JPH0555143A - 円形ウエハ上の結晶成長方法 - Google Patents

円形ウエハ上の結晶成長方法

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JPH0555143A
JPH0555143A JP24276891A JP24276891A JPH0555143A JP H0555143 A JPH0555143 A JP H0555143A JP 24276891 A JP24276891 A JP 24276891A JP 24276891 A JP24276891 A JP 24276891A JP H0555143 A JPH0555143 A JP H0555143A
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JP
Japan
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wafer
orientation flat
cleavage
circular
crystal growth
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JP24276891A
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English (en)
Inventor
Yasuo Nakajima
康雄 中島
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 自然劈開オリフラ付円形ウェハのオリフラ部
分を保護膜により保護して結晶成長を行う。 【効果】 劈開オリエンテーションフラットをベアウェ
ハ状態の際と同じ状態で保存できることにより、この劈
開オリエンテーションフラットを用いて導波路の形成や
電極の形成といったアライメントが容易に精度よく行え
るようになり、デバイス特性の均一化が図れ、かつ高歩
留が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は円形ウェハ上の結晶成
長方法に関し、特に高精度の劈開方位合わせが容易にで
きる光デバイス用円形ウェハ上の結晶成長方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の光デバイス(LD,LE
D,PD,OEIC等)用の角形ウェハを示した図であ
り、この角形ウェハはInP,GaAs等で結晶成長さ
せたものであり、図において1は角形ウェハ、2は劈開
面である。劈開面2は(100),(011),(01
/1)の3方向の結晶面を有している。
【0003】図4は前記角形ウェハ1上に、各種パター
ンを形成するための転写工程における劈開方位合わせ方
法の様子を示した図であり、図において、3はマスク、
4はストライプ状のマスクパターンである。
【0004】一般に、光デバイスはSi及びGaAsを
用いたLSIとは異なり、その機能上結晶軸に沿って劈
開を行う必要がある。従来の光デバイスでは、角形ウェ
ハを用いてその角形ウェハ上に液相、もしくは気相成長
方法により、エピタキシャル成長を行っていた。その結
晶成長を行った角形ウェハ上に、埋め込み構造レーザの
活性導波路や電極を形成する場合、最初に行うフォトレ
ジストを用いた転写工程では、図3に示すように角形ウ
ェハ1の一辺である劈開面2を基準にマスク合わせを行
っていた。
【0005】角形ウェハでは、結晶成長により劈開面が
ダレた場合においても、容易に角形ウェハの一部を結晶
軸に沿って劈開することが可能であるため、新しい劈開
面を形成することが可能である。
【0006】また、フォトレジストを用いた転写工程で
は、マスク合わせは劈開面2を基準に行うため、電極形
成プロセス過程を経た角形ウェハは、最終的にチップ状
態になった時も導波路方向に対して垂直に劈開面を持つ
デバイスとしてできあがる。
【0007】ところが、光デバイスは電子デバイスの集
積化やアレイ化に伴い、チップサイズの拡大や加工精度
の向上を図るために、用いるウェハが角形ウェハから円
形大口径ウェハへと移り行く可能性がある。
【0008】SiやGaAsのLSIでは、露光装置に
付帯したオリエンテーションフラット検出器を用いて、
その基板となるウェハにアライメント用マーカを形成し
てから各種プロセスを行っており、最終的にチップ状態
にする場合も、ダイシング装置を用いて機械的にチップ
の分離を行っているので、光デバイスに用いるウェハの
場合のように劈開面を形成する必要がない。
【0009】また、SiやGaAsのLSI用のウェハ
のオリエンテーションフラットは、劈開ではなく研磨に
より形成しており、その精度は劈開面に対して0.5°
程度である。
【0010】しかし、光デバイス用のウェハの場合には
劈開面を必要とし、デバイスの特性及びその加工精度
上、オリエンテーションフラットは劈開面に対して0.
01°以下の精度で加工する必要がある。
【0011】図5はオリエンテーションフラットの形成
された円形ウェハを示した図であり、図において10は
円形ウェハ、11はオリエンテーションフラット、12
は結晶成長層である。図5(b),(c) は、(a) に示した円
形ウェハ10のAA’における断面を示した図である。
【0012】これまでの円形ウェハ10では、図に示す
ようにオリエンテーションフラット11が形成されてお
り、このオリエンテーションフラット11がマスク合わ
せの基準となっていた。
【0013】このオリエンテーションフラット11は研
磨により得、さらに円形ウェハ10表面はミラーポリッ
シュしてあるため、図5(b) に示すようにこのベアウェ
ハ状態の円形ウェハ10のエッジ部分は丸くダレてい
る。その上に図5(c) のように結晶成長を行った場合、
ベアウェハと同様にエッジ部分はダレてしまう。このよ
うな結晶成長ウェハ上に、オリエンテーションフラット
11部分を用いて、劈開面に対し0.01°以下の精度
でパターニングすることは不可能である。
【0014】図6は円形ウェハ10の表面をミラーポリ
ッシュした後、劈開面に沿って自然劈開し、それをオリ
エンテーションフラットとした円形ウェハ10を示した
図であり、図中の符号は図5と同様であり、図6(b),
(c) は図6(a) のAA’における断面を表した図であ
る。
【0015】円形ウェハ10上に結晶成長を行った場
合、図6(c) のように劈開面上にも結晶が成長し、成長
前は図6(b) に示したように直角であった劈開面も結晶
成長によりダレが生じてしまう。
【0016】角形ウェハの場合は、結晶成長したことに
よりエッジ部分がダレてしまっても、劈開面としたい部
分の“ダレ”を劈開により取り除き、新たな劈開面を形
成することが可能であるが、円形ウェハ10の場合には
そのような劈開操作は非常に難しい。
【0017】一般に円形ウェハのオリエンテーションフ
ラットの長さは2cm程度であるので、このオリエンテ
ーションフラット部分を用いてウェハ全域に高精度にパ
ターニングを行うためには、結晶成長後のウェハであっ
ても、オリエンテーションフラット部分が自然劈開に準
じたものでなければならない。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】従来の円形ウェハ上の
結晶成長方法は以上のように構成されているので、2イ
ンチ以上の円形ウェハを用いて光デバイスを作製する場
合に、自然劈開オリエンテーションフラット付ウェハを
使用しても、そのウェハ上に結晶成長を行うと、劈開オ
リエンテーションフラット部分がダレてしまい、高精度
なパターニングができなくなるという問題点があった。
【0019】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、劈開オリエンテーションフラッ
ト付円形ウェハ上に結晶成長を行った後も、劈開面をそ
の精度のまま保持でき、その劈開オリエンテーションフ
ラット部を用いてアライメントを行うことにより、円形
ウェハのままで、導波路形成や電極形成プロセスを行う
ことが可能となるような、円形ウェハ上の結晶成長方法
を得ることを目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段】この発明に係る円形ウェ
ハ上の結晶成長方法は、オリエンテーションフラット部
分に保護膜を形成し、その保護膜により前記オリエンテ
ーションフラット部分を保護して結晶成長を行うもので
あり、また、前記保護膜の形成方法は、ベアウェハ状態
の円形ウェハを劈開オリエンテーションフラットの劈開
面が揃うように複数枚重ね合わせ、その複数枚重ね合わ
せた円形ウェハをそのままの状態で、あるいは、斜めに
ずらした状態とし、その劈開オリエンテーションフラッ
ト側に保護膜を成膜するものである。
【0021】
【作用】この発明における円形ウェハ上の結晶成長方法
は、劈開オリエンテーションフラットをベアウェハ状態
の際と同じ状態で保存できることにより、この劈開オリ
エンテーションフラットを用いて導波路の形成や電極の
形成といったアライメントが容易に精度よく行えるよう
になり、デバイス特性の均一化が可能となり、かつ高歩
留が得られる。
【0022】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による円形ウェハ上の
結晶成長方法を示した図であり、また、図2はこの発明
の一実施例による保護膜の形成方法を示した図であり、
図において10はInP,GaAs等で結晶成長させた
円形ウェハ、11は自然劈開により形成したオリエンテ
ーションフラット、12は結晶成長層、13は保護膜で
ある。なお、図1(b) 〜(e) は図1(a) のAA’断面を
示している。
【0023】2インチ以上のGaAsまたはInP単結
晶(伝導型はp,n半絶縁のいずれか)をスライス状に
切り出し、ミラーポリッシュを行いウェハとしたものの
一部(例えば(100)面を有するウェハの場合、(0
11)面または(01/1面))に長さ約2cm程度の
自然劈開オリエンテーションフラット11を形成したも
のを円形ウェハ10とし、そのベアウェハ状態の断面を
図1(b) に示している。
【0024】次に結晶成長方法の動作について説明す
る。まず、オリエンテーションフラット11部分に保護
膜13を形成する操作を行う。図1(a) あるいは(b) に
示したベアウェハ状態の円形ウェハ10を、図2(a)に
示すように劈開オリエンテーションフラット11の劈開
面に合わせて揃えて複数枚重ね合わせてセットする。円
形ウェハ10間にはダミーウェハ等を入れることによ
り、円形ウェハ10表面を保護しておく。
【0025】上記のようにセットした複数枚の円形ウェ
ハ10を、図2(a)に示すように垂直に、もしくは図2
(b) に示すように斜めにした状態で、電子ビーム蒸着に
より、保護膜13としてSiO2 膜を数百〜数千 の厚
さでオリエンテーションフラット11側に成膜する。こ
のようにして、オリエンテーションフラット11の部分
にSiO2 の保護膜13が図1(c) に示すように形成さ
れる。
【0026】次にMOCVD法を用いてウェハ10上に
n型半導体層、p型半導体層からなるエピタキシャル成
長層を形成してpn接合を作る。図1(d) に示すように
ウェハ上にSiO2 膜があると、その部分には結晶成長
しない。
【0027】結晶成長後、フッ酸を用いてSiO2 の保
護膜13を除去すると、オリエンテーションフラット1
1の部分を除く円形ウェハ10表面には、図1(e) に示
すように〜5μm程度の結晶成長層12が形成できる。
こうして、オリエンテーションフラット11周辺部は結
晶成長前と同じ状態を維持した結晶成長ウェハが得られ
る。
【0028】上記実施例により得られた円形ウェハ10
を用いて、埋め込み構造レーザの光導波路,ストライプ
構造レーザの光導波路等の光導波路を形成する場合、最
初に行うフォトレジストを用いた転写工程では、この劈
開オリエンテーションフラット11を基準にマスク合わ
せを行う。光導波路は劈開面に対して垂直に形成する必
要があり、アライメント精度として0.01°以下が要
求されるが、上記実施例により得られた円形ウェハ10
のオリエンテーションフラット11の部分はベアウェハ
の劈開状態と同じ形状をしているため、オリエンテーシ
ョンフラット11の部分を基準としてマスク合わせを行
うと、0.001°程度の比較的高いアライメント精度
を得ることができる。
【0029】また、上記実施例で得られた円形ウェハ
を、最終的にチップ状態にした場合、各チップは劈開面
に対して垂直に導波路が形成されている。
【0030】さらに、上記実施例では、電子ビーム蒸着
により形成したSiO2 膜を保護膜13としたが、Al
2 3 ,TiO2 等の誘電体酸化膜、AlN,SiN等
のチッ化膜、Si,GaAs,InP等の半導体膜(但
し、円形ウェハ10の材料,結晶成長層12とは異
種)、SiC等の絶縁体膜を保護膜13としてもよい。
【0031】また、保護膜13としては、Au,Ti,
Pt,Mo等の高融点金属薄膜でもよい。
【0032】さらに、結晶成長層12に影響を及ぼさ
ず、かつオリエンテーションフラット11部分を保護で
きる保護膜ならば、誘電体膜,半導体膜,金属膜以外の
他の保護膜となり得る材料でもよい。
【0033】また、保護膜13の形成方法としては、電
子ビーム蒸着方法のみならず、抵抗加熱,スパッタ,熱
CVD,光CVD,プラズマCVD,ECR−CVD,
VPE,MOCVD,MBE等の成膜方法を用いてもよ
い。
【0034】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る円形ウェ
ハ上の結晶成長方法によれば、劈開オリエンテーション
フラット部分を保護膜により保護し結晶成長を行ったの
で、劈開オリエンテーションフラットをベアウェハ状態
の際と同じ状態で保存でき、さらに、この劈開オリエン
テーションフラットを用いて導波路の形成や電極の形成
といったアライメントが容易に精度よく行えるようにな
り、デバイス特性の均一化が可能となり、かつ高歩留が
得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による円形ウェハ上の結晶
成長方法を示した図である。
【図2】この発明の一実施例による円形ウェハ上の結晶
成長の際の保護膜形成方法を示した断面図である。
【図3】従来の光デバイス用角形ウェハを示した平面図
である。
【図4】従来の光デバイス用角形ウェハを用いた劈開方
位合わせ方法を示す図である。
【図5】従来のオリエンテーションフラット付円形ウェ
ハ上の結晶成長方法を示した図である。
【図6】従来の自然劈開オリエンテーションフラット付
円形ウェハ上の結晶成長方法を示した図である。
【符号の説明】
1 角形ウェハ 2 劈開面 3 マスク 4 ストライプ状のマスクパターン 10 円形ウェハ 11 オリエンテーションフラット 12 結晶成長層 13 保護膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自然劈開により形成されたオリエンテー
    ションフラットを有する光デバイス用円形ウェハ上に結
    晶を成長する方法において、 前記オリエンテーションフラット部分に保護膜を形成す
    る工程と、 前記保護膜により前記オリエンテーションフラット部分
    を保護して結晶成長を行う工程とを含むことを特徴とす
    る円形ウェハ上の結晶成長方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の保護膜を形成する工程
    は、 ベアウェハ状態の円形ウェハを劈開オリエンテーション
    フラットの劈開面が揃うように複数枚重ね合わせる工程
    と、 前記複数枚重ね合わせた円形ウェハをそのままの状態
    で、あるいは、斜めにずらした状態とし、その劈開オリ
    エンテーションフラット側に保護膜を成膜する工程とか
    らなることを特徴とする円形ウェハ上の結晶成長方法。
JP24276891A 1991-08-27 1991-08-27 円形ウエハ上の結晶成長方法 Pending JPH0555143A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6377807A (ja) * 1986-09-19 1988-04-08 Unitika Ltd 歯科用レジン組成物
CN100440429C (zh) * 2005-09-28 2008-12-03 日立电线株式会社 半导体外延晶片及其制造方法
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