JPS63274132A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPS63274132A
JPS63274132A JP62108922A JP10892287A JPS63274132A JP S63274132 A JPS63274132 A JP S63274132A JP 62108922 A JP62108922 A JP 62108922A JP 10892287 A JP10892287 A JP 10892287A JP S63274132 A JPS63274132 A JP S63274132A
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JP
Japan
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si3n4
layers
region
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Pending
Application number
JP62108922A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuaki Shirai
達哲 白井
Masahiro Kobayashi
正宏 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

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】 〔概 要〕 半導体装置およびその製造方法であって、結晶成長を妨
げる複数の非成長領域を、該半導体基板上に形成された
所定のパターンの上に選択的にかつ離散的に形成し、該
非成長領域をマスクとして該半導体基板上に少なくとも
1回結晶成長させることにより、基板上の該パターンの
位置合わせを容易にすると共に、ウェハを破壊すること
なく該ウェハ上の結晶成長層の厚さの分布状態の把握を
可能とし、同時にウェハの実効面積を増大させるもので
ある。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に
、半導体基板上に複数回の結晶成長を行う場合の位置合
わせ用パターンの形成技術に関する。
複数回の結晶成長は化合物半導体装置、特に半導体レー
ザ及び受光素子等の光デバイスにおいて一般的に用いら
れているが、このようなデバイスでは、半導体基板上に
成るパターンを形成し、その上に結晶成長を何度も行な
った後で、該パターンの位置を正確に知る必要がある場
合が多い。このため、このような位置合わせ用のパター
ンの位置確認を有効に行なえることが要望されている。
〔従来の技術、および発明が解決しようとする問題点〕
第5図(a)および(b)には従来形の一例としてのパ
ターン位置確認を説明するための半導体装置の主要部の
構成が示され、(a)は平面図、(b)は断面図を示す
。第5図の例示はウェハ50を模式的に示すもので、図
中51は半導体基板、52は5t(h、5r3N4等か
らなる絶縁層、53は複数回の結晶成長により形成され
たエピタキシャル層を示す。この場合、絶縁層52は基
板の両端に形成され、位置合わせ用のパターンとして利
用される。
このように、基板の一部が位置合わせ用パターンとして
占有されているため、その分だけデバイス製作に用いら
れるエピタキシャル層53の面積が小さくなり、ウェハ
としての実効面積が減少するという不都合が生じる。ま
た、ウェハがプロセスの途中で割れた場合(特にマスク
合わせの時にウニ、ハが割れることが多い)には、当然
この絶縁層52の部分も欠損するので、後の段階で位置
合わせを行うことができないという問題が生じる。
さらに、エピタキシャル層を液相成長(LPE)法によ
り形成した場合にはウェハ周辺部における成長速度が早
いので、同図(b)に破線Bで示されるように、エピタ
キシャル層53の端部は厚く形成される。通常、この厚
く形成された領域は後のウェハ・プロセスにおいて、マ
スク合わせの時にウェハが割れ易いという理由で切除さ
れる。従って、ウェハ周辺部に位置合わせ用のパターン
、すなわちこの場合には絶縁層52、を残しておくこと
ができず、後の段階で位置合わせを行うことができない
ばかりか、切除された分だけより一部ウェハの実効面積
が減少するという問題が生じる。
一方、ウェハ面内のエピタキシャル層の成長厚やそのば
らつきの分布状態等を測定する場合、従来の方法によれ
ば、ウェハの一部をへき関して顕微鏡等により成長厚を
測定する必要があった。しかも、この方法により得られ
る情報はウェハ内の部分的な領域における情報のみであ
り、必要とするウェハ全体の情報は知ることができない
。さらには、へき間することによりウェハの有効領域の
一部が失われるという弊害も生じる。
本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑み創作
されたもので、基板上のパターンの位置合わせを容易に
行うことができると共に、ウェハを破壊することなく該
ウェハ上の結晶成長層の厚さの分布状態を把握すること
ができ、同時にウェハの実効面積を増大することができ
る半導体装置およびその製造方法を提供することを目的
としている。
〔問題点を解決するための手段〕
上述した従来技術における問題点は、本発明の一つの形
態として第1図に示されるように、半4体基板1と、該
半導体基板上に形成された所定のパターンの上に選択的
にかつ離散的に形成された複数の結晶成長を妨げる所定
の層2と、該所定の層が形成された領域3を残して該半
導体基板上に形成された結晶成長層4と、を備えてなる
半導体装置を提供することにより、解決される。
また、本発明の他の形態として、半導体基板1上に所定
のパターンを形成する工程と、結晶成長を妨げる複数の
非成長領域3を該所定のパターンの上に選択的にかつ離
散的に形成する工程と、該複数の非成長領域をマスクと
して該半導体基板上に少なくとも1回結晶成長させる工
程と、を具備する半導体装置の製造方法が提供される。
〔作 用〕
上述した本発明の半導体装置およびその製造方法によれ
ば、結晶成長を妨げる複数の非成長領域は、結晶成長に
よって該領域が覆われることはないので、結晶成長後に
位置合わせ用のマーカとして利用され得る。また、この
非成長領域は選択的にかつ離散的に形成され、しかもこ
の部分はくぼみ状に形成されるので、該くぼみの深さを
測定することにより結晶成長層の厚さの分布状態を把握
することができる。さらに、この分布状態の把握は基板
すなわちウェハを破壊することなく行われ得るので、そ
の分だけウェハを有効に使用することができる。
〔実施例〕
第2図には本発明の一実施例としての半導体装置の構成
が断面的に示される。第2図の例示は、基板上にアバラ
ンシェ・フォト・ダイオード(以下APDと称する)素
子を形成した例を示す。
図中、21はn型のインジウム・燐(rnP)からなる
半導体基板、22は窒化珪素(Si3 N a )層(
または二酸化珪素(Si02 )層)、23はSi3N
4層22が形成された領域(非成長領域)、24は少な
くとも1回の結晶成長により形成されたn−型のTnP
からなるエピタキシャル層、25および26はSi3N
<層、27はAPD素子、を示す。このAPD素子27
は、n−型のエピタキシャル層24内に形成され受光領
域のp+型の領域28と、該領域28の周囲に形成され
ガードリングとして機能するp型の領域29と、p側お
よびn1Jrnpにオーミックコンタクトを形成した電
極30Aおよび30Bとにより構成される。
また、Pは基板21上に所定の間隔(400μm)で格
子状に形成されたパターンの1つを表わし、それぞれメ
サ状に形成され、その径はほぼ80μmである。上述し
たSi3 N4層22はこのパターンPの上に形成され
、その間隔は2+nn+に設定されている。
APD素子27のp中型の領域28はこのパターンP(
ただしSi3N4層22が形成されていないパターン)
の位置に対応するように形成される。また、くぼみ状に
形成された非成長領域23のSi3N、a層26からの
深さはほぼ1〜2μ−である。
第3図には第2図に示される非成長領域23の一配置例
が示される。同図において、○印で示される部分はパタ
ーンP1該Q印を0印で囲んだ部分はAPD素子27の
領域を示し、さらにO印にハンチングが施されている部
分は非成長領域23を表わしている。同図に示されるよ
うに該非成長領域23は基板すなわちウェハ上で十字形
状に形成されている。
次に第4図(a)〜Cf)を参照しながら第2図装置の
製造方法について説明する。
まず工程(a)ではn型のInPからなる半導体基板2
1上の全面に亘って5i3Na層22を形成する。
次の工程(b)では、バターニングおよびエツチング処
理により所定のパターンPを形成する。このパターンP
は、前述したように400μmの間隔で格子状に、かつ
それぞれがメサ状に形成される。
工程(c)では、5i3Na層22で覆われたパターン
Pを2Il1mの間隔毎にレジスト40で覆い、次いで
他のパターンP上の5i3Na層22をエツチングで除
去した後、該レジストを除去する。この2mmの間隔毎
で残された5i3Na層22は、後の段階で位置合わせ
用のマーカとして用いられる。次の工程(d)では、n
−型のInPからなるエピタキシャル層24を結晶成長
させる。この際、Si3 N4層22上には結晶成長が
行われず、それ故、該Si3N4層22は露出されたま
まとなり、非成長領域23として残る。
工程(e)では、Si3 N4層25を全面にデポジシ
ョンし、次いで素子領域の部分のglsi 3N 4層
25をエツチングで除去し、ベリリウム(Be)をドー
ズI5×1OL3CI11−3、加速電圧150keV
でイオン注入してp壁領域(ガードリング)29を形成
する。次に、リン化カドミウム(CaF2)をソースと
して温度を全面にデポジションし、コンタクト部分の窓
を明ける。そして最後に、該p+型領領域8に、例えば
金・白金・チタンからなる電極30Aおよび30Bを形
成する。
以上説明した工程に基づき製造された第2図の装置によ
れば、Si3 N4層22上にはエピタキシャル層24
が結晶成長されずにそのまま非成長領域23として残る
ので、この非成長領域23を位置合わせ用のマーカ、本
実施例ではAPD素子27を形成する場合の位置確認用
の目印、として利用できる。
また、非成長領域23は第3図に示したように、基板上
の一部の領域ではなく、基板の全領域に亘って離散的に
、かつくぼみ状に形成されている。従って、該くぼみの
深さを測定することにより、基板全体に亘ってのエピタ
キシャル層の厚さの分布状態を把握することができる。
さらに、この分布状態の把握に際し、従来形に見られる
ようなへき開等の手段を用いて基板の一部を欠損させる
必要がないので、その分だけ基板すなわちウェハを有効
に使用することができ、言い換えると、ウェハの実効面
積を増大することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、基板上のパターン
の位置合わせを容易に行うことができると共に、ウェハ
を破壊することなく該ウェハ上の結晶成長層の厚さの分
布状態を把握することができ、同時にウェハの実効面積
を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体装置の原理的構成を示す斜
視断面図、 第2図は本発明の一実施例としての半導体装置の構成を
示す断面図、 第3図は第2図に示される非成長領域23の一配置例を
示す図、 第4図(a)〜(f)は第2図装置の製造工程図、第5
図(a)および(b)は従来形の一例としてのパターン
位置確認を説明するための半導体装置の主要部の構成図
であって、(a)は平面図、(b)は断面図、 である。 (符号の説明) l・・・半導体基板、 2・・・結晶成長を妨げる所定の層、 3・・・非成長領域、 4・・・結晶成長層、 21・・・半導体基板、 22・・・Si3N4層(または5i(h層)、23・
・・非成長領域、 24・・・エピタキシャル層、 25.26・・・Si3N4層、 27・・・APD素子、 28・・・p十型領域、 29・・・p壁領域、 30A 、 30B・・・電極、 P・・・パターン。 構成を示す斜視断面図 第1図 1−半導体基板 2−結晶成長を妨げる所定の層 3−非成長領域 4−結晶成長層 (a) (c) (e) 第2図装置の 第4 (b) (d) (f) 製造工程図 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板(1)と、 該半導体基板上に形成された所定のパターンの上に選択
    的にかつ離散的に形成された複数の結晶成長を妨げる所
    定の層(2)と、 該所定の層が形成された領域(3)を残して該半導体基
    板上に形成された結晶成長層(4)と、を備えてなる半
    導体装置。 2、前記所定の層(2)はシリコン窒化層である、特許
    請求の範囲第1項記載の半導体装置。 3、前記所定の層(2)はシリコン酸化層である、特許
    請求の範囲第1項記載の半導体装置。 4、半導体基板(1)上に所定のパターンを形成する工
    程と、 結晶成長を妨げる複数の非成長領域(3)を該所定のパ
    ターンの上に選択的にかつ離散的に形成する工程と、 該複数の非成長領域をマスクとして該半導体基板上に少
    なくとも1回結晶成長させる工程と、を具備する半導体
    装置の製造方法。 5、前記非成長領域(4)はシリコン窒化層でマスキン
    グすることにより形成される、特許請求の範囲第4項記
    載の半導体装置の製造方法。 6、前記非成長領域(4)はシリコン酸化層でマスキン
    グすることにより形成される、特許請求の範囲第4項記
    載の半導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001307999A (ja) * 2000-04-27 2001-11-02 Oki Electric Ind Co Ltd アライメントマークの構造およびその製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5548455A (en) * 1979-09-08 1980-04-07 Kawasaki Steel Corp Control method for teeming flow of continuous pig

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