JPS6398122A - 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
- Publication number
- JPS6398122A JPS6398122A JP61244509A JP24450986A JPS6398122A JP S6398122 A JPS6398122 A JP S6398122A JP 61244509 A JP61244509 A JP 61244509A JP 24450986 A JP24450986 A JP 24450986A JP S6398122 A JPS6398122 A JP S6398122A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- inp
- growth
- solute
- substrate
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- Pending
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (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
本発明は液晶エピタキシャル成長方法に関し、特に多元
混晶化合物半導体液相エピタキシャル成長技術の光集積
回路に適した多層薄膜結晶成長方法に関するものである
。
混晶化合物半導体液相エピタキシャル成長技術の光集積
回路に適した多層薄膜結晶成長方法に関するものである
。
従来の技術
従来の技術を、ＩｎＰ系液相エピタキシャル成長全例に
説明する。ＩｎＰ系の化合物半導体を用いた素子には、
半導体レーザや受光素子があり、ＩｎＰ基板上のエピタ
キシャル層に形成される。第２図に示す様なＩｎＰ系Ｐ
ｉｎフォトダイオードは、ｎ型のＩｎＰ基板１上にＩｎ
ＧａＡｓｉ ２、ＩｎＰ３を順次エピタキシャル成長を
施した後、ｐ型の受光部４及び電極５を形成したもので
あるが、この素子に必要なエピタキシャル成長層の構造
は、液相エピタキシャル成長（ＬＰＥ成長）でｔｆｉＳ
しく、気相（ＶＰＥ）成長や分子線エピタキシャル（Ｍ
ＢＥ）成長でのみ可能である。容易に良好な結晶性が得
られるＬＰＥ成長では、固液界面の熱平衡に従うために
このようなＩｎＧａＡｓＰ ２上のＩｎＰ ３を成長す
る場合ＩｎＰ３の成長用溶液中にＩｎＧａＡｓ ２の
ＧａやＡｓが溶融（メルトバック）されてしまう。
説明する。ＩｎＰ系の化合物半導体を用いた素子には、
半導体レーザや受光素子があり、ＩｎＰ基板上のエピタ
キシャル層に形成される。第２図に示す様なＩｎＰ系Ｐ
ｉｎフォトダイオードは、ｎ型のＩｎＰ基板１上にＩｎ
ＧａＡｓｉ ２、ＩｎＰ３を順次エピタキシャル成長を
施した後、ｐ型の受光部４及び電極５を形成したもので
あるが、この素子に必要なエピタキシャル成長層の構造
は、液相エピタキシャル成長（ＬＰＥ成長）でｔｆｉＳ
しく、気相（ＶＰＥ）成長や分子線エピタキシャル（Ｍ
ＢＥ）成長でのみ可能である。容易に良好な結晶性が得
られるＬＰＥ成長では、固液界面の熱平衡に従うために
このようなＩｎＧａＡｓＰ ２上のＩｎＰ ３を成長す
る場合ＩｎＰ３の成長用溶液中にＩｎＧａＡｓ ２の
ＧａやＡｓが溶融（メルトバック）されてしまう。
そのだめに、従来ＬＰＥ成長でＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ
上にＩｎＰを成長する場合は、第３図に示す様にＩｎＰ
基板１上のＩｎＧａＡｓ ２上に、メルトバックを防ぐ
ためにＩｎＧａＡｓＰ６を成長し、その上にＩｎＰ３を
形成する。しかしＩｎＧａＡｓＰ６の組成によっては、
ＩｎＰ２とＩ ｎＧａＡ ｓ Ｐ ６との界面がメルト
バックのため平坦にならず、良好な界面状態が得られな
かった。そのため良好な界面状態を得るために、ＩｎＧ
ａＡｓＰ６の組成を変化させた多層構造による方法があ
るが、ＬＰＥ成長層の構造が複雑になり、また厚膜にな
シエッチグロース端面や、ピンホールからのメルトバッ
ク等が生じるという問題があった。
上にＩｎＰを成長する場合は、第３図に示す様にＩｎＰ
基板１上のＩｎＧａＡｓ ２上に、メルトバックを防ぐ
ためにＩｎＧａＡｓＰ６を成長し、その上にＩｎＰ３を
形成する。しかしＩｎＧａＡｓＰ６の組成によっては、
ＩｎＰ２とＩ ｎＧａＡ ｓ Ｐ ６との界面がメルト
バックのため平坦にならず、良好な界面状態が得られな
かった。そのため良好な界面状態を得るために、ＩｎＧ
ａＡｓＰ６の組成を変化させた多層構造による方法があ
るが、ＬＰＥ成長層の構造が複雑になり、また厚膜にな
シエッチグロース端面や、ピンホールからのメルトバッ
ク等が生じるという問題があった。
発明が解決しようとする問題点
従来の技術によれば、多層ＬＰＥ成長でメルトバックが
生じる組成の結晶界面では、そのメルトバックを防ぐた
めに、組成が界面で安定なものに限定されてしまう。例
えばＩｎＰ系の場合では、ＩｎＧａＡｓ上に直接ＬＰＥ
成長でＩｎＰを形成しようとしても、ＩｎＰ成長用溶液
にＩｎＧａＡｓが接すると、ＩｎＰがＩｎＧａＡｓ上に
成長するよりも早く、ＩｎＧａＡｓのＧａやＡｓがＩｎ
Ｐ成長用溶液中にメルトバックされてしまう。従ってＩ
ｎＧａＡｓとＩｎＰの間にＩｎＧａＡｓＰを形成し、メ
ルトノ（ツクを低減している。このＩｎＧａＡａＰは組
成がＩｎＧａＡｓに近づけば、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａ
ＡｓＰ界面は良好であるが、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ
界面でＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ界面と同じようにメルト
バックが生じ、ＩｎＰに近づけば、ＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ
ＧａＡｓＰ界面が劣化する。従ってＩｎＧａＡｓＰの組
成はλ、＝１．３μｍでＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ界面が
良好なものに限定される。しかし、λｇ：１．３μｍで
はＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ界面はメルトバックの
影響が除去できなかった。また、ＩｎＧａＡｓＰ層を多
層にして徐々に組成を変化させて成長していく方法もあ
るが、エッヂグロースが大きくなり、エッヂグロース端
部からのメルトバック等が生じ易くなる。また多層にす
る工程のため所望のエピタキシャル構造が、エッヂグロ
ース等のため溶液を完全にスライド時に除去できず得ら
れないという問題があった。
生じる組成の結晶界面では、そのメルトバックを防ぐた
めに、組成が界面で安定なものに限定されてしまう。例
えばＩｎＰ系の場合では、ＩｎＧａＡｓ上に直接ＬＰＥ
成長でＩｎＰを形成しようとしても、ＩｎＰ成長用溶液
にＩｎＧａＡｓが接すると、ＩｎＰがＩｎＧａＡｓ上に
成長するよりも早く、ＩｎＧａＡｓのＧａやＡｓがＩｎ
Ｐ成長用溶液中にメルトバックされてしまう。従ってＩ
ｎＧａＡｓとＩｎＰの間にＩｎＧａＡｓＰを形成し、メ
ルトノ（ツクを低減している。このＩｎＧａＡａＰは組
成がＩｎＧａＡｓに近づけば、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａ
ＡｓＰ界面は良好であるが、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ
界面でＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ界面と同じようにメルト
バックが生じ、ＩｎＰに近づけば、ＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ
ＧａＡｓＰ界面が劣化する。従ってＩｎＧａＡｓＰの組
成はλ、＝１．３μｍでＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ界面が
良好なものに限定される。しかし、λｇ：１．３μｍで
はＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ界面はメルトバックの
影響が除去できなかった。また、ＩｎＧａＡｓＰ層を多
層にして徐々に組成を変化させて成長していく方法もあ
るが、エッヂグロースが大きくなり、エッヂグロース端
部からのメルトバック等が生じ易くなる。また多層にす
る工程のため所望のエピタキシャル構造が、エッヂグロ
ース等のため溶液を完全にスライド時に除去できず得ら
れないという問題があった。
問題点を解決するだめの手段
本発明は前述の問題点を解決するために、基板もしくは
エピタキシャル層上に、これらをメルトバックし易い成
長用溶液でＬＰＥ成長を行う際に、成長用溶液中にメル
トバックされる事を防ぐために、成長用溶液中の溶質か
ら、成長用溶液及び基板に電流を供給しながら成長を行
なわせるものである。
エピタキシャル層上に、これらをメルトバックし易い成
長用溶液でＬＰＥ成長を行う際に、成長用溶液中にメル
トバックされる事を防ぐために、成長用溶液中の溶質か
ら、成長用溶液及び基板に電流を供給しながら成長を行
なわせるものである。
作 用
本発明によれば、ＬＰＥ成長時に基板となる結晶が成長
用溶液によってメルトバックし得る組成のエピタキシャ
ル成長においても、メルトバックを抑制することが可能
となるものである。
用溶液によってメルトバックし得る組成のエピタキシャ
ル成長においても、メルトバックを抑制することが可能
となるものである。
実施例
本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。
第１図にＩｎＰ系ＬＰＥ成長のスライドボードの断面図
を示す。まずカーボン製スライダ７上に設置されたＩｎ
Ｐ基板８上に、カーボン製溶液ホルダ９と、絶縁物であ
るボロンナイトライド（ＢＮ）製のスペーサ１０の中の
工ｎＧａＡｓ成長用溶液１１でＩｎＧａＡｓエピタキシ
ャル層１２を成長した後、ＩｎＰ成長用溶液１３にスラ
イドさせる。このとき、ＩｎＰ成長用溶液１３の溶質用
ＩｎＰ多結晶１４に取り付けたステンレス製の電極１６
に、電源１６より直流電流を供給する。電流は電極１５
から溶質用ＩｎＰ多結晶１４ 、 ＩｎＰ成長用溶液１
３に、そして溶液ホルダ９とスライダ７はスペーサ１０
で絶縁されているのでＩｎＰ基板８を通りスライダ７へ
流れる。固液界面ではＩｎＧａＡｓエピタキシャル層１
２からＧａとＡｓがＩｎＰ成長用溶液１３ヘメルトパッ
クされようとするが、電流の供給によるベルチェ効果で
固液界面の温度勾配が生じ、実効的な過飽和度が増加す
る。また溶質からの電気泳動によシ溶液中溶質の拡散速
度以上に供給可能となる。この２つの効果により固液界
面でのＧａとＡｓのメルトバックを抑制し、ＩｎＰ層が
ＩｎＧａＡｓエピタキシャル層１２に良好な界面状態で
形成される。供給する電流は直流電流で数十Ａ ／ ｃ
ｒＡから数百Ａ ／ ｃｒｒｉで、成長する組成、膜厚
を考慮し決成するものである。
を示す。まずカーボン製スライダ７上に設置されたＩｎ
Ｐ基板８上に、カーボン製溶液ホルダ９と、絶縁物であ
るボロンナイトライド（ＢＮ）製のスペーサ１０の中の
工ｎＧａＡｓ成長用溶液１１でＩｎＧａＡｓエピタキシ
ャル層１２を成長した後、ＩｎＰ成長用溶液１３にスラ
イドさせる。このとき、ＩｎＰ成長用溶液１３の溶質用
ＩｎＰ多結晶１４に取り付けたステンレス製の電極１６
に、電源１６より直流電流を供給する。電流は電極１５
から溶質用ＩｎＰ多結晶１４ 、 ＩｎＰ成長用溶液１
３に、そして溶液ホルダ９とスライダ７はスペーサ１０
で絶縁されているのでＩｎＰ基板８を通りスライダ７へ
流れる。固液界面ではＩｎＧａＡｓエピタキシャル層１
２からＧａとＡｓがＩｎＰ成長用溶液１３ヘメルトパッ
クされようとするが、電流の供給によるベルチェ効果で
固液界面の温度勾配が生じ、実効的な過飽和度が増加す
る。また溶質からの電気泳動によシ溶液中溶質の拡散速
度以上に供給可能となる。この２つの効果により固液界
面でのＧａとＡｓのメルトバックを抑制し、ＩｎＰ層が
ＩｎＧａＡｓエピタキシャル層１２に良好な界面状態で
形成される。供給する電流は直流電流で数十Ａ ／ ｃ
ｒＡから数百Ａ ／ ｃｒｒｉで、成長する組成、膜厚
を考慮し決成するものである。
またＩｎＰ基板は（１００）面方位で可能であるが、Ｉ
ｎ Ｇ ａ Ａ ｓとＩｎＰ界面のメルトバックが少
ない（１１１）Ａ面方位でも同様である。これはＩｎＧ
ａＡｓ上のＩｎＰばかりでなく、Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ
／ Ｉ ｎＰ 。
ｎ Ｇ ａ Ａ ｓとＩｎＰ界面のメルトバックが少
ない（１１１）Ａ面方位でも同様である。これはＩｎＧ
ａＡｓ上のＩｎＰばかりでなく、Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ
／ Ｉ ｎＰ 。
ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰのＬＰＥ成長でも同様で
あり、多元混晶のＬＰＥ成長の場合は、複数の溶質から
電流を供給することが可能である。
あり、多元混晶のＬＰＥ成長の場合は、複数の溶質から
電流を供給することが可能である。
発明の効果
以上のように本発明によれば、ＬＰＥ成長でメルトバッ
クされてしまう組成の結晶上へのエピタキシャル成長に
おいて、電流を供給することによるペルチェ効果と電気
泳動の効果により固液界面ばおける結晶からのメルトバ
ックを抑制し、成長速度を増大させ、良好な界面状態の
ＬＰＥ成長を可能とするものである。
クされてしまう組成の結晶上へのエピタキシャル成長に
おいて、電流を供給することによるペルチェ効果と電気
泳動の効果により固液界面ばおける結晶からのメルトバ
ックを抑制し、成長速度を増大させ、良好な界面状態の
ＬＰＥ成長を可能とするものである。
第１図は本発明の一実施例方法を説明するだめの断面図
、第２図、第３図は従来の方法を説明するだめの断面図
である。 ８・・・・・・ＩｎＰ基板、１２・・・・・・ＩｎＧａ
Ａｇエピタキンヤル層、１３・・・・ＩｎＰ成長用溶液
、１４・・・・・・溶質用ＩｎＰ多結晶、１５・・・・
・・電極、１６・・・・・・電源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
一−１ｎＰ春板 ２−−−ｂｔＧａＡｓ 第２図 ３− Ｉｎ Ｐ 第３図
、第２図、第３図は従来の方法を説明するだめの断面図
である。 ８・・・・・・ＩｎＰ基板、１２・・・・・・ＩｎＧａ
Ａｇエピタキンヤル層、１３・・・・ＩｎＰ成長用溶液
、１４・・・・・・溶質用ＩｎＰ多結晶、１５・・・・
・・電極、１６・・・・・・電源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
一−１ｎＰ春板 ２−−−ｂｔＧａＡｓ 第２図 ３− Ｉｎ Ｐ 第３図
Claims (1)
- 多元混晶化合物半導体液相エピタキシャル成長で、基板
もしくはエピタキシャル層上に、前記基板もしくはエピ
タキシャル層と組成が異なり、溶融しうる成長用溶液を
用いてエピタキシャル成長するに際し、前記成長用溶液
中の溶質から、前記成長用溶液及び前記基板もしくはエ
ピタキシャル層に電流を供給しながら成長をさせるよう
にした液相エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61244509A JPS6398122A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61244509A JPS6398122A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6398122A true JPS6398122A (ja) | 1988-04-28 |
Family
ID=17119735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61244509A Pending JPS6398122A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6398122A (ja) |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP61244509A patent/JPS6398122A/ja active Pending
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