JPS643051B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS643051B2 JPS643051B2 JP7932479A JP7932479A JPS643051B2 JP S643051 B2 JPS643051 B2 JP S643051B2 JP 7932479 A JP7932479 A JP 7932479A JP 7932479 A JP7932479 A JP 7932479A JP S643051 B2 JPS643051 B2 JP S643051B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- solution
- growth
- dummy wafer
- boat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/26—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition
- H10P14/263—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition using melted materials
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多元半導体結晶の液相成長方法とくに
複数の成長層を形成する方法の改良に関する。
複数の成長層を形成する方法の改良に関する。
半導体レーザ素子は通常液相からの多層エピタ
キシヤル成長法によつて製作される。このエピタ
キシヤル成長法はすでに周知であるが、以下第１
図によつて簡単に説明する。
キシヤル成長法によつて製作される。このエピタ
キシヤル成長法はすでに周知であるが、以下第１
図によつて簡単に説明する。
第１図において、Ａは複数の液溜め１，２，３
を有するカーボン製ボート、Ｂは同じくカーボン
で製した基板保持台である。該基板保持台Ｂ面に
は多元半導体たとえばテルル化鉛（PbTe）の単
結晶基板４およびダミーウエハ５が載置保持され
ている。上記単結晶基板４は半導体レーザ素子の
活性部分の支持体となるものであり、またダミー
ウエハは半導体溶液の下層に溜まつた不要不純物
の除去用である。すなわちカーボン製のボートＡ
を動かす際液溜め１，２，３内に収容された多元
半導体たとえば鉛を含む３元半導体の溶液がカー
ボン製の基板保持台Ｂの表面と接触することによ
り液相中に不要不純物が混入し易い。そこで単結
晶基板４に溶液７を接触させるに先立ち、ダミー
ウエハ５上に不要不純物を含む結晶を液相の底部
から析出させ、以つて液相を清浄化する。
を有するカーボン製ボート、Ｂは同じくカーボン
で製した基板保持台である。該基板保持台Ｂ面に
は多元半導体たとえばテルル化鉛（PbTe）の単
結晶基板４およびダミーウエハ５が載置保持され
ている。上記単結晶基板４は半導体レーザ素子の
活性部分の支持体となるものであり、またダミー
ウエハは半導体溶液の下層に溜まつた不要不純物
の除去用である。すなわちカーボン製のボートＡ
を動かす際液溜め１，２，３内に収容された多元
半導体たとえば鉛を含む３元半導体の溶液がカー
ボン製の基板保持台Ｂの表面と接触することによ
り液相中に不要不純物が混入し易い。そこで単結
晶基板４に溶液７を接触させるに先立ち、ダミー
ウエハ５上に不要不純物を含む結晶を液相の底部
から析出させ、以つて液相を清浄化する。
さらに、この種の液相成長工程においては成長
開始前に、第１図に示したボート位置で図示しな
い加熱用炉の温度を上昇させて、液溜め１内の溶
液６によつて基板表面を溶解させる。この溶解工
程は通常メルトバツク（melt back）と呼ばれ
る。この工程により基板表面の薄層が除去され
て、除去後の表面はエピタキシヤル成長に適する
良好な表面となる。そこで上記炉の温度を下げて
液溜め１内の溶液６を単結晶として基板４の表面
上に成長させる。
開始前に、第１図に示したボート位置で図示しな
い加熱用炉の温度を上昇させて、液溜め１内の溶
液６によつて基板表面を溶解させる。この溶解工
程は通常メルトバツク（melt back）と呼ばれ
る。この工程により基板表面の薄層が除去され
て、除去後の表面はエピタキシヤル成長に適する
良好な表面となる。そこで上記炉の温度を下げて
液溜め１内の溶液６を単結晶として基板４の表面
上に成長させる。
上述の半導体レーザ素子の製造工程中で基板４
と最初に接触させる液相はバツフア層形成用の液
相６であり、この後にボートＡを矢印イの方向に
ずらし、活性層成長用溶液７を基板４に接触させ
て活性層となる成長層を形成する。完成後の半導
体レーザの発光波長は上記活性層の組成によつて
定まるから、精密に所望波長に合致した出力光を
得るには活性層の組成を厳密に規定しなければな
らない。
と最初に接触させる液相はバツフア層形成用の液
相６であり、この後にボートＡを矢印イの方向に
ずらし、活性層成長用溶液７を基板４に接触させ
て活性層となる成長層を形成する。完成後の半導
体レーザの発光波長は上記活性層の組成によつて
定まるから、精密に所望波長に合致した出力光を
得るには活性層の組成を厳密に規定しなければな
らない。
しかるに上述した従来のエピタキシヤル成長法
によれば、メルトバツクを行う際にダミーウエハ
５が活性層成長用溶液７内に多少とも溶解し、そ
のために活性層成長用溶液７の組成が変動し、結
果として成長した活性層の組成が当初の設計値と
異なつてくるという不都合があつた。
によれば、メルトバツクを行う際にダミーウエハ
５が活性層成長用溶液７内に多少とも溶解し、そ
のために活性層成長用溶液７の組成が変動し、結
果として成長した活性層の組成が当初の設計値と
異なつてくるという不都合があつた。
本発明は前述の問題点を解決したものであつ
て、所要成長層の数よりも余分の液溜めを有する
ボートを使用して、メルトバツクの際にダミーウ
エハ成分が液相中に溶出することに基因する液相
組成の変動を防止することを可能とした新しい多
元半導体結晶の液相成長法を提供せんとするもの
である。
て、所要成長層の数よりも余分の液溜めを有する
ボートを使用して、メルトバツクの際にダミーウ
エハ成分が液相中に溶出することに基因する液相
組成の変動を防止することを可能とした新しい多
元半導体結晶の液相成長法を提供せんとするもの
である。
以下図面を用いて本発明に係る液相成長法の一
実施例について詳細に説明する。なお以下各図に
おいて第１図と同等部分には同一符号を付した。
実施例について詳細に説明する。なお以下各図に
おいて第１図と同等部分には同一符号を付した。
第２図は本発明に係る液相成長法におけるメル
トバツク時の状態を示したもので、本実施例は鉛
−すず−テルル（Pb1−χ Snχ Te）を液相か
ら成長させる場合である。
トバツク時の状態を示したもので、本実施例は鉛
−すず−テルル（Pb1−χ Snχ Te）を液相か
ら成長させる場合である。
本実施例において使用するボートA′の有する
液溜めは、第１図のボートＡに比し１箇所多い。
この余分の液溜め９内にはバツフア層成長用溶液
６と同一組成の溶液１０が収容されている。上記
余分の液溜め９はバツフア層成長用溶液６を収容
している液溜め１よりも前位にあるため、その内
容液１０は上記液溜め１の内容液６に先立つて基
板４の表面に接触する。そこで第２図に示すよう
に基板４に溶液１０が、ダミーウエハ５に溶液６
が、それぞれ接触した状態で炉温を上昇させてメ
ルトバツクを行う。このとき活性層成長用の液溜
め２はダミーウエハ５と離れているので溶液７内
にダミーウエハ５が溶解する恐れはまつたく無
い。
液溜めは、第１図のボートＡに比し１箇所多い。
この余分の液溜め９内にはバツフア層成長用溶液
６と同一組成の溶液１０が収容されている。上記
余分の液溜め９はバツフア層成長用溶液６を収容
している液溜め１よりも前位にあるため、その内
容液１０は上記液溜め１の内容液６に先立つて基
板４の表面に接触する。そこで第２図に示すよう
に基板４に溶液１０が、ダミーウエハ５に溶液６
が、それぞれ接触した状態で炉温を上昇させてメ
ルトバツクを行う。このとき活性層成長用の液溜
め２はダミーウエハ５と離れているので溶液７内
にダミーウエハ５が溶解する恐れはまつたく無
い。
このようにしてメルトバツク工程が終わればボ
ートＡを矢印イの方向に移動させて、第３図に示
すようにバツフア層成長用溶液６が基板４の表面
に接触するようにし、炉温を低下させてバツフア
層となる成長層を基板４の新しい表面上に成長さ
せる。なお第３図の状態では活性層成長用溶液７
がダミーウエハ５と接触しているが、炉温が低下
しているためダミーウエハの溶解、すなわちダミ
ーウエハの溶液７中へのメルトバツクは起こらな
い。したがつて溶液７の組成変動は生じないが、
ダミーウエハ５による液相の清浄化に関しては第
１図の場合と何ら変わりがない。
ートＡを矢印イの方向に移動させて、第３図に示
すようにバツフア層成長用溶液６が基板４の表面
に接触するようにし、炉温を低下させてバツフア
層となる成長層を基板４の新しい表面上に成長さ
せる。なお第３図の状態では活性層成長用溶液７
がダミーウエハ５と接触しているが、炉温が低下
しているためダミーウエハの溶解、すなわちダミ
ーウエハの溶液７中へのメルトバツクは起こらな
い。したがつて溶液７の組成変動は生じないが、
ダミーウエハ５による液相の清浄化に関しては第
１図の場合と何ら変わりがない。
上述のようにしてバツフア層とする成長層の形
成が終れば、あとは従来の方法と同様にボート
A′を矢印イの方向に動かして、第４図に示すご
とく活性層成長用の溶液７を基板４上面に接触さ
せて活性層となる成長層を形成し、しかる後さら
にボートA′を動かしてトツプ層成長用溶液８か
らトツプ層となる成長層を基板４上に積層して形
成すれば液相エピタキシヤル成長工程は終了す
る。この工程によれば活性層成長用液相中へ半導
体物質の溶け込みがまつたく無いから、作成直後
の溶液と精密に同一組成の活性層を形成すること
ができ、したがつてレーザ出力として活性層の理
論的組成に正確に対応する波長の光を取り出すこ
とができる。本発明者らの実験によれば、従来の
成長法によつて製作した半導体レーザは発光波長
において設計値に比し最大±0.5μｍ程度の誤差を
免れなかつたが、本発明の成長法によつた場合に
は上記誤差を±0.2μｍ以内に収めることができ
た。
成が終れば、あとは従来の方法と同様にボート
A′を矢印イの方向に動かして、第４図に示すご
とく活性層成長用の溶液７を基板４上面に接触さ
せて活性層となる成長層を形成し、しかる後さら
にボートA′を動かしてトツプ層成長用溶液８か
らトツプ層となる成長層を基板４上に積層して形
成すれば液相エピタキシヤル成長工程は終了す
る。この工程によれば活性層成長用液相中へ半導
体物質の溶け込みがまつたく無いから、作成直後
の溶液と精密に同一組成の活性層を形成すること
ができ、したがつてレーザ出力として活性層の理
論的組成に正確に対応する波長の光を取り出すこ
とができる。本発明者らの実験によれば、従来の
成長法によつて製作した半導体レーザは発光波長
において設計値に比し最大±0.5μｍ程度の誤差を
免れなかつたが、本発明の成長法によつた場合に
は上記誤差を±0.2μｍ以内に収めることができ
た。
なおダミーウエハとしては活性層と同質のもの
を用いるのが理想的であるが、若干の組成差があ
つても差支えない。また多結晶でもよい。
を用いるのが理想的であるが、若干の組成差があ
つても差支えない。また多結晶でもよい。
以上説明した実施例はPb1−χSNχTeを成長さ
せる場合であつたが、ダミーウエハを使用しかつ
メルトバツクを伴う液相エピタキシヤル法であれ
ば、砒化ガリウム（GaAs）系の２元または３元
半導体、他のカルコゲン系多元半導体、水銀−カ
ドミウム−テルル（Hg1−χCdχTe）等を対象と
する場合にも本発明の方法を有効に適用すること
ができる。
せる場合であつたが、ダミーウエハを使用しかつ
メルトバツクを伴う液相エピタキシヤル法であれ
ば、砒化ガリウム（GaAs）系の２元または３元
半導体、他のカルコゲン系多元半導体、水銀−カ
ドミウム−テルル（Hg1−χCdχTe）等を対象と
する場合にも本発明の方法を有効に適用すること
ができる。
本発明に係る液相成長法によれば、メルトバツ
クの際に液相の組成変動を防止することができる
ので精密に予定組成と合致する組成のエピタキシ
ヤルの成長層が得られる優れた利点がある。ゆえ
に、とくに出力光の波長を精密に所望値に合わせ
ることを要求される、大気分析装置の光源として
使用する半導体赤外線レーザ素子の製造等に適用
してきわめて有利である。
クの際に液相の組成変動を防止することができる
ので精密に予定組成と合致する組成のエピタキシ
ヤルの成長層が得られる優れた利点がある。ゆえ
に、とくに出力光の波長を精密に所望値に合わせ
ることを要求される、大気分析装置の光源として
使用する半導体赤外線レーザ素子の製造等に適用
してきわめて有利である。
第１図は従来の液相成長法に用いる装置の要部
断面図、第２図〜第４図は本発明の液相成長法を
適用した半導体レーザ素子の製造工程の一例を順
次に示す断面図である。 Ａ，Ａ：ボート、Ｂ：基板保持台、１，２，
３：液溜め、６：バツフア層成長用溶液、７：活
性層成長用溶液、８：トツプ層成長用溶液、９：
液溜め、１０：メルトバツク用溶液。
断面図、第２図〜第４図は本発明の液相成長法を
適用した半導体レーザ素子の製造工程の一例を順
次に示す断面図である。 Ａ，Ａ：ボート、Ｂ：基板保持台、１，２，
３：液溜め、６：バツフア層成長用溶液、７：活
性層成長用溶液、８：トツプ層成長用溶液、９：
液溜め、１０：メルトバツク用溶液。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結晶成長用基板上にバツフア層、活性層、ト
ツプ層をこの順にスライド式液相エピタキシヤル
成長法により連続成長させる方法において、 結晶成長用基板およびダミーウエハを保持する
基板保持台と、４つの液溜めを有しかつ各個の液
溜め内に多元半導体の液相を収容したボートとを
上下に重ね、 上記第１および第２の液溜めに収容したバツフ
ア層成長用溶液を上記基板およびダミーウエハの
表面にそれぞれ接触させて基板およびダミーウエ
ハの表層部分を上記各溶液内に溶解させ、 ついでボートと基板保持台とを相対的に移動さ
せてボート中の第２の液溜めに収容されたバツフ
ア層成長用溶液を基板に、第３の液溜め内の活性
層成長用溶液をダミーウエハにそれぞれ接触させ
かつ液温を低下させつつ基板およびダミーウエハ
の表面に各容液から多元半導体結晶を析出成長さ
せ、 その後ボートを基板保持台に対して移動させて
第３の液溜めの活性層成長用溶液を基板表面に、
第４の液溜め内のトツプ層用溶液をダミーウエハ
表面に接触させ、各溶液から多元半導体結晶を析
出成長させ、 その後ボートを基板保持台に対して移動させて
第４の液溜めのトツプ層成長用溶液を基板表面に
接触させて多元半導体結晶を析出成長させること
を特徴とする多元半導体結晶の液相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7932479A JPS562639A (en) | 1979-06-22 | 1979-06-22 | Liquid phase growth of multiple element semiconductor crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7932479A JPS562639A (en) | 1979-06-22 | 1979-06-22 | Liquid phase growth of multiple element semiconductor crystal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS562639A JPS562639A (en) | 1981-01-12 |
| JPS643051B2 true JPS643051B2 (ja) | 1989-01-19 |
Family
ID=13686693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7932479A Granted JPS562639A (en) | 1979-06-22 | 1979-06-22 | Liquid phase growth of multiple element semiconductor crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS562639A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2517774Y2 (ja) * | 1991-06-24 | 1996-11-20 | 株式会社フクハラ | ドレン排出装置 |
-
1979
- 1979-06-22 JP JP7932479A patent/JPS562639A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS562639A (en) | 1981-01-12 |
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