JPS62108592A - 半導体の製造方法 - Google Patents
半導体の製造方法Info
- Publication number
- JPS62108592A JPS62108592A JP24702485A JP24702485A JPS62108592A JP S62108592 A JPS62108592 A JP S62108592A JP 24702485 A JP24702485 A JP 24702485A JP 24702485 A JP24702485 A JP 24702485A JP S62108592 A JPS62108592 A JP S62108592A
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- semiconductor
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ｍ−ｖ族化合物半導体、特にＩｎＰ基板に格
子整合したＩｎｘＧａｚ−ｘＡｓｙＰｚ−ｙ ４元系材
料を用いた、断面寸法が３００Å以下のいわゆる量子井
戸細線の製造方法に関するものである。
子整合したＩｎｘＧａｚ−ｘＡｓｙＰｚ−ｙ ４元系材
料を用いた、断面寸法が３００Å以下のいわゆる量子井
戸細線の製造方法に関するものである。
量子井戸細線（佐々木、応用物理学会誌第１９巻、第９
４頁、 １９８０年（Ｈ，５ａｓａｋｉ、 Ｊｐｎ、
Ｊ、 Ａｐｐｌ。
４頁、 １９８０年（Ｈ，５ａｓａｋｉ、 Ｊｐｎ、
Ｊ、 Ａｐｐｌ。
Ｐｈｙｓ 、旦（１９８０） ９４）参照）は、第２図
に示した如く、断面形状Ｌｘ、Ｌｙがいずれも電子のド
ブロイ波長と同程度以下の半導体極微細線を意味する。
に示した如く、断面形状Ｌｘ、Ｌｙがいずれも電子のド
ブロイ波長と同程度以下の半導体極微細線を意味する。
これを半導体レーザの活性層に用いると、電流利得が通
常より１桁以上高いこと、しきい電流の温度依存性がほ
とんどないなどのすぐれた特性を示す。（荒用他、アプ
ライド・フィジックス・レター第４０巻（１９８２年）
第９３９頁（Ｙ、Ａｒａｋａｖａ ｅｔａｌ、。
常より１桁以上高いこと、しきい電流の温度依存性がほ
とんどないなどのすぐれた特性を示す。（荒用他、アプ
ライド・フィジックス・レター第４０巻（１９８２年）
第９３９頁（Ｙ、Ａｒａｋａｖａ ｅｔａｌ、。
Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌａｔｔ、 ４０ （１９８
２） ９３９）参照）。また、ＬＸ、ＬＦ共２００人程
度に小さくできれば、２方向に進行する電子に対して許
される唯一の散乱は後方散乱のみになり、その確率はき
わめて低いために、平均自由行程は１０μｍよりも十分
大きくなる。これを利用すれば、ＨＥＭＴのような高速
ＦＥＴを容易に実現しうる。
２） ９３９）参照）。また、ＬＸ、ＬＦ共２００人程
度に小さくできれば、２方向に進行する電子に対して許
される唯一の散乱は後方散乱のみになり、その確率はき
わめて低いために、平均自由行程は１０μｍよりも十分
大きくなる。これを利用すれば、ＨＥＭＴのような高速
ＦＥＴを容易に実現しうる。
従来、第３図の（ａ）、（ｂ）のような構造が提案され
ているが、これらは通常のりソグラフイ技術を応用した
だけのものであって、微細加工時の結晶損傷や、界面欠
陥の発生、レーザやＦＥＴの素子構造との整合性を十分
考慮した作製法とはいいがたい。
ているが、これらは通常のりソグラフイ技術を応用した
だけのものであって、微細加工時の結晶損傷や、界面欠
陥の発生、レーザやＦＥＴの素子構造との整合性を十分
考慮した作製法とはいいがたい。
本発明の目的は、半導体レーザやＦＥＴへの応用に適し
た量子井戸細線の作製方法を提供することにある。
た量子井戸細線の作製方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
結晶中に３００Å以下の細線を作り込む方法として、本
発明では、まず最初幅、深さ共３００Å以下の溝を結晶
表面に作製したのち、との凹部のみを選択的に埋めこむ
成長法を採用した。３００Å以下の溝形成は、集束イオ
ンビームによるアモルファス層形成とその選択エツチン
グ除去を用いた。この溝部分の選択成長には、マストラ
ンスポートを利用したＭＢＥ又はＭＯＣＶＤ法を用いた
。
発明では、まず最初幅、深さ共３００Å以下の溝を結晶
表面に作製したのち、との凹部のみを選択的に埋めこむ
成長法を採用した。３００Å以下の溝形成は、集束イオ
ンビームによるアモルファス層形成とその選択エツチン
グ除去を用いた。この溝部分の選択成長には、マストラ
ンスポートを利用したＭＢＥ又はＭＯＣＶＤ法を用いた
。
以下、本発明の内容を実施例に基づいて具体的に説明す
る。第３図に、本発明の量子井戸細線の作製プロセス工
程を概念的に示す。ここでは、ＩｎＰ の基板結晶の上
にＩｎＰ と格子整合したＩｎｘＧａｘ−ｘＡｓｙＰｘ
−ｙの量子細線を作製する場合を考える。まず、第３図
（ａ）の如く、ＩｎＰ上に１幅ｗ ＜ ５０００人、深
さｄ＞５００人の周期的溝を作製する。これには、電子
ビーム露光又はレーザ干渉露光法によるレジストマスク
パターン形成の後、ＨＢｒ： ＨＮＯａ： ＨｚＯ＝１
： １ ： ５（体積比、２５℃）のエッチ液による
ウェットエツチングを用いた。このあと、この溝パター
ンの底部に、集束イオンビーム描画装置により、幅、深
さ共、３００Å以下のアモルファス領域を形成した後。
る。第３図に、本発明の量子井戸細線の作製プロセス工
程を概念的に示す。ここでは、ＩｎＰ の基板結晶の上
にＩｎＰ と格子整合したＩｎｘＧａｘ−ｘＡｓｙＰｘ
−ｙの量子細線を作製する場合を考える。まず、第３図
（ａ）の如く、ＩｎＰ上に１幅ｗ ＜ ５０００人、深
さｄ＞５００人の周期的溝を作製する。これには、電子
ビーム露光又はレーザ干渉露光法によるレジストマスク
パターン形成の後、ＨＢｒ： ＨＮＯａ： ＨｚＯ＝１
： １ ： ５（体積比、２５℃）のエッチ液による
ウェットエツチングを用いた。このあと、この溝パター
ンの底部に、集束イオンビーム描画装置により、幅、深
さ共、３００Å以下のアモルファス領域を形成した後。
５０％ＨＦ液（２５℃）により、このアモルファス部分
を選択的に除去して１幅、深さ共３００Å以下の溝を形
成した。Ｓ束イオンビーム注入には、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ
等の比較的重いイオンを出せる液体金属イオン源を用い
、注入エネルギーとドーズ量は、イオン種毎に、アモル
ファス化領域を実測して最適化した。
を選択的に除去して１幅、深さ共３００Å以下の溝を形
成した。Ｓ束イオンビーム注入には、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ
等の比較的重いイオンを出せる液体金属イオン源を用い
、注入エネルギーとドーズ量は、イオン種毎に、アモル
ファス化領域を実測して最適化した。
このようにして、第３図（ｂ）の断面形状を作ったのち
、ＩｎＧａＡｓＰ ４元混晶の作製可能なＭＯＣＶＤ装
置あるいはＭＢＥ装置で、この構造の上に埋め込み成長
を行った。基板温度は６００〜６２０℃にとり、Ｉｎｔ
Ｇａ、Ａｓ、Ｐのガス供給量、あるいは分子線照射量
をきわめて小さくして、ゆっくりと成長を行ったａ Ｉ
ｎ ＋ Ｇ ａ ＊Ａｓ、Ｐの供給比率は、ＭＯＣＶ
Ｄ、ＭＢＥそれぞれについて、ＩｎＰ 基板との格子整
合がとれる量子細線の組成を与えるように最適化した。
、ＩｎＧａＡｓＰ ４元混晶の作製可能なＭＯＣＶＤ装
置あるいはＭＢＥ装置で、この構造の上に埋め込み成長
を行った。基板温度は６００〜６２０℃にとり、Ｉｎｔ
Ｇａ、Ａｓ、Ｐのガス供給量、あるいは分子線照射量
をきわめて小さくして、ゆっくりと成長を行ったａ Ｉ
ｎ ＋ Ｇ ａ ＊Ａｓ、Ｐの供給比率は、ＭＯＣＶ
Ｄ、ＭＢＥそれぞれについて、ＩｎＰ 基板との格子整
合がとれる量子細線の組成を与えるように最適化した。
ここで、成長速度がきわめて遅いときには、いわゆるマ
ストランスポート現象（リアン他アイ・イー・イー・イ
ー、第ＱＥ−２０巻、第８５５頁、 １９８４年（２ル
ルｉａｎ ｅｔａｌ、、 ＩＥＥＥＪ、 ＱＥ、 Ｖｏ
ｌ、ＱＢ−２０（１９８４）Ｐ、８５５）参照）のため
に、結晶全面にＩｎ。
ストランスポート現象（リアン他アイ・イー・イー・イ
ー、第ＱＥ−２０巻、第８５５頁、 １９８４年（２ル
ルｉａｎ ｅｔａｌ、、 ＩＥＥＥＪ、 ＱＥ、 Ｖｏ
ｌ、ＱＢ−２０（１９８４）Ｐ、８５５）参照）のため
に、結晶全面にＩｎ。
Ｇａ、Ａｓ、Ｐが供給されても、元の大きい凹凸の凸部
と凹部で化学ポテンシャル差が違うことにより、凸部に
は成長せず、凹部の底から優先的に成長がおこることを
利用して、〜３００人の溝部にのみ選択成長を行った。
と凹部で化学ポテンシャル差が違うことにより、凸部に
は成長せず、凹部の底から優先的に成長がおこることを
利用して、〜３００人の溝部にのみ選択成長を行った。
第３図（Ｑ）はこのようにして作製した埋め込み量子細
線の断面図である。半導体ル−ザの場合には、ＡはＩｎ
ＧａＡｓＰ４元混晶の活性層、Ｂは、基板のＩｎＰ
と反対の導電型のＩｎＰ クラッド層に対応する。
線の断面図である。半導体ル−ザの場合には、ＡはＩｎ
ＧａＡｓＰ４元混晶の活性層、Ｂは、基板のＩｎＰ
と反対の導電型のＩｎＰ クラッド層に対応する。
以上に述べてきた量子井戸ＩＢ線の作成においては、第
２図の従来法で問題となるマスクパターンの端の形状が
直ちに量子井戸細線幅のゆらぎとなる点や、埋め込み成
長時に成長界面に酸化膜等の影響で表面再結合速度の大
きい部分が生じる点を回避しうる。また、集束イオン注
入を利用しているので、深さ、幅はイオンビーム形状を
安定に制御すれば十分再現性良く〜３００Å以下のもの
が得られる。
２図の従来法で問題となるマスクパターンの端の形状が
直ちに量子井戸細線幅のゆらぎとなる点や、埋め込み成
長時に成長界面に酸化膜等の影響で表面再結合速度の大
きい部分が生じる点を回避しうる。また、集束イオン注
入を利用しているので、深さ、幅はイオンビーム形状を
安定に制御すれば十分再現性良く〜３００Å以下のもの
が得られる。
マストランスポートによる溝底部の選択うめこみ成長に
おいても、入射Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの量を、この基板
温度でのＩｎＰ の蒸気圧よりやや大きい程度の値にお
さえることにより、〜３００人の溝部分のみの選択成長
が十分な再現性で得られた。
おいても、入射Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの量を、この基板
温度でのＩｎＰ の蒸気圧よりやや大きい程度の値にお
さえることにより、〜３００人の溝部分のみの選択成長
が十分な再現性で得られた。
第１図は本発明の量子井戸細線製造工程の概念図、第２
図は量子井戸細線の概念図、第３図は従来の量子井戸細
線の提案例を示す図である。 第 １ 図 １−／θθａ
図は量子井戸細線の概念図、第３図は従来の量子井戸細
線の提案例を示す図である。 第 １ 図 １−／θθａ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体の表面に、周期５０００Å以下、深さ５００
Å以上の凹凸溝を形成し、この底部に、集束イオンビー
ム注入により深さ、幅共に ３００Å以下のアモルファス領域を形成したのち、この
アモルファス部分を選択除去し、この溝部分に、アスト
ランスポート現象を利用した気相成長法により、異なる
組成の半導体を選択的に成長させさらに埋めこみ成長を
行つて量子井戸細線構造となすことを特徴とする半導体
の製造方法。 ２、上記半導体基板をＩｎＰとし、量子井戸細線部分の
半導体を、ＩｎＰに格子整合したＩｎＧａＡｓＰ系の３
元又は４元混晶とし、さらにその上の埋め込み成長層を
ＩｎＰ又はＩｎＧａＡｓＰ系混晶を用いて形成すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24702485A JPS62108592A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24702485A JPS62108592A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62108592A true JPS62108592A (ja) | 1987-05-19 |
Family
ID=17157268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24702485A Pending JPS62108592A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62108592A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01170053A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US5296719A (en) * | 1991-07-22 | 1994-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Quantum device and fabrication method thereof |
| JP2001102678A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Toshiba Corp | 窒化ガリウム系化合物半導体素子 |
-
1985
- 1985-11-06 JP JP24702485A patent/JPS62108592A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01170053A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US5296719A (en) * | 1991-07-22 | 1994-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Quantum device and fabrication method thereof |
| JP2001102678A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Toshiba Corp | 窒化ガリウム系化合物半導体素子 |
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