JPS5932052B2 - 液相エピタキシャル成長方法およびその成長装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高周波誘導加熱方法を用いた液相エピタキシ
ャル成長方法ならびにその成長装置に関する。

液相エピタキシャル成長方法は、化合物半導体エピタキ
シャル層の成長にあたり広く用いられている方法であり
、特に燐化ガリウムＧａＰ砒化ガリウムＧａＡｓ等の■
−Ｖ化合物半導体のエピタキシャル成長には欠かすこと
のできない方法であ０ る。

この方法において溶融液を加熱および徐冷し、半導体基
板上にエピタキシャル層を成長させるための加熱手段と
しては、もつぱら抵抗加熱法が用いられている。第１図
は、従来の抵抗加熱法による電気炉１内５に設置された
石英管２にたとえばＧａＰ基板３が設置され仕切板５を
隔ててガリウムＧａ溶液４が充填された成長ボート６を
配してなるもので、電気炉１によつて加熱されてできた
溶融液４を、操作棒□の操作により仕切板５を移動させ
て、下部０のＧａＰ基板設置部に充填し、ＧａＰ基板３
に充分接触させたのち、徐々に温度を下げてＧａＰ基板
３上にエピタキシャル層の成長を行うものである。

ところで、液相エピタキシャル成長においては、５基板
表面の温度を溶融液の温度よりわずかに低く設定するい
わゆる温度勾配下において成長が効率良く行われる。

しカルながら、炉内全体を加熱する抵抗加熱法では、石
英管全体を加熱するため、上述したような微妙な温度勾
配をつけることは困９難であつた。また、この方法では
、電気炉を用いるために熱容量がすこぷる大きく、加熱
および冷却に時間がかかリサイクルタイムが長く、しか
も成長に不要な石英管等の加熱が避けられず、不純物の
混入を５伴う等の欠点があつた。

本発明は、従来の抵抗加熱法に代えて高周波誘導加熱法
を導入することにより、温度勾配下で効率良く良好なエ
ピタキシヤル成長層を得ようとするものである。

次に本発明実施例の液相エピタキシヤル成長装置および
、これを用いた液相エピタキシヤル成長方法について図
面を用いて述べる。

第２図に示すように、本発明の液相エピタキシヤル成長
装置は、外周に加熱コイル１１を具備してなる石英管１
２内に成長ボート１６を設置してなるものである。

成長ボートは、アルミナセラミツクよりなる操作棒１７
によつて開閉可能な仕切板１５を介して、上方にＧａＰ
を溶解して含むＧａ溶液１４の充填される液槽と、下方
に成長槽とが配置されて構成され、成長槽には、アルミ
ナセラミツクよりなる支持板１８の表裏にそれぞれＧａ
Ｐ基板１３が密着して支持され、これらが一定間隔を保
つてボートの底面に対し垂直に立てられ、これらの間に
グラフアイトよりなる被加熱体１９が配置されてなるも
のである。ここで、支持板１８のアルミナセラミツクは
誘導加熱されにくい物質として選定されたもので、この
他石英ガラス等でもよい。

一方被加熱体１９としてのグラフアイトは誘導加熱され
易いものとして選定されたもので、誘導加熱され易いも
のであれば他のものでもよい。仕切板や成長ボートも必
要に応じて材質を選択すればよい。上述の装置を用いて
液相エピタキシヤル成長を行うにあたり、まず、溶媒と
してのガリウム中へ溶質としてＧａＰを溶かし、充分に
溶融してなる溶融液１４を成長ボート１６の液槽に入れ
、石英管内の所定の位置に設置する。

次いで加熱コイル１１に高周波電圧を印加し、溶融液の
温度を１０５０℃となるように制御したのち、操作棒１
７によつて仕切板１５をはずして成長槽内に溶融液１４
を充填し、前記ＧａＰ基板に充分に接触させる。このと
き、成長槽内の被加熱体１９も誘導加熱され、発熱体と
なつている。このようにして印加出力を制御しつつ、次
に５℃／分で９００℃まで徐冷したのち溶融液を徐去す
る。なお、こ）のとき被加熱体部１９と支持板１８部で
、第２図に示すような温度差ΔＴが生じている。

このとき△Ｔ−１０なＣぐらいにとるのがのぞましい。
かかる装置および方法を用いることより、従来の抵抗加
熱法では困難であつた、基板側の温度を溶融液の温度よ
りも低くすることが容易になされるようになり、その温
度差は自由にコントロールできるため、溶融液からの析
出は基板側で優先的に起り、いわゆる温度勾配下でエピ
タキシヤル成長が行われるため、成長効率の良いエピタ
キシヤル成長を行うことができる。また、石英管などの
不必要な部分の加熱がなされないため、不純物の成長層
への混入も少なくなる上、加熱，放冷に要する時間が短
くなり、サイクルタイムが大幅に低下する。また、ここ
では、徐冷によつて成長を行ういわゆる徐冷法によるエ
ピタキシヤル成長方法について述べたが、設定条件を選
択することによりいわゆる恒温での液相エピタキシヤル
成長、つまり温度差法による成長も可能である。

ここでは、基板を垂直配置したものについて述べたが、
水平配置でもよく、又基板の両面にエピタキシヤル層を
形成する必要のあるときは、支持板１８を除去し、たと
えば、成長槽の底部で基板の固定を行い基板と被加熱体
を交互に配置すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液相エピタキシヤル成長装置の構成図、
第２図は本発明実施例の液相エピタキシヤル成長装置の
構成図である。 １・・・・・・電気炉、２・・・・・・石英管、３・・
・・・・半導体基板、４・・・・・・溶液、５・・・・
・・仕切板、６・・・・・・成長ボート、７・・・・・
・操作棒、１１・・・・・・加熱コイル、１２・・・・
・・石英管、１３・・・・・・ガリウムリン基板、１４
・・・・・・ガリウムリンのガリウム溶液、１５・・・
・・・仕切板、１６・・・・・・成長ボート、１７・・
・・・・操作棒、１８・・・・・・支持板、１９・・・
・・・被加熱体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液相エピタキシャル成長用のボート内に配置された
   半導体基板表面に、溶融液を接触させてエピタキシャル
   層を成長させるにあたり、前記半導体基板から所定の距
   離だけ離間して、誘導加熱され易い被加熱体を並設して
   高周波加熱を行なうことにより、溶融液に前記被加熱体
   の表面部と前記半導体基板の表面部との間に温度差を形
   成することを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。 ２ 外側に高周波加熱源を有する石英管と、前記石英管
   内に設置されるエピタキシャル成長用のボートとをそな
   え、かつ、前記ボート内に被成長用半導体基板配置部お
   よび同配置部の半導体基板から所定の距離だけ離間して
   誘導加熱され易い被加熱体を並設したことを特徴とする
   液相エピタキシャル成長装置。 ３ 半導体基板配置部が誘導加熱されにくい半導体基板
   支持板からなることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の液相エピタキシャル成長装置。