JPS6288321A - 液相成長方法 - 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】 ［概要］ 基板保持ボートと、溶液溜を設けたスライドＩの上に、
元素を収容したスライドＩＩを設けた液相成長装置を用
い、オーバシード法によって、液相成長前に、スライド
Ｉの溶液溜にスライド■の元素を投下し、次いで、スラ
イドＩの溶液溜とボートの成長基板とを一致させて液相
成長する。そうして、スライド■に収容した元素の酸化
を少なくすることによって、スライド■の溶液の酸化を
防ぐ。

［産業上の利用分野］ 本発明は液相成長方法の改善に関する。

化合物半導体装置の結晶成長法の一つに液相エピタキシ
ャル成長法が知られており、それは結晶成長基板（ウェ
ハー）を、溶融させた成長材料に接触させて、その溶液
からウェハー接触面に結晶をエピタキシャル成長させる
方法である。

それは、成長材料が溶媒の中に溶質として溶かされてい
て、成長時には溶質を過飽和にして、ウェハー面に溶質
をエピタキシャル成長させるものであるが、溶質には酸
化し易い元素も含まれており、その元素の酸化は極力抑
制するように配慮しだ液相成長法が望まれている。

［従来の技術］ 例えば、第３図に示すようなＧａＡ１１５層２を絶縁性
ＧａＡｓ基板１の上にヘテロ接合する液相成長法につい
て、第４図を参照して説明する。

第４図は従来の液相成長装置の断面を示しており、図は
成長の工程途中図である。図において、３はボート、４
ばスライドで、ボート３の中にはＧａＡｓ基板１が収容
されており、スライド４には液溜室５があって、液溜室
５には溶媒ＧａＯ中に溶質ＧａＡｓ、　ＡＩなどを溶解
させた溶液２２が収容され、溶液上にはＧａＡｓシード
２２′が載置されている。尚、６は液溜室５の蓋を示す
。勿論、この図の成長装置全体は水素雰囲気中の加熱炉
の中で加熱されていて、結晶成長材料が溶液として溶解
されている状態である。

かくして、一定温度（例えば、８００℃）に保持した後
、ボート３に対し、スライド４を矢印方向にスライドさ
せて、ＧａＡｓ基板１の上に液溜室５を重ね合わせて、
ＧａＡｓ基板１と溶液２２を接触させ、温度を徐々に下
げながらＧａＡｓ基板１上にＧａＡｌＡｓ層２を析出さ
せ、エピタキシャル成長する。

さて、上記の成長法は、液溜室５にＧａＡ１．Ａｓシー
ド２２′が保持されているが、これは溶液２２から溶質
が析出すると、次第に溶質が溶液の中から減少するため
に、その溶質を補給するシードである。

これをオーバーシード法と呼び、この方法は溶質を溶液
に絶えず補給できるから、最初に溶質を正確に秤量しな
くても、温度を正確に制御するだけで所望組成のエピタ
キシャル層が成長できる。且つ、オーバーシード法は膜
厚や飽和度の制御が容易で、且つ、溶液量を少なくして
も成長できるため、溶液を少量にして、成長基板端部で
の異常エツジグロースを抑制できる利点があるものであ
る。

尚、上記の実施例は、説明上、スライド４に一つの液溜
室５しか図示していないが、通常、スライド４には複数
の液溜室を設けて、順次に液相成長がおこなわれる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、オーバーシード法は上記のような利点の多い
方法であるが、溶質に酸化し易い元素を含んでいると、
その酸化物が溶液（メルト）の中に生じて、エピタキシ
ャル成長を阻害する。

例えば、上記の例でＡＩ　（アルミニウム）が酸化し易
い元素で、上記のように、溶質と同一成分のＧａＡｓシ
ードを溶液上に載置してＧａＡｌＡｓ層を液相成長する
と、Ａ１の酸化物が溶液中に生じて、成長したＧａＡｌ
Ａｓ層に未成長ビット等の結晶欠陥を発生する。従来よ
り、このような酸化物が生じないように、還元性の水素
雰囲気中で加熱し、グラファイト類の成長装置材料を用
いて成長してはいるが、ＡＩがアクティブな元素である
ため、完全にその酸化物をなくすることはできない。

本発明は、このような問題点を解消させて、結晶欠陥を
低減させるための液相成長法を提案するものである。

［問題点を解決するための手段］ その問題は、液相成長装置が成長基板を保持するボート
と、該ボート上を移動し、且つ、溶液を溶液溜に収容し
たスライドＩと、該スライド■上を移動し、且つ、前記
溶液溜に投下する元素を収容したスライドＩＩから構成
され、前記溶液上にシードを載置して、液相成長前に、
前記スライドＩＩを移動してスライドＩの溶液溜に元素
を投下し、次いで、前記スライド■の溶液溜と前記ボー
トの成長基板とを重ね合わせて、該成長基板に液相成長
する液相成長方法によって解決される。

［作用］ 即ち、本発明は、溶液上にシードを載置するオーバーシ
ード法によって、酸化し易い元素を液相成長直前に溶液
に投下する。そうすると、酸化物の発生が少なくなり、
成長層の結晶欠陥が減少する。

［実施例］ 以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明にかかる液相成長装置の断面図を示して
おり、１０はボート、１１はスライドＩ、１２はスライ
ド■、１３はスライドＩの液溜室、１４はスライド■の
元素溜室、１５は蓋である。且つ、元素溜室１４の四周
に仮枠１６が嵌め込んであり、仮枠の後部には突出端Ｔ
が設けられて、この突出端Ｔはスライド■の液溜室１３
の内部まで突き出した形状になっている。

本発明はこのような液相成長装置を用い、第２図ｆａｌ
〜（Ｃ１に示す工程順図によって液相成長する。

まず、第２図（ａｌに示すように、ボーＨ，０の中にＧ
ａＡｓ基板１を収容し、スライド■の液溜室１３に溶液
３１（溶媒ＧａＯ中に溶質ＧａＡｓを溶解した溶液）を
収容して、ＧａＡｓ基板１と溶液３１とは離れた位置に
配置する。且つ、溶液３１の上にはＧａＡｓシード３１
１を載せておき、このシード３１１は枠形状にして真中
に孔が設けである。更に、スライド■はスライド■に対
して、図示のように液溜室１３の前に元素溜室１４を配
置し、板枠の突出端Ｔがシード３１“の孔を突き・抜け
て溶液３１に突き刺しており、且つ、元素溜室１４にば
Ａ１粒３２が収容され、その上にｍ１５が置かれている
。

このような配置にして、成長装置全体を水素雰囲気中の
加熱炉の中で加熱し、例えば、７００℃に加熱すると、
溶液３１とへ１粒３２は溶解された状態になる。そうし
て、その温度７００℃で、第２図Ｔｏｌに示すように、
スライドＩＩをスライド■に対して矢印の方向に移動さ
せる。そうすると、突出端Ｔで溶ｆ＆３１表面の薄膜（
薄い酸化膜）が破られ、そこにへ１粒３２が投下される
。第２図はその状態を示した図である。

次いで、更に加熱して８００℃に昇温した後、第２図（
Ｃ）に示すように、スライド■をボート１０に対して矢
印の方向に移動させ、ＧａＡｓ基板１と溶液３１とを重
ね合わせて液相成長する。

上記例のように、本発明は、ＡＩのような酸化し易い元
素を短時間の間だけ溶液に混合してその酸化を抑え、成
長層の結晶欠陥を減少させるものである。そうすれば、
一層高品質な化合物半導体装置の結晶成長が可能になる
。

上記の例は酸化し易い元素として八１を例にしたが、そ
の他の元素にも適用できることは云うまでもない。

［発明の効果］ 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ば液相エピタキシャル成長層の結晶欠陥を低減すること
ができて、化合物半導体装置の品質向上に顕著に寄与す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる液相成長装置の断面図、第２図
（ａｌ〜（Ｃ１は本発明にがかる液相成長法の工程順図
、 第３図はへテロ接合ＧａＡｌＡｓ成長の断面図、第４図
は従来の液相成長方法の工程途中図である。 図において、 １はＧａＡｓ基板（成長基板）、 ２はＧａＡｌＡｓ層、　　　　　３．１０はボート、４
はスライド、　　　　　５，１３は液溜室、６．１５は
蓋、　　　　　１１はスライドＩ、１２はスライド■、
　　　１６は仮枠、２２、３１は溶液、　　　　２２’
、３１’はシード、３２は元素溜室 を示している。 ヘテＯ，を姿インｒｘａＨハＳメ’ｚ＋ｑｔｆｈ＠第　
３　図 ｔＬ束の成不目〆にイ２λはりニオ呈Ｘ良中図ｒＡＺ　
　図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液相成長装置が成長基板を保持するボートと、該ボート
   上を移動し、且つ、溶液を溶液溜に収容したスライド
   I と、該スライド I 上を移動し、且つ、前記溶液溜に
   投下する元素を収容したスライドIIから構成され、前記
   溶液上にシードを載置して、液相成長前に、前記スライ
   ドIIを移動してスライド I の溶液溜に元素を投下し、
   次いで、前記スライド I の溶液溜と前記ボートの成長
   基板とを重ね合わせて、該成長基板に液相成長するよう
   にしたことを特徴とする液相成長方法。