JP2858095B2 - 化合物半導体の微細埋込構造の形成方法 - Google Patents
化合物半導体の微細埋込構造の形成方法Info
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- JP2858095B2 JP2858095B2 JP7063041A JP6304195A JP2858095B2 JP 2858095 B2 JP2858095 B2 JP 2858095B2 JP 7063041 A JP7063041 A JP 7063041A JP 6304195 A JP6304195 A JP 6304195A JP 2858095 B2 JP2858095 B2 JP 2858095B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体の微細埋
込構造の形成方法に関し、特に、超高真空下で化合物半
導体の加工を行う真空一貫プロセスに利用される化合物
半導体の微細埋込構造の形成方法に関する。
込構造の形成方法に関し、特に、超高真空下で化合物半
導体の加工を行う真空一貫プロセスに利用される化合物
半導体の微細埋込構造の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、微細構造を利用したマイクロデバ
イスや、化合物半導体によるＯＥＩＣ（光電子集積回
路）等の集積デバイスを作製する方法として、真空雰囲
気下で化合物半導体に連続して加工を施す真空一貫プロ
セスが注目され、様々な研究が行われている。
イスや、化合物半導体によるＯＥＩＣ（光電子集積回
路）等の集積デバイスを作製する方法として、真空雰囲
気下で化合物半導体に連続して加工を施す真空一貫プロ
セスが注目され、様々な研究が行われている。
【０００３】従来の真空一貫プロセスの代表的なものと
して、収束イオンビーム（ＦＩＢ）や電子ビーム（Ｅ
Ｂ）と、分子線結晶成長法（ＭＢＥ）とを組み合わせる
ものが知られており、このプロセスは、実際に、いくつ
かの微細構造やデバイスの作製に利用されている。
して、収束イオンビーム（ＦＩＢ）や電子ビーム（Ｅ
Ｂ）と、分子線結晶成長法（ＭＢＥ）とを組み合わせる
ものが知られており、このプロセスは、実際に、いくつ
かの微細構造やデバイスの作製に利用されている。
【０００４】従来の真空一貫プロセスの一例として、酸
化膜を使用するＥＢ−ＭＢＥプロセスによる埋込構造等
の作製プロセスについて説明する。このプロセスは、ま
ず、基板、例えば、ＧａＡｓ（００１）基板上に、ＭＢ
Ｅ法を用いてＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系のエピタキシャ
ル層を成長させる。次に、エピタキシャル層の表面を酸
素ガス雰囲気に晒すとともに光を照射して、エピタキシ
ャル層の表面に酸化膜を形成する。次に、高真空中また
は塩素ガス雰囲気中で、形成した酸化膜に、選択的に電
子ビームを照射してパターニングする。そして、パター
ニングされた酸化膜をマスクとして、塩素ガスを用いて
エピタキシャル層のエッチングを行う。最後に、Ａｓ雰
囲気下で基板を昇温してやれば、エピタキシャル層の表
面の酸化膜はすべて除去される。この後、続けて、Ａｌ
ＧａＡｓ等のワイドギャップ材料のエピタキシャル成長
を行うことにより埋込構造を作製させることができる。
化膜を使用するＥＢ−ＭＢＥプロセスによる埋込構造等
の作製プロセスについて説明する。このプロセスは、ま
ず、基板、例えば、ＧａＡｓ（００１）基板上に、ＭＢ
Ｅ法を用いてＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系のエピタキシャ
ル層を成長させる。次に、エピタキシャル層の表面を酸
素ガス雰囲気に晒すとともに光を照射して、エピタキシ
ャル層の表面に酸化膜を形成する。次に、高真空中また
は塩素ガス雰囲気中で、形成した酸化膜に、選択的に電
子ビームを照射してパターニングする。そして、パター
ニングされた酸化膜をマスクとして、塩素ガスを用いて
エピタキシャル層のエッチングを行う。最後に、Ａｓ雰
囲気下で基板を昇温してやれば、エピタキシャル層の表
面の酸化膜はすべて除去される。この後、続けて、Ａｌ
ＧａＡｓ等のワイドギャップ材料のエピタキシャル成長
を行うことにより埋込構造を作製させることができる。
【０００５】以上のように、ＥＢ−ＭＢＥによる真空一
貫プロセスは、基板を大気に晒すことも、有機物系のレ
ジスト材を使用することもないので、被加工材の表面汚
染を著しく回避でき、高品質な埋込構造を実現できる。
また、このプロセスでは、埋込構造だけでなく、多様な
微細構造を作製することもできる。このため、この種の
真空一貫プロセスは、微細構造を利用した将来のマイク
ロデバイスや集積デバイス作製に不可欠の技術であると
考えられている。
貫プロセスは、基板を大気に晒すことも、有機物系のレ
ジスト材を使用することもないので、被加工材の表面汚
染を著しく回避でき、高品質な埋込構造を実現できる。
また、このプロセスでは、埋込構造だけでなく、多様な
微細構造を作製することもできる。このため、この種の
真空一貫プロセスは、微細構造を利用した将来のマイク
ロデバイスや集積デバイス作製に不可欠の技術であると
考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな真空一貫プロセスで作製した微細構造が、真に従来
法によるものと比較して高品質（汚染などが無く、光学
的、電気的特性が優れている）かどうかを、発明者らが
検討したところ、単に真空一貫プロセスで作製しただけ
では高品質なものが得られないことが見いだされた。
うな真空一貫プロセスで作製した微細構造が、真に従来
法によるものと比較して高品質（汚染などが無く、光学
的、電気的特性が優れている）かどうかを、発明者らが
検討したところ、単に真空一貫プロセスで作製しただけ
では高品質なものが得られないことが見いだされた。
【０００７】例えば、前述したプロセスを利用して、ス
トライプ状ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子細線を形成した
場合、ストライプの方向を［１１０］方向に沿って形成
した場合は全く高品質なものが得られなかった。これ
は、ストライプが［１１０］方向に沿ってエッチングで
形成されると、逆メサと呼ばれるアンダーカットがスト
ライプ下部に形成されるため、あるいは、そこまで至ら
なくても側壁の傾斜が急峻となり、再成長の際に分子ビ
ームの当たらない影の部分が存在するようになって、ス
トライプ側壁部の再成長結晶の完全性が阻害されるため
である。
トライプ状ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子細線を形成した
場合、ストライプの方向を［１１０］方向に沿って形成
した場合は全く高品質なものが得られなかった。これ
は、ストライプが［１１０］方向に沿ってエッチングで
形成されると、逆メサと呼ばれるアンダーカットがスト
ライプ下部に形成されるため、あるいは、そこまで至ら
なくても側壁の傾斜が急峻となり、再成長の際に分子ビ
ームの当たらない影の部分が存在するようになって、ス
トライプ側壁部の再成長結晶の完全性が阻害されるため
である。
【０００８】このように、従来の真空一貫プロセスを用
いた化合物半導体の微細埋込構造の形成方法では、必ず
しも高品質な微細埋込構造を形成することができないと
いう問題点がある。
いた化合物半導体の微細埋込構造の形成方法では、必ず
しも高品質な微細埋込構造を形成することができないと
いう問題点がある。
【０００９】本発明は、ＭＢＥによる再成長を含む真空
一貫プロセスおいて、高品質な微細埋込構造を安定して
形成することができる微細埋込構造の形成方法を提供す
ることを目的とする。
一貫プロセスおいて、高品質な微細埋込構造を安定して
形成することができる微細埋込構造の形成方法を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、 化合物
半導体層にストライプを形成する第１の工程と、新たな
化合物半導体層をＭＢＥ法により成長させて前記ストラ
イプを埋め込む第２の工程とを、高真空下で連続して行
なう化合物半導体の微細埋込構造の形成方法において、
前記第２の工程が、前記ストライプに対して互いに異な
る角度で配置された複数のＶ族ソースを用いて行われる
ことを特徴とする化合物半導体の微細埋込構造の形成方
法が得られる。
半導体層にストライプを形成する第１の工程と、新たな
化合物半導体層をＭＢＥ法により成長させて前記ストラ
イプを埋め込む第２の工程とを、高真空下で連続して行
なう化合物半導体の微細埋込構造の形成方法において、
前記第２の工程が、前記ストライプに対して互いに異な
る角度で配置された複数のＶ族ソースを用いて行われる
ことを特徴とする化合物半導体の微細埋込構造の形成方
法が得られる。
【００１２】
【作用】エッチングによるストライプの形成を［１バー
１０］方向に沿って行うと、ストライプの側壁は純メサ
と呼ばれる傾斜の緩い側壁となる。したがって、ＭＢＥ
ソースビームを照射する際、側壁に影が現れず、良好な
再成長結晶を側壁上に形成することができ、高品質の埋
込構造を実現できる。
１０］方向に沿って行うと、ストライプの側壁は純メサ
と呼ばれる傾斜の緩い側壁となる。したがって、ＭＢＥ
ソースビームを照射する際、側壁に影が現れず、良好な
再成長結晶を側壁上に形成することができ、高品質の埋
込構造を実現できる。
【００１３】また、複数のＶ族ソースからのビームを、
ストライプに対して異なる角度で照射するようにしたこ
とで、逆メサと呼ばれる傾斜の鋭い側壁上にも影が現れ
ず、良好な再結晶を側壁上に形成することができ、高品
質の埋込構造を実現できる。
ストライプに対して異なる角度で照射するようにしたこ
とで、逆メサと呼ばれる傾斜の鋭い側壁上にも影が現れ
ず、良好な再結晶を側壁上に形成することができ、高品
質の埋込構造を実現できる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。始めに、本発明の一実施例に使用される装置につ
いて簡単に説明する。図２に示すように、この装置は、
試料の出し入れを行うための導入室２１、エピタキシャ
ル成長を行うためのＭＢＥ室２２、エッチングを行うた
めのエッチング室２３、酸化膜を形成するための表面処
理室２４、及びオージェ分析室２５を有し、これらの室
は、それそれゲートバルブ２６を有する通路２７を介し
て試料交換室２８に接続されている。また、試料交換室
２８には、試料加熱室２９も接続されている。
する。始めに、本発明の一実施例に使用される装置につ
いて簡単に説明する。図２に示すように、この装置は、
試料の出し入れを行うための導入室２１、エピタキシャ
ル成長を行うためのＭＢＥ室２２、エッチングを行うた
めのエッチング室２３、酸化膜を形成するための表面処
理室２４、及びオージェ分析室２５を有し、これらの室
は、それそれゲートバルブ２６を有する通路２７を介し
て試料交換室２８に接続されている。また、試料交換室
２８には、試料加熱室２９も接続されている。
【００１５】エッチング室２３には、エッチングガスを
導入するためのガス導入制御系２３１、パターニング用
電子ビームを発生する電子ビーム発生装置２３２、内部
に導入した試料を移動させるためのマニピュレータ２３
３等が配設されている。また、表面処理室２４には、酸
素ガスを導入するためのバリアブルリークバルブ２４１
と、光源からの光を取り入れるための石英窓２４２が設
けられている。
導入するためのガス導入制御系２３１、パターニング用
電子ビームを発生する電子ビーム発生装置２３２、内部
に導入した試料を移動させるためのマニピュレータ２３
３等が配設されている。また、表面処理室２４には、酸
素ガスを導入するためのバリアブルリークバルブ２４１
と、光源からの光を取り入れるための石英窓２４２が設
けられている。
【００１６】また、各室には、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）が接続
されており、各室を独立して真空排気することができ
る。さらに、この装置にはマグネットフィードスルー３
０が、試料をどの室へでも搬送できるように、試料交換
室２８及び及びその他の室に設けられている。
ンプ、イオンポンプ等の真空ポンプ（図示せず）が接続
されており、各室を独立して真空排気することができ
る。さらに、この装置にはマグネットフィードスルー３
０が、試料をどの室へでも搬送できるように、試料交換
室２８及び及びその他の室に設けられている。
【００１７】次に、図３を参照して、エッチング室につ
いて説明する。エッチング室２３の内部には、試料３１
を保持するホルダー３２、ホルダー３２を加熱するヒー
ター３３、及び、試料３１にガスを照射するためのガス
ノズル３４が設けられている。なお、ホルダー３２は、
マニピュレータ２３３に接続されている。
いて説明する。エッチング室２３の内部には、試料３１
を保持するホルダー３２、ホルダー３２を加熱するヒー
ター３３、及び、試料３１にガスを照射するためのガス
ノズル３４が設けられている。なお、ホルダー３２は、
マニピュレータ２３３に接続されている。
【００１８】次に、本発明の一実施例を図１乃至図３を
参照して説明する。まず、試料導入室２１にＧａＡｓ
（００１）基板１０を導入し、マグネットフィードスル
ー３０を用いて、試料加熱室２９に搬送した。そして、
試料加熱室２９を１×１０-8Torr以下に減圧し、試料加
熱室２９に設けられた加熱装置で、ＧａＡｓ基板１０を
２００℃にまで加熱し、１０分間保持した。この処理に
より、ＧａＡｓ基板１０に吸着している水分等を除去
し、清浄な表面を得ることができた。
参照して説明する。まず、試料導入室２１にＧａＡｓ
（００１）基板１０を導入し、マグネットフィードスル
ー３０を用いて、試料加熱室２９に搬送した。そして、
試料加熱室２９を１×１０-8Torr以下に減圧し、試料加
熱室２９に設けられた加熱装置で、ＧａＡｓ基板１０を
２００℃にまで加熱し、１０分間保持した。この処理に
より、ＧａＡｓ基板１０に吸着している水分等を除去
し、清浄な表面を得ることができた。
【００１９】次に、マグネットフィードスルー３０を用
いて、基板１０をＭＢＥ室２２へ搬送した。そして、図
１（ａ）に示すように、基板１０上に加工の対象となる
化合物半導体層１１を所定の厚さになるまでＭＢＥ成長
させた。ここでは、化合物半導体層１１として、ＡｌＧ
ａＡｓ層１１ａ、ＧａＡｓ層１１ｂ、及びＡｌＧａＡｓ
層１１ｃを有するＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子井戸構造
を形成したとする。さらに、酸化膜を形成するために、
ＡｌＧａＡｓ層１１ｃの表面上にＧａＡｓ層１１ｄを形
成した。
いて、基板１０をＭＢＥ室２２へ搬送した。そして、図
１（ａ）に示すように、基板１０上に加工の対象となる
化合物半導体層１１を所定の厚さになるまでＭＢＥ成長
させた。ここでは、化合物半導体層１１として、ＡｌＧ
ａＡｓ層１１ａ、ＧａＡｓ層１１ｂ、及びＡｌＧａＡｓ
層１１ｃを有するＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子井戸構造
を形成したとする。さらに、酸化膜を形成するために、
ＡｌＧａＡｓ層１１ｃの表面上にＧａＡｓ層１１ｄを形
成した。
【００２０】次に、化合物半導体層１１を成長させた基
板１０（以下、ウエハーと呼ぶ）を、マグネットフィー
ドスルー３０を用い、試料交換室２８を経由して表面処
理室２４に搬送した。表面処理室２４では、バリアブル
リークバルブ２４１を通して酸素ガスを１気圧になるま
で導入するとともに、ハロゲンランプからの光を石英窓
２４２を通してウエハーの表面に照射して、光酸化膜１
２を形成した。その後、表面処理室２４内を１×１０-8
Torrまで再排気し、続いて、ウエハーを試料交換室を経
てエッチング室２３に搬送した。
板１０（以下、ウエハーと呼ぶ）を、マグネットフィー
ドスルー３０を用い、試料交換室２８を経由して表面処
理室２４に搬送した。表面処理室２４では、バリアブル
リークバルブ２４１を通して酸素ガスを１気圧になるま
で導入するとともに、ハロゲンランプからの光を石英窓
２４２を通してウエハーの表面に照射して、光酸化膜１
２を形成した。その後、表面処理室２４内を１×１０-8
Torrまで再排気し、続いて、ウエハーを試料交換室を経
てエッチング室２３に搬送した。
【００２１】ウエハーをエッチング室２３に搬入した
後、エッチング室２３にガスノズル３４からエッチング
ガス１３を導入した。このときエッチング室２３内の圧
力は、８×１０-5Torrに上昇した。なお、エッチングガ
スとしては、Ｃｌ2 、Ｂｒ2 、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＣＨ3
Ｂｒ、及びＣＦ3 Ｂｒ、あるいは、これらの混合ガスを
用いることができる。
後、エッチング室２３にガスノズル３４からエッチング
ガス１３を導入した。このときエッチング室２３内の圧
力は、８×１０-5Torrに上昇した。なお、エッチングガ
スとしては、Ｃｌ2 、Ｂｒ2 、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＣＨ3
Ｂｒ、及びＣＦ3 Ｂｒ、あるいは、これらの混合ガスを
用いることができる。
【００２２】また、エッチング室２３にエッチングガス
１３を導入しながら、同時に、ウエハーの表面に電子ビ
ーム発生装置２３２からの電子ビーム１４を［１バー１
０］方向に沿って照射した。ここで、［１バー１０］方
向は数式１で表される方向である。
１３を導入しながら、同時に、ウエハーの表面に電子ビ
ーム発生装置２３２からの電子ビーム１４を［１バー１
０］方向に沿って照射した。ここで、［１バー１０］方
向は数式１で表される方向である。
【００２３】
【数１】 エッチングガス１３は、ウエハーの表面で直径数mm程度
の範囲にわたってブロードに照射されが、電子ビーム１
４は、直径数nmにまで絞り込まれ、ウエハー表面上で走
査される。このように、エッチングガス１３雰囲気中
で、ウエハー表面に電子ビーム１４を照射すると、図１
（ｂ）に示すように、電子ビーム１４を照射した領域の
み、酸化膜１２が除去され、酸化膜１２はパターニング
された。なお、初めに、ウエハーの表面に電子ビームの
みを照射して、その後ウエハーの表面をエッチングガス
に晒した場合も、同様に酸化膜のパターニングを実現で
きることが他の実験で確認されている。
の範囲にわたってブロードに照射されが、電子ビーム１
４は、直径数nmにまで絞り込まれ、ウエハー表面上で走
査される。このように、エッチングガス１３雰囲気中
で、ウエハー表面に電子ビーム１４を照射すると、図１
（ｂ）に示すように、電子ビーム１４を照射した領域の
み、酸化膜１２が除去され、酸化膜１２はパターニング
された。なお、初めに、ウエハーの表面に電子ビームの
みを照射して、その後ウエハーの表面をエッチングガス
に晒した場合も、同様に酸化膜のパターニングを実現で
きることが他の実験で確認されている。
【００２４】次に、電子ビームの照射を停止し、エッチ
ングガス１３の照射のみを継続すると、図１（ｃ）に示
すように、化合物半導体層１１が、酸化膜の開口部でエ
ッチングガス１３に晒され、エッチングされた。即ち、
酸化膜１２はエッチングマスクとして働いた。このとき
のエッチング速度は、ウエハー温度７０℃で、１００nm
/minであった。この後、ＡｌＧａＡｓ層１１ａに到達す
る深さまで、即ち、ＧａＡｓ層１１ｂが、細線構造とな
るまでエッチングを行って、エッチングガスの照射を停
止し、エッチング室２３内を排気して、ウエハーを再度
ＭＢＥ室２２へ搬送した。
ングガス１３の照射のみを継続すると、図１（ｃ）に示
すように、化合物半導体層１１が、酸化膜の開口部でエ
ッチングガス１３に晒され、エッチングされた。即ち、
酸化膜１２はエッチングマスクとして働いた。このとき
のエッチング速度は、ウエハー温度７０℃で、１００nm
/minであった。この後、ＡｌＧａＡｓ層１１ａに到達す
る深さまで、即ち、ＧａＡｓ層１１ｂが、細線構造とな
るまでエッチングを行って、エッチングガスの照射を停
止し、エッチング室２３内を排気して、ウエハーを再度
ＭＢＥ室２２へ搬送した。
【００２５】次に、ＭＢＥ室２２に搬送したウエハー
を、真空中、あるいは、Ａｓ雰囲気下で５００℃に加熱
し、数分間保持した。すると、ウエハーの表面の酸化膜
１２は、図１（ｄ）に示すようにすべて除去された。こ
の後、引き続きＭＢＥ室２２において、所望の埋込成長
層（例えばＡｌＧａＡｓ層）１５を形成すると、図１
（ｅ）に示すように埋込構造を形成することができた。
また、絶縁膜、金属膜等も形成できることが確認でき
た。
を、真空中、あるいは、Ａｓ雰囲気下で５００℃に加熱
し、数分間保持した。すると、ウエハーの表面の酸化膜
１２は、図１（ｄ）に示すようにすべて除去された。こ
の後、引き続きＭＢＥ室２２において、所望の埋込成長
層（例えばＡｌＧａＡｓ層）１５を形成すると、図１
（ｅ）に示すように埋込構造を形成することができた。
また、絶縁膜、金属膜等も形成できることが確認でき
た。
【００２６】さて、上記のようにして形成した埋込構造
の品質評価をフォトルミネッセンス法を用いて評価し
た。ここでは、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子井戸構造に
エッチングを施してストライプ状に加工した試料と比較
することにより評価を行った。
の品質評価をフォトルミネッセンス法を用いて評価し
た。ここでは、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子井戸構造に
エッチングを施してストライプ状に加工した試料と比較
することにより評価を行った。
【００２７】エッチングを施しただけの量子井戸ストラ
イプでは、量子井戸が露出しており、この場合は、再結
合準位が露出した表面に形成される。結果的に、励起さ
れたキャリアは、この露出した表面で再結合するため
に、その発光強度はストライプの幅が細くなればなるほ
ど減少する。これに対し、量子井戸ストライプをワイド
ギャップ材料で埋め込むと、ストライプ幅の減少に伴う
発光強度の低下を抑えることができる。したがって、ス
トライプ幅の減少に伴うフォトルミネッセンス強度の低
下の度合いをみれば、埋込構造の品質を評価することが
できる。図４にその結果を示す。
イプでは、量子井戸が露出しており、この場合は、再結
合準位が露出した表面に形成される。結果的に、励起さ
れたキャリアは、この露出した表面で再結合するため
に、その発光強度はストライプの幅が細くなればなるほ
ど減少する。これに対し、量子井戸ストライプをワイド
ギャップ材料で埋め込むと、ストライプ幅の減少に伴う
発光強度の低下を抑えることができる。したがって、ス
トライプ幅の減少に伴うフォトルミネッセンス強度の低
下の度合いをみれば、埋込構造の品質を評価することが
できる。図４にその結果を示す。
【００２８】図４に示すように、本実施例により作製さ
れた量子井戸ストライプは、ストライプ幅が微小な領域
でのフォトルミネッセンス強度の低下が、埋込を行わな
いものに比べ、大幅に改善されている。また、ストライ
プを［１１０］方向に作製した場合と比べても大幅に改
善されていることは明らかである。
れた量子井戸ストライプは、ストライプ幅が微小な領域
でのフォトルミネッセンス強度の低下が、埋込を行わな
いものに比べ、大幅に改善されている。また、ストライ
プを［１１０］方向に作製した場合と比べても大幅に改
善されていることは明らかである。
【００２９】このように、本実施例によれば、ストライ
プを形成する方向を［１バー１０］方向としたことで、
エッチングによって形成されるストライプの側壁の傾斜
は緩く、その側壁の上に良好な再成長結晶を形成するこ
とができた。
プを形成する方向を［１バー１０］方向としたことで、
エッチングによって形成されるストライプの側壁の傾斜
は緩く、その側壁の上に良好な再成長結晶を形成するこ
とができた。
【００３０】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。ここで、第１実施例と同一の工程についてはその説
明を省略し、以下、埋込成長層の成長についてのみ説明
する。
る。ここで、第１実施例と同一の工程についてはその説
明を省略し、以下、埋込成長層の成長についてのみ説明
する。
【００３１】本実施例で使用するＭＢＥ室２２には、図
５に示すようにウエハー５１を加熱するための基板ヒー
タブロック５２と、ウエハー５１に向けられた複数のク
ヌードセンセル５３とが設けられている。また、クヌー
ドセンセル５３には、それぞれシャッター５４が設けら
れている。通常、複数のクヌードセンセル５３には、そ
れぞれ異なる原料が装填される。しかし、本実施例で
は、２つのクヌードセンセル５３にＡｓを装填し、Ｖ族
元素ソースセルとして使用した。他のクヌードセンセル
５３には、Ｇａ、Ａｌ、及びドーパントをそれぞれ装填
した。
５に示すようにウエハー５１を加熱するための基板ヒー
タブロック５２と、ウエハー５１に向けられた複数のク
ヌードセンセル５３とが設けられている。また、クヌー
ドセンセル５３には、それぞれシャッター５４が設けら
れている。通常、複数のクヌードセンセル５３には、そ
れぞれ異なる原料が装填される。しかし、本実施例で
は、２つのクヌードセンセル５３にＡｓを装填し、Ｖ族
元素ソースセルとして使用した。他のクヌードセンセル
５３には、Ｇａ、Ａｌ、及びドーパントをそれぞれ装填
した。
【００３２】Ａｓが装填される２つのクヌードセンセル
５３は、ウエハー５１に対してそれぞれ異なる角度（好
ましくは、ストライプに関して線対称の位置）となるよ
うに配置されており、逆メサのようにストライプ側壁の
傾斜が急な場合であってもストライプの側壁に分子ビー
ムの影が発生しないようにしている。これにより、本実
施例では、ストライプの形成方向によらず、たとえ、ス
トライプが［１バー１０］方向以外の方向に形成されて
いても、良好な再成長結晶を得ることができた。
５３は、ウエハー５１に対してそれぞれ異なる角度（好
ましくは、ストライプに関して線対称の位置）となるよ
うに配置されており、逆メサのようにストライプ側壁の
傾斜が急な場合であってもストライプの側壁に分子ビー
ムの影が発生しないようにしている。これにより、本実
施例では、ストライプの形成方向によらず、たとえ、ス
トライプが［１バー１０］方向以外の方向に形成されて
いても、良好な再成長結晶を得ることができた。
【００３３】なお、上記実施例では、酸化膜を電子ビー
ムでパターニングしてエッチングマスクとする例につい
て説明したが、これに限られるものではなく、被加工材
の表面の汚染が回避できる方法であれば良い。
ムでパターニングしてエッチングマスクとする例につい
て説明したが、これに限られるものではなく、被加工材
の表面の汚染が回避できる方法であれば良い。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、真空一貫プロセスで、
ストライプを埋め込む微細埋込構造の形成方法のおい
て、ストライプの形成方向を［１バー１０］方向とした
ことで、常に高品質の再成長結晶を得ることができる。
ストライプを埋め込む微細埋込構造の形成方法のおい
て、ストライプの形成方向を［１バー１０］方向とした
ことで、常に高品質の再成長結晶を得ることができる。
【００３５】また、本発明によれば、真空一貫プロセス
で、ストライプを埋め込む際に、Ｖ族元素を複数の異な
る方向から供給するようにしたことで、ストライプの形
成方向によらず、常に高品質の再成長結晶を得ることが
できる。
で、ストライプを埋め込む際に、Ｖ族元素を複数の異な
る方向から供給するようにしたことで、ストライプの形
成方向によらず、常に高品質の再成長結晶を得ることが
できる。
【図１】本発明の第１の実施例の工程図である。
【図２】図１の化合物半導体の微細埋込構造の形成方法
に使用される装置の模式図である。
に使用される装置の模式図である。
【図３】図２の装置のエッチング室２３の拡大模式図で
ある。
ある。
【図４】図１の方法で形成した量子井戸ストライプのス
トライプ幅とフォトルミネッセンス強度との関係を示す
グラフである。
トライプ幅とフォトルミネッセンス強度との関係を示す
グラフである。
【図５】本発明の第２の実施例に使用される装置のＭＢ
Ｅ室に備えられたソースセルの配置図である。
Ｅ室に備えられたソースセルの配置図である。
１０ ＧａＡｓ（００１）基板 １１ 化合物半導体層 １１ａ ＡｌＧａＡｓ層 １１ｂ ＧａＡｓ層 １１ｃ ＡｌＧａＡｓ層 １２ 光酸化膜 １３ エッチングガス １４ 電子ビーム １５ 埋込成長層 ２１ 導入室 ２２ ＭＢＥ室 ２３ エッチング室 ２３１ ガス導入制御系 ２３２ 電子ビーム発生装置 ２３３ マニピュレータ ２４ 表面処理室 ２４１ バリアブルリークバルブ ２４２ 石英窓 ２５ オージェ分析室 ２６ ゲートバルブ ２７ 通路 ２８ 試料交換室 ２９ 試料加熱室 ３０ マグネットフィードスルー ３１ 試料 ３２ ホルダー ３３ ヒーター ３４ ガスノズル ５１ ウエハー ５２ 基板ヒータブロック ５３ クヌードセンセル ５４ シャッター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロペス ロペス マキシモ 茨城県つくば市東新井７−３ プレジデ ントつくば304号 (56)参考文献 特開 平６−314705（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−94976（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−239725（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−12817（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−86685（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−222217（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/203 C30B 23/04 C30B 33/12 H01L 21/3065
Claims (2)
- 【請求項１】 化合物半導体層にストライプを形成する
第１の工程と、新たな化合物半導体層をＭＢＥ法により
成長させて前記ストライプを埋め込む第２の工程とを、
高真空下で連続して行なう化合物半導体の微細埋込構造
の形成方法において、前記第２の工程が、前記ストライ
プに対して互いに異なる角度で配置された複数のＶ族ソ
ースを用いて行われることを特徴とする化合物半導体の
微細埋込構造の形成方法。 - 【請求項２】 前記第１の工程が少なくとも塩素及び臭
素のいずれか一方を含むガスを用いて行われることを特
徴とする請求項１の化合物半導体の微細埋込構造の形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7063041A JP2858095B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | 化合物半導体の微細埋込構造の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7063041A JP2858095B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | 化合物半導体の微細埋込構造の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264443A JPH08264443A (ja) | 1996-10-11 |
| JP2858095B2 true JP2858095B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=13217859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7063041A Expired - Lifetime JP2858095B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | 化合物半導体の微細埋込構造の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2858095B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3763021B2 (ja) * | 2003-05-26 | 2006-04-05 | 学校法人関西学院 | 電子ビーム微細加工方法 |
| JP6123414B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2017-05-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体素子の製造方法、半導体素子の製造装置 |
-
1995
- 1995-03-22 JP JP7063041A patent/JP2858095B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08264443A (ja) | 1996-10-11 |
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|---|---|---|---|
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