18518291A JPH0517282A JP H0517282 A JPH0517282 A JP H0517282A JP 18518291 A JP18518291 A JP 18518291A JP 18518291 A JP18518291 A JP 18518291A JP H0517282 A JPH0517282 A JP H0517282A
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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】
【目的】 成長工程において必要な溶液が少なくて済む
液相エピタキシャル成長法及びこの方法に使用する液相
エピタキシャル成長装置を提供する。 【構成】 液相エピタキシャル成長法において、半導体
基板上に第１のエピタキシャル成長用溶液を配置して第
１のエピタキシャル成長を行った後に、その溶液に添加
成分を添加して第２のエピタキシャル成長用溶液として
第２のエピタキシャル成長を行う。また、この方法に使
用する液相エピタキシャル成長装置は、ボート本体上を
摺動し、内部に貯えるエピタキシャル成長用溶液が前記
ボート本体の前記上面を濡らす溶液溜を少なくとも１個
備えたスライド式溶液溜と、前記スライド式溶液溜のい
ずれかの溶液溜に貯えられたエピタキシャル成長用溶液
に添加する添加成分を収容し、前記スライド式溶液溜を
摺動して所定の位置に移動させることにより前記添加成
分が前記エピタキシャル成長用溶液に添加されるように
形成された添加成分収容部とを備えている。
液相エピタキシャル成長法及びこの方法に使用する液相
エピタキシャル成長装置を提供する。 【構成】 液相エピタキシャル成長法において、半導体
基板上に第１のエピタキシャル成長用溶液を配置して第
１のエピタキシャル成長を行った後に、その溶液に添加
成分を添加して第２のエピタキシャル成長用溶液として
第２のエピタキシャル成長を行う。また、この方法に使
用する液相エピタキシャル成長装置は、ボート本体上を
摺動し、内部に貯えるエピタキシャル成長用溶液が前記
ボート本体の前記上面を濡らす溶液溜を少なくとも１個
備えたスライド式溶液溜と、前記スライド式溶液溜のい
ずれかの溶液溜に貯えられたエピタキシャル成長用溶液
に添加する添加成分を収容し、前記スライド式溶液溜を
摺動して所定の位置に移動させることにより前記添加成
分が前記エピタキシャル成長用溶液に添加されるように
形成された添加成分収容部とを備えている。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、液相エピタキシャル成
長法及びその成長法に使用する液相エピタキシャル成長
装置に関し、さらに詳しくは、液相成長法により半導体
基板上にエピタキシャル成長層を形成する液相エピタキ
シャル成長法及びこの方法に使用する液相エピタキシャ
ル成長装置に関する。
長法及びその成長法に使用する液相エピタキシャル成長
装置に関し、さらに詳しくは、液相成長法により半導体
基板上にエピタキシャル成長層を形成する液相エピタキ
シャル成長法及びこの方法に使用する液相エピタキシャ
ル成長装置に関する。
【０００２】
【発明の背景技術】近年用途が拡大している発光ダイオ
ード等の発光素子は、半導体基板上にエピタキシャル成
長層を形成して作製される。
ード等の発光素子は、半導体基板上にエピタキシャル成
長層を形成して作製される。
【０００３】図２は、半導体基板上に３層のエピタキシ
ャル成長層を形成して作製した発光素子の深さ方向の構
造を示す断面図である。図において、１〜３×１０19ｃ
ｍ-3程度の濃度のＺｎが不純物として添加されているｐ
型ＧａＡｓ＜１００＞基板１０上に、不純物としてＺｎ
がドープされたＧａ0.25Ａｌ0.75Ａｓ混晶型化合物半導
体から成る厚さ１５０μｍのｐ型クラッド層１１、不純
物としてＺｎがドープされたＧａ0.62Ａｌ0.38Ａｓ混晶
型化合物半導体から成る厚さ１μｍのｐ型活性層１２、
及び不純物としてＴｅがドープされたＧａ0.25Ａｌ0.75
Ａｓ混晶型化合物半導体から成る厚さ５０μｍのｎ型ク
ラッド層１３の各層が、エピタキシャル成長法により連
続的に形成されている。また、ｐ型ＧａＡｓ基板１０
は、上記エピタキシャル成長層の形成後、必要に応じて
選択エッチング等により除去される場合がある。
ャル成長層を形成して作製した発光素子の深さ方向の構
造を示す断面図である。図において、１〜３×１０19ｃ
ｍ-3程度の濃度のＺｎが不純物として添加されているｐ
型ＧａＡｓ＜１００＞基板１０上に、不純物としてＺｎ
がドープされたＧａ0.25Ａｌ0.75Ａｓ混晶型化合物半導
体から成る厚さ１５０μｍのｐ型クラッド層１１、不純
物としてＺｎがドープされたＧａ0.62Ａｌ0.38Ａｓ混晶
型化合物半導体から成る厚さ１μｍのｐ型活性層１２、
及び不純物としてＴｅがドープされたＧａ0.25Ａｌ0.75
Ａｓ混晶型化合物半導体から成る厚さ５０μｍのｎ型ク
ラッド層１３の各層が、エピタキシャル成長法により連
続的に形成されている。また、ｐ型ＧａＡｓ基板１０
は、上記エピタキシャル成長層の形成後、必要に応じて
選択エッチング等により除去される場合がある。
【０００４】上記のような発光素子等を製造するには、
半導体基板上にエピタキシャル成長層を形成する技術が
不可欠である。このエピタキシャル層を形成するための
成長法としては、気相成長法や液相成長法等があるが、
良好な結晶を有する成長層が得られる点で液相成長法が
多く採用されている。
半導体基板上にエピタキシャル成長層を形成する技術が
不可欠である。このエピタキシャル層を形成するための
成長法としては、気相成長法や液相成長法等があるが、
良好な結晶を有する成長層が得られる点で液相成長法が
多く採用されている。
【０００５】図３は、スライド式液相エピタキシャル成
長装置を用いて液相成長法によるエピタキシャル成長を
行うスライド式液相エピタキシャル成長法を示す工程図
である。図において、ｐ型ＧａＡｓ基板１０は、その上
面が、ボート本体２０の上面と同一面となるようにボー
ト本体２０上面上に固定される。ボート本体２０上をス
ライドするスライド式溶液溜２１には、ｐ型クラッド層
成長用溶液２２ａを収容する第１溶液溜２２、ｐ型活性
層成長用溶液２３ａを収容する第２溶液溜２３、及びｎ
型クラッド層成長用溶液２４ａを収容する第３溶液溜２
４がそれぞれ設けてあり、各溶液溜は底がなく、各溶液
が直接ボート本体２０上面を浸漬する状態となってい
る。ｐ型及びｎ型クラッド層成長用溶液２２ａ及び２４
ａは、Ｇａ0.25Ａｌ0.75Ａｓの溶融液にそれぞれｐ型不
純物のＺｎ又はｎ型不純物のＴｅを添加したものであ
り、ｐ型活性層成長用溶液２３ａは、Ｇａ0.62Ａｌ0.38
Ａｓの溶融液にｐ型不純物のＺｎを添加したものであ
る。なお、スライド式溶液溜２１は、操作棒２５の操作
により移動するようになっている。
長装置を用いて液相成長法によるエピタキシャル成長を
行うスライド式液相エピタキシャル成長法を示す工程図
である。図において、ｐ型ＧａＡｓ基板１０は、その上
面が、ボート本体２０の上面と同一面となるようにボー
ト本体２０上面上に固定される。ボート本体２０上をス
ライドするスライド式溶液溜２１には、ｐ型クラッド層
成長用溶液２２ａを収容する第１溶液溜２２、ｐ型活性
層成長用溶液２３ａを収容する第２溶液溜２３、及びｎ
型クラッド層成長用溶液２４ａを収容する第３溶液溜２
４がそれぞれ設けてあり、各溶液溜は底がなく、各溶液
が直接ボート本体２０上面を浸漬する状態となってい
る。ｐ型及びｎ型クラッド層成長用溶液２２ａ及び２４
ａは、Ｇａ0.25Ａｌ0.75Ａｓの溶融液にそれぞれｐ型不
純物のＺｎ又はｎ型不純物のＴｅを添加したものであ
り、ｐ型活性層成長用溶液２３ａは、Ｇａ0.62Ａｌ0.38
Ａｓの溶融液にｐ型不純物のＺｎを添加したものであ
る。なお、スライド式溶液溜２１は、操作棒２５の操作
により移動するようになっている。
【０００６】次に、上記装置を用いてｐ型ＧａＡｓ基板
１０上に３層のエピタキシャル成長層を形成する工程を
説明する。まず、スライド式溶液溜２１を、操作棒２５
を用いて図３（ａ）の位置から矢印の方向にスライドさ
せ、第１溶液溜２２内のｐ型クラッド層成長用溶液２２
ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９００
℃から８００℃まで１℃／ｍｉｎの条件で降温すること
によりｐ型クラッド層１１を成長させる（図３
（ｂ））。次に、スライド式溶液溜２１をさらに矢印の
方向にスライドさせ、第２溶液溜２３内のｐ型活性層成
長用溶液２３ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、
例えば８００℃から７９５℃までの降温でｐ型活性層１
２を成長させる（図３（ｃ））。次に、スライド式溶液
溜２１をさらに矢印の方向にスライドさせ、例えば７９
５℃から６５０℃までの降温でｎ型クラッド層１３を成
長させる（図３（ｄ））。その後、スライド式溶液溜２
１をさらに矢印の方向にスライドさせて成長工程を終了
する（図３（ｅ））。
１０上に３層のエピタキシャル成長層を形成する工程を
説明する。まず、スライド式溶液溜２１を、操作棒２５
を用いて図３（ａ）の位置から矢印の方向にスライドさ
せ、第１溶液溜２２内のｐ型クラッド層成長用溶液２２
ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９００
℃から８００℃まで１℃／ｍｉｎの条件で降温すること
によりｐ型クラッド層１１を成長させる（図３
（ｂ））。次に、スライド式溶液溜２１をさらに矢印の
方向にスライドさせ、第２溶液溜２３内のｐ型活性層成
長用溶液２３ａをｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、
例えば８００℃から７９５℃までの降温でｐ型活性層１
２を成長させる（図３（ｃ））。次に、スライド式溶液
溜２１をさらに矢印の方向にスライドさせ、例えば７９
５℃から６５０℃までの降温でｎ型クラッド層１３を成
長させる（図３（ｄ））。その後、スライド式溶液溜２
１をさらに矢印の方向にスライドさせて成長工程を終了
する（図３（ｅ））。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の液
相エピタキシャル成長法は、成長層の数だけ成長用溶液
を用意しなければならないので、溶液コストが大きくな
るという問題があった。また、この方法を例えばスライ
ド式成長法に適用した場合には、複数層の成長層用にそ
れぞれ対応した溶液をスライド式溶液溜に用意して成長
を行う必要があるので、スライド式溶液溜の操作ストロ
ークが長くなり、作業領域が大きくなるという問題があ
った。
相エピタキシャル成長法は、成長層の数だけ成長用溶液
を用意しなければならないので、溶液コストが大きくな
るという問題があった。また、この方法を例えばスライ
ド式成長法に適用した場合には、複数層の成長層用にそ
れぞれ対応した溶液をスライド式溶液溜に用意して成長
を行う必要があるので、スライド式溶液溜の操作ストロ
ークが長くなり、作業領域が大きくなるという問題があ
った。
【０００８】従って本発明は、成長工程において必要な
溶液が少なくて済む液相エピタキシャル成長法及びこの
方法に使用する液相エピタキシャル成長装置を提供する
ことを目的とする。
溶液が少なくて済む液相エピタキシャル成長法及びこの
方法に使用する液相エピタキシャル成長装置を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の液相エピタキシ
ャル成長法は次の工程を含むようにしたものである。 （ａ）半導体基板上に第１のエピタキシャル成長用溶液
を配置して第１のエピタキシャル成長を行う工程 （ｂ）前記（ａ）工程を行った後に、前記半導体基板上
に第２のエピタキシャル成長用溶液を配置して第２のエ
ピタキシャル成長を行う工程 （ｃ）前記第１のエピタキシャル成長用溶液に添加成分
を添加して第３のエピタキシャル成長用溶液を得る工程 （ｄ）前記（ｂ）工程を行った後に、前記（ｃ）工程で
得られた第３のエピタキシャル成長用溶液を前記半導体
基板上に配置して第３のエピタキシャル成長を行う工程
ャル成長法は次の工程を含むようにしたものである。 （ａ）半導体基板上に第１のエピタキシャル成長用溶液
を配置して第１のエピタキシャル成長を行う工程 （ｂ）前記（ａ）工程を行った後に、前記半導体基板上
に第２のエピタキシャル成長用溶液を配置して第２のエ
ピタキシャル成長を行う工程 （ｃ）前記第１のエピタキシャル成長用溶液に添加成分
を添加して第３のエピタキシャル成長用溶液を得る工程 （ｄ）前記（ｂ）工程を行った後に、前記（ｃ）工程で
得られた第３のエピタキシャル成長用溶液を前記半導体
基板上に配置して第３のエピタキシャル成長を行う工程
【００１０】なお、前記（ｂ）工程と前記（ｃ）工程
は、同時に行うようにしてもよい。また、前記（ｃ）工
程において前記第１のエピタキシャル成長用溶液に添加
する添加成分としては、例えば固体不純物や、前記第１
のエピタキシャル成長用溶液と同一成分の溶液に不純物
を添加した溶液が挙げられる。前記（ｃ）工程で得られ
た溶液を用い、前記（ｄ）工程によりエピタキシャル成
長を行うと、前記（ａ）工程により成長させたエピタキ
シャル成長層とは異なる電気特性を有するエピタキシャ
ル成長層が得られる。
は、同時に行うようにしてもよい。また、前記（ｃ）工
程において前記第１のエピタキシャル成長用溶液に添加
する添加成分としては、例えば固体不純物や、前記第１
のエピタキシャル成長用溶液と同一成分の溶液に不純物
を添加した溶液が挙げられる。前記（ｃ）工程で得られ
た溶液を用い、前記（ｄ）工程によりエピタキシャル成
長を行うと、前記（ａ）工程により成長させたエピタキ
シャル成長層とは異なる電気特性を有するエピタキシャ
ル成長層が得られる。
【００１１】また、前記（ａ）工程により成長させた第
１のエピタキシャル成長層と、前記（ｂ）工程により成
長させた第２のエピタキシャル成長層と、前記（ｄ）工
程により成長させた第３のエピタキシャル成長層とによ
り、ダブルヘテロ構造を形成するようにしてもよく、そ
の際、前記第１のエピタキシャル成長層のキャリア濃度
の調整を前記半導体基板からの不純物の拡散により行う
ようにしてもよい。この場合、第１のエピタキシャル成
長層のキャリア濃度は、第２のエピタキシャル成長層と
の接合部近傍において５×１０16ｃｍ-3以下とすること
もできる。
１のエピタキシャル成長層と、前記（ｂ）工程により成
長させた第２のエピタキシャル成長層と、前記（ｄ）工
程により成長させた第３のエピタキシャル成長層とによ
り、ダブルヘテロ構造を形成するようにしてもよく、そ
の際、前記第１のエピタキシャル成長層のキャリア濃度
の調整を前記半導体基板からの不純物の拡散により行う
ようにしてもよい。この場合、第１のエピタキシャル成
長層のキャリア濃度は、第２のエピタキシャル成長層と
の接合部近傍において５×１０16ｃｍ-3以下とすること
もできる。
【００１２】一方、上記成長法に使用する本発明の液相
エピタキシャル成長装置は、上面上に半導体基板を保持
するボート本体と、前記ボート本体の前記上面上を摺動
し、内部に収容するエピタキシャル成長用溶液が前記ボ
ート本体の前記上面を浸漬するように形成された溶液溜
を少なくとも１個備えたスライド式溶液溜と、前記スラ
イド式溶液溜のいずれかの溶液溜に収容されたエピタキ
シャル成長用溶液に添加する添加成分を収容し、前記ス
ライド式溶液溜を摺動して所定の位置に移動させること
により前記添加成分が前記エピタキシャル成長用溶液に
添加されるように形成された添加成分収容部とを備えて
いる。
エピタキシャル成長装置は、上面上に半導体基板を保持
するボート本体と、前記ボート本体の前記上面上を摺動
し、内部に収容するエピタキシャル成長用溶液が前記ボ
ート本体の前記上面を浸漬するように形成された溶液溜
を少なくとも１個備えたスライド式溶液溜と、前記スラ
イド式溶液溜のいずれかの溶液溜に収容されたエピタキ
シャル成長用溶液に添加する添加成分を収容し、前記ス
ライド式溶液溜を摺動して所定の位置に移動させること
により前記添加成分が前記エピタキシャル成長用溶液に
添加されるように形成された添加成分収容部とを備えて
いる。
【００１３】上記装置において、前記添加成分収容部
は、例えば前記いずれかの溶液溜の上方に位置し、前記
溶液溜が添加成分収容部の直下に移動したときに添加成
分が前記溶液溜内に落下して溶液に添加されるように形
成されている。また、前記スライド式溶液溜は少なくと
も２個の溶液溜を備え、いずれかの溶液溜が前記半導体
基板上にあるときに、他のいずれかの溶液溜に前記添加
成分収容部から添加成分が添加されるようにしてもよ
い。
は、例えば前記いずれかの溶液溜の上方に位置し、前記
溶液溜が添加成分収容部の直下に移動したときに添加成
分が前記溶液溜内に落下して溶液に添加されるように形
成されている。また、前記スライド式溶液溜は少なくと
も２個の溶液溜を備え、いずれかの溶液溜が前記半導体
基板上にあるときに、他のいずれかの溶液溜に前記添加
成分収容部から添加成分が添加されるようにしてもよ
い。
【００１４】
【作用】本発明においては、半導体基板上に第１のエピ
タキシャル成長用溶液を配置して第１のエピタキシャル
成長を行った後、前記第１のエピタキシャル成長用溶液
に添加成分を添加して第３のエピタキシャル成長用溶液
として第３のエピタキシャル成長を行うので、例えば３
層のエピタキシャル成長層を形成するには２種類の成長
用溶液及び１種類の添加成分を用意すれば済み、工程数
も減少する。また、例えばスライド式成長法に適用した
場合には、３層のエピタキシャル成長層を得る場合で
も、スライド式溶液溜の移動距離は、２種類の溶液を相
互に半導体基板上に配置させるたけの距離で済むことと
なる。
タキシャル成長用溶液を配置して第１のエピタキシャル
成長を行った後、前記第１のエピタキシャル成長用溶液
に添加成分を添加して第３のエピタキシャル成長用溶液
として第３のエピタキシャル成長を行うので、例えば３
層のエピタキシャル成長層を形成するには２種類の成長
用溶液及び１種類の添加成分を用意すれば済み、工程数
も減少する。また、例えばスライド式成長法に適用した
場合には、３層のエピタキシャル成長層を得る場合で
も、スライド式溶液溜の移動距離は、２種類の溶液を相
互に半導体基板上に配置させるたけの距離で済むことと
なる。
【００１５】例えば、図２に示した３層構造の発光素子
においては、ｐ型及びｎ型クラッド層１１及び１３はド
ープする不純物以外は共通の成分を有するので、共通の
成長用溶液を用いることができる。この場合、第１のエ
ピタキシャル成長用溶液としては不純物を添加しないＧ
ａ0.25Ａｌ0.75Ａｓの溶融液を用い、この溶液によりｐ
型ＧａＡｓ基板１０上においてｐ型クラッド層１１の成
長を行う。そして、ｐ型活性層１２の成長後、第１のエ
ピタキシャル成長用溶液にＴｅを添加して第３のエピタ
キシャル成長用溶液を得てｎ型クラッド層１３の成長を
行う。なお、ｐ型クラッド層１１へのｐ型不純物として
のＺｎの添加は、高濃度のＺｎが添加されているｐ型Ｇ
ａＡｓ基板１０からの拡散により行うことができるので
問題はない。
においては、ｐ型及びｎ型クラッド層１１及び１３はド
ープする不純物以外は共通の成分を有するので、共通の
成長用溶液を用いることができる。この場合、第１のエ
ピタキシャル成長用溶液としては不純物を添加しないＧ
ａ0.25Ａｌ0.75Ａｓの溶融液を用い、この溶液によりｐ
型ＧａＡｓ基板１０上においてｐ型クラッド層１１の成
長を行う。そして、ｐ型活性層１２の成長後、第１のエ
ピタキシャル成長用溶液にＴｅを添加して第３のエピタ
キシャル成長用溶液を得てｎ型クラッド層１３の成長を
行う。なお、ｐ型クラッド層１１へのｐ型不純物として
のＺｎの添加は、高濃度のＺｎが添加されているｐ型Ｇ
ａＡｓ基板１０からの拡散により行うことができるので
問題はない。
【００１６】次に、上記成長法を本発明の液相エピタキ
シャル成長装置を用いて行う場合においては、スライド
式溶液溜をスライドさせて１の溶液溜を半導体基板上に
配置して成長を行った後、スライド式溶液溜をさらにス
ライドさせて所定の位置に移動させ、添加成分収容部に
収容された添加成分が前記溶液溜内のエピタキシャル成
長用溶液に添加されることにより、他の成長用の溶液と
して使用することができるようになる。従って、同一の
溶液溜を用いて複数回の成長を行うことができるので、
スライド式溶液溜に備える溶液溜の数は成長層の数より
も少なくて済み、その分だけスライド式溶液溜の移動距
離が短くて済む。
シャル成長装置を用いて行う場合においては、スライド
式溶液溜をスライドさせて１の溶液溜を半導体基板上に
配置して成長を行った後、スライド式溶液溜をさらにス
ライドさせて所定の位置に移動させ、添加成分収容部に
収容された添加成分が前記溶液溜内のエピタキシャル成
長用溶液に添加されることにより、他の成長用の溶液と
して使用することができるようになる。従って、同一の
溶液溜を用いて複数回の成長を行うことができるので、
スライド式溶液溜に備える溶液溜の数は成長層の数より
も少なくて済み、その分だけスライド式溶液溜の移動距
離が短くて済む。
【００１７】上記装置において、前記添加成分収容部を
前記いずれかの溶液溜の上方に位置し、前記溶液溜が添
加成分収容部の直下に移動したときに添加成分が前記溶
液溜内に落下して溶液に添加されるように形成した場合
には、スライド式溶液溜を所定の位置に移動させるだけ
で自動的に添加成分が添加されることになる。
前記いずれかの溶液溜の上方に位置し、前記溶液溜が添
加成分収容部の直下に移動したときに添加成分が前記溶
液溜内に落下して溶液に添加されるように形成した場合
には、スライド式溶液溜を所定の位置に移動させるだけ
で自動的に添加成分が添加されることになる。
【００１８】また、スライド式溶液溜が少なくとも２個
の溶液溜を備え、いずれかの溶液溜が前記半導体基板上
にあるときに、他のいずれかの溶液溜に前記添加成分収
容部から添加成分が添加されるようにした場合には、１
の成長用溶液による成長工程と他の成長用溶液に添加成
分を添加する工程とが同時に行われることとなる。
の溶液溜を備え、いずれかの溶液溜が前記半導体基板上
にあるときに、他のいずれかの溶液溜に前記添加成分収
容部から添加成分が添加されるようにした場合には、１
の成長用溶液による成長工程と他の成長用溶液に添加成
分を添加する工程とが同時に行われることとなる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について、スライド式
成長法及び装置に適用した場合を例にとり、添付図面を
参照しながら説明する。なお、本実施例においては、図
２に示した発光素子の３層構造を形成する場合を例に採
って説明する。図１は、本発明の液相エピタキシャル成
長法の一例を示す工程図である。図に示したスライド式
液相エピタキシャル成長装置において、ｐ型ＧａＡｓ基
板１０は、上面がボート本体３０の上面と同一面となる
ように固定される。ボート本体３０上を操作棒３５によ
りスライドするスライド式溶液溜３１には、クラッド層
成長用溶液３２ａが収容された第１溶液溜３２及びｐ型
活性層成長用溶液３３ａが収容された第２溶液溜３３が
設けてある。また、スライド式溶液溜３１上方のボート
本体３０の所定の位置には、ｎ型クラッド層成長用調整
液３４ａが収容された第３溶液溜３４が設けてある。こ
の第３溶液溜３４の位置は、第２溶液溜３３がｐ型Ｇａ
Ａｓ基板１０上にあるとときに、第１溶液溜３２が直下
にあるような位置である。なお、各溶液溜には底が設け
てないのは図３の場合と同様である。
成長法及び装置に適用した場合を例にとり、添付図面を
参照しながら説明する。なお、本実施例においては、図
２に示した発光素子の３層構造を形成する場合を例に採
って説明する。図１は、本発明の液相エピタキシャル成
長法の一例を示す工程図である。図に示したスライド式
液相エピタキシャル成長装置において、ｐ型ＧａＡｓ基
板１０は、上面がボート本体３０の上面と同一面となる
ように固定される。ボート本体３０上を操作棒３５によ
りスライドするスライド式溶液溜３１には、クラッド層
成長用溶液３２ａが収容された第１溶液溜３２及びｐ型
活性層成長用溶液３３ａが収容された第２溶液溜３３が
設けてある。また、スライド式溶液溜３１上方のボート
本体３０の所定の位置には、ｎ型クラッド層成長用調整
液３４ａが収容された第３溶液溜３４が設けてある。こ
の第３溶液溜３４の位置は、第２溶液溜３３がｐ型Ｇａ
Ａｓ基板１０上にあるとときに、第１溶液溜３２が直下
にあるような位置である。なお、各溶液溜には底が設け
てないのは図３の場合と同様である。
【００２０】クラッド層成長用溶液３２ａは、Ｇａ0.25
Ａｌ0.75Ａｓを溶融させたものであるが、この溶液には
不純物は添加されていない。また、ｐ型活性層成長用溶
液３３ａは、Ｇａ0.62Ａｌ0.38Ａｓの溶融液にＺｎを不
純物として添加したものである。一方、ｎ型クラッド層
成長用調整液３４ａは、後にクラッド層成長用溶液３２
ａに添加されてｎ型クラッド層成長用溶液３６ａを得る
ためのものであり、Ｇａ0.25Ａｌ0.75Ａｓの溶融液に不
純物としてＴｅが添加されたものを使用する。この調整
液の代わりに固体Ｔｅを使用してもよい。
Ａｌ0.75Ａｓを溶融させたものであるが、この溶液には
不純物は添加されていない。また、ｐ型活性層成長用溶
液３３ａは、Ｇａ0.62Ａｌ0.38Ａｓの溶融液にＺｎを不
純物として添加したものである。一方、ｎ型クラッド層
成長用調整液３４ａは、後にクラッド層成長用溶液３２
ａに添加されてｎ型クラッド層成長用溶液３６ａを得る
ためのものであり、Ｇａ0.25Ａｌ0.75Ａｓの溶融液に不
純物としてＴｅが添加されたものを使用する。この調整
液の代わりに固体Ｔｅを使用してもよい。
【００２１】次に、上記装置を用いて成長を行う工程に
ついて説明する。まず、スライド式溶液溜３１を、図１
（ａ）の位置から矢印の方向にスライドさせ、クラッド
層成長用溶液３２ａが収容された第１溶液溜３２をｐ型
ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９００℃から８
００℃まで１℃／ｍｉｎの条件で降温することによりｐ
型クラッド層１１を成長させる（図１（ｂ））。次に、
スライド式溶液溜３１をさらに矢印の方向にスライドさ
せ、ｐ型活性層成長用溶液３３ａが収容された第２溶液
溜３３をｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば８
００℃から７９５℃までの降温でｐ型活性層１２を成長
させる（図１（ｃ））。このとき同時に、第１溶液溜３
２が第３溶液溜３４の直下にセットされ、ｎ型クラッド
層成長用調整液３４ａがクラッド層成長用溶液３２ａに
添加されてｎ型クラッド層成長用溶液３６ａが得られ
る。そして、ｐ型活性層１２の成長後、スライド式溶液
溜３１を今度は逆方向にスライドさせ、ｎ型クラッド層
成長用溶液３６ａが収容された第１溶液溜３２を再びｐ
型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば７９５℃から
６５０℃までの降温でｎ型クラッド層１３を成長させる
（図１（ｄ））。この後、スライド式溶液溜３１をさら
に矢印の方向に移動させ、成長工程を終了する（図１
（ｅ））。このようにして３層ダブルヘテロ構造がｐ型
ＧａＡｓ基板１０上に形成される。
ついて説明する。まず、スライド式溶液溜３１を、図１
（ａ）の位置から矢印の方向にスライドさせ、クラッド
層成長用溶液３２ａが収容された第１溶液溜３２をｐ型
ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば９００℃から８
００℃まで１℃／ｍｉｎの条件で降温することによりｐ
型クラッド層１１を成長させる（図１（ｂ））。次に、
スライド式溶液溜３１をさらに矢印の方向にスライドさ
せ、ｐ型活性層成長用溶液３３ａが収容された第２溶液
溜３３をｐ型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば８
００℃から７９５℃までの降温でｐ型活性層１２を成長
させる（図１（ｃ））。このとき同時に、第１溶液溜３
２が第３溶液溜３４の直下にセットされ、ｎ型クラッド
層成長用調整液３４ａがクラッド層成長用溶液３２ａに
添加されてｎ型クラッド層成長用溶液３６ａが得られ
る。そして、ｐ型活性層１２の成長後、スライド式溶液
溜３１を今度は逆方向にスライドさせ、ｎ型クラッド層
成長用溶液３６ａが収容された第１溶液溜３２を再びｐ
型ＧａＡｓ基板１０上にセットし、例えば７９５℃から
６５０℃までの降温でｎ型クラッド層１３を成長させる
（図１（ｄ））。この後、スライド式溶液溜３１をさら
に矢印の方向に移動させ、成長工程を終了する（図１
（ｅ））。このようにして３層ダブルヘテロ構造がｐ型
ＧａＡｓ基板１０上に形成される。
【００２２】なお、クラッド層成長用溶液３２ａには、
ｐ型不純物であるＺｎが全く添加されていないか又は極
わずかしか添加されていないので、この溶液を用いて成
長させたクラッド層は当初は不純物がほとんど添加され
ていないことになる。しかし、その後の熱処理により、
ｐ型ＧａＡｓ基板１０に添加されている高濃度のＺｎが
クラッド層側に拡散し、いわゆるオートドーピングが行
われる。この結果、前記クラッド層は所定の濃度プロフ
ァイルを有するｐ型クラッド層１１となる。
ｐ型不純物であるＺｎが全く添加されていないか又は極
わずかしか添加されていないので、この溶液を用いて成
長させたクラッド層は当初は不純物がほとんど添加され
ていないことになる。しかし、その後の熱処理により、
ｐ型ＧａＡｓ基板１０に添加されている高濃度のＺｎが
クラッド層側に拡散し、いわゆるオートドーピングが行
われる。この結果、前記クラッド層は所定の濃度プロフ
ァイルを有するｐ型クラッド層１１となる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、半導
体基板上に第１のエピタキシャル成長用溶液を配置して
第１のエピタキシャル成長を行った後、前記第１のエピ
タキシャル成長用溶液に添加成分を添加して第３のエピ
タキシャル成長用溶液として第３のエピタキシャル成長
を行うので、例えば３層のエピタキシャル成長層を形成
するには２種類の成長用溶液及び１種類の添加成分を用
意すれば済み、工程数も減少する。また、３層のエピタ
キシャル成長層を得る場合でも、スライド式成長装置に
適用した場合のスライド式溶液溜の移動距離は、２種類
の溶液を相互に半導体基板上に配置させるだけの距離で
済むこととなる。従って、液相エピタキシャル成長層の
形成工程において作業領域が比較的狭くて済み、かつ、
必要な溶液が少なく、コストの削減にも寄与する。
体基板上に第１のエピタキシャル成長用溶液を配置して
第１のエピタキシャル成長を行った後、前記第１のエピ
タキシャル成長用溶液に添加成分を添加して第３のエピ
タキシャル成長用溶液として第３のエピタキシャル成長
を行うので、例えば３層のエピタキシャル成長層を形成
するには２種類の成長用溶液及び１種類の添加成分を用
意すれば済み、工程数も減少する。また、３層のエピタ
キシャル成長層を得る場合でも、スライド式成長装置に
適用した場合のスライド式溶液溜の移動距離は、２種類
の溶液を相互に半導体基板上に配置させるだけの距離で
済むこととなる。従って、液相エピタキシャル成長層の
形成工程において作業領域が比較的狭くて済み、かつ、
必要な溶液が少なく、コストの削減にも寄与する。
【図１】本発明の液相エピタキシャル成長法の一実施例
を示す工程図である。
を示す工程図である。
【図２】３層のエピタキシャル成長層を有する発光素子
の深さ方向の構造を示す断面図である。
の深さ方向の構造を示す断面図である。
【図３】従来の液相エピタキシャル成長法の一例を示す
工程図である。
工程図である。
１０ ｐ型ＧａＡｓ基板
１１ ｐ型クラッド層
１２ ｐ型活性層
１３ ｎ型クラッド層
２０，３０ ボート本体
２１，３１ スライド式溶液溜
２２，３２ 第１溶液溜
２２ａ ｐ型クラッド層成長用溶液
２３，３３ 第２溶液溜
２３ａ ｐ型活性層成長用溶液
２４，３４ 第３溶液溜
２４ａ ｎ型クラッド層成長用溶液
２５，３５ 操作棒
３２ａ クラッド層成長用溶液
３３ａ ｐ型活性層成長用溶液
３４ａ ｎ型クラッド層成長用調整液
３６ａ ｎ型クラッド層成長用溶液
Claims (10)
- 【請求項１】 次の工程を含む液相エピタキシャル成長
法。 （ａ）半導体基板上に第１のエピタキシャル成長用溶液
を配置して第１のエピタキシャル成長を行う工程 （ｂ）前記（ａ）工程を行った後に、前記半導体基板上
に第２のエピタキシャル成長用溶液を配置して第２のエ
ピタキシャル成長を行う工程 （ｃ）前記第１のエピタキシャル成長用溶液に添加成分
を添加して第３のエピタキシャル成長用溶液を得る工程 （ｄ）前記（ｂ）工程を行った後に、前記（ｃ）工程で
得られた第３のエピタキシャル成長用溶液を前記半導体
基板上に配置して第３のエピタキシャル成長を行う工程 - 【請求項２】 前記（ｂ）工程と前記（ｃ）工程とが同
時に行われるものである請求項１に記載の液相エピタキ
シャル成長法。 - 【請求項３】 前記（ｃ）工程において前記第１のエピ
タキシャル成長用溶液に添加する添加成分は、固体不純
物、及び前記第１のエピタキシャル成長用溶液と同一成
分の溶液に新たに不純物を添加した溶液、のいずれかで
ある請求項１又は請求項２に記載の液相エピタキシャル
成長法。 - 【請求項４】 前記（ｄ）工程により成長させた第３の
エピタキシャル成長層は、前記（ａ）工程により成長さ
せた第１のエピタキシャル成長層とは異なる電気特性を
有するものである、請求項１ないし請求項３に記載の液
相エピタキシャル成長法。 - 【請求項５】 前記（ａ）工程により成長させた第１の
エピタキシャル成長層と、前記（ｂ）工程により成長さ
せた第２のエピタキシャル成長層と、前記（ｄ）工程に
より成長させた第３のエピタキシャル成長層とにより、
ダブルヘテロ構造を形成し、前記第１のエピタキシャル
成長層のキャリア濃度の調整を前記半導体基板からの不
純物の拡散により行うものである、請求項１ないし請求
項４に記載の液相エピタキシャル成長法。 - 【請求項６】 前記第１のエピタキシャル成長層は、前
記第２のエピタキシャル成長層との接合部近傍における
キャリア濃度が５×１０16ｃｍ-3以下である、請求項５
に記載の液相エピタキシャル成長法。 - 【請求項７】 前記（ａ）工程ないし（ｄ）工程により
成長させた第１ないし第３のエピタキシャル成長層がＧ
ａＡｌＡｓ化合物半導体から成る、請求項１ないし請求
項６に記載の液相エピタキシャル成長法。 - 【請求項８】 上面上に半導体基板を保持するボート本
体と、前記ボート本体の前記上面上を摺動し、エピタキ
シャル成長用溶液が前記ボート本体の前記上面を浸漬す
るように形成された溶液溜を少なくとも１個備えたスラ
イド式溶液溜と、前記スライド式溶液溜又はそのいずれ
かの溶液溜に収容されたエピタキシャル成長用溶液に添
加する添加成分を収容し、前記スライド式溶液溜を摺動
して所定の位置に移動させることにより前記添加成分が
前記エピタキシャル成長用溶液に添加されるように形成
された添加成分収容部とを備えた液相エピタキシャル成
長装置。 - 【請求項９】 前記添加成分収容部は、前記いずれかの
溶液溜の上方に位置し、前記溶液溜が添加成分収容部の
直下に移動したときに添加成分が前記溶液溜内に落下し
て溶液に添加されるように形成されている、請求項８に
記載の液相エピタキシャル成長装置。 - 【請求項１０】 前記スライド式溶液溜は少なくとも２
個の溶液溜を備え、いずれかの溶液溜が前記半導体基板
上にあるときに、他のいずれかの溶液溜に前記添加成分
収容部から添加成分が添加されるものである、請求項８
又は請求項９に記載の液相エピタキシャル成長装置。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185182A JP2543791B2 (ja) | 1991-06-30 | 1991-06-30 | 液相エピタキシャル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185182A JP2543791B2 (ja) | 1991-06-30 | 1991-06-30 | 液相エピタキシャル成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517282A true JPH0517282A (ja) | 1993-01-26 |
| JP2543791B2 JP2543791B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=16166281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3185182A Expired - Fee Related JP2543791B2 (ja) | 1991-06-30 | 1991-06-30 | 液相エピタキシャル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543791B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5125075A (en) * | 1974-08-27 | 1976-03-01 | Sharp Kk | Handotaisochi no seizosochi oyobi seizohoho |
| JPH02307889A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 液相エピタキシャル成長方法 |
-
1991
- 1991-06-30 JP JP3185182A patent/JP2543791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5125075A (en) * | 1974-08-27 | 1976-03-01 | Sharp Kk | Handotaisochi no seizosochi oyobi seizohoho |
| JPH02307889A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 液相エピタキシャル成長方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2543791B2 (ja) | 1996-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |