JPS6046021A - 半導体結晶製造装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特Ｋ　ＩＩＩ　−Ｖ族などの化合物半導体基
板に液相法によっ°Ｃエピタキシャル層を成長させるた
めの製造装置に関するものである。

光やマイクロ波に応用する半導体装置を製造するために
液相エピタキシャル（ＬＰＥ）法がしばしば用いられる
が、そのためには融液や基板を保持するためのボートが
必要である。

第１図は一般的なＬＰＥ用ボートの断面図である。すな
わち、カーボンでなるスライド板３に設けられた穴に基
板２に配置し、融液支持体６によってつくられた融液溜
に成長用融液ｌを流込んで、基板２上にエピタキシャル
層を形成するものである。こうしたボートで厚膜を成長
させた場合、基板２２の周辺部で特に成長速度が速いた
めに基板２周辺がせり上がり、著しく層厚が不均一とな
る。

極端な場合には、基板２周辺部がボートに引っかかるた
めに、基板２をスライドさせて融層１から切り離すこと
ができなくなってしまうことがある。

そこで、第２図に示すように、基板２周辺部が直接スラ
イド板３と触れないように融液用穴１０を設けた構造が
、特開昭５７−３２６２０号に示されている。これは、
融液１を基板２の側面にも回り込ませることにより、前
述の基板２周辺での異常成長を防止するものである。し
かし、こうしたボートの基板２周辺部を削り取る構造で
は、以下のような欠点を有するために実用的に充分とは
いえなかった。

（１）多層成長のために基板２をスライドしたとき、以
前の檜の融液が次の槽に持ち込まれて混合してしまう。

（１１）融液１が基板２の裏にまわり込みやすいので、
基板２が融液ｌの上に浮いてしまう場合がある。

（ＩＩ＋）　同じボート寸法の場合に、−まわり小さな
基板しかはいらなくなるので量産性において不利である
。

本発明の目的は、かかる欠点を解消した装置を提供する
ことにある。

本発明は、成長用ボートと熱伝導度が異なる物質からな
る枠を基板周辺部に配することを特徴とするものである
。

以下に、本発明の詳細につき実施例を示して説明する。

第３図は、本発明の一実施例を示す液相エピタキシアル
（ＬＰＥ）成長用ボートの断面図である。

なお、第１図、第２図と同−機能部は同一番号を符して
その説明は省略する。

ＬＰＥ法において、基板２周辺部が異常に速く成長する
（エツジ・グロースと呼ばれる）のは、基板２の周辺部
がカーボン・ボート３と触れるために多量の熱がうばわ
れ”Ｃ温度勾配が大きくなるからである。そこで、本発
明は第３図に示すように、カーボンよりも熱伝導度の小
さい物質、例えはサファイア（７８０℃における熱伝導
度は、カーボンの０．４８Ｗ／ｃｍ−ｋに対してサファ
イアは０．０９Ｗ／ｃｍ−にである）を基板周辺部に配
している。これによって、熱の流れを基板２表面から裏
面への一方向に制限する作用をさせることができる。こ
のように、熱の流れを制限する作用により、基板２の横
方向温度勾配が非常にゆるやかとなって基板２周辺部が
異常に速く成長するのを防ぐ効果があり、この結果、エ
ビ層厚の面内分布が一様となる。また、サファイア４は
、アルミニウムを含む融液と接触しても、石英とアルミ
ニウムのような化学反応を起こすことがない。

次に、第３図で示したボードを用いて、ＧａＡｓ基板上
にＡｌＧａＡｓ層をエピタキシャルした場合について説
明する。まず、融液支持板６でできる融液溜にＡＩなら
びにＧａＡｓ種結晶を混入させたＧａを装゛Ｃんし、８
００℃まで加熱してＡＩとＧａＡｓ種結晶を溶解させた
Ｇａ融液１をつくる。次に、スライド板３を動してＧａ
Ａｓ基板２を融液１に接触させてから温度を７８０℃ま
で徐冷し、その後ＧａＡｓ基板２を融液ｌから切９離す
。このとき、第１図で示したボードを用いた場合、成長
したＡｌＧａＡｓ層の厚さは、基板１の中央部では約１
０μｍであるのに対して周辺部ではこの３〜５倍にも達
する。同じ条件におい゛Ｃ１第３図のようにスライド板
３にサファイア部品４が付いたカーボン・ボートで成長
を行なうと、ＡｌＧａＡｓ層の厚さは同等ないし１．５
倍程度におさえることができた。

第４図は本発明の他の実施例を示し、このボートでは、
ザ７醋イア４が装着される部分のスライド板３の裏側に
空隙５を設けた構造をしている。

空隙５を通る熱の流れは雰囲気ガスによるものだけであ
るから、より強い効果が得られる。そして空隙５の形状
によっては、基板２０周辺部の成長層厚を中央部よりも
薄くすることも可能である。

以上のように、本発明はＬＰＥ用カーボン・ボートの一
部に熱伝導度の異なる部品を装着することで、冷却時の
熱の流れを制御するものである。

本発明は、上述のＡｌＧａＡｓ系ばかりでなく、ＧａＩ
ｎＡｓＰ系やＡｌＧａＩｎＡｓ系などの■−ｖ化合物半
導体や、さらにはＩＩ−Ｖｌ、ＩＶ−Ｖｌ化合物半導体
のＬＰＢ用ポートにも適用できる。また、基板周辺に配
する部品の物質としてサファイアを例に挙げて説明を行
なったが、溶融液との反応を考慮しさえすれば、他のカ
ーボンより熱伝導度の小さい物質を用いても同様の効果
が得られることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の製造装置を示す断面図、第２図は他の従
来例を示す断面図である。第３図および第４図はそれぞ
れ本発明の実施例を示す断面図である。 １・・・・・・融液、２・・・・・・半導体基板、３・
・・・・・カーボン・スライド板、４・・・・・・サフ
ァイア部品、５°°°°°。 空隙、６°°°°・・融液支持体、１０・・・・・・融
液用穴。 ２　３ 第１図 第３　面 第　２１￥］ 第４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上に液相エピタキシャル法で半導体層を成長
   させる半導体結晶製造装置において、前記基板が載置さ
   れるボートよりも熱伝導度の小さい部材を前記基板の載
   置に配置したことを特徴とする半導体結晶製造装置。