JPH08306631A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH08306631A JPH08306631A JP11304795A JP11304795A JPH08306631A JP H08306631 A JPH08306631 A JP H08306631A JP 11304795 A JP11304795 A JP 11304795A JP 11304795 A JP11304795 A JP 11304795A JP H08306631 A JPH08306631 A JP H08306631A
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- mask
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、有機金属気相成長（ＭＯＣＶ
Ｄ）法による化合物半導体層の積層膜の選択成長に関
し、積層膜輪郭の突起の低減化を図る。 【構成】 非成長領域をマスク材で覆った半導体基板
上に、有機金属気相成長法により III−Ｖ族化合物半導
体の積層構造を選択的に作製する場合において、気相成
長ガスに塩素を添加する。
Ｄ）法による化合物半導体層の積層膜の選択成長に関
し、積層膜輪郭の突起の低減化を図る。 【構成】 非成長領域をマスク材で覆った半導体基板
上に、有機金属気相成長法により III−Ｖ族化合物半導
体の積層構造を選択的に作製する場合において、気相成
長ガスに塩素を添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機金属気相成長（Ｍ
ＯＣＶＤ）法による選択成長を利用した半導体装置の製
造方法に関する。
ＯＣＶＤ）法による選択成長を利用した半導体装置の製
造方法に関する。
【０００２】マスクパターンを施した半導体平板基板上
にＭＯＣＶＤ法により半導体結晶を成長させると、選択
的に半導体層を形成することが可能である。これを利用
して、変調器集積半導体レーザやテーパー導波路集積半
導体レーザ等の集積半導体レーザの製造が行われてい
る。これらレーザの結晶成長においては後のプロセス工
程を容易ならしめる積層構造を作製する必要がある。
にＭＯＣＶＤ法により半導体結晶を成長させると、選択
的に半導体層を形成することが可能である。これを利用
して、変調器集積半導体レーザやテーパー導波路集積半
導体レーザ等の集積半導体レーザの製造が行われてい
る。これらレーザの結晶成長においては後のプロセス工
程を容易ならしめる積層構造を作製する必要がある。
【０００３】
【従来の技術】図３は従来例の説明図である。図におい
て、11はマスク、12はストライプ状の開口領域、13は積
層構造、14はｎ型（１００）ＩｎＰ基板、15はマスク、
16はｎ型ＩｎＰクラッド層、17はＩｎＧａＡｓＰ導波
層、18はＩｎＧａＡｓＰ・ＭＱＷ活性層、19はｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層、20は突起構造である。
て、11はマスク、12はストライプ状の開口領域、13は積
層構造、14はｎ型（１００）ＩｎＰ基板、15はマスク、
16はｎ型ＩｎＰクラッド層、17はＩｎＧａＡｓＰ導波
層、18はＩｎＧａＡｓＰ・ＭＱＷ活性層、19はｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層、20は突起構造である。
【０００４】図３（ａ）に従来よく用いる集積半導体レ
ーザ作製用のマスクパターンを示す。成長は二つの矩形
のマスク11に挟まれたストライプ状の開口領域12でおこ
り、このストライプ状の開口領域12を集積半導体レーザ
のレーザ領域に用いる。
ーザ作製用のマスクパターンを示す。成長は二つの矩形
のマスク11に挟まれたストライプ状の開口領域12でおこ
り、このストライプ状の開口領域12を集積半導体レーザ
のレーザ領域に用いる。
【０００５】基板には（１００）面方位のものを用い、
キャビティ方向である＜０１１＞方向にストライプ状の
開口領域12を形成する。以下に（１００）ＩｎＰ基板上
ＩｎＧａＡｓＰレーザを例に説明する。
キャビティ方向である＜０１１＞方向にストライプ状の
開口領域12を形成する。以下に（１００）ＩｎＰ基板上
ＩｎＧａＡｓＰレーザを例に説明する。
【０００６】図３（ｂ）は図３（ａ）に平面図で示した
ストライプ状の開口領域12に作製したレーザ構造の断面
図を示したものである。化合物半導体の積層構造13はｎ
型（１００）ＩｎＰ基板14上にｎ型ＩｎＰクラッド層1
6、ＩｎＧａＡｓＰ導波層17、ＩｎＧａＡｓＰ多重量子
井戸（ＭＱＷ）活性層18、ＩｎＧａＡｓＰ導波層17、ｐ
型ＩｎＰクラッド層19を順に積層成長したものである。
ストライプ状の開口領域12に作製したレーザ構造の断面
図を示したものである。化合物半導体の積層構造13はｎ
型（１００）ＩｎＰ基板14上にｎ型ＩｎＰクラッド層1
6、ＩｎＧａＡｓＰ導波層17、ＩｎＧａＡｓＰ多重量子
井戸（ＭＱＷ）活性層18、ＩｎＧａＡｓＰ導波層17、ｐ
型ＩｎＰクラッド層19を順に積層成長したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】積層構造13の輪郭は表
面の（１００）面と側面の（１１１）Ｂ面によって特徴
づけられる。しかしながら、＜１００＞方向の膜厚は一
定ではなくマスク15の端近傍で突起構造20が生じる。ス
トライプ状開口領域12の幅は通常１０〜２０μｍ程度で
あるが、プロセスの工程でフォトリソグラフィとエッチ
ングにより幅数μｍのストライプ状メサ構造に成形す
る。
面の（１００）面と側面の（１１１）Ｂ面によって特徴
づけられる。しかしながら、＜１００＞方向の膜厚は一
定ではなくマスク15の端近傍で突起構造20が生じる。ス
トライプ状開口領域12の幅は通常１０〜２０μｍ程度で
あるが、プロセスの工程でフォトリソグラフィとエッチ
ングにより幅数μｍのストライプ状メサ構造に成形す
る。
【０００８】しかし、図３（ｂ）に示すような突起構造
20があると、フォトリソグラフィの精度を低下させた
り、レジスト膜の厚さを不均一にし、プロセスを困難に
する。本発明は、このような突起構造を低減させる半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。
20があると、フォトリソグラフィの精度を低下させた
り、レジスト膜の厚さを不均一にし、プロセスを困難に
する。本発明は、このような突起構造を低減させる半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図において、１は基板、２はマスク、３はＩ
ｎＰ層、４は突起構造、５はインジウム（Ｉｎ）、６は
塩素（Ｃｌ）、７はストライプ状の開口領域である。
図である。図において、１は基板、２はマスク、３はＩ
ｎＰ層、４は突起構造、５はインジウム（Ｉｎ）、６は
塩素（Ｃｌ）、７はストライプ状の開口領域である。
【００１０】上記課題は二元化合物であるＩｎＰの成長
時に塩素（Ｃｌ）を添加することで解決される。また、
塩素の原料として塩化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）、或いは塩
化水素（ＨＣｌ）を用いてもよい。
時に塩素（Ｃｌ）を添加することで解決される。また、
塩素の原料として塩化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）、或いは塩
化水素（ＨＣｌ）を用いてもよい。
【００１１】
【作用】従来技術では図１（ａ）に示すように、マスク
２のパターンを施した平板状の基板１上での選択成長で
は、マスク２の領域からストライプ状の開口領域７への
原料の気相拡散と表面拡散が生じるが、表面拡散長は気
相拡散長よりはるかに短い（通常数μｍ）。
２のパターンを施した平板状の基板１上での選択成長で
は、マスク２の領域からストライプ状の開口領域７への
原料の気相拡散と表面拡散が生じるが、表面拡散長は気
相拡散長よりはるかに短い（通常数μｍ）。
【００１２】このため、表面拡散するＩｎ５はマスク２
の端から数μｍ程度の距離しか移動できず、図１（ａ）
に示すようにストライプ状の開口領域７のマスク２の端
近傍に突起構造４を形成させる。
の端から数μｍ程度の距離しか移動できず、図１（ａ）
に示すようにストライプ状の開口領域７のマスク２の端
近傍に突起構造４を形成させる。
【００１３】これに対して本発明では、成長時に塩素６
を添加することで気相成長中で塩素化合物が生成するこ
とにより表面のＩｎ５の濃度が低下する。これにより、
Ｉｎ５の表面移動が促進され、図１（ｂ）に示すよう
に、ストライプ状の開口領域７に平坦な積層構造３の成
長表面が得られる。
を添加することで気相成長中で塩素化合物が生成するこ
とにより表面のＩｎ５の濃度が低下する。これにより、
Ｉｎ５の表面移動が促進され、図１（ｂ）に示すよう
に、ストライプ状の開口領域７に平坦な積層構造３の成
長表面が得られる。
【００１４】
【実施例】図２は本発明の一実施例の説明図である。図
において、１は基板、２はマスク、３’は積層構造、４
は突起構造、５はＩｎ、６はＣｌ、７はストライプ状の
開口領域である。
において、１は基板、２はマスク、３’は積層構造、４
は突起構造、５はＩｎ、６はＣｌ、７はストライプ状の
開口領域である。
【００１５】５０Ｔｏｒｒ、６００℃の成長条件でマス
ク２で挟まれたストライプ状の開口領域７に単層のＩｎ
Ｐ層３（厚さ０．５μｍ）の成長を行った。主原料には
トリメチルインジウム、フォスフィンを用い、塩素原料
に塩化メチルを用いた。
ク２で挟まれたストライプ状の開口領域７に単層のＩｎ
Ｐ層３（厚さ０．５μｍ）の成長を行った。主原料には
トリメチルインジウム、フォスフィンを用い、塩素原料
に塩化メチルを用いた。
【００１６】図２（ａ）に塩素添加なしの場合、図２
（ｂ）に塩素添加ありの場合のストライプ断面図を示
す。第２図（ａ）のＩｎＰ層３（塩素添加なし）の成長
条件は、成長温度６００℃、成長圧力５０Ｔｏｒｒ、成
長速度０．３μｍ／ｈ、〔ホスフィン流量〕／〔トリメ
チルインジウム流量〕比＝１２０である。
（ｂ）に塩素添加ありの場合のストライプ断面図を示
す。第２図（ａ）のＩｎＰ層３（塩素添加なし）の成長
条件は、成長温度６００℃、成長圧力５０Ｔｏｒｒ、成
長速度０．３μｍ／ｈ、〔ホスフィン流量〕／〔トリメ
チルインジウム流量〕比＝１２０である。
【００１７】そして、第２図（ｂ）のＩｎＰ層３（塩素
添加あり）の成長条件は、成長温度６００℃、成長圧力
５０Ｔｏｒｒ、成長速度０．３μｍ／ｈ、〔ホスフィン
流量〕／〔トリメチルインジウム流量〕比＝１２０、
〔塩化メチル流量〕／〔ホスフィン流量〕比＝０．５で
ある。
添加あり）の成長条件は、成長温度６００℃、成長圧力
５０Ｔｏｒｒ、成長速度０．３μｍ／ｈ、〔ホスフィン
流量〕／〔トリメチルインジウム流量〕比＝１２０、
〔塩化メチル流量〕／〔ホスフィン流量〕比＝０．５で
ある。
【００１８】ストライプ幅は２０μｍである。塩素を添
加しない場合には高さ０．２μｍ程度の突起が生じた
が、塩素を添加すると平坦な構造が得られた。したがっ
て、塩素添加により平坦な成長構造が作製できることが
わかる。
加しない場合には高さ０．２μｍ程度の突起が生じた
が、塩素を添加すると平坦な構造が得られた。したがっ
て、塩素添加により平坦な成長構造が作製できることが
わかる。
【００１９】第２図（ｃ）に従来例の図３（ｂ）に対比
して、ＩｎＰ層成長時に塩化水素を添加した場合の積層
構造３’を示す。成長原料にはトリメチルインジウム、
トリエチルガリウム、アルシン、ホスフィンを、そして
ドーパント原料にはジメチル亜鉛、モノシランを用い
た。
して、ＩｎＰ層成長時に塩化水素を添加した場合の積層
構造３’を示す。成長原料にはトリメチルインジウム、
トリエチルガリウム、アルシン、ホスフィンを、そして
ドーパント原料にはジメチル亜鉛、モノシランを用い
た。
【００２０】成長温度は６００℃、成長圧力は５０Ｔｏ
ｒｒである。ＩｎＰ層３ ｋ成長時の原料供給比は、
〔ホスフィン流量〕／〔トリメチルインジウム流量〕比
＝１２０、そして〔塩化水素流量〕／〔ホスフィン流
量〕比＝０．１である。またＩｎＰ層３の成長速度は
０．３μｍ／ｈである。
ｒｒである。ＩｎＰ層３ ｋ成長時の原料供給比は、
〔ホスフィン流量〕／〔トリメチルインジウム流量〕比
＝１２０、そして〔塩化水素流量〕／〔ホスフィン流
量〕比＝０．１である。またＩｎＰ層３の成長速度は
０．３μｍ／ｈである。
【００２１】各層の成膜厚さはｎ、ｐ型ＩｎＰクラッド
層16、19が共に０．５μｍ、波長１．１μｍ組成Ｉｎ
0.85Ｇａ0.15Ａｓ0.33Ｐ0.67光導波層17が共に０．１μ
ｍ、波長１．１μｍ組成Ｉｎ0.85Ｇａ0.15Ａｓ0.33Ｐ
0.67／波長１．３μｍ組成Ｉｎ0. 72Ｇａ0.28Ａｓ0.61Ｐ
0.39ＭＱＷ活性層18が０．１μｍである。
層16、19が共に０．５μｍ、波長１．１μｍ組成Ｉｎ
0.85Ｇａ0.15Ａｓ0.33Ｐ0.67光導波層17が共に０．１μ
ｍ、波長１．１μｍ組成Ｉｎ0.85Ｇａ0.15Ａｓ0.33Ｐ
0.67／波長１．３μｍ組成Ｉｎ0. 72Ｇａ0.28Ａｓ0.61Ｐ
0.39ＭＱＷ活性層18が０．１μｍである。
【００２２】塩化水素の添加量を最適化すると突起構造
が生じず、断面が平坦な積層構造を作製することができ
た。上記実施例ではマスクパターンとしてストライプ開
口のあるものを用いたが、所望の膜厚分布や組成分布を
得るために種々のマスクパターンを用いることができ、
それらのマスクパターンに対して本発明を適用しても同
様の効果が得られるのは言うまでもない。
が生じず、断面が平坦な積層構造を作製することができ
た。上記実施例ではマスクパターンとしてストライプ開
口のあるものを用いたが、所望の膜厚分布や組成分布を
得るために種々のマスクパターンを用いることができ、
それらのマスクパターンに対して本発明を適用しても同
様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
塩素添加による選択成長レーザ構造の平坦化はプロセス
精度を向上させる効果を奏し、集積半導体レーザの性能
ならびに製造歩留りの向上に寄与するところが大きい。
塩素添加による選択成長レーザ構造の平坦化はプロセス
精度を向上させる効果を奏し、集積半導体レーザの性能
ならびに製造歩留りの向上に寄与するところが大きい。
【図１】 本発明の原理説明図
【図２】 本発明の一実施例の説明図
【図３】 従来例の説明図 １ 基板 ２ マスク ３ ＩｎＰ層 ３’積層構造 ４ 突起構造 ５ Ｉｎ ６ Ｃｌ ７ ストライプ状の開口領域 11 マスク 12 ストライプ状の開口領域 13 積層構造 14 ｎ型（１００）ＩｎＰ基板 15 マスク 16 ｎ型ＩｎＰクラッド層 17 ＩｎＧａＡｓＰ導波層 18 ＩｎＧａＡｓＰ・ＭＱＷ活性層 19 ｐ型ＩｎＰクラッド層
Claims (4)
- 【請求項１】 非成長領域をマスク材で覆った半導体基
板上に、有機金属気相成長法により III−Ｖ族化合物半
導体の積層構造を選択的に作製する場合において、 気相成長ガスに塩素を添加することを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記積層構造が二元化合物を含み、該二
元化合物の成長時に塩素を添加することを特徴とする請
求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記二元化合物がＩｎＰであることを特
徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項４】 前記塩素の原料が塩化メチルまたは塩化
水素であることを特徴とする請求項１ないし３記載の半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11304795A JPH08306631A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11304795A JPH08306631A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08306631A true JPH08306631A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14602151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11304795A Pending JPH08306631A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08306631A (ja) |
-
1995
- 1995-05-11 JP JP11304795A patent/JPH08306631A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031202 |