JPS6331111A - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
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- JPS6331111A JPS6331111A JP17484186A JP17484186A JPS6331111A JP S6331111 A JPS6331111 A JP S6331111A JP 17484186 A JP17484186 A JP 17484186A JP 17484186 A JP17484186 A JP 17484186A JP S6331111 A JPS6331111 A JP S6331111A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ソース領域と成長領域とを反応管内に設けた気相成長を
用いて、ｍ−ｖ族半導体の（１００）面に溝が形成され
た基体の溝の埋込みを行うに際して、外部から塩化水素
ガス（ＨＣＩ）を成長領域に供給することを付加するこ
とにより、 埋込み表面が平坦で且つ盛り上がりの少なくなり得る溝
幅の拡大を可能にさせたものである。
用いて、ｍ−ｖ族半導体の（１００）面に溝が形成され
た基体の溝の埋込みを行うに際して、外部から塩化水素
ガス（ＨＣＩ）を成長領域に供給することを付加するこ
とにより、 埋込み表面が平坦で且つ盛り上がりの少なくなり得る溝
幅の拡大を可能にさせたものである。
本発明は、気相成長方法に係り、特に、ｍ−ｖ族半導体
の（１００）面に溝が形成された基体の溝の埋込み成長
の方法に関す。
の（１００）面に溝が形成された基体の溝の埋込み成長
の方法に関す。
ｍ−ｖ族であるＩｎＰ系半導体を用いた半導体レーザの
中には、第３図に示す如＜、ＩｎＰ基板ヒに活性層やク
ラフト層などが積層されてなる基体１１に平行な二本の
溝１２を形成することにより発光部１３を形成し、溝１
２を電流阻止用の半導体例えば半絶縁性１ｎＰからなる
埋込み層１４で埋込んだ構造のものがある。
中には、第３図に示す如＜、ＩｎＰ基板ヒに活性層やク
ラフト層などが積層されてなる基体１１に平行な二本の
溝１２を形成することにより発光部１３を形成し、溝１
２を電流阻止用の半導体例えば半絶縁性１ｎＰからなる
埋込み層１４で埋込んだ構造のものがある。
この場合、ヒートシンクへのマウントが確実に行うこと
が出来るように、埋込み層１４の表面が平坦で且つ盛り
上がりの少ないことが望まれるので、埋込み層１４の形
成即ち溝１２の埋込みには、気相成長（ＶＰＥ）特にク
ロライドＶＰＥが賞用される（参考：特願昭６０−０５
７８７０号）。
が出来るように、埋込み層１４の表面が平坦で且つ盛り
上がりの少ないことが望まれるので、埋込み層１４の形
成即ち溝１２の埋込みには、気相成長（ＶＰＥ）特にク
ロライドＶＰＥが賞用される（参考：特願昭６０−０５
７８７０号）。
また、電極形成の容易性などの点から、埋込み層１４の
幅を大き≦することも望まれている。
幅を大き≦することも望まれている。
第４図は、クロライドＶＰＥによりＩｎＰを成長させる
場合の従来方法を説明する構成図である。
場合の従来方法を説明する構成図である。
同図において、反応管１内にソース領域２と成長領域３
とを設け、ソース領域２には金属Ｉｎソース４をまた成
長領域３には被成長基体５を配置し、ソース領域２を約
８００℃にまた成長領域３を６３０〜７００℃に加熱し
ておく。この状態でＩｎソース４にＰＣＩ、 ＋ｌ（２
のガスを送る。さすればソース領域２において、高温に
なったＰＣｌ３はＰ４およびＨＣＩに分解し、Ｉｎソー
ス４はＰ４を取り込んで表面にＩｎＰを形成する。更に
このＩｎＰはＨＣＩと反応してＩｎＣｌおよびＰ４にな
る。これらを反応式で示すと以下のようになる。
とを設け、ソース領域２には金属Ｉｎソース４をまた成
長領域３には被成長基体５を配置し、ソース領域２を約
８００℃にまた成長領域３を６３０〜７００℃に加熱し
ておく。この状態でＩｎソース４にＰＣＩ、 ＋ｌ（２
のガスを送る。さすればソース領域２において、高温に
なったＰＣｌ３はＰ４およびＨＣＩに分解し、Ｉｎソー
ス４はＰ４を取り込んで表面にＩｎＰを形成する。更に
このＩｎＰはＨＣＩと反応してＩｎＣｌおよびＰ４にな
る。これらを反応式で示すと以下のようになる。
４ＰＣ１コ ＋６ Ｈｚ −Ｐ ４ ＋１２ＨＣ１４
１ｎ＋Ｐ４ −４１ｎＰ ４ ＩｎＰ ＋１２ＨＣ１−４１ｎＣＩ ＋ Ｐ ４＋
２Ｈ２＋８ＨＣ１ このようにして生成されたガスは原料ガスとなり、成長
領域３に送られて温度が下がり、逆の反応により基体５
上にＩｎＰを成長させる。
１ｎ＋Ｐ４ −４１ｎＰ ４ ＩｎＰ ＋１２ＨＣ１−４１ｎＣＩ ＋ Ｐ ４＋
２Ｈ２＋８ＨＣ１ このようにして生成されたガスは原料ガスとなり、成長
領域３に送られて温度が下がり、逆の反応により基体５
上にＩｎＰを成長させる。
この際、バイパス管６を通してＨ２を成長領域３に供給
し、ＩｎＰの成長条件を制御する。また、成長するＩｎ
Ｐにドーパント （例えばＳ）を導入する場合には、上
記Ｈ２にドーピングガス（例えばＨ２Ｓ）を混入さ−せ
る。
し、ＩｎＰの成長条件を制御する。また、成長するＩｎ
Ｐにドーパント （例えばＳ）を導入する場合には、上
記Ｈ２にドーピングガス（例えばＨ２Ｓ）を混入さ−せ
る。
この成長方法は、第３図で説明した半導体レーザの基体
１１の面方位を（１００）にし、ブロムメタノールをエ
ツチング液にして形成した溝１２を埋込む半絶縁性Ｉｎ
Ｐの埋込みｆｆ１１４を成長するのに賞用される。
１１の面方位を（１００）にし、ブロムメタノールをエ
ツチング液にして形成した溝１２を埋込む半絶縁性Ｉｎ
Ｐの埋込みｆｆ１１４を成長するのに賞用される。
それは先に説明した如く、埋込みＪｉｉ１４の表面を平
坦にし且つ盛り上がり高さを少なく出来るからである。
坦にし且つ盛り上がり高さを少なく出来るからである。
即ち、この場合の成長は、第２図の説明図（ａｌにおい
て、破線で示す如く溝１２の両側底部から矢印ｇのよう
に進むが、垂直方向の成長速度ｇ１が水平方向の成長速
度ｇ２より小さいために、表面が平坦になった際の盛り
上がり高さｈが通常の成長の場合より小さくなるからで
ある。図示の１５は、基体１１−ヒ面の成長を阻止する
５ｉ０２膜のマスクである。
て、破線で示す如く溝１２の両側底部から矢印ｇのよう
に進むが、垂直方向の成長速度ｇ１が水平方向の成長速
度ｇ２より小さいために、表面が平坦になった際の盛り
上がり高さｈが通常の成長の場合より小さくなるからで
ある。図示の１５は、基体１１−ヒ面の成長を阻止する
５ｉ０２膜のマスクである。
ちなみに、溝１２の＠Ｗを約８μｍにし深さｄを約４μ
ｍにした場合の高さｈは約０．２μｍ程度に収まる。
ｍにした場合の高さｈは約０．２μｍ程度に収まる。
しかしながら、例えば深さｄを約４μｍにしたまま幅Ｗ
を約１６μｍに広げた溝１２に埋込み層１４の成長を行
った際には、盛り上がり高さり、が０．２μｍの時点で
第２図の（ｂｌに示す如く表面が中窪みとなる。そして
、第２図の（Ｃ１に示すように表面が平坦になるまで成
長を継続すると、高さｈは１μを程度に高くなる。この
ように埋込み層１４の成長を第４図に示す従来方法で行
うと、幅Ｗを広げた場合には先に述べたヒートシンクへ
のマウントに対して不都合な状態となり、実用的な範囲
として幅Ｗが１０μ−程度以下に制限される問題がある
。
を約１６μｍに広げた溝１２に埋込み層１４の成長を行
った際には、盛り上がり高さり、が０．２μｍの時点で
第２図の（ｂｌに示す如く表面が中窪みとなる。そして
、第２図の（Ｃ１に示すように表面が平坦になるまで成
長を継続すると、高さｈは１μを程度に高くなる。この
ように埋込み層１４の成長を第４図に示す従来方法で行
うと、幅Ｗを広げた場合には先に述べたヒートシンクへ
のマウントに対して不都合な状態となり、実用的な範囲
として幅Ｗが１０μ−程度以下に制限される問題がある
。
上記問題点は、上述した成長の際に、外部からＭＣＩを
成長領域３に供給することを付加する本発明の気相成長
方法によって解決される。
成長領域３に供給することを付加する本発明の気相成長
方法によって解決される。
本発明は、上述した埋込み成長において、垂直方向の成
長速度ｇ１が水平方向の成長速度ｇ２より小さくなるの
は、先に述べた原料ガスのＩｎＣ１およびＰ４によるＩ
ｎＰの堆積とＨＣＩによるエツチングとが共存し、然も
このエツチングが面方位依存性を有して（１００）面の
エツチングレートが大きいことに起因している点に着目
したものであるる。
長速度ｇ１が水平方向の成長速度ｇ２より小さくなるの
は、先に述べた原料ガスのＩｎＣ１およびＰ４によるＩ
ｎＰの堆積とＨＣＩによるエツチングとが共存し、然も
このエツチングが面方位依存性を有して（１００）面の
エツチングレートが大きいことに起因している点に着目
したものであるる。
即ち、成長＠域３に対するＭＣＩ供給の付加により、成
長領域３におけるＨＣＩ濃度が従来方法の場合より高く
なる。このため、成長時における七記エツチングが強く
なって成長速度ｇ１およびｇ２が低下するが、（１００
）面の成長速度であるｇ＋の低下の方が大きくなるので
、従来方法に比してｇ＋ ／ｇｚが小さくなり、埋込み
層の表面が平坦になった際の盛り上がり高さｈが小さく
なる。
長領域３におけるＨＣＩ濃度が従来方法の場合より高く
なる。このため、成長時における七記エツチングが強く
なって成長速度ｇ１およびｇ２が低下するが、（１００
）面の成長速度であるｇ＋の低下の方が大きくなるので
、従来方法に比してｇ＋ ／ｇｚが小さくなり、埋込み
層の表面が平坦になった際の盛り上がり高さｈが小さく
なる。
かくして高さｈを従来方法の場合の場合と同じ値に制限
しても、溝１２の幅Ｗを拡大することが可能になる。
しても、溝１２の幅Ｗを拡大することが可能になる。
第１図は、クロライドＶＰＥにより第３図に示す半絶縁
性１ｎＰの埋込み層１４を成長させる場合の本発明方法
の実施例を説明する構成図である。全図を通じ同一符号
は同一対象物を示す。
性１ｎＰの埋込み層１４を成長させる場合の本発明方法
の実施例を説明する構成図である。全図を通じ同一符号
は同一対象物を示す。
第１図に示す方法は、第４図図示の従来方法において、
バイパス管６を通すＨ２にＨＣＩを混入して、成長領域
３にＨＣＩを供給することを付加したものである。
バイパス管６を通すＨ２にＨＣＩを混入して、成長領域
３にＨＣＩを供給することを付加したものである。
本実施例においては、ソース領域２には金属Ｉｎソース
４をまた成長領域３には溝１２の形成された第３図図示
の基体１１を配置し、ソース領域２を約８００℃にまた
成長領域３を約６７０℃に加熱する。
４をまた成長領域３には溝１２の形成された第３図図示
の基体１１を配置し、ソース領域２を約８００℃にまた
成長領域３を約６７０℃に加熱する。
Ｉｎソース４に送るＰＣＩ＋Ｈ２のガスは、１０℃のＰ
ＣＩをＨ２でバブリングして形成し、流量を２００ｃｃ
／分とする。バイパス管６を通して成長領域３に供給す
るＨ２＋ＨＣＩのガスは、流量を１００ｃｃ／分とし、
ＨＣＩが２Ｘ１０−’モル／分になるように予めブレン
ドする。成長するＩｎＰはドーピングを必要としないの
でドーピングガスの混入は行わない。
ＣＩをＨ２でバブリングして形成し、流量を２００ｃｃ
／分とする。バイパス管６を通して成長領域３に供給す
るＨ２＋ＨＣＩのガスは、流量を１００ｃｃ／分とし、
ＨＣＩが２Ｘ１０−’モル／分になるように予めブレン
ドする。成長するＩｎＰはドーピングを必要としないの
でドーピングガスの混入は行わない。
この条件で、ブロムメタノールをエツチング液にして幅
Ｗが約１６μｍ、深さｄが約４μｍに形成した溝１２を
埋込む埋込み層１４を成長した結果、第２図の（ｄｌに
示す如く、埋込み層１４の盛りＬがり高さｈは、従来方
法で幅Ｗを約８μｍにした場合と同じく約０．２μｍに
収まった。
Ｗが約１６μｍ、深さｄが約４μｍに形成した溝１２を
埋込む埋込み層１４を成長した結果、第２図の（ｄｌに
示す如く、埋込み層１４の盛りＬがり高さｈは、従来方
法で幅Ｗを約８μｍにした場合と同じく約０．２μｍに
収まった。
先に述べたヒートシンクへのマウントに対しては、幅Ｗ
を２０μ−に広げても実用的な範囲にあった。また、幅
Ｗを１６μｍより狭くした際は、幅Ｗが狭くなるほど高
さｈが小さくなった。
を２０μ−に広げても実用的な範囲にあった。また、幅
Ｗを１６μｍより狭くした際は、幅Ｗが狭くなるほど高
さｈが小さくなった。
エツチング液にブロムメタノールを選択したのは半導体
レーザを形成するための都合であるが、他の一般的なエ
ツチング液を用いて幅Ｊと深さ＄を略同−に形成した溝
を埋込んだ際にも同様な結果を得た。このことは、第２
図で説明した成長過程と付加したＨＣＩの作用とにより
理解される。
レーザを形成するための都合であるが、他の一般的なエ
ツチング液を用いて幅Ｊと深さ＄を略同−に形成した溝
を埋込んだ際にも同様な結果を得た。このことは、第２
図で説明した成長過程と付加したＨＣＩの作用とにより
理解される。
か（して高さｈを従来方法の場合の場合と同じ値に制限
しても、溝１２の幅Ｗを拡大することが可能になる。
しても、溝１２の幅Ｗを拡大することが可能になる。
上記実施例は、埋込み層１４の材料がＩｎＰの場合を例
にしたが、一般にクロライドＶＰＥでは、ソ゛ −ス４
に■族元素を充当し、ソース４に送るガスに■族元素の
塩化物を充当してｍ−ｖ族半導体の成長を行っている。
にしたが、一般にクロライドＶＰＥでは、ソ゛ −ス４
に■族元素を充当し、ソース４に送るガスに■族元素の
塩化物を充当してｍ−ｖ族半導体の成長を行っている。
このため、クロライドＶＰＥによってＩｎＰ以外の■−
■族半導体例えばＧａＡｓなどの埋込み層を成長した場
合にも、垂直方向の成長速度ｇ＋と水平方向の成長速度
ｇ２との間に上述と同様な関係が成立するので、本発明
方法を適用して実施例の場合と同様にさせることが出来
る。
■族半導体例えばＧａＡｓなどの埋込み層を成長した場
合にも、垂直方向の成長速度ｇ＋と水平方向の成長速度
ｇ２との間に上述と同様な関係が成立するので、本発明
方法を適用して実施例の場合と同様にさせることが出来
る。
そしてこのことは、■−■族半導体集積回路における素
子分離領域の形成において、その幅寸法の自由度を拡大
するものである。
子分離領域の形成において、その幅寸法の自由度を拡大
するものである。
なお、ソース４に送るガスにＶ族元素の水素化物を充当
するハイドライドＶＰＥがある。この■ＰＥは、ソース
領域２における反応が先に述べた反応式のＣＩがＨに代
わるもので、その反応を進めるためソース４にＨＣＩも
送る。従って成長の挙動は、クロライドＶＰＥの場合と
同様な傾向を示す。
するハイドライドＶＰＥがある。この■ＰＥは、ソース
領域２における反応が先に述べた反応式のＣＩがＨに代
わるもので、その反応を進めるためソース４にＨＣＩも
送る。従って成長の挙動は、クロライドＶＰＥの場合と
同様な傾向を示す。
このことから本発明方法は、ハイドライドＶＰＥに適用
しても有効であることが容易に類推出来る。
しても有効であることが容易に類推出来る。
以上説明したように本発明の構成によれば、ソース領域
と成長領域とを反応管内に設けた気相成長を用いて、■
−■族半導体における（１００）面基体に形成された溝
の埋込みを行うに際して、埋込のマウントを確実に出来
る半導体レーザの製造を容易にさせたり、ＩＩＩ−Ｖ族
半導体集積回路における素子分離領域の幅寸法の自由度
を拡大させたりすることを可能にさせる効果がある。
と成長領域とを反応管内に設けた気相成長を用いて、■
−■族半導体における（１００）面基体に形成された溝
の埋込みを行うに際して、埋込のマウントを確実に出来
る半導体レーザの製造を容易にさせたり、ＩＩＩ−Ｖ族
半導体集積回路における素子分離領域の幅寸法の自由度
を拡大させたりすることを可能にさせる効果がある。
第１図は本発明方法の実施例を説明する構成図、第２図
は埋込み層の成長を説明する側面図、第３図は半導体レ
ーザ例の要部側面図、第４図は従来方法を説明する構成
図、 である。 図において、 １は反応管、 ２はソース領域、 ３は成長領域、 ４はソース、 ５．１１は被成長基体、 ６はバイパス管、 １２は溝、 １４は埋込み層、 である。 第 １ 図
は埋込み層の成長を説明する側面図、第３図は半導体レ
ーザ例の要部側面図、第４図は従来方法を説明する構成
図、 である。 図において、 １は反応管、 ２はソース領域、 ３は成長領域、 ４はソース、 ５．１１は被成長基体、 ６はバイパス管、 １２は溝、 １４は埋込み層、 である。 第 １ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）原料ガスを調えるソース領域と被成長基体を配置す
る成長領域とを反応管内に設け、該ソース領域から該原
料ガスを該成長領域に送ると共に、外部から塩化水素ガ
スを該成長領域に供給して成長を行うことを特徴とする
気相成長方法。 ２）上記被成長基体は、III−Ｖ族半導体の（１００）
面に溝が形成されたものであり、該溝を埋込むことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17484186A JPS6331111A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17484186A JPS6331111A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | 気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6331111A true JPS6331111A (ja) | 1988-02-09 |
Family
ID=15985590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17484186A Pending JPS6331111A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6331111A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6790697B2 (en) | 1994-09-28 | 2004-09-14 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical semiconductor device and method of fabricating the same |
| JP2015233093A (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-07-25 JP JP17484186A patent/JPS6331111A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6790697B2 (en) | 1994-09-28 | 2004-09-14 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical semiconductor device and method of fabricating the same |
| JP2015233093A (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
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