JP2003100699A - 化合物半導体のウエットエッチング方法およびその装置 - Google Patents
化合物半導体のウエットエッチング方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチングの均一化を図ることができるよう
に改良された、光照射方法を用いたウエットエッチング
方法を提供することを主要な目的とする。 【解決手段】 化合物半導体系電子デバイスの製造にお
けるウエットエッチング方法に係る。ウエットエッチン
グをしているとき、被エッチング試料２２の端面から臨
界角以上の入射角で光２９を試料２２内部に入射させ、
それによって試料内部で光を全反射させ、多重反射させ
ながら被エッチング部２２全面に光を伝搬させる。
に改良された、光照射方法を用いたウエットエッチング
方法を提供することを主要な目的とする。 【解決手段】 化合物半導体系電子デバイスの製造にお
けるウエットエッチング方法に係る。ウエットエッチン
グをしているとき、被エッチング試料２２の端面から臨
界角以上の入射角で光２９を試料２２内部に入射させ、
それによって試料内部で光を全反射させ、多重反射させ
ながら被エッチング部２２全面に光を伝搬させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に化合物半
導体のウエットエッチング方法に関するものであり、よ
り特定的にはガリウム砒素（ＧａＡｓ），窒化ガリウム
（ＧａＮ）やインジウムリン（ＩｎＰ）等の化合物半導
体系電子デバイスの製造におけるウエットエッチング方
法に関する。この発明は、また、そのような方法を実現
することのできる装置に関する。
導体のウエットエッチング方法に関するものであり、よ
り特定的にはガリウム砒素（ＧａＡｓ），窒化ガリウム
（ＧａＮ）やインジウムリン（ＩｎＰ）等の化合物半導
体系電子デバイスの製造におけるウエットエッチング方
法に関する。この発明は、また、そのような方法を実現
することのできる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＰ等の化合物半
導体により形成されるレーザダイオード（ＬＤ）、静電
効果型トランジスタ（ＦＥＴ）は、導電性の異なるｐ型
とｎ型の半導体膜が積層された構造を有している。ま
た、ＬＤにおいては屈折率を変化させるために組成比の
異なる化合物層の積層構造を有する。半導体デバイスを
形成する上で、これらの半導体膜を部分的にエッチング
し、溝等の微細構造を形成する必要がある。
導体により形成されるレーザダイオード（ＬＤ）、静電
効果型トランジスタ（ＦＥＴ）は、導電性の異なるｐ型
とｎ型の半導体膜が積層された構造を有している。ま
た、ＬＤにおいては屈折率を変化させるために組成比の
異なる化合物層の積層構造を有する。半導体デバイスを
形成する上で、これらの半導体膜を部分的にエッチング
し、溝等の微細構造を形成する必要がある。
【０００３】このエッチング法として、反応性ガスを用
いたドライエッチング法とエッチング液を用いたウエッ
トエッチング法がある。ドライエッチング法では、大き
なエネルギを持つイオンでエッチングするので、エッチ
ング表面に加工ダメージや表面の汚染性が生じる問題が
ある。このため、ＬＤのようにエッチング後の表面に単
結晶膜をエピタキシャル成長させる場合においては、結
晶の乱れが少なく、デバイスの高信頼性が期待できるウ
エットエッチングが適用される場合が多い。
いたドライエッチング法とエッチング液を用いたウエッ
トエッチング法がある。ドライエッチング法では、大き
なエネルギを持つイオンでエッチングするので、エッチ
ング表面に加工ダメージや表面の汚染性が生じる問題が
ある。このため、ＬＤのようにエッチング後の表面に単
結晶膜をエピタキシャル成長させる場合においては、結
晶の乱れが少なく、デバイスの高信頼性が期待できるウ
エットエッチングが適用される場合が多い。
【０００４】ＧａＡｓ系半導体のウエットエッチングに
おいては、ウエットエッチング時にバンドギャップ以上
のエネルギを有する光を照射することにより、ｐｎ接合
付近のエッチング速度を制御し、加工精度を向上させる
ことができる。
おいては、ウエットエッチング時にバンドギャップ以上
のエネルギを有する光を照射することにより、ｐｎ接合
付近のエッチング速度を制御し、加工精度を向上させる
ことができる。
【０００５】図９は、ＣＤやＣＤ−Ｒ等の情報用ＬＤと
して代表的な電流ストライプ構造を有する従来のＡｌＧ
ａＡｓ／ＧａＡｓ系レーザダイオード（ＬＤ）の断面図
を示す（特許番号第２８４２４６５号）。
して代表的な電流ストライプ構造を有する従来のＡｌＧ
ａＡｓ／ＧａＡｓ系レーザダイオード（ＬＤ）の断面図
を示す（特許番号第２８４２４６５号）。
【０００６】図９を参照して、ｎ型のＧａＡｓ基板１の
上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓ層３、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４、ｐ型
のＧａ 0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５、ｐ型のＧａ0.8Ａ
ｌ0.2ＡｓからなるＥＳＬ６、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65
Ａｓ電流ブロック層７が順次形成されている。ストライ
プ状の窓７ａを形成するためにｎ型Ｇａ0.35Ａｌ0.65Ａ
ｓ電流ブロック層７をウエットエッチングする。ウエッ
トエッチング後、ｐ型Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層８
とコンタクト電極９を積層する。
上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓ層３、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４、ｐ型
のＧａ 0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５、ｐ型のＧａ0.8Ａ
ｌ0.2ＡｓからなるＥＳＬ６、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65
Ａｓ電流ブロック層７が順次形成されている。ストライ
プ状の窓７ａを形成するためにｎ型Ｇａ0.35Ａｌ0.65Ａ
ｓ電流ブロック層７をウエットエッチングする。ウエッ
トエッチング後、ｐ型Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層８
とコンタクト電極９を積層する。
【０００７】さらに、化学的に安定なＧａＮ等の窒化物
半導体においては、ウエットエッチング時にバンドギャ
ップ以上のエネルギを有する光を照射することにより、
ウエットエッチング反応を促進し、ウエットエッチング
が可能になる。この方法は、文献（M.S. Minsky, M. Wh
ite and E.L. Hu, Appl. Phys. Lett., Vol.68, No.11,
p.1531, 1996）に記載されている。
半導体においては、ウエットエッチング時にバンドギャ
ップ以上のエネルギを有する光を照射することにより、
ウエットエッチング反応を促進し、ウエットエッチング
が可能になる。この方法は、文献（M.S. Minsky, M. Wh
ite and E.L. Hu, Appl. Phys. Lett., Vol.68, No.11,
p.1531, 1996）に記載されている。
【０００８】バンドギャップ以上のエネルギはＧａＮの
場合、紫外線光（３５０ｎｍ〜４００ｎｍ）で得られ、
この紫外線光を照射しながらエッチングを行なってい
る。
場合、紫外線光（３５０ｎｍ〜４００ｎｍ）で得られ、
この紫外線光を照射しながらエッチングを行なってい
る。
【０００９】図１０は、従来の光照射の方法を説明する
ための図である。石英製エッチング槽２５の中に、基板
ホルダ２７が設けられている。基板ホルダ２７の上に、
被エッチング試料２２が置かれている。エッチング槽２
５内には、エッチング溶液２３が入れられている。基板
ホルダ２７の上には金属電極２４が設けられており、金
属電極２４はエッチング用電源２６に接続されている。
エッチング溶液２３内には、対極２８が浸漬されてい
る。対極２８は、またエッチング用電源２６に接続され
ている。紫外線照射Ｘｅランプ２１は基板ホルダ２７の
上方に配置されている。Ｘｅランプ２１は、Ｘｅランプ
用電源２１ａに接続されている。
ための図である。石英製エッチング槽２５の中に、基板
ホルダ２７が設けられている。基板ホルダ２７の上に、
被エッチング試料２２が置かれている。エッチング槽２
５内には、エッチング溶液２３が入れられている。基板
ホルダ２７の上には金属電極２４が設けられており、金
属電極２４はエッチング用電源２６に接続されている。
エッチング溶液２３内には、対極２８が浸漬されてい
る。対極２８は、またエッチング用電源２６に接続され
ている。紫外線照射Ｘｅランプ２１は基板ホルダ２７の
上方に配置されている。Ｘｅランプ２１は、Ｘｅランプ
用電源２１ａに接続されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図１０を参照して、従
来の光照射方法は、被エッチング試料である基板２２の
平面上方から、キセノンランプ、紫外線レーザを用いて
行なわれている。
来の光照射方法は、被エッチング試料である基板２２の
平面上方から、キセノンランプ、紫外線レーザを用いて
行なわれている。
【００１１】しかしながら、この方法では、基板面内全
体に光照射する必要があるため、照射面積が大きい。よ
って、光量が基板面内で均一になりにくく、均一なエッ
チングが得られないという問題があった。
体に光照射する必要があるため、照射面積が大きい。よ
って、光量が基板面内で均一になりにくく、均一なエッ
チングが得られないという問題があった。
【００１２】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、光照射の不均一を解決し、エ
ッチングの均一化を得ることができるように改良された
化合物半導体のウエットエッチング方法を提供すること
を目的とする。
るためになされたもので、光照射の不均一を解決し、エ
ッチングの均一化を得ることができるように改良された
化合物半導体のウエットエッチング方法を提供すること
を目的とする。
【００１３】この発明の他の目的は、そのようなウエッ
トエッチング方法を実現することのできるウエットエッ
チング装置を提供することにある。
トエッチング方法を実現することのできるウエットエッ
チング装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
化合物半導体系電子デバイスの製造におけるウエットエ
ッチング方法に係る。ウエットエッチングをしていると
きに、被エッチング試料の端面から臨界角以上の入射角
で光を試料内部に入射させ、それによって試料内部で光
を全反射させ、多重反射させながら被エッチング部全面
に光を伝搬させることを特徴とする。
化合物半導体系電子デバイスの製造におけるウエットエ
ッチング方法に係る。ウエットエッチングをしていると
きに、被エッチング試料の端面から臨界角以上の入射角
で光を試料内部に入射させ、それによって試料内部で光
を全反射させ、多重反射させながら被エッチング部全面
に光を伝搬させることを特徴とする。
【００１５】請求項２に記載の化合物半導体のウエット
エッチング方法は、請求項１に記載のウエットエッチン
グ方法において、上記被エッチング試料を複数枚並べ、
それぞれの被エッチング試料の端面から上記光を入射す
ることを特徴とする。
エッチング方法は、請求項１に記載のウエットエッチン
グ方法において、上記被エッチング試料を複数枚並べ、
それぞれの被エッチング試料の端面から上記光を入射す
ることを特徴とする。
【００１６】請求項３に記載の化合物半導体のウエット
エッチング方法は、請求項１に記載のウエットエッチン
グ方法において、上記被エッチング試料の端面周囲に光
源を並べ、該光源から上記光を被エッチング試料の端面
から入射することを特徴とする。
エッチング方法は、請求項１に記載のウエットエッチン
グ方法において、上記被エッチング試料の端面周囲に光
源を並べ、該光源から上記光を被エッチング試料の端面
から入射することを特徴とする。
【００１７】請求項４に記載の化合物半導体のウエット
エッチング方法は、請求項１に記載のウエットエッチン
グ方法において、上記被エッチング試料の被エッチング
部の屈折率は、エッチング液の屈折率および上記被エッ
チング試料のエッチングされない部分の屈折率よりも高
いことを特徴とする。
エッチング方法は、請求項１に記載のウエットエッチン
グ方法において、上記被エッチング試料の被エッチング
部の屈折率は、エッチング液の屈折率および上記被エッ
チング試料のエッチングされない部分の屈折率よりも高
いことを特徴とする。
【００１８】請求項５に記載の化合物半導体のウエット
エッチング装置は、エッチング槽を備える。上記エッチ
ング槽内に、被エッチング試料を支持する基板ホルダが
設けられている。当該装置は、上記被エッチング試料の
端面に光を入射できるように配置された光源を備える。
エッチング装置は、エッチング槽を備える。上記エッチ
ング槽内に、被エッチング試料を支持する基板ホルダが
設けられている。当該装置は、上記被エッチング試料の
端面に光を入射できるように配置された光源を備える。
【００１９】
【作用】請求項１に係る発明は、ＧａＡｓ、ＧａＮやＩ
ｎＰ等の被エッチング基板端面から、臨界角以上の入射
角で光を入射し、基板内部で光を全反射させてさらには
多重反射を起こさせて被エッチング部全面に光を伝搬さ
せることによる。
ｎＰ等の被エッチング基板端面から、臨界角以上の入射
角で光を入射し、基板内部で光を全反射させてさらには
多重反射を起こさせて被エッチング部全面に光を伝搬さ
せることによる。
【００２０】図１を参照して、ｎ1＞ｎ2のとき、光が全
反射する臨界角（θｃ）は、θｃ＝ｓｉｎ-1（ｎ2／
ｎ1）となる。
反射する臨界角（θｃ）は、θｃ＝ｓｉｎ-1（ｎ2／
ｎ1）となる。
【００２１】さて、図２に示すように、材料１（３４）
の屈折率をｎ1とし、材料１（３４）が接する材料２
（３５）、材料３（３３）の屈折率をそれぞれｎ2、ｎ3
としたとき、次式が成立する。
の屈折率をｎ1とし、材料１（３４）が接する材料２
（３５）、材料３（３３）の屈折率をそれぞれｎ2、ｎ3
としたとき、次式が成立する。
【００２２】ｎ1＞ｎ2、ｎ3、
θｃ2＝ｓｉｎ-1（ｎ2／ｎ1） …式（１）
θｃ3＝ｓｉｎ-1（ｎ3／ｎ1） …式（２）
基板平面の法線からの入射角θｃ（以下、入射角度は基
板平面の法線からの角度とする）がθｃ2とθｃ3以上の
角度では、図２に示すようにｎ1層で光は全反射し、多
重反射して被エッチング材料に閉じ込められたまま伝搬
する。
板平面の法線からの角度とする）がθｃ2とθｃ3以上の
角度では、図２に示すようにｎ1層で光は全反射し、多
重反射して被エッチング材料に閉じ込められたまま伝搬
する。
【００２３】図２において、材料３３はたとえばエッチ
ング液あるいはマスク用レジスト、材料３４は被エッチ
ング材料、材料３５はエッチング液あるいはエッチング
されない基板材料である。
ング液あるいはマスク用レジスト、材料３４は被エッチ
ング材料、材料３５はエッチング液あるいはエッチング
されない基板材料である。
【００２４】さらに、図９のように積層構造において
も、各層の屈折率から式（１）、式（２）より、θ
ｃ2、θｃ3以上の角度では、全反射が成立する。
も、各層の屈折率から式（１）、式（２）より、θ
ｃ2、θｃ3以上の角度では、全反射が成立する。
【００２５】この方法によれば、光照射面積を小さくす
ることができるため、均一なエッチング光照射を得るこ
とが容易になり、均一なエッチングが可能となる。ま
た、大面積処理での均一なエッチングが可能となる。
ることができるため、均一なエッチング光照射を得るこ
とが容易になり、均一なエッチングが可能となる。ま
た、大面積処理での均一なエッチングが可能となる。
【００２６】請求項２に係る発明は、光源に対し、被処
理基板を複数枚並べ、端面から光を入射することにより
処理枚数を増加させる。この光照射法は１枚の基板のエ
ッチングに必要な光照射面積が小さいため、１つの光源
で処理枚数を増加させることができる。
理基板を複数枚並べ、端面から光を入射することにより
処理枚数を増加させる。この光照射法は１枚の基板のエ
ッチングに必要な光照射面積が小さいため、１つの光源
で処理枚数を増加させることができる。
【００２７】請求項３に係る発明は、光処理基板の端面
周囲の光源を複数個並べる、あるいは光源の形をドーナ
ツ状等にして、端面周囲から光照射を行なう。この方法
により、一層の光照射の均一性、結果としてエッチング
の均一性が得られる。
周囲の光源を複数個並べる、あるいは光源の形をドーナ
ツ状等にして、端面周囲から光照射を行なう。この方法
により、一層の光照射の均一性、結果としてエッチング
の均一性が得られる。
【００２８】請求項４に係る発明は、被エッチング部分
が、エッチング液やエッチングされない他の部分（レジ
スト、基板等）よりも屈折率が高い材料においては、ｎ
1＞ｎ2、ｎ3であり、式（１）、式（２）に示す臨界角
以上の角度で光照射すると、被エッチング部分で全反射
し、多重反射しながら光が伝搬することによる。
が、エッチング液やエッチングされない他の部分（レジ
スト、基板等）よりも屈折率が高い材料においては、ｎ
1＞ｎ2、ｎ3であり、式（１）、式（２）に示す臨界角
以上の角度で光照射すると、被エッチング部分で全反射
し、多重反射しながら光が伝搬することによる。
【００２９】請求項５に係る発明は、請求項１および請
求項２および請求項３および請求項４の光照射を実現す
る機能を備えた化合物半導体の光照射装置を提供するも
のである。
求項２および請求項３および請求項４の光照射を実現す
る機能を備えた化合物半導体の光照射装置を提供するも
のである。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００３１】実施の形態１
図３に、実施の形態１に係るウエットエッチング装置の
概念図を示す。石英製エッチング槽２５の中に、被エッ
チング試料２２を載せる基板ホルダ２７が設けられてい
る。基板ホルダ２７上に金属電極２４が設けられてい
る。金属電極２４はエッチング用電源２６に接続されて
いる。エッチング槽２５の中にエッチング溶液２３が収
容されている。エッチング溶液２３の中に、対極２８が
浸漬されている。対極２８は、またエッチング用電源２
６に接続されている。当該装置は、さらに紫外線照射Ｘ
ｅランプ２１を備える。Ｘｅランプ２１は、被エッチン
グ試料２２の端面から臨界角以上の入射角で光を試料２
２内部に入射させるように配置されている。Ｘｅランプ
２１はＸｅランプ用電源２１ａに接続されている。
概念図を示す。石英製エッチング槽２５の中に、被エッ
チング試料２２を載せる基板ホルダ２７が設けられてい
る。基板ホルダ２７上に金属電極２４が設けられてい
る。金属電極２４はエッチング用電源２６に接続されて
いる。エッチング槽２５の中にエッチング溶液２３が収
容されている。エッチング溶液２３の中に、対極２８が
浸漬されている。対極２８は、またエッチング用電源２
６に接続されている。当該装置は、さらに紫外線照射Ｘ
ｅランプ２１を備える。Ｘｅランプ２１は、被エッチン
グ試料２２の端面から臨界角以上の入射角で光を試料２
２内部に入射させるように配置されている。Ｘｅランプ
２１はＸｅランプ用電源２１ａに接続されている。
【００３２】図４は、端面からの光入射によるエッチン
グの動作を確認するための実験を説明する概念図であ
る。
グの動作を確認するための実験を説明する概念図であ
る。
【００３３】被エッチング試料４４としては、サファイ
ア基板上にｎ型ＧａＮ層を積層した試料を用いた。光源
としてキセノンランプを使用し、ランプから放出された
ＵＶ光が導光管４２によって導かれ、ウェハ端面に導入
されるようになっている。コネクタ４３にはＧａＮ／サ
ファイア基板を挟み込む幅のスリットが設けられてい
る。導光管４２には、石英ガラス管内面にＡｌを約３０
０ｎｍ蒸着した管を用いた。これは、紫外線の反射率が
高いＡｌを用いて、吸収損失がないようにするためであ
る。蒸着金属は紫外吸収がなく反射率のよい材料であれ
ばよい。また、光ファイバを用いてもよい。
ア基板上にｎ型ＧａＮ層を積層した試料を用いた。光源
としてキセノンランプを使用し、ランプから放出された
ＵＶ光が導光管４２によって導かれ、ウェハ端面に導入
されるようになっている。コネクタ４３にはＧａＮ／サ
ファイア基板を挟み込む幅のスリットが設けられてい
る。導光管４２には、石英ガラス管内面にＡｌを約３０
０ｎｍ蒸着した管を用いた。これは、紫外線の反射率が
高いＡｌを用いて、吸収損失がないようにするためであ
る。蒸着金属は紫外吸収がなく反射率のよい材料であれ
ばよい。また、光ファイバを用いてもよい。
【００３４】試料には、図４に示すように、予めＧａＮ
層領域にストライプ状の傷４７を形成したものを用い
た。ストライプを挟んだ両端に電極を接触させた場合に
電流は流れず、ＧａＮ層はストライプ状の傷により電気
的に絶縁されていることが確認された。
層領域にストライプ状の傷４７を形成したものを用い
た。ストライプを挟んだ両端に電極を接触させた場合に
電流は流れず、ＧａＮ層はストライプ状の傷により電気
的に絶縁されていることが確認された。
【００３５】電極片方を試料に接続し、電極のもう片側
を１ＭＫＯＨ溶液中に浸漬した。光の導入部から電極先
端までの距離は３ｃｍである。この状態で、試料を＋２
Ｖに分極しても電流は流れない。
を１ＭＫＯＨ溶液中に浸漬した。光の導入部から電極先
端までの距離は３ｃｍである。この状態で、試料を＋２
Ｖに分極しても電流は流れない。
【００３６】一方、＋２Ｖの電圧を印加しながら、ＵＶ
光を試料断面に照射すると、２００μＡのアノード電流
が観測された。このことは、ＧａＮ／ＫＯＨ溶液界面で
ＧａＮの溶解反応が進行していることを示し、たとえ、
ＧａＮ層にストライプが形成されても、ＵＶ光は基板内
を伝搬し、溶解反応を促進することを示している。
光を試料断面に照射すると、２００μＡのアノード電流
が観測された。このことは、ＧａＮ／ＫＯＨ溶液界面で
ＧａＮの溶解反応が進行していることを示し、たとえ、
ＧａＮ層にストライプが形成されても、ＵＶ光は基板内
を伝搬し、溶解反応を促進することを示している。
【００３７】通常ＧａＮのデバイス作製には２インチの
ウェハが用いられる。今回の実験で端面からのＵＶ光が
ウェハ内部を伝搬し、ウェハ全面のエッチングを促進す
ることが確認された。
ウェハが用いられる。今回の実験で端面からのＵＶ光が
ウェハ内部を伝搬し、ウェハ全面のエッチングを促進す
ることが確認された。
【００３８】実施の形態１で、試料の屈折率は、Ｇａ
Ｎ；２．５、サファイア；１．７４、エッチング液
（水）；１．３である。そのため、式（１）、（２）よ
り、ガリウム窒素／サファイア界面の臨界角；４４°、
ガリウム窒素とエッチング液の臨界角；３１°である。
したがって、入射角４４°以上の入射光成分は、被エッ
チング部分のガリウム窒素で全反射し伝搬する。その概
念図を図５に示す。図２に対応させると、材料１はＧａ
Ｎ、材料２はサファイア基板、材料３はエッチング溶液
である。
Ｎ；２．５、サファイア；１．７４、エッチング液
（水）；１．３である。そのため、式（１）、（２）よ
り、ガリウム窒素／サファイア界面の臨界角；４４°、
ガリウム窒素とエッチング液の臨界角；３１°である。
したがって、入射角４４°以上の入射光成分は、被エッ
チング部分のガリウム窒素で全反射し伝搬する。その概
念図を図５に示す。図２に対応させると、材料１はＧａ
Ｎ、材料２はサファイア基板、材料３はエッチング溶液
である。
【００３９】さらに、実際のストライプの窓形成では、
形状形成のためのマスク用レジストを使用するが、レジ
ストの屈折率は１．５である。ＧａＮとレジストの臨界
角；３７°となるので、同じく入射角４４°以上の入射
光成分は被エッチング部分のＧａＮで全反射し、伝搬す
る。キセノンランプはレーザ光等と異なり、指向性が低
いため種々の方向の光を有する。入射光のうち入射角度
９０°の光は直進し、入射角４４°以上の光はＧａＮで
全反射し伝搬する。
形状形成のためのマスク用レジストを使用するが、レジ
ストの屈折率は１．５である。ＧａＮとレジストの臨界
角；３７°となるので、同じく入射角４４°以上の入射
光成分は被エッチング部分のＧａＮで全反射し、伝搬す
る。キセノンランプはレーザ光等と異なり、指向性が低
いため種々の方向の光を有する。入射光のうち入射角度
９０°の光は直進し、入射角４４°以上の光はＧａＮで
全反射し伝搬する。
【００４０】実施の形態２
図６は、実施の形態２に係る光照射法を説明するための
概念図である。
概念図である。
【００４１】図に示すように、被処理試料２２同士（Ｇ
ａＮ／サファイア試料）が平行になるように複数枚並
べ、被処理試料端面からキセノンランプで光を入射し
た。図中、２３はエッチング溶液である。試料２２を平
行に並べるために、エッチング槽２５の底と、他の平行
な２側面に試料保持用の溝を形成した。この方法によれ
ば、１枚当りの照射面積が小さいため、光源２１の照射
範囲に基板を複数配置することができ、処理基板枚数を
増加することができる。また、キセノンランプの光の広
がりを有効に利用することができる。
ａＮ／サファイア試料）が平行になるように複数枚並
べ、被処理試料端面からキセノンランプで光を入射し
た。図中、２３はエッチング溶液である。試料２２を平
行に並べるために、エッチング槽２５の底と、他の平行
な２側面に試料保持用の溝を形成した。この方法によれ
ば、１枚当りの照射面積が小さいため、光源２１の照射
範囲に基板を複数配置することができ、処理基板枚数を
増加することができる。また、キセノンランプの光の広
がりを有効に利用することができる。
【００４２】実施の形態３
ＧａＮ／サファイア被処理試料を平行に複数枚並べた。
次に、キセノンランプを図７に示すように、試料端面の
周囲にそれぞれが十字の位置になるように４個配置し
た。キセノンランプから放出されたＵＶ光はエッチング
溶液中を進行する。キセノンランプはレーザ光等と異な
り、指向性が低いため種々の方向の光を有する。このう
ち、先ほど述べた全反射条件を満たす入射角を有する成
分がウェハ端面から進入し、ウェハ内部を伝搬する。こ
のことにより、ＧａＮのエッチングは促進される。エッ
チング速度をエッチング深さ測定より求めたところ、従
来法と同様のエッチング速度が得られた。
次に、キセノンランプを図７に示すように、試料端面の
周囲にそれぞれが十字の位置になるように４個配置し
た。キセノンランプから放出されたＵＶ光はエッチング
溶液中を進行する。キセノンランプはレーザ光等と異な
り、指向性が低いため種々の方向の光を有する。このう
ち、先ほど述べた全反射条件を満たす入射角を有する成
分がウェハ端面から進入し、ウェハ内部を伝搬する。こ
のことにより、ＧａＮのエッチングは促進される。エッ
チング速度をエッチング深さ測定より求めたところ、従
来法と同様のエッチング速度が得られた。
【００４３】光照射法の他の方法を図８に示す。キセノ
ンランプ２１をドーナツ状に形成し被エッチング基板２
２端面全周から光照射を行なう。図中、２３はエッチン
グ溶液であり、２５はエッチング槽を表している。この
光照射法によれば、より一層の面内均一性が得られる。
ンランプ２１をドーナツ状に形成し被エッチング基板２
２端面全周から光照射を行なう。図中、２３はエッチン
グ溶液であり、２５はエッチング槽を表している。この
光照射法によれば、より一層の面内均一性が得られる。
【００４４】実施の形態４
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系試料について、屈折率はエッ
チング液（水）；１．３、マスク用レジスト；１．５、
ＧａＡｓ基板；３．６、ＡｌＧａＡｓ積層膜；３．３〜
３．６である。エッチング液の屈折率，マスク用レジス
トの屈折率＜被エッチング基板の屈折率（３．３〜３．
６）である。したがって、本光照射を適用することがで
きる。ＧａＡｓ基板とＡｌＧａＡｓ積層膜の屈折率は同
様で、それらの屈折率３．３から、臨界角は２５°であ
る。ＧａＮ／サファイアの場合と異なり、ＡｌＧａＡｓ
／ＧａＡｓ系試料ではＧａＡｓ基板とＡｌＧａＡｓ膜の
屈折率が同様であるため、被処理試料とエッチング液界
面、被処理試料とレジスト界面で全反射が起こる。
チング液（水）；１．３、マスク用レジスト；１．５、
ＧａＡｓ基板；３．６、ＡｌＧａＡｓ積層膜；３．３〜
３．６である。エッチング液の屈折率，マスク用レジス
トの屈折率＜被エッチング基板の屈折率（３．３〜３．
６）である。したがって、本光照射を適用することがで
きる。ＧａＡｓ基板とＡｌＧａＡｓ積層膜の屈折率は同
様で、それらの屈折率３．３から、臨界角は２５°であ
る。ＧａＮ／サファイアの場合と異なり、ＡｌＧａＡｓ
／ＧａＡｓ系試料ではＧａＡｓ基板とＡｌＧａＡｓ膜の
屈折率が同様であるため、被処理試料とエッチング液界
面、被処理試料とレジスト界面で全反射が起こる。
【００４５】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、被エッチング基板の端面から、臨界角以上の入射角
で照射光を入射させ、全反射させながら被エッチング基
板全面に光を伝搬させるので、光照射面積が小さく、よ
って光照射の均一、結果としてエッチングの面内均一が
得られる効果がある。
ば、被エッチング基板の端面から、臨界角以上の入射角
で照射光を入射させ、全反射させながら被エッチング基
板全面に光を伝搬させるので、光照射面積が小さく、よ
って光照射の均一、結果としてエッチングの面内均一が
得られる効果がある。
【００４７】光源に対し、被処理基板を複数枚並べ、端
面から照射光を入射させることにより、処理枚数を増加
できるという効果を奏する。
面から照射光を入射させることにより、処理枚数を増加
できるという効果を奏する。
【００４８】被処理基板の端面周囲に光源を並べること
により、より一層の均一なエッチングを得る効果を奏す
る。
により、より一層の均一なエッチングを得る効果を奏す
る。
【００４９】被エッチング部分がエッチングされない他
の部分よりも屈折率が高い材料においては、全反射条件
を得ることができるので、端面からの光入射が可能で、
均一なエッチングを得る効果がある。
の部分よりも屈折率が高い材料においては、全反射条件
を得ることができるので、端面からの光入射が可能で、
均一なエッチングを得る効果がある。
【００５０】端面からの光照射が可能であるので、均一
なエッチング、処理枚数の増加を得る効果がある。
なエッチング、処理枚数の増加を得る効果がある。
【図１】 全反射の理論を説明するための概念図であ
る。
る。
【図２】 光の全反射条件を説明するための図である。
【図３】 実施の形態１に係るウエットエッチング方法
を説明するための概念図である。
を説明するための概念図である。
【図４】 端面からの光入射によるエッチングを確認す
るための実験を説明するための図である。
るための実験を説明するための図である。
【図５】 ＧａＮ/Ａｌ2Ｏ3系半導体の光照射の様子を
説明するための概念図である。
説明するための概念図である。
【図６】 実施の形態２において用いた光照射法を説明
する図である。
する図である。
【図７】 実施の形態３で使用した光照射法を説明する
ための図である。
ための図である。
【図８】 実施の形態３で使用した他の光照射法を説明
するための図である。
するための図である。
【図９】 従来の電流ストライプ構造を有する半導体レ
ーザの断面図である。
ーザの断面図である。
【図１０】 従来の光照射法を用いたウエットエッチン
グ方法を説明するための図である。
グ方法を説明するための図である。
２１ 紫外線照射Ｘｅランプ、２２ 被エッチング試
料、２３ エッチング溶液、２４ 金属電極、２５ エ
ッチング槽、２６ エッチング用電源、２７ 基板ホル
ダ、２８ 対極、２９ 入射ＵＶ光、２１ａ Ｘｅラン
プ用電源。
料、２３ エッチング溶液、２４ 金属電極、２５ エ
ッチング槽、２６ エッチング用電源、２７ 基板ホル
ダ、２８ 対極、２９ 入射ＵＶ光、２１ａ Ｘｅラン
プ用電源。
Claims (5)
- 【請求項１】 化合物半導体系電子デバイスの製造にお
けるウエットエッチング方法において、 ウエットエッチングをしているときに、被エッチング試
料の端面から臨界角以上の入射角で光を試料内部に入射
させ、それによって試料内部で光を全反射させ、多重反
射させながら被エッチング部全面に光を伝搬させること
を特徴とする、化合物半導体のウエットエッチング方
法。 - 【請求項２】 前記被エッチング試料を複数枚並べ、そ
れぞれの被エッチング試料の端面から前記光を入射する
ことを特徴とする、請求項１に記載の化合物半導体のウ
エットエッチング方法。 - 【請求項３】 前記被エッチング試料の端面周囲に光源
を並べ、該光源から前記光を被エッチング試料の端面か
ら入射することを特徴とする、請求項１に記載の化合物
半導体のウエットエッチング方法。 - 【請求項４】 前記被エッチング試料の被エッチング部
の屈折率は、エッチング液の屈折率および前記被エッチ
ング試料のエッチングされない部分の屈折率よりも高
い、請求項１に記載の化合物半導体のウエットエッチン
グ方法。 - 【請求項５】 エッチング槽と、 前記エッチング槽内に設けられ、被エッチング試料を支
持する基板ホルダと、 前記被エッチング試料の端面に光を入射できるように配
置された光源と、を備えた化合物半導体のウエットエッ
チング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001288848A JP2003100699A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 化合物半導体のウエットエッチング方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001288848A JP2003100699A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 化合物半導体のウエットエッチング方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100699A true JP2003100699A (ja) | 2003-04-04 |
Family
ID=19111423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001288848A Withdrawn JP2003100699A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 化合物半導体のウエットエッチング方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003100699A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020080456A1 (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社サイオクス | 構造体の製造方法および構造体の製造装置 |
-
2001
- 2001-09-21 JP JP2001288848A patent/JP2003100699A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020080456A1 (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社サイオクス | 構造体の製造方法および構造体の製造装置 |
| JP2020068371A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-30 | 株式会社サイオクス | 構造体の製造方法および構造体の製造装置 |
| JP2020068385A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-30 | 株式会社サイオクス | 構造体の製造方法および構造体の製造装置 |
| JP2021057614A (ja) * | 2018-10-18 | 2021-04-08 | 株式会社サイオクス | 構造体の製造方法および構造体の製造装置 |
| CN113068413A (zh) * | 2018-10-18 | 2021-07-02 | 赛奥科思有限公司 | 结构体的制造方法和结构体的制造装置 |
| US11289322B2 (en) | 2018-10-18 | 2022-03-29 | Sciocs Company Limited | Structure manufacturing method including surface photoelectrochemical etching and structure manufacturing device |
| CN113068413B (zh) * | 2018-10-18 | 2022-06-28 | 赛奥科思有限公司 | 结构体的制造方法和结构体的制造装置 |
| JP7295836B2 (ja) | 2018-10-18 | 2023-06-21 | 住友化学株式会社 | 構造体の製造方法および構造体の製造装置 |
| US11791151B2 (en) | 2018-10-18 | 2023-10-17 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Structure production wet etch method and structure production apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |