JPH01278015A - 半導体の埋込み選択成長法 - Google Patents
半導体の埋込み選択成長法Info
- Publication number
- JPH01278015A JPH01278015A JP63108626A JP10862688A JPH01278015A JP H01278015 A JPH01278015 A JP H01278015A JP 63108626 A JP63108626 A JP 63108626A JP 10862688 A JP10862688 A JP 10862688A JP H01278015 A JPH01278015 A JP H01278015A
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- Japan
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- thin film
- resist layer
- focused
- opening
- electronic beam
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- Pending
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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、半導体基板への選択埋込み結晶成長法に関す
る。
る。
（従来技術）
半導体基板での選択埋込み結晶成長、例えば、ＧａＡｓ
基板でのＡｌＧａＡｓの選択埋込み結晶成長等は光・電
子素子の集積化技術として期待されている。
基板でのＡｌＧａＡｓの選択埋込み結晶成長等は光・電
子素子の集積化技術として期待されている。
この選択埋込み成長の従来技術としては、減圧有機金属
気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＧａＡｓ基板にＡｌ
ＧａＡｓの選択埋込み成長を行う方法が応用物理学会結
晶工学分科会第２回結晶工学シンポジウム。
気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いてＧａＡｓ基板にＡｌ
ＧａＡｓの選択埋込み成長を行う方法が応用物理学会結
晶工学分科会第２回結晶工学シンポジウム。
１９８５年７月予稿集に掲載の香門浩−らによる文献「
減圧ＯＭＶＰＥによるＧａＡｓ、 ＡｌＧａＡｓの選択
成長」に述べられている。
減圧ＯＭＶＰＥによるＧａＡｓ、 ＡｌＧａＡｓの選択
成長」に述べられている。
該文献によれば、選択マスクとしてＳｉＮｘ膜をプラズ
マＣＶＤによりＧａＡｓ基板上に約１００ＯＡ堆積させ
て用いる。次にフォトリソグラフィにより５〜１０μｍ
幅のストライプ状のパターンをＳｉＮｘ膜に形成し、サ
ラニ４Ｈ２Ｓｏ４：Ｈ２ｏ２：Ｈ２ｏ溶液中テエッチン
グし深さ５ｐｍの溝を形成する。成長装置は、抵抗加熱
方式の縦型反応炉であり、原料にはトリメチルアルミニ
ウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、Ａｓ
Ｈ３を使用する。成長は、圧力０．１〜１０Ｔｏｒｒ、
基板温度６５０〜７７０°Ｃ１全流量３００〜５０Ｑｓ
ｃｃｍの範囲で行っている。
マＣＶＤによりＧａＡｓ基板上に約１００ＯＡ堆積させ
て用いる。次にフォトリソグラフィにより５〜１０μｍ
幅のストライプ状のパターンをＳｉＮｘ膜に形成し、サ
ラニ４Ｈ２Ｓｏ４：Ｈ２ｏ２：Ｈ２ｏ溶液中テエッチン
グし深さ５ｐｍの溝を形成する。成長装置は、抵抗加熱
方式の縦型反応炉であり、原料にはトリメチルアルミニ
ウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、Ａｓ
Ｈ３を使用する。成長は、圧力０．１〜１０Ｔｏｒｒ、
基板温度６５０〜７７０°Ｃ１全流量３００〜５０Ｑｓ
ｃｃｍの範囲で行っている。
（従来技術の問題点）
近年加工の微細化が進み１０００Å以下の加工寸法が実
現されてきているが、この加工寸法は量子効果が期待さ
れる領域である。従って１０００Å以下のパターンで埋
込み選択成長を行えば量子細線や量子箱が実現できる。
現されてきているが、この加工寸法は量子効果が期待さ
れる領域である。従って１０００Å以下のパターンで埋
込み選択成長を行えば量子細線や量子箱が実現できる。
しかし上記の埋込み選択成長法では半導体基板をウェッ
トエツチングしているため微細化が不可能である。また
ＳｉＮｘ膜と半導体基板のエツチングをドライエツチン
グに変更した場合でも、ＳｉＮｘ膜上のレジスト層を電
子ビーム等によりパターニングし、これをマスクとして
ＳｉＮｘ膜をドライエツチングして微細パターンを転写
し、さらにＳｉＮｘ膜をマスクとしてＧａＡｓ基板をド
ライエツチングして微細パターンを転写する必要があり
、工程が複雑となり、数１００人の微細パターンを２回
も精度よく転写することは実際上困難である。
トエツチングしているため微細化が不可能である。また
ＳｉＮｘ膜と半導体基板のエツチングをドライエツチン
グに変更した場合でも、ＳｉＮｘ膜上のレジスト層を電
子ビーム等によりパターニングし、これをマスクとして
ＳｉＮｘ膜をドライエツチングして微細パターンを転写
し、さらにＳｉＮｘ膜をマスクとしてＧａＡｓ基板をド
ライエツチングして微細パターンを転写する必要があり
、工程が複雑となり、数１００人の微細パターンを２回
も精度よく転写することは実際上困難である。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上述の如き従来の問題点に着目してなされた
ものであって、その構成は、半導体基板への埋込選択成
長法において、半導体基板上に無機レジスト層を形成さ
せる工程と、前記レジスト層に集束電子ビームもしくは
集束イオンビームなどの集束エネルギービームを照射す
るか、またはこれら集束エネルギービームの照射を前記
レジスト層上に反応性ガスもしくはラジカル雰囲気中で
行うことにより前記レジスト層のビーム照射部のみを選
択的に除去してパターン化する工程と、前記レジスト層
をマスクにして半導体基板を選択的にドライエツチング
する工程と、前記無機レジスト層をマスクとして半導体
基板をエツチングした部分に埋込み選択成長を行うこと
を特徴とする。
ものであって、その構成は、半導体基板への埋込選択成
長法において、半導体基板上に無機レジスト層を形成さ
せる工程と、前記レジスト層に集束電子ビームもしくは
集束イオンビームなどの集束エネルギービームを照射す
るか、またはこれら集束エネルギービームの照射を前記
レジスト層上に反応性ガスもしくはラジカル雰囲気中で
行うことにより前記レジスト層のビーム照射部のみを選
択的に除去してパターン化する工程と、前記レジスト層
をマスクにして半導体基板を選択的にドライエツチング
する工程と、前記無機レジスト層をマスクとして半導体
基板をエツチングした部分に埋込み選択成長を行うこと
を特徴とする。
（作用）
本発明により、無機レジスト層に集束電子ビームを用い
た場合には最小１００人程度の微細パターンが、または
集束イオンビームを用いた場合には最小１ｏｏｏＡ程度
の微細パターンが集束電子ビームまた集束イオンビーム
照射時にその場現像され、さらに該無機レジスト層を半
導体のエツチングと選択埋込み成長の両方のマスクとし
て用いることにより簡単な工程で微細領域の埋込み選択
成長を実現することができる。
た場合には最小１００人程度の微細パターンが、または
集束イオンビームを用いた場合には最小１ｏｏｏＡ程度
の微細パターンが集束電子ビームまた集束イオンビーム
照射時にその場現像され、さらに該無機レジスト層を半
導体のエツチングと選択埋込み成長の両方のマスクとし
て用いることにより簡単な工程で微細領域の埋込み選択
成長を実現することができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を工程ごとの断面図により第１図
に示す。第１図（ａ）に示すように５００人厚Ｏ７ッ化
アルミニウム（ＡｌＦ２）の薄膜１２をＧａＡｓＭ−板
１１に電子ビーム蒸着法により設ける。次に同図（ｂ）
に示すように電子銃１３から引き出された電子ビーム１
４を集束レンズ系で集束し、フッ化アルミニウム薄膜１
２に照射する。電子ビームの条件をビーム径１０人、ビ
ーム電流１００ｐＡ、加速エネルギー１００ｋｅＶとす
ると電子ビーム照射時にフッ化アルミニウム薄膜はその
場現像され微細な開口部１５を形成できる。次に同図（
ｅ）に示すようにラジカル発生管１６内に塩素ガスＣ１
２１７を挿入し、管内では放電等によって塩素ラジカル
を発生させ、発生した塩素ラジカルを第１図（ｂ）で形
成したフッ化アルミニウム薄膜１２の開口部１５を通し
てＧａＡｓ基板表面に供給し、同時に集束電子ビーム１
４を同様に開口部１５を通して照射することによりフッ
化アルミニウム薄膜１２の開口部１５の直下のＧａＡｓ
基板表面上で塩素ラジカルとＧａＡｓとの化学反応が照
射される電子ビーム１４により引き起こされ効率的エツ
チングが行われる。このようにして形成したエツチング
部分１８に同図（ｂＸｃ）の加工を行った電子ビームエ
ツチング装置と真空を介して結合された有機金属気相成
長装置を用い、さらに同図（ｂ）で形成した開口部１５
を有するフッ化アルミニウム薄膜１２を選択成長時のマ
スクとすることにより、同図（ｄ）に示すような、Ａｌ
ＧａＡｓ１９の埋込み選択成長が可能となる。この時の
有機金属気相成長はトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）
、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、ＡｓＨ３を原料とし
、圧力０．０１Ｔｏｒｒ、基板温度６５０〜７７０’Ｃ
，全流量３０ｓｅｃｍで行った。
に示す。第１図（ａ）に示すように５００人厚Ｏ７ッ化
アルミニウム（ＡｌＦ２）の薄膜１２をＧａＡｓＭ−板
１１に電子ビーム蒸着法により設ける。次に同図（ｂ）
に示すように電子銃１３から引き出された電子ビーム１
４を集束レンズ系で集束し、フッ化アルミニウム薄膜１
２に照射する。電子ビームの条件をビーム径１０人、ビ
ーム電流１００ｐＡ、加速エネルギー１００ｋｅＶとす
ると電子ビーム照射時にフッ化アルミニウム薄膜はその
場現像され微細な開口部１５を形成できる。次に同図（
ｅ）に示すようにラジカル発生管１６内に塩素ガスＣ１
２１７を挿入し、管内では放電等によって塩素ラジカル
を発生させ、発生した塩素ラジカルを第１図（ｂ）で形
成したフッ化アルミニウム薄膜１２の開口部１５を通し
てＧａＡｓ基板表面に供給し、同時に集束電子ビーム１
４を同様に開口部１５を通して照射することによりフッ
化アルミニウム薄膜１２の開口部１５の直下のＧａＡｓ
基板表面上で塩素ラジカルとＧａＡｓとの化学反応が照
射される電子ビーム１４により引き起こされ効率的エツ
チングが行われる。このようにして形成したエツチング
部分１８に同図（ｂＸｃ）の加工を行った電子ビームエ
ツチング装置と真空を介して結合された有機金属気相成
長装置を用い、さらに同図（ｂ）で形成した開口部１５
を有するフッ化アルミニウム薄膜１２を選択成長時のマ
スクとすることにより、同図（ｄ）に示すような、Ａｌ
ＧａＡｓ１９の埋込み選択成長が可能となる。この時の
有機金属気相成長はトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）
、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、ＡｓＨ３を原料とし
、圧力０．０１Ｔｏｒｒ、基板温度６５０〜７７０’Ｃ
，全流量３０ｓｅｃｍで行った。
以上説明した実施例では、フッ化アルミニウム薄膜１２
とＧａＡｓ基板１１の加工に集束電子ビームを用いたが
、代りに集束イオンビームを用いても同様の加工が可能
である。またＧａＡｓ基板１１の加工には、すでにフッ
化アルミニウム薄膜１２はパターニングされておりかな
らずしも集束された電子ビームまたはイオンビームを用
いる必要はなくパターニングされたフッ化アルミニウム
１２をマスクとして反応性のシャワーイオンビームまた
はラジカルビーム例えば塩素の反応性イオンビームエツ
チング（ＲＩＢＥ）によりＧａＡｓ基板を加工してもよ
い。但しＧａＡｓ基板の加工に集束イオンビームまたは
シャワーイオンビームを用いた場合には加工表面にダメ
ージ層が残るため、基板温度２００°Ｃ以上でラジカル
ビームを照射する等してダメージ層を除去することが必
要となる。
とＧａＡｓ基板１１の加工に集束電子ビームを用いたが
、代りに集束イオンビームを用いても同様の加工が可能
である。またＧａＡｓ基板１１の加工には、すでにフッ
化アルミニウム薄膜１２はパターニングされておりかな
らずしも集束された電子ビームまたはイオンビームを用
いる必要はなくパターニングされたフッ化アルミニウム
１２をマスクとして反応性のシャワーイオンビームまた
はラジカルビーム例えば塩素の反応性イオンビームエツ
チング（ＲＩＢＥ）によりＧａＡｓ基板を加工してもよ
い。但しＧａＡｓ基板の加工に集束イオンビームまたは
シャワーイオンビームを用いた場合には加工表面にダメ
ージ層が残るため、基板温度２００°Ｃ以上でラジカル
ビームを照射する等してダメージ層を除去することが必
要となる。
また本実施例ではＡｌＧａＡｓの結晶成長を示したが、
本発明は他の半導体、例えばＧａＰ、 ＩｎＰなどに適
用可能であり、結晶成長法としては有機金属気相成長法
゛′の例を示したが、その他の選択成長可能な結晶成長
法、例えばクロライド気相成長方法、原子層エピタキシ
ャル成長などでも適用できる。無機レジストとしてはＡ
ｌＦ３以外の他の材料、例えばＦｅＦ２．ＬａＦ３．Ｂ
ａＦ２．ＳｒＦ２などでも、本発明の効果が得られる。
本発明は他の半導体、例えばＧａＰ、 ＩｎＰなどに適
用可能であり、結晶成長法としては有機金属気相成長法
゛′の例を示したが、その他の選択成長可能な結晶成長
法、例えばクロライド気相成長方法、原子層エピタキシ
ャル成長などでも適用できる。無機レジストとしてはＡ
ｌＦ３以外の他の材料、例えばＦｅＦ２．ＬａＦ３．Ｂ
ａＦ２．ＳｒＦ２などでも、本発明の効果が得られる。
（発明の効果）
本発明によれば、無機レジスト層を用いることにより集
束電子ビーム等により微細なパターンをその場現像する
ことができ、またこのパターン化−された無機レジスト
層を半導体基板の加工と埋込み選択成長の両方のマスク
として用いることができるため構成が簡単で精度のよい
加工・埋込み選択成長が可能となる。
束電子ビーム等により微細なパターンをその場現像する
ことができ、またこのパターン化−された無機レジスト
層を半導体基板の加工と埋込み選択成長の両方のマスク
として用いることができるため構成が簡単で精度のよい
加工・埋込み選択成長が可能となる。
また本発明は、レジストマスクのフォトリソグラフィに
伴う現像液によるウェット処理を必要としないので無機
レジストの形成から埋込み選択成長まで真空−貫プロセ
スで行うことができ、特に化合物半導体には表面の大気
からの汚染を回避でき有効である。
伴う現像液によるウェット処理を必要としないので無機
レジストの形成から埋込み選択成長まで真空−貫プロセ
スで行うことができ、特に化合物半導体には表面の大気
からの汚染を回避でき有効である。
第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。図中
、１１・・・ＧａＡｓ基板、１２・・・フッ化アルミニ
ウム（ＡｌＦ３）薄膜、１３・・・フィラメント、１４
・・・集束電子ビーム、１５・・・開口部、１６・・・
ラジカル発生管、１７・・・塩素ガス、１８・・・エツ
チング部分、１９・・・ＡｌＧａＡｓ領域、を示す。
、１１・・・ＧａＡｓ基板、１２・・・フッ化アルミニ
ウム（ＡｌＦ３）薄膜、１３・・・フィラメント、１４
・・・集束電子ビーム、１５・・・開口部、１６・・・
ラジカル発生管、１７・・・塩素ガス、１８・・・エツ
チング部分、１９・・・ＡｌＧａＡｓ領域、を示す。
Claims (1)
- 半導体基板上への半導体の埋込選択成長法において、
半導体基板表面上に無機レジスト層を形成する工程と、
この無機レジスト層に集束電子ビームもしくは集束イオ
ンビームなどの集束エネルギービームを照射するか、ま
たは反応性ガスもしくはラジカル雰囲気中で前記集束エ
ネルギービームを照射することにより無機レジスト層の
ビーム照射部のみを選択的に除去してパターン化する工
程と、前記無機レジスト層をマスクにして半導体基板を
選択的にドライエッチングする工程と、前記無機レジス
ト層をマスクとして半導体基板をエッチングした部分に
半導体の埋込み選択成長を行う工程とを含むことを特徴
とする半導体の埋込み選択成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63108626A JPH01278015A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 半導体の埋込み選択成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63108626A JPH01278015A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 半導体の埋込み選択成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01278015A true JPH01278015A (ja) | 1989-11-08 |
Family
ID=14489563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63108626A Pending JPH01278015A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 半導体の埋込み選択成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01278015A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04239725A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-08-27 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 化合物半導体の構造形成方法 |
| WO2007126091A1 (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | エッチング方法、エッチングマスクおよびそれを用いた半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63108626A patent/JPH01278015A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04239725A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-08-27 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 化合物半導体の構造形成方法 |
| WO2007126091A1 (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | エッチング方法、エッチングマスクおよびそれを用いた半導体装置の製造方法 |
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