KR960026132A - 화합물 반도체장치의 제조방법 및 광 반도체장치 - Google Patents

화합물 반도체장치의 제조방법 및 광 반도체장치 Download PDF

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후지쓰 가부시키카이샤
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Abstract

폭좁은 제1영역과 폭넓은 제2영역으로 구성되는 개방부분을 갖는 선택성 성장 마스크를 사용하여, 결정성장용의 가스 분위기에서의 원료 가스의 평균자유경로 또는 원료가스의 정체층의 두께 중 어느 하나를 변화시킴으로써 결정의 선택성 성장비를 변화시키는 단계를 포함하는 화합물 반도체장치의 제조방법이 제안되어 있다.

Description

화합물 반도체장치의 제조방법 및 광 반도체장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 화합물 반도체층의 막 두께를 변화시키면서 화합물 반도체층을 형성할 때 사용되는 화합물 반도체 기판상에 형성되는 선택성 성장마스크를 보인 평면도.

Claims (27)

  1. 선택성 성장마스크를 사용하여 형성된 기판의 표면상에 화학증기중착에 의해 화합물 반도체층을 형성함으로써 선택성 성장마스크에서 떨어진 영역에 형성된 화합물 반도체층의 성장속도 또는 조성과 기판의 표면상의 선택성 성장마스크 근방의 영역에 형성된 화합물 반도체층의 성장속도 또는 조성을 차별하는 단계로 구성되는 화합물 반도체 장치의 제조방법에 있어서, 기판표면이 근방에 형성된 원료시드의 정체층의 두께와 증기상의 원료시드의 평균자유경로의 비를 제1값으로 설정하면서 선택성 성장마스크로 덮혀지지 않은 영역에 제1화합물 반도체층을 성장시키며, 상기 비를 제2값으로 변화시켜서 상기 제1화합물 반도체층상에 제2화합물 반도체층을 선택적으로 성장시키는 단계로 구성되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  2. 폭좁은 제1영역과 폭넓은 제2영역으로 구성되는 개방부분을 갖는 선택성 성장마스크를 화합물 반도체 기판상에 형성하고, 상기 화합물 반도체기판과 상기 선택성 성장마스크를 결정성장 분위기에 놓고, 상기 결정성장 분위기에서 원료시드를 포함하는 가스를 도입함으로써 상기 선택성 성장마스크로 덮혀지지 않은 상기 화합물 반도체기판의 영역에 제1화합물 반도체층을 성장시켜서 상기 원료시드의 평균자유경로를 제1길이로 설정하며, 상기 가스를 계속 도입하거나 상기 화합물 반도체층의 성장을 일시 중지시키면서 상기 평균자유경로를 제2길이로 변화시킴으로써 상기 제1화합물 반도체층 상에 제1화합물 반도체층과 다른 막두께 분포를 갖는 제2화합물 반도체층을 성장시키는 단계로 구성되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 원료시드의 평균 자유경로가 상기 결정성장 분위기의 압력을 변화시킴으로써 상기 제1길이에서 상기 제2길이로 변화되는 화합물 반도체의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 평균 자유경로의 제2길이가 상기 결정성장 분위기의 압력을 감소시킴으로써 상기 제1길이보다 길게 설정되어, 상기 제2화합물 반도체층의 막두께 분포의 두께간의 차이가 상기 제1화합물 반도체층의 막두께 분포의 것보다 작게 설정되는 화합물 반도체의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 원료시드의 평균자유경로가 상기 가스에 포함된 운반가스의 종류를 변화시킴으로써 상기 제1길이에서 상기 제2길이로 변화되는 화합물 반도체의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 운반가스가 수소, 질소 및 아르곤중 어느 하나로 형성되는 화합물 반도체의 제조방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 선택성 성장마스크의 상기 개방부분의 제1영역과 제2영역이 서로 결합되도록 형성되고, 상기 제1영역이 발광장치 형성영역이고, 상기 제1영역이 도파로 형성영역이며, 상기 원료시드의 평균자유경로의 제1길이가 그 제2길이보다 짧게 설정되고, 상기 평균자유경로를 상기 제1길이로 설정하도록 상기 발광장치의 활성층과 상기 도파로의 코어부분을 상기 결정 분위기에서 동시에 형성하며, 상기 평균자유경로를 상기 제2길이로 설정하도록 상기 결정분위기에서 상기 활성층과 상기 코어부분상에 상기 도파로과 상기 발광장치의 클래드층을 형성하는 화합물 반도체의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 평균자유경로를 상기 제1길이로 설정하기 위한 상기 결정분위기가 50Torr 이상이며, 상기 평균자유경로를 상기 제2길이로 설정하기 이한 상기 결정분위기가 10Torr이하인 화합물 반도체의 제조방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 제1화합물 반도체층과 상기 제2화합물 반도체층이 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 형성되는 화합물 반도체의 제조방법.
  10. 폭좁은 제1영역과 폭넓은 제2영역으로 구성되는 개방부분을 갖는 선택성 성장 마스크를 화합물 반도체 기판상에 형성하고, 상기 화합물 반도체 기판과 상기 선택성 성장마스크를 결정성장 분위기에 놓고, 상기 결정 성장 분위기에서 원료시드를 포함하는 가스를 도입함으로서 상기 선택성 성장마스크에 의해 덮혀지지 않은 상기 화합물 반도체 기판의 영역에서 제1화합물 반도체층을 성장시켜서, 제1두께를 갖도록 상기 화합물 반도체 기판의 표면 근방의 상기 원료시드의 정체층을 형성합며, 상기 가스를 계속 도입하거나 상기 제1화합물 반도체층의 성장을 일시 중지시키면서, 상기 화합물 반도체 기판의 표면 근방의 정체층의 두께를 제2두께로 변화시킴으로써 상기 제1화합물 반도체층상에 상기 제1화합물 반도체층의 것과는 다른 막 두께 분포를 갖는 제2반도체층을 성장시키는 단계로 구성되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 원료시드의 정제층이 가스흐름의 총량을 변화시킴으로써 상기 제1두께에서 상기 제2두께로 변화되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 정체층의 제2두께가 가스흐름의 총량을 증기시킴으로써 상기 제1두께보다 얇게 형성되어, 상기 제2화합물 반도체층의 막두께 분포의 두께간의 차가 상기 제1화합물 반도체층의 막두께 분포의 것보다 작게 설정되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 선택성 성장마스크의 상기 개방부분의 제1영역과 제2영역이 서로 결합되도록 형성되고, 상기 제1영역이 발광장치 형성영역이고, 상기 제1영역이 도파로 형성영역이며, 상기 정체층의 제2두께가 상기 제1두께보다 얇게 형성되고, 상기 정체층이 상기 제1두께를 갖게 형성되도록 상기 발광장치의 활성층과 상기 도파로의 코어부분을 상기 결정분위기에서 동시에 형성하며, 상기 정체층이 상기 제2두께를 갖게 형성되도록 상기 결정분위기에서 상기 활성층과 상기 코어부분상에 상기 도파로와 상기 발광장치의 클래드층을 형성하는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 제1화합물 반도체층과 상기 제2화합물 반도체층이 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 형성되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  15. 폭좁은 제1영역과 폭넓은 제2영역으로 구성되는 개방부분을 갖는 선택성 성장마스크를 화합물 반도체 기판상에 형성하고, 상기 화합물 반도체 기판과 상기 선택성 성장마스크를 결정성장 분위기에 놓고, 상기 결정 성장 분위기에서 원료시드를 포함하는 가스를 도입함으로서 상기 선택성 성장마스크에 덮혀지지 않는 상기 화합물 반도체 기판의 영역에 제1화합물 반도체층을 성장시켜서 상기 화합물 반도체 기판의 표면 근방의 상기 원료시드의 정체층을 형성하여 제1두께를 갖고, 상기 원료시드의 평균자유경로를 제1길이로 설정하고, 상기 가스를 계속 도입하거나 상기 제1화합물 반도체층의 성장을 일시 중지시키면서, 상기 화합물 반도체 기판의 표면 근방의 정체층의 두께를 제2두께로 변화시킴으로써 상기 제1화합물 반도체층상에 상기 제1화합물 반도체층의 것과 다른 막두께 분포를 갖는 제2화합물 반도체층을 형성하는 단계로 구성되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  16. 제1폭좁은 영역과 제2폭넓은 영역으로 구성되는 개구를 갖는 선택성 성장마스크를 화합물 반도체 기판상에 형성하고, 상기 화합물 반도체 기판과 상기 선택성 성장마스크를 결정성장 분위기에 놓고, 2종류 이상의 원료시드를 포함하는 제1가스와 불순물을 포함하는 제2가스를 상기 결정성장 분위기내에 도입하여 상기 선택성 성장마스크로 덮혀지지 않은 상기 화합물 반도체 기판상의 영역에 제1화합물 반도체 기판을 성장시키며, 상기 제1화합물 반도체층의 성장시에 또는 상기 제1화합물 반도체층의 성장을 일시 중지시키면서 상기 결정성장 분위기의 압력과 상기 제2가스의 공급량을 변화시킴으로서 상기 제1화합물 반도체층상에 상기 제1화합물 반도체층과 같은 화합물 반도체층을 형성하는 단계로 구성되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2가스가 상기 제1화합물 반도체층을 n형으로 되도록 n형 불순물을 포함하며, 상기 성장압력이 제1값으로 P1에서 제2값으로 P2로 증가될때 상기 제2가스의 공급량이 감소되는 반면에, 상기 성장압력이 상기 제2값 P2에서 상기 제1값 P1으로 감소될때 상기 제2가스의 공급량이 증가되는 화합물 반도체 장치의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 n형 불순물의 도즈가 한 범위에서 상기 성장압력의 제곱에 비례하고 상기 제2가스의 공급량이 일정하게 유지되는 다른 범위내에서 상기 압력에 비례하며, 이들 범위사이의 경계에서의 성장압력이 제3값 P3로 가성되는 경우에는, 상기 제3값 P3가 상기 제1값 P1보다 크고 상기 제2값 P2와 같거나 클때 상기 제2가스의 공급량이 (P1/P2)2곱의 량의 단위로 감소되거나 증가되고, 상기 제3값 P3가 상기 제1값 P1과 같거나 크고 상기 제2값 P2와 같거나 작을때 (P1/P3)2(P3/P2)곱의 양의 단위로 상기 제2가스의 공급량이 감소 되거나 증가되면, 상기 제3값 P3가 상기 제1값 P1과 같거나 작고 상기 제2값 P2보다 작을때 (P1/P2)곱의 양의 단위로 상기 제2가스의 공급량이 감소되거나 증가되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제2가스가 상기 제1화합물 반도체를 P형으로 하도록 P형 불순물을 포함하고, 상기 성장압력이 상기 제1값 P1에서 제2값 P2로 증가될때 상기 제2가스의 공급량이 감소되며, 상기 성장압력이 제2값 P2에서 제1값 P1으로 감소될때 상기 제2가스의 공급량이 증가되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2가스의 공급량이 (P1/P1)1/2곱의 양의 단위로 감소되거나 증가되는 화합물 반도체장치의 제조방법.
  21. 이득영역이 고르게 형성되고 도파로 여역이 이득영역보다 얇게 테이퍼형으로 형성되는 양자웰 구조층, 상기 양자 웰 구조층 상하에 형성된 클래드층, 및 이득영역이 고르게 형성되고 도파로 영역이 이득영역보다 얇게 테이퍼형으로 형성되며, 테이퍼형의 영역의 상단에 인장응력이 발생되는 양자 웰 구조층과 클래드층 사이에 형성된 광안내층으로 구성되는 광 반도체장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 양자 웰 구조층이 복합 양자 웰 구조층으로 구성되는 광 반도체장치.
  23. 제21항에 있어서, 테이퍼형 영역의 상단에서 양자 웰 구조층을 구성하는 웰층에 압축 변형이 발생되는 광 반도체 장치.
  24. 제21항에 있어서, 테이퍼형 영역의 상단에서 양자 웰 구조층을 구성하는 장벽층에 인장변형이 발생되는 광 반도체장치.
  25. 제21항에 있어서, 광안내층이 인듐과 갈륨을 포함하는 혼합결정으로 형성되는 광 반도체장치.
  26. 제21항에 있어서, 적어도 양자 웰 구조층과 공안내층의 양단에 반사면이 형성되는 광 반도체장치.
  27. 제21항에 있어서, 클래드층 중 상부 클래드층과 광안내층 중 상부 광안내층의 사이에, 또는 클래드층 중 하부 클래드층과 광안내층 중 하부 광안내층사이에 회절격자가 형성되는 광반도체장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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