DE19547017A1

DE19547017A1 - Verfahren zum Ausbilden eines Films durch ein selektives Flächenwachstum eines metall-organischen chemischen Dampfphasenabscheidungsverfahrens

Info

Publication number: DE19547017A1
Application number: DE19547017A
Authority: DE
Inventors: Takushi Itagaki; Masayoshi Takemi; Norio Hayafuji
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2015-12-16
Also published as: US5728215A; KR960035789A; DE19547017C2; JPH08264454A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden eines Films durch ein selektives Flächenwachstum eines metall-organischen chemischen Dampfphasenabschei dungsverfahrens bzw. MOCVD-Verfahrens, das eine dielektri sche Maske verwendet, und insbesondere ein Verfahren zum Steuern einer Wachstumsgeschwindigkeit bei einem gemeinsa men selektiven Wachstum einer Halbleiterstruktur eines op tischen Wellenleiters.

Das selektive Flächenwachstum eines MOCVD-Verfahrens ist ein Verfahren, welches den Effekt verwendet, daß sich eine Wachstumsgeschwindigkeit an einer Kante und einem Um fangsabschnitt der Maske erhöht, was durch die Erscheinung verursacht wird, daß Wachstumsstoffe, die auf der Maske zu absorbieren und auf sie aufzuwachsen sind, aufgrund des Vorhandenseins eines Maskenmusters, das auf einem Teil ei nes Halbleitersubstrats ausgebildet ist, in einer Dampf phase oder auf einer Maskenoberfläche zu einer Wachstums oberfläche an dem Umfangsabschnitt der Maske hin diffundie ren.

In den Fig. 8(a) und 8(b) sind eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Maske gezeigt. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Maske und das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Öffnung. Bei einer Herstellung einer herkömmlichen in der Praxis angewendeten Vorrichtung werden zwei Maskenteile, die eine Breite Wm aufweisen, um Wo beabstandet, wie es in Fig. 8(a) gezeigt ist, und der Effekt einer Erhöhung der Wachstumsgeschwin digkeit an einem Bereich (einem Bereich des Zwischenraums Wo), der zwischen den Maskenteilen 1 beidseitig umfaßt wird, das heißt, der Öffnung 2, wird verwendet. Die Wachs tumsgeschwindigkeit an dem Bereich erhöht sich proportional zu der Maskenbreite Wm und erhöht sich weiter, wenn der Maskenzwischenraum Wo schmäler wird. Demgemäß ermöglicht es das Vorhandensein einer Differenz der Wachstumsgeschwindig keit zwischen einem Umfangsabschnitt der Maske 1 und der Öffnung 2, als dem Bereich, der durch die Maskenteile 1 beidseitig umfaßt wird, und von der Maske 1 entfernten Be reichen, eine Verteilung einer Dicke einer auf eine obere Oberfläche des Substrats aufgewachsenen Schicht zu steuern.

In der Vergangenheit sind verschiedene Arten von opti schen Vorrichtungen unter Verwendung eines solchen Prinzips hergestellt worden. Da die Maske 1, welche einmal ausgebil det worden ist, nicht entfernt oder in Bezug auf eine Brei te oder einen Zwischenraum geändert werden kann, bis das Wachstumsverfahren beendet ist, ist die Wachstumsgeschwin digkeit während eines Wachstums eine Geschwindigkeit, wel che einen konstanten Erhöhungsbetrag aufweist, welcher durch die Breite und den Zwischenraum der ausgebildeten Maske 1 bestimmt wird.

Wenn das herkömmliche Verfahren zum Beispiel bei einer Herstellung einer Vorrichtung eines optischen Wellenlei ters, wie zum Beispiel einem Halbleiterlaser mit einem op tischen Wellenleitermodulator, angewendet wird, wird ein selektives Wachstum in der Reihenfolge einer unteren Be schichtungslage, einer Multiquantumwellstruktur- bzw. MQW- Wellenleiterschicht, einer oberen Beschichtungslage und ei ner Kontaktschicht an der Öffnung 2 durchgeführt, wie es in der Wachstumsschnittansicht in Fig. 8(c) gezeigt ist, und alle Halbleiterschichten weisen einen konstanten Erhöhungs betrag der Wachstumsgeschwindigkeit auf. An einem von der Maske 1 entfernten Bereich wird ein Wachstum mit einer nor malen Wachstumsgeschwindigkeit durchgeführt. Als Ergebnis wird eine Bandlücke der Wellenleiterschicht aufgrund einer Änderung der Schichtdicke der MQW-Struktur zwischen einem von der Maske 1 entfernten Bereich und der Öffnung 2 er zeugt und zwei Funktionselemente des Halbleiterlasers und des optischen Wellenleitermodulators werden gemeinsam her gestellt. In Fig. 8(d) ist eine Ansicht einer Änderung des Erhöhungsbetrags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich der Wachstumszeit an der herkömmlichen Maskenöffnung 2 gezeigt. In dieser Figur bezeichnet R_g die Wachstumsgeschwindigkeit an einem beliebigen Punkt in einem Umfangsabschnitt der Maske und R₀ bezeichnet die Wachstumsgeschwindigkeit an ei nem beliebigen ziemlich von der Maske entfernten Punkt. Diese Figur zeigt, daß der Erhöhungsbetrag der Wachstumsge schwindigkeit im Falle eines Verwendens der herkömmlichen Maske 1 während der Wachstumszeit konstant ist.

Das herkömmliche selektive Flächenwachstum eines MOCVD- Verfahrens weist dadurch einen Nachteil auf, daß eine Schichtdicke auch in einer Schicht erhöht wird, für die keine Notwendigkeit eines Effekts einer sich erhöhenden Schichtdicke besteht, da der Erhöhungsbetrag der Wachstums geschwindigkeit an der Öffnung 2 während eines Wachstums aller Halbleiterschichten, welche unter Verwendung der gleichen Maske aufgewachsen werden, konstant ist. Um zum Beispiel die notwendigen Funktionen in den zwei Elementen des Halbleiterlasers und des optischen Wellenleitermodula tors zu erzielen, reicht es aus, daß eine Änderung der Schichtdicke lediglich in der MQW-Struktur auftritt, und eine Erhöhung der Schichtdicke in anderen Halbleiterschich ten ist nicht notwendig. Insbesondere ist eine Erhöhung ei ner Schichtdicke der oberen und unteren Beschichtungslagen, welche verglichen mit der Wellenleiterschicht eine größer eingestellte Schichtdicke aufweisen, der hauptsächliche Grund, daß eine Differenz der Schichtdicke zwischen dem von der Maske 1 entfernten Bereich und der Öffnung 2 erhöht wird. Dies erzeugt eine Ungleichmäßigkeit der Schichtdicke auf einer Substratoberfläche, was zu einer Verringerung der Ergiebigkeit der nachfolgenden Verfahren, zum Beispiel ei ner Ungleichmäßigkeit einer Ablagerung bei einem Resistab lagerungsverfahren, beiträgt.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das zuvor erwähnte Problem zu lösen und ein Verfahren zum Ausbilden eines Films durch ein selektives Flächenwachstum eines metall-organischen chemischen Dampfphasenabschei dungsverfahrens bzw. MOCVD-Verfahrens zu schaffen, das in der Lage ist, einen Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwin digkeit während eines gemeinsamen selektiven Flächenwachs tums einer Halbleiterstruktur eines optischen Wellenleiters oder dergleichen für jede Strukturschicht zu steuern.

Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch ein Verfahren zum Ausbilden eines Films durch ein selektives Flächenwachstum eines MOCVD-Verfahrens ge löst, welches die folgenden Schritte beinhaltet: Ausbilden einer Maske auf einem Halbleitersubstrat, das als eine ty pische Fläche eine (100)-Fläche aufweist, wobei die Maske eine Maskenöffnung, um eine Verbindungshalbleiterschicht selektiv aufzuwachsen, und einen Schlitz aufweist, welcher in der Breite schmäler als die Maskenöffnung ist und wel cher eine Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalblei terschicht an der Maskenöffnung steuert; selektives Auf wachsen der Verbindungshalbleiterschicht mit einer Wachs tumsgeschwindigkeit, welche höher als die an einem ziemlich von der Maske entfernten Bereich auf dem Halbleitersubstrat ist und welche niedriger als die in dem Fall einer schlitz losen Maske ist, durch ein Nachverdampfen oder Diffundieren von Wachstumsstoffen der Verbindungshalbleiterschicht auf der Maske, um die Wachstumsstoffe auf der Maskenöffnung und dem Schlitz im Übermaß zuzuführen.

Es ist bevorzugt, daß die Maskenöffnung und der Schlitz parallel zu einer (011)-Kristallflächenrichtung des Halb leitersubstrats angeordnet sind.

Es ist bevorzugt, daß das Verfahren einen Schritt eines Verwendens einer Erscheinung beinhaltet, daß die Wachstums stoffe der Verbindungshalbleiterschicht eine Oberfläche, auf die nicht aufgewachsen wird, einer (111)B-Fläche aus bilden, während sie an einem Abschnitt, der sich in Kontakt mit einer Maskenkante befindet, einen konstanten spitzen Winkel aufrechterhalten, und daß die Wachstumsstoffe ein Wachstum von selbst stoppen, wenn die Wachstumsstoffe einen Querschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen, wo bei die Verbindungshalbleiterschicht nach einem Selbststop pen eines Wachstums selektiv mit einer Wachstumsgeschwin digkeit, welche die gleiche wie die bei der schlitzlosen Maske ist, an der Maskenöffnung aufgewachsen wird.

Es ist bevorzugt, daß das Verfahren den Schritt eines Verwendens eines organometallischen Quellenmaterials der Gruppe III und eines Quellenmaterials der Gruppe V als Ma terialien für die Verbindungshalbleiterschicht und eines Änderns eines V/III-Verhältnisses als ein Verhältnis von molaren Flußgeschwindigkeiten des organometallischen Quel lenmaterials der Gruppe III und des Quellenmaterials der Gruppe V beinhaltet, um eine Aufnahmemenge der Wachstums stoffe der Verbindungshalbleiterschicht an dem Schlitz ab zuändern, um dadurch die Wachstumsgeschwindigkeit der Ver bindungshalbleiterschicht an der Maskenöffnung zu steuern.

Es ist bevorzugt, daß die Maske einen Satz von rechtec kigen Maskenteilen aufweist, die an einem Mittenabschnitt eine Öffnung aufweisen; daß die Schlitze parallel zu der Öffnung angeordnet sind, um durch die Maskenteile zu drin gen; und daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungs halbleiterschicht durch die Breite der Schlitze gesteuert wird.

Es ist bevorzugt, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalbleiterschicht durch ein Ändern der Anzahl der Schlitze gesteuert wird.

Es ist bevorzugt, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalbleiterschicht durch ein Ändern der Stelle des Schlitzes gesteuert wird.

Es ist bevorzugt, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalbleiterschicht durch ein Ändern der Länge des Schlitzes in einer Längsrichtung gesteuert wird.

Es ist bevorzugt, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalbleiterschicht durch ein Ändern der Breite der Maske in einer Längsrichtung gesteuert wird.

Gemäß dem Verfahren zum Ausbilden eines Films durch ein selektives Flächenwachstum eines MOCVD-Verfahrens der vor liegenden Erfindung weist die Maske einen darin ausgebilde ten Schlitz auf, um die Wachstumsgeschwindigkeit der Ver bindungshalbleiterschicht an der Öffnung zu steuern, und die Wachstumsstoffe für die Verbindungshalbleiterschicht, welche auf der Maske nachverdampft oder diffundiert werden, werden an dem Schlitz aufgenommen. Da sich die Wachstums stoffe, die der Öffnung zugeführt werden, im Vergleich mit einem Fall verringern, der eine schlitzlose Maske verwen det, und die Verbindungshalbleiterschicht mit einer Wachs tumsgeschwindigkeit an der Öffnung aufgewachsen wird, die höher als die an einem ziemlich von der Maske entfernten Bereich auf dem Halbleitersubstrat ist und die niedriger als in dem Fall der schlitzlosen Maske ist, kann der Erhö hungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöff nung begrenzt werden.

Die Wachstumsstoffe für eine Verbindungshalbleiter schicht werden an dem Schlitz aufgewachsen, während eine Oberfläche, auf die nicht aufgewachsen wird, einer (111)B- Fläche ausgebildet wird. Die Wachstumsstoffe stoppen von selbst ein Wachstum, wenn die Wachstumsstoffe einen Quer schnitt eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen, und da nach werden die Wachstumsstoffe nicht an dem Schlitz aufge nommen. Als Ergebnis wird die Verbindungshalbleiterschicht mit einer Wachstumsgeschwindigkeit an der Öffnung aufge wachsen, die zu der des Falls eines Verwendens der schlitz losen Maske ähnlich ist, und die Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung kann nur während einer bestimmten Wachstumsperiode begrenzt werden.

Wenn das V/III-Verhältnis als ein Verhältnis von mola ren Flußgeschwindigkeiten eines organometallischen Quellen materials der Gruppe III und eines Quellenmaterials der Gruppe V höher als ein bestimmter Wert ist, tritt ebenso auf der (111)B-Fläche ein Wachstum auf, und wenn das V/III- Verhältnis niedriger als der bestimmte Wert ist, tritt kein Wachstum an der (111)B-Fläche auf. Von diesem Standpunkt aus gesehen kann das V/III-Verhältnis geändert werden, um die Aufnahmemenge der Wachstumsstoffe für eine Verbindungs halbleiterschicht an dem Schlitz abzuändern, um dadurch die Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung beliebig zu steuern.

Der Schlitz kann parallel zu der Maskenöffnung angeord net werden, um durch die Maske zu dringen, um dadurch die Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung durchgängig durch den gesamten Bereich der Maske zu steuern.

Die Breite, die Anzahl und die Stelle des (der) Schlit zes (Schlitze) kann geändert werden, um eine effektive Mas kenbreite abzuändern, bevor oder nachdem ein Wachstum an dem Schlitz von selbst gestoppt hat. Auf diese Weise kann der Grad eines Begrenzens der Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung gesteuert werden.

Die Länge des Schlitzes in einer Längsrichtung kann ge ändert werden, um die Wachstumsgeschwindigkeit an einem be stimmten Bereich der Maskenöffnung in der Längsrichtung zu steuern.

Die Breite der Maske in der Längsrichtung kann geändert werden, um die Wachstumsgeschwindigkeit an einem bestimmten Bereich der Maskenöffnung in der Längsrichtung zu steuern.

Wie es erklärt worden ist, kann gemäß dem Verfahren zum Ausbilden eines Films durch ein selektives Flächenwachstum eines MOCVD-Verfahrens der vorliegenden Erfindung die Maske den darin ausgebildeten Schlitz beinhalten, um die Zufuhr menge der Wachstumsstoffe zu der Maskenöffnung zu verrin gern, um dadurch den Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwin digkeit an der Öffnung zu begrenzen. Da der gleiche Erhö hungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit wie in dem Fall eines Verwendens der herkömmlichen schlitzlosen Maske an der Maskenöffnung erzielt werden kann, nachdem ein Wachstum an dem Schlitz von selbst gestoppt hat, kann der Erhöhungs betrag der Wachstumsgeschwindigkeit für jede Struktur schicht während eines gemeinsamen selektiven Flächenwachs tums einer Halbleiterstruktur eines optischen Wellenleiters und so weiter gesteuert werden.

Die Breite, die Anzahl und die Stelle des (der) Schlit zes (Schlitze) kann geändert werden, um den Grad eines Be grenzens eines Erhöhungsbetrags der Wachstumsgeschwindig keit an der Maskenöffnung zu steuern.

Die Länge des Schlitzes und die Maskenbreite in der Längsrichtung kann geändert werden, um den Bereich abzuän dern, in dem der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindig keit gesteuert wird, um dadurch die Schichtdicke einer be liebigen Halbleiterschicht zu begrenzen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeich nung näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1(a) eine Draufsicht einer Maske, die in einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Er findung verwendet wird;

Fig. 1(b) eine Querschnittsansicht der Maske;

Fig. 1(c) eine Querschnittsansicht, die einen Wachstumszu stand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dar stellt, bei dem eine untere Beschichtungslage nach einem Wachstumsbeginn aufgewachsen wird;

Fig. 1(d) eine Querschnittsansicht, die einen Wachstumszu stand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dar stellt, bei dem die untere Beschichtungslage ein Wachstum beendet hat;

Fig. 1(e) eine Querschnittsansicht, die einen Wachstumszu stand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dar stellt, bei dem eine MQW-Wellenleiterschicht und eine obere Beschichtungslage ein Wachstum been det haben.

Fig. 1(f) einen Graph, der eine Änderung eines Erhöhungs betrags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich einer Wachstums zeit an der Maskenöffnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 2(a) eine Querschnittsansicht, die aufgewachsene Schichten gemäß einem zweiten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2(b) einen Graph, der eine Änderung eines Erhöhungs betrags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich einer Wachstums zeit an der Maskenöffnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 3(a) eine Draufsicht, die eine Maske darstellt, die in einem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird;

Fig. 3(b) eine Querschnittsansicht, die aufgewachsene Schichten gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 3(c) einen Graph, der eine Änderung des Erhöhungsbe trags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich ei ner Wachstums zeit gemäß dem dritten Ausführungs beispiel darstellt;

Fig. 4(a) eine Draufsicht, die eine Maske darstellt, bei der Schlitze in inneren Abschnitten von Masken teilen ausgebildet sind, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4(b) eine Draufsicht, die eine Maske darstellt, bei der Schlitze in Mittenabschnitten von Maskentei len ausgebildet sind;

Fig. 4(c) eine Draufsicht, die eine Maske darstellt, bei der Schlitze in äußeren Abschnitten von Masken teilen ausgebildet sind;

Fig. 4(d) einen Graph, der eine Änderung des Erhöhungsbe trags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich der Wachstumszeit an der Maskenöffnung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 5(a) eine Draufsicht, die eine Maske darstellt, die in einem fünften Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung verwendet wird, bei dem Masken teile zwei Schlitze aufweisen, die jeweils die gleiche Breite aufweisen;

Fig. 5(b) eine Draufsicht einer Maske, die in dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet wird, bei dem Mas kenteile zwei Schlitze aufweisen, die jeweils unterschiedliche Breiten aufweisen;

Fig. 5(c) eine Querschnittsansicht, die einen Wachstumszu stand gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel dar stellt, bei dem ein Wachstum nach einem Wachs tumsbeginn an den Schlitzen entwickelt wird;

Fig. 5(d) eine Querschnittsansicht, die einen Wachstumszu stand darstellt, welcher erzielt wird, wenn ein Wachstum an schmäleren Schlitzen von selbst stoppt, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;

Fig. 5(e) eine Querschnittsansicht, die einen Wachstumszu stand darstellt, welcher erzielt wird, wenn ein Wachstum an den jeweiligen Schlitzen von selbst gestoppt hat, gemäß dem fünften Ausführungsbei spiel;

Fig. 5(f) einen Graph, der eine Änderung des Erhöhungsbe trags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich der Wachstums zeit gemäß dem fünften Ausführungsbei spiel darstellt;

Fig. 6(a) eine Draufsicht einer Maske, die in einem sech sten Ausführungsbeispiel verwendet wird;

Fig. 6(b) einen Graph, der eine Änderung der Wachstumszeit bezüglich des Erhöhungsbetrags der Wachstumsge schwindigkeit an dem Bereich a-a′ und an dem Be reich b-b′ in Fig. 6(a) darstellt;

Fig. 6(c) einen Graph, der eine Änderung des Erhöhungsbe trags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich ei ner Stelle an dem Bereich x-y an der Mitte der Maskenöffnung in Fig. 6(a) darstellt;

Fig. 7(a) eine Draufsicht einer Maske, die in einem sieb ten Ausführungsbeispiel verwendet wird;

Fig. 7(b) einen Graph, der die Dicke der aufgewachsenen Schicht an dem Bereich x-y in Fig. 7(a) dar stellt;

Fig. 8(a) eine Draufsicht, die eine herkömmliche Maske darstellt;

Fig. 8(b) eine Querschnittsansicht, die die herkömmliche Maske darstellt;

Fig. 8(c) eine Querschnittsansicht, die eine Wachstums schicht darstellt, wenn die herkömmliche Maske verwendet wird; und

Fig. 8(d) einen Graph, der eine Änderung des Erhöhungsbe trags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich der Wachstumszeit an der Maskenöffnung der herkömm lichen Maske darstellt.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten be vorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Das grundlegende Ausführungsbeispiel der Filmausbildung gemäß dem selektiven Flächenwachstum durch ein MOCVD-Ver fahren der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 1(a) und 1(b) genom men, in denen eine Draufsicht einer Maske, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, bzw. eine Querschnitts ansicht der Maske an ihrem Mittenabschnitt gezeigt sind. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Masken teil, das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Maskenöffnung und das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Schlitz, welcher in einer Längsrichtung durch jedes der rechteckigen Masken teile 1 dringt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Schlitze 3 in den Maskenteilen 1 vorgesehen und eine Funk tion eines Selbststoppens des Wachstums durch ein (111)B- Flächenwachstum an den Schlitzen 3 und ein Ändern der ef fektiven Maskenbreite in der Wachstums zeit vor und nach dem Selbststoppen werden verwendet, um eine Änderung des Erhö hungsbetrags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich der Wachstumszeit zu erzeugen.

Ein Ausbilden der Maskenteile wird erklärt. Ein SiO₂- Film mit einer Dicke von ungefähr 100 nm wird auf einem vorbehandelten (100)-InP-Substrat ausgebildet und ein Resist wird auf den Film gelegt. Ein Maskenmuster, das in Fig. 1(a) gezeigt ist, wird durch ein Ätzentfernen vorbe reitet, das ein photolithografisches Verfahren verwendet. Nachdem das InP-Substrat mit dem darauf ausgebildeten Mas kenmuster mit Säure vorbehandelt worden ist, wird das Substrat in eine MOCVD-Vorrichtung eingebracht, die be ginnt, Halbleiterschichten aufzuwachsen.

Fig. 1(c) zeigt eine Querschnittsansicht, die dar stellt, wie eine untere Beschichtungslage nach einem Beginn des Wachstums aufgewachsen wird. Da die Maskenöffnung 2 und die Schlitze 3 Bereiche sind, die durch die Maskenteile 1 beidseitig umfaßt werden, wird eine Wachstumsgeschwindig keit aufgrund einer übermäßigen Zufuhr von Wachstumsstoffen durch ein Nachverdampfen und eine Dampfphasendiffusion in einer Querrichtung der Maske von auf die Maskenteile aufzu wachsenden Wachstumsstoffen erhöht. Obgleich die Wachstums geschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 einen zu einer Brei te einer angrenzenden Maske proportionalen Erhöhungsbetrag aufweist, ist der Erhöhungsbetrag in diesem Stadium niedri ger als der der herkömmlichen Maske, da die Maske aufgrund des Vorhandenseins der Schlitze 3 in der Breite schmäler als die herkömmliche Maske ist. Wachstumsabschnitte jeder Wachstumsschicht, die sich in Kontakt mit den Maskenkanten befinden, weisen ein Wachstum auf, das fortschreitend mit ungefähr 54 Grad zu dem InP-Substrat geneigte Oberflächen ausbildet, da Oberflächen, auf die nicht aufgewachsen wird, von (111)B-Flächen freigelegt sind.

Fig. 1(d) zeigt eine Querschnittsansicht, die das Wachstum darstellt, welches erzielt wird, wenn die untere Beschichtungslage ein Wachstum beendet hat. Obgleich die Maskenöffnung 2 ein Wachstum mit einem solchen niedrigen Erhöhungsbetrag fortgesetzt hat, daß eine trapezförmige Schnittform mit Oberflächen, auf die nicht aufgewachsen wird, von (111)B-Flächen, die an den Maskenkanten freilie gen, erzeugt worden ist, haben die Schlitze 3 ein Wachstum mit einem Querschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks er halten, das zwei Seiten mit ungefähr 54 Grad zum dem InP- Substrat aufweist, was durch ein weiteres Entwickeln des Wachstums aus der trapezförmigen Schnittform erzielt wird. Nach diesem Stadium weisen die Schlitze 3 kein fortschrei tendes Wachstum auf und ein Wachstum stoppt von selbst, da lediglich die Oberflächen, auf die nicht aufgewachsen wird, von (111)B-Flächen freigelegt sind.

Fig. 1(e) zeigt eine Querschnittsansicht, die ein Wachstum darstellt, welches erzielt wird, wenn eine Multi quantumwell- bzw. MQW-Wellenleiterschicht und eine obere Beschichtungslage ein Wachstum beendet haben. Die Schlitze 3 befinden sich in einem solchen Zustand, daß eine Aufnahme der Wachstumsstoffe aufgrund eines Wachstums nicht auf tritt, da ein Wachstum von selbst gestoppt hat. Dies bedeu tet, daß ein Nachverdampfen der Wachstumsstoffe an den Schlitzen 3 wie auf den Maskenteilen 1 auftritt. Als Ergeb nis ist die effektive Maskenbreite in der Nähe der Masken öffnung 2 in diesem Stadium die gleiche wie die der her kömmlichen schlitzlosen Maske, was von einer Erhöhung der Wachstumsgeschwindigkeit begleitet wird.

Fig. 1(f) zeigt einen Graph, der eine Änderung des Er höhungsbetrags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich der Wachstums zeit an der Maskenöffnung 2 in diesem Ausführungs beispiel darstellt. Zwischen einem Wachstumsbeginn und dem Zeitpunkt, zu dem die aufgewachsene Schnittform an den Schlitzen 3 ein gleichschenkliges Dreieck annimmt, um ein Wachstum von selbst zu stoppen, wird der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit auf einen niedrigeren Wert als in dem Fall eines Wachstums mittels der herkömmlichen Maske begrenzt. Während dieser Periode wird ein Wachstum der un teren Beschichtungslage ausgeführt und wird beendet. Nach folgend wird ein Wachstum der MQW-Wellenleiterschicht und der oberen Beschichtungslage mit dem gleichen Erhöhungsbe trag der Wachstumsgeschwindigkeit wie dem bei der herkömm lichen Maske ausgeführt.

In diesem Ausführungsbeispiel würde ein Abschnitt einer unteren Beschichtungslage mit dem herkömmlichen Erhöhungs betrag der Wachstumsgeschwindigkeit aufgewachsen werden, wenn ein Wachstum des Querschnitts des gleichschenkligen Dreiecks an den Schlitzen 3 während eines Wachstums der un teren Beschichtungslage beendet ist, was verursacht, daß die Schichtdicke der unteren Beschichtungslage dicker wird und über einer erwünschten Schichtdicke liegt. Wenn ein Wachstum des Querschnitts des gleichschenkligen Dreiecks an den Schlitzen 3 während zum Beispiel eines Wachstums der nachfolgenden MQW-Wellenleiterschicht beendet ist, nachdem ein Wachstum der unteren Beschichtungslage beendet ist, würde lediglich ein Abschnitt der MQW-Wellenleiterschicht mit dem herkömmlichen Erhöhungsbetrag der Wachstumsge schwindigkeit, um eine dickere Schichtdicke aufzuweisen, aufgewachsen werden. Als Ergebnis würde sich lediglich ein Abschnitt der Dicke einer Quantumwellstrukturschicht oder einer Quantenbarrierenschicht, welche die MQW ausbildet, erhöhen, so daß sich die eigene Vorrichtungsleistungsfähig keit bzw. -wirksamkeit verschlechtert, da es nicht möglich ist, eine ebene Schichtdicke und eine periodische Zusammen setzungsstruktur zu realisieren, welche für die MQW erfor derlich sind, um eine erwünschte Leistungsfähigkeit zu er zielen. Dies bedeutet, daß es in der vorliegenden Erfindung wichtig ist, den Zeitpunkt genau zu steuern, zu der ein Wachstum des Querschnitts eines gleichschenkligen Dreiecks an den Schlitzen 3 beendet ist. Die Wachstumsbeendigungs zeit wird durch eine Beziehung zwischen der erwünschten Schichtdicke der unteren Beschichtungslage und der Wachs tumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 und der Schlitz breite bestimmt, und insbesondere ist die Schlitzbreite be deutsam.

Wie es erklärt worden ist, kann gemäß diesem Ausfüh rungsbeispiel die Maske 1 den darin ausgebildeten Schlitz 3 aufweisen, um den Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindig keit während eines gemeinsamen Wachstums für lediglich die untere Beschichtungslage zu begrenzen. Als Ergebnis ist die Schichtdicke der unteren Beschichtungslage dünner als die, die unter Verwendung der herkömmlichen Maske aufgewachsen wird. Normalerweise ist die Halbleiterstruktur eines Wel lenleiters in der Schichtdicke so aufgebaut, daß die MQW- Wellenleiterschicht so dünn wie 100 nm ist und die obere und die untere Beschichtungslage so dick wie 500 bis 1000 nm sind, was bedeutet, daß 90 bis 95% der gesamten Schichtdicke durch die obere und die untere Beschichtungs lage belegt werden. Wenn die Schichtdicke der unteren Be schichtungslage ungefähr einhalb ist, verringert sich die Schichtdicke der gesamten Halbleiterschichten um ungefähr 30%, was dadurch einen Effekt mit sich bringt, daß sich Ungleichmäßigkeiten auf der Substratoberfläche verringern.

Wenn die Schlitze so geöffnet sind, daß sie durch die gesamte Länge der Maske dringen, kann ein solcher Effekt durchgängig durch die gesamte Maskenlänge realisiert wer den.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten be vorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Ein Effekt, welcher erzielt wird, wenn das V/III-Ver hältnis bei dem Wachstum unter Verwendung der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Maske geändert wird, wird unter Bezugnahme auf das zweite Ausführungsbeispiel be schrieben. Fig. 2(a) zeigt eine Querschnittsansicht, die das Wachstum gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dar stellt, und Fig. 2(b) zeigt einen Graph, der eine Änderung des Erhöhungsbetrags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich der Wachstumszeit an der Maskenöffnung 2 darstellt. Bei dem MOCVD-Wachstum werden ein organometallisches Quellenmate rial der Gruppe III und ein Quellenmaterial der Gruppe V als Wachstumsmaterialien gemischt und mit einem bestimmten Verhältnis zugeführt, und das V/III-Verhältnis: das Ver hältnis jeder molaren Flußgeschwindigkeit als das Mi schungsverhältnis der Wachstumsmaterialien ist ein Wachs tumsparameter. Es ist bekannt, daß, wenn ein Wachstum bei einem angestiegenen V/III-Verhältnis ausgeführt wird, ein Wachstum auch an den (111)B-Flächen auftritt. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird dieses Prinzip verwendet, um eine Erhöhung der Wachstumsgeschwindigkeit an der Mas kenöffnung 2 verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel weiter zu begrenzen. Der Wachstumsquerschnitt wird durch ein Ausführen eines Wachstums unter einer solchen Bedin gung, daß das V/III-Verhältnis zu dem Zeitpunkt eines Wachstums der oberen und der unteren Beschichtungslage um ungefähr 100 höher ist, hexagonal, wie es in Fig. 2(a) ge zeigt ist (das V/III-Verhältnis ändert sich abhängig von Vorrichtungs- und Wachstumsparametern, wie zum Beispiel Vorrichtungsstrukturen und Wachstumstemperaturen). Dies ge schieht deshalb, da ein Wachstum an den geneigten Oberflä chen der (111)B-Flächen des gleichschenkligen Dreiecks des ersten Ausführungsbeispiels auftritt. Die auf der Maske 1 nachverdampften Stoffe werden dort in einer größeren Menge aufgenommen, als in dem Fall des ersten Ausführungsbei spiels, um eine Zufuhr der Wachstumsstoffe zu der Masken öffnung 2 zu verringern. Auf diese Weise kann der Erhö hungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit verringert werden, wie es in Fig. 2(b) gezeigt ist, um die Dicke der aufge wachsenen Schicht der oberen und der unteren Beschichtungs lage weiter zu verringern. Umgekehrt kann die MQW-Wellen leiterschicht zu der Wachstums zeit mit einem niedrigen V/III-Verhältnis aufgewachsen werden, um einen Effekt eines sich Erhöhens der Wachstumsgeschwindigkeit aus einer Ver ringerung der Maskenöffnung 2 zu verhindern.

Da ein Wachstum der (111)B-Fläche durch ein Einstellen des V/III-Verhältnisses geändert werden kann, um aufeinan derfolgend die Wachstumsgeschwindigkeit zu ändern, kann das Ausmaß des Effekts eines Verringerns der Schichtdicke wäh rend des gleichen Wachstums zu einem beliebigen Zeitpunkt geändert werden.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten be vorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Ein Effekt, welcher erzielt wird, wenn die Maskenteile 1 mehrere darin ausgebildete Schlitze 3 aufweisen, wird un ter Bezugnahme auf dieses Ausführungsbeispiel beschrieben.

Fig. 3(a) zeigt eine Draufsicht der Maske gemäß diesem Aus führungsbeispiel. Die Maske 1 weist Maskenteile auf, von denen jedes so mit zwei Schlitzen 2 ausgebildet ist, daß diese in einer Längsrichtung durch die Maske dringen. Die Maskenbreite und die Maskenöffnungsbreite sind die gleichen wie jene in dem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3(b) zeigt eine Querschnittsansicht, die das Wachstum darstellt, welches erzielt wird, wenn die zwei Schlitze 3 in den jeweiligen Maskenteilen 1 ausgebildet sind.

Obgleich das Wachstumsverfahren an den Schlitzen 3 das gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ist, ist die Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 abhängig von der Anzahl der Schlitze unterschiedlich, wie es in Fig. 3(c) gezeigt ist. Da eine Erhöhung der Anzahl der Schlitze die Maskenbreite in der Nähe der Maskenöffnung 2 schmäler macht, um die übermäßigen Wachstumsstoffe, die der Masken öffnung 2 zugeführt werden, zu verringern, verringert sich der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit.

Wie es zuvor erklärt worden ist, kann ein Erhöhungsbe trag der Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 abhängig von der Anzahl der Schlitze 3, die in der Maske 1 ausgebildet sind, gesteuert werden.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierten be vorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Ein Effekt, welcher erzielt wird, wenn eine Stelle der Schlitze 3 in der Maske 1 geändert wird, wird unter Bezug nahme auf dieses Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die Fig. 4(a), 4(b) und 4(c) zeigen Draufsichten, die die Maske 1 mit den Schlitzen 3, die in inneren Ab schnitten der jeweiligen Maskenteile ausgebildet sind, die Maske 1 mit den Schlitzen 3, die in Mittenabschnitten der jeweiligen Maskenteile 3 ausgebildet sind, bzw. die Maske 1 mit den Schlitzen 3, die in äußeren Abschnitten der jewei ligen Maskenteile ausgebildet sind, darstellen. Eine Ände rung des Erhöhungsbetrags der Wachstumsgeschwindigkeit be züglich der Wachstumszeit in jedem Fall ist in Fig. 4(d) gezeigt.

Wenn die Schlitze 3 in den inneren Abschnitten der je weiligen Maskenteile 1 ausgebildet sind, verringert sich der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit verglichen mit dem Fall eines Ausbildens der Schlitze 3 in den Mitten abschnitten der jeweiligen Maskenteile, da die Maskenbreite in der Nähe der Maskenöffnung 2 verschmälert worden ist, um die übermäßigen Wachstumsstoffe, die der Maskenöffnung 2 zugeführt werden, zu verringern. Obgleich dieses Ausfüh rungsbeispiel auf der Grundlage des gleichen Prinzips wie das dritte Ausführungsbeispiel steht, in dem mehrere Schlitze ausgebildet sind, ist das Ausmaß einer Verringe rung des Erhöhungsbetrags unterschiedlich. Wenn die Schlit ze 3 in den äußeren Abschnitten der jeweiligen Maskenteile 1 ausgebildet sind, erhöht sich der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit verglichen mit dem Fall eines Aus bildens der Schlitze 3 in den Mittenabschnitten der jewei ligen Maskenteile 1, da die Maskenbreite in der Nähe der Maskenöffnung 2 verbreitert wird, um die übermäßigen Wachs tumsstoffe, die der Maskenöffnung 2 zugeführt werden, zu erhöhen. In diesem Fall ist der Erhöhungsbetrag der Wachs tumsgeschwindigkeit nach einem Selbststoppen eines Wachs tums an den Schlitzen 3 der maximale Erhöhungsbetrag, wel cher durch die gesamte Maskenbreite bestimmt wird.

Wie es zuvor erklärt worden ist, kann der Erhöhungsbe trag der Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 abhängig von einer Stelle der Schlitze 3 in der Maske 1 ge steuert werden.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines fünften be vorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Ein Effekt, welcher erzielt wird, wenn mehrere Schlitze 3, die unterschiedliche Schlitzbreiten aufweisen, in den jeweiligen Maskenteilen 1 ausgebildet sind, wird unter Be zugnahme auf dieses Ausführungsbeispiel beschrieben.

Fig. 5(a) zeigt eine Draufsicht, die einen Fall dar stellt, bei dem ähnlich dem dritten Ausführungsbeispiel zwei Schlitze 3, die die gleiche Breite aufweisen, in jedem Maskenteil 1 ausgebildet sind. Andererseits zeigt Fig. 5(b) eine Draufsicht, die einen Fall darstellt, bei dem zwei Schlitze 3a und 3b, die unterschiedliche Breiten aufweisen, in jedem Maskenteil ausgebildet sind. Die Fig. 5(c), 5(d) und 5(e) zeigen Querschnittsansichten, die das Wachs tum zeigen, welches erzielt wird, wenn die Maske 1, die Maskenteile aufweist, von denen jedes mit den zwei Schlit zen ausgebildet ist, die in der Breite unterschiedlich sind, wie es in Fig. 5(b) gezeigt ist, verwendet wird. Fig. 5(f) zeigt einen Graph, der eine Änderung des Erhöhungsbe trags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich der Wachstums zeit zeigt, welche erzielt wird, wenn die Maske 1, die Mas kenteile aufweist, von denen jedes mit den zwei Schlitzen ausgebildet ist, die in der Breite unterschiedlich sind, verwendet wird.

Wenn die Maske Maskenteile aufweist, von denen jedes mit den zwei Schlitzen 3 ausgebildet ist, die die gleiche Breite aufweisen, kann der Erhöhungsbetrag der Wachstumsge schwindigkeit für eine bestimmte Zeitperiode geringer sein, da die Zeit, welche für ein Wachstum zum Selbststoppen an den Schlitzen 3 benötigt wird, in jedem Maskenteil für die zwei Schlitze gleich ist. Andererseits, wenn die Schlitze in jedem Maskenteil in der Breite unterschiedlich sind, wird eine Änderung des Erhöhungsbetrags der Wachstumsge schwindigkeit bezüglich einer Wachstums zeit auf eine zwei stufige Weise getrennt, wie es in Fig. 5(f) gezeigt ist, da die Zeit, zu der ein Wachstum an den Schlitzen 3 von selbst stoppt, bei jedem Schlitz unterschiedlich ist.

Wenn die Maske 1 mit zwei unterschiedlichen Arten von Schlitzbreiten verwendet wird, nehmen die Schlitze 3a und 3b nach einem Wachstumsbeginn die Wachstumsstoffe auf, und die Maskenbreite, welche zu dem Erhöhungsbetrag der Wachs tumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 beiträgt, ist die schmälste (Fig. 5(c)). Nachfolgend stoppt ein Wachstum an den Schlitzen 3a, die die schmälere Breite aufweisen, von selbst (Fig. 5(d)). Obgleich ein Wachstum an den Schlitzen 3b, die in diesem Stadium die breitere Breite aufweisen, fortgesetzt wird, um die Wachstumsstoffe an den Schlitzen 3b aufzunehmen, hat ein Wachstum an den Schlitzen 3a, die die schmälere Breite aufweisen, ohne eine Aufnahme der Wachstumsstoffe von selbst gestoppt. Als Ergebnis dehnt sich die Maskenbreite, welche zu dem Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 beiträgt, zu den Kanten der breiteren Schlitze 3b aus, was den Erhö hungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöff nung 2 auf einen höheren Wert erhöht. Wenn ein Wachstum an den breiteren Schlitzen 3b von selbst gestoppt hat (Fig. 5(e)), gibt es an keinem Schlitz eine Aufnahme der Wachs tumsstoffe, da ein Wachstum an allen Schlitzen von selbst gestoppt hat. Als Ergebnis wird die Maskenbreite, welche zu einem Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 beiträgt, die gesamte Maskenbreite, und der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit an der Masken öffnung 2 erhöht sich weiter.

Wie es zuvor erklärt worden ist, kann eine Änderung des Erhöhungsbetrags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich der Wachstums zeit auf eine mehrstufige Weise getrennt werden, wenn die mehreren Schlitze, welche in der Breite unter schiedlich sind, ausgebildet sind.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines sechsten be vorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Ein Effekt einer zweidimensionaler Begrenzung eines Er höhungsbetrags der Wachstumsgeschwindigkeit, welcher durch ein Ändern der Länge der Schlitze 3 erzielt wird, wird un ter Bezugnahme auf dieses Ausführungsbeispiel beschrieben. Fig. 6(a) zeigt eine Draufsicht einer Maske, bei der die Länge der Schlitze 3 auf einen Abschnitt der Maskenteile in einer Längsrichtung der Maske 1 begrenzt ist. Die Schlitze 3 dringen in der Längsrichtung nicht durch die Maske 1. Ei ne Änderung des Erhöhungsbetrags der Wachstumsgeschwindig keit bezüglich der Wachstumszeit an den Bereichen a-a′ und dem Bereich b-b′ in Fig. 6(a) in dem Fall eines Verwendens der Maske 1, die in Fig. 6(a) gezeigt ist, ist in Fig. 6(b) gezeigt. An dem Bereich a-a′ wird ein Wachstum, welches das gleiche wie das herkömmliche ohne Schlitze ist, ausgeführt, wobei der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 der Maximalwert ist, welcher durch die Maskenbreite bestimmt wird, und ein Wachstum ist unberück sichtigt eines Verstreichens der Wachstums zeit mit einem bestimmten Erhöhungsbetrag fortschreitend. Andererseits ist der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit an dem Be reich b-b′ durch den Effekt, welcher unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, bis zu einer bestimmten Wachstumszeit begrenzt.

In Fig. 6(c) ist ein solcher Effekt einer Änderung des Erhöhungsbetrags der Wachstumsgeschwindigkeit bezüglich ei ner Stelle an dem Bereich x-y in einem Mittenabschnitt der Maskenöffnung in Fig. 6(a) gezeigt. In der Zeitperiode, welche von einem Wachstumsbeginn bis zu einem Selbststoppen eines Wachstums an den Schlitzen 3 geht, ist lediglich der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit an einem Be reich in der Nähe der Schlitze 3, die in der Längsrichtung der Maske ausgebildet sind, begrenzt und abgeflacht. Danach wird in der Zeitperiode, welche von einem Selbststoppen ei nes Wachstums an dem Schlitz 3 bis zu einer Wachstumsbeen digung geht, ein Wachstum mit einer Verteilung des herkömm lichen Erhöhungsbetrags der Wachstumsgeschwindigkeit durch geführt.

Wie es zuvor erklärt worden ist, kann der Erhöhungsbe trag der Wachstumsgeschwindigkeit an der Maskenöffnung 2 lediglich für eine bestimmte Periode der Wachstumszeit teilweise begrenzt werden, wenn die Länge von Schlitzen 3 auf einen Abschnitt der Maske 1 in der Längsrichtung be grenzt ist.

Wenn die Länge der Schlitze 3 in einem Abschnitt der Längsrichtung der Maske 1 in mehrere Teile getrennt ist, kann der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwindigkeit an dem Bereich x-y in dem Mittenabschnitt der Maskenöffnung 2 in mehrere Bereiche getrennt werden. Dies bedeutet, daß ei ne Mehrzahl von Funktionselementen gemeinsam in der Längs richtung der Maske 1 hergestellt werden können.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines siebten be vorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 7 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung gezeigt. Ein Effekt, welcher erzielt wird, wenn sich die Maskenbreite in der Längsrichtung der Maske 1 ändert, wird unter Bezugnahme auf dieses Ausfüh rungsbeispiel beschrieben. Fig. 7(a) zeigt eine Draufsicht, die eine Maske 1 zeigt, bei der zwei unterschiedliche Mas kenbreiten, die eine Breite Wma bzw. Wmb aufweisen, aufein anderfolgend so ausgebildet werden, daß sie in der Längs richtung der Maske Maskenlängen La bzw. Lb aufweisen. Die Maskenöffnungsbreite und die Schlitzbreite sind die glei chen wie die des ersten Ausführungsbeispiels.

Wenn die Maske 1, die in Fig. 7(a) gezeigt ist, verwen det wird, sind der Erhöhungsbetrag der Wachstumsgeschwin digkeit an der Maskenöffnung 2 an dem Bereich a-a′ und der an dem Bereich b-b′ durchgängig durch die gesamte Länge der Maske bis zu einem Selbststoppen eines Wachstums der glei che, da die Maskenbreite in der Nähe der Maskenöffnung 2 beiden Bereichen gemeinsam ist.

Nach einem Selbststoppen eines Wachstums an den Schlit zen 3 weist der Bereich a-a′ eine stark angestiegene Erhö hung der Wachstumsgeschwindigkeit auf, da die Maskenbreite an dem Bereich a-a′ effektiv Wma ist. Andererseits weist der Bereich b-b′ einen geringfügig angestiegenen Erhöhungs betrag der Wachstumsgeschwindigkeit auf, da die Masken breite effektiv Wmb ist. Als Ergebnis ist das Wachstum, welches an dem Bereich x-y in dem Mittenabschnitt der Mas kenöffnung 2 erzielt wird so, daß lediglich die untere Be schichtungslage die gleiche Dicke einer aufgewachsenen Schicht an beiden Maskenlängen La und Lb aufweist und die Dicke der aufgewachsenen Schicht der MQW-Wellenleiter schicht und der oberen Beschichtungslage weisen den Bereich La in der Maskenlänge auf, der so ausgebildet ist, daß er dick ist, und den Bereich Lb in der Maskenlänge auf, der so ausgebildet ist, daß der dünn ist, wenn die Maske 1, die in Fig. 7(a) gezeigt ist, verwendet wird.

Wie es zuvor erklärt worden ist, kann der Erhöhungsbe trag der Wachstumsgeschwindigkeit in der Längsrichtung der Maske geändert werden, wenn sich die Maskenbreite in der Längsrichtung der Maske ändert, um die Schichtdicke einer beliebigen Halbleiterschicht zu begrenzen.

In der vorhergehenden Beschreibung ist ein Verfahren zum Ausbilden eines Films durch ein selektives Flächen wachstum eines metall-organischen chemischen Dampfphasenab scheidungsverfahrens offenbart worden, das die Schritte ei nes Ausbildens einer Maske auf einem Halbleitersubstrat, das als eine typische Fläche eine (100)-Fläche aufweist, wobei die Maske eine Maskenöffnung, um einen Verbindungs halbleiter selektiv aufzuwachsen, und einen Schlitz auf weist, welcher in der Breite schmäler als die Maskenöffnung ist und welcher eine Wachstumsgeschwindigkeit des Verbin dungshalbleiters an der Maskenöffnung steuert; und eines selektiven Aufwachsens des Verbindungshalbleiters mit einer Wachstumsgeschwindigkeit beinhaltet, welche höher als die an einem ziemlich von der Maske entfernten Bereich auf dem Halbleitersubstrat ist und welche niedriger als die in dem Fall einer schlitzlosen Maske ist, durch ein Nachverdampfen oder Diffundieren von Wachstumsstoffen der Verbindungshalb leiterschicht auf der Maske, um die Wachstumsstoffe auf der Maskenöffnung und dem Schlitz im Übermaß zuzuführen.

Claims

1. Verfahren zum Ausbilden eines Films durch ein selekti ves Flächenwachstum eines metall-organischen chemischen Dampfphasenabscheidungsverfahrens, welches die folgenden Schritte beinhaltet:
Ausbilden einer Maske auf einem Halbleitersubstrat, das als eine typische Fläche eine (100)-Fläche aufweist, wobei die Maske eine Maskenöffnung, um eine Verbindungs halbleiterschicht selektiv aufzuwachsen, und einen Schlitz aufweist, welcher in der Breite schmäler als die Maskenöff nung ist und welcher eine Wachstumsgeschwindigkeit der Ver bindungshalbleiterschicht an der Maskenöffnung steuert; und
selektives Aufwachsen der Verbindungshalbleiterschicht mit einer Wachstumsgeschwindigkeit, welche höher als die an einem ziemlich von der Maske entfernten Bereich auf dem Halbleitersubstrat ist und welche niedriger als die in dem Fall einer schlitzlosen Maske ist, durch ein Nachverdampfen oder Diffundieren von Wachstumsstoffen der Verbindungshalb leiterschicht auf der Maske, um die Wachstumsstoffe auf der Maskenöffnung und dem Schlitz im Übermaß zuzuführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenöffnung und der Schlitz parallel zu einer (011)- Kristallflächenrichtung des Halbleitersubstrats angeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schritt eines Verwendens einer Erscheinung, daß die Wachstumsstoffe der Verbindungshalbleiterschicht eine Oberfläche, auf die nicht aufgewachsen wird, einer (111)B- Fläche ausbilden, während ein konstanter spitzer Winkel an einem Abschnitt aufrechterhalten wird, der sich in Kontakt mit einer Maskenkante befindet, und daß die Wachstumsstoffe ein Wachstum von selbst stoppen, wenn die Wachstumsstoffe einen Querschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks aufwei sen,
bei dem nach einem Selbststoppen eines Wachstums die Verbindungshalbleiterschicht an der Maskenöffnung selektiv mit einer Wachstumsgeschwindigkeit aufgewachsen wird, wel che die gleiche wie die bei der schlitzlosen Maske ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schritt eines Verwendens eines organometallischen Quellenmaterials der Gruppe III und eines Quellenmaterials der Gruppe V als Materialien für die Verbindungshalbleiter schicht und eines Änderns eines V/III-Verhältnisses als ein Verhältnis von molaren Flußgeschwindigkeiten des organome tallischen Quellenmaterials der Gruppe III und des Quellen materials der Gruppe V, um eine Aufnahmemenge der Wachs tumsstoffe der Verbindungshalbleiterschicht an dem Schlitz abzuändern, um dadurch die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalbleiterschicht an der Maskenöffnung zu steu ern.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske einen Satz von rechteckigen Maskenteilen aufweist, die eine Öffnung an einem Mittenabschnitt aufwei sen; dadurch, daß
die Schlitze parallel zu der Öffnung so angeordnet sind, daß sie durch die Maskenteile dringen; und dadurch, daß
die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalblei terschicht durch die Breite der Schlitze gesteuert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske einen Satz von rechteckigen Maskenteilen aufweist, die eine Öffnung an einem Mittenabschnitt aufwei sen; dadurch, daß
die Schlitze parallel zu der Öffnung so angeordnet sind, daß sie durch die Maskenteile dringen; und dadurch, daß
die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalblei terschicht durch ein Ändern der Anzahl der Schlitze gesteu ert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske einen Satz von rechteckigen Maskenteilen aufweist, die eine Öffnung an einem Mittenabschnitt aufwei sen; dadurch, daß
die Schlitze parallel zu den Öffnungen so angeordnet sind, daß sie durch die Maskenteile dringen; und dadurch, daß
die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalblei terschicht durch ein Ändern der Stelle des Schlitzes ge steuert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske einen Satz von rechteckigen Maskenteilen aufweist, die eine Öffnung an einem Mittenabschnitt aufwei sen; dadurch, daß
die Schlitze parallel zu der Öffnung so angeordnet sind, daß sie durch die Maskenteile dringen; und dadurch, daß
die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalblei terschicht durch ein Ändern der Länge des Schlitzes in ei ner Längsrichtung gesteuert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske einen Satz von rechteckigen Maskenteilen aufweist, die eine Öffnung an einem Mittenabschnitt aufwei sen; dadurch, daß
die Schlitze parallel zu der Öffnung so angeordnet sind, daß sie durch die Maskenteile dringen; und dadurch, daß
die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungshalblei terschicht durch ein Ändern der Breite der Maske in einer Längsrichtung gesteuert wird.