JPH0267721A - 化合物半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
化合物半導体薄膜の製造方法Info
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- JPH0267721A JPH0267721A JP21910388A JP21910388A JPH0267721A JP H0267721 A JPH0267721 A JP H0267721A JP 21910388 A JP21910388 A JP 21910388A JP 21910388 A JP21910388 A JP 21910388A JP H0267721 A JPH0267721 A JP H0267721A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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薄膜の選択的成長方法に関する。
［従来の技術］
従来のＧａＡｓ、Ａｊ２ＧａＡｓ等のＩＩＩ −Ｖ族化
合物半導体薄膜の選択的成長方法は、ジャーナル・才ブ
・クリスタル・グロウス（ＪＨｒｎａｌ ｏｆ（：ｒｙ
ｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈｌ Ｖ ｏ ｌ 、 ７３、（
１９８５）Ｐ７３〜Ｐ７６に見られるように、有機金属
を原料とする科学気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法と記す
）による場合には、ＧａＡＳ単結晶基板上にＳｉＮｘ等
の誘電体膜をパターン状に形成し、反応圧力が低く、基
板温度の高い条件で得られるものであった。
合物半導体薄膜の選択的成長方法は、ジャーナル・才ブ
・クリスタル・グロウス（ＪＨｒｎａｌ ｏｆ（：ｒｙ
ｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈｌ Ｖ ｏ ｌ 、 ７３、（
１９８５）Ｐ７３〜Ｐ７６に見られるように、有機金属
を原料とする科学気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法と記す
）による場合には、ＧａＡＳ単結晶基板上にＳｉＮｘ等
の誘電体膜をパターン状に形成し、反応圧力が低く、基
板温度の高い条件で得られるものであった。
また、ＩｎＰ等のＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体薄膜の選
択的成長方法は、アプライド・フィジックス・レタース
（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）
Ｖ ｏ ｌ 、 ４７ （１９８５）ＰＩ １２７〜Ｐ
１１２９に見られるようにクロライド気相成長法（以下
クロライドＶＰＥ法と記す）を用い、ＩｎＰ単結晶基板
上にＳｉＯ□等の誘電体膜をパターン状に形成し、得ら
れるものであった。
択的成長方法は、アプライド・フィジックス・レタース
（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）
Ｖ ｏ ｌ 、 ４７ （１９８５）ＰＩ １２７〜Ｐ
１１２９に見られるようにクロライド気相成長法（以下
クロライドＶＰＥ法と記す）を用い、ＩｎＰ単結晶基板
上にＳｉＯ□等の誘電体膜をパターン状に形成し、得ら
れるものであった。
またＺｎ５ｅ等のＩＩ −Ｖｌ族化合物半導体薄膜の選
択的成長法は、応用物理学会講演予稿集（昭和６２年秋
季、１８ａ−Ｘ−９）に見られるようにＭＯＣＶＤ法を
用いＧａＡｓ単結晶基板上にＳ ｉ Ｏｚ等の誘電体膜
をパターン状に形成し、反応圧力が低く、基板温度の高
い条件で得られるものであった。
択的成長法は、応用物理学会講演予稿集（昭和６２年秋
季、１８ａ−Ｘ−９）に見られるようにＭＯＣＶＤ法を
用いＧａＡｓ単結晶基板上にＳ ｉ Ｏｚ等の誘電体膜
をパターン状に形成し、反応圧力が低く、基板温度の高
い条件で得られるものであった。
〔発明が解決しようとする課題１
しかし、前述の従来技術ではＧａＡｓの選択成長の場合
、６５０℃以上の高い基板温度を必要とし、半導体レー
ザや光電気集積回路（以下０ＥＩＣと記す）に応用する
場合、他の機能素子や活性層の特性を劣化させるという
問題点を有していた。また、ＡＪ２ＧａＡｓの選択成長
の場合には７００℃以上の高い基板温度を必要とし更に
、Ａｆｆｘ Ｇａ＋−ｘ ＡｓのＡｎ組成Ｘが０．３５
以上の選択成長は得られないという問題点を有していた
。ＡＪ２組成の大きい薄膜が選択成長できないために、
任意にエネルギーギャップ（以下Ｅｇと記す）の異なる
薄膜を得られないため、応用範囲が制限されるという問
題点を有している。
、６５０℃以上の高い基板温度を必要とし、半導体レー
ザや光電気集積回路（以下０ＥＩＣと記す）に応用する
場合、他の機能素子や活性層の特性を劣化させるという
問題点を有していた。また、ＡＪ２ＧａＡｓの選択成長
の場合には７００℃以上の高い基板温度を必要とし更に
、Ａｆｆｘ Ｇａ＋−ｘ ＡｓのＡｎ組成Ｘが０．３５
以上の選択成長は得られないという問題点を有していた
。ＡＪ２組成の大きい薄膜が選択成長できないために、
任意にエネルギーギャップ（以下Ｅｇと記す）の異なる
薄膜を得られないため、応用範囲が制限されるという問
題点を有している。
また、ＩｎＰ等の選択成長においては、クロライドＶＰ
Ｅを用いるため、Ａｌ２Ｉ ｎＰ等のＡｌ２を含む化合
物半導体薄膜が成長できず、大きなＥｇを有し且つ発光
特性のある薄膜成長が不可能であるという問題点を有し
ていた。
Ｅを用いるため、Ａｌ２Ｉ ｎＰ等のＡｌ２を含む化合
物半導体薄膜が成長できず、大きなＥｇを有し且つ発光
特性のある薄膜成長が不可能であるという問題点を有し
ていた。
またＺｎ５ｅ等のＩＩ −Ｖｌ族化合物半導体の選択成
長においても、６００℃以上の高い基板温度を必要とし
、ＧａＡＳ基板とＺｎ５ｅ薄膜の界面にはＺｎの拡散等
の不安定性が生じ、基板上に形成した他の機能素子の特
性を劣化させるという問題点を有していた。
長においても、６００℃以上の高い基板温度を必要とし
、ＧａＡＳ基板とＺｎ５ｅ薄膜の界面にはＺｎの拡散等
の不安定性が生じ、基板上に形成した他の機能素子の特
性を劣化させるという問題点を有していた。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところはＩＩＩ −Ｖ族及びＩＩ −■族
化合物半導体薄膜を、自由な組成比において、低い基板
温度の条件のもとて選択的にエピタキシャル成長させ得
る製造方法を提供するところにある。
の目的とするところはＩＩＩ −Ｖ族及びＩＩ −■族
化合物半導体薄膜を、自由な組成比において、低い基板
温度の条件のもとて選択的にエピタキシャル成長させ得
る製造方法を提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の化合物半導体薄膜の製造方法は、半導体基板上
の一部にマスクを形成する手段と前記マスクの形成され
た半導体基板上に化合物半導体薄膜をエピタキシャル成
長する手段と前記エピタキシャル成長中に光照射する手
段を含む化合物半導体薄膜の選択的製造方法において、
前記エピタキシャル成長する手段が、有機金属化合物を
原料とする結晶成長法であることを特徴としている。
の一部にマスクを形成する手段と前記マスクの形成され
た半導体基板上に化合物半導体薄膜をエピタキシャル成
長する手段と前記エピタキシャル成長中に光照射する手
段を含む化合物半導体薄膜の選択的製造方法において、
前記エピタキシャル成長する手段が、有機金属化合物を
原料とする結晶成長法であることを特徴としている。
また前記光照射が、前記有機金属化合物のいずれかの光
吸収領域内にある波長の紫外光を照射することによって
行なわれることを特徴としている。
吸収領域内にある波長の紫外光を照射することによって
行なわれることを特徴としている。
また前記紫外光の波長が１５０〜３４０ｎｍであること
を特徴としている。
を特徴としている。
また前記紫外光を発する光源がエキシマ−レザ発振器で
あることを特徴としている。
あることを特徴としている。
また前記紫外光の照射光強度が０．１Ｗ／ｃｍ２〜２０
Ｗ ／ ｃ ｍ ”であることを特徴とじている。
Ｗ ／ ｃ ｍ ”であることを特徴とじている。
また前記エキシマ−レーザ光の発振繰り返し周波数が５
Ｈｚ〜２００Ｈｚであることを特徴としている。
Ｈｚ〜２００Ｈｚであることを特徴としている。
また前記紫外光が、ビーム形状において、正方もしくは
円形のビーム形状に整形する光学系と平行ビームに整形
する光学系を通して整形された後、前記基板に対して垂
直に照射されることを特徴としている。
円形のビーム形状に整形する光学系と平行ビームに整形
する光学系を通して整形された後、前記基板に対して垂
直に照射されることを特徴としている。
［作 用］
本発明の上記の構成によれば、エピタキシャル成長中に
光照射を行なうことにより、マスク上では堆積物が形成
される前に、光エネルギーを吸着分子が吸収し、ガス雰
囲気中に再度蒸発してしまいマスク上には堆積が起こら
ない、マスクに覆われていない半導体基板表面において
は、光照射によって、低温においても、良好な特性を有
する結晶層が成長する。従って低い基板温度において選
択的成長が可能となる。更に原料に有機金属化合物を用
いることによって、紫外光による光化学反応が有効に促
進され、マスク上に吸着された反応種の再蒸発が起こる
。紫外光の波長としては原料である有機金属化合物のい
ずれかの光吸収領域にある波長が必要であり、この領域
以外の波長においてはマスク上にも堆積が起こる。はと
んどの有機金属化合物は１５０〜３４０ｎｍの波長で光
吸収を起こし、またこの波長においである程度の光パワ
ーを必要とするため、エキシマ−レーザ発振器を用いる
ことが最も有効な方法となる。
光照射を行なうことにより、マスク上では堆積物が形成
される前に、光エネルギーを吸着分子が吸収し、ガス雰
囲気中に再度蒸発してしまいマスク上には堆積が起こら
ない、マスクに覆われていない半導体基板表面において
は、光照射によって、低温においても、良好な特性を有
する結晶層が成長する。従って低い基板温度において選
択的成長が可能となる。更に原料に有機金属化合物を用
いることによって、紫外光による光化学反応が有効に促
進され、マスク上に吸着された反応種の再蒸発が起こる
。紫外光の波長としては原料である有機金属化合物のい
ずれかの光吸収領域にある波長が必要であり、この領域
以外の波長においてはマスク上にも堆積が起こる。はと
んどの有機金属化合物は１５０〜３４０ｎｍの波長で光
吸収を起こし、またこの波長においである程度の光パワ
ーを必要とするため、エキシマ−レーザ発振器を用いる
ことが最も有効な方法となる。
［実 施 例］
本発明を実施例に基づきさらに詳述する。
第１図は本発明の実施例におけるＧａＡｓ薄膜の選択成
長法を示した製造工程図である。（１０１）のＧａＡｓ
単結晶基板上に（１０２）の誘電体膜を形成する（第１
図（ａ）、（ｂ））、次に（１０２）を任意の形状に残
して、エツチング除去する（第１図（Ｃ））、次に、こ
の基板上に（１０５）のＧａＡｓ層をエピタキシャル成
長させるが、この時、同時に（１０４）の光照射を基板
全面に行なう（第１図（ｄ））、この場合、繰り返し周
波数５０ＨｚのＡｒＦエキシマ−レーザ光（波長１９３
ｎｍ）を用いて照射光強度５Ｗ／ｃｍ”を照射すると（
１０３）のパターニングした誘電体膜上では、いかなる
堆積物も得られず、ＧａＡｓ表面上に（１０５）のＧａ
Ａｓ単結晶薄膜の成長が起こった（第１図（ｄ））、同
様の現象は、ＡｎＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｚｎ５ｅ、ＺｎＳ
等の種々の化合物半導体の成長時にも起こり、良好な選
択成長が可能であった。第２図は本発明の実施例におけ
るＡβＧａＡｓ薄膜の選択成長の場合のＭＯＣＶＤ法に
よる成長装置の基本構成図を示す、（２１６）の反応管
には（２０８）の石英窓が設置されており、（２０３）
の光照射が可能なようになっている。（２０５）のサセ
プター上に（２０４）のＧａＡｓ単結晶基板を設置し、
（２０７）の高周波発振器により基板温度を保持する。
長法を示した製造工程図である。（１０１）のＧａＡｓ
単結晶基板上に（１０２）の誘電体膜を形成する（第１
図（ａ）、（ｂ））、次に（１０２）を任意の形状に残
して、エツチング除去する（第１図（Ｃ））、次に、こ
の基板上に（１０５）のＧａＡｓ層をエピタキシャル成
長させるが、この時、同時に（１０４）の光照射を基板
全面に行なう（第１図（ｄ））、この場合、繰り返し周
波数５０ＨｚのＡｒＦエキシマ−レーザ光（波長１９３
ｎｍ）を用いて照射光強度５Ｗ／ｃｍ”を照射すると（
１０３）のパターニングした誘電体膜上では、いかなる
堆積物も得られず、ＧａＡｓ表面上に（１０５）のＧａ
Ａｓ単結晶薄膜の成長が起こった（第１図（ｄ））、同
様の現象は、ＡｎＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｚｎ５ｅ、ＺｎＳ
等の種々の化合物半導体の成長時にも起こり、良好な選
択成長が可能であった。第２図は本発明の実施例におけ
るＡβＧａＡｓ薄膜の選択成長の場合のＭＯＣＶＤ法に
よる成長装置の基本構成図を示す、（２１６）の反応管
には（２０８）の石英窓が設置されており、（２０３）
の光照射が可能なようになっている。（２０５）のサセ
プター上に（２０４）のＧａＡｓ単結晶基板を設置し、
（２０７）の高周波発振器により基板温度を保持する。
Ｇａ及びＡ２の原料は、トリメチルガリウム（以下ＴＭ
Ｇと記す）及びトリメチルアルミニウム（以下ＴＭＡと
記す）を用い、（２１６）、（２１７）のシリンダー中
の各原料が水素ガスをキャリアとして反応管中に導入さ
れる。（２０９）のボンベからアルシン（以下Ａ ｓ
Ｈａと記す）ガスを反応管中に導入し、（２０４）の基
板上にエピタキシャル成長させる。その時、同時に（２
０１）の繰り返し周波数７０ＨｚのＡｒＦエキシマ−レ
ーザからの紫外光（波長１９３ｎｍ）が（２０２）の光
学系を通して平行ビームとなり基板全面に一様に照射す
る。ＧａＡｓ基板の表面には、ＳｉＯ□膜がパターン状
に形成されており、第１図（ｄ）に示したように、Ｇａ
Ａｓの面が露出した部分にだけＡｇ、ＧａＡｓ結晶薄膜
の成長が可能であった。基板温度は３００〜６００°Ｃ
の低温で選択成長し、低温成長においてもバンド端発光
の強い結晶性の良好な結晶を得ることができた。照射光
を１５０ｎｍ以下の波長の重水素ランプあるいは３５０
ｎｍのＸｅＦエキシマ−レーザ光を用いると、５ｉＯｚ
ｌｌｌ上には多結晶のＡβＧａＡｓあるいは粒状のＡＪ
２ＧａＡｓが堆積してしまいデバイスへの応用が困難と
なる。ＡＥｌｌＧ ａ ＋−いＡｓの選択成長は、光照
射のない場合にはＡＩ２組成組成０．３５以下でないと
不可能であったが、本実施例では、０≦Ｘ≦１のあらゆ
る組成範囲において選択成長が可能であった。第３図は
本発明の実施例におけるＧａＡｓ薄膜の選択成長の場合
の有機金属を原料とする分子線エピタキシー法（以下Ｍ
ＯＭＢＥ法と記す）による成長装置の基本構成図を示す
、超高真空容器（３０５）には石英窓（３０３）が設置
され、内部に（３０７）の基板加熱用ヒーターが設置さ
れている。（３１３）、（３１４）のガス供給源からＴ
ＭＧ、ＡｓＨａを（３０５）内に導入しく３０６）のＧ
ａＡｓ基板上にＧａＡｓのエピタキシャル成長を行なう
ものであるが、その時（３０１）の繰り返し周波数５０
ＨｚのＫｒＣβエキシマ−レーザから発する紫外光を照
射光強度１０Ｗ／ｃｍ”で、（３０２）の光学系を通し
て（３０６）の基板表面上に照射する。（３０６）の基
板には、第１図（Ｃ）のように、ＳｉＯ□膜がパターン
状に形成されている。第１図（ｄ）に示したように、Ｇ
ａＡｓの面が露出した部分にだけＧａＡｓ結晶薄膜の成
長が可能であった。基板温度は３００℃〜６００℃の低
温で選択成長し、低温成長においても、バンド端発光の
強い結晶性の良好な結晶薄膜を得ることができた。この
場合、原料にＴＭＧを用いているが、Ｇａ及びＡｓの分
子線を用いて、エピタキシャル成長させると光照射の効
果は現われず、選択成長は不可能であった。
Ｇと記す）及びトリメチルアルミニウム（以下ＴＭＡと
記す）を用い、（２１６）、（２１７）のシリンダー中
の各原料が水素ガスをキャリアとして反応管中に導入さ
れる。（２０９）のボンベからアルシン（以下Ａ ｓ
Ｈａと記す）ガスを反応管中に導入し、（２０４）の基
板上にエピタキシャル成長させる。その時、同時に（２
０１）の繰り返し周波数７０ＨｚのＡｒＦエキシマ−レ
ーザからの紫外光（波長１９３ｎｍ）が（２０２）の光
学系を通して平行ビームとなり基板全面に一様に照射す
る。ＧａＡｓ基板の表面には、ＳｉＯ□膜がパターン状
に形成されており、第１図（ｄ）に示したように、Ｇａ
Ａｓの面が露出した部分にだけＡｇ、ＧａＡｓ結晶薄膜
の成長が可能であった。基板温度は３００〜６００°Ｃ
の低温で選択成長し、低温成長においてもバンド端発光
の強い結晶性の良好な結晶を得ることができた。照射光
を１５０ｎｍ以下の波長の重水素ランプあるいは３５０
ｎｍのＸｅＦエキシマ−レーザ光を用いると、５ｉＯｚ
ｌｌｌ上には多結晶のＡβＧａＡｓあるいは粒状のＡＪ
２ＧａＡｓが堆積してしまいデバイスへの応用が困難と
なる。ＡＥｌｌＧ ａ ＋−いＡｓの選択成長は、光照
射のない場合にはＡＩ２組成組成０．３５以下でないと
不可能であったが、本実施例では、０≦Ｘ≦１のあらゆ
る組成範囲において選択成長が可能であった。第３図は
本発明の実施例におけるＧａＡｓ薄膜の選択成長の場合
の有機金属を原料とする分子線エピタキシー法（以下Ｍ
ＯＭＢＥ法と記す）による成長装置の基本構成図を示す
、超高真空容器（３０５）には石英窓（３０３）が設置
され、内部に（３０７）の基板加熱用ヒーターが設置さ
れている。（３１３）、（３１４）のガス供給源からＴ
ＭＧ、ＡｓＨａを（３０５）内に導入しく３０６）のＧ
ａＡｓ基板上にＧａＡｓのエピタキシャル成長を行なう
ものであるが、その時（３０１）の繰り返し周波数５０
ＨｚのＫｒＣβエキシマ−レーザから発する紫外光を照
射光強度１０Ｗ／ｃｍ”で、（３０２）の光学系を通し
て（３０６）の基板表面上に照射する。（３０６）の基
板には、第１図（Ｃ）のように、ＳｉＯ□膜がパターン
状に形成されている。第１図（ｄ）に示したように、Ｇ
ａＡｓの面が露出した部分にだけＧａＡｓ結晶薄膜の成
長が可能であった。基板温度は３００℃〜６００℃の低
温で選択成長し、低温成長においても、バンド端発光の
強い結晶性の良好な結晶薄膜を得ることができた。この
場合、原料にＴＭＧを用いているが、Ｇａ及びＡｓの分
子線を用いて、エピタキシャル成長させると光照射の効
果は現われず、選択成長は不可能であった。
前述と同様の方法によって、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系のＩ
ＩＩ −Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長可能な
あらゆる組み合せの混晶においても、低い基板温度にお
いて選択成長が可能であり、また２ｎＳｅ、ＺｎＳ等の
ＩＩ −Ｖｌ族化合物半導体のエピタキシャル成長可能
なあらゆる組み合せの混晶においても、低い基板温度に
おいて選択成長が可能であった。また前記実施例におい
て光照射光強度がＯ、ｌ Ｗ ／ ｃ ｍ ”以下の場
合には吸着分子の分解よりも、熱的な分解堆積が多く起
こり選択成長が不可能であった。逆に２０ Ｗ ／ ｃ
ｍ ”以上の強照射を行なうと、選択成長した半導体
薄膜に損傷が発生し、半導体としての特性が劣化すると
いう問題を生じた。更に照射光の繰り返し周波数が５Ｈ
ｚより小さいときは吸着分子の分解よりも、速く熱的な
分解堆積が起こってしまい、選択成長が不可能であった
。第４図は、本発明の一実施例における光照射光学系の
主要構成図である。（４０１）のエキシマ−レーザから
発した光は（４０２）のシャッターを通して、（４０３
）、（４０４）のシリンドリカルレンズにより正方形に
近い形に整形され（４０５）のミラーによって方向を曲
げる。その後（４０６）の凹レンズ、（４０７）の凸レ
ンズによって、平行ビーム（４０８）となり、（４０９
）の基板表面上に垂直に照射が行なわれる。これにより
、エキシマ−レーザ光は有効に基板表面に達し、無効と
なる光出力を極力おさえることが可能であった。
ＩＩ −Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長可能な
あらゆる組み合せの混晶においても、低い基板温度にお
いて選択成長が可能であり、また２ｎＳｅ、ＺｎＳ等の
ＩＩ −Ｖｌ族化合物半導体のエピタキシャル成長可能
なあらゆる組み合せの混晶においても、低い基板温度に
おいて選択成長が可能であった。また前記実施例におい
て光照射光強度がＯ、ｌ Ｗ ／ ｃ ｍ ”以下の場
合には吸着分子の分解よりも、熱的な分解堆積が多く起
こり選択成長が不可能であった。逆に２０ Ｗ ／ ｃ
ｍ ”以上の強照射を行なうと、選択成長した半導体
薄膜に損傷が発生し、半導体としての特性が劣化すると
いう問題を生じた。更に照射光の繰り返し周波数が５Ｈ
ｚより小さいときは吸着分子の分解よりも、速く熱的な
分解堆積が起こってしまい、選択成長が不可能であった
。第４図は、本発明の一実施例における光照射光学系の
主要構成図である。（４０１）のエキシマ−レーザから
発した光は（４０２）のシャッターを通して、（４０３
）、（４０４）のシリンドリカルレンズにより正方形に
近い形に整形され（４０５）のミラーによって方向を曲
げる。その後（４０６）の凹レンズ、（４０７）の凸レ
ンズによって、平行ビーム（４０８）となり、（４０９
）の基板表面上に垂直に照射が行なわれる。これにより
、エキシマ−レーザ光は有効に基板表面に達し、無効と
なる光出力を極力おさえることが可能であった。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、次のような効果を有
する。
する。
（１）化合物半導体薄膜の選択成長が低い基板温度で可
能なために、光デバイスあるいは０ＥＩＣ等に用いれば
、他の機能素子や活性層の特性を劣化されせることなく
デバイスの平坦化等の重要なプロセスを実行できる。
能なために、光デバイスあるいは０ＥＩＣ等に用いれば
、他の機能素子や活性層の特性を劣化されせることなく
デバイスの平坦化等の重要なプロセスを実行できる。
（２）光照射により、はとんど任意の組み合せの混晶薄
膜の選択成長が可能であるため、Ｅｇを制御して、任意
の形状に成長できる。そのため、短波長発光材料を埋め
込み成長に用い、低損失光導波路の形成や、短波長半導
体レーザを用いた０ＥＩＣ等の実現が可能となる。
膜の選択成長が可能であるため、Ｅｇを制御して、任意
の形状に成長できる。そのため、短波長発光材料を埋め
込み成長に用い、低損失光導波路の形成や、短波長半導
体レーザを用いた０ＥＩＣ等の実現が可能となる。
（３）光照射により、エピタキシャル成長した薄膜の結
晶性は、従来の低温成長した薄膜より向上し、そのまま
１機能素子を形成することが可能である。従って光デバ
イスや０ＥＩＣのプロセスを簡略化し、信頼性も向上さ
せるという効果を有する。
晶性は、従来の低温成長した薄膜より向上し、そのまま
１機能素子を形成することが可能である。従って光デバ
イスや０ＥＩＣのプロセスを簡略化し、信頼性も向上さ
せるという効果を有する。
（４）紫外線照射であるため基板温度の上昇が起こらず
、マスク上の吸着分子を有効に再蒸発させ、選択成長が
可能である。
、マスク上の吸着分子を有効に再蒸発させ、選択成長が
可能である。
（５）照射光強度が適正な範囲であるため、エピタキシ
ャル成長した薄膜に損傷を起こすことがなく、結晶性の
高い薄膜が得られる。
ャル成長した薄膜に損傷を起こすことがなく、結晶性の
高い薄膜が得られる。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の化合物半導体薄膜の製
造方法の一実施例を示す製造工程図。 第２図は本発明の化合物半導体薄膜の製造方法の一実施
例を示す製造装置の基本構成図。 第３図は本発明の化合物半導体薄膜の製造方法の一実施
例を示す製造装置の基本構成図。 第４図は本発明の化合物半導体薄膜の製造方法の一実施
例を示す光照射光学系の構成図。 （１０１） ・・・・・・・単結晶半導体基板（１０
２） ・・・・・・・誘電体膜（１０３） ・・・
・・・・パターン状に残った誘電体膜 （１０４） ・・・・・・・照射光 （１０５） ・・・・・・・化合物半導体薄膜（２０
１）、（３０１）、（４０１） ・・・・・・・エキシマ−レーザ 、（３０２） ・光学系 、 （３０４） 、 （４０８） ・・・・・・・エキシマ−レーザ光 、（３０６）、（４０９） ・・・・・・・基板 、（４１０） ・サセプター 、（４１１） ・反応管 ・・・・・・・高周波電源 、（３０３） ・石英窓 、（２１０）、（３１４）。 ・・・・・・・原料源 〜（２１５）、（３１１）〜 ・・・・・・ マスフローコントロ ーラ 、（２１？） ・有機金属 〜（２２３） ・バルブ 、（３０９） ・ターボ分子ポンプ 、（２２６）、（３１０） ・・・・・・ ・ロークリポンプ ・・・・・・・除害装置 （３０５） ・・・・・・・反応炉 （３０７） ・・・・・・・基板加熱ヒータ（４０２
） ・・・・・・・シャッター（４０３）、（４０４
） ・シリンドリカルレンズ （４０５） ・・・・・・・ζツー （４０６） ・・・・・・・凹レンズ（４０７）
・・・・・・・凸レンズ以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
造方法の一実施例を示す製造工程図。 第２図は本発明の化合物半導体薄膜の製造方法の一実施
例を示す製造装置の基本構成図。 第３図は本発明の化合物半導体薄膜の製造方法の一実施
例を示す製造装置の基本構成図。 第４図は本発明の化合物半導体薄膜の製造方法の一実施
例を示す光照射光学系の構成図。 （１０１） ・・・・・・・単結晶半導体基板（１０
２） ・・・・・・・誘電体膜（１０３） ・・・
・・・・パターン状に残った誘電体膜 （１０４） ・・・・・・・照射光 （１０５） ・・・・・・・化合物半導体薄膜（２０
１）、（３０１）、（４０１） ・・・・・・・エキシマ−レーザ 、（３０２） ・光学系 、 （３０４） 、 （４０８） ・・・・・・・エキシマ−レーザ光 、（３０６）、（４０９） ・・・・・・・基板 、（４１０） ・サセプター 、（４１１） ・反応管 ・・・・・・・高周波電源 、（３０３） ・石英窓 、（２１０）、（３１４）。 ・・・・・・・原料源 〜（２１５）、（３１１）〜 ・・・・・・ マスフローコントロ ーラ 、（２１？） ・有機金属 〜（２２３） ・バルブ 、（３０９） ・ターボ分子ポンプ 、（２２６）、（３１０） ・・・・・・ ・ロークリポンプ ・・・・・・・除害装置 （３０５） ・・・・・・・反応炉 （３０７） ・・・・・・・基板加熱ヒータ（４０２
） ・・・・・・・シャッター（４０３）、（４０４
） ・シリンドリカルレンズ （４０５） ・・・・・・・ζツー （４０６） ・・・・・・・凹レンズ（４０７）
・・・・・・・凸レンズ以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
Claims (7)
- （１）半導体基板上の一部にマスクを形成する手段と前
記マスクの形成された半導体基板上に化合物半導体薄膜
をエピタキシャル成長する手段と前記エピタキシャル成
長中に光照射する手段を含む化合物半導体薄膜の選択的
製造方法において、前記エピタキシャル成長する手段が
、有機金属化合物を原料とする結晶成長法であることを
特徴とする化合物半導体薄膜の製造方法。 - （２）前記光照射が、前記有機金属化合物のいずれかの
光吸収領域内にある波長の紫外光を照射することによっ
て行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の化合物半導体薄膜の製造方法。 - （３）前記紫外光の波長が１５０〜３４０ｎｍであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化合物半導
体薄膜の製造方法。 - （４）前記紫外光を発する光源がエキシマーレーザ発振
器であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
化合物半導体薄膜の製造方法。 - （５）前記紫外光の照射光強度が０．１Ｗ／ｃｍ＾２〜
２０Ｗ／ｃｍ＾２であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の化合物半導体薄膜の製造方法。 - （６）前記エキシマーレーザ光の発振繰り返し周波数が
５Ｈｚ以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の化合物半導体薄膜の製造方法。 - （７）前記紫外光が、ビーム形状において、正方もしく
は円形のビーム形状に整形する光学系と平行ビームに整
形する光学系を通して整形された後、前記基板に対して
垂直に照射されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の化合物半導体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21910388A JPH0267721A (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 化合物半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21910388A JPH0267721A (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 化合物半導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0267721A true JPH0267721A (ja) | 1990-03-07 |
Family
ID=16730306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21910388A Pending JPH0267721A (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 化合物半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0267721A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5708252A (en) * | 1986-09-26 | 1998-01-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Excimer laser scanning system |
| US6149988A (en) * | 1986-09-26 | 2000-11-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and system of laser processing |
| US6261856B1 (en) | 1987-09-16 | 2001-07-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and system of laser processing |
-
1988
- 1988-09-01 JP JP21910388A patent/JPH0267721A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5708252A (en) * | 1986-09-26 | 1998-01-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Excimer laser scanning system |
| US6149988A (en) * | 1986-09-26 | 2000-11-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and system of laser processing |
| US6261856B1 (en) | 1987-09-16 | 2001-07-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and system of laser processing |
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