JPH01133998A - ＳｉＣ単結晶の液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
ＳｉＣ単結晶の液相エピタキシヤル成長方法Info
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- JPH01133998A JPH01133998A JP29091787A JP29091787A JPH01133998A JP H01133998 A JPH01133998 A JP H01133998A JP 29091787 A JP29091787 A JP 29091787A JP 29091787 A JP29091787 A JP 29091787A JP H01133998 A JPH01133998 A JP H01133998A
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Landscapes
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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】
（イ）産業上の利用分野
本発明はＳｉＣ単結晶の液相エピタキシャル成長方法に
関する。
関する。
（ロ））従来の技術
８１（３単結晶は禁制帯幅が２．３９８ Ｖ 〜５．３
３ａｙと広範囲であり、かつＰ型及びｎ型の結晶が得ら
れるなめｐｎ接合形成が容易であるという利点を有する
。
３ａｙと広範囲であり、かつＰ型及びｎ型の結晶が得ら
れるなめｐｎ接合形成が容易であるという利点を有する
。
なかでも、α型６Ｈ−ｓ１ｃ単結晶は室温において約５
．ＱｅＶの禁制帯幅を有し、青色発光ダイオード材料と
して用いられている。この青色発光ダイオードは６Ｈ型
もしくは４Ｈ型の８１０単結晶基板上に６Ｈ型のｎ型８
１０層及びｐ型ＳｉＯ層をエピタキシャル成長させるこ
とにより作成する０ ま九、上記各層の成長は黒鉛ルツボ中に収容され、下か
ら上に向って徐々に高温となるように温度勾配がつけら
れたＳｉ融液中に上記基板を一定時間浸漬することによ
り行なっている（電子技術第２６巻、！１４号、ｐ１２
８−１２９）。
．ＱｅＶの禁制帯幅を有し、青色発光ダイオード材料と
して用いられている。この青色発光ダイオードは６Ｈ型
もしくは４Ｈ型の８１０単結晶基板上に６Ｈ型のｎ型８
１０層及びｐ型ＳｉＯ層をエピタキシャル成長させるこ
とにより作成する０ ま九、上記各層の成長は黒鉛ルツボ中に収容され、下か
ら上に向って徐々に高温となるように温度勾配がつけら
れたＳｉ融液中に上記基板を一定時間浸漬することによ
り行なっている（電子技術第２６巻、！１４号、ｐ１２
８−１２９）。
（ハ）発明が解決しようとする問題煮
熱るに上記方法では融液の温反やその勾配をいくら調整
しても、成長結晶中の炭素空孔等の結晶欠陥を減少させ
ることができず、その結果上記方法を用いて作成した青
色発光ダイオードは発光波長の長波長化及び輝度低下が
生じ易く歩留りが向上しなかった。
しても、成長結晶中の炭素空孔等の結晶欠陥を減少させ
ることができず、その結果上記方法を用いて作成した青
色発光ダイオードは発光波長の長波長化及び輝度低下が
生じ易く歩留りが向上しなかった。
に）問題点を解決する九めの手段
本発明は斯る点に鑑みてなされたもので、黒鉛ルツボ内
の８１融液中に８１Ｇ単結晶基板を浸漬し、上記基板上
にＳｉＯ単結晶を成長させる際に上記基板と上記ルツボ
底面との距離を６−以下とすることにある。
の８１融液中に８１Ｇ単結晶基板を浸漬し、上記基板上
にＳｉＯ単結晶を成長させる際に上記基板と上記ルツボ
底面との距離を６−以下とすることにある。
（ホ）作 用
このように、ＳｉＯ単結晶基板をルツボ底面から６関以
内に配して成長を行なった場合、成長し九層は結晶性が
良好となる。
内に配して成長を行なった場合、成長し九層は結晶性が
良好となる。
第１図は本発明に到る実験に使用した装置を示し、（１
）は石英製の反応管、（２）は該反応管の周囲に巻回さ
れた高周波コイル、（３）は反応管（１）内に配された
サセプタ、（４）は該サセプタ上に載置された黒鉛ルツ
ボ、（５）は該ルツボ中に収納され九Ｓｉ融液、（６）
は基板支持棒であシ、該支持棒はその下端が８１融液（
５）中に浸漬されるように支持される。（７）は支持棒
（６）の下端に形成された７字状の切込み部、（８）は
６Ｈ−８ｉ○単結晶基板であシ、該基板は上記切込み部
（７）に装着されている〇 また、上記実験は１７００層程度に保持すると共に下か
ら上に向って４ ’Ｃ／備 の割合で温度が高くなるよ
うな勾配（以下、単に温度勾配と称す）を設けたＳｉ融
液（５）中に基板（８）を浸漬し、６Ｈ−３１０単結晶
層を成長させた際のルツボ（４）底面から斯る底面と対
向する基板（８）表面までの距離ｄと成長層のロッキン
グカーブ（回折強度曲線）半値幅との関係を調べたもの
である。尚、上記ロッキングカーブ半値幅とはＸ線回折
によシ測定される回折線ピークの半値幅であシ、斯る半
値幅が小さいほど結晶性が優れていることを示す。
）は石英製の反応管、（２）は該反応管の周囲に巻回さ
れた高周波コイル、（３）は反応管（１）内に配された
サセプタ、（４）は該サセプタ上に載置された黒鉛ルツ
ボ、（５）は該ルツボ中に収納され九Ｓｉ融液、（６）
は基板支持棒であシ、該支持棒はその下端が８１融液（
５）中に浸漬されるように支持される。（７）は支持棒
（６）の下端に形成された７字状の切込み部、（８）は
６Ｈ−８ｉ○単結晶基板であシ、該基板は上記切込み部
（７）に装着されている〇 また、上記実験は１７００層程度に保持すると共に下か
ら上に向って４ ’Ｃ／備 の割合で温度が高くなるよ
うな勾配（以下、単に温度勾配と称す）を設けたＳｉ融
液（５）中に基板（８）を浸漬し、６Ｈ−３１０単結晶
層を成長させた際のルツボ（４）底面から斯る底面と対
向する基板（８）表面までの距離ｄと成長層のロッキン
グカーブ（回折強度曲線）半値幅との関係を調べたもの
である。尚、上記ロッキングカーブ半値幅とはＸ線回折
によシ測定される回折線ピークの半値幅であシ、斯る半
値幅が小さいほど結晶性が優れていることを示す。
第２図は斯る実験結果を示す。斯る第２図よシ明らかな
如く、上記距離ｄが３−よシ大となると上記半値幅も大
きくなり結晶性が低下することがわかる。
如く、上記距離ｄが３−よシ大となると上記半値幅も大
きくなり結晶性が低下することがわかる。
斯る理由は明確ではないが、サセプタ（３）を介しての
放熱効果が大きく、このため相対的にルツボ（４）底置
付近に極端な冷点が生じ、斯る冷点及びその近傍にルツ
ボ（４）側壁から溶は出した炭素原子が集中する結果成
長結晶中の炭素空孔の発生が抑止されるためであると考
える。
放熱効果が大きく、このため相対的にルツボ（４）底置
付近に極端な冷点が生じ、斯る冷点及びその近傍にルツ
ボ（４）側壁から溶は出した炭素原子が集中する結果成
長結晶中の炭素空孔の発生が抑止されるためであると考
える。
尚、Ｓｉ融液（５）の温度勾配を変化させた際でも第２
図に示し九結果と同様に距離−ｄが６調より大となると
急激に結晶性が低下することを実検によシ確認した。
図に示し九結果と同様に距離−ｄが６調より大となると
急激に結晶性が低下することを実検によシ確認した。
（へ）実施例
本発明の一実施例としては、第１図に示した装置を用い
て、ｎ型６Ｈ−８１Ｃ単結晶上に窒素及びアルミニウム
ドープのｎ型６）Ｉ−８ｉＯ層及びアルミニウムドープ
のｐ型６Ｈ−１３１０層を頴次積層してなる青色発光ダ
イオードを作成した。尚上記各成長層の成長条件は以下
のとおりである０１）ｎ型６Ｈ−８ｉＯ層の成長条件 融液温度： １６５０〜１７００層 温度勾配：４℃／ｃｍ 距離ｄ：３鴎 融液材料：８１＋ＥｌｉＮ＋微量のＡＩ！１１）ｐ型６
Ｈ−８ｉＯ層の成長条件 融液温度： １６５０〜１７００層 温度勾配：４℃／国 距離ａ：３ｍｍ 融液材料：３１＋ＡＩ！ このような条件下で青色発光ダイオードを作成した場合
、屓方向電流２０ｆｆｌＡで発光波長４８０ｎｍ以下、
光度２ｍＣａ以上を示す発光ダイオードの歩留シは７０
％であった。
て、ｎ型６Ｈ−８１Ｃ単結晶上に窒素及びアルミニウム
ドープのｎ型６）Ｉ−８ｉＯ層及びアルミニウムドープ
のｐ型６Ｈ−１３１０層を頴次積層してなる青色発光ダ
イオードを作成した。尚上記各成長層の成長条件は以下
のとおりである０１）ｎ型６Ｈ−８ｉＯ層の成長条件 融液温度： １６５０〜１７００層 温度勾配：４℃／ｃｍ 距離ｄ：３鴎 融液材料：８１＋ＥｌｉＮ＋微量のＡＩ！１１）ｐ型６
Ｈ−８ｉＯ層の成長条件 融液温度： １６５０〜１７００層 温度勾配：４℃／国 距離ａ：３ｍｍ 融液材料：３１＋ＡＩ！ このような条件下で青色発光ダイオードを作成した場合
、屓方向電流２０ｆｆｌＡで発光波長４８０ｎｍ以下、
光度２ｍＣａ以上を示す発光ダイオードの歩留シは７０
％であった。
また、上記成長条件中、距離ｄのみを変化させて青色発
光ダイオードを作成し、距離こと歩留シとの関係を調べ
たところ、第６図に示す如く距離ｄが５−以下では歩留
りは７０〜８０％の範囲内で略安定であるが、距離ｄが
３鯛を超えると歩留りは急激に低下した。
光ダイオードを作成し、距離こと歩留シとの関係を調べ
たところ、第６図に示す如く距離ｄが５−以下では歩留
りは７０〜８０％の範囲内で略安定であるが、距離ｄが
３鯛を超えると歩留りは急激に低下した。
これは、距離とが３−以下では結晶性が良好な成長層が
再現性良く得られるのに対して、距離ｄが３関を超える
と結晶性の良好な成長層を再現性良く得ることができな
いためである。
再現性良く得られるのに対して、距離ｄが３関を超える
と結晶性の良好な成長層を再現性良く得ることができな
いためである。
更に、距離ｄだけではなく温度勾配も３〜１５”Ｃ／ａ
ａの範囲で変化させて実験を行なったところ温度勾配に
関係なく、距離ｄが３−を超えると青色発光ダイオード
の歩留りが急激に低下することが判つ念。
ａの範囲で変化させて実験を行なったところ温度勾配に
関係なく、距離ｄが３−を超えると青色発光ダイオード
の歩留りが急激に低下することが判つ念。
（ト） 発明の効果
本発明方法によれば、結晶性が良好な８１０単結晶を再
現性良く成長できるので、青色発光ダイオード等の製造
歩留りも向上する。
現性良く成長できるので、青色発光ダイオード等の製造
歩留りも向上する。
第１図はＳｉ０単結晶の製造に用いる液相エピタキシャ
ル成長装置な示す断面図、第２図は距離ｄとロッキング
カーブ軍値幅との関係を示す特性図、第３図は距離ｄと
青色発光ダイオードの歩留りとの関係を示す特性図であ
る。 （４）−・・黒鉛ルツボ、＋５）・Ｓ ｉ融液、＋８１
−８ ｉ Ｏ単結晶基板。
ル成長装置な示す断面図、第２図は距離ｄとロッキング
カーブ軍値幅との関係を示す特性図、第３図は距離ｄと
青色発光ダイオードの歩留りとの関係を示す特性図であ
る。 （４）−・・黒鉛ルツボ、＋５）・Ｓ ｉ融液、＋８１
−８ ｉ Ｏ単結晶基板。
Claims (1)
- （１）黒鉛ルツボ内のＳｉ融液中にＳｉＣ単結晶基板を
浸漬し、上記基板上にＳｉＣ単結晶を成長させる際に、
上記基板と上記ルツボ底面との距離をｍｍ以下とするこ
とを特徴とするＳｉＣ単結晶の液相エピタキシャル成長
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29091787A JPH01133998A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | ＳｉＣ単結晶の液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29091787A JPH01133998A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | ＳｉＣ単結晶の液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133998A true JPH01133998A (ja) | 1989-05-26 |
Family
ID=17762182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29091787A Pending JPH01133998A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | ＳｉＣ単結晶の液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01133998A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107188A1 (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | 財団法人地球環境産業技術研究機構 | 単結晶ＳｉＣの成長方法 |
| CN102400224A (zh) * | 2010-07-30 | 2012-04-04 | 株式会社电装 | 碳化硅单晶及其制造方法 |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP29091787A patent/JPH01133998A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107188A1 (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | 財団法人地球環境産業技術研究機構 | 単結晶ＳｉＣの成長方法 |
| CN102400224A (zh) * | 2010-07-30 | 2012-04-04 | 株式会社电装 | 碳化硅单晶及其制造方法 |
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