JPS6021956B2 - 半導体層の液相成長方法 - Google Patents
半導体層の液相成長方法Info
- Publication number
- JPS6021956B2 JPS6021956B2 JP11541982A JP11541982A JPS6021956B2 JP S6021956 B2 JPS6021956 B2 JP S6021956B2 JP 11541982 A JP11541982 A JP 11541982A JP 11541982 A JP11541982 A JP 11541982A JP S6021956 B2 JPS6021956 B2 JP S6021956B2
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- Japan
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- liquid phase
- crystal
- growth method
- phase growth
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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
- C30B19/02—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
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はリン（Ｐ）を含有する半導体基板上に各種半導
体層を液相ェピタキシャルさせるための装置および方法
に関する。
体層を液相ェピタキシャルさせるための装置および方法
に関する。
リンを含有する半導体基板のひとつであるたとえばｌｎ
Ｐ基板は極めて熱分解しやすく、６５００ Ｃで３０分
間の加熱によっても１冊基板の表面からＰが蒸発してし
まう。
Ｐ基板は極めて熱分解しやすく、６５００ Ｃで３０分
間の加熱によっても１冊基板の表面からＰが蒸発してし
まう。
このため１中茎板表面に小さな玉状のｌｎが多数残され
、基板結晶表面は著しく平坦性を損なう。従釆、この様
な結晶表面の荒れを平坦化するため、ェピタキシャル成
長の直前にｌｎＰ基板表面をわずかに溶解させる工程を
導入したり、或いはｌｎＰ基板上に更に別な半導体層を
形成し基板とするなどの手段を用いざるを得なかった。
本発明は、液相ェピタキシャル成長開始直前まで、基板
をＰ蒸気中にさらす状態に保持しておくことを趣旨とす
るものである。
、基板結晶表面は著しく平坦性を損なう。従釆、この様
な結晶表面の荒れを平坦化するため、ェピタキシャル成
長の直前にｌｎＰ基板表面をわずかに溶解させる工程を
導入したり、或いはｌｎＰ基板上に更に別な半導体層を
形成し基板とするなどの手段を用いざるを得なかった。
本発明は、液相ェピタキシャル成長開始直前まで、基板
をＰ蒸気中にさらす状態に保持しておくことを趣旨とす
るものである。
最も簡便にはたとえば１冊基板の場合にはこれに対向し
てこれと同種の１冊結晶片をカバーとして対向して設置
することにより結晶を加熱中に起こるＰの蒸発を防止し
、基板結晶の表面状態に変化を起こさせること無く液相
ェピタキシャル成長を行なわせるものである。カバーと
しては加熱によってリン蒸気を放出する材料であれば良
いが、不純物の基板への混入等を避けるため、１岬基板
に対し１冊結晶の力バ一を用いるのが好適である。基板
をＰ蒸気にさらしておくという観点からは装置の凹部７
に別途Ｐ蒸気を送りこんでｌｎＰ基板からのＰの解※を
防止しても勿論良い。しかし実用上装置が大がかりとな
る。以下、実施例に従って本発明を詳細に説明する。
てこれと同種の１冊結晶片をカバーとして対向して設置
することにより結晶を加熱中に起こるＰの蒸発を防止し
、基板結晶の表面状態に変化を起こさせること無く液相
ェピタキシャル成長を行なわせるものである。カバーと
しては加熱によってリン蒸気を放出する材料であれば良
いが、不純物の基板への混入等を避けるため、１岬基板
に対し１冊結晶の力バ一を用いるのが好適である。基板
をＰ蒸気にさらしておくという観点からは装置の凹部７
に別途Ｐ蒸気を送りこんでｌｎＰ基板からのＰの解※を
防止しても勿論良い。しかし実用上装置が大がかりとな
る。以下、実施例に従って本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例を説明する装置断面図である。
６はスライド板でグラフアィト製であり、成長基板を設
ける凹所７が形成されている。
６はスライド板でグラフアィト製であり、成長基板を設
ける凹所７が形成されている。
凹所７にはリンを含有する基板たとえばｎ型１冊基板１
が収容される。更にｎ型１冊収納結晶１の上に、１冊カ
バー結晶２を設置する。基板結晶１とｌｎＰカバー結晶
２との間隔は大略０．１肌以下とするのが良い。一方、
溶液受け５はグラフアィト製で次の如き溶液が収納され
る。第１溶液３はｌｎ５夕、ＧａＡｓ２５のｏ、１ｎＡ
ｓ２６０のｏ、ｌｎＰ５１のｏを７０００Ｃに加熱し、
全ての熔質を溶かした後に冷却して準備したものである
。第２溶液４はｌｎ５タ上にＺｎｏ．３の９、ｌｎＰ５
５雌を接触させて用意したものである。先づこの様に設
置したボートを全体を垣温炉等で一定温度たとえば６５
０ｏ Ｃで３０分間加熱し、ついで毎分０．３０ Ｃの
速さで冷却を行った。冷却中にスライド板を移動して、
基板結晶１を第１溶液３および第２溶液４と順次接触さ
せ、ＧａｉｎＡｓＰ層とＰ形１冊層を連続的に成長させ
た。こう，して極めて良好なェピタキシャル成長層を得
ることが出来た。本発明では１中カバー結晶を設けた為
に、６５００Ｃで３び分間加熱している間でも基板結晶
１の表面状態は変化せず、一様な厚さの成長層を得るこ
とが出来る。
が収容される。更にｎ型１冊収納結晶１の上に、１冊カ
バー結晶２を設置する。基板結晶１とｌｎＰカバー結晶
２との間隔は大略０．１肌以下とするのが良い。一方、
溶液受け５はグラフアィト製で次の如き溶液が収納され
る。第１溶液３はｌｎ５夕、ＧａＡｓ２５のｏ、１ｎＡ
ｓ２６０のｏ、ｌｎＰ５１のｏを７０００Ｃに加熱し、
全ての熔質を溶かした後に冷却して準備したものである
。第２溶液４はｌｎ５タ上にＺｎｏ．３の９、ｌｎＰ５
５雌を接触させて用意したものである。先づこの様に設
置したボートを全体を垣温炉等で一定温度たとえば６５
０ｏ Ｃで３０分間加熱し、ついで毎分０．３０ Ｃの
速さで冷却を行った。冷却中にスライド板を移動して、
基板結晶１を第１溶液３および第２溶液４と順次接触さ
せ、ＧａｉｎＡｓＰ層とＰ形１冊層を連続的に成長させ
た。こう，して極めて良好なェピタキシャル成長層を得
ることが出来た。本発明では１中カバー結晶を設けた為
に、６５００Ｃで３び分間加熱している間でも基板結晶
１の表面状態は変化せず、一様な厚さの成長層を得るこ
とが出来る。
この結晶を用いてたとえばＧａｌ瓜Ｐ／ｌｎＰダブルヘ
テロ構造のレーザダイオードを試作した結果、再現性良
く室温で連続動作可能な素子を得ることができた。
テロ構造のレーザダイオードを試作した結果、再現性良
く室温で連続動作可能な素子を得ることができた。
上記実施例では、平担な基板結晶上に液相成長層を形成
したが、本発明によれば、高温加熱により基板結晶の表
面状態が変わらないため、基板結晶表面に意図的な凹凸
を設けた場合でも、その凹凸の形状を保つたままの表面
に液相成長層を形成できることは言うまでもない。
したが、本発明によれば、高温加熱により基板結晶の表
面状態が変わらないため、基板結晶表面に意図的な凹凸
を設けた場合でも、その凹凸の形状を保つたままの表面
に液相成長層を形成できることは言うまでもない。
一方、ｌｎＰカバ−結晶２の代りにグラフアィト・カバ
ーを用いて比較実験を行ない結晶の表面状態を観察した
。
ーを用いて比較実験を行ない結晶の表面状態を観察した
。
この結果、１冊基板結晶上にｌｎＰカバーを設けた本発
明を用いるとほとんど凹凸は存在せず液相ェピタキシャ
ル用基板として好ましいものが得られた。一方、グラフ
アィト製カバーを用いた場合、結晶表面に深い不規則な
凹凸が多数形成されェピタキシャル用基板とし用いるこ
とが出来ないものであった。本発明を半導体レーザの製
造に用いた場合の効用について説明する。
明を用いるとほとんど凹凸は存在せず液相ェピタキシャ
ル用基板として好ましいものが得られた。一方、グラフ
アィト製カバーを用いた場合、結晶表面に深い不規則な
凹凸が多数形成されェピタキシャル用基板とし用いるこ
とが出来ないものであった。本発明を半導体レーザの製
造に用いた場合の効用について説明する。
ェピタキシヤル用基板に発生した格子欠陥は極めて多数
の場合は同目的の基板としては使用出来ないし、又仮に
ェピタキシヤル層を成長させる場合も、ェピタキシャル
層中に欠陥が受け継がれ、‘１にの欠陥を介してリーク
電流の増大を招く、‘２１寿命、信頼性低下に悪影響を
及ぼす。仕様として上述の実施例と同様の半導体レーザ
装置を作製した場合、カバーなしでは良品率０％である
が、１冊カバーを用いると８０〜１００％を確保出来る
。又石英カバーを用いた場合５０％を越えない。更に信
頼性の指標として劣化率のメデアン（ｍｅｄｉａｎ）値
（動作電流の変動の割合）を比較してみるとｌｎＰカバ
ーを用いると１％／ｋｈ程度、欠陥を含む基板を用いた
場合１０％／ｋｈ程度と約１桁異なる。以上実施例では
最も簡単な構成の液相成長装置を例示したが種々の変形
例があることは論を待たない。
の場合は同目的の基板としては使用出来ないし、又仮に
ェピタキシヤル層を成長させる場合も、ェピタキシャル
層中に欠陥が受け継がれ、‘１にの欠陥を介してリーク
電流の増大を招く、‘２１寿命、信頼性低下に悪影響を
及ぼす。仕様として上述の実施例と同様の半導体レーザ
装置を作製した場合、カバーなしでは良品率０％である
が、１冊カバーを用いると８０〜１００％を確保出来る
。又石英カバーを用いた場合５０％を越えない。更に信
頼性の指標として劣化率のメデアン（ｍｅｄｉａｎ）値
（動作電流の変動の割合）を比較してみるとｌｎＰカバ
ーを用いると１％／ｋｈ程度、欠陥を含む基板を用いた
場合１０％／ｋｈ程度と約１桁異なる。以上実施例では
最も簡単な構成の液相成長装置を例示したが種々の変形
例があることは論を待たない。
しかしいずれの装置に対しても、本発明の液相ェピタキ
シャル成長開始直前の均熱保持時に基板に対向して１中
茎板より成るカバーを設けて保持することによって効果
を奏することが出来る。
シャル成長開始直前の均熱保持時に基板に対向して１中
茎板より成るカバーを設けて保持することによって効果
を奏することが出来る。
第１図は液相成長装置の例を示す断面図である。
１……基板、２・・・…リン蒸気を放出するカバー、３
，４・・・・・・溶液、５・・・・・・溶液だめ、６・
・・・・・スライド板。 葵ー図
，４・・・・・・溶液、５・・・・・・溶液だめ、６・
・・・・・スライド板。 葵ー図
Claims (1)
- １ リンを含有する液相エピタキシヤル用半導体基板を
収容する保持板と、溶液を収納する溶液だめを有し、前
記基板と前記溶液を相対的に移動させ、相互に接触させ
前記基板上に半導体のエピタキシヤル成長層を形成する
液相成長方法であつて、液相エピタキシヤル成長開始前
の均熱保持時に前記基板に対向して、ＩｎＰ基板より成
るカバーを設けて均熱保持することを特徴とする半導体
層の液相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11541982A JPS6021956B2 (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 半導体層の液相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11541982A JPS6021956B2 (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 半導体層の液相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589899A JPS589899A (ja) | 1983-01-20 |
| JPS6021956B2 true JPS6021956B2 (ja) | 1985-05-30 |
Family
ID=14662100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11541982A Expired JPS6021956B2 (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 半導体層の液相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021956B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62124430A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd | 色濃度の測定装置及び測定方法 |
-
1982
- 1982-07-05 JP JP11541982A patent/JPS6021956B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62124430A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd | 色濃度の測定装置及び測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS589899A (ja) | 1983-01-20 |
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