JP2003045853A - 加工方法及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents
加工方法及び電子デバイスの製造方法Info
- Publication number
- JP2003045853A JP2003045853A JP2001231432A JP2001231432A JP2003045853A JP 2003045853 A JP2003045853 A JP 2003045853A JP 2001231432 A JP2001231432 A JP 2001231432A JP 2001231432 A JP2001231432 A JP 2001231432A JP 2003045853 A JP2003045853 A JP 2003045853A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- vacuum container
- plasma source
- electronic device
- methane gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガリウムまたはインジウムを含む化合物半導
体材料を精度よく高速に加工する。 【解決手段】 真空容器１内に、ガス供給装置２からア
ルゴンとヨウ化メタンの混合ガスを導入しつつ、排気装
置としてのターボ分子ポンプ３により排気を行い、真空
容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波
電源４により１００ＭＨｚの高周波電力をアンテナ５に
供給することにより、真空容器１内にプラズマを発生さ
せ、基板電極６上に載置された基板７上に形成されたガ
リウムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜をエッ
チングする。
体材料を精度よく高速に加工する。 【解決手段】 真空容器１内に、ガス供給装置２からア
ルゴンとヨウ化メタンの混合ガスを導入しつつ、排気装
置としてのターボ分子ポンプ３により排気を行い、真空
容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波
電源４により１００ＭＨｚの高周波電力をアンテナ５に
供給することにより、真空容器１内にプラズマを発生さ
せ、基板電極６上に載置された基板７上に形成されたガ
リウムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜をエッ
チングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体薄膜
や化合物半導体基板の加工方法及び化合物半導体を用い
た電子デバイスの製造方法に関するものである。
や化合物半導体基板の加工方法及び化合物半導体を用い
た電子デバイスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガリウムやインジウムを用いた化合物半
導体デバイスは、シリコン半導体デバイスと比較して高
速動作が可能であるため、通信用デバイスとして注目さ
れている。こうしたデバイスを製造するにあたり、古く
からウエットエッチングを用いた加工方法が利用されて
きたが、近年、加工精度の向上、エッチング速度の配向
依存性の低減や、ウエットエッチングにより発生する排
液を減らすことによる環境負荷の軽減などを目的とし
て、ドライエッチングを用いた加工方法が導入されつつ
ある。
導体デバイスは、シリコン半導体デバイスと比較して高
速動作が可能であるため、通信用デバイスとして注目さ
れている。こうしたデバイスを製造するにあたり、古く
からウエットエッチングを用いた加工方法が利用されて
きたが、近年、加工精度の向上、エッチング速度の配向
依存性の低減や、ウエットエッチングにより発生する排
液を減らすことによる環境負荷の軽減などを目的とし
て、ドライエッチングを用いた加工方法が導入されつつ
ある。
【０００３】以下、従来のエッチング方法の一例とし
て、誘導結合型プラズマ源を用いたエッチング加工につ
いて、図５を参照して説明する。図５に示すエッチング
装置において、真空容器１内に、ガス供給装置２から所
定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポ
ンプ３により排気を行い、真空容器１内を所定の圧力に
保ちながら、コイル用高周波電源４３により１３．５６
ＭＨｚの高周波電力を誘電体板４４上に設けられたコイ
ル４５に供給することにより、真空容器１内にプラズマ
が発生し、基板電極６上に載置された基板７に対してエ
ッチング加工を行うことができる。また、基板電極６に
４００ｋＨｚの高周波電力を供給するための基板電極用
高周波電源８が設けられており、基板７に到達するイオ
ンエネルギーを制御することができるようになってい
る。
て、誘導結合型プラズマ源を用いたエッチング加工につ
いて、図５を参照して説明する。図５に示すエッチング
装置において、真空容器１内に、ガス供給装置２から所
定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポ
ンプ３により排気を行い、真空容器１内を所定の圧力に
保ちながら、コイル用高周波電源４３により１３．５６
ＭＨｚの高周波電力を誘電体板４４上に設けられたコイ
ル４５に供給することにより、真空容器１内にプラズマ
が発生し、基板電極６上に載置された基板７に対してエ
ッチング加工を行うことができる。また、基板電極６に
４００ｋＨｚの高周波電力を供給するための基板電極用
高周波電源８が設けられており、基板７に到達するイオ
ンエネルギーを制御することができるようになってい
る。
【０００４】このような構成のエッチング装置におい
て、基板電極温度を５０℃、圧力を０．５Ｐａ、Ａｒと
Ｃｌ2のガス流量をそれぞれ３０ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃ
ｍとし、更にコイルに印加する電力と基板電極に印加す
るバイアス電力をそれぞれ５００Ｗ、１５０Ｗとするこ
とで窒化ガリウム（ＧａＮ）薄膜や窒化ガリウム基板を
エッチング加工することができる。この条件における窒
化ガリウムのエッチング速度は、２９０ｎｍ／ｍｉｎで
あった。
て、基板電極温度を５０℃、圧力を０．５Ｐａ、Ａｒと
Ｃｌ2のガス流量をそれぞれ３０ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃ
ｍとし、更にコイルに印加する電力と基板電極に印加す
るバイアス電力をそれぞれ５００Ｗ、１５０Ｗとするこ
とで窒化ガリウム（ＧａＮ）薄膜や窒化ガリウム基板を
エッチング加工することができる。この条件における窒
化ガリウムのエッチング速度は、２９０ｎｍ／ｍｉｎで
あった。
【０００５】また、基板電極温度を２００℃、圧力＝
０．３Ｐａ、ＡｒとＣｌ2のガス流量をそれぞれ１０ｓ
ｃｃｍ、２ｓｃｃｍとし、更にコイルに印加する電力と
基板電極に印加するバイアス電力をそれぞれ４００Ｗ、
１００Ｗとすることでリン化インジウム（ＩｎＰ）薄膜
や、リン化インジウム基板をエッチング加工することが
できる。この条件におけるリン化インジウムのエッチン
グ速度は、１９０ｎｍ／ｍｉｎであった。
０．３Ｐａ、ＡｒとＣｌ2のガス流量をそれぞれ１０ｓ
ｃｃｍ、２ｓｃｃｍとし、更にコイルに印加する電力と
基板電極に印加するバイアス電力をそれぞれ４００Ｗ、
１００Ｗとすることでリン化インジウム（ＩｎＰ）薄膜
や、リン化インジウム基板をエッチング加工することが
できる。この条件におけるリン化インジウムのエッチン
グ速度は、１９０ｎｍ／ｍｉｎであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
で述べた窒化ガリウムのエッチング加工においては、反
応生成物である塩化ガリウム（ＧａＣｌ3）の揮発性が
悪いため、エッチング側壁に反応生成物が堆積し、加工
形状を垂直にすることが困難であるという問題点があっ
た。これは、塩化ガリウムの沸点が２０１．３℃と高い
ことに起因しているものと考えられる。また、エッチン
グ速度も低く、生産性に劣るという問題点があった。
で述べた窒化ガリウムのエッチング加工においては、反
応生成物である塩化ガリウム（ＧａＣｌ3）の揮発性が
悪いため、エッチング側壁に反応生成物が堆積し、加工
形状を垂直にすることが困難であるという問題点があっ
た。これは、塩化ガリウムの沸点が２０１．３℃と高い
ことに起因しているものと考えられる。また、エッチン
グ速度も低く、生産性に劣るという問題点があった。
【０００７】従来例のインジウムリンのエッチング加工
においても同様の問題点がある。これは、反応生成物で
ある塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）の沸点が５７０℃と
高いことに起因しているものと考えられる。従来例で
は、基板電極温度を２００℃まで高めることにより、反
応生成物の揮発を促す努力を行っているが、装置構成が
複雑化する上、加工時の消費電力が大きくなるという問
題点もある。
においても同様の問題点がある。これは、反応生成物で
ある塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）の沸点が５７０℃と
高いことに起因しているものと考えられる。従来例で
は、基板電極温度を２００℃まで高めることにより、反
応生成物の揮発を促す努力を行っているが、装置構成が
複雑化する上、加工時の消費電力が大きくなるという問
題点もある。
【０００８】ガリウムやインジウムの化合物の中で、比
較的沸点が低い物質として、Ｇａ（ＣＨ3）3やＩｎ（Ｃ
Ｈ3）3などが知られている。Ｇａ（ＣＨ3）3の沸点は５
５．７℃、Ｉｎ（ＣＨ3）3の沸点は１３６℃である。こ
うした反応生成物を生成することのできるエッチングガ
スとして、メタン（ＣＨ4）を用いたエッチング加工も
研究されているが、プラズマ中に、エッチャントとなる
ＣＨ3ラジカルの他にＣＨ2ラジカル、ＣＨラジカルなど
エッチングに寄与しない活性種が発生するとともに、炭
素（Ｃ）原子が多量に生成してしまうため、真空容器内
壁に黒色のデポジションが発生し、ダストの原因となっ
てしまうという問題点がある。
較的沸点が低い物質として、Ｇａ（ＣＨ3）3やＩｎ（Ｃ
Ｈ3）3などが知られている。Ｇａ（ＣＨ3）3の沸点は５
５．７℃、Ｉｎ（ＣＨ3）3の沸点は１３６℃である。こ
うした反応生成物を生成することのできるエッチングガ
スとして、メタン（ＣＨ4）を用いたエッチング加工も
研究されているが、プラズマ中に、エッチャントとなる
ＣＨ3ラジカルの他にＣＨ2ラジカル、ＣＨラジカルなど
エッチングに寄与しない活性種が発生するとともに、炭
素（Ｃ）原子が多量に生成してしまうため、真空容器内
壁に黒色のデポジションが発生し、ダストの原因となっ
てしまうという問題点がある。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ガリ
ウムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜やガリウ
ムまたはインジウムを含む化合物半導体基板を精度よく
高速に加工する方法、及び、ガリウムまたはインジウム
を含む化合物半導体薄膜やガリウムまたはインジウムを
含む化合物半導体基板を用いた電子デバイスを精度よく
高い生産性で製造する方法を提供することを目的として
いる。
ウムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜やガリウ
ムまたはインジウムを含む化合物半導体基板を精度よく
高速に加工する方法、及び、ガリウムまたはインジウム
を含む化合物半導体薄膜やガリウムまたはインジウムを
含む化合物半導体基板を用いた電子デバイスを精度よく
高い生産性で製造する方法を提供することを目的として
いる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願の第１発明の加工方
法は、真空容器内の基板電極に基板を載置し、真空容器
内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ
真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御し
ながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板上に形
成されたガリウムまたはインジウムを含む化合物半導体
薄膜をエッチングすることを特徴とする。
法は、真空容器内の基板電極に基板を載置し、真空容器
内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ
真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御し
ながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板上に形
成されたガリウムまたはインジウムを含む化合物半導体
薄膜をエッチングすることを特徴とする。
【００１１】本願の第２発明の加工方法は、真空容器内
の基板電極にガリウムまたはインジウムを含む化合物半
導体基板を載置し、真空容器内に１価ハロゲン化メタン
ガスを含むガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空
容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内にプラ
ズマを発生させ、基板をエッチングすることを特徴とす
る。
の基板電極にガリウムまたはインジウムを含む化合物半
導体基板を載置し、真空容器内に１価ハロゲン化メタン
ガスを含むガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空
容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内にプラ
ズマを発生させ、基板をエッチングすることを特徴とす
る。
【００１２】本願の第１または第２発明の加工方法にお
いて、好適には、１価ハロゲン化メタンガスが、ヨウ化
メタンガス（ＣＨ3Ｉ）またはフッ化メタンガス（ＣＨ3
Ｆ）であることが望ましい。
いて、好適には、１価ハロゲン化メタンガスが、ヨウ化
メタンガス（ＣＨ3Ｉ）またはフッ化メタンガス（ＣＨ3
Ｆ）であることが望ましい。
【００１３】また、好適には、真空容器内にプラズマを
発生させるために、高密度プラズマ源を用いることが望
ましい。
発生させるために、高密度プラズマ源を用いることが望
ましい。
【００１４】本願の第１または第２発明の加工方法にお
いて、高密度プラズマ源を用いる場合、好適には、高密
度プラズマ源がアンテナ式プラズマ源であり、かつ、プ
ラズマ源に供給する高周波電力の周波数が５０ＭＨｚ乃
至３ＧＨｚであることが望ましい。
いて、高密度プラズマ源を用いる場合、好適には、高密
度プラズマ源がアンテナ式プラズマ源であり、かつ、プ
ラズマ源に供給する高周波電力の周波数が５０ＭＨｚ乃
至３ＧＨｚであることが望ましい。
【００１５】また、この場合、プラズマ源に供給する高
周波電力がパルス変調されているとさらに好ましい結果
を得ることができる。
周波電力がパルス変調されているとさらに好ましい結果
を得ることができる。
【００１６】本願の第１または第２発明の加工方法にお
いて、高密度プラズマ源を用いる場合、高密度プラズマ
源が誘導結合型プラズマ源であってもよく、この場合、
プラズマ源に供給する高周波電力がパルス変調されてい
ることが望ましい。
いて、高密度プラズマ源を用いる場合、高密度プラズマ
源が誘導結合型プラズマ源であってもよく、この場合、
プラズマ源に供給する高周波電力がパルス変調されてい
ることが望ましい。
【００１７】本願の第１または第２発明の加工方法にお
いて、好適には、基板電極に高周波電力を供給すること
により、イオンエネルギーを制御しつつエッチングする
ことが望ましい。
いて、好適には、基板電極に高周波電力を供給すること
により、イオンエネルギーを制御しつつエッチングする
ことが望ましい。
【００１８】本願の第３発明の電子デバイスの製造方法
は、基板上にガリウムまたはインジウムを含む化合物半
導体薄膜を堆積する工程と、真空容器内の基板電極に基
板を載置し、真空容器内に１価ハロゲン化メタンガスを
含むガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内
を所定の圧力に制御しながら、真空容器内にプラズマを
発生させ、基板上に形成されたガリウムまたはインジウ
ムを含む化合物半導体薄膜をエッチングする工程とを含
むことを特徴とする。
は、基板上にガリウムまたはインジウムを含む化合物半
導体薄膜を堆積する工程と、真空容器内の基板電極に基
板を載置し、真空容器内に１価ハロゲン化メタンガスを
含むガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内
を所定の圧力に制御しながら、真空容器内にプラズマを
発生させ、基板上に形成されたガリウムまたはインジウ
ムを含む化合物半導体薄膜をエッチングする工程とを含
むことを特徴とする。
【００１９】本願の第４発明の電子デバイスの製造方法
は、真空容器内の基板電極にガリウムまたはインジウム
を含む化合物半導体基板を載置し、真空容器内に１価ハ
ロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ真空容器内
を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真
空容器内にプラズマを発生させ、基板をエッチングして
貫通穴を形成する工程と、貫通穴内壁に絶縁膜を形成す
る工程と、貫通穴内に金属配線を埋め込む工程と、金属
配線によって基板の表面に形成された電極と基板の裏面
に形成された電極とを接続させる工程とを含むことを特
徴とする。
は、真空容器内の基板電極にガリウムまたはインジウム
を含む化合物半導体基板を載置し、真空容器内に１価ハ
ロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ真空容器内
を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真
空容器内にプラズマを発生させ、基板をエッチングして
貫通穴を形成する工程と、貫通穴内壁に絶縁膜を形成す
る工程と、貫通穴内に金属配線を埋め込む工程と、金属
配線によって基板の表面に形成された電極と基板の裏面
に形成された電極とを接続させる工程とを含むことを特
徴とする。
【００２０】本願の第５発明の電子デバイスの製造方法
は、真空容器内の基板電極にガリウムまたはインジウム
を含む化合物半導体基板を載置し、真空容器内に１価ハ
ロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ真空容器内
を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真
空容器内にプラズマを発生させ、基板表面をエッチング
して深穴を形成する工程と、深穴の底よりも基板表面に
近いところまで基板裏面から基板をほぼ均等にエッチン
グまたは研磨することにより貫通穴を形成する工程と、
貫通穴内壁に絶縁膜を形成する工程と、貫通穴内に金属
配線を埋め込む工程と、金属配線によって基板の表面に
形成された電極と基板の裏面に形成された電極とを接続
させる工程とを含むことを特徴とする。
は、真空容器内の基板電極にガリウムまたはインジウム
を含む化合物半導体基板を載置し、真空容器内に１価ハ
ロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ真空容器内
を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真
空容器内にプラズマを発生させ、基板表面をエッチング
して深穴を形成する工程と、深穴の底よりも基板表面に
近いところまで基板裏面から基板をほぼ均等にエッチン
グまたは研磨することにより貫通穴を形成する工程と、
貫通穴内壁に絶縁膜を形成する工程と、貫通穴内に金属
配線を埋め込む工程と、金属配線によって基板の表面に
形成された電極と基板の裏面に形成された電極とを接続
させる工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】本願の第６発明の電子デバイスの製造方法
は、基板上に、ガリウムまたはインジウムを含み、か
つ、組成の異なる複数の化合物半導体薄膜を堆積する工
程と、真空容器内の基板電極に基板を載置し、真空容器
内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ
真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御し
ながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板上に形
成された組成の異なる複数の化合物半導体薄膜を一括し
てエッチングする工程とを含むことを特徴とする。
は、基板上に、ガリウムまたはインジウムを含み、か
つ、組成の異なる複数の化合物半導体薄膜を堆積する工
程と、真空容器内の基板電極に基板を載置し、真空容器
内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ
真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御し
ながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板上に形
成された組成の異なる複数の化合物半導体薄膜を一括し
てエッチングする工程とを含むことを特徴とする。
【００２２】本願の第３、第４、第５または第６発明の
電子デバイスの製造方法において、好適には、１価ハロ
ゲン化メタンガスが、ヨウ化メタンガス（ＣＨ3Ｉ）ま
たはフッ化メタンガス（ＣＨ3Ｆ）であることが望まし
い。
電子デバイスの製造方法において、好適には、１価ハロ
ゲン化メタンガスが、ヨウ化メタンガス（ＣＨ3Ｉ）ま
たはフッ化メタンガス（ＣＨ3Ｆ）であることが望まし
い。
【００２３】また、好適には、真空容器内にプラズマを
発生させるために、高密度プラズマ源を用いることが望
ましい。
発生させるために、高密度プラズマ源を用いることが望
ましい。
【００２４】本願の第３、第４、第５または第６発明の
電子デバイスの製造方法において、高密度プラズマ源を
用いる場合、好適には、高密度プラズマ源がアンテナ式
プラズマ源であり、かつ、プラズマ源に供給する高周波
電力の周波数が５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚであることが望
ましい。
電子デバイスの製造方法において、高密度プラズマ源を
用いる場合、好適には、高密度プラズマ源がアンテナ式
プラズマ源であり、かつ、プラズマ源に供給する高周波
電力の周波数が５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚであることが望
ましい。
【００２５】また、この場合、プラズマ源に供給する高
周波電力がパルス変調されているとさらに好ましい結果
を得ることができる。
周波電力がパルス変調されているとさらに好ましい結果
を得ることができる。
【００２６】本願の第３、第４、第５または第６発明の
電子デバイスの製造方法において、高密度プラズマ源を
用いる場合、高密度プラズマ源が誘導結合型プラズマ源
であってもよく、この場合、プラズマ源に供給する高周
波電力がパルス変調されていることが望ましい。
電子デバイスの製造方法において、高密度プラズマ源を
用いる場合、高密度プラズマ源が誘導結合型プラズマ源
であってもよく、この場合、プラズマ源に供給する高周
波電力がパルス変調されていることが望ましい。
【００２７】本願の第３、第４、第５または第６発明の
電子デバイスの製造方法において、好適には、基板電極
に高周波電力を供給することにより、イオンエネルギー
を制御しつつエッチングすることが望ましい。
電子デバイスの製造方法において、好適には、基板電極
に高周波電力を供給することにより、イオンエネルギー
を制御しつつエッチングすることが望ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて、図１及び図２を参照して説明する。
いて、図１及び図２を参照して説明する。
【００２９】図１に、本発明の第１実施形態において用
いた、パッチアンテナ方式プラズマ源を搭載したエッチ
ング装置の断面図を示す。図１において、真空容器１内
に、ガス供給装置２から所定のガスを導入しつつ、排気
装置としてのターボ分子ポンプ３により排気を行い、真
空容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周
波電源４により周波数１００ＭＨｚの高周波電力をアン
テナ５に供給することにより、真空容器１内にプラズマ
が発生し、基板電極６上に載置された基板７に対してエ
ッチング処理を行うことができる。また、基板電極６に
４００ｋＨｚの高周波電力を供給するための基板電極用
高周波電源８が設けられており、基板７に到達するイオ
ンエネルギーを制御することができるようになってい
る。アンテナ５へ供給される高周波電圧は、給電棒９に
より、アンテナ５の中心付近へ給電される。また、アン
テナ５の中心とも周辺とも異なる複数の部位と真空容器
１の基板７に対向する面４６とが、ショートピン１０に
より短絡されている。アンテナ５と真空容器１との間に
誘電板１１が挟まれ、給電棒９及びショートピン１０
は、誘電板１１に設けられた貫通穴を貫いている。ま
た、アンテナ５の表面は、カバー１２により覆われてい
る。また、誘電板１１と誘電板１１の周辺部に設けられ
た誘電体リング１３との間の溝状の空間と、アンテナ５
とアンテナ５の周辺部に設けられた導体リング１４との
間の溝状の空間からなるスリット１５が設けられてい
る。
いた、パッチアンテナ方式プラズマ源を搭載したエッチ
ング装置の断面図を示す。図１において、真空容器１内
に、ガス供給装置２から所定のガスを導入しつつ、排気
装置としてのターボ分子ポンプ３により排気を行い、真
空容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周
波電源４により周波数１００ＭＨｚの高周波電力をアン
テナ５に供給することにより、真空容器１内にプラズマ
が発生し、基板電極６上に載置された基板７に対してエ
ッチング処理を行うことができる。また、基板電極６に
４００ｋＨｚの高周波電力を供給するための基板電極用
高周波電源８が設けられており、基板７に到達するイオ
ンエネルギーを制御することができるようになってい
る。アンテナ５へ供給される高周波電圧は、給電棒９に
より、アンテナ５の中心付近へ給電される。また、アン
テナ５の中心とも周辺とも異なる複数の部位と真空容器
１の基板７に対向する面４６とが、ショートピン１０に
より短絡されている。アンテナ５と真空容器１との間に
誘電板１１が挟まれ、給電棒９及びショートピン１０
は、誘電板１１に設けられた貫通穴を貫いている。ま
た、アンテナ５の表面は、カバー１２により覆われてい
る。また、誘電板１１と誘電板１１の周辺部に設けられ
た誘電体リング１３との間の溝状の空間と、アンテナ５
とアンテナ５の周辺部に設けられた導体リング１４との
間の溝状の空間からなるスリット１５が設けられてい
る。
【００３０】アンテナ５の平面図を図２に示す。図２に
おいて、ショートピン１０は３ヶ所に設けられており、
それぞれのショートピン１０がアンテナ５の中心に対し
て等配置されている。
おいて、ショートピン１０は３ヶ所に設けられており、
それぞれのショートピン１０がアンテナ５の中心に対し
て等配置されている。
【００３１】このような構成のエッチング装置におい
て、基板電極温度を５０℃、圧力を０．５Ｐａ、Ａｒと
ＣＨ3Ｉのガス流量をそれぞれ３０ｓｃｃｍ、２０ｓｃ
ｃｍとし、更にアンテナに印加する電力と基板電極に印
加する電力をそれぞれ５００Ｗ、１５０Ｗとすること
で、基板上に堆積させた窒化ガリウム（ＧａＮ）薄膜や
窒化ガリウム基板をエッチング加工することができた。
窒化ガリウムのエッチング速度は、５１０ｎｍ／ｍｉｎ
と高かった。また、反応生成物であるＧａ（ＣＨ3）3の
揮発性が良好であるため、エッチング側壁に反応生成物
がほとんど付着せず、垂直な加工形状を得ることができ
た。また、真空容器内壁面に黒色のデポジションが発生
することもなく、５００枚連続エッチングを行っても、
生産に影響を与えるダストの発生は無かった。
て、基板電極温度を５０℃、圧力を０．５Ｐａ、Ａｒと
ＣＨ3Ｉのガス流量をそれぞれ３０ｓｃｃｍ、２０ｓｃ
ｃｍとし、更にアンテナに印加する電力と基板電極に印
加する電力をそれぞれ５００Ｗ、１５０Ｗとすること
で、基板上に堆積させた窒化ガリウム（ＧａＮ）薄膜や
窒化ガリウム基板をエッチング加工することができた。
窒化ガリウムのエッチング速度は、５１０ｎｍ／ｍｉｎ
と高かった。また、反応生成物であるＧａ（ＣＨ3）3の
揮発性が良好であるため、エッチング側壁に反応生成物
がほとんど付着せず、垂直な加工形状を得ることができ
た。また、真空容器内壁面に黒色のデポジションが発生
することもなく、５００枚連続エッチングを行っても、
生産に影響を与えるダストの発生は無かった。
【００３２】また、基板電極温度を５０℃、圧力を０．
３Ｐａ、ＡｒとＣＨ3Ｉのガス流量をそれぞれ１０ｓｃ
ｃｍ、２ｓｃｃｍとし、更にアンテナに印加する電力と
基板電極に印加する電力をそれぞれ４００Ｗ、１００Ｗ
とすることで、基板上に堆積させたリン化インジウム
（ＩｎＰ）薄膜や、リン化インジウム基板をエッチング
加工することができた。リン化インジウムのエッチング
速度は、２９０ｎｍ／ｍｉｎと高かった。また、反応生
成物であるＩｎ（ＣＨ3）3の揮発性が良好であるため、
エッチング側壁に反応生成物がほとんど付着せず、垂直
な加工形状を得ることができた。また、真空容器内壁面
に黒色のデポジションが発生することもなく、４００枚
連続エッチングを行っても、生産に影響を与えるダスト
の発生は無かった。
３Ｐａ、ＡｒとＣＨ3Ｉのガス流量をそれぞれ１０ｓｃ
ｃｍ、２ｓｃｃｍとし、更にアンテナに印加する電力と
基板電極に印加する電力をそれぞれ４００Ｗ、１００Ｗ
とすることで、基板上に堆積させたリン化インジウム
（ＩｎＰ）薄膜や、リン化インジウム基板をエッチング
加工することができた。リン化インジウムのエッチング
速度は、２９０ｎｍ／ｍｉｎと高かった。また、反応生
成物であるＩｎ（ＣＨ3）3の揮発性が良好であるため、
エッチング側壁に反応生成物がほとんど付着せず、垂直
な加工形状を得ることができた。また、真空容器内壁面
に黒色のデポジションが発生することもなく、４００枚
連続エッチングを行っても、生産に影響を与えるダスト
の発生は無かった。
【００３３】このように、従来例で見られた加工形状の
不良、エッチング速度不足、ダストの発生が解決すると
ともに、リン化インジウムのエッチングを常温で行えた
理由は、エッチングガスとしてヨウ化メタンガス（ＣＨ
3Ｉ）を用いたためであると考えられる。ヨウ化メタン
におけるＣ−Ｉ結合の結合エネルギーは２．２０ｅＶで
あるのに対し、Ｃ−Ｈ結合の結合エネルギーは約４ｅＶ
である（正確な値は明らかではないが、メタンにおける
Ｃ−Ｈ結合の結合エネルギー４．２６ｅＶと大差無いも
のと考えられる）。したがって、プラズマ中で起きる解
離性衝突においては、Ｃ−Ｉ結合が切れやすいため、Ｃ
Ｈ3ラジカルとＩラジカルが多量に発生する一方、ＣＨ2
ラジカル、ＣＨラジカルなどエッチングに寄与しない活
性種や炭素（Ｃ）ラジカルの発生が抑制される。したが
って、従来例と比較して、ガリウムやインジウムとの反
応性に富むＣＨ3ラジカルが豊富に供給されるため、高
速なエッチングが行えたものと考えられる。また、黒色
のデポジションを発生させる元となる炭素ラジカルが少
なくなったため、ダストの発生が抑制されたものと考え
られる。さらに、本実施形態においては、低電子温度プ
ラズマを発生させることのできる１００ＭＨｚ励起のア
ンテナ式プラズマ源を用いているため、Ｃ−Ｈ結合を切
ることのできる高いエネルギーをもった電子の数が少な
いことも、良好な加工結果を得ることに貢献している。
不良、エッチング速度不足、ダストの発生が解決すると
ともに、リン化インジウムのエッチングを常温で行えた
理由は、エッチングガスとしてヨウ化メタンガス（ＣＨ
3Ｉ）を用いたためであると考えられる。ヨウ化メタン
におけるＣ−Ｉ結合の結合エネルギーは２．２０ｅＶで
あるのに対し、Ｃ−Ｈ結合の結合エネルギーは約４ｅＶ
である（正確な値は明らかではないが、メタンにおける
Ｃ−Ｈ結合の結合エネルギー４．２６ｅＶと大差無いも
のと考えられる）。したがって、プラズマ中で起きる解
離性衝突においては、Ｃ−Ｉ結合が切れやすいため、Ｃ
Ｈ3ラジカルとＩラジカルが多量に発生する一方、ＣＨ2
ラジカル、ＣＨラジカルなどエッチングに寄与しない活
性種や炭素（Ｃ）ラジカルの発生が抑制される。したが
って、従来例と比較して、ガリウムやインジウムとの反
応性に富むＣＨ3ラジカルが豊富に供給されるため、高
速なエッチングが行えたものと考えられる。また、黒色
のデポジションを発生させる元となる炭素ラジカルが少
なくなったため、ダストの発生が抑制されたものと考え
られる。さらに、本実施形態においては、低電子温度プ
ラズマを発生させることのできる１００ＭＨｚ励起のア
ンテナ式プラズマ源を用いているため、Ｃ−Ｈ結合を切
ることのできる高いエネルギーをもった電子の数が少な
いことも、良好な加工結果を得ることに貢献している。
【００３４】以上説明した加工方法を利用することによ
り、ガリウムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜
を堆積する工程と、基板上に形成されたガリウムまたは
インジウムを含む化合物半導体薄膜をエッチングする工
程とを含む電子デバイスの製造工程を高い生産性で行う
ことができる。
り、ガリウムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜
を堆積する工程と、基板上に形成されたガリウムまたは
インジウムを含む化合物半導体薄膜をエッチングする工
程とを含む電子デバイスの製造工程を高い生産性で行う
ことができる。
【００３５】次に、本発明の第２実施形態について、図
３を参照して説明する。
３を参照して説明する。
【００３６】図３（ａ）に、窒化ガリウムトランジスタ
を形成した基板の断面図を示す。金属電極１６、リセス
１７から成るゲート、ソース電極１８、ドレイン電極１
９、ＧａＮ層２０、ＡｌＧａＮ層２１、ＧａＮバッファ
ー層２２、ＧａＮ基板２３から構成されている。図３
（ａ）では、次のエッチング工程のためのフォトレジス
ト２４も形成されている。この基板を、図１に示したエ
ッチング装置を用いて、基板電極温度を５０℃、圧力を
０．４Ｐａ、ＡｒとＣＨ3Ｉのガス流量をそれぞれ４０
ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍとし、更にアンテナに印加する
電力と基板電極に印加する電力をそれぞれ１０００Ｗ、
３００Ｗとすることでエッチングし、図３（ｂ）のよう
に貫通穴２５を形成する。次に、貫通穴内壁に絶縁膜２
６を堆積した後、貫通穴内に金属配線２７を埋め込み、
金属配線２７によって基板の表面に形成されたソース電
極１９と、基板の裏面に形成された電極２８とを接続さ
せる。このように工程を組み合わせることにより、窒化
ガリウムパワーデバイスを形成することができたが、と
くに、貫通穴の形成工程においてヨウ化メタンガスを用
いたことにより、高速な穴形成が可能となり、生産性の
高い加工を実現できた。なお、貫通穴の形成工程におけ
るエッチング速度は、１１００ｎｍ／ｍｉｎであった。
を形成した基板の断面図を示す。金属電極１６、リセス
１７から成るゲート、ソース電極１８、ドレイン電極１
９、ＧａＮ層２０、ＡｌＧａＮ層２１、ＧａＮバッファ
ー層２２、ＧａＮ基板２３から構成されている。図３
（ａ）では、次のエッチング工程のためのフォトレジス
ト２４も形成されている。この基板を、図１に示したエ
ッチング装置を用いて、基板電極温度を５０℃、圧力を
０．４Ｐａ、ＡｒとＣＨ3Ｉのガス流量をそれぞれ４０
ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍとし、更にアンテナに印加する
電力と基板電極に印加する電力をそれぞれ１０００Ｗ、
３００Ｗとすることでエッチングし、図３（ｂ）のよう
に貫通穴２５を形成する。次に、貫通穴内壁に絶縁膜２
６を堆積した後、貫通穴内に金属配線２７を埋め込み、
金属配線２７によって基板の表面に形成されたソース電
極１９と、基板の裏面に形成された電極２８とを接続さ
せる。このように工程を組み合わせることにより、窒化
ガリウムパワーデバイスを形成することができたが、と
くに、貫通穴の形成工程においてヨウ化メタンガスを用
いたことにより、高速な穴形成が可能となり、生産性の
高い加工を実現できた。なお、貫通穴の形成工程におけ
るエッチング速度は、１１００ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００３７】なお、基板表面をエッチングして深穴を形
成する工程と、深穴の底よりも基板表面に近いところま
で基板裏面から基板をほぼ均等にエッチングまたは研磨
することにより貫通穴を形成する工程と、貫通穴内壁に
絶縁膜を形成する工程と、貫通穴内に金属配線を埋め込
む工程と、金属配線によって基板の表面に形成された電
極と基板の裏面に形成された電極とを接続させる工程と
を含む製造方法を用いる場合においても、深穴の形成工
程において上記のようなヨウ化メタンガスを用いたエッ
チング加工を採用することで、生産性の高い加工を実現
できる。
成する工程と、深穴の底よりも基板表面に近いところま
で基板裏面から基板をほぼ均等にエッチングまたは研磨
することにより貫通穴を形成する工程と、貫通穴内壁に
絶縁膜を形成する工程と、貫通穴内に金属配線を埋め込
む工程と、金属配線によって基板の表面に形成された電
極と基板の裏面に形成された電極とを接続させる工程と
を含む製造方法を用いる場合においても、深穴の形成工
程において上記のようなヨウ化メタンガスを用いたエッ
チング加工を採用することで、生産性の高い加工を実現
できる。
【００３８】次に、本発明の第３実施形態について、図
４を参照して説明する。
４を参照して説明する。
【００３９】図４に、サファイア基板を用いた窒化ガリ
ウム半導体レーザーの製造工程を示す。サファイア基板
上に、ガリウムまたはインジウムを含み、かつ、組成の
異なる複数の化合物半導体薄膜を堆積した後、フォトレ
ジストを露光・現像したものの断面図が、図４（ａ）で
ある。サファイア基板２９、窒化ガリウムバッファー層
３０、ｎ−ＧａＮ層３１、ｎ−ＩｎＧａＮ層３２、ｎ−
ＡｌＧａＮ層３３、ｎ−ＧａＮ層３４、ＩｎＧａＮ多重
量子井戸層３５、ｐ−ＡｌＧａＮ層３６、ｐ−ＧａＮ層
３７、ｐ−ＡｌＧａＮ層３８、ｐ−ＧａＮ層３９、ｐ電
極４０、フォトレジスト４１から構成されている。この
基板を、図１に示したエッチング装置を用いて、基板電
極温度を５０℃、圧力を０．３Ｐａ、ＡｒとＣＨ3Ｉの
ガス流量をそれぞれ３０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍとし、
アンテナに印加する電力と基板電極に印加する電力をそ
れぞれ３００Ｗ、１００Ｗとすることでエッチングし、
メサ構造を形成した。このとき、基板上に形成された組
成の異なる複数の化合物半導体薄膜を一括してエッチン
グする。その後、ｎ電極４２を形成することにより、図
４（ｂ）のように窒化ガリウムレーザーデバイスを形成
することができた。とくに、メサ構造の形成工程におい
て、ヨウ化メタンガスを用いたことにより、垂直なメサ
構造形成が可能となった。
ウム半導体レーザーの製造工程を示す。サファイア基板
上に、ガリウムまたはインジウムを含み、かつ、組成の
異なる複数の化合物半導体薄膜を堆積した後、フォトレ
ジストを露光・現像したものの断面図が、図４（ａ）で
ある。サファイア基板２９、窒化ガリウムバッファー層
３０、ｎ−ＧａＮ層３１、ｎ−ＩｎＧａＮ層３２、ｎ−
ＡｌＧａＮ層３３、ｎ−ＧａＮ層３４、ＩｎＧａＮ多重
量子井戸層３５、ｐ−ＡｌＧａＮ層３６、ｐ−ＧａＮ層
３７、ｐ−ＡｌＧａＮ層３８、ｐ−ＧａＮ層３９、ｐ電
極４０、フォトレジスト４１から構成されている。この
基板を、図１に示したエッチング装置を用いて、基板電
極温度を５０℃、圧力を０．３Ｐａ、ＡｒとＣＨ3Ｉの
ガス流量をそれぞれ３０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍとし、
アンテナに印加する電力と基板電極に印加する電力をそ
れぞれ３００Ｗ、１００Ｗとすることでエッチングし、
メサ構造を形成した。このとき、基板上に形成された組
成の異なる複数の化合物半導体薄膜を一括してエッチン
グする。その後、ｎ電極４２を形成することにより、図
４（ｂ）のように窒化ガリウムレーザーデバイスを形成
することができた。とくに、メサ構造の形成工程におい
て、ヨウ化メタンガスを用いたことにより、垂直なメサ
構造形成が可能となった。
【００４０】以上述べた本発明の実施形態においては、
本発明の適用範囲のうち、化合物半導体薄膜の組成、電
子デバイスの構造、真空容器の形状、プラズマ源の構造
及び配置等に関して様々なバリエーションのうちの一部
を例示したに過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで
例示した以外にも様々なバリエーションが考えられるこ
とは、いうまでもない。
本発明の適用範囲のうち、化合物半導体薄膜の組成、電
子デバイスの構造、真空容器の形状、プラズマ源の構造
及び配置等に関して様々なバリエーションのうちの一部
を例示したに過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで
例示した以外にも様々なバリエーションが考えられるこ
とは、いうまでもない。
【００４１】また、窒化ガリウム、インジウムリンをは
じめ、いくつかの化合物半導体薄膜または化合物半導体
基板をエッチング加工する場合を例示したが、加工対象
はこれらに限定されるものではなく、本発明は、ガリウ
ムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜または化合
物半導体基板の加工、または、これらの材料を用いた電
子デバイスの製造に適用できる。
じめ、いくつかの化合物半導体薄膜または化合物半導体
基板をエッチング加工する場合を例示したが、加工対象
はこれらに限定されるものではなく、本発明は、ガリウ
ムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜または化合
物半導体基板の加工、または、これらの材料を用いた電
子デバイスの製造に適用できる。
【００４２】また、エッチング加工に際してアルゴンと
ヨウ化メタンガスの混合ガスを用いる場合を例示した
が、ガスはこれに限定されるものではない。ヨウ化メタ
ンガスの他に、フッ化メタンガス（ＣＨ3Ｆ）などの１
価ハロゲン化メタンガスを用いることで、本発明の実施
形態において述べたと同様の効果を得ることができると
考えられる。また、加工条件の微調整を行うために、種
々の添加ガスを用いることもできる。
ヨウ化メタンガスの混合ガスを用いる場合を例示した
が、ガスはこれに限定されるものではない。ヨウ化メタ
ンガスの他に、フッ化メタンガス（ＣＨ3Ｆ）などの１
価ハロゲン化メタンガスを用いることで、本発明の実施
形態において述べたと同様の効果を得ることができると
考えられる。また、加工条件の微調整を行うために、種
々の添加ガスを用いることもできる。
【００４３】また、真空容器内にプラズマを発生させる
ために、アンテナ式プラズマ源を用いた場合を例示した
が、基板電極のみに高周波電力を供給してプラズマを発
生させる方式においても、本発明は有効である。しか
し、高速で高精度なエッチングを行うためには、高密度
プラズマ源を用いることが望ましい。
ために、アンテナ式プラズマ源を用いた場合を例示した
が、基板電極のみに高周波電力を供給してプラズマを発
生させる方式においても、本発明は有効である。しか
し、高速で高精度なエッチングを行うためには、高密度
プラズマ源を用いることが望ましい。
【００４４】また、アンテナ式プラズマ源に供給する高
周波電力の周波数が１００ＭＨｚである場合について例
示したが、アンテナに供給する高周波電力の周波数が５
０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚであると、プラズマの電子温度が
低くなる（約２ｅＶ）ため、１価ハロゲン化メタンにお
けるＣ−Ｈ結合を切ることなく、Ｃ−Ｉなどの炭素−ハ
ロゲン間の結合を切る確率が高まるため、プラズマ中に
より効率的にＣＨ3ラジカルを生成できるという利点が
ある。
周波電力の周波数が１００ＭＨｚである場合について例
示したが、アンテナに供給する高周波電力の周波数が５
０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚであると、プラズマの電子温度が
低くなる（約２ｅＶ）ため、１価ハロゲン化メタンにお
けるＣ−Ｈ結合を切ることなく、Ｃ−Ｉなどの炭素−ハ
ロゲン間の結合を切る確率が高まるため、プラズマ中に
より効率的にＣＨ3ラジカルを生成できるという利点が
ある。
【００４５】また、プラズマ源に供給する高周波電力が
パルス変調されていると、プラズマの電子温度をさらに
低くすることができる（＜２ｅＶ）ため、より効率的に
プラズマ中にＣＨ3ラジカルを生成できるという利点が
ある。
パルス変調されていると、プラズマの電子温度をさらに
低くすることができる（＜２ｅＶ）ため、より効率的に
プラズマ中にＣＨ3ラジカルを生成できるという利点が
ある。
【００４６】プラズマ源に供給する高周波電力の周波数
が低い（典型的には１３．５６ＭＨｚを利用する）誘導
結合型プラズマ源においても、高周波電力がパルス変調
されていると、プラズマの電子温度を低くすることがで
きる（＜２ｅＶ）ため、より効率的にプラズマ中にＣＨ
3ラジカルを生成できるという利点がある。
が低い（典型的には１３．５６ＭＨｚを利用する）誘導
結合型プラズマ源においても、高周波電力がパルス変調
されていると、プラズマの電子温度を低くすることがで
きる（＜２ｅＶ）ため、より効率的にプラズマ中にＣＨ
3ラジカルを生成できるという利点がある。
【００４７】また、基板電極に供給する高周波電力の周
波数が、４００ｋＨｚである場合について説明したが、
基板へ到達するイオンエネルギーを制御するにあたり、
他の周波数、たとえば、１００ｋＨｚ乃至１００ＭＨｚ
の高周波電力を用いることができることは、いうまでも
ない。あるいは、基板電極に高周波電力を供給しなくと
も、プラズマ電位と基板電位とのわずかな差を利用し
て、弱いイオンエネルギーによるエッチング加工を行う
こともできる。
波数が、４００ｋＨｚである場合について説明したが、
基板へ到達するイオンエネルギーを制御するにあたり、
他の周波数、たとえば、１００ｋＨｚ乃至１００ＭＨｚ
の高周波電力を用いることができることは、いうまでも
ない。あるいは、基板電極に高周波電力を供給しなくと
も、プラズマ電位と基板電位とのわずかな差を利用し
て、弱いイオンエネルギーによるエッチング加工を行う
こともできる。
【００４８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願の
第１発明の加工方法によれば、真空容器内の基板電極に
基板を載置し、真空容器内に１価ハロゲン化メタンガス
を含むガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器
内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内にプラズマ
を発生させ、基板上に形成されたガリウムまたはインジ
ウムを含む化合物半導体薄膜をエッチングするため、精
度よく高速に加工を行うことができる。
第１発明の加工方法によれば、真空容器内の基板電極に
基板を載置し、真空容器内に１価ハロゲン化メタンガス
を含むガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器
内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内にプラズマ
を発生させ、基板上に形成されたガリウムまたはインジ
ウムを含む化合物半導体薄膜をエッチングするため、精
度よく高速に加工を行うことができる。
【００４９】また、本願の第２発明の加工方法によれ
ば、真空容器内の基板電極にガリウムまたはインジウム
を含む化合物半導体基板を載置し、真空容器内に１価ハ
ロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ真空容器内
を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真
空容器内にプラズマを発生させ、基板をエッチングする
ため、精度よく高速に加工を行うことができる。
ば、真空容器内の基板電極にガリウムまたはインジウム
を含む化合物半導体基板を載置し、真空容器内に１価ハ
ロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ真空容器内
を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真
空容器内にプラズマを発生させ、基板をエッチングする
ため、精度よく高速に加工を行うことができる。
【００５０】また、本願の第３発明の電子デバイスの製
造方法によれば、基板上にガリウムまたはインジウムを
含む化合物半導体薄膜を堆積する工程と、真空容器内の
基板電極に基板を載置し、真空容器内に１価ハロゲン化
メタンガスを含むガスを供給しつつ真空容器内を排気
し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器
内にプラズマを発生させ、基板上に形成されたガリウム
またはインジウムを含む化合物半導体薄膜をエッチング
する工程とを含むため、ガリウムまたはインジウムを含
む化合物半導体薄膜やガリウムまたはインジウムを含む
化合物半導体基板を用いた電子デバイスを精度よく高い
生産性で製造することができる。
造方法によれば、基板上にガリウムまたはインジウムを
含む化合物半導体薄膜を堆積する工程と、真空容器内の
基板電極に基板を載置し、真空容器内に１価ハロゲン化
メタンガスを含むガスを供給しつつ真空容器内を排気
し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器
内にプラズマを発生させ、基板上に形成されたガリウム
またはインジウムを含む化合物半導体薄膜をエッチング
する工程とを含むため、ガリウムまたはインジウムを含
む化合物半導体薄膜やガリウムまたはインジウムを含む
化合物半導体基板を用いた電子デバイスを精度よく高い
生産性で製造することができる。
【００５１】また、本願の第４発明の電子デバイスの製
造方法によれば、真空容器内の基板電極にガリウムまた
はインジウムを含む化合物半導体基板を載置し、真空容
器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつ
つ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御
しながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板をエ
ッチングして貫通穴を形成する工程と、貫通穴内壁に絶
縁膜を形成する工程と、貫通穴内に金属配線を埋め込む
工程と、金属配線によって基板の表面に形成された電極
と基板の裏面に形成された電極とを接続させる工程とを
含むため、ガリウムまたはインジウムを含む化合物半導
体薄膜やガリウムまたはインジウムを含む化合物半導体
基板を用いた電子デバイスを精度よく高い生産性で製造
することができる。
造方法によれば、真空容器内の基板電極にガリウムまた
はインジウムを含む化合物半導体基板を載置し、真空容
器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつ
つ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御
しながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板をエ
ッチングして貫通穴を形成する工程と、貫通穴内壁に絶
縁膜を形成する工程と、貫通穴内に金属配線を埋め込む
工程と、金属配線によって基板の表面に形成された電極
と基板の裏面に形成された電極とを接続させる工程とを
含むため、ガリウムまたはインジウムを含む化合物半導
体薄膜やガリウムまたはインジウムを含む化合物半導体
基板を用いた電子デバイスを精度よく高い生産性で製造
することができる。
【００５２】また、本願の第５発明の電子デバイスの製
造方法によれば、真空容器内の基板電極にガリウムまた
はインジウムを含む化合物半導体基板を載置し、真空容
器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつ
つ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御
しながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板表面
をエッチングして深穴を形成する工程と、深穴の底より
も基板表面に近いところまで基板裏面から基板をほぼ均
等にエッチングまたは研磨することにより貫通穴を形成
する工程と、貫通穴内壁に絶縁膜を形成する工程と、貫
通穴内に金属配線を埋め込む工程と、金属配線によって
基板の表面に形成された電極と基板の裏面に形成された
電極とを接続させる工程とを含むため、ガリウムまたは
インジウムを含む化合物半導体薄膜やガリウムまたはイ
ンジウムを含む化合物半導体基板を用いた電子デバイス
を精度よく高い生産性で製造することができる。
造方法によれば、真空容器内の基板電極にガリウムまた
はインジウムを含む化合物半導体基板を載置し、真空容
器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつ
つ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御
しながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板表面
をエッチングして深穴を形成する工程と、深穴の底より
も基板表面に近いところまで基板裏面から基板をほぼ均
等にエッチングまたは研磨することにより貫通穴を形成
する工程と、貫通穴内壁に絶縁膜を形成する工程と、貫
通穴内に金属配線を埋め込む工程と、金属配線によって
基板の表面に形成された電極と基板の裏面に形成された
電極とを接続させる工程とを含むため、ガリウムまたは
インジウムを含む化合物半導体薄膜やガリウムまたはイ
ンジウムを含む化合物半導体基板を用いた電子デバイス
を精度よく高い生産性で製造することができる。
【００５３】また、本願の第６発明の電子デバイスの製
造方法によれば、基板上に、ガリウムまたはインジウム
を含み、かつ、組成の異なる複数の化合物半導体薄膜を
堆積する工程と、真空容器内の基板電極に基板を載置
し、真空容器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガス
を供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の
圧力に制御しながら、真空容器内にプラズマを発生さ
せ、基板上に形成された組成の異なる複数の化合物半導
体薄膜を一括してエッチングする工程とを含むため、ガ
リウムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜やガリ
ウムまたはインジウムを含む化合物半導体基板を用いた
電子デバイスを精度よく高い生産性で製造することがで
きる。
造方法によれば、基板上に、ガリウムまたはインジウム
を含み、かつ、組成の異なる複数の化合物半導体薄膜を
堆積する工程と、真空容器内の基板電極に基板を載置
し、真空容器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガス
を供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の
圧力に制御しながら、真空容器内にプラズマを発生さ
せ、基板上に形成された組成の異なる複数の化合物半導
体薄膜を一括してエッチングする工程とを含むため、ガ
リウムまたはインジウムを含む化合物半導体薄膜やガリ
ウムまたはインジウムを含む化合物半導体基板を用いた
電子デバイスを精度よく高い生産性で製造することがで
きる。
【図１】本発明の実施形態で用いたエッチング装置の構
成を示す断面図
成を示す断面図
【図２】本発明の実施形態で用いたエッチング装置にお
けるアンテナの平面図
けるアンテナの平面図
【図３】本発明の第２実施形態における窒化ガリウムパ
ワーデバイスの製造工程を示す図
ワーデバイスの製造工程を示す図
【図４】本発明の第３実施形態における窒化ガリウム半
導体レーザーの製造工程を示す図
導体レーザーの製造工程を示す図
【図５】従来例で用いたエッチング装置の構成を示す断
面図
面図
１ 真空容器
２ ガス供給装置
３ ターボ分子ポンプ
４ アンテナ用高周波電源
５ アンテナ
６ 基板電極
７ 基板
８ 基板電極用高周波電源
９ 給電棒
１０ ショートピン
１１ 誘電板
１２ カバー
１３ 誘電体リング
１４ 導体リング
１５ スリット
フロントページの続き
(72)発明者 斎藤 光央
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 矢代 陽一郎
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 5F004 AA14 BA20 BB11 BB18 CA02
CA03 CA04 CA06 DA00 DB19
EB01
5F073 AA11 AA74 CA07 CB05 DA25
EA29
5F102 GB02 GC01 GD01 GJ04 GK04
GL04 GN04 GR04 HC16 HC18
Claims (20)
- 【請求項１】 真空容器内の基板電極に基板を載置し、
真空容器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供
給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力
に制御しながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基
板上に形成されたガリウムまたはインジウムを含む化合
物半導体薄膜をエッチングすることを特徴とする加工方
法。 - 【請求項２】 真空容器内の基板電極にガリウムまたは
インジウムを含む化合物半導体基板を載置し、真空容器
内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつつ
真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御し
ながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板をエッ
チングすることを特徴とする加工方法。 - 【請求項３】 １価ハロゲン化メタンガスが、ヨウ化メ
タンガスであることを特徴とする請求項１または２記載
の加工方法。 - 【請求項４】 １価ハロゲン化メタンガスが、フッ化メ
タンガスであることを特徴とする請求項１または２記載
の加工方法。 - 【請求項５】 真空容器内にプラズマを発生させるため
に、高密度プラズマ源を用いることを特徴とする請求項
１または２記載の加工方法。 - 【請求項６】 高密度プラズマ源がアンテナ式プラズマ
源であり、かつ、プラズマ源に供給する高周波電力の周
波数が５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚであることを特徴とす
る、請求項５記載の加工方法。 - 【請求項７】 プラズマ源に供給する高周波電力がパル
ス変調されていることを特徴とする、請求項６記載の加
工方法。 - 【請求項８】 高密度プラズマ源が誘導結合型プラズマ
源であり、かつ、プラズマ源に供給する高周波電力がパ
ルス変調されていることを特徴とする請求項５記載の加
工方法。 - 【請求項９】 基板電極に高周波電力を供給することに
より、イオンエネルギーを制御しつつエッチングするこ
とを特徴とする請求項１または２記載の加工方法。 - 【請求項１０】 基板上にガリウムまたはインジウムを
含む化合物半導体薄膜を堆積する工程と、真空容器内の
基板電極に基板を載置し、真空容器内に１価ハロゲン化
メタンガスを含むガスを供給しつつ真空容器内を排気
し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器
内にプラズマを発生させ、基板上に形成されたガリウム
またはインジウムを含む化合物半導体薄膜をエッチング
する工程を備えることを特徴とする電子デバイスの製造
方法。 - 【請求項１１】 真空容器内の基板電極にガリウムまた
はインジウムを含む化合物半導体基板を載置し、真空容
器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつ
つ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御
しながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板をエ
ッチングして貫通穴を形成する工程と、貫通穴内壁に絶
縁膜を形成する工程と、貫通穴内に金属配線を埋め込む
工程と、金属配線によって基板の表面に形成された電極
と基板の裏面に形成された電極とを接続させる工程を備
えることを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 【請求項１２】 真空容器内の基板電極にガリウムまた
はインジウムを含む化合物半導体基板を載置し、真空容
器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガスを供給しつ
つ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御
しながら、真空容器内にプラズマを発生させ、基板表面
をエッチングして深穴を形成する工程と、深穴の底より
も基板表面に近いところまで基板裏面から基板をほぼ均
等にエッチングまたは研磨することにより貫通穴を形成
する工程と、貫通穴内壁に絶縁膜を形成する工程と、貫
通穴内に金属配線を埋め込む工程と、金属配線によって
基板の表面に形成された電極と基板の裏面に形成された
電極とを接続させる工程を備えることを特徴とする電子
デバイスの製造方法。 - 【請求項１３】 基板上に、ガリウムまたはインジウム
を含み、かつ、組成の異なる複数の化合物半導体薄膜を
堆積する工程と、真空容器内の基板電極に基板を載置
し、真空容器内に１価ハロゲン化メタンガスを含むガス
を供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定の
圧力に制御しながら、真空容器内にプラズマを発生さ
せ、基板上に形成された組成の異なる複数の化合物半導
体薄膜を一括してエッチングする工程を備えることを特
徴とする電子デバイスの製造方法。 - 【請求項１４】 １価ハロゲン化メタンガスが、ヨウ化
メタンガスであることを特徴とする請求項１０、１１、
１２または１３記載の電子デバイスの製造方法。 - 【請求項１５】 １価ハロゲン化メタンガスが、フッ化
メタンガスであることを特徴とする請求項１０、１１、
１２または１３記載の電子デバイスの製造方法。 - 【請求項１６】 真空容器内にプラズマを発生させるた
めに、高密度プラズマ源を用いることを特徴とする請求
項１０、１１、１２または１３記載の電子デバイスの製
造方法。 - 【請求項１７】 高密度プラズマ源がアンテナ式プラズ
マ源であり、かつ、プラズマ源に供給する高周波電力の
周波数が５０ＭＨｚ乃至３ＧＨｚであることを特徴とす
る請求項１６記載の電子デバイスの製造方法。 - 【請求項１８】 プラズマ源に供給する高周波電力がパ
ルス変調されていることを特徴とする請求項１７記載の
電子デバイスの製造方法。 - 【請求項１９】 高密度プラズマ源が誘導結合型プラズ
マ源であり、かつ、プラズマ源に供給する高周波電力が
パルス変調されていることを特徴とする請求項１６記載
の電子デバイスの製造方法。 - 【請求項２０】 基板電極に高周波電力を供給すること
により、イオンエネルギーを制御しつつエッチングする
ことを特徴とする請求項１０、１１、１２または１３記
載の電子デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001231432A JP3945195B2 (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 電子デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001231432A JP3945195B2 (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 電子デバイスの製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006319871A Division JP2007129242A (ja) | 2006-11-28 | 2006-11-28 | プラズマ加工方法及び電子デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003045853A true JP2003045853A (ja) | 2003-02-14 |
| JP3945195B2 JP3945195B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=19063484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001231432A Expired - Fee Related JP3945195B2 (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 電子デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3945195B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007128994A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | New Japan Radio Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2007194110A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Ngk Insulators Ltd | 放電プラズマ発生方法 |
| JP2008193123A (ja) * | 2003-05-15 | 2008-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
-
2001
- 2001-07-31 JP JP2001231432A patent/JP3945195B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008193123A (ja) * | 2003-05-15 | 2008-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2009038392A (ja) * | 2003-05-15 | 2009-02-19 | Panasonic Corp | 半導体装置 |
| JP2007128994A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | New Japan Radio Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2007194110A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Ngk Insulators Ltd | 放電プラズマ発生方法 |
| JP4578412B2 (ja) * | 2006-01-20 | 2010-11-10 | 日本碍子株式会社 | 放電プラズマ発生方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3945195B2 (ja) | 2007-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10367074B2 (en) | Method of forming vias in silicon carbide and resulting devices and circuits | |
| EP2416349B1 (en) | Vias in silicon carbide and resulting devices and circuits | |
| US6818532B2 (en) | Method of etching substrates | |
| KR101265231B1 (ko) | 플라즈마 에칭 처리 장치, 플라즈마 에칭 처리 방법 및 반도체 소자 제조 방법 | |
| Pearton | Reactive ion etching of III–V semiconductors | |
| KR20020093901A (ko) | 실리콘 카바이드에 비아를 형성하는 방법과 결과 장치 및회로 | |
| CN1659680A (zh) | 用于处理衬底的等离子体方法和装置 | |
| KR20080014773A (ko) | 정규형 저유전율 유전체 재료 및/또는 다공형 저유전율유전체 재료의 존재 시 레지스트 스트립 방법 | |
| TW202111806A (zh) | 乾蝕刻化合物材料的方法 | |
| US5288657A (en) | Device fabrication | |
| US5942447A (en) | Method of selectively etching compound semiconductor and method of manufacturing compound semiconductor device using the selective etching method | |
| Rawal et al. | GaN etch rate and surface roughness evolution in Cl2/Ar based inductively coupled plasma etching | |
| US8052799B2 (en) | By-product collecting processes for cleaning processes | |
| JP2003045853A (ja) | 加工方法及び電子デバイスの製造方法 | |
| KR100484502B1 (ko) | Ｂｃｉ3 플라즈마 가스를 근간으로 하는 광소자용 산화아연 반도체의 이등방성 건식식각방법 | |
| JP2007129242A (ja) | プラズマ加工方法及び電子デバイスの製造方法 | |
| JP2003045855A (ja) | 加工方法及び電子デバイスの製造方法 | |
| Liu et al. | Etch-stop process for precisely controlling the vertical cavity length of GaN-based devices | |
| JP3336402B2 (ja) | 薄膜の形成方法 | |
| Humphreys et al. | ECR RIE-enhanced low pressure plasma etching of GaN/InGaN/AlGaN heterostructures | |
| JP2004235405A (ja) | ドライエッチング方法 | |
| CN111106005A (zh) | 一种图形的修剪方法及等离子体处理装置 | |
| JP2003100710A (ja) | ドライエッチング方法及び装置 | |
| JP2003045852A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体のドライエッチング方法 | |
| CN114496770A (zh) | 半导体工艺方法、半导体器件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050121 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050701 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060920 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061003 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061128 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070320 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070402 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110420 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |