JPH02228025A - 熱分解法による選択成長方法 - Google Patents
熱分解法による選択成長方法Info
- Publication number
- JPH02228025A JPH02228025A JP4885289A JP4885289A JPH02228025A JP H02228025 A JPH02228025 A JP H02228025A JP 4885289 A JP4885289 A JP 4885289A JP 4885289 A JP4885289 A JP 4885289A JP H02228025 A JPH02228025 A JP H02228025A
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- Japan
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- opening
- mask
- selective growing
- selective
- equal
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、基板上に化合
物半導体を選択的に結晶成長する方法に関する。
物半導体を選択的に結晶成長する方法に関する。
従来、有機金属を熱分解して例えばＧａＡｓ（砒化ガリ
ウム）基板に選択的にＧａＡｓ層等の結晶成長する方法
として以下のような方法が行なわれている。
ウム）基板に選択的にＧａＡｓ層等の結晶成長する方法
として以下のような方法が行なわれている。
ＧａＡｓ基板６の上に第３図（ａ）のように、ＣＶＤ法
により厚さ０．２ ｐ ｍの５ｉｎ２（酸化ケイ素）膜
７を被着した後、第３図（ｂ）のように通常のフォトリ
ソグラフィーによりｓ ＧａＡｓ選択成長層を所望する
部分に開口部８を形成する。その後キャリアガスとして
水素（Ｈ２）、原料ガスとしてトリメチルガリウム（（
ＣＨｓ）ｓＧａ）、アルシン（ＡｓＨｘ）、ドーパント
ガスとしてジシラン（ＳｉｚＨｓ）を用いて、有機金属
の熱分解法により成長温度６００℃、成長圧力１００Ｔ
ｏｒｒでエピタキシャル成長を行なうと、第３図（ｃ）
のように開口部８０基板上のみにＧ ａ Ａ ｓの選択
成長層９が形成される。
により厚さ０．２ ｐ ｍの５ｉｎ２（酸化ケイ素）膜
７を被着した後、第３図（ｂ）のように通常のフォトリ
ソグラフィーによりｓ ＧａＡｓ選択成長層を所望する
部分に開口部８を形成する。その後キャリアガスとして
水素（Ｈ２）、原料ガスとしてトリメチルガリウム（（
ＣＨｓ）ｓＧａ）、アルシン（ＡｓＨｘ）、ドーパント
ガスとしてジシラン（ＳｉｚＨｓ）を用いて、有機金属
の熱分解法により成長温度６００℃、成長圧力１００Ｔ
ｏｒｒでエピタキシャル成長を行なうと、第３図（ｃ）
のように開口部８０基板上のみにＧ ａ Ａ ｓの選択
成長層９が形成される。
上述した従来の選択成長方法は、開口部分が均−に分布
している場合には、各開口部のＧａＡｓ層厚は均一とな
る。しかし、例えば第４図（ａ）のように開口部の分布
に粗密がある場合に選択成長を行なうと、第４図（ｂ）
は第４図（ａ）のＡ−Ａ’の断面であるが、粗な部分は
周囲で原料ガスが消費されないので厚くなり、逆に密な
部分は薄くなるという膜厚分布が生じる。図中、第３図
と同じ番号のものは同一構成物である。又、第５図（ａ
）のように開口面積に違いがある場合には、第５図（ｂ
）に示したように開口面積小の部分では厚く、開口面積
大の部分では薄くなるという分布が生じる。そして、開
口部の配置によって異なるが、例えばＩＣの能動層のよ
うに開口部の粗密の差、面積の差が大きい場合には、膜
厚の最大値と最小値が４倍以上異なるという欠点があっ
た。そのためＩＣ等には選択成長を適用できないという
欠点があった。
している場合には、各開口部のＧａＡｓ層厚は均一とな
る。しかし、例えば第４図（ａ）のように開口部の分布
に粗密がある場合に選択成長を行なうと、第４図（ｂ）
は第４図（ａ）のＡ−Ａ’の断面であるが、粗な部分は
周囲で原料ガスが消費されないので厚くなり、逆に密な
部分は薄くなるという膜厚分布が生じる。図中、第３図
と同じ番号のものは同一構成物である。又、第５図（ａ
）のように開口面積に違いがある場合には、第５図（ｂ
）に示したように開口面積小の部分では厚く、開口面積
大の部分では薄くなるという分布が生じる。そして、開
口部の配置によって異なるが、例えばＩＣの能動層のよ
うに開口部の粗密の差、面積の差が大きい場合には、膜
厚の最大値と最小値が４倍以上異なるという欠点があっ
た。そのためＩＣ等には選択成長を適用できないという
欠点があった。
本発明によれば、マスクパターンにダミーの開口部を配
ｌｌして、マスクパターンを縦横２００μｍ以下の間隔
で等分割したときの各領域の開口総面積が等しくなるよ
うにして、 １００Ｔｏｒｒ以下の圧力で熱分解による
結晶の気相成長を行う選択成長方法を得る。
ｌｌして、マスクパターンを縦横２００μｍ以下の間隔
で等分割したときの各領域の開口総面積が等しくなるよ
うにして、 １００Ｔｏｒｒ以下の圧力で熱分解による
結晶の気相成長を行う選択成長方法を得る。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）は、本発明の実施例のマスク図面の一部で
ある。Ｇ ａ Ａ ｓ選択成長層を所望する選択成長開
口部１の他にダミーパターン２を配置して、開口部分の
割合が等しくなるようにしである。ここで、どの程度の
範囲で開口部分の割合を計算するかが問題となるが、発
明者は第２図（ａ）のようなテストパターンを用いて実
験を行なった。テストパターンには、２００μｍＸ５０
０μｍの広い開口部Ａ４と、ＡとＸμｍ離れて配置しで
ある１０μｍＸ５０μｍの狭い開口部Ｂ５が含まれてお
り、間隔Ｘを５μｍから５００μｄ迄の各種の値のもの
が互いに十分部れて同一マスク上に配置しである。そし
てこのマスクを用いて上述したようなリソグラフィー法
によりＳｉｎ、膜を開口したのち選択成長を行なった。
ある。Ｇ ａ Ａ ｓ選択成長層を所望する選択成長開
口部１の他にダミーパターン２を配置して、開口部分の
割合が等しくなるようにしである。ここで、どの程度の
範囲で開口部分の割合を計算するかが問題となるが、発
明者は第２図（ａ）のようなテストパターンを用いて実
験を行なった。テストパターンには、２００μｍＸ５０
０μｍの広い開口部Ａ４と、ＡとＸμｍ離れて配置しで
ある１０μｍＸ５０μｍの狭い開口部Ｂ５が含まれてお
り、間隔Ｘを５μｍから５００μｄ迄の各種の値のもの
が互いに十分部れて同一マスク上に配置しである。そし
てこのマスクを用いて上述したようなリソグラフィー法
によりＳｉｎ、膜を開口したのち選択成長を行なった。
第２図（ｂ）は、開口部Ｂ５の膜厚を間隔Ｘに対してプ
ロットしたもので、間隔Ｘに対して単調に膜厚が厚くな
っている。
ロットしたもので、間隔Ｘに対して単調に膜厚が厚くな
っている。
これは、開口部周辺より供給される原料ガスの増加で説
明できる。ここで、開口部Ａでの膜厚が０．４８μｍで
あったので開口部Ｂでの膜厚を開口部Ａでの膜厚の１５
％以内に等しくするためには、間隔Ｘを２００μｍ以下
にすればよいことが第２図（ｂ）よりわかる。
明できる。ここで、開口部Ａでの膜厚が０．４８μｍで
あったので開口部Ｂでの膜厚を開口部Ａでの膜厚の１５
％以内に等しくするためには、間隔Ｘを２００μｍ以下
にすればよいことが第２図（ｂ）よりわかる。
従って、２００μｍ以下の間隔で選択成長マスクを等分
割して各領域の開口面積が等しくなるようにダミーパタ
ーンを配置すれば、開口部の面積の大小及び粗密に伴な
う膜厚の分布を１５％以内にできることが、第２図（ｂ
）より容易に推定できる。
割して各領域の開口面積が等しくなるようにダミーパタ
ーンを配置すれば、開口部の面積の大小及び粗密に伴な
う膜厚の分布を１５％以内にできることが、第２図（ｂ
）より容易に推定できる。
第１図（ａ）のマスクは、２００μｍ間隔で等しい大き
さの領域に等分割したときに各領域の開口部の総面積が
等しくなるようにダミーパターンを配置しである。図中
で破線で示したのは領域境界線３であり各領域での開口
面積の総和は、１０，０００μＭにしである。尚、領域
境界線３は仮想的なもので、マスクには描かれていない
。
さの領域に等分割したときに各領域の開口部の総面積が
等しくなるようにダミーパターンを配置しである。図中
で破線で示したのは領域境界線３であり各領域での開口
面積の総和は、１０，０００μＭにしである。尚、領域
境界線３は仮想的なもので、マスクには描かれていない
。
第１図（ｂ）は、ＧａＡｓ基板に厚さ２０００人の５ｉ
Ｏｚ膜を被着したのち、第１図（ａ）のマスクを用いて
、５ｉｎ２膜を開口し、従来例で述べたのと同じ成長条
件で選択成長したときの膜厚測定の結果である。ＧａＡ
ｓ選択成長層を所望する部分（ダミーパターン部を除く
）の面積に対して膜厚をプロットしているが、開口面積
が５０μがから６，０００μｄと種々の大きさの成長部
分があるのにもかかわらず、膜厚の分布は平均値に対し
て４％以下と非常に均一であった。
Ｏｚ膜を被着したのち、第１図（ａ）のマスクを用いて
、５ｉｎ２膜を開口し、従来例で述べたのと同じ成長条
件で選択成長したときの膜厚測定の結果である。ＧａＡ
ｓ選択成長層を所望する部分（ダミーパターン部を除く
）の面積に対して膜厚をプロットしているが、開口面積
が５０μがから６，０００μｄと種々の大きさの成長部
分があるのにもかかわらず、膜厚の分布は平均値に対し
て４％以下と非常に均一であった。
第１図（ｂ）のバラツキが第２図（ｂ）の結果から推定
される１５％よりも小さくなったのは、第２図（ａ）の
マスクでは１次元的な間隔のみを考慮しているのに対し
て、第１図（ａ）のマスクでは２次元的に成長面積の割
合が等しくなるように考慮したためと考えられる。
される１５％よりも小さくなったのは、第２図（ａ）の
マスクでは１次元的な間隔のみを考慮しているのに対し
て、第１図（ａ）のマスクでは２次元的に成長面積の割
合が等しくなるように考慮したためと考えられる。
尚、本実施例では２００μｍの等間隔に各領域を分けて
いるが、間隔を例えば１００μｍと短かくすると膜厚分
布は平均値の２％とより均一性が向上した。
いるが、間隔を例えば１００μｍと短かくすると膜厚分
布は平均値の２％とより均一性が向上した。
本実施例ではＳ ｉ Ｏを膜を選択マスク材として用い
ているが、窒化ケイ素膜（ＳｉＮｘ膜）などの他の絶縁
膜やＷＳｉｘ膜等の高融点金属を用いることも可能であ
る。また、５ｉＯ１膜とＷＳｆｘの組み合わせといった
複数のマスク材を用いても選択成長が可能である。但し
、ＷＳｉｘ膜に関しては、領域の間隔を２００μｍを超
えて長くすると、ＷＳｉｘ膜上に多結晶のＧａＡｓが析
出しやすくなり、間隔を２００μｍ以下にすることが必
要であることが実験により判明した。
ているが、窒化ケイ素膜（ＳｉＮｘ膜）などの他の絶縁
膜やＷＳｉｘ膜等の高融点金属を用いることも可能であ
る。また、５ｉＯ１膜とＷＳｆｘの組み合わせといった
複数のマスク材を用いても選択成長が可能である。但し
、ＷＳｉｘ膜に関しては、領域の間隔を２００μｍを超
えて長くすると、ＷＳｉｘ膜上に多結晶のＧａＡｓが析
出しやすくなり、間隔を２００μｍ以下にすることが必
要であることが実験により判明した。
以上説明したように、本発明は、２００μｍ以下の間隔
で等分割して、各領域の開口部総面積が等しくなるよう
にダミーパターンを配置して、１００Ｔｏｒｒ以下の圧
力で選択成長を行なうことにより、選択成長層の膜厚の
均一性を格段に向上できる効果がある。従って、本発明
によれば粗密の程度が大きく異なるＬＳＩ、ＩＣにも選
択成長を適用できるという効果がある。
で等分割して、各領域の開口部総面積が等しくなるよう
にダミーパターンを配置して、１００Ｔｏｒｒ以下の圧
力で選択成長を行なうことにより、選択成長層の膜厚の
均一性を格段に向上できる効果がある。従って、本発明
によれば粗密の程度が大きく異なるＬＳＩ、ＩＣにも選
択成長を適用できるという効果がある。
第１図（ａ）は本発明の一実施例に用いるマスクの一部
分を示す平面図、第１図（ｂ）は、本発明の一実施例で
の膜厚分布を示すグラフ、第２図（ａ）はテストパター
ンのマスク図の一部を示す平面図、第２図（ｂ）はテス
トパターンでの膜厚分布を示すグラフ、第３図（ａ）〜
（ｃ）は従来の選択成長方法での各工程での縦断面図、
第４図（ａ）、 （ｂ）および第５図（ａ）、 （ｂ）
はそれぞれ従来の選択成長方法でのマスクの一部を示す
平面図およびその成長後の縦断面図である。 ■・・・・・・選択成長開口部、２・・・・・・ダミー
パターン、３・・・・・・領域境界線、４・・・・・・
開口部Ａ、５・・・・・・開口部Ｂ、６・・・・・・Ｇ
ａ Ａ ｓ基板、７・・・・・・５ｉｎｓ膜、８・・
・・・・開口部、１０・・・・・・ＧａＡｇ選択成長層
。 代理人 弁理士 内 原 晋 −一鎗鵠二一 名７ 図 （α） 第 ２ 図（ｃＬ） 第 １ 図 （ｂ） 間隔× （刈 磨２図＜ｂ） 第３ 図 ＜ｂ） 第 図（Ｃ） ロロロロ ％４図 （α２ 第４図 （ｂ） 第 図 （（Ｌ） 第 図（ｂ）
分を示す平面図、第１図（ｂ）は、本発明の一実施例で
の膜厚分布を示すグラフ、第２図（ａ）はテストパター
ンのマスク図の一部を示す平面図、第２図（ｂ）はテス
トパターンでの膜厚分布を示すグラフ、第３図（ａ）〜
（ｃ）は従来の選択成長方法での各工程での縦断面図、
第４図（ａ）、 （ｂ）および第５図（ａ）、 （ｂ）
はそれぞれ従来の選択成長方法でのマスクの一部を示す
平面図およびその成長後の縦断面図である。 ■・・・・・・選択成長開口部、２・・・・・・ダミー
パターン、３・・・・・・領域境界線、４・・・・・・
開口部Ａ、５・・・・・・開口部Ｂ、６・・・・・・Ｇ
ａ Ａ ｓ基板、７・・・・・・５ｉｎｓ膜、８・・
・・・・開口部、１０・・・・・・ＧａＡｇ選択成長層
。 代理人 弁理士 内 原 晋 −一鎗鵠二一 名７ 図 （α） 第 ２ 図（ｃＬ） 第 １ 図 （ｂ） 間隔× （刈 磨２図＜ｂ） 第３ 図 ＜ｂ） 第 図（Ｃ） ロロロロ ％４図 （α２ 第４図 （ｂ） 第 図 （（Ｌ） 第 図（ｂ）
Claims (1)
- 基板に被着した薄膜を部分的に開口して薄膜の開口部に
のみ選択的に結晶成長を行なう選択成長方法において、
マスクパターンを縦横２００μｍ以下の間隔で等分割し
、更に各領域の開口部総面積が等しくなるようにダミー
パターンを開口して、１００Ｔｏｒｒ以下の圧力で熱分
解法により結晶成長を行うことを特徴とする熱分解法に
よる選択成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4885289A JPH02228025A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 熱分解法による選択成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4885289A JPH02228025A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 熱分解法による選択成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228025A true JPH02228025A (ja) | 1990-09-11 |
Family
ID=12814798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4885289A Pending JPH02228025A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 熱分解法による選択成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02228025A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005106949A1 (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 半導体の製造方法及び半導体装置 |
| WO2010038462A1 (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-08 | 住友化学株式会社 | 半導体デバイス用基板、半導体デバイス装置、設計システム、製造方法、および設計方法 |
| WO2010103792A1 (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-16 | 住友化学株式会社 | 半導体基板、半導体基板の製造方法、電子デバイス、および電子デバイスの製造方法 |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP4885289A patent/JPH02228025A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005106949A1 (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 半導体の製造方法及び半導体装置 |
| US7554139B2 (en) | 2004-04-30 | 2009-06-30 | Panasonic Corporation | Semiconductor manufacturing method and semiconductor device |
| WO2010038462A1 (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-08 | 住友化学株式会社 | 半導体デバイス用基板、半導体デバイス装置、設計システム、製造方法、および設計方法 |
| JP2010109358A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-05-13 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体デバイス用基板、半導体デバイス装置、設計システム、製造方法、および設計方法 |
| WO2010103792A1 (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-16 | 住友化学株式会社 | 半導体基板、半導体基板の製造方法、電子デバイス、および電子デバイスの製造方法 |
| JP2010239130A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-10-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体基板、半導体基板の製造方法、電子デバイス、および電子デバイスの製造方法 |
| US8823141B2 (en) | 2009-03-11 | 2014-09-02 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Semiconductor wafer, method of producing semiconductor wafer, electronic device, and method of producing electronic device |
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