JPS63190795A - 液相エピタキシヤル成長方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液相エピタキシャル成長方法に係り、特にスラ
イドボート法により円形基板上にエピタキシャル成長さ
せる方法に関するものである。

［従来の技術］ ＧａＡｓ等の化合物半導体のエピタキシャル成長法には
液相成長法、気相成長法、有機金属熱分解気相成長法９
分子線エピタキシャル法等があるが、良質の多層エピタ
キシャルウェハを得るためには液相成長法が最も適して
いる。この液相成長法は成分元素を含んだ溶液に直接基
板を接触させて結晶成長させる方法であり、さらに基板
と溶液との接触のさせ方によって各種の方法に分けるこ
とができる。その中でスライドボート法が一般に広く用
いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このスライドボート法は従来角形基板上
へのエピタキシャル成長に多く用いられ、円形基板上へ
のエピタキシャル成長は困難であるとされていた。

これは、角形基板ではその端面がへき開面であって上面
とは垂直となるのに対して第７図のように円形基板７１
では端面を面取りするために、この面取りされた面７２
における異常成長７３を生じ、これが成長後の基板ホル
ダ７４のスライドによる溶液７５との分離時に基板表面
のエピタキシャル成長層７６をこすって表面欠陥を生じ
させるからである。

ところが、既存のシリコン用プロセス装置では一般に２
ないし３インチ（約５．１ないし７．６．）サイズの円
形ウェハを用いるように構成されており、このプロセス
装置を用いて効率よく優れた半導体素子を製造するため
に、スライドボート法によって円形の基板上にエピタキ
シャル成長させた良質の円形ウェハの開発が要求されて
いた。

かくして本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、円形基板上へ表面欠陥の少ない良質の結晶層を成長
させることができる液相エピタキシャル成長方法を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の液相エピタキシャル成長方法は上記目的を達成
するために、スライドボート法で基板ホルダ表面の基板
保持用凹部に嵌入された円形基板上に成長用溶液を接触
させてエピタキシャル成長させる方法において、上記円
形基板の周縁部に形成されている面取り部の表面上に保
護膜を形成した後、上記円形基板と上記成長用溶液とを
接触させる方法である。

［作　用］ 以上のように円形基板の面取り部表面上に保護膜を形成
した後に成長用溶液との接触を行なわせることにより、
円形基板の面取り部と成長用溶液との直接接触が防止さ
れる。イのため、この面取り部における異常成長が回避
される。

なお本発明は、ＧａＡＳを含む■−ｖ族化合物半導体及
びＧａＡｆＬＡｓなどの混晶化合物半導体、更に■−ｖ
Ｉ族化合物半導体とその混晶などの液相エピタキシャル
法に適用できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

第２図は本発明の一実施例に係る液相エピタキシャル成
長方法において用いられるスライドボートの構成図であ
る。台座１の上に基板ホルダ２゜溶液ホルダ３及び原料
ホルダ４が順次重ねられており、基板ホルダ２は操作棒
５により、原料ホルダ４は操作棒６によりそれぞれ独立
してスライドし得るように構成されている。基板ホルダ
２の上面には基板保持用凹部が設けられ、溶液ホルダ３
には成長用溶液溜７が、原料ホルダ４には原料溶液溜８
がそれぞれ設けられている。

以上のような構成のスライドボートを用いてＧａＡｓエ
ピタキシャル層の成長を行なった。

まず、第１図に示すように２インチＧａＡｓ円形基板９
の周縁部に形成されている面取り部１０の表面上にＣｖ
Ｄ法ニヨリ５１０２カラなる保［１１１を形成する。こ
の保１１Ｉ１１１は幅０．５＋＋ｓとした。この円形基
板９を基板ホルダ２の基板保持用凹部に嵌入保持させる
と共に原料ホルダ４の原料溶液溜８にＧａ７５ｇ　、　
ＧａＡｓ７．５　ｇ　、　５ｎ３０ｑを収容する。

次に、このスライドボートを直径１１００ａ＋の石英反
応管（図示せず）内に紀行し、反応管内の水素ガス置換
を行なった後、外部の電気炉（図示せず）により炉内を
８００℃まで昇温して４時間この状態を保持させた。そ
の後、操作棒６により原料ホルダ４をスライドさせ、こ
れにより原料溶液溜８内に収容されていた成長用溶液１
２を溶液ホルダ３の溶液溜７に分配した（第３図参照）
。

さらに、原料ホルダ４を元の位置に戻した後（第４図参
照）、１℃／ｉｉｎの冷却速度で炉内を降温し、４℃の
過飽和度が付いたところで操作棒５により基板ホルダ２
をスライドさせて円形基板９を溶液ホルダ３の溶液′ａ
７内の成長用溶液１２に２分間接触させた（第５図参照
）。このとき、円形基板９の面取り部１０には第１図に
示すように保護膜１１が設けられているのでこの面取り
部１０と成長用溶液１２とは直接接触せず、このため保
護膜１１が設けられていない円形基板９の表面上にのみ
ＧａＡｓエピタキシャル層１３が形成される。

このようにして円形基板９上にＧａＡｓエピタキシャル
Ｂ１３を成長させた後、再び基板ホルダ２をスライドさ
せて円形基板９と成長用溶液１２との分離を行なった（
第６図参照）。

この状態で炉内を室温まで降温した後、スライドボート
を反応管から引き出し、基板ホルダ２から製造されたエ
ピタキシャルウェハを取り出した。

以上の方法により、キャリア濃度１Ｘ１０　　α−３゜
厚さ２〜２．５−で鏡面のエピタキシャル層を再現性よ
く得ることができた。また、円形基板の周縁部における
異常成長は全く認められず、これによる表面残渣もなか
った。

なお、円形基板の周縁部の面取り部に形成する保護膜の
幅を１１１１１及び３ｍとしたところ、同様に優れたエ
ピタキシャルウェハが得られた。

また、上記実施例では２インチサイズの円形基板を用い
たが、これに限るものではなく、３インチ円形基板や角
形基板においても同様の効果が得られる。さらに、スラ
イドボートの基板保持用凹部と基板のサイズが合わずに
隙間を生じる場合においても有効である。

さらに、保護膜としては５ｉ０２の他、ＡＩ！２０３゜
ＰＳＧ　、　ＢＳＧ　、　Ｓｉ３Ｎａ等を用いることも
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次のごとき優れた
効果を発揮する。

（１）　　円形基板の而取り部に保′７ｆ！膜を形成す
ることにより、ここでの異常成長を防止することができ
る。従って、液相エピタキシャル成長法を用いて円形基
板上に良質のエピタキシャル層を成長させることが可能
となる。

（２）　　良好な表面状態の円形ウェハが得られるので
、既存のプロセス装置を用いて効率よく優れた半導体素
子を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液相エピタキシャル成長方法の作
用を示す断面図、第２図ないし第６図は実施例を示す工
程図、第７図は従来技術の問題点を示す断面図である。 図中、２は基板ホルダ、９は円形基板、１０は面取り部
、１１は保ｉｉ！１２．１２は成長用溶液、１３はＧａ
ＡＳエピタキシャル層である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スライドボート法で基板ホルダ表面の基板保持用
   凹部に嵌入された円形基板上に成長用溶液を接触させて
   エピタキシャル成長させる方法において、上記円形基板
   の周縁部に形成されている面取り部の表面上に保護膜を
   形成した後、上記円形基板と上記成長用溶液とを接触さ
   せることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
2. （２）上記保護膜がＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＰＳ
   Ｇ、ＢＳＧ及びＳｉ＿３Ｎ＿４のうちいずれかからなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液相エピ
   タキシャル成長方法。