JPH06177044A - 半導体結晶層選択成長法 - Google Patents
半導体結晶層選択成長法Info
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- JPH06177044A JPH06177044A JP34559292A JP34559292A JPH06177044A JP H06177044 A JPH06177044 A JP H06177044A JP 34559292 A JP34559292 A JP 34559292A JP 34559292 A JP34559292 A JP 34559292A JP H06177044 A JPH06177044 A JP H06177044A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体結晶基板上にマスク層を形成し、次
に、半導体結晶基板上にマスク層をマスクとして、不純
物を導入しているまたはしていない半導体結晶層をエピ
タキシャル成長させる半導体結晶層選択成長法におい
て、半導体結晶基板上に半導体結晶層を形成するとき、
マスク層上に半導体結晶層を構成している元素の酸化物
を含む多結晶粒が不必要に高密度に形成されないように
する。 【構成】 上記半導体結晶層選択成長法において、マス
ク層として、半導体結晶層が不純物を導入している場
合、半導体結晶層を構成している元素及び半導体結晶層
に導入されている不純物の元素中最も大きな酸化力を有
する元素と同等以上の酸化力を有する元素の酸化物でな
り、半導体結晶層が不純物を導入していない場合、半導
体結晶層を構成している元素中最も大きな酸化力を有す
る元素と同等以上の酸化力を有する元素の酸化物でなる
マスク層を用いる。
に、半導体結晶基板上にマスク層をマスクとして、不純
物を導入しているまたはしていない半導体結晶層をエピ
タキシャル成長させる半導体結晶層選択成長法におい
て、半導体結晶基板上に半導体結晶層を形成するとき、
マスク層上に半導体結晶層を構成している元素の酸化物
を含む多結晶粒が不必要に高密度に形成されないように
する。 【構成】 上記半導体結晶層選択成長法において、マス
ク層として、半導体結晶層が不純物を導入している場
合、半導体結晶層を構成している元素及び半導体結晶層
に導入されている不純物の元素中最も大きな酸化力を有
する元素と同等以上の酸化力を有する元素の酸化物でな
り、半導体結晶層が不純物を導入していない場合、半導
体結晶層を構成している元素中最も大きな酸化力を有す
る元素と同等以上の酸化力を有する元素の酸化物でなる
マスク層を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体結晶層を、半導
体結晶基板上の所望の領域に選択的に成長させる半導体
結晶層選択成長法に関する。
体結晶基板上の所望の領域に選択的に成長させる半導体
結晶層選択成長法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、図４に示すように、ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体としてのＧａＡｓでなる半導体結晶基板１
を予め用意し（図４Ａ）、そして、その半導体結晶基板
１上にＳｉＯ2 でなるマスク層２を所望のパタ―ンに形
成し（図４Ｂ）、次に、半導体結晶基板１上に、その温
度を６００℃、６５０℃、または７００℃に保っている
状態で、マスク層２をマスクとして、ＡｌＧａＡｓ系で
なる半導体結晶層３を、原料ガスとしてトリメチルアル
ミニウム（ＴＭＡ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）、
及びアルシン（ＡｓＨ3 ）を用いた減圧有機金属気相成
長法（ＭＯＣＶＤ法）によってエピタキシャル成長させ
ることによって、半導体結晶層３を半導体結晶基板１の
マスク層２を形成していない領域に選択的に成長させる
（図４Ｃ）、という半導体結晶層選択成長法が提案され
ている。
化合物半導体としてのＧａＡｓでなる半導体結晶基板１
を予め用意し（図４Ａ）、そして、その半導体結晶基板
１上にＳｉＯ2 でなるマスク層２を所望のパタ―ンに形
成し（図４Ｂ）、次に、半導体結晶基板１上に、その温
度を６００℃、６５０℃、または７００℃に保っている
状態で、マスク層２をマスクとして、ＡｌＧａＡｓ系で
なる半導体結晶層３を、原料ガスとしてトリメチルアル
ミニウム（ＴＭＡ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）、
及びアルシン（ＡｓＨ3 ）を用いた減圧有機金属気相成
長法（ＭＯＣＶＤ法）によってエピタキシャル成長させ
ることによって、半導体結晶層３を半導体結晶基板１の
マスク層２を形成していない領域に選択的に成長させる
（図４Ｃ）、という半導体結晶層選択成長法が提案され
ている。
【０００３】また、従来、図５に示すように、図４に示
す従来の半導体結晶層選択成長法の場合と同様の材料で
なる、従って、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてのＧａ
Ａｓでなる半導体結晶基板１を予め用意し（図５Ａ）、
そして、その半導体結晶基板１上にＧａ2 Ｏ3 でなるマ
スク層１２を形成し（図５Ｂ）、次に、半導体結晶基板
１上に、その温度を６５０℃に保っている状態で、マス
ク層１２をマスクとして、Ｓｉでなる不純物をｎ型不純
物として導入しているＧａＡｓでなる半導体結晶層１３
を、原料ガスとしてトリメチルガリウム（ＴＥＧ）、ア
ルシン（ＡｓＨ3 ）、及びモノシラン（ＳｉＨ4 ）を用
いた減圧有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）によって
エピタキシャル成長させることによって、半導体結晶層
１３を半導体結晶基板１のマスク層１２を形成していな
い領域に選択的に成長させる（図５Ｃ）、という半導体
結晶層選択成長法も提案されている。
す従来の半導体結晶層選択成長法の場合と同様の材料で
なる、従って、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてのＧａ
Ａｓでなる半導体結晶基板１を予め用意し（図５Ａ）、
そして、その半導体結晶基板１上にＧａ2 Ｏ3 でなるマ
スク層１２を形成し（図５Ｂ）、次に、半導体結晶基板
１上に、その温度を６５０℃に保っている状態で、マス
ク層１２をマスクとして、Ｓｉでなる不純物をｎ型不純
物として導入しているＧａＡｓでなる半導体結晶層１３
を、原料ガスとしてトリメチルガリウム（ＴＥＧ）、ア
ルシン（ＡｓＨ3 ）、及びモノシラン（ＳｉＨ4 ）を用
いた減圧有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）によって
エピタキシャル成長させることによって、半導体結晶層
１３を半導体結晶基板１のマスク層１２を形成していな
い領域に選択的に成長させる（図５Ｃ）、という半導体
結晶層選択成長法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来の半導
体結晶層選択成長法の場合、半導体結晶層が、半導体表
面上には成長するが、酸化物でなる表面上には成長しな
い、ということを利用した半導体結晶層選択成長法であ
るが、この場合、用いるマスク層２がＳｉＯ2 でなるの
で、半導体結晶層が成長しない酸化物でなる表面がＳｉ
Ｏ2 でなり、そして、そのＳｉＯ2 を構成している元素
であるＳｉが、ＡｌＧａＡｓ系でなる半導体結晶層３を
構成している元素Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ中最も酸化力の大き
な元素であるＡｌに比し、小さな酸化力しか有しない元
素ことから、ＡｌＧａＡｓ系でなる半導体結晶層３を成
長させる過程で、マスク層２上に、半導体結晶層３を構
成している元素であるＡｌと、マスク層２の材料である
ＳｉＯ2 を構成している元素である酸素とによる、半導
体結晶層３を構成している元素中最も酸化力の大きな元
素Ａｌの酸化物であるＡｌ2 Ｏ3 が形成され、このた
め、マスク層２上に、Ａｌ2 Ｏ3 を含む多結晶粒（図示
せず）が、半導体結晶基板１上に半導体結晶層３を形成
させるときの半導体結晶基板１の温度に対する半導体結
晶層３を形成して後のマスク層２上の多結晶粒の密度の
測定結果を示している図６からも明らかなように、不必
要に比較的高密度に形成される、という欠点を有してい
た。
体結晶層選択成長法の場合、半導体結晶層が、半導体表
面上には成長するが、酸化物でなる表面上には成長しな
い、ということを利用した半導体結晶層選択成長法であ
るが、この場合、用いるマスク層２がＳｉＯ2 でなるの
で、半導体結晶層が成長しない酸化物でなる表面がＳｉ
Ｏ2 でなり、そして、そのＳｉＯ2 を構成している元素
であるＳｉが、ＡｌＧａＡｓ系でなる半導体結晶層３を
構成している元素Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ中最も酸化力の大き
な元素であるＡｌに比し、小さな酸化力しか有しない元
素ことから、ＡｌＧａＡｓ系でなる半導体結晶層３を成
長させる過程で、マスク層２上に、半導体結晶層３を構
成している元素であるＡｌと、マスク層２の材料である
ＳｉＯ2 を構成している元素である酸素とによる、半導
体結晶層３を構成している元素中最も酸化力の大きな元
素Ａｌの酸化物であるＡｌ2 Ｏ3 が形成され、このた
め、マスク層２上に、Ａｌ2 Ｏ3 を含む多結晶粒（図示
せず）が、半導体結晶基板１上に半導体結晶層３を形成
させるときの半導体結晶基板１の温度に対する半導体結
晶層３を形成して後のマスク層２上の多結晶粒の密度の
測定結果を示している図６からも明らかなように、不必
要に比較的高密度に形成される、という欠点を有してい
た。
【０００５】また、図５に示す従来の半導体結晶層選択
成長法の場合、図４に示す従来の半導体結晶層選択成長
法の場合と同様に、半導体結晶層が、半導体表面上には
成長するが、酸化物でなる表面上には成長しない、とい
うことを利用した半導体結晶層選択成長法であるが、こ
の場合、用いるマスク層１２がＧａ2 Ｏ3 でなるので、
半導体結晶層が成長しない酸化物の表面がＧａ2 Ｏ3 で
なり、そして、そのＧａ2 Ｏ3 を構成している元素であ
るＧａが、ＧａＡｓでなる半導体結晶層１３を構成して
いる元素Ｇａ、Ａｓ及び半導体結晶層１３に導入されて
いる不純物の元素Ｓｉ中最も酸化力の大きな元素である
Ｓｉに比し、小さな酸化力しか有しないことから、Ｓｉ
を不純物として導入しているＧａＡｓでなる半導体結晶
層１３を成長させる過程で、マスク層１２上に、半導体
結晶層１３に導入している不純物の元素であるＳｉと、
マスク層２の材料であるＧａ2 Ｏ3 を構成している元素
である酸素とによる、半導体結晶層１３を構成している
元素及び半導体結晶層１３に導入している元素中最も酸
化力の大きな元素Ｓｉの酸化物であるＳｉＯ2 が形成さ
れ、このため、マスク層１２上に、ＳｉＯ2 を含む多結
晶粒が、不必要に比較的高密度に形成される、という欠
点を有していた。
成長法の場合、図４に示す従来の半導体結晶層選択成長
法の場合と同様に、半導体結晶層が、半導体表面上には
成長するが、酸化物でなる表面上には成長しない、とい
うことを利用した半導体結晶層選択成長法であるが、こ
の場合、用いるマスク層１２がＧａ2 Ｏ3 でなるので、
半導体結晶層が成長しない酸化物の表面がＧａ2 Ｏ3 で
なり、そして、そのＧａ2 Ｏ3 を構成している元素であ
るＧａが、ＧａＡｓでなる半導体結晶層１３を構成して
いる元素Ｇａ、Ａｓ及び半導体結晶層１３に導入されて
いる不純物の元素Ｓｉ中最も酸化力の大きな元素である
Ｓｉに比し、小さな酸化力しか有しないことから、Ｓｉ
を不純物として導入しているＧａＡｓでなる半導体結晶
層１３を成長させる過程で、マスク層１２上に、半導体
結晶層１３に導入している不純物の元素であるＳｉと、
マスク層２の材料であるＧａ2 Ｏ3 を構成している元素
である酸素とによる、半導体結晶層１３を構成している
元素及び半導体結晶層１３に導入している元素中最も酸
化力の大きな元素Ｓｉの酸化物であるＳｉＯ2 が形成さ
れ、このため、マスク層１２上に、ＳｉＯ2 を含む多結
晶粒が、不必要に比較的高密度に形成される、という欠
点を有していた。
【０００６】よって、本発明は、上述した欠点のない新
規な半導体結晶層選択成長法を提案せんとするものであ
る。
規な半導体結晶層選択成長法を提案せんとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体結晶
層選択成長法は、図４及び図６で上述した従来の半導体
結晶層選択成長法の場合と同様に、（ｉ）半導体結晶基
板上に、マスク層を形成する工程と、（ｉｉ）その工程
後、上記半導体結晶基板上に、上記マスク層をマスクと
して、不純物を導入しているまたは導入していない半導
体結晶層をエピタキシャル成長させる工程をとることに
よって、上記半導体結晶層を、上記半導体結晶基板の上
記マスク層を形成していない領域に選択的に成長させる
工程とを有する。
層選択成長法は、図４及び図６で上述した従来の半導体
結晶層選択成長法の場合と同様に、（ｉ）半導体結晶基
板上に、マスク層を形成する工程と、（ｉｉ）その工程
後、上記半導体結晶基板上に、上記マスク層をマスクと
して、不純物を導入しているまたは導入していない半導
体結晶層をエピタキシャル成長させる工程をとることに
よって、上記半導体結晶層を、上記半導体結晶基板の上
記マスク層を形成していない領域に選択的に成長させる
工程とを有する。
【０００８】しかしながら、本発明による半導体結晶層
選択成長法は、このような半導体結晶層選択成長法にお
いて、（ｉｉｉ）上記マスク層として、上記半導体結晶
層が上記不純物を導入している場合、上記半導体結晶層
を構成している元素及び上記半導体結晶層に導入されて
いる不純物の元素中最も大きな酸化力を有する元素と同
等以上の酸化力を有する元素の酸化物でなり、上記半導
体結晶層が上記不純物を導入していない場合、上記半導
体結晶層を構成している元素中最も大きな酸化力を有す
る元素と同等以上の酸化力を有する元素の酸化物でなる
マスク層を用いる。
選択成長法は、このような半導体結晶層選択成長法にお
いて、（ｉｉｉ）上記マスク層として、上記半導体結晶
層が上記不純物を導入している場合、上記半導体結晶層
を構成している元素及び上記半導体結晶層に導入されて
いる不純物の元素中最も大きな酸化力を有する元素と同
等以上の酸化力を有する元素の酸化物でなり、上記半導
体結晶層が上記不純物を導入していない場合、上記半導
体結晶層を構成している元素中最も大きな酸化力を有す
る元素と同等以上の酸化力を有する元素の酸化物でなる
マスク層を用いる。
【０００９】
【作用・効果】本発明による半導体結晶層選択成長法
は、図４及び図６で上述した従来の半導体結晶層選択成
長法の場合と同様の、半導体結晶層が、半導体表面上に
は成長するが、酸化物でなる表面上には成長しない、と
いうことを利用した半導体結晶層選択成長法であるが、
この場合、用いるマスク層が、半導体結晶層が不純物を
導入している場合、半導体結晶層を構成している元素及
び半導体結晶層に導入されている不純物の元素中最も大
きな酸化力を有する元素と同等以上の酸化力を有する元
素の酸化物でなり、半導体結晶層が不純物を導入してい
ない場合、半導体結晶層を構成している元素中最も大き
な酸化力を有する元素と同等以上の酸化力を有する元素
の酸化物でなり、従って、半導体結晶層が成長しない酸
化物の表面が、いま述べた元素の酸化物でなるので、半
導体結晶層を成長させる過程で、マスク層上に、半導体
結晶層を構成している元素とマスク層の材料を構成して
いる酸素とによる半導体結晶層を構成している元素の酸
化物がほとんど形成されず、このため、マスク層上に、
半導体結晶層を構成している元素の酸化物を含む多結晶
粒が、不必要に高密度に形成されることがない。
は、図４及び図６で上述した従来の半導体結晶層選択成
長法の場合と同様の、半導体結晶層が、半導体表面上に
は成長するが、酸化物でなる表面上には成長しない、と
いうことを利用した半導体結晶層選択成長法であるが、
この場合、用いるマスク層が、半導体結晶層が不純物を
導入している場合、半導体結晶層を構成している元素及
び半導体結晶層に導入されている不純物の元素中最も大
きな酸化力を有する元素と同等以上の酸化力を有する元
素の酸化物でなり、半導体結晶層が不純物を導入してい
ない場合、半導体結晶層を構成している元素中最も大き
な酸化力を有する元素と同等以上の酸化力を有する元素
の酸化物でなり、従って、半導体結晶層が成長しない酸
化物の表面が、いま述べた元素の酸化物でなるので、半
導体結晶層を成長させる過程で、マスク層上に、半導体
結晶層を構成している元素とマスク層の材料を構成して
いる酸素とによる半導体結晶層を構成している元素の酸
化物がほとんど形成されず、このため、マスク層上に、
半導体結晶層を構成している元素の酸化物を含む多結晶
粒が、不必要に高密度に形成されることがない。
【００１０】
【実施例１】次に、図１を伴って本発明による半導体結
晶層選択成長法の第１の実施例を述べよう。
晶層選択成長法の第１の実施例を述べよう。
【００１１】図１において、図４との対応部分には同一
符号を付して示す。
符号を付して示す。
【００１２】図１に示す本発明による半導体結晶層選択
成長法の第１の実施例は、図４で上述した従来の半導体
結晶層選択成長法の場合と同様の材料でなる、従って、
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてのＧａＡｓでなる半導
体結晶基板１を予め用意し（図１Ａ）、そして、その半
導体結晶基板１上に、例えば分子線エピタキシャル成長
法によって、Ａｌでなる層２１を、所望のパタ―ンに形
成し（図１Ｂ）、次に、そのＡｌでなる層２１に対し熱
酸化処理を施し、Ａｌでなる層２１から、Ａｌ2 Ｏ3 で
なるマスク層２２を形成し（図１Ｃ）、次に、図４で上
述した従来の半導体結晶層選択成長法の場合と同様に、
半導体結晶基板１上に、その温度を６００℃、６５０
℃、または７００℃に保っている状態で、Ａｌ2 Ｏ3 で
なるマスク層２２をマスクとして、ＡｌＧａＡｓ系でな
る半導体結晶層３を、原料ガスとしてトリメチルアルミ
ニウム（ＴＭＡ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）、及
びアルシン（ＡｓＨ3 ）を用いた減圧有機金属気相成長
法（ＭＯＣＶＤ法）によってエピタキシャル成長させる
ことによって、半導体結晶層３を半導体結晶基板１のマ
スク層２２を形成していない領域に選択的に成長させる
（図１Ｄ）。
成長法の第１の実施例は、図４で上述した従来の半導体
結晶層選択成長法の場合と同様の材料でなる、従って、
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてのＧａＡｓでなる半導
体結晶基板１を予め用意し（図１Ａ）、そして、その半
導体結晶基板１上に、例えば分子線エピタキシャル成長
法によって、Ａｌでなる層２１を、所望のパタ―ンに形
成し（図１Ｂ）、次に、そのＡｌでなる層２１に対し熱
酸化処理を施し、Ａｌでなる層２１から、Ａｌ2 Ｏ3 で
なるマスク層２２を形成し（図１Ｃ）、次に、図４で上
述した従来の半導体結晶層選択成長法の場合と同様に、
半導体結晶基板１上に、その温度を６００℃、６５０
℃、または７００℃に保っている状態で、Ａｌ2 Ｏ3 で
なるマスク層２２をマスクとして、ＡｌＧａＡｓ系でな
る半導体結晶層３を、原料ガスとしてトリメチルアルミ
ニウム（ＴＭＡ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）、及
びアルシン（ＡｓＨ3 ）を用いた減圧有機金属気相成長
法（ＭＯＣＶＤ法）によってエピタキシャル成長させる
ことによって、半導体結晶層３を半導体結晶基板１のマ
スク層２２を形成していない領域に選択的に成長させる
（図１Ｄ）。
【００１３】以上が、本発明による半導体結晶層選択成
長法の第１の実施例である。
長法の第１の実施例である。
【００１４】このような本発明による半導体結晶層選択
成長法は、図４で前述した従来の半導体結晶層選択成長
法の場合と同様に、半導体結晶層が、半導体表面上には
成長するが、酸化物でなる表面上には成長しない、とい
うことを利用した半導体結晶層選択成長法であるが、こ
の場合、半導体結晶層３を構成している元素Ａｌ、Ｇａ
及びＡｓ中最も酸化力の大きな元素が、マスク層２２の
材料（Ａｌ2 Ｏ3 ）を構成している酸化物になる元素Ａ
ｌと同じＡｌであり、従って、用いるマスク層２２が、
半導体結晶層３を構成している元素中最も大きな酸化力
を有する元素であるＡｌと同等の酸化力を有する元素Ａ
ｌの酸化物でなるので、半導体結晶層が成長しない酸化
物の表面が、いま述べた元素Ａｌの酸化物でなり、この
ため、半導体結晶層３を成長させる過程で、マスク層２
２上に、半導体結晶層３を構成している元素とマスク層
２２の材料（Ａｌ2 Ｏ3 ）を構成している酸素とによる
半導体結晶層３を構成している元素の酸化物がほとんど
形成されず、このため、マスク層２２上に、半導体結晶
層１３を構成している元素の酸化物を含む多結晶粒が、
半導体結晶基板１上に半導体結晶層３を形成させるとき
の半導体結晶基板１の温度に対する半導体結晶層３を形
成して後のマスク層２２上の多結晶粒の密度の測定結果
を示している図２からも明らかなように、不必要に高密
度に形成されることがない。
成長法は、図４で前述した従来の半導体結晶層選択成長
法の場合と同様に、半導体結晶層が、半導体表面上には
成長するが、酸化物でなる表面上には成長しない、とい
うことを利用した半導体結晶層選択成長法であるが、こ
の場合、半導体結晶層３を構成している元素Ａｌ、Ｇａ
及びＡｓ中最も酸化力の大きな元素が、マスク層２２の
材料（Ａｌ2 Ｏ3 ）を構成している酸化物になる元素Ａ
ｌと同じＡｌであり、従って、用いるマスク層２２が、
半導体結晶層３を構成している元素中最も大きな酸化力
を有する元素であるＡｌと同等の酸化力を有する元素Ａ
ｌの酸化物でなるので、半導体結晶層が成長しない酸化
物の表面が、いま述べた元素Ａｌの酸化物でなり、この
ため、半導体結晶層３を成長させる過程で、マスク層２
２上に、半導体結晶層３を構成している元素とマスク層
２２の材料（Ａｌ2 Ｏ3 ）を構成している酸素とによる
半導体結晶層３を構成している元素の酸化物がほとんど
形成されず、このため、マスク層２２上に、半導体結晶
層１３を構成している元素の酸化物を含む多結晶粒が、
半導体結晶基板１上に半導体結晶層３を形成させるとき
の半導体結晶基板１の温度に対する半導体結晶層３を形
成して後のマスク層２２上の多結晶粒の密度の測定結果
を示している図２からも明らかなように、不必要に高密
度に形成されることがない。
【００１５】
【実施例２】次に、図３を伴って本発明による半導体結
晶層選択成長法の第２の実施例を述べよう。
晶層選択成長法の第２の実施例を述べよう。
【００１６】図３において、図１との対応部分には同一
符号を付して示す。
符号を付して示す。
【００１７】図３に示す本発明による半導体結晶層選択
成長法の第２の実施例は、図１で上述した本発明による
半導体結晶層選択成長法の場合と同様の材料でなる、従
って、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてのＧａＡｓでな
る半導体結晶基板１を予め用意し（図３Ａ）、そして、
その半導体結晶基板１に、図１で上述した本発明による
半導体結晶層選択成長法の場合と同様に、例えば分子線
エピタキシャル成長法によって、Ａｌでなる層２１を、
所望のパタ―ンに形成し（図３Ｂ）、次に、図１で上述
した本発明による半導体結晶層選択成長法の場合と同様
に、Ａｌでなる層２１に対し熱酸化処理を施し、Ａｌで
なる層２１から、Ａｌ2 Ｏ3 でなるマスク層２２を形成
し（図３Ｃ）、次に、図５で上述した従来の半導体結晶
層選択成長法の場合と同様に、半導体結晶基板１上に、
その温度を６５０℃に保っている状態で、Ａｌ2 Ｏ3 で
なるマスク層２２をマスクとして、Ｓｉでなる不純物を
ｎ型不純物として導入しているＡｌＧａＡｓでなる半導
体結晶層１３を、原料ガスとしてトリメチルガリウム
（ＴＥＧ）、アルシン（ＡｓＨ3 ）、及びモノシラン
（ＳｉＨ4 ）を用いた減圧有機金属気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）によってエピタキシャル成長させることによっ
て、エピタキシャル成長させることによって、半導体結
晶層１３を半導体結晶基板１のマスク層２２を形成して
いない領域に選択的に成長させる（図３Ｄ）。
成長法の第２の実施例は、図１で上述した本発明による
半導体結晶層選択成長法の場合と同様の材料でなる、従
って、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてのＧａＡｓでな
る半導体結晶基板１を予め用意し（図３Ａ）、そして、
その半導体結晶基板１に、図１で上述した本発明による
半導体結晶層選択成長法の場合と同様に、例えば分子線
エピタキシャル成長法によって、Ａｌでなる層２１を、
所望のパタ―ンに形成し（図３Ｂ）、次に、図１で上述
した本発明による半導体結晶層選択成長法の場合と同様
に、Ａｌでなる層２１に対し熱酸化処理を施し、Ａｌで
なる層２１から、Ａｌ2 Ｏ3 でなるマスク層２２を形成
し（図３Ｃ）、次に、図５で上述した従来の半導体結晶
層選択成長法の場合と同様に、半導体結晶基板１上に、
その温度を６５０℃に保っている状態で、Ａｌ2 Ｏ3 で
なるマスク層２２をマスクとして、Ｓｉでなる不純物を
ｎ型不純物として導入しているＡｌＧａＡｓでなる半導
体結晶層１３を、原料ガスとしてトリメチルガリウム
（ＴＥＧ）、アルシン（ＡｓＨ3 ）、及びモノシラン
（ＳｉＨ4 ）を用いた減圧有機金属気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）によってエピタキシャル成長させることによっ
て、エピタキシャル成長させることによって、半導体結
晶層１３を半導体結晶基板１のマスク層２２を形成して
いない領域に選択的に成長させる（図３Ｄ）。
【００１８】以上が、本発明による半導体結晶層選択成
長法の第２の実施例である。
長法の第２の実施例である。
【００１９】このような本発明による半導体結晶層選択
成長法は、図１で上述した本発明による半導体結晶層選
択成長法の場合と同様に、半導体結晶層が、半導体表面
上には成長するが、酸化物でなる表面上には成長しな
い、ということを利用した半導体結晶層選択成長法であ
るが、この場合、半導体結晶層１３を構成している元素
Ｇａ及びＡｓ、及び半導体結晶層１３に導入されている
不純物の元素Ｓｉ中最も酸化力の大きな元素がＳｉであ
り、そして、用いるマスク層２２の材料（Ａｌ2Ｏ3 ）
を構成しているＡｌの酸化力が、Ｓｉの酸化力よりも大
きいので、用いるマスク層２２が、半導体結晶層３を構
成している元素及び半導体結晶層３中に導入されている
不純物の元素中最も大きな酸化力を有する元素であるＳ
ｉと同等以上の酸化力を有する元素Ａｌの酸化物でな
り、よって、半導体結晶層が成長しない酸化物の表面
が、いま述べた元素の酸化物でなり、このため、半導体
結晶層１３を成長させる過程で、マスク層２２上に、半
導体結晶層１３を構成している元素とマスク層２２の材
料を構成している酸素とによる半導体結晶層１３を構成
している元素の酸化物がほとんど形成されず、このた
め、マスク層２２上に、半導体結晶層を構成している元
素の酸化物を含む多結晶粒が不必要に高密度に形成され
ることがない。
成長法は、図１で上述した本発明による半導体結晶層選
択成長法の場合と同様に、半導体結晶層が、半導体表面
上には成長するが、酸化物でなる表面上には成長しな
い、ということを利用した半導体結晶層選択成長法であ
るが、この場合、半導体結晶層１３を構成している元素
Ｇａ及びＡｓ、及び半導体結晶層１３に導入されている
不純物の元素Ｓｉ中最も酸化力の大きな元素がＳｉであ
り、そして、用いるマスク層２２の材料（Ａｌ2Ｏ3 ）
を構成しているＡｌの酸化力が、Ｓｉの酸化力よりも大
きいので、用いるマスク層２２が、半導体結晶層３を構
成している元素及び半導体結晶層３中に導入されている
不純物の元素中最も大きな酸化力を有する元素であるＳ
ｉと同等以上の酸化力を有する元素Ａｌの酸化物でな
り、よって、半導体結晶層が成長しない酸化物の表面
が、いま述べた元素の酸化物でなり、このため、半導体
結晶層１３を成長させる過程で、マスク層２２上に、半
導体結晶層１３を構成している元素とマスク層２２の材
料を構成している酸素とによる半導体結晶層１３を構成
している元素の酸化物がほとんど形成されず、このた
め、マスク層２２上に、半導体結晶層を構成している元
素の酸化物を含む多結晶粒が不必要に高密度に形成され
ることがない。
【００２０】なお、上述においては本発明による半導体
結晶層選択成長法について、２つの実施例を示したに留
まり、本発明の精神を脱することなしに、種々の変型、
変更をなし得るであろう。
結晶層選択成長法について、２つの実施例を示したに留
まり、本発明の精神を脱することなしに、種々の変型、
変更をなし得るであろう。
【図１】本発明による半導体結晶層選択成長法の第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。
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。
【図２】図１に示す本発明による半導体結晶層選択成長
法の説明に供する、半導体結晶基板上にマスク層をマス
クとして半導体結晶層をエピタキシャル成長法によって
選択成長させるときの半導体結晶基板の温度に対する、
半導体結晶層を形成して後のマスク層上の多結晶粒の密
度の測定結果を示す図である。
法の説明に供する、半導体結晶基板上にマスク層をマス
クとして半導体結晶層をエピタキシャル成長法によって
選択成長させるときの半導体結晶基板の温度に対する、
半導体結晶層を形成して後のマスク層上の多結晶粒の密
度の測定結果を示す図である。
【図３】本発明による半導体結晶層選択成長法の第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。
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。
【図４】従来の半導体結晶層選択成長法の説明に供す
る、順次の工程における略線的断面図である。
る、順次の工程における略線的断面図である。
【図５】図４に示す従来の半導体結晶層選択成長法の説
明に供する、半導体結晶基板上にマスク層をマスクとし
て半導体結晶層をエピタキシャル成長法によって選択成
長させるときの半導体結晶基板の温度に対する、半導体
結晶層を形成して後のマスク層上の多結晶粒の密度の測
定結果を示す図である。
明に供する、半導体結晶基板上にマスク層をマスクとし
て半導体結晶層をエピタキシャル成長法によって選択成
長させるときの半導体結晶基板の温度に対する、半導体
結晶層を形成して後のマスク層上の多結晶粒の密度の測
定結果を示す図である。
【図６】従来の他の半導体結晶層選択成長法の説明に供
する、順次の工程における略線的断面図である。
する、順次の工程における略線的断面図である。
１ 半導体結晶基板 ２ ＳｉＯ2 でなるマスク層 ３ ＡｌＧａＡｓ系でなる半導体結晶層 １２ Ｇａ2 Ｏ3 でなるマスク層 １３ ＧａＡｓでなる半導体結晶層 ２１ Ａｌでなる層 ２２ Ａｌ2 Ｏ3 でなるマスク層
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体結晶基板上に、マスク層を形成す
る工程と、 その工程後、上記半導体結晶基板上に、上記マスク層を
マスクとして、不純物を導入しているまたは導入してい
ない半導体結晶層をエピタキシャル成長させる工程をと
ることによって、上記半導体結晶層を、上記半導体結晶
基板の上記マスク層を形成していない領域に選択的に成
長させる工程とを有する半導体結晶層選択成長法におい
て、 上記マスク層として、上記半導体結晶層が上記不純物を
導入している場合、上記半導体結晶層を構成している元
素及び上記半導体結晶層に導入されている不純物の元素
中最も大きな酸化力を有する元素と同等以上の酸化力を
有する元素の酸化物でなり、上記半導体結晶層が上記不
純物を導入していない場合、上記半導体結晶層を構成し
ている元素中最も大きな酸化力を有する元素と同等以上
の酸化力を有する元素の酸化物でなるマスク層を用いる
ことを特徴とする半導体結晶層選択成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34559292A JPH06177044A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 半導体結晶層選択成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34559292A JPH06177044A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 半導体結晶層選択成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177044A true JPH06177044A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18377640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34559292A Pending JPH06177044A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 半導体結晶層選択成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06177044A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0817736A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Nec Corp | 化合物半導体の選択成長方法及び選択埋め込み成長方法 |
-
1992
- 1992-12-01 JP JP34559292A patent/JPH06177044A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0817736A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Nec Corp | 化合物半導体の選択成長方法及び選択埋め込み成長方法 |
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