JPH08264454A - 選択ｍｏｃｖｄ成長法による成膜方法 - Google Patents
選択ｍｏｃｖｄ成長法による成膜方法Info
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- JPH08264454A JPH08264454A JP7067311A JP6731195A JPH08264454A JP H08264454 A JPH08264454 A JP H08264454A JP 7067311 A JP7067311 A JP 7067311A JP 6731195 A JP6731195 A JP 6731195A JP H08264454 A JPH08264454 A JP H08264454A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体光導波路構造等の一括選択成長中にお
いて各構成層毎の成長速度増大度を制御できる選択ＭＯ
ＣＶＤ成長法による成膜方法を提供する。 【構成】 マスク１を分割するスリット部３を設け、こ
のスリット部３での（１１１）Ｂ面成長による成長自己
停止機能、およびその前後の成長時間における実効マス
ク幅の変化を利用して、成長速度増大度の成長時間変化
を生み出す。成長開始から、スリット部３での成長断面
形状が二等辺三角形となり、成長が自己停止するまでの
間はスリット部３による成長種の消費があるため、従来
のマスクで成長した場合に比べ成長速度増大度が低く抑
制される。この間、下クラッド層の成長が行われ、完了
する。更に、スリット部３での成長自己停止後、マスク
開口部２においてＭＱＷ導波路層、上クラッド層の成長
が、従来のスリットのないマスクを用いた場合と同様の
成長速度増大度で行われる。
いて各構成層毎の成長速度増大度を制御できる選択ＭＯ
ＣＶＤ成長法による成膜方法を提供する。 【構成】 マスク１を分割するスリット部３を設け、こ
のスリット部３での（１１１）Ｂ面成長による成長自己
停止機能、およびその前後の成長時間における実効マス
ク幅の変化を利用して、成長速度増大度の成長時間変化
を生み出す。成長開始から、スリット部３での成長断面
形状が二等辺三角形となり、成長が自己停止するまでの
間はスリット部３による成長種の消費があるため、従来
のマスクで成長した場合に比べ成長速度増大度が低く抑
制される。この間、下クラッド層の成長が行われ、完了
する。更に、スリット部３での成長自己停止後、マスク
開口部２においてＭＱＷ導波路層、上クラッド層の成長
が、従来のスリットのないマスクを用いた場合と同様の
成長速度増大度で行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、誘電体マスクを用い
た選択ＭＯＣＶＤ成長法による成膜方法、特に半導体光
導波路構造の一括選択成長における成長速度の制御方法
に関するものである。
た選択ＭＯＣＶＤ成長法による成膜方法、特に半導体光
導波路構造の一括選択成長における成長速度の制御方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】誘電体マスクを用いた選択ＭＯＣＶＤ成
長法は、半導体基板上の一部に形成されたマスクパター
ンによって、本来マスク面に吸着、成長すべき成長種が
マスク周辺部の成長面へ向かって気相中あるいはマスク
表面上を拡散する現象に起因した、マスクの端から周辺
部において成長速度が増大する効果を利用する成長方法
である。図８ａ、ｂはそれぞれ従来のマスクの上面図お
よび断面図である。図において１はマスク、２は開口部
を示す。従来の実デバイスの作成では、図８ａに示した
ような幅Ｗｍのマスクストライプを間隔Ｗｏで２本配置
し、マスク１に挟まれた領域（間隔Ｗｏの領域）すなわ
ち開口部２での成長速度増大効果を利用する。ここでの
成長速度は、マスク幅Ｗｍに比例して増大し、マスク間
隔Ｗｏを狭めることでさらに増大する。このように、マ
スク１周辺およびマスク１に挟まれた領域である開口部
２と、マスク１から離れた領域との間で成長速度の差が
生じるため、成長層厚の基板上面内分布をマスク１によ
って制御できる。
長法は、半導体基板上の一部に形成されたマスクパター
ンによって、本来マスク面に吸着、成長すべき成長種が
マスク周辺部の成長面へ向かって気相中あるいはマスク
表面上を拡散する現象に起因した、マスクの端から周辺
部において成長速度が増大する効果を利用する成長方法
である。図８ａ、ｂはそれぞれ従来のマスクの上面図お
よび断面図である。図において１はマスク、２は開口部
を示す。従来の実デバイスの作成では、図８ａに示した
ような幅Ｗｍのマスクストライプを間隔Ｗｏで２本配置
し、マスク１に挟まれた領域（間隔Ｗｏの領域）すなわ
ち開口部２での成長速度増大効果を利用する。ここでの
成長速度は、マスク幅Ｗｍに比例して増大し、マスク間
隔Ｗｏを狭めることでさらに増大する。このように、マ
スク１周辺およびマスク１に挟まれた領域である開口部
２と、マスク１から離れた領域との間で成長速度の差が
生じるため、成長層厚の基板上面内分布をマスク１によ
って制御できる。
【０００３】従来、上記のような原理を利用して各種光
デバイスが作成されているが、一度形成されたマスク１
は、その成長工程完了時まで除去あるいは幅、間隔など
の変更ができないため、成長中は、形成されたマスク１
の幅および間隔によって決定される一定の増大率を有す
る成長速度となる。例えば、光変調器付き半導体レーザ
等光導波路デバイスの作成に従来の本技術を適用した場
合、図８ｃに示す成長断面図のように、開口部２におい
て、下クラッド層、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）導波路
層、上クラッド層、コンタクト層の順に選択成長され、
全ての半導体層で一定の成長速度増大度が生じる。ま
た、マスク１から離れた領域では、通常の成長速度で成
長される。このため、マスク１から離れた領域と開口部
２の間で、ＭＱＷ構造の層厚変化による導波路層のバン
ドギャップが生じ、半導体レーザと光変調器の２つの機
能素子が一括して作成される。図８ｄは、従来のマスク
開口部２における成長速度増大度の成長時間変化を示す
図であり、図においてＲgはマスク周辺部の任意の点で
の成長速度、Ｒ0はマスクから十分離れた任意の点での
成長速度である。従来のマスク１を使用した場合、成長
時間中は終始一定の成長速度増大度であることを示して
いる。
デバイスが作成されているが、一度形成されたマスク１
は、その成長工程完了時まで除去あるいは幅、間隔など
の変更ができないため、成長中は、形成されたマスク１
の幅および間隔によって決定される一定の増大率を有す
る成長速度となる。例えば、光変調器付き半導体レーザ
等光導波路デバイスの作成に従来の本技術を適用した場
合、図８ｃに示す成長断面図のように、開口部２におい
て、下クラッド層、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）導波路
層、上クラッド層、コンタクト層の順に選択成長され、
全ての半導体層で一定の成長速度増大度が生じる。ま
た、マスク１から離れた領域では、通常の成長速度で成
長される。このため、マスク１から離れた領域と開口部
２の間で、ＭＱＷ構造の層厚変化による導波路層のバン
ドギャップが生じ、半導体レーザと光変調器の２つの機
能素子が一括して作成される。図８ｄは、従来のマスク
開口部２における成長速度増大度の成長時間変化を示す
図であり、図においてＲgはマスク周辺部の任意の点で
の成長速度、Ｒ0はマスクから十分離れた任意の点での
成長速度である。従来のマスク１を使用した場合、成長
時間中は終始一定の成長速度増大度であることを示して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
選択ＭＯＣＶＤ成長法では、開口部２の成長速度増大度
が同一のマスクを用いて成長させるすべての半導体層の
成長中において一定であるので、層厚増大効果が必要と
されない層においても層厚が増大するという欠点があっ
た。例えば、上記半導体レーザと光変調器の２つの素子
においては、その機能を実現するためにはＭＱＷ構造の
み層厚変化が生じれば良く、他の半導体層の層厚増大は
不要である。特に、導波路層に比べて設定層厚の厚い上
下クラッド層の層厚増大は、マスク１から離れた領域と
開口部２の間の層厚差を大きくする主因であり、基板面
内の凹凸となって、後工程、例えばレジスト塗布工程で
の塗布むら等の歩留まり低下の原因となる。
選択ＭＯＣＶＤ成長法では、開口部２の成長速度増大度
が同一のマスクを用いて成長させるすべての半導体層の
成長中において一定であるので、層厚増大効果が必要と
されない層においても層厚が増大するという欠点があっ
た。例えば、上記半導体レーザと光変調器の２つの素子
においては、その機能を実現するためにはＭＱＷ構造の
み層厚変化が生じれば良く、他の半導体層の層厚増大は
不要である。特に、導波路層に比べて設定層厚の厚い上
下クラッド層の層厚増大は、マスク１から離れた領域と
開口部２の間の層厚差を大きくする主因であり、基板面
内の凹凸となって、後工程、例えばレジスト塗布工程で
の塗布むら等の歩留まり低下の原因となる。
【０００５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、半導体光導波路構造等の一括選
択成長中において、各構成層毎の成長速度増大度を制御
することができる選択ＭＯＣＶＤ成長法による成膜方法
を提供することを目的とする。
ためになされたもので、半導体光導波路構造等の一括選
択成長中において、各構成層毎の成長速度増大度を制御
することができる選択ＭＯＣＶＤ成長法による成膜方法
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる選択Ｍ
ＯＣＶＤ成長法による成膜方法は、（１００）面を主面
とする半導体基板上に、化合物半導体層を選択成長させ
るための開口部と、この開口部より幅が狭く、化合物半
導体層の開口部における成長速度を制御するためのスリ
ットを有するマスクを形成する工程と、化合物半導体層
の成長種がマスク上で再蒸発または拡散することによ
り、開口部およびスリット部に成長種が過剰供給され、
開口部において、半導体基板上のマスクから十分に離れ
た領域よりも大きく、且つスリットが無い場合よりも小
さい成長速度にて化合物半導体層を選択成長させる工程
とを含むものである。
ＯＣＶＤ成長法による成膜方法は、（１００）面を主面
とする半導体基板上に、化合物半導体層を選択成長させ
るための開口部と、この開口部より幅が狭く、化合物半
導体層の開口部における成長速度を制御するためのスリ
ットを有するマスクを形成する工程と、化合物半導体層
の成長種がマスク上で再蒸発または拡散することによ
り、開口部およびスリット部に成長種が過剰供給され、
開口部において、半導体基板上のマスクから十分に離れ
た領域よりも大きく、且つスリットが無い場合よりも小
さい成長速度にて化合物半導体層を選択成長させる工程
とを含むものである。
【０００７】また、マスク開口部およびスリットは、半
導体基板の（０１１）結晶面方位に平行に設けられてい
るものである。また、スリット部において、化合物半導
体層の成長種がマスク端と接する部分に一定の鋭角を保
ちながら（１１１）Ｂ面の非成長面を形成し、その成長
断面が二等辺三角形となった時に成長を自己停止するこ
とを利用し、この成長の自己停止後は、開口部におい
て、スリットが無い場合と同様の成長速度にて化合物半
導体層を選択成長させる工程を含むものである。また、
化合物半導体層はIII 族有機金属とＶ族原料ガスを材料
とし、III 族有機金属とＶ族原料ガスの各モル流量の比
であるＶ／III 比を変化させることにより、スリット部
における化合物半導体層の成長種の消費量を変化させ、
マスク開口部における化合物半導体層の成長速度を制御
する工程を含むものである。
導体基板の（０１１）結晶面方位に平行に設けられてい
るものである。また、スリット部において、化合物半導
体層の成長種がマスク端と接する部分に一定の鋭角を保
ちながら（１１１）Ｂ面の非成長面を形成し、その成長
断面が二等辺三角形となった時に成長を自己停止するこ
とを利用し、この成長の自己停止後は、開口部におい
て、スリットが無い場合と同様の成長速度にて化合物半
導体層を選択成長させる工程を含むものである。また、
化合物半導体層はIII 族有機金属とＶ族原料ガスを材料
とし、III 族有機金属とＶ族原料ガスの各モル流量の比
であるＶ／III 比を変化させることにより、スリット部
における化合物半導体層の成長種の消費量を変化させ、
マスク開口部における化合物半導体層の成長速度を制御
する工程を含むものである。
【０００８】また、マスクは、中央部に開口部を有する
一組の矩形マスクであり、スリットは、開口部と平行に
マスクを貫通して配置され、スリットの幅により化合物
半導体層の成長速度を制御するものである。また、スリ
ットの本数を変化させることにより化合物半導体層の成
長速度を制御するものである。また、スリットの位置を
変化させることにより化合物半導体層の成長速度を制御
するものである。また、スリットの長手方向の長さを変
化させることにより化合物半導体層の成長速度を制御す
る領域を変化させるものである。また、マスクの長手方
向にマスク幅を変化させることにより化合物半導体層の
成長速度を制御する領域を変化させるものである。
一組の矩形マスクであり、スリットは、開口部と平行に
マスクを貫通して配置され、スリットの幅により化合物
半導体層の成長速度を制御するものである。また、スリ
ットの本数を変化させることにより化合物半導体層の成
長速度を制御するものである。また、スリットの位置を
変化させることにより化合物半導体層の成長速度を制御
するものである。また、スリットの長手方向の長さを変
化させることにより化合物半導体層の成長速度を制御す
る領域を変化させるものである。また、マスクの長手方
向にマスク幅を変化させることにより化合物半導体層の
成長速度を制御する領域を変化させるものである。
【０００９】
【作用】この発明における選択ＭＯＣＶＤ成長法による
成膜方法は、マスクに、開口部における化合物半導体層
の成長速度を制御するためのスリットを形成し、マスク
上で再蒸発または拡散した化合物半導体層の成長種がス
リット部において消費されることにより、開口部に供給
される成長種がスリットの無いマスクを使用した場合よ
りも減少し、開口部において、半導体基板上のマスクか
ら十分に離れた領域よりも大きく、且つスリットが無い
マスクを使用した場合よりも小さい成長速度にて化合物
半導体層が成長するので、マスク開口部における成長速
度の増大度を抑制することができる。
成膜方法は、マスクに、開口部における化合物半導体層
の成長速度を制御するためのスリットを形成し、マスク
上で再蒸発または拡散した化合物半導体層の成長種がス
リット部において消費されることにより、開口部に供給
される成長種がスリットの無いマスクを使用した場合よ
りも減少し、開口部において、半導体基板上のマスクか
ら十分に離れた領域よりも大きく、且つスリットが無い
マスクを使用した場合よりも小さい成長速度にて化合物
半導体層が成長するので、マスク開口部における成長速
度の増大度を抑制することができる。
【００１０】また、スリット部において、化合物半導体
層の成長種が（１１１）Ｂ面の非成長面を形成しながら
成長し、その成長断面が二等辺三角形となった時に成長
を自己停止し、それ以降はスリット部において成長種を
消費しないので、開口部において、スリットが無いマス
クを使用した場合と同様の成長速度にて化合物半導体層
が成長し、マスク開口部における成長速度をある特定の
成長時間のみ抑制することができる。また、III 族有機
金属とＶ族原料ガスの各モル流量の比であるＶ／III 比
をある値以上に大きくすると（１１１）Ｂ面上にも成長
が起こり、ある値よりも小さいＶ／III 比では（１１
１）Ｂ面上には成長が生じないことから、Ｖ／III 比を
変化させることにより、スリット部における化合物半導
体層の成長種の消費量を変化させることができ、マスク
開口部における成長速度を任意に制御することができ
る。
層の成長種が（１１１）Ｂ面の非成長面を形成しながら
成長し、その成長断面が二等辺三角形となった時に成長
を自己停止し、それ以降はスリット部において成長種を
消費しないので、開口部において、スリットが無いマス
クを使用した場合と同様の成長速度にて化合物半導体層
が成長し、マスク開口部における成長速度をある特定の
成長時間のみ抑制することができる。また、III 族有機
金属とＶ族原料ガスの各モル流量の比であるＶ／III 比
をある値以上に大きくすると（１１１）Ｂ面上にも成長
が起こり、ある値よりも小さいＶ／III 比では（１１
１）Ｂ面上には成長が生じないことから、Ｖ／III 比を
変化させることにより、スリット部における化合物半導
体層の成長種の消費量を変化させることができ、マスク
開口部における成長速度を任意に制御することができ
る。
【００１１】また、スリットをマスク開口部と平行にマ
スク全体に貫通して配置することにより、マスクの全領
域にわたってマスク開口部における成長速度を制御する
ことができる。また、スリットの幅、本数、位置を変化
させることにより、スリット部における成長自己停止前
後の実効マスク幅を変化させることができるので、マス
ク開口部における成長速度の抑制の度合いを制御するこ
とができる。また、スリットの長手方向の長さを変化さ
せることにより、マスク開口部における長手方向の特定
の領域において成長速度を制御することができる。ま
た、マスクの長手方向にマスク幅を変化させることによ
り、マスク開口部における長手方向の特定の領域におい
て成長速度を制御することができる。
スク全体に貫通して配置することにより、マスクの全領
域にわたってマスク開口部における成長速度を制御する
ことができる。また、スリットの幅、本数、位置を変化
させることにより、スリット部における成長自己停止前
後の実効マスク幅を変化させることができるので、マス
ク開口部における成長速度の抑制の度合いを制御するこ
とができる。また、スリットの長手方向の長さを変化さ
せることにより、マスク開口部における長手方向の特定
の領域において成長速度を制御することができる。ま
た、マスクの長手方向にマスク幅を変化させることによ
り、マスク開口部における長手方向の特定の領域におい
て成長速度を制御することができる。
【００１２】
実施例１．本発明の選択ＭＯＣＶＤ成長法による成膜方
法の基本実施例を図について説明する。図１ａ、ｂは、
本実施例に用いるマスクの上面図およびマスク中央部の
断面図である。図において、１はマスク、２はマスク開
口部、３は矩形マスク１を長手方向に貫通するスリット
である。本実施例では、マスク１を分割するスリット３
を設け、このスリット部での（１１１）Ｂ面成長による
成長自己停止機能、およびその前後の成長時間における
実効マスク幅の変化を利用して、成長速度増大度の成長
時間変化を生み出すものである。マスク１の形成方法を
説明する。前処理された（１００）面ＩｎＰ基板上に、
厚み約１００ｎｍのＳｉＯ2膜を形成し、レジストを塗
布する。これに図１ａに示すマスクパターンをフォトリ
ソグラフィ法で形成し、エッチング除去により作成され
る。このマスクパターンの形成されたＩｎＰ基板を酸前
処理した後、ＭＯＣＶＤ装置内に導入して半導体層の成
長を開始する。
法の基本実施例を図について説明する。図１ａ、ｂは、
本実施例に用いるマスクの上面図およびマスク中央部の
断面図である。図において、１はマスク、２はマスク開
口部、３は矩形マスク１を長手方向に貫通するスリット
である。本実施例では、マスク１を分割するスリット３
を設け、このスリット部での（１１１）Ｂ面成長による
成長自己停止機能、およびその前後の成長時間における
実効マスク幅の変化を利用して、成長速度増大度の成長
時間変化を生み出すものである。マスク１の形成方法を
説明する。前処理された（１００）面ＩｎＰ基板上に、
厚み約１００ｎｍのＳｉＯ2膜を形成し、レジストを塗
布する。これに図１ａに示すマスクパターンをフォトリ
ソグラフィ法で形成し、エッチング除去により作成され
る。このマスクパターンの形成されたＩｎＰ基板を酸前
処理した後、ＭＯＣＶＤ装置内に導入して半導体層の成
長を開始する。
【００１３】図１ｃは、成長開始後から下クラッド層成
長途中での成長断面を示す。マスク開口部２、およびス
リット部３では、それぞれマスク１に挟まれた領域であ
るため、各マスク部分に成長すべき成長種の再蒸発、お
よびマスク横方向気相拡散による成長種の過剰供給によ
り、成長速度が増大されている。マスク開口部２の成長
速度は、隣接するマスク幅に比例した増大度となるが、
この時点での隣接したマスク１が、従来のマスクに比べ
てスリット３によって幅が狭められているため、従来よ
りも増大度が低い。また、各成長層のマスク端と接して
いる成長部分は、（１１１）Ｂ面の非成長面が露出する
ため、ＩｎＰ基板とのなす角度が約５４度となる斜面が
形成されつつ、成長が進行している。
長途中での成長断面を示す。マスク開口部２、およびス
リット部３では、それぞれマスク１に挟まれた領域であ
るため、各マスク部分に成長すべき成長種の再蒸発、お
よびマスク横方向気相拡散による成長種の過剰供給によ
り、成長速度が増大されている。マスク開口部２の成長
速度は、隣接するマスク幅に比例した増大度となるが、
この時点での隣接したマスク１が、従来のマスクに比べ
てスリット３によって幅が狭められているため、従来よ
りも増大度が低い。また、各成長層のマスク端と接して
いる成長部分は、（１１１）Ｂ面の非成長面が露出する
ため、ＩｎＰ基板とのなす角度が約５４度となる斜面が
形成されつつ、成長が進行している。
【００１４】図１ｄは、下クラッド層成長完了時点での
成長断面図である。マスク開口部２では、マスク端部に
（１１１）Ｂ面の非成長面が露出した台形状断面の増大
度の低い成長が継続されているが、スリット部３では、
同台形状の成長が進行した、ＩｎＰ基板とのなす角度が
約５４度となる二等辺三角形の成長断面が形成されてい
る。この時点以降、スリット部３では、（１１１）Ｂ面
の非成長面のみが露出しているため、成長が進行せず、
成長の自己停止が起こる。図１ｅに、ＭＱＷ導波路層、
および上クラッド層成長完了時点での成長断面図を示
す。スリット部３では成長が自己停止しているため、成
長による成長種の消費が発生しない状態になっている。
つまり、スリット部３において、マスク１上と同様な成
長種の再蒸発が発生する。従って、この時点でマスク開
口部２に隣接する実効マスク幅は、従来例のスリットの
ないマスク幅と同様になり、これに伴い成長速度も増大
する。
成長断面図である。マスク開口部２では、マスク端部に
（１１１）Ｂ面の非成長面が露出した台形状断面の増大
度の低い成長が継続されているが、スリット部３では、
同台形状の成長が進行した、ＩｎＰ基板とのなす角度が
約５４度となる二等辺三角形の成長断面が形成されてい
る。この時点以降、スリット部３では、（１１１）Ｂ面
の非成長面のみが露出しているため、成長が進行せず、
成長の自己停止が起こる。図１ｅに、ＭＱＷ導波路層、
および上クラッド層成長完了時点での成長断面図を示
す。スリット部３では成長が自己停止しているため、成
長による成長種の消費が発生しない状態になっている。
つまり、スリット部３において、マスク１上と同様な成
長種の再蒸発が発生する。従って、この時点でマスク開
口部２に隣接する実効マスク幅は、従来例のスリットの
ないマスク幅と同様になり、これに伴い成長速度も増大
する。
【００１５】図１ｆは、本実施例でのマスク開口部２に
おける成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。
成長開始からスリット部３での成長断面形状が二等辺三
角形となり、成長が自己停止するまでの間は、従来のマ
スクで成長した場合に比べ、成長速度増大度が低く抑制
されている。この間、下クラッド層の成長が行われ、完
了する。さらに、その後ＭＱＷ導波路層、上クラッド層
の成長が、従来と同じ成長速度増大度で行われる。本実
施例において、下クラッド層の成長途中にスリット部３
での二等辺三角形断面の成長が完了してしまった場合、
下クラッド層の一部が従来の成長速度増大度で成長され
るため、層厚が厚くなり、設計層厚を外れることが考え
られる。また、下クラッド層の成長が完了し、例えば次
のＭＱＷ導波路層の成長途中にスリット部での二等辺三
角形断面の成長が完了する場合は、ＭＱＷ導波路層の一
部のみ従来の成長速度増大度で成長されるため層厚が厚
くなり、ＭＱＷを形成する量子井戸層、量子障壁層の一
部の厚さのみが増加し、ＭＱＷとして所望の性能を得る
ために必要な均一な層厚と組成の周期構造が実現でき
ず、デバイス性能自体が低下する。以上のように、本発
明では、スリット部３での二等辺三角形断面の成長が完
了する時間を正確に制御することが重要である。成長完
了時間は、下クラッド層の設計層厚とマスク開口部２で
の成長速度との関係、およびスリット幅で決定され、特
にスリット幅が重要である。
おける成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。
成長開始からスリット部３での成長断面形状が二等辺三
角形となり、成長が自己停止するまでの間は、従来のマ
スクで成長した場合に比べ、成長速度増大度が低く抑制
されている。この間、下クラッド層の成長が行われ、完
了する。さらに、その後ＭＱＷ導波路層、上クラッド層
の成長が、従来と同じ成長速度増大度で行われる。本実
施例において、下クラッド層の成長途中にスリット部３
での二等辺三角形断面の成長が完了してしまった場合、
下クラッド層の一部が従来の成長速度増大度で成長され
るため、層厚が厚くなり、設計層厚を外れることが考え
られる。また、下クラッド層の成長が完了し、例えば次
のＭＱＷ導波路層の成長途中にスリット部での二等辺三
角形断面の成長が完了する場合は、ＭＱＷ導波路層の一
部のみ従来の成長速度増大度で成長されるため層厚が厚
くなり、ＭＱＷを形成する量子井戸層、量子障壁層の一
部の厚さのみが増加し、ＭＱＷとして所望の性能を得る
ために必要な均一な層厚と組成の周期構造が実現でき
ず、デバイス性能自体が低下する。以上のように、本発
明では、スリット部３での二等辺三角形断面の成長が完
了する時間を正確に制御することが重要である。成長完
了時間は、下クラッド層の設計層厚とマスク開口部２で
の成長速度との関係、およびスリット幅で決定され、特
にスリット幅が重要である。
【００１６】以上のように、本実施例によれば、マスク
１にスリット部３を設けることで、同一成長中に下クラ
ッド層のみの成長速度増大度を抑制できる。このため、
従来のマスクを用いて成長した場合に比べて下クラッド
層の成長層厚が薄くなる。通常、上記半導体導波路構造
は、ＭＱＷ導波路層が１００ｎｍ程度、上下クラッド層
が５００〜１０００ｎｍ程度の層厚設定であり、全層厚
の９０〜９５％は上下クラッド層が占めている。従っ
て、下クラッド層の層厚が約１／２となれば、半導体層
全体の層厚が約３０％低くなり、基板面内の凹凸を減少
する効果がある。また、スリットをマスク長手方向全体
に貫通、開口させることで、全マスク長手方向にわたっ
て上記効果を実現することができる。
１にスリット部３を設けることで、同一成長中に下クラ
ッド層のみの成長速度増大度を抑制できる。このため、
従来のマスクを用いて成長した場合に比べて下クラッド
層の成長層厚が薄くなる。通常、上記半導体導波路構造
は、ＭＱＷ導波路層が１００ｎｍ程度、上下クラッド層
が５００〜１０００ｎｍ程度の層厚設定であり、全層厚
の９０〜９５％は上下クラッド層が占めている。従っ
て、下クラッド層の層厚が約１／２となれば、半導体層
全体の層厚が約３０％低くなり、基板面内の凹凸を減少
する効果がある。また、スリットをマスク長手方向全体
に貫通、開口させることで、全マスク長手方向にわたっ
て上記効果を実現することができる。
【００１７】実施例２．実施例２では、実施例１で述べ
たマスク１を用いて、成長時のＶ／III 比を変化させた
場合の効果について述べる。図２ａは、実施例２におけ
る成長断面図、図２ｂは、マスク開口部２における成長
速度増大度の成長時間変化を示す図である。ＭＯＣＶＤ
成長において、成長材料であるIII 族有機金属とＶ族原
料ガスをある割合で混合、供給するが、その混合比とし
て各モル流量の比：Ｖ／III 比が成長パラメータとな
る。このＶ／III 比を上げて成長すると、前述の（１１
１）Ｂ面上にも成長が起こるようになることが知られて
いる。第２の実施例は、この原理を利用し、第１の実施
例の場合よりも、マスク開口部２での成長速度増大をよ
り抑制するものである。上下クラッド層成長時のＶ／II
I 比を例えば約１００以上の条件で成長することによ
り、スリット部３での成長断面が図２ａに示すように六
角形状となる（このＶ／III 比は装置構成、成長温度等
の装置、成長パラメータによって変化する）。これは、
第１の実施例の二等辺三角形の（１１１）Ｂ面斜面に成
長が起こったためであり、マスク１上の再蒸発成長種を
第１の実施例の場合より多く消費し、マスク開口部２へ
の成長種供給を低減する。よって、図２ｂのように成長
速度増大度を低下させることができ、上下クラッド層成
長層厚をより低減できる。これに対し、ＭＱＷ導波路層
は、成長時に低Ｖ／III 比で成長することでマスク開口
部２での成長速度増大効果の低下を防ぐことができる。
また、（１１１）Ｂ面上の成長は、Ｖ／III 比でその成
長速度を連続的に変化させることができるため、層厚低
減効果の大きさは、同一成長中の任意の時点で変化させ
ることができる。
たマスク１を用いて、成長時のＶ／III 比を変化させた
場合の効果について述べる。図２ａは、実施例２におけ
る成長断面図、図２ｂは、マスク開口部２における成長
速度増大度の成長時間変化を示す図である。ＭＯＣＶＤ
成長において、成長材料であるIII 族有機金属とＶ族原
料ガスをある割合で混合、供給するが、その混合比とし
て各モル流量の比：Ｖ／III 比が成長パラメータとな
る。このＶ／III 比を上げて成長すると、前述の（１１
１）Ｂ面上にも成長が起こるようになることが知られて
いる。第２の実施例は、この原理を利用し、第１の実施
例の場合よりも、マスク開口部２での成長速度増大をよ
り抑制するものである。上下クラッド層成長時のＶ／II
I 比を例えば約１００以上の条件で成長することによ
り、スリット部３での成長断面が図２ａに示すように六
角形状となる（このＶ／III 比は装置構成、成長温度等
の装置、成長パラメータによって変化する）。これは、
第１の実施例の二等辺三角形の（１１１）Ｂ面斜面に成
長が起こったためであり、マスク１上の再蒸発成長種を
第１の実施例の場合より多く消費し、マスク開口部２へ
の成長種供給を低減する。よって、図２ｂのように成長
速度増大度を低下させることができ、上下クラッド層成
長層厚をより低減できる。これに対し、ＭＱＷ導波路層
は、成長時に低Ｖ／III 比で成長することでマスク開口
部２での成長速度増大効果の低下を防ぐことができる。
また、（１１１）Ｂ面上の成長は、Ｖ／III 比でその成
長速度を連続的に変化させることができるため、層厚低
減効果の大きさは、同一成長中の任意の時点で変化させ
ることができる。
【００１８】実施例３．本実施例では、マスク１に複数
のスリット３を設けた場合の効果について述べる。図３
ａは、本実施例のマスク上面図を示す。マスク１の長手
方向に貫通したスリット３が、１つのマスクあたり２本
設置されている。マスク幅、マスク開口幅は第１の実施
例の場合と同一幅である。１つのマスク１に２本のスリ
ット３を設けた場合の成長断面図を図３ｂに示す。スリ
ット部３での成長プロセスは、実施例１の場合と同様で
あるが、マスク開口部２での成長速度は、図３ｃに示す
ように、スリット本数によって異なる。スリット３の本
数が増えることによりマスク開口部２に接したマスク幅
が狭まり、マスク開口部２へ供給される過剰成長種が減
少するため、成長速度の増大度が低下する。以上のよう
に、マスク開口部２での成長速度の増大度は、マスク１
に設けられるスリット３の本数によって、制御すること
ができる。
のスリット３を設けた場合の効果について述べる。図３
ａは、本実施例のマスク上面図を示す。マスク１の長手
方向に貫通したスリット３が、１つのマスクあたり２本
設置されている。マスク幅、マスク開口幅は第１の実施
例の場合と同一幅である。１つのマスク１に２本のスリ
ット３を設けた場合の成長断面図を図３ｂに示す。スリ
ット部３での成長プロセスは、実施例１の場合と同様で
あるが、マスク開口部２での成長速度は、図３ｃに示す
ように、スリット本数によって異なる。スリット３の本
数が増えることによりマスク開口部２に接したマスク幅
が狭まり、マスク開口部２へ供給される過剰成長種が減
少するため、成長速度の増大度が低下する。以上のよう
に、マスク開口部２での成長速度の増大度は、マスク１
に設けられるスリット３の本数によって、制御すること
ができる。
【００１９】実施例４．本実施例では、マスク１に設け
るスリット３の位置を変化させた場合の効果について述
べる。図４ａ、ｂ、ｃはそれぞれスリット３をマスク１
の内側、中央、外側に設けた場合の上面図である。ま
た、それぞれの場合の成長速度増大度の成長時間変化を
図４ｄに示す。スリット３をマスク１の内側に設けた場
合、マスク開口部２に接したマスク幅が狭まり、マスク
開口部２へ供給される過剰成長種が減少するため、スリ
ット３をマスク１中央に設けた場合より成長速度の増大
度が低下する。実施例３で複数のスリットを設けた場合
と同じ原理であるが、増大度低下の大きさが異なる。ス
リット３をマスク１の外側に設けた場合、マスク開口部
２に接したマスク幅が広がり、マスク開口部２へ供給さ
れる過剰成長種が増加するため、スリット３をマスク１
中央に設けた場合より成長速度の増大度が増加する。い
ずれの場合も、スリット部３での成長自己停止点以降の
成長速度の増大度は、全体のマスク幅で決定される最大
増大度となる。以上のように、マスク開口部２での成長
速度の増大度は、マスク１に設けるスリット３の位置に
よって、制御することができる。
るスリット３の位置を変化させた場合の効果について述
べる。図４ａ、ｂ、ｃはそれぞれスリット３をマスク１
の内側、中央、外側に設けた場合の上面図である。ま
た、それぞれの場合の成長速度増大度の成長時間変化を
図４ｄに示す。スリット３をマスク１の内側に設けた場
合、マスク開口部２に接したマスク幅が狭まり、マスク
開口部２へ供給される過剰成長種が減少するため、スリ
ット３をマスク１中央に設けた場合より成長速度の増大
度が低下する。実施例３で複数のスリットを設けた場合
と同じ原理であるが、増大度低下の大きさが異なる。ス
リット３をマスク１の外側に設けた場合、マスク開口部
２に接したマスク幅が広がり、マスク開口部２へ供給さ
れる過剰成長種が増加するため、スリット３をマスク１
中央に設けた場合より成長速度の増大度が増加する。い
ずれの場合も、スリット部３での成長自己停止点以降の
成長速度の増大度は、全体のマスク幅で決定される最大
増大度となる。以上のように、マスク開口部２での成長
速度の増大度は、マスク１に設けるスリット３の位置に
よって、制御することができる。
【００２０】実施例５．本実施例では、マスク１にスリ
ット幅の異なる複数のスリット３を設ける場合の効果に
ついて述べる。図５ａは、実施例３と同様に、マスク１
に同一幅のスリット３を２本設けた場合の上面図であ
る。これに対し、図５ｂは、２本のスリット３ａ、３ｂ
の幅が異なる場合のマスク上面図である。図５ｃ、５
ｄ、５ｅは、図５ｂに示す２本のスリット幅が異なるマ
スク１を用いた場合の成長断面図である。また、図５ｆ
は、２本のスリット幅が異なるマスク１を用いた場合の
成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。マスク
１に、同一幅で２本のスリット３を設けた場合、スリッ
ト部３の成長自己停止点までの時間は２本のスリットで
同じであるので、一定時間の成長速度増大度の低下が得
られる。これに対し、２本のスリット幅が異なる場合、
スリット部３での成長自己停止の発生時間がスリット幅
毎に異なるため、図５ｆに示すように成長速度増大度の
成長時間変化が２段階に分離する。
ット幅の異なる複数のスリット３を設ける場合の効果に
ついて述べる。図５ａは、実施例３と同様に、マスク１
に同一幅のスリット３を２本設けた場合の上面図であ
る。これに対し、図５ｂは、２本のスリット３ａ、３ｂ
の幅が異なる場合のマスク上面図である。図５ｃ、５
ｄ、５ｅは、図５ｂに示す２本のスリット幅が異なるマ
スク１を用いた場合の成長断面図である。また、図５ｆ
は、２本のスリット幅が異なるマスク１を用いた場合の
成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。マスク
１に、同一幅で２本のスリット３を設けた場合、スリッ
ト部３の成長自己停止点までの時間は２本のスリットで
同じであるので、一定時間の成長速度増大度の低下が得
られる。これに対し、２本のスリット幅が異なる場合、
スリット部３での成長自己停止の発生時間がスリット幅
毎に異なるため、図５ｆに示すように成長速度増大度の
成長時間変化が２段階に分離する。
【００２１】２本のスリット幅の異なるマスク１を用い
た場合、成長開始後は、両スリット部３は成長種を消費
しており、マスク開口部２での成長速度増大度に寄与す
るマスク幅は最も狭い（図５ｃ）。続いて、幅の狭いス
リット部３ａにおいて、成長自己停止が発生する（図５
ｄ）。この時点では幅の広いスリット部３ｂは成長途中
であるため、成長種を消費しているが、狭いスリット部
３ａが成長自己停止をしているため、成長種の消費がな
い。このため、マスク開口部２での成長速度増大度に寄
与するマスク幅が、幅の広いスリット部３ｂ端まで拡が
り、マスク開口部２での成長速度増大度が一段階増加す
る。さらに、幅の広いスリット部３ｂにおいて、成長自
己停止が発生した場合（図５ｅ）、全てのスリット部が
成長自己停止をしているため成長種の消費が無く、マス
ク開口部２での成長速度増大度に寄与するマスク幅はマ
スク幅全体となり、マスク開口部２での成長速度増大度
がさらに増加する。以上のように、幅が異なる複数のス
リットを設けた場合、成長速度増大度の成長時間変化を
多段階に分離することができる。
た場合、成長開始後は、両スリット部３は成長種を消費
しており、マスク開口部２での成長速度増大度に寄与す
るマスク幅は最も狭い（図５ｃ）。続いて、幅の狭いス
リット部３ａにおいて、成長自己停止が発生する（図５
ｄ）。この時点では幅の広いスリット部３ｂは成長途中
であるため、成長種を消費しているが、狭いスリット部
３ａが成長自己停止をしているため、成長種の消費がな
い。このため、マスク開口部２での成長速度増大度に寄
与するマスク幅が、幅の広いスリット部３ｂ端まで拡が
り、マスク開口部２での成長速度増大度が一段階増加す
る。さらに、幅の広いスリット部３ｂにおいて、成長自
己停止が発生した場合（図５ｅ）、全てのスリット部が
成長自己停止をしているため成長種の消費が無く、マス
ク開口部２での成長速度増大度に寄与するマスク幅はマ
スク幅全体となり、マスク開口部２での成長速度増大度
がさらに増加する。以上のように、幅が異なる複数のス
リットを設けた場合、成長速度増大度の成長時間変化を
多段階に分離することができる。
【００２２】実施例６．本実施例では、スリット３の長
さを変化させた場合の成長速度増大度の２次元抑制効果
について説明する。図６ａは、スリット３の長さをマス
ク１長手方向の一部に限定した場合のマスク上面図であ
る。スリット３は、マスク１長手方向において貫通して
いない。図６ａに示すマスク１を用いた場合のａ−ａ’
断面、ｂ−ｂ’断面での成長速度増大度の成長時間変化
を図６ｂに示す。ａ−ａ’断面では、従来のスリットの
ない場合の成長が行われ、マスク開口部２における成長
速度増大度はマスク幅で決定される最大値であり、成長
時間に関わらず一定の増大度で成長が進行する。これに
対しｂ−ｂ’断面では、第１の実施例で示した効果によ
り、ある成長時間まで成長速度増大度が抑制される。
さを変化させた場合の成長速度増大度の２次元抑制効果
について説明する。図６ａは、スリット３の長さをマス
ク１長手方向の一部に限定した場合のマスク上面図であ
る。スリット３は、マスク１長手方向において貫通して
いない。図６ａに示すマスク１を用いた場合のａ−ａ’
断面、ｂ−ｂ’断面での成長速度増大度の成長時間変化
を図６ｂに示す。ａ−ａ’断面では、従来のスリットの
ない場合の成長が行われ、マスク開口部２における成長
速度増大度はマスク幅で決定される最大値であり、成長
時間に関わらず一定の増大度で成長が進行する。これに
対しｂ−ｂ’断面では、第１の実施例で示した効果によ
り、ある成長時間まで成長速度増大度が抑制される。
【００２３】図６ｃは、以上の効果をマスク開口部２中
央のｘ−ｙ断面における成長速度増大度の位置変化で表
したものである。成長開始からスリット部３の成長自己
停止点までの時間、従来の成長速度増大度分布に比べ、
マスク長手方向のスリット３が設けられた部分付近の成
長速度増大度のみが抑制され、平坦化されている。この
後、スリット部３の成長自己停止点から成長完了までの
時間は従来の成長速度増大度分布で成長される。このよ
うに、スリット３の長さをマスク１長手方向の一部に限
定した場合、ある成長時間の間のみ、マスク開口部２に
おける成長速度増大度の部分抑制を行うことができる。
また、スリット３の長さが、マスク１長手方向の一部に
複数に分割された場合では、マスク開口部２中央のｘ−
ｙ断面における成長速度増大度の複数分割が可能とな
る。つまり、マスク１長手方向に複数の機能素子を一括
して作り込むことができる。
央のｘ−ｙ断面における成長速度増大度の位置変化で表
したものである。成長開始からスリット部３の成長自己
停止点までの時間、従来の成長速度増大度分布に比べ、
マスク長手方向のスリット３が設けられた部分付近の成
長速度増大度のみが抑制され、平坦化されている。この
後、スリット部３の成長自己停止点から成長完了までの
時間は従来の成長速度増大度分布で成長される。このよ
うに、スリット３の長さをマスク１長手方向の一部に限
定した場合、ある成長時間の間のみ、マスク開口部２に
おける成長速度増大度の部分抑制を行うことができる。
また、スリット３の長さが、マスク１長手方向の一部に
複数に分割された場合では、マスク開口部２中央のｘ−
ｙ断面における成長速度増大度の複数分割が可能とな
る。つまり、マスク１長手方向に複数の機能素子を一括
して作り込むことができる。
【００２４】実施例７．図７は、本発明の実施例７を示
す図である。本実施例では、マスク幅がマスク１長手方
向に変化している場合の効果について述べる。図７ａ
は、マスク長手方向のマスク長さＬａ、およびＬｂにお
いて、それぞれＷｍａ、Ｗｍｂの２つのマスク幅が連続
して形成されているマスク１を示す上面図である。マス
ク開口幅、スリット幅は実施例１と同じである。図７ａ
に示すマスク１を用いた場合、成長自己停止時点までの
ａ−ａ’断面およびｂ−ｂ’断面でのマスク開口部２に
おける成長速度増大度は、マスク開口部２に接するマス
ク幅が両断面において同じであるため、マスク長さ全域
において同一増大度となる。一方、スリット部３での成
長自己停止点以降の成長は、ａ−ａ’断面において実効
的にマスク幅がＷｍａとなるため、成長速度増大度が大
きく増加するが、ｂ−ｂ’断面においては、実効的にマ
スク幅がＷｍｂとなるため、成長速度増大度の増加は少
ない。従って、図７ａに示すマスク１を使用した場合、
マスク開口部２中央ｘ−ｙ断面の成長は、図７ｂに示さ
れるように下クラッド層のみがＬａ、Ｌｂ両マスク長さ
において同一の成長層厚となり、ＭＱＷ導波路層、上ク
ラッド層の成長層厚は、マスク長さＬａ領域で厚く、マ
スク長さＬｂ領域で薄くなる。以上のように、マスク幅
がマスク長手方向に変化し、かつスリット３が形成され
ている場合、成長速度の増大度をマスク長手方向に変化
させ、任意の半導体層の層厚を抑制することができる。
す図である。本実施例では、マスク幅がマスク１長手方
向に変化している場合の効果について述べる。図７ａ
は、マスク長手方向のマスク長さＬａ、およびＬｂにお
いて、それぞれＷｍａ、Ｗｍｂの２つのマスク幅が連続
して形成されているマスク１を示す上面図である。マス
ク開口幅、スリット幅は実施例１と同じである。図７ａ
に示すマスク１を用いた場合、成長自己停止時点までの
ａ−ａ’断面およびｂ−ｂ’断面でのマスク開口部２に
おける成長速度増大度は、マスク開口部２に接するマス
ク幅が両断面において同じであるため、マスク長さ全域
において同一増大度となる。一方、スリット部３での成
長自己停止点以降の成長は、ａ−ａ’断面において実効
的にマスク幅がＷｍａとなるため、成長速度増大度が大
きく増加するが、ｂ−ｂ’断面においては、実効的にマ
スク幅がＷｍｂとなるため、成長速度増大度の増加は少
ない。従って、図７ａに示すマスク１を使用した場合、
マスク開口部２中央ｘ−ｙ断面の成長は、図７ｂに示さ
れるように下クラッド層のみがＬａ、Ｌｂ両マスク長さ
において同一の成長層厚となり、ＭＱＷ導波路層、上ク
ラッド層の成長層厚は、マスク長さＬａ領域で厚く、マ
スク長さＬｂ領域で薄くなる。以上のように、マスク幅
がマスク長手方向に変化し、かつスリット３が形成され
ている場合、成長速度の増大度をマスク長手方向に変化
させ、任意の半導体層の層厚を抑制することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明における選択Ｍ
ＯＣＶＤ成長法による成膜方法によれば、マスクにスリ
ットを設けてマスク開口部への成長種の供給量を減少さ
せるので、開口部における成長速度増大度を抑制するこ
とができ、さらにスリット部での成長自己停止の発生後
は、マスク開口部においてスリットのない従来のマスク
を用いた場合と同様の成長速度増大度が得られるので、
半導体光導波路構造等の一括選択成長中において各構成
層毎の成長速度増大度を制御することができる。
ＯＣＶＤ成長法による成膜方法によれば、マスクにスリ
ットを設けてマスク開口部への成長種の供給量を減少さ
せるので、開口部における成長速度増大度を抑制するこ
とができ、さらにスリット部での成長自己停止の発生後
は、マスク開口部においてスリットのない従来のマスク
を用いた場合と同様の成長速度増大度が得られるので、
半導体光導波路構造等の一括選択成長中において各構成
層毎の成長速度増大度を制御することができる。
【００２６】また、スリットの幅、本数および位置を変
化させることにより、マスク開口部における成長速度増
大度の抑制の度合いを制御することができる。
化させることにより、マスク開口部における成長速度増
大度の抑制の度合いを制御することができる。
【００２７】また、スリットの長さおよびマスク長手方
向のマスク幅を変化させることにより、成長速度増大度
を制御する領域を変化させ、任意の半導体層の層厚を抑
制することができる。
向のマスク幅を変化させることにより、成長速度増大度
を制御する領域を変化させ、任意の半導体層の層厚を抑
制することができる。
【図１】 この発明の一実施例に使用するマスクの上面
図, 断面図, 成長層の断面図および成長速度増大度の成
長時間変化を示す図である。
図, 断面図, 成長層の断面図および成長速度増大度の成
長時間変化を示す図である。
【図２】 この発明の実施例２による成長層の断面図お
よび成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。
よび成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。
【図３】 この発明の実施例３に使用するマスクの上面
図、成長層の断面図および成長速度増大度の成長時間変
化を示す図である。
図、成長層の断面図および成長速度増大度の成長時間変
化を示す図である。
【図４】 この発明の実施例４に使用するマスクを示す
上面図および成長層の成長速度増大度の成長時間変化を
示す図である。
上面図および成長層の成長速度増大度の成長時間変化を
示す図である。
【図５】 この発明の実施例５に使用するマスクを示す
上面図、マスクを示す上面図および成長層の断面図およ
び成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。
上面図、マスクを示す上面図および成長層の断面図およ
び成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。
【図６】 この発明の実施例６に使用するマスクの上面
図、成長層の成長速度増大度の成長時間変化を示す図お
よび成長速度増大度の位置変化を示す図である。
図、成長層の成長速度増大度の成長時間変化を示す図お
よび成長速度増大度の位置変化を示す図である。
【図７】 この発明の実施例７に使用するマスクの上面
図および成長層厚を示す断面図である。
図および成長層厚を示す断面図である。
【図８】 従来のマスクを示す上面図、成長層の断面図
および成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。
および成長速度増大度の成長時間変化を示す図である。
１ マスク、２ 開口部、３ スリット、３ａ 幅の狭
いスリット、３ｂ 幅の広いスリット。
いスリット、３ｂ 幅の広いスリット。
Claims (9)
- 【請求項１】 （１００）面を主面とする半導体基板上
に、化合物半導体層を選択成長させるための開口部と、
この開口部より幅が狭く、上記化合物半導体層の上記開
口部における成長速度を制御するためのスリットを有す
るマスクを形成する工程と、 上記化合物半導体層の成長種が上記マスク上で再蒸発ま
たは拡散することにより、上記開口部および上記スリッ
ト部に上記成長種が過剰供給され、上記開口部におい
て、上記半導体基板上の上記マスクから十分に離れた領
域よりも大きく、且つ上記スリットが無い場合よりも小
さい成長速度にて上記化合物半導体層を選択成長させる
工程とを含むことを特徴とする選択ＭＯＣＶＤ成長法に
よる成膜方法。 - 【請求項２】 マスク開口部およびスリットは、半導体
基板の（０１１）結晶面方位に平行に設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載の選択ＭＯＣＶＤ成長法に
よる成膜方法。 - 【請求項３】 スリット部において、化合物半導体層の
成長種がマスク端と接する部分に一定の鋭角を保ちなが
ら（１１１）Ｂ面の非成長面を形成し、その成長断面が
二等辺三角形となった時に成長を自己停止することを利
用し、この成長の自己停止後は、マスク開口部におい
て、上記スリットが無い場合と同様の成長速度にて上記
化合物半導体層を選択成長させる工程を含むことを特徴
とする請求項１または請求項２記載の選択ＭＯＣＶＤ成
長法による成膜方法。 - 【請求項４】 化合物半導体層はIII 族有機金属とＶ族
原料ガスを材料とし、上記III 族有機金属と上記Ｖ族原
料ガスの各モル流量の比であるＶ／III 比を変化させる
ことにより、スリット部における上記化合物半導体層の
成長種の消費量を変化させ、マスク開口部における上記
化合物半導体層の成長速度を制御する工程を含むことを
特徴とする請求項１または請求項２記載の選択ＭＯＣＶ
Ｄ成長法による成膜方法。 - 【請求項５】 マスクは、中央部に開口部を有する一組
の矩形マスクであり、スリットは、上記開口部と平行に
上記マスクを貫通して配置され、上記スリットの幅によ
り化合物半導体層の成長速度を制御することを特徴とす
る請求項１〜請求項４いずれか一項記載の選択ＭＯＣＶ
Ｄ成長法による成膜方法。 - 【請求項６】 マスクは、中央部に開口部を有する一組
の矩形マスクであり、スリットは、上記開口部と平行に
上記マスクを貫通して配置され、上記スリットの本数を
変化させることにより化合物半導体層の成長速度を制御
することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一
項記載の選択ＭＯＣＶＤ成長法による成膜方法。 - 【請求項７】 マスクは、中央部に開口部を有する一組
の矩形マスクであり、スリットは、上記開口部と平行に
上記マスクを貫通して配置され、上記スリットの位置を
変化させることにより化合物半導体層の成長速度を制御
することを特徴とする請求項１〜請求項４いずれか一項
記載の選択ＭＯＣＶＤ成長法による成膜方法。 - 【請求項８】 マスクは、中央部に開口部を有する一組
の矩形マスクであり、スリットは、上記開口部と平行に
配置され、上記スリットの長手方向の長さを変化させる
ことにより化合物半導体層の成長速度を制御する領域を
変化させることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれ
か一項記載の選択ＭＯＣＶＤ成長法による成膜方法。 - 【請求項９】 マスクは、中央部に開口部を有する一組
の矩形マスクであり、スリットは、上記開口部と平行に
配置され、上記マスクの長手方向にマスク幅を変化させ
ることにより化合物半導体層の成長速度を制御する領域
を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項４いず
れか一項記載の選択ＭＯＣＶＤ成長法による成膜方法。
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