JPS5929417A - 液相エピタキシヤル成長法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長法Info
- Publication number
- JPS5929417A JPS5929417A JP57140228A JP14022882A JPS5929417A JP S5929417 A JPS5929417 A JP S5929417A JP 57140228 A JP57140228 A JP 57140228A JP 14022882 A JP14022882 A JP 14022882A JP S5929417 A JPS5929417 A JP S5929417A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- composition
- growth
- meltback
- crystal
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H10P14/265—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition using solutions
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Integrated Circuits (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
本発明は液相エピタキシャル成長法に関する。
基板結晶に溶液をかぶせ、徐冷することにより単結晶薄
膜層を成長させる液相エピタキシャル法は、今日、（）
ａＰ、ＧａＡｓを中心とした発光素子の製造に広く利用
されている。そして成長結晶の組成の均一性、膜厚の再
現性、大型基板上への結晶育成等についてエピタキシャ
ル結晶成長技術は発展を続けている。
膜層を成長させる液相エピタキシャル法は、今日、（）
ａＰ、ＧａＡｓを中心とした発光素子の製造に広く利用
されている。そして成長結晶の組成の均一性、膜厚の再
現性、大型基板上への結晶育成等についてエピタキシャ
ル結晶成長技術は発展を続けている。
従来例の構成とその問題点
しかし、従来−成長結晶層内において選択的に組成の異
なる結晶を成長することは困難であり、これまでそのよ
うな例は見られない。
なる結晶を成長することは困難であり、これまでそのよ
うな例は見られない。
−成長内で選択的に結晶の物理定数を変化させることが
できれば、素子作製上、有力な技術となり得る。
できれば、素子作製上、有力な技術となり得る。
発明の目的
本発明は選択的に結晶の組成比や不純物濃度を変化させ
、物理定数が変化する単結晶層を育成する液相エピタキ
シャル成長法を提供することを目的とする。
、物理定数が変化する単結晶層を育成する液相エピタキ
シャル成長法を提供することを目的とする。
発明の構成
すなわち、本発明の液相エピタキシャル成長法は半導体
基板の表面の所定の部分に、突起１段差等を形成するこ
とにより凹凸を形成する工程と、前記凹凸を有する前記
半導体基板の表面を成長用融液と接することによシ、前
記凸部をメルトバッりするとともに結晶を成長させる工
程とをそなえ、前記半導体基板上に組成まだは濃度の分
布を有する結晶を成長させるものである。
基板の表面の所定の部分に、突起１段差等を形成するこ
とにより凹凸を形成する工程と、前記凹凸を有する前記
半導体基板の表面を成長用融液と接することによシ、前
記凸部をメルトバッりするとともに結晶を成長させる工
程とをそなえ、前記半導体基板上に組成まだは濃度の分
布を有する結晶を成長させるものである。
実施例の説明
基板表面を第１図に示すように加工して、表面に突起を
付けた部分と平坦な部分を作製する。液相エピタキシャ
ル法による成長の際、基板の突起部分はメルトバックし
、平坦部はその影響が小さくなるような成長条件を設定
し、エピタキシャル成長を行なう。
付けた部分と平坦な部分を作製する。液相エピタキシャ
ル法による成長の際、基板の突起部分はメルトバックし
、平坦部はその影響が小さくなるような成長条件を設定
し、エピタキシャル成長を行なう。
この方法を用いることにより、基板の組成と成長層用に
構成した溶液の成分とが異なる場合には、基板がメルト
バックした直上部の溶液の組成とメルトバックしない平
坦部の溶液の組成の間に差異が生ずる。その結果成長結
晶の組成を場所的に変えることができる（第２図）。ま
だ、この方法によれば基板表面に形成する突起の形状や
メルトバック量によって組成変化を制御することができ
、−回の成長で成長層面内の組成プロファイルを作り出
すことができる特徴を有している。
構成した溶液の成分とが異なる場合には、基板がメルト
バックした直上部の溶液の組成とメルトバックしない平
坦部の溶液の組成の間に差異が生ずる。その結果成長結
晶の組成を場所的に変えることができる（第２図）。ま
だ、この方法によれば基板表面に形成する突起の形状や
メルトバック量によって組成変化を制御することができ
、−回の成長で成長層面内の組成プロファイルを作り出
すことができる特徴を有している。
以下に本発明の液相エピタキシャル法により、ＧａＡｓ
基板上に構成する赤外光導波路、方向性結合器を作製す
るさらに詳しい実施例について述べる。
基板上に構成する赤外光導波路、方向性結合器を作製す
るさらに詳しい実施例について述べる。
ＧａＡｓ基板の（１１１）Ｂ面上につき開端面に対し、
垂直になるよう、ストライプ方向を選び、ストライプの
両側に突起を形成する（第３図（ａ） ）。
垂直になるよう、ストライプ方向を選び、ストライプの
両側に突起を形成する（第３図（ａ） ）。
ストライプ幅は６μｍ とした。突起の高さは１μｍ突
起の直径３μｍとした。成長温度を８２０℃で１ｌ−Ｇ
ａ−Ａｓの溶液を基板上にスライドさせ、冷却速度ｏ、
３′ｃ／％でＩｎｚＧａｌ ＸＡＳ のエピタキシャル
層を成長させた。Ｉｎ組成比Ｘは０．１に設定した。基
板上に形成した突起は完全にメルトバックし、平坦な基
板上にエピタキシャル成長した如くに観察された。
起の直径３μｍとした。成長温度を８２０℃で１ｌ−Ｇ
ａ−Ａｓの溶液を基板上にスライドさせ、冷却速度ｏ、
３′ｃ／％でＩｎｚＧａｌ ＸＡＳ のエピタキシャル
層を成長させた。Ｉｎ組成比Ｘは０．１に設定した。基
板上に形成した突起は完全にメルトバックし、平坦な基
板上にエピタキシャル成長した如くに観察された。
Ｉｎ−Ｇａ−Ａｓの溶液において、メルトバックした直
上の溶液にはＧａとＡｓが供給され、Ｇａに対するＩｎ
の原子比が減少する。このだめ、メルトバック部での固
相の組成比Ｘも減少する。第３図（ｂｌに成長層断面図
を示すが、メルトバックした部分と、その間のストライ
プ部分のＩｎ組成比の差は１〜２％であった。
上の溶液にはＧａとＡｓが供給され、Ｇａに対するＩｎ
の原子比が減少する。このだめ、メルトバック部での固
相の組成比Ｘも減少する。第３図（ｂｌに成長層断面図
を示すが、メルトバックした部分と、その間のストライ
プ部分のＩｎ組成比の差は１〜２％であった。
通常の方法でＧａＡｓ０上にＩｎｚＧａｌ−ｘＡｓを成
長させた場合ＩｎｚＧａ１−ＸＡｓ（７）屈折率はＧａ
Ａｓの屈折率より大きいだめ成長方向には光が閉じ込め
られるが、基板界面に平行な方向には閉じ込め機構がな
い。従来、基板界面に平行な方向の閉じ込め機構を作る
ためにストライプ状のメサエッチング等の処理工程を必
要としていた。しかし、上記本実篩の方法を用いて成長
したＩ ｎ ｚ Ｇ ａ １−ｚ Ａ ｓ層はストライ
プ部とそれよりＩｎ組成比Ｘの小さい部分とからなって
おり、基板界面に対して平行な方向にも屈折率差が２〜
３×１０−３付いている。このだめ二次元的に光を閉じ
込めた導波路５が一回の結晶成長工程で作製できる。
長させた場合ＩｎｚＧａ１−ＸＡｓ（７）屈折率はＧａ
Ａｓの屈折率より大きいだめ成長方向には光が閉じ込め
られるが、基板界面に平行な方向には閉じ込め機構がな
い。従来、基板界面に平行な方向の閉じ込め機構を作る
ためにストライプ状のメサエッチング等の処理工程を必
要としていた。しかし、上記本実篩の方法を用いて成長
したＩ ｎ ｚ Ｇ ａ １−ｚ Ａ ｓ層はストライ
プ部とそれよりＩｎ組成比Ｘの小さい部分とからなって
おり、基板界面に対して平行な方向にも屈折率差が２〜
３×１０−３付いている。このだめ二次元的に光を閉じ
込めた導波路５が一回の結晶成長工程で作製できる。
この光導波路にＹＡＧレーザー光（波長１．０６μｍ）
を伝搬させ、１ａＲ’程度の低伝搬損失を得ティる。又
、伝搬モードはスポット状の単一モードが観測された。
を伝搬させ、１ａＲ’程度の低伝搬損失を得ティる。又
、伝搬モードはスポット状の単一モードが観測された。
第４図（ａｌ 、 （ｂｌは本発明のさらに他の実施例
を示す。同図においてＧｒＡｓ基板に二つのストライプ
状の平坦部を接近させて形成しその両側に突起を設ける
（第４図（ａ））。前記の実施例と同様な条件で成長を
行なうと２本の平行な光導波路６が形成できる（第４図
（ｂ））。ストライプ間隔を６μｍとして作製すると２
本の光導波路の間で結合がおこり、光のパワーは両導波
路間で移動しながら伝搬し、伝搬長によって光出力の分
布に変化が見られた。これを用い方向性結合器の作製も
可能となる。
を示す。同図においてＧｒＡｓ基板に二つのストライプ
状の平坦部を接近させて形成しその両側に突起を設ける
（第４図（ａ））。前記の実施例と同様な条件で成長を
行なうと２本の平行な光導波路６が形成できる（第４図
（ｂ））。ストライプ間隔を６μｍとして作製すると２
本の光導波路の間で結合がおこり、光のパワーは両導波
路間で移動しながら伝搬し、伝搬長によって光出力の分
布に変化が見られた。これを用い方向性結合器の作製も
可能となる。
次に第５図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃｌをもとにし
てＧａＡｓ−ＧａＡ４Ａｓ による導波路の作製の実施
例について述べる。
てＧａＡｓ−ＧａＡ４Ａｓ による導波路の作製の実施
例について述べる。
第３図（ａ）とは反対に、突起をストライプ部分に付け
た基板を使用する（第６図（ａ））。成長温度８５０
”ＣでＧａ、−ｘＡｇｘＡｓの成長を行ない、続いてＧ
ａＡｇの成長を行なう。冷却速度は０．３’Ｃ／／；）
とした。第５図（ｂ）に成長層の断面図を示す。
た基板を使用する（第６図（ａ））。成長温度８５０
”ＣでＧａ、−ｘＡｇｘＡｓの成長を行ない、続いてＧ
ａＡｇの成長を行なう。冷却速度は０．３’Ｃ／／；）
とした。第５図（ｂ）に成長層の断面図を示す。
Ｇａ、 ８ＡｌｘＡｓ層６のストライプ部のＡ４の組
成比Ｘはその両側より大きくなっている。Ａ１組成比Ｘ
の変化は約５％であった。その上のＧａＡｓ層７は均一
層になっているが、（ｌｒａ、 −ｘＡｇｘＡｓ 層
６の屈折率がストライプ部分とその両側で異なっている
だめ、ＧａＡｓ層７には伝搬する光に対して実効屈折率
分布が付くことになる。第５図（Ｃ１に実効屈折率分布
を示すが、ストライプ部の屈折率が大きくなり、光はそ
こに閉じ込められることになる。
成比Ｘはその両側より大きくなっている。Ａ１組成比Ｘ
の変化は約５％であった。その上のＧａＡｓ層７は均一
層になっているが、（ｌｒａ、 −ｘＡｇｘＡｓ 層
６の屈折率がストライプ部分とその両側で異なっている
だめ、ＧａＡｓ層７には伝搬する光に対して実効屈折率
分布が付くことになる。第５図（Ｃ１に実効屈折率分布
を示すが、ストライプ部の屈折率が大きくなり、光はそ
こに閉じ込められることになる。
本発明によればこれ以外にＭ−Ｖ族、ｎ−ｖｉ族の異な
った材料の液相エピタキシャル法により、種々の素子作
製が可能となる。
った材料の液相エピタキシャル法により、種々の素子作
製が可能となる。
発明の詳細
な説明したように、本発明の液相エピタキシャル成長方
法によれば、基板表面に形成する突起のピンチ、形状、
突起部のメルトバック量等によって結晶層の組成を容易
に変化させることができる。また、１回の成長で、成長
層面内の組成分布を作り出すことができるため工程が合
理化される。
法によれば、基板表面に形成する突起のピンチ、形状、
突起部のメルトバック量等によって結晶層の組成を容易
に変化させることができる。また、１回の成長で、成長
層面内の組成分布を作り出すことができるため工程が合
理化される。
第１図、第２図は突起を有する基板上に結晶成長する時
の同基板の断面形状を示す図、第３図（ａ）。 （ｂｌは本発明の一実施例におけるＧａＡｓ−ＩｎＧａ
Ａｓ光導波路の作製工程を示す図、第４図（ａｌ 、
（ｂ）は本発明の他の実施例におけるＧａＡｓ−ｌｌＧ
ａＡｓの方向性結合器の作製工程を示す図、第６図（ａ
ｌ 、 （ｂｌ 。 （Ｃ１は本発明のさらに他の実施例におけるＧａＡｓ−
ＧａＡｄＡＳ の光導波路の作製工程を示す図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・エピタキシャル成
長層、３・・・−ＧａＡｓ基板、４・・・・・・工ｎｘ
Ｇａ、−ｘＡＳ層、６・・・・・・光導波路部、６・・
・・・・Ｇａ、 −ｘＡｄｘＡｓ層、７・・・・・・Ｇ
ａＡｓ層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 第４図 第５図
の同基板の断面形状を示す図、第３図（ａ）。 （ｂｌは本発明の一実施例におけるＧａＡｓ−ＩｎＧａ
Ａｓ光導波路の作製工程を示す図、第４図（ａｌ 、
（ｂ）は本発明の他の実施例におけるＧａＡｓ−ｌｌＧ
ａＡｓの方向性結合器の作製工程を示す図、第６図（ａ
ｌ 、 （ｂｌ 。 （Ｃ１は本発明のさらに他の実施例におけるＧａＡｓ−
ＧａＡｄＡＳ の光導波路の作製工程を示す図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・エピタキシャル成
長層、３・・・−ＧａＡｓ基板、４・・・・・・工ｎｘ
Ｇａ、−ｘＡＳ層、６・・・・・・光導波路部、６・・
・・・・Ｇａ、 −ｘＡｄｘＡｓ層、７・・・・・・Ｇ
ａＡｓ層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 半導体基板の表面の所定の部分に、突起１段差等を形成
することにより凹凸を形成する工程と、前記凹凸を有す
る前記半導体基板の表面を成長用融液と接することによ
り、前記凸部をメルトバックするとともに結晶を成長さ
せる工程とをそなえ、前記半導体基板上に組成まだは濃
度の分布を有する結晶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法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57140228A JPS5929417A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 液相エピタキシヤル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57140228A JPS5929417A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 液相エピタキシヤル成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5929417A true JPS5929417A (ja) | 1984-02-16 |
Family
ID=15263881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57140228A Pending JPS5929417A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 液相エピタキシヤル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5929417A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6334111A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-13 | Tokai Rubber Ind Ltd | ゴムブツシユ付き連結ロツドの製造法 |
-
1982
- 1982-08-11 JP JP57140228A patent/JPS5929417A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6334111A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-13 | Tokai Rubber Ind Ltd | ゴムブツシユ付き連結ロツドの製造法 |
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