JPH04192323A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04192323A
JPH04192323A JP31987190A JP31987190A JPH04192323A JP H04192323 A JPH04192323 A JP H04192323A JP 31987190 A JP31987190 A JP 31987190A JP 31987190 A JP31987190 A JP 31987190A JP H04192323 A JPH04192323 A JP H04192323A
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methyl
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造方法、特に、一部類域に絶縁膜の形成
された半導体結晶表面に半導体結晶を選択成長する方法
の改良に関し、 有機金属気相エピタキシ(以下、MOVPEと云う、)
法を使用して選択成長をなす場合の選択成長可能条件を
緩和する方法を提供することを目的とし、 部分的に開口部を有する選択成長用マスクを表面に形成
した後、メタン、または、メチル基と■族、■族、■族
、■族、もしくは、■族元素との化合物を熱分解法、プ
ラズマ照射分解法または光分解法を使用して分解して生
成したメチルラジカルを接触させながらなす有機金属気
相エピタキシ法を使用して選択成長をなすように構成す
る。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法、特に、一部類域に絶
縁膜の形成された半導体結晶表面に半導体結晶を選択成
長する方法の改良に関する。
〔従来の技術〕
高速動作の電子デバイス、半導体レーザに代表される光
デバイス、さらに、両者を同一の基板上に配置したオプ
トエレクトロエックス集積回路(ORIC)のようなデ
バイスを結晶成長技術により製造する際に、半導体結晶
面上にあらかじめ形成しておいた絶縁物と半導体結晶面
とに対する成長の選択性を利用することによって、さま
ざまな形状のデバイスを製造することができる。
従来、おもに■−v族化合物半導体結晶の成長方法で選
択成長の可能なものは、■族の金属を塩化物として成長
領域に供給するクロライドVPE法や■族元素を水素化
物として供給するハイドライドVPE法が主流であった
。しかし、これらの方法は反応の安定性が悪いうえ、特
にアルミニウムを含んだ3元以上の化合物半導体結晶の
成長が困難であるため、次第に、有機金属を使用するM
OVPE法が使用されるようになった。
〔発明が解決しようとするill!!I)MOVPE法
を使用して選択成長を実現するには、成長温度や成長圧
力、成長原料の供給量の条件を最適化することが必要で
あり、一般には選択成長を実現できる条件範囲は極めて
狭い、また、複数種の膜を積層形成する場合には、成長
温度をそれぞれの膜に対して最適に設定することが難し
いので選択成長がさらに困難になる。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、MO
VPE法を使用して選択成長をなす場合の選択成長可能
条件を緩和する方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段〕 上記の目的は、部分的に開口部を有する選択成長用マス
クを表面に形成した後、メチルラジカルを接触させなが
らなすMOVPE法を使用して選択成長をなす工程を有
する半導体装置の製造方法によって達成される。
なお、前記のメチルラジカルは、メタン、または、メチ
ル基と■族、■族、■族、V族、もしくは、■族元素と
の化合物を分解して生成し、また、その分解には、熱分
解法、プラズマ照射分解法または光分解法を使用するこ
とが好適である。
なお、メチル基と、■族、■族、■族、V族、または、
■族元素との化合物の例を化学式をもって以下に列記す
る。
」 (CHs )t Zn、(CHs )z Cd■ (CHs L Aj!、(CHs L Ga、(CH,
)* CaCj!、(CH3)1  (Ct Hs )
Ga。
(CH3)(Cm Hs )z Ga、(CHs)sl
n、(CHs )t  InCL  (CHs )t 
 (CxH,)In、CCH* )(Ct Hs )t
  In(CHs )a Si、(CHI )4 Ge
、(CHs )a S ns  (CHs ) a P
 b■慕 (CHs )s N、(CH3)3 P、(CHs)s
As、 (CHs )s  Sb、 (CHs)sBi
韮 (CH,)t  S、(CHs ) t  S e、 
(CH,)オ Te 〔作用〕 メチルラジカルを接触させながらMOVPE成長をなす
と選択成長が可能になるという本発明は、一部類域に二
酸化シリコン膜の形成されたGaAS結晶面上にGaA
s結晶を選択成長することについて実施した以下に示す
実験結果から見出された。
MOVPE装置を使用して、成長温度450″c1成長
圧力20Torrにおいて、一部類域に二酸化シリコン
膜の形成されたGaAs (001)結晶面上に水素、
トリエチルガリウム(Ga (Cm Hs )5、以下
、TEGと云う、)、水素、アルシン(Ashs)の順
に、それぞれ0.3秒、0. 5秒、0.3秒、5秒づ
一供給してCyaAs結晶を成長するサイクルを繰り返
した。なお、この時のアルシン(A s Hs )の濃
度は10%であり、供給量は480ccmである。この
時のTEGのモル分率(分子数比)と1サイクル当りの
成長膜厚との関係を第2図に示す、TEGのモル分率が
10XIO−’以上になると二酸化シリコン膜上にGa
Asの多結晶層が堆積し、選択成長は実現しなかった。
続いて、ガリウム原料としてTECのみを供給するので
はなく、 (イ)TEGとトリメチルガリウム(Ga (CHl)
5、以下、TMGと云う、〕とを混合して供給する。
(ロ)TEGを供給し、次にTMGを供給する。
(ハ)TMGを供給し、次にTEGを供給する。
の三つの場合について選択成長を観察した。
この結果、TEGのモル分率がl0XIO−’以上であ
っても、上記の(イ)と(ロ)においては選択成長が実
現されたが、(ハ)においては実現されなかった。
上記の実験結果から、TMGの分解によって生成される
メチルラジカルが、TEGの分解で作られるガリウムと
反応して二酸化シリコン膜上での結晶の核住成を抑制し
、選択成長を可能にするものと推測される。勿論、Ga
As (001)結晶面上にはGaAs層が正常に成長
した。
このように、TMGの分解によって生成されるメチルラ
ジカルは絶縁物と半導体結晶表面上とにおける結晶成長
の選択性を大きくする効果があることが発見されたが、
TMG自身にもガリウム原子が含まれているため、TE
Gのみを使用してGaAs層を成長する時の成長率を変
えてしまうことになる。そこで、メタン、または、メチ
ル基と■族、■族、■族、■族、もしくは、■族元素と
の化合物を分解してメチルラジカルを生成して成長面に
供給することによって、成長率に影響を与えることなく
選択成長が可能になることを確認した。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつ一1本発明の一実施例に係る選択
成長方法について説明する。
第1図参照 第1図は、MOVPE装置の模式図である0図において
、1は反応管であり、2は原料ガス供給口であり、3は
排気口であり、4はカーボンサセプタであり、5は高周
波コイル等の加熱手段であり、6はメタン等のメチルラ
ジカル生成用原料ガス供給口であり、7は高周波コイル
等のプラズマ発生手段である。
一部領域に二酸化シリコン膜の形成されたInP基板8
をサセプタ4上に載置して加熱手段5を使用して450
〜650°Cの温度に加熱する。排気口3から反応管1
を排気した後、原料ガス供給口2から例えば13.5℃
のトリエチルインジニウム(以下、TEIと云う、)2
0ccmと3゜0℃のTEG46c cmと10%濃度
のアルシン10100cとを供給してInP基板8上に
GaI nAs結晶を成長する。この時、同時にガス供
給口6からメタンガスを供給し、プラズマ発生手段の高
周波コイルに13.5MHzの高周波電力を印加してこ
のメタンガスをプラズマ化してメチルラジカルを発生し
、このメチルラジカルをInP基板8の表面に供給する
とGa1nAs結晶は二酸化シリコン膜上には全く成長
せず、選択成長が実現した。なお、メチルラジカルを供
給しない場合には、TEGとTEIの供給分圧を高くす
ると二酸化シリコン膜上に多量に析出した。
なお、本発明はMOVPE成長にのみ適用されるもので
はな(、MBE成長にも適用することができる。MBE
成長においては、一般に選択成長は不可能と考えられて
いるが、本発明を適用すれば選択成長が実現できる。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、本発明に係る半導体装置の製造方
法においては、部分的に開口部を有する選択成長用マス
クを表面に形成した後、メチルラジカルを接触させなが
ら有機金属を気相エピタキシャル成長することによって
、選択成長の条件を大幅に緩和することができ、各種半
導体デバイスの製造に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る選択成長に使用され
るMOVPE!置の模式図である。 第2図は、従来技術に係るCaAs結晶成長におけるT
EGのモル分率とGaAs膜成長率との関係を示すグラ
フである。 1・・・反応管、 2・・・原料ガス供給口、 3・・・排気口、 4・・・サセプタ、 5・・・加熱手段、 6・・・メチルラジカル生成用原料ガス供給口、7・・
・プラズマ発生手段、 8・・・基板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]部分的に開口部を有する選択成長用マスクを表面
    に形成した後、メチルラジカルを接触させながらなす有
    機金属気相エピタキシ法を使用して選択成長をなす工程
    を有する ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 [2]前記メチルラジカルは、メタン、または、メチル
    基とII族、III族、IV族、V族、もしくは、VI族元素と
    の化合物を分解して生成してなすことを特徴とする請求
    項[1]記載の半導体装置の製造方法。 [3]前記メタン、または、メチル基とII族、III族、
    IV族、V族、もしくは、VI族元素との化合物の分解は、
    熱分解法、プラズマ照射分解法または光分解法を使用し
    てなす ことを特徴とする請求項[1]または[2]記載の半導
    体装置の製造方法。
JP31987190A 1990-11-22 1990-11-22 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JP2952831B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08335553A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Nec Corp 選択エピタキシャル成長方法

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JPH08335553A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Nec Corp 選択エピタキシャル成長方法

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