[发明专利]磊晶基板及液相磊晶生长方法

说明书

技术领域

本发明是有关通过液相外延生长方法使外延层层积而得到的外延基板及液相外延生长方法，特别是有关在要层积的外延层中掺杂有C(碳)的外延基板及液相外延生长方法。

背景技术

一般来说，为了要在单晶晶片上进行外延生长，有气相外延、液相外延、分子束外延等的方法。其中，作为制作化合物半导体的外延基板的方法，液相外延法被广泛地利用。

液相外延法，例如有逐渐地降低饱和溶剂的温度而使外延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外延在晶片上生长的方法(温度差法)。这些液相外延法，一般来说，其制作出来的外延层的位错(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外延是有利的，已经开始被使用于例如GaP的LED用外延基板的制作等方面。

又，要制作AlGaAs外延晶板的情况，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外延。

此种液相外延法，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，于是在外延生长中，治具的成分会被自动掺杂在外延层中。

以往的液相外延生长方法，例如将碳掺杂在外延层中而使外延生长时，是利用上述自动掺杂，从碳制成的治具将碳供给至外延层中。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外延基板的结构与杂质浓度分布图。

此以往的LED用外延基板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’所构成的外延层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外延生长，使得不会由于自动掺杂而对外延层供给不必要的碳。没有从治具自动掺杂碳的情况，在外延层中的碳浓度，没有到达5×10¹⁵atoms/cm³。作为p型杂质，例如可使用Zn。

另一方面，如上述，外延基板有导入作为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外延生长，使得可以通过自动掺杂来供给碳，例如能够制造出图8(a)所示结构的外延基板1”。此外延基板1”，从基板2”侧，层积依次由n型层4”、p型层5”和p型层6”所构成的外延层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外延层3”液相外延生长的时候，如图8(b)所示，外延层中的碳浓度，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晶体管(thyristor)结构等的问题。

发明内容

本发明是鉴于如此的问题点而开发出来，其目的在于提供一种外延基板及液相外延生长方法，该外延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，本发明提供一种外延基板，是通过液相外延生长方法在基板上层积外延层而成的外延基板，其特征为：

层积在上述基板上的外延层中的碳浓度轮廓，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，通过本发明所提供而得到的外延基板，其外延层中的碳浓度轮廓，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；是一种外延基板1，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，本发明提供一种外延基板，是通过液相外延生长方法在基板上层积外延层而成的外延基板，其特征为：

层积在上述基板上的外延层中的碳浓度轮廓，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5×10¹⁵atoms/cm³以上的部分。

如上述，以往的通过将碳掺杂在外延层中的液相外延生长方法所产生的外延基板，是利用从碳制成的治具经由溶剂将碳供给至外延层中来进行掺杂的自动掺杂，制作出来。如此的以往的外延基板，其外延层中的碳浓度轮廓，只会成为逐渐地减少的轮廓。