JPS63237533A - 2−6族化合物膜の選択形成方法 - Google Patents
2−6族化合物膜の選択形成方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は堆積膜の選択形成方法に係り、特にII −V
I族化合物の堆積膜を自己整合的に形成する選択形成方
法に関する。
I族化合物の堆積膜を自己整合的に形成する選択形成方
法に関する。
本発明による堆積膜の選択形成方法は、例えば半導体集
積回路、光集積回路等に使用される薄膜の作製に適用さ
れる。
積回路、光集積回路等に使用される薄膜の作製に適用さ
れる。
〔従来の技術]
第5図は、従来のフォトリソグラフィによる薄膜形成方
法を示す工程図である。
法を示す工程図である。
まず、第5図(A) に示すような均一な組成の材料種
から成る基板1を洗浄し、続いて、種々の薄膜堆積法(
真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ放電法、MB
E法、CVD法等)によって基板1の全面に薄膜2を堆
積させる[同図(B)]。
から成る基板1を洗浄し、続いて、種々の薄膜堆積法(
真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ放電法、MB
E法、CVD法等)によって基板1の全面に薄膜2を堆
積させる[同図(B)]。
続いて、薄g2上にフォトレジスト3を塗布し[同図(
C)]、所望パターンのフォトマスクを用いてフォトレ
ジスト3を感光させ、現像によってフォトレジスト3を
部分的に除去する[同図(D)]。
C)]、所望パターンのフォトマスクを用いてフォトレ
ジスト3を感光させ、現像によってフォトレジスト3を
部分的に除去する[同図(D)]。
残留しているフォトレジスト3をマスクとして、薄膜2
をエツチングし、所望パターンの薄膜2を形成する[同
図(E)]。
をエツチングし、所望パターンの薄膜2を形成する[同
図(E)]。
このようなフォトリソグラフィ工程を繰返すことで、所
望パターンの薄膜を積層し、集積回路を構成する。その
際、各層の薄膜の位置合せが素子の特性にとって極めて
重要な要因となる。特に、超LSIのようにサブミクロ
ンの精度が要求される場合では、位置合せとともに各層
の薄膜の形状の精度も極めて重要となる。
望パターンの薄膜を積層し、集積回路を構成する。その
際、各層の薄膜の位置合せが素子の特性にとって極めて
重要な要因となる。特に、超LSIのようにサブミクロ
ンの精度が要求される場合では、位置合せとともに各層
の薄膜の形状の精度も極めて重要となる。
しかしながら、上記従来の薄膜形成方法では、必要なフ
ォトマスクの位置合せを精度良く行うことが困難であり
、またエツチングにより所望パターンの薄膜を形成して
いるために、形状の精度も不十分である。
ォトマスクの位置合せを精度良く行うことが困難であり
、またエツチングにより所望パターンの薄膜を形成して
いるために、形状の精度も不十分である。
第6図は、従来のりフトオフを用いた薄膜形成方法を示
す工程図である。
す工程図である。
まず、基板1にフォトレジスト4を塗布し[第6図(A
)]、フォトリソグラフィにより所望パターンのフォト
レジスト4を除去する[同図(B)]。
)]、フォトリソグラフィにより所望パターンのフォト
レジスト4を除去する[同図(B)]。
続いて、薄膜堆積法により薄膜5を堆積させ[同図(C
)]、残留フォトレジスト4を溶解除去する。これによ
って残留フォトレジスト4上の薄膜が同時に除去され、
所望パターンの薄膜5が形成される。以上の工程を繰返
して集積回路が構成される。
)]、残留フォトレジスト4を溶解除去する。これによ
って残留フォトレジスト4上の薄膜が同時に除去され、
所望パターンの薄膜5が形成される。以上の工程を繰返
して集積回路が構成される。
しかしながら、このような薄膜形成方法は、フォトレジ
スト上に薄膜の形成を行うために、フォトレジストの耐
用温度以下で薄膜の堆積を行う必要があり、堆積法が大
きく制約される。また、フォトレジストを除去する際に
、残留する薄膜の形状が影響を受けるために、形状の精
度が不十分となる。また、薄膜の側壁部や内部がフォト
レジストの成分であるカーボン等によって汚染される可
能性が高い等の問題点も有している。
スト上に薄膜の形成を行うために、フォトレジストの耐
用温度以下で薄膜の堆積を行う必要があり、堆積法が大
きく制約される。また、フォトレジストを除去する際に
、残留する薄膜の形状が影響を受けるために、形状の精
度が不十分となる。また、薄膜の側壁部や内部がフォト
レジストの成分であるカーボン等によって汚染される可
能性が高い等の問題点も有している。
また、選択堆積法としては、単結晶基板を部分的に非晶
質薄膜で覆い、単結晶基板の露出部分にのみ基板材料と
同一の材料を選択的にエピタキシャル成長させる方法が
知られている。例えば、シリコン単結晶基板を部分的に
シリコン酸化物で覆って選択的にシリコンを成長させる
選択エピタキシャル成長(SEG)法(B、D、Joy
ce & J、A、Ba1dray。
質薄膜で覆い、単結晶基板の露出部分にのみ基板材料と
同一の材料を選択的にエピタキシャル成長させる方法が
知られている。例えば、シリコン単結晶基板を部分的に
シリコン酸化物で覆って選択的にシリコンを成長させる
選択エピタキシャル成長(SEG)法(B、D、Joy
ce & J、A、Ba1dray。
Nature vol、195,485.1962)、
GaAs基板をSin、 。
GaAs基板をSin、 。
Si3N4等の非晶質薄膜で部分的に覆って選択的にG
aAsをエピタキシャル成長させる方法(P、Ra1−
Choudhury & D、に、5chroder
J、Electrochem、 Soc。
aAsをエピタキシャル成長させる方法(P、Ra1−
Choudhury & D、に、5chroder
J、Electrochem、 Soc。
118.107,1971)等ある。
しかしながら、これらの選択堆積法は、単結晶基板の露
出表面から同種の単結晶半導体を選択的に成長させるも
のであるために、下地となる堆積面は単結晶半導体に限
定され、多結晶基板、非晶質絶縁基板には適用されない
。
出表面から同種の単結晶半導体を選択的に成長させるも
のであるために、下地となる堆積面は単結晶半導体に限
定され、多結晶基板、非晶質絶縁基板には適用されない
。
[発明が解決しようとする問題点]
このように従来の堆積膜形成法は使用し得る基板が制限
され、さらに形成された堆積膜のパターンの形状、寸法
精度にも問題があった。本発明はこのような従来の問題
点を解決し、下地基板の結晶性に関係なく、基板上の任
意の部分に、任意の形状のII −VI族化合物膜を自
己整合的に形成する方法を提供することを目的とする。
され、さらに形成された堆積膜のパターンの形状、寸法
精度にも問題があった。本発明はこのような従来の問題
点を解決し、下地基板の結晶性に関係なく、基板上の任
意の部分に、任意の形状のII −VI族化合物膜を自
己整合的に形成する方法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段]
上述した従来の問題点を解決するために、本発明による
II −VI族化合物膜の形成方法は、核形成密度の小
さい非核形成面(SN。、)と、非核形成面(SHos
)の核形成密度(NDS)より大きな核形成密度(ND
L)を有する核形成面(S、1DL)とを有する基体に
、化合物膜形成処理を施して、核形成面(!IIDL)
上にのみIt−VI族化合物膜を選択形成することを特
徴とする。
II −VI族化合物膜の形成方法は、核形成密度の小
さい非核形成面(SN。、)と、非核形成面(SHos
)の核形成密度(NDS)より大きな核形成密度(ND
L)を有する核形成面(S、1DL)とを有する基体に
、化合物膜形成処理を施して、核形成面(!IIDL)
上にのみIt−VI族化合物膜を選択形成することを特
徴とする。
[作用]
本発明においては、核形成密度差を利用して核形成面上
にri −VI族化合物膜を選択的に形成するので、下
地基板は単結晶に限定されることなく、非晶質絶縁物を
使用することもできる。また形成されるII −VI族
化合物膜のパターンは核形成面のパターンに従うので、
所望のパターンのII −VI族化合物膜を形成するこ
とかできる。
にri −VI族化合物膜を選択的に形成するので、下
地基板は単結晶に限定されることなく、非晶質絶縁物を
使用することもできる。また形成されるII −VI族
化合物膜のパターンは核形成面のパターンに従うので、
所望のパターンのII −VI族化合物膜を形成するこ
とかできる。
[実施例]
本発明が対象とするII−VI族化合物は2元素化合物
に限られず、3元素もしくはそれ以上の多元素II−V
I族混晶化合物をも含むものである。またII族元素を
I族元素とH1族元素で置換したCuGaS2のような
パイライト形l−111−VI族化合物をも含むもので
ある。一般に堆積膜形成過程は次のように考えられてい
る。
に限られず、3元素もしくはそれ以上の多元素II−V
I族混晶化合物をも含むものである。またII族元素を
I族元素とH1族元素で置換したCuGaS2のような
パイライト形l−111−VI族化合物をも含むもので
ある。一般に堆積膜形成過程は次のように考えられてい
る。
堆積面の基板が飛来する原子と異なる種類の材料、特に
非晶質材料である場合、飛来する原子は基板表面を自由
に拡散し、または再蒸発する。そして原子同志の衝突の
末、核が形成され、その自由エネルギGの変化ΔGが最
大となるような核(安定核)の大きさrc以上になると
、ΔGは減少し、核は安定に三次元的に成長を続け、島
状となる。
非晶質材料である場合、飛来する原子は基板表面を自由
に拡散し、または再蒸発する。そして原子同志の衝突の
末、核が形成され、その自由エネルギGの変化ΔGが最
大となるような核(安定核)の大きさrc以上になると
、ΔGは減少し、核は安定に三次元的に成長を続け、島
状となる。
核を形成することによって生ずる自由エネルギGの変化
ΔGは、 G= 4πf(θ)((7,r2+l/3− gv −
r’)f(θ) = 1/4 (2−3cosθ+co
s’θ)ただし、r:核の曲率半径 θ:核の接触角 gv:単位堆積当りの自由エネルギ σ。:核と真空間の表面エネルギ と表わされる。ΔGの変化の様子を第7図に示す。同図
において、ΔGが最大値であるときの安定核の曲率半径
が「Cである。
ΔGは、 G= 4πf(θ)((7,r2+l/3− gv −
r’)f(θ) = 1/4 (2−3cosθ+co
s’θ)ただし、r:核の曲率半径 θ:核の接触角 gv:単位堆積当りの自由エネルギ σ。:核と真空間の表面エネルギ と表わされる。ΔGの変化の様子を第7図に示す。同図
において、ΔGが最大値であるときの安定核の曲率半径
が「Cである。
このように核が成長して島状になり、更に成長して島同
志が接触して網目状に基板表面を覆い、最後に連続膜と
なって基板表面を完全に覆う。このような過程を経て基
板上に薄膜が堆積する。
志が接触して網目状に基板表面を覆い、最後に連続膜と
なって基板表面を完全に覆う。このような過程を経て基
板上に薄膜が堆積する。
上述したような堆積過程において、基板表面の単位面積
当りに形成される核の密度は、飛来原子と基板との相互
作用に大きく依存し、また温度をはじめとする堆積条件
にも大きく影響される。
当りに形成される核の密度は、飛来原子と基板との相互
作用に大きく依存し、また温度をはじめとする堆積条件
にも大きく影響される。
そこで堆積膜の材料と基板材料との種類を適当に選択し
、また温度、圧力、ガス種等の堆積条件を適当に設定す
ることで、核形成密度(あるいは核形成速度)を決める
ことができる。従って、一種類の堆積材料を用い、上記
核形成密度が大きく異なるような多種類の基板材料から
成る堆積面に当該堆積材料を堆積させようとすると、堆
積膜は核形成密度の高低によって選択的に形成される。
、また温度、圧力、ガス種等の堆積条件を適当に設定す
ることで、核形成密度(あるいは核形成速度)を決める
ことができる。従って、一種類の堆積材料を用い、上記
核形成密度が大きく異なるような多種類の基板材料から
成る堆積面に当該堆積材料を堆積させようとすると、堆
積膜は核形成密度の高低によって選択的に形成される。
例えば、次のようにして選択的に形成される。
第1図(A)〜(D)は、本発明による堆積膜の選択形
成方法の概略的説明図である。
成方法の概略的説明図である。
まず、堆積面を構成する二種類の材料をAおよびB、堆
積材料をCとし、ある一定の堆積条件の下で堆積材料C
の核形成密度が材料AおよびBで大幅に異なるように、
上記材料A、BおよびCを選択する。ここでは材料Aで
の核形成密度は十分に大きく、材料Bでの核形成密度は
無視できる程度に小さいとする。
積材料をCとし、ある一定の堆積条件の下で堆積材料C
の核形成密度が材料AおよびBで大幅に異なるように、
上記材料A、BおよびCを選択する。ここでは材料Aで
の核形成密度は十分に大きく、材料Bでの核形成密度は
無視できる程度に小さいとする。
第1図(^)において、基板1上に薄膜形成法により材
料Bの薄膜6を堆積させ、その上に、集束イオンビーム
注入技術を用い、所望パターンで材料Aのイオンを注入
する。
料Bの薄膜6を堆積させ、その上に、集束イオンビーム
注入技術を用い、所望パターンで材料Aのイオンを注入
する。
これによって同図(B)に示すように、材料Bの薄膜6
に、材料Aの領域7が所望パターンで形成される。
に、材料Aの領域7が所望パターンで形成される。
このように堆積面に所望パターンの材料Aを形成する方
法としては、同図(C)に示すように、材料B上にマス
ク8を所望パターンで形成し、全面に材料Aのイオンを
注入して同図(B)に示す堆積面を形成してもよい。
法としては、同図(C)に示すように、材料B上にマス
ク8を所望パターンで形成し、全面に材料Aのイオンを
注入して同図(B)に示す堆積面を形成してもよい。
また、材料B上に材料Aの薄膜を形成し、材料Aの薄膜
をフォトリングラフィによって所望パターンに形成して
もよい。
をフォトリングラフィによって所望パターンに形成して
もよい。
同図(B)に示すように、堆積面が材料AおよびBによ
って所望パターンで構成されると、所定の堆積条件で材
料Cを堆積させる。この時、材料Bの薄11i6上には
材料Cは堆積しな・い。
って所望パターンで構成されると、所定の堆積条件で材
料Cを堆積させる。この時、材料Bの薄11i6上には
材料Cは堆積しな・い。
これは、材料Cの飛来原子が、安定核になるまでに再蒸
発してしまうか、またはC原子が材料Bと反応して蒸気
圧の高い物質が形成され、材料Bをエツチングするため
と考えられる。
発してしまうか、またはC原子が材料Bと反応して蒸気
圧の高い物質が形成され、材料Bをエツチングするため
と考えられる。
こうして材料Aの領域7上だけに材料Cが堆積し、その
結果材料Aの領域7のパターンと同一パターンの堆積膜
9が自己整合的に形成される。
結果材料Aの領域7のパターンと同一パターンの堆積膜
9が自己整合的に形成される。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
火適■ユ
第2図を参照して本発明の第1の実施例とじてSiO2
上へのCdSe膜の形成法を説明する。
上へのCdSe膜の形成法を説明する。
まず高融点ガラス、石英、アルミナ、セラミックスなど
からなる高温に耐える基板1上に、シラン(SIII4
)と酸素(0,)を用いた通常のCVO(化学気相法)
によって、5in2膜lOを約1000堆積度堆積する
[第2図(^)1゜SiO2上のCdSeの核形成密度
(NDS)は小さく、このSin、膜lOが非核形成面
(SNos) となる。
からなる高温に耐える基板1上に、シラン(SIII4
)と酸素(0,)を用いた通常のCVO(化学気相法)
によって、5in2膜lOを約1000堆積度堆積する
[第2図(^)1゜SiO2上のCdSeの核形成密度
(NDS)は小さく、このSin、膜lOが非核形成面
(SNos) となる。
次にフォトレジスト11で所望のパターンにSin2M
100表面をマスクする[第2図(B)]。
100表面をマスクする[第2図(B)]。
イオンインプランタを用いて5e2−イオン12を打込
む、、5e2−イオンは露出された表面にのみ打込まれ
る[第2図(C)]。打込み量はI X 10”/ c
m”以上が望ましい。Se”’イオンの打込まれないS
iO2表面13ではCdSeの核形成密度(NO,)は
小さく、この部分が非核形成面(SNos)となる。一
方、Se’−イオンが打込まれた領域14では非核形成
面(5sos)13より大きな核形成密度(NDL)を
もち、この部分が核形成面(SNDL)となる。
む、、5e2−イオンは露出された表面にのみ打込まれ
る[第2図(C)]。打込み量はI X 10”/ c
m”以上が望ましい。Se”’イオンの打込まれないS
iO2表面13ではCdSeの核形成密度(NO,)は
小さく、この部分が非核形成面(SNos)となる。一
方、Se’−イオンが打込まれた領域14では非核形成
面(5sos)13より大きな核形成密度(NDL)を
もち、この部分が核形成面(SNDL)となる。
フォトレジスト11を剥離した後、基板1をPCjls
雰囲気中で約450℃でlO分間程度熱処理し、表面を
清浄化する[第2図(D)]。
雰囲気中で約450℃でlO分間程度熱処理し、表面を
清浄化する[第2図(D)]。
ついで基板1を500℃に加熱しながら、基板表面にキ
ャリアガスH2とともにジエチルカドミウム(DECd
)と水素化セレン(H2Se)をモル比で1:3〜Bの
比で流し、MOfl:Vfl (有機金属化学気相)
法によってCd5elliを成長させる。反応圧力は1
0Torrとした。第2図(E) に示すように、Cd
Se膜15はSe”−イオンを打込んで形成した核形成
面(SNDL) 14上にのみ形成され、非核形成面(
SNog) 13すなわちSt”−イオンの打込まれて
いないSin、表面上にはCd5elliは形成されな
かった。
ャリアガスH2とともにジエチルカドミウム(DECd
)と水素化セレン(H2Se)をモル比で1:3〜Bの
比で流し、MOfl:Vfl (有機金属化学気相)
法によってCd5elliを成長させる。反応圧力は1
0Torrとした。第2図(E) に示すように、Cd
Se膜15はSe”−イオンを打込んで形成した核形成
面(SNDL) 14上にのみ形成され、非核形成面(
SNog) 13すなわちSt”−イオンの打込まれて
いないSin、表面上にはCd5elliは形成されな
かった。
従って、5e2−イオンを所望のパターンで打込むこと
によって、非晶質の絶縁体であるSiO2上に任意の形
状、寸法の[dSe膜を選択的に形成することができる
。
によって、非晶質の絶縁体であるSiO2上に任意の形
状、寸法の[dSe膜を選択的に形成することができる
。
基板温度は400〜500℃9反応圧力は10〜30T
orrの範囲で膜形成が可能である。
orrの範囲で膜形成が可能である。
実施例2
第3図を参照して、本発明の実施例としてのCdSe8
Mトランジスタの作製工程を説明する。
Mトランジスタの作製工程を説明する。
まず基板1の上に真空蒸着法によってAl1膜を約10
00人堆積し、通常のフォトリソグラフィ技術によって
パターニングしてゲート電極16を形成する[第3図(
A)]。
00人堆積し、通常のフォトリソグラフィ技術によって
パターニングしてゲート電極16を形成する[第3図(
A)]。
ついでスパッタリング法によってSiO,膜17を約3
000人堆積し、ゲート酸化膜とする〔第3図(B)〕
。
000人堆積し、ゲート酸化膜とする〔第3図(B)〕
。
SiO2[17上をフォトレジスト18でマスクし、ト
ランジスタ形成領域だけにイオンプランタ−を使ってS
e’−イオン1B 5iOz中へ打込む。打込み量は1
x 10”/cm’以上が望ましい。このようにして
大きな核形成密度(NDL)を有する核形成面(SND
L)がSiO2面上に形成される[第3図(C)]。
ランジスタ形成領域だけにイオンプランタ−を使ってS
e’−イオン1B 5iOz中へ打込む。打込み量は1
x 10”/cm’以上が望ましい。このようにして
大きな核形成密度(NDL)を有する核形成面(SND
L)がSiO2面上に形成される[第3図(C)]。
フォトレジストを剥離した後、PCIL3雰囲気中で約
450℃、10分間程度熱処理して表面を清浄化する。
450℃、10分間程度熱処理して表面を清浄化する。
次にMOCVD法によってCd5epを選択成長させる
。原料ガスとしてジエチルカドミウム(DECd)とH
2Seを用い、両者の混合比を1:3〜6(モル比)と
してキャリアガスH2と共に基板上に供給する。この時
キャリアガスH2にIIcJZを1〜2%加えると形成
されるCdSeの結晶性を改善できる。反応圧力は5〜
30Torr、基板温度は400〜550℃とする。こ
うして第3図(D) に示すように小さい核形成密度
(NDS)をもつ5tCh面は非核形成面(S、4.、
、s)となり、より大きな核形成密度(Nat、)をも
つイオン打込部分が核形成面(SNOL)をとり、Cd
3e21は選択的に核形成面(SNoL)20上にのみ
形成される。
。原料ガスとしてジエチルカドミウム(DECd)とH
2Seを用い、両者の混合比を1:3〜6(モル比)と
してキャリアガスH2と共に基板上に供給する。この時
キャリアガスH2にIIcJZを1〜2%加えると形成
されるCdSeの結晶性を改善できる。反応圧力は5〜
30Torr、基板温度は400〜550℃とする。こ
うして第3図(D) に示すように小さい核形成密度
(NDS)をもつ5tCh面は非核形成面(S、4.、
、s)となり、より大きな核形成密度(Nat、)をも
つイオン打込部分が核形成面(SNOL)をとり、Cd
3e21は選択的に核形成面(SNoL)20上にのみ
形成される。
次に5i(h膜17およびCdSe膜20の全面にll
]5i22を真空蒸着によって形成する[第3図(E)
]。
]5i22を真空蒸着によって形成する[第3図(E)
]。
最後にフォトリソグラフィ技術により、 l膜22を加
工してソース電極23.ドレイン電極24を形成すると
薄膜トランジスタが完成する[第3図(F)]。
工してソース電極23.ドレイン電極24を形成すると
薄膜トランジスタが完成する[第3図(F)]。
このように本発明の方法によれば、CdSe膜を核形成
面(SNOL)上にのみ選択的に形成できるので、従来
法と異ってCdSeを化学的にエツチングすることなく
薄膜トランジスタを作製できる。そのために従来法に比
べて、良質の薄膜トランジスタを歩留りよく作製できる
。
面(SNOL)上にのみ選択的に形成できるので、従来
法と異ってCdSeを化学的にエツチングすることなく
薄膜トランジスタを作製できる。そのために従来法に比
べて、良質の薄膜トランジスタを歩留りよく作製できる
。
因】0汁且
第4図は本発明の他の実施例の成膜工程を説明する図で
ある。
ある。
まず実施例1と同様に、高融点ガラス、石英。
アルミナ、セラミックスなどからなる高温に耐える基板
1の表面に、SiH4と02を用いたCVD法によフて
5jOzJli25を1000人程度堆積する[第4図
(A)1゜ 次に、アーク放電型イオンブレーティング装置を用いて
、5in2膜25上に^1203.膜を堆積する。
1の表面に、SiH4と02を用いたCVD法によフて
5jOzJli25を1000人程度堆積する[第4図
(A)1゜ 次に、アーク放電型イオンブレーティング装置を用いて
、5in2膜25上に^1203.膜を堆積する。
装置内を10−’Torrまで排気した後、02ガスを
1〜3 X 10−’Torrまで導入し、イオン化電
f!50V、基板電位−50v、出力500Wで、40
0℃に加熱した基板上にA4,0. @26を約3(1
0人堆積する[第4図(8)]。
1〜3 X 10−’Torrまで導入し、イオン化電
f!50V、基板電位−50v、出力500Wで、40
0℃に加熱した基板上にA4,0. @26を約3(1
0人堆積する[第4図(8)]。
フォトレジスト27で所定のパターンにAJ22031
i26上をマスクし、HsPO4: HNO3: CH
311;OOH:H20=16:1:2:1の溶液でA
ILz03膜の露出されている部分をエツチングする[
第4図(C)]。
i26上をマスクし、HsPO4: HNO3: CH
311;OOH:H20=16:1:2:1の溶液でA
ILz03膜の露出されている部分をエツチングする[
第4図(C)]。
い。
フォトレジスト27を剥離した後、基板1をPI、IL
3雰囲気中で約450℃で10分間程度熱処理し、表面
を清浄化する[第4図(D)]。SiO□表面25では
CdSeの核形成密度(NDS)は小さく、この部分が
非核形成面(SNDS) となる。一方、l 203
26は非核形成面(SNDS) 25より大きな核形成
密度(NDL)をもち、この部分が核形成面(SNI)
L) となる。
3雰囲気中で約450℃で10分間程度熱処理し、表面
を清浄化する[第4図(D)]。SiO□表面25では
CdSeの核形成密度(NDS)は小さく、この部分が
非核形成面(SNDS) となる。一方、l 203
26は非核形成面(SNDS) 25より大きな核形成
密度(NDL)をもち、この部分が核形成面(SNI)
L) となる。
ついで基板1を400〜550℃に加熱しながら、基板
表面にキャリアガスH2とともにジエチルカドミウム(
DECd)と水素化セレン(H2Se)をモル比で!:
3〜aの比で流し、MOCVD (有機金属化学気相
)法によってCdSe膜を成長させる。反応圧力は5〜
30Torrとする。第4図(E) に示すように、C
dSe膜2BはAl120.核形成面(SNDL) 2
6上にのみ形成され、非核形成面(SMDI) 25す
なわちSiO2表面上には(:dSe[は形成されない
。
表面にキャリアガスH2とともにジエチルカドミウム(
DECd)と水素化セレン(H2Se)をモル比で!:
3〜aの比で流し、MOCVD (有機金属化学気相
)法によってCdSe膜を成長させる。反応圧力は5〜
30Torrとする。第4図(E) に示すように、C
dSe膜2BはAl120.核形成面(SNDL) 2
6上にのみ形成され、非核形成面(SMDI) 25す
なわちSiO2表面上には(:dSe[は形成されない
。
従って、この実施例の方法によっても、非晶質絶縁体で
ある5iOz上に任意の形状、寸法のCd5ell臂を
選択的に形成することができる。
ある5iOz上に任意の形状、寸法のCd5ell臂を
選択的に形成することができる。
実施例4
Si02上にZnSSe混晶II −VI族化合物膜を
選択的に形成した。
選択的に形成した。
実施例1と同様にして、基板1上にSiH,と02を用
いたCVD法によってSiO2膜を約1000人堆積し
た後、フォトレジストで所望のパターンに表面をマスク
し、イオンプランタ−を用いて5e2−イオンを露出し
ているSin、中にI X 10”/ cm2以上打込
む。
いたCVD法によってSiO2膜を約1000人堆積し
た後、フォトレジストで所望のパターンに表面をマスク
し、イオンプランタ−を用いて5e2−イオンを露出し
ているSin、中にI X 10”/ cm2以上打込
む。
ついでレジスト膜を剥離し、基板をPfl:u 、雰囲
気中で約450″C1o分間程度熱処理して表面を清浄
化する。
気中で約450″C1o分間程度熱処理して表面を清浄
化する。
ZnSSe混晶に対しても5e2−イオンの打込まれな
いSin2部分は小さい核形成密度(NDS)をもち、
非核形成面(SNDS) となる。一方、Se”″イオ
ンが打込まれた部分はより大きな核形成密度(NDL)
を有し、核形成面(SNoJ となる。
いSin2部分は小さい核形成密度(NDS)をもち、
非核形成面(SNDS) となる。一方、Se”″イオ
ンが打込まれた部分はより大きな核形成密度(NDL)
を有し、核形成面(SNoJ となる。
このように核形成密度の差(八ND)を有する核形成面
(SNDL) と非核形成面(SNDS)が存在する表
面上に、キャリアガスとしてH2を用い、ジメチル亜鉛
(DMZ)とジメチルセレン(DMSe)およびジエチ
ルサル7 y (DES)をDMZ: (DMSe+D
ES)ノ比を1=8(モル比)として流し、基板温度は
500℃に加熱しておく。反応圧力は100Torrと
した。第2図(E)に示したと同様に、Sa”イオンを
打込んで形成した核形成面(SNDL)上のみに選択的
に3元液晶+1−VIl族化合物膜Z n S S e
膜が形成された。DMZ :(DMSe+DES) +
7)比は1 : 2〜15.基板温度は400 t:〜
550℃、圧力は50〜300 Torrの範囲で膜形
成が可能である。
(SNDL) と非核形成面(SNDS)が存在する表
面上に、キャリアガスとしてH2を用い、ジメチル亜鉛
(DMZ)とジメチルセレン(DMSe)およびジエチ
ルサル7 y (DES)をDMZ: (DMSe+D
ES)ノ比を1=8(モル比)として流し、基板温度は
500℃に加熱しておく。反応圧力は100Torrと
した。第2図(E)に示したと同様に、Sa”イオンを
打込んで形成した核形成面(SNDL)上のみに選択的
に3元液晶+1−VIl族化合物膜Z n S S e
膜が形成された。DMZ :(DMSe+DES) +
7)比は1 : 2〜15.基板温度は400 t:〜
550℃、圧力は50〜300 Torrの範囲で膜形
成が可能である。
ZnSSeにおけるSとSeの比は反応ガスDESとD
MSeの比を変えることによって任意に制御することが
できる。
MSeの比を変えることによって任意に制御することが
できる。
夾直■互
II −VI族化合物におけるII族元素を■族元素と
III族元素で置換したカルコパイライト形化合物膜を
SiO2上に形成した。
III族元素で置換したカルコパイライト形化合物膜を
SiO2上に形成した。
これまで述べた各実施例におけると同様に、基板上に5
iOJ!を形成し、その上に実施例1におけると同様に
部分的に5e2−イオンを打込んで核形成面(S?1O
L)を形成する。または実施例3におけるように、Si
n、膜上にAl1203膜を設け、バターニングして核
形成面(SNDL)を形成する。このように非核形成面
(SNDS)と核形成面(SNDL)が共存する基板上
の核形成面(SNDL)上にのみ、MOCVD法によっ
て選択的にカルコバイライト膜を形成する。CuGaS
x膜を形成する場合、反応ガスとしてシクロペンタジェ
ニルトリエチルホスフィン銅(C,H,(:uP(C2
H5) s) 、 トリメチルガリウム(TMG)
、硫化水素(+’12s)をキャリガスH2と共に基板
上に供給する。
iOJ!を形成し、その上に実施例1におけると同様に
部分的に5e2−イオンを打込んで核形成面(S?1O
L)を形成する。または実施例3におけるように、Si
n、膜上にAl1203膜を設け、バターニングして核
形成面(SNDL)を形成する。このように非核形成面
(SNDS)と核形成面(SNDL)が共存する基板上
の核形成面(SNDL)上にのみ、MOCVD法によっ
て選択的にカルコバイライト膜を形成する。CuGaS
x膜を形成する場合、反応ガスとしてシクロペンタジェ
ニルトリエチルホスフィン銅(C,H,(:uP(C2
H5) s) 、 トリメチルガリウム(TMG)
、硫化水素(+’12s)をキャリガスH2と共に基板
上に供給する。
C2H3CLIP (C2H5) sとTMGとは等モ
ル比とし、H2Sの量は前2者の和の数倍程度とする。
ル比とし、H2Sの量は前2者の和の数倍程度とする。
反応圧力は10〜300Torr 、基板温度は400
〜650℃とする。このようにして、SiO2上に選択
的にCLIGaSzを形成することができた。
〜650℃とする。このようにして、SiO2上に選択
的にCLIGaSzを形成することができた。
以上の実施例に示したように、本発明によれば、II
−VI族化合物半導体膜をエツチングすることなく、大
きな核形成密度(NDL)を有する核形成面(SNDL
)を所望のパターンに形成し、そのパターンに従った化
合物半導体膜を形成することができる。
−VI族化合物半導体膜をエツチングすることなく、大
きな核形成密度(NDL)を有する核形成面(SNDL
)を所望のパターンに形成し、そのパターンに従った化
合物半導体膜を形成することができる。
以上の実施例においては、CVD法によって5102膜
を形成する例を示したが、スパッタ法によってSin、
膜を形成することもできる。さらに表面をよく平坦化し
た石英そのものを堆積面として用いることもできる。
を形成する例を示したが、スパッタ法によってSin、
膜を形成することもできる。さらに表面をよく平坦化し
た石英そのものを堆積面として用いることもできる。
核形成面(SNDL)を形成するために打込まれるイオ
ン種としては、5e2−イオンだけでなく、■!族元素
のイオン、■族元素のイオン、さらにIII族元素のイ
オンやV族元素のイオンを用いることもできる。
ン種としては、5e2−イオンだけでなく、■!族元素
のイオン、■族元素のイオン、さらにIII族元素のイ
オンやV族元素のイオンを用いることもできる。
II族元素の原料ガスとしてジメチル亜鉛、ジエチル亜
鉛(Zn (C2H5) 2) 、ジメチルカドミウム
(Cd (CH3) 2) 、ジエチルカドミウム、ジ
プロピルカドミウム(ca (C3H7) 2) 、ジ
ブチルカドミウム(Cd (C4)19)2) 、ジメ
チル水銀(Hg (CH3) 2) 、ジエチル水銀(
Hg (C2Hs) 2)を、■族元素の原料ガスとし
て硫化水素(H2S) 、水素化セレン、ジメチルセレ
ン、ジエチルセレン(Se ((:211!l) 2)
、ジメテルルセレナイド(CtlsSeC)I、)
、ジメチルテルル(Te (CL)z) 、ジエチルテ
ルルい、これらの組合せによって、II − VI族化
合物ZnS,ZuTe,CdS,CdTe,HgSeの
膜およびこれらの混晶化合物膜を核形成面(SNDL)
上に選択形成することができる。ZnO膜の選択形成も
可能である。
鉛(Zn (C2H5) 2) 、ジメチルカドミウム
(Cd (CH3) 2) 、ジエチルカドミウム、ジ
プロピルカドミウム(ca (C3H7) 2) 、ジ
ブチルカドミウム(Cd (C4)19)2) 、ジメ
チル水銀(Hg (CH3) 2) 、ジエチル水銀(
Hg (C2Hs) 2)を、■族元素の原料ガスとし
て硫化水素(H2S) 、水素化セレン、ジメチルセレ
ン、ジエチルセレン(Se ((:211!l) 2)
、ジメテルルセレナイド(CtlsSeC)I、)
、ジメチルテルル(Te (CL)z) 、ジエチルテ
ルルい、これらの組合せによって、II − VI族化
合物ZnS,ZuTe,CdS,CdTe,HgSeの
膜およびこれらの混晶化合物膜を核形成面(SNDL)
上に選択形成することができる。ZnO膜の選択形成も
可能である。
混晶化合物半導体を、実施例2と同様にSi02上に設
けたAl1 203を核形成面(SNDL)として、そ
の上に選択形成できることは言うまでもない。
けたAl1 203を核形成面(SNDL)として、そ
の上に選択形成できることは言うまでもない。
さらに上述した各実施例においては、CdSeおよびZ
nSSe膜の選択形成の工程にMOCVIl法を用いた
例を示したが、本発明のII−VI族化合物膜の選択形
成はMBE (分線エピタキシ)法やLPE (液
相成長)法を用いても全く同じ原理で行うことができる
。
nSSe膜の選択形成の工程にMOCVIl法を用いた
例を示したが、本発明のII−VI族化合物膜の選択形
成はMBE (分線エピタキシ)法やLPE (液
相成長)法を用いても全く同じ原理で行うことができる
。
[発明の効果]
以上詳細に説明したように、本発明によるII −■族
化合物膜の選択形成方法は、II−VI族化合物の堆積
面材料の種類による核形成密度の差(△ND)を利用し
て、所望パターンの堆積膜を自己整合的に形成できるた
めに、所望パターンの堆積膜が高精度に形成でき、特に
高集積回路を構成する上で極めて有利である。さらに、
堆積面の材料を単結晶だけに限定する必要はなく、核形
成密度差を有する核形成面(SNDL)材料と非核形成
面(SNos)材料とを選択することで、非晶質絶縁物
上にもII − VI族化合物の堆積膜を選択的に高精
度で形成できる。
化合物膜の選択形成方法は、II−VI族化合物の堆積
面材料の種類による核形成密度の差(△ND)を利用し
て、所望パターンの堆積膜を自己整合的に形成できるた
めに、所望パターンの堆積膜が高精度に形成でき、特に
高集積回路を構成する上で極めて有利である。さらに、
堆積面の材料を単結晶だけに限定する必要はなく、核形
成密度差を有する核形成面(SNDL)材料と非核形成
面(SNos)材料とを選択することで、非晶質絶縁物
上にもII − VI族化合物の堆積膜を選択的に高精
度で形成できる。
特に、化学的エツチングによる影習が大きい化合物半導
体の場合、膜そのものをエツチングすることなしにパタ
ーンを形成できるので、作られた膜の化学的安定性を高
く保つことが可能になる。
体の場合、膜そのものをエツチングすることなしにパタ
ーンを形成できるので、作られた膜の化学的安定性を高
く保つことが可能になる。
第1図は本発明による堆積膜の選択形成方法の概略図、
第2図はCdSe膜の選択形成の一実施例を示す工程図
、 第3図は本発明の方法を用いたCdSe薄膜トランジス
タ作製の工程図、 第4歯はcdSe)Iiの選択形成の他の実施例を示す
工程図、 第5図は従来のフォトリソグラフィによる薄膜形成方法
を示す工程図、 第6図は従来のリフトオフを用いた薄膜形成方法を示す
工程図、 第7図は自由エネルギGの変化ΔGと核の半径との関係
を示す線図である。 !・・・基板、 2・・・薄膜、 3・・・フォトレジスト、 4・・・フォトレジスト、 6・・・材料Bの薄膜、 7・・・材料への領域、 8・・・マスク、 9・・・材料Cの堆積膜、 10・・・Si02膜、 11・・・フォトレジスト、 12・・・Se2−イオン、 I Q 、、、−II:te nづ雌面(q−、−11
4・・・核形成面(SNDL)、 15・・・GaAs膜、 16・・・ へIL膜(ゲート電極)、17・・・Si
n.膜、 18・・・フォトレジスト、 19・・・Se2−イオン、 20・・・核形成面(SNDL)、 21・・・CdSe膜、 22・・・i Ii!j。 25・・・Si02膜、 26・・・^J2zO3111、 28・・・CdSe膜。 ++J
N−/14 ae/Mi (SNDL ) 第2図
、 第3図は本発明の方法を用いたCdSe薄膜トランジス
タ作製の工程図、 第4歯はcdSe)Iiの選択形成の他の実施例を示す
工程図、 第5図は従来のフォトリソグラフィによる薄膜形成方法
を示す工程図、 第6図は従来のリフトオフを用いた薄膜形成方法を示す
工程図、 第7図は自由エネルギGの変化ΔGと核の半径との関係
を示す線図である。 !・・・基板、 2・・・薄膜、 3・・・フォトレジスト、 4・・・フォトレジスト、 6・・・材料Bの薄膜、 7・・・材料への領域、 8・・・マスク、 9・・・材料Cの堆積膜、 10・・・Si02膜、 11・・・フォトレジスト、 12・・・Se2−イオン、 I Q 、、、−II:te nづ雌面(q−、−11
4・・・核形成面(SNDL)、 15・・・GaAs膜、 16・・・ へIL膜(ゲート電極)、17・・・Si
n.膜、 18・・・フォトレジスト、 19・・・Se2−イオン、 20・・・核形成面(SNDL)、 21・・・CdSe膜、 22・・・i Ii!j。 25・・・Si02膜、 26・・・^J2zO3111、 28・・・CdSe膜。 ++J
N−/14 ae/Mi (SNDL ) 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)核形成密度の小さい非核形成面(S_N_D_S)
と、該非核形成面(S_N_D_S)の核形成密度(N
D_S)より大きな核形成密度(ND_L)を有する核
形成面(S_N_D_L)とを有する基体に、化合物膜
形成処理を施して、前記核形成面(S_N_D_L)上
にII−VI族化合物膜を選択的に形成することを特徴とす
るII−VI族化合物膜の選択形成方法。 2)前記II−VI族化合物膜が二元系II−VI族化合物膜で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のII−
VI族化合物膜の選択形成方法。 3)前記II−VI族化合物膜が三元系以上の多元系混晶I
I−VI族化合物膜であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のII−VI族化合物膜の選択形成方法。 4)前記II−VI族化合物のII族元素が I 族元素とIII族
元素で置換されていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のII−VI族化合物膜の選択形成方法。 5)前記非核形成面(S_N_D_S)の一部にイオン
打込みによって核形成面(S_N_D_L)を形成する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項の
いずれかの項に記載のII−VI族化合物膜の選択形成方法
。 6)前記非核形成面(S_N_D_S)の一部に大きな
核形成密度(ND_L)を有する核形成面形成物質を堆
積して核形成面とすることを特徴とする特許請求の範囲
第1項ないし第4項のいずれかの項に記載のII−VI族化
合物膜の選択形成方法。 7)前記非核形成面が非晶質絶縁体であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかの項
に記載のII−VI族化合物膜の選択形成方法。 8)前記非晶質絶縁体がSiO_2であることを特徴と
する特許請求の範囲第7項記載のII−VI族化合物膜の選
択形成方法。 9)前記非核形成面がSiO_2であり、前記核形成面
がAl_2O_3であることを特徴とする特許請求の範
囲第6項記載のII−VI族化合物膜の選択形成方法。 10)前記化合物膜形成処理がMOCVD法であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第9項のいず
れかの項に記載のII−VI族化合物膜の選択形成方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62071991A JPS63237533A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 2−6族化合物膜の選択形成方法 |
EP88302719A EP0284435B1 (en) | 1987-03-26 | 1988-03-25 | Process for selective formation of II-VI group compound film |
CA000562512A CA1322937C (en) | 1987-03-26 | 1988-03-25 | Process for selective formation of ii-vi group compound film |
DE3856041T DE3856041T2 (de) | 1987-03-26 | 1988-03-25 | Selektives Herstellungsverfahren von Schichten aus II-VI-Verbindungen |
US07/686,868 US5100691A (en) | 1987-03-26 | 1991-04-16 | Process for selective formation of ii-vi group compound flim |
US07/818,530 US5334864A (en) | 1987-03-26 | 1992-01-09 | Process for selective formation of II-VI group compound film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62071991A JPS63237533A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 2−6族化合物膜の選択形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63237533A true JPS63237533A (ja) | 1988-10-04 |
Family
ID=13476438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62071991A Pending JPS63237533A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 2−6族化合物膜の選択形成方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5100691A (ja) |
EP (1) | EP0284435B1 (ja) |
JP (1) | JPS63237533A (ja) |
CA (1) | CA1322937C (ja) |
DE (1) | DE3856041T2 (ja) |
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US5334864A (en) * | 1987-03-26 | 1994-08-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for selective formation of II-VI group compound film |
AU623861B2 (en) * | 1987-08-08 | 1992-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Crystal article, method for producing the same and semiconductor device utilizing the same |
JP3553147B2 (ja) * | 1994-09-05 | 2004-08-11 | 三菱電機株式会社 | 半導体層の製造方法 |
JP4310076B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2009-08-05 | キヤノン株式会社 | 結晶性薄膜の製造方法 |
JP5899606B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2016-04-06 | 株式会社リコー | 積層構造体の製造方法 |
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DE2151127C3 (de) * | 1970-12-16 | 1981-04-16 | International Business Machines Corp., 10504 Armonk, N.Y. | Verfahren zum Abscheiden eines Metallisierungsmusters und seine Anwendung |
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US4615904A (en) * | 1982-06-01 | 1986-10-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Maskless growth of patterned films |
US4467521A (en) * | 1983-08-15 | 1984-08-28 | Sperry Corporation | Selective epitaxial growth of gallium arsenide with selective orientation |
US4557037A (en) * | 1984-10-31 | 1985-12-10 | Mobil Solar Energy Corporation | Method of fabricating solar cells |
JPH0782996B2 (ja) * | 1986-03-28 | 1995-09-06 | キヤノン株式会社 | 結晶の形成方法 |
-
1987
- 1987-03-26 JP JP62071991A patent/JPS63237533A/ja active Pending
-
1988
- 1988-03-25 CA CA000562512A patent/CA1322937C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-03-25 EP EP88302719A patent/EP0284435B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-25 DE DE3856041T patent/DE3856041T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-04-16 US US07/686,868 patent/US5100691A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57196542A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-02 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof |
JPS59167028A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 化合物半導体集積回路装置の製造方法 |
JPS61284913A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | GaAsの選択エピタキシヤル成長方法 |
JPS6262581A (ja) * | 1985-09-12 | 1987-03-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体発光装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1322937C (en) | 1993-10-12 |
EP0284435A2 (en) | 1988-09-28 |
EP0284435B1 (en) | 1997-10-15 |
DE3856041T2 (de) | 1998-03-12 |
US5100691A (en) | 1992-03-31 |
DE3856041D1 (de) | 1997-11-20 |
EP0284435A3 (en) | 1989-01-25 |
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