JPH0536895A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0536895A
JPH0536895A JP3192999A JP19299991A JPH0536895A JP H0536895 A JPH0536895 A JP H0536895A JP 3192999 A JP3192999 A JP 3192999A JP 19299991 A JP19299991 A JP 19299991A JP H0536895 A JPH0536895 A JP H0536895A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
substrate
semiconductor layer
film
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3192999A
Other languages
English (en)
Inventor
Kuninori Kitahara
邦紀 北原
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP3192999A priority Critical patent/JPH0536895A/ja
Publication of JPH0536895A publication Critical patent/JPH0536895A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明は、半導体装置特に三次元構造を有す
る半導体装置の製造において、ある半導体層を別の半導
体層に埋め込み成長させる工程の改良にに関し、第1半
導体層形成と第2半導体層形成の間に基板を成長装置外
へ取り出すことなく埋め込み構造を形成することによ
り、作業の煩雑化および半導体層間の汚染を防止するこ
とを目的とする。 【構成】 半導体基板上11に、下記選択成長を可能と
し且つ下記昇華・除去が可能な材料の膜12を形成し、
この膜に開けた窓13内の基板上に第1半導体層14を
選択成長させた後、基板温度を上昇させて膜を昇華・除
去し、更に第1の半導体層を完全に埋め込むように第2
半導体層15を形成するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に三次元構造を有する半導体装置の製造にお
いて、ある半導体層をそれとは導電率や結晶の種類等の
異なる別の半導体層に埋め込み成長させる工程の改良に
関する。GaAsをはじめとする化合物半導体は、高速
電子デバイスや光通信用素子としてエレクトロニクス技
術の進展に不可欠な存在となっている。今後の課題の一
つに、三次元構造デバイスの開発がある。三次元構造を
用いることにより、集積回路の立体配線が可能となり、
また新たな縦形構造デバイスの開発が可能となる。
【0002】本発明は、三次元構造デバイスの製造工程
の一部として、化合物半導体をミクロンオーダーの微小
領域に選択成長させ、これをキャリア濃度や結晶の種類
の異なる半導体層に埋め込み成長させる工程の改良に関
する。
【0003】
【従来の技術】従来からレーザーダイオード等では、活
性層をクラッド層中に埋め込む工程が行われてきた。こ
のような埋め込み構造を形成するためには、結晶成長→
フォトリソグラフィーによるマスク形成→化学エッチン
グ→結晶成長、というサイクルを行うことが必要であっ
た。また、三次元デバイスに用いるような絶縁体に近い
高抵抗半導体層に導電率の高い半導体層を埋め込み成長
させるときも、同様なサイクルが必要であった。このサ
イクルを図2を参照して説明する。 (工程1)半導体基板21上の所定領域に第1の半導体
層22を成長させる。 (工程2)基板を成長装置外へ取り出し、フォトリソグ
ラフィーによりレジスト層23を第1半導体層22上の
必要領域に形成する。 (工程3)レジスト層23をマスクとして化学エッチン
グを行い、必要領域に第1半導体層22を残す。 (工程4)レジスト層23を除去する。 (工程5)基板を成長装置内に再度収納し、上記残され
た第1半導体層22を埋め込むように第2の半導体層2
4を形成する。
【0004】このサイクルにおいては、第1半導体層の
形成と第2半導体層の形成との間に工程2において基板
を一度成長装置外へ取り出して処理を行うため、作業が
煩雑になり製造コストを高めるばかりでなく、第1/第
2半導体層界面の汚染を生じやすいという問題があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、第1半導体
層形成と第2半導体層形成の間に基板を成長装置外へ取
り出すことなく埋め込み構造を形成することにより、作
業の煩雑化および半導体層間の汚染を防止した半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上
に、第1の半導体層を第2の半導体層内に埋め込んだ構
造を形成する際に、半導体基板上に、下記選択成長を可
能とし且つ下記昇華により除去可能な材料の膜を形成す
る工程、上記膜に窓を開ける工程、上記窓内に露出した
基板上に、第1の半導体層を選択成長させる工程、基板
温度を上昇させることにより上記膜を昇華させて除去す
る工程、および上記基板上に、上記第1の半導体層を完
全に埋め込むように第2の半導体層を形成する工程、を
含むことを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明の方法においては、選択成長の位置を規
定する窓を形成した後は、第1半導体層の形成と第2半
導体層の形成とを同一の成長装置内で引き続き行うこと
ができるので、埋め込み構造形成のための作業が非常に
簡潔になると共に、第1/第2半導体層間の汚染が生じ
ることがない。
【0008】選択成長を可能とし且つ昇華により除去可
能な膜としては、酸化シリコン膜、化合物半導体の陽極
酸化膜、窒化アルミニウム膜、窒化シリコン膜等を用い
ることができる。この膜の厚さは、選択成長時に消滅せ
ず且つ昇華により完全に除去し得る厚さとする。基板お
よび第1、第2の半導体としてIII −V 族またはII−IV
族化合物半導体を用いた場合、 III族またはII族元素の
原料ガスとV 族またはIV族元素の原料ガスとを交互に供
給する原子層エピタキシーにより600℃以下の基板温
度で第1の半導体層の選択成長を行い、その後基板温度
を700℃以上に上昇させることにより前記膜の昇華・
除去を行う。
【0009】以下に、実施例によって本発明を更に詳細
に説明する。
【0010】
【実施例】図1を参照し、本発明に従って高抵抗のGa
As化合物半導体層に高導電率のGaAs化合物半導体
層を埋め込んだ構造を形成する工程の一例を説明する。
各GaAs層の形成は、それぞれ有機金属気相成長法
(MOVPE)と、この成長装置内でGa用原料ガスと
As用原料ガスを交互に供給する原子層エピタキシー
(ALE)によって行う。いずれの成長においても、成
長原料としてはGa源としてトリメチルガリウム(TM
Ga)を、As源としてアルシン(AsH3 )を用い、
高純度水素をキャリアガスとして反応室に供給する。そ
してMOVPEとALEは同一の反応室内で行う。
【0011】後者のALE法は本出願人が提案した方法
であり、GaAsを成長させる場合、AsH3 とTMG
aを例えば500℃の温度に保った基板じ交互に供給し
て成長を行う。原料ガスの供給を切り換える際には、H
2ガスをパージガスとして流し、両原料ガスの混合を防
止する。基板への原料ガスの供給はガス流速を大きくし
て行い、基板到達前にガスの分解が起こらないようにす
る。このようにすることにより、原料供給時間や基板温
度を厳密に設定しなくとも、1サイクル当たり1分子層
のGaAsを成長させることができる(特開平1−19
4318号公報またはM.Ozeki et al., Appl.Phys. Let
t., vol.53 (1988) pp.1509 を参照)。
【0012】以下、図1の工程1〜5に沿って説明す
る。工程1 半絶縁性GaAs基板11上に、CVD法により厚さ1
nm以上、10nm以下のSiO2 膜12を形成する。工程2 フォトリソグラフィーと化学エッチングにより、SiO
2 膜12に幅10μmのストライプ状の窓13を開け
る。工程3 上記のMOVPE装置の反応室に基板11を収納する。
上記ALE法を用い、TMGaとAsH3 を交互に供給
することにより、厚さ100nmのGaAs層14を、
上記窓13内に露出した基板11上に形成する。ここで
成長法としてALE法を用いたのは、窓13内の基板露
出領域には成長が起こり、SiO2 膜12上には全く成
長が起こらない、という選択性を利用したものである。
このALE成長は基板温度500℃、反応管内圧力20
Torrで行い、必要に応じて不純物のドーピングを行う。工程4 ALE成長を停止させた後、AsH3 を供給し続けたま
ま基板温度を800℃まで上昇させる。これによりSi
2 膜12は昇華し基板11表面から完全に除去され
る。工程5 基板温度を650℃まで下げ、MOVPE法を用いAs
3 とTMGaを同時に供給することにより、厚さ1μ
mのGaAs層15を成長させる。
【0013】これにより高抵抗のGaAs層15に導電
率の高いGaAs層14が埋め込まれた構造が得られ
る。埋め込まれた高導電率GaAs層14は電気配線と
して用いることができ、高抵抗GaAs層15の上に他
の配線を施すことにより立体配線を形成することができ
る。
【0014】選択成長のマスクとなる膜12は、厚過ぎ
ると温度を上げても完全に昇華・除去することができ
ず、逆に薄過ぎると選択成長中に消滅してしまう。最適
厚さは昇華・除去するための加熱温度によって適宜設定
すべきである。マスク膜12は、選択成長を可能とし且
つその後の昇華により除去し得るものとする。適当な材
質としては、上記実施例に用いたSiO2 膜の他、化合
物半導体いばんの場合は陽極酸化による化合物半導体酸
化膜を用いることもできる。これら酸化膜の他に、窒化
アルミニウムや窒化シリコンを用いてもよい。
【0015】窓内の基板露出領域に行う選択成長として
は、上記ALE法以外にも、MOVPE法を用いること
も可能である。その場合、成長圧力、成長温度、V − I
II比等の条件を最適化することにより選択成長が可能と
なる。しかし、現状では上記のALE法が最も容易に選
択成長できる。分子線エピタキシーではSiO2 膜12
上にも多結晶が成長し易いため、本発明に必要な選択成
長を行うことができない。
【0016】基板をGaAs等の化合物半導体ではな
く、Siとすることも可能である。Si基板の場合に
は、熱酸化によりマスクとしてのSiO2 膜が形成でき
る。また大気中に保存したSi基板は、表面に強固な自
然酸化膜が形成されているいるので、これをそのままマ
スク膜12として使用できる。その他に、化学処理によ
り薄い酸化膜を形成することもできる。
【0017】基板をSiとした場合、選択成長層を化合
物半導体とし、これを埋め込む半導体層をSiとするこ
とにより、Si層中に化合物半導体層を埋め込んだ構造
を形成できる。このような構造は光集積回路の導波路と
して使用できる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1の半導体層の形成と第2の半導体層の形成の間に基
板を成長装置外へ取り出すことなく埋め込み構造を形成
することができるので、作業が簡略化されると同時に半
導体層間の汚染を防止して正常な界面を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って埋め込み構造を形成する手順の
一例を示す断面図である。
【図2】従来の埋め込み構造形成工程を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
11…半絶縁性GaAs基板(半導体基板) 12…SiO2 膜(選択成長時のマスク) 13…窓(選択成長を行う基板領域を規定する開口) 14…GaAs層(埋め込まれる第1の半導体層) 15…GaAs層(第1の半導体層14を埋め込む第2
の半導体層) 21…半導体基板 22…第1の半導体層 23…レジスト層 24…第2の半導体層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に、下記選択成長を可能と
    し且つ下記昇華により除去可能な材料の膜を形成する工
    程、 上記膜に窓を開ける工程、 上記窓内に露出した基板上に、第1の半導体層を選択成
    長させる工程、 基板温度を上昇させることにより上記膜を昇華させて除
    去する工程、および上記基板上に、上記第1の半導体層
    を埋め込む第2の半導体層を形成する工程、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記膜が、酸化シリコン膜、化合物半導
    体の陽極酸化膜、窒化アルミニウム膜、または窒化シリ
    コン膜を用いることを特徴とする請求項1記載の半導体
    装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記基板および第1、第2の半導体とし
    てIII −V 族またはII−IV族化合物半導体を用い、 III
    族またはII族元素の原料ガスとV 族またはIV族元素の原
    料ガスとを交互に供給する原子層エピタキシーにより6
    00℃以下の基板温度で前記第1の半導体層の選択成長
    を行い、その後基板温度を700℃以上に上昇させるこ
    とにより前記膜の昇華・除去を行うことを特徴とする請
    求項1記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記基板としてシリコン基板を、前記選
    択成長させる第1の半導体を化合物半導体とし、この第
    1半導体層を埋め込む前記第2の半導体をシリコンとす
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
JP3192999A 1991-08-01 1991-08-01 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0536895A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3192999A JPH0536895A (ja) 1991-08-01 1991-08-01 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3192999A JPH0536895A (ja) 1991-08-01 1991-08-01 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0536895A true JPH0536895A (ja) 1993-02-12

Family

ID=16300534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3192999A Withdrawn JPH0536895A (ja) 1991-08-01 1991-08-01 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0536895A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007076250A3 (en) * 2005-12-20 2007-11-15 Texas Instruments Inc Semiconductor device fabricated using sublimation
JP2008270790A (ja) * 2007-03-26 2008-11-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体デバイスの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007076250A3 (en) * 2005-12-20 2007-11-15 Texas Instruments Inc Semiconductor device fabricated using sublimation
US7601629B2 (en) 2005-12-20 2009-10-13 Texas Instruments Incorporated Semiconductive device fabricated using subliming materials to form interlevel dielectrics
JP2008270790A (ja) * 2007-03-26 2008-11-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体デバイスの製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100423297C (zh) 制造第三族氮化物衬底的方法
US6765240B2 (en) Bulk single crystal gallium nitride and method of making same
EP0331467A2 (en) Method of forming semiconductor thin film
JP3879173B2 (ja) 化合物半導体気相成長方法
JPH01270593A (ja) 化合物半導体層形成方法
JP2001168045A (ja) 窒化物系iii−v族化合物層の製造方法およびそれを用いた基板の製造方法
JPH10287497A (ja) 窒化ガリウム結晶の製造方法
US5360754A (en) Method for the making heteroepitaxial thin layers and electronic devices
JPH03171617A (ja) シリコン基板上への3―5族化合物半導体のエピタキシャル成長方法
JPH0794494A (ja) 化合物半導体デバイスの作製方法
JPH0536895A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2735190B2 (ja) 分子線エピタキシヤル成長方法及び成長装置
JP3270704B2 (ja) 半導体微小構造体の製造方法
JP2946280B2 (ja) 半導体結晶成長方法
JPH05206520A (ja) p型II−VI族化合物半導体の製造方法
JP2794506B2 (ja) 化合物半導体ヘテロエピタキシャル成長方法
Grundmann et al. Antiphase-domain-free InP on Si (001): Optimization of MOCVD process
JP3392888B2 (ja) アルミニウムを含む層の選択成長法
JPH1012506A (ja) 化合物半導体の接合方法
JP3074846B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP4466642B2 (ja) 3−5族化合物半導体の製造方法
JP3915584B2 (ja) 3−5族化合物半導体の製造方法
JP3139450B2 (ja) 結晶成長方法
Henie et al. In situ selective-area etching and MOVPE regrowth of GaInAs-InP on InP substrates
JPH0575163A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981112