JPS636834A - 選択エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
選択エピタキシヤル成長方法Info
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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】
〔概要〕
従来の選択エピタキシャル成長方法においては、選択用
マスク材上に成長した多結晶層が、単結晶上に成長した
単結晶層に浸透し、単結晶層領域を狭くする。これを防
止するため基板上に形成した凸部に単結晶層を成長し、
さらに、選択用マスク材を成長しようとする結晶層と同
分子の非晶ｔｉＪを用いて単結晶領域と多結晶領域の境
界の応力を低下させる。
マスク材上に成長した多結晶層が、単結晶上に成長した
単結晶層に浸透し、単結晶層領域を狭くする。これを防
止するため基板上に形成した凸部に単結晶層を成長し、
さらに、選択用マスク材を成長しようとする結晶層と同
分子の非晶ｔｉＪを用いて単結晶領域と多結晶領域の境
界の応力を低下させる。
本発明は選択エピタキシャル成長に関する。
半導体基板として、珪素（Ｓｉ）等■族半導体、ガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ）等のｍ−ｖ族化合物半導体等の単結
晶基板が用いられる。
ム砒素（ＧａＡｓ）等のｍ−ｖ族化合物半導体等の単結
晶基板が用いられる。
これらの基板は用途によりダメージフリー、半絶縁性、
高濃度等のものがある。
高濃度等のものがある。
また単結晶作成法としては引き上°げ（ＣＺ）法、フロ
ーティングゾーン（ＦＺ）法等があり、これらの手段で
インゴットが作成され、それをスライスし、研磨してウ
エバ状態の基板が得られる。
ーティングゾーン（ＦＺ）法等があり、これらの手段で
インゴットが作成され、それをスライスし、研磨してウ
エバ状態の基板が得られる。
半導体デバイスを作成するとき、基板のまま使用される
ことは少なく、基板上にさらにエピタキシャル成長させ
た単結晶層を使用する場合の方が多い。
ことは少なく、基板上にさらにエピタキシャル成長させ
た単結晶層を使用する場合の方が多い。
さらに、半導体デバイスの進展にともない、基板上に選
択エピタキシャル成長を行い、活性領域（素子形成領域
）には単結晶層、フィールド領域（素子分離領域）には
多結晶層を成長させる手法が用いられるようになった。
択エピタキシャル成長を行い、活性領域（素子形成領域
）には単結晶層、フィールド領域（素子分離領域）には
多結晶層を成長させる手法が用いられるようになった。
基板表面にエピタキシャル成長させる方法は、現在では
化合物半導体デバイスの作成に多く用いられている。
化合物半導体デバイスの作成に多く用いられている。
すなわち、液相エピタキシャル成長（ＬＰＥ）法を用い
る半導体レーザや受光素子のへテロエピタキシャル層や
、有機金属気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）法や分子線エピタ
キシャル成長（旧ε）法による高電子易動度素子（ＨＥ
ＭＴ）のへテロエピタキシャル層や、超格子素子等の多
層へテロエピタキシャル層の形成に多用されている。
る半導体レーザや受光素子のへテロエピタキシャル層や
、有機金属気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）法や分子線エピタ
キシャル成長（旧ε）法による高電子易動度素子（ＨＥ
ＭＴ）のへテロエピタキシャル層や、超格子素子等の多
層へテロエピタキシャル層の形成に多用されている。
第３図は従来の選択エピタキシャル成長を説明する断面
図である。
図である。
図において、１は単結晶基板で、この上に選択用マスク
として二酸化珪素（ＳｉＯｚ）層２を被着し、通常のり
ソグラフィを用いて、素子形成のための活性領域を開口
する。
として二酸化珪素（ＳｉＯｚ）層２を被着し、通常のり
ソグラフィを用いて、素子形成のための活性領域を開口
する。
開口部を覆って結晶層を成長すると露出した単結晶基板
１上には単結晶層３Ａが選択的にエピタキシャル成長し
、ＳｉＯ□層２上には多結晶層３Ｂが成長する。
１上には単結晶層３Ａが選択的にエピタキシャル成長し
、ＳｉＯ□層２上には多結晶層３Ｂが成長する。
この場合、単結晶層３Ａは開口部の底に露出された単結
晶上にのみ１方向に成長するのに対して、多結晶層３Ｂ
の成長方向は、ＳｉＯｚ層２の段差を覆って２７０°で
あるため開口部内に成長する単結晶層３Ａの領域内に多
結晶層３Ｂが浸透し、単結晶層３Ａの領域を狭くする。
晶上にのみ１方向に成長するのに対して、多結晶層３Ｂ
の成長方向は、ＳｉＯｚ層２の段差を覆って２７０°で
あるため開口部内に成長する単結晶層３Ａの領域内に多
結晶層３Ｂが浸透し、単結晶層３Ａの領域を狭くする。
多結晶層３Ｂの単結晶層３Ａに接する領域は不整合領域
となり、この領域が活性領域内に浸透することになる。
となり、この領域が活性領域内に浸透することになる。
また、多結晶層３Ｂは５ｉＯｚ上に成長するため、くす
んだ色となり、鏡面になり難い。
んだ色となり、鏡面になり難い。
このように、半導体デバイスの活性領域となる準結晶Ｉ
Ｊ３Ａに多結晶層３Ｂが浸透し、また不整合領域が活性
領域内にあるため、素子解析にも不明瞭なことが生じや
すい。
Ｊ３Ａに多結晶層３Ｂが浸透し、また不整合領域が活性
領域内にあるため、素子解析にも不明瞭なことが生じや
すい。
さらに、選択用マスクの素材に問題があり、ここで用い
た、容易に得られるが問題の多いＳｉｎ、層の場合につ
いて説明する。
た、容易に得られるが問題の多いＳｉｎ、層の場合につ
いて説明する。
一般に、成長分子が単結晶基板分子と同じならば整合し
て基板上に単結晶が成長し、非晶質、ないし多結晶のＳ
ｉＯ□上には多結晶が成長する。
て基板上に単結晶が成長し、非晶質、ないし多結晶のＳ
ｉＯ□上には多結晶が成長する。
この場合多結晶は任意の方向に成長し、大きなグレイン
となって成長してゆく。厚い層の成長の場合はこれらの
グレインは問題とならないが、エピタキシャル成長層が
数ｎｍ程度と薄い場合は、ＳｉＯｚ層上の多結晶層は素
子分離層としても不安定な層となる。
となって成長してゆく。厚い層の成長の場合はこれらの
グレインは問題とならないが、エピタキシャル成長層が
数ｎｍ程度と薄い場合は、ＳｉＯｚ層上の多結晶層は素
子分離層としても不安定な層となる。
さらに、マスク材と単結晶表面に飛来するエピタキシャ
ル成長分子は、異なった反応律則で成長するため、単結
晶領域と多結晶領域との界面には余分な応力を生じ、不
安定な成長層となる。
ル成長分子は、異なった反応律則で成長するため、単結
晶領域と多結晶領域との界面には余分な応力を生じ、不
安定な成長層となる。
従来の選択エピタキシャル成長においては、フィールド
領域の多結晶Ｎ３Ｂは、活性領域となる単結晶１３Ａの
領域内に浸透して単結晶層３Ａの領域を狭くし、界面は
不整合領域となり、余分な応力を生ずる。
領域の多結晶Ｎ３Ｂは、活性領域となる単結晶１３Ａの
領域内に浸透して単結晶層３Ａの領域を狭くし、界面は
不整合領域となり、余分な応力を生ずる。
上記問題点の解決は、単結晶基板上に凸部を形成する工
程と、該単結晶基板上の該凸部以外の領域に非晶質層を
被着する工程と、該単結晶基板上全面に結晶層を成長す
る工程とを含む本発明による選択エピタキシャル成長方
法によって達成される。
程と、該単結晶基板上の該凸部以外の領域に非晶質層を
被着する工程と、該単結晶基板上全面に結晶層を成長す
る工程とを含む本発明による選択エピタキシャル成長方
法によって達成される。
前記非晶質層が成長しようとする結晶層と同種分子の物
質よりなる場合は、−層安定な成長層が得られる。
質よりなる場合は、−層安定な成長層が得られる。
〔作用〕
マスク材を単結晶表面より低く被着することにより、多
結晶成長領域は矯正される方向にはたらき、従って単結
晶領域は多結晶の浸透を受は難くなる。
結晶成長領域は矯正される方向にはたらき、従って単結
晶領域は多結晶の浸透を受は難くなる。
さらに、マスク材を成長分子と同種分子を有する非晶質
で形成すれば、単結晶領域と多結晶領域は同じ反応律則
で成長するため、その界面に余分な応力を生じることな
く１．物理的に安定な成長層が得られる。
で形成すれば、単結晶領域と多結晶領域は同じ反応律則
で成長するため、その界面に余分な応力を生じることな
く１．物理的に安定な成長層が得られる。
第１図は本発明の選択エピタキシャル成長を説明する断
面図である。
面図である。
図において、１１は単結晶基板で半絶縁性ガリウム砒素
（ＳＩ−ＧａＡｓ）基板で、単結晶基板１１の表面の活
性領域に凸部１２を形成し、単結晶基板１１の表面の凸
部１２以外の領域に選択用マスクとして非晶質ＧａＡｓ
層１３Ｂを被着する。
（ＳＩ−ＧａＡｓ）基板で、単結晶基板１１の表面の活
性領域に凸部１２を形成し、単結晶基板１１の表面の凸
部１２以外の領域に選択用マスクとして非晶質ＧａＡｓ
層１３Ｂを被着する。
基板全面に結晶層としてＧａＡｓ層１４を成長すると露
出した単結晶基板１１上には単結晶層１４Ａが選択的に
エピタキシャル成長し、非晶質ＧａＡｓ層１３Ｂ上には
多結晶層１４Ｂが成長する。
出した単結晶基板１１上には単結晶層１４Ａが選択的に
エピタキシャル成長し、非晶質ＧａＡｓ層１３Ｂ上には
多結晶層１４Ｂが成長する。
この場合、単結晶層１４Ａは凸部１２上に露出された単
結晶上に成長するのに対して、多結晶層１４Ｂは凸部１
２により形成された段差の下に成長する。
結晶上に成長するのに対して、多結晶層１４Ｂは凸部１
２により形成された段差の下に成長する。
従って、単結晶層１４Ａの領域内に多結晶層１４Ｂが浸
透して単結晶層１４Ａの領域を狭くすることはない。
透して単結晶層１４Ａの領域を狭くすることはない。
多結晶層１４Ｂの単結晶層１４Ａに接する領域は不整合
領域となるが、本発明の場合では、この領域は活性領域
外に形成されることになる。
領域となるが、本発明の場合では、この領域は活性領域
外に形成されることになる。
また、マスク材を成長分子と同一分子を有する非晶質Ｇ
ａＡｓ層１３Ｂで形成するため、単結晶領域と多結晶領
域の界面に余分な応力を生じることなく、安定な成長層
が得られる。
ａＡｓ層１３Ｂで形成するため、単結晶領域と多結晶領
域の界面に余分な応力を生じることなく、安定な成長層
が得られる。
〔実施例）
第２図〔１〕〜（５）は本発明の選択エピタキシャル成
長の実施例を説明する断面図である。
長の実施例を説明する断面図である。
第２図〔１〕において、１１は単結晶基板で５Ｉ−Ｇａ
Ａｓ基板で、この上に通常のりソゲラフイエ程を用いて
活性領域にレジストパターンＩ５を形成する。
Ａｓ基板で、この上に通常のりソゲラフイエ程を用いて
活性領域にレジストパターンＩ５を形成する。
第２図〔２〕において、単結晶基板１１の活性領域以外
を１１００ｎ程度、すなわち成長しようとするエピタキ
シャル層と同程度の深さにをエツチングし、基板表面の
活性領域に凸部１２を形成する。
を１１００ｎ程度、すなわち成長しようとするエピタキ
シャル層と同程度の深さにをエツチングし、基板表面の
活性領域に凸部１２を形成する。
第２図（３）において、スパッタ、蒸着等により、成長
分子と同種の非晶質ＧａＡｓ層１３を基板全面に成長す
る。
分子と同種の非晶質ＧａＡｓ層１３を基板全面に成長す
る。
第２図（４）において、活性領域の非晶質ＧａＡｓ層１
３Ａをリフトオフし、フィールド領域に非晶質ＧａＡｓ
層１３Ｂを残し、エピタキシャル成長の選択用マスクと
する。
３Ａをリフトオフし、フィールド領域に非晶質ＧａＡｓ
層１３Ｂを残し、エピタキシャル成長の選択用マスクと
する。
第２図（５）において、基板全面に結晶層としてＧａＡ
ｓ層１４を成長する。
ｓ層１４を成長する。
そうすると、露出した単結晶基板１１上には単結晶層１
４Ａが選択的にエピタキシャル成長し、非晶質ＧａＡ３
層１３層上３Ｂ上結晶層１４Ｂが成長する。
４Ａが選択的にエピタキシャル成長し、非晶質ＧａＡ３
層１３層上３Ｂ上結晶層１４Ｂが成長する。
この場合、単結晶層１４Ａは凸部１２上に露出された単
結晶上に成長するのに対して、多結晶層１４Ｂは凸部１
２により形成された段差の下に成長する。
結晶上に成長するのに対して、多結晶層１４Ｂは凸部１
２により形成された段差の下に成長する。
従って、単結晶７ｉ！１４Ａ ０）？ｉｉ域内に多結晶
層１４［１が浸透して単結晶層１４Ａの領域を狭くする
ことはない。
層１４［１が浸透して単結晶層１４Ａの領域を狭くする
ことはない。
また、多結晶Ｎ １４Ｂは高抵抗層となって素子間分離
が可能となる。
が可能となる。
以上詳細に説明したように本発明による選択エピタキシ
ャル成長においては、フィールド領域の多結晶層は、活
性領域となる単結晶層領域内に浸透して単結晶層領域を
狭くすることなく、単結晶層領域との界面の不整合領域
は活性層の外側にでき、また界面には余分な応力を生じ
ない。
ャル成長においては、フィールド領域の多結晶層は、活
性領域となる単結晶層領域内に浸透して単結晶層領域を
狭くすることなく、単結晶層領域との界面の不整合領域
は活性層の外側にでき、また界面には余分な応力を生じ
ない。
従って、素子形成の微細化と、素子間分離に有効な成長
方法が得られる。
方法が得られる。
第１図は本発明の選択エピタキシャル成長を説明する断
面図、 第２図〔１〕〜（５）は本発明のぶ択エピタキシャル成
長の実施例を説明する断面図、 第３図は従来の選択エピタキシャル成長を説明する断面
図である。 図において、 １１は単結晶基板で５ｒ−ＧａＡｓ基板、１２は凸部、 １３Ｂは選択用マスクで非晶１ＧａＡｓ層、１４は成長
結晶層、 １４Ａは単結晶層、 １４Ｂは多結晶層、 １５はレジストパターン である。 飯塚幸三 特許出願人 工業技術院長■１藏カー４ｉｙ′手１ダ 不完ＢＡ Ｑ ｆＪ’ｆＪ艮悦明Ｂ断面図矛ｚ図
面図、 第２図〔１〕〜（５）は本発明のぶ択エピタキシャル成
長の実施例を説明する断面図、 第３図は従来の選択エピタキシャル成長を説明する断面
図である。 図において、 １１は単結晶基板で５ｒ−ＧａＡｓ基板、１２は凸部、 １３Ｂは選択用マスクで非晶１ＧａＡｓ層、１４は成長
結晶層、 １４Ａは単結晶層、 １４Ｂは多結晶層、 １５はレジストパターン である。 飯塚幸三 特許出願人 工業技術院長■１藏カー４ｉｙ′手１ダ 不完ＢＡ Ｑ ｆＪ’ｆＪ艮悦明Ｂ断面図矛ｚ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〔１〕単結晶基板（１１）上に凸部（１２）を形成する
工程と、 該単結晶基板（１１）上の該凸部（１２）以外の領域に
非晶質層（１３Ｂ）を被着する工程と、 該単結晶基板（１１）上全面に結晶層（１４）を成長す
る工程 とを含むことを特徴とする選択エピタキシャル成長方法
。 〔２〕前記非晶質層（１３Ｂ）が成長しようとする結晶
層（１４）と同種分子の物質よりなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の選択エピタキシャル成長方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14828386A JPS636834A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 選択エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14828386A JPS636834A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 選択エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS636834A true JPS636834A (ja) | 1988-01-12 |
| JPH0530296B2 JPH0530296B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=15449300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14828386A Granted JPS636834A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 選択エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS636834A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4980312A (en) * | 1989-02-27 | 1990-12-25 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device having a mesa structure |
| JP2011171639A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置、半導体ウェハ、半導体装置の製造方法及び半導体ウェハの製造方法 |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP14828386A patent/JPS636834A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4980312A (en) * | 1989-02-27 | 1990-12-25 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device having a mesa structure |
| JP2011171639A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置、半導体ウェハ、半導体装置の製造方法及び半導体ウェハの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0530296B2 (ja) | 1993-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |