JPH06124892A - ＧａＡｓ酸化膜のパターニング方法 - Google Patents
ＧａＡｓ酸化膜のパターニング方法Info
- Publication number
- JPH06124892A JPH06124892A JP25832292A JP25832292A JPH06124892A JP H06124892 A JPH06124892 A JP H06124892A JP 25832292 A JP25832292 A JP 25832292A JP 25832292 A JP25832292 A JP 25832292A JP H06124892 A JPH06124892 A JP H06124892A
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- Japan
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- oxide film
- temperature
- substrate
- gaas
- predetermined
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 昇温脱離法を用いたＧａＡｓ酸化膜のパター
ニングにおいて、酸素を残留させることなくＧａＡｓ酸
化膜を完全に除去できる方法を提供する。 【構成】 ＧａＡｓ基板上に酸化膜を形成し、所定の領
域にＧａを選択的に照射して付着させる。昇温脱離法を
用いて、Ｇａが付着した領域の酸化膜を除去する。昇温
脱離が終了すると、ただちに、基板の温度を所定温度に
して、所定時間その温度を保持する。
ニングにおいて、酸素を残留させることなくＧａＡｓ酸
化膜を完全に除去できる方法を提供する。 【構成】 ＧａＡｓ基板上に酸化膜を形成し、所定の領
域にＧａを選択的に照射して付着させる。昇温脱離法を
用いて、Ｇａが付着した領域の酸化膜を除去する。昇温
脱離が終了すると、ただちに、基板の温度を所定温度に
して、所定時間その温度を保持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体のエピタ
キシャル成長に関し、特にＧａＡｓ基板上に化合物半導
体を選択的に成長させるために利用されるＧａＡｓ酸化
膜のパターニング方法に関する。
キシャル成長に関し、特にＧａＡｓ基板上に化合物半導
体を選択的に成長させるために利用されるＧａＡｓ酸化
膜のパターニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＧａＡｓ基板の表面に形成され
た酸化膜や、Ｇａ基板の表面に形成された窒化膜は、昇
温脱離法を用いて除去できることが知られている。例え
ば、ＧａＡｓ基板上に形成された自然酸化膜は、６１０
℃〜６３０℃にまで昇温すると脱離する。
た酸化膜や、Ｇａ基板の表面に形成された窒化膜は、昇
温脱離法を用いて除去できることが知られている。例え
ば、ＧａＡｓ基板上に形成された自然酸化膜は、６１０
℃〜６３０℃にまで昇温すると脱離する。
【０００３】また、ＧａＡｓ酸化膜や、ＧａＮ膜に、Ｇ
ａを付着させると上記脱離特性は、昇温側にシフトす
る。即ち、Ｇａを付着させるとＧａを付着させないとき
に比べて低い温度で昇温脱離する。例えば、ＧａＡｓ基
板上に形成された自然酸化膜は、５４０℃以下の温度で
昇温脱離する。
ａを付着させると上記脱離特性は、昇温側にシフトす
る。即ち、Ｇａを付着させるとＧａを付着させないとき
に比べて低い温度で昇温脱離する。例えば、ＧａＡｓ基
板上に形成された自然酸化膜は、５４０℃以下の温度で
昇温脱離する。
【０００４】従来、ＧａＡｓ酸化膜をマスクとして利用
し、ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓを選択成長させる場合
は、上述の特性を利用して、ＧａＡｓ酸化膜の所定の領
域にＧａを付着させ、比較的低温で昇温脱離を行ってＧ
ａＡｓ酸化膜をパターニングし、ＧａＡｓ酸化膜が除去
された領域にのみＧａＡｓを選択成長させている。
し、ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓを選択成長させる場合
は、上述の特性を利用して、ＧａＡｓ酸化膜の所定の領
域にＧａを付着させ、比較的低温で昇温脱離を行ってＧ
ａＡｓ酸化膜をパターニングし、ＧａＡｓ酸化膜が除去
された領域にのみＧａＡｓを選択成長させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、比較的低温で昇温脱離を行っただけでは、酸化
膜が除去された界面に酸素が残留していることが多い。
従って、残留酸素が界面に存在する状態で、その後のエ
ピタキシャル成長が行われ、デバイスが作成された場
合、残留酸素が、そのデバイスの電気的特性及びその他
の特性に悪影響を与えるという問題点がある。
ように、比較的低温で昇温脱離を行っただけでは、酸化
膜が除去された界面に酸素が残留していることが多い。
従って、残留酸素が界面に存在する状態で、その後のエ
ピタキシャル成長が行われ、デバイスが作成された場
合、残留酸素が、そのデバイスの電気的特性及びその他
の特性に悪影響を与えるという問題点がある。
【０００６】本発明は、昇温脱離法を用いたＧａＡｓ酸
化膜のパターニングにおいて、酸素を残留させることな
くＧａＡｓ酸化膜を完全に除去できる方法を提供するこ
とを目的とする。
化膜のパターニングにおいて、酸素を残留させることな
くＧａＡｓ酸化膜を完全に除去できる方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＧａＡ
ｓ基板上に酸化膜を形成し、前記酸化膜上の所定の領域
にＧａを選択的に照射して付着させ、前記基板温度を時
間に比例して上昇させる昇温脱離法を用いて、前記所定
領域の酸化膜を除去するＧａＡｓ酸化膜のパターニング
方法において、前記基板の温度が予め定められた第１の
所定温度に達した後、前記基板の温度を予め定められた
第２の所定温度にして、該第２の所定温度を所定時間保
持するようにしたことを特徴とするＧａＡｓ酸化膜のパ
ターニング方法が得られる。
ｓ基板上に酸化膜を形成し、前記酸化膜上の所定の領域
にＧａを選択的に照射して付着させ、前記基板温度を時
間に比例して上昇させる昇温脱離法を用いて、前記所定
領域の酸化膜を除去するＧａＡｓ酸化膜のパターニング
方法において、前記基板の温度が予め定められた第１の
所定温度に達した後、前記基板の温度を予め定められた
第２の所定温度にして、該第２の所定温度を所定時間保
持するようにしたことを特徴とするＧａＡｓ酸化膜のパ
ターニング方法が得られる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。始めに、本実施例で使用される装置を図１を参照
して説明する。この装置は、成長室（チャンバー）１１
と、表面処理室（チャンバー）１２とを有している。成
長室１１と表面処理室１２とはゲートバルブ１３を介し
て接続されている。また、表面処理室１２にはゲートバ
ルブ１４を介して試料導入室１５が接続されている。そ
れぞれの室は独立して、真空排気することが可能で、予
め所定の真空度にまで排気されている。
する。始めに、本実施例で使用される装置を図１を参照
して説明する。この装置は、成長室（チャンバー）１１
と、表面処理室（チャンバー）１２とを有している。成
長室１１と表面処理室１２とはゲートバルブ１３を介し
て接続されている。また、表面処理室１２にはゲートバ
ルブ１４を介して試料導入室１５が接続されている。そ
れぞれの室は独立して、真空排気することが可能で、予
め所定の真空度にまで排気されている。
【０００９】成長室１１の内部には、ヒーター１６を備
えた基板ホルダー（図示せず）が設けられている。ま
た、成長室１１を規定する側壁には、基板ホルダーに向
かうように、Ｇａセル１７、Ａｓセル１８、ガスノズル
１９、四重極質量分析器２０、及びＲＨＥＥＤ（高速電
子線回折）電子銃２１が設けられている。また、成長室
１１の側壁には、ＲＨＥＥＤ電子銃２１に対向するよう
にＲＨＥＥＤスクリーン２２が設けられている。さら
に、先端に取り付けられたメタルマスク２３を移動させ
るためのマスク移動腕２４が設けられている。
えた基板ホルダー（図示せず）が設けられている。ま
た、成長室１１を規定する側壁には、基板ホルダーに向
かうように、Ｇａセル１７、Ａｓセル１８、ガスノズル
１９、四重極質量分析器２０、及びＲＨＥＥＤ（高速電
子線回折）電子銃２１が設けられている。また、成長室
１１の側壁には、ＲＨＥＥＤ電子銃２１に対向するよう
にＲＨＥＥＤスクリーン２２が設けられている。さら
に、先端に取り付けられたメタルマスク２３を移動させ
るためのマスク移動腕２４が設けられている。
【００１０】また、表面処理室１２の側壁にはハロゲン
ランプ２５及び酸素導入ノズル２６が設けられている。
ランプ２５及び酸素導入ノズル２６が設けられている。
【００１１】以下、本発明の一実施例を説明する。ま
ず、ＧａＡｓ（１００）基板２７を成長室１１に導入す
る。基板２７上には、自然酸化膜が形成されているの
で、ヒーター１６で基板温度を６１０℃〜６３０℃にし
て、自然酸化膜を除去する。次に、基板２７の温度を５
８０℃に下げ、ガスノズル１９からトリエチルガリウム
（ＴＥＧ）を、Ａｓセル１８からＡｓを、基板２７の表
面に同時に照射する。これにより基板２７上にはＧａＡ
ｓバッファ層が形成される。
ず、ＧａＡｓ（１００）基板２７を成長室１１に導入す
る。基板２７上には、自然酸化膜が形成されているの
で、ヒーター１６で基板温度を６１０℃〜６３０℃にし
て、自然酸化膜を除去する。次に、基板２７の温度を５
８０℃に下げ、ガスノズル１９からトリエチルガリウム
（ＴＥＧ）を、Ａｓセル１８からＡｓを、基板２７の表
面に同時に照射する。これにより基板２７上にはＧａＡ
ｓバッファ層が形成される。
【００１２】次に、基板温度を室温にまで下げ、基板２
７を表面処理室１２へ移動させる。そして、表面処理室
１２の内部圧力が１０Ｔｏｒｒになるまで酸素導入ノズ
ル２６より酸素を導入する。この状態で、基板２７上の
ＧａＡｓバッファ層表面にハロゲンランプ２５からの光
を１５分間照射して、酸化膜を形成する。
７を表面処理室１２へ移動させる。そして、表面処理室
１２の内部圧力が１０Ｔｏｒｒになるまで酸素導入ノズ
ル２６より酸素を導入する。この状態で、基板２７上の
ＧａＡｓバッファ層表面にハロゲンランプ２５からの光
を１５分間照射して、酸化膜を形成する。
【００１３】酸化膜形成後、再び、基板２７を成長室１
１へ移動する。マスク移動腕２４を用いて、メタルマス
ク２３を基板の表面に近接させる。Ｇａセル１７よりＧ
ａを照射して、酸化膜の所定領域表面にＧａを１５mono
layer 付着させる。この後、基板２７の温度を、６０℃
／min の昇温レートで５４０℃まで昇温させる。このと
き、ＧａＡｓ酸化膜の脱離は、四重極質量分析計２０で
観測することができる。なお、上記温度（５４０℃）
は、予備実験によって求めており、表面に１５monolaye
r のＧａが付着したＧａＡｓ酸化膜が、５４０℃以下の
温度ですべて昇温脱離することは、四重極質量分析計を
用いて確認されている。
１へ移動する。マスク移動腕２４を用いて、メタルマス
ク２３を基板の表面に近接させる。Ｇａセル１７よりＧ
ａを照射して、酸化膜の所定領域表面にＧａを１５mono
layer 付着させる。この後、基板２７の温度を、６０℃
／min の昇温レートで５４０℃まで昇温させる。このと
き、ＧａＡｓ酸化膜の脱離は、四重極質量分析計２０で
観測することができる。なお、上記温度（５４０℃）
は、予備実験によって求めており、表面に１５monolaye
r のＧａが付着したＧａＡｓ酸化膜が、５４０℃以下の
温度ですべて昇温脱離することは、四重極質量分析計を
用いて確認されている。
【００１４】基板温度が、５４０℃に達すると、直ちに
基板温度を５２０℃に下げる。そして、その温度を３０
分間保持する。この熱処理を行う前と後では、拘束電子
線回折（ＲＨＥＥＤ）パターンは、４×６パターンか
ら、２×４パターンへと変化する。すなわち、表面の状
態がより平らになり、酸素分子が脱離したものと考えら
れる。
基板温度を５２０℃に下げる。そして、その温度を３０
分間保持する。この熱処理を行う前と後では、拘束電子
線回折（ＲＨＥＥＤ）パターンは、４×６パターンか
ら、２×４パターンへと変化する。すなわち、表面の状
態がより平らになり、酸素分子が脱離したものと考えら
れる。
【００１５】熱処理終了後、基板２７の温度を５００℃
にして、ガスノズル１９よりトリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）を、ＡｓセルよりＡｓ4 を、同時に照射してＧａＡ
ｓをエピタキシャル成長させた。ＧａＡｓ層は、ＧａＡ
ｓ酸化膜上には成長しないので、この結晶成長によりＧ
ａＡｓ酸化膜が除去された領域のみに選択成長が行われ
る。
にして、ガスノズル１９よりトリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）を、ＡｓセルよりＡｓ4 を、同時に照射してＧａＡ
ｓをエピタキシャル成長させた。ＧａＡｓ層は、ＧａＡ
ｓ酸化膜上には成長しないので、この結晶成長によりＧ
ａＡｓ酸化膜が除去された領域のみに選択成長が行われ
る。
【００１６】このようにして得られた試料の、深さ方向
の残留酸素濃度を２次イオン分析器（ＳＩＭＳ）で測定
した。その結果を図２に示す。図２では、縦軸に酸素濃
度、横軸にエッチング時間を取っている。図２に示すよ
うに、界面における酸素濃度は、ＧａＡｓ基板の濃度と
変わらず、分析感度以下となっている。すなわち、残留
酸素は存在しないと考えて良い。
の残留酸素濃度を２次イオン分析器（ＳＩＭＳ）で測定
した。その結果を図２に示す。図２では、縦軸に酸素濃
度、横軸にエッチング時間を取っている。図２に示すよ
うに、界面における酸素濃度は、ＧａＡｓ基板の濃度と
変わらず、分析感度以下となっている。すなわち、残留
酸素は存在しないと考えて良い。
【００１７】なお、上記実施例では、昇温脱離を行った
後、５２０℃で３０分間、熱処理を行ったが、これに限
られるものではなく、４００℃〜６００℃で、１０分か
ら３時間程度行えば良い。もちろん、高い温度では短い
時間、低い温度では長い時間という具合に、温度と時間
は適宜組み合わされなければならない。
後、５２０℃で３０分間、熱処理を行ったが、これに限
られるものではなく、４００℃〜６００℃で、１０分か
ら３時間程度行えば良い。もちろん、高い温度では短い
時間、低い温度では長い時間という具合に、温度と時間
は適宜組み合わされなければならない。
【００１８】また、上記熱処理を行う際に、ラジカル化
した水素をマスク開口部（ＧａＡｓ酸化膜除去部）に付
着させて行うようにしても良い。
した水素をマスク開口部（ＧａＡｓ酸化膜除去部）に付
着させて行うようにしても良い。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、昇温脱離を行った後、
引き続いて、所定温度で所定時間、熱処理を加えるよう
にしたことで、酸化膜除去後の残留酸素を取り除くこと
ができる。よって、その後のエピタキシャル成長層に悪
影響を与えることがなく、デバイスの特性を向上させる
ことができる。
引き続いて、所定温度で所定時間、熱処理を加えるよう
にしたことで、酸化膜除去後の残留酸素を取り除くこと
ができる。よって、その後のエピタキシャル成長層に悪
影響を与えることがなく、デバイスの特性を向上させる
ことができる。
【図１】本発明の一実施例に使用される装置の概略図で
ある。
ある。
【図２】本発明の一実施例によって作成された試料の残
留酸素特性を表わすグラフである。
留酸素特性を表わすグラフである。
１１ 成長室（チャンバー） １２ 表面処理室（チャンバー） １３ ゲートバルブ １４ ゲートバルブ １５ 試料導入室 １６ ヒーター １７ Ｇａセル １８ Ａｓセル １９ ガスノズル ２０ 四重極質量分析器 ２１ ＲＨＥＥＤ（高速電子線回折）電子銃 ２２ ＲＨＥＥＤスクリーン ２３ メタルマスク ２４ マスク移動腕 ２５ ハロゲンランプ ２６ 酸素導入ノズル ２７ 基板
Claims (1)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板上に酸化膜を形成し、前記
酸化膜上の所定の領域にＧａを選択的に照射して付着さ
せ、前記基板温度を時間に比例して上昇させる昇温脱離
法を用いて、前記所定領域の酸化膜を除去するＧａＡｓ
酸化膜のパターニング方法において、前記基板の温度が
予め定められた第１の所定温度に達した後、前記基板の
温度を予め定められた第２の所定温度にして、該第２の
所定温度を所定時間保持するようにしたことを特徴とす
るＧａＡｓ酸化膜のパターニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25832292A JPH06124892A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | ＧａＡｓ酸化膜のパターニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25832292A JPH06124892A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | ＧａＡｓ酸化膜のパターニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124892A true JPH06124892A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17318639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25832292A Withdrawn JPH06124892A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | ＧａＡｓ酸化膜のパターニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06124892A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758143A1 (en) * | 1995-08-07 | 1997-02-12 | Motorola, Inc. | Improved masking method during semiconductor device fabrication |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP25832292A patent/JPH06124892A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758143A1 (en) * | 1995-08-07 | 1997-02-12 | Motorola, Inc. | Improved masking method during semiconductor device fabrication |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |