[其他]半導體工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000004071
• 申請日: 1985-05-28
• 公開（公告）號: CN1003337B
• 公開（公告）日: 1989-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 彼得·戴維·格林;丹尼爾·塞吉斯芒多·奧托·倫納
• 申請（專利權）人: 標準電話電報公共有限公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳景俊

用于制造半導體器件特別是但不只是ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ低閾值半導體激光器的質量傳遞工藝，包括生長材料蓋片（１８）靠近要生長材料的半導體晶片（１５）的安排，它們與晶狀鹵化堿（２０）一起在坩堝（１６）內的布置和坩堝的加熱，加熱時在氫氣流中，幾乎是但不完全是密封的。在制造ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ激光器和生長ＩｎＰ時，鹵化堿可以是ＫＩ、ＲｂＩ、或ＣｓＩ，并且可將一定量的Ｉｎ金屬（２１）放在坩堝（１６）里，以控制確定激光器有源區(qū)的ＩｎＰ的生長與ＩｎＰ從晶片其他區(qū)域腐蝕之間的平衡。生長是在與液相外延工藝相似的溫度下進行的。

本發(fā)明涉及半導體工藝特別是質量傳遞工藝問題。

本發(fā)明為半導體器件的制造提供一種質量傳遞工藝，其特征在于：在一未密封的坩堝（16，17）里放置要由質量傳遞生長材料的半導體晶片（15），生長材料的蓋片（18）以及晶狀鹵化堿（20），然后將未密封的坩堝（16，17）在于一溫度下，在還原氣體中加熱，其時間由所需生長量而定。

下面參考附圖，說明本發(fā)明的實施例：

圖1概要地說明用于本說明的質量傳遞裝置;

圖2說明-傳質工藝埋層異質結構（MTBH）激光器的剖面圖。

圖2所示的MTBH激光器是在n型InP襯底1上形成的多層結構，通過常規(guī)液相外延在襯底上形成n型InP層2、未摻雜的GaInAsP有源層3、P形InP層4和P型GaInAsP接觸層5。通過掏蝕工藝，腐蝕兩個細長的（縱向所示的）溝槽6，借以確定臺面7;有源層3在臺面7和肩胛8內的層4下被選擇性地腐蝕，直至臺面內的有源層達到預定寬度和構成有源區(qū)9為止，于是層4下因有源層3被選擇腐蝕而產生的凹進處通過傳質工藝由InP填充，用虛線10表示。隨后在整個結構上淀積二氧化硅層11，在臺面頂部的氧化層11上開窗口12，并將此結構金屬化（層13）。圖2所示激光器的結構包含一P型GaInAsP接觸層，而選擇腐蝕可按我們未公開的U、K申請8416412（順序號……）（D·S·O Renner2）中所述的工藝來進行。另一種方法是P型GaInAsP層5可以省略，P形InP層4擴鋅以改進電接觸。本發(fā)明不涉及激光器的結構，而只是采用傳質工藝填充腐蝕凹進處，從而能用某種材料完全包圍有源區(qū)9。雖然說明書是專門談MTBH激光器的傳質工藝，但該工藝并不限于此，而是可以用于其它單個的或集成的器件。

用InP+Inl-XSaxAsyPl-Y材料系統(tǒng)制造低閥值半導體激光器是個常規(guī)技術，參考實例Z·N·利亞路（Llau）和J·N·沃波爾（WalPole），APPl、Phys、Lett、40，568（1982）或T·R Chcn ct al APPl Phys，Lett，41，1115（1982）。這個工藝依據(jù)的論據(jù)是凸形表面上的蒸汽壓力大于凹形表面上的相應蒸氣壓力，結果在InP情況下可以通過氣相傳遞材料，來填充因有源層被腐蝕而產生的凹進處，該處含有一明顯的凹進曲面，在此面上可以生長材料。

在InP的傳遞中，在氫氣內通過下列可逆過程可以相當快地產生P的氣化和徙動。

InP（C）+3/2H，（g） In（l）+PH₃（g）然而，In的揮發(fā)性是很低的，所以速率的控制是In的氣化和傳遞。可以采用較高的溫度來增加In的傳遞速率，由于溫度超過700℃時，銦的傳遞速率迅速增加，但是半導體材料加高到如此高溫是不利的，特別是因為鋅要從半導體的lP型區(qū)擴散，而鋅是提供所需摻雜的。可是，In的傳遞速率也可因系統(tǒng)內存在鹵素而增加，參考實例，A·哈森（Hasson） et al，APPl Phys Lett 43，403（1983）。這里所述的質量傳遞工藝是對已腐蝕的多層晶片結構進行的，該晶片被放在一密封的真空石英管里，此管放入爐內，管軸間的溫度梯度約為2℃cm^-1。晶片放在管的冷端，而質量傳遞工藝用的源材料安放在管的熱端，用InP作源材料（～730℃）時，晶片（～690℃）上的腐蝕凹進處一小時內被填滿;但是在原材料的溫度低于690℃時，不發(fā)生填充。盡管少量的碘加到原材料InP中可使質量傳遞過程加速而且在600℃左右加熱30分鐘，或充分地填滿凹進處，但是晶片未加保護的區(qū)域受到嚴重腐蝕，要減少碘的化學活性，可用InI代替純碘，以致在600℃時，質量傳遞沒有腐蝕，該溫度是所發(fā)現(xiàn)的最佳溫度。