JPS61225821A - 液相エピタキシャル成長方法 - Google Patents

液相エピタキシャル成長方法

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JPS61225821A
JPS61225821A JP60068281A JP6828185A JPS61225821A JP S61225821 A JPS61225821 A JP S61225821A JP 60068281 A JP60068281 A JP 60068281A JP 6828185 A JP6828185 A JP 6828185A JP S61225821 A JPS61225821 A JP S61225821A
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semiconductor solution
type semiconductor
solution
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solution tank
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Akio Maeda
前田 明雄
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液相エピタキシャル成長装置に係わり、特に
多槽の半導体液層成長により高濃度の多層エピタキシャ
ル成長を行う装置に関する。
近時、半導体装置のエピタキシャル成長方法の手段とし
て、液相エピタキシャル方法が実用化されているが、特
に、ガリウム砒素(G a A s )化合物半導体を
使用する高速度の素子を形成するためには、GaAs化
合物半導体上に高純度の半導体材料であって、且つ高濃
度のn型及びp型のエピタキシャル成長をする必要があ
り、これが実現できる液相エピタキシャル成長装置が要
望されている。
〔従来の技術〕
第2図は、液相エピタキシャル成長装置の要部斜視図で
ある。
カーボンボート台1があり、そのカーボンボート台には
、溝2が設けてあって、その溝の高さよりやや低めに、
被エピタキシャル成長基板3が載置され、それに隣接し
て多結晶GaAs板4が連続的に載置されている。
カーボンボート台上には、半導体溶液槽群5がスライド
して移動するように配置されており、それぞれの半導体
溶液槽6は、側壁面の材料が多結晶GaAsで形成され
、又カーボンボート台とスライドする底面部は開口して
いて、カーボンボート台上の多結晶GaAs板4に接し
ている。
これらの半導体溶液槽には、所定のGaAsの半導体溶
液7が充填され、これらの装置全体が石英管の内部に収
納されていて、外部から温度が約800℃〜900℃に
加熱されていて、そのために側壁面8と底部からの多結
晶GaAsが、高温に加熱されて溶液内に熔は込むこと
になり、半導体溶液槽内では常にGaAsの過飽和溶液
が生成されていて、生成すべき半導体によって半導体溶
液槽に成分に応じた、適宜ドーパントを混入して、所定
のn型又はp型半導体溶液を生成することができる。
第3図は、−例として液相エピタキシャル成長によって
形成された、ガリウム、アルミニウム。
砒素化合物(GaAIAs)半導体の要部断面図である
が、厚みが300〜400μmのGaAs単結晶基板1
1の表面に、液相エピタキシャル成長によって、順次厚
みが40〜55umのn−GaAlAs層12、厚みが
0.8〜2.011mのp−GaAlAs層13、厚み
が0.8〜2.0μmのp−GaAlAs層14、厚み
が0.8〜2.0 μmのp−GaAlAs層15が積
層されている。
第4図(a)〜第4図(C)は、従来の液相エピタキシ
ャル成長装置によって、第3図の積層を液相エピタキシ
ャル成長によって形成する工程を示す要部断面図である
。
第4図(a)で、カーボンボート台1があり、その表面
の所定の位置に被エピタキシャル成長基板であるG a
 A s単結晶ウェハ3が載置されていて、更に半導体
溶液槽群5の底部の開口部には、カーボンポート台上に
載置された、多結晶GaAs板4a 、4b s 4c
 % 4d % 4eが連続的に載置されていて、上部
にある半導体溶液槽6a、6b、6c、6d、6eの底
部を形成するようになっている。
半導体溶液槽群の先頭にはカーボンスライダ10があっ
て、カーボンスライダに隣接して、半導体溶液槽6a内
には、n−GaAlAs溶液が充填され、6b、6c、
6d、6eにはp−GaAlAs溶液が充填されている
。
図はカーボンスライダの温度が約900℃に加熱され、
基板3もその温度に昇温された状態である。
第4図中)は、半導体溶液槽群が矢印の方向にスライド
して移動し、最初にカーボンスライダによって加熱され
た単結晶基板3は、半導体溶液槽の1槽分の長さだけ移
動することにより、基板の上に半導体溶液槽6aの半導
体溶液が移動してきて、基板にn  GaAlAs層1
2(第3図)が形成されるが、厚みが40〜55μmと
厚いので約250分の時間を要する。
第4図(C)は、順次半導体溶液槽群がスライドするこ
とによって、第3図に示すp−GaAlAs層13、p
−GaAlAs層14、I)  GaAlAs層15が
、半導体溶液槽6b、6c、6dによって形成積層され
るが、これらは厚みが0.8〜2.0μm程度であるの
で、それぞれの液相エピタキシャル成長時間は2〜15
分で完成する。
この際に、カーボンポート台上に配置された多結晶Ga
As板4は移動しないで固定されているために、例えば
多結晶GaAs板4aの上に6aのn型半導体溶液槽が
ある時には、多結晶GaAs板4aの上にn型半導体溶
液が付着しており、次に半導体溶液槽群が移動して、多
結晶GaAs板4aの上に6bのp型半導体溶液槽が来
た時には、多結晶GaAs板4aの上に付着していたn
型半導体溶液が、6bのp型半導体溶液と混合すること
になる。
然も、このn型半導体を形成する時間が長く、又温度が
900℃に加熱されていることもあって混合する度合が
大きく、そのためにp型半導体溶液槽6bのの溶液の純
度が劣化してしまい、このような積層がなされた半導体
では、p−n接合が不均一となり、2層とn層との障壁
電圧が低くなるという欠点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の液相エピタキシャル成長装置では、n型半導体溶
液槽に隣接してp型半導体溶液槽が位置するために、底
部にある多結晶GaAs板に付着したn型半導体溶液が
p型半導体溶液槽に熔は込むことが問題点である。
(問題を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解消した液相エピタキシャル成
長装置を提供するもので、その手段は、少なくとも1槽
以上のp型半導体溶液槽とn型半導体溶液槽とが直列に
配列された半導体溶液槽群が、カーボンボート台上に配
置された被エピタキシャル成長基板上を移動しながら、
被エピタキシャル成長基板上にp型半導体層とn型半導
体層を生成する液相エピタキシャル成長装置において、
半導体溶液槽群のp型半導体溶液槽とn型半導体溶液槽
との境界に位置する半導体溶液槽が空槽になされた液相
エピタキシャル成長装置によって達成できる。
〔作用〕
本発明は、液相エピタキシャル成長が行われる半導体溶
液を充填した溶液槽で、p型の半導体溶液槽とn型の半
導体溶液槽とが、移動する際に底面の半導体材料板に付
着した、反対型の半導体溶液の残渣が混入することを防
止するもので、そのためにn型の半導体溶液槽とp型の
半導体溶液槽との間に空槽を設けることにより、長時間
によって形成されるn−GaAlAsの形成時間中は、
p型の半導体溶液槽が先行したn型半導体溶液槽の底部
の多結晶GaAS板に接触しないようにしりものであり
、これによって高純度のp−GaAlAs層ができるこ
とになる。
〔実施例〕
第1図(al〜第1図(C1は、本発明による液相エピ
タキシャル成長装置の要部断面図である。
第4図(a)で、カーボンボート台1の表面の所定の位
置に被エピタキシャル成長基板であるGaAS単結晶基
板3が載置されていて、更に半導体溶液槽群5の底部の
開口部には、カーボンボート台上に載置された、多結晶
GaAs基板4a、4b、4c、4d、4eが連続的に
載置され、上部にある半導体溶液槽6a、6b、6c、
6d、、6eの底部を形成するようになっている。
半導体溶液槽群の先頭にはカーボンスライダ10があり
、カーボンスライダに隣接して、半導体溶液槽6a内に
は、n−GaAlAs溶液21が充填されているが、半
導体溶液槽6bは空槽として、6c、6d、6eにはp
−GaAlAs溶液22.23.24を充填している。
図はカーボンスライダの温度が約900℃に加熱され、
基板3もその温度に昇温された状態である。
第4図(b)は、半導体溶液槽群が矢印の方向にスライ
ドして移動し、加熱された単結晶基板3は、半導体溶液
槽の1槽分の長さだけ移動することにより、基板の上に
半導体溶液槽6aの半導体溶液が移動してきて、基板に
n−GaAlAs層12(第3図)が形成されるが、厚
みが40〜55μmと厚いので約250分の時間を要す
る。
第4図(C)は、空槽である半導体溶液槽6bを、その
ままとばして、順次p−GaAlAsの溶液が充填され
た半導体溶液槽6c、6d、6eがスライドして基板上
に位置することによって、第3図に示すp−GaAlA
s層13、p−GaAlAs層14、p −G a A
 I A s層15が、半導体溶液槽6b、6c、6d
によって形成積層される。
このような半導体溶液槽群の溶液の配置にすることによ
り、例えば多結晶GaAs板4aの上に6aのn型半導
体溶液槽がある時には、多結晶GaAs板4aの上にn
型半導体溶液が付着しても、次に半導体溶液槽群が移動
して、多結晶GaAs板4aの上に空槽6bが位置する
ために、このn型半導体を形成する時間が長く、又温度
が900℃に加熱されていても、多結晶GaAs板4a
の上に付着していたn型半導体溶液が、p型半導体溶液
と混入することがない。
次に、p型半導体溶液槽6Cが基板3上に位置してp 
−G a A I A sを形成する際には、液相エピ
タキシャル成長時間が短時間なので殆ど問題がない。
このような半導体溶液槽群の配列は、更に純度を高める
ためには、n型半導体溶液槽とp型半導体溶液槽との中
間に確実に空槽を配置することにって、より確実に高純
度の半導体層を得ることができる。
この結果p−n接合が均一になることができ、2層から
n層にかかる電圧も高くすることができる。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明の液相エピタキシ
ャル成長方法により、良質のエピタキシャル層を成長す
ることができ、その材料を使用した半導体装置は高性能
の機能を供し得るという効果大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図(al〜第1図(c)は、本発明の実施例である
液相エピタキシャル成長装置の要部断面図、第2図は、
液相エピタキシャル成長装置の要部斜視図、 第3図は、液相エピタキシャル成長によって形成する半
導体層の断面図、 第4図(a)〜第4図(e)は、従来の実施例である液
相エピタキシャル成長装置の要部断面図、図において、 ■はカーボンボート台、3はGaAs @結晶基板、4
8〜4eは多結晶GaAS板、 5は半導体溶液槽群、 68〜6eは半導体溶液槽、 10はカーボンスライダ、 21はn−Ga、A、IAs溶液、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少なくとも1槽以上のp型半導体溶液槽とn型半導体溶
    液槽とが直列に配列された半導体溶液槽群が、カーボン
    ボート台上に配置された被エピタキシャル成長基板上を
    移動しながら、該被エピタキシャル成長基板上にp型半
    導体層とn型半導体層を生成する液相エピタキシャル成
    長装置において、上記半導体溶液槽群のp型半導体溶液
    槽とn型半導体溶液槽との境界に位置する半導体溶液槽
    が空槽になされたことを特徴とする液相エピタキシャル
    成長装置。
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