JPH05886A - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長方法Info
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- JPH05886A JPH05886A JP17309491A JP17309491A JPH05886A JP H05886 A JPH05886 A JP H05886A JP 17309491 A JP17309491 A JP 17309491A JP 17309491 A JP17309491 A JP 17309491A JP H05886 A JPH05886 A JP H05886A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エピタキシャル層の厚みの均一性を高める。
【構成】 スライドボート法による液相エピタキシャル
成長方法において、溶液ホルダーを一方向にスライド
し、原料溶液を基板上に位置させてエピタキシャル層を
成長させた後、同方向に溶液ホルダーをスライドさせて
原料溶液と基板を一旦分離し、その後溶液ホルダーを他
方向にスライドさせ、再び原料溶液を基板上に位置させ
てエピタキシャル層を成長させる。
成長方法において、溶液ホルダーを一方向にスライド
し、原料溶液を基板上に位置させてエピタキシャル層を
成長させた後、同方向に溶液ホルダーをスライドさせて
原料溶液と基板を一旦分離し、その後溶液ホルダーを他
方向にスライドさせ、再び原料溶液を基板上に位置させ
てエピタキシャル層を成長させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡ
ｓ、ＩｎＰ等の化合物薄膜の液相エピタキシャル成長方
法に関するものである。
ｓ、ＩｎＰ等の化合物薄膜の液相エピタキシャル成長方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体のエピタキシー技術の一つ
としてスライドボート法と呼ばれる方法が知られてい
る。この一般的な例としては、図３に示すような基板２
２をセットした基板ホルダー２１及びこのホルダー上を
スライドでき、原料溶液２４を貯える溶液ホルダー２３
からなる装置を用い、原料溶液２４が基板２２に接しな
い状態で（工程１）装置全体の温度を上げた後、所定の
速度で降温しながら一定温度になったとき操作棒２５を
介して溶液ホルダー２３をスライドし、原料溶液２４を
基板上に位置させて（工程２）エピタキシャル層を成長
させ、その後基板２２と原料溶液２３を分離して（工程
３）冷却するというものである。
としてスライドボート法と呼ばれる方法が知られてい
る。この一般的な例としては、図３に示すような基板２
２をセットした基板ホルダー２１及びこのホルダー上を
スライドでき、原料溶液２４を貯える溶液ホルダー２３
からなる装置を用い、原料溶液２４が基板２２に接しな
い状態で（工程１）装置全体の温度を上げた後、所定の
速度で降温しながら一定温度になったとき操作棒２５を
介して溶液ホルダー２３をスライドし、原料溶液２４を
基板上に位置させて（工程２）エピタキシャル層を成長
させ、その後基板２２と原料溶液２３を分離して（工程
３）冷却するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来例で
は形成されたエピタキシャル層の厚さが、原料溶液のス
ライド方向に不均一になり易い。これは、主にエピタキ
シャル層の成長開始に伴い原料溶液中の溶質濃度に不均
一な分布が起こるためで、原料溶液がスライドしてきて
先ず基板に接触する側（図３の基板右側）の方が厚く、
原料溶液を基板から分離する際最後まで原料溶液に接触
している側（図３の基板左側）が薄くなり易い。このた
め形成されたエピタキシャル層は図４に示すような傾斜
分布する不均一な厚みのものとなってしまう。又、この
特徴は原料溶液の過飽和度が高いほど顕著に起こる。
は形成されたエピタキシャル層の厚さが、原料溶液のス
ライド方向に不均一になり易い。これは、主にエピタキ
シャル層の成長開始に伴い原料溶液中の溶質濃度に不均
一な分布が起こるためで、原料溶液がスライドしてきて
先ず基板に接触する側（図３の基板右側）の方が厚く、
原料溶液を基板から分離する際最後まで原料溶液に接触
している側（図３の基板左側）が薄くなり易い。このた
め形成されたエピタキシャル層は図４に示すような傾斜
分布する不均一な厚みのものとなってしまう。又、この
特徴は原料溶液の過飽和度が高いほど顕著に起こる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の事情に鑑
みてなされたもので、スライドボート法による液相エピ
タキシャル成長方法において、溶液ホルダーを一方向に
スライドし、原料溶液を基板上に位置させてエピタキシ
ャル層を成長させた後、同方向に溶液ホルダーをスライ
ドさせて原料溶液と基板を一旦分離し、その後溶液ホル
ダーを他方向にスライドさせ再び原料溶液を基板上に位
置させてエピタキシャル層を成長させることを特徴とす
るものである。
みてなされたもので、スライドボート法による液相エピ
タキシャル成長方法において、溶液ホルダーを一方向に
スライドし、原料溶液を基板上に位置させてエピタキシ
ャル層を成長させた後、同方向に溶液ホルダーをスライ
ドさせて原料溶液と基板を一旦分離し、その後溶液ホル
ダーを他方向にスライドさせ再び原料溶液を基板上に位
置させてエピタキシャル層を成長させることを特徴とす
るものである。
【０００５】図１を用いて本発明をより具体的に説明す
る。同図は本発明方法に用いるスライドボートを示すも
ので、１は上面に基板２をセットできる基板ホルダーで
ある。その上部には、操作棒５を介して水平方向にスラ
イドしうる溶液ホルダー３が設けられ、原料溶液４が貯
えられている。このようなスライドボートは、基板２と
原料溶液４が接触しない状態（工程１）で反応管（図示
していない）の中に挿入され、高純度の水素を流しなが
ら所定の温度まで昇温される。このような状態を数時間
維持して原料溶液４の純化を行った後、一定の速度で降
温し、所定の温度になった時点で操作棒５を介して基板
上に原料溶液４が位置するように溶液ホルダー３を図１
の左側へスライドさせ、降温することでエピタキシャル
層を成長させる（工程２）。上記の成長が終わった後、
溶液ホルダー３をさらに左側へスライドさせ、一旦基板
２と原料溶液４の分離（工程３）を行う（第一成長）。
る。同図は本発明方法に用いるスライドボートを示すも
ので、１は上面に基板２をセットできる基板ホルダーで
ある。その上部には、操作棒５を介して水平方向にスラ
イドしうる溶液ホルダー３が設けられ、原料溶液４が貯
えられている。このようなスライドボートは、基板２と
原料溶液４が接触しない状態（工程１）で反応管（図示
していない）の中に挿入され、高純度の水素を流しなが
ら所定の温度まで昇温される。このような状態を数時間
維持して原料溶液４の純化を行った後、一定の速度で降
温し、所定の温度になった時点で操作棒５を介して基板
上に原料溶液４が位置するように溶液ホルダー３を図１
の左側へスライドさせ、降温することでエピタキシャル
層を成長させる（工程２）。上記の成長が終わった後、
溶液ホルダー３をさらに左側へスライドさせ、一旦基板
２と原料溶液４の分離（工程３）を行う（第一成長）。
【０００６】次に、今度は溶液ホルダー３を右側へスラ
イドさせ、再び基板２と原料溶液４が接触する状態に保
ち（工程４）、先程成長させたエピタキシャル層の上に
重ねてエピタキシャル層を成長させる。そして最後に、
さらに右側へ溶液ホルダー３をスライドさせ、基板２と
原料溶液４の分離を行い（工程５）、成長を終了する
（第二成長）。
イドさせ、再び基板２と原料溶液４が接触する状態に保
ち（工程４）、先程成長させたエピタキシャル層の上に
重ねてエピタキシャル層を成長させる。そして最後に、
さらに右側へ溶液ホルダー３をスライドさせ、基板２と
原料溶液４の分離を行い（工程５）、成長を終了する
（第二成長）。
【０００７】
【作用】前記のように一方向のスライドにより第一成長
を行った後、逆方向のスライドにより第二成長を行い、
各成長層を積層させることで、第一成長におけるエピタ
キシャル層の厚みの傾斜分布を第二成長におけるエピタ
キシャル層でほぼ相殺し、全体として均一な厚みのエピ
タキシャル層を得ることができる。図２に第一成長後、
第二成長後の各エピタキシャル層の状態を成長前の状態
と比較して示す。
を行った後、逆方向のスライドにより第二成長を行い、
各成長層を積層させることで、第一成長におけるエピタ
キシャル層の厚みの傾斜分布を第二成長におけるエピタ
キシャル層でほぼ相殺し、全体として均一な厚みのエピ
タキシャル層を得ることができる。図２に第一成長後、
第二成長後の各エピタキシャル層の状態を成長前の状態
と比較して示す。
【０００８】以上説明した例では、基板ホルダーを固定
し、溶液ホルダーをスライドするタイプの装置に関して
述べたが、逆に基板ホルダーをスライドさせ、溶液ホル
ダーを固定するタイプの装置においても本発明方法を用
いることができることはいうまでもなく、要は、相対的
にみて基板上を原料溶液が往復し、第一成長及び第二成
長を行うことができればよい。
し、溶液ホルダーをスライドするタイプの装置に関して
述べたが、逆に基板ホルダーをスライドさせ、溶液ホル
ダーを固定するタイプの装置においても本発明方法を用
いることができることはいうまでもなく、要は、相対的
にみて基板上を原料溶液が往復し、第一成長及び第二成
長を行うことができればよい。
【０００９】
【実施例】図１に示した装置を用いて本発明方法により
実際にエピタキシャル成長を行ってみた。
実際にエピタキシャル成長を行ってみた。
【００１０】ＧａＡｓの基板を用い、溶液ホルダーに
はＧａ１００ｇ、ＧａＡｓ原料結晶８．７ｇを投入し
て、スライドボート全体を反応管中に入れ、水素気流中
９００℃で６時間保持して原料溶液の純化を行った。
はＧａ１００ｇ、ＧａＡｓ原料結晶８．７ｇを投入し
て、スライドボート全体を反応管中に入れ、水素気流中
９００℃で６時間保持して原料溶液の純化を行った。
【００１１】その後、８６０℃まで徐冷してから０．
１℃／分の速度で降温し、８５０℃になった時点で溶液
ホルダーを一方向にスライドして基板に原料溶液を接触
させた。この状態を１０秒保持してエピタキシャル成長
を行い（第一成長）、その後基板と原料溶液を分離し
た。
１℃／分の速度で降温し、８５０℃になった時点で溶液
ホルダーを一方向にスライドして基板に原料溶液を接触
させた。この状態を１０秒保持してエピタキシャル成長
を行い（第一成長）、その後基板と原料溶液を分離し
た。
【００１２】さらに２分後、今度は溶液ホルダーを他
方向にスライドし、再び原料溶液を基板に接触させて成
長を開始し（第二成長）、１０秒後に原料溶液と基板を
分離して成長を終了した。
方向にスライドし、再び原料溶液を基板に接触させて成
長を開始し（第二成長）、１０秒後に原料溶液と基板を
分離して成長を終了した。
【００１３】比較例として図３に示す従来方法で本実
施例の成長層と同様の厚みのエピタキシャル層を成長さ
せ、厚み分布を比較した。
施例の成長層と同様の厚みのエピタキシャル層を成長さ
せ、厚み分布を比較した。
【００１４】その結果、従来例による成長層の厚み分布
が１±０．３１μｍであったのに対し、本発明方法によ
る成長層の厚み分布は１±０．１２μｍであり、均一性
の高いエピタキシャル層が形成できることが確認され
た。
が１±０．３１μｍであったのに対し、本発明方法によ
る成長層の厚み分布は１±０．１２μｍであり、均一性
の高いエピタキシャル層が形成できることが確認され
た。
【００１５】ところで、既に述べたように成長開始にと
もない溶質濃度の分布に不均一が起こるが、成長させる
膜厚が厚い場合、図１工程２の状態での成長時間をより
長くするため、この間に溶質が溶液中に拡散して溶質濃
度が均一になって行く。従って、エピタキシャル層の厚
み分布の不均一も改善される方向に成長することにな
る。
もない溶質濃度の分布に不均一が起こるが、成長させる
膜厚が厚い場合、図１工程２の状態での成長時間をより
長くするため、この間に溶質が溶液中に拡散して溶質濃
度が均一になって行く。従って、エピタキシャル層の厚
み分布の不均一も改善される方向に成長することにな
る。
【００１６】一方、成長させる膜厚が薄い場合、前記の
溶質濃度を均一化させるほど成長時間が長くないので、
膜厚の厚み分布の不均一性はより大きい。従って、本発
明方法により膜成長を行えば、成長させる膜厚が薄いほ
ど厚みを均一化する効果が顕著であると言える。
溶質濃度を均一化させるほど成長時間が長くないので、
膜厚の厚み分布の不均一性はより大きい。従って、本発
明方法により膜成長を行えば、成長させる膜厚が薄いほ
ど厚みを均一化する効果が顕著であると言える。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、第一成長と第二成長の各成長層の厚み分布が互いに
相殺されることとなるため、均一性の高い厚みのエピタ
キシャル層を形成することができる。特に、この厚みの
均一化の効果はエピタキシャル層が薄いほど顕著であ
る。
ば、第一成長と第二成長の各成長層の厚み分布が互いに
相殺されることとなるため、均一性の高い厚みのエピタ
キシャル層を形成することができる。特に、この厚みの
均一化の効果はエピタキシャル層が薄いほど顕著であ
る。
【図１】本発明方法の説明図である。
【図２】本発明方法によるエピタキシャル層の成長状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】従来法を示す説明図である。
【図４】従来法によるエピタキシャル層の断面図であ
る。
る。
１、２１ 基板ホルダー ２、１２、２２、３２ 基板 ３、２３ 溶液ホルダー ４、２４ 原料溶液 ５、２５ 操作棒 ６、１６エピタキシャル層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 スライドボート法による液相エピタキシ
ャル成長方法において、溶液ホルダーを一方向にスライ
ドし、原料溶液を基板上に位置させてエピタキシャル層
を成長させた後、同方向に溶液ホルダーをスライドさせ
て原料溶液と基板を一旦分離し、その後溶液ホルダーを
他方向にスライドさせ再び原料溶液を基板上に位置させ
てエピタキシャル層を成長させることを特徴とする液相
エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17309491A JPH05886A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17309491A JPH05886A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05886A true JPH05886A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15954084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17309491A Pending JPH05886A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05886A (ja) |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP17309491A patent/JPH05886A/ja active Pending
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