JPS6217097A - 液相エピタキシヤル成長法 - Google Patents

液相エピタキシヤル成長法

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JPS6217097A
JPS6217097A JP15234085A JP15234085A JPS6217097A JP S6217097 A JPS6217097 A JP S6217097A JP 15234085 A JP15234085 A JP 15234085A JP 15234085 A JP15234085 A JP 15234085A JP S6217097 A JPS6217097 A JP S6217097A
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temperature
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恒弘 海野
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Hitachi Cable Ltd
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はスライドボート法による液相エピタキシャル成
長法に係り、特にエピタキシャル成長前に先立って行な
われる基板表面のメルトバックの改良に関する。
[従来の技術] エピタキシャル成長させるための基板のなかで半絶縁性
基板や混晶基板は、そのまま基板表面にエピタキシャル
成長させることが難しい。
半絶縁性基板の場合には、エピタキシャル成長前に基板
が高温になるため、表面が熱劣化を起こして比抵抗が下
がってしまうからである。また、GaAfAsなどの酸
化性の強い混晶基板の場合には、空気に晒しただけで表
面が酸化するため、そのままエピタキシャル成長させた
のでは島状に成長したりして、きれいなエピタキシャル
表面が得られないからである。
そこで、それらの欠点を解消するためにメルドパツク法
が考えられた。即ち、第4図に示すごとり、基板1をス
ライダ2ごとスライドさせて、溶液収容部3に形成した
メルトバック用溶液溜め4のメルトバック用溶液5を、
成長用溶液溜め6の成長用溶液7に先立って接触させる
ように構成したスライドボート装置を炉内に挿入して用
いる。
作業順序しては、先ず第4図の状態で炉内を成長温度ま
で昇温する。次に第5図に示すように、R間りで徐冷降
温を始め、時間1で基板1をスライドして溶質が溶媒に
充分溶けていない未飽和メルトバック用溶液5と時間j
まで接触させ、基板表面層を溶かして取り去る。メルト
バックを終了する時間jで再び基板1をスライドさせ成
長用溶液7の下に移動しエピタキシャル層の成長を開始
する。そして時間kになったら基板1をスライドさせて
成長を終了する。
基板表面層を溶かして取り去るための未飽和溶液を得る
ために、成長温度下で溶媒に対して飽和するのに不充分
な量となる溶質を厳格に秤量していた。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、上述したメルトバック法における溶媒に対す
る溶質を厳格に秤量することは難しく、また温度制御に
も厳格さが要求されるため、未飽和度を精度良く制御す
ることができなかった。このため、メルトバック量に再
現性がないと共に、不均一なメルトバックが起るため鏡
面状のエピタキシャル層を再現性良く得ることが困難で
あった。
[発明の目的] 本発明の目的は上記従来の問題点を解消して、エピタキ
シャル成長前に行なうメルトバックを制御性よく、且つ
容易に行なうことが可能な液相エピタキシャル成長法を
提供することである。
[発明の概要] 上記目的に沿う本発明は、分配方式を用いるスライドボ
ート法において、未飽和メルトバック用溶液を準備する
ために降温開始温度より低い温度でメルトバラ用溶液の
分配操作を行なうことに特徴がある。
これを実tM@に対応する第1図〜第2図に基づいて説
明する。
最初に、メルトバック用溶液溜め12内に溶媒と過剰気
味の溶質とを入れる。ここで過剰気味とは後述するメル
トバック温度でメルトバック用溶液17が飽和溶液にな
るために十分な曇という意味である。
次に、炉の昇温を開始し、昇温途中のメルトバック温度
T1になるとこの温度を保持し、メルトバック用溶液溜
め12内の溶媒中に溶質を飽和するまで溶かしく第1図
(a))、その後、溶媒から遊離している過剰な溶質分
を除いた飽和メルトバック用溶液17を分配用溶液溜め
14内に分配する(第1図(b))。
この分配後、メルトバック温度Tsよりも大きな成長温
度T2まで更に昇温してメルトバック用溶液17を未飽
和状態となしく第1図(C)。
(d))、次いで成長温度T2より徐冷降温して行き、
メルトバック用溶液17が所定の未飽和度(−ΔT2 
)に達したらこれに所定時間tt、3%板19を接触し
て基板表面をメルトバックさせる。
しかる後に過冷却状態にある成長用溶液18と基板19
を接触させることにより、エピタキシャル層が基板19
上に成長する。
従って、メルトバック用溶液の未飽和度−ΔT2と接触
時間t1とを決めることにより、メルトバック最の制御
が可能となる。この場合において、本工程では、従来の
ように遊離した溶質がある限り温度が上昇してもメルト
バック用溶液が飽和状態を維持するものと異なり、メル
トバック用溶液溜め12から分配用溶液溜め14にメル
トバック温度Ti下で飽和したメルトバック用溶液17
を一旦移し換え、新たな溶質の供給を断つようにし、メ
ルトバック’IA a T tを超えるとメルトバック
用溶液17が未飽和状態となるようにしたことにより、
当初溶媒に対して過剰気味に溶質を入れておけばよいの
で、溶媒と溶質の母を高い精度で秤量する必要も、温度
の絶対値を正しく制御する必要もない。
本発明は、半絶縁性基板やGaAβASなどの酸化性の
強い混晶基板などエピタキシャル成長前に基板表面をメ
ルトバックする必要のあるすべての液相エピタキシャル
成長に適用できる。
[実施例] 本発明の実施例を第1図〜第3図に基づいて説明すれば
以下の通りである。
第1図は本発明を実施するためのスライドボート装@1
0の工程図を示す。同図において、11はメルトバック
用溶液溜め12及び成長用溶液溜め13を有する成長用
溶液ホルダであり、2つの分配用溶液溜め14.15を
有する分配用溶液ホルダ16上にスライド自在に設けら
れる。通常は、成長用溶液ホルダ11をスライドさせる
と分配用溶液溜め14.15への分配が一度にできるよ
うになっているが、メルトバック用溶液溜め12及び成
長用溶液溜め13内の各メルトバック用溶液17、成長
用溶液18を分配用溶液溜め14.15にスライド暦に
応じてそれぞれ別個に分配できるようになっている。
分配用溶液ホルダ15の下部には、基板1つを保持する
スライダ20が設けられ、そのスライダ20はボー1−
21上にスライド自在に設けられ、そのスライドにより
分配用溶液溜め14.15内の各メルトバック用溶液1
7.成長用溶液18と基板19を順次接触するようにス
ライドボート装置10は構成されている。
さて、上記のような構成における作業順序について説明
する。ここでは、GaAS半絶縁性基板上へのGaAS
のエピタキシャル成長を例にとって述べる。
最初に、スライダ20に基板19をセットし、メルトバ
ック用溶液溜め12と成長用溶液溜め13に、共に溶媒
となるQaと溶質となるQa As多結晶を入れる。Q
aに対するQa As多結晶の量は、後述する成長温度
において飽和溶液となるのに充分過剰な吊、即ち飽和量
以上の暦を用意する。飽和量以上であるから秤量には、
それ程精度を必要としない。そして、スライドボート装
置10は第1図(a )の状態で図示しない反応炉に挿
入する。
次に、スライドボート装置10を挿入した炉を第2図に
示す如く、メルトバック温度T!まで昇温し、その温度
を時間aからbまで保持し、原料であるGa ASをQ
a溶液中に飽和するまで溶かす(第1図(a))。Qa
 ASを過剰気味に入れであるので非溶解の遊離GaA
Sが存在することになるが、この遊離Qa Asは生成
されたメルトバック用溶液17及び成長用溶液18の上
層に溜り、下層には遊離Qa Asは存在しない。
Qa ASがQa溶液中に飽和するまで溶けたら、成長
用溶液ホルダ11をスライドしてメルトバック用溶液1
7を第1の分配用溶液溜め14に落として分配する(第
1図(b))。この第1の分配用溶液溜め14への分配
はメルトバック用溶液17の下層について行なわれるの
で、分配用溶液溜め14には遊離している過剰Qa A
S分が除かれた飽和溶液が入ることになる。
このようにして十分な量の飽和メルトバック用溶液17
が分配用溶液溜め14に入ったら、更に成長用溶液ホル
ダ11をスライドしてメルトバック用溶液溜め12と第
1の分配用溶液溜め12との連通を断つ一方、今度は成
長用溶液溜め13と第2の分配用溶液溜め15とを連通
して成長用溶液18を分配する(第1図(C))。
この状態で炉の温度をメルトバック温度Tlから成長温
度下2まで昇温し、この成長温度を時間Cからdまで保
持する。成長温度T2に保持することにより、第2の分
配用溶液溜め15内の成長用溶液18はM離Ga As
のない飽和溶液となる。
また、このとき第1の分配用溶液溜め14内に閉じ込め
られたメルトバック用溶液17は新たに溶解すべきQa
 Asの供給が断たれているため、T2−Ttの温度だ
け未飽和状態となる。ここで成長用溶液ホルダ11を更
にスライドしてメルトバック用溶液17と成長用溶液1
8の分配操作を終了する(第1図(d))。
そして、これらの分配操作終了後の時間dで成長温度T
2を徐冷降温する。この徐冷降温は所定の緩い温度勾配
で行なう。成長温度T2より低くくメルトバック温度T
1より高い所定温度下3となる時間eで、スライダ20
をスライドさせメルドパツク用溶液17と基板1つを接
触させる。このとき、メルトバック用溶液17は一ΔT
2 =Tr−T3だけ確実に未飽和状態となっている。
時間t1の間メルトバックして基板の表面変成層を取り
除くと共に、第2の分配用溶液溜め15内の成長用溶液
18が△T1だけ過冷却状態となる時間fで、スライダ
20を再びスライドさせ、表面の変成層を取り除いたい
た基板19を成長用溶液18と接触させる。時間fから
gのt2時間の間、この接触を保ってエピタキシセル層
を基板1つ上に成長させる。
ここで、メルトバック量は、メルトバック用溶液の未飽
和度−ΔT2と、接触時間[Lとにより決まるが、その
精度は±10%まで制御可能である。
降温開始温度800℃又はその付近という条件下で、鏡
面状態にメルトバックを行なうためには、−ΔT2は2
〜15℃以内が適しており、一方、メルトバック時間t
1は変成層の厚さにもよるが、1〜30秒程度程度面を
得るのに適している。メルトバック量を精度良く制御で
きるから、変成層を取り除くのにメルトバック用溶液が
最低限の量で済む。
第3図は第1図の実施例の変形例を示すもので、第1図
と異なる点は、成長用溶液ホルダ11aにはメルトバッ
ク用溶液溜め12aしか設けず、分配用溶液ホルダ16
の第1の分配用溶液溜め14にメルトバック用溶液17
を分配操作するけれども第2の分配用溶液溜め15には
当初から成長用溶液18が入るようになって分配操作を
行なわないようにした点で、このようにしても基板表面
のメルトバックは均一に行なわれる。
なお、上記実施例ではメルトバック後1層成長させる場
合について述べたが、メルトバック後多層成長させるこ
とも可能である。また、Qa As半絶縁性基板ではな
く、GaAρAsなどの混晶基板をメルトバックさせる
場合には、メルトバック用溶液としてGaとQa AS
多結晶の他に、Aβを加えてもよい。
[発明の効果1 以上図するに本発明によれば次のような優れた効果を発
揮する。
(1)  メルトバック温度下で過剰溶質を除去した飽
和メルトバック用溶液を分配用溶液溜め内に分配するこ
とにより、メルトバック温度に対するこれよりも高い温
度を特定(所定温度)するだけで、基板と接触させるメ
ルトバック用溶液の未飽和度を精度良く制御できるので
、メルトバック用溶液の未飽和度と接触時間とから決ま
るメルトバック量を正確なものとすることができる。し
たがって、メルトバック■の再現性がきわめて良好とな
ると共に、基板表面を均一にメルトバックすることがで
き、鏡面状のエピタキシャル層を再現性よく得ることが
できる。
(2)  溶質に対して過剰気味の溶質を入れるだけで
良いので、従来のような溶媒、溶質の高精度の秤量を必
要としなくなり、作業がきわめて容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の工程図、第2図は第1図の
工程における温度プログラムを示す線図、第3図は第1
図の変形例を示す一工程図、第4図は従来の液相エピタ
キシャル成長装置の断面図、第5図は第4図の装置によ
る工程を実施する温度プログラムである。 図中、12はメルトバック用溶液溜め、14は分配用溶
液溜め、17はメルトバック用溶液、18は成長用溶液
、19は基板、T1はメルトバック温度、T2は成長温
度、=ΔT2は所定の未飽和度、tlは所定時間である
。 特許出願人    日立電線株式会社 代理人弁理士   絹  谷  信  雄図面の浄招−
(内容に変更なし) 12:ノルトノ昏−7用)に々fめ    T1:メル
Fハ゛・77(シ支14:令配帛遵袴錨)     T
21対i践度17:メルトj〜7弔蒜    −ΔT2
ニア’r6Lq滲皮旧:バ長用叙       tド亡
震I群間19:幕1− 第1図 第3図 第5図 手続ネ…正書く方式) %式% 1、事件の表示   特願昭60−152340号2、
発明の名称   液相エピタキシャル成長法3、補正を
する者 事件との関係  特許出願人 (512)日立電線株式会社 4、代理人 郵便番号 105 東京都港区愛宕1丁目6番7号 愛宕山弁護士ビル 5、補正命令の日付 昭和60年10月29日 (発送日) 6、補正の対象 図  面 7、補正の内容 (1)  別紙のごとりlI墨を用いて作成した図面を
提出する。 (但し、内容を変更せず) 8、添付書類の目録

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板表面をメルトバックしてからエピタキシャル層を基
    板上に成長させるスライドボート法による液相エピタキ
    シャル成長法において、メルトバック用溶液溜め内に溶
    媒と、過剰気味の溶質とを入れ、昇温途中のメルトバッ
    ク温度下で溶媒中に溶質を飽和するまで溶かした後、溶
    媒から遊離している過剰溶質分を除いた飽和メルトバッ
    ク用溶液を分配用溶液溜め内に分配し、次いでメルトバ
    ック温度よりも大きな成長温度まで昇温してメルトバッ
    ク用溶液を未飽和状態となし、その後成長温度より徐冷
    降温を開始し、所定の未飽和度に達したメルトバック用
    溶液に所定時間基板を接触して基板表面をメルトバック
    させ、しかる後に過冷却の成長用溶液と基板を接触させ
    ることによりエピタキシャル層を基板上に成長させるこ
    とを特徴とする液相エピタキシャル成長法。
JP15234085A 1985-07-12 1985-07-12 液相エピタキシヤル成長法 Granted JPS6217097A (ja)

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JP15234085A JPS6217097A (ja) 1985-07-12 1985-07-12 液相エピタキシヤル成長法

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JP15234085A JPS6217097A (ja) 1985-07-12 1985-07-12 液相エピタキシヤル成長法

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JPS6217097A true JPS6217097A (ja) 1987-01-26
JPH0566353B2 JPH0566353B2 (ja) 1993-09-21

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55154398A (en) * 1979-05-16 1980-12-01 Fujitsu Ltd Growing method and apparatus for liquid phase multi- layered membrane of semiconductor
JPS56114897A (en) * 1980-02-07 1981-09-09 Mitsubishi Electric Corp Method for liquid-phase epitaxial growth

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JPH0566353B2 (ja) 1993-09-21

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