JP4492553B2 - 半導体製造装置及び半導体製造方法 - Google Patents
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VCSELs", SPIE Vol.3003, pp.69-74, 1997をはじめ多くの報告が示すように、酸化されるAlAsあるいはAlGaAsの酸化レートは、サンプル温度、純水バブラー温度、窒素ガス輸送量、AlGaAs中のAlAs濃度、更にはAlAsあるいはAlGaAs層側面に付着する自然酸化膜の膜厚等、幾つもの因子により影響される。
また、上記の半導体製造装置では、前記酸化可能領域は、前記半導体層が積層された積層体から形成される半導体レーザ前駆体の内部に備えられていてもよい。また、前記モニター用サンプルは、前記半導体層が積層された積層体と同じ積層構造を有し且つ内部に酸化可能な領域を有していてもよい。
前記モニター用サンプルが、前記積層体の酸化可能領域の選択的に酸化しない未酸化領域の面積が所望の値になった場合に所定波長での反射率または所定波長帯域での平均反射率が一定になるように設計されており、前記反応制御手段は、前記モニター用サンプルの所定波長での反射率または所定波長帯域での平均反射率が一定になった場合に反応が終了するように、前記半導体レーザ前駆体の酸化反応を制御するようにしてもよい。
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態に係る半導体製造装置は、水蒸気酸化を行うための装置であり、図1に示すように、酸化炉10、図2に示す被測定物である正方形(矩形)形状の酸化可能領域12A(白抜き部分)を有する半導体前駆体12、酸化炉10内に配置された半導体前駆体12に光を照射する白色光源14、半導体前駆体12からの反射光を検出する反射光検出手段16、コンピュータ18、及びコンピュータ18に接続された表示手段としてのモニター20から構成されている。
第2の実施の形態に係る半導体製造装置は、被測定物として、酸化の進行度合いの追跡のためだけに半導体前駆体12の近傍に配置されたモニター用サンプル13を用いた以外は、第1の実施の形態と同様の構成であるので、同様の部分については説明を省略する。
R1:メサ底部の反射率
R2:酸化部の反射率
R3:未酸化部の反射率
S1:メサ底部の面積比率
モニター用サンプルAでは、S1=1−(B/L)2
モニター用サンプルBでは、S1=1−B/L
S2:酸化部の面積比率
モニター用サンプルAでは、S2=(B2−A2)/L2
モニター用サンプルBでは、S2=(B−A)/L
S3:未酸化部の面積比率
モニター用サンプルAでは、S3=A2/L2
モニター用サンプルBでは、S3=A/L
なお、モニター用サンプルAでは、A=B−2vtの関係が成立する。ここで、Lはサンプルの幅、Aは未酸化部の幅、Bは酸化可能領域の幅である。
また、AlAs層を酸化する例について説明したが、AlGaAsを酸化する場合、さらにはその他の半導体層でも酸化現象が発生する材料にはすべて同様に利用できる。
12 半導体前駆体
13 モニター用サンプル
14 白色光源
16 反射光検出手段
18 コンピュータ
20 モニター
22 ヒータ
24 バルブ
26 チョッパー
28、30 光ファイバー
29 フォトディテクター
Claims (17)
- 半導体層が積層された積層体の内部に備えられた酸化可能領域の一部を選択的に酸化する半導体製造装置であって、
酸化炉内の被測定物に光を照射する光源と、
酸化反応中の被測定物からの反射光を検出する反射光検出手段と、
該反射光検出手段で検出した反射光に基づいて、所定波長での反射率、所定波長での反射率の変化率、所定波長帯域での平均反射率、又は所定波長帯域での平均反射率の変化率を演算し、演算結果として得られた値が前記酸化可能領域の所望の選択的に酸化しない未酸化領域の面積に対応する所望の値になった場合に反応が終了するように、前記酸化可能領域の酸化反応を制御する反応制御手段と、
を備えた半導体製造装置。 - 前記演算結果を表示する表示手段を更に備えた請求項1に記載の半導体製造装置。
- 前記光源は、前記被測定物の表面層に光を照射する請求項1または2に記載の半導体製造装置。
- 前記被測定物は、前記半導体層が積層された積層体である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
- 前記被測定物は、前記半導体層が積層された積層体の近傍に配置されたモニター用サンプルである請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
- 前記モニター用サンプルは、反射率が酸化時間に比例して増加または減少するように形成されている請求項5に記載の半導体製造装置。
- 前記モニター用サンプルは、前記半導体層が積層された積層体と同じ積層構造を有し且つ内部に酸化可能な領域を有する請求項5または6に記載の半導体製造装置。
- 前記モニター用サンプルは、前記積層体の酸化可能領域の選択的に酸化しない未酸化領域の面積が所望の値になった場合に所定波長での反射率または所定波長帯域での平均反射率が一定になるように設計され、
前記反応制御手段は、前記モニター用サンプルの所定波長での反射率または所定波長帯域での平均反射率が一定になった場合に反応が終了するように、前記半導体レーザ前駆体の酸化反応を制御する請求項5乃至7のいずれか1項に記載の半導体製造装置。 - 前記酸化可能領域は、前記半導体層が積層された積層体から形成される半導体レーザ前駆体の内部に備えられた請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
- 半導体層が積層された積層体の内部に備えられた酸化可能領域の一部を選択的に酸化する半導体製造方法であって、
酸化炉内の被測定物に光を照射して、酸化反応中の被測定物からの反射光を検出し、
検出した反射光に基づいて、所定波長での反射率、所定波長での反射率の変化率、所定波長帯域での平均反射率、又は所定波長帯域での平均反射率の変化率を演算し、
演算結果として得られた値が前記酸化可能領域の所望の選択的に酸化しない未酸化領域の面積に対応する所望の値になった場合に反応が終了するように、前記酸化可能領域の酸化反応を制御して、
半導体を製造する半導体製造方法。 - 前記被測定物の表面層に光を照射する請求項10に記載の半導体製造方法。
- 前記被測定物は、前記半導体層が積層された積層体である請求項10または11に記載の半導体製造方法。
- 前記被測定物は、前記積層体の近傍に配置されたモニター用サンプルである請求項10乃至12のいずれか1項に記載の半導体製造方法。
- 前記モニター用サンプルは、反射率が酸化時間に比例して増加または減少するように形成されている請求項13に記載の半導体製造方法。
- 前記モニター用サンプルは、前記半導体層が積層された積層体と同じ積層構造を有し且つ内部に酸化可能な領域を有する請求項13または14に記載の半導体製造方法。
- 前記モニター用サンプルは、前記積層体の酸化可能領域の選択的に酸化未酸化領域の面積が所望の値になった場合に所定波長での反射率または所定波長帯域での平均反射率が一定になるように設計され、
前記モニター用サンプルの所定波長での反射率または所定波長帯域での平均反射率が一定になった場合に反応が終了するように、前記半導体レーザ前駆体の酸化反応を制御する請求項13乃至15のいずれか1項に記載の半導体製造方法。 - 前記酸化可能領域は、前記半導体層が積層された積層体から形成される半導体レーザ前駆体の内部に備えられた請求項10乃至16のいずれか1項に記載の半導体製造方法。
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