JPH06104189A - Iii−v族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板及びその形成法、及びiii−v族化合物半導体薄膜形成法 - Google Patents

Iii−v族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板及びその形成法、及びiii−v族化合物半導体薄膜形成法

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JPH06104189A
JPH06104189A JP27370392A JP27370392A JPH06104189A JP H06104189 A JPH06104189 A JP H06104189A JP 27370392 A JP27370392 A JP 27370392A JP 27370392 A JP27370392 A JP 27370392A JP H06104189 A JPH06104189 A JP H06104189A
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JP
Japan
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thin film
iii
compound semiconductor
semiconductor thin
group
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JP27370392A
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English (en)
Inventor
Susumu Kondo
進 近藤
Etsuo Noguchi
悦男 野口
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 半導体基板本体上にIII−V族化合物半導
体薄膜選択成長用半導体基板を、容易に、形成できるよ
うにする。 【構成】 半導体基板本体1上に、第1のIII−V族
化合物半導体薄膜2を介してまたは介することなしに、
上記半導体基板本体または上記第1のIII−V族化合
物半導体薄膜を外部に臨ませる窓を有する第2のIII
−V族化合物半導体薄膜3を形成し、次に、熱酸化処理
によって、上記半導体基板本体または上記第1のIII
−V族化合物半導体薄膜の表面に、上記窓に臨む領域に
おいて、上記半導体基板本体または上記第1のIII−
V族化合物半導体薄膜の材料の酸化物でなる酸化物層8
〜10を、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用マ
スク7として形成し、次に、上記第2のIII−V族化
合物半導体薄膜を、上記半導体基板本体または上記第1
のIII−V族化合物半導体薄膜上から除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、III−V族化合物半
導体薄膜選択成長用半導体基板及びその形成法、及びI
II−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板を用
いたIII−V族化合物半導体薄膜形成法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、(i)半導体基板本体と、その半
導体基板本体上にIII−V族化合物半導体薄膜を介し
てまたは介することなしに形成され且つ上記半導体基板
本体または上記III−V族化合物半導体薄膜を外部に
臨ませる窓を有するIII−V族化合物半導体薄膜選択
成長用マスクとを有するIII−V族化合物半導体薄膜
選択成長用半導体基板を用意し、そして、そのIII−
V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板上に、一般
に、半導体薄膜は、半導体基板または半導体薄膜上には
成長するが、誘電体薄膜乃至酸化物層上にはほとんど成
長しないことを利用して、上記半導体基板本体または上
記III−V族化合物半導体薄膜の上記III−V族化
合物半導体薄膜選択成長用マスクの窓に臨む領域におい
て、素子形成用III−V族化合物半導体薄膜を選択成
長させるようになされ、そして、この場合、(ii)上
記III−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクを、
上記半導体基板本体または上記III−V族化合物半導
体薄膜上に、シリコン酸化物薄膜、シリコン窒化物薄膜
などの誘電体薄膜を、マグネトロンスパッタリング装置
や、プラズマCVD装置などを用いたスパッタリング法
や、プラズマCVD法によって形成し、次で、その誘電
体薄膜に、上記III−V族化合物半導体薄膜選択成長
用マスクの窓に対応する窓を、フォトリソグラフィ法に
よって形成することによって、上記III−V族化合物
半導体薄膜選択成長用マスクを、誘電体薄膜でなるもの
として形成する、というIII−V族化合物半導体薄膜
形成法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のIII
−V族化合物半導体薄膜形成法の場合、III−V族化
合物半導体薄膜選択成長用半導体基板を形成する工程に
おける、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用マス
ク形成する工程において、半導体基板本体上にIII−
V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクになる誘電体薄
膜を形成する工程を有するが、その工程において、誘電
体薄膜を形成するのに、大型、複雑なマグネトロンスパ
ッタリング装置や、プラズマCVD装置などを用いる必
要があり、従って、III−V族化合物半導体薄膜選択
成長用半導体基板を容易に用意することができず、従っ
て、素子形成用III−V族化合物半導体薄膜を簡易に
形成することができない、という欠点を有していた。
【0004】また、上述した従来のIII−V族化合物
半導体薄膜形成法の場合、上述したように、III−V
族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板を形成する工
程における、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用
マスクを形成する工程において、半導体基板本体上にI
II−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクになる誘
電体薄膜を形成する工程を有するが、その工程におい
て、誘電体薄膜を、マグネトロンスパッタリング装置
や、プラズマCVD装置を用いてスパッタリング法や、
プラズマCVD法によって形成するため、半導体基板本
体またはIII−V族化合物半導体薄膜の表面が、イオ
ンの損傷を受け、このため、III−V族化合物半導体
薄膜選択成長用半導体基板上に素子形成用III−V族
化合物半導体薄膜を形成する工程において、素子形成用
III−V族化合物半導体薄膜を良好な結晶性を有する
ものとして形成することができない、という欠点を有し
ていた。
【0005】さらに、上述した従来のIII−V族化合
物半導体薄膜形成法の場合、上述したように、III−
V族化合物半導体薄膜選択成長用基板を形成する工程に
おける、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用マス
クを形成する工程において、半導体基板本体上に、II
I−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクになる誘電
体薄膜を形成する工程を有するが、その工程において、
誘電体薄膜を、材質上、半導体基板本体またはIII−
V族化合物半導体薄膜上に、比較的強い付着力を有する
ものとして形成することが困難であることから、誘電体
薄膜を形成して後、それに半導体基板本体またはIII
−V族化合物半導体薄膜を外部に臨ませる窓を、III
−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクの窓として形
成する工程において、その窓を輪郭の明瞭なパタ―ンに
形成することが困難であり、このため、III−V族化
合物半導体薄膜選択成長用半導体基板上に素子形成用I
II−V族化合物半導体薄膜を形成する工程において、
素子形成用III−V族化合物半導体薄膜を、側面の荒
れの少ないものとして形成することが困難である、とい
う欠点を有していた。
【0006】よって、本発明は、III−V族化合物半
導体薄膜を形成するにつき上述した欠点のない、新規な
III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板及
びその形成法、及びIII−V族化合物半導体薄膜形成
法を提案せんとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願第1番目の発明によ
るIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板
は、前述した従来のIII−V族化合物半導体薄膜形成
法に用いるIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半
導体基板と同様に、半導体基板本体と、その半導体基板
本体上にIII−V族化合物半導体薄膜を介してまたは
介することなしに形成され且つ上記半導体基板本体また
は上記III−V族化合物半導体薄膜を外部に臨ませる
窓を有するIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用マ
スクとを有する。
【0008】しかしながら、本願第1番目の発明による
III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板
は、このような構成を有するIII−V族化合物半導体
薄膜選択成長用半導体基板において、III−V族化合
物半導体薄膜選択成長用マスクが、半導体基板本体また
はIII−V族化合物半導体薄膜の表面に形成された、
半導体基板本体またはIII−V族化合物半導体薄膜の
材料の酸化物でなる酸化物層でなる。
【0009】本願第2番目の発明によるIII−V族化
合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成法は、(i)
半導体基板本体を予め用意する工程と、(ii)上記半
導体基板本体上に、第1のIII−V族化合物半導体薄
膜を介してまたは介することなしに、上記半導体基板本
体または上記第1のIII−V族化合物半導体薄膜を外
部に臨ませる窓を有する第2のIII−V族化合物半導
体薄膜を形成する工程と、(iii)熱酸化処理によっ
て、上記半導体基板本体または上記第1のIII−V族
化合物半導体薄膜の表面に、上記窓に臨む領域におい
て、上記半導体基板本体または上記第1のIII−V族
化合物半導体薄膜の材料の酸化物でなる酸化物層を、I
II−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクとして形
成する工程と、(iv)上記第2のIII−V族化合物
半導体薄膜を、上記半導体基板本体または上記第1のI
II−V族化合物半導体薄膜上から除去する工程とを有
する。
【0010】本願第3番目の発明によるIII−V族化
合物半導体薄膜形成法は、(i)請求項2記載のIII
−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成法に
よって、上記半導体基板本体と、その半導体基板本体上
に上記第1のIII−V族化合物半導体薄膜を介してま
たは介することなしに形成され且つ上記半導体基板本体
または上記第1のIII−V族化合物半導体薄膜を外部
に臨ませる窓を有するIII−V族化合物半導体薄膜選
択成長用マスクとを有するIII−V族化合物半導体薄
膜選択成長用半導体基板を用意する工程と、(ii)上
記III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板
上に、上記半導体基板本体または上記第1のIII−V
族化合物半導体薄膜の上記III−V族化合物半導体薄
膜選択成長用マスクの窓に臨む領域において、素子形成
用III−V族化合物半導体薄膜を選択成長させる工程
とを有する。
【0011】
【作用・効果】本願第1番目の発明によるIII−V族
化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板によれば、II
I−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクが、半導体
基板本体またはIII−V族化合物半導体薄膜の表面に
形成された、半導体基板本体またはIII−V族化合物
半導体薄膜の材料の酸化物でなる酸化物層でなるため、
そのIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク
を、上述した本願第2番目の発明によるIII−V族化
合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成法によって、
後述するように、大型、複雑なマグネトロンスパッタリ
ング装置や、プラズマCVD装置などを用いることなし
に、容易に形成することができ、このため、III−V
族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板を、容易に用
意することができる。
【0012】また、本願第1番目の発明によるIII−
V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板によれば、
上述したように、III−V族化合物半導体薄膜選択成
長用マスクが、半導体基板本体またはIII−V族化合
物半導体薄膜の表面に形成された、半導体基板本体また
はIII−V族化合物半導体薄膜の材料の酸化物でなる
酸化物層でなるため、そのIII−V族化合物半導体薄
膜選択成長用マスクを、上述した本願第2番目の発明に
よるIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基
板形成法によって、後述するように、半導体基板本体ま
たはIII−V族化合物半導体薄膜の表面に損傷を与え
ることなしに形成することができ、このため、本願第1
番目の発明によるIII−V族化合物半導体薄膜選択成
長用半導体基板を用いて、そのIII−V族化合物半導
体薄膜選択成長用半導体基板上に、素子形成用III−
V族化合物半導体薄膜を、良好な結晶性を有するものと
して、容易に形成することができる。
【0013】さらに、本願第1番目の発明によるIII
−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板によれ
ば、上述したように、III−V族化合物半導体薄膜選
択成長用マスクが、半導体基板本体またはIII−V族
化合物半導体薄膜の表面に形成された、半導体基板本体
またはIII−V族化合物半導体薄膜の材料の酸化物で
なる酸化物層でなるため、そのIII−V族化合物半導
体薄膜選択成長用マスクを、上述した本願第2番目の発
明によるIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導
体基板形成法によって、後述するように、輪郭の明瞭な
パタ―ンを有する窓を有するものとして容易に形成する
ことができ、このため、本願第1番目の発明によるII
I−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板を用い
て、そのIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導
体基板上に、素子形成用III−V族化合物半導体薄膜
を、側面の荒れの少ないものとして、容易に形成するこ
とができる。
【0014】また、本願第2番目の発明によるIII−
V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成法によ
れば、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク
を形成する工程において、そのIII−V族化合物半導
体薄膜選択成長用マスクを、半導体基板本体または第1
のIII−V族化合物半導体薄膜の表面に、熱酸化処理
によって、半導体基板本体または第1のIII−V族化
合物半導体薄膜の材料の酸化物でなる酸化物層でなるも
のとして形成するため、III−V族化合物半導体薄膜
選択成長用マスクを形成するのに、前述した従来のII
I−V族化合物半導体薄膜形成法における、III−V
族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成法の場合
のように、大型、複雑なマグネトロンスパッタリング装
置や、プラズマCVD装置などを用いる、という必要が
なく、従って、III−V族化合物半導体薄膜選択成長
用半導体基板を、容易に用意することができる。
【0015】また、本願第2番目の発明によるIII−
V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成法によ
れば、上述したように、III−V族化合物半導体薄膜
選択成長用マスクを形成する工程において、そのIII
−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクを、半導体基
板本体または第1のIII−V族化合物半導体薄膜の表
面に、熱酸化処理によって、半導体基板本体または第1
のIII−V族化合物半導体薄膜の材料の酸化物でなる
酸化物層でなるものとして形成するため、III−V族
化合物半導体薄膜選択成長用マスクを形成するのに、前
述した従来のIII−V族化合物半導体薄膜形成法にお
ける、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体
基板形成法の場合のように、マグネトロンスパッタリン
グ装置や、プラズマCVD装置を用いてスパッタリング
法や、プラズマCVD法によって形成する、という必要
がなく、このため、III−V族化合物半導体薄膜選択
成長用マスクを形成する工程において、半導体基板本体
またはIII−V族化合物半導体薄膜の表面が、損傷を
受けるおそれを有しない。このため、本願第2番目の発
明によるIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導
体基板形成法によって用意されるIII−V族化合物半
導体薄膜選択成長用半導体基板を用いて、そのIII−
V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板上に、素子
形成用III−V族化合物半導体薄膜を、良好な結晶性
を有するものとして、容易に形成することができる。
【0016】さらに、本願第2番目の発明によるIII
−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成法に
よれば、上述したように、III−V族化合物半導体薄
膜選択成長用マスクを形成する工程において、そのII
I−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクを、半導体
基板本体または第1のIII−V族化合物半導体薄膜の
表面に、熱酸化処理によって、半導体基板本体または第
1のIII−V族化合物半導体薄膜の材料の酸化物でな
る酸化物層でなるものとして形成するため、III−V
族化合物半導体薄膜選択成長用マスクの窓を輪郭の明瞭
なパタ―ンに形成することができる。このため、本願第
2番目の発明によるIII−V族化合物半導体薄膜選択
成長用半導体基板形成法によって用意されるIII−V
族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板を用いて、そ
のIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板
上に、素子形成用III−V族化合物半導体薄膜を、側
面の荒れの少ないものとして、容易に形成することがで
きる。
【0017】さらに、本願第3番目の発明によるIII
−V族化合物半導体薄膜形成法によれば、III−V族
化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板を形成する工程
における、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用マ
スクを形成する工程において、そのIII−V族化合物
半導体薄膜選択成長用マスクを、半導体基板本体または
第1のIII−V族化合物半導体薄膜の表面に、熱酸化
処理によって、半導体基板本体または第1のIII−V
族化合物半導体薄膜の材料の酸化物でなる酸化物層でな
るものとして形成するため、III−V族化合物半導体
薄膜選択成長用マスクを形成するのに、前述した従来の
III−V族化合物半導体薄膜形成法にように、大型、
複雑なマグネトロンスパッタリング装置や、プラズマC
VD装置などを用いる必要がなく、従って、III−V
族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板を容易に用意
することができ、よって、そのIII−V族化合物半導
体薄膜選択成長用半導体基板上に、素子形成用III−
V族化合物半導体薄膜を簡易に形成することができる。
【0018】また、本願第3番目の発明によるIII−
V族化合物半導体薄膜形成法によれば、上述したよう
に、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基
板を形成する工程における、III−V族化合物半導体
薄膜選択成長用マスクを形成する工程において、そのI
II−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクを、半導
体基板本体または第1のIII−V族化合物半導体薄膜
の表面に、熱酸化処理によって、半導体基板本体または
第1のIII−V族化合物半導体薄膜の材料の酸化物で
なる酸化物層でなるものとして形成するため、前述した
従来のIII−V族化合物半導体薄膜形成法のように、
マグネトロンスパッタリング装置や、プラズマCVD装
置を用いてスパッタリング法や、プラズマCVD法によ
って形成する必要がなく、このため、III−V族化合
物半導体薄膜選択成長用マスクを形成する工程におい
て、半導体基板本体またはIII−V族化合物半導体薄
膜の表面が損傷を受けるおそれを有さず、このため、素
子形成用III−V族化合物半導体薄膜を形成する工程
において、その素子形成用III−V族化合物半導体薄
膜を、良好な結晶性を有するものとして容易に形成する
ことができる。
【0019】さらに、本願第3番目の発明によるIII
−V族化合物半導体薄膜形成法によれば、上述したよう
に、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基
板を形成する工程における、III−V族化合物半導体
薄膜選択成長用マスクを形成する工程において、そのI
II−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクを、半導
体基板本体または第1のIII−V族化合物半導体薄膜
の表面に、熱酸化処理によって、半導体基板本体または
第1のIII−V族化合物半導体薄膜の材料の酸化物で
なる酸化物層でなるものとして形成するため、III−
V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクの窓を輪郭の明
瞭なパタ―ンに形成することができ、このため、素子形
成用III−V族化合物半導体薄膜を形成する工程にお
いて、その素子形成用III−V族化合物半導体薄膜
を、側面の荒れの少ないものとして容易に形成すること
ができる。
【0020】
【実施例1】まず、図1を伴って、本発明によるIII
−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板の実施例
及びその形成法の実施例、及びIII−V族化合物半導
体薄膜形成法の実施例を、本発明によるIII−V族化
合物半導体薄膜形成法の実施例で述べよう。
【0021】図1に示す本発明によるIII−V族化合
物半導体薄膜形成法においては、まず、本発明によるI
II−V族化合物半導体薄膜形成用半導体基板を用意す
る。
【0022】このIII−V族化合物半導体薄膜形成用
半導体基板は、実施例として、次に述べる順次の工程を
とって形成する。
【0023】すなわち、まず、(100)面でなる主面
を有し且つInPでなる半導体基板本体1を用意する
(図1A)。
【0024】そして、その半導体基板本体1上に、In
Pでなり且つ例えば0.3μmの厚さを有するIII−
V族化合物半導体薄膜2を、それ自体公知の減圧有機金
属熱分解気相成長法(MOVPE法)によって形成する
(図1B)。
【0025】次に、そのIII−V族化合物半導体薄膜
2のInPと格子整合するInGaAs系でなり且つ例
えば0.1μmの厚さを有するIII−V族化合物半導
体薄膜3を、III−V族化合物半導体薄膜2と同様
に、それ自体は公知のMOVPE法によって形成する
(図1C)。
【0026】次に、III−V族化合物半導体薄膜3上
に、III−V族化合物半導体薄膜3を外部に臨ませる
窓5を有するフォトレジストでなるマスク層4を、それ
自体は公知のフォトリソグラフィ法によって形成する
(図2D)。
【0027】次に、III−V族化合物半導体薄膜3に
対するマスク層4をマスクとする、硫酸系エッチャント
を用いたエッチング処理によって、III−V族化合物
半導体薄膜3に、III−V族化合物半導体薄膜2を外
部に臨ませる、例えば4μmの幅を有するストライプ状
の窓6を形成する(図2E)。
【0028】次に、マスク層4を、それ自体は公知の方
法によって、III−V族化合物半導体薄膜3上から除
去する(図2F)。
【0029】次に、酸素を例えば1%添加したアルゴン
ガスの雰囲気でなる酸素雰囲気中で、半導体基板本体1
を、500℃の温度に約1分間加熱する、という熱酸化
処理によって、III−V族化合物半導体薄膜2の表面
に、III−V族化合物半導体薄膜3の窓6に臨む領域
において、III−V族化合物半導体薄膜2の材料でな
るInPの酸化物層を、III−V族化合物半導体薄膜
選択成長用マスク7として形成する(図3G)。
【0030】この場合、III−V族化合物半導体薄膜
3の表面、窓6の内面及びIII−V族化合物半導体薄
膜3の外側面に、III−V族化合物半導体薄膜3の材
料でなるInGaAs系の酸化物層8が、III−V族
化合物半導体薄膜選択成長用マスク7と連続延長してい
る態様で形成されるとともに、半導体基板本体1のII
I−V族化合物半導体薄膜2側とは反対側の主面及び側
面、及びIII−V族化合物半導体薄膜2の外側面に
も、半導体基板本体1及びIII−V族化合物半導体薄
膜2の材料でなるInPの酸化物層9、及び10がそれ
ぞれ互に連接して形成される。
【0031】次に、III−V族化合物半導体薄膜3
を、硫酸系の溶液を用いて溶去させることによって、I
II−V族化合物半導体薄膜3を、その表面、窓6の内
面、外側面上の酸化物層8とともに、III−V族化合
物半導体薄膜2上から除去し、よって、半導体基板本体
1と、その半導体基板本体1上にIII−V族化合物半
導体薄膜2を介して形成され且つIII−V族化合物半
導体薄膜2を外部に臨ませる窓11を有するIII−V
族化合物半導体薄膜選択成長用マスク7とを有するII
I−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板12を
得る(図1H)。
【0032】以上で、本発明によるIII−V族化合物
半導体薄膜選択成長用半導体基板が、実施例として用意
された。
【0033】次に、上述したようにして用意されたII
I−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板12を
用い、そのIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半
導体基板12上に、一般に、半導体薄膜は、半導体基板
または半導体薄膜上には成長するが、誘電体薄膜乃至酸
化物層上にはほとんど成長しないことを利用して、II
I−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク7の窓11
に臨む領域において、素子形成用III−V族化合物半
導体薄膜13を、それ自体は公知の減圧MOVPE法に
よって形成する(図1I)。
【0034】この場合、素子形成用III−V族化合物
半導体薄膜13を、(i)InPでなり且つ例えば0.
5μmの厚さを有するIII−V族化合物半導体層14
と、(ii)そのInPと格子整合するInGaAs系
でなり且つ例えば0.006μmの厚さを有するIII
−V族化合物半導体層15と、InPと格子整合するI
nAlAsでなり且つ例えば0.006μmの厚さを有
するIII−V族化合物半導体層16とが交互順次に形
成されている半導体積層体17と、(iii)InPで
なり且つ例えば0.5μmの厚さを有するIII−V族
化合物半導体層18とがそれらの順に積層されている、
半導体積層体17による、そのIII−V族化合物半導
体層15及び16をそれぞれ井戸層及び障壁層とする量
子井戸構造を有する導波路用III−V族化合物半導体
薄膜として、形成した。
【0035】以上が、本発明によるIII−V族化合物
半導体薄膜形成法の実施例である。
【0036】このような本発明によるIII−V族化合
物半導体薄膜形成法によれば、III−V族化合物半導
体薄膜選択成長用半導体基板12を形成する工程(図1
A〜図3H)における、III−V族化合物半導体薄膜
選択成長用マスク7を形成する工程(図3G)におい
て、そのIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用マス
ク7を、III−V族化合物半導体薄膜2の表面に、熱
酸化処理によって、III−V族化合物半導体薄膜2の
材料であるInPの酸化物でなる酸化物層でなるものと
して形成するため、III−V族化合物半導体薄膜選択
成長用マスク7を形成するのに、前述した従来のIII
−V族化合物半導体薄膜形成法にように、大型、複雑な
マグネトロンスパッタリング装置や、プラズマCVD装
置などを用いる必要がなく、従って、III−V族化合
物半導体薄膜選択成長用半導体基板12を容易に用意す
ることができ、よって、そのIII−V族化合物半導体
薄膜選択成長用半導体基板12上に、素子形成用III
−V族化合物半導体薄膜13を簡易に形成することがで
きる。
【0037】また、図1〜図3に示す本発明によるII
I−V族化合物半導体薄膜形成法によれば、上述したよ
うに、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体
基板12を形成する工程(図1A〜図3H)における、
III−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク7を形
成する工程(図3G)において、そのIII−V族化合
物半導体薄膜選択成長用マスク7を、III−V族化合
物半導体薄膜2の表面に、熱酸化処理によって、III
−V族化合物半導体薄膜2の材料であるInPの酸化物
でなる酸化物層でなるものとして形成するため、前述し
た従来のIII−V族化合物半導体薄膜形成法のよう
に、マグネトロンスパッタリング装置や、プラズマCV
D装置を用いてスパッタリング法や、プラズマCVD法
によって形成する必要がなく、このため、III−V族
化合物半導体薄膜選択成長用マスク7を形成する工程
(図3G)において、III−V族化合物半導体薄膜2
の表面が損傷を受けるおそれを有さず、このため、素子
形成用III−V族化合物半導体薄膜13を形成する工
程(図3I)において、その素子形成用III−V族化
合物半導体薄膜13を、良好な結晶性を有するものとし
て容易に形成することができる。
【0038】さらに、図1〜図3に示す本発明によるI
II−V族化合物半導体薄膜形成法によれば、上述した
ように、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導
体基板12を形成する工程(図1A〜図3H)におけ
る、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク7
を形成する工程(図3G)において、そのIII−V族
化合物半導体薄膜選択成長用マスク7を、III−V族
化合物半導体薄膜2の表面に、熱酸化処理によって、I
II−V族化合物半導体薄膜2の材料でなるInPの酸
化物でなる酸化物層でなるものとして形成するため、I
II−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク7の窓1
1を輪郭の明瞭なパタ―ンに形成することができ、この
ため、素子形成用III−V族化合物半導体薄膜13を
形成する工程(図3I)において、その素子形成用II
I−V族化合物半導体薄膜13を、側面の荒れの少ない
ものとして容易に形成することができる。
【0039】また、図1〜図3で上述した本発明による
III−V族化合物半導体薄膜形成法の実施例では、素
子形成用III−V族化合物半導体薄膜12を形成する
のに、図3Hに示すIII−V族化合物半導体薄膜選択
成長用半導体基板12を用いているが、そのIII−V
族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板12は、本発
明によるIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導
体基板によるもので、そのIII−V族化合物半導体薄
膜選択成長用半導体基板12によれば、III−V族化
合物半導体薄膜選択成長用マスク7が、III−V族化
合物半導体薄膜2の表面に形成された、III−V族化
合物半導体薄膜の材料であるInPの酸化物でなる酸化
物層でなるため、そのIII−V族化合物半導体薄膜選
択成長用マスク7を、上述したIII−V族化合物半導
体薄膜形成法において上述したように、大型、複雑なマ
グネトロンスパッタリング装置や、プラズマCVD装置
などを用いることなしに、容易に形成することができ、
このため、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半
導体基板を、容易に用意することができる。
【0040】また、図3Hに示す本発明によるIII−
V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板12によれ
ば、上述したように、III−V族化合物半導体薄膜選
択成長用マスク7が、III−V族化合物半導体薄膜2
の表面に形成された、III−V族化合物半導体薄膜の
材料であるInPの酸化物でなる酸化物層でなるため、
そのIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク7
を、上述したIII−V族化合物半導体薄膜形成法にお
いて上述したように、III−V族化合物半導体薄膜2
の表面に損傷を与えることなしに形成することができ、
このため、図3Hに示す本発明によるIII−V族化合
物半導体薄膜選択成長用半導体基板12を用いて、その
III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板1
2上に、素子形成用III−V族化合物半導体薄膜13
を、良好な結晶性を有するものとして、容易に形成する
ことができる。
【0041】さらに、図3Hに示す本発明によるIII
−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板12によ
れば、上述したように、III−V族化合物半導体薄膜
選択成長用マスク7が、III−V族化合物半導体薄膜
2の表面に形成された、III−V族化合物半導体薄膜
2の材料であるInPの酸化物でなる酸化物層でなるた
め、そのIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用マス
ク7を、上述したIII−V族化合物半導体薄膜形成法
において上述したように、輪郭の明瞭なパタ―ンを有す
る窓11を有するものとして容易に形成することがで
き、このため、図3Hに示す本発明によるIII−V族
化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板12を用いて、
そのIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基
板12上に、素子形成用III−V族化合物半導体薄膜
を、側面の荒れの少ないものとして、容易に形成するこ
とができる。
【0042】さらに、図1〜図3で上述した本発明によ
るIII−V族化合物半導体薄膜の形成法の実施例に
は、図1A〜図3Hに示す、素子形成用III−V族化
合物半導体薄膜13を形成するのに用いるIII−V族
化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板12(図3H)
を形成するIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半
導体基板形成法を適用しているが、そのIII−V族化
合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成法は、本発明
によるIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体
基板形成法によるもので、そのIII−V族化合物半導
体薄膜選択成長用半導体基板形成法によれば、III−
V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク7を形成する工
程(図3G)において、そのIII−V族化合物半導体
薄膜選択成長用マスク7を、III−V族化合物半導体
薄膜2の表面に、熱酸化処理によって、半導体基板本体
または第1のIII−V族化合物半導体薄膜の材料の酸
化物でなる酸化物層でなるものとして形成するため、I
II−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク7を形成
するのに、上述したIII−V族化合物半導体薄膜形成
法において上述したように、大型、複雑なマグネトロン
スパッタリング装置や、プラズマCVD装置などを用い
る、という必要がなく、従って、III−V族化合物半
導体薄膜選択成長用半導体基板12を、容易に用意する
ことができる。
【0043】また、図1A〜図3Hに示す本発明による
III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形
成法によれば、上述したように、III−V族化合物半
導体薄膜選択成長用マスク7を形成する工程(図3G)
において、そのIII−V族化合物半導体薄膜選択成長
用マスク7を、III−V族化合物半導体薄膜2の表面
に、熱酸化処理によって、III−V族化合物半導体薄
膜2の材料であるInPの酸化物でなる酸化物層でなる
ものとして形成するため、III−V族化合物半導体薄
膜選択成長用マスク7を形成するのに、上述したIII
−V族化合物半導体薄膜形成法において上述したよう
に、マグネトロンスパッタリング装置や、プラズマCV
D装置を用いてスパッタリング法や、プラズマCVD法
によって形成する、という必要がなく、このため、II
I−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク7を形成す
る工程(図3G)において、III−V族化合物半導体
薄膜2の表面が、損傷を受けるおそれを有しない。この
ため、図1A〜図3Hに示す本発明によるIII−V族
化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成法によって
用意されるIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半
導体基板12を用いて、そのIII−V族化合物半導体
薄膜選択成長用半導体基板12上に、素子形成用III
−V族化合物半導体薄膜13を、良好な結晶性を有する
ものとして、容易に形成することができる。
【0044】さらに、図1A〜図3Hに示す本発明によ
るIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板
形成法によれば、上述したように、III−V族化合物
半導体薄膜選択成長用マスク7を形成する工程におい
て、そのIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用マス
ク7を、III−V族化合物半導体薄膜2の表面に、熱
酸化処理によって、III−V族化合物半導体薄膜2の
材料であるInPの酸化物でなる酸化物層でなるものと
して形成するため、III−V族化合物半導体薄膜選択
成長用マスク7の窓11を輪郭の明瞭なパタ―ンに形成
することができる。このため、図1A〜図3Hに示す本
発明によるIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半
導体基板形成法によって用意されるIII−V族化合物
半導体薄膜選択成長用半導体基板12を用いて、そのI
II−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板12
上に、素子形成用III−V族化合物半導体薄膜13
を、側面の荒れの少ないものとして、容易に形成するこ
とができる。
【0045】
【実施例2】次に、図4及び図5を伴って、本発明によ
るIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板
の実施例及びその形成法の実施例、及びIII−V族化
合物半導体薄膜形成法の実施例を、それらの適用された
半導体レ―ザの製法の実施例で述べよう。
【0046】図4及び図5において、図1〜図3との対
応部分には同一符号を付して示す。
【0047】図4及び図5に示す本発明の適用された半
導体レ―ザの製法においては、まず、図1A〜図3Hで
上述した本発明によるIII−V族化合物半導体薄膜形
成法で上述したのと同様の工程をとって、同様のIII
−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板12を用
意する(図4A)。ただし、このIII−V族化合物半
導体薄膜選択成長用半導体基板12は、その半導体基板
本体1がn型を有し、また、図1Bで上述したIII−
V族化合物半導体薄膜2を形成する工程を省略されてい
ることによって、半導体基板本体1上のIII−V族化
合物半導体薄膜2を有していない。
【0048】次に、III−V族化合物半導体薄膜選択
成長用半導体基板12上に、図1Iで上述したと同様の
工程をとって、同様の素子形成用III−V族化合物半
導体薄膜13を、同様に形成する(図4B)。ただし、
この素子形成用III−V族化合物半導体薄膜13を、
(i)ノンド―プInPバッファ層21と、(ii)ノ
ンド―プInGaAsP系層22と、(iii)ノンド
―プInGaAs系層23とInAlAs系層24とが
交互順次に積層された量子井戸構造を有する半導体積層
体25と、(iv)ノンド―プGaAsP系層26と、
(v)p型InPクラッド層27との半導体積層体でな
るものとして形成した。
【0049】次に、半導体基板本体1上から、III−
V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクを、弗酸を用い
て除去する(図4C)。
【0050】次に、III−V族化合物半導体薄膜選択
成長用半導体基板12上に、III−V族化合物半導体
薄膜選択成長用マスク7の除去された領域において、p
型InP電流ブロック層30、n型InGaAsP系エ
ッチングストップ用層31、及びn型InP電流ブロッ
ク層32の半導体積層体33を形成する(図4D)。
【0051】次に、半導体積層体33のn型InP電流
ブロック層32に、エッチング処理によって、窓34
を、素子形成用III−V族化合物半導体薄膜13上に
おいて、形成する(図5E)。
【0052】次に、半導体積層体33上に、p型InP
埋込層35、及びp型InGaAs系電極付層36でな
る半導体積層体37を形成する(図5F)。
【0053】次に、半導体積層体37上に電極層38を
形成し、また、半導体基板本体1をうらがわにおいて研
磨し、その面上に電極層39を形成する(図5G)。
【0054】以上が、本発明の適用された半導体レ―ザ
の製法の実施例である。
【0055】このような半導体レ―ザの製法によれば、
半導体レ―ザを容易に製造することができる。
【0056】また、上述した半導体レ―ザの製法では、
素子形成用III−V族化合物半導体薄膜を形成するの
に、本発明によるIII−V族化合物半導体薄膜形成法
を適用しているが、そのIII−V族化合物半導体薄膜
形成法によれば、図1〜図3で上述した本発明によるI
II−V族化合物半導体薄膜形成法と同様の作用効果が
得られることは明らかである。
【0057】なお、上述においては、本発明のわずかな
実施例を示したに留まり、本発明の精神を脱することな
しに、種々の変型、変更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるIII−V族化合物半導体薄膜形
成法の第1の実施例を示す、順次の工程における略線的
断面図である。
【図2】本発明によるIII−V族化合物半導体薄膜形
成法の第1の実施例を示す、図1に示す順次の工程に続
く順次の工程における略線的断面図である。
【図3】本発明によるIII−V族化合物半導体薄膜形
成法の第1の実施例を示す、図2に示す順次の工程に続
く順次の工程における略線的断面図である。
【図4】本発明によるIII−V族化合物半導体薄膜形
成法の第2の実施例を適用した半導体レ―ザの製法を示
す、順次の工程における略線的断面図である。
【図5】本発明によるIII−V族化合物半導体薄膜形
成法の第2の実施例を適用した半導体レ―ザの製法を示
す、図4に示す順次の工程に続く順次の工程における略
線的断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板本体 2、3 III−V族化合物半導体薄膜 4 マスク層 5 窓 6 窓 7 III−V族化合物半導体薄膜選択成
長用マスク 8、9、10 酸化物層 11 窓 12 III−V族化合物半導体薄膜選択
成長用半導体基板 13 素子形成用III−V族化合物半導
体薄膜 14、15、16 III−V族化合物半導体層 17 半導体積層体 18 III−V族化合物半導体層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板本体と、 その半導体基板本体上にIII−V族化合物半導体薄膜
    を介してまたは介することなしに形成され且つ上記半導
    体基板本体または上記III−V族化合物半導体薄膜を
    外部に臨ませる窓を有するIII−V族化合物半導体薄
    膜選択成長用マスクとを有するIII−V族化合物半導
    体薄膜選択成長用半導体基板において、 上記III−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスク
    が、上記半導体基板本体または上記III−V族化合物
    半導体薄膜の表面に形成された、上記半導体基板本体ま
    たは上記III−V族化合物半導体薄膜の材料の酸化物
    でなる酸化物層でなることを特徴とするIII−V族化
    合物半導体薄膜選択成長用半導体基板。
  2. 【請求項2】 半導体基板本体を予め用意する工程と、 上記半導体基板本体上に、第1のIII−V族化合物半
    導体薄膜を介してまたは介することなしに、上記半導体
    基板本体または上記第1のIII−V族化合物半導体薄
    膜を外部に臨ませる窓を有する第2のIII−V族化合
    物半導体薄膜を形成する工程と、 熱酸化処理によって、上記半導体基板本体または上記第
    1のIII−V族化合物半導体薄膜の表面に、上記窓に
    臨む領域において、上記半導体基板本体または上記第1
    のIII−V族化合物半導体薄膜の材料の酸化物でなる
    酸化物層を、III−V族化合物半導体薄膜選択成長用
    マスクとして形成する工程と、 上記第2のIII−V族化合物半導体薄膜を、上記半導
    体基板本体または上記第1のIII−V族化合物半導体
    薄膜上から除去する工程とを有することを特徴とするI
    II−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基板形成
    法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のIII−V族化合物半導
    体薄膜選択成長用半導体基板形成法によって、上記半導
    体基板本体と、その半導体基板本体上に上記第1のII
    I−V族化合物半導体薄膜を介してまたは介することな
    しに形成され且つ上記半導体基板本体または上記第1の
    III−V族化合物半導体薄膜を外部に臨ませる窓を有
    するIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用マスクと
    を有するIII−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導
    体基板を用意する工程と、 上記III−V族化合物半導体薄膜選択成長用半導体基
    板上に、上記半導体基板本体または上記第1のIII−
    V族化合物半導体薄膜の上記III−V族化合物半導体
    薄膜選択成長用マスクの窓に臨む領域において、素子形
    成用III−V族化合物半導体薄膜を選択成長させる工
    程とを有するIII−V族化合物半導体薄膜形成法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014502042A (ja) * 2010-11-11 2014-01-23 ツルン ユリオピスト 基板を処理する方法および基板

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