DE19510922A1 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, Verfahren zur Reinigung einer Kristalloberfläche eines Halbleiters sowie Halbleiterbauelement - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, Verfahren zur Reinigung einer Kristalloberfläche eines Halbleiters sowie Halbleiterbauelement

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her­ stellung eines Halbleiterbauelements, auf ein Reinigungs­ verfahren für eine Halbleiter-Kristalloberfläche und auf ein hierdurch hergestelltes Halbleiterbauelement. Insbeson­ dere bezieht sich die Erfindung auf einen kombinierten Pro­ zeß mit Trockenätzung und epitaktischem Wachstum, auf ein Verfahren zum Reinigen eines Oxidfilms auf der Kristall­ oberfläche des Halbleiters sowie auf ein Halbleiterbauele­ ment, das durch Einsatz des komplizierten bzw. kombinierten Prozesses und des Reinigungsverfahrens hergestellt ist.
Kürzlich wurden Fortschritte bei Verbundhalbleiterbaue­ lementen, insbesondere Halbleiterlasern und bipolaren Tran­ sistoren mit Heteroübergang erzielt. Diese sind Schlüssel­ elemente, die die heutige, stark fortgeschrittene Informa­ tionsgesellschaft ermöglichen. Die Forschung und Entwick­ lung dieser Verbundhalbleiterbauelemente haben erreicht, daß die Bauelemente feinere Strukturen höherer Komplexität und Kompliziertheit besitzen. Dies läßt vermuten, daß ein komplizierter Prozeß, bei dem die Herstellung einer feinen Struktur mittels Trockenätzung und Epitaxie zusammengefaßt ist, eine für die Herstellung von Verbundhalbleiterbauele­ menten in naher Zukunft wesentliche Schlüsseltechnologie sein dürfte. Bei Si-LSI (Silizium hohen Integrationsgrads), das sich in Richtung höheren Integrationsgrads entwickelt, gehört die den komplizierten Prozeß einsetzende, höchsten Reinheitsgrad bereitstellende Technologie oder die Erfor­ schung von Bauelementen mit neuer Struktur zu denjenigen, die höchste Priorität zur Erzielung eines neuen Durchbruchs haben.
Bei dem komplizierten Prozeß, bei dem Trockenätzung und Epitaxie derart eingesetzt werden, daß ein Abschnitt des Kristalls selektiv geätzt und auf diesem eine epitaktische Schicht mit unterschiedlichen elektrischen und optischen Eigenschaften aufgewachsen wird, ist eines der wichtigsten zu lösenden Probleme die Art der Steuerung der Reinheit der Grenzfläche für das erneute Aufwachsenlassen und die Auf­ rechterhaltung der Güte der Reinheit der Wiederaufwachs- bzw. Nachwachs-Grenzfläche. Insbesondere oxidiert ein Ver­ bundhalbleitermaterial, das Al als Bestandteil enthält, wie etwa AlGaAs, sehr leicht an der Oberfläche, wenn es der At­ mosphäre ausgesetzt wird. Sobald dies passiert, ist es äu­ ßerst schwierig, die hierdurch oxidierte Oberfläche von AlGaAs zu reinigen. Daher ist es schwierig, eine Kristall­ struktur hoher Qualität auf der oxidierten Oberfläche der AlGaAs-Schicht durch epitaktisches Wachstum zu erzielen, wodurch sich im Hinblick auf elektrische und optische Ei­ genschaften eine schlechtere Qualität der auf gewachsenen Halbleiterschicht ergibt.
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebene Sachlage haben die Erfinder vorliegenden Erfindungsgegenstands den komplizierten, Trockenätzen und epitaktisches Wachstum ent­ haltenden Prozeß in vielfacher Hinsicht untersucht und ha­ ben das Verständnis im Hinblick auf das Ausmaß der Reinheit der Wachstums-Grenzfläche vertieft sowie mögliche Verbesse­ rungsmethoden vorgestellt. Beispielsweise haben sie in "Journal of Crystal Growth" 134 (1993), Seiten 35 bis 42 ein Verfahren offenbart, bei dem eine GaAs-Abdeckschicht auf AlGaAs gebildet wird, das Bauteil einem Ätzen mit HCl- Gas bei 750°C unterzogen wird und schließlich das epitakti­ sche Wiederaufwachsen hierauf durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist auf die bestmögliche Unterdrückung der Oxida­ tion der AlGaAs-Oberfläche gerichtet und beinhaltet die Ausbildung der GaAs-Abdeckschicht auf AlGaAs, das Einleiten des HCl-Gas-Ätzens bei 750°C von der GaAs-Abdeckschicht bis zum Erreichen der AlGaAs-Schicht und das anschließende Aus­ führen des Wiederaufwachsens in derselben Kammer, so daß eine Ansammlung von Oxid auf der Nachwachs-Grenzfläche ver­ mieden wird. Wenn das Ätzen mittels HCl-Gas auf der oxi­ dierten AlGaAs-Oberfläche bei 750°C durchgeführt wird, ver­ bleiben Rückstände des Oxids nach dem Ätzen auf der Ober­ fläche. Daher wird die Kristallqualität der wiederaufge­ wachsenen GaAs-Schicht unabhängig davon, daß das Wiederauf­ wachsen mittels MOCVD nach dem Ätzen in derselben Kammer durchgeführt wird, schlecht. Gemäß dem vorstehend beschrie­ benen Verfahren sind jedoch die Oxidrückstände um den Fak­ tor 1/5, verglichen mit dem Ätzen der oxidierten AlGaAs- Schicht verringert, und es ist weiterhin die Kristallquali­ tät der wiederaufgewachsenen GaAs-Schicht in starkem Maße verbessert. Es wurde auch aufgezeigt, daß die Strömungsrate des für das Ätzen eingesetzten AsH₃ wichtig ist.
Jedoch wurde gefunden, daß die vorstehend beschriebenen Verfahren nicht ausreichend sind, eine vollständige Besei­ tigung von verbleibenden Verunreinigungsresten auf der Nachwachs-Grenzfläche sicherzustellen. Dies liegt daran, daß das Ätzen mit HCl-Gas bei der hohen Temperatur von 750°C nicht imstande ist, das Oxid vollständig zu entfer­ nen, wodurch Oxide auf der Oberfläche nach dem Ätzen ver­ bleiben.
Wie aus dem vorstehend beschriebenen Untersuchungser­ gebnis auf den Seiten 35 bis 42 von "Journal of Crystal Growth" 134 (1993), ersichtlich ist, ist es notwendig, eine GaAs-Abdeckschicht auf der AlGaAs-Schicht bereitzustellen, wenn ein bevorzugtes epitaktisches Wachstum auf der AlGaAs- Schicht, die dem Ätzen mittels HCl-Gas unterzogen wurde, durchzuführen ist. Jedoch ist es nicht ausreichend, ledig­ lich die Abdeckschicht einzusetzen, sondern es ist unbe­ dingt notwendig, eine Oberflächenreinigung der GaAs-Abdeck­ schicht durchzuführen. Anders ausgedrückt ist es verhält­ nismäßig schwierig, das Maß an Sauberkeit der Nachwachs- Grenzfläche lediglich dadurch aufrechtzuerhalten, daß der komplizierte, Trockenätzen und epitaktisches Wachstum ent­ haltende Prozeß durch aufeinanderfolgendes Durchführen die­ ser Schritte in derselben Kammer ausgeführt wird, oder daß dieser Prozeß unter Einsatz eines Systems zum Transportie­ ren eines Wafers zwischen zwei miteinander verbundenen Kam­ mern ohne Aussetzen des Wafers gegenüber der Atmosphäre ausgeführt wird. Dies bedeutet, daß es unabdingbar ist, die Oberflächenreinigung gemeinsam mit dem vorstehend beschrie­ benen komplizierten Prozeß durchzuführen.
Fig. 11 zeigt ein Herstellungsverfahren für ein Halb­ leiterbauelement, das zur Lösung der vorstehend genannten Probleme ausgelegt ist. Dieses Verfahren wurde durch die Erfinder vorliegenden Erfindungsgegenstands erfunden und ist in der JP-OS 44 869/1993 (Patentanmeldung) offenbart. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet ein GaAs-Substrat, das Be­ zugszeichen 2 eine AlGaAs-Schicht, das Bezugszeichen 3 eine GaAs-Abdeckschicht, das Bezugszeichen 4 eine wiederaufge­ wachsene GaAs-Schicht, das Bezugszeichen 5 eine Nachwachs- Grenzfläche, das Bezugszeichen 6 einen auf der GaAs-Abdeck­ schicht 3 gebildeten Oxidfilm, das Bezugszeichen 8 ein Filmmuster bzw. musterförmig geformten Film aus SiN und das Bezugszeichen 9 einen Schwefelfilm.
Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung des her­ kömmlichen Halbleiterbauelements beschrieben. Zunächst wird die AlGaAs-Schicht 2 mit einer Dicke von 2 µm und die GaAs- Abdeckschicht 3 mit einer Dicke von 0,1 µm nacheinander auf dem GaAs-Substrat 1 mit Hilfe von MOCVD aufgebracht. Danach wird das Teil aus der Kammer herausgenommen und für mehrere Tage der Umgebung ausgesetzt, wobei sich in diesem Zeitraum ein dünner Oxidfilm 6 auf der GaAs-Abdeckschicht 3 bildet. Fig. 11(a) zeigt das in dieser Weise vorbereitete Teil. Da­ nach wird ein SiN-Filmmuster 8 gewünschter Gestaltung auf der Teiloberfläche gemäß der Darstellung in Fig. 11(b) ge­ bildet. Nachfolgend wird das Teil in eine Ammoniumsulfatlö­ sung eingetaucht und dort behandelt. Bei diesem Beispiel wird (NH₄)₂S als Ammoniumsulfatlösung benutzt und das Teil wird bei 60°C für drei Stunden behandelt. Während dieser Zeit wird ein nicht durch das SiN-Filmmuster 8 abgedeckter Anteil der GaAs-Abdeckschicht 3 weggeätzt und der Schwefel­ film 9 wird gebildet, wie in Fig. 11(c) gezeigt ist. Nach­ folgend wird das Teil in die MOCVD-Kammer eingebracht und dort in einer Wasserstoff-Umgebung 30 Minuten lang bei 150°C behandelt. Danach wird, wie in Fig. 11(d) gezeigt ist, das Teil mittels einer Mischung aus Arsin (AsH₃), HCl und H₂ auf oder um 1 µm geätzt, wobei das SiN-Filmmuster als Ätzmaske dient. Schließlich wird die GaAs-Schicht 4 in der gleichen Kammer zur Bildung des Halbleiterbauelements gebildet, wie in Fig. 11(e) gezeigt ist.
Bei dem herkömmlichen, vorstehend beschriebenen Verfah­ ren bewirkt die Behandlung mit Ammoniumsulfat die Entfer­ nung des Oxidfilms 6 und die Bildung des Schwefelfilms 9 auf der Oberfläche des Teils, wodurch eine weitere Oberflä­ chenoxidation unterdrückt wird. Der Schwefelfilm 9, die GaAs-Abdeckschicht 3 und der Anteil der AlGaAs-Schicht 2 werden durch das HCl-Ätzen geätzt, wonach die GaAs-Schicht 4 rekristallisiert wird. Bei diesem Vorgang tritt der teil­ weise Niederschlag von Sauerstoff auf der Nachwachs-Grenz­ fläche 5 nicht auf, wodurch sowohl das Ausmaß der Sauber­ keit der Nachwachs-Grenzfläche 5 als auch die Kristall­ struktur der wiederaufgewachsenen GaAs-Schicht 4 verbessert werden.
In "Japanese Journal of Applied Physics", Vol. 28, Nr. 1, Januar 1989, Seiten L7 bis L9, von Kondo et al, ist ein weiteres herkömmliches Verfahren beschrieben, bei dem ECR- Plasma (ECR = Electron Cyclotron Resonance) unter Benutzung von Wasserstoffgas eingesetzt wird, wobei eine Reinigung der GaAs-Oberfläche bei 300°C durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist hinsichtlich der Reinigung der GaAs-Oberflä­ che sehr wirksam.
Wie vorstehend erörtert, wurde bei der Durchführung des herkömmlichen komplizierten Prozesses der Trockenätzung und des rekristallisierenden Wachstums daran gedacht, die Be­ handlung mittels Ammoniumsulfat und die Behandlung mittels ECR-Plasma zusammenzufassen, um die Oberfläche von Halblei­ termaterialien zu reinigen und Unreinheiten wie etwa Oxid­ filme zu beseitigen. Jedoch erfordert die Weiterbehandlung mittels Ammoniumsulfat große Erfahrung und Fähigkeiten und läßt sich daher nicht einfach bei einer Massenproduktion einsetzen. Weiterhin ist es schwierig, die Reinheit der Am­ moniumsulfatlösung aufrechtzuerhalten, wodurch sich die Un­ fähigkeit zur Erzielung eines gewünschten Ergebnisses er­ gibt.
Das Problem beim Einsatz einer ECR-Plasma-Behandlung besteht darin, daß ein spezielles Gerät gebaut werden muß, das die ECR-Plasmakammer und die Kammer für das epitakti­ sche Wachstum zusammenfaßt. Es hat sich ergeben, daß diese Technologie nicht in einfacher Weise bei einem allgemeinen Massenherstellungsbetrieb einsetzbar ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Halblei­ terbauelements, das eine einfache Verringerung der Verun­ reinigungen auf der Nachwachs-Grenzfläche ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines einfachen, aber dennoch wirksa­ men Verfahrens zur Reinigung einer Kristalloberfläche eines Halbleiters, durch das die Verunreinigungen wie etwa dünne, auf der Kristalloberfläche des Halbleitermaterials gebil­ dete Oxidfilme vollständig beseitigt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Halbleiterbauelements, das geringe Verunreinigungskonzentration auf einer Nachwachs-Grenzflä­ che besitzt.
Weitere Zielsetzungen und Vorteile der vorliegenden Er­ findung werden aus der nachstehenden Beschreibung ersicht­ lich. Die detaillierte Beschreibung und die speziellen Aus­ führungsbeispiele dienen zur Erläuterung, wobei für den Fachmann verschiedene zusätzliche Merkmale und Abänderungen erkennbar sind.
In Übereinstimmung mit einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Halbleiterbauelements die Schritte: Aufeinander­ folgendes Ausbilden einer Halbleiterschicht, die aus einem Al als Bestandteil enthaltenden Verbundhalbleiter besteht, und einer Abdeckschicht, die aus einem Al nicht enthalten­ den Verbundhalbleiter hergestellt ist, auf einem Halblei­ tersubstrat durch Kristallwachstum; Anordnen der kein Al enthaltenden Abdeckschicht und der Al enthaltenden Halblei­ terschicht in einer gasförmigen, Halogengas enthaltenden Umgebung bei einer Temperatur, die bei 450°C oder niedriger gehalten ist, so daß ein in natürlicher Weise auf der Kri­ stalloberfläche der Abdeckschicht gebildeter Oxidfilm durch kontinuierliche Absorptions- und Desorptionsreaktion zwi­ schen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases ent­ fernt wird; Ersetzen der gasförmigen Umgebung durch eine Atmosphäre für das Trockenätzen der Abdeckschicht und der Al enthaltenden Halbleiterschicht, oder der Abdeckschicht, der Al enthaltenden Halbleiterschicht und des Halbleiter­ substrats, ohne die Abdeckschicht einer atmosphärischen Um­ gebung auszusetzen, so daß die Abdeckschicht und die Al enthaltende Halbleiterschicht, oder die Abdeckschicht, die Al enthaltende Halbleiterschicht und das Halbleitersubstrat in der zu der Oberfläche, von der der Oxidfilm auf der Ab­ deckschicht entfernt wurde, senkrechten Richtung so lange trockengeätzt wird, bis die Al enthaltende Halbleiter­ schicht oder das Halbleitersubstrat erreicht werden; und Ersetzen der gasförmigen Umgebung für das Trockenätzen durch eine Atmosphäre für das Kristallwachstum, ohne die kristalline Oberfläche der Halbleiterschicht, die aufgrund des Trockenätzens freigelegt wurde, einer Umgebungsatmo­ sphäre auszusetzen, so daß eine weitere Halbleiterschicht durch Kristallisierung auf der Kristalloberfläche des Halb­ leiters, die durch das Trockenätzen freigelegt wurde, auf­ wächst. Daher ist es möglich, das Kristallwachstum der Halbleiterschicht nach Beendigung der Reinigung der durch das Trockenätzen freigelegten Kristalloberfläche der Halb­ leiterschicht zu erzielen. Es ist ebenfalls möglich, eine sauberere Nachwachs-Grenzfläche zu erhalten und die Kri­ stallisierung der wiederaufgewachsenen Schicht zu verbes­ sern.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Er­ findung besteht bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements die Al enthal­ tende Halbleiterschicht aus AlGaAs, die Abdeckschicht aus GaAs und das das Halogengas enthaltende Gas aus einem Mischgas aus HCl, Wasserstoff und AsH₃. Daher ist es mög­ lich, die Halbleiterschicht durch Kristallwachstum nach der Reinigung der durch das Trockenätzen freigelegten Kristall­ oberfläche der Halbleiterschicht wachsen zu lassen. Es ist ebenfalls möglich, ein Kristallwachstum einer weiteren Halbleiterschicht nach Beendigung der Reinigung der Kri­ stalloberfläche der Halbleiterschicht, die durch das Trockenätzen freigelegt wurde, zu erhalten. Es ist auch möglich, eine reinere Nachwachs-Grenzfläche zu erhalten und das Kristallwachstum der weiteren Halbleiterschicht zu ver­ bessern.
In Übereinstimmung mit einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht bei dem vorstehend beschrie­ benen Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements die Abdeckschicht aus einem Verbundhalbleiter der Gruppe III-V und das das Halogengas enthaltende Gas enthält das Gas, das das in der Abdeckschicht enthaltene Element der Gruppe V enthält. Daher ist es möglich, die Desorption des Elements der Gruppe V von bzw. an der Kristalloberfläche der Abdeckschicht während des Vorgangs der Entfernung des Oxidfilms von der Oberfläche der Abdeckschicht steuern zu können. Es ist gleichfalls möglich, eine reinere Nachwachs- Grenzfläche zu erzielen und die Kristallisation der weite­ ren Halbleiterschicht zu verbessern.
Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Er­ findung ist das Halogengas bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements ein HCl-Gas.
In Übereinstimmung mit einem fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird bei dem vorstehend beschriebe­ nen Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements das Trockenätzen der Abdeckschicht und der Al enthaltenden Halbleiterschicht, oder der Abdeckschicht, der Al enthal­ tenden Halbleiterschicht und des Halbleitersubstrats durch ein Gasätzen unter Verwendung eines Gases mit derselben Zu­ sammensetzung wie das Gas, das das Halogengas enthält, durchgeführt. Daher ist es bei dem Übergang vom Prozeß des Entfernens des Oxidfilms von der Kristalloberfläche der Ab­ deckschicht zu dem Prozeß des Trockenätzens der Abdeck­ schicht und der Al enthaltenden Halbleiterschicht, oder der Abdeckschicht, der Al enthaltenden Halbleiterschicht und des Halbleitersubstrats nicht notwendig, ein Gas durch ein anderes zu ersetzen, wodurch die Arbeitseffizienz verbes­ sert wird.
In Übereinstimmung mit einem sechsten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist die Al enthaltende Halbleiter­ schicht bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Her­ stellung eines Halbleiterbauelements eine Mehrzahl von La­ gen auf, die eine Lage enthalten, die als Bestandteil Al aufweist.
In Übereinstimmung mit einem siebten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Halbleiterbauelements die Anordnung einer ersten Halbleiterschicht in einer Halogengas enthaltenden gasför­ migen Umgebung bei einer Temperatur, die bei 450°C oder niedriger gehalten wird, so daß ein in natürlicher Weise auf einer Kristalloberfläche der ersten Halbleiterschicht gebildeter Oxidfilm durch kontinuierliche Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases entfernt wird; und das Ersetzen der das Halogengas enthaltenden gasförmigen Umgebung durch eine Um­ gebung für ein Kristallwachstum, ohne die erste Halbleiter­ schicht der Umgebungsatmosphäre auszusetzen, so daß eine zweite Halbleiterschicht durch Kristallwachstum auf der kristallinen Oberfläche der ersten Halbleiterschicht, von der der Oxidfilm entfernt wurde, aufwächst. Daher ist es möglich, ein Kristallwachstum der zweiten Halbleiterschicht nach Beendigung der Reinigung der Kristalloberfläche des ersten Halbleiters zu erhalten. Es ist weiterhin möglich, eine reinere Nachwachs-Grenzfläche zu erzielen und die Kri­ stallisation der zweiten, aufwachsenden Halbleiterschicht zu verbessern.
In Übereinstimmung mit einem achten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Halbleiterbauelements das Anordnen einer ersten Halbleiterschicht in einer gasförmigen, ein Halogengas ent­ haltenden Umgebung bei einer Temperatur, die bei 450°C oder niedriger gehalten wird, so daß ein in natürlicher Weise auf einer Kristalloberfläche der ersten Halbleiterschicht gebildeter Oxidfilm durch kontinuierliche Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases entfernt wird; das Ersetzen der das Halo­ gengas enthaltenden gasförmigen Umgebung durch eine Umge­ bung für ein Trockenätzen, ohne die erste Halbleiterschicht der Umgebungsatmosphäre auszusetzen, so daß die erste Halb­ leiterschicht in der Richtung trockengeätzt wird, die rechtwinklig zu der Oberfläche, von der der Oxidfilm ent­ fernt wurde, verläuft; und das Ersetzen der gasförmigen Um­ gebung für das Trockenätzen durch eine Umgebung für ein Kristallwachstum, ohne die erste Halbleiterschicht der Um­ gebungsatmosphäre auszusetzen, so daß eine zweite Halblei­ terschicht durch Kristallisierung auf der Kristalloberflä­ che der ersten Halbleiterschicht, die während des Trockenätzvorgangs freigelegt wurde, aufwächst. Daher ist es möglich, das Kristallwachstum der zweiten Halbleiter­ schicht nach Beendigung der Reinigung der Kristalloberflä­ che der ersten Halbleiterschicht nach dem Trockenätzen zu erzielen. Es ist weiterhin möglich, eine reinere Nachwachs- Grenzfläche zu erhalten und die Kristallisation der zwei­ ten, aufwachsenden Halbleiterschicht zu verbessern.
In Übereinstimmung mit einem neunten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht die erste Halbleiterschicht bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements aus einem Verbundhalbleiter der Gruppe III-V und das das Halogengas enthaltende Gas enthält ein Gas, das ein Element der Gruppe V enthält, das ein Be­ standteil der ersten Halbleiterschicht bildet. Daher ist es möglich, die Desorption des Elements der Gruppe V an der Kristalloberfläche der ersten Halbleiterschicht während des Vorgangs der Beseitigung der Oxidschicht von der Kristall­ oberfläche der ersten Halbleiterschicht steuern zu können. Es ist weiterhin möglich, eine reinere Nachwachs-Grenzflä­ che (Wachstumsgrenzfläche) zu erhalten und die Kristallisa­ tion (den Kristallisationsgrad) der zweiten, aufwachsenden Halbleiterschicht zu verbessern.
In Übereinstimmung mit einem zehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist das Halogengas bei dem vorste­ hend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Halblei­ terbauelements ein HCl-Gas auf.
Gemäß einem elften Gesichtspunkt der vorliegenden Er­ findung wird bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements das Trockenätzen der ersten Halbleiterschicht durch ein Gasätzen unter Ein­ satz eines Gases mit derselben Zusammensetzung wie das Gas Halogengas enthaltende Gas durchgeführt. Wenn daher von dem Prozeß der Entfernung des Oxidfilms von der Kristallober­ fläche der ersten Halbleiterschicht auf den Prozeß des Trockenätzens der ersten Halbleiterschicht übergegangen wird, ist es nicht notwendig, ein Gas durch ein anderes zu ersetzen, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert wird.
In Übereinstimmung mit einem zwölften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Halbleiterbauelement da­ durch hergestellt, daß auf einem Halbleitersubstrat aufein­ anderfolgend eine Halbleiterschicht, die aus einem Al als Bestandteil enthaltenden Verbundhalbleiter besteht, und ei­ ne Abdeckschicht, die aus einem kein Al enthaltenden Ver­ bundhalbleiter besteht, durch Kristallwachstum gebildet wird; danach diese Schichten in eine gasförmige, ein Halo­ gengas enthaltende Umgebung bei einer bei 450°C oder gerin­ ger gehaltenden Temperatur angeordnet werden, so daß ein in natürlicher Weise auf einer Kristalloberfläche der Abdeck­ schicht gebildeter Oxidfilm durch kontinuierliche Absorp­ tion- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases entfernt wird; die gasför­ mige, das Halogengas enthaltende Umgebung durch eine Umge­ bung zum Trockenätzen der Abdeckschicht und der Al enthal­ tenden Halbleiterschicht, oder der Abdeckschicht, der Al enthaltenden Halbleiterschicht und des Halbleitersubstrats ersetzt wird, ohne die Abdeckschicht der Umgebungsatmosphä­ re auszusetzen, so daß die Abdeckschicht und die Al enthal­ tende Halbleiterschicht, oder die Abdeckschicht, die Al enthaltende Halbeiterschicht und das Halbleitersubstrat in der Richtung, die rechtwinklig zu der Oberfläche, von der Oxidfilm entfernt wurde, verläuft, solange trockengeätzt werden, bis die Al enthaltende Halbleiterschicht oder das Halbleitersubstrat erreicht sind; und die gasförmige Umge­ bung für das Trockenätzen durch eine Umgebung für das Kri­ stallwachstum ersetzt wird, ohne die Kristalloberfläche der Halbleiterschicht, die durch den Trockenätzvorgang freige­ legt wurde, der Atmosphärenumgebung bzw. Umgebungsatmosphä­ re auszusetzen, so daß eine weitere Halbleiterschicht durch Kristallisationsvorgang auf der Kristalloberfläche der Halbleiterschicht, die durch den Trockenätzvorgang freige­ legt wurde, aufwächst. Daher ist es möglich, ein Halblei­ terbauelement mit hohem Reinheitsgrad bei der Wachstums- Grenzfläche und mit ausgezeichneten Kristalleigenschaften der aufgewachsenen Schicht zu erhalten.
In Übereinstimmung mit einem dreizehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthalten bei dem vorstehend be­ schriebenen Halbleiterbauelement die Halbleiterschichten, die Al als Bestandteil enthalten, eine Vielzahl von Schich­ ten, die eine Schicht mit Al als Bestandteil aufweisen.
In Übereinstimmung mit einem vierzehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Halbleiterbauelement dadurch hergestellt, daß eine erste Halbleiterschicht in einer gasförmigen, ein Halogengas enthaltenden Umgebung mit einer bei 450°C oder niedriger gehaltenden Temperatur ange­ ordnet wird, so daß ein in natürlicher Weise auf einer Kri­ stalloberfläche der ersten Halbleiterschicht gebildeter Oxidfilm durch kontinuierliche Absorptions- und Desorp­ tionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases beseitigt wird; und die gasförmige Umgebung durch eine Umgebung für ein Kristallwachstum ersetzt wird, ohne die erste Halbleiterschicht einer Atmosphärenumgebung bzw. der Atmosphäre auszusetzen, so daß eine zweite Halb­ leiterschicht durch Kristallisation auf der Kristallober­ fläche der ersten Halbleiterschicht, von der das Oxid ent­ fernt wurde, aufwächst. Daher ist es möglich, ein Halblei­ terbauelement mit hohem Reinheitsgrad der Wachstums-Grenz­ fläche und mit ausgezeichneten Kristalleigenschaften der aufgewachsenen Schicht zu erhalten.
In Übereinstimmung mit einem fünfzehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Halbleiterbauelement dadurch hergestellt, daß eine erste Halbleiterschicht in eine gasförmige, ein Halogengas enthaltende Umgebung mit einer Temperatur, die bei 450°C oder niedriger gehalten ist, eingebracht wird, so daß ein in natürlicher Weise auf der Kristalloberfläche der ersten Halbleiterschicht gebil­ deter Oxidfilm durch kontinuierliche Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases entfernt wird; die gasförmige Umgebung durch eine Umgebung für ein Trockenätzen der ersten Halb­ leiterschicht ersetzt wird, ohne die erste Halbleiter­ schicht einer atmosphärischen Umgebung bzw. der Atmosphäre auszusetzen, so daß die erste Halbleiterschicht in derjeni­ gen Richtung trockengeätzt wird, die rechtwinklig zu der Oberfläche verläuft, von der der Oxidfilm entfernt wurde; und die gasförmige Umgebung für das Trockenätzen durch eine solche für ein Kristallwachstum ersetzt wird, ohne die er­ ste Halbleiterschicht der Atmosphäre auszusetzen, so daß die zweite Halbleiterschicht durch Kristallisation auf der Kristalloberfläche der ersten Halbleiterschicht aufwächst. Daher ist es möglich, ein Halbleiterbauelement mit hohem Reinheitsgrad im Bereich der Wachstums-Grenzfläche und mit ausgezeichneten Kristalleigenschaften der aufgewachsenen Schicht zu erhalten.
In Übereinstimmung mit einem sechszehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht ein Verfahren zur Reini­ gung einer Kristalloberfläche eines Halbleiters darin, daß eine Halbleiterschicht in einer gasförmigen, ein Halogengas enthaltenden Umgebung bei einer bei 450°C oder niedriger gehaltenen Temperatur angeordnet wird, so daß ein in natür­ licher Weise auf der Kristalloberfläche der Halbleiter­ schicht gebildeter Oxidfilm durch kontinuierliche Absorpti­ ons- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gas­ molekülen des Halogengases entfernt wird. Daher ist es mög­ lich, eine Halbleiter-Kristalloberfläche mit hohem Rein­ heitsgrad zu erzeugen.
In Übereinstimmung mit einem siebzehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht die Halbleiterschicht bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Reinigung einer Kristalloberfläche eines Halbleiters aus einem Ver­ bundhalbleiter der Gruppe III-V und das das Halogengas ent­ haltende Gas enthält ein Gas, das das Element der Gruppe V aufweist, das einen Bestandteil der Halbleiterschicht bil­ det. Daher ist es möglich, die Desorption des Elements der Gruppe V an der Kristalloberfläche der ersten Halbleiter­ schicht während des Vorgangs der Beseitigung des Oxidfilms von der Kristalloberfläche steuern zu können und eine Halb­ leiter-Kristalloberfläche mit hervorragender Kristallisati­ on (Kristallisationsgrad, Kristallstruktur) zu erhalten.
In Übereinstimmung mit einem achtzehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist das Halogengas bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Reinigung einer Kri­ stalloberfläche eines Halbleiters ein HCl-Gas auf.
Gemäß einem neunzehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Halbleiterbauelement dadurch herge­ stellt, daß eine Halbleiterschicht in eine gasförmige, ein Halogengas enthaltende Umgebung mit einer bei 450°C oder geringer gehaltenen Temperatur eingebracht wird, so daß ein in natürlicher Weise auf einer Kristalloberfläche der Halb­ leiterschicht gebildeter Oxidfilm durch kontinuierliche Ab­ sorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases entfernt wird. Daher ist es möglich, ein Halbeiterbauelement mit hohem Reinheitsgrad bei der Wachstums-Grenzfläche und mit hervorragenden Kri­ stalleigenschaften einer wiederaufgewachsenen Schicht zu erhalten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ formen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläu­ tert. Es zeigen:
Fig. 1(a) und 1(b) graphische Darstellung der Ergeb­ nisse von SIMS-Analysen in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2(a) bis 2(d) Querschnittsansichten, die ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel veran­ schaulichen,
Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Beispiels der Wachstums folge in Übereinstimmung mit dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 eine graphische Darstellung eines Beispiels der Wachstumsabfolge in Übereinstimmung mit einem zweiten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Beispiels der Wachstumsabfolge in Übereinstimmung mit der ersten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung, wobei der Wafer zunächst einer HCl-Behandlung bei niedriger Temperatur und dann einem Ät­ zen mittels HCl-Gas unterzogen und schließlich in eine wei­ tere Kammer für ein Rekristallisierungswachstum bzw. Kri­ stallwachstum transportiert wird,
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwi­ schen der Ätzrate und der Ätztemperatur bei der GaAs- Schicht in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung,
Fig. 7(a) bis 7(k) Querschnittsansichten, die ein in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung stehendes Verfahren zur Herstellung eines bipola­ ren Transistors mit Heteroübergang zeigen,
Fig. 8 eine graphische Darstellung der Wachstumsfolge bei dem komplizierten Prozeß des herkömmlichen Trockenät­ zens und epitaktischen Wachstums,
Fig. 9(a) bis 9(c) Querschnittsansichten, die ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter­ bauelements zeigen,
Fig. 10(a) bis 10(c) Querschnittsansichten, die ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter­ bauelements veranschaulichen,
Fig. 11(a) bis 11(e) Querschnittsansichten, die ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung weiterer Halblei­ terbauelemente zeigen,
Fig. 12(a) bis 12(d) Querschnittsansichten, die ein in Übereinstimmung mit einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung stehendes Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit vergrabener Rippe (Steg) zeigen,
Fig. 13(a) bis 13(d) Querschnittsansichten, die ein in Übereinstimmung mit einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung stehendes Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit vergrabener Rippe zeigen, und
Fig. 14(a) bis 14(e) Querschnittsansichten, die ein in Übereinstimmung mit einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung stehendes Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements veranschaulichen.
Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel des er­ findungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Halblei­ terbauelements beschrieben.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden Halbleiter­ schichten, von denen die äußerste Schicht die Abdeckschicht (Schutzschicht) bildet, einer HCl-Behandlung bei niedriger Temperatur unterzogen, woran sich aneinanderfolgend ein Trockenätzen und ein epitaktisches Wachstum anschließen.
Die Fig. 2(a) bis 2(d), 9(a) bis 9(c) und 10(a) bis 10(c) zeigen die Gestaltung von Bauteilen, die bei Experi­ menten benutzt wurden, die die Wirksamkeit des Verfahrens zum Vermeidung einer Verunreinigungsabscheidung auf einer Wachstums-Grenzfläche beim ersten Ausführungsbeispiel be­ legten. Die Fig. 2(a) bis 2(d) zeigen ein Bauteil A, das durch einen kombinierten Prozeß in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellt wurde. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet ein GaAs-Substrat, das Be­ zugszeichen 2 eine AlGaAs-Schicht, das Bezugszeichen 3 eine GaAs-Abdeckschicht, das Bezugszeichen 4 eine wieder aufge­ wachsene GaAs-Schicht, das Bezugszeichen 5 eine Wachstums- Grenzfläche und das Bezugszeichen 6 einen dünnen Oxidfilm, der auf der GaAs-Abdeckschicht gebildet ist. Die Fig. 9(a) bis 9(c) zeigen ein Bauteil B, das durch einen kombi­ nierten Prozeß aus Trockenätzen und epitaktischem Wachstum in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik hergestellt wurde, wobei die mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten Bestandteile die gleichen oder entsprechende Bestandteile wie in Fig. 2(a) bis 2(d) bezeichnen, während das Bezugs­ zeichen 7 eine aufgrund des Oxidfilms 6 verschlechterte oxidierte, auf der Wachstums-Grenzfläche gebildete Schicht bezeichnet. Die Fig. 10(a) bis 10(c) zeigen ein Bauteil C, das durch einen anderen, kombinierten Prozeß aus Trockenätzen und epitaktischem Wachstum gemäß dem Stand der Technik hergestellt wurde, wobei das Bezugszeichen 6a einen dünnen, auf einer Oberfläche der AlGaAs-Schicht 2 gebilde­ ten Oxidfilm bezeichnet und die weiteren Bezugszeichen je­ weils Bestandteile bezeichnen, die gleichartig sind wie die Bestandteile gemäß den Fig. 2(a) bis 2(d) oder diesen entsprechen. In den vorstehend benannten Figuren bezeichnen mit unterbrochener Linie umschlossene Flächen diejenigen Vorgänge, die aufeinanderfolgend in einer MOCVD-Kammer (MOCVD = metal organic chemical vapor deposition = chemi­ sche metallorganische Dampfabscheidung) durchgeführt wur­ den.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Wachstumsabfolge bei dem Bauteil A während dessen Herstellung in der MOCVD-Kam­ mer. In gleicher Weise zeigt Fig. 8 ein Beispiel für die Wachstums folge bei den Bauteilen B und C während deren Be­ handlung in der MOCVD-Kammer.
Nachfolgend werden die Methoden der Bearbeitung der einzelnen Bauteile kurz erläutert. Zunächst wird die Her­ stellung des Bauteils A unter Bezugnahme auf die Fig. 2(a) bis 2(d) beschrieben. Die Schicht 2 aus AlxGa1-xAs (x = 0,48) mit einer Dicke von 2 µm und die aus GaAs beste­ hende Abdeckschicht 3 mit einer Dicke von 0,1 µm werden aufeinanderfolgend auf dem GaAs-Substrat unter Einsatz des MOCVD-Verfahrens (Fig. 2(a)) gebildet. Nachfolgend wird dieses Bauteil herausgenommen und einer Atmosphärenumgebung (Atmosphäre bzw. Umgebungsatmosphäre) ausgesetzt, und dann mit Wasser gewaschen und trocknen gelassen. Während dieses Vorgangs bildet sich der dünne Oxidfilm 6 mit einer Dicke in der Größenordnung von mehreren Angström (zehntel Nanome­ ter).
Danach wird das Bauteil erneut im Innern der MOCVD-Kam­ mer angeordnet, in der das Bauteil auf 350°C in einer gas­ förmigen, Wasserstoffgas und AsH₃-Gas enthaltenden Umgebung aufgeheizt wird, wonach das Bauteil für eine Dauer von 100 Minuten in einer gasförmigen, nun Wasserstoffgas, AsH₃-Gas und hinzugesetztes HCl-Gas enthaltenden Athmosphäre behandelt wird, so daß der dünne, auf der Abdeckschicht 3 gebildete Oxidfilm 6 entfernt wird (Fig. 2(b)). Die Beseitigung des Oxidfilms 6 auf der Abdeckkappe beruht auf der kontinuier­ lichen Absorptions- und Desorptionsreaktion von Halogengas­ molekülen wie etwa HCl und dem Oxidfilm. Dieser Vorgang wird als die HCl-Behandlung bei niedriger Temperatur bzw. Niedertemperatur-HCl-Behanldung bezeichnet. Die Temperatur bei dieser HCl-Behandlung mit Niedertemperatur kann 450°C oder weniger betragen. Der Oxidfilm 6 auf der GaAs-Abdeck­ schicht 3 wird durch die HCl-Behandlung mit niedriger Tem­ peratur vollständig entfernt. Diese niedrige Temperatur- HCl-Behandlung wurde mit Strömungsraten des Wasserstoffs von 2,5 slm (Liter je Minute), von AsH₃ (20%) von 10 sccm, und von HCl (10%) von 40 sccm durchgeführt. AsH₃ wurde zur Steuerung einer Loslösung von As von der Oberfläche der GaAs -Abdeckschicht während der Niedertemperatur-HCl-Behand­ lung hinzugesetzt. Andere Gase, die As als Bestandteile ha­ ben, zum Beispiel Tertialbutylarsin (C₄H₉AsH₂) können für diesen Zweck eingesetzt werden. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel beträgt das Verhältnis von AsH₃/HCl 0,5, das eine op­ timale Strömungsrate im Fall der Verbesserung des Oberflä­ chenzustands bei dem Ätzen mittels HCl-Gas darstellt, wie dies in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung 44 869/1993 offenbart ist. Nach der vollständigen Beseiti­ gung des Oxidfilms 6 durch die HCl-Behandlung bei niedriger Temperatur wird die GaAs-Abdeckschicht durch HCl-Gas ge­ ätzt. Während der Bearbeitungsdauer bei dieser Ausführungs­ form wird ein Ätzen von ungefähr 10 nm (100 Å) durchge­ führt.
Nachfolgend wird das Bauteil nach Abschluß der Nieder­ temperatur-HCl-Behandlung auf eine Temperatur von 750°C aufgeheizt, um unter Einsatz einer herkömmlichen Gasätz­ technik geätzt zu werden, wobei die Strömungsraten von Was­ serstoff, AsH₃ und HCl bei denselben Raten wie bei der vor­ hergehenden Niedertemperatur-HCl-Behandlung gehalten werden (Fig. 2(c)). Eine Ätztiefe von 0,8 µm wird durch dieses HCl-Gasätzen erzielt, so daß die AlGaAs-Schicht 2 erreicht wird. Danach wird das Bauteil nach Beendigung des Ätzvor­ gangs der MOCVD-Methode unterzogen, bei der die GaAs- Schicht 4 wieder aufwächst. Hierdurch wird das Bauteil A (Fig. 2(d)) erhalten. Die Niedertemperatur-HCl-Behandlung und der Vorgang des Aufwachsens der GaAs-Schicht werden in derselben Kammer aufeinanderfolgend durchgeführt, wobei die Wachstumssequenz in Fig. 3 gezeigt ist.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung des Bau­ teils B erläutert. Die Schicht 2 aus AlxGa1-xAs (x = 0,48) mit einer Dicke von 2 µm und die Abdeckschicht 3 aus GaAs mit einer Dicke von 0,1 µm werden aufeinanderfolgend auf einem GaAs-Substrat 1, das eine Dicke von 2 µm besitzt, un­ ter Einsatz des MOCVD-Verfahrens gebildet. Nachfolgend wird dieses Bauteil in Atmosphärenumgebung herausgenommen und dann mit Wasser gewaschen und trocknen gelassen, wobei sich während dieses Vorgangs der dünne Oxidfilm 6 mit einer Dicke in der Größenordnung von mehreren Angström bildet. Das Bauteil wird dann erneut in die MOCVD-Kammer einge­ bracht, in der das Bauteil auf 750°C aufgeheizt und durch das HCl-Ätzverfahren geätzt wird (Fig. 9(b)). Die Strö­ mungsraten von Wasserstoff, AsH₃ und HCl bei diesem Gasätz­ vorgang sind die gleichen wie bei dem vorstehend beschrie­ benen Bauteil A. Unter Aufrechterhaltung der Werte der vor­ stehend beschriebenen Parameter wird ein Ätzen von 0,8 µm durchgeführt. In diesem Fall verbleibt ein Abschnitt des Oxidfilms 6 auf der Oberfläche der AlGaAs-Schicht 2 nach dem Ätzen.
Weiterhin wird die GaAs-Schicht 4 zum Aufwachsen auf dem Bauteil nach Abschluß des Ätzvorgangs unter Einsatz des MOCVD-Verfahrens gebracht (Fig. 9(c)). Dieser Aufwachsvor­ gang führt zu einer Schicht 7, die aufgrund einer von dem Oxidfilm 6 herrührenden Oxidation verschlechtert ist. Der HCl-Gasätzvorgang und der Vorgang des Aufwachsenlassens der GaAs-Schicht 4 werden aufeinanderfolgend in derselben Kam­ mer durchgeführt, wobei die Wachstumssequenz hierbei in Fig. 8 gezeigt ist.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung des Bau­ teils C erläutert.
Die Schicht 2 aus AlxGa1-xAs (x = 0,48) mit einer Dicke von 2 µm wird auf dem 2 µm dicken GaAs-Substrat 1 unter Einsatz des MOCVD-Verfahrens gebildet (Fig. 10(b)). Das Bauteil wird in Atmosphärenumgebung herausgenommen und dann mit Wasser gewaschen, wonach man es trocknen läßt. Während dieses Vorgangs bildet sich der dünne Oxidfilm 6a. Das Bau­ teil wird erneut in die MOCVD-Kammer eingebracht, in der das Bauteil auf 750°C aufgeheizt und unter Einsatz des HCl- Ätzvorgangs geätzt wird (Fig. 10(b)). Die Strömungsraten von Wasserstoff, AsH₃ und HCl bei diesem Gasätzvorgang sind die gleichen, wie sie beim Bauteil A angegeben wurden. Unter Einsatz der gleichen, vorstehend beschriebenen Bedingungen wird ein Ätzen von 0,8 µm bzw. einer Tiefe von 0,8 µm durchgeführt. In diesem Fall wird der Oxidfilm 6a kaum ge­ ätzt. Es wird lediglich die AlGaAs-Schicht 2 geätzt, wobei der Oxidfilm 6a auf der Oberfläche der AlGaAs-Schicht 6 verbleibt.
Weiterhin wird die GaAs-Schicht 4 zum Aufwachsen auf dem Bauteil nach Abschluß des Ätzens unter Einsatz des MOCVD-Verfahrens gebracht (Fig. 10(c)). Der Vorgang des HCl-Gasätzens und der Vorgang des Aufwachsens der GaAs- Schicht 4 werden aufeinanderfolgend in derselben Kammer durchgeführt, wobei die Wachstumsabfolge die gleiche ist wie beim Beispiel B und in Fig. 8 gezeigt ist.
Nachfolgend werden Ergebnisse von Analysen der Verun­ reinigungen (Sauerstoff, Kohlenstoff), die bei jedem Bau­ teil auf den Wachstums-Grenzflächen 5 der AlGaAs-Schicht 2 gefunden wurden, beschrieben. Hierbei wurde die Analyse der in den Bauteilen gefundenen Verunreinigungen unter Verwen­ dung des SIMS-Verfahrens oder der Sekundärionenmassenspek­ trographie durchgeführt und die Versetzungsdichte (dislocation density) der aufgewachsenen GaAs-Schicht 4 wurde durch das Rand-Pit-Beobachtungsverfahren (edge-pit observation) unter Einsatz von geschmolzenem KOH bewertet.
Die Fig. 1(a) und 1(b) zeigen die Ergebnisse der Analysen der Verunreinigungen auf der Wachstums-Grenzfläche 5, wobei in Fig. 1(a) Kohlenstoff und in Fig. 1(b) Sauer­ stoff dargestellt sind. Wie in diesen Figuren angegeben ist, wurden in den Bauteilen B und C Kohlenstoff und Sauer­ stoff auf der Wachstums-Grenzfläche 5 gefunden, wodurch diese eine "schmutzige" Oberfläche wurde. Weitere Analysen der Versetzungsdichte (dislocation density) der Bauteile B und C ergaben, daß das Bauteil C eine Versetzungsdichte von 5 × 10⁸/cm² besaß, was verschlechterte Kristallqualität ergibt. Das Bauteil B besitzt, verglichen mit dem Bauteil C, einen besseren Wert aufgrund der GaAs-Abdeckschicht und hat eine Versetzungsdichte von 4 × 10⁴/cm². Allerdings ist es erforderlich, daß die Versetzungsdichte in einem Halb­ leiterbauelement unterhalb 10⁴/cm² liegt. Daher ist ein Kristall, der eine Versetzungsdichte von 4 × 10⁴/cm² be­ sitzt, nicht für Halbleiterbauelemente geeignet, die hohes Leistungsvermögen besitzen müssen, so daß seine Verwendung auf einen kleinen Einsatzbereich beschränkt ist.
Auf der anderen Seite zeigen die Analysen des Bauteils A, das gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellt wurde, daß keine Verunreinigungen auf der Wachstums-Grenzfläche 5 gefunden wurden, und es wurde be­ stätigt, daß ein hoher Reinheitsgrad erhalten wurde. Die Analysen der Versetzungsdichte ergaben, daß deren Wert 1 × 10³/cm² ist, was anzeigt, daß Kristalle sehr hoher Qualität erhalten wurden. Da die Versetzungsdichte des GaAs-Substrats ungefähr 500/cm² beträgt und eine aufeinan­ derfolgend bzw. nachfolgend durch das MOCVD-Verfahren ge­ bildete epitaktische Schicht ungefähr 1 × 10³/cm² hat, be­ deutet der vorstehend angegebene Wert, daß das Bauteil recht hohe Qualität für ein Bauteil besitzt, das durch ein Aufwachsverfahren nach dem Ätzvorgang hergestellt wurde, und bedeutet weiterhin, daß sowohl die Reinheit der Wachs­ tums-Grenzfläche als auch die Kristallinität (Kristallisationsgrad) der aufgewachsenen Kristallschicht keineswegs einem Bauteil unterlegen sind, das durch das aufeinanderfolgende Wachstum hergestellt wurde. Das vorste­ hend Ergebnis wurde zum ersten Mal für ein Al enthaltendes Bauteil aus AlGaAs mit einem Zusammensetzungsverhältnis von 0,48 erzielt, das sehr stark zum Oxidieren neigt.
Die Tatsache, daß auf der Wachstums-Grenzfläche keine Verunreinigungen gefunden wurden und hierdurch bei dem er­ sten Ausführungsbeispiel die aufgewachsene Kristallschicht hoher Qualität erhalten wurde, läßt sich folgendermaßen er­ läutern. Bei dem Stand der Technik erfordert der kombi­ nierte Prozeß aus Trockenätzen und Kristallwachstum, daß ein Bauteil auf 450°C oder höher aufgeheizt wird, was gemäß den Ausführungen in "Kondo et al, 19. International Sympo­ sium on GaAs and Related Compounds (1992/Karuizawa)" zu ei­ ner Transformation bzw. Umsetzung des Oxids auf der Ober­ fläche des Halbleitermaterials wie etwa Al₂O₃ und Ga₂O₃ in äußerste feste und nicht flüchtige Verbindungen führt, die sich mit der Oberfläche fest verbinden. Wenn dies auftritt, ist es nahezu unmöglich, die Verbindungen zu entfernen. Selbst wenn ein Ätzen unter Nicht-Berücksichtigung der vor­ stehend beschriebenen Zusammenhänge begonnen wird, können die Oxidfilme 6 und 6a, die an der Oberfläche fest anhaf­ ten, nicht beseitigt werden, und es werden lediglich die Halbleiterschichten unterhalb der Oxidfilme 6 und 6a geätzt und entfernt, wie dies in den Fig. 9(a) und 10(a) ge­ zeigt ist. Selbst wenn der Ätzvorgang fortschreitet, ver­ bleiben die Oxidschichten 6 und 6a auf der Oberfläche, wie dies in den Fig. 9(b) und 10(b) gezeigt ist. Bei dem Bauteil C, das die AlGaAs-Schicht 2 auf der Oberfläche be­ sitzt, ergibt sich ein Aluminiumoxid mit extrem starker An­ haftung, sobald die Oxidschicht 6a mit Al kombiniert ist, was die Kristallqualität der gewachsenen Schicht ver­ schlechtert. Der Grund dafür, daß beim Bauteil B kein ak­ zeptables Ergebnis erhalten wurde, besteht darin, daß sich das Oxid 6 auf der GaAs-Abdeckschicht 3 bei der hohen Tem­ peratur während der Durchführung des HCl-Gasätzens in die feste Verbindung umwandelt, die durch das Gasätzen kaum ge­ ätzt wird. Diese Verbindung verbleibt selbst nach dem Gasätzen, wobei der in dieser Verbindung enthaltende Sauer­ stoff eine Oxidation der Oberfläche der AlGaAs-Schicht 2 hervorruft, was die verschlechterte oxidierte Schicht 7 in der Nähe der Wachstums-Grenzfläche 5 hervorruft. Anders ausgedrückt, ist es notwendig, die Oxidschicht 6 von der Oberfläche der GaAs-Abdeckschicht 3 vollständig zu entfer­ nen, d. h. den Sauerstoff zu beseitigen, bevor das Ätzen mittels HCl-Gas erfolgt, so daß das AlGaAs nicht oxidiert wird, wenn das Ätzen mittels HCl-Gas fortschreitet und die AlGaAs-Schicht 2 freigelegt wird.
Demgegenüber ermöglicht die Niedertemperatur-HCl-Be­ handlung die Beseitigung des Oxidfilms 6 auf der GaAs-Ab­ deckschicht 3 vor der Umwandlung in eine feste Verbindung, wie dies beim Bauteil A bei diesem Ausführungsbeispiel ge­ zeigt wurde. Es wurde weiterhin gezeigt, daß aufgrund der Durchführung des Ätzens mittels HCl-Gas nach der Beseiti­ gung des Oxidfilms 6 auf der Abdeckschicht 3 durch die Nie­ dertemperatur-HCl-Behandlung die Oberfläche der AlGaAs- Schicht 2 nach dem Ätzen mittels HCl-Gas ohne irgendwelche Verunreinigungen sehr rein gemacht werden kann, was es wie­ derum ermöglicht, ein Kristallwachstum hoher Qualität zu erzielen, was zu einer überlegenen Wachstums-Grenzfläche 5 führt. Da, anders ausgedrückt, sich der GaAs-Oxidfilm gemäß den vorstehenden Ausführungen selbst in eine Verbindung mit starker Haftkraft umwandelt, wenn er auf 450°C oder höher aufgeheizt wird, kann ein Reinigungsprozeß bei einer Tempe­ ratur von 450°C oder niedriger den Oxidfilm von der GaAs- Abdeckschicht entfernen, so daß eine Wachstums-Grenzfläche mit überlegenen Eigenschaften erhalten wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbei­ spiel wird die GaAs-Abdeckschicht 3 auf der Oberfläche der AlGaAs-Schicht 2 ausgebildet und das Bauteil gegenüber der Atmosphärenumgebung isoliert, auf 450°C oder weniger aufge­ heizt und dort gehalten und es wird ihm HCl-Gas, AsH₃ und Wasserstoffgas zugeführt, so daß der Oxidfilm beseitigt wird. Das Bauteil wird einem Trockenätzen unter Einsatz von HCl-Gas ausgesetzt, so daß es ausgehend von der Oberfläche der Abdeckschicht 3 solange geätzt wird, bis die AlGaAs- Schicht 2 erreicht ist, wonach der Vorgang des Kristall­ wachstums folgt. Dieses Verfahren führt zu einer Kristalli­ sierung der wiederaufgewachsenen Schicht und führt zu einer Reinheit der Wachstums-Grenzfläche, die nahezu denselben Wert wie diejenigen Bauteile haben, die durch aufeinander­ folgendes Kristallwachstum hergestellt wurden. Dies ermög­ licht es, ein Halbleiterbauelement in einfacher Weise her­ zustellen, das keinen Leckstrom besitzt und gute Betriebs­ eigenschaften hat.
Da weiterhin die Wachstums-Grenzfläche hohen Reinheits­ grad besitzen kann, ist es möglich, die Wachstums-Grenzflä­ che auf einem aktiven Bereich des Halbleiterbauelements vorzusehen, was einen größeren Freiheitsgrad bei der Ge­ staltung des Verfahrens zur Herstellung von Halbleiterbaue­ lementen bringt.
Auch wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel AlGaAs für die aufgewachsene Schicht sowie GaAs für die Abdeckschicht eingesetzt wurden, kann die Erfindung weiterhin auch mit gleicher Wirksamkeit wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel in Fällen eingesetzt werden, bei denen andere Halbleiterma­ terialien wie etwa Si, Ge und Verbindungen der Gruppe III-V eingesetzt werden. Es ist ebenfalls möglich, den Vorgang der Bildung der Abdeckschicht entfallen zu lassen. Falls jedoch, wie vorstehend erläutert, in der Schicht, auf der das Rekristallisierungswachstums durchzuführen ist, ein leicht oxidierbares Material wie etwa Al enthalten ist, wä­ re es äußerst schwierig, den Oxidfilm zu entfernen. Daher ist es möglich, das gesamte Verfahren noch weiter zu per­ fektionieren, indem die Abdeckschicht, die kein Element wie etwa Al enthält, aufgebracht wird. Ferner wird bei dem vor­ stehend beschriebenen Ausführungsbeispiel AlH₃-Gas während der Niedertemperatur-HCl-Behandlung zugeführt, um eine Oberflächenrauhigkeit aufgrund einer exzessiven Desorption von As zu verhindern. Wenn die Erfindung bei anderen Halb­ leitermaterialien der Gruppe III-V eingesetzt wird, sollte ein Gas zugeführt werden, das hinsichtlich der Materialien, die der Niedertemperatur-HCl-Behandlung unterliegen, ausge­ wählt und im Hinblick auf die Steuerung der Desorption der Elemente der Gruppe V ausgelegt ist. Falls beispielsweise für den Halbleiter Phosphor enthaltende Materialien wie et­ wa InP, GaP oder dergleichen eingesetzt werden, sollte Phosphin (PH₃), Tertialbutylphosphine (C₄H₉PH₂) oder der­ gleichen zugeführt werden. Wenn Stickstoff enthaltende Halbleitermaterilien wie etwa GaN eingesetzt werden, sollte Gas wie etwa Ammoniak (NH₃) zugeführt werden.
Auch wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Kri­ stallwachstum auf der AlGaAs-Schicht durchgeführt wird, können weiterhin andere Schichten unter Erzielung derselben Ergebnisse wie beim ersten Ausführungsbeispiel benutzt wer­ den, z. B. eine Schicht mit Quantensenkenstruktur, die eine Al enthaltende Schicht aufweist, oder eine Schicht mit la­ miniertem Aufbau wie etwa eine unter Beanspruchung stehende Übergitter-Schicht.
Ferner wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Kri­ stallwachstum auf der AlGaAs-Schicht durchgeführt. Falls jedoch eine Schicht, die Al als Bestandteil enthält, auf einem Halbleitersubstrat aufgebracht wird, wird eine kein Al enthaltende Abdeckschicht auf der Al enthaltenden Schicht angeordnet und es wird nach der Durchführung der HCl-Behandlung auf der Oberfläche ein Trockenätzen solange ausgeführt, bis das Halbleitersubstrat erreicht ist. Die gewünschte Halbleiterschicht wird dann durch Rekristalli­ sierungswachstum auf der durch das Trockenätzen freigeleg­ ten Kristalloberfläche des Halbleitersubstrats aufgebracht. Daher wird während des Vorgangs des Ätzens der Al enthal­ tenden Schicht die Bildung von Aluminiumoxid, das eine hohe Bindekraft besitzt, vermieden und es wird die Ansammlung von Verunreinigungen, die sich auf der Wachstums-Grenzflä­ che nach dem Trockenätzen ansammeln könnten, vermieden. Die an der Wachstums-Grenzfläche vorhandenen Verunreinigungen sind verringert und es wird eine aufgewachsene Schicht mit überlegenen Kristalleigenschaften erhalten.
Ferner kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein Mas­ kierungsmuster auf der Oberfläche der Halbleiterschicht der Durchführung der Niedertemperatur-HCl-Behandlung angeordnet werden, so daß sowohl die Niedertemperatur-HCl-Behandlung als auch das Trockenätzen und das Aufwachsen jeweils selek­ tiv stattfinden. Dies ergibt dasselbe Ergebnis.
Auch wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Nie­ dertemperatur-HCl-Behandlung, das Ätzen mittels HCl-Gas und das epitaktische Aufwachsen sukzessiv als kombinierte Pro­ zeß innerhalb der gleichen Kammer durchgeführt werden, ist es lediglich erforderlich, daß die Halbleiterschichten zwi­ schen diesen Prozessen nicht der Atmosphärenumgebung ausge­ setzt werden. Anders ausgedrückt ist es akzeptabel, daß je­ der Prozeß seine eigene Kammer besitzt, wobei alle Kammern miteinander verbunden sind und der Wafer von einer zu ande­ ren Kammer in einer Vakuum- oder Wasserstoff-Umgebung oder einer Edelgas-Umgebung transportiert wird, so daß der Wafer bei jedem Vorgang nicht der Atmosphärenumgebung ausgesetzt wird. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist es z. B. möglich, die Abfolge derart festzulegen, daß die Niedertemperatur-HCl- Behandlung und das Ätzen mittels HCl-Gas in einer Kammer durchgeführt werden und dann der Wafer in die Aufwachskam­ mer für Rekristallisierungswachstum transportiert wird, oh­ ne den Wafer der Atmosphärenumgebung auszusetzen. Dies führt zum selben Ergebnis.
Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausfüh­ rungsbeispiel HCl-Gas bei der Niedertemperatur-Behandlung eingesetzt wird, um den Oxidfilm zu entfernen, kann die Er­ findung weiterhin auch mit anderen Halogengasen durchge­ führt werden, die als Ätzgase einzusetzen sind, wie etwa HCl, Cl₂ usw. als Chlorgas; HBr, CH₃Br usw. als Bromgas oder CH₃I usw. als Jodgas. Dies führt zum dem gleichen Er­ gebnissen.
Auch wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel das glei­ che Gas sowohl für die Niedertemperatur-Behandlung zur Be­ seitigung des Oxids als auch für das Gasätzen nach der Nie­ dertemperatur-Behandlung eingesetzt wurde, ist es fernen möglich, unterschiedliche Gase für die beiden Prozesse ein­ zusetzen. Jedoch ist es wünschenswert, dasselbe Gas für die beiden Prozesse zu verwenden, da dann keine Notwendigkeit des Ersatzes des Gases besteht und der Herstellungsvorgang einfacher ist.
Weiterhin ist es auch möglich, ein anderes Trockenätz­ verfahren nach der Niedertemperatur-Behandlung wie etwa das Plasmaätzen, das Ionenstrahlätzen oder dergleichen, anstel­ le des Gasätzens einzusetzen. Dies führt zum gleichen Er­ gebnis.
Auch wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel das MOCVD- Verfahren für das Rekristallisierungswachstum eingesetzt wurde, können auch andere Verfahren für Rekristallisie­ rungswachstum wie etwa CVD (chemische Dampfabscheidung), MBE (Molekularstrahl-Epitaxie), GSMBE (Gasquellen-Moleku­ larstrahl-Epitaxie), CBE (Epitaxie mittels chemischem Strahl) oder dergleichen unter Erzielung desselben Ergeb­ nisses eingesetzt werden.
Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Das zweite Ausführungsbeispiel unter­ scheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß es nicht über einen Gasätzvorgang bei hoher Temperatur verfügt, sondern sich der Vorgang des Rekristallisierungs­ wachstums unmittelbar an die Niedertemperatur-HCl-Behand­ lung anschließt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurde ein kombinierter Prozeß aus Niedertemperatur-HCl-Behand­ lung, HCl-Gas-Ätzung bei hoher Temperatur und Rekristalli­ sierungswachstum erläutert. Nachstehend wird der Grund er­ läutert, weshalb bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Ät­ zen mittels HCl-Gas bei hoher Temperatur eingesetzt wurde.
Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Ätzrate und der Ätztemperatur, wenn GaAs einem Ätzen mittels HCl-Gas ausge­ setzt wird. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, erhöht sich die Ätz­ rate exponentiell mit einer Zunahme der Temperatur. Dies liegt daran, daß die chemische Reaktion zwischen dem Ätzgas und dem Halbleitermaterial beschleunigt wird, wenn sich die Temperatur erhöht. Bei der Temperatur, die für die Nieder­ temperatur-HCl-Behandlung geeignet ist und bei 450°C oder darunter liegt, ist die Ätzrate extrem klein. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Ätzrate bei dieser Temperatur kleiner ist als 1 nm/min (10 A/min). Daher würde es lange Zeit brauchen, bis die gewünschte Ätztiefe (z. B. 1 µm) er­ halten würde und es wäre folglich nicht praktikabel, die Oberflächenbehandlung unter Einsatz von HCl-Gas bei niedri­ ger Temperatur zum Ätzen einer Halbleiterschicht einzuset­ zen. Aus diesem Grund ist beim ersten Ausführungsbeispiel die Niedertemperatur-HCl-Behandlung auf dem Zweck der Ober­ flächenreinigung zur Beseitigung von Oxiden auf der Ober­ fläche begrenzt und es wird das Ätzen mittels HCl-Gas bei hoher Temperatur mit einer hohen Ätzrate bei der Temperatur von 750°C anschließend durchgeführt.
Jedoch passiert es manchmal bei dem Verfahren zum Her­ stellen von Halbleiterbauelementen, daß eine Ätztiefe von 1 bis 10 nm ausreichend ist. Falls die Halbleiterschicht keine Elemente mit starker Bindungskraft wie etwa Al ent­ hält, ist es nicht notwendig, die Abdeckschicht zu erzeug­ en, und es ist demzufolge nicht notwendig, den Verfahrens­ schritt der Beseitigung der Abdeckschicht vorzusehen. In einem solchen Fall ist das Hochtemperaturätzen mit hoher Ätzrate nicht erforderlich. Es ist möglich, ein gewünschtes Ätzen dadurch zu erhalten, daß zunächst der Oxidfilm durch die Niedertemperatur-HCl-Behandlung beseitigt und dann das Bauteil mittels desselben Gases, das bei der Niedertempera­ tur-HCl-Behandlung eingesetzt wurde, geätzt wird. Anders ausgedrückt kann jedes Mittel, das in Abhängigkeit von der notwendigen Ätztiefe geeignet ist, eingesetzt werden.
Daher wird unter Isolation des Bauteils gegenüber der Atmosphärenumgebung die beim ersten Ausführungsbeispiel be­ schriebene Niedertemperatur-HCl-Behandlung auf die Oberflä­ che der Halbleiterschicht ausgeübt, das Halbleitermaterial unter derselben Bedingung wie bei der Niedertemperatur-HCl- Behandlung geätzt und eine weitere Halbleiterschicht durch Kristallwachstum aufgebracht. Daher kann die Halbleiter­ schicht nach der Beseitigung der Verunreinigungen auf der zu der Wachstums-Grenzfläche der Halbleiterschicht werden­ den Oberfläche ohne Ersatz des Gases geätzt werden und eine weitere Halbleiterschicht kann zum Wachsen mittels Kri­ stallwachstums gebracht werden. Folglich kann ein Halblei­ terbauelement, das eine saubere aufgewachsene Schicht und hervorragende Kristalleigenschaften der rekristallisierten Schicht bzw. Kristallschicht besitzt, in einfacher Weise hergestellt werden. Falls keine Notwendigkeit zum Trockenätzen nach der Niedertemperatur-HCl-Behandlung be­ steht, kann der Trockenätzvorgang entfallen. Anders ausge­ drückt kann das Kristallwachstum unmittelbar im Anschluß an die Niedertemperatur-HCl-Behandlung vorgesehen werden und es läßt sich ein zufriedenstellendes Ergebnis wie beim zweiten Ausführungsbeispiel erzielen.
Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Als drittes Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Herstellung eines bipolaren Transistors mit Heteroübergang (HBT = heterojunction bipolar transistor) beschrieben, bei dem der kombinierte, die Niedertemperatur-HCl-Behandlung enthaltende, bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Prozeß eingesetzt wird.
Die Fig. 7(a) bis 7(k) zeigen Querschnittsansichten, in denen die hauptsächlichen Verfahrensschritte zur Her­ stellung des bipolaren Transistors das (HBT) mit Hetero­ übergang gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung veranschaulicht sind. In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein S.I. GaAs-Substrat, das Bezugszeichen 11 eine Schicht aus n⁺-GaAs, das Bezugszeichen 12 eine Schicht aus n-GaAs, das Bezugszeichen 13 eine Basisschicht aus p⁺-AlGaAs, das Bezugszeichen 14 eine Abdeckschicht p⁺- GaAs, das Bezugszeichen 15 einen SiN-Film, das Bezugszei­ chen 16 eine externe Basisschicht aus p⁺-GaAs, das Bezugs­ zeichen 17 eine Kontaktschicht aus p⁺-InGaAs, das Bezugs­ zeichen einen SiO-Film, das Bezugszeichen 19 eine Emitter­ schicht aus n-AlGaAs, das Bezugszeichen 20 eine Kontakt­ schicht aus n⁺-InGaAs, das Bezugszeichen 21 einen SiN-Film, das Bezugszeichen 22 eine Öffnung, das Bezugszeichen 23 ei­ ne Ausnehmung, das Bezugszeichen 24 einen SiN-Film, das Be­ zugszeichen 25 einen Kollektoranschluß aus n⁺-GaAs, das Be­ zugszeichen 26 eine Kontaktschicht aus n⁺-InGaAs, das Be­ zugszeichen 27 eine Kollektorelektrode, das Bezugszeichen 28 eine Basiselektrode und das Bezugszeichen 29 eine Emit­ terelektrode.
Es wird nun das Verfahren zur Herstellung eines bipola­ ren Transistors mit Heteroübergang gemäß dem dritten Aus­ führungsbeispiel erläutert. Zunächst läßt man die Schicht 11 aus n⁺-GaAs, die Schicht 12 aus n-GaAs, die Basisschicht 13 aus p⁺-AlGaAs und die Abdeckschicht 14 aus p⁺-GaAs epi­ taktisch auf dem halbisolierenden GaAs-Substrat 10 unter Einsatz des MOCVD-Verfahrens aufwachsen, wie es Fig. 7(a) gezeigt ist. Nach Aufbringen des SiN-Films 15 auf dem epi­ taktisch vorbereiteten oder hergestellten Wafer wird der SiN-Film 15 entfernt, wobei lediglich ein Abschnitt zurück­ bleibt, der derart geformt wurde, daß er die Emitterschicht bildet. Die Basisschicht 13 aus p⁺-AlGaAs wird mit allmäh­ licher Veränderung derart hergestellt, daß die der n-GaAs- Schicht 12 zugewandte Seite aus GaAs besteht und die der Abdeckschicht 14 aus p⁺-GaAs zugewandte Seite aus Al0,1Ga0,9As besteht. Nachfolgend läßt man die externe Ba­ sisschicht 16 aus p⁺-GaAs und die Kontaktschicht 17 aus p⁺- InGaAs selektiv unter Heranziehung des SiN-Films 15 als se­ lektive Maske aufwachsen, wie es in Fig. 7(b) gezeigt ist. Wenn dies durchgeführt ist, wird die Abdeckschicht 14 aus p⁺-GaAs durch anfängliches Anwenden der Niedertemperatur- HCl-Behandlung und nachfolgendes Ermöglichen des selektiven Rekristallisierungswachstums gereinigt und folglich die Wachstums-Grenzfläche mit demselben Ausmaß an Reinheit ge­ halten bzw. erzielt, wie es durch aufeinanderfolgendes Wachstum erreicht werden würde.
Wie in Fig. 7(c) gezeigt ist, wird nach der Ausbildung des SiO-Films 18 der SiN-Film 15 entfernt, wodurch ein Ab­ schnitt geschaffen wird, der später zum Emitter wird. Wei­ terhin läßt man, wie in Fig. 7(d) gezeigt ist, die Emitter­ schicht 19 aus n-AlGaAs und die Kontaktschicht 20 aus n⁺- InGaAs selektiv unter Einsatz des anhand des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels beschriebenen Verfahrens aufwachsen; d. h., daß vor dem selektiven Wachstum die Niedertemperatur-HCl- Behandlung und ein Ätzvorgang mittels HCl-Gas zur Beseiti­ gung der Abdeckschicht 14 aus p⁺-GaAs durchgeführt werden, wodurch die Basisschicht 13 aus p⁺-AlGaAs freigelegt wird, wonach man die Emitterschicht 19 aus n-AlGaAs und die Kon­ taktschicht 20 aus n⁺-InGaAs selektiv wiederaufwachsen läßt. Falls das vorstehend erwähnte Verfahren nicht einge­ setzt wird, verbleibt eine große Oxidmenge an der Wachs­ tums-Grenzfläche (wiedergewachsene Grenzfläche) zwischen der Basisschicht aus p⁺-AlGaAs und der Emitterschicht n- AlGaAs, was zu einer Verschlechterung der Eigenschaften des bipolaren Transistors mit Heteroübergang führt.
Danach wird, wie in Fig. 7(e) gezeigt ist, der SiN-Film 21 gebildet und, wie in Fig. 7(f) dargestellt ist, in dem SiN-Film 21 die Öffnung 22 dort, wo die Kollektorschicht zu bilden ist, hergestellt. Nachfolgend wird, wie in Fig. 7(g) gezeigt ist, die Ausnehmung 23 durch Durchätzen bis zum Er­ reichen der Schicht 11 aus n⁺-GaAs unter Einsatz des SiN- Films 21 als selektive Maske bzw. Ätzmaske gebildet. Danach wird, wie in Fig. 7(h) gezeigt ist, nach dem Ausbilden des SiN-Films 24 auf der gesamten Oberfläche der einzige Ab­ schnitt in der Ausnehmung 23, in dem die Kollektorschicht aufgewachsen wird, geöffnet. Ferner läßt man, wie in Fig. 7(i) gezeigt ist, die Kollektorschicht 25 aus n-GaAs und die Kontaktschicht 26 aus n⁺-InGaAs selektiv aufwachsen. Wenn dies durchgeführt wird, ist dann, wenn das selektive Wiederwachsen bzw. Aufwachsen (selective regrowth) nach der Niedertemperatur-HCl-Behandlung durchgeführt wird, die Oberfläche der Schicht aus n⁺-GaAs gereinigt und die Wachs­ tums-Grenzfläche kann bei demselben Reinheitsgrad wie bei aufeinanderfolgendem Wachstum gehalten werden.
Nachfolgend werden, wie in Fig. 7(j) gezeigt ist, die SiN-Filme 21 und 24, die gemeinsam gebildet wurden, mit Ausnahme eines Abschnitts, der der Seitenwand des Kollek­ tors 25 eng benachbart ist, entfernt. Weiterhin wird der Abschnitt des SiO-Films 18, in dem die Basiselektrode anzu­ ordnen ist, geöffnet. Bei dem vorstehenden Vorgang besteht der Grund des selektiven Einsatzes von SiN und SiO als iso­ lierender Film in der Erleichterung der selektiven Entfer­ nung eines isolierenden Films. Nachfolgend werden die Emit­ terelektrode 29, die Basiselektrode 28 und die Kollektore­ lektrode 27 gebildet, wie dies in Fig. 7(k) gezeigt ist.
Wie vorstehend erläutert, enthält das Verfahren zur Herstellung des bipolaren Transistors mit Heteroübergang drei selektive Wiederwachsvorgänge bzw. Nachwachsvorgänge (regrowth). Falls eine Verunreinigung wie etwa Sauerstoff auf der Grenzfläche zwischen der Emitterschicht 14 und der Basisschicht 16 während des Nachwachsvorgangs der Emitter­ schicht 19 vorhanden ist, führt dies zu einer Erhöhung ei­ nes Leckstroms und es kann keine korrekte Funktion des Transistors erhalten werden.
Falls jedoch die kombinierten, die anhand des ersten Ausführungsbeispiels erläuterte Niedertemperatur-HCl-Be­ handlung enthaltenden Prozesse in die Prozesse eingeglie­ dert werden, die das selektive Nachwachsen enthalten, kön­ nen das Kristallwachstum der nachgewachsenen Schicht und die Reinheit der Wachstums-Grenzfläche bzw. Nachwachs- Grenzfläche bei demselben Reinheitsgrad wie in dem Fall, bei dem die nachgewachsene Schicht und die Grenzfläche auf­ einanderfolgend geformt worden sind, gehalten werden, wo­ durch die Möglichkeit eines Leckstroms ausgeschlossen und die Herstellung eines bipolaren Transistors mit Heteroüber­ gang mit hohem Leistungsvermögen und gewünschten Eigen­ schaften sichergestellt wird.
Nachstehend wird ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Als viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit ver­ grabener Rippe (Steg) eingesetzt, bei dem der bei dem er­ sten und zweiten Ausführungsbeispiel erläuterte kombi­ nierte, die Niedertemperatur-HCl-Behandlung enthaltende Prozeß eingesetzt wird.
Die Fig. 12(a) bis 12(d) zeigen Querschnittsansich­ ten zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines in Übereinstimmung mit diesem Ausführungsbeispiel stehenden Halbleiterlasers mit vergrabener Rippe bzw. Lei­ ste (ridge). Das Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Schicht aus n-GaAs, das Bezugszeichen 32 eine Schicht aus n-AlGaAs und das Bezugszeichen 23 eine aktive Schicht, die einen Quantensenkenaufbau mit mehreren AlGaAs-Schichten mit un­ terschiedlichen Al-Verhältnissen bzw. -Anteilen bildet. Das Bezugzeichen 34 bezeichnet eine Schicht aus p-AlGaAs, das Bezugszeichen 35 eine Abdeckschicht aus p-GaAs, das Bezugs­ zeichen 36 einen SiN-Film, das Bezugszeichen 37 eine Strom­ sperrschicht aus n-GaAs, das Bezugszeichen 38 eine Abdeck­ schicht aus p-GaAs und das Bezugszeichen 39 eine Kontakt­ schicht aus p-GaAs.
Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren erläutert. Zunächst läßt man, wie in Fig. 12(a) gezeigt ist, die Schicht 32 aus n-AlGaAs, die aktive Schicht 33 mit Quanten­ senkenaufbau, die Schicht 34 aus p-AlGaAs und die Abdeck­ schicht 35 aus p-GaAs aufeinanderfolgend auf dem Substrat 31 aus n-GaAs aufwachsen, wonach der SiN-Film 36 auf der Abdeckschicht 35 gebildet und dann dieser SiN-Film 36 so gemustert bzw. geformt wird, daß er streifenförmige Gestalt besitzt.
Nachfolgend wird, wie in Fig. 12(b) gezeigt ist, ein als natürlicher Vorgang auf der Abdeckschicht 35 gebildeter Oxidfilm unter Verwendung des SiN-Films 36 als Maske da­ durch entfernt, daß, wie dies beim ersten Ausführungsbei­ spiel erläutert wurde, HCl-Gas, AsH₃ und Wasserstoffgas zu­ geführt werden, wobei die Temperatur bei 450°C gehalten wird. Das Bauteil wird dann mittels HCl-Gas, AsH₃-Gas und Wasserstoffgas bei einer Temperatur von 750°C in der glei­ chen Kammer wie beim vorstehenden Schritt behandelt, so daß es zur Bildung einer Rippe bzw. eines Stegs oder einer Lei­ ste trockengeätzt wird. Danach läßt man in der gleichen Kammer wie bei dem vorstehenden Schritt die Stromsperr­ schicht 37 und die Abdeckschicht 38 aus p-GaAs unter Ein­ satz des MOCVD-Verfahrens aufwachsen, wonach der SiN-Film 36 entfernt und die Kontaktschicht 39 gebildet wird.
Der herkömmliche Laser mit vergrabenem Steg wurde da­ durch hergestellt, daß die Abdeckschicht 35 und die Schicht 34 aus p-AlGaAs zur Bildung des Stegs bei einer Temperatur von 450°C oder mehr geätzt wurden und man die Stromsperr­ schicht 37 selektiv derart nachwachsen ließ, daß sie den Steg umgibt. Daher ist es wahrscheinlich, daß die Nach­ wachs-Grenzfläche der Stromsperrschicht 37 durch Verunrei­ nigungen verunreinigt ist oder das Kristallwachstum der Stromsperrschicht 37 derart verschlechtert ist, daß ein Leckstrom auftritt. Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist es jedoch möglich, sowohl die Nachwachs-Grenzfläche der Stromsperrschicht 37 rein zu halten als auch ein besseres Kristallwachstum der Stromsperrschicht 37 zu erzielen, so daß ein Halbleiterlaser mit vergrabenem Steg mit hervorra­ genden Eigenschaften erhalten wird.
Nachfolgend wird ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Als fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit ver­ grabenem Steg beschrieben, bei dem der anhand des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels beschriebene kombinierte, die Niedertemperatur-HCl-Behandlung enthaltende Prozeß ein­ gesetzt wird.
Die Fig. 13(a) bis 13(d) zeigen Querschnittsansich­ ten zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit vergrabenem Steg gemäß dem fünf­ ten Ausführungsbeispiel. Das Bezugszeichen 40 bezeichnet eine Stromsperrschicht aus GaAs mit hohem Widerstandswert und dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 12(a) bis 12(d) bezeichnen die gleichen oder entsprechende Teile.
Nachstehend wird das Herstellungsverfahren erläutert. Zunächst läßt man, wie in Fig. 13(a) gezeigt ist, die Schicht 32 aus n-AlGaAs, die aktive Schicht 33 mit Quanten­ senkenaufbau, die Schicht 34 aus p-AlGaAs und die Abdeck­ schicht 35 aus p-GaAs aufeinanderfolgend auf dem Substrat 21 aus n-GaAs aufwachsen. Danach wird der SiN-Film 36 auf der Schicht 34 aus p-GaAs gebildet, der derart mit Muster versehen wird, daß er streifenförmige Gestalt erhält.
Anschließend wird das Bauteil, wie in Fig. 13(b) ge­ zeigt ist, dem Mischgas aus HCl, AsH₃ und Wasserstoff bei einer Temperatur von 450°C oder weniger innerhalb der Kam­ mer zur Beseitigung des in natürlicher Weise auf der Ab­ deckschicht 35 entstandenen Oxidfilms ausgesetzt, wobei der SiN-Film 36 als Maske dient. Danach wird das Bauteil wei­ terhin dem Mischgas aus HCl, AsH₃ und Wasserstoff bei einer Temperatur von 750°C oder höher innerhalb der gleichen Kam­ mer ausgesetzt, um die Abdeckschicht 35, die Schicht 34 aus p-AlGaAs, die aktive AlGaAs-Schicht 33 mit Quantensenken­ aufbau und die Schicht 32 aus n-AlGaAs derart trockenzuät­ zen, daß sie einen Steg bilden. Hierauf werden die hohen Widerstand besitzende Stromsperrschicht 40 aus GaAs und die Abdeckschicht 38 aus p-GaAs nach dem vorstehend beschriebe­ nen Ätzvorgang auf der freigelegten Oberfläche der Schicht 32 aus n-AlGaAs gebildet, und zwar unter Einsatz des MOCVD- Verfahrens. Danach wird der SiN-Film 36 entfernt und die Kontaktschicht 39 gebildet.
Bei dem vorstehend erläuterten fünften Ausführungsbei­ spiel des Halbleiterlasers mit vergrabenem Steg wird die Niedertemperatur-HCl-Behandlung bei der Oberfläche der Ab­ deckschicht 35 eingesetzt und danach die Abdeckschicht 35 und die Schicht 34 aus p-AlGaAs trockengeätzt. Dann werden die aktive AlGaAs-Schicht 33 mit Quantensenkenstruktur und der obere Abschnitt der Schicht 32 aus n-AlGaAs weiterge­ ätzt und dann die Stromsperrschicht 40 mit hohem Widerstand auf der freigelegten Oberfläche nach dem Ätzvorgang aufge­ wachsen. Daher ist es möglich, die Schicht aus p-AlGaAs und die aktive AlGaAs-Schicht 33 mit Quantensenkenaufbau zu ät­ zen, ohne dem l die Bildung eines festen Oxids zu ermögli­ chen. Folglich kann die Nachwachs-Grenzfläche der hohen Wi­ derstand besitzenden Stromsperrschicht 14 sauber gehalten und das Kristallwachstum der Stromsperrschicht 40 verbes­ sert werden, wodurch sich ein Laser mit vergrabenem Steg mit hervorragenden Eigenschaften ergibt.
Die bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel be­ schriebenen Prozesse können bei einem Verfahren zur Her­ stellung eines Halbleiterbauelements eingesetzt werden, das ein saubere Grenzfläche zwischen einem Substratkristall und einer rekristallisierten Schicht erfordert, und ist nicht auf eine bestimmte Art von Halbleiterbauelementen be­ schränkt. In dieser Hinsicht werden die beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen kombinierten Pro­ zesse bei dem dritten, vierten und fünften Ausführungsbei­ spiel bei Verfahren zur Herstellung eines bipolaren Transi­ stors mit Heteroübergang und eines Halbleiterlasers mit vergrabenem Steg eingesetzt. Jedoch läßt sich die Erfindung auch bei Verfahren zur Herstellung anderer Halbleiterbaue­ lemente einsetzen und es lassen sich in einfacher Weise Halbleiterbauelemente erhalten, die besseres Leistungsver­ mögen als diejenigen besitzen, die nach dem herkömmlichen Verfahren gefertigt werden.
Nachstehend wird ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Beim ersten Ausführungsbeispiel wurde beschrieben, daß die Oberfläche der GaAs-Abdeckschicht des Bauteils der Nie­ dertemperatur-HCl-Behandlung ausgesetzt, dann das Bauteil bis zum Erreichen der AlGaAs-Schicht trockengeätzt und schließlich das Rekristallisierungswachstum durchgeführt wurde. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel wird gezeigt, daß der gleiche Vorgang wie bei der vorstehend beschriebe­ nen Niedertemperatur-HCl-Behandlung separat zur Reinigung einer Kristalloberfläche eines Halbleiters eingesetzt wer­ den kann, wobei das Bauteil der gasförmigen, Halogengas enthaltenden Umgebung bei einer Temperatur 450°C oder nied­ riger ausgesetzt wird, so daß der Oxidfilm durch die Ab­ sorptions- und Desortionsreaktion zwischen den Halogengas­ molekülen und dem als natürlichem Vorgang auf dem Bauteil gebildeten Oxidfilm entfernt wird. Als Beispiel wird ein GaAs-Substrat bei einer Temperatur von 450°C oder weniger gehalten und einem Mischgas ausgesetzt, das HCl, Wasser­ stoff und AsH₃ enthält. Der Oxidfilm ist dann entfernt und es wird ein GaAs-Substrat, das eine saubere Kristallober­ fläche besitzt, erhalten.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Reini­ gung einer Halbleiterkristalloberfläche wird der Oxidfilm auf der Halbleiter-Kristalloberfläche nicht über 450°C er­ hitzt, was zu einer Umwandlung des Oxidfilms in eine feste Verbindung führen würde, und der Oxidfilm wird durch die Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen den Gasmole­ külen des Halogengases und dem Oxidfilm entfernt, so daß sich ein Halbleiter ergibt, der eine saubere Kristallober­ fläche hat.
Nachstehend wird ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein selektives Auf­ wachsen unter Einsatz des beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiter­ bauelements durchgeführt, wobei der mit Muster versehene bzw. mit spezieller Formgebung versehene Isolierfilm einge­ setzt wird.
Die Fig. 14(a) bis 14(e) zeigen Schnittansichten, die das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauele­ ments gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen. Das Bezugszeichen 50 bezeichnet den iso­ lierenden Film (Isolierfilm), während die gleichen, auch in den Fig. 2(a) bis 2(d) verwendeten Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen. Der Isolierfilm 15 ist aus einem Material wie etwa SiN usw. hergestellt, das übli­ cherweise zum Maskieren für ein selektives Ätzen eingesetzt wird. Das Bezugszeichen 51 bezeichnet eine Öffnung, die in dem Isolierfilm 50 gebildet ist. Diejenigen Prozesse, die mit einer gestrichelten Linie umgeben sind, werden aufein­ anderfolgend innerhalb der MOCVD-Kammer durchgeführt.
Nachstehend wird das Herstellungsverfahren erläutert. Unter Einsatz des MOCVD-Verfahrens (metallorganische chemi­ sche Dampfabscheidung) werden die Schicht 2 aus AlxGa1-xAs (x = 0,48) mit einer Dicke von 2 µm und die Abdeck­ schicht 3 aus GaAs mit einer Dicke von 0,1 µm auf dem GaAs- Substrat 1 gebildet. Danach wird der SiN-Film 50 auf der GaAs-Abdeckschicht erzeugt (Fig. 14(a)). Nachfolgend wird das Substrat 1 aus der MOCVD-Kammer herausgenommen und ein Photoresistlack (in der Figur nicht dargestellt) auf dem SiN-Film 50 gebildet. Der Photoresistlack wird einer Be­ lichtung zur Musterung bzw. Formgebung unterzogen. Der ge­ musterte Photoresistlack wird nun als Maske zur Herstellung der Öffnung 51 in dem SiN-Film 50 eingesetzt und nachfol­ gend entfernt. Während dieses Vorgangs wird der Oxidfilm 6 mit einer Dicke von einigen wenigen bis 10 Å (einige Zehn­ tel bis 1 nm) auf der GaAs-Abdeckschicht 3, die durch die Öffnung 51 freigelegt ist, aufgrund der Reaktion mit der Umgebungsatmosphäre gebildet (Fig. 14(b)). Danach wird das Substrat 1 erneut in die MOCVD-Kammer eingebracht, in der das Substrat 1 auf 350°C innerhalb einer gasförmigen Umge­ bung, die Wasserstoffgas und AsH₃-Gas enthält, aufgeheizt wird und das Substrat unter Aufrechterhaltung der Tempera­ tur von 350°C mittels eines Mischgases aus Wasserstoff, Ar­ sin (AsH₃) und HCl 50 bis 100 Minuten lang zur Beseitigung des Oxidfilms 6 auf der Oberfläche der GaAs-Abdeckschicht behandelt wird (Fig. 14(c)). Dieser Vorgang der Entfernung der Oxidschicht 6 von der Oberfläche der Abdeckschicht wird durch die kontinuierliche Absorptions- und Desorptionsreak­ tion zwischen dem Halogengas wie etwa HCl und dem Oxidfilm bewirkt. Unter Einsatz dieser Niedertemperatur-HCl-Behand­ lung wird der Oxidfilm auf der Oberfläche der GaAs-Abdeck­ schicht vollständig beseitigt. Diese Niedertemperatur-HCl- Behandlung wird mit nachstehenden Strömungsraten durchge­ führt: Wasserstoff 2,5 slm (l/min), AsH₃ (20%) 10 sccm (ccm/min), und HCl (10%) 40 sccm. Nach vollständiger Besei­ tigung des Oxidfilms 6 durch diese Niedertemperatur-HCL-Be­ handlung wird die Abdeckschicht 3 aus GaAs geätzt. Während der bei diesem Ausführungsbeispiel angenommenen Zeitdauer werden ungefähr 10 nm geätzt.
Nachfolgend wird unter Einsatz des üblichen Verfahrens des Ätzens mittels HCl-Gas das Bauteil nach Abschluß der Niedertemperatur-HCl-Behandlung im Bereich seiner GaAs-Ab­ deckschicht 3 und AlGaAs 02836 00070 552 001000280000000200012000285910272500040 0002019510922 00004 02717-Schicht 2 geätzt, wobei der Iso­ lierfilm 50 als Maske dient, die Temperatur bei 750°C ge­ halten wird und die Strömungsraten von Wasserstoff AsH₃ und HCl bei dem gleichen Werten wie bei der Niedertemperatur- HCl-Behandlung gehalten werden (Fig. 14(d)). Durch dieses HCl-Gas-Ätzen werden 0,8 µm geätzt, so daß das Ätzen halb­ wegs durch die AlGaAs-Schicht 2 reicht.
Anschließend läßt man die GaAs-Schicht 4 selektiv unter Einsatz des MOCVD-Verfahrens auf dem Abschnitt der AlGaAs- Schicht 2 nachwachsen, die durch das vorstehend angegebene Ätzen freigelegt wurde, wobei der Isolierfilm 60 die Maske bildet. Schließlich wird der Isolierfilm 50 entfernt, um das in Fig. 14(e) gezeigte Halbleiterbauelement zu erhal­ ten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Isolierfilm 50, der mit gewünschter Formgebung gemustert wird, auf der Oberfläche der GaAs-Abdeckschicht 3 gebildet, die eine auf der AlGaAs-Schicht 2 ausgebildete Schutzschicht darstellt, wonach die beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen kombinierten Prozesse aus Niedertemperatur-HCl-Behandlung, Trockenätzen und Kristallnachwachstum unter Heranziehung dieses isolierenden Films als Maske durchgeführt werden. Daher ist es möglich, die Halbleiterschicht 4 selektiv auf der AlGaAs-Schicht 2 nachwachsen zu lassen, die selektiv nachgewachsene Grenzfläche rein zu halten und die Kristal­ lisierung der nachgewachsenen Halbleiterschicht zu verbes­ sern. Dies führt zu einem Schutz gegenüber einer Ver­ schlechterung der Eigenschaften wie etwa dem Auftreten ei­ nes Leckstroms. Dies verbessert weiterhin sowohl die elek­ trischen als auch die optischen Eigenschaften der nachge­ wachsenen Schicht. Folglich wird durch Anwendung dieser Prozesse bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen mit Mikrostruktur ein Halbleiterbauelement mit überlegenen Ei­ genschaften erhalten. Es ist weiterhin möglich, Halbleiter­ bauelemente zu schaffen, die eine feinere Struktur als her­ kömmliche Bauelemente haben.
Ferner ist es wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel auch bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, anstelle der AlGaAs-Schicht Schichten, die aus Halbleitermaterialien wie etwa Si, Ge oder Verbindungen der Gruppe III-V bestehen, als die Schicht einzusetzen, auf der das Rekristallisie­ rungswachstum stattfindet, und als Rekristallisierungs­ schicht anstelle der GaAs-Schicht Schichten zu benutzen, die aus anderen Halbleitermaterialien bestehen. Es läßt sich dasselbe Ergebnis wie beim siebten Ausführungsbeispiel erhalten.

Claims (24)

1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements (Fig. 2) mit den Schritten
aufeinanderfolgendes Ausbilden einer Halbleiterschicht (2), die einen Al als Bestandteil enthaltenden Verbundhalb­ leiter aufweist, und einer Abdeckschicht (3), die einen Verbundhalbleiter ohne Al enthält, auf einem Halbleiter­ substrat (1) durch Kristallwachstum,
Anordnen der kein Al enthaltenden Abdeckschicht (3) und der Al enthaltenden Halbleiterschicht (2) in einer gas­ förmigen, ein Halogengas enthaltenden Umgebung bei einer bei 450°C oder weniger gehaltenen Temperatur, so daß ein durch natürlichen Vorgang auf einer Kristalloberfläche der Abdeckschicht (3) gebildeter Oxidfilm (6) durch aufeinan­ derfolgende Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm (6) und Molekülen des Halogengases entfernt wird,
Ersetzen der gasförmigen Umgebung durch eine gasför­ mige Umgebung zum Trockenätzen der Abdeckschicht (3) und der Al enthaltenden Halbleiterschicht (2), oder der Abdeck­ schicht (3), der Al enthaltenden Halbleiterschicht (2) und des Halbleitersubstrats (1), ohne die Abdeckschicht (3) ei­ ner Umgebungsatmosphäre auszusetzen, so daß die Abdeck­ schicht (3) und die Al enthaltende Halbleiterschicht (2), oder die Abdeckschicht (3), die Al enthaltende Halbleiter­ schicht (2) und das Halbleitersubstrat (1), in einer Rich­ tung, die rechtwinklig zu der Oberfläche der Abdeckschicht (3), von der der Oxidfilm (6) entfernt wurde, verläuft, so­ lange trockengeätzt werden, bis die Al enthaltende Halblei­ terschicht (2) oder das Halbleitersubstrat (1) erreicht ist, und
Ersetzen der gasförmigen Umgebung für das Trockenätzen durch eine gasförmige Umgebung für ein Kristallwachstum oh­ ne Aussetzen einer Kristalloberfläche, die durch den Trockenätzvorgang freigelegt ist, gegenüber der Umgebungs­ atmosphäre, so daß eine weitere Halbleiterschicht (4) auf der durch den Trockenätzvorgang freigelegten Kristallober­ fläche der Halbleiterschicht (1 oder 2) kristallisiert bzw. aufwächst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 (Fig. 2 und 7), mit den Schritten
Aufbringen eines Maskierungsmaterials (15) auf der Ab­ deckschicht (3, 14) nach deren Bildung,
Versehen des Maskierungsmaterials (15) mit Muster zur Erzielung einer gewünschten Formgebung, wobei
die Beseitigung des als natürlicher Vorgang auf der Abdeckschicht (3, 14) gebildeten Oxidfilms (6), das Trockenätzen der Abdeckschicht (3, 14) und der Al enthal­ tenden Halbleiterschicht (2), oder der Abdeckschicht (3, 14), der Al enthaltenden Halbleiterschicht (2) und des Halbleitersubstrats (1), sowie das Kristallwachstum der weiteren Halbleiterschicht (4) auf der durch den Trockenätzvorgang freigelegten Kristalloberfläche der Halb­ leiterschicht selektiv unter Verwendung des die gewünschte Formgebung besitzenden Maskierungsmaterials (15) durchge­ führt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 (Fig. 2), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Al enthaltende Halbleiterschicht (2) AlGaAs enthält, daß die Abdeckschicht (3) GaAs aufweist und daß das das Halogengas enthaltende Gas ein Mischgas aus HCl-Gas, Wasserstoffgas und Arsin-Gas (AsH₃) ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche (Fig. 2), dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschicht (3) einen Verbundhalbleiter der Gruppe III-V aufweist und daß das Halogengas enthaltende Gas als Bestandteil ein Gas ent­ hält, das ein Element der Gruppe V enthält, das auch ein Bestandteil der Abdeckschicht (3) ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halogengas HCl-Gas ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche (Fig. 2), dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenätzen der Abdeckschicht (3) und der Al enthaltenden Halbleiterschicht (2), oder der Abdeckschicht (3), der Al enthaltenden Halb­ leiterschicht (2) und des Halbleitersubstrats (1) durch Gasätzen bewirkt wird, wobei das bei diesem Gasätzen einge­ setzte Gas dieselbe Zusammensetzung wie das das Halogengas enthaltende Gas besitzt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche (Fig. 2), dadurch gekennzeichnet, daß die Al enthaltende Halbleiterschicht (2) eine Mehrzahl von Schichten aufweist, die eine Al enthaltende Schicht enthalten.
8. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements (Fig. 7), mit den Schritten
Anordnen einer ersten Halbleiterschicht (14, 11) in einer gasförmigen, ein Halogengas enthaltenden Umgebung bei einer Temperatur, die bei 450°C oder weniger gehalten wird, so daß ein in natürlicher Weise auf einer Kristalloberflä­ che der ersten Halbleiterschicht (14, 11) gebildeter Oxid­ film durch aufeinanderfolgende Absorptions- und Desorpti­ onsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Ha­ logengases entfernt wird, und
Ersetzen der gasförmigen Umgebung durch eine gasför­ mige Umgebung für ein Kristallwachstum, ohne die erste Halbleiterschicht (14, 11) einer Umgebungsatmosphäre auszu­ setzen, so daß eine zweite Halbleiterschicht (16, 25) zur Kristallisierung bzw. zum Kristallwachstum auf der Kri­ stalloberfläche der ersten Halbleiterschicht (14, 11), von der der Oxidfilm entfernt wurde, gebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8 (Fig. 7), dadurch gekennzei­ chnet, daß die erste Halbleiterschicht (14, 11) einen Ver­ bundhalbleiter der Gruppe III-V aufweist und daß das das als Bestandteil ein Gas enthält, das ein Element der Gruppe V enthält, das auch einen Bestandteil der ersten Halblei­ terschicht (14, 11) bildet.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halogengas HCl-Gas ist.
11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10 (Fig. 7), dadurch gekennzeichnet, daß die erste Halbleiterschicht (11, 11) eine Mehrzahl von Halbleiterschichten aufweist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, mit den Schritten
Anordnen einer ersten Halbleiterschicht in einer gas­ förmigen, ein Halogengas enthaltenden Umgebung bei einer Temperatur, die bei 450°C oder weniger gehalten ist, so daß ein in natürlicher Weise auf einer Kristalloberfläche der ersten Halbleiterschicht gebildeter Oxidfilm durch aufein­ anderfolgende Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases entfernt wird,
Ersetzen der gasförmigen Umgebung durch eine gasför­ mige Umgebung für das Trockenätzen der ersten Halbleiter­ schicht, ohne die erste Halbleiterschicht einer Atmosphä­ renumgebung anzusetzen, so daß die erste Halbleiterschicht in einer zur Oberfläche der ersten Halbleiterschicht, von der der Oxidfilm entfernt wurde, rechtwinkligen Richtung trockengeätzt wird, und
Ersetzen der gasförmigen Umgebung durch eine gasför­ mige Umgebung für ein Kristallwachstum, ohne die erste Halbleiterschicht der Umgebungsatmosphäre auszusetzen, so daß eine zweite Halbleiterschicht zur Kristallisierung bzw. zum Kristallwachsen auf der durch das Trockenätzen freige­ legten Kristalloberfläche der ersten Halbleiterschicht ge­ bracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Halbleiterschicht einen Verbundhalbleiter der Gruppe III-V aufweist und daß das das Halogengas enthal­ tende Gas als Bestandteil ein Gas enthält, das ein Element der Gruppe V aufweist, das auch ein Bestandteil der ersten Halbleiterschicht ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halogengas ein HCl-Gas ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenätzen der ersten Halbleiter­ schicht durch ein Gasätzen bewirkt wird und daß das bei diesem Gasätzen eingesetzte Gas dieselbe Zusammensetzung wie das das Halogengas enthaltende Gas besitzt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Halbleiterschicht eine Mehr­ zahl von Halbleiterschichten aufweist.
17. Halbleiterbauelement (Fig. 2), das durch folgende Schritte hergestellt ist:
Anordnen einer Halbleiterschicht (2), die einen Al enthaltenden Verbundhalbleiter aufweist, und einer Abdeck­ schicht (3), die einen Halbleiter ohne Al aufweist, wobei beide Schichten aufeinanderfolgend durch Kristallwachstum auf einem Halbleitersubstrat (1) gebildet sind, in einer ein Halogengas enthaltenden gasförmigen Atmosphäre bei ei­ ner bei 450°C oder weniger gehaltenen Temperatur, derart, daß ein als natürlicher Vorgang auf der Kristalloberfläche der Abdeckschicht (3) gebildeter Oxidfilm (6) durch aufein­ anderfolgende Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases entfernt wird,
Ersetzen der gasförmigen Umgebung durch eine gasför­ mige Umgebung für das Trockenätzen der Abdeckschicht (3) und der Al enthaltenden Halbleiterschicht (2), oder der Ab­ deckschicht (3), der Al enthaltenden Halbleiterschicht (2) und des Halbleitersubstrats (1), ohne Aussetzen der Abdeck­ schicht (3) gegenüber der Atmosphärenumgebung, so daß die Abdeckschicht (3) und die Al enthaltende Halbleiterschicht (2), oder die Abdeckschicht (3), die Al enthaltende Halb­ leiterschicht (2) und das Halbleitersubstrat (1) in einer Richtung, die rechtwinklig zu der Oberfläche der Abdeck­ schicht (3), von der der Oxidfilm (6) entfernt wurde, ver­ läuft, solange trockengeätzt wird, bis die Al enthaltende Halbleiterschicht (2) oder das Halbleitersubstrat (1) er­ reicht ist, und
Ersetzen der gasförmigen Atmosphäre für das Trockenät­ zen durch eine gasförmige Atmosphäre für ein Kristallwachs­ tum, ohne eine durch den Trockenätzvorgang freigelegte Kri­ stalloberfläche der Umgebungsatmosphäre auszusetzen, so daß eine weitere Halbleiterschicht (3) zur Kristallisation bzw. zum Kristallwachstum auf der durch den Ätzvorgang freige­ legten Kristalloberfläche der Halbleiterschicht (2 oder 1) gebracht wird.
18. Halbleiterbauelement nach Anspruch 17 (Fig. 2), da­ durch gekennzeichnet, daß die Al enthaltende Halbleiter­ schicht (2) eine Mehrzahl von Schichten aufweist, die eine Schicht mit Al enthalten.
19. Halbleiterbauelement (Fig. 7), das in folgender Weise hergestellt ist:
Einbringen einer ersten Halbleiterschicht (14, 11) in eine ein Halogengas enthaltende gasförmige Umgebung mit ei­ ner bei 450°C oder weniger gehaltenen Temperatur, so daß ein in natürlicher Weise auf der Kristalloberfläche der er­ sten Halbleiterschicht (14, 11) gebildeter Oxidfilm durch aufeinanderfolgende Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und den Molekülen des Halogengas ent­ fernt wird, und
Ersetzen der gasförmigen Umgebung, ohne die erste Halbleiterschicht (14, 11) einer Atmosphärenumgebung auszu­ setzen, durch eine gasförmige Umgebung für ein Kristall­ wachstum, so daß eine zweite Halbleiterschicht (16, 25) zum Kristallisieren bzw. zum Kristallwachstum auf der kri­ stallinen Oberfläche, von der der Oxidfilm entfernt wurde, gebracht wird.
20. Halbleiterbauelement, das in folgender Weise herge­ stellt ist:
Anordnen einer ersten Halbleiterschicht in einer ein Halogengas enthaltenen gasförmigen Umgebung bei einer bei 450°C oder weniger gehaltenen Temperatur, so daß ein in na­ türlicher Weise auf der Kristalloberfläche der ersten Halb­ leiterschicht gebildeter Oxidfilm durch aufeinanderfolgende Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases entfernt wird,
Ersetzen der gasförmigen Umgebung, ohne die erste Halbleiterschicht einer Umgebungsatmosphäre auszusetzen, durch eine gasförmige Umgebung für ein Trockenätzen der er­ sten Halbleiterschicht, so daß die erste Halbleiterschicht in derjenigen Richtung trockengeätzt wird, die rechtwinklig zu der Oberfläche der ersten Halbleiterschicht verläuft, von der der Oxidfilm entfernt wurde, und
Ersetzen der gasförmigen Trockenätz-Umgebung, ohne die erste Halbleiterschicht der Atmosphärenumgebung auszuset­ zen, durch eine gasförmige Umgebung für ein Kristallwachs­ tum, so daß ein zweite Halbleiterschicht zur Kristallisati­ on bzw. zum Kristallwachstum auf der durch den Trockenätz­ vorgang freigelegten Kristalloberfläche der ersten Halblei­ terschicht gebracht wird.
21. Verfahren zum Reinigen einer Kristalloberfläche eines Halbleiters (Fig. 2) durch Anordnen einer Halbleiterschicht (3) in einer gasförmigen, ein Halogengas enthaltenden Atmo­ sphäre mit einer bei 450°C oder weniger gehaltenen Tempera­ tur, so daß ein in natürlicher Weise auf einer Kristall­ oberfläche der Halbleiterschicht (3) gehaltener Oxidfilm (6) durch aufeinanderfolgende Absorptions- und Desorptions­ reaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halo­ gengases entfernt wird.
22. Reinigungsverfahren nach Anspruch 21 (Fig. 2), bei dem die Halbleiterschicht (3) einen Verbundhalbleiter der Grup­ pe III-V aufweist und das das Halogengas enthaltende Gas als Bestandteil ein Gas enthält, das ein Element der Gruppe V aufweist, das auch ein Bestandteil der Halbleiterschicht ist.
23. Reinigungsverfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogengas ein HCl-Gas ist.
24. Halbleiterbauelement (Fig. 2), das durch Anordnen ei­ ner Halbleiterschicht (3) in einer gasförmigen, ein Halo­ gengas enthaltenden Umgebung mit einer bei 450°C oder weni­ ger gehaltenen Temperatur hergestellt ist, so daß ein in natürlicher Weise auf einer Kristalloberfläche der Halblei­ terschicht gebildeter Oxidfilm durch aufeinanderfolgende Absorptions- und Desorptionsreaktion zwischen dem Oxidfilm und Gasmolekülen des Halogengases entfernt wird.
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000124138A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Dowa Mining Co Ltd 表面処理方法および半導体装置
JP2000252359A (ja) * 1999-03-03 2000-09-14 Sony Corp 絶縁膜のエッチング方法および配線層の形成方法
US6693033B2 (en) 2000-02-10 2004-02-17 Motorola, Inc. Method of removing an amorphous oxide from a monocrystalline surface
US6590236B1 (en) 2000-07-24 2003-07-08 Motorola, Inc. Semiconductor structure for use with high-frequency signals
US6555946B1 (en) 2000-07-24 2003-04-29 Motorola, Inc. Acoustic wave device and process for forming the same
US6638838B1 (en) * 2000-10-02 2003-10-28 Motorola, Inc. Semiconductor structure including a partially annealed layer and method of forming the same
JP2002176221A (ja) * 2000-12-05 2002-06-21 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザおよびその製造方法
KR100385947B1 (ko) * 2000-12-06 2003-06-02 삼성전자주식회사 원자층 증착 방법에 의한 박막 형성 방법
US6559471B2 (en) 2000-12-08 2003-05-06 Motorola, Inc. Quantum well infrared photodetector and method for fabricating same
US6673646B2 (en) 2001-02-28 2004-01-06 Motorola, Inc. Growth of compound semiconductor structures on patterned oxide films and process for fabricating same
US6620743B2 (en) 2001-03-26 2003-09-16 Asm America, Inc. Stable, oxide-free silicon surface preparation
US6709989B2 (en) 2001-06-21 2004-03-23 Motorola, Inc. Method for fabricating a semiconductor structure including a metal oxide interface with silicon
US6531740B2 (en) 2001-07-17 2003-03-11 Motorola, Inc. Integrated impedance matching and stability network
US6646293B2 (en) 2001-07-18 2003-11-11 Motorola, Inc. Structure for fabricating high electron mobility transistors utilizing the formation of complaint substrates
US6498358B1 (en) 2001-07-20 2002-12-24 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating an electro-optic system having an electrochromic diffraction grating
US6693298B2 (en) 2001-07-20 2004-02-17 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating epitaxial semiconductor on insulator (SOI) structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form same
US6585424B2 (en) 2001-07-25 2003-07-01 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating an electro-rheological lens
US6667196B2 (en) 2001-07-25 2003-12-23 Motorola, Inc. Method for real-time monitoring and controlling perovskite oxide film growth and semiconductor structure formed using the method
US6594414B2 (en) 2001-07-25 2003-07-15 Motorola, Inc. Structure and method of fabrication for an optical switch
US6589856B2 (en) 2001-08-06 2003-07-08 Motorola, Inc. Method and apparatus for controlling anti-phase domains in semiconductor structures and devices
US6639249B2 (en) 2001-08-06 2003-10-28 Motorola, Inc. Structure and method for fabrication for a solid-state lighting device
US6673667B2 (en) 2001-08-15 2004-01-06 Motorola, Inc. Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials
JP4834951B2 (ja) * 2003-09-29 2011-12-14 ソニー株式会社 Led素子形成方法
JP2007049007A (ja) * 2005-08-11 2007-02-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ素子およびその製造方法
US7479460B2 (en) * 2005-08-23 2009-01-20 Asm America, Inc. Silicon surface preparation
US20090087967A1 (en) * 2005-11-14 2009-04-02 Todd Michael A Precursors and processes for low temperature selective epitaxial growth
JP4770645B2 (ja) 2006-08-28 2011-09-14 三菱電機株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
US20080153266A1 (en) * 2006-12-21 2008-06-26 Interuniversitair Microeletronica Centrum (Imec) Vzw Method to improve the selective epitaxial growth (seg) process
JP4877146B2 (ja) * 2007-08-20 2012-02-15 三菱電機株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
US8778804B2 (en) * 2009-01-30 2014-07-15 Fei Company High selectivity, low damage electron-beam delineation etch
US8017958B2 (en) * 2009-06-30 2011-09-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. P-contact layer for a III-P semiconductor light emitting device
JP6123414B2 (ja) * 2013-03-27 2017-05-10 三菱電機株式会社 半導体素子の製造方法、半導体素子の製造装置
US11329454B2 (en) 2018-03-26 2022-05-10 Mitsubishi Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0488148A2 (de) * 1990-11-26 1992-06-03 Seiko Epson Corporation Verfahren zur Herstellung eines MOS-Feldeffekttransistors
US5212113A (en) * 1990-09-20 1993-05-18 France Telecom Etablissement Autonome De Droit Public (Centre National D'etudes Des Telecommunications) Process for the selective epitaxy and etching of a iii-v material in the same omcvd growth frame
US5288657A (en) * 1990-11-01 1994-02-22 At&T Bell Laboratories Device fabrication

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS648631A (en) * 1987-06-30 1989-01-12 Fujitsu Ltd Cleaning of semiconductor surface
GB2218567A (en) * 1988-05-13 1989-11-15 Philips Electronic Associated A method of forming an epitaxial layer of silicon
JPH02102520A (ja) * 1988-10-12 1990-04-16 Hitachi Ltd 気相エピタキシヤル成長方法
US5030319A (en) * 1988-12-27 1991-07-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of oxide etching with condensed plasma reaction product
JPH0334314A (ja) * 1989-06-29 1991-02-14 Fujitsu Ltd 半導体結晶の製造方法
JPH03175628A (ja) * 1989-12-04 1991-07-30 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5089441A (en) * 1990-04-16 1992-02-18 Texas Instruments Incorporated Low-temperature in-situ dry cleaning process for semiconductor wafers
JPH04199510A (ja) * 1990-11-29 1992-07-20 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPH06232099A (ja) * 1992-09-10 1994-08-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法,半導体装置の製造装置,半導体レーザの製造方法,量子細線構造の製造方法,及び結晶成長方法
US5403434A (en) * 1994-01-06 1995-04-04 Texas Instruments Incorporated Low-temperature in-situ dry cleaning process for semiconductor wafer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5212113A (en) * 1990-09-20 1993-05-18 France Telecom Etablissement Autonome De Droit Public (Centre National D'etudes Des Telecommunications) Process for the selective epitaxy and etching of a iii-v material in the same omcvd growth frame
US5288657A (en) * 1990-11-01 1994-02-22 At&T Bell Laboratories Device fabrication
EP0488148A2 (de) * 1990-11-26 1992-06-03 Seiko Epson Corporation Verfahren zur Herstellung eines MOS-Feldeffekttransistors

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Z: Appl.Phys. Letters, Bd. 61, 1992, S.592-594 *
US-Z: J.Electrochem.Soc., Bd. 139, 1992, S. 2594-2599 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07263355A (ja) 1995-10-13
GB2288067A (en) 1995-10-04
GB2288067B (en) 1997-11-12
US5948161A (en) 1999-09-07
JP3330218B2 (ja) 2002-09-30
GB9506106D0 (en) 1995-05-10

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