磊晶基板及液相磊晶生长方法技术

本发明专利技术提供一种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方法在基板上层积磊晶层而成的磊晶基板，其层积在上述基板上的磊晶层中的碳浓度轮廓，与基于由碳制成的用以保持溶剂的治具供给而得到的碳浓度的±５０％的浓度轮廓交叉。由此，可以提供一种磊晶基板及液相磊晶生长方法，该磊晶基板具有被调整后的任意的碳浓度轮廓，而不是通过治具的自动掺杂所产生的固定的碳浓度轮廓。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关通过液相磊晶生长方法使磊晶层层积而得到的，特别是有关在要层积的磊晶层中掺杂有c(碳)的。技术背景一般来说，为了要在单晶晶片上进行磊晶生长，有气相磊晶、液相磊晶、 分子束磊晶等的方法。其中,作为制作化合物半导体的磊晶基板的方法，液 相磊晶法被广泛地利用。液相磊晶法，例如有逐渐地降低饱和溶剂的温度而使磊晶在晶片上生长 的方法(渐冷法)、使晶片与溶剂之间有温度差而使磊晶在晶片上生长的方法 (温度差法)。这些液相磊晶法， 一般来说，其制作出来的磊晶层的差排(dislocation)或点缺陷密度等，比其它方法低，特别对于间接迁移晶体的磊晶 是有利的，己经开始被使用于例如GaP的LED用磊晶基板的制作等方面。又，要制作AlGaAs磊晶晶板的情况，是使Al与GaAs溶解在作为溶剂 的Ga中，若使其在GaAs基板上析出，则能以比较简便的方式，形成三元 系的混晶晶体的磊晶。此种液相磊晶法，需要用保持溶剂的容器(治具)， 一般来说，是使用价 格比较便宜且施工容易的石墨制成的治具或是石英玻璃制成的治具。然而， 这些治具的成分会溶入，以此溶剂所使用的Ga为代表的金属中，于是在磊 晶生长中，治具的成分会被自动掺杂在磊晶层中。以往的液相磊晶生长方法，例如将碳掺杂在磊晶层中而使磊晶生长时， 是利用上述自动掺杂，从碳制成的治具将碳供给至磊晶层中。碳是化合物半 导体中的p型杂质，其作为p型掺杂剂的性质，已知比其它的p型掺杂剂良 好(参照日本特许第163985号公报)。在此，首先在图7中，表示出以往的一般的N(氮)掺杂的LED用GaP磊 晶基板的结构与杂质浓度分布图。此以往的LED用磊晶基板1'，是在基板2，上，层积依次由n型层4'、 p 型层5'和p型层6'所构成的磊晶层3'。通常，在n型层4'、 5'，由于不需要 要成为p型掺杂剂的碳，所以使用石英等的治具来进行磊晶生长，使得不会 由于自动掺杂而对磊晶层供给不必要的碳。没有从治具自动惨杂碳的情况， 在磊晶层中的碳浓度，没有到达5xl0atoms/cm3。作为p型杂质，例如可使 用Zn。另一方面，如上述，磊晶基板有导入作为p型掺杂剂的性质比较优异的 碳的情况，是使用石墨等的碳制成的治具来进行磊晶生长，使得可以通过自 动掺杂来供给碳，例如能够制造出图8(a)所示结构的磊晶基板l。此磊晶基 板1，从基板2侧，层积依次由n型层4、 p型层5和p型层6所构成的 磊晶层3。然而，使用此种碳制成的治具，在通过自动掺杂一边供给碳一边使磊晶 层3液相磊晶生长的时候，如图8(b)所示，磊晶层中的碳浓度，只会成为从 基板侧逐渐地降低的轮廓，浓度轮廓会被固定，不但不可能控制成任意的浓 度，由于其它杂质(例如成为n型掺杂剂的Si)的浓度轮廓，而会发生例如在 p型层中会出现n反转层而成为意料以外的闸流体(thyristor)结构等的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于如此的问题点而开发出来，其目的在于提供一种磊晶基板 及液相磊晶生长方法，该磊晶基板具有被调整后的任意的碳浓度轮廓，而不 是通过治具的自动掺杂所产生的固定的碳浓度轮廓。为了达成上述目的，本专利技术提供一种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方 法在基板上层积磊晶层而成的磊晶基板，其特征为层积在上述基板上的磊晶层中的碳浓度轮廓，与基于由碳制成的用以保 持溶剂的治具供给而得到的碳浓度的±50%的浓度轮廓交叉。如此，通过本专利技术所提供而得到的磊晶基板，其磊晶层中的碳浓度轮廓，与基于由碳制成的用以保持溶剂的治具供给而得到的碳浓度±50%的浓度轮 廓交叉；是一种磊晶基板l，其具有完全从以往的碳浓度轮廓(利用自动掺杂 而得到)脱离的轮廓。又，本专利技术提供一种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方法在基板上层积磊晶层而成的磊晶基板，其特征为层积在上述基板上的磊晶层中的碳浓度轮廓，具有从基于由碳制成的用 以保持溶剂的治具供给而得到的碳浓度的±50%的浓度轮廓所包围的区域脱离的部分，并具有5xl0 toms/cmS以上的部分。如上述，以往的通过将碳掺杂在磊晶层中的液相磊晶生长方法所产生的 磊晶基板，是利用从碳制成的治具经由溶剂将碳供给至磊晶层中来进行掺杂 的自动掺杂，制作出来。如此的以往的磊晶基板，其磊晶层中的碳浓度轮廓， 只会成为逐渐地减少的轮廓。另一方面，本专利技术的磊晶基板，其在磊晶层中的碳浓度轮廓，具有从基于由碳制成的用以保持溶剂的治具供给而得到的碳浓度的±50%的浓度轮廓 所包围的区域脱离的部分，并具有5xl0atoms/cm3以上的部分。能够作出一种磊晶基板，其具有的碳浓度轮廓，与通过上述以往的液相 磊晶生长方法所产生的磊晶基板的碳浓度轮廓相异，完全地脱离仅依存磊晶 生长时的温度(通过自动掺杂)所形成的轮廓。而且，也与使用石英治具等的不会发生自动掺杂的治具而生长的磊晶层 的轮廓相异，能够作出具有5xl0atoms/cm3以上的部分的磊晶基板。因此，碳浓度轮廓没有被固定，且由此可以成为一种磊晶基板，其能够 有效地防止形成闸流体(thyristor)结构等的意料以外的浓度轮廓。进而，提供一种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方法在基板上层积磊晶 层而成的磊晶基板，其特征为层积在上述基板上的磊晶层的至少一层积部位中的碳浓度，比在该层积 部位之前被层积的部位中的碳浓度高。如此，磊晶层的至少一层积部位中的碳浓度，若是比在该层积部位之前 被层积的部位中的碳浓度高，则能够作出一种磊晶基板，其具有与以往磊晶 生长方向碳浓度逐渐地减少的轮廓相异的碳浓度轮廓。也就是说，在本专利技术 的磊晶基板中，能够形成一种碳浓度轮廓，其在通过以往的液相磊晶生长方 法所产生的磊晶基板中，并无法得到。又，本专利技术提供一种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方法在基板上层积 磊晶层而成的磊晶基板，其特征为层积在上述基板上的磊晶层，具有其碳浓度在lxl016atoms/Cm3以上的层积部分，并具有其碳浓度在5xl0 toms/cm3以下的层积部分。以往的通过液相磊晶生长方法所产生的磊晶基板的磊晶层中的碳浓度轮廓，仅是依存于磊晶生长时的温度，根据在磊晶生长步骤中的温度，被掺杂在磊晶层中的碳的浓度范围(上限与下限)也会被限定。然而，本专利技术的磊晶基板，并不会被限定在如此以往的碳浓度范围内，而能够作成具有以lxlOatoms/cm3以上的高浓度而被层积的部分，并具有以5xl0atoms/cm3以下的低浓度被层积的部分。而且，层积在上述基板上的磊晶层，能够作成是依次层积二个以上的层而成。如此，能够按照用途等，使被层积在基板上的磊晶层，是依次层积二个 以上的层而成。此时，上述二个以上的层，能够作成从基板侧依次是n型层、p型层、p 型层。如此，磊晶层中的二个以上的层，若从基板侧依序是n型层、p型层、p 型层，则例如在形成发光二极管时，能够作成其pn接合位置距离电极比较 远的发光二极管，使被电极吸收的光的比率减少，而能够增加发光输出。 又，上述磊晶层能够设成是由化合物半导体所构成的层。 如上述，液相磊晶生长方法，广泛地应用在使化合物半导体磊晶生长的 步骤中。本专利技术的磊晶基板，其磊晶层若是由化合物半导体所构成的层，则 能够作成其碳浓度被控制而成的高质量磊晶基板，能够作出符合市场需要的 磊晶基板。此时，上述化合物半导体能够设成是GaP。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方法在基板上层积磊晶层而成的磊晶基板，其特征在于：　　　　层积在上述基板上的磊晶层中的碳浓度轮廓，与基于由碳制成的用以保持溶剂的治具供给而得到的碳浓度的±５０％的浓度轮廓交叉。

【技术特征摘要】
JP 2006-8-4 2006-2132151.一种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方法在基板上层积磊晶层而成的磊晶基板，其特征在于层积在上述基板上的磊晶层中的碳浓度轮廓，与基于由碳制成的用以保持溶剂的治具供给而得到的碳浓度的±50％的浓度轮廓交叉。2. —种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方法在基板上层积磊晶层而成的 磊晶基板，其特征在于层积在上述基板上的磊晶层中的碳浓度轮廓，具有从基于由碳制成的用 以保持溶剂的治具供给而得到的碳浓度的±50°/。的浓度轮廓所包围的区域脱离的部分，并具有5X10atoms/cmS以上的部分。3. —种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方法在基板上层积磊晶层而成的 磊晶基板，其特征在于层积在上述基板上的磊晶层的至少一层积部位中的碳浓度，比在该层积 部位之前被层积的部位中的碳浓度高。4. 一种磊晶基板，是通过液相磊晶生长方法在基板上层积磊晶层而成的磊晶基板，其特征在于层积在上述基板上的磊晶层，具有其碳浓度在1X10atoms/cn^以上的 层积部分，并具有其碳浓度在5 X 10atoms/cm3以下的层积部分。5. 根据权利要求1所述的磊晶基板，其中层积在上述基板上的磊晶层， 是依次层积二个以上的层而成。6. 根据权利要求2所述的磊晶基板，其中层积在上述基板上的磊晶层， 是依次层积二个以上的层而成。7. 根据权利要求3所述的磊晶基板，其中层积在上述基板上的磊晶层， 是依次层积二个以上的层而成。8. 根据权利要求4所述的磊晶基板，其中层积在上述基板上的磊晶层， 是依次层积二个以上的层而成。9. 根据权利要求5所述的磊晶基...

【专利技术属性】
技术研发人员：樋口晋，川崎真，
申请(专利权)人：信越半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]