JPH05343319A - 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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JPH05343319A
JPH05343319A JP4149491A JP14949192A JPH05343319A JP H05343319 A JPH05343319 A JP H05343319A JP 4149491 A JP4149491 A JP 4149491A JP 14949192 A JP14949192 A JP 14949192A JP H05343319 A JPH05343319 A JP H05343319A
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JP
Japan
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alignment mark
substrate
alignment
epitaxial layer
epi layer
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Application number
JP4149491A
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English (en)
Inventor
Kentaro Michiguchi
健太郎 道口
Hiroshi Yano
浩 矢野
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、精度良くマスク合わせすることの
できる半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。 【構成】 InP基板(1)上に、第1のアライメント
マーク(2)を形成する。この第1のアライメントマー
ク(2)を使用して、InP基板1の表面にリセス部
(3)を形成する。次に、全面にエピ層(4)を成長さ
せる。この後、第1のアライメントマーク(2)を用い
て第2のアライメントマーク(5)をエピ層(4)の表
面に形成する。この第2のアライメントマーク(5)を
用いてマスク合わせをし、UV露光を行って各素子を形
成するための選択的エッチングをすることにより、集積
回路を形成することができる。上述の方法によれば、第
2のアライメントマーク(5)を用いてマスク合わせを
することができるので、エピ層(4)の成長後であって
も各工程毎に精度良くアライメントを行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、段差を有する基板上
に、エピタキシャル層を積層してなる半導体装置の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、段差(リセス部)を有する基板
上にエピタキシャル層(以下、エピ層という)を形成し
て作製される半導体装置を製造する場合は、まず、基板
に形成したアライメントマークを使用してその基板にリ
セス部を設ける。その後、基板全面にエピ層を成長させ
て、先に使用したアライメントマークを再度使用するこ
とによりエピ層をパターンニングしていた。
【0003】例えば図4に示すように、リセス部3を有
する基板1上に、HEMT(高移動度トランジスタ)1
0やpinPD(pin型フォトダイオード)11等の
半導体素子が集積されてなる半導体装置を製造する場
合、始めに基板1の表面にアライメントマーク(図示せ
ず)を形成し、そのマークを用いて所定の位置にリセス
部3を設ける。その後、全面にエピ層4を成長させ、再
び同じアライメントマークを用いてエピ層をそれぞれの
素子形状にパターンニングする。
【0004】上述の製造方法により、種々の半導体素子
が集積された装置を、少ない工程数で容易に得ることが
できる。
【0005】なお、この方法についての矢野らによるに
報告が、“JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 8,
NO.9,SEPTEMBER 1990 p.1328-p.1333 ”に詳細に記載
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の製造方法
では、アライメントマークが既に形成されている基板上
にエピ層を成長させている。このため、そのアライメン
トマークを用いてマスク合わせを行う際、エピタキシャ
ル層の面方位のずれ等によってアライメントマークの形
状にだれが生じて変形してしまったり、さらに、エピ層
の存在によって、露光装置の自動焦点調節が不正確とな
ってしまう。このため、マスク合わせ以後の工程でパタ
ーンのアライメントずれが生じたり、あるいは、露光装
置がそのアライメントマークを認識することができず
に、必要とする解像度を得ることができない、という問
題が生じていた。
【0007】本発明は、上述の問題を解決する半導体装
置の製造方法を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上にエピ
タキシャル層を成長させ、そのエピタキシャル層をパタ
ーンニングして半導体素子を形成する半導体装置の製造
方法において、基板の表面に第1のアライメントマーク
を形成し、その第1のアライメントマークを利用して基
板の表面にパターンを形成する第1の工程と、基板上に
エピタキシャル層を成長させた後、第1のアライメント
マークを用いてエピタキシャル層の表面に第2のアライ
メントマークを形成する第2の工程と、第2のアライメ
ントマークを用いて前記エピタキシャル層に他のパター
ンを形成する第3の工程とを備えることを特徴とする。
【0009】前述の第2の工程では、エピタキシャル層
の成長後、そのエピタキシャル層のうち第1のアライメ
ントマークを覆う領域を基板に対し垂直方向に除去し、
その後第1のアライメントマークを使用することもでき
る。
【0010】さらに、基板表面にパターンを形成する
際、その基板表面のうち第2のアライメントマークが形
成される領域に相当する部分を、基板の垂直方向に所定
の深さだけ予め除去しておき、その後にエピタキシャル
層を成長させることもできる。なお、その所定の深さ
は、基板の表面と第2のアライメントマークの上面が略
同一水準となる深さであることが望ましい。
【0011】
【作用】本発明によれば、始めに形成した第1のアライ
メントマークを用いて、エピ層成長後にその層の表面に
新たに第2のアライメントマークを形成する。これによ
り、以後の工程でエピ層をパターンニングして素子形成
を行う際、複数回繰り返されるマスク合わせのときにそ
の第2のアライメントマークを使用することができる。
このエピ層表面に形成された第2のアライメントマーク
はその形状のまま最終工程まで残存するので、多数の工
程を経ても良好なアライメント精度を維持することがで
きる。
【0012】また、第2のアライメントマークを形成す
る際に、第1のアライメントマークを覆う領域のエピ層
を除去することにより、第1のアライメントマークの形
状がその形成直後の形状に近付く。しかも、用いる露光
装置が第1のアライメントマーク形状を直接的に認識す
ることが可能になる。このため、第2のアライメントマ
ーク形成時のアライメント精度を上げることができる。
【0013】さらに、第2のアライメントマークを形成
する領域の基板表面を予め所定の厚さだけ除去し、その
後にエピ層を成長させて第2のアライメントマークを形
成することによって、実質的にそのマークを基板表面に
埋め込んで形成することになる。特に、基板表面と第2
のアライメントマークの上面とをほぼ同一水準とするこ
とにより、露光装置の自動焦点調節を正確に行うことが
できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0015】図1は、本発明に係る製造方法の第1の実
施例を示す工程図である。まず、InP基板1上に、塩
酸系エッチャントを用いて通常の方法により第1のアラ
イメントマーク2を形成する(同図(a)図示)。この
第1のアライメントマーク2を使用して、フォトリソグ
ラフィによりInP基板1の表面に深さ2μm程度のリ
セス部3を形成する(同図(b)図示)。このリセス部
3には、後の工程で、例えばメサ型のpinPD等の素
子が形成される。次に、基板1の全面に、pinPDや
HEMT等の素子を形成するため、OMVPE(有機金
属気相エピタキシャル法)によりエピ層4を成長させる
(同図(c)図示)。このとき、基板温度を650℃、
圧力を60Torrに設定し、 III族の原料ガスとして
TMI(トリメチルインジウム)、TEG(トリエチル
ガリウム)、TMA(トリメチルアルミニウム)を、V
族の原料ガスとしてAsH3 とPH3 を用いる。これに
より、InP層、GaInAs層、AlInAs層を所
望の順にエピタキシャル成長する。
【0016】この後、第1のアライメントマーク2を用
い、上述のエピ層4の表面に第2のアライメントマーク
5を新たに形成する(図1(d)図示)。このとき、第
1のアライメントマーク2がその表面に積層されるエピ
層4によって多少変形していても、そのマーク2を用い
て得られる第2のアライメントマーク5を使用すること
によって、所望のパターンがリセス部3内に形成できる
程度の変形であればかまわない。この後、さらにエピ層
4にpinPDやHEMT等の素子を形成する操作を続
行する際には、この第2のアライメントマーク5を用い
て各素子のパターン形成のためのマスク合わせをする。
その後、通常のUV露光を行い、エピ層4のみを選択的
に除去するエッチャントでエッチングを行う。これによ
り、メサ形成・素子分離等を行い、所望の装置を形成す
る。
【0017】上述の方法によれば、エピ層4の表面に形
成された第2のアライメントマーク5を用いて、素子形
成のためのマスク合わせをすることができる。このた
め、エピ層4の成長後であっても各工程毎に繰り返され
るアライメント精度を良好に保つことができる。
【0018】次に、本発明に係る第2の実施例につい
て、図2を用いて説明する。
【0019】まず、第1の実施例と同様にして、InP
基板1上に第1のアライメントマーク2を形成する(同
図(a)図示)。この第1のアライメントマーク2を使
用して、InP基板1の表面にリセス部3を形成する
(同図(b)図示)。その後、基板1の全面に、OMV
PEによりエピ層4を成長させる(同図(c)図示)。
ここで、第1のアライメントマーク2を使用してエピ層
4をパターンニングしようとする場合、そのアライメン
トマーク2の形状にだれが生じる等して露光装置がその
マーク2を十分に検出できないときには、以下の工程を
経ることとする。まず全面にレジスト材6を塗布し、ア
ライメントマークを用いずに露光するファースト露光法
を行うことによって、第1のアライメントマーク2上に
開口7を設ける(同図(d)図示)。ここで開口7のサ
イズは、露光装置のアライメント精度を考慮し、第1ア
ライメントマーク2より大きい面積とする。開口7の形
成後、リン酸を主成分とするエッチャントを用いて露出
しているエピ層4を除去していく。このとき、エピ層4
を第1のアライメントマーク2が露出するまでエッチン
グすることが望ましく(同図(e)図示)、この場合は
新たに第2のアライメントマーク5を形成せずに、露出
した第1のアライメントマークを後の工程で用いること
ができる。しかし、InP基板1の直ぐ上に積層される
エピ層はInP層であることが多く、その場合は、In
Pをストッパとするエッチャントを用いていては第1の
アライメントマーク2が完全に露出するまでエッチング
を続けることは困難である。そこで、露光装置が第1の
アライメントマーク2をもとの形状に近い状態で認識で
きるようになれば、エピ層4を完全に除去する必要はな
く、アライメントマーク2上にエピ層が多少残存してい
ても良い(同図破線部図示)。次に、レジスト材6を除
去した後、上述の第1のアライメントマーク2を用いて
マスク合わせをし、エピ層4の表面に第2のアライメン
トマーク5を形成する (同図(f)図示)。以後の工
程では、第1の実施例同様、このアライメントマーク5
を用いてパターン形成のためのマスク合わせを行う。
【0020】上述の方法によれば、第1のアライメント
マーク2の形状を露光装置が明確に認識しやすくなるた
め、第2のアライメントマーク5をエピ層4の表面に容
易に形成することができる図3は、本発明に係る第3の
実施例を示す工程図である。まず、第1あるいは第2の
実施例と同様にして、InP基板1上に第1のアライメ
ントマーク2を形成する(図3(a)図示)。このと
き、第2のアライメントマークが形成される領域8の基
板1の表面を所定の深さだけエッチングする(同図
(b)図示)。このときの除去の深さは、その部分に第
2のアライメントマークが形成されても、基板1の表面
と第2のアライメントマークの上面の表面がほぼ平坦に
なる深さとするとよい。次に、全面にエピ層4を成長さ
せ(同図(c)図示)、第1のアライメントマーク2を
用いてマスク合わせをし、エピ層4の表面に第2のアラ
イメントマーク5を形成する。以下、このアライメント
マーク5を用いて第1あるいは第2の実施例同様、素子
形成のためのパターンニングを行う。
【0021】上述の方法によれば、アライメントマーク
5を実質的に基板1の表面に埋め込んで形成することに
なり、基板1の表面とマーク5の上面とがほぼ同一の水
準となって基板表面に生じる段差を小さくすることがで
きる。このため、露光時における焦点調節を正確に行う
ことが可能になる。
【0022】上記第3の実施例において、第1のアライ
メントマーク2を鮮明に認識することができない場合
は、第2の実施例と同様、予めそのアライメントマーク
2を覆う領域のエピ層4を除去しておくことが可能であ
る。
【0023】なお、エピ層の形成条件等はここに述べた
ものに限る必要はなく、用いる材料や目的とする素子の
特性を得るために変更することが可能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
スク合わせのときに新たに形成した第2のアライメント
マークを使用することができ、多数の工程を経ても良好
なアライメント精度を維持することができる。
【0025】また、第1のアライメントマークを覆う領
域のエピ層を除去することにより、第1のアライメント
マークの形状がその形成直後の形状に近付くため、第2
のアライメントマーク形成時のアライメント精度を上げ
ることができる。
【0026】さらに、第2のアライメントマークを基板
表面から突出することなく形成することも可能であるた
め、基板表面での段差が小さくなり、露光装置の焦点調
節を正確に行うことができる。
【0027】このように、エピ層の成長後にアライメン
トマークを形成し直すことで以後の工程でのアライメン
ト精度を良好に維持することができるので、段差を有す
る基板上にエピ層が形成された構造の光受信OEIC
(optoelectronic integratedcircuit)等の製造に効果
的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法の第1の実
施例を示す工程図である。
【図2】本発明に係る半導体装置の製造方法の第2の実
施例を示す工程図である。
【図3】本発明に係る半導体装置の製造方法の第3の実
施例を示す工程図である。
【図4】半導体素子が集積して形成された装置の断面概
略図である。
【符号の説明】
1…基板、2…第1のアライメントマーク、3…リセス
部、4…エピタキシャル層、5…第2のアライメントマ
ーク。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上にエピタキシャル層を成長させ、
    そのエピタキシャル層をパターンニングして半導体素子
    を形成する半導体装置の製造方法において、 前記基板の表面に第1のアライメントマークを形成し、
    その第1のアライメントマークを用いて前記基板の表面
    に、段差からなるパターンを形成する第1の工程と、 前記基板の全面にエピタキシャル層を成長させた後、前
    記第1のアライメントマークを利用して前記エピタキシ
    ャル層の表面に第2のアライメントマークを形成する第
    2の工程と、 前記第2のアライメントマークを用いて前記エピタキシ
    ャル層に他のパターンを形成する第3の工程とを備える
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第2の工程は、前記エピタキシャル
    層の成長後、そのエピタキシャル層のうち前記第1のア
    ライメントマークを覆う領域を前記基板に対し垂直方向
    に除去し、その後該第1のアライメントマークを用いる
    請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記一のパターンを形成する際、前記基
    板表面のうち前記第2のアライメントマークが形成され
    る領域に相当する部分を、該基板の垂直方向に所定の深
    さ除去する請求項1または2記載の半導体装置の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 前記所定の深さは、前記基板の表面と前
    記第2のアライメントマークの上面が略同一水準となる
    深さである請求項3記載の半導体装置の製造方法。
JP4149491A 1992-06-09 1992-06-09 半導体装置の製造方法 Pending JPH05343319A (ja)

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Cited By (6)

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