JPS59147441A - 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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- JPS59147441A JPS59147441A JP58021010A JP2101083A JPS59147441A JP S59147441 A JPS59147441 A JP S59147441A JP 58021010 A JP58021010 A JP 58021010A JP 2101083 A JP2101083 A JP 2101083A JP S59147441 A JPS59147441 A JP S59147441A
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- JP
- Japan
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- layer
- materials
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- 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
-
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- 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
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- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2919—Materials being chalcogenide semiconducting materials not being oxides, e.g. ternary compounds
-
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- 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
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- H10P14/3202—Materials thereof
- H10P14/3236—Materials thereof being chalcogenide semiconducting materials not being oxides, e.g. ternary compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- 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
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3436—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being chalcogenide semiconductor materials not being oxides, e.g. ternary compounds
Landscapes
- 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
本発明は液相エピタキシャル成長方法の改良に関する。
(1)) 技術の1iJ景
赤外線レーザ素子の形成用材料としては、一般に鉛−錫
一テルル(pbi−、8nxTo)のようにエネルギー
ギャップの狭い化合物半導体結晶が用いられている。こ
のような結晶を素子形成に都合が良いように大面積で、
しかも薄層の状態で得るよう7にするには、比較的大面
積の単結晶が得やすいテルル他船(PbTe )の単結
晶基板上にPb1−!8nXTeの結晶層を液相エビク
キシャル成長方法にて形成する方法がとられている。
一テルル(pbi−、8nxTo)のようにエネルギー
ギャップの狭い化合物半導体結晶が用いられている。こ
のような結晶を素子形成に都合が良いように大面積で、
しかも薄層の状態で得るよう7にするには、比較的大面
積の単結晶が得やすいテルル他船(PbTe )の単結
晶基板上にPb1−!8nXTeの結晶層を液相エビク
キシャル成長方法にて形成する方法がとられている。
(0) 従来技術と間粗点
このようなPb1−.8nxToのエピタキシャル層を
PbTeの基板上に液相エピタキシャル成長方法を用い
て形成する従来の方法について第1図、第2図、第3図
を用いながら説明する。
PbTeの基板上に液相エピタキシャル成長方法を用い
て形成する従来の方法について第1図、第2図、第3図
を用いながら説明する。
まず第1図に示すように直方体形状のカーボンよりなる
支持台1に凹所2,3,4.5を設け、該凹115r2
にPbTeの基板6をまた凹所3,4.5内に1jPb
Teのタミー用薄板7,8.9を埋設する。−1該支持
台1上をスライドして移動し、直方体形状のカーボンよ
シなるスライド部材10には貫通礼状の液だめ11 、
12.13を設け、液だめll内には基板上に形成すべ
き第1層のノ(ツ7ア層形成用拐刺0利bl 、 5n
xTeの材料14を、液だめ12内には第2層の活性層
形成用相粕のPb1−x、Snx朗 犬々X値の値が所望の値になるように鉛(pb)、錫(
8n)、テルル(Te)をそれぞれ秤匍して充填する。
支持台1に凹所2,3,4.5を設け、該凹115r2
にPbTeの基板6をまた凹所3,4.5内に1jPb
Teのタミー用薄板7,8.9を埋設する。−1該支持
台1上をスライドして移動し、直方体形状のカーボンよ
シなるスライド部材10には貫通礼状の液だめ11 、
12.13を設け、液だめll内には基板上に形成すべ
き第1層のノ(ツ7ア層形成用拐刺0利bl 、 5n
xTeの材料14を、液だめ12内には第2層の活性層
形成用相粕のPb1−x、Snx朗 犬々X値の値が所望の値になるように鉛(pb)、錫(
8n)、テルル(Te)をそれぞれ秤匍して充填する。
その後支持台1とスライド部材10とよりなる液相エピ
タキシャル成長用治共を水素(H2)カス雰囲気の反応
愉中に挿入し、該反応愉を加熱炉にて加熱する1、 その後スライド部材10を矢印A方向に移動させて、液
だめ11をタミー薄板7上に、液だめ12をグミー勤板
8上に、液だめ13をタミー薄板9上に設置して、それ
ぞれの液だめ内の溶液中にタミー縛板中の成分を飽和さ
せる。第2図はこのように:/6#中にタミー薄板中の
成分を飽和させる状りを示している。
タキシャル成長用治共を水素(H2)カス雰囲気の反応
愉中に挿入し、該反応愉を加熱炉にて加熱する1、 その後スライド部材10を矢印A方向に移動させて、液
だめ11をタミー薄板7上に、液だめ12をグミー勤板
8上に、液だめ13をタミー薄板9上に設置して、それ
ぞれの液だめ内の溶液中にタミー縛板中の成分を飽和さ
せる。第2図はこのように:/6#中にタミー薄板中の
成分を飽和させる状りを示している。
次にスライド部材10を更に矢印A方向に移動させて第
3図に示すように液だめ1.1 、12 、13内の溶
液をスライド部材1上に保って加熱炉の温度を低下せし
めて該溶液を過冷却の状態に保つ。この過冷却の状態は
液だめ内の飽和溶液が融点以下の温度に保たれているが
、まだ溶液から結晶が析出しない状態を示している。
3図に示すように液だめ1.1 、12 、13内の溶
液をスライド部材1上に保って加熱炉の温度を低下せし
めて該溶液を過冷却の状態に保つ。この過冷却の状態は
液だめ内の飽和溶液が融点以下の温度に保たれているが
、まだ溶液から結晶が析出しない状態を示している。
このようにした後、更にスライド部材10を矢印へ方向
に移動させ基板6上に液だめ11を設置して第1層のパ
ン7ア層のPb1−x 8nXTeのエピタキシャル層
を形成する。次いで更にスライド部材10を矢印A方向
に移動させ、基板6上に液だめ12を設置して第2層の
活性層のPb1−xSnxTeのエピタキシャル層を形
成する。次いで更にスライド部材10を矢印A方向に移
動させ、基板6上に液だめ13を設置して第3に+7)
に閉Iじ込め層のPb1−エ5nxTeのエピタキシャ
ル層を形成している。
に移動させ基板6上に液だめ11を設置して第1層のパ
ン7ア層のPb1−x 8nXTeのエピタキシャル層
を形成する。次いで更にスライド部材10を矢印A方向
に移動させ、基板6上に液だめ12を設置して第2層の
活性層のPb1−xSnxTeのエピタキシャル層を形
成する。次いで更にスライド部材10を矢印A方向に移
動させ、基板6上に液だめ13を設置して第3に+7)
に閉Iじ込め層のPb1−エ5nxTeのエピタキシャ
ル層を形成している。
このように基板上に溶液を過冷却状態にしてからエピタ
キシャル成長すると基板とバッファ層との結晶界面や、
それぞれの結晶層の界面が平坦になり、このようにして
Iし成した材料を用いて素子を;し1祝すれば素子の特
性が向上するとされている。
キシャル成長すると基板とバッファ層との結晶界面や、
それぞれの結晶層の界面が平坦になり、このようにして
Iし成した材料を用いて素子を;し1祝すれば素子の特
性が向上するとされている。
ところで従来このようにに4液を過冷却の状態に保つの
は、加熱炉の温度を制御して行っていたか5このような
方法では溶液が過冷却状態を保っているか否かが判然と
せず、したがって形成されるエピタキシャル層の結晶界
if+iが平坦な状態を星しない欠点を生じている。
は、加熱炉の温度を制御して行っていたか5このような
方法では溶液が過冷却状態を保っているか否かが判然と
せず、したがって形成されるエピタキシャル層の結晶界
if+iが平坦な状態を星しない欠点を生じている。
(dl 発明の目的
本発明は上述した欠点を除去し、液だめ内の溶液が過冷
却状態になっているか否かを検出する方法を有し、もっ
て形成されるエピタキシャル層の成長界面が平坦な状飴
となるようにした新規な液相エピタキシャル成長方法の
提供を目的とするものである。
却状態になっているか否かを検出する方法を有し、もっ
て形成されるエピタキシャル層の成長界面が平坦な状飴
となるようにした新規な液相エピタキシャル成長方法の
提供を目的とするものである。
(e) 発明の構成
かかる目的を達成するための本発明の液相エピタキシャ
ル成長方法は、支持台に基板とダミー用薄板とを埋設し
、該支持台上を移動するスライド部材の液だめ内には基
板上に形成すべきエピタキシャル層形成桐料を収容し、
該エヒタキ/ヤル層形成材料を溶融後、該溶液にダミー
薄板中の成分を飽和させた後、基板上にユビクキシャル
層ヲ形成する液相エヒク片シャル成長方法において、前
記液だめ内の溶液を基板上に接触させる前に、当該溶液
中に冷却状態検知手段を浸漬し、その表面への結晶析出
の有無から冷却状態を確認するようにしたことを特徴と
するものである。
ル成長方法は、支持台に基板とダミー用薄板とを埋設し
、該支持台上を移動するスライド部材の液だめ内には基
板上に形成すべきエピタキシャル層形成桐料を収容し、
該エヒタキ/ヤル層形成材料を溶融後、該溶液にダミー
薄板中の成分を飽和させた後、基板上にユビクキシャル
層ヲ形成する液相エヒク片シャル成長方法において、前
記液だめ内の溶液を基板上に接触させる前に、当該溶液
中に冷却状態検知手段を浸漬し、その表面への結晶析出
の有無から冷却状態を確認するようにしたことを特徴と
するものである。
(f) 発明の実施例
以下本発明の一実施例につき図曲全用いながらill細
に説明する。
に説明する。
第4図、第5図、第6図は本発明の液相エピタキシャル
成長方法の一実施例を説明するためのエピタキシャル成
長治具の断面図で、第7図は本発明の液相エピタキシャ
ル成長方法に用いる加熱炉の温度フロフィールを示す曲
線である。
成長方法の一実施例を説明するためのエピタキシャル成
長治具の断面図で、第7図は本発明の液相エピタキシャ
ル成長方法に用いる加熱炉の温度フロフィールを示す曲
線である。
まず第4図に示すように本発明の方法に用いる液相エピ
タキシャル成長治具においては、スライド部材21を挾
むようにして石英よりなるスライド棒22が設けられて
おり、該スライド棒22には満を切ってカーボン片23
、24 、25が設置されている。そしてこれらのカ
ーボン片23 、24 、25はスライド部材21に設
けた液だめ26 、27 、21’1内忙入り込むよう
になっている。そして液だめ26内にはバッファ層形成
用のPt)1−xSnXTeの材料29を、液だめ27
内には活性層形成用のPbI−xanxTeの材P13
oを、液だめ28内には閉じ込め層形成用のpbl−x
IllnxToの桐ト131をそれぞれ充填する。
タキシャル成長治具においては、スライド部材21を挾
むようにして石英よりなるスライド棒22が設けられて
おり、該スライド棒22には満を切ってカーボン片23
、24 、25が設置されている。そしてこれらのカ
ーボン片23 、24 、25はスライド部材21に設
けた液だめ26 、27 、21’1内忙入り込むよう
になっている。そして液だめ26内にはバッファ層形成
用のPt)1−xSnXTeの材料29を、液だめ27
内には活性層形成用のPbI−xanxTeの材P13
oを、液だめ28内には閉じ込め層形成用のpbl−x
IllnxToの桐ト131をそれぞれ充填する。
一方支持台32に設けた凹所33にはP’bTeの基板
34を、凹所35にはタミー用薄板36を。
34を、凹所35にはタミー用薄板36を。
凹所37にはタミー用薄板38を、凹所39にはダミー
用ん&40をそれぞれ埋設゛する。
用ん&40をそれぞれ埋設゛する。
このようにしてスライド部材21と支持台32よりなる
エヒクキシャル成長治具をH2カス雰囲気中の反応物中
に挿入し、その後反応袈を例えば金(A1=)等を蒸上
したカラスにて形成した透明な加熱炉にて加熱して第6
図のT1の温良に加熱炉の温良を虚部する。
エヒクキシャル成長治具をH2カス雰囲気中の反応物中
に挿入し、その後反応袈を例えば金(A1=)等を蒸上
したカラスにて形成した透明な加熱炉にて加熱して第6
図のT1の温良に加熱炉の温良を虚部する。
そして第4図の如くタミー麺板36上KMだめ−薄枦4
0上に液だめ2Bを@置した状態にしてそれぞれの液だ
め内の溶液にそれぞれのダミー薄板の成分を飽和させる
。
0上に液だめ2Bを@置した状態にしてそれぞれの液だ
め内の溶液にそれぞれのダミー薄板の成分を飽和させる
。
次にスライド部材を矢印へ方回に移動させ、第5図に示
すように液だめ2(i 、 27 、28をそれぞれの
タミー助&36 、38 、40上の位置から移動させ
て支持台32上に設置したのち、加熱炉の温世な第6図
のT2の温度にして19+定時間保ち、液ため26 、
27 、28内の溶129 、30 、 :Hを過冷却
状態に伯;つ。この時液だめ26内の溶液が過冷却状態
をヘニリているかるかを、スライド44S22を矢印B
方向に回転して、スライド棒22に設けたカーボン片2
3にPh1−x 5nxTeの結晶が析出するが否かで
判定する。すなわち透明々加ガ\炉を通して観察しカー
ボン片23に結晶が析出していない状態のとき液だめ2
6内の溶液が過冷却状態となってオリ、この時スライド
棒22を回転してカーボン片23を溶液29内に没前し
たのち、スライド部材21を矢印A方向に移動させ、基
板34上に液だめ26を設置して基&34上に第1勝の
)〈777層のエヒタ片シャル層を形成する。
すように液だめ2(i 、 27 、28をそれぞれの
タミー助&36 、38 、40上の位置から移動させ
て支持台32上に設置したのち、加熱炉の温世な第6図
のT2の温度にして19+定時間保ち、液ため26 、
27 、28内の溶129 、30 、 :Hを過冷却
状態に伯;つ。この時液だめ26内の溶液が過冷却状態
をヘニリているかるかを、スライド44S22を矢印B
方向に回転して、スライド棒22に設けたカーボン片2
3にPh1−x 5nxTeの結晶が析出するが否かで
判定する。すなわち透明々加ガ\炉を通して観察しカー
ボン片23に結晶が析出していない状態のとき液だめ2
6内の溶液が過冷却状態となってオリ、この時スライド
棒22を回転してカーボン片23を溶液29内に没前し
たのち、スライド部材21を矢印A方向に移動させ、基
板34上に液だめ26を設置して基&34上に第1勝の
)〈777層のエヒタ片シャル層を形成する。
ξこでカーボン片23に結晶が析出すると加熱炉の温度
、を低下し為きて溶敢29が過冷却状態となっていない
のでy!に温度をTlの状桝まで上昇させ溶液をT2よ
り高い温度の過冷却状態とする。
、を低下し為きて溶敢29が過冷却状態となっていない
のでy!に温度をTlの状桝まで上昇させ溶液をT2よ
り高い温度の過冷却状態とする。
このようにして温度T1での過冷却状態が保たれるまで
上記の操作を繰り返す。
上記の操作を繰り返す。
次に第1%のエヒクキシャル成長が終了すれば第4図の
位置にスライド都拐を移動させ、杓び加熱炉の温良をT
lの温度まで上列・させ1名液だめ26 、27 、2
8の溶液にダミー用島&36 、38 、40中の成の
を飽和させる。
位置にスライド都拐を移動させ、杓び加熱炉の温良をT
lの温度まで上列・させ1名液だめ26 、27 、2
8の溶液にダミー用島&36 、38 、40中の成の
を飽和させる。
その後スライド部材を移動させて第6図の状態にし、加
■−炉の温抜をT3の温度まで低)させ。
■−炉の温抜をT3の温度まで低)させ。
准だめ27内の溶液30を過冷却の状訪にする。
この耐液30の状態も前述したようにスライド棒22を
回転することでカーホン片24にpb 1−X8nxT
eの結晶が析出するか否かで検査する。そしてカーボン
片24上に結晶が析出しないときは溶液が過冷却状態に
なっているので更にスライド部材を移動させて、基板3
4上に液ため27を設置して第2層の活性層をエヒタキ
シャル成長させる。
回転することでカーホン片24にpb 1−X8nxT
eの結晶が析出するか否かで検査する。そしてカーボン
片24上に結晶が析出しないときは溶液が過冷却状態に
なっているので更にスライド部材を移動させて、基板3
4上に液ため27を設置して第2層の活性層をエヒタキ
シャル成長させる。
次いでカーボン片24に結晶が析出すると溶液 −
が過冷却状となっていないので更にfAI!LをTlの
状態に加熱して再びftA良を低)させ溶液の過冷却状
態を悔める。
が過冷却状となっていないので更にfAI!LをTlの
状態に加熱して再びftA良を低)させ溶液の過冷却状
態を悔める。
次いで更にスライド部材を第4図の状態にもどして加熱
炉の温度をTlの温良寸で上昇させ、溶液29 、30
、31にタミー薄板36 、38 、40の成分を飽
和させる。
炉の温度をTlの温良寸で上昇させ、溶液29 、30
、31にタミー薄板36 、38 、40の成分を飽
和させる。
その後図示していないが液だめ28を基板34とダミー
用薄板360四にくるようにスライドさせ、過熱炉の温
度を低)させ液だめ28内の溶液31を過冷却の状態に
す求。この溶液31の状態も前述したようにスライド棒
22を回転することでカーボン片25にPb1−X5n
xTeの結晶が析出するか否かで検査する。そしてカー
ボン片25上に結晶が析出しないときは、溶液が過冷却
状となつているのでylにスライド部材を棒動させ、基
板34上に液だめ28を設匝して第3層の閉じ込め層を
エピタキシャル成長させる。
用薄板360四にくるようにスライドさせ、過熱炉の温
度を低)させ液だめ28内の溶液31を過冷却の状態に
す求。この溶液31の状態も前述したようにスライド棒
22を回転することでカーボン片25にPb1−X5n
xTeの結晶が析出するか否かで検査する。そしてカー
ボン片25上に結晶が析出しないときは、溶液が過冷却
状となつているのでylにスライド部材を棒動させ、基
板34上に液だめ28を設匝して第3層の閉じ込め層を
エピタキシャル成長させる。
次いでカーボン片25に結節が析出すると溶液が過冷却
状態となっていないので更に′MA度をT1の状糾に加
熱して再び溶液の温度を低)させ、溶液の過冷却状態と
なるのを仇め、過冷却状態となった時点で基板上にエピ
タキシャル層を形成する。
状態となっていないので更に′MA度をT1の状糾に加
熱して再び溶液の温度を低)させ、溶液の過冷却状態と
なるのを仇め、過冷却状態となった時点で基板上にエピ
タキシャル層を形成する。
(Fり発明の効果
以上述べたように本発明の方法によれば基板上にエピタ
キシャル成長すべき溶液が過冷却の状態になっているか
否かを検知してからエピタキシャル成長できるので、常
に過冷却状態でエピタキシャル層が形成され、そのため
エピタキシャル成長した結晶層界面が平坦な状態となり
、このような材料を用いて素子を形成すれば、素子形成
の歩積がrh1上する利点を生じる。
キシャル成長すべき溶液が過冷却の状態になっているか
否かを検知してからエピタキシャル成長できるので、常
に過冷却状態でエピタキシャル層が形成され、そのため
エピタキシャル成長した結晶層界面が平坦な状態となり
、このような材料を用いて素子を形成すれば、素子形成
の歩積がrh1上する利点を生じる。
第1図より第3図までは従来の液相エピタキシャル成長
力法の1程を示す断面図、第4図より第6図までは本発
明の液相エピタキシャル成長方法の工程を示す断面図、
第7図は本発明の方法に用いる加熱炉のi!1ilff
1.70フイルを示す図である。 図Iにおいてl、32け支持台、2,3,4,5,33
゜35 、37.39け凹#r、L34はPbTe 4
:板、 7 。 8.9,36,38.40はダミー薄板、10.21は
スライド部材、 11 、12 、13 、26 、
27 、28は液だめ、 14,15,16.29,
30.31はPb 1 、5nxTeの相粕、 22は
スライド棒、23,24.25はカーボン片を示す。
力法の1程を示す断面図、第4図より第6図までは本発
明の液相エピタキシャル成長方法の工程を示す断面図、
第7図は本発明の方法に用いる加熱炉のi!1ilff
1.70フイルを示す図である。 図Iにおいてl、32け支持台、2,3,4,5,33
゜35 、37.39け凹#r、L34はPbTe 4
:板、 7 。 8.9,36,38.40はダミー薄板、10.21は
スライド部材、 11 、12 、13 、26 、
27 、28は液だめ、 14,15,16.29,
30.31はPb 1 、5nxTeの相粕、 22は
スライド棒、23,24.25はカーボン片を示す。
Claims (1)
- 支持台に基板とダミー用薄板とを埋設し、該支持台上を
移動するスライド部材の液だめ内には基板上に形成すべ
きエピタキシャル層形成材料を収容し、該エピタキシャ
ル層形成材料を溶融後、該溶液にダミー薄板中の成分を
飽和させた後、基板上にエピタキシャル層を形成する液
相エピタキシャル1戊長方法において、前記液だめ内の
溶液を基板上に接触させる前に、当該溶液中に冷却状態
検知手段を浸漬し、その表面への結晶析出の有無から冷
却状態を確認するようにした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 |
|---|---|---|---|
| JP58021010A JPS59147441A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58021010A JPS59147441A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59147441A true JPS59147441A (ja) | 1984-08-23 |
Family
ID=12043089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58021010A Pending JPS59147441A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59147441A (ja) |
-
1983
- 1983-02-09 JP JP58021010A patent/JPS59147441A/ja active Pending
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