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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- JP
- Japan
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- oxide film
- temperature
- substrate
- gaas
- predetermined
- Prior art date
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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 |