JPS5992523A - 結晶成長法 - Google Patents

結晶成長法

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JPS5992523A
JPS5992523A JP57202677A JP20267782A JPS5992523A JP S5992523 A JPS5992523 A JP S5992523A JP 57202677 A JP57202677 A JP 57202677A JP 20267782 A JP20267782 A JP 20267782A JP S5992523 A JPS5992523 A JP S5992523A
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JP
Japan
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light
crystal
shielding mask
light beam
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JP57202677A
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Inventor
Katsuhiko Nishida
克彦 西田
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は結晶成長法に関し、特に半導体素子の製造に用
いる気相成長法に係るものである。
半導体素子は一般に三次元的な素子設計に基づいて製作
されるものであるが、従来結晶成長は平面的に形成され
、多層構造が必要な場合でも結晶成長に際しては多層を
平行平面状に形成し、しかる後に蝕刻加工、埋込成長等
の後工程プロセスにより素子構造の形成がなされていた
。例えば単一モード形半導体レーザを形成する場合、横
モードを基本モードで発振する条件に整形するため、活
性層横幅は約２μｍ程度にし、周囲を屈折率の小さな半
導体で埋込む工程により作られている。
これはこれら半導体材料の結晶成長である液相成長法に
於ては、成長中にこの様な狭いストライブ状の活性層の
みを選択的に成長する手段がないため、このような半導
体レーザ構造の形成に於ては２回の成長プロセスにより
製作するのである。
このような製造方法は製作工程の繁雑さを招くだけでな
く、狭隘なストライプ蝕刻工程での制御器の問題や、２
回目の埋込成長時には加工後に耐着する汚れや酸化物に
よる成長難等の問題により製作歩留を著しく低下させる
原因となっている。
液相成長法だけでなく一般の気相成長法に於ても、従来
の成長法によっては成長中に三次元構造を形成する事は
困難であり、素子製造上に上述の如き問題が存在するこ
とには変りない。
本発明はこの様な素子製作上の問題点を除去し、結晶成
長中に素子の内部構造又は表面構造を作り付けることに
より特性の優れた素子が歩留りよく製造できる結晶成長
法を提供することを目的とする。
本発明によると遮光マスクを介して光線を成長中基板上
に照射し選択的に成長速度を制御することを特徴とする
結晶成長法が得られる。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明において用いる結晶成長装置の一例のブ
ロック構成図で、第１図中１は有機金属を用いた気相成
長（以下ＭＯＣＶＤと略す）を行う反応管を示す。この
反応管１の内部にカーボンサセプター２を置き、その上
に成長を行う半導体基板、例えばＧａＡｓ３を設置する
。４は成長用反応ガス流を示す。例えば６５０℃程度に
加熱した基板上に’ｆ’ＥＧ　（）リエチルガリウム）
ｔ　　ＴＭＡ　（）リメチルアルミニウム）およびアル
シンを流入させることによりＡｔＧａＡｓ結晶が基板上
に堆積する。
ＴＭＡを除去すればＧ　ａ　Ａ　ｓ結晶が堆積する。こ
れらはＭＯＣＶＤ法と呼ばれる公知技術であり、■族有
機金属ガスとＶ族ハイドライド化合物との化学反応によ
り結晶化が行なわれるのは周知の通りである。
この様な反応系に平行光線５を遮光マスク６を介して結
晶表面に照射する。光線は化学反応の促進に用いるもの
であり、光子エネルギーが高い程好ましく、通常のホト
レジストの露光に用いられているコリメートされた紫外
光源を適用することができる。遮光マスクにより部分的
に透過した光線が投影される結晶表面において化学分解
反応が促進され、結晶の堆積が起る。従って所望の結晶
構造を得るには、まず所定のパターンを遮光マスクに描
いて置く事により、光の透過量に対応した成長層厚が得
られる。
この様な遮光マスクを用いる方法以外に直接レーザで描
画する事も可能であるが、あまり微細な構造を形成する
場合以外はより簡便にして安価な装Ｗで短時間にバッチ
生産できる特長がある。
第２図（２）葎（ロ）は本発明を発光ダイオードの製作
に適用した場合の一例の断面図で、遮光マスク及び結晶
の一部分のみを簡略化して示した。マスク６はガラス基
板１１の上にクロム蒸着膜１２が形成されて製作されて
おり、透過光量は中心より外周に向うほど減衰する様に
クロム膜厚が変化している円形パターンとなっている。
１３はＧ　ａ　Ａ　ｓ基板であり、ＴＭＡ、ＴＢＧ及び
アルシンを導入して６５０℃でＡｔ６．＠　Ｇａ６．ｙ
Ａｓ層１４を形成する。次にＴＭ人ソースを遮断してＧ
ａＡｓ発光層１５を形成する。
更にキャップ層としてＴＭＡを導入してＡ　ｌ　ｏ、ｓ
Ｇ　ａ　１）、ｙ　Ａ　ｍ層を形成する。この時約２μ
ｍ成長後に１反応源度を約５００℃に低下させ同時にマ
スクを介して紫外光を成長結晶表面に照射する。この様
な部分的な露光により透過光量に比例してアルシンの分
解速度及びＴＭＡの取り込み量が変化し、１６に示す如
く凸レンズ状の表面が形成される。
この様にして形成されたウェーハに電極を設は素子化す
る事により、放射角の鋭い発光ダイオードが得られる。
これは１７で示す発光部からの出射光が凸レンズの作用
により集光して外部に光が取り出せるようになるからで
ある。この様な構造は光ファイバとの結合に於ては特に
有用モ、従来の平面構造の発光ダイオードに比べ約２ｄ
Ｂ以上５− の光量を光フアイバ中に伝播させる事ができる。
尚、第２図では一個の素子について説明したが、同様の
形状のものを同時に多数箇形成できる事は云うまでもな
く、また本実施例以外にも光回路素子の形成や埋込構造
の形成にも応用して連続成長により歩留よく高品質な素
子が製作できる。また、遮光マスクは微細なパターンを
形成する場合には結晶に近接させる必要があるが、反応
管中にマスクを設置する事も可能である。
本発明によると結晶成長中に素子の内部構造又は表面構
造を作り付けることにより特性の優れた素子が歩留りよ
く製造できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明において用いる結晶成長装置の一例の構
成図、第２図は本発明を発光ダイオードの製作に適用し
た場合の一例の断面図である。 １・・・・・・成長反応管、２・・・・・・カーボンサ
セプタ、３・・・・・・基板、４・・・・・・成長ガス
、５・・・・・・平行光線、６・・・・・・遮光マスク
、１１・・・・・・ガラス基板、１２・・・６− ・・・遮光膜、１３・・・・・・半導体基板、１４・・
・・・・クラッド層、１５・・・・・・活性層、１６・
・・・・・凸レンズ状キャップ層、１７・・間発光部。 、−一一＾−一一二 −１１［

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 遮光マスクを介して光線を成長中基板上に照射し所定の
    領域の成長速度を制御することを特徴とする結晶成長法
    。
JP57202677A 1982-11-18 1982-11-18 結晶成長法 Pending JPS5992523A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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