JP2020065011A - 構造体の製造方法および構造体の製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成されたウエハを用意する工程と、
容器内にエッチング液を用意する工程と、
前記ウエハの表面が前記エッチング液に接触した状態で、前記ウエハを配置する工程と、
前記ウエハおよび前記エッチング液が静止した状態で、波長が365nmより短い光を、前記ウエハの表面に照射する工程と、
前記ウエハの表面が前記エッチング液に接触した状態で前記ウエハの表面に前記光が照射されることによる前記III族窒化物結晶のエッチングに伴って発生し、前記ウエハに付着した気泡を、前記ウエハから除去する工程と、
を有する、構造体の製造方法
が提供される。
エッチング液を収納する容器と、
波長が365nmより短い光を照射する光照射装置と、
気泡除去装置と、
を有し、
前記光照射装置は、少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成されたウエハの表面が前記エッチング液に接触し、前記ウエハおよび前記エッチング液が静止した状態で、前記光を前記ウエハの表面に照射し、
前記気泡除去装置は、前記ウエハの表面が前記エッチング液に接触した状態で前記ウエハの表面に前記光が照射されることによる前記III族窒化物結晶のエッチングに伴って発生し、前記ウエハに付着した気泡を、前記ウエハから除去する、構造体の製造装置
が提供される。
まず、第1実施形態について説明する。第1実施形態では、GaN材料100として、GaN基板10(基板10ともいう)を例示する。図1(a)〜1(g)は、ボイド形成剥離(VAS)法を用いて基板10を製造する工程を示す概略断面図である。まず、図1(a)に示すように、下地基板1を用意する。下地基板1として、サファイア基板が例示される。
成長温度Tg:980〜1,100℃、好ましくは1,050〜1,100℃
成膜室201内の圧力:90〜105kPa、好ましくは90〜95kPa
GaClガスの分圧:1.5〜15kPa
NH3ガスの分圧/GaClガスの分圧:4〜20
N2ガスの分圧/H2ガスの分圧:1〜20
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、併せて第1実験例についても説明する。第2実施形態では、図3に示すように、GaN材料100として、基板10と、基板10上にエピタキシャル成長されたGaN層20(エピ層20ともいう)と、を有する積層体30(エピ基板30ともいう)を例示する。基板10として、第1実施形態で説明した基板10が好ましく用いられる。
(アノード反応)
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、図14(a)に示すように、GaN材料100として、GaN基板10とエピ層20とを有するエピ基板30を例示する。エピ層20の構造が、第2実施形態と異なり、第3実施形態のエピ層20は、n型不純物が添加されたGaN層21n(エピ層21nともいう)と、p型不純物が添加されたGaN層21p(エピ層21pともいう)とを有する。基板10として、第1実施形態で説明した基板10が好ましく用いられる。
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態は、第2実験例に沿って説明する。第4実施形態では、GaN材料100として、GaN基板10とエピ層20とを有するエピ基板30であって、n型不純物が添加されたエピ層21nおよびp型不純物が添加されたエピ層21pを有するエピ層20を備えるエピ基板30を例示する(図14(a)参照)。基板10として、第1実施形態で説明した基板10が好ましく用いられる。
次に、第5実施形態について説明する。第5実施形態は、第3実験例に沿って説明する。第5実施形態では、GaN材料100として、GaN基板10と、n型不純物が添加されたエピ層20と、を有するエピ基板30を例示する(図3参照)。基板10として、第1実施形態で説明した基板10が好ましく用いられる。第1実験例で検討した好適なエッチング条件を適用して、第3実験例では、GaN材料100に円筒状凹部を形成するPECエッチングを行った。
次に、第6実施形態について説明する。第6実施形態は、第4実験例に沿って説明する。第6実施形態では、GaN材料100として、GaN基板10と、n型不純物が添加されたエピ層20と、を有するエピ基板30を例示する(図3参照)。基板10として、第1実施形態で説明した基板10が好ましく用いられる。第1実験例で検討した好適なエッチング条件を適用して、第4実験例では、GaN材料100に溝状凹部(トレンチ)を形成するPECエッチングを行った。
次に、第7実施形態について説明する。第7実施形態では、例えば直径2インチ以上の大径を有するGaN材料100の被エッチング面の全面に対するPECエッチングを行う技術について説明する。
次に、第8実施形態について説明する。PECエッチングに伴って、(化1)に示すように窒素ガス(N2ガス)が発生し、(化3)に示すように酸素ガス(O2ガス)が発生し、(化4)または(化7)に示すように水素ガス(H2ガス)が発生する。このため、エッチング液420中に、N2ガス、O2ガスおよびH2ガスの少なくともいずれかを含有する気泡130が発生する。ウエハ100の被エッチング領域111等に、気泡130が過度に付着した状態でUV光431が照射されると、気泡130による光散乱等に起因して、被エッチング領域111等への適正な光照射を行うことが難しくなる。
次に、第9実施形態について説明する。第8実施形態では、気泡130の除去を、気泡130に振動を与えることで行う態様について例示した。第9実施形態では、気泡130の除去を、エッチング液420の流れを発生させることで行う態様について説明する。また、第9実施形態では、エッチング液420の流れを発生させることで、気泡130の除去とともに、エッチング液420の補充を行う態様について説明する。
以上、本発明の実施形態および変形例を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成されたウエハを用意する工程と、
容器内にエッチング液を用意する工程と、
前記ウエハの表面が前記エッチング液に接触した状態で、前記ウエハを配置する工程と、
前記ウエハおよび前記エッチング液が静止した状態で、波長が365nmより短い光を、前記ウエハの表面に照射する工程と、
前記ウエハの表面が前記エッチング液に接触した状態で前記ウエハの表面に前記光が照射されることによる前記III族窒化物結晶のエッチングに伴って発生し、前記ウエハに付着した気泡を、前記ウエハから除去する(剥離させる)工程と、
を有する、構造体の製造方法。
前記気泡を前記ウエハから除去する工程では、前記気泡に振動を与えることで、前記気泡の除去を行う、付記1に記載の構造体の製造方法。
前記気泡を前記ウエハから除去する工程では、前記エッチング液の流れを発生させることで、前記気泡の除去を行う、付記1または2に記載の構造体の製造方法。
前記エッチング液の流れを減衰させる工程、
を有する、付記3に記載の構造体の製造方法。
前記気泡を前記ウエハから除去する工程では、前記光を前記ウエハの表面に照射しない、付記1〜4のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程では、前記ウエハの表面に前記光を間欠的に照射する、付記1〜5のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、を交互に複数回繰り返す、付記1〜6のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、の間に、
前記エッチング液の静止を待つ工程、
を有する(前記気泡を前記ウエハから除去する工程において前記気泡を前記ウエハから除去する期間と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程において前記光が前記ウエハの表面に照射される期間とは、非連続である)、付記7に記載の構造体の製造方法。
前記エッチング液の静止を待つ工程では、当該工程の直前に行われた前記気泡を前記ウエハから除去する工程における前記気泡を前記ウエハから除去する期間の終了後、所定期間が経過したかどうか計時される、付記8に記載の構造体の製造方法。
前記エッチング液の静止を待つ工程では、前記エッチング液の動きを測定するセンサによる測定に基づいて、前記エッチング液が静止したかどうかを判定する、付記8に記載の構造体の製造方法。
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程では、気泡センサによる測定に基づいて、前記ウエハに付着した前記気泡の被覆率を求める、付記1〜10のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記容器内にエッチング液を補充する工程
を有し、
前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、前記容器内にエッチング液を補充する工程とが、同時に行われる(前記気泡を前記ウエハから除去する期間と、前記容器内にエッチング液を補充する期間とが、時間的に重なりを有する)、付記1〜11のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、を交互に複数回繰り返し、
後の回に行われる前記気泡を前記ウエハから除去する工程ほど、前記気泡を前記ウエハから除去する期間を長くする、付記1〜12のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、を交互に複数回繰り返し、
前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、の間に、
前記エッチング液が静止するのを待つ工程、
を有し、
後の回に行われる前記エッチング液の静止を待つ工程ほど、前記エッチング液の静止を待つ期間を短くする、付記1〜13のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程、および、前記気泡を前記ウエハから除去する工程を、加圧容器内で行う、付記1〜14のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記エッチング液は、界面活性剤を含む、付記1〜15のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記エッチング液は、水酸化物イオンおよびペルオキソ二硫酸イオンを含み、
前記エッチング液に浸漬されるカソード電極を用いずに、前記ウエハの表面を構成する前記III族窒化物結晶がエッチングされる、付記1〜16のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記エッチング液は、水酸化物イオンを含み、
前記エッチング液に浸漬されるカソード電極を用いることで、前記ウエハの表面を構成する前記III族窒化物結晶がエッチングされる、付記1〜16のいずれか1つに記載の構造体の製造方法。
前記カソード電極と前記ウエハの表面を構成する前記III族窒化物結晶との間に、エッチング電圧が印加された状態で、前記III族窒化物結晶がエッチングされる、付記18に記載の構造体の製造方法。
前記ウエハの表面を構成する前記III族窒化物結晶は、転位密度が1×107/cm2未満である領域を含むGaNを含み、
前記エッチング電圧は、好ましくは0.16V以上1.30V以下の範囲の電圧であり、より好ましくは0.52V以上1.15V以下の範囲の電圧である、付記19に記載の構造体の製造方法。
エッチング液を収納する容器と、
波長が365nmより短い光を照射する光照射装置と、
気泡除去装置と、
を有し、
前記光照射装置は、少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成されたウエハの表面が前記エッチング液に接触し、前記ウエハおよび前記エッチング液が静止した状態で、前記光を前記ウエハの表面に照射し、
前記気泡除去装置は、前記ウエハの表面が前記エッチング液に接触した状態で前記ウエハの表面に前記光が照射されることによる前記III族窒化物結晶のエッチングに伴って発生し、前記ウエハに付着した気泡を、前記ウエハから除去する(剥離させる)、構造体の製造装置。
前記気泡除去装置は、前記気泡に振動を与えることで、前記気泡の除去を行う、付記21に記載の構造体の製造装置。
前記気泡除去装置は、前記エッチング液の流れを発生させることで、前記気泡の除去を行う、付記21または22に記載の構造体の製造装置。
前記エッチング液の流れを減衰させる流れ減衰装置、を有する、付記23に記載の構造体の製造装置。
制御装置、を有し、
前記制御装置は、前記気泡を前記ウエハから除去する工程では、前記光が前記ウエハの表面に照射されないように、前記光照射装置を制御する、付記21〜24のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
制御装置、を有し、
前記制御装置は、前記光を前記ウエハの表面に照射する工程では、前記ウエハの表面に前記光が間欠的に照射されるように、前記光照射装置を制御する、付記21〜24のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
制御装置、を有し、
前記制御装置は、前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、が交互に複数回繰り返されるように、前記光照射装置と、前記気泡除去装置と、を制御する、付記21〜24のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
前記制御装置は、
前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、の間に、
前記エッチング液の静止を待つ工程、
が配置されるように(前記気泡を前記ウエハから除去する工程において前記気泡を前記ウエハから除去する期間と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程において前記光が前記ウエハの表面に照射される期間とは、非連続であるように)、前記光照射装置と、前記気泡除去装置と、を制御する、付記27に記載の構造体の製造装置。
前記制御装置は、前記エッチング液の静止を待つ工程において、当該工程の直前に行われた前記気泡を前記ウエハから除去する工程における前記気泡を前記ウエハから除去する期間の終了後、所定期間が経過したかどうか計時する、付記28に記載の構造体の製造装置。
前記エッチング液の動きを測定するセンサ、を有し、
前記制御装置は、前記エッチング液の静止を待つ工程において、前記エッチング液の動きを測定するセンサによる測定に基づいて、前記エッチング液が静止しているかどうかを判定する、付記28に記載の構造体の製造装置。
気泡センサと、制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記気泡センサによる測定に基づいて、前記ウエハに付着した前記気泡の被覆率を求める、付記21〜24のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
前記気泡を可視光により観察する気泡センサと、
前記気泡センサには前記可視光を導き前記ウエハには前記光を導く光学部材と、
を有する、付記21〜31のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
前記ウエハに可視光を照射する照明装置、を有する、付記32に記載の構造体の製造装置。
前記容器内にエッチング液を補充するエッチング液補充装置と、制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、前記容器内にエッチング液を補充する工程とが、同時に行われるように(前記気泡を前記ウエハから除去する期間と、前記容器内にエッチング液を補充する期間とが、時間的重なりを有するように)、前記気泡除去装置と、前記エッチング液補充装置と、を制御する、付記21〜24のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
制御装置、を有し、
前記制御装置は、
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、が交互に複数回繰り返され、
後の回に行われる前記気泡を前記ウエハから除去する工程ほど、前記気泡を前記ウエハから除去する期間が長くなるように、前記光照射装置と、前記気泡除去装置と、を制御する、付記21〜24のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
制御装置、を有し、
前記制御装置は、
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、が交互に複数回繰り返され、
前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、の間に、
前記エッチング液が静止するのを待つ工程、
が配置され、
後の回に行われる前記エッチング液の静止を待つ工程ほど、前記エッチング液の静止を待つ期間が短くなるように、前記光照射装置と、前記気泡除去装置と、を制御する、付記21〜24のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
加圧容器、を有し、
前記加圧容器は、前記エッチング液を収納する前記容器と、前記ウエハと、を収納する、付記21〜36のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
前記エッチング液に浸漬されるカソード電極と、
前記カソード電極と前記ウエハの表面を構成する前記III族窒化物結晶との間を電気的に接続する配線と、
前記カソード電極と前記ウエハの表面を構成する前記III族窒化物結晶との間に、エッチング電圧を印加する電圧源と、
を有し、
前記電圧源は、前記エッチング電圧として、好ましくは0.16V以上1.30V以下の範囲の電圧、より好ましくは0.52V以上1.15V以下の範囲の電圧を印加する、付記21〜37のいずれか1つに記載の構造体の製造装置。
Claims (32)
- 少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成されたウエハを用意する工程と、
容器内にエッチング液を用意する工程と、
前記ウエハの表面が前記エッチング液に接触した状態で、前記ウエハを配置する工程と、
前記ウエハおよび前記エッチング液が静止した状態で、波長が365nmより短い光を、前記ウエハの表面に照射する工程と、
前記ウエハの表面が前記エッチング液に接触した状態で前記ウエハの表面に前記光が照射されることによる前記III族窒化物結晶のエッチングに伴って発生し、前記ウエハに付着した気泡を、前記ウエハから除去する工程と、
を有する、構造体の製造方法。 - 前記気泡を前記ウエハから除去する工程では、前記気泡に振動を与えることで、前記気泡の除去を行う、請求項1に記載の構造体の製造方法。
- 前記気泡を前記ウエハから除去する工程では、前記エッチング液の流れを発生させることで、前記気泡の除去を行う、請求項1または2に記載の構造体の製造方法。
- 前記エッチング液の流れを減衰させる工程、
を有する、請求項3に記載の構造体の製造方法。 - 前記気泡を前記ウエハから除去する工程では、前記光を前記ウエハの表面に照射しない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。
- 前記光を前記ウエハの表面に照射する工程では、前記ウエハの表面に前記光を間欠的に照射する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。
- 前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、を交互に複数回繰り返す、請求項1〜6のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。
- 前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、の間に、
前記エッチング液の静止を待つ工程、
を有する、請求項7に記載の構造体の製造方法。 - 前記エッチング液の静止を待つ工程では、当該工程の直前に行われた前記気泡を前記ウエハから除去する工程における前記気泡を前記ウエハから除去する期間の終了後、所定期間が経過したかどうか計時される、請求項8に記載の構造体の製造方法。
- 前記エッチング液の静止を待つ工程では、前記エッチング液の動きを測定するセンサによる測定に基づいて、前記エッチング液が静止したかどうかを判定する、請求項8に記載の構造体の製造方法。
- 前記光を前記ウエハの表面に照射する工程では、気泡センサによる測定に基づいて、前記ウエハに付着した前記気泡の被覆率を求める、請求項1〜10のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。
- 前記容器内にエッチング液を補充する工程
を有し、
前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、前記容器内にエッチング液を補充する工程とが、同時に行われる、請求項1〜11のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。 - 前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、を交互に複数回繰り返し、
後の回に行われる前記気泡を前記ウエハから除去する工程ほど、前記気泡を前記ウエハから除去する期間を長くする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。 - 前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、を交互に複数回繰り返し、
前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、の間に、
前記エッチング液が静止するのを待つ工程、
を有し、
後の回に行われる前記エッチング液の静止を待つ工程ほど、前記エッチング液の静止を待つ期間を短くする、請求項1〜13のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。 - 前記光を前記ウエハの表面に照射する工程、および、前記気泡を前記ウエハから除去する工程を、加圧容器内で行う、請求項1〜14のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。
- 前記エッチング液は、界面活性剤を含む、請求項1〜15のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。
- 前記エッチング液は、水酸化物イオンおよびペルオキソ二硫酸イオンを含み、
前記エッチング液に浸漬されるカソード電極を用いずに、前記ウエハの表面を構成する前記III族窒化物結晶がエッチングされる、請求項1〜16のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。 - エッチング液を収納する容器と、
波長が365nmより短い光を照射する光照射装置と、
気泡除去装置と、
を有し、
前記光照射装置は、少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成されたウエハの表面が前記エッチング液に接触し、前記ウエハおよび前記エッチング液が静止した状態で、前記光を前記ウエハの表面に照射し、
前記気泡除去装置は、前記ウエハの表面が前記エッチング液に接触した状態で前記ウエハの表面に前記光が照射されることによる前記III族窒化物結晶のエッチングに伴って発生し、前記ウエハに付着した気泡を、前記ウエハから除去する、構造体の製造装置。 - 前記気泡除去装置は、前記気泡に振動を与えることで、前記気泡の除去を行う、請求項18に記載の構造体の製造装置。
- 前記気泡除去装置は、前記エッチング液の流れを発生させることで、前記気泡の除去を行う、付記18または19に記載の構造体の製造装置。
- 前記エッチング液の流れを減衰させる流れ減衰装置、を有する、請求項20に記載の構造体の製造装置。
- 制御装置、を有し、
前記制御装置は、前記気泡を前記ウエハから除去する工程では、前記光が前記ウエハの表面に照射されないように、前記光照射装置を制御する、請求項18〜21のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。 - 制御装置、を有し、
前記制御装置は、前記光を前記ウエハの表面に照射する工程では、前記ウエハの表面に前記光が間欠的に照射されるように、前記光照射装置を制御する、請求項18〜21のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。 - 制御装置、を有し、
前記制御装置は、前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、が交互に複数回繰り返されるように、前記光照射装置と、前記気泡除去装置と、を制御する、請求項18〜21のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。 - 前記制御装置は、
前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、の間に、
前記エッチング液の静止を待つ工程、
が配置されるように、前記光照射装置と、前記気泡除去装置と、を制御する、請求項24に記載の構造体の製造装置。 - 前記制御装置は、前記エッチング液の静止を待つ工程において、当該工程の直前に行われた前記気泡を前記ウエハから除去する工程における前記気泡を前記ウエハから除去する期間の終了後、所定期間が経過したかどうか計時する、請求項25に記載の構造体の製造装置。
- 前記エッチング液の動きを測定するセンサ、を有し、
前記制御装置は、前記エッチング液の静止を待つ工程において、前記エッチング液の動きを測定するセンサによる測定に基づいて、前記エッチング液が静止しているかどうかを判定する、請求項25に記載の構造体の製造装置。 - 気泡センサと、制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記気泡センサによる測定に基づいて、前記ウエハに付着した前記気泡の被覆率を求める、請求項18〜21のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。 - 前記容器内にエッチング液を補充するエッチング液補充装置と、制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、前記容器内にエッチング液を補充する工程とが、同時に行われるように、前記気泡除去装置と、前記エッチング液補充装置と、を制御する、請求項18〜21のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。 - 制御装置、を有し、
前記制御装置は、
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、が交互に複数回繰り返され、
後の回に行われる前記気泡を前記ウエハから除去する工程ほど、前記気泡を前記ウエハから除去する期間が長くなるように、前記光照射装置と、前記気泡除去装置と、を制御する、請求項18〜21のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。 - 制御装置、を有し、
前記制御装置は、
前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、が交互に複数回繰り返され、
前記気泡を前記ウエハから除去する工程と、当該工程の直後に行われる前記光を前記ウエハの表面に照射する工程と、の間に、
前記エッチング液が静止するのを待つ工程、
が配置され、
後の回に行われる前記エッチング液の静止を待つ工程ほど、前記エッチング液の静止を待つ期間が短くなるように、前記光照射装置と、前記気泡除去装置と、を制御する、請求項18〜21のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。 - 加圧容器、を有し、
前記加圧容器は、前記エッチング液を収納する前記容器と、前記ウエハと、を収納する、請求項18〜31のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040110386A1 (en) * | 2002-12-04 | 2004-06-10 | Thomas Wolff | Method and device for photo-electrochemically etching a semiconductor sample, especially gallium nitride |
WO2007105281A1 (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Fujitsu Limited | 化合物半導体装置の製造方法及びエッチング液 |
JP2008118139A (ja) * | 2006-11-03 | 2008-05-22 | Lg Electronics Inc | 垂直型発光素子及びその製造方法 |
JP2018067689A (ja) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | 株式会社豊田中央研究所 | 半導体基板の光電気化学エッチングに用いるエッチング装置 |
-
2018
- 2018-10-18 JP JP2018196972A patent/JP7181052B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040110386A1 (en) * | 2002-12-04 | 2004-06-10 | Thomas Wolff | Method and device for photo-electrochemically etching a semiconductor sample, especially gallium nitride |
WO2007105281A1 (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Fujitsu Limited | 化合物半導体装置の製造方法及びエッチング液 |
JP2008118139A (ja) * | 2006-11-03 | 2008-05-22 | Lg Electronics Inc | 垂直型発光素子及びその製造方法 |
JP2018067689A (ja) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | 株式会社豊田中央研究所 | 半導体基板の光電気化学エッチングに用いるエッチング装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
HWANG, Z. H. ET AL.: "Electrodeless wet etching of GaN assisted with chopped ultraviolet light", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 84, no. 19, JPN7022003025, 29 April 2004 (2004-04-29), pages 3759 - 3761, XP012061370, ISSN: 0004866784, DOI: 10.1063/1.1737799 * |
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