DE102013100035B4 - Ätzverfahren für III-V Halbleitermaterialien - Google Patents
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Abstract
Ätzverfahren für III-V Halbleitermaterialien, insbesondere InP, bei dem die folgenden Schritte mehrfach zyklisch wiederholt werden:a) Ätzen des Halbleitermaterials mit einem ersten Plasma unter Zufuhr eines ersten Gases, das zumindest eine Chlorverbindung enthält;b) Passivieren des Halbleitermaterials mit einem zweiten Plasma unter Zufuhr eines kohlenwasserstoffhaltigen zweiten Gases undc) Behandeln des Halbleitermaterials mit einem dritten Plasma unter Zufuhr eines sauerstoffhaltigen dritten Gases.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Ätzverfahren für III-V Halbleitermaterialien, insbesondere Indiumphosphid (InP).
- Als III-V Halbleitermaterialien werden solche Halbleitermaterialien genannt, die eine Verbindung von Materialien aus der dritten Hauptgruppe und der fünften Hauptgruppe umfassen, beispielsweise InP oder Galliumarsenid (GaAs). Diese Materialien werden vielfach für optoelektronische Anwendungen eingesetzt, da sie einen direkten Bandübergang besitzen. In vielen Anwendungen ist eine laterale Strukturierung mit einem großen Verhältnis von der Tiefe einer Struktur zu ihrer Breite gewünscht, beispielsweise um Steg- oder Grabenstrukturen in Halbleiterlasern, in optischen Gittern oder in Bragg-Reflektoren herzustellen. Das Verhältnis der Tiefe zur Breite einer Struktur wird auch Aspektverhältnis genannt.
- Ein für III-V Halbleitermaterialien geeigneter Ätzprozess ist beispielsweise das reaktive lonen-Ätzverfahren (RIE - Reactive Ion Etching), bei dem ein physikalischer Abtrag der zu ätzenden Oberfläche durch einen lonenbeschuss (Sputtern) mit einer chemischen Reaktion an der Oberfläche des Materials kombiniert wird. Die Ionen werden mittels eines zugeführten Gases in einem Plasma erzeugt und dann auf die Oberfläche des zu ätzenden Materials beschleunigt. Dieser Prozess ist für verschiedene III-V Halbleitermaterialien etabliert, wobei verschiedenste Gaszusammensetzungen zur Bildung des reaktiven Plasmas verwendet werden.
- Aus der Druckschrift
US 4 925 813 A ist beispielsweise der Einsatz einer Mischung aus Chlorgas, Methan und Argon zur Erzeugung des reaktiven Plasmas zum Ätzen von InP bekannt. Insbesondere für die eingangs genannten optisch aktiven Strukturen ist das damit erzielbare Aspektverhältnis jedoch nicht ausreichend. Die DruckschriftGB 2 369 927 A WO 2005/071721 A1 - Für Silizium als Halbleitermaterial ist eine Weiterbildung des reaktiven lonenätzens bekannt, die auch als lonentiefätzen oder als Bosch-Prozess bezeichnet wird. Das reaktive lonen-Tiefätzen ist ein mehrstufiger Prozess, bei dem abwechselnde Ätz- und Passivierungsschritte wiederholt durchgeführt werden. In den Passivierungsschritten werden die Seitenwände ebenso wie der Boden der im vorangehenden Ätzschritt gebildeten Strukturen mit einer Passivierungsschicht belegt. Im darauf folgenden nächsten Ätzschritt wird aufgrund einer anisotropen Wirkung des reaktiven Ionenätzens die Passivierungsschicht am Boden schneller entfernt als an den Seitenwänden. Entsprechend trägt der Ätzschritt mehr Halbleitermaterial vom Boden als von den Seitenwänden ab, wodurch beispielsweise ein einzubringender Graben tiefer, aber nur unwesentlich breiter wird. Durch wiederholte Anwendung von Ätz- und Passivierungsschritten lässt sich so eine Struktur mit großem Aspektverhältnis erstellen.
- Für GaAs ist ein solcher reaktiver lonentiefätzprozess aus dem Artikel „Timemultiplexed, inductively coupled plasma process with separate SiCl4 and O2 steps for etching of GaAs with high selectivity“ von GOLKA, S. [et al.]: Time-multiplexed, inductively coupled plasma process with separate and steps for etching of GaAs with high selectivity. In: J. Vac. Sci. Technol. B 27, 2009, S. 2270 - 2279. bekannt. Dort wechseln sich Ätzschritte unter Zufuhr von Siliziumtetrachlorid-Gas und Passivierungsschritte unter Zufuhr von Sauerstoffgas ab. Es lassen sich Aspektverhältnisse im Bereich von 10 bis 40 erzielen. Der Prozess ist jedoch nur für GaAs geeignet.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ätzprozess mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere einem verbesserten Aspektverhältnis, zu schaffen, der für III-V Halbeiter und insbesondere für InP verwendet werden kann.
- Diese Aufgabe wird durch ein Ätzverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Das Ätzverfahren wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von drei Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
-
1 ,2 je eine elektronenmikroskopische Abbildung einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellten Struktur und -
3 ein Diagramm des erreichten Aspektverhältnisses in Abhängigkeit der Anzahl der Wiederholungen der Prozessschritte. -
1 zeigt in ihrem unteren Teil eine Raster-Elektronenmikroskop (SEM - Scanning Electron Microscope)-Aufnahme einer mithilfe des anmeldungsgemäßen Verfahrens erstellten Struktur in InP. Zur übersichtlicheren Darstellung ist im oberen Teil der1 die Struktur in einer schematischen Zeichnung wiedergegeben. Diese schematische Zeichnung basiert auf einer Auswertung der im unteren Teil der Figur dargestellten SEM-Aufnahme. - Die Struktur besteht aus einem Steg
1 , der zu beiden Seiten eine Gitterstruktur2 aufweist. Diese Struktur wurde durch eine Siliziumdioxyd- (SiO2)-Maske 3 vorgegeben, die in der Abbildung als eine dunkle Schicht auf der Ätzstruktur sichtbar ist. Ausgehend von der Oberfläche des Stegs1 erstrecken sich gemäß der Formvorgabe der Maske3 nach unten verlaufende Rippen4 , die von Gräben5 voneinander getrennt sind. Im unteren Bereich der Abbildung der1 ist das Substrat6 zu erkennen. Als Substrat6 wurde Schwefel (S)-dotiertes InP verwendet, das zuvor in einem RIE-Prozess mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP - Inductively Coupled Plasma) unter Zufuhr von Schwefelhexafluorid (SF6) gereinigt wurde. Anschließend wurde eine 300 Nanometer (nm) starke SiO2-Schicht über ein Elektronstrahlverdampfer-System aufgebracht. Aus der SiO2-Schicht wurde die in der1 sichtbare Maske3 in einem bekannten Elektronenstrahl-Lithografieprozess erstellt. Alle nachfolgend beschriebenen Schritte des Ätzverfahrens wurden dann in einem RIE-System mit ebenfalls induktiv gekoppeltem Plasma in einer Reaktionskammer ausgeführt. - Das erfindungsgemäße Ätzverfahren umfasst eine Abfolge von drei Schritten, die mehrfach wiederholt werden.
- Ein erster Schritt a) ist ein ICP RIE-Ätzschritt, in dem eine Gasmischung aus Cl2, H2 und Argon zur Plasmaerzeugung eingesetzt wird. Der Ätzschritt wird bei einer Substrattemperatur von etwa 160°Celsius und einem Gasdruck in der Reaktionskammer von 0,532 Pa (4 mTorr) durchgeführt. Chlor bewirkt einen chemikalischen Ätzprozess, wohingegen Argon physikalisch in einem Sputter-Prozess Material abträgt. Die Mischung von Argon und Wasserstoff bewirkt eine Reduzierung von Unterschnitten, erhöht die Ätzrate und führt zu einem stärker anisotropen Ätzvorgang. Die hohe Prozesstemperatur von etwa 160°Celsius bewirkt, dass Ätznebenprodukte, insbesondere Indiumchlorid-Verbindungen (InClx) instabil werden, wodurch eine Ablagerung dieser Nebenprodukte unter anderem auf dem Substrat verhindert wird. Dieses führt zu einer geringeren Aufrauhung der Oberfläche und unterbindet unerwünschte Maskierungseffekte (micro masking). Der relativ niedrige Druck von 0,532 Pa (4 mTorr) reduziert die erreichte Ätzrate verglichen mit einer maximal möglichen Ätzrate, führt aber zur Ausbildung eines stabilen Plasmas und extrem glatten Oberflächen.
- Nach diesem ersten Ätzschritt erfolgt in einem zweiten Schritt
b ) eine Passivierung der geätzten Oberflächen. Dazu wird anstelle des zuvor genannten Gasgemisches Methangas ebenfalls bei einem Druck von 0,532 Pa (4 mTorr) in die Reaktionskammer eingelassen. Es bildet sich eine Schutzschicht aus, die sowohl die Seitenwände als auch den Boden der im ersten Ätzschritt a) geätzten und (noch) flachen Gräben5 belegt. - Der Passivierungsschritt
b ) ist gefolgt von einem dritten Schritt c), in dem anstelle von Methan Sauerstoffgas in die Reaktionskammer eingelassen wird. - Das entstehende aggressive Sauerstoffplasma entfernt Ablagerungen auf der Probe und auch der Kammer.
- Die Abfolge der Einzelschritte a), b) und c) wird mehrfach wiederholt, um die gewünschten Strukturen zu vertiefen, ohne sie dabei nennenswert zu verbreitern. Dadurch, dass der Ätzvorgang durch die im Schritt a) benutzte Gaszusammensetzung anisotrop ist, wird die Passivierungsschicht im Bodenbereich der geätzten Strukturen schneller entfernt als von den Seitenwänden. Im weiteren Ätzverlauf erfolgt ein Abtrag von Substratmaterial vor allem vom Boden der Struktur und weniger von den Seitenwänden. Sukzessive kann die zu ätzende Struktur somit vertieft werden, ohne dass es zur Ausbildung von Unterschnitten kommt.
- Eine wichtige Größe in dem Prozess ist das Verhältnis der Parameter des Ätzschrittes a) im Vergleich zu denen des Passivierungsschrittes
b ). Bei ansonsten gleichen Bedingungen (i.e. gleichem Druck der Gase in der Prozesskammer; gleiche Parameter für die Plasmaerzeugung) zeigt sich, dass ein Verhältnis von 5:1 für die Ätzzeit im Schritt a) verglichen mit der Zeit für die Passivierung im Schrittb ) einen optimalen Kompromiss zwischen der erzielten Ätzrate und einer guten Qualität der Oberflächen darstellt. - Bei dem in
1 gezeigten Beispiel wurde die Sequenz der Schritte a), b) und c) 20 Mal wiederholt, wodurch eine Ätztiefeh von etwa 2 Mikrometern (µm) erzielt werden konnte. Die Breiteb der Gräben5 beträgt im dargestellten Beispiel weniger als einhundert Nanometer (nm), woraus sich ein Aspektverhältnish /b von etwa 20 für das dargestellte Beispiel ergibt. Die Gräben5 weisen zudem vorteilhaft eine gleichbleibende Breite über ihre gesamte Tiefe auf. -
2 zeigt eine weitere Probe in einer SEM-Aufnahme. Wiederum ist im unteren Teil der Figur die SEM-Aufnahme wiedergegeben und im oberen Teil eine daraus extrahierte schematische Darstellung der erzeugten Struktur. - Auch diese Probe wurde mit dem anmeldungsgemäßen Ätzverfahren in einem InP-Substrat erzeugt. Der Abbildungsmaßstab ist gegenüber dem der
1 größer. Die Maske3 hat bei dieser Probe die gleichen Abmessungen wie bei der in1 dargestellten Probe. - In dieser vergrößerten Darstellung ist zu erkennen, dass die Rippen
4 eine relativ glatte Oberfläche mit nur einer geringen Restwelligkeit7 (ripples) zeigen. In der schematischen Zeichnung oberen Teil der Figur ist diese Restwelligkeit7 beispielhaft nur bei zwei der fünf sichtbaren Rippen4 eingezeichnet. In der Restwelligkeit7 spiegelt sich die Wiederholung der einzelnen Schritte a), b) und c) wider. Weiter ist in dieser Abbildung gut zu sehen, dass die Gräben5 bzw. die Rippen4 nicht nur in ihrem mittleren Bereich parallele Seitenwände aufweisen, sondern die Rippen4 auch im unteren Bereich nicht die ansonsten bei tiefen Ätzverfahren häufig beobachteten Verdickungen (footing-effect) zeigen. - In
3 sind gemessene Aspektverhältnisse für verschiedene Proben dargestellt, wobei unter ansonsten gleichen Bedingungen für die Proben unterschiedliche Anzahl von Wiederholungen der Schritte a), b) und c) erfolgt sind. Es zeigt sich, dass in diesen Messungen ein Aspektverhältnis von über vierzig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in InP-Substraten erzielt werden konnte. Die maximale Ätztiefe ist hierbei im Wesentlichen nur von der Maskendicke und Ätzselektivität zwischen Maskenmaterial und zu ätzendem Material abhängig. Bei angepassten Maskendicken sind Aspektverhältnisse von > 100 bei lateralen Strukturdimensionen < 100 nm erreichbar. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Steg
- 2
- Gitterstruktur
- 3
- Maske
- 4
- Rippe
- 5
- Graben
- 6
- Substrat
- 7
- Wellenstruktur
- h
- Tiefe
- b
- Breite
Claims (8)
- Ätzverfahren für III-V Halbleitermaterialien, insbesondere InP, bei dem die folgenden Schritte mehrfach zyklisch wiederholt werden: a) Ätzen des Halbleitermaterials mit einem ersten Plasma unter Zufuhr eines ersten Gases, das zumindest eine Chlorverbindung enthält; b) Passivieren des Halbleitermaterials mit einem zweiten Plasma unter Zufuhr eines kohlenwasserstoffhaltigen zweiten Gases und c) Behandeln des Halbleitermaterials mit einem dritten Plasma unter Zufuhr eines sauerstoffhaltigen dritten Gases.
- Ätzverfahren nach
Anspruch 1 , bei dem das erste Gas eine Mischung von Cl2, H2 und Ar ist. - Ätzverfahren nach
Anspruch 1 oder2 , bei dem das zweite Gas CH4 ist. - Ätzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das dritte Gas O2 ist.
- Ätzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor dem ersten der Ätzschritte a) eine Maske 3 aus SiO2 in einem Elektronenstrahl-Lithografieverfahren auf die Oberfläche des Halbleitermaterials aufgebracht wird.
- Ätzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Ätzschritt a) bei einer Substrattemperatur von mehr als 150°Celsius und bei einem Gasdruck im Bereich von einigen 0,133 Pa durchgeführt wird.
- Ätzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei gleichen Gasdrücken des ersten und zweiten Gases und bei gleichen Einstellungen für die Plasmaerzeugung im ersten Schritt a) und im zweiten Schritt b) der Schritt a) etwa fünf mal länger ausgeführt wird als der Schritt b).
- Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zum Ätzen von tiefen Gräben in einem III-V Halbleitermaterial, insbesondere InP.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB2369927A (en) | 2000-12-07 | 2002-06-12 | Agilent Technologies Inc | Plasma etch for semiconductor lasers |
| WO2005071721A1 (en) | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Oxford Instruments Plasma Technology Limited | Plasma etching process |
| DE69736969T2 (de) * | 1996-08-01 | 2007-10-18 | Surface Technology Systems Plc, Newport | Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von halbleitenden Substraten |
-
2013
- 2013-01-03 DE DE102013100035.5A patent/DE102013100035B4/de not_active Expired - Fee Related
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4925813A (en) | 1988-06-24 | 1990-05-15 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing semiconductor devices including at least a reactive ion etching step |
| DE69736969T2 (de) * | 1996-08-01 | 2007-10-18 | Surface Technology Systems Plc, Newport | Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von halbleitenden Substraten |
| GB2369927A (en) | 2000-12-07 | 2002-06-12 | Agilent Technologies Inc | Plasma etch for semiconductor lasers |
| WO2005071721A1 (en) | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Oxford Instruments Plasma Technology Limited | Plasma etching process |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| GOLKA, S. [et al.]: Time-multiplexed, inductively coupled plasma process with separate and steps for etching of GaAs with high selectivity. In: J. Vac. Sci. Technol. B 27, 2009, S. 2270 - 2279 |
| Golka, S. et al: Time-multiplexed, inductively coupled plasma process with separate SiCl4 and Cl2 steps for etching GaAs with high selectivity. In: Journal of Vacuum Science and Technology B, 27, 2009, 2270 - 2279. - ISSN 2166 - 2746 * |
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