JP2706211B2 - 半導体用エッチング液と結晶処理方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体用エッチング液と結晶処理方法および半導体装置の製造方法

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JP2706211B2
JP2706211B2 JP8724493A JP8724493A JP2706211B2 JP 2706211 B2 JP2706211 B2 JP 2706211B2 JP 8724493 A JP8724493 A JP 8724493A JP 8724493 A JP8724493 A JP 8724493A JP 2706211 B2 JP2706211 B2 JP 2706211B2
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kmno
semiconductor
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保男 奥野
剛 丸山
一志 田村
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Kanagawa Academy of Science and Technology
Stanley Electric Co Ltd
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Kanagawa Academy of Science and Technology
Stanley Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体結晶の処理に関
し、特に、発光素子材料として期待されているZnを含
むII−VI族化合物半導体およびその混晶の鏡面化エ
ッチングおよび鏡面化エッチングの工程を有する半導体
装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】II−VI族化合物半導体であるZnS
eのエッチング液としては、水酸化ナトリウム(NaO
H)水溶液、臭素(Br)メタノール溶液および水酸化
アンモニウム(NH4 OH)−過酸化水素(H2 2
溶液が知られている。
【0003】NaOH水溶液を使用する場合には、5〜
50重量%NaOH水溶液を80〜100℃に加熱し
て、エッチングを行なう。しかし、NaOH水溶液は異
方性エッチャントであるため、エッチピットが発生す
る。そのため、鏡面化エッチングを行なうのは困難であ
る。
【0004】Brメタノール溶液を使用する場合には、
Brをメタノールに0.5〜5体積%溶解し、エッチン
グを行なう。しかし、Brメタノール溶液はピットエッ
チャントであり、鏡面化エッチングを行なうのは困難で
ある。また、高品質な結晶に対してはエッチング速度が
遅いこと、揮発成分を含んでいるため、エッチャントの
成分比が不均一になりやすいこと等の欠点を有する。
【0005】NH4 OH−H2 2 溶液を使用する場合
には、体積比がNH4 OH:H2 2 =2:1〜6:1
の溶液でエッチングを行なう。NH4 OH−H2 2
液は、ZnSeの(111)B面に対しては有効である
が、(111)A面に対してはほとんどエッチングでき
ず、効果がない。
【0006】また、エッチング中に強固な酸化膜が発生
するため、エッチングが長時間になると、エッチング速
度が遅くなり、均一なエッチング速度でエッチングする
ことができない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ZnSeエッチング液
として、従来から知られているNaOH水溶液およびB
rメタノール溶液は、エッチング速度が結晶面方位に依
存する異方性を有するため、鏡面化エッチングは困難で
ある。
【0008】また、NH4 OH−H2 2 溶液は、Zn
Seの(111)A面に対してほとんどエッチングでき
ないこと、および酸化膜の発生によりエッチング速度を
均一に保てないこと等の欠点を有するため、鏡面化エッ
チングには適さない。
【0009】本発明の目的は、Znを含むII−VI族
化合物半導体結晶およびその混晶を鏡面化エッチングす
るためのエッチング液およびエッチング方法を提供する
ことである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の結晶処理方法
は、硫酸水溶液に過マンガン酸カリウムを溶解させたエ
ッチング液を使用して、Znを含むII−VI族化合物
半導体結晶またはその混晶をエッチングすることを特徴
とする。
【0011】
【作用】過マンガン酸カリウムを添加した硫酸水溶液
は、II−VI族化合物半導体に対するエッチング速度
が結晶面方位に依存せず、また、長時間のエッチングで
も一定のエッチング速度を示すことが認められた。
【0012】
【実施例】以下、II−VI族化合物半導体のZnSe
単結晶をKMnO4 添加硫酸水溶液を使用してエッチン
グする場合を例にとって説明する。
【0013】液相結晶成長によって作製したZnSe単
結晶から(111)面ウエハおよび(100)面ウエハ
を切り出す。このウエハをアルミナ系微粉研磨材を用い
てラッピングし、次にポリッシングクロスを用いてポリ
ッシングする。最後に、結晶に付着した研磨材を充分に
除去し、エッチング用サンプルを準備する。
【0014】次に、H2 SO4 :H2 O=1:1〜1:
10の体積比で調合した硫酸水溶液を作成する。このH
2 SO4 水溶液25mlに対してKMnO4 を5〜10
0mg溶解させて、エッチング液を準備する。
【0015】図1(A)は、エッチング速度の結晶面方
位依存性を示すグラフである。使用したエッチング液は
体積比がH2 SO4 :H2 O=1:4の硫酸25mlに
KMnO4 50mgを溶解したものである。グラフか
ら、ZnSeの(111)A面、(111)B面および
(100)面に対するエッチング速度はほぼ一定である
ことが判る。
【0016】このことから、KMnO4 添加硫酸水溶液
は、II−VI族化合物半導体のようなイオン結合性が
強く、極性を持った結晶面に対しても、一様なエッチン
グ特性を示すと考えられる。これは、面方位によらず鏡
面化エッチングが可能であることを示している。
【0017】図1(B)は、エッチング時間とエッチン
グの厚さの関係を示すグラフである。使用したエッチン
グ液は、図1(A)で使用したものと同じものである。
また、ZnSeウエハは、(111)B面のものを使用
した。
【0018】グラフからエッチングの厚さはエッチング
時間にほぼ比例していることが判る。これにより、所望
のエッチングの厚さをエッチング時間によって制御する
ことが可能であることが判る。
【0019】図1(C)は、エッチング液のKMnO4
溶解量と、エッチング速度との関係を示すグラフであ
る。使用したZnSeウエハは、(111)B面のもの
である。エッチング液として体積比がH2 SO4 :H2
O=1:4の硫酸25mlに、KMnO4 をそれぞれ4
0mg、50mgおよび60mg溶解した場合について
評価を行なった。
【0020】グラフから、KMnO4 を増加させるとエ
ッチング速度も増加することが判る。エッチング速度増
加の割合は、KMnO4 溶解量に対してリニア以上(高
次)の関係を示している。すなわち、KMnO4 の溶解
量を変化させて、広い範囲内で所望のエッチング速度を
持つエッチング液を得ることが可能である。
【0021】上記実施例は、溶媒となる硫酸の組成がH
2 SO4 :H2 O=1:4の体積比となる場合、および
硫酸25mlに対してKMnO4 を40〜60mg溶解
した場合について説明したが、これ以外の組成の場合で
も使用可能である。
【0022】体積比がH2 SO4 :H2 O=1:3より
も低濃度の硫酸水溶液(体積比1:3≦)を使用し、か
つ硫酸水溶液25mlに対してKMnO4 20mg以上
を溶解した場合に、鏡面化エッチングの傾向を示す。特
に、体積比がH2 SO4 :H 2 O=1:4〜1:5の硫
酸水溶液を使用し、この硫酸水溶液25mlにKMnO
4 を40〜60mg溶解した場合に、良好な鏡面状態を
得ることができた。
【0023】KMnO4 は、一般的に酸化剤として知ら
れているが、その働きは溶媒の性質に左右される。本実
施例においても、体積比がH2 SO4 :H2 O=1:3
より高濃度の硫酸水溶液を使用すると、エッチング速度
の結晶面方位依存性が現れた。
【0024】また、硫酸水溶液25mlに対し、KMn
4 の溶解量を20mgより少なくすると、均一なエッ
チングが行なわれなくなった。したがって、鏡面化エッ
チャントとして使用する場合には、上記異方性や不均一
エッチングの現れない組成にすることが好ましい。
【0025】本実施例に示したエッチング液を使用する
と、室温でエッチング可能であるため簡便であること、
酸素の発生もなく、エッチング液の組成変動がないこと
等の効果もある。
【0026】さらに、厚いエッチングが可能であるた
め、ウエハ等の加工変質層除去にも有効であり、良好な
半導体装置の製造が可能となる。たとえば、エピタキシ
ャル成長用下地基板表面のエッチング、電極形成等、表
面に加工を行なう前のエッチング、選択エッチング等に
利用することができる。
【0027】以上、ZnSe単結晶をエッチングする場
合について説明したが、このエッチング液は他のZnの
カルコゲン化合物に対しても有効である。さらに、この
エッチング液はその他Znを含むII−VI族化合物半
導体およびその混晶に対しても有効である。
【0028】また、本実施例の結晶処理方法は、Znを
含むII−VI族化合物半導体基板の鏡面上に拡散、イ
オン注入、またはエピタキシャル成長等を行なう工程を
有するII−VI族化合物半導体装置製造方法に適用す
ることが可能である。
【0029】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Znを含むII−VI族化合物半導体結晶の鏡面化エッ
チングが可能となる。また、本発明の結晶処理方法は、
厚いエッチングが可能であるため、ウエハ等の加工変質
層除去にも有効である。そのため、良好なII−VI族
化合物半導体装置の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるエッチング速度の結晶面
方位依存性を示すグラフ、エッチング時間に対するエッ
チングの厚さを示すグラフ、およびKMnO4 溶解量を
変化させたときのエッチング速度の変化を示すグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 一志 神奈川県横浜市緑区荏田南2−17−8 205号 審査官 高木 康晴 (56)参考文献 特開 平8−34700(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 H2 SO4 水溶液に過マンガン酸カリウ
    ム(KMnO4 )を溶解させた半導体用エッチング液。
  2. 【請求項2】 Znを含むII−VI族化合物半導体結
    晶またはその混晶をH2 SO4 水溶液に過マンガン酸カ
    リウム(KMnO4 )を溶解させたエッチング液を使用
    してエッチングすることを特徴とする結晶処理方法。
  3. 【請求項3】 Znを含むII−VI族化合物半導体結
    晶またはその混晶をH2 SO4 水溶液に過マンガン酸カ
    リウム(KMnO4 )を溶解させたエッチング液を使用
    してエッチングする工程を含む半導体装置の製造方法。
JP8724493A 1993-04-14 1993-04-14 半導体用エッチング液と結晶処理方法および半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JP2706211B2 (ja)

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US08/226,281 US5445706A (en) 1993-04-14 1994-04-11 Wet treatment adapted for mirror etching ZnSe

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US20240055272A1 (en) * 2020-12-25 2024-02-15 Tokuyama Corporation Method for processing semiconductor containing transition metal, method for producing semiconductor containing transition metal, and processing liquid for semiconductors

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