JPH06104189A - Semiconductor substrate for selective growth of iii-v compound semiconductor thin-film and forming method for its substrate and thin film - Google Patents
Semiconductor substrate for selective growth of iii-v compound semiconductor thin-film and forming method for its substrate and thin filmInfo
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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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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film, a method for forming the same, and I
The present invention relates to a III-V compound semiconductor thin film forming method using a semiconductor substrate for selective growth of a II-V compound semiconductor thin film.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Conventionally, (i) a semiconductor substrate body and a semiconductor substrate body or a III-V group compound formed on or without a III-V group compound semiconductor thin film on the semiconductor substrate body. A III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate having a III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask having a window for exposing the semiconductor thin film to the outside is prepared, and III-
Utilizing the fact that a semiconductor thin film generally grows on a semiconductor substrate or a semiconductor thin film but hardly grows on a dielectric thin film or an oxide layer on a semiconductor substrate for selective growth of a group V compound semiconductor thin film, In the region of the semiconductor substrate body or the III-V compound semiconductor thin film facing the window of the mask for selectively growing the III-V compound semiconductor thin film, the III-V compound semiconductor thin film for element formation is selectively grown. And, in this case, (ii) the mask for selective growth of the III-V compound semiconductor thin film,
A dielectric thin film such as a silicon oxide thin film or a silicon nitride thin film is formed on the semiconductor substrate body or the III-V group compound semiconductor thin film by a sputtering method using a magnetron sputtering device or a plasma CVD device, or plasma CVD. Formed by a photolithography method, and then a window corresponding to the window of the mask for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film is formed in the dielectric thin film by a photolithography method to obtain the III-V group compound semiconductor. A III-V group compound semiconductor thin film forming method has been proposed in which the thin film selective growth mask is formed as a dielectric thin film.
【０００３】[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。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention III
In the case of the group V compound semiconductor thin film forming method, in the step of forming the mask for group III-V compound semiconductor thin film selective growth in the step of forming the semiconductor substrate for group III-V compound semiconductor thin film selective growth, it is formed on the semiconductor substrate body. III-
The method includes a step of forming a dielectric thin film that serves as a mask for selective growth of a group V compound semiconductor thin film, and in the step, a large-sized and complicated magnetron sputtering device, a plasma CVD device, or the like is used to form the dielectric thin film. Therefore, the semiconductor substrate for selective growth of III-V group compound semiconductor thin film cannot be easily prepared, and therefore, the III-V group compound semiconductor thin film for element formation cannot be easily formed. It had drawbacks.
【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。Further, in the case of the conventional III-V compound semiconductor thin film forming method described above, as described above, the III-V compound semiconductor thin film forming method is used.
In the step of forming the III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask in the step of forming the group III compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate, I is formed on the semiconductor substrate body.
The method includes a step of forming a dielectric thin film that serves as a mask for selective growth of II-V group compound semiconductor thin films. In the step, the dielectric thin film is sputtered by using a magnetron sputtering apparatus or a plasma CVD apparatus,
Since it is formed by the plasma CVD method, the surface of the semiconductor substrate body or the III-V group compound semiconductor thin film is damaged by ions, so that the III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate is formed on the semiconductor substrate. In the step of forming the group-V compound semiconductor thin film, there is a drawback that the element-forming group III-V compound semiconductor thin film cannot be formed as one having good crystallinity.
【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。Further, in the case of the conventional III-V group compound semiconductor thin film forming method described above, as described above,
In the step of forming the III-V compound semiconductor thin film selective growth mask in the step of forming the group V compound semiconductor thin film selective growth substrate, II is formed on the semiconductor substrate body.
The method includes a step of forming a dielectric thin film that serves as a mask for selective growth of a group IV compound semiconductor thin film.
Depending on the material, the dielectric thin film may be a semiconductor substrate body or III-
Since it is difficult to form a group V compound semiconductor thin film as one having a relatively strong adhesive force, after forming the dielectric thin film, the semiconductor substrate body or III is formed on the dielectric thin film.
A window for exposing the group V compound semiconductor thin film to the outside, III
In the step of forming the window of the mask for selective growth of the group V compound semiconductor thin film, it is difficult to form the window in a pattern with a clear contour. Therefore, for the selective growth of the group III-V compound semiconductor thin film I for device formation on a semiconductor substrate
In the step of forming a II-V group compound semiconductor thin film,
It has a drawback that it is difficult to form a III-V compound semiconductor thin film for device formation as a film with less rough side surfaces.
【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。Therefore, the present invention is a novel semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film, a method for forming the same, and a III-V group that do not have the above-mentioned drawbacks in forming a III-V group compound semiconductor thin film. It proposes a method for forming a compound semiconductor thin film.
【０００７】[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。A semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film according to the first aspect of the present invention is a III-V group compound used in the conventional method for forming a III-V group compound semiconductor thin film described above. Similar to the semiconductor substrate for selective growth of semiconductor thin film, the semiconductor substrate body and the semiconductor substrate body or the III-V group are formed on the semiconductor substrate body with or without the III-V compound semiconductor thin film interposed therebetween. And a mask for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film having a window for exposing the compound semiconductor thin film to the outside.
【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。However, the III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate according to the first invention of the present application is a III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate having such a structure. A compound semiconductor thin film selective growth mask is formed on the surface of a semiconductor substrate body or a III-V group compound semiconductor thin film.
An oxide layer made of an oxide of the material of the semiconductor substrate body or the III-V compound semiconductor thin film.
【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。A method for forming a semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film according to the second aspect of the present invention is (i)
A step of preparing a semiconductor substrate main body in advance, and (ii) the semiconductor substrate main body or the first III-V on the semiconductor substrate main body, with or without a first III-V compound semiconductor thin film. A step of forming a second group III-V compound semiconductor thin film having a window that exposes the group V compound semiconductor thin film to the outside, and (iii) thermal oxidation treatment to form the semiconductor substrate body or the first group III-V group. An oxide layer made of an oxide of the material of the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film is formed on the surface of the compound semiconductor thin film in a region facing the window.
A step of forming a group II-V compound semiconductor thin film selective growth mask; and (iv) the second group III-V compound semiconductor thin film, the semiconductor substrate body or the first I film.
Removing from the II-V group compound semiconductor thin film.
【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。A method for forming a III-V group compound semiconductor thin film according to the third aspect of the present invention is (i) III according to claim 2.
The semiconductor substrate body is formed by the method for forming a semiconductor substrate for selective growth of a group-V compound semiconductor thin film, and the semiconductor substrate body is formed on the semiconductor substrate body with or without the first group III-V compound semiconductor thin film. A III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate having a semiconductor substrate body or a III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask having a window for exposing the first III-V group compound semiconductor thin film to the outside. A step of preparing, and (ii) the semiconductor substrate main body or the first III-V on the semiconductor substrate for selective growth of III-V compound semiconductor thin film,
And a step of selectively growing a III-V compound semiconductor thin film for device formation in a region of the group compound semiconductor thin film facing the window of the mask for selectively growing the III-V compound semiconductor thin film.
【００１１】[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。According to the semiconductor substrate for selective growth of III-V group compound semiconductor thin film according to the first invention of the present application, II
Oxidation of the material for the semiconductor substrate body or the III-V compound semiconductor thin film formed on the surface of the semiconductor substrate body or the III-V compound semiconductor thin film by the mask for selective growth of the IV compound semiconductor thin film Because it is a physical layer,
The III-V compound semiconductor thin film selective growth mask is formed by the method for forming a III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate according to the second invention of the present application.
As will be described later, it can be easily formed without using a large and complicated magnetron sputtering device, a plasma CVD device, or the like. Therefore, III-V
A semiconductor substrate for selective growth of a group compound semiconductor thin film can be easily prepared.
【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。Further, III- according to the first invention of the present application
According to the semiconductor substrate for group V compound semiconductor thin film selective growth,
As described above, the mask for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film is formed on the surface of the semiconductor substrate body or the III-V group compound semiconductor thin film, and is made of the material of the semiconductor substrate body or the III-V group compound semiconductor thin film. Since the mask is an oxide layer made of an oxide, the mask for selective growth of III-V compound semiconductor thin film is formed by the method for forming a semiconductor substrate for selective growth of III-V compound semiconductor thin film according to the second invention of the present application. As will be described later, it can be formed without damaging the surface of the semiconductor substrate body or the III-V compound semiconductor thin film.
A semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film according to the thirteenth invention is used, and III- for element formation is formed on the semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film.
The group V compound semiconductor thin film can be easily formed as one having good crystallinity.
【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。Further, III according to the first invention of the present application
According to the -V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate, as described above, the III-V compound semiconductor thin film selective growth mask is formed on the surface of the semiconductor substrate body or the III-V compound semiconductor thin film. , The semiconductor substrate body or the oxide layer made of the oxide of the material of the III-V group compound semiconductor thin film, the III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask according to the second invention of the present application described above. By the method for forming a semiconductor substrate for selective growth of a group-V compound semiconductor thin film, it can be easily formed to have a window having a pattern with a clear contour, as will be described later. II according to the invention
Using a semiconductor substrate for selective growth of an IV compound semiconductor thin film, and forming a III-V compound semiconductor thin film for element formation on the semiconductor substrate for selective growth of a III-V compound semiconductor thin film with less rough side surfaces. As a result, it can be easily formed.
【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。Also, III- according to the second invention of the present application
According to the method for forming a semiconductor substrate for selective growth of a group V compound semiconductor thin film, in the step of forming a mask for selective growth of a group III-V compound semiconductor thin film, the mask for selective growth of a group III-V compound semiconductor thin film is used as a semiconductor substrate body. Or first
III-V compound semiconductor thin film is formed on the surface of the semiconductor substrate main body or an oxide layer of an oxide of the material of the first III-V compound semiconductor thin film by thermal oxidation treatment. To form a mask for selective growth of a group V compound semiconductor thin film, the conventional II described above is used.
III-V in Group IV compound semiconductor thin film forming method
It is not necessary to use a large and complicated magnetron sputtering apparatus or a plasma CVD apparatus as in the case of the semiconductor substrate forming method for selective growth of group III compound semiconductor thin film, and therefore, for selective growth of group III-V compound semiconductor thin film The semiconductor substrate can be easily prepared.
【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。Also, III- according to the second invention of the present application
According to the method for forming the semiconductor substrate for selective growth of the group V compound semiconductor thin film, as described above, in the step of forming the mask for selective growth of the group III-V compound semiconductor thin film, the III
A mask for selective growth of a group-V compound semiconductor thin film is formed on the surface of the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film by thermal oxidation treatment to the semiconductor substrate body or the first group.
In order to form a mask for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film, the conventional III-V compound semiconductor thin film is formed as an oxide layer made of an oxide of the III-V group compound semiconductor thin film. Formed by a sputtering method or a plasma CVD method using a magnetron sputtering apparatus or a plasma CVD apparatus, as in the case of the semiconductor substrate forming method for group III-V compound semiconductor thin film selective growth in the group compound semiconductor thin film forming method. Therefore, in the step of forming the mask for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film, the surface of the semiconductor substrate body or the III-V group compound semiconductor thin film is not likely to be damaged. Therefore, the III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate prepared by the method for forming a III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate according to the second invention of the present application is used.
The III-V compound semiconductor thin film for element formation can be easily formed on the semiconductor substrate for selective growth of the V group compound semiconductor thin film as one having good crystallinity.
【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。Furthermore, III according to the second invention of the present application
According to the method of forming a semiconductor substrate for selective growth of a group-V compound semiconductor thin film, in the step of forming the mask for selective growth of a group III-V compound semiconductor thin film, as described above, II
A mask for selective growth of an I-V group compound semiconductor thin film is formed on the surface of the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film by thermal oxidation treatment, and the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film is formed. III-V because it is formed as an oxide layer made of an oxide of the material
The window of the mask for selective growth of the group compound semiconductor thin film can be formed in a pattern having a clear contour. Therefore, the III-V prepared by the method for forming the semiconductor substrate for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film according to the second invention of the present application
A group III compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate is used, and an element forming group III-V compound semiconductor thin film is easily formed on the semiconductor substrate for group III-V compound semiconductor thin film selective growth, with less side surface roughness. Can be formed.
【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。Further, III according to the third invention of the present application
According to the method of forming a group V compound semiconductor thin film, in the step of forming a mask for group III-V compound semiconductor thin film selective growth in the step of forming a semiconductor substrate for group III-V compound semiconductor thin film selective growth, A mask for selective growth of a group V compound semiconductor thin film is formed on the surface of the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film by a thermal oxidation treatment, and the semiconductor substrate body or the first III-V group is formed.
The conventional III-V group compound semiconductor thin film described above is used to form a mask for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film, because the mask is formed as an oxide layer made of an oxide of a group III compound semiconductor thin film. Large, as in the forming method,
Complex magnetron sputtering equipment and plasma C
It is not necessary to use a VD device or the like, and therefore III-V
A semiconductor substrate for selective growth of group III compound semiconductor thin film can be easily prepared. Therefore, III-V for element formation is formed on the semiconductor substrate for selective growth of group III-V compound semiconductor thin film.
A Group V compound semiconductor thin film can be easily formed.
【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。Further, III- according to the third invention of the present application
According to the group V compound semiconductor thin film forming method, as described above, in the step of forming the mask for selective growth of the group III-V compound semiconductor thin film in the step of forming the semiconductor substrate for selective growth of the group III-V compound semiconductor thin film. , That I
A mask for selective growth of II-V group compound semiconductor thin film is formed on the surface of the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film by thermal oxidation treatment to the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film. Since it is formed as an oxide layer made of an oxide of the above material, as in the conventional III-V compound semiconductor thin film forming method described above,
It is not necessary to form the film by a sputtering method or a plasma CVD method using a magnetron sputtering apparatus or a plasma CVD apparatus. Therefore, in the step of forming the III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask, the semiconductor substrate body or III There is no possibility that the surface of the group-V compound semiconductor thin film will be damaged. Therefore, in the step of forming the element-forming group III-V compound semiconductor thin film, the element-forming group III-V compound semiconductor thin film is It can be easily formed with good crystallinity.
【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。Furthermore, III according to the third invention of the present application
According to the -V compound semiconductor thin film forming method, as described above, the step of forming the III-V compound semiconductor thin film selective growth mask in the step of forming the semiconductor substrate for III-V compound semiconductor thin film selective growth. In that I
A mask for selective growth of II-V group compound semiconductor thin film is formed on the surface of the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film by thermal oxidation treatment to the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film. III- because it is formed as an oxide layer made of an oxide of
The window of the mask for selective growth of the group V compound semiconductor thin film can be formed in a pattern with a clear contour. Therefore, in the step of forming the group III-V compound semiconductor thin film for device formation, the III for device formation is formed. The -V compound semiconductor thin film can be easily formed as a film having less side surface roughness.
【００２０】[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。EXAMPLE 1 First, with reference to FIG. 1, III according to the present invention
An example of a semiconductor substrate for selective growth of a group-V compound semiconductor thin film and an example of a method of forming the same, and an example of a method of forming a group III-V compound semiconductor thin film are described in the method of forming a group III-V compound semiconductor thin film according to the present invention. Let us give an example.
【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。In the III-V compound semiconductor thin film forming method according to the present invention shown in FIG.
A semiconductor substrate for forming a II-V group compound semiconductor thin film is prepared.
【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。The semiconductor substrate for forming the III-V compound semiconductor thin film is formed by the following sequential steps as an example.
【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）。That is, first, a semiconductor substrate body 1 made of InP having a main surface of (100) plane is prepared (FIG. 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）。On the semiconductor substrate body 1, In
III- consisting of P and having a thickness of eg 0.3 μm
The Group V compound semiconductor thin film 2 is formed by a known low pressure organometallic pyrolysis vapor deposition method (MOVPE method) (FIG. 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）。Next, the III-V group compound semiconductor thin film 3 made of InGaAs which is lattice-matched with InP of the III-V group compound semiconductor thin film 2 and having a thickness of, for example, 0.1 μm is used as a III-V group compound. Like the semiconductor thin film 2, it is formed by the known MOVPE method (FIG. 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）。Next, on the III-V compound semiconductor thin film 3, a mask layer 4 made of photoresist having a window 5 for exposing the III-V compound semiconductor thin film 3 to the outside is formed by a known photolithography. Formed by the method (FIG. 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）。Next, the III-V group compound semiconductor thin film is formed into a III-V group compound semiconductor thin film by an etching process using a sulfuric acid-based etchant with the mask layer 4 for the III-V group compound semiconductor thin film 3 as a mask. A stripe-shaped window 6 having a width of, for example, 4 μm is formed to expose 2 to the outside (FIG. 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）。Next, the mask layer 4 is removed from the III-V compound semiconductor thin film 3 by a method known per se (FIG. 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）。Next, the semiconductor substrate body 1 is placed in an oxygen atmosphere, which is an atmosphere of argon gas containing 1% of oxygen.
Is heated to a temperature of 500 ° C. for about 1 minute, and III-V is formed on the surface of the III-V compound semiconductor thin film 2 in a region facing the window 6 of the III-V compound semiconductor thin film 3. An InP oxide layer made of the material of the group compound semiconductor thin film 2 is formed as a mask 7 for selective growth of the group III-V compound semiconductor thin film (FIG. 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。In this case, on the surface of the III-V group compound semiconductor thin film 3, the inner surface of the window 6 and the outer surface of the III-V group compound semiconductor thin film 3, an InGaAs-based material made of the material of the III-V group compound semiconductor thin film 3 is used. The oxide layer 8 is formed so as to extend continuously with the mask 7 for selective growth of the III-V compound semiconductor thin film, and II of the semiconductor substrate body 1 is formed.
The material of the semiconductor substrate body 1 and the III-V compound semiconductor thin film 2 is also formed on the main surface and the side surface opposite to the IV compound semiconductor thin film 2 side and on the outer surface of the III-V compound semiconductor thin film 2. InP oxide layers 9 and 10 are formed so as to be connected to each other.
【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）。Next, the III-V compound semiconductor thin film 3
Is removed by using a sulfuric acid-based solution to remove I
The II-V compound semiconductor thin film 3 is removed from the III-V compound semiconductor thin film 2 together with the oxide layer 8 on the surface thereof, the inner surface of the window 6, and the outer surface thereof, and thus the semiconductor substrate body 1 and its A III-V having a window 11 formed on the semiconductor substrate body 1 via the III-V compound semiconductor thin film 2 and exposing the III-V compound semiconductor thin film 2 to the outside.
Group II compound semiconductor thin film selective growth mask 7 II
A semiconductor substrate 12 for selective growth of a IV compound semiconductor thin film is obtained (FIG. 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。As described above, the semiconductor substrate for selective growth of III-V group compound semiconductor thin films according to the present invention was prepared as an example.
【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）。Next, II prepared as described above
A semiconductor substrate 12 for selective growth of a group IV compound semiconductor thin film is used, and a semiconductor thin film is grown on the semiconductor substrate 12 for selective growth of a group III-V compound semiconductor thin film, in general, a semiconductor substrate or a semiconductor thin film. , By utilizing the fact that it hardly grows on the dielectric thin film or the oxide layer, II
Window 11 of mask 7 for selective growth of IV compound semiconductor thin film
In the region facing the above, the III-V compound semiconductor thin film 13 for element formation is formed by a known low pressure MOVPE method (FIG. 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。In this case, the element-forming III-V compound semiconductor thin film 13 is made of (i) InP and is, for example, 0.
III-V compound semiconductor layer 14 having a thickness of 5 μm
And (ii) InGaAs-based lattice-matched with the InP and having a thickness of, for example, 0.006 μm III
I group-V compound semiconductor layer 15 and lattice matching with InP
a semiconductor stack 17 in which the group III-V compound semiconductor layers 16 made of nAlAs and having a thickness of, for example, 0.006 μm are alternately formed, and (iii) InP and having a thickness of, for example, 0.5 μm. And a III-V compound semiconductor layer 18 having
The semiconductor laminated body 17 was formed as a waveguide III-V compound semiconductor thin film having a quantum well structure in which the III-V compound semiconductor layers 15 and 16 are a well layer and a barrier layer, respectively.
【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。The above is an example of the method for forming a III-V compound semiconductor thin film according to the present invention.
【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。According to the III-V compound semiconductor thin film forming method according to the present invention, the step of forming the semiconductor substrate 12 for III-V compound semiconductor thin film selective growth (FIG. 1).
A to FIG. 3H), in the step (FIG. 3G) of forming the mask 7 for selectively growing the III-V compound semiconductor thin film, the mask 7 for selectively growing the III-V compound semiconductor thin film is used as the III-V compound semiconductor. Since it is formed on the surface of the thin film 2 by thermal oxidation as an oxide layer made of an oxide of InP which is the material of the III-V compound semiconductor thin film 2, it is used for selective growth of the III-V compound semiconductor thin film. To form the mask 7, the conventional III described above is used.
It is not necessary to use a large-sized and complicated magnetron sputtering device or a plasma CVD device unlike the -V group compound semiconductor thin film forming method, and therefore, the III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12 is easily prepared. Therefore, on the III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12, the element forming III can be formed.
The -V compound semiconductor thin film 13 can be easily formed.
【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。II according to the present invention shown in FIGS.
According to the IV group compound semiconductor thin film forming method, as described above, in the step of forming the III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12 (FIGS. 1A to 3H),
In the step of forming the III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask 7 (FIG. 3G), the III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask 7 is heated on the surface of the III-V group compound semiconductor thin film 2. By oxidation treatment, III
Since it is formed as an oxide layer made of an oxide of InP which is a material of the -V group compound semiconductor thin film 2, a magnetron sputtering device or a magnetron sputtering device is used, as in the conventional III-V compound semiconductor thin film forming method described above. Plasma CV
It is not necessary to form the mask 7 by the sputtering method or the plasma CVD method using the D apparatus, and therefore, in the step (FIG. 3G) of forming the mask 7 for selectively growing the III-V compound semiconductor thin film, the III-V compound semiconductor is used. Thin film 2
Therefore, in the step of forming the element-forming III-V compound semiconductor thin film 13 (FIG. 3I), the element-forming III-V compound semiconductor thin film 13 is It can be easily formed with good crystallinity.
【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。Furthermore, I according to the present invention shown in FIGS.
According to the II-V group compound semiconductor thin film forming method, as described above, the III-V group compound semiconductor in the step (FIGS. 1A to 3H) of forming the semiconductor substrate 12 for III-V group compound semiconductor thin film selective growth. Thin film selective growth mask 7
In the step of forming (FIG. 3G), the III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask 7 is formed on the surface of the III-V group compound semiconductor thin film 2 by thermal oxidation treatment.
Since it is formed as an oxide layer made of an InP oxide made of the material of the II-V compound semiconductor thin film 2, I
Window 1 of mask 7 for selectively growing II-V compound semiconductor thin film
1 can be formed in a pattern having a clear contour, and therefore, in the step of forming the III-V group compound semiconductor thin film 13 for device formation (FIG. 3I), the II for device formation is formed.
The IV compound semiconductor thin film 13 can be easily formed as a film with less side surface roughness.
【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。In the embodiment of the III-V group compound semiconductor thin film forming method according to the present invention described above with reference to FIGS. 1 to 3, FIG. 3H is used to form the III-V group compound semiconductor thin film 12 for device formation. The III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12 shown in FIG.
The group 12 compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12 is the semiconductor substrate for group III-V compound semiconductor thin film selective growth according to the present invention. According to the group III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12, The mask 7 for selective growth of the group-V compound semiconductor thin film is an oxide layer formed on the surface of the group-III-V compound semiconductor thin film 2 and made of an oxide of InP which is a material of the group-III-V compound semiconductor thin film. Therefore, as described above in the III-V group compound semiconductor thin film forming method, the III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask 7 is used with a large and complicated magnetron sputtering apparatus, a plasma CVD apparatus, or the like. Can be easily formed without
Therefore, a semiconductor substrate for selective growth of III-V compound semiconductor thin film can be easily prepared.
【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。Further, III- according to the present invention shown in FIG. 3H
According to the semiconductor substrate 12 for selective growth of group V compound semiconductor thin film, as described above, the mask 7 for selective growth of group III-V compound semiconductor thin film includes the group III-V compound semiconductor thin film 2 for growth.
Since it is formed of an oxide layer of InP, which is a material of the III-V compound semiconductor thin film, formed on the surface of
The III-V compound semiconductor thin film selective growth mask 7
As described above in the III-V group compound semiconductor thin film forming method described above.
Can be formed without damaging the surface of
Therefore, using the semiconductor substrate 12 for selective growth of III-V compound semiconductor thin film according to the present invention shown in FIG. 3H, the semiconductor substrate 1 for selective growth of III-V compound semiconductor thin film is used.
And a III-V compound semiconductor thin film 13 for device formation on
Can be easily formed with good crystallinity.
【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。Furthermore, III according to the invention shown in FIG. 3H
According to the -V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12, as described above, the III-V compound semiconductor thin film selective growth mask 7 is formed on the surface of the III-V compound semiconductor thin film 2. Since the mask 7 for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film is formed of the oxide layer made of the oxide of InP which is the material of the III-V group compound semiconductor thin film 2, the III-V group compound semiconductor thin film formation described above is performed. As described above in the method, it can be easily formed to have the window 11 having a pattern with a clear contour, and therefore, for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film according to the present invention shown in FIG. 3H. Using the semiconductor substrate 12,
The III-V group compound semiconductor thin film for element formation can be easily formed on the semiconductor substrate 12 for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film with less roughened side surfaces.
【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。Further, in the embodiment of the method for forming the III-V group compound semiconductor thin film according to the present invention described above with reference to FIGS. 1 to 3, the III-V group compound semiconductor thin film for device formation shown in FIGS. 1A to 3H is shown. III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12 used to form 13 (FIG. 3H)
The method for forming a semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film for forming a semiconductor substrate for forming a group III-V compound semiconductor thin film is the method for forming a semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film according to the present invention. According to the III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate forming method, a III-V compound semiconductor
In the step (FIG. 3G) of forming the group V compound semiconductor thin film selective growth mask 7, the III-V compound semiconductor thin film selective growth mask 7 is thermally oxidized on the surface of the group III-V compound semiconductor thin film 2. To form an oxide layer of an oxide of the material of the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film.
In order to form the II-V compound semiconductor thin film selective growth mask 7, as described above in the III-V compound semiconductor thin film forming method, a large and complicated magnetron sputtering apparatus, a plasma CVD apparatus, or the like is used. Therefore, it is possible to easily prepare the semiconductor substrate 12 for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film.
【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。According to the method for forming a III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate according to the present invention shown in FIGS. 1A to 3H, as described above, the III-V compound semiconductor thin film selective growth mask 7 is used. Forming step (Fig. 3G)
In the above, the mask 7 for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film is formed on the surface of the III-V group compound semiconductor thin film 2 by thermal oxidation treatment to form an oxide of InP which is a material of the III-V group compound semiconductor thin film 2. In order to form the mask 7 for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film, it is formed as an oxide layer of
As described above in the group V compound semiconductor thin film forming method, a magnetron sputtering device or a plasma CV is used.
It is not necessary to form the film by the sputtering method or the plasma CVD method using the D device, and therefore, II
In the step (FIG. 3G) of forming the mask 7 for selective growth of the IV compound semiconductor thin film, the surface of the III-V compound semiconductor thin film 2 is not likely to be damaged. Therefore, using the III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12 prepared by the III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate forming method according to the present invention shown in FIGS. On the semiconductor substrate 12 for selective growth of a group-V compound semiconductor thin film, III for device formation
The -V compound semiconductor thin film 13 can be easily formed as one having good crystallinity.
【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。Further, according to the method for forming a III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate according to the present invention shown in FIGS. 1A to 3H, as described above, the III-V compound semiconductor thin film selective growth mask 7 is used. In the step of forming, the III-V compound semiconductor thin film selective growth mask 7 is a material for the III-V compound semiconductor thin film 2 on the surface of the III-V compound semiconductor thin film 2 by thermal oxidation treatment. The window 11 of the III-V compound semiconductor thin film selective growth mask 7 can be formed in a pattern with a clear contour because it is formed as an oxide layer made of InP oxide. Therefore, the III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12 prepared by the III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate forming method according to the present invention shown in FIGS. 1A to 3H is used.
II-V Group Compound Semiconductor Thin Film Selective Growth Semiconductor Substrate 12
And a III-V compound semiconductor thin film 13 for device formation thereon.
Can be easily formed with less roughness on the side surface.
【００４５】[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。Example 2 Next, referring to FIGS. 4 and 5, an example of a semiconductor substrate for selective growth of a III-V compound semiconductor thin film according to the present invention, an example of a method for forming the same, and a III-V compound semiconductor. Examples of thin-film formation methods will be described in the examples of their applied semiconductor laser fabrication methods.
【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。4 and 5, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals.
【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。In the method of manufacturing a semiconductor laser to which the present invention is applied shown in FIGS. 4 and 5, first, the method for forming a III-V group compound semiconductor thin film according to the present invention described above with reference to FIGS. 1A to 3H is described. And the same III
A semiconductor substrate 12 for selective growth of a group V compound semiconductor thin film is prepared (FIG. 4A). However, in the semiconductor substrate 12 for selective growth of III-V compound semiconductor thin film, the semiconductor substrate body 1 has an n-type, and the III-V compound semiconductor thin film selective growth described above with reference to FIG.
Since the step of forming the group V compound semiconductor thin film 2 is omitted, the group III-V compound semiconductor thin film 2 on the semiconductor substrate body 1 is not provided.
【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。Next, the same III-V compound semiconductor thin film 13 for element formation is formed on the III-V compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate 12 by the same steps as described above with reference to FIG. 1I. It is formed similarly (FIG. 4B). However,
The III-V group compound semiconductor thin film 13 for device formation is
(I) Non-doped InP buffer layer 21, (ii) Non-doped InGaAsP-based layer 22, and (iii) Non-doped InGaAs-based layer 23 and InAlAs-based layer 24 are alternately stacked in sequence. A semiconductor laminated body 25 having: and (iv) a non-doped GaAsP-based layer 26,
(V) It was formed as a semiconductor laminate with the p-type InP clad layer 27.
【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）。Next, from the top of the semiconductor substrate body 1, III-
The group V compound semiconductor thin film selective growth mask is removed using hydrofluoric acid (FIG. 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）。Next, on the semiconductor substrate 12 for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film, p is formed in the region where the mask 7 for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film is removed.
A semiconductor stack 33 of the type InP current blocking layer 30, the n-type InGaAsP-based etching stop layer 31, and the n-type InP current blocking layer 32 is formed (FIG. 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）。Next, the window 34 is formed in the n-type InP current blocking layer 32 of the semiconductor laminated body 33 by etching.
Is formed on the III-V compound semiconductor thin film 13 for device formation (FIG. 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）。Next, p-type InP is formed on the semiconductor laminate 33.
A semiconductor laminate 37 including the buried layer 35 and the p-type InGaAs-based electrode-attached layer 36 is formed (FIG. 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）。Next, an electrode layer 38 is formed on the semiconductor laminated body 37, and the semiconductor substrate body 1 is polished by a back wall to form an electrode layer 39 on the surface (FIG. 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。The above is the embodiment of the method for manufacturing the semiconductor laser to which the present invention is applied.
【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。According to the manufacturing method of such a semiconductor laser,
A semiconductor laser can be easily manufactured.
【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。Further, in the above-mentioned semiconductor laser manufacturing method,
Although the III-V group compound semiconductor thin film forming method according to the present invention is applied to form a III-V group compound semiconductor thin film for device formation, according to the III-V group compound semiconductor thin film forming method, 1 to 3 according to the invention described above in FIG.
It is clear that the same effect as the II-V compound semiconductor thin film forming method can be obtained.
【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。In the above description, only a few examples of the present invention are shown, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
【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。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in a sequential process showing a first embodiment of a group III-V compound semiconductor thin film forming method according to the present invention.
【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。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the group III-V compound semiconductor thin film forming method according to the present invention in sequential steps following the sequential steps shown in FIG.
【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。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the group III-V compound semiconductor thin film forming method according to the present invention in sequential steps following the sequential steps shown in FIG.
【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。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view in sequential steps showing a method for manufacturing a semiconductor laser to which a second embodiment of the III-V compound semiconductor thin film forming method according to the present invention is applied.
【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。FIG. 5 is a schematic diagram showing a method of manufacturing a semiconductor laser to which a second embodiment of the III-V compound semiconductor thin film forming method according to the present invention is applied, which is a schematic diagram in a sequential process subsequent to the sequential process shown in FIG. FIG.
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1 Semiconductor Substrate Body 2, 3 III-V Group Compound Semiconductor Thin Film 4 Mask Layer 5 Window 6 Window 7 III-V Group Compound Semiconductor Thin Film Selective Growth Mask 8, 9, 10 Oxide Layer 11 Window 12 III-V Group Compound Semiconductor Thin film selective growth semiconductor substrate 13 III-V group compound semiconductor thin film for device formation 14, 15, 16 III-V group compound semiconductor layer 17 Semiconductor laminated body 18 III-V group compound semiconductor layer
Claims (3)
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。1. A semiconductor substrate body and a semiconductor substrate body or the III-V group compound semiconductor thin film formed on the semiconductor substrate body with or without a III-V group compound semiconductor thin film interposed therebetween. A III-V group compound semiconductor thin film selective growth semiconductor substrate having a III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask having a facing window, wherein the III-V group compound semiconductor thin film selective growth mask is the semiconductor substrate III-V, which is an oxide layer formed of an oxide of the material of the semiconductor substrate body or the III-V compound semiconductor thin film, which is formed on the surface of the body or the III-V compound semiconductor thin film. Semiconductor substrate for selective growth of group compound semiconductor thin films.
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。2. A step of preparing a semiconductor substrate main body in advance, and the semiconductor substrate main body or the first semiconductor substrate main body or the first III-V compound semiconductor thin film on the semiconductor substrate main body or with or without the first III-V compound semiconductor thin film interposed therebetween. A step of forming a second group III-V compound semiconductor thin film having a window that exposes the group III-V compound semiconductor thin film to the outside, and a thermal oxidation treatment to form the semiconductor substrate body or the first group III-V compound. On the surface of the semiconductor thin film, in the region facing the window, the semiconductor substrate body or the first
Forming an oxide layer made of an oxide of the material of the III-V group compound semiconductor thin film as a mask for selective growth of the III-V group compound semiconductor thin film, and the second III-V group compound semiconductor thin film Removing from the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film.
Method for forming semiconductor substrate for selective growth of II-V group compound semiconductor thin film.
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。3. The semiconductor substrate body and the first II formed on the semiconductor substrate body by the method for forming a semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film according to claim 2.
III-V compound semiconductor thin film selection formed with or without an I-V compound semiconductor thin film and having a window for exposing the semiconductor substrate body or the first III-V compound semiconductor thin film to the outside A step of preparing a semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film having a growth mask; and the semiconductor substrate body or the first III on the semiconductor substrate for selective growth of a III-V group compound semiconductor thin film. −
A group III-V compound semiconductor thin film for selectively forming a III-V group compound semiconductor thin film for device formation in a region of the group V compound semiconductor thin film facing the window of the mask for selectively growing the group III-V compound semiconductor thin film. Forming method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27370392A JPH06104189A (en) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | Semiconductor substrate for selective growth of iii-v compound semiconductor thin-film and forming method for its substrate and thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27370392A JPH06104189A (en) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | Semiconductor substrate for selective growth of iii-v compound semiconductor thin-film and forming method for its substrate and thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104189A true JPH06104189A (en) | 1994-04-15 |
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ID=17531385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27370392A Pending JPH06104189A (en) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | Semiconductor substrate for selective growth of iii-v compound semiconductor thin-film and forming method for its substrate and thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104189A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5877071A (en) * | 1996-09-12 | 1999-03-02 | Motorola, Inc. | Masking methods during semiconductor device fabrication |
| JP2014502042A (en) * | 2010-11-11 | 2014-01-23 | ツルン ユリオピスト | Substrate processing method and substrate |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP27370392A patent/JPH06104189A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5877071A (en) * | 1996-09-12 | 1999-03-02 | Motorola, Inc. | Masking methods during semiconductor device fabrication |
| JP2014502042A (en) * | 2010-11-11 | 2014-01-23 | ツルン ユリオピスト | Substrate processing method and substrate |
| US9269763B2 (en) | 2010-11-11 | 2016-02-23 | Turun Yliopisto | Method for treating a substrate and a substrate |
| US9837486B2 (en) | 2010-11-11 | 2017-12-05 | Comptek Solutions Oy | Method for oxidizing a substrate surface using oxygen |
| US10256290B2 (en) | 2010-11-11 | 2019-04-09 | Comptek Solutions Oy | Method for oxidizing a substrate surface using oxygen |
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