KR960015785B1 - 재성장에 의한 이종접합 계면 형성방법 및 그를 이용한 다이오드 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 다이오드 제조 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : n-InGaAlP층 2 : u-InGaAlP층
3 : p-InGaAlP층 4, 7 : p-GaAs층
5 : SiO2층 6 : n-GaAs층
본 발명은 화합물 반도체의 다층 구조 에피택셜층(Epitaxial Layer)의 재성장 방법에 관한 것으로, 특히 재성장에 의한 이종접합 계면 형성방법 및 그를 이용한 다이오드 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 화합물 반도체 산업분야에서 각종 반도체 레이저 다이오드를 제작하는 경우 광전류의 특성을 갖는 에피택셜 적층 구조를 기판으로 사용하게 된다. 이 적층 구조 위에 여러 가지 공정을 처리하여 소자특성을 발휘하는 소자구조를 제작하게 되는데 특성향상이나 제작 효율을 높이는 방법의 일환으로 에피택셜 적층 구조 성장후 별도의 공정을 거친 다음 계면 재성장을 하게 된다.
종래의 이종접합 계면을 형성하기 위한 재성장 방법은 임의의 A재료를 성장시킨 후에[ 리소그라피(Lithography) 공정 및 식각 공정 등과 같은 일련의 반도체 제조 공정을 행한 다음, 노출된 A재료의 표면에 B재료를 성장시켜 왔다.
그러나, 상기 종래와 같은 방법은 A재료 표면이 공정중에 손상 및 오염되어 순수한 B재료를 성장시키기 어렵고, A, B재료 계면 상태를 급격하게 만들 수 없다. 특히 A재료가 알루미늄(Al)을 포함하는 화합물인 경우 알루미늄(Al)은 공기중에서 쉽게 산화되는 특성이 있어, A재료의 표면 손상 더욱 가중시키게 된다. 또한, B재료가 성장시키기 어려운 재료일 경우에는 A재료 표면 형태가 양호하지 못하게 되며 디스로케이션(Dislocation)이나 결정 결함이 필연적으로 따르게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 급격한 계면을 형성하되 안정된 결정성장을 이루어, 소자의 양호한 특성을 얻을 수 있는 재성장에 의한 이종접합 계면 형성방법 및 그를 이용한 다이오드 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 에피택셜 A층과 에피택셜 B층의 이종접합 계면을 재성장에 의해 형성하는 방법에 있어서, 에피택셜 A층을 성장한 후 제1에피택셜 B층을 공정의 중단없이 연속의 공정으로 성장하여 계면을 형성하는 단계 ; 소정의 공정을 수행하고, 상기 제1에피택셜 B층상에 제2에피택셜 B층을 재성장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 제1도를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 다이오드 제조 공정도로서, InGaAlP 가시광 시스템의 적색 레이저 다이오드를 재성장 기술을 이용하여 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법으로 형성하는 방법이다.
먼저, 제1도(a)는 n-InGaAlP층(1)상에 불순물이 주입되지 않은 u-InGaAlP층(2)과 p-InGaAlP층(3)을 차례로 성장시키고 연이어 성장을 중지하지 않고 계면에 영향을 받지 않는 100Å 내지 600Å 두께의 p-GaAs층(4)을 한번의 공정으로 형성한 상태의 단면도이다.
제1도(b)는 상기 p-GaAs층(4)상에 마스크 물질인 SiO2층(5)을 증착하고 리소그라피 공정 및 식각 공정을 통해 패턴을 형성한 상태의 단면도이다.
제1도(c)는 상기 패턴한 SiO2층(5)을 식각장벽으로 하여 상기 p-GaAs(4)층을 선택식각하고, 그로 인해 노출된 p-InGaAlP층(3) 상부에 n-GaAs층(6)을 선택적으로 재성장한 상태의 단면도이다.
제1도(d)는 상기 잔류되어 남아 있는 SiO2층(5)을 제거하고 p-GaAs층(7)을 재성장한 상태의 단면도이다. 이때, p-GaAs층(7)은 1차 성장한 p-GaAs층(4)과 동일한 재질로써, 2차 성장한 p-GaAs층(7)과 p-InGaAlP층(3) 사이의 계면 특성을 향상시킨다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 급격한 계면을 필요로 하는 재성장 단계에서 발생하게 되는 표면 오염, 기계적 또는 화학적 손상으로 인한 급격한 계면 재성장 형성 불가 등을 극복할 수 있고, 계면에서 발생되는 소자의 특성저하 및 누설전류를 감소시켜, 특히 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체의 소자 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (7)
- 에피택셜 A층과 에피택셜 B층의 이종접합 계면을 재성장에 의해 형성하는 방법에 있어서, 에피택셜 A층을 성장한 후 제1에피택셜 B층을 공정의 중단없이 연속의 공정으로 성장하여 계면을 형성하는 단계 ; 소정의 공정을 수행하고, 상기 제1에피택셜 B층상에서 제2에피택셜 B층을 재성장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재성장에 의한 이종접합 계면 형성방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1에피택셜 B층을 100Å 내지 600Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 재성장에 의한 이종접합 계면 형성방법.
- 제1항에 있어서, 상기 에피택셜 A층, 제1 및 제2에피택셜 B층은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체인 것을 특징으로 하는 재성장에 의한 이종접합 계면 형성방법.
- 재성장에 의한 이종접합 계면을 갖는 다이오드 제조방법에 있어서 ; 에피택셜 A층을 성장시키고, 상기 에피택셜 A층과 동일한 도정현의 제1에피택셜 B층을 공정의 중단없이 연이어 소정두께로 재성장하여 계면을 형성하는 단계 ; 상기 제1에피택셜 B층상에 마스크 패턴을 형성하는 단계 ; 상기 마스크 패턴을 식각장벽으로 상기 제1에피택셜 B층을 선택식각하는 단계 ; 상기 제1에피택셜 B층의 선택식각으로 인하여 노출된 에피택셜 A층상에 상기 제1에피택셜 B층과 다른 도전형의 에피택셜 C층을 재성장하는 단계 ; 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계 ; 상기 마스크 패턴 제거로 인하여 노출된 상기 제1에피택셜 B층상에 제2에피택셜 B층을 재성장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 에피택셜 A층은 p-InGaAlP층이고, 상기 제1 및 제2에피택셜 B층은 p-GaAs층이고, 상기 에피택셜 C층은 n-GaAs층인 것을 특징으로 하는 다이오드 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 에피택셜 A층은 n-InGaAlP층과 u(비도핑된)-InGaAlP층 그리고 p-InGaAlP층이 차례로 적층된 구조의 층인 것을 특징으로 하는 다이오드 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 재성장은 MOCVD 방식에 의해 진행하는 것을 특징으로 하는 다이오드 제조방법.
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