JPS59102897A - 液相成長装置 - Google Patents
液相成長装置Info
- Publication number
- JPS59102897A JPS59102897A JP20905382A JP20905382A JPS59102897A JP S59102897 A JPS59102897 A JP S59102897A JP 20905382 A JP20905382 A JP 20905382A JP 20905382 A JP20905382 A JP 20905382A JP S59102897 A JPS59102897 A JP S59102897A
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- Japan
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- substrate
- furnace
- solution
- opening
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-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
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
- C30B19/063—Sliding boat 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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は特にＧａＰ成長層内の結晶欠陥を大幅に減少
させるようにした液相成長装置に関する。
させるようにした液相成長装置に関する。
周知の如く、ＧａＰ緑色発光ダイオード（以下、ＧａＰ
緑色ＬＥＤという）の製造には、１回の液相エピタキシ
ャル結晶成長によって導電型るるいは組成比の異なる２
層以上の成長層を連続して液相成長させる方法が採用さ
れている。従来、かかる場合第１図（ａ） ＃ （ｂ）
に示すデートが用いられている。図中、１は石英製の収
納部材を示し、その底部にはＧａＰ基板２．２が載置し
である。
緑色ＬＥＤという）の製造には、１回の液相エピタキシ
ャル結晶成長によって導電型るるいは組成比の異なる２
層以上の成長層を連続して液相成長させる方法が採用さ
れている。従来、かかる場合第１図（ａ） ＃ （ｂ）
に示すデートが用いられている。図中、１は石英製の収
納部材を示し、その底部にはＧａＰ基板２．２が載置し
である。
前記収納部材１の上部開口には第２図に示す如く、穴径
ｌ鱈φ＋４ｍピッチの複数の開孔部３・・・を有する石
英大蓋４（開口率４％）が設けられている。この石英大
蓋４上には、スライド自在に設置され、底部に注出口５
＋？５２及び６、．６２を有し、内部に夫々Ｇａ−Ｇａ
Ｐ溶液を収容したＱａ−ＧａＰ溶液溜部材９，１０が両
サイドに平行して設けられている。なお、収納部材１゜
石英大蓋４ ＋ Ｇａ−ＧａＰ溶液部材９，１０等から
なるボートはヒータを具備した反応炉に設置されて使用
される。上記したゲートを用いて、ＧａＰ基板２，２に
Ｇａ−ＧａＰの液相成長を行なうには次のようにして行
なっていた。まず、主炉と補助炉からなる反応炉のうち
、主炉にＧａＰ基板２．２、及びＧａ−ＧａＰ溶液７，
８を収容した部材からなるボートを、補助炉にＺｎ用ル
ツＴｆを夫々セットする。この後、反応炉内を真空引き
し、リークがないことを確認した後、水素（Ｎ２）ガス
を流ＩＮ ９０ ｔ／Ｈで反応炉内に流し込み、主炉の
昇温を開始する。主炉内が灼熱（１０００℃）になって
から３０分経過時点で、Ｇａ−ＧａＰ溶液溜部材９．１
０をスライドし、これら各部材９，１θ の注出口５．
．５２及び６１ ．６２を夫々石英大蓋４の開化部３・
・・に合致させて前記部材９，１０内に収容したＧａ・
ＧａＰ溶液７，８を収納部材１内の基板に流し込む。続
いて、Ｇ＆・ＧａＰｍ液溜部材９．１０を元の位置へ戻
した後、主炉を１０００℃で１２０分保持し、ＧａＰ基
板２，２上に流し込んを溶出させた後、９７０℃まで降
温してＧａＰ基板２，２上に高濃度（４Ｘ １０” ｃ
ｍ−３）の第１ ｎ＋１ 成長層を形成する。次いで、キャリアガスとしてＮ２ガ
スの代りにＡｒガスを流すと同時に、Ａｒガス′ｆｆ：
基準とする（Ａｒ十ＮＨ５）混合ガスを反応炉内に流す
。なお、この時点でのＮＨ３濃度は０．０４〜０．４０
％である。Ａｒガスや混合ガスを流。
ｌ鱈φ＋４ｍピッチの複数の開孔部３・・・を有する石
英大蓋４（開口率４％）が設けられている。この石英大
蓋４上には、スライド自在に設置され、底部に注出口５
＋？５２及び６、．６２を有し、内部に夫々Ｇａ−Ｇａ
Ｐ溶液を収容したＱａ−ＧａＰ溶液溜部材９，１０が両
サイドに平行して設けられている。なお、収納部材１゜
石英大蓋４ ＋ Ｇａ−ＧａＰ溶液部材９，１０等から
なるボートはヒータを具備した反応炉に設置されて使用
される。上記したゲートを用いて、ＧａＰ基板２，２に
Ｇａ−ＧａＰの液相成長を行なうには次のようにして行
なっていた。まず、主炉と補助炉からなる反応炉のうち
、主炉にＧａＰ基板２．２、及びＧａ−ＧａＰ溶液７，
８を収容した部材からなるボートを、補助炉にＺｎ用ル
ツＴｆを夫々セットする。この後、反応炉内を真空引き
し、リークがないことを確認した後、水素（Ｎ２）ガス
を流ＩＮ ９０ ｔ／Ｈで反応炉内に流し込み、主炉の
昇温を開始する。主炉内が灼熱（１０００℃）になって
から３０分経過時点で、Ｇａ−ＧａＰ溶液溜部材９．１
０をスライドし、これら各部材９，１θ の注出口５．
．５２及び６１ ．６２を夫々石英大蓋４の開化部３・
・・に合致させて前記部材９，１０内に収容したＧａ・
ＧａＰ溶液７，８を収納部材１内の基板に流し込む。続
いて、Ｇ＆・ＧａＰｍ液溜部材９．１０を元の位置へ戻
した後、主炉を１０００℃で１２０分保持し、ＧａＰ基
板２，２上に流し込んを溶出させた後、９７０℃まで降
温してＧａＰ基板２，２上に高濃度（４Ｘ １０” ｃ
ｍ−３）の第１ ｎ＋１ 成長層を形成する。次いで、キャリアガスとしてＮ２ガ
スの代りにＡｒガスを流すと同時に、Ａｒガス′ｆｆ：
基準とする（Ａｒ十ＮＨ５）混合ガスを反応炉内に流す
。なお、この時点でのＮＨ３濃度は０．０４〜０．４０
％である。Ａｒガスや混合ガスを流。
し始めてから、主炉内を９７０℃で１２０分保持する。
この間、Ｇａ溶液中の８１はＮＨ３と次のように反応し
て窒化物８１．Ｎ４となる。
て窒化物８１．Ｎ４となる。
３ｓｔ ＋ ４ＮＨ，＝ ５ｔ５Ｎ４＋ ６Ｈ２また
、Ｎｌ（、はＧａ溶液と反応してＧｌＬＮの形で固化す
る。この後、主炉内ｆ：、９３０℃まで降温すると、上
記第ｉｎ＋成長層上のＧａＰ成長層中にＧａＮの形で窒
素（Ｎ２）が添加され、低ドナー濃度（ｌｘｌＯ”〜１
ｘｔＯ”ｚ−３） の第２ｎ−成長層が形成される。
、Ｎｌ（、はＧａ溶液と反応してＧｌＬＮの形で固化す
る。この後、主炉内ｆ：、９３０℃まで降温すると、上
記第ｉｎ＋成長層上のＧａＰ成長層中にＧａＮの形で窒
素（Ｎ２）が添加され、低ドナー濃度（ｌｘｌＯ”〜１
ｘｔＯ”ｚ−３） の第２ｎ−成長層が形成される。
つづいて、補助炉を７２０℃に昇温式せ、Ｚｎを蒸気状
にして主炉にアクセプタ不純物を送給する。一方、主炉
は９３０℃で１００分保持し、Ｚｎを上記第２ｎ−成長
層上のＧａ溶液中に十分溶解させた後、（Ａｒ ＋ Ｎ
Ｈｓ）混合ガスの流出を止め、７５０℃まで降温して第
２ｎ−成長層上に高アクセゾタ濃度 （５Ｘ １０”ｃｍ−３以上）のＰ＋層を形成する化合
物半導体基板を作成する。その後、この基体に常法に従
って電（ａ形成、ボンディング、パッケージングして所
望のＧａＰ緑色発光素子を製造している。
にして主炉にアクセプタ不純物を送給する。一方、主炉
は９３０℃で１００分保持し、Ｚｎを上記第２ｎ−成長
層上のＧａ溶液中に十分溶解させた後、（Ａｒ ＋ Ｎ
Ｈｓ）混合ガスの流出を止め、７５０℃まで降温して第
２ｎ−成長層上に高アクセゾタ濃度 （５Ｘ １０”ｃｍ−３以上）のＰ＋層を形成する化合
物半導体基板を作成する。その後、この基体に常法に従
って電（ａ形成、ボンディング、パッケージングして所
望のＧａＰ緑色発光素子を製造している。
しかし、従来の方法においては石英大蓋４の開口部の下
方に設置されたＧａＰ基板２上のＧａＰ成長層（ｎ型及
びｐ型ＧａＰ層）と開口部３と開口部３の中間に位置す
るＧａＰ基板２上の成長したＧａＰ成長層とに成長層厚
及び結晶欠陥（ボイド、ピンホール等）の発生率に差が
ある。つまシ、開孔部３の下方のＧａＰ基板２上のＧａ
Ｐ成艮層円に極度に厚く成長する異常成長及び結晶欠陥
が多発してしまう点である。このような結晶欠陥のうち
、ｐ−ｎジャンクションを貫通するディトのある部分を
電極形成後、製品化した場合、通電後における輝度劣化
の主原因となるという欠点があった。
方に設置されたＧａＰ基板２上のＧａＰ成長層（ｎ型及
びｐ型ＧａＰ層）と開口部３と開口部３の中間に位置す
るＧａＰ基板２上の成長したＧａＰ成長層とに成長層厚
及び結晶欠陥（ボイド、ピンホール等）の発生率に差が
ある。つまシ、開孔部３の下方のＧａＰ基板２上のＧａ
Ｐ成艮層円に極度に厚く成長する異常成長及び結晶欠陥
が多発してしまう点である。このような結晶欠陥のうち
、ｐ−ｎジャンクションを貫通するディトのある部分を
電極形成後、製品化した場合、通電後における輝度劣化
の主原因となるという欠点があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的
は石英大蓋の開孔部の位置をＧａＰ基板上よｌ） Ｇａ
Ｐ基板の周辺部に移動きせることにょＪ） ＧａＰ基板
上のｎ型及びｐ型ＧａＰ成長Ｉ峙円の結晶欠陥を大幅に
減少させることができる液相成長装置を提供することに
ある。
は石英大蓋の開孔部の位置をＧａＰ基板上よｌ） Ｇａ
Ｐ基板の周辺部に移動きせることにょＪ） ＧａＰ基板
上のｎ型及びｐ型ＧａＰ成長Ｉ峙円の結晶欠陥を大幅に
減少させることができる液相成長装置を提供することに
ある。
石英大蓋の開孔部をＧａＰ基板の周辺に設けて液相成長
させることによシ結晶欠陥の非常に少ないＧａＰ成長層
を形成するようにした液相成長装置である。
させることによシ結晶欠陥の非常に少ないＧａＰ成長層
を形成するようにした液相成長装置である。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第３図（Ａ）はこの発明に用いられる開孔部をＧａＰ基
板の周辺部に有する石英大蓋を使用した液相成長装置の
断面図、第３図（Ｂ）は第３回置のＹ−Ｙ線に沿った断
面図、第４図はこの発明に用いられる石英大蓋の平面図
である。第３図（Ａ） 、 （Ｂ）及び第４図において
、第１図（Ａ） 、 （Ｂ）及び第２図と同一名称には
非１一番号を付することにする。本願発明の特徴は石英
大蓋４に設けられた開孔部３２は円形をしており、まず
、主炉と補助炉からなる反応炉のうち、主炉にＧａＰ基
板２．２及びＧａ・ＧａＰ溶液７，８を収容した部材か
らなるボードを、補助炉にＺｎ用ルツデを夫々セットす
る。この後、反応炉内を真空引きし。
板の周辺部に有する石英大蓋を使用した液相成長装置の
断面図、第３図（Ｂ）は第３回置のＹ−Ｙ線に沿った断
面図、第４図はこの発明に用いられる石英大蓋の平面図
である。第３図（Ａ） 、 （Ｂ）及び第４図において
、第１図（Ａ） 、 （Ｂ）及び第２図と同一名称には
非１一番号を付することにする。本願発明の特徴は石英
大蓋４に設けられた開孔部３２は円形をしており、まず
、主炉と補助炉からなる反応炉のうち、主炉にＧａＰ基
板２．２及びＧａ・ＧａＰ溶液７，８を収容した部材か
らなるボードを、補助炉にＺｎ用ルツデを夫々セットす
る。この後、反応炉内を真空引きし。
リークがないことを確認した後、水素（Ｎ２）ガスを流
［９０ｔ／’Ｉ（で反応炉内に流し込み、主炉の昇温を
開始した。主炉内が灼熱（１０ｏｏ℃）になってから３
０分経過時点で、Ｇａ−ＧａＰ溶液溜部材９，１０を矢
印方向にスライドし、これら部材９，１０の注出口５１
．５２及び６１ 。
［９０ｔ／’Ｉ（で反応炉内に流し込み、主炉の昇温を
開始した。主炉内が灼熱（１０ｏｏ℃）になってから３
０分経過時点で、Ｇａ−ＧａＰ溶液溜部材９，１０を矢
印方向にスライドし、これら部材９，１０の注出口５１
．５２及び６１ 。
６２を夫々石英大蓋４の開孔部３１・・・に合致きせて
上記部材９，１０内に収容したＧａ−ＧａＰ溶液７．８
を収納部材１円の基板２に流し込んだ。
上記部材９，１０内に収容したＧａ−ＧａＰ溶液７．８
を収納部材１円の基板２に流し込んだ。
この場合において、Ｇａ−ＧａＰ溶液７，８は基板２周
辺部より流入する。つづいて、Ｇａ−ＧａＰ溶液部材９
，１０を元の位置へ戻した後、主炉を１０００℃で１２
０分保持し、ＧａＰ基板２，２上に流し込んだＧａ溶液
の空焼きを行なうと同時に、Ｎ２ガスの環元作用により
Ｇａ溶液中に適量のｓｉ ドナーを溶出させた後、９７
０℃まで降温でＧａＰ基板２，２上に高濃度（４Ｘ ｌ
Ｏ”ｔｙｎ−３）の第１ｎ＋成長層を形成した。
辺部より流入する。つづいて、Ｇａ−ＧａＰ溶液部材９
，１０を元の位置へ戻した後、主炉を１０００℃で１２
０分保持し、ＧａＰ基板２，２上に流し込んだＧａ溶液
の空焼きを行なうと同時に、Ｎ２ガスの環元作用により
Ｇａ溶液中に適量のｓｉ ドナーを溶出させた後、９７
０℃まで降温でＧａＰ基板２，２上に高濃度（４Ｘ ｌ
Ｏ”ｔｙｎ−３）の第１ｎ＋成長層を形成した。
次いで、キャリアガスとしてＮ２ガスの代シにＡｒガス
を流すと同時に、Ａｒガスを基準とする（Ａｒ ＋ Ｎ
Ｈ３）混合ガスを反応炉内に流す。なお、この時点での
ＮＨ３濃度は０．０４〜０．４０チである。
を流すと同時に、Ａｒガスを基準とする（Ａｒ ＋ Ｎ
Ｈ３）混合ガスを反応炉内に流す。なお、この時点での
ＮＨ３濃度は０．０４〜０．４０チである。
Ａｒガスや混合ガスを流し始めてから、主炉内を９７０
℃で１２０分保持した。この間、 Ｇａｍ液中のＳｔは
ＮＨ３と次のように反応して窒化物５１３Ｎ４となる。
℃で１２０分保持した。この間、 Ｇａｍ液中のＳｔは
ＮＨ３と次のように反応して窒化物５１３Ｎ４となる。
３８１ ＋ ４ＮＨ３ｄ ５１３Ｎ４＋ ６Ｈ２また、
ＮＨ３はＧａ溶液と反応してＧａＮ０形で固化した。こ
の後、主炉内を９３０℃まで降温すると、上記第１ｎ＋
成長層上のＧａＰ成長層中にＧａＮの形で窒素（Ｎ２）
が添加され、低ドナー濃度（ｌｘ１０１４〜■×■０１
７ｃｎ１−３）の第２ｎ−成長層が形成はれる。つづい
て、補助炉を７２０℃に昇温させ、ｚｎを蒸気状にして
主炉にアクセプタ不純物を送給した。−万、主炉は９３
０℃で１００分保持し、Ｚｎを上記第２ｎ″″成長層上
のＧａ溶液中に十分溶解させた後、（Ａｒ ＋ ＮＨ５
）混合ガスの流出を止め、７５０℃まで降温して第２ｎ
−”ｂｙ、長層上に高アクセゾタ濃度（５Ｘ Ｉ Ｏ”
ｔｍ−３以上）の戸を形成する化合物半導体基板を作成
する。このような工程の後に、この基体に常法に従って
電極形成、デンディング、パッケージングをして所望の
ＧａＰ緑色ＬＥＤを製造している。
ＮＨ３はＧａ溶液と反応してＧａＮ０形で固化した。こ
の後、主炉内を９３０℃まで降温すると、上記第１ｎ＋
成長層上のＧａＰ成長層中にＧａＮの形で窒素（Ｎ２）
が添加され、低ドナー濃度（ｌｘ１０１４〜■×■０１
７ｃｎ１−３）の第２ｎ−成長層が形成はれる。つづい
て、補助炉を７２０℃に昇温させ、ｚｎを蒸気状にして
主炉にアクセプタ不純物を送給した。−万、主炉は９３
０℃で１００分保持し、Ｚｎを上記第２ｎ″″成長層上
のＧａ溶液中に十分溶解させた後、（Ａｒ ＋ ＮＨ５
）混合ガスの流出を止め、７５０℃まで降温して第２ｎ
−”ｂｙ、長層上に高アクセゾタ濃度（５Ｘ Ｉ Ｏ”
ｔｍ−３以上）の戸を形成する化合物半導体基板を作成
する。このような工程の後に、この基体に常法に従って
電極形成、デンディング、パッケージングをして所望の
ＧａＰ緑色ＬＥＤを製造している。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、石英大蓋の開孔
部の位置をＧａＰ基板上よりＧａＰ基板の周辺部に移動
させることによりＧａＰ基板上ＯＧａ液厚が均一化され
ＧａＰ基板上のｎ型及びｐ型ＧａＰ成長層内の結晶欠陥
を大幅に減少し得る液相成長装置を提供することができ
る。
部の位置をＧａＰ基板上よりＧａＰ基板の周辺部に移動
させることによりＧａＰ基板上ＯＧａ液厚が均一化され
ＧａＰ基板上のｎ型及びｐ型ＧａＰ成長層内の結晶欠陥
を大幅に減少し得る液相成長装置を提供することができ
る。
第１装置はＧａＰ緑色発光ダイオードの製造に用いられ
る従来？−トのＧａ−ＧａＰ溶液を流し込んだ後の断面
図、同図（Ｂ）は第１図（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面
図、第２図は従来の石英大蓋の平面図、第３図（４）は
この発明の一実施例に係る開孔部を（、ＧａＰ基板の周
辺部に有する石英大蓋を使用した液相成長装置を示す断
面図、第３図（Ｂ）は第３装置のＹ−Ｙ線に沿う断面図
、第４図はこの発明の一実施例に用いられる石英大蓋の
平面図である。 １・・・収納部材、２・・・ＧａＰ基板、３、３１ 、
３２・・・開孔部、４・・・石英大蓋、７− Ｇａ・Ｇ
ａＰ溶液、８ ・＝ Ｇａ−ＧａＰ溶液。
る従来？−トのＧａ−ＧａＰ溶液を流し込んだ後の断面
図、同図（Ｂ）は第１図（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面
図、第２図は従来の石英大蓋の平面図、第３図（４）は
この発明の一実施例に係る開孔部を（、ＧａＰ基板の周
辺部に有する石英大蓋を使用した液相成長装置を示す断
面図、第３図（Ｂ）は第３装置のＹ−Ｙ線に沿う断面図
、第４図はこの発明の一実施例に用いられる石英大蓋の
平面図である。 １・・・収納部材、２・・・ＧａＰ基板、３、３１ 、
３２・・・開孔部、４・・・石英大蓋、７− Ｇａ・Ｇ
ａＰ溶液、８ ・＝ Ｇａ−ＧａＰ溶液。
Claims (1)
- ＧａＰ基板が収納される収納部材と、前記収納部材の上
部開口に設けられ上記ＧａＰ基板の上部周辺に位置する
複数の開口部を有する石英大蓋と、上記石英大蓋上にス
ライド自在に設置され、底部に注出口を有し、内部にＧ
ａ溶液とＧａＰが収容を江たＧａ−ＧａＰ溶液部材から
なるデートを具備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 |
|---|---|---|---|
| JP20905382A JPS59102897A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 液相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20905382A JPS59102897A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 液相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59102897A true JPS59102897A (ja) | 1984-06-14 |
Family
ID=16566471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20905382A Pending JPS59102897A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 液相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59102897A (ja) |
-
1982
- 1982-11-29 JP JP20905382A patent/JPS59102897A/ja active Pending
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