(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応炉内で、水平にセットされた半導体基板上を、下部に開口を有する溶液槽が相対的に摺動することにより、上記溶液槽の溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりすると共に、上記溶液に温度差をつけ、この温度差を利用して上記半導体基板上に結晶を成長させる液相エピタキシャル成長方法において、
上記半導体基板を収容する凹部の底面において上記溶液槽の開口に対向する対向部上に、上記半導体基板を配置し、
上記対向部上に、上記半導体基板を取り囲むように上記半導体基板と同材料の単結晶または多結晶からなるダミー部材を配置し、
上記溶液の上部に、先端が尖がった突起が規則的に上記半導体基板側の表面に形成された均熱板を配置することにより、上記溶液の溶質となる原料結晶を上記均熱板で押さえて、上記原料結晶を上記溶液に沈めることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
【請求項２】
反応炉内で、水平にセットされた半導体基板上を、下部に開口を有する溶液槽が相対的に摺動することにより、上記溶液槽の溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりすると共に、上記溶液に温度差をつけ、この温度差を利用して上記半導体基板上に結晶を成長させる液相エピタキシャル成長方法において、
上記半導体基板を収容する凹部の底面において上記溶液槽の開口に対向する対向部上に、上記半導体基板を配置し、
上記対向部上に、上記半導体基板を取り囲むように上記半導体基板と同材料の単結晶または多結晶からなるダミー部材を配置し、
上記溶液内に、スノコ形状の浮上り防止部材を配置することにより、上記溶液の溶質となる原料結晶を上記浮上り防止部材で押さえて、上記原料結晶を上記溶液に沈めることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液相エピタキシャル成長方法において、
上記半導体基板と上記ダミー部材とが略同じ厚みであることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の液相エピタキシャル成長方法において、
上記溶液に対して上部が下部より高温になるように温度差をつけ、上記溶液の高温側に上記原料結晶を配置することを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の液相エピタキシャル成長方法において、
上記溶液の溶媒は低融点金属であることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
【請求項６】
請求項５に記載の液相エピタキシャル成長方法において、
上記低融点金属はＧａであることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の液相エピタキシャル成長方法において、
上記原料結晶はＧａＡｓまたはＧａＰであることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
【請求項８】
反応炉内で、水平にセットされた半導体基板上を、下部に開口を有する溶液槽が相対的に摺動することにより、上記溶液槽の溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりすると共に、上記溶液に温度差をつけ、この温度差を利用して上記半導体基板上に結晶を成長させる液相エピタキシャル成長装置において、
上記半導体基板を収容する凹部の底面において、上記半導体基板の周囲にダミー部材を配置するための配置部と、
上記溶液槽の上部に配置され、先端が尖がった突起が規則的に表面に形成された均熱板と
を備えて、
上記半導体基板の全面に略均一に結晶を成長させるようにしたことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。
【請求項９】
反応炉内で、水平にセットされた半導体基板上を、下部に開口を有する溶液槽が相対的に摺動することにより、上記溶液槽の溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりすると共に、上記溶液に温度差をつけ、この温度差を利用して上記半導体基板上に結晶を成長させる液相エピタキシャル成長装置において、
上記半導体基板を収容する凹部の底面において、上記半導体基板の周囲にダミー部材を配置するための配置部と、
上記溶液内に配置されたスノコ形状の浮上り防止部材と
を備えて、
上記半導体基板の全面に略均一に結晶を成長させるようにしたことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶液に温度差をつけて結晶基板上に溶液の溶質を析出する液相エピタキシャル成長に係わり、ウェハー成長膜厚の均一性向上を成し得る液相エピタキシャル成長方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｇａ等の低融点金属を溶媒とし、ＧａＡｓ,ＧａＰを溶質とした溶液に温度差をつけ、高温側には原料結晶を置き低温側には結晶基板を置くと、溶液中の飽和溶解度の違いと熱エネルギーにより低温側に向かっての結晶材料の拡散が起こる。従来より、この結晶材料の拡散を利用して結晶基板上への結晶成長を行う液相エピタキシャル成長方法がある。このエピタキシャル成長方法は、溶液中に効果的に温度差をつけるためにガス等の冷却媒体を使用し、低温側(結晶基板側)の吸熱を行う場合がある。
【０００３】
特に、横型構造の電気炉においては、溶液の上下方向に温度差を付ける場合、溶液の加熱ヒーターを上下に分割して、上下の加熱ヒーターを別々に温度設定することが可能になっている。しかしながら、それだけでは十分な温度差は得られず、溶液の下側を強制冷却によって吸熱することが必要である。
【０００４】
以下、III−Ｖ族化合物であるＧａＡｓを例にとって説明する。
【０００５】
溶液中の温度差を利用した液相エピタキシャル成長方法では、ＧａＡｓ基板をボートの基板支持台にセットすると共に、ドーパントの入った溶媒としてのＧａと、溶質(原料結晶)としてのＧａＡｓ多結晶とをボートの溶液溜めにセットし、更にＧａＡｓ多結晶の上方に均熱板を配置する。そして、上記ボートを水素ガス雰囲気中の炉芯管に入れて、基板温度が６００〜８００℃になるように昇温すると共に、炉芯管下部では空気やＮ2のガス等の冷却媒体で吸熱を行う。この状態において、飽和状態となった溶液をＧａＡｓ基板の上面に接触させると、飽和溶液の温度差に伴う材料拡散によってＧａＡｓ基板上に結晶成長が行なわれる。上記均熱板をボートに設置する理由は、溶液の液面上に浮かせた板形状の原料結晶の表面がボートへのセット前のエッチング処理等で反射面になっている場合、均熱板がボートに設置されていないと、溶液において上部からの幅射熱の受け方のバラツキ要因になる可能性があるためである。
【０００６】
図４(ａ),(ｂ)に、炉芯管下部に冷却部を設けた横型成長炉を用いて、溶液中の温度差を利用してエピタキシャル成長を行う液相エピタキシャル成長装置の断面を示す。
【０００７】
図４(ａ)に示すように、その液相エピタキシャル成長装置を用いた液相エピタキシャル成長方法ではスライド式ボート４１を用いる。このスライド式ボート(以下、単にボートと言う)４１によれば、基板支持台４３上に横方向にセットされた半導体基板４２上を、溶液槽４５を有する溶液溜め４６が相対的に摺動することによって、溶液槽４５の溶液４４を半導体基板４２に被せたり拭い取ったりするようになっている。また、上記溶液４４には板形状の原料結晶５２が投入されていて、その原料結晶５２の上方には均熱板５０が配置されている。また、上記ボート４１の素材として、高純度処理が施されたグラファイト(黒鉛)が使用されている。
【０００８】
上記構成の液相エピタキシャル成長装置を用いた液相エピタキシャル成長方法は以下のようにして行われる。
【０００９】
まず、上記基板支持台４３上に半導体基板４２がセットされたボート４１を、炉芯管としての石英管４８内に投入する。そして、上記石英管４８内の水素雰囲気中において、加熱ヒータ４９でボート４１を昇温し、且つ、冷却媒体５１で石英管４８の下部を冷却する。その状態で、上記溶液４４が飽和溶液になるまで所定時間保持する。
【００１０】
その後、図４(ｂ)に示すように、操作棒４７によって溶液留め４６を操作して、溶液槽４５を半導体基板４２上に位置させて、溶液４４を半導体基板４２の表面に接触させる。これにより、エピタキシャル成長が行われて、半導体基板４２上に結晶が成長する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記液相エピタキシャル成長方法では、半導体基板４２の表面における成長膜厚分布の均一化を図るために、半導体基板４２の表面に対して垂直方向の温度勾配(温度差)を持たせつつ、半導体基板４２の表面に対して平行方向(水平方向)の温度均一性が要求されている。しかしながら、上記溶液４４の熱伝導率と、ボート４１の素材であるグラファイトの熱伝導率との違いにより、ボート４１の各部において上下に流れる熱量(熱流量)が異なる。そして、上記溶液槽４５は素材にグラファイトを使用しているから、溶液４４に比べて熱伝導率が大きく、溶液槽４５の内壁近傍において上下方向の温度勾配(温度差)がつきにくい。その結果、図５に示すように、上記半導体基板４２の表面では、中央部に比べ周辺部は溶液槽４５の素材であるグラファイトの熱伝導率の影響で成長速度が遅く、その周辺部の成長膜厚が薄くなってしまう。すなわち、上記半導体基板４２の表面において成長膜厚にバラツキが生ずるという問題がある。
【００１２】
また、上部からボート４１に供給された熱が、均熱板５０／原料結晶５２／溶液４４／半導体基板４２／基板支持台４３を順に通って冷却媒体５１に吸収されるのが好ましい。それには、上記原料結晶５２と均熱板５０とが水平方向に均等に密着しているのが望ましい。しかし、上記原料結晶５２が板形状であるために、図６に示すように、実際は、原料結晶５２と均熱板５０との間に溶液４４が回り込んでしまう。しかも、上記溶媒４４が低融点金属である溶液４４は粘性を有するために、溶液４４が回り込む箇所と、溶液４４が回り込まない箇所とが存在してしまう。上記原料結晶５２と均熱板５０との間において溶液４４が回り込まない箇所には雰囲気ガスが存在する。このような状態は、ボート４１ヘの溶液４４のセット毎に異なる。このように、上記原料結晶５２と均熱板５０との間において、熱伝導率が小さい雰囲気ガスが部分的に存在するため、均熱板５０から溶液４４への熱の流れのなかで雰囲気ガスが熱の抵抗となって、水平方向の熱分布が不均一になる。その結果、上記原料結晶５２と均熱板５０との間において溶液４４が回り込んでいる箇所は、雰囲気ガスが存在する箇所に比べて上部からの熱が伝わり易い。その結果、上記原料結晶５２と均熱板５０との間において溶液４４が入り込んでいる箇所の直下では温度が高くなって、半導体基板４２の表面に温度ムラが出来る。すなわち、上記半導体基板４２の表面において温度が異なり、成長膜厚にバラツキが生じる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、半導体基板の表面における温度ムラをなくして、その表面における成長膜厚を均一にすることができる液相エピタキシャル成長方法及びその装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液相エピタキシャル成長方法は、反応炉内で、水平にセットされた半導体基板上を、下部に開口を有する溶液槽が相対的に摺動することにより、上記溶液槽の溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりすると共に、上記溶液に温度差をつけ、この温度差を利用して上記半導体基板上に結晶を成長させる液相エピタキシャル成長方法において、上記半導体基板を収容する凹部の底面において上記溶液槽の開口に対向する対向部上に、上記半導体基板を配置し、上記対向部上に、上記半導体基板を取り囲むように上記半導体基板と同材料の単結晶または多結晶からなるダミー部材を配置し、上記溶液の上部に、先端が尖がった突起が規則的に上記半導体基板側の表面に形成された均熱板を配置することにより、上記溶液の溶質となる原料結晶を上記均熱板で押さえて、上記原料結晶を上記溶液に沈めることを特徴としている。
【００１５】
上記構成の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記半導体基板を取り囲むようにダミー部材を配置するから、溶液槽の内壁から半導体基板が遠ざかり、溶液槽の内壁から供給される熱の影響が半導体基板に及ばない。その結果、上記半導体基板の表面に対して垂直方向の温度勾配が生じると共に、半導体基板の表面に対して平行方向の温度が均一になって、半導体基板の表面における成長膜厚分布の均一化を達成することができる。
【００１６】
もし、上記半導体基板の周囲にダミー部材が無いと、半導体基板の周囲の溶液が過飽和状態となるため、結晶材料が溶液槽の内周から中央部へと拡散して、膜厚分布バラツキの原因となる。
また、本発明の本発明の液相エピタキシャル成長方法は、反応炉内で、水平にセットされた半導体基板上を、下部に開口を有する溶液槽が相対的に摺動することにより、上記溶液槽の溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりすると共に、上記溶液に温度差をつけ、この温度差を利用して上記半導体基板上に結晶を成長させる液相エピタキシャル成長方法において、上記半導体基板を収容する凹部の底面において上記溶液槽の開口に対向する対向部上に、上記半導体基板を配置し、上記対向部上に、上記半導体基板を取り囲むように上記半導体基板と同材料の単結晶または多結晶からなるダミー部材を配置し、上記溶液内に、スノコ形状の浮上り防止部材を配置することにより、上記溶液の溶質となる原料結晶を上記浮上り防止部材で押さえて、上記原料結晶を上記溶液に沈めることを特徴としている。
【００１７】
また、一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法は、上記半導体基板と上記ダミー部材とが略同じ厚みであることを特徴としている。
【００１８】
上記一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記半導体基板の表面において膜厚分布バラツキをなくす上で、半導体基板とダミー部材とを略同じ厚みにするのが好ましい。
【００１９】
また、一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法は、反応炉内で、水平にセットされた半導体基板上を、下部に開口を有する溶液槽が相対的に摺動することにより、上記溶液槽の溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりすると共に、上記溶液に温度差をつけ、この温度差を利用して上記半導体基板上に結晶を成長させる液相エピタキシャル成長方法において、上記溶液の溶質となる原料結晶を、上記溶液に沈めていることを特徴としている。
【００２０】
上記一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記溶液内において垂直方向途中に原料結晶を置く、すなわち、原料結晶を溶液に沈め、故意に原料結晶を溶液内に位置させているから、原料結晶の上方に配置された例えば均熱板と原料結晶との間に溶液が回り込んで空隙が存在しない。つまり、上記均熱板と原料結晶との間に雰囲気ガスが存在しない。したがって、上記均熱板において溶液との接触状態が各部で同じになって、水平方向において均熱板から溶液への熱の流れが均一になる。その結果、上記半導体基板の表面に対して垂直方向の温度勾配が生じると共に、半導体基板の表面に対して平行方向の温度が均一になって、半導体基板の表面における成長膜厚分布の均一化を達成することができる。
【００２１】
また、一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法は、上記溶液に対して上部が下部より高温になるように温度差をつけ、上記溶液の高温側に上記原料結晶を配置することを特徴としている。
【００２２】
上記一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記溶液の高温側に原料結晶を配置するから、原料結晶を効果的に拡散させることができる。
【００２３】
また、一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法は、上記溶液の溶媒は低融点金属であることを特徴としている。
【００２４】
上記一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記溶液の溶媒は低融点金属であるから、半導体基板上の結晶成長を良好に行うことができる。
【００２５】
また、一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法は、上記低融点金属はＧａであることを特徴としている。
【００２６】
上記一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記低融点金属はＧａであるから、半導体基板上にIII−V化合物を成長させることができる。
【００２７】
また、一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法は、上記原料結晶はＧａＡｓまたはＧａＰであることを特徴としている。
【００２８】
上記一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記原料結晶はＧａＡｓまたはＧａＰであるから、半導体基板上にIII−V化合物を成長させることができる。
【００２９】
また、本発明の液相エピタキシャル成長装置は、反応炉内で、水平にセットされた半導体基板上を、下部に開口を有する溶液槽が相対的に摺動することにより、上記溶液槽の溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりすると共に、上記溶液に温度差をつけ、この温度差を利用して上記半導体基板上に結晶を成長させる液相エピタキシャル成長装置において、上記半導体基板を収容する凹部の底面において、上記半導体基板の周囲にダミー部材を配置するための配置部と、上記溶液槽の上部に配置され、先端が尖がった突起が規則的に表面に形成された均熱板とを備えて、上記半導体基板の全面に略均一に結晶を成長させるようにしたことを特徴としている。
【００３０】
上記構成の液相エピタキシャル成長装置によれば、上記半導体基板の周囲にダミー部材を配置するための配置部を備えているから、その配置部にダミー部材を配置することにより、半導体基板がダミー部材で取り囲まれて、溶液槽の内壁から半導体基板が遠ざかり、溶液槽の内壁から供給される熱の影響が半導体基板に及ばない。その結果、上記半導体基板の表面に対して垂直方向の温度勾配が生じると共に、半導体基板の表面に対して平行方向の温度が均一になって、半導体基板の表面における成長膜厚分布の均一化を達成することができる。
【００３１】
【００３２】
また、上記均熱板を溶液槽の上部に配置しているので、溶液槽の溶液内に例えば原料結晶を投入したとき、原料結晶が均熱板の突起で均等に押さえられて、原料結晶が溶液中に位置する。その結果、上記突起間には溶液が回り込み、均熱板と原料結晶との間に空隙が存在しなくなって、均熱板における溶液との接触状態を各部で同じにすることができる。
【００３３】
また、本発明の液相エピタキシャル成長装置は、反応炉内で、水平にセットされた半導体基板上を、下部に開口を有する溶液槽が相対的に摺動することにより、上記溶液槽の溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりすると共に、上記溶液に温度差をつけ、この温度差を利用して上記半導体基板上に結晶を成長させる液相エピタキシャル成長装置において、上記半導体基板を収容する凹部の底面において、上記半導体基板の周囲にダミー部材を配置するための配置部と、上記溶液内に配置されたスノコ形状の浮上り防止部材とを備えて、上記半導体基板の全面に略均一に結晶を成長させるようにしたことを特徴としている。
【００３４】
上記構成の液相エピタキシャル成長装置によれば、上記溶液槽の溶液内に投入した例えば原料結晶を浮上り防止部材下に潜り込ませて、原料結晶を溶液中に位置させる。このとき、上記浮上り防止部材がスノコ形状であるので、原料結晶の上方に配置された例えば均熱板と原料結晶との間に溶液が回り込み、均熱板と原料結晶との間に空隙が存在しなくなって、均熱板における溶液との接触状態を各部で同じにすることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液相エピタキシャル成長方法およびその装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３６】
図１(ａ)に、本発明の実施の一形態の液相エピタキシャル成長方法を行うエピタキシャル成長装置の概略断面図を示し、図１(ｂ)に、上記液相エピタキシャル成長装置の要部の概略断面図を示している。なお、図１(ａ),(ｂ)では、ボート１の溶液溜め６に設けられた溶液槽５の開口１５と、ボート１の基板支持台３の凹部１３とを対向させた状態を示している。
【００３７】
上記液相エピタキシャル成長装置は、図１(ａ)に示すように、反応炉としての石英管８と、この石英管８を加熱するヒータ９と、石英管８内に収容されたスライド式ボート(以下、単にボート言う)１とを備えている。このボート１は、半導体基板２を収容する凹部１３が設けられた基板支持台３と、この基板支持台３上に載置され、基板支持台３に対して相対的に摺動する溶液溜め６とを有している。上記溶液溜め６が基板支持台３上を相対的に摺動することによって、溶液溜め６に形成された溶液槽５の溶液４を半導体基板２に被せたり拭ったりするようになっている。なお、上記石英管８内には、図示しない供給口から水素ガスが供給されている。また、上記石英管８の下部における吸熱を冷却媒体１１で行っている。
【００３８】
また、図１(ｂ)に示すように、上記基板支持台３の凹部１３の底面積と溶液槽５の開口面積とは等しくなっていて、溶液槽５の開口１５に対向する凹部１３の対向部としての底面１３ａには、半導体基板２が配置されている。この半導体基板２上にIII−V化合物を成長させる場合、溶液４の溶媒としては例えば低融点金属のＧａ等を用いることができ、溶液４の溶質となる原料結晶１２としては例えばＧａＡｓまたはＧａＰを用いることできる。上記原料結晶１２は溶液４の上部に位置している。また、上記原料結晶１２の上方、つまり溶液槽５の上部には均熱板１０が配置されていて、その均熱板１０の原料結晶側の表面には、先端が尖った円錐形状の突起２０が規則的に形成されている。また、上記凹部１３の底面１３ａにおいて、半導体基板２の周囲にダミー部材１８を配置するための配置部２３を設けている。上記ダミー部材１８は、図２に示すように、４つあって、半導体基板２を取り囲むように配置部２３に配置されている。上記ダミー部材１８間には略隙間がなく、ダミー部材１８が略連続して半導体基板２を取り囲んでいる。また、上記ダミー部材１８は、半導体基板２と同材料の単結晶からなっている。
【００３９】
上記構成の液相エピタキシャル成長装置を用いた液相エピタキシャル成長方法では、基板支持台３の凹部１３に半導体基板２を水平にセットすると共に、原料結晶１２を含む溶液４を溶液槽５に充填した後、その原料結晶１２上に均熱板１０を配置する。そして、上記ボート１を水素雰囲気中の石英管８内にいれて、所定の基板温度になるまで昇温すると共に、石英管８下部において冷却媒体１１で吸熱を行う。これにより、上記溶液４において上部が下部より高温になって、原料結晶１２が溶液４の高温側に位置することになる。その後、図示しない、操作棒を操作して溶液溜め６を基板支持台３に対して摺動させて、飽和状態となった溶液４を半導体基板２の上面に接触させると、飽和状態の溶液４の温度差に伴って溶質が拡散し、半導体基板２上に結晶が成長する。このとき、上記半導体基板２を取り囲むように、ダミー部材１８を凹部１３配置しているから、溶液槽５の内壁から半導体基板２が遠ざかっており、溶液槽５の内壁から供給される熱の影響が半導体基板２に及ばない。その結果、上記半導体基板２の表面に対して垂直方向の温度勾配が生じると共に、半導体基板２の表面に対して平行方向の温度が均一になって、図２に示すように、半導体基板２の表面における成長膜厚分布の均一化を達成することができる。
【００４０】
また、上記凹部１３の底面１３ａにおいて、半導体基板２の周囲にダミー部材１８を配置するための配置部２３を設けているから、その配置部２３にダミー部材１８を配置することにより、半導体基板２をダミー部材１８で取り囲むことができる。
【００４１】
また、上記半導体基板２の表面において膜厚分布バラツキをなくす上で、半導体基板２とダミー部材１８とを略同じ厚みにするのが好ましい。
【００４２】
また、上記均熱板１０を溶液槽５の上部に配置しているので、溶液槽５の溶液４内の原料結晶１２が均熱板１０の突起２０で均等に押さえられて、原料結晶１２が溶液４中に位置する。すなわち、上記原料結晶１２が沈んで溶液４内に位置している。その結果、上記突起２０間には溶液４が回り込み、均熱板１０と原料結晶１２との間に空隙が存在しなくなって、均熱板１０における溶液４との接触状態が各部で同じになって、水平方向において均熱板１０から溶液４への熱の流れが均一になる。その結果、上記半導体基板２の表面に対して垂直方向の温度勾配を持たせつつ、半導体基板２の表面に対して平行方向の温度がより均一になって、半導体基板２の表面における成長膜をより均一にすることができる。
【００４３】
また、上記溶液４の上部つまり高温側に原料結晶１２が配置されているから、原料結晶１２を効果的に拡散させることができる。
【００４４】
上記実施の形態では、ヒータ９は上下に分割されていなかったが、分割されていてもよい。また、上記石英管８は縦型でも横型でもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、ダミー部材１８は半導体基板２と同材料の単結晶からなっていたが、多結晶からなっていてもよい。
【００４６】
また、上記ダミー部材１８の数は４つであったが、例えば１つでもよい。この場合、上記半導体基板２を取り囲むように環状のダミー部材を配置することによって、本実施形態と同様の効果を奏する。要するに、上記ダミー部材の数は特に限定されないのである。
【００４７】
また、上記ダミー部材１８間に略隙間を設けずに、半導体基板２を取り囲むようにダミー部材１８を略連続に配置していたが、上記ダミー部材間に隙間を設けずに、半導体基板２を取り囲むようにダミー部材を連続に配置してもよい。また、上記ダミー部材間に隙間を設けて、半導体基板２の周囲にダミー部材を不連続に配置してもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態では、凹部１３の底面積と溶液槽５の開口面積とは等しかったが、等しくしなくてもよく、例えば、凹部の底面積が溶液槽の開口面積よりも大きくなるようにしてもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態では、均熱板１０の突起２０は円錐形状であったが、例えば、三角錐や四角錐等の形状であってもよい。
【００５０】
図３は、本発明の他の実施の形態の液相エピタキシャル成長装置における要部の断面図である。なお、図１と同一部材には同一番号を付して説明を省略する。この液相エピタキシャル成長装置によれば、図３に示すように、均熱板１０(図１参照)の代わりに原料結晶１２側の表面が平滑面である均熱板３０を用いると共に、溶液槽５の溶液４内にスノコ形状の浮上り防止部材３９を配置している。そして、上記浮上り防止部材３９下には原料結晶１２を潜り込ませていて、原料結晶１２を溶液４内に位置させている。このとき、上記浮上り防止部材３９がスノコ形状であるので、均熱板３０と原料結晶１２との間に溶液４が回り込み、均熱板３０と原料結晶１２との間に空隙が存在しなくなって、均熱板１０における溶液４との接触状態を各部で同じにできて、本実施形態と同様の効果を奏する。
【００５１】
【発明の効果】
以上より、本発明の液相エピタキシャル成長方法は、半導体基板を取り囲むようにダミー部材を配置するから、溶液槽の内壁から半導体基板が遠ざかり、半導体基板の表面に対して垂直方向の温度勾配が生じると共に、半導体基板の表面に対して平行方向の温度が均一になり、半導体基板の表面における成長膜厚分布の均一にできる。
【００５２】
一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法は、上記半導体基板の表面において膜厚分布バラツキをなくす上で、半導体基板とダミー部材とを略同じ厚みにするのが好ましい。
【００５３】
一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法は、原料結晶を溶液に沈め、故意に原料結晶を溶液内に位置させているから、原料結晶の上方に配置された例えば均熱板と原料結晶との間に空隙が存在せず、均熱板において溶液との接触状態が各部で同じになって、水平方向において均熱板から溶液への熱の流れが均一になる。その結果、上記半導体基板の表面に対して垂直方向の温度勾配が生じると共に、半導体基板の表面に対して平行方向の温度が均一になって、半導体基板の表面における成長膜厚分布の均一化を達成することができる。
【００５４】
一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法は、上記溶液の高温側に原料結晶を配置するから、原料結晶を効果的に拡散させることができる。
【００５５】
一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記溶液の溶媒は低融点金属であるから、半導体基板上の結晶成長を良好に行うことができる。
【００５６】
一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記低融点金属はＧａであるから、半導体基板上にIII−V化合物を成長させることができる。
【００５７】
一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長方法によれば、上記原料結晶はＧａＡｓまたはＧａＰであるから、半導体基板上にIII−V化合物を成長させることができる。
【００５８】
また、本発明の液相エピタキシャル成長装置は、上記半導体基板の周囲にダミー部材を配置するための配置部を備えているから、その配置部にダミー部材を配置することにより、半導体基板の表面に対して垂直方向の温度勾配が生じると共に、半導体基板の表面に対して平行方向の温度が均一になって、半導体基板の表面における成長膜厚分布の均一化を達成することができる。
【００５９】
一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長装置は、上記均熱板を溶液槽の上部に配置しているので、溶液槽の溶液内に例えば原料結晶を投入したとき、原料結晶が均熱板の突起で均等に押さえられて、原料結晶が溶液中に位置し、均熱板における溶液との接触状態を各部で同じにできる。
【００６０】
一実施形態の発明の液相エピタキシャル成長装置は、スノコ形状の浮上り防止部材を溶液内に配置しているから、原料結晶の上方に配置された例えば均熱板と原料結晶との間に溶液が回り込み、均熱板と原料結晶との間に空隙が存在しなくなって、均熱板における溶液との接触状態を各部で同じにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１(ａ)は本発明の実施の一形態の液相エピタキシャル成長装置の概略断面図であり、図１(ｂ)は上記液相エピタキシャル成長装置の要部の拡大断面図である。
【図２】  図２は、上記液相エピタキシャル成長装置の成長エリアの上面図、および、その成長エリアの半導体基板の厚み分布を示すグラフである。
【図３】  図３は本発明の他の実施の形態の液相エピタキシャル成長装置の要部の拡大断面図である。
【図４】  図４は従来の液相エピタキシャル成長装置の断面図である。
【図５】  図５は、上記従来の液相エピタキシャル成長装置の概略断面図、上記従来の液相エピタキシャル成長装置の成長エリアの上面図、およびその成長エリアの半導体基板の厚み分布を示すグラフである。
【図６】  図６は上記従来の液相エピタキシャル成長装置の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
２      半導体基板
５      溶液槽
８      石英管
１３    凹部
１３ａ  凹部の底面
１５    開口
１８    ダミー部材
【図１】
0003662184.tif 000002
【図２】
0003662184.tif 000003
【図３】
0003662184.tif 000004
【図４】
0003662184.tif 000005
【図５】
0003662184.tif 000006
【図６】
0003662184.tif 000007