JP2683612B2 - 化合物半導体の構造形成方法 - Google Patents
化合物半導体の構造形成方法Info
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- JP2683612B2 JP2683612B2 JP1281876A JP28187689A JP2683612B2 JP 2683612 B2 JP2683612 B2 JP 2683612B2 JP 1281876 A JP1281876 A JP 1281876A JP 28187689 A JP28187689 A JP 28187689A JP 2683612 B2 JP2683612 B2 JP 2683612B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は化合物半導体のパターン形成方法並びに構造
形成方法に関し、特に、光励起反応を応用して形成され
た基板表面の極めて薄いパターンを有する酸化層等をエ
ッチングマスクとして利用するパターン及び構造の形成
方法に関するものである。
形成方法に関し、特に、光励起反応を応用して形成され
た基板表面の極めて薄いパターンを有する酸化層等をエ
ッチングマスクとして利用するパターン及び構造の形成
方法に関するものである。
［従来の技術］ 化合物半導体の中でも、III−Ｖ族半導体は半導体レ
ーザや電界効果トランジスタをはじめ種々のデバイスに
応用されている。これら各種のデバイスの作製にはIII
−Ｖ族半導体基板上への何らかのパターンの形成が必要
となる。III−Ｖ族半導体デバイスのさらなる高機能
化、高性能化のためには、これらパターンを制御性良く
作製する技術が必要となっている。
ーザや電界効果トランジスタをはじめ種々のデバイスに
応用されている。これら各種のデバイスの作製にはIII
−Ｖ族半導体基板上への何らかのパターンの形成が必要
となる。III−Ｖ族半導体デバイスのさらなる高機能
化、高性能化のためには、これらパターンを制御性良く
作製する技術が必要となっている。
従来、最も広く用いられているパターン形成の方法
は、有機物からなるレジストをIII−Ｖ族半導体基板表
面に塗布した後、光や電子ビームによる露光、アルカリ
性の液体による現像を施し、レジストにパターンを形成
してエッチングマスクとし、ウエットエッチングを行う
という工程を取っている。しかしながら、この方法では
パターン形成の精密な制御は困難である。また、有機物
からなるレジストは、今後III−Ｖ族半導体デバイスの
作製において主流となるであろうマルチチャンバ連続プ
ロセスに適さないものである。
は、有機物からなるレジストをIII−Ｖ族半導体基板表
面に塗布した後、光や電子ビームによる露光、アルカリ
性の液体による現像を施し、レジストにパターンを形成
してエッチングマスクとし、ウエットエッチングを行う
という工程を取っている。しかしながら、この方法では
パターン形成の精密な制御は困難である。また、有機物
からなるレジストは、今後III−Ｖ族半導体デバイスの
作製において主流となるであろうマルチチャンバ連続プ
ロセスに適さないものである。
そのため、最近有機物レジストを用いないパターン形
成方法として、集束イオンビーム（FIB）や集束電子ビ
ーム（FEB）を用いてIII−Ｖ族半導体ウエハーに直接エ
ッチングを施し、パターンを形成する研究が盛んに行わ
れている。
成方法として、集束イオンビーム（FIB）や集束電子ビ
ーム（FEB）を用いてIII−Ｖ族半導体ウエハーに直接エ
ッチングを施し、パターンを形成する研究が盛んに行わ
れている。
FIBを用いた直接エッチングとしては、落合らにより
報告されたFIBアシスト塩素ガスエッチングがその一例
として挙げることができる。［J.Vac.Sci.Technol.、B
3,657（1985）参照］ この方法は、比較的容易に１μｍ未満のパターンを得
ることができる反面、エッチングされた試料に多量の結
晶欠陥を誘起するという大きな問題点がある。この欠陥
はイオンの照射により発生するものであり、低エネルギ
ーイオンの使用や基板温度の上昇によりある程度低減す
ることが可能であるが、完全になくすことはほとんど不
可能と考えられている。
報告されたFIBアシスト塩素ガスエッチングがその一例
として挙げることができる。［J.Vac.Sci.Technol.、B
3,657（1985）参照］ この方法は、比較的容易に１μｍ未満のパターンを得
ることができる反面、エッチングされた試料に多量の結
晶欠陥を誘起するという大きな問題点がある。この欠陥
はイオンの照射により発生するものであり、低エネルギ
ーイオンの使用や基板温度の上昇によりある程度低減す
ることが可能であるが、完全になくすことはほとんど不
可能と考えられている。
一方、本発明者らにより開発されたFEBアシスト塩素
ガスエッチング［Jpn.J.Appl.Phys.,28,L515（1989）］
では上記のような結晶欠陥の問題はなく、将来のテデバ
イス作製において非常に有利なエッチング特性を得るこ
とができる。以下にこのFEBアシスト塩素ガスエッチン
グについて第４図を参照して簡単に説明する。
ガスエッチング［Jpn.J.Appl.Phys.,28,L515（1989）］
では上記のような結晶欠陥の問題はなく、将来のテデバ
イス作製において非常に有利なエッチング特性を得るこ
とができる。以下にこのFEBアシスト塩素ガスエッチン
グについて第４図を参照して簡単に説明する。
まず、（100）面を持つGaAs基板41を大気中よりエッ
チング室に導入し、その基板温度を70℃にする。この昇
温は十分なエッチング速度を得るためのものである。こ
のGaAs基板41には第４図（ａ）に示すように、GaAs結晶
の上に大気中の酸素との反応により非常に薄い酸化膜42
が形成されている。この酸化膜42付きの基板41に塩素ガ
ス43と電子ビーム44を同時に照射することにより、電子
ビーム44が照射された領域45のみにおいて表面酸化膜42
が除去され、塩素ガス43が直接GaAs基板と接触する（第
４図（ｂ））。このことにより、第４図（ｃ）に示すよ
うな電子ビームによる直接エッチングが可能となるわけ
である。
チング室に導入し、その基板温度を70℃にする。この昇
温は十分なエッチング速度を得るためのものである。こ
のGaAs基板41には第４図（ａ）に示すように、GaAs結晶
の上に大気中の酸素との反応により非常に薄い酸化膜42
が形成されている。この酸化膜42付きの基板41に塩素ガ
ス43と電子ビーム44を同時に照射することにより、電子
ビーム44が照射された領域45のみにおいて表面酸化膜42
が除去され、塩素ガス43が直接GaAs基板と接触する（第
４図（ｂ））。このことにより、第４図（ｃ）に示すよ
うな電子ビームによる直接エッチングが可能となるわけ
である。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例で示した表面酸化膜は大気
中において自然に形成されたものであるため、その膜の
性質を制御するのは非常に困難である。
中において自然に形成されたものであるため、その膜の
性質を制御するのは非常に困難である。
また、ウエハーと大気の接触はマルチチャンバ連続プ
ロセスと相矛盾する。そこで、本発明者らは大気の代わ
りに純粋な酸素ガスにGaAs基板をさらして表面酸化膜を
形成することによりその制御性を高める実験を実施した
が、この方法で形成された表面酸化膜は電子ビーム照射
領域外での塩素ガスに対する耐久性が非常に乏しいとい
う問題点を有することがわかった。
ロセスと相矛盾する。そこで、本発明者らは大気の代わ
りに純粋な酸素ガスにGaAs基板をさらして表面酸化膜を
形成することによりその制御性を高める実験を実施した
が、この方法で形成された表面酸化膜は電子ビーム照射
領域外での塩素ガスに対する耐久性が非常に乏しいとい
う問題点を有することがわかった。
本発明は上記問題点を解決しエッチングガスに対する
耐久性に優れた表面酸化膜を制御性、再現性よく形成し
てパターンを形成する方法、及び形成されたパターンを
用いて化合物半導体の構造を形成する方法を提供するこ
とを目的としている。
耐久性に優れた表面酸化膜を制御性、再現性よく形成し
てパターンを形成する方法、及び形成されたパターンを
用いて化合物半導体の構造を形成する方法を提供するこ
とを目的としている。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、化合物半導体基板表面に酸素または酸素を
含む化合物のうち少なくとも１つを含む第１のガスを接
触させると共にホトマスクを通した光を照射して前記化
合物半導体基板と前記第１のガスを反応させることによ
り、前記光が照射されなかった領域には不安定な酸化膜
を、前記光が照射された領域には安定な酸化膜をそれぞ
れ形成する第１の工程と、前記化合物半導体基板をエッ
チングし得るガスを含む第２のガスを前記酸化膜に接触
させることにより、前記不安定な酸化膜を除去し、露出
した前記化合物半導体基板表面に前記第２のガスを接触
させる第２の工程とを含むことを特徴とする。
含む化合物のうち少なくとも１つを含む第１のガスを接
触させると共にホトマスクを通した光を照射して前記化
合物半導体基板と前記第１のガスを反応させることによ
り、前記光が照射されなかった領域には不安定な酸化膜
を、前記光が照射された領域には安定な酸化膜をそれぞ
れ形成する第１の工程と、前記化合物半導体基板をエッ
チングし得るガスを含む第２のガスを前記酸化膜に接触
させることにより、前記不安定な酸化膜を除去し、露出
した前記化合物半導体基板表面に前記第２のガスを接触
させる第２の工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明は、前記化合物半導体基板としてIII−
Ｖ化合物半導体基板を用い、前記第１の工程、および第
２の工程に引き続き、前記III−Ｖ化合物半導体基板を
構成するＶ族元素或いは該Ｖ族元素を含む化合物の減圧
された気体雰囲気中で前記III−Ｖ化合物半導体を加熱
する第３の工程と、前記III−Ｖ化合物半導体の表面に
半導体を成長する第４の工程とを含むことを特徴とす
る。
Ｖ化合物半導体基板を用い、前記第１の工程、および第
２の工程に引き続き、前記III−Ｖ化合物半導体基板を
構成するＶ族元素或いは該Ｖ族元素を含む化合物の減圧
された気体雰囲気中で前記III−Ｖ化合物半導体を加熱
する第３の工程と、前記III−Ｖ化合物半導体の表面に
半導体を成長する第４の工程とを含むことを特徴とす
る。
［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。
まず、本発明のパターン作成方法に用いられる装置に
ついて簡単に説明しておく。
ついて簡単に説明しておく。
第２図の装置は、この装置へのウエハーの出し入れを
行うためのエッチングマスクパターンを形成するための
成膜室21、エピタキシャル成長を行うためのMBE室22、
半導体を選択的にエッチングしてパターンを形成するエ
ッチング室23を有している。
行うためのエッチングマスクパターンを形成するための
成膜室21、エピタキシャル成長を行うためのMBE室22、
半導体を選択的にエッチングしてパターンを形成するエ
ッチング室23を有している。
これら成膜室21、MBE室22、およびエッチング室23は
それぞれ通路を介して試料交換室24に接続されている。
そして、各通路には、ゲートバルブ25a、25b及び25cが
設けられている。また、各室21,22,23及び24にはそれぞ
れターボ分子ポンプ、イオンポンプ等の真空ポンプ（図
示せず）が設けられている。これにより、装置内に導入
したウエハーを大気に曝すことなくどの室にでもマグネ
ットフィードスルー26a、26b及び26cを用いて搬送する
ことができる。また、試料加熱室20が試料交換室24に通
路を介して取り付けられている。
それぞれ通路を介して試料交換室24に接続されている。
そして、各通路には、ゲートバルブ25a、25b及び25cが
設けられている。また、各室21,22,23及び24にはそれぞ
れターボ分子ポンプ、イオンポンプ等の真空ポンプ（図
示せず）が設けられている。これにより、装置内に導入
したウエハーを大気に曝すことなくどの室にでもマグネ
ットフィードスルー26a、26b及び26cを用いて搬送する
ことができる。また、試料加熱室20が試料交換室24に通
路を介して取り付けられている。
成膜室21にはパターン化した酸化膜形成のために第１
のガス導入部（図示せず）と光を導入するための窓211
が設けられている。また、窓211の外側には光源、スリ
ット、ホトマスク、レンズ等よりなる露光ユニット27が
設置されている。
のガス導入部（図示せず）と光を導入するための窓211
が設けられている。また、窓211の外側には光源、スリ
ット、ホトマスク、レンズ等よりなる露光ユニット27が
設置されている。
さらに、エッチング室23にはエッチングに用いる第２
のガス導入部28と試料位置を調整するマニピュレータ29
とが備えられている。
のガス導入部28と試料位置を調整するマニピュレータ29
とが備えられている。
以下、本発明のパターン形成方法に係る第１の実施例
を第１図、第２図を参照して説明する。
を第１図、第２図を参照して説明する。
まず、成膜室21より導入されたGaAs基板10をマグネッ
トフィールドスルー26a及び26bを用いて試料加熱室20に
搬送した。試料加熱室20を１×10-8Torr以下に減圧し、
試料加熱室20に搬送したGaAs基板10を、内部に設置され
ている加熱装置により約200℃に加熱し、10分間その状
態を保持した。この処理により、基板10表面に吸着して
いる水分子を除去できた。
トフィールドスルー26a及び26bを用いて試料加熱室20に
搬送した。試料加熱室20を１×10-8Torr以下に減圧し、
試料加熱室20に搬送したGaAs基板10を、内部に設置され
ている加熱装置により約200℃に加熱し、10分間その状
態を保持した。この処理により、基板10表面に吸着して
いる水分子を除去できた。
次に、基板10をマヌゲットフィードスルー26bによっ
てMBE室22に搬送した。MBE室22に搬送されたGaAs基板10
上に第１図（ａ）に示すようにGaAsバッファ層11を0.2
μｍ、AlxGa1-xAsクラッド層12（０＜ｘ＜１）を1.2μ
ｍ、GaAsガイド層13を0.2μｍ連続的に成長させた。こ
のウエハー14をMBE室22と超高真空の通路により結合さ
れた試料交換室24へマグネットフィードスルー26b等を
用いて成膜室21へ搬送した。
てMBE室22に搬送した。MBE室22に搬送されたGaAs基板10
上に第１図（ａ）に示すようにGaAsバッファ層11を0.2
μｍ、AlxGa1-xAsクラッド層12（０＜ｘ＜１）を1.2μ
ｍ、GaAsガイド層13を0.2μｍ連続的に成長させた。こ
のウエハー14をMBE室22と超高真空の通路により結合さ
れた試料交換室24へマグネットフィードスルー26b等を
用いて成膜室21へ搬送した。
成膜室21はターボ分子ポンプまたはイオンポンプ等の
真空ポンプ（図示せず）により排気されており、残留ガ
ス圧は１×10-8Torr以下に保たれている。次にこの成膜
室21に高純度酸素ガス51を分圧１×10-6Torr以上で導入
すると共に、第１図（ｂ）に示すようにハロゲンランプ
光52をウエハー14表面上に照射した。このときウエハー
14上での光照射エネルギー密度は50J/cm2とした。この
ハロゲンランプ光52は第２図の露光ユニット27により、
所定のパターンを形成したマスクを通してウエハー14表
面上に焦点を合わせて行なった。これによりマスクのパ
ターンはウエハー14上に縮小投影された。この操作によ
りGaAsガイド層13上には表面酸化膜15が全面にわたり形
成された。なお、後述するように、この表面酸化膜15
は、光が照射されない領域では不安定な状態、光が照射
された領域では安定な状態にある。また、この表面酸化
膜15の密度および厚さは光の照射エネルギー密度、酸素
圧力で制御することが可能であった。
真空ポンプ（図示せず）により排気されており、残留ガ
ス圧は１×10-8Torr以下に保たれている。次にこの成膜
室21に高純度酸素ガス51を分圧１×10-6Torr以上で導入
すると共に、第１図（ｂ）に示すようにハロゲンランプ
光52をウエハー14表面上に照射した。このときウエハー
14上での光照射エネルギー密度は50J/cm2とした。この
ハロゲンランプ光52は第２図の露光ユニット27により、
所定のパターンを形成したマスクを通してウエハー14表
面上に焦点を合わせて行なった。これによりマスクのパ
ターンはウエハー14上に縮小投影された。この操作によ
りGaAsガイド層13上には表面酸化膜15が全面にわたり形
成された。なお、後述するように、この表面酸化膜15
は、光が照射されない領域では不安定な状態、光が照射
された領域では安定な状態にある。また、この表面酸化
膜15の密度および厚さは光の照射エネルギー密度、酸素
圧力で制御することが可能であった。
続いて、真空ポンプにより成膜室21の圧力を１×10-7
Torr以下に排気した後、このパターンを有する表面酸化
膜15付きウエハー14をエッチング室23へ搬送した。
Torr以下に排気した後、このパターンを有する表面酸化
膜15付きウエハー14をエッチング室23へ搬送した。
エッチング室23にはエッチングガス導入部28があり、
ウエハーホルダー（図示せず）には基板加熱用のヒータ
（図示せず）が具備されている。
ウエハーホルダー（図示せず）には基板加熱用のヒータ
（図示せず）が具備されている。
エッチング室23に搬送されたウエハー14の温度を70℃
に加熱し、エッチング室23内に圧力３×10-4Torrの塩素
ガスと水素ガスの混合ガス53を導入した。
に加熱し、エッチング室23内に圧力３×10-4Torrの塩素
ガスと水素ガスの混合ガス53を導入した。
成膜室21においてに光が照射されなかったウエハー14
の表面部分には酸化膜が形成されてはいるが、この酸化
膜は不安定な状態であり、エッチングガス53の導入によ
り、速やかに除去された。一方、光が照射された領域に
形成された酸化膜15は、安定した状態であり、エッチン
グガス53の導入によっても除去されなかった。このよう
にして表面酸化膜15が除去された範囲では第１図（ｃ）
に示すように直ちに塩素ガス53によるGaAsガイド層13の
エッチングが開始された。本実施例ではGaAsガイド層13
のエッチングは厚さ方向に0.1μｍ行った。
の表面部分には酸化膜が形成されてはいるが、この酸化
膜は不安定な状態であり、エッチングガス53の導入によ
り、速やかに除去された。一方、光が照射された領域に
形成された酸化膜15は、安定した状態であり、エッチン
グガス53の導入によっても除去されなかった。このよう
にして表面酸化膜15が除去された範囲では第１図（ｃ）
に示すように直ちに塩素ガス53によるGaAsガイド層13の
エッチングが開始された。本実施例ではGaAsガイド層13
のエッチングは厚さ方向に0.1μｍ行った。
続いて、このようにして表面にGaAsガイド層13にパタ
ーンを有するウエハー14を再度MBE室22に搬送した。MBE
室22に搬送されたウエハー14をその表面にひ素分子線を
照射しながら550℃以上に加熱し約１時間表面クリーニ
ングを行った。この表面クリーニングにより、表面にパ
ターンを有する表面酸化膜15やエッチング中にGaAs13表
面に付着した塩素化合物などは除去され、純粋なGaAs結
晶面を得ることができた。（このクリーニングの度合の
モニターには反射電子線回折（RHEED）法を用いた。） 続いてAlxGa1-xAs上部クラッド層16を1.5μｍ、GaAs
酸化防止層17を0.1μｍ成長させた。このようにして超
高真空装置からウエハーを大気中に取り出すことな第１
図（ｄ）に示すような所望の埋め込み構造が得られた。
ーンを有するウエハー14を再度MBE室22に搬送した。MBE
室22に搬送されたウエハー14をその表面にひ素分子線を
照射しながら550℃以上に加熱し約１時間表面クリーニ
ングを行った。この表面クリーニングにより、表面にパ
ターンを有する表面酸化膜15やエッチング中にGaAs13表
面に付着した塩素化合物などは除去され、純粋なGaAs結
晶面を得ることができた。（このクリーニングの度合の
モニターには反射電子線回折（RHEED）法を用いた。） 続いてAlxGa1-xAs上部クラッド層16を1.5μｍ、GaAs
酸化防止層17を0.1μｍ成長させた。このようにして超
高真空装置からウエハーを大気中に取り出すことな第１
図（ｄ）に示すような所望の埋め込み構造が得られた。
上記のように、本実施例では、エッチングマスクとし
ての表面酸化膜の制御が可能であり、ひいてはエッチン
グの均一性、制御性、再現性の向上が達成できる。
ての表面酸化膜の制御が可能であり、ひいてはエッチン
グの均一性、制御性、再現性の向上が達成できる。
次に第３図を参照して第２の実施例を説明する。
第３図にその工程の概略図を示す。ここで、使用した
装置は第１の実施例と同様のものである。
装置は第１の実施例と同様のものである。
まずInP基板31をMBE室22に搬入し、その表面上にガス
ソースMBEを用いてInGaAsP層32を0.5μｍ成長させた。
このウエハー33を成膜室21に搬送し第１の実施例と同様
の手順で表面酸化膜を形成した。ここでの導入ガス34と
しては酸素と二酸化窒素が1:5の混合ガスを用い、その
導入圧力は5mTorrとした。
ソースMBEを用いてInGaAsP層32を0.5μｍ成長させた。
このウエハー33を成膜室21に搬送し第１の実施例と同様
の手順で表面酸化膜を形成した。ここでの導入ガス34と
しては酸素と二酸化窒素が1:5の混合ガスを用い、その
導入圧力は5mTorrとした。
このようにして所定のパターンを有する表面酸化膜36
が形成されたInPウエハー33をエッチング室に搬送し
た。本実施例での実際のエッチング条件は以下のように
した。
が形成されたInPウエハー33をエッチング室に搬送し
た。本実施例での実際のエッチング条件は以下のように
した。
基板温度 120℃， エッチングガス 臭素：水素＝1:10 （温度は450℃に上昇させた） エッチング時間 30分 成膜室21で光を照射されなかった部分のInGaAsP層32
表面にはある程度の酸化膜が存在するが、その酸化膜は
非常に不安定である。このため、エッチングガス37によ
りその不安定な酸化膜が除去され、エッチング反応が進
行した。
表面にはある程度の酸化膜が存在するが、その酸化膜は
非常に不安定である。このため、エッチングガス37によ
りその不安定な酸化膜が除去され、エッチング反応が進
行した。
一方、成膜室21で光を照射した領域では、その表面に
比較的安定な酸化膜36が形成されているため、エッチン
グ反応は阻止された。
比較的安定な酸化膜36が形成されているため、エッチン
グ反応は阻止された。
この結果、第３図（ｃ）及び（ｄ）に示すように光照
射領域の部分でメサが形成されることとなった。この条
件下でのエッチングでは光照射領域外でのエッチング深
さ（即ちメサの高さ）は約0.3μｍ、エッチング面は鏡
面であった。
射領域の部分でメサが形成されることとなった。この条
件下でのエッチングでは光照射領域外でのエッチング深
さ（即ちメサの高さ）は約0.3μｍ、エッチング面は鏡
面であった。
なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、
以下の場合においても同様の効果が期待できる。
以下の場合においても同様の効果が期待できる。
半導体材料が他の材料である場合（InGaAlP系,AlGaAs
Sb系など）。
Sb系など）。
表面酸化膜形成のための第１のガスが酸素や二酸化窒
素以外のガス状の物質である場合（H2O,CO2,O3,SO4な
ど）。
素以外のガス状の物質である場合（H2O,CO2,O3,SO4な
ど）。
エッチングガスが上記実施例以外の場合（HCl,SiF4,C
F2Cl2,NF3など） エッチングガスとして熱的に非平衡の状態にあるもの
を用いた場合（ラジカル状態のガス、イオンを一部に含
む場合（ただしイオンを含む場合にはそのイオンのエネ
ルギーは50V以下が望ましい。）など）。
F2Cl2,NF3など） エッチングガスとして熱的に非平衡の状態にあるもの
を用いた場合（ラジカル状態のガス、イオンを一部に含
む場合（ただしイオンを含む場合にはそのイオンのエネ
ルギーは50V以下が望ましい。）など）。
［発明の効果］ 本発明によれば、化合物半導体表面に酸素及び酸素を
含む化合物のうち少なくとも１つを含む第１のガスを接
触させると共にマスクを通して光を照射してパターンを
有する酸化膜を形成するようにしたことで、緻密なマス
クが形成され、化合物半導体表面近房に結晶欠陥を引き
起こす事なく半導体表面にパターンを形成することがで
きる。
含む化合物のうち少なくとも１つを含む第１のガスを接
触させると共にマスクを通して光を照射してパターンを
有する酸化膜を形成するようにしたことで、緻密なマス
クが形成され、化合物半導体表面近房に結晶欠陥を引き
起こす事なく半導体表面にパターンを形成することがで
きる。
また、パターンを形成した半導体表面をＶ族元素また
は、Ｖ族元素を含む減圧された雰囲気中で加熱すること
により、清浄な表面とすることができ、半導体表面にエ
ピタキシャル成長層を形成できる。
は、Ｖ族元素を含む減圧された雰囲気中で加熱すること
により、清浄な表面とすることができ、半導体表面にエ
ピタキシャル成長層を形成できる。
さらに、一連の基板加工或いは成長プロセスにおいて
基板を大気にさらすことなく連続して、制御された雰囲
気中で行うことができ、基板の表面を大気にさらすこと
で発生する表面汚染或いは界面での不純物の取り込みを
抑える事ができる。
基板を大気にさらすことなく連続して、制御された雰囲
気中で行うことができ、基板の表面を大気にさらすこと
で発生する表面汚染或いは界面での不純物の取り込みを
抑える事ができる。
第１図は本発明のパターン形成方法の第１の実施例のプ
ロセス工程図、第２図は第１図のプロセスで使用される
真空システムの概略図、第３図は本発明の第２の実施例
のプロセス工程図、第４図は従来のパターン形成方法の
工程図である。 10……GaAs基板,11……GaAsバッファ層,12……AlxGa1-x
Asクラッド層,13……GaAsガイド層,14……ウエハー,15
……酸化膜,16……AlxGa1-xAs上部クラッド層,17……Ga
As酸化防止層,21……成膜室,211……窓,22……MBE室,23
……エッチング室,24……試料交換室,25a,25b,25c……
ゲートバルブ,26a,26b,26c……マグネットフィードスル
ー,27……露光ユニット,28……第２ガス導入部,29……
マニピュレータ,31……InP基板,32……InGaAsP層,33…
…ウエハー,34……導入ガス,35……光ビーム,36……酸
化膜,37……エッチングガス,41……GaAs基板,42……酸
化膜,43……塩素ガス,44……電子ビーム,45……電子ビ
ーム照射領域,51……酸素ガス,52……ハロゲンランプ
光,53……混合ガス。
ロセス工程図、第２図は第１図のプロセスで使用される
真空システムの概略図、第３図は本発明の第２の実施例
のプロセス工程図、第４図は従来のパターン形成方法の
工程図である。 10……GaAs基板,11……GaAsバッファ層,12……AlxGa1-x
Asクラッド層,13……GaAsガイド層,14……ウエハー,15
……酸化膜,16……AlxGa1-xAs上部クラッド層,17……Ga
As酸化防止層,21……成膜室,211……窓,22……MBE室,23
……エッチング室,24……試料交換室,25a,25b,25c……
ゲートバルブ,26a,26b,26c……マグネットフィードスル
ー,27……露光ユニット,28……第２ガス導入部,29……
マニピュレータ,31……InP基板,32……InGaAsP層,33…
…ウエハー,34……導入ガス,35……光ビーム,36……酸
化膜,37……エッチングガス,41……GaAs基板,42……酸
化膜,43……塩素ガス,44……電子ビーム,45……電子ビ
ーム照射領域,51……酸素ガス,52……ハロゲンランプ
光,53……混合ガス。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−280621（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−295115（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−13627（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】化合物半導体基板表面に酸素または酸素を
含む化合物のうち少なくとも１つを含む第１のガスを接
触させると共にホトマスクを通した光を照射して前記化
合物半導体基板と前記第１のガスを反応させることによ
り、前記光が照射されなかった領域には不安定な酸化膜
を、前記光が照射された領域には安定な酸化膜をそれぞ
れ形成する第１の工程と、前記化合物半導体基板をエッ
チングし得るガスを含む第２のガスを前記酸化膜に接触
させることにより、前記不安定な酸化膜を除去し、露出
した前記化合物半導体基板表面に前記第２のガスを接触
させる第２の工程とを含むことを特徴とする化合物半導
体の構造形成方法。 - 【請求項２】前記化合物半導体基板としてIII−Ｖ族化
合物半導体基板を用い、前記第１の工程、及び前記第２
の工程に引き続き、前記III−Ｖ族化合物半導体基板を
構成するＶ族元素或いは該Ｖ族元素を含む化合物の減圧
された気体雰囲気中で前記III−Ｖ族化合物半導体基板
を加熱する第３の工程と、前記III−Ｖ族化合物半導体
基板の表面に半導体を成長する第４の工程とを含むこと
を特徴とする請求項１記載の化合物半導体の構造形成方
法。 - 【請求項３】前記第１及び前記第２の工程は、前記第１
のガスまたは前記第２のガス以外の残留ガスの分圧が１
×10-3Torr以下の真空中で連続して行われることを特徴
とする請求項１記載の化合物半導体の構造形成方法。 - 【請求項４】前記第１、前記第２、前記第３、及び前記
第４の工程は前記第１のガスまたは前記第２のガス以外
の残留ガスの分圧が１×10-3Torr以下の真空中で連続し
て行われることを特徴とする請求項２記載の化合物半導
体の構造形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281876A JP2683612B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 化合物半導体の構造形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281876A JP2683612B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 化合物半導体の構造形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145128A JPH03145128A (ja) | 1991-06-20 |
| JP2683612B2 true JP2683612B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=17645202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1281876A Expired - Lifetime JP2683612B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 化合物半導体の構造形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683612B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4612085A (en) * | 1985-04-10 | 1986-09-16 | Texas Instruments Incorporated | Photochemical patterning |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1281876A patent/JP2683612B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03145128A (ja) | 1991-06-20 |
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