JPH04269821A - Manufacture of semiconductor device having structure body of semiconductor quantum thin wire - Google Patents

Manufacture of semiconductor device having structure body of semiconductor quantum thin wire

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JPH04269821A
JPH04269821A JP5336691A JP5336691A JPH04269821A JP H04269821 A JPH04269821 A JP H04269821A JP 5336691 A JP5336691 A JP 5336691A JP 5336691 A JP5336691 A JP 5336691A JP H04269821 A JPH04269821 A JP H04269821A
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JP
Japan
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semiconductor
layer
semiconductor layer
wire structure
quantum wire
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JP5336691A
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Japanese (ja)
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Masaya Notomi
雅也 納富
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PURPOSE:To highly accurately and precisely form a structure body of semiconductor quantum well thin wires by forming an oxide layer with a window on a semiconductor substrate, with the window being formed highly accurately and precisely, and then, the structure body of semiconductor quantum thin wires on the semiconductor substrate exposed on the bottom of the window by utilizing such a fact that, a semiconductor layer can be formed on a semiconductor substrate, but cannot be formed on an oxide layer by epitaxial growth. CONSTITUTION:An oxide layer 9 having a window 7 is formed on a semiconductor substrate 1 in such a way that, after a semiconductor layer 2 which is more easily oxidized than a semiconductor substrate 1 is thinly formed on the substrate 1, the window 7 is formed and the oxide layer 9 is formed by oxidizing the surface of the layer 2. After the layer 9 is formed, a semiconductor layer 2 is formed on the substrate 1 exposed on the bottom of the window 7 by epitaxial growth by utilizing such a fact that a semiconductor layer can be formed on a semiconductor substrate, but cannot be formed on an oxide layer by epitaxial growth. Thus a structure body of semiconductor quantum thin wire is formed on the substrate 1 exposed on the bottom of the window 7 opened in the oxide layer 9.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体量子細線構造体
を有する各種の半導体装置の製法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to methods for manufacturing various semiconductor devices having semiconductor quantum wire structures.

【0002】0002

【従来の技術】従来、図11〜図12を伴って次に述べ
る半導体量子細線構造体を有する半導体装置の製法が提
案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure has been proposed, which will be described below with reference to FIGS. 11 and 12.

【0003】すなわち、半導体基板または半導体層(以
下簡単のため半導体基板1と称す)を用意し(図11A
)、その半導体基板1上に、例えば二酸化珪素でなる酸
化物層41を例えばプラズマCVD法によって形成する
(図11B)。
That is, a semiconductor substrate or a semiconductor layer (hereinafter referred to as semiconductor substrate 1 for simplicity) is prepared (FIG. 11A).
), an oxide layer 41 made of, for example, silicon dioxide is formed on the semiconductor substrate 1 by, for example, a plasma CVD method (FIG. 11B).

【0004】次に、酸化物層41上に、後述する半導体
量子細線構造体10に対応するパタ―ンの窓5を有する
例えばフォトレジストでなるマスク層4を形成する(図
11C)。
Next, a mask layer 4 made of, for example, a photoresist is formed on the oxide layer 41 (FIG. 11C), and has a window 5 with a pattern corresponding to a semiconductor quantum wire structure 10 to be described later.

【0005】次に、酸化物層41に対するマスク層4を
マスクとするエッチング処理によって、酸化物層41に
、後述する半導体量子細線構造体10に対応するパタ―
ンの窓42を形成する(図12D)。
Next, by etching the oxide layer 41 using the mask layer 4 as a mask, a pattern corresponding to the semiconductor quantum wire structure 10 described later is formed on the oxide layer 41.
12D).

【0006】次に、マスク層4を、酸化物層41上から
剥離除去する(図12E)。
Next, mask layer 4 is stripped off from above oxide layer 41 (FIG. 12E).

【0007】次に、一般にエピタキシャル成長法によっ
て半導体層を成長形成するとき、そのエピタキシャル成
長法の条件を適当に選定すれば、半導体層が、半導体基
板上には形成されるが、酸化物層上には形成されない、
ということを利用して、エピタキシャル成長法によって
、半導体基板1の酸化物層41の窓42に臨む領域上に
、半導体層を、例えば図示のように、11、12及び1
3とそれらの順に半導体積層体を形成するように形成す
ることによって、種々の半導体量子細線構造体10を形
成する(図12F)。
Next, when a semiconductor layer is generally grown and formed by an epitaxial growth method, if the conditions of the epitaxial growth method are appropriately selected, a semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate, but a semiconductor layer is formed on an oxide layer. not formed,
Taking advantage of this fact, a semiconductor layer is formed by epitaxial growth on the region facing the window 42 of the oxide layer 41 of the semiconductor substrate 1, for example, in the form of layers 11, 12, and 1 as shown in the figure.
Various semiconductor quantum wire structures 10 are formed by forming semiconductor laminates in this order (FIG. 12F).

【0008】以上が、従来提案されている半導体量子細
線構造体を有する半導体装置の製法である。
The above is a conventionally proposed method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の半導
体量子細線構造体を有する半導体装置の製法の場合、酸
化物層4を形成する工程(図11A)において、その酸
化物層4を薄く形成することが困難であることから、酸
化物層4に、半導体基板1を外部に臨ませる爾後形成さ
れる半導体量子細線構造体10に対応したパタ―ンを有
する窓44を、高精度に微細に形成するのが困難である
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional manufacturing method of a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure, in the step of forming the oxide layer 4 (FIG. 11A), the oxide layer 4 is formed thinly. Since it is difficult to do so, a window 44 having a pattern corresponding to the semiconductor quantum wire structure 10 that will be formed after exposing the semiconductor substrate 1 to the outside is formed in the oxide layer 4 with high precision and finely. Difficult to form.

【0010】このため、上述した従来の半導体量子細線
構造体を有する半導体装置の製法の場合、半導体量子細
線構造体を高精度に微細に形成することが困難である、
という欠点を有していた。
For this reason, in the case of the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure, it is difficult to form the semiconductor quantum wire structure finely with high precision.
It had the following drawback.

【0011】よって、本発明は、上述した欠点のない、
新規な半導体量子細線構造体を有する半導体装置の製法
を提案せんとするものである。
[0011] Therefore, the present invention is free from the above-mentioned drawbacks.
This paper aims to propose a method for manufacturing a semiconductor device having a novel semiconductor quantum wire structure.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本願第1番目の発明によ
る半導体量子細線構造体を有する半導体装置の製法は、
(i)半導体基板または第1の半導体層上に、上記半導
体基板または第1の半導体層に比し易酸化性を有する第
2の半導体層を形成する工程と、(ii)上記第2の半
導体層に対するエッチング処理によって、上記第2の半
導体層に上記半導体基板または第1の半導体層を外部に
臨ませる窓を形成する工程と、(iii)酸化処理によ
って、上記第2の半導体層の表面上のみに、選択的に、
上記第2の半導体層の材料の酸化物でなる酸化物層を形
成する工程と、(iv)エピタキシャル成長法によって
、上記半導体基板または第1の半導体層の上記第2の半
導体層の窓に臨む領域上にのみに、選択的に、半導体量
子細線構造体を構成する半導体層または半導体積層体を
形成する工程とを有する半導体量子細線構造体を有する
[Means for Solving the Problems] A method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the first invention of the present application is as follows:
(i) forming a second semiconductor layer on the semiconductor substrate or the first semiconductor layer, which is more easily oxidized than the semiconductor substrate or the first semiconductor layer; (ii) forming the second semiconductor layer on the semiconductor substrate or the first semiconductor layer; (iii) forming a window in the second semiconductor layer that allows the semiconductor substrate or the first semiconductor layer to be exposed to the outside by etching the layer; and (iii) etching the second semiconductor layer by etching the second semiconductor layer. only, selectively,
a step of forming an oxide layer made of an oxide of the material of the second semiconductor layer, and (iv) a region of the semiconductor substrate or the first semiconductor layer facing the window of the second semiconductor layer by an epitaxial growth method; A semiconductor quantum wire structure having a step of selectively forming a semiconductor layer or a semiconductor stack forming the semiconductor quantum wire structure is provided only on the top.

【0013】また、本願第2番目の発明による半導体量
子細線構造体を有する半導体装置の製法は、(i)第1
の半導体層とそれに比し易酸化性を有する第2の半導体
層とが順次交互に積層されている半導体積層体でなる半
導体基体を用意する工程と、(ii)上記半導体基体に
対する酸化処理によって、上記半導体積層体の第2の半
導体層の表面上のみに、選択的に、上記第2の半導体層
の材料の酸化物でなる酸化物層を形成する工程と、(i
ii)エピタキシャル成長法によって、上記半導体基体
の第2の半導体層の端面上のみに、選択的に、半導体量
子細線構造体を構成する他の半導体層または半導体積層
体を形成する工程とを有する。
[0013] Furthermore, the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the second invention of the present application includes (i) the first invention;
(ii) by oxidizing the semiconductor substrate, selectively forming an oxide layer made of an oxide of the material of the second semiconductor layer only on the surface of the second semiconductor layer of the semiconductor stack;
ii) selectively forming another semiconductor layer or semiconductor stack constituting the semiconductor quantum wire structure only on the end face of the second semiconductor layer of the semiconductor substrate by an epitaxial growth method.

【0014】[0014]

【作用・効果】本願第1番目の発明による半導体量子細
線構造体を有する半導体装置の製法によれば、図11及
び図12で前述した従来の半導体量子細線構造体を有す
る半導体装置の製法の場合と同様に、一般にエピタキシ
ャル成長法により半導体層を形成するとき、そのエピタ
キシャル成長法の条件を適当に選定しておけば、半導体
層が、半導体基板上には形成されるが、酸化物層上には
形成されない、ということを利用して、半導体基板また
は半導体層の、酸化物層の窓に臨む領域上に、エピタキ
シャル成長法によって半導体量子細線構造体を形成する
が、その酸化物層が、窓を形成している第2の半導体層
上に、窓を有するものとして形成され、そして、第2の
半導体層が字句通り半導体層であるので、それを薄く容
易にに形成することができ、従って、それに、窓を高精
度に微細に容易に形成することができ、よって、酸化物
層の窓を高精度に微細に形成することができる。
[Operations and Effects] According to the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the first invention of the present application, the method for manufacturing a semiconductor device having a conventional semiconductor quantum wire structure described above with reference to FIGS. 11 and 12 Similarly, when a semiconductor layer is generally formed by an epitaxial growth method, if the conditions of the epitaxial growth method are appropriately selected, the semiconductor layer will be formed on the semiconductor substrate, but it will not be formed on the oxide layer. Taking advantage of this fact, a semiconductor quantum wire structure is formed by epitaxial growth on the region of the semiconductor substrate or semiconductor layer facing the window of the oxide layer, but the oxide layer does not form the window. and, since the second semiconductor layer is literally a semiconductor layer, it can be formed thin and easily, so that it has a window. The window can be easily formed with high precision and finely, and therefore the window of the oxide layer can be formed with high precision and finely.

【0015】よって、本願第1番目の発明による半導体
量子細線構造体を有する半導体装置の製法によれば、半
導体量子細線構造体を、従来の半導体量子細線構造体を
有する半導体装置の製法の場合に比し、高精度に微細に
、容易に形成することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the first invention of the present application, the semiconductor quantum wire structure can be manufactured by manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure in the conventional method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure. In contrast, it can be easily formed with high accuracy and fineness.

【0016】本願第2番目の発明による半導体量子細線
構造体を有する半導体装置の製法によれば、図11及び
図12で前述した従来の半導体量子細線構造体を有する
半導体装置の製法の場合と同様に、一般にエピタキシャ
ル成長法により半導体層を形成するとき、そのエピタキ
シャル成長法の条件を適当に選定しておけば、半導体層
が、半導体基板上には形成されるが、酸化物層上には形
成されない、ということを利用して、酸化物層によって
覆われていない第1の半導体層の端面上に半導体量子細
線構造体を形成するが、第1及び第2の半導体層が字句
通り半導体層であるので、それらを、高精度に、微細に
、容易に形成することができ、また、これに応じて酸化
物層を高精度に、微細に、容易に形成することができる
According to the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the second invention of the present application, the method for manufacturing a semiconductor device having a conventional semiconductor quantum wire structure described above with reference to FIGS. Generally, when a semiconductor layer is formed by an epitaxial growth method, if the conditions of the epitaxial growth method are appropriately selected, the semiconductor layer is formed on the semiconductor substrate, but not on the oxide layer. Taking advantage of this, a semiconductor quantum wire structure is formed on the end surface of the first semiconductor layer that is not covered with the oxide layer, but since the first and second semiconductor layers are literally semiconductor layers, , they can be easily formed with high precision and finely, and correspondingly, the oxide layer can be easily formed with high precision and finely.

【0017】よって、本願第2番目の発明による半導体
量子細線構造体を有する半導体装置の製法の場合も、本
願第1番目の発明による半導体量子細線構造体を有する
半導体装置の製法の場合と同様に、半導体量子細線構造
体を、図11及び図12で前述した従来の半導体量子細
線構造体を有する半導体装置の製法の場合に比し高精度
に微細に、容易に形成することができる。
Therefore, the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the second invention of the present application is similar to the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the first invention of the present application. , a semiconductor quantum wire structure can be easily formed with high accuracy and fineness compared to the method for manufacturing a semiconductor device having a conventional semiconductor quantum wire structure described above with reference to FIGS. 11 and 12.

【0018】[0018]

【実施例1】次に、図1〜図4を伴って、本発明による
半導体量子細線構造体を有する半導体装置の製法の第1
の実施例を述べよう。
[Example 1] Next, a first method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 4.
Let's describe an example.

【0019】図1〜図4において、図11及び図12と
の対応部分には同一符号を付して詳細説明を省略する。
In FIGS. 1 to 4, parts corresponding to those in FIGS. 11 and 12 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0020】図1〜図4に示す本発明による半導体量子
細線構造体を有する半導体装置の製法は、次に述べる順
次の工程をとって、半導体量子細線構造体を有する半導
体装置を製造する。
A method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4 includes the following sequential steps to manufacture a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure.

【0021】すなわち、図11及び図12で前述した従
来の半導体量子細線構造体を有する半導体装置の製法の
場合で上述したと同様の例えばInPでなる半導体基板
1を用意し(図1A)、そして、その半導体基板1上に
、それに比し易酸化性を有する、例えばInAlAs系
でなる半導体層2と、易酸化性を有しない例えばInP
でなるキャップ層としての半導体層3とをそれらの順に
積層して形成する(図1B)。
That is, a semiconductor substrate 1 made of, for example, InP is prepared (FIG. 1A), similar to that described above in the case of the manufacturing method of a semiconductor device having a conventional semiconductor quantum wire structure described above with reference to FIGS. 11 and 12, and , on the semiconductor substrate 1, a semiconductor layer 2 made of, for example, InAlAs, which is more easily oxidized than the semiconductor substrate 1, and a semiconductor layer 2, made of, for example, InAlAs, which is not easily oxidized.
A semiconductor layer 3 as a cap layer is formed by stacking them in this order (FIG. 1B).

【0022】次に、半導体層3上に、図11及び図12
で前述した従来の半導体量子細線構造体を有する半導体
装置の製法の場合で上述したと同様の窓5を有するマス
ク層4を形成する(図1C)。
11 and 12 on the semiconductor layer 3.
In the case of the conventional method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure described above, a mask layer 4 having windows 5 similar to those described above is formed (FIG. 1C).

【0023】次に、半導体層3に対するマスク層4をマ
スクとするエッチング処理によって、半導体層3に、後
述する半導体量子細線構造体10に対応するパタ―ンの
窓6を形成する(図2D)。
Next, by etching the semiconductor layer 3 using the mask layer 4 as a mask, a window 6 with a pattern corresponding to a semiconductor quantum wire structure 10 to be described later is formed in the semiconductor layer 3 (FIG. 2D). .

【0024】次に、半導体層3上からマスク層4を剥離
除去する(図2E)。次に、半導体層2に対する半導体
層3をマスクとするエッチング処理によって、半導体層
2に、後述する半導体量子細線構造体10に対応するパ
タ―ンの窓7を形成する(図2F)。
Next, the mask layer 4 is peeled off from above the semiconductor layer 3 (FIG. 2E). Next, by etching the semiconductor layer 2 using the semiconductor layer 3 as a mask, a window 7 having a pattern corresponding to a semiconductor quantum wire structure 10 to be described later is formed in the semiconductor layer 2 (FIG. 2F).

【0025】次に、半導体層3を半導体層2上から溶去
除去する(図3G)。この場合、本例のように、半導体
層3が半導体基板1と同じ材料であるとすれば、半導体
基板1の半導体層2の窓7に臨む領域の表面側も、図示
のように、一部溶去され、新たな表面8になる。
Next, the semiconductor layer 3 is removed by dissolution from above the semiconductor layer 2 (FIG. 3G). In this case, if the semiconductor layer 3 is made of the same material as the semiconductor substrate 1 as in this example, the surface side of the region of the semiconductor layer 2 of the semiconductor substrate 1 facing the window 7 will also partially It is dissolved away and becomes a new surface 8.

【0026】次に、半導体層2が半導体基板1に比し易
酸化性であることを利用して、酸化処理によって、半導
体層2の表面上のみに、選択的に、半導体層2の材料の
酸化物でなる酸化物層9を形成する(図3H)。この場
合、その酸化物層9は、図示していないが、半導体層2
の窓7の内面上にも半導体層2上と同様の厚さまたはそ
れよりも薄く延長するが、いずれにしても、半導体層2
の窓7に対応している窓9′を有していることとなる。
Next, by utilizing the fact that the semiconductor layer 2 is more easily oxidized than the semiconductor substrate 1, the material of the semiconductor layer 2 is selectively removed only on the surface of the semiconductor layer 2 by oxidation treatment. An oxide layer 9 made of oxide is formed (FIG. 3H). In this case, although not shown, the oxide layer 9 is similar to the semiconductor layer 2.
It also extends on the inner surface of the window 7 to a thickness similar to or thinner than that on the semiconductor layer 2, but in any case, the semiconductor layer 2
This means that the window 9' corresponds to the window 7 of .

【0027】次に、一般にエピタキシャル成長法によっ
て半導体層を形成するとき、そのエピタキシャル成長法
の条件を適当に選定すれば、半導体層が、半導体基板上
には形成されるが、酸化物層上には形成されない、とい
うことを利用して、エピタキシャル成長法によって、半
導体基板1の酸化物層9の窓9′及び半導体層2の窓7
に臨む領域8上に、半導体層を、図11及び図12で前
述した従来の半導体量子細線構造体を有する半導体装置
の製法の場合と同様に、例えば図示のように11、12
及び13とそれらの順に半導体積層体を形成するように
形成することによって、半導体量子細線構造体10を形
成する(図3I)。
Next, when a semiconductor layer is generally formed by an epitaxial growth method, if the conditions of the epitaxial growth method are appropriately selected, the semiconductor layer is formed on the semiconductor substrate, but not on the oxide layer. Taking advantage of this fact, the window 9' of the oxide layer 9 of the semiconductor substrate 1 and the window 7 of the semiconductor layer 2 are formed by epitaxial growth.
As in the case of the manufacturing method of the conventional semiconductor device having the semiconductor quantum wire structure described above with reference to FIG. 11 and FIG.
and 13 to form a semiconductor stack in that order, thereby forming the semiconductor quantum wire structure 10 (FIG. 3I).

【0028】次に、必要に応じ、酸化物層9を半導体層
2上から除去する(図4J)。次に、必要に応じ、半導
体基板1上に、半導体層2及び半導体量子細線構造体1
0を埋設するように、例えばInPでなる半導体層14
を形成する(図4K)。
Next, if necessary, oxide layer 9 is removed from above semiconductor layer 2 (FIG. 4J). Next, if necessary, a semiconductor layer 2 and a semiconductor quantum wire structure 1 are placed on the semiconductor substrate 1.
A semiconductor layer 14 made of, for example, InP is buried so as to bury 0.
(Fig. 4K).

【0029】以上が、本発明による半導体量子細線構造
体を有する半導体装置の製法の第1の実施例である。
The above is the first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention.

【0030】図1〜図4に示す本発明による半導体量子
細線構造体を有する半導体装置の製法によれば、図11
及び図12で前述した従来の半導体量子細線構造体を有
する半導体装置の製法の場合と同様に、一般にエピタキ
シャル成長法により半導体層を形成するとき、そのエピ
タキシャル成長法の条件を適当に選定しておけば、半導
体層が、半導体基板上には形成されるが、酸化物層上に
は形成されない、ということを利用して、半導体基板1
の酸化物層9の窓9′に臨む領域8上に、エピタキシャ
ル成長法によって半導体量子細線構造体10を形成する
が、その酸化物層9が、窓7を形成している半導体層2
上に、窓を有するものとして形成され、そして、半導体
層2が字句通り半導体層であるので、それを薄く容易に
に形成することができ、従って、それに、窓7を、高精
度に微細に容易に形成することができ、よって、酸化物
層9の窓9′を、高精度に微細に形成することができる
According to the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4, FIG.
Similarly to the method for manufacturing a semiconductor device having a conventional semiconductor quantum wire structure described above with reference to FIG. By utilizing the fact that the semiconductor layer is formed on the semiconductor substrate but not on the oxide layer, the semiconductor substrate 1
A semiconductor quantum wire structure 10 is formed by epitaxial growth on the region 8 facing the window 9' of the oxide layer 9 of the semiconductor layer 2 forming the window 7.
Since the semiconductor layer 2 is literally a semiconductor layer, it can be formed thin and easily, and therefore the windows 7 can be formed in it with high accuracy and fineness. It can be easily formed, and therefore, the windows 9' of the oxide layer 9 can be formed finely with high precision.

【0031】よって、図1〜図4に示す本発明による半
導体量子細線構造体を有する半導体装置の製法によれば
、半導体量子細線構造体を、従来の半導体量子細線構造
体を有する半導体装置の製法に比し、高精度に微細に、
容易に形成することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention shown in FIGS. High precision and fineness compared to
Can be easily formed.

【0032】[0032]

【実施例2】次に、図5及び図6を伴って、本発明によ
る半導体量子細線構造体を有する半導体装置の第2の実
施例を述べよう。
[Embodiment 2] Next, a second embodiment of a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

【0033】図5及び図6に示す本発明による半導体量
子細線構造体を有する半導体装置の製法の第2の実施例
は、次に述べる順次の工程をとって、半導体量子細線構
造体を有する半導体装置を製造する。
A second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention shown in FIGS. Manufacture the device.

【0034】すなわち、例えばInPでなる半導体基板
1上に、例えばInPでなる半導体層23と、それに比
し易酸化性を有する例えばInAlAs系でなる半導体
層24とが順次交互に積層されている半導体積層体でな
る半導体基体22を有する基体20を用意する(図5A
)。
That is, a semiconductor in which, on a semiconductor substrate 1 made of, for example, InP, semiconductor layers 23 made of, for example, InP and semiconductor layers 24 made of, for example, InAlAs series, which are more easily oxidized, are sequentially and alternately laminated. A base body 20 having a semiconductor base body 22 made of a laminate is prepared (FIG. 5A
).

【0035】次に、半導体基体22の一方の端面側に対
する酸化処理によって、半導体基体22の半導体層23
の端面上のみに、選択的に、半導体層23の材料の酸化
物でなる酸化物層25を形成する(図5B)。この場合
、半導体層23が、本例のように半導体基板21と同じ
材料である場合、半導体基板1の一方の端面上にも酸化
物層25′が形成されるとともに、半導体基体22の最
上層が半導体層23でなる場合、図示しないが、その半
導体層23上にも酸化物層25が形成される。
Next, by oxidizing one end surface side of the semiconductor body 22, the semiconductor layer 23 of the semiconductor body 22 is oxidized.
An oxide layer 25 made of an oxide of the material of the semiconductor layer 23 is selectively formed only on the end face of the semiconductor layer 23 (FIG. 5B). In this case, if the semiconductor layer 23 is made of the same material as the semiconductor substrate 21 as in this example, an oxide layer 25' is also formed on one end surface of the semiconductor substrate 1, and the uppermost layer of the semiconductor substrate 22 is When the semiconductor layer 23 is formed, an oxide layer 25 is also formed on the semiconductor layer 23, although not shown.

【0036】次に、エピタキシャル成長法によって半導
体層を成長形成するとき、そのエピタキシャル成長法の
条件を適当に選択すれば、半導体層が、半導体基板上に
は形成されるが、酸化物層上には形成されない、という
ことを利用して、エピタキシャル成長法によって、半導
体基体22の半導体層24上のみに、選択的に、図1〜
図4で上述したと同様の半導体量子細線構造体10を同
様に形成する(図6C)。
Next, when a semiconductor layer is grown and formed by an epitaxial growth method, if the conditions of the epitaxial growth method are appropriately selected, the semiconductor layer is formed on the semiconductor substrate, but not on the oxide layer. Taking advantage of this fact, the epitaxial growth method is used to selectively grow only the semiconductor layer 24 of the semiconductor substrate 22 in FIGS.
A semiconductor quantum wire structure 10 similar to that described above in FIG. 4 is similarly formed (FIG. 6C).

【0037】次に、半導体基体22の半導体量子細線構
造体10を形成した側の端面上に、酸化物層25及び半
導体量子細線構造体10を半導体基板21の酸化物層2
5′とともに埋置するように、例えばInPでなる半導
体層30を形成する(図6)。
Next, the oxide layer 25 and the semiconductor quantum wire structure 10 are placed on the end face of the semiconductor substrate 22 on the side on which the semiconductor quantum wire structure 10 is formed.
A semiconductor layer 30 made of, for example, InP is formed so as to be buried together with the semiconductor layer 5' (FIG. 6).

【0038】以上が、本発明による半導体量子細線構造
体を有する半導体装置の製法の第2の実施例である。
The above is the second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention.

【0039】このような本発明による半導体量子細線構
造体を有する半導体装置の製法によれば、図11及び図
12で前述した従来の半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の場合と同様に、一般にエピタキシャル
成長法により半導体層を形成するとき、そのエピタキシ
ャル成長法の条件を適当に選定しておけば、半導体層が
、半導体基板上には形成されるが、酸化物層上には形成
されない、ということを利用して、酸化物層25によっ
て覆われていない半導体層24の端面上に半導体量子細
線構造体10を形成するが、半導体層23及び24が字
句通り半導体層であるので、それらを、高精度に微細に
容易に形成することができ、また、これに応じて酸化物
層25を高精度に、微細に、容易に形成することができ
る。
According to the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention, similar to the method for manufacturing a semiconductor device having a conventional semiconductor quantum wire structure described above with reference to FIGS. Generally, when forming a semiconductor layer by epitaxial growth, if the conditions of the epitaxial growth method are appropriately selected, the semiconductor layer will be formed on the semiconductor substrate, but not on the oxide layer. Taking advantage of this fact, the semiconductor quantum wire structure 10 is formed on the end surface of the semiconductor layer 24 that is not covered with the oxide layer 25. However, since the semiconductor layers 23 and 24 are literally semiconductor layers, they are It is possible to easily form the oxide layer 25 with high precision and fineness, and accordingly, the oxide layer 25 can be easily formed with high precision and fineness.

【0040】よって、図5及び図6に示す本発明による
半導体量子細線構造体を有する半導体装置の製法の場合
も、図1〜図4で上述した本発明による半導体量子細線
構造体を有する半導体装置の製法の場合と同様に、半導
体量子細線構造体10を、図11及び図12で前述した
従来の半導体量子細線構造体を有する半導体装置の製法
の場合に比し、高精度に微細に、容易に形成することが
できる。
Therefore, in the case of the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention shown in FIGS. 5 and 6, the semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention described above with reference to FIGS. As in the case of the manufacturing method, the semiconductor quantum wire structure 10 can be easily manufactured with high accuracy and fineness compared to the method of manufacturing a semiconductor device having a conventional semiconductor quantum wire structure described above with reference to FIGS. 11 and 12. can be formed into

【0041】[0041]

【実施例3】次に、図7〜図10を伴って、本発明によ
る半導体量子細線構造体を有する半導体装置の第3の実
施例を述べよう。図7〜図10において、図5及び図6
との対応部分には同一符号を付し、詳細説明を省略する
[Embodiment 3] Next, a third embodiment of a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 10. In FIGS. 7 to 10, FIGS. 5 and 6
The same reference numerals are given to the corresponding parts, and detailed explanation will be omitted.

【0042】図7〜図10に示す本発明による半導体量
子細線構造体を有する半導体装置の製法の実施例は、次
に述べる順次の工程をとって、半導体量子細線構造体を
有する半導体装置を製造する。
In the embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention shown in FIGS. 7 to 10, a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure is manufactured by taking the following sequential steps. do.

【0043】すなわち、図5及び図6で上述した本発明
による半導体量子細線構造体を有する半導体装置の場合
と同様に、同様の半導体積層体でなる半導体基体22を
有する基体20を用意する(図7A)。次に、半導体基
体22上にマスク層31を形成する(図7B)。次に、
半導体基体22に対するエッチング処理によって、テ―
パ―のついた端面を形成する(図8C)。次に、マスク
層31を除去する(図8D)。
That is, as in the case of the semiconductor device having the semiconductor quantum wire structure according to the present invention described above with reference to FIGS. 5 and 6, a base body 20 having a semiconductor base body 22 made of a similar semiconductor stack is prepared ( 7A). Next, a mask layer 31 is formed on the semiconductor substrate 22 (FIG. 7B). next,
By etching the semiconductor substrate 22, the tape is removed.
A perforated end surface is formed (FIG. 8C). Next, mask layer 31 is removed (FIG. 8D).

【0044】次に、図5及び図6で上述した本発明によ
る半導体量子細線構造体を有する半導体装置の場合に準
じて、半導体積層体22の一方の端面側に対する酸化処
理によって、半導体積層体22の半導体層23の端面上
のみに、選択的に、半導体層23の材料の酸化物でなる
酸化物層25を形成する(図9E)。
Next, as in the case of the semiconductor device having the semiconductor quantum wire structure according to the present invention described above with reference to FIGS. An oxide layer 25 made of an oxide of the material of the semiconductor layer 23 is selectively formed only on the end face of the semiconductor layer 23 (FIG. 9E).

【0045】次に、図5及び図6の場合に準じて、エピ
タキシャル成長法によって、半導体積層体22の半導体
層24上のみに、選択的に、図1〜図4で上述したと同
様の半導体量子細線構造体10を同様に形成する(図9
F)。
Next, similar to the case of FIGS. 5 and 6, semiconductor quantum molecules similar to those described above in FIGS. 1 to 4 are selectively grown only on the semiconductor layer 24 of the semiconductor stack 22 by epitaxial growth. A thin wire structure 10 is similarly formed (FIG. 9
F).

【0046】次に、半導体積層体22の半導体量子細線
構造体10を形成した側の端面上に、酸化物層25及び
半導体量子細線構造体10を半導体基板21の酸化物層
25′とともに埋置するように、例えばInPでなる半
導体層30を形成する(図10G)。
Next, the oxide layer 25 and the semiconductor quantum wire structure 10 are buried together with the oxide layer 25' of the semiconductor substrate 21 on the end surface of the semiconductor stack 22 on the side where the semiconductor quantum wire structure 10 is formed. In this manner, a semiconductor layer 30 made of, for example, InP is formed (FIG. 10G).

【0047】以上が、本発明による半導体量子細線構造
体を有する半導体装置の製法の第2の実施例である。
The above is the second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention.

【0048】このような本発明による半導体量子細線構
造体を有する半導体装置の製法によれば、詳細説明は省
略するが、図5及び図6の場合と同様の作用効果が得ら
れることは明らかであろう。
According to the method of manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention, although detailed explanation will be omitted, it is clear that the same effects as those shown in FIGS. 5 and 6 can be obtained. Probably.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明による半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の第1の実施例の説明に供する順次の工
程における略線的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing sequential steps for explaining a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention.

【図2】本発明による半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の第1の実施例の説明に供する順次の工
程における略線的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing sequential steps for explaining a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention.

【図3】本発明による半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の第1の実施例の説明に供する順次の工
程における略線的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing sequential steps for explaining a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention.

【図4】本発明による半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の第1の実施例の説明に供する順次の工
程における略線的断面図である。
FIGS. 4A and 4B are schematic cross-sectional views showing sequential steps for explaining a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention; FIGS.

【図5】本発明による半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の第2の実施例の説明に供する順次の工
程における略線的断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing sequential steps for explaining a second embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention.

【図6】本発明による半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の第2の実施例の説明に供する順次の工
程における略線的断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing sequential steps for explaining a second embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention.

【図7】本発明による半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の第3の実施例の説明に供する順次の工
程における略線的断面図である。
FIGS. 7A and 7B are schematic cross-sectional views showing sequential steps for explaining a third embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention; FIGS.

【図8】本発明による半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の第3の実施例の説明に供する順次の工
程における略線的断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing sequential steps for explaining a third embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention.

【図9】本発明による半導体量子細線構造体を有する半
導体装置の製法の第3の実施例の説明に供する順次の工
程における略線的断面図である。
FIGS. 9A and 9B are schematic cross-sectional views showing sequential steps for explaining a third embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention; FIGS.

【図10】本発明による半導体量子細線構造体を有する
半導体装置の製法の第3の実施例の説明に供する順次の
工程における略線的断面図である。
FIGS. 10A and 10B are schematic cross-sectional views showing sequential steps for explaining a third embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure according to the present invention; FIGS.

【図11】従来の半導体量子細線構造体を有する半導体
装置の製法の説明に供する順次の工程における略線的断
面図である。
FIGS. 11A and 11B are schematic cross-sectional views showing sequential steps for explaining a method for manufacturing a semiconductor device having a conventional semiconductor quantum wire structure.

【図12】従来の半導体量子細線構造体を有する半導体
装置の製法の説明に供する順次の工程における略線的断
面図である。
FIGS. 12A and 12B are schematic cross-sectional views showing sequential steps for explaining a method for manufacturing a semiconductor device having a conventional semiconductor quantum wire structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1              半導体基板2    
          半導体層3          
    キャップ層としての半導体層4       
       マスク層6、7          窓 9              酸化物層9′    
        窓 10              半導体量子細線構造
体11、12、13  半導体層
1 Semiconductor substrate 2
semiconductor layer 3
Semiconductor layer 4 as a cap layer
Mask layers 6, 7 Window 9 Oxide layer 9'
Window 10 Semiconductor quantum wire structures 11, 12, 13 Semiconductor layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  半導体基板または第1の半導体層上に
、上記半導体基板または第1の半導体層に比し易酸化性
を有する第2の半導体層を形成する工程と、上記第2の
半導体層に対するエッチング処理によって、上記第2の
半導体層に上記半導体基板または第1の半導体層を外部
に臨ませる窓を形成する工程と、酸化処理によって、上
記第2の半導体層の表面上のみに、選択的に、上記第2
の半導体層の材料の酸化物でなる酸化物層を形成する工
程と、エピタキシャル成長法によって、上記半導体基板
または第1の半導体層の上記第2の半導体層の窓に臨む
領域上にのみに、選択的に、半導体量子細線構造体を構
成する半導体層または半導体積層体を形成する工程とを
有する半導体量子細線構造体を有する半導体装置の製法
1. A step of forming, on a semiconductor substrate or a first semiconductor layer, a second semiconductor layer that is more easily oxidized than the semiconductor substrate or the first semiconductor layer; A step of forming a window in the second semiconductor layer that exposes the semiconductor substrate or the first semiconductor layer to the outside by an etching treatment, and a step of forming a window selectively only on the surface of the second semiconductor layer by an oxidation treatment. Basically, the second
A step of forming an oxide layer made of an oxide of the material of the semiconductor layer, and an epitaxial growth method, selectively forming an oxide layer only on a region of the semiconductor substrate or the first semiconductor layer facing the window of the second semiconductor layer. Specifically, a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure, which includes a step of forming a semiconductor layer or a semiconductor stack forming the semiconductor quantum wire structure.
【請求項2】  第1の半導体層とそれに比し易酸化性
を有する第2の半導体層とが順次交互に積層されている
半導体積層体でなる半導体基体を用意する工程と、上記
半導体基体に対する酸化処理によって、上記半導体基体
の第2の半導体層の表面上のみに、選択的に、上記第2
の半導体層の材料の酸化物でなる酸化物層を形成する工
程と、エピタキシャル成長法によって、上記半導体基体
の第1の半導体層の端面上のみに、選択的に、半導体量
子細線構造体を構成する他の半導体層または半導体積層
体を形成する工程とを有することを特徴とする半導体量
子細線構造体を有する半導体装置の製法。
2. A step of preparing a semiconductor substrate made of a semiconductor laminate in which a first semiconductor layer and a second semiconductor layer that is more easily oxidized than the first semiconductor layer are sequentially and alternately stacked; By oxidation treatment, the second semiconductor layer is selectively applied only to the surface of the second semiconductor layer of the semiconductor substrate.
selectively configuring a semiconductor quantum wire structure only on the end surface of the first semiconductor layer of the semiconductor substrate by forming an oxide layer made of an oxide of the material of the semiconductor layer and by an epitaxial growth method. 1. A method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor quantum wire structure, comprising the step of forming another semiconductor layer or a semiconductor stack.
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