Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH0575163A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0575163A
JPH0575163A JP3261414A JP26141491A JPH0575163A JP H0575163 A JPH0575163 A JP H0575163A JP 3261414 A JP3261414 A JP 3261414A JP 26141491 A JP26141491 A JP 26141491A JP H0575163 A JPH0575163 A JP H0575163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
nucleus
crystal
forming
nucleation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3261414A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Tokunaga
博之 徳永
Hideji Kawasaki
秀司 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP3261414A priority Critical patent/JPH0575163A/ja
Publication of JPH0575163A publication Critical patent/JPH0575163A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基体上に島状に形成した半導体単結晶に電極
配線を行う場合の断線による歩留り低下を減少させる。 【構成】 核形成密度の小さい非核形成面と、非核形成
面に隣接して配され、単一核のみより結晶成長するに充
分小さい面積であって非核形成面の核形成密度より大き
い核形成密度であり、且つ非単結晶材料で形成されてい
る核形成面とを有する基体に結晶形成処理を施して、核
形成面上の単一核より核形成面をこえて非核形成面上へ
延びている半導体結晶を成長させ、半導体結晶上に絶縁
膜を形成し、その上に配線電極14を形成した後、配線
電極14上にのみ選択的に金属膜16を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、特に非晶質基体上に島状に形成した単結晶及び
多結晶の半導体素子の配線に好ましく適用できる半導体
装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体電子素子や光素子等に用い
られる単結晶薄膜は、単結晶基体上にエピタキシャル成
長させることで形成されていた。例えば、Si単結晶基
板(シリコンウエハ)上には、Si,Ge,GaAs等
を液相、気相または固相からエピタキシャル成長するこ
とが知られており、またGaAs単結晶基板上にはGa
As,GaAlAs等の単結晶がエピタキシャル成長す
ることが知られている。このようにして形成された半導
体薄膜を用いて、半導体素子および集積回路、半導体レ
ーザやLED等の発光素子等が作製される。
【0003】また、最近、二次元電子ガスを用いた超高
速トランジスタや、量子井戸を利用した超格子素子等の
研究開発が盛んであるが、これらを可能にしたのは、例
えば超高真空を用いたMBE(分子線エピタキシー)や
MOCVD(有機金属化学気相法)等の高精度エピタキ
シャル技術である。
【0004】このような単結晶基板上のエピタキシャル
成長では、基板の単結晶材料とエピタキシャル成長層と
の間に、格子定数と熱膨張係数とを整合をとる必要があ
る。この整合が不十分であると格子欠陥がエピタキシャ
ル層に発達する。また基板を構成する元素がエピタキシ
ャル層に拡散することもある。
【0005】このように、エピタキシャル成長による従
来の単結晶薄膜の形成方法は、その基板材料に大きく依
存することが分る。Mathews等は、基板材料とエ
ピタキシャル成長層との組合わせを調べている(EPI
TAXIAL GROWTH.Academic Pr
ess.New York.1975 ed.byJ.
W.Mathews)。
【0006】また、基板の大きさは、現在Siウエハで
6インチ程度であり、GaAs.サファイア基板の大型
化は更に遅れている。加えて、単結晶基板は製造コスト
が高いために、チップ当りのコストが高くなる。
【0007】このように、従来の方法によって、良質な
素子が作製可能な単結晶層を形成するには、基板材料の
種類が極めて狭い範囲に限定されるという問題点を有し
ていた。
【0008】一方、半導体素子を基板の法線方向に積層
形成し、高集積化および多機能化を速成する三次元集積
回路の研究開発が近年盛んに行われており、また安価な
ガラス上に素子をアレー状に配列する太陽電池や液晶画
素のスイッチングトランジスタ等の大面積半導体装置の
研究開発も年々盛んになりつつある。
【0009】これら両者に共通することは、半導体薄膜
を非晶質絶縁物基体上に形成し、該半導体薄膜にトラン
ジスタ等の電子素子を形成する技術を必要とすることで
ある。その中でも特に、非晶質絶縁物基体上に高品質の
単結晶半導体層を形成する技術が望まれていた。
【0010】そこで本発明者らは、この非晶質基板上へ
単結晶を成長する技術として選択核形成法(特開昭63
−237517号公報,特開昭64−723号公報,特
開昭64−740号公報)などを提案した。ここで選択
核形成法とは、非晶質あるいは多結晶である核形成密度
の小さい非核形成面と、単一核のみより結晶成長するに
充分小さい面積を有し、該非核形成面の核形成密度より
大きい核形成密度を有する非晶質あるいは多結晶である
核形成面とを隣接して配された自由表面を有する基板
に、結晶成長処理を施して該単一核より単結晶を成長さ
せるものである。
【0011】そして、この選択核形成法を用いた半導体
素子として発光素子(特開昭63−239988号公
報,特開平1−51677号公報)、太陽電池(特開平
1−51671号公報)などを提案した。以下、上記選
択核形成法を用いた半導体装置(発光素子)の製造工程
について簡単に説明する。
【0012】図41〜図43は上記選択核形成法を用い
た発光素子の製造工程を示す概略的工程図である。
【0013】まず、図41に示すように非核形成面とな
る薄膜が堆積された基体202上に核形成面となる微細
な薄膜を形成し、この薄膜に結晶成長処理を施して単一
核を生成し、この単一核を中心として一導電型の単結晶
201を成長させ、この上に反対導電型の単結晶200
を形成する。図中、Xは一導電型の単結晶201に反対
導電型の単結晶200を形成した一つの領域を示す。
【0014】次に図42に示すように、平坦化処理を施
して単結晶201及び単結晶200の一部を削除し、さ
らに図43に示すように、絶縁膜205を形成した後、
配線電極204を形成する。なお、図42,図43にお
いては簡易化のため図41のX領域のみ図示している。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体装置
の製造方法では基体上の半導体単結晶201及び半導体
単結晶200が図41に示すように島状に成長するた
め、図42に示すように、平坦化後でも、単結晶200
と基体202の接する部分203に影になり易い部分が
生じてしまう。
【0016】従来からよく用いられている蒸着やスパッ
ターによって配線電極204を形成すると単結晶200
と基体202の接する部分203の上では領域206に
示したように配線電極204が薄くなり断線が生じ易く
なる。これがデバイス作製時の歩留り低下の原因となっ
ていた。
【0017】よって本発明の目的は上述の点に鑑み、結
晶島の接合部を断線なく配線できる半導体装置の製造方
法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明に係る半導体装置の製造方法は、核形成密度
の小さい非核形成面と、該非核形成面に隣接して配さ
れ、単一核のみより結晶成長するに充分小さい面積であ
って前記非核形成面の核形成密度より大きい核形成密度
であり、且つ非単結晶材料で形成されている核形成面と
を有する基体に結晶形成処理を施して、前記核形成面上
の単一核より前記核形成面をこえて前記非核形成面上へ
延びている半導体結晶を成長させ、この半導体結晶上に
絶縁膜を形成し、その上に配線電極を形成した後、該配
線電極上にのみ選択的に金属膜を形成したことを特徴と
する。
【0019】なお、上記配線電極の材料として主にAl
が用いられ、これらの形成はAl膜を試料全面に堆積さ
せその後エッチングを行ない所望のパターンに加工する
方法が用いられる。
【0020】本発明におけるAl膜の堆積法は、MOC
VD(Metal OrganicCVD,有機金属C
VD,)法を用いることが望ましい。
【0021】MOCVD法によるAl膜の形成方法とし
ては有機アルミニウムをキャリアガスに分散して加熱基
板上へ輸送し、基板上でガス分子を熱分解して膜形成す
るという方法が使われる。
【0022】本発明において、有機金属アルミニウムに
よるMOCVD法を用いるのが望ましいのは、MOCV
D法は基体表面での表面反応により膜が成長するために
表面の段差部などの凹凸に対する表面被覆性が良く、こ
のため本発明において生ずる半導体結晶と基体との段差
部での断線などを避けることができるからである。ま
た、プラズマCVD法やスパッタ法のような荷電粒子損
傷がないからである。
【0023】MOCVD法を用いてAl膜を堆積する方
法としては、例えばJournalof Electr
ochemical Society第131巻第21
75頁(1984年)に見られる例では有機アルミニウ
ムガスとしてトリイソブチルアルミニウム{(i−C4
93 Al}(TIBA)を用い、成膜温度260
℃、反応管圧力0.5Torrで成膜し、3.4μΩ・
cmの膜を形成している。
【0024】TIBAを用いる場合は、成膜前にTiC
4 を流し、基板表面を活性化し、核を形成するなどの
前処理をしないと連続な膜が得られない。また、TiC
4を用いた場合も含め、一般にTIBAを用いた場合
には表面平坦性が悪いという欠点がある。特開昭63−
33569号公報には、TiCl4 を用いず、その代り
に有機アルミニウムを基板近傍において加熱することに
より膜形成する方法が記載されている。この場合には基
板表面の自然酸化膜を除去する工程が必要であると明記
されている。TIBAは単独で使用することが可能なの
でTIBA以外のキャリアガスを使う必要はないがAr
ガスをキャリアガスとして用いてもよいと記載されてい
る。しかしTIBAと他のガス(例えばH2 )との反応
は全く想定しておらず、水素をキャリアガスとして使う
という記載もない。またTIBA以外にトリメチルアル
ミニウム(TMA)をあげているが、それ以外のガスの
具体的記載はない。これは一般に有機金属の化学的性質
は金属元素に付いている有機置換基が少し変化すると大
きく変るので、どのような有機金属を使用すべきかは個
々に検討する必要があるからである。
【0025】Electrochemical Soc
iety日本支部第2回シンポジウム(1989年7月
7日)予稿集第75ページにはダブルウォールCVD法
によるAlの成膜に関する記載がある。この方法ではT
IBAを使用しガス温度を基板温度よりも高くなるよう
に装置を設計する。この方法ではガス温度と基体表面温
度との差を制御するのが困難であるだけでなく、ボンベ
と配管を加熱しなければならないという欠点がある。し
かもこの方法では膜をある程度厚くしないと均一な連続
膜にならない、膜の平坦性が悪い、選択性が長時間維持
できないなどの問題点がある。
【0026】上記TIBAよりも膜の平坦性、選択性等
に優れ、本発明に好適に用いられる有機金属アルミニウ
ムとしては、ジメチルアルミニウムハイドライド、ジエ
チルアルミニウムハイドライド、モノメチルアルミニウ
ムハイドライド等がある。
【0027】次に、本発明の実施態様例を図面により説
明する。図1〜図10は本発明の半導体装置の製造方法
による発光素子の概略的工程図である。
【0028】図1に示すように、下地材料1(たとえば
Al23 ,AlN,BNなどのセラミック、石英,高
融点ガラスやW,Moなどの高融点金属)上に核形成密
度の低い材料からなる薄膜2(例えば非晶質、多結晶質
等の非単結晶質のSiO2 ,Si34 など)を堆積し
非核形成面3とする。この薄膜の形成にはCVD法、ス
パッター法、蒸着法、分散媒を使った塗布法などの方法
を用いる。また、図11のように下地材料1を用いず前
記核形成密度の低い材料からなる支持体5を用いてもよ
い。
【0029】次に図2に示すように、非核形成面3より
核形成密度の高い材料(非単結晶質のAl23 ,Al
N,Ta25 ,TiO2 ,WO3 など)を結晶成長し
て単結晶となる核を唯一形成され得るに十分な程小さい
面積(好ましくは10μm四方以下、最適には2μm四
方以下)を形成し核形成面4とする。また、このように
薄膜を微細にパターニングする他、図12のように下地
に核形成密度の高い材料からなる薄膜6を堆積し、その
上に核形成密度の低い材料からなる薄膜2を積み重ね非
核形成面3とし、エッチングにより微細な窓を開けて核
形成面4を露出させてもよく、図13のように核形成密
度の低い材料からなる薄膜2に凹部を形成し、その凹部
の底面に微細な窓を開けて核形成面4を露出させてもよ
い(この場合前記凹部内に結晶を形成させる)。さら
に、図14,図15のように微細な領域を残し他をレジ
スト7でカバーし、イオン(As,P,Ga,Al,I
nなど)を核形成密度の低い材料からなる薄膜2に打込
んで、核形成密度の高いイオン打込領域8を形成しても
よい。
【0030】次に、図3に示すように、こうして得られ
た基板上に、MOCVD法によって化合物半導体の結晶
を成長する。
【0031】図16に用いたMOCVD装置の概略図を
示す。ここに示したのは横型の減圧MOCVD装置であ
るが、これは基板を垂直に保持する縦型またはそれ以外
の型式でもかまわない。チャンバー307は水冷ジャケ
ットを持った石英製で、内部は結晶成長以外の時はター
ボ分子ポンプ315によって10-6torr程度に排気
されている。基板ホルダー308はカーボン製でチャン
バー外部に設けた高周波コイル(図示せず)からパワー
を受けて900℃まで加熱できる。また基板温度はホル
ダー308内の熱電対310によって測定され、高周波
パワーにフィードバックされてコントロール可能になっ
ている。
【0032】原料用ガスはチャンバー307の左端から
導入される。トリメチルガリム、トリメチルアルミニウ
ム、ジエチルセレン、ジエチルジンクなどの液体原料は
バブラー304〜306に詰められ、恒温槽(図示せ
ず)によって所定の温度に保たれている。これをマスフ
ロウコントローラ(MFC)で制御された水素ガスによ
ってバブリングして蒸気としてチャンバー307内へ輸
送する。
【0033】アルシン301のような気体原料はMFC
を通して直接チャンバー307へ運ばれる。またエッチ
ングガスとして用いるHCl303は原料ガスとは別の
系統の配管を通してチャンバー内へ導入される。チャン
バー307内へ導入されたガスは基板309の付近を通
って、ロータリーポンプ311によって排気される。こ
の時前述のターボ分子ポンプはバルブ314によって系
から分離されている。また反応圧力はコンダクタンス可
変バルブ312によって制御される。
【0034】上述した減圧MOCVD装置によって基板
上に化合物半導体(例えばGaAs,GaAlAs,G
aP,GaAsP,InP,GaInAsPなどのIII
−V族、ZnSe,ZnS,ZnTe,CdSe,Cd
S,CdTe,HgTe,HgCdTeなどのII−IV
族)の結晶核9を発生させる。この時の基板温度はIII
−V族化合物の場合、好ましくは550〜850℃、よ
り好ましくは600〜800℃、最適には650〜75
0℃であり、反応圧力は好ましくは100torr以
下、より好ましくは50torr以下、最適には20t
orr以下である。
【0035】また、V族/III 族の供給モル比は好まし
くは10〜120、より好ましくは30〜80、最適に
は50〜70である。
【0036】またII−VI族化合物の場合、この時の基板
温度は好ましくは250〜600℃、より好ましくは3
00〜550℃、最適には350〜500℃であり、反
応圧力は好ましくは80torr以下、より好ましくは
30torr以下、最適には15torr以下である。
またVI族/II族の供給モル比は好ましくは10〜10
0、より好ましくは20〜80、最適には30〜60で
ある。ここで本発明のMOCVD法に用いる原料ガスに
ついて述べておく、III 族原料としては、Al(CH
33 ,Al(C233 ,Al(i−C49
3 ,Ga(CH33,Ga(C253 ,In(C2
53 ,In(C373 ,In(C493
V族原料としては、NH3 ,N2 ,PH3 ,TBP,A
sH3 ,TBA,Sb(CH33 ,Sb(C37
3 ,Sb(C493、II族原料としては、Zn(C
32 ,Zn(C252 ,Cd(CH32 ,C
d(C252 ,Hg(CH32 ,Hg(C2
52 、VI族原料としては、H2S,H2 Se,Se
(CH32 ,Se(C252 ,Te(CH3
2 ,Te(C252 、ドーピングガスとしては、II
I −V族化合物には、II又はVI族の有機金属、II−VI族
化合物には、III 又はV族の有機金属、SiH4 やCH
4 ,Sn(CH34 ,Sn(C254 ,Sn(C
374 などのIV族も用いることが出来る。
【0037】図4,図5に示すように、所定のドーピン
グガスを添加することによってn型(又はP型)の結晶
10を所望の大きさまで成長させる。
【0038】次に図6に示すように、ドーピングガスを
切り替えて反対導電型の結晶となるP型(又はn型)の
結晶11を積層させる。図6においてXは結晶10に結
晶11を積層した一つの領域を示す。なお、図7〜図1
0においては簡易化のため一つの領域Xのみ図示してい
る。
【0039】次に図7に示すように、成長した島状の結
晶を機械的研磨により平坦化した。
【0040】次に、図8に示すように、この上に絶縁膜
12(例えば、SiO2 ,SiNx,Ta25 など)
を堆積し、レジストでパターニングした後でエッチング
しコンタクトホール13を形成する。
【0041】次に図9に示すように、レジストでネガの
電極パターンを作った後で、金属を加熱蒸着法又はスパ
ッター法を用いて堆積し、溶剤で溶かし、不要な部分を
リフトオフして配線電極14を形成した。
【0042】この時結晶島の影になるため金属の膜厚が
極端に薄くなる部分15が生じる。ここで断線の確率が
高くなっている。
【0043】次に図10に示すように、前述したものと
同様の図16に示したMOCVD装置を用いて、Alの
選択堆積を行う。原料に用いるのはAlの有機金属で、
例えばジメチルアルミニウムハイドライド、ジエチルア
ルミニウムハイドライド、モノメチルアルミニウムハイ
ドライドなどが挙げられる。このAlの有機金属原料
は、ステンレスバブラー304〜306に詰められ、恒
温槽(図示せず)によって所定の温度に保たれている。
これをマスフローコントローラー(MFC)で制御され
た水素ガスによってバブリングして蒸気としてチャンバ
ーへ輸送する。
【0044】この時の堆積条件は、基板温度かつ好まし
くは180〜450℃、より好ましくは200〜450
℃、最適には270〜350℃で行ない、圧力は好まし
くは1×10-3〜100Torr、より好ましくは1×
10-3〜10Torr、最適には1×10-3〜1Tor
rであり、DMAH分圧は反応容器内圧力の好ましくは
1×10-5〜1×10-2倍、より好ましくは、1×10
-5〜5×10-3倍、最適には1×10-5〜1.3×10
-3倍で行なう。
【0045】このような条件でAl堆積を行うと、絶縁
膜12上にはAlはまったく堆積せず、配線電極14上
にのみAl膜16が堆積する。この際に、前述の図9で
示した配線電極(金属膜)厚が薄くなってしまう部分1
5上にも、ステップカバレッジ良好なAl膜が形成され
る。
【0046】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。 [実施例1]本発明の実施例であるGaAlAsLED
の形成方法を図17〜図29を使って説明する。
【0047】図17に示すように、石英基板401の上
に反応性マグネトロンスパッター法によってAlN膜4
02を1200Å堆積した。堆積条件は、基板温度は室
温、ターゲットはAl、導入ガスはArとN2 で、流量
比はAr/N2 =2/3、圧力は5×10-2torr、
RFパワーは600W、堆積速度は60Å/分であっ
た。
【0048】次に図18に示すように、プラズマCVD
法で非晶質SiNX 膜403を300Å堆積した。堆積
条件は基板温度350℃、反応圧力0.2torr、原
料ガスはSiH4 100cc、NH3 200ccであっ
た。
【0049】次に図19に示すように、フォトリソグラ
フィー技術を使ってパターニングし、リアクティブイオ
ンエッチングによってSiNX 膜403を部分的に取り
去って、60μmの間隔で2μm四方の微細な窓404
を作りAlN膜402を露出させた。この部分がGaA
sの核形成面となる。
【0050】この時のリアリティブイオンエッチングの
条件は、導入ガスはCF4 とO2 で流量比はCF4 /O
2 =5/1、圧力は7×10-2torr、RFパワーは
100W、エッチング速度は100Å/分であった。
【0051】次に図20に示すようにGaAsを成長す
るために、基板を減圧MOCVD装置へ移した。まず、
AsH3 10%、H2 90%、圧力100torrの雰
囲気で860℃20分間の熱処理を行なって基板表面を
清浄化した。続いて基板温度を770℃に下げ安定化さ
せてから、MOCVD法によりGaAsの結晶核405
を発生させた。
【0052】成長条件は、原料にトリメチルガリウム
(TMG)とアルシン(AsH3 )、希釈ガスにH2
用い、それぞれの流量モル数は2.4×10-5mol/
分,1.4×10-3mol/分,0.45mol/分、
反応圧力20torr、基板温度770℃であった。同
時に導入したエッチング性ガスのHClの流量は3.0
×10-3mol/分(6.6×10-3mol%全流量に
対して)であった。
【0053】次に、図21,22に示すように、成長開
始後約10分でGaAsの結晶核405が核形成面とな
るAlN膜402を埋める単結晶405aとなったとこ
ろで成長条件を変更してn型のGa0.8 Al0.2 Asの
単結晶406を単結晶405aに連続して成長した。
【0054】この時の成長条件は、原料はTMG,トリ
メチルアルミニウム(TMA)とAsH3 希釈ガスはH
2 で、それぞれの流量モル数は、1.9×10-5mol
/分,4.8×10-6mol/分,1.4×10-3mo
l/分,0.45mol/分,ドーピングガスとしてシ
ラン(SiH4 )を用い、流量は1.2×10-6mol
/分で、圧力と基板温度は20torr770℃で変更
しなかった。
【0055】次に、図23に示すように、島状のGaA
lAsの単結晶406の底面の外径が10μmまで成長
した所でドーピングガスを切り替えてP型のGa0.8
0.2 Asの単結晶407を単結晶406に連続して成
長した。
【0056】この時のドーピングガスはジエチルジンク
(DEZn)で、流量は9×10-5mol/分であっ
た。
【0057】他の成長条件は変更しなかった。
【0058】P型のGaAlAs層の厚みが3μmにな
ったところで成長を止めた。
【0059】次に図24に示すように、0.5%Brを
含んだメタノール(MeOH)を用いてメカノケミカル
エッチングを行ない基板から5μmの厚さを残しGaA
lAsの上面を平坦化した。
【0060】次に図25に示すように、プラズマCVD
法で非晶質SiNX 膜408を3000Å堆積し絶縁膜
408とした。堆積条件は基板温度350℃、反応圧力
0.2torr、原料ガスはSiH4 100cc、NH
3 200ccであった。
【0061】次に図26に示すように、フォトレジスト
でパターニングした後でRIEで絶縁膜408を部分的
に取り去ってコンタクトホール409を形成した。
【0062】次に図27に示すように、レジストでパタ
ーニングした後でAu−Geを真空蒸着により5000
Å堆積し、リフトオフ法によりn型電極410を形成し
た。
【0063】次に図28に示すように、同様にレジスト
でパターニングした後でAu−Znを真空蒸着により5
000Å堆積し、リフトオフ法によりP型電極411を
形成した。
【0064】最後に、図29に示すように、Alを選択
堆積させるために再び減圧MOCVD装置に基板を入れ
金属膜たるAl電極412を形成した。成長条件は、A
lの原料はジメチルアルミハイドライド(DMAH)で
希釈ガスにH2 を用い、それぞれの流量モル数は1.0
×10-5mol/分,20×10-2mol/分,反応圧
力1.2torr、基板温度320℃であった。45分
間成長をして基板を取り出し、走査型電子顕微鏡(SE
M)により観察したところ、Al電極はP,n両電極4
10,411上にのみ形成されていて、絶縁膜408が
表面に露出している部分にはAlはまったく堆積してい
なかった。
【0065】また図29を用いて説明した工程でAl電
極412を形成した基板のGaAlAsLEDを測定し
たところ、20コ中、1コだけが断線していた。一方図
28を用いて説明した工程で止めた基板のGaAlAs
LEDを測定したところ、20コ中、5コが断線不良を
起こしていた。 [実施例2]本発明の他の実施例であるGaNのMIS
型LEDの形成方法を図30〜40を使って説明する。
【0066】まず、図30に示すように、シリコンウエ
ハ501上にマグネトロンスパッター法によってSiO
2 膜502を1500Å堆積した。堆積条件は、基板温
度250℃、ターゲットはSiO2 、導入ガスはAr、
圧力は6×10-3torr、RFパワーは1kW、堆積
速度は300Å/分であった。
【0067】次に、図31に示すように、イオンプレー
ティング法を用いてAl23膜を300Å堆積した。
すなわち、アーク放電型イオンプレーティング装置を用
いて10-5torrまで排気した後、O2 ガスを1〜3
×10-4torrまで導入し、イオン化電極50V(出
力500W)、基板電位−50V、基板温度400℃の
条件でAl23 を堆積した。その後にレジストパター
ニングし、エッチャント(H3 PO4 :HNO3 :CH
3 COOH:H2 =16:1:2:1 40℃)を用い
て1.5μmにパターニングし、これによりAl23
のシード部503を形成した。
【0068】次に、図32に示すように、MOCVD法
によって島状のn型GaNの結晶504を成長させた。
まず始めにPCl3 雰囲気で950℃、10分間熱処理
を行い、次にMOCVD法により島状のn型GaNの単
結晶504を成長させた。原料ガスはトリメチルガリウ
ム(TMG),アンモニア(NH3 )希釈ガスはH2
あった。それぞれ流量モル数は2.0×10-5mol/
分,8×10-4mol/分,0.2mol/分で、圧力
は常圧、基板温度1100℃とした。GaNの結晶島5
04の底面の直径が20μmになるまで70分成長を続
けた。
【0069】次に図33に示すように、0.5%Brを
含んだメタノール(MeOH)を用いてメカノケミカル
エッチングを行ない、基板から5μmの厚さを列し、単
結晶(GaN)504の上面を平坦化した。
【0070】次に図34に示すように、フォトレジスト
505でパターニングしてからZnイオン506を1×
1016/cm2 打ち込んだ。
【0071】次に図35に示すように、H2 雰囲気で9
00℃5分間加熱し絶縁層507(高抵抗GaN)を形
成した。
【0072】次に図36に示すように、プラズマCVD
法で非晶質SiNX 膜508を3000Å堆積し絶縁膜
508とした。堆積条件は基板温度350℃、反応圧力
0.2torr、原料ガスはSiH4 100cc、NH
3 200ccであった。
【0073】次に図37に示すように、フォトレジスト
でパターニングした後でRIEで絶縁膜508を部分的
に取り去ってコンタクトホール509を形成した。
【0074】次に図38に示すように、レジストでネガ
のパターンを作った後、In−Alを5000Å蒸着し
た。次に、溶剤を使ってレジストを溶かして不要な部分
をリフトオフし、電極510を形成した。
【0075】同様に図39に示すように、レジストでネ
ガのパターンを作った後、Inを2000Å蒸着した。
次に、溶剤を使ってレジストを溶かして不要な部分をリ
フトオフし、電極511を形成した。
【0076】最後に、図40に示すように、Alを選択
堆積させるために再び減圧MOCVD装置に基板を入れ
Al電極512を形成した。成長条件は、Alの原料は
ジメチルアルミニウムハイドライド(DMAH)で希釈
ガスにH2を用い、それぞれの流量モル数は1.0×1
-5mol/分,2.0×10-2mol/分,反応圧力
1.2torr,基板温度320℃であった。45分間
成長をして基板を取り出し、走査型電子顕微鏡(SE
M)により観察したところ、Al電極は両電極510,
511上にのみ形成されていて、絶縁膜508が表面に
露出している部分にはAlはまったく堆積していなかっ
た。
【0077】また図40を用いて説明した工程でAl電
極512を形成した基板のGaNLEDを測定したとこ
ろ、20コ中、3コだけが断線していた。一方図39を
用いて説明した工程で止めた基板のGaNLEDを測定
したところ、20コ中、11コが断線不良を起こしてい
た。
【0078】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、基体上に島状に形成した半導体
単結晶に電極配線を行う場合の断線による歩留り低下を
減少させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による発光素子の形成方法を示す概略的
工程図である。
【図2】本発明による発光素子の形成方法を示す概略的
工程図である。
【図3】本発明による発光素子の形成方法を示す概略的
工程図である。
【図4】本発明による発光素子の形成方法を示す概略的
工程図である。
【図5】本発明による発光素子の形成方法を示す概略的
工程図である。
【図6】本発明による発光素子の形成方法を示す概略的
工程図である。
【図7】本発明による発光素子の形成方法を示す概略的
工程図である。
【図8】本発明による発光素子の形成方法を示す概略的
工程図である。
【図9】本発明による発光素子の形成方法を示す概略的
工程図である。
【図10】本発明による発光素子の形成方法を示す概略
的工程図である。
【図11】本発明による発光素子の形成方法の他の実施
態様例の部分工程を示す概略的工程図である。
【図12】本発明による発光素子の形成方法の他の実施
態様例の部分工程を示す概略的工程図である。
【図13】本発明による発光素子の形成方法の他の実施
態様例の部分工程を示す概略的工程図である。
【図14】本発明による発光素子の形成方法の他の実施
態様例の部分工程を示す概略的工程図である。
【図15】本発明による発光素子の形成方法の他の実施
態様例の部分工程を示す概略的工程図である。
【図16】本発明に用いたMOCVD装置の概略図であ
る。
【図17】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図18】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図19】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図20】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図21】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図22】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図23】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図24】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図25】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図26】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図27】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図28】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図29】本発明をGaAlAsLEDの形成に用いた
場合の概略的工程図である。
【図30】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図31】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図32】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図33】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図34】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図35】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図36】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図37】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図38】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図39】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図40】本発明をGaNLEDの形成に用いた場合の
概略的工程図である。
【図41】従来の発光素子の形成方法を示す概略的工程
図である。
【図42】従来の発光素子の形成方法を示す概略的工程
図である。
【図43】従来の発光素子の形成方法を示す概略的工程
図である。
【符号の説明】
1 下地材料、 2 核形成密度の低い材料からなる薄
膜、3 非核形成面、 4 核形成面、5 核形成密度
の低い材料からなる支持体、6 核形成密度の高い材料
からなる薄膜、7 フォトレジスト、 8 イオン打込
領域、 9 結晶核、10 結晶、 11 結晶、 1
2 絶縁膜、 13 コンタクトホール、14 配線電
極、 15 断線多発部分、 16 Al膜、200
結晶、 201 結晶、 202 基板、203 結晶
と基板接合部、 204 電極、 205 絶縁膜、2
06 断線多発部、301 アルシンボンベ、 302
水素ボンベ、 303 HClボンベ、304,30
5,306 有機金属原料入バブラー、 307 チャ
ンバー、308 基板ホルダー、 309 基板、 3
10 熱電対、311 ロータリーポンプ、 312
コンダクタンスバルブ、313 ゲートバルブ、 31
4 ゲートバルブ、 315 ターボポンプ、316
ロータリーポンプ、401 石英基板、 402 Al
N膜、 403SiNX 膜、404 窓、 405 G
aAs、 406 単結晶(n−GaAlAs)、40
7 単結晶(P−GaAlAs)、 408 絶縁膜
(SiNX )、409 コンタクトホール、 410
n型電極(Au−Ge)、411 P型電極(Au−Z
n)、 412 Al電極、501 シリコンウエハ、
502 SiO2 膜、 503 Al23 、504
単結晶(GaN)、 505 フォトレジスト、50
6 Znイオン、 507 絶縁層(高抵抗GaN)、
508 絶縁膜(SiNX )、 509 コンタクトホ
ール、510 電極(In−Al)、 511 電極
(In)、512 Al電極。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 核形成密度の小さい非核形成面と、該非
    核形成面に隣接して配され、単一核のみより結晶成長す
    るに充分小さい面積であって前記非核形成面の核形成密
    度より大きい核形成密度であり、且つ非単結晶材料で形
    成されている核形成面とを有する基体に結晶形成処理を
    施して、前記核形成面上の単一核より前記核形成面をこ
    えて前記非核形成面上へ延びている半導体結晶を成長さ
    せ、 この半導体結晶上に絶縁膜を形成し、その上に配線電極
    を形成した後、該配線電極上にのみ選択的に金属膜を形
    成したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記金属膜がアルミニウムであることを
    特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記金属膜の形成方法が、有機金属アル
    ミニウムを用いたMOCVD法であることを特徴とする
    請求項2記載の半導体装置の製造方法。
JP3261414A 1991-09-13 1991-09-13 半導体装置の製造方法 Pending JPH0575163A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3261414A JPH0575163A (ja) 1991-09-13 1991-09-13 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3261414A JPH0575163A (ja) 1991-09-13 1991-09-13 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0575163A true JPH0575163A (ja) 1993-03-26

Family

ID=17361544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3261414A Pending JPH0575163A (ja) 1991-09-13 1991-09-13 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0575163A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177586A (ja) * 1997-03-13 2008-07-31 Nec Corp GaN系半導体およびその製造方法
US8998020B2 (en) 2009-01-30 2015-04-07 Shiseido Company, Ltd. Double container, inner container, and outer container
WO2022181686A1 (ja) * 2021-02-26 2022-09-01 京セラ株式会社 半導体基板並びにその製造方法および製造装置、テンプレート基板

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177586A (ja) * 1997-03-13 2008-07-31 Nec Corp GaN系半導体およびその製造方法
JP4743214B2 (ja) * 1997-03-13 2011-08-10 日本電気株式会社 半導体素子およびその製造方法
US8998020B2 (en) 2009-01-30 2015-04-07 Shiseido Company, Ltd. Double container, inner container, and outer container
WO2022181686A1 (ja) * 2021-02-26 2022-09-01 京セラ株式会社 半導体基板並びにその製造方法および製造装置、テンプレート基板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104428441B (zh) 由物理气相沉积形成的氮化铝缓冲层和活性层
KR101380717B1 (ko) 반도체 기판 및 수소화물-기상 에피택시에 의해자유-기립형 반도체 기판을 제조하기 위한 방법 및 마스크층
GB2436398A (en) Bulk semiconductor substrates
JPH01225114A (ja) 半導体薄膜の製造方法
JP3279528B2 (ja) 窒化物系iii−v族化合物半導体の製造方法
JPS6344718A (ja) 結晶性堆積膜の形成方法
JP4996448B2 (ja) 半導体基板の作成方法
EP0484922B1 (en) III-V compound semiconductor device, printer and display device utilizing the same, and method for producing said semiconductor device
US6255004B1 (en) III-V nitride semiconductor devices and process for the production thereof
JP3207918B2 (ja) Iii−v族化合物の多結晶半導体材料を用いた発光素子およびその製造方法
EP0241204B1 (en) Method for forming crystalline deposited film
US5602057A (en) Process of making a semiconductor device using crystal growth by a nucleation site in a recessed substrate and planarization
JPH03132016A (ja) 結晶の形成方法
US5653802A (en) Method for forming crystal
US8529699B2 (en) Method of growing zinc-oxide-based semiconductor and method of manufacturing semiconductor light emitting device
KR102557905B1 (ko) 고품질의 대면적 초박형 산화갈륨 박막 제조 방법
JPH0575163A (ja) 半導体装置の製造方法
WO2003056073A1 (fr) Substrat semi-conducteur a base de nitrure du groupe iii et son procede de fabrication
JPH08264455A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2704223B2 (ja) 半導体素子
JP3251667B2 (ja) 半導体装置
JP3114827B2 (ja) 電界効果トランジスターおよびその製造方法
JP2577544B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2566800B2 (ja) 発光素子の製法
JP2659745B2 (ja) ▲iii▼−v族化合物結晶物品およびその形成方法