JP2764488B2 - Method of patterning protective film - Google Patents
Method of patterning protective filmInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体から成る
基板のパターニング方法に関し、特に保護膜のパターニ
ング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of patterning a substrate made of a compound semiconductor, and more particularly to a method of patterning a protective film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】化合物半導体（例えば、ＧａＡｓ）から
成る基板上に微細なパターンを形成する手段としては、
まず、基板表面上に金属等から成る微細なパターンを有
するマスク層を形成し、反応性イオン等を基板全面に照
射してエッチングを行い、続いて、集束イオンビーム
（ＦＩＢ）をパターンジェネレータを用いて走査させる
ものがある。ＦＩＢを走査させる場合、塩素ガス雰囲気
中あるいは塩素ガスを照射してエッチングを促進するこ
とがある。また、ＦＩＢにかえて電子ビームを照射する
こともある。この場合においても、塩素ガス雰囲気中あ
るいは塩素ガスを照射して行われる。また、基板表面上
の酸化膜を保護膜として用い、トリメチルＡｌ（ＴＭ
Ａ）を選択成長させる方法も行われている。2. Description of the Related Art As means for forming a fine pattern on a substrate made of a compound semiconductor (for example, GaAs),
First, a mask layer having a fine pattern made of a metal or the like is formed on the surface of a substrate, and etching is performed by irradiating the entire surface of the substrate with reactive ions or the like. Subsequently, a focused ion beam (FIB) is applied using a pattern generator. Some are scanned by When scanning the FIB, etching may be promoted in a chlorine gas atmosphere or by irradiation with a chlorine gas. An electron beam may be irradiated instead of the FIB. Also in this case, the irradiation is performed in a chlorine gas atmosphere or by irradiation with chlorine gas. Also, using an oxide film on the substrate surface as a protective film, trimethyl Al (TM
A method of selectively growing A) is also performed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のパター
ンニングにおいては、ＦＩＢや電子ビーム等が照射され
ると、これがマスクに強くたたきつけられマスク表面の
みならず基板の内部にまで損傷が発生することがある。
この場合、パタ−ニング後、化合物半導体を良好にエピ
タキシャル成長できないという問題点がある。さらに、
酸化膜を保護膜として用いる方法においては、ＴＭＡが
保護膜上で分解して酸素と結合し保護膜上で成長が進行
してしまい選択成長が行えないという問題点がある。本
発明の課題は、基板内部に損傷が生じない保護膜のパタ
ーンニング方法を提供することである。However, in the conventional patterning, when an FIB, an electron beam, or the like is irradiated, the FIB or the electron beam is strongly hit against the mask, and damage is caused not only on the mask surface but also inside the substrate. There is.
In this case, there is a problem that the compound semiconductor cannot be satisfactorily epitaxially grown after the patterning. further,
The method using an oxide film as a protective film has a problem that TMA decomposes on the protective film and combines with oxygen to grow on the protective film, so that selective growth cannot be performed. An object of the present invention is to provide a method of patterning a protective film that does not cause damage inside a substrate.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、化合物
半導体から成る基板上に形成されるＧａＮから成る保護
膜にＧａおよびＩｎのうち少なくとも一方を照射してパ
ターン部を形成する第１の工程と、前記保護膜を６００
℃〜６５０℃の温度で加熱して前記パターン部が形成さ
れた前記保護膜を除去する第２の工程とを有することを
特徴とする保護膜のパターニング方法が得られる。According to the present invention, there is provided a first method for forming a pattern portion by irradiating at least one of Ga and In to a protective film made of GaN formed on a substrate made of a compound semiconductor. Process and the protective film
A second step of removing the protective film on which the pattern portion is formed by heating at a temperature of about 650 ° C. to about 650 ° C. to obtain a protective film patterning method.
【０００５】[0005]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
説明する。本実施例では図示しない超高真空装置（ＵＨ
Ｖ、図示せず）内で有機金属を用いたＭＢＥ法（ＭＯＭ
ＢＥ法）を行う。第１の実施例を図１を参照して説明す
る。図１は、ＧａＮ保護膜にパターンニングする工程を
示す図である。 ＧａＡｓ（100 ）基板１０上にジメチルヒドラジン２
１とメタルＧａ２２とを同時に照射しながらＧａＮ保護
膜２０を形成する（基板温度を６８０℃として、ＧａＮ
保護膜２０は２〜３monolayer 形成する）。 ＧａＮ保護膜２０表面上に、パターン３１を切った銅
の薄板３０を被せる。 メタルのＩｎ４０（またはＧａ）を銅の薄板３０表面
に向けて、ノズル１００からブロードに照射し、Ｉｎ層
（パターン部）をパターン３１に沿って２〜３monolaye
r 形成する。 銅の薄板３０を除去する。 この状態のＧａＡｓ基板１０を６００℃〜６５０℃ま
で加熱してＧａＮ保護膜２０のＩｎ４０の形成された部
分のみを選択的に熱分解（除去）させる。 以上のようにして、ＧａＡｓ基板１０上のＧａＮ保護膜
２０にパターンニングがなされた。即ち、パターンに沿
ってＧａＡｓ基板１０の表面が露出した状態である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, an ultra-high vacuum device (UH
V, not shown) using an organic metal in the MBE method (MOM
BE method). A first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a step of patterning a GaN protective film. Dimethylhydrazine 2 on a GaAs (100) substrate 10
1 and metal Ga 22 are simultaneously irradiated to form a GaN protective film 20 (substrate temperature is 680 ° C.,
The protective film 20 is formed as two to three monolayers). On the surface of the GaN protective film 20, a thin copper plate 30 having the pattern 31 cut is put. The metal In 40 (or Ga) is directed broadly from the nozzle 100 toward the surface of the copper thin plate 30, and the In layer (pattern portion) is formed along the pattern 31 by 2 to 3 monolayers.
r form. The copper sheet 30 is removed. The GaAs substrate 10 in this state is heated to 600 ° C. to 650 ° C. to selectively thermally decompose (remove) only the portion of the GaN protective film 20 where In 40 is formed. As described above, the GaN protective film 20 on the GaAs substrate 10 was patterned. That is, the surface of the GaAs substrate 10 is exposed along the pattern.
【０００６】つづいて、この状態のＧａＡｓ基板１０に
ＧａＡｓ等を選択成長させる。 基板１０の温度を４００℃にして、トリエチルＧａ
（ＴＥＧ）とＡｓ4 とを照射する。 これにより、ＧａＮ保護膜２０の形成されていない（Ｇ
ａＡｓ１０の表面が露出した）部分だけＧａＡｓが成長
した。 ６８０℃以上で加熱して残っているＧａＮ保護膜２０
を除去させる。 以上のようにして、ＧａＡｓ基板１０にパターニングが
なされた。尚、工程においてＧａＮ保護膜２０の除去
されたＧａＡｓ基板１０の表面上にＧａＡｓをエピタキ
シャル成長させても良い。Subsequently, GaAs or the like is selectively grown on the GaAs substrate 10 in this state. The temperature of the substrate 10 is set to 400 ° C., and triethyl Ga
Irradiate (TEG) and As 4 . Thereby, the GaN protective film 20 is not formed (G
GaAs grew only in the portion where the surface of aAs10 was exposed). GaN protective film 20 remaining after heating at 680 ° C. or more
Is removed. As described above, the GaAs substrate 10 was patterned. Note that GaAs may be epitaxially grown on the surface of the GaAs substrate 10 from which the GaN protective film 20 has been removed in the process.
【０００７】次に、ＧａＮ保護膜のパターニング方法の
第２の実施例を図２を参照して説明する。図２におい
て、超高真空中でＧａＮ保護膜２０の形成されたＧａＡ
ｓ基板１０に、ノズル２００から比較的細く絞ったＩｎ
４０（Ｇａでもよい）を照射してパターン部４１を形成
する。このとき、精密にパターンを形成するためには、
ノズル２００の先端は、ＧａＡｓ基板１０の表面に至近
であることが好ましい。パターン形成後、前述した工程
を行う。以後、第１の実施例と同様に化合物半導体の
成長を行う。Next, a second embodiment of a method of patterning a GaN protective film will be described with reference to FIG. In FIG. 2, GaAs having a GaN protective film 20 formed in an ultra-high vacuum
s Substrate 10 is relatively narrowly squeezed from nozzle 200 into In
The pattern portion 41 is formed by irradiating 40 (may be Ga). At this time, in order to form a pattern precisely,
The tip of the nozzle 200 is preferably close to the surface of the GaAs substrate 10. After forming the pattern, the above-described steps are performed. Thereafter, the compound semiconductor is grown in the same manner as in the first embodiment.
【０００８】尚、 III−V 族化合物半導体をエピタキシ
ャル成長させる場合、ＧａＮ保護膜の除去が不完全であ
っても、ＧａＮも III−V 族であるため、電気的に不活
性で不都合がない。また、ＧａＮ保護膜の形成および除
去は、真空一貫プロセスで行える。さらに、ＴＥＧがＧ
ａＮ保護膜上で分解することなく選択成長が行える。When a III-V group compound semiconductor is epitaxially grown, even if the removal of the GaN protective film is incomplete, since GaN is also a III-V group, it is electrically inactive and has no inconvenience. Further, the formation and removal of the GaN protective film can be performed by an integrated vacuum process. In addition, TEG is G
Selective growth can be performed without decomposition on the aN protective film.
【０００９】[0009]
【発明の効果】本発明によれば、ＧａＮ保護膜にＧａお
よびＩｎのうち少なくとも一方から成るパターン部を形
成し、ＧａＮ保護膜を所定温度にて加熱してパターン部
の形成されたＧａＮ保護膜を除去してパターンニングす
るため、化合物半導体基板が損傷しない。According to the present invention, a pattern portion comprising at least one of Ga and In is formed on a GaN protective film, and the GaN protective film is heated at a predetermined temperature to form a GaN protective film having the pattern portion formed thereon. Is removed and patterning is performed, so that the compound semiconductor substrate is not damaged.
【図１】本発明の第１の実施例によるパターンニング方
法を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a patterning method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例によるパターンニング方
法を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a patterning method according to a second embodiment of the present invention.
１０ ＧａＡｓ基板 ２０ ＧａＮ保護膜 ３０ 銅の薄板 ４０ Ｉｎ １００、２００ ノズル Reference Signs List 10 GaAs substrate 20 GaN protective film 30 Copper thin plate 40 In 100, 200 Nozzle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/203 H01L 21/318 H01L 21/302 H01L 21/363 H01L 21/365 H01L 21/471──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (58) Surveyed fields (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/203 H01L 21/318 H01L 21/302 H01L 21/363 H01L 21/365 H01L 21 / 471
Claims (1)
ＧａＮから成る保護膜にＧａおよびＩｎのうち少なくと
も一方を照射してパターン部を形成する第１の工程と、
前記保護膜を６００℃〜６５０℃の温度で加熱して前記
パターン部が形成された前記保護膜を除去する第２の工
程とを有することを特徴とする保護膜のパターニング方
法。A first step of irradiating at least one of Ga and In to a protective film made of GaN formed on a substrate made of a compound semiconductor to form a pattern portion;
A second step of heating the protective film at a temperature of 600 ° C. to 650 ° C. to remove the protective film on which the pattern portion has been formed.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP27642491A JP2764488B2 (en) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Method of patterning protective film |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH0590256A JPH0590256A (en) | 1993-04-09 |
| JP2764488B2 true JP2764488B2 (en) | 1998-06-11 |
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ID=17569222
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP2764488B2 (en) |
-
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- 1991-09-30 JP JP27642491A patent/JP2764488B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH0590256A (en) | 1993-04-09 |
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