JPS6021895A - 液相成長方法 - Google Patents
液相成長方法Info
- Publication number
- JPS6021895A JPS6021895A JP12767983A JP12767983A JPS6021895A JP S6021895 A JPS6021895 A JP S6021895A JP 12767983 A JP12767983 A JP 12767983A JP 12767983 A JP12767983 A JP 12767983A JP S6021895 A JPS6021895 A JP S6021895A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- doped
- liquid phase
- buried
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- 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
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
- C30B19/04—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux the solvent being a component of the crystal composition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は■−ｖ族化合物半導体の液相成長に係り、特に
基板結晶の表面に自然に形成された酸化物を除去し、該
基板結晶表面と新しく成長する層との界面の良質化に好
適な液相成長に関する。
基板結晶の表面に自然に形成された酸化物を除去し、該
基板結晶表面と新しく成長する層との界面の良質化に好
適な液相成長に関する。
■−■族化合物半導体の基板、特に埋め込みへテロ構造
の半導体レーザ作製を目的とする多層成長層にメサが形
成された基板に埋め込成長を目的としだ液相成長を行な
う場合、従来該基板の、メサ側面を含む表面の酸化のた
めに、該表面上への新しい結晶層の成長が困難（たとえ
ば埋め込み層の形状制御性が悪い）といった欠点や、埋
め込み成長が形状的には制御できた場合でも、該ウェー
ハを用いて作製した半導体Ｖ−ザ素子では、素子の活性
層近傍の該メサ側面と埋め込み成長層との界面の結晶の
完全性の欠除に起因する、しきい電流値の増大やスロー
プ効率の低下といった素子特性不良の問題が生じていた
。また、上記問題の解決法として、結晶成長用溶液の基
板への接触に先立ち、基板洗浄用溶液を該基板に接触さ
せて該基板をメルト・パックにより一部溶解・清浄化す
る方法が従来用いられていた。しかし、この方法では、
該基板の溶解量の制御が困難で、基板溶解後、平坦な表
面をもつ基板では、その表面の平坦性が損われ易い、メ
サやストライプ状溝をもつ基板では該メサや溝の形状が
損われ易い欠点があった。
の半導体レーザ作製を目的とする多層成長層にメサが形
成された基板に埋め込成長を目的としだ液相成長を行な
う場合、従来該基板の、メサ側面を含む表面の酸化のた
めに、該表面上への新しい結晶層の成長が困難（たとえ
ば埋め込み層の形状制御性が悪い）といった欠点や、埋
め込み成長が形状的には制御できた場合でも、該ウェー
ハを用いて作製した半導体Ｖ−ザ素子では、素子の活性
層近傍の該メサ側面と埋め込み成長層との界面の結晶の
完全性の欠除に起因する、しきい電流値の増大やスロー
プ効率の低下といった素子特性不良の問題が生じていた
。また、上記問題の解決法として、結晶成長用溶液の基
板への接触に先立ち、基板洗浄用溶液を該基板に接触さ
せて該基板をメルト・パックにより一部溶解・清浄化す
る方法が従来用いられていた。しかし、この方法では、
該基板の溶解量の制御が困難で、基板溶解後、平坦な表
面をもつ基板では、その表面の平坦性が損われ易い、メ
サやストライプ状溝をもつ基板では該メサや溝の形状が
損われ易い欠点があった。
本発明の目的は、基板の初期形状を損わずに、咳基板表
面に自然に形成された酸化物を除去し、基板表面と新し
く成長した層の界面の結晶性の良質化を行なう液相成長
方法を提供することにある。
面に自然に形成された酸化物を除去し、基板表面と新し
く成長した層の界面の結晶性の良質化を行なう液相成長
方法を提供することにある。
基板表面に形成された上記酸化物を除去する方法として
、成長用溶液を基板に接触させる前に、基板洗浄用溶液
を用い、該溶液中に、基板を構造する元素より酸化力の
強い元素を添加することにより、酸化物を形成する酸素
を基板構成元素よシ切り離し、洗浄用溶液中に取り込ん
で基板表面の還元を用い、しかる後に、この工程と連続
して、液相成長を行ない、基板表面と新しい成長層との
界面の良質化を図った。
、成長用溶液を基板に接触させる前に、基板洗浄用溶液
を用い、該溶液中に、基板を構造する元素より酸化力の
強い元素を添加することにより、酸化物を形成する酸素
を基板構成元素よシ切り離し、洗浄用溶液中に取り込ん
で基板表面の還元を用い、しかる後に、この工程と連続
して、液相成長を行ない、基板表面と新しい成長層との
界面の良質化を図った。
実施例１
第１図に示すＩｎＧａＡｓＰ 系の埋め込みへテロ型半
導体レーザを作る目的で、Ｓｎｎドープ−ＩｎＰ基板１
上に形成されたメサ（’ｌ” ｅドープｎ−ＩｎＰバッ
ファ層２、Ｉ ’ ｔ −ｘＧ ａ ｘ Ａ Ｓ １−
ｙ Ｐ ｙ活性層３．７．ｎドープｐ−ＩｎＰクラッド
層４、Ｉｎ１−ｐＧ ａｐＡＳＩ−ｑＰｑキャップ層５
より構成）のある基板に、埋め込み層（Ｚｎｎドープ−
ＩｎＰ層６、Ｔｅドープｎ −Ｉ ｎ ｐ層７、Ｔｅド
ープｎ−Ｉｎ１−ｐＧａｐＡｓｌ−ｑＰｑ層８）を成長
する液相成長を行なうにあたり、埋め込み成長の第１層
にあたるｚｎｎドープ−１ｎＰｊ響６用の溶液を該メサ
付き基板に接触させる前段に、Ｍｇを添加したＩｎＰ溶
液（仕込み降はｉｎ１２ｇ、ＪｎＰ９０ｍｇ１Ｍ ｇ
２０ ｍ ｇ ）を、６５０ｔｌｌ’で１時間保持した
後、Ｑ、 ５ Ｃ／ ｍｆｒｔの冷却速度で反応系を冷
却しながら、６３５Ｃまで温度降下した時点で該基板に
１分間接触させた後、グラファイト・ボートによるスラ
イド・ボート方式にて、以下連続的に、埋め込み層６，
７．８を成長さ止る目的の溶液を順次基板に接触して埋
め込み層を形成した。本実施例によれば、基板洗浄用溶
液による基板のメルト・パックが殆んどない状態で基板
表面の酸化物除去の効果がある。
導体レーザを作る目的で、Ｓｎｎドープ−ＩｎＰ基板１
上に形成されたメサ（’ｌ” ｅドープｎ−ＩｎＰバッ
ファ層２、Ｉ ’ ｔ −ｘＧ ａ ｘ Ａ Ｓ １−
ｙ Ｐ ｙ活性層３．７．ｎドープｐ−ＩｎＰクラッド
層４、Ｉｎ１−ｐＧ ａｐＡＳＩ−ｑＰｑキャップ層５
より構成）のある基板に、埋め込み層（Ｚｎｎドープ−
ＩｎＰ層６、Ｔｅドープｎ −Ｉ ｎ ｐ層７、Ｔｅド
ープｎ−Ｉｎ１−ｐＧａｐＡｓｌ−ｑＰｑ層８）を成長
する液相成長を行なうにあたり、埋め込み成長の第１層
にあたるｚｎｎドープ−１ｎＰｊ響６用の溶液を該メサ
付き基板に接触させる前段に、Ｍｇを添加したＩｎＰ溶
液（仕込み降はｉｎ１２ｇ、ＪｎＰ９０ｍｇ１Ｍ ｇ
２０ ｍ ｇ ）を、６５０ｔｌｌ’で１時間保持した
後、Ｑ、 ５ Ｃ／ ｍｆｒｔの冷却速度で反応系を冷
却しながら、６３５Ｃまで温度降下した時点で該基板に
１分間接触させた後、グラファイト・ボートによるスラ
イド・ボート方式にて、以下連続的に、埋め込み層６，
７．８を成長さ止る目的の溶液を順次基板に接触して埋
め込み層を形成した。本実施例によれば、基板洗浄用溶
液による基板のメルト・パックが殆んどない状態で基板
表面の酸化物除去の効果がある。
実施例２
第２図に示すＧａＡｔＡｓ系の埋め込みへテロ型半導体
レーザを作る目的で、Ｓｉ−ドープｎ−ＧａＡｓ基板９
上に形成されたメサ（第２図１０゜１１．１２，１３．
１４より構成）のある基板に埋め込み層１５．１６を形
成するだめのグラファイト・ボートを用いたスライド・
ボート式の液相成長を行なうにあたり、埋め込み成長の
第１層である７、ｎドープｐＧ ａ １−ｘ Ａｔｘ
Ａ ８層１５用の溶液を該基板に接触させる前後に、Ｎ
ａを含むＧａＡｓ溶液（仕込み量はＧａ８ｇ、ＧａＡｓ
２００” ｇ ＋ Ｎ ａ２０ ｍ ｇ ）を７６０
Ｃで２時間保持して得た。この温度におけるＡｓの飽和
したＱａ浴溶液、過剰分として残る固体のＱ ａ Ａ
Ｓと分離した後、０．３Ｃ／−の冷却速度で反応系を冷
却しながら２Ｃ温度降下した時点で、該基板に１分間接
触させた後、順次埋め込み層１５．１６用の溶液を基板
に所定時間接触して埋め込み層を得た。本実施例の効果
は実施例１と同様である。
レーザを作る目的で、Ｓｉ−ドープｎ−ＧａＡｓ基板９
上に形成されたメサ（第２図１０゜１１．１２，１３．
１４より構成）のある基板に埋め込み層１５．１６を形
成するだめのグラファイト・ボートを用いたスライド・
ボート式の液相成長を行なうにあたり、埋め込み成長の
第１層である７、ｎドープｐＧ ａ １−ｘ Ａｔｘ
Ａ ８層１５用の溶液を該基板に接触させる前後に、Ｎ
ａを含むＧａＡｓ溶液（仕込み量はＧａ８ｇ、ＧａＡｓ
２００” ｇ ＋ Ｎ ａ２０ ｍ ｇ ）を７６０
Ｃで２時間保持して得た。この温度におけるＡｓの飽和
したＱａ浴溶液、過剰分として残る固体のＱ ａ Ａ
Ｓと分離した後、０．３Ｃ／−の冷却速度で反応系を冷
却しながら２Ｃ温度降下した時点で、該基板に１分間接
触させた後、順次埋め込み層１５．１６用の溶液を基板
に所定時間接触して埋め込み層を得た。本実施例の効果
は実施例１と同様である。
本発明によれば、基板の初期形状が保持されたまま基板
表面に自然にできた酸化物が除去されるので、埋め込み
層のｐ −ｎ接合のメサ側面に対する相対的な位置制御
性の向上、および、メサ側面と埋め込み層との界面に酸
化物による非発光センターがないために半導体レーザ素
子のしきい匝、スロープ効率、寿命特性改善の効果があ
る。
表面に自然にできた酸化物が除去されるので、埋め込み
層のｐ −ｎ接合のメサ側面に対する相対的な位置制御
性の向上、および、メサ側面と埋め込み層との界面に酸
化物による非発光センターがないために半導体レーザ素
子のしきい匝、スロープ効率、寿命特性改善の効果があ
る。
第１図、第２図は、埋め込みへテロ型半導体レーザの、
レーザ光出射方向からの断面図である。 １・・・３ｎドープのｎ −Ｉｎ ｐ基板、２・・・Ｉ
ｌｌ ｅドープのｎ−Ｉｎｐバッファ層、３ ・・・Ｉ
ｎ１−ｘＧａｘＡ５ｔ−ｙＰｙ活性層、４・・・７．ｎ
ドープのｐ−ＩｎＰクラッド層、５ ・＝ Ｉｎ１−Ｐ
ＧａＰＡＳｌ−ｑＰｑキャップ層、６ ・Ｚ ｎドープ
のｐ−ＩｎＰブロック層、７・・・Ｔｅドープのｎ −
Ｉｎ ｐブロック層、８・・・Ｔｅドープのｎ−Ｉｎｔ
−ｐＧａｐＡｓｘ−、ｐ、キャップ層、９−ｓ ｉドー
プのｎ−ＧａＡｓ基（反、１０・ ’ｒｅドープのｎ＝
Ｇａ１−ｘｔＡｔｚＩ Ａｓクラッド層、１１・Ｔｅド
ープの” Ｇａ１−ｘｚＡ４ｘ２Ａ８ ガイド層、１２
−・・Ｇａｘ−ｘ３ｋＬｘ３Ａ！ｉ活性層、１３・・・
ＺｎドープのｐＧ ａｌ −ｚ Ｉ Ａ ｔｚ Ｉ Ａ
Ｓクラッド層、１４・−８ｊＯａ酸化膜、１５−Ｚｎ
ドープのＧａｔ−ｘ４Ａｔｘ４Ａｓブロック層、１６・
’Ｉ’ｅドープのｎＧａｌ−ｘａｋＬｘａｋｍブロック
層。
レーザ光出射方向からの断面図である。 １・・・３ｎドープのｎ −Ｉｎ ｐ基板、２・・・Ｉ
ｌｌ ｅドープのｎ−Ｉｎｐバッファ層、３ ・・・Ｉ
ｎ１−ｘＧａｘＡ５ｔ−ｙＰｙ活性層、４・・・７．ｎ
ドープのｐ−ＩｎＰクラッド層、５ ・＝ Ｉｎ１−Ｐ
ＧａＰＡＳｌ−ｑＰｑキャップ層、６ ・Ｚ ｎドープ
のｐ−ＩｎＰブロック層、７・・・Ｔｅドープのｎ −
Ｉｎ ｐブロック層、８・・・Ｔｅドープのｎ−Ｉｎｔ
−ｐＧａｐＡｓｘ−、ｐ、キャップ層、９−ｓ ｉドー
プのｎ−ＧａＡｓ基（反、１０・ ’ｒｅドープのｎ＝
Ｇａ１−ｘｔＡｔｚＩ Ａｓクラッド層、１１・Ｔｅド
ープの” Ｇａ１−ｘｚＡ４ｘ２Ａ８ ガイド層、１２
−・・Ｇａｘ−ｘ３ｋＬｘ３Ａ！ｉ活性層、１３・・・
ＺｎドープのｐＧ ａｌ −ｚ Ｉ Ａ ｔｚ Ｉ Ａ
Ｓクラッド層、１４・−８ｊＯａ酸化膜、１５−Ｚｎ
ドープのＧａｔ−ｘ４Ａｔｘ４Ａｓブロック層、１６・
’Ｉ’ｅドープのｎＧａｌ−ｘａｋＬｘａｋｍブロック
層。
Claims (1)
- １．１１−Ｖ族化合物半導体の結晶成長における基板洗
浄用融液中に、該融液が接触する成長用基板結晶を構成
する元素より酸化作用の強い元素を添加することを特徴
とする液相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12767983A JPS6021895A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 液相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12767983A JPS6021895A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 液相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021895A true JPS6021895A (ja) | 1985-02-04 |
Family
ID=14966023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12767983A Pending JPS6021895A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 液相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021895A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02145532U (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-11 |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP12767983A patent/JPS6021895A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02145532U (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-11 |
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