JPS61154123A - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長方法Info
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- JPS61154123A JPS61154123A JP59273903A JP27390384A JPS61154123A JP S61154123 A JPS61154123 A JP S61154123A JP 59273903 A JP59273903 A JP 59273903A JP 27390384 A JP27390384 A JP 27390384A JP S61154123 A JPS61154123 A JP S61154123A
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- JP
- Japan
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- substrate
- epitaxial growth
- type
- layer
- gaas
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- 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
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2907—Materials being Group IIIA-VA materials
- H10P14/2911—Arsenides
-
- 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
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/32—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by intermediate layers between substrates and deposited layers
- H10P14/3202—Materials thereof
- H10P14/3214—Materials thereof being Group IIIA-VA semiconductors
- H10P14/3221—Arsenides
-
- 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
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3421—Arsenides
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Led Devices (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〕
本発明はガリウムアルミニウムヒ素（ＧａＡＪＬＡｓ）
の液相エピタキシャル成長方法に関するものである。
の液相エピタキシャル成長方法に関するものである。
近年、発光装置、マイクロ波発振装置、または電界効果
トランジスターとして、■−ｖ族化合物半導体からなる
半導体が利用されている。このような■−ｖ族化合物半
導体結晶の製作に用いられる一つの方法として液相エピ
タキシャル法が知られている。この方法は所定温度に達
した溶融媒質中の溶質と半導体結晶基板とを接触させて
、所定温度だけ降下することによって、過飽和となった
溶質を基板上に析出させてエピタキシャル成長層を得る
ものである。
トランジスターとして、■−ｖ族化合物半導体からなる
半導体が利用されている。このような■−ｖ族化合物半
導体結晶の製作に用いられる一つの方法として液相エピ
タキシャル法が知られている。この方法は所定温度に達
した溶融媒質中の溶質と半導体結晶基板とを接触させて
、所定温度だけ降下することによって、過飽和となった
溶質を基板上に析出させてエピタキシャル成長層を得る
ものである。
単結晶基板上に液相エピタキシャル成長をさせる場合、
通常は基板表面に成形されたごく薄い酸化層あるいは熱
変形層を取り除くために、不飽和溶液を基板に接触させ
、基板表面を溶解除去するいわゆるメルトバックと称す
る方法がとられている。
通常は基板表面に成形されたごく薄い酸化層あるいは熱
変形層を取り除くために、不飽和溶液を基板に接触させ
、基板表面を溶解除去するいわゆるメルトバックと称す
る方法がとられている。
ＧａＡｓ単結晶基板上に液相エピタキシャル成長法によ
ってＧａ Ａ文Ａｓ層を成長させる場合、従来は不飽和
のＡｓを含むＧａＡＪＩＡｓ溶液をＧａＡｓ基板表面に
接触させて一定温度で一定時間保持し、酸素の多いＧａ
Ａｓ基板表面をメルトバックして除去し、しかる後Ａｓ
の飽和したＧａＡＪＩＡｇ溶液を接触させ、所定温度降
下させることによってＧａＡｆＬＡｓをＧａＡｓ基板上
に析出させていた。
ってＧａ Ａ文Ａｓ層を成長させる場合、従来は不飽和
のＡｓを含むＧａＡＪＩＡｓ溶液をＧａＡｓ基板表面に
接触させて一定温度で一定時間保持し、酸素の多いＧａ
Ａｓ基板表面をメルトバックして除去し、しかる後Ａｓ
の飽和したＧａＡＪＩＡｇ溶液を接触させ、所定温度降
下させることによってＧａＡｆＬＡｓをＧａＡｓ基板上
に析出させていた。
しかしながら、 Ｇａ ＡＪＬＡｓの液相エピタキシャ
ル成長において、通常おこなわれている方法でこのメル
トバック操作をおこなうと、ＧａＡｓ基板表面は滑らか
な面とはならず、凹凸の激しい面となってしまう、極端
な場面は第２図に示すように基板表面１ａは直線となら
ずに乱れた線となる。
ル成長において、通常おこなわれている方法でこのメル
トバック操作をおこなうと、ＧａＡｓ基板表面は滑らか
な面とはならず、凹凸の激しい面となってしまう、極端
な場面は第２図に示すように基板表面１ａは直線となら
ずに乱れた線となる。
この乱れはメルトバック現象が面内で均一に行われてい
ない事を示しており、引続いて行われるエピタキシャル
成長によって作られるｐ−ｎ接合が均一にならず、たと
えばこのようなウェハーを使用して発光素子を作った場
合には、発光効率の低下や発光波長のズレ等最終製品の
特性不良や特性のバラツキが発生する。
ない事を示しており、引続いて行われるエピタキシャル
成長によって作られるｐ−ｎ接合が均一にならず、たと
えばこのようなウェハーを使用して発光素子を作った場
合には、発光効率の低下や発光波長のズレ等最終製品の
特性不良や特性のバラツキが発生する。
現在、特にＧａＡｊＬＡｓ可視エピタキシャルウェハー
からの製品歩留りが低いと言われる原因の１つがここに
あると考えられる。
からの製品歩留りが低いと言われる原因の１つがここに
あると考えられる。
この発明は上記のようなＧａＡｓ単結晶基板表面の乱れ
を解消し、滑らかで均質なエピタキシャル成長層を得る
ことによって、発光波長が一定でしかも発光効率の高い
ＧａＡＪＩＡｓエピタキシャルウェハーを得ることを目
的としたものである。
を解消し、滑らかで均質なエピタキシャル成長層を得る
ことによって、発光波長が一定でしかも発光効率の高い
ＧａＡＪＩＡｓエピタキシャルウェハーを得ることを目
的としたものである。
本発明者は種々の実験によって先に述べたメルトバック
操作をおこなうにあたり、ＡｆＬを含まない溶媒あるい
は溶液を用いておこなうと、ＧａＡｓ基板とＧａＡＪＬ
Ａｓエピタキシャル成長層との界面の乱れが生じないこ
とを見出した。Ａ立合有溶液によるメルトバックで界面
が乱れる原因はまだ明確ではないが、溶液中の酸化し易
い元素であるＡｎと基板表面にある酸素との反応が関係
していると考えられる。
操作をおこなうにあたり、ＡｆＬを含まない溶媒あるい
は溶液を用いておこなうと、ＧａＡｓ基板とＧａＡＪＬ
Ａｓエピタキシャル成長層との界面の乱れが生じないこ
とを見出した。Ａ立合有溶液によるメルトバックで界面
が乱れる原因はまだ明確ではないが、溶液中の酸化し易
い元素であるＡｎと基板表面にある酸素との反応が関係
していると考えられる。
本発明ではメルトバック操作をおこなうにあたり、 Ａ
Ｑを含まない溶媒または溶液を用いて基板゛表面の酸化
膜のみを除去して表面を滑かに維持し、その上にエピタ
キシャル成長させるものである。
Ｑを含まない溶媒または溶液を用いて基板゛表面の酸化
膜のみを除去して表面を滑かに維持し、その上にエピタ
キシャル成長させるものである。
本発明の方法を図面に従って詳述する。
ｗ４１図は本発明によるスライドボード式液相エピタキ
シャル成長方法を説明する図である０図において黒鉛製
のボード１１には基板ホルダー１２が設けられており、
この中に厚さ３３０〜３４０ｐｍの鏡面研磨されたＧａ
Ａｓ単結晶基板１を入れておく。
シャル成長方法を説明する図である０図において黒鉛製
のボード１１には基板ホルダー１２が設けられており、
この中に厚さ３３０〜３４０ｐｍの鏡面研磨されたＧａ
Ａｓ単結晶基板１を入れておく。
ボード１１の上には黒鉛製で摺動自在にしたスライダー
１０を配置しており、スライダー１０には３種類の溶液
を収容可能な１３ａ〜１３ｃが設けである。最初の溶液
槽め１３ａ中にはメルトバックするためのＡ５Ｌを含ま
ない溶質または溶液２を入れておく。
１０を配置しており、スライダー１０には３種類の溶液
を収容可能な１３ａ〜１３ｃが設けである。最初の溶液
槽め１３ａ中にはメルトバックするためのＡ５Ｌを含ま
ない溶質または溶液２を入れておく。
次の溶液溜め１３ｂ中はｐ型ＧａＡｌＡｓ層を得るため
のＡｎとｐ型不純物を含んだ溶液を入れておく。
のＡｎとｐ型不純物を含んだ溶液を入れておく。
最後の溶液溜め１３ｃ中にはｎ型ＧａＡｕＡｓＭを得る
ためのＡｎとｎ型不純物を含んだ溶液を入れておく、エ
ピタキシャル成長にあったては、まず基板ｌ上にＡｉを
含まない溶媒または溶質２を載せ、一定温度で一定時簡
保持してＧａＡｓ基板ｌ基板面を溶液２中にメルトバッ
クさせる０次にスライダー１０を摺動させ基板１上にｐ
型溶液３を載せて所定の冷却速度で冷却し、ＧａＡｓ基
板１の表面にｐ型ＧａＡｉＡｓｅ２ａをエピタキシャル
成長させる。ついでさらにスライダー１０を摺動させ、
基板ｌ上にｎ型溶液４を載せ、同様にしてｐ型層２ａ上
にｎ型エピタキシャル成長層３ａを得る。このようにＡ
ｎを含まない溶媒または溶液でメルトバック操作をした
のち、ＧａＡｆＬＡｊ層をエピタキシャル成長させると
、ＧａＡｓ基板の表面が乱れることなく、安定したエピ
タキシャル成長を得ることができる。
ためのＡｎとｎ型不純物を含んだ溶液を入れておく、エ
ピタキシャル成長にあったては、まず基板ｌ上にＡｉを
含まない溶媒または溶質２を載せ、一定温度で一定時簡
保持してＧａＡｓ基板ｌ基板面を溶液２中にメルトバッ
クさせる０次にスライダー１０を摺動させ基板１上にｐ
型溶液３を載せて所定の冷却速度で冷却し、ＧａＡｓ基
板１の表面にｐ型ＧａＡｉＡｓｅ２ａをエピタキシャル
成長させる。ついでさらにスライダー１０を摺動させ、
基板ｌ上にｎ型溶液４を載せ、同様にしてｐ型層２ａ上
にｎ型エピタキシャル成長層３ａを得る。このようにＡ
ｎを含まない溶媒または溶液でメルトバック操作をした
のち、ＧａＡｆＬＡｊ層をエピタキシャル成長させると
、ＧａＡｓ基板の表面が乱れることなく、安定したエピ
タキシャル成長を得ることができる。
次に本発明の要点について説明する。
本発明で使用する＾見を含有しない溶媒とはＧａ融液の
ことであり、ＡｎやＧａＡｓを溶解していないものであ
る。 Ｇａ融液は温度が７００℃ではＧａＡｓをＧａ
１００ｇあたり １．４ｇ溶解することができる。
ことであり、ＡｎやＧａＡｓを溶解していないものであ
る。 Ｇａ融液は温度が７００℃ではＧａＡｓをＧａ
１００ｇあたり １．４ｇ溶解することができる。
ＧａＡｓ基板のメルトバックされる厚さはせいぜい１１
０７Ｌ程度であるから、メルトバック用のＧａ融液とし
ては基板表面に数１０ｐｍの厚さで載っていれば充分で
ある。
０７Ｌ程度であるから、メルトバック用のＧａ融液とし
ては基板表面に数１０ｐｍの厚さで載っていれば充分で
ある。
また、Ａｉを含有しない溶液とはＧａｐｓを溶解したＧ
ａ溶液のことであり、飽和溶液でなくても良く、たとえ
ば７００℃ではＧａ３０ｇに対してＧａＡｓ Ｏ，４ｇ
を溶解した溶液が使用できる。メルトバックする温度に
おいてＧａＡｓに対し溶解度を有するものであれば良い
。
ａ溶液のことであり、飽和溶液でなくても良く、たとえ
ば７００℃ではＧａ３０ｇに対してＧａＡｓ Ｏ，４ｇ
を溶解した溶液が使用できる。メルトバックする温度に
おいてＧａＡｓに対し溶解度を有するものであれば良い
。
ｐ型Ｇａｊ１４Ａｓ層成長用溶液としてはＧａにＧａＡ
ｓ、Ａｎおよび、Ｚｎ、 Ｇｅ、等のｐ型不純物を含ん
だ溶液である。また、ｎ型ＧａＡ１Ａｓ成長層用の溶液
とはＧａにＧａＡｓ、 ＡｎおよびＳｔ、 Ｓｎ、
Ｓｅ、 Ｔｅ等のｎ型不純物を含んだ溶液である。
ｓ、Ａｎおよび、Ｚｎ、 Ｇｅ、等のｐ型不純物を含ん
だ溶液である。また、ｎ型ＧａＡ１Ａｓ成長層用の溶液
とはＧａにＧａＡｓ、 ＡｎおよびＳｔ、 Ｓｎ、
Ｓｅ、 Ｔｅ等のｎ型不純物を含んだ溶液である。
メルトバックの条件は特に制限されるものではなく、メ
ルトバックすべき基板表面の厚さ、使用する溶液組成に
従って温度時間を選択すればよい。
ルトバックすべき基板表面の厚さ、使用する溶液組成に
従って温度時間を選択すればよい。
次に実施例をあげて本発明を説明する。
（実施例）
第１図に示すような黒鉛製スライドボード装置を使用し
てＧａＡｓ単結晶基板表面上にＧａＡＪＩＡｓ層をエピ
タキシャル成長させ、ｐ−ｎ接合を成形した０図におい
て溶液溜め１３ａにはメルトバックするための溶液２が
入れてあり、溶液２は３０ｇのＧａに１．６ｇのＧａＡ
ａを溶解したものである。溶液溜め１３ｂにはｐ型Ｇａ
ＡＪＬＡｓ暦を成長させるための溶液３が入れてあり、
溶液３は３０８のＧａに １８のＧａＡｓ、３０ｍｇの
Ａｎおよび１０（ｌｅＨのＺｎを溶解したものである。
てＧａＡｓ単結晶基板表面上にＧａＡＪＩＡｓ層をエピ
タキシャル成長させ、ｐ−ｎ接合を成形した０図におい
て溶液溜め１３ａにはメルトバックするための溶液２が
入れてあり、溶液２は３０ｇのＧａに１．６ｇのＧａＡ
ａを溶解したものである。溶液溜め１３ｂにはｐ型Ｇａ
ＡＪＬＡｓ暦を成長させるための溶液３が入れてあり、
溶液３は３０８のＧａに １８のＧａＡｓ、３０ｍｇの
Ａｎおよび１０（ｌｅＨのＺｎを溶解したものである。
さらに溶液溜め４にはｎ型ＧａＡＭＡｓ層を成長させる
ための溶液４が入れてあり、溶液４は３０ｇのＧａに０
．３ｇのＧａＡｓ、 １００＋ｇｇのＡｎおよび０．
５ｍｇのＴｅを溶解したものである。
ための溶液４が入れてあり、溶液４は３０ｇのＧａに０
．３ｇのＧａＡｓ、 １００＋ｇｇのＡｎおよび０．
５ｍｇのＴｅを溶解したものである。
まず、第１図の状態で８２０℃で２時間保持した後、矢
印方向にスライダー１０を摺動させ、溶液２を基板ｌの
上に載せ、８２２℃に温度を上げて１０分間保持した。
印方向にスライダー１０を摺動させ、溶液２を基板ｌの
上に載せ、８２２℃に温度を上げて１０分間保持した。
その後さらにスライダーｌＯを摺動させ、溶液３、溶液
４を順次基板１上に載せ、所定のプログラムに従って除
冷し、ｐ型およびｎ型のＧａＡＪＩＡｓエピタキシャル
層を成長させた。冷却条件はＧａＡＪＬＡｓ成長に通常
用いる条件である。
４を順次基板１上に載せ、所定のプログラムに従って除
冷し、ｐ型およびｎ型のＧａＡＪＩＡｓエピタキシャル
層を成長させた。冷却条件はＧａＡＪＬＡｓ成長に通常
用いる条件である。
このようにして得られたＧａＡ１Ａｓエピタキシャルウ
ェハーの断面を調らべたところ、第３図に示すようにＧ
ａＡｓ基板ｌの厚さは３００ルであり、もとの基板が１
０７１ｍの厚さでメルトバックされており、しかもその
表面１ａは平滑になっており、ＧａＡｓ基板ｌとＧａＡ
ｊＬＡｓエピタキシャル成長層の界面の乱れは全く認め
られなかった。
ェハーの断面を調らべたところ、第３図に示すようにＧ
ａＡｓ基板ｌの厚さは３００ルであり、もとの基板が１
０７１ｍの厚さでメルトバックされており、しかもその
表面１ａは平滑になっており、ＧａＡｓ基板ｌとＧａＡ
ｊＬＡｓエピタキシャル成長層の界面の乱れは全く認め
られなかった。
また、ｐ型およびｎ型ＧａＡＪＬＡｓエピタキシャル成
長層の厚さはいずれも３０ｐｍであった。
長層の厚さはいずれも３０ｐｍであった。
さらにこのウェハーから０．３５膳ｌ角のＬＥＤ素子を
作ったところ、所定の電気特性を満足する素子の歩留り
は８１％であり、従来の方法による場合の約２倍に向上
していた。
作ったところ、所定の電気特性を満足する素子の歩留り
は８１％であり、従来の方法による場合の約２倍に向上
していた。
第１図は本発明の実施方法を示す説明図、第２図は従来
の方法によるウェハーの断面を示す図。 第３図は本発明によるウェハーの断面を示す図である。
の方法によるウェハーの断面を示す図。 第３図は本発明によるウェハーの断面を示す図である。
Claims (1)
- ガリウムヒ素単結晶基板上に液相成長法によってガリ
ウムアリミニウムヒ素層を成長させるにあたり、アルミ
ニウムを含まない溶液あるいは溶媒を用いて、ガリウム
ヒ素単結晶基板表面をメルトバックした後、ｐ型または
ｎ型のガリウムアルミニウムヒ素層を成長されることを
特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59273903A JPS61154123A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59273903A JPS61154123A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61154123A true JPS61154123A (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=17534176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59273903A Pending JPS61154123A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61154123A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS509630A (ja) * | 1973-04-13 | 1975-01-31 | ||
| JPS5728372A (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-16 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor light emitting device |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP59273903A patent/JPS61154123A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS509630A (ja) * | 1973-04-13 | 1975-01-31 | ||
| JPS5728372A (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-16 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor light emitting device |
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