JPS59190294A - 半導体結晶の液相エピタキシヤル成長法 - Google Patents
半導体結晶の液相エピタキシヤル成長法Info
- Publication number
- JPS59190294A JPS59190294A JP6371583A JP6371583A JPS59190294A JP S59190294 A JPS59190294 A JP S59190294A JP 6371583 A JP6371583 A JP 6371583A JP 6371583 A JP6371583 A JP 6371583A JP S59190294 A JPS59190294 A JP S59190294A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epitaxial growth
- molten liquid
- melt
- layers
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体結晶のスライドボート式液相エピタキシ
ャル成長法に関するものである。
ャル成長法に関するものである。
（従来技術）
半導体レーザや光検波器等の化合物半導体素子の製作に
おいては、多くの場合スライド・ボート式の液相エピタ
キシャル成長法が採用される。この液相成長法に用いる
治具の一例を第１図に示す。
おいては、多くの場合スライド・ボート式の液相エピタ
キシャル成長法が採用される。この液相成長法に用いる
治具の一例を第１図に示す。
図において１１．１２．１３はエピタキシャル成長させ
る半導体を溶質とする融液２１，２２．２３を収納する
融液溜、３は基板となる半導体単結晶４を移動させるス
ライダーである。５は融液の蒸発による損失を防ぐため
のふたである。液相成長はこれらの治具を用い、はとん
どの場合高純度水素基囲気中で行われる。したがって、
この成長を行う前に、反応管内（図示せず）を真空にし
、治具（多くの場合、高緻密カーボン相別が用いられて
いる）あるいは融液中に含まれている空気を１ノ１気し
なければならない。この成長前の排気工程でぶだの密閉
度が高いと、排気初期において融液溜内と外部との圧力
差のだめ、ふたが持上り、ふたがずれたりする。成長工
程中においてその状態が維持されていると、融液の蒸発
を抑えるというふた本来の役目を釆ずことができない。
る半導体を溶質とする融液２１，２２．２３を収納する
融液溜、３は基板となる半導体単結晶４を移動させるス
ライダーである。５は融液の蒸発による損失を防ぐため
のふたである。液相成長はこれらの治具を用い、はとん
どの場合高純度水素基囲気中で行われる。したがって、
この成長を行う前に、反応管内（図示せず）を真空にし
、治具（多くの場合、高緻密カーボン相別が用いられて
いる）あるいは融液中に含まれている空気を１ノ１気し
なければならない。この成長前の排気工程でぶだの密閉
度が高いと、排気初期において融液溜内と外部との圧力
差のだめ、ふたが持上り、ふたがずれたりする。成長工
程中においてその状態が維持されていると、融液の蒸発
を抑えるというふた本来の役目を釆ずことができない。
ｍ −ｖ ＆化合物半導体のＩｎＰあるいはＧａ Ｉｎ
Ａｓ Ｐの液相成長においては、 工ｎを溶媒とし
て工ｎＰ。
Ａｓ Ｐの液相成長においては、 工ｎを溶媒とし
て工ｎＰ。
ＧａＡｓ 、 ＩｎＡｓ等の半導体材料を溶質として溶
かしているが、この時の熱処理によってｔ大甲液が高温
に保持される。融液が蒸気圧の高いＰあるい（はＡｓを
含むため、ふたが完全にされていない時は、これらの成
分が蒸発することによって所望の組成が得られないこと
がある。とくに長波長帯工。３−１．６μｍの半導体レ
ーザ、２発光ダイオードを製作する場合には、もともと
Ｐの虐有貨が少ないため、熱処理によりＰ成分が蒸発す
ることにより、エピタキシャル成長）咎の組成が変化し
、発振波長が大きくずれる問題があった。あるいは融液
にドーパントを添加する場合、とくにＰ型半得体を得る
ためＫＺｎを用いる場合には、ＩｎＰ 、 ｆ］ａＩｎ
、ＡｓＰ 等の成長温度でのＺｎの蒸気圧か高く、ふた
のすき間からＺｎが蒸発し、隣りの融液前のに液を汚染
することが多い。これにより液相成長によるＰｎ接合の
形成がうまく出来ないことが多い。これとは反対に、圧
着状態でふたをすると、融液溜内のＵト気ができず、昇
温時において内部の圧力が高くなり、融液が融液溜の底
部とスライダーの隙間から流れ出すことがある。
かしているが、この時の熱処理によってｔ大甲液が高温
に保持される。融液が蒸気圧の高いＰあるい（はＡｓを
含むため、ふたが完全にされていない時は、これらの成
分が蒸発することによって所望の組成が得られないこと
がある。とくに長波長帯工。３−１．６μｍの半導体レ
ーザ、２発光ダイオードを製作する場合には、もともと
Ｐの虐有貨が少ないため、熱処理によりＰ成分が蒸発す
ることにより、エピタキシャル成長）咎の組成が変化し
、発振波長が大きくずれる問題があった。あるいは融液
にドーパントを添加する場合、とくにＰ型半得体を得る
ためＫＺｎを用いる場合には、ＩｎＰ 、 ｆ］ａＩｎ
、ＡｓＰ 等の成長温度でのＺｎの蒸気圧か高く、ふた
のすき間からＺｎが蒸発し、隣りの融液前のに液を汚染
することが多い。これにより液相成長によるＰｎ接合の
形成がうまく出来ないことが多い。これとは反対に、圧
着状態でふたをすると、融液溜内のＵト気ができず、昇
温時において内部の圧力が高くなり、融液が融液溜の底
部とスライダーの隙間から流れ出すことがある。
従って、液相エピタキシャル成長に従来用いられていた
ふたではその再現性が悪く、その操作に（発明の目的） 本発明は前記の欠点を改善するために提案されたもので
、蒸気圧の高い元素を含む物質の液相エピタキシャル成
長において、その元素の蒸発を防ぎ、良好なエピタキシ
ャル成長層をうることを目的とするものである。
ふたではその再現性が悪く、その操作に（発明の目的） 本発明は前記の欠点を改善するために提案されたもので
、蒸気圧の高い元素を含む物質の液相エピタキシャル成
長において、その元素の蒸発を防ぎ、良好なエピタキシ
ャル成長層をうることを目的とするものである。
（発明の構成）
上記の目的を達成するため、本発明は化合物半導体のス
ライドボート式液相エピタキシャル成長において、エピ
タキシャル成長させる半導体を溶質とする融液の上に、
該融液よシ比重が小さく、かつ融液と反応しない物質で
覆うことを特徴とする半導体結晶の液相エピタキシャル
成長法を発明の一要旨とするものである。
ライドボート式液相エピタキシャル成長において、エピ
タキシャル成長させる半導体を溶質とする融液の上に、
該融液よシ比重が小さく、かつ融液と反応しない物質で
覆うことを特徴とする半導体結晶の液相エピタキシャル
成長法を発明の一要旨とするものである。
要約ずれは、本発明は従来のふたを用いず、液相成長さ
せる物質の融液よりも比重が小さく、かつ融液と反応し
ない物質で扱うことを特徴とするものである。
せる物質の融液よりも比重が小さく、かつ融液と反応し
ない物質で扱うことを特徴とするものである。
本発明によれば、蒸気圧の高い元素を含む化合物半導体
の場合においても、融液の組成が変化することがなく、
また添加ドーパントの蒸発による融液相互の汚染がなく
なる利点がちる。
の場合においても、融液の組成が変化することがなく、
また添加ドーパントの蒸発による融液相互の汚染がなく
なる利点がちる。
この物質として、液相成長させようとする物質の融液と
反応せず、しかも比重の小さく、蒸気圧が低いものであ
ればよい。例えば三酸化？１ｔｌｉ ｌｔｉ （Ｂ２０
３）、あるいは融点を下けるためにＢｉ２Ｏ３などの不
純物を添加したＢ２Ｏ３，あるいはＮａ Ｃ１とＫＣ！
ｆｆｉ 。
反応せず、しかも比重の小さく、蒸気圧が低いものであ
ればよい。例えば三酸化？１ｔｌｉ ｌｔｉ （Ｂ２０
３）、あるいは融点を下けるためにＢｉ２Ｏ３などの不
純物を添加したＢ２Ｏ３，あるいはＮａ Ｃ１とＫＣ！
ｆｆｉ 。
Ｌ土ＯＪ、とＫａＪ、の混合物のような塩化物がある。
この内Ｂ２Ｏ３は、現在化合物半導体の引上げ法による
単結晶成長法において、高分解圧成分の蒸発を抑えるカ
プセル剤として広く用いられている化学的にｌ、ｆｉ、
めで安定なガラス物質であり、融点は４０００Ｃ！程度
と低い。この温度は釦Ｐ 、 Ｇａ工ｎＡｓＰ ４９の
液相エピタキシャル成長法による成長温度（６００００
前後）と比較して十分に低く、成長温度付近では粘性の
ある液体状に女っている。
単結晶成長法において、高分解圧成分の蒸発を抑えるカ
プセル剤として広く用いられている化学的にｌ、ｆｉ、
めで安定なガラス物質であり、融点は４０００Ｃ！程度
と低い。この温度は釦Ｐ 、 Ｇａ工ｎＡｓＰ ４９の
液相エピタキシャル成長法による成長温度（６００００
前後）と比較して十分に低く、成長温度付近では粘性の
ある液体状に女っている。
次に本発明の実施例を添附図面について脱明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で種々の変更あるいは改良を行いうろことは云う
までもない。
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で種々の変更あるいは改良を行いうろことは云う
までもない。
第２図は本発明の液相エピタキシャル成長法に用いられ
た治具の一例である。図中１．３．４は第１図と同じも
のを示す。６はエピタキシャル成長させる半導体材料で
ある。具体的にＶ１基板３としてｎ型工ｎＰ （００１
）単結晶を用い、その上に無添加１ｎＰ、Ｐ型ＩａＰの
連続成長を行った。融＊溜１】。
た治具の一例である。図中１．３．４は第１図と同じも
のを示す。６はエピタキシャル成長させる半導体材料で
ある。具体的にＶ１基板３としてｎ型工ｎＰ （００１
）単結晶を用い、その上に無添加１ｎＰ、Ｐ型ＩａＰの
連続成長を行った。融＊溜１】。
１２には、３ｙのＩｎ 、 １０■の工ｎＰ多結晶を充
てんした。とくに６１には２ ＭｌｌのＺｎをドーパン
トとして充てんした。つぎに板状のＢ２Ｏ３を各融液溜
の成長材料の上にのせた。これを７１．７２で示す。こ
の状態で反骨管中で昇温し、６５０°Ｃで２１１斤間放
置した。次に徐伶しながら基板４を融液溜６２゜６１の
下に順に移動し、２層のエピタキシャル成長を行った。
てんした。とくに６１には２ ＭｌｌのＺｎをドーパン
トとして充てんした。つぎに板状のＢ２Ｏ３を各融液溜
の成長材料の上にのせた。これを７１．７２で示す。こ
の状態で反骨管中で昇温し、６５０°Ｃで２１１斤間放
置した。次に徐伶しながら基板４を融液溜６２゜６１の
下に順に移動し、２層のエピタキシャル成長を行った。
室温に冷肩」俊、治具を仮測すると、Ｂ２０３７１ 、
７２は融液２１．．２２の上を完全に葎っており、第３
図のようになった。これはＢ２Ｏ３の融点が薫込み温度
に比べて十分低い／こめ、煮込み中に粘性の高い液体状
となりかつ比重が小さいだめ、各融液の上（（のったも
のでちり、十分にふだの役目をしている。また融液の温
度がＢ２Ｏ３の融点に達するまでには、成長材料６とＢ
２０３７との間には十分隙間があシ、融液が触１（液溜
とスライダーの隙間からはみ出すことはなかった。さら
に成長したＰ −ＩｎＰ 、無濁加工ｎＰの２層は良好
な成長接合を形成した。
７２は融液２１．．２２の上を完全に葎っており、第３
図のようになった。これはＢ２Ｏ３の融点が薫込み温度
に比べて十分低い／こめ、煮込み中に粘性の高い液体状
となりかつ比重が小さいだめ、各融液の上（（のったも
のでちり、十分にふだの役目をしている。また融液の温
度がＢ２Ｏ３の融点に達するまでには、成長材料６とＢ
２０３７との間には十分隙間があシ、融液が触１（液溜
とスライダーの隙間からはみ出すことはなかった。さら
に成長したＰ −ＩｎＰ 、無濁加工ｎＰの２層は良好
な成長接合を形成した。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明（でよれは蒸気圧の高い元
素を含む物質の液相エピタキシャル成長において、その
元素の蒸発を防ぎ、良好なエピタキシャル成長層を得る
ことができろ。
素を含む物質の液相エピタキシャル成長において、その
元素の蒸発を防ぎ、良好なエピタキシャル成長層を得る
ことができろ。
第１図は従来の液相エピタキシャル成長に用いた治其、
第２１ネ１．第３図は本発明の一実施例を示す説明図で
ある。 １１ ．１２．１３・・融液溜、２１ 、２２ 、２
３・・融液、３・・スライダー、４・・基板、５・・ふ
た、６１．６２・・成長材料、７１．７２・・Ｂ２０３
１Ｉ！Ｊ許出願人 日本電信電話公社 第 コ ［≧５ 第２図 第３図
第２１ネ１．第３図は本発明の一実施例を示す説明図で
ある。 １１ ．１２．１３・・融液溜、２１ 、２２ 、２
３・・融液、３・・スライダー、４・・基板、５・・ふ
た、６１．６２・・成長材料、７１．７２・・Ｂ２０３
１Ｉ！Ｊ許出願人 日本電信電話公社 第 コ ［≧５ 第２図 第３図
Claims (1)
- 化合物半導体のスライドボート式液相エピタキシャル成
長において、エピタキシャル成長させる半導体を溶質と
する融液の上に、該融液より比重が小さく、かつ融液と
反応しない物質で覆うことを將徴とする半導体結晶の液
相エピタキシャル成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6371583A JPS59190294A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 半導体結晶の液相エピタキシヤル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6371583A JPS59190294A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 半導体結晶の液相エピタキシヤル成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59190294A true JPS59190294A (ja) | 1984-10-29 |
Family
ID=13237357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6371583A Pending JPS59190294A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 半導体結晶の液相エピタキシヤル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59190294A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62265196A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-18 | Nec Corp | テルル化水銀カドミウムの結晶成長方法 |
| US6821380B2 (en) * | 2000-05-17 | 2004-11-23 | Seiko Epson Corporation | Temperature adjustment apparatus |
| CN108265334A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-07-10 | 深圳市东晶体技术有限公司 | 一种n型磷化铟单晶的配方及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5092081A (ja) * | 1973-12-13 | 1975-07-23 |
-
1983
- 1983-04-13 JP JP6371583A patent/JPS59190294A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5092081A (ja) * | 1973-12-13 | 1975-07-23 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62265196A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-18 | Nec Corp | テルル化水銀カドミウムの結晶成長方法 |
| US6821380B2 (en) * | 2000-05-17 | 2004-11-23 | Seiko Epson Corporation | Temperature adjustment apparatus |
| CN108265334A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-07-10 | 深圳市东晶体技术有限公司 | 一种n型磷化铟单晶的配方及其制备方法 |
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