JPS63200524A - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
- Publication number
- JPS63200524A JPS63200524A JP62033807A JP3380787A JPS63200524A JP S63200524 A JPS63200524 A JP S63200524A JP 62033807 A JP62033807 A JP 62033807A JP 3380787 A JP3380787 A JP 3380787A JP S63200524 A JPS63200524 A JP S63200524A
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- Japan
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- vapor phase
- transmittance
- growth
- phase growth
- light
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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
本発明は光デバイスや光集積回路作製に必要な混晶化合
物半導体の気相エピタキシャル成長法に関する。
物半導体の気相エピタキシャル成長法に関する。
従来の技術
混晶エピタキシャル成長法には液相成長法や気相成長法
があるが、気相成長法とりわけ有機金属気相成長法（以
下ＭＯＶＰＥ）は薄膜の膜厚制御が容易で大面積エピタ
キシャル成長が可能であるという特長がある。ＭＯＶＰ
Ｅによって■−Ｖ族化合物半導体混晶例えばＡ Ａ ｘ
Ｇ ａ（１−エ）ＡＢをエピタキシャル成長する時は
、原料ガスであるトリメチルガリウム（以下ＴＭＧ）、
）リエチルアルミニウム（以下ＴＭＡ）の両者の混合比
および成長＠度によって混晶の組成が決定される。
があるが、気相成長法とりわけ有機金属気相成長法（以
下ＭＯＶＰＥ）は薄膜の膜厚制御が容易で大面積エピタ
キシャル成長が可能であるという特長がある。ＭＯＶＰ
Ｅによって■−Ｖ族化合物半導体混晶例えばＡ Ａ ｘ
Ｇ ａ（１−エ）ＡＢをエピタキシャル成長する時は
、原料ガスであるトリメチルガリウム（以下ＴＭＧ）、
）リエチルアルミニウム（以下ＴＭＡ）の両者の混合比
および成長＠度によって混晶の組成が決定される。
しかしながら近年ＭＯＶＰＥ成長時に成長面に対して光
を照射することによりこの組成を変化す３ パ − ることかできることがわかっている。第４図はこの様子
を示したものである。ＡｆｆｉＧａＡｓバッファ層２を
成長したＧ ａ Ａ ｓ基板１上の一部分をマスク６で
遮蔽して上方より６Ｗ／ｃｒ／Ｌの光強度のエキシマレ
ーザ４を照射した状態でＴＭＡ（流量７．５ｃｃ／分）
、ＴＭＧ（流量３０ｃｃ／分）、ＡｓＨｓ（流量４００
ｃｃ／分）の反応ガス５を流しＡｆｉＧａＡｓバッファ
層２上にＡＪ！ＧａＡｓ層３を成長する（成長温度７２
０℃）。ここで光の照射された領域Ｉの組成比はＸ ＝
０．２８となり光の照射されていない領域■の組成比
（ｘ−０，２）に比べ大きい。すなわち領域■では■に
比べて約１００ｍｅＶ程バンドギャグの大きい混晶層が
得られている。これは光の照射によりＴＭＡの分解が促
進されＡＩの偏析係数が増大するためである。この方法
によって一回の成長で同一平面上に組成の異なる２種類
の層を成長することができる。
を照射することによりこの組成を変化す３ パ − ることかできることがわかっている。第４図はこの様子
を示したものである。ＡｆｆｉＧａＡｓバッファ層２を
成長したＧ ａ Ａ ｓ基板１上の一部分をマスク６で
遮蔽して上方より６Ｗ／ｃｒ／Ｌの光強度のエキシマレ
ーザ４を照射した状態でＴＭＡ（流量７．５ｃｃ／分）
、ＴＭＧ（流量３０ｃｃ／分）、ＡｓＨｓ（流量４００
ｃｃ／分）の反応ガス５を流しＡｆｉＧａＡｓバッファ
層２上にＡＪ！ＧａＡｓ層３を成長する（成長温度７２
０℃）。ここで光の照射された領域Ｉの組成比はＸ ＝
０．２８となり光の照射されていない領域■の組成比
（ｘ−０，２）に比べ大きい。すなわち領域■では■に
比べて約１００ｍｅＶ程バンドギャグの大きい混晶層が
得られている。これは光の照射によりＴＭＡの分解が促
進されＡＩの偏析係数が増大するためである。この方法
によって一回の成長で同一平面上に組成の異なる２種類
の層を成長することができる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、このような方法では集積回路のような複
雑なパターン形状の組成分布を有するエピタキシャル層
を形成するのはマスクの加工上難しく、さらにこの方法
では組成の種類も２つ以下で３種類以上のａ成分布を有
するパターンは形成できない。複雑なパターン及び組成
分布を有する光集積回路等においてはこのことは設計上
に大きな限定を与えることになる。
雑なパターン形状の組成分布を有するエピタキシャル層
を形成するのはマスクの加工上難しく、さらにこの方法
では組成の種類も２つ以下で３種類以上のａ成分布を有
するパターンは形成できない。複雑なパターン及び組成
分布を有する光集積回路等においてはこのことは設計上
に大きな限定を与えることになる。
問題点を解決するだめの手段
上述の問題点を克服すべく、本発明では少なくとも２種
類以上の透過率を有するマスクを介して成長面に光を照
射してＭＯＶＰＥ成長を行なうものである。
類以上の透過率を有するマスクを介して成長面に光を照
射してＭＯＶＰＥ成長を行なうものである。
作 用
上述の手段により、組成の異なる少なくとも２種類以上
の混晶エピタキシャル成長層をマスクツぐター／に応じ
て同一成長時に形成できるものである。
の混晶エピタキシャル成長層をマスクツぐター／に応じ
て同一成長時に形成できるものである。
実施例
以下本発明の第１の実施例をＡｕＧａＡｓ ／ ＧａＡ
ｓ系エピタキシャル成長の場合について述べる。第１図
は本発明による気相成長法を表わしたもので６ ′・−
・ ある。第３図と同じく１はＧ ａ Ａ ｓ基板、２はＡ
ｊ！ＧａＡｓバッファ層である。従来例と同じく反応ガ
スとしてＴＭＡ （流量７．５ｃｃ／分）、ＴＭＧ（流
量３０ａｃ１分）、ＡｓＨ３（４００ｃｃ／分）を流し
、反応系は７２０’Ｃに加熱しである。また基板１上面
からは８ Ｗ ／ ｃｒｒｔの出力のエキシマレーザが
照射されている。ここで本発明では基板１上に存在する
フォトマスク６は領域１，１１．１１１においてそれぞ
れ”１”２”３の異なった透過率を有するものを用いて
いる。レーザ光４はこのフォトマスク６を透過すること
により各領域１．ＩＩ、ＩＩの成長面においてそれぞれ
Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ３の光強度となり、透過率の選択によシ
各領域における成長面において任意の光強度を得ること
ができる。この状態で反応ガスを加熱状態で流すと、領
域１．ＩＩ、Ｉｌｌにおいてそれぞれ別個の組成すなわ
ち別個のノ（ンドギャップを有するＡ、９ＧａＡｓ層３
が得られる。
ｓ系エピタキシャル成長の場合について述べる。第１図
は本発明による気相成長法を表わしたもので６ ′・−
・ ある。第３図と同じく１はＧ ａ Ａ ｓ基板、２はＡ
ｊ！ＧａＡｓバッファ層である。従来例と同じく反応ガ
スとしてＴＭＡ （流量７．５ｃｃ／分）、ＴＭＧ（流
量３０ａｃ１分）、ＡｓＨ３（４００ｃｃ／分）を流し
、反応系は７２０’Ｃに加熱しである。また基板１上面
からは８ Ｗ ／ ｃｒｒｔの出力のエキシマレーザが
照射されている。ここで本発明では基板１上に存在する
フォトマスク６は領域１，１１．１１１においてそれぞ
れ”１”２”３の異なった透過率を有するものを用いて
いる。レーザ光４はこのフォトマスク６を透過すること
により各領域１．ＩＩ、ＩＩの成長面においてそれぞれ
Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ３の光強度となり、透過率の選択によシ
各領域における成長面において任意の光強度を得ること
ができる。この状態で反応ガスを加熱状態で流すと、領
域１．ＩＩ、Ｉｌｌにおいてそれぞれ別個の組成すなわ
ち別個のノ（ンドギャップを有するＡ、９ＧａＡｓ層３
が得られる。
エキシマレーザの入射）くワーをｓＷ／Ｃ４，！：Ｌ、
Ｔ１＝７５％、 Ｔ ２−ｓ ｏ％、Ｔ３＝２５％とし
た場合各領域における光強度はそれぞれＰｌ−６Ｗ／Ｃ
ｄ。
Ｔ１＝７５％、 Ｔ ２−ｓ ｏ％、Ｔ３＝２５％とし
た場合各領域における光強度はそれぞれＰｌ−６Ｗ／Ｃ
ｄ。
６へ一／゛
Ｐ ２＝ ４Ｗｌｃｒｌ 、 Ｐ ３＝ ２ Ｗ／ｃｒ
ｌ となる。第２図はこのときの光強度と成長したＡ
ｌＧａＡｓ層３のＡｌの組成比Ｘの関係を示している。
ｌ となる。第２図はこのときの光強度と成長したＡ
ｌＧａＡｓ層３のＡｌの組成比Ｘの関係を示している。
この図かられかるようにＡｎＧａＡｓ層３のＡｎの組成
比はそれぞれ０．２８ 、０．２５ 、０．３となり、
この範囲で組成を変化できることがわかる。このように
フォトマスクに複数の透過率を有するパターンを形成す
れば基板上の任意の箇所に任意の組成のＡｊ２ＧａＡｓ
層９を得ることができる。また各領域間の組成の遷啓領
域は数μｍ程度で光集積回路等の素子作製上特に問題に
ならない。
比はそれぞれ０．２８ 、０．２５ 、０．３となり、
この範囲で組成を変化できることがわかる。このように
フォトマスクに複数の透過率を有するパターンを形成す
れば基板上の任意の箇所に任意の組成のＡｊ２ＧａＡｓ
層９を得ることができる。また各領域間の組成の遷啓領
域は数μｍ程度で光集積回路等の素子作製上特に問題に
ならない。
マスク材料として溶融石英ガラスを用いればエキシマレ
ーザ光に対して吸収はほとんど無い。また透過率を変化
させるにはガラス上にメタル等の吸収物質の薄膜をパタ
ーンに応じて形成し、その厚みによ多制御することがで
きる。
ーザ光に対して吸収はほとんど無い。また透過率を変化
させるにはガラス上にメタル等の吸収物質の薄膜をパタ
ーンに応じて形成し、その厚みによ多制御することがで
きる。
一方、第３図は本発明の第２の実施例を示す。１この場
合も第１の実施例と同様であるが、フォトマスク６には
領域Ｉ（透過率Ｔ１）と領域■（透過率Ｔ２）から成る
複雑なパターン形状が配して７Ａ−／ ある。この場合も上方よりエキシマレーザ４を照射しな
がら反応性ガス５を流して気相成長を行なうとフォトマ
スク６のパターンに応じた組成分布を有するＡｆｌ、Ｇ
ａＡｓ層３を形成することができ、複雑な組成分布パタ
ーンも容易に作製できる。
合も第１の実施例と同様であるが、フォトマスク６には
領域Ｉ（透過率Ｔ１）と領域■（透過率Ｔ２）から成る
複雑なパターン形状が配して７Ａ−／ ある。この場合も上方よりエキシマレーザ４を照射しな
がら反応性ガス５を流して気相成長を行なうとフォトマ
スク６のパターンに応じた組成分布を有するＡｆｌ、Ｇ
ａＡｓ層３を形成することができ、複雑な組成分布パタ
ーンも容易に作製できる。
このような方法で作製されたエピタキシャル成長層を含
むエピタキシャル基板は半導体レーザと受光素子および
光導波路等を一体化した光集積回路や３波以上の多波長
レーザアレイ等に幅広く適用することができる。
むエピタキシャル基板は半導体レーザと受光素子および
光導波路等を一体化した光集積回路や３波以上の多波長
レーザアレイ等に幅広く適用することができる。
ところで本実施例においては、ＡｌＧａＡｓ ／ＧａＡ
ｓ系について述べたが、Ｉ ｎ ＧａＡｓ Ｐ ／ Ｉ
ｎ Ｐ系やＡｎ Ｇａ Ｉ ｎ Ｐ ／ＧａＡｓ系等
のような他の混晶系やハイドライドＶＰＥ等の他の気相
成長法にも適用できることは言うまでもない。
ｓ系について述べたが、Ｉ ｎ ＧａＡｓ Ｐ ／ Ｉ
ｎ Ｐ系やＡｎ Ｇａ Ｉ ｎ Ｐ ／ＧａＡｓ系等
のような他の混晶系やハイドライドＶＰＥ等の他の気相
成長法にも適用できることは言うまでもない。
また照射光源としてエキシマレーザを用いたが、反応性
ガスの分解を促進するものであればこれに限定されない
。
ガスの分解を促進するものであればこれに限定されない
。
発明の効果
以上、本発明の気相成長法は半導体基板もしくは半導体
基板上に形成されたエピタキシャル成長層上に、少なく
とも２種類以上の透過率を有するパターンを配したフォ
トマスクを通して、光を照射しながら反応性ガスを流し
混晶エピタキシャル成長を行なうことにより、同−成長
時にパターンに応じて２種類以上の組成分布パターンを
有するエピタキシャル層を得ることができ、かつ複雑な
組成分布パターンも容易に形成することができその実用
価値は大きい。
基板上に形成されたエピタキシャル成長層上に、少なく
とも２種類以上の透過率を有するパターンを配したフォ
トマスクを通して、光を照射しながら反応性ガスを流し
混晶エピタキシャル成長を行なうことにより、同−成長
時にパターンに応じて２種類以上の組成分布パターンを
有するエピタキシャル層を得ることができ、かつ複雑な
組成分布パターンも容易に形成することができその実用
価値は大きい。
第１図は本発明による気相成長法の概略斜視図、成長法
の概略斜視図である。 １−− Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２−− ＡｎＧａＡｓｎ
ＧａＡｓバラフッ・−・ＡｌＧａＡｓ 層、４・・・エ
キシマレーザ光、５・・・反応性ガス、６・・・・・フ
ォトマスク。
の概略斜視図である。 １−− Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２−− ＡｎＧａＡｓｎ
ＧａＡｓバラフッ・−・ＡｌＧａＡｓ 層、４・・・エ
キシマレーザ光、５・・・反応性ガス、６・・・・・フ
ォトマスク。
Claims (5)
- （１）半導体基板もしくは半導体基板上に形成されたエ
ピタキシャル成長層上に、少なくとも２種類以上の透過
率を有するパターンを配したフォトマスクを通して光を
照射しながら反応性ガスを流し混晶エピタキシャル成長
を行なうことを特徴とする気相成長方法。 - （２）反応性ガスとして有機金属を用いることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の気相成長方法。 - （３）照射光としてエキシマレーザを用いることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の気相成長方法。 - （４）フォトマスク材料として溶融石英ガラスを用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相成長
方法。 - （５）半導体基板がＧａＡｓ成長する混晶エピタキシャ
ル層がＡｌＧａＡｓであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033807A JPS63200524A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033807A JPS63200524A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200524A true JPS63200524A (ja) | 1988-08-18 |
Family
ID=12396750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62033807A Pending JPS63200524A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63200524A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0670221A3 (en) * | 1994-03-04 | 1997-01-08 | Canon Kk | Ink jet printhead and its manufacturing method, laser processing apparatus and device for ink jet recording. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5992523A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-28 | Nec Corp | 結晶成長法 |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP62033807A patent/JPS63200524A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5992523A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-28 | Nec Corp | 結晶成長法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0670221A3 (en) * | 1994-03-04 | 1997-01-08 | Canon Kk | Ink jet printhead and its manufacturing method, laser processing apparatus and device for ink jet recording. |
| US5940957A (en) * | 1994-03-04 | 1999-08-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser process for making a filter for an ink jet |
| USRE38710E1 (en) * | 1994-03-04 | 2005-03-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser process for making a filter for an ink jet |
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