JP2717165B2 - 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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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内部にパターンを有する構造
を形成する方法に係り、特に、III−Ｖ族化合物半導体
基板を空気に曝すことなく真空容器の中でパターンを形
成する方法、及び、その後薄層の結晶成長を行う埋込み
構造の形成方法に関する。
を形成する方法に係り、特に、III−Ｖ族化合物半導体
基板を空気に曝すことなく真空容器の中でパターンを形
成する方法、及び、その後薄層の結晶成長を行う埋込み
構造の形成方法に関する。
［従来の技術］ 従来、化合物半導体を用いた素子は、結晶成長及びエ
ッチングを数回繰り返し、さらに場合によっては不純物
を拡散させるなどの工程を経て作成されている。
ッチングを数回繰り返し、さらに場合によっては不純物
を拡散させるなどの工程を経て作成されている。
例えば、埋込み型半導体レーザチップを作成するに
は、次のような工程がとられる。
は、次のような工程がとられる。
第１番目に、GaAs基板に液相エピタキシャル法などに
より、GaAsバッファ層、AlGaAsクラッド層、GaAs活性
層、AlGaAsクラッド層、及びGaAs電極層を、必要な不純
物の添加を同時に行いながら成長させる。
より、GaAsバッファ層、AlGaAsクラッド層、GaAs活性
層、AlGaAsクラッド層、及びGaAs電極層を、必要な不純
物の添加を同時に行いながら成長させる。
第２番目に各層を成長させた半導体表面にSiO2膜等の
保護膜を形成し、その表面にレジストを塗布する。次に
レーザのストライプに相当するパターンを露光、現像し
てレジストにパターンを形成する。
保護膜を形成し、その表面にレジストを塗布する。次に
レーザのストライプに相当するパターンを露光、現像し
てレジストにパターンを形成する。
第３番目に、フッ化水素酸（HF）にこの半導体を接触
させレジストパターンの無い部分のSiO2膜等の保護膜を
除去する。その後有機溶剤などによりレジストパターン
を除去する。
させレジストパターンの無い部分のSiO2膜等の保護膜を
除去する。その後有機溶剤などによりレジストパターン
を除去する。
第４番目に、硫酸等を含むエッチング液（保護膜をエ
ッチしない）に半導体を接触させ、エピタキシャル層の
GaAsバッファ層に至る深さにまでエッチする。
ッチしない）に半導体を接触させ、エピタキシャル層の
GaAsバッファ層に至る深さにまでエッチする。
第５番目に、液層エピタキシャル法などにより、AlGa
As層を成長し、エッチングした部分を埋込む。
As層を成長し、エッチングした部分を埋込む。
第６番目に、表面に残っている保護膜を除去する。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の半導体構造の形成方法は多くの
工程を必要とし、その結果、作成に長時間を要するとい
う問題点がある。
工程を必要とし、その結果、作成に長時間を要するとい
う問題点がある。
また、溶液を用いたエッチングでパターンを形成する
ときは、半導体表面を大気に曝さなくてはならず、表面
に大気の汚染されるという問題点がある。
ときは、半導体表面を大気に曝さなくてはならず、表面
に大気の汚染されるという問題点がある。
本発明は、パターンの形成とその後の結晶成長を真空
容器内で連続して行う半導体構造の形成方法を提供する
ことを目的とする。
容器内で連続して行う半導体構造の形成方法を提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、III−Ｖ族化合物半導体基板の表面にマス
ク母材を原子層単位でエピタキシャル成長させ、該成長
させたマスク層母材に第１のガスを照射してマスク層と
する第１の工程と、前記マスク層の表面に電子ビームを
走査しながら照射することにより前記マスク層を選択的
に除去して所定のパターンを形成する第２の工程と、前
記第１のガスとは異なる第２のガスを照射して前記III
−Ｖ族化合物半導体を前記所定のパターンでエッチング
する第３の工程とを含み、前記第１及び第３の工程はそ
れぞれ１×10-5Torr以下にできる複数の真空容器内で連
続して行われることを特徴とするIII−Ｖ族化合物半導
体の構造形成方法である。
ク母材を原子層単位でエピタキシャル成長させ、該成長
させたマスク層母材に第１のガスを照射してマスク層と
する第１の工程と、前記マスク層の表面に電子ビームを
走査しながら照射することにより前記マスク層を選択的
に除去して所定のパターンを形成する第２の工程と、前
記第１のガスとは異なる第２のガスを照射して前記III
−Ｖ族化合物半導体を前記所定のパターンでエッチング
する第３の工程とを含み、前記第１及び第３の工程はそ
れぞれ１×10-5Torr以下にできる複数の真空容器内で連
続して行われることを特徴とするIII−Ｖ族化合物半導
体の構造形成方法である。
また、本発明は、前記３の工程のあと、電子ビームを
照射して前記マスク層を除去する第４の工程と、III−
Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル成長させる第５の工
程とを有することを特徴とするIII−Ｖ族化合物半導体
の構造形成方法である。
照射して前記マスク層を除去する第４の工程と、III−
Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル成長させる第５の工
程とを有することを特徴とするIII−Ｖ族化合物半導体
の構造形成方法である。
［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３図の装置は、この装置へのウエハーの出し入れを
行うためとエッチングマスクを形成するための成膜室3
1、エピタキシャル成長を行うためのMBE室32、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33を有している。
行うためとエッチングマスクを形成するための成膜室3
1、エピタキシャル成長を行うためのMBE室32、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33を有している。
これら成膜室31、MBE室32、およびエッチング室33は
それぞれ通路を介して試料交換室34に接続されている。
そして、各通路には、ゲートバルブ35a、35b及び35cが
設けられている。また、各室31,32,33及び34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
ットフィールドスルー36a、36b及び36cを用いて搬送す
ることができる。また、試料加熱室30が試料交換室34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34に接続されている。
そして、各通路には、ゲートバルブ35a、35b及び35cが
設けられている。また、各室31,32,33及び34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
ットフィールドスルー36a、36b及び36cを用いて搬送す
ることができる。また、試料加熱室30が試料交換室34に
通路を介して取り付けられている。
成膜室31には吸着分子層、あるいはガスと反応した層
を形成するための第１のガスを導入する第１のガス導入
部（図示せず）と、必要に応じて光を導入するための窓
311が設けられている。また、窓311の外側には光源、レ
ンズ等よりなる露光ユニット37が設置されている。
を形成するための第１のガスを導入する第１のガス導入
部（図示せず）と、必要に応じて光を導入するための窓
311が設けられている。また、窓311の外側には光源、レ
ンズ等よりなる露光ユニット37が設置されている。
さらに、エッチング室33には電子ビームを発生する電
子ビーム発生装置331と、エッチングに用いる第２のガ
スを導入するための第２のガス導入部38と、試料位置を
調整するマニピュレータ39とが備えられている。
子ビーム発生装置331と、エッチングに用いる第２のガ
スを導入するための第２のガス導入部38と、試料位置を
調整するマニピュレータ39とが備えられている。
第４図を参照すると電子ビーム発生装置331はエッチ
ング室33の上部に設置されており、電子ビーム41を試料
42の表面に照射するようになっている。また、第２のガ
ス導入部38のノズル43も試料42の表面にガスを照射でき
るように設けられている。さらに、試料42の下部にはヒ
ータ44が設けられており、電流導入端子45からの通電に
より試料42を加熱することができる。
ング室33の上部に設置されており、電子ビーム41を試料
42の表面に照射するようになっている。また、第２のガ
ス導入部38のノズル43も試料42の表面にガスを照射でき
るように設けられている。さらに、試料42の下部にはヒ
ータ44が設けられており、電流導入端子45からの通電に
より試料42を加熱することができる。
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３図、及び第４図を参照して説明する。
を第１図、第３図、及び第４図を参照して説明する。
まず、成膜室31に導入されたGaAs基板10をマグネット
フィードスルー36a及び36bを用いて試料加熱室30に搬送
した。試料加熱室30を１×10-8Torr以下に減圧し、試料
加熱室30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。
フィードスルー36a及び36bを用いて試料加熱室30に搬送
した。試料加熱室30を１×10-8Torr以下に減圧し、試料
加熱室30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をマグネットフィールドスルー36bによ
ってMBE室32に搬送した。MBE室32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.
2μｍ、AlxGa1-xAsクラッド層12（０＜ｘ＜１）を1.2μ
ｍ、及び、GaAsガイド層13を0.2μｍ連続的に成長させ
た。その後、マスク母材としてケイ素を1400℃の蒸気圧
で30分間堆積させ、単原子から数原子の層厚の堆積層14
aを形成した。そして、このウエハー15をMBE室32と超高
真空の通路により結合された試料交換室34を介してマグ
ネットフィードスルー36b等を用いて成膜室31へ搬送し
た。
ってMBE室32に搬送した。MBE室32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.
2μｍ、AlxGa1-xAsクラッド層12（０＜ｘ＜１）を1.2μ
ｍ、及び、GaAsガイド層13を0.2μｍ連続的に成長させ
た。その後、マスク母材としてケイ素を1400℃の蒸気圧
で30分間堆積させ、単原子から数原子の層厚の堆積層14
aを形成した。そして、このウエハー15をMBE室32と超高
真空の通路により結合された試料交換室34を介してマグ
ネットフィードスルー36b等を用いて成膜室31へ搬送し
た。
成膜室31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31に第１のガスである高純度酸素ガス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15表面上に照射し
た。このときウエハー15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37により、ウエハー15表面上に集光させた。
この操作によりGaAsガイド層13上の堆積層14aは酸化ケ
イ素膜14bとなった。この表面の酸化ケイ素膜14b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31に第１のガスである高純度酸素ガス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15表面上に照射し
た。このときウエハー15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37により、ウエハー15表面上に集光させた。
この操作によりGaAsガイド層13上の堆積層14aは酸化ケ
イ素膜14bとなった。この表面の酸化ケイ素膜14b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31の圧力を１×10-7
Torr以下に排気した後、この表面に酸化ケイ素膜14bを
付けたウエハー15をエッチング室33へ搬送した。
Torr以下に排気した後、この表面に酸化ケイ素膜14bを
付けたウエハー15をエッチング室33へ搬送した。
エッチング室33に搬送されたウエハー15をウエハーホ
ルダー（図示せず）に取り付け、ヒータ44によってその
温度を70℃とし、電子ビーム41をウエハー15の表面に照
射した。この電子ビーム41は、その径を50nmとし、且
つ、10pAの電流とし、150nm幅のライン・アンド・スペ
ースのパターンを描くように走査させた。これにより、
酸化ケイ素膜14bは電子ビームが照射された部分のみウ
エハー15表面から離脱した。即ち、電子ビームの走査に
従い、酸化ケイ素膜14bにライン・アンド・スペースの
パターンが形成された。
ルダー（図示せず）に取り付け、ヒータ44によってその
温度を70℃とし、電子ビーム41をウエハー15の表面に照
射した。この電子ビーム41は、その径を50nmとし、且
つ、10pAの電流とし、150nm幅のライン・アンド・スペ
ースのパターンを描くように走査させた。これにより、
酸化ケイ素膜14bは電子ビームが照射された部分のみウ
エハー15表面から離脱した。即ち、電子ビームの走査に
従い、酸化ケイ素膜14bにライン・アンド・スペースの
パターンが形成された。
続いて、電子ビームの照射を停止し、エッチング室33
内にノズル43から第２のガスである塩素ガス53を導入し
た。塩素ガス53の導入はウエハー表面上で直径数mmの範
囲にわたってブロードに照射される。この時、エッチン
グ室内の圧力は１×10-5Torrに上昇した。
内にノズル43から第２のガスである塩素ガス53を導入し
た。塩素ガス53の導入はウエハー表面上で直径数mmの範
囲にわたってブロードに照射される。この時、エッチン
グ室内の圧力は１×10-5Torrに上昇した。
塩素ガス53の導入により、ウエハー15は、第１図
（ｃ）に示すように硫化物膜15の除去された部分のみエ
ッチングされた。この塩素ガス53によるエッチングは、
最上部のGaAsガイド層13のみならず、その下のAlGaAsク
ラッド層12にも及び、そのエッチング速度はGaAs層13に
対しても、AlGaAs層12に対してもほぼ同じであった。
（ｃ）に示すように硫化物膜15の除去された部分のみエ
ッチングされた。この塩素ガス53によるエッチングは、
最上部のGaAsガイド層13のみならず、その下のAlGaAsク
ラッド層12にも及び、そのエッチング速度はGaAs層13に
対しても、AlGaAs層12に対してもほぼ同じであった。
本実施例では、化合物半導体表面にマスク母材を成長
させ、第１のガスを照射してマスク層化し、マスク層化
したマスク母材に電子ビームを照射して、パターン化
し、第２のガスを照射してエッチングを行うので、化合
物半導体表面近傍に結晶欠陥を引き起こすこと無く微細
なパターンを形成することができる。
させ、第１のガスを照射してマスク層化し、マスク層化
したマスク母材に電子ビームを照射して、パターン化
し、第２のガスを照射してエッチングを行うので、化合
物半導体表面近傍に結晶欠陥を引き起こすこと無く微細
なパターンを形成することができる。
次に、このGaAsガイド層13とAlGaAsクラッド層12とに
パターンを有するウエハー15の表面に電子ビームを照射
しながら繰り返し、走査掃引し、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、パター
ンを有する酸化ケイ素膜14bは全て除去され、純粋な結
晶表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。） 本実施例ではこのように清浄な表面が得られるので、
その表面にエピタキシャル成長層を形成できる。
パターンを有するウエハー15の表面に電子ビームを照射
しながら繰り返し、走査掃引し、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、パター
ンを有する酸化ケイ素膜14bは全て除去され、純粋な結
晶表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。） 本実施例ではこのように清浄な表面が得られるので、
その表面にエピタキシャル成長層を形成できる。
続いて、AlxGa1-xAs上部クラッド層16を1.5μｍ、GaA
s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。
s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、全ての工程を真空容器
内で行うのでエッチングの均一性、制御性、再現性の向
上が達成できた。
内で行うのでエッチングの均一性、制御性、再現性の向
上が達成できた。
なお、本実施例では、化合物半導体基板の表面にマス
クを形成するためのガス（第１のガス）として酸素を用
いた場合について説明したが、酸素の代わりに、砒素、
燐、硫黄、セレン、及びそれらを含むガス状化合物並び
にガス状アンモニアのうち少なくとも１つを含むガスを
用いることによっても同様な効果を得ることができた。
クを形成するためのガス（第１のガス）として酸素を用
いた場合について説明したが、酸素の代わりに、砒素、
燐、硫黄、セレン、及びそれらを含むガス状化合物並び
にガス状アンモニアのうち少なくとも１つを含むガスを
用いることによっても同様な効果を得ることができた。
また、本実施例では、第２のガスとして塩素ガスを用
いたが、ハロゲン、ハロゲン化合物、Ｖ族水素化物、水
素、及びこれらのラジカルのうち少なくとも１つのガス
を含むガスを用いても同様の効果が得られた。
いたが、ハロゲン、ハロゲン化合物、Ｖ族水素化物、水
素、及びこれらのラジカルのうち少なくとも１つのガス
を含むガスを用いても同様の効果が得られた。
さらに、本実施例ではマスク母材としてケイ素を用い
たが、アルミニウム、ヒ化アルミニウム、アルカリ土類
金属を用いても同様の効果が得られた。
たが、アルミニウム、ヒ化アルミニウム、アルカリ土類
金属を用いても同様の効果が得られた。
次に第２図を参照して第２の実施例を説明する。
第２図は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21をMBE室32に搬入し、その表面上にガス
ソースMBEを用いてInGaAsP層22を0.5μｍ成長させた。
そして、InGaAsP層22上には、アルミニウムを1100℃の
蒸気圧で４秒間堆積させ、単原子から数原子の層厚のア
ルミニウム層23aを形成した。
ソースMBEを用いてInGaAsP層22を0.5μｍ成長させた。
そして、InGaAsP層22上には、アルミニウムを1100℃の
蒸気圧で４秒間堆積させ、単原子から数原子の層厚のア
ルミニウム層23aを形成した。
このウエハー24を成膜室31に搬送し、第２図（ａ）に
示すように、酸素ガス51を導入圧力5mTorrで導入すると
共に、光ビーム52を照射して第２図（ｂ）に示すような
アルミニウム酸化物膜23bを形成した。
示すように、酸素ガス51を導入圧力5mTorrで導入すると
共に、光ビーム52を照射して第２図（ｂ）に示すような
アルミニウム酸化物膜23bを形成した。
このようにしてウエハー24の表面にアルミニウム酸化
物膜23bが形成されたInPウエハー24をエッチング室33に
搬送した。エッチング室33では、室33内にエッチングガ
ス54を導入すると共に、ウエハー24表面に電子ビームを
照射した。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。即ち、基板温度を300℃，エッチングガス5
4として、臭素：水素＝1:10（温度は350℃に上昇させ
た）を用いた。電子ビームは200nm幅のグレーティング
（ライン・アンド・スペース・パターン）を形成するよ
うに走査させた。
物膜23bが形成されたInPウエハー24をエッチング室33に
搬送した。エッチング室33では、室33内にエッチングガ
ス54を導入すると共に、ウエハー24表面に電子ビームを
照射した。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。即ち、基板温度を300℃，エッチングガス5
4として、臭素：水素＝1:10（温度は350℃に上昇させ
た）を用いた。電子ビームは200nm幅のグレーティング
（ライン・アンド・スペース・パターン）を形成するよ
うに走査させた。
このエッチングにより第２図（ｃ）に示すように電子
ビームを照射した領域のアルミニウム酸化物膜23bが除
去され、引き続きアルミニウム酸化物膜23bの除去され
た部分のInGaAsP層22のエッチングを行うことができ
た。
ビームを照射した領域のアルミニウム酸化物膜23bが除
去され、引き続きアルミニウム酸化物膜23bの除去され
た部分のInGaAsP層22のエッチングを行うことができ
た。
本実施例においても第１の実施例と同様に結晶欠陥を
引き起こすこと無く微細な加工をすることができる。
引き起こすこと無く微細な加工をすることができる。
続いて、第１の実施例と同様に、アルミニウム酸化物
膜23bを除去した。この後、InGaAsP活性層25、InP閉じ
込め層26、InGaAsPコンタクト層27を結晶成長した。
膜23bを除去した。この後、InGaAsP活性層25、InP閉じ
込め層26、InGaAsPコンタクト層27を結晶成長した。
この結果、第２図（ｄ）に示すように電子ビーム照射
領域の部分でメサが形成された。このときのエッチング
では、電子ビームを照射した部分のエッチングの深さは
約0.3μｍであり、エッチング面は鏡面であった。
領域の部分でメサが形成された。このときのエッチング
では、電子ビームを照射した部分のエッチングの深さは
約0.3μｍであり、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定されるものではな
く、半導体材料としてInAs,InSb,GaP,InGaAlP,AlGaSb等
の化合物半導体であっても良い。
く、半導体材料としてInAs,InSb,GaP,InGaAlP,AlGaSb等
の化合物半導体であっても良い。
［発明の効果］ 本発明によれば、化合物半導体表面にマスク母材をエ
ピタキシャル成長させたあと第１のガスを照射してマス
ク層化する第１の工程と、電子ビームを照射してマスク
層をパターン化する第２の工程と、第２のガスによるエ
ッチングを行う第３の工程とを真空容器内で連続的に行
うことで、基板を大気に曝す事なく制御された雰囲気内
での加工が可能となる。
ピタキシャル成長させたあと第１のガスを照射してマス
ク層化する第１の工程と、電子ビームを照射してマスク
層をパターン化する第２の工程と、第２のガスによるエ
ッチングを行う第３の工程とを真空容器内で連続的に行
うことで、基板を大気に曝す事なく制御された雰囲気内
での加工が可能となる。
さらに、マスク層を除去する第４の工程と、結晶成長
を行う第５の工程とを真空容器内で連続して行うこと
で、一連の基板加工プロセス及び結晶成長プロセスにお
いて化合物半導体を大気に曝すこと無く、制御された雰
囲気下で行うことができ、化合物半導体の表面汚染、あ
るいは界面での不純物の取り込みを押さえることができ
る。
を行う第５の工程とを真空容器内で連続して行うこと
で、一連の基板加工プロセス及び結晶成長プロセスにお
いて化合物半導体を大気に曝すこと無く、制御された雰
囲気下で行うことができ、化合物半導体の表面汚染、あ
るいは界面での不純物の取り込みを押さえることができ
る。
また、一つの装置内で、化合物半導体基板を大気に曝
すこと無く加工、成長ができるので半導体の表面洗浄等
の時間を省略することができる。
すこと無く加工、成長ができるので半導体の表面洗浄等
の時間を省略することができる。
さらに、ウエットエッチングに比べ、工程数が少なく
加工時間の短縮を計ることができる。
加工時間の短縮を計ることができる。
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図は本発明のパターン形成方法の第
２の実施例のプロセス工程図、、第３図は第１、第２の
実施例のプロセスで使用される真空システムの概略図、
第４図は第３図のエッチング室の斜視図である。 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,14a……堆積層、14b
……酸化ケイ素、15……ウエハー， 16……AlxGa1-xAs上部クラッド層， 17……GaAs酸化防止層,21……InP基板， 22……InGaAsP層,23a……アルミニウム層,23b……アル
ミニウム酸化物層,24……ウエハー,25……InGaAsP活性
層,26……InP閉じ込め層,27……InGaAsPコンタクト層,3
0……試料加熱室、31……成膜室,311……窓,32……MBE
室,33……エッチング室,34……試料交換室,35a,35b,35c
……ゲートバルブ,36a,36b,36c……マグネットフィード
スルー,37……露光ユニット,38……第２ガス導入部,39
……マニピュレータ,41……電子ビーム,42……GaAs基
板,43……ガスノズル,44……ヒーター,45……電流導入
端子,51……酸素ガス,52……光,53……塩素ガス、54…
…エッチングガス。
ロセス工程図、第２図は本発明のパターン形成方法の第
２の実施例のプロセス工程図、、第３図は第１、第２の
実施例のプロセスで使用される真空システムの概略図、
第４図は第３図のエッチング室の斜視図である。 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,14a……堆積層、14b
……酸化ケイ素、15……ウエハー， 16……AlxGa1-xAs上部クラッド層， 17……GaAs酸化防止層,21……InP基板， 22……InGaAsP層,23a……アルミニウム層,23b……アル
ミニウム酸化物層,24……ウエハー,25……InGaAsP活性
層,26……InP閉じ込め層,27……InGaAsPコンタクト層,3
0……試料加熱室、31……成膜室,311……窓,32……MBE
室,33……エッチング室,34……試料交換室,35a,35b,35c
……ゲートバルブ,36a,36b,36c……マグネットフィード
スルー,37……露光ユニット,38……第２ガス導入部,39
……マニピュレータ,41……電子ビーム,42……GaAs基
板,43……ガスノズル,44……ヒーター,45……電流導入
端子,51……酸素ガス,52……光,53……塩素ガス、54…
…エッチングガス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−76289（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−17948（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】III−Ｖ族化合物半導体の表面にマスク母
材をエピタキシャル成長させ、該成長させたマスク層母
材に第１のガスを照射してマスク層化する第１の工程
と、 前記マスク層の表面に電子ビームを走査しながら照射す
ることにより前記マスク層を選択的に除去して所定のパ
ターンを形成する第２の工程と、 前記第１のガスとは異なる第２のガスを照射して前記II
I−Ｖ族化合物半導体を前記所定のパターンでエッチン
グする第３の工程とを含み、 前記第１及至第３の工程はそれぞれ１×10-5Torr以下に
できる複数の真空容器内で連続して行われることを特徴
とするIII−Ｖ族化合物半導体の構造形成方法。 - 【請求項２】前記第１の工程と、前記第２の工程と、前
記第３の工程と、 電子ビームを照射して前記マスク層を除去する第４の工
程と、 III−Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル成長させる第
５の工程と、 を含むことを特徴とする請求項１記載のIII−Ｖ族化合
物半導体の構造形成方法。 - 【請求項３】前記マスク層母材として、アルカリ金属、
アルカリ土類金属、ケイ素、アルミニウム、砒化アルミ
ニウムのうち、少なくとも１つの物質を用いることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載のIII−Ｖ族化合物
半導体の構造形成方法。 - 【請求項４】前記第１のガスとして砒素、リン、イオ
ウ、セレン、酸素、炭化水素、を含むガス状物質、及
び、ガス状アンモニウムのうち少なくとも１つを含むガ
スを用いることを特徴とする請求項１、請求項２、又は
請求項３記載のIII−Ｖ族化合物半導体の構造形成方
法。 - 【請求項５】前記第２のガスは、ハロゲン、ハロゲン化
合物、５族水素化物、水素、酸素、及びこれらのラジカ
ルのうち少なくとも１つを含むガスであることを特徴と
する請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載
のIII−Ｖ族化合物半導体の構造形成方法。 - 【請求項６】前記第２の工程及び第３の工程が前記III
−Ｖ族化合物半導体基板を加熱しながら行われることを
特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、
又は請求項５記載のIII−Ｖ族化合物半導体の構造形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21152890A JP2717165B2 (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 化合物半導体の構造形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21152890A JP2717165B2 (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 化合物半導体の構造形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0496328A JPH0496328A (ja) | 1992-03-27 |
| JP2717165B2 true JP2717165B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=16607378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21152890A Expired - Lifetime JP2717165B2 (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 化合物半導体の構造形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717165B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-13 JP JP21152890A patent/JP2717165B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0496328A (ja) | 1992-03-27 |
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