JP2883918B2 - 化合物半導体のパターン形成方法 - Google Patents
化合物半導体のパターン形成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超高真空内での化合物半導体のパターン形成
方法に関し，特に，光励起反応を応用して形成された基
板表面の極めて薄い酸化層をエッチングマスクとして利
用するパターン形成方法に関するものである。
方法に関し，特に，光励起反応を応用して形成された基
板表面の極めて薄い酸化層をエッチングマスクとして利
用するパターン形成方法に関するものである。
［従来の技術］ 化合物半導体の中でも,III−Ｖ族化合物半導体は半導
体レーザや電界効果トランジスタをはじめ種々のデバイ
スに応用されている。これら各種のデバイスの作製には
III−Ｖ族半導体基板上への何らかのパターンの形成が
必要となる。III−Ｖ族半導体デバイスのさらなる高機
能化，高性能化のためには，これらのパターンを10nm以
下にした超微細構造を制御性良く作製する技術が必要と
なっている。
体レーザや電界効果トランジスタをはじめ種々のデバイ
スに応用されている。これら各種のデバイスの作製には
III−Ｖ族半導体基板上への何らかのパターンの形成が
必要となる。III−Ｖ族半導体デバイスのさらなる高機
能化，高性能化のためには，これらのパターンを10nm以
下にした超微細構造を制御性良く作製する技術が必要と
なっている。
従来，最も広く用いられているパターン形成の方法
は，有機物からなるレジストをIII−Ｖ族半導体基板表
面に塗布した後，光や電子ビームによる露光，アルカリ
性の液体による現像を施し，レジストにパターンを形成
してマスクとし，ウエットエッチングを行うという工程
を取っている。しかしながら，この方法では10nm以下の
大きさのパターン形成は困難である。また，有機物から
なるレジストは，今後III−Ｖ族半導体デバイスの作製
において主流となるであろう超高真空一貫プロセスに適
さないものである。
は，有機物からなるレジストをIII−Ｖ族半導体基板表
面に塗布した後，光や電子ビームによる露光，アルカリ
性の液体による現像を施し，レジストにパターンを形成
してマスクとし，ウエットエッチングを行うという工程
を取っている。しかしながら，この方法では10nm以下の
大きさのパターン形成は困難である。また，有機物から
なるレジストは，今後III−Ｖ族半導体デバイスの作製
において主流となるであろう超高真空一貫プロセスに適
さないものである。
そのため，最近有機物レジストを用いないパターン形
成方法として，集束イオンビーム（FIB）や集束電子ビ
ーム（FEB）を用いてIII−Ｖ族半導体ウエハーに直接エ
ッチングを施し，パターンを形成する研究が盛んに行わ
れている。
成方法として，集束イオンビーム（FIB）や集束電子ビ
ーム（FEB）を用いてIII−Ｖ族半導体ウエハーに直接エ
ッチングを施し，パターンを形成する研究が盛んに行わ
れている。
FIBを用いた直接エッチングとしては，落合らにより
報告されたFIBアシスト塩素ガスエッチングがその一例
として挙げることができる。［J.Vac.Sci.Technol.,B3,
657（1985）参照］ この方法は，比較的容易に１μｍ未満のパターンを得
ることができ反面，エッチングされた試料に多量の結晶
欠陥を誘起するという大きな問題点がある。この欠陥は
イオンの照射により発生するものであり，低エネルギー
イオンの使用や基板温度の上昇によりある程度低減する
ことが可能であるが，完全になくすことは原理上不可能
と考えられている。
報告されたFIBアシスト塩素ガスエッチングがその一例
として挙げることができる。［J.Vac.Sci.Technol.,B3,
657（1985）参照］ この方法は，比較的容易に１μｍ未満のパターンを得
ることができ反面，エッチングされた試料に多量の結晶
欠陥を誘起するという大きな問題点がある。この欠陥は
イオンの照射により発生するものであり，低エネルギー
イオンの使用や基板温度の上昇によりある程度低減する
ことが可能であるが，完全になくすことは原理上不可能
と考えられている。
一方，本発明者らにより開発されたFEBアシスト塩素
ガスエッチング［Jpn.J.Appl.Phys.,28,L515（1989）］
では上記のような結晶欠陥の問題はなく，将来のテデバ
イス作製において非常に有利なエッチング特性を得るこ
とができる。以下にこのFEBアシスト塩素ガスエッチン
グについて第４図を参照して簡単に説明する。
ガスエッチング［Jpn.J.Appl.Phys.,28,L515（1989）］
では上記のような結晶欠陥の問題はなく，将来のテデバ
イス作製において非常に有利なエッチング特性を得るこ
とができる。以下にこのFEBアシスト塩素ガスエッチン
グについて第４図を参照して簡単に説明する。
まず，（100）面を持つGaAs基板41を大気中よりエッ
チング室に導入し，その基板温度を70℃にする。この昇
温は十分なエッチング速度を得るためのものである。こ
のGaAs基板41には第４図（ａ）に示すように,GaAs結晶
の上に大気中の酸素との反応により非常に薄い酸化膜42
が形成されている。この酸化膜42付きの基板41に塩素ガ
ス43と電子ビーム44を同時に照射することにより，電子
ビーム44が照射された領域45のみにおいて表面酸化膜42
が除去され，塩素ガス43が直接GaAs基板と接触する（第
４図（ｂ））。このことにより，第４図（ｃ）に示すよ
うな電子ビームによる直接エッチングが可能となるわけ
である。
チング室に導入し，その基板温度を70℃にする。この昇
温は十分なエッチング速度を得るためのものである。こ
のGaAs基板41には第４図（ａ）に示すように,GaAs結晶
の上に大気中の酸素との反応により非常に薄い酸化膜42
が形成されている。この酸化膜42付きの基板41に塩素ガ
ス43と電子ビーム44を同時に照射することにより，電子
ビーム44が照射された領域45のみにおいて表面酸化膜42
が除去され，塩素ガス43が直接GaAs基板と接触する（第
４図（ｂ））。このことにより，第４図（ｃ）に示すよ
うな電子ビームによる直接エッチングが可能となるわけ
である。
さて，このようにFEBアシスト塩素ガスエッチングが
可能であることが判明したわけであるが，この方法での
各種パラメータ（例えばパターン形成における表面酸化
膜除去のための電子ビームのドーズ量，電子ビーム照射
領域外での塩素ガスに対する表面酸化膜の耐久性など）
は，この表面酸化膜の性質を反映して決定されるべきも
のである。即ち，表面酸化膜がパターンの形成に非常に
大きな役割を果たしている。
可能であることが判明したわけであるが，この方法での
各種パラメータ（例えばパターン形成における表面酸化
膜除去のための電子ビームのドーズ量，電子ビーム照射
領域外での塩素ガスに対する表面酸化膜の耐久性など）
は，この表面酸化膜の性質を反映して決定されるべきも
のである。即ち，表面酸化膜がパターンの形成に非常に
大きな役割を果たしている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら，上記従来例で示した表面酸化膜は大気
中において自然に形成されたものであるため，その膜の
性質を制御するのは非常に困難である。
中において自然に形成されたものであるため，その膜の
性質を制御するのは非常に困難である。
また，ウエハーと大気の接触は超高真空一貫プロセス
と相矛盾する。そこで，本発明者らは大気の代わりに純
粋な酸素ガスにGaAs基板をさらして表面酸化膜を形成す
ることによりその制御性を高める実験を実施したが，こ
の方法で形成された表面酸化膜は電子ビーム照射領域外
での塩素ガスに対する耐久性が非常に乏しいという問題
点を有することがわかった。
と相矛盾する。そこで，本発明者らは大気の代わりに純
粋な酸素ガスにGaAs基板をさらして表面酸化膜を形成す
ることによりその制御性を高める実験を実施したが，こ
の方法で形成された表面酸化膜は電子ビーム照射領域外
での塩素ガスに対する耐久性が非常に乏しいという問題
点を有することがわかった。
本発明は上記問題点を解決しエッチングガスに対する
耐久性に優れた表面酸化膜を制御性，再現性よく形成す
る方法を提供することを目的としている。
耐久性に優れた表面酸化膜を制御性，再現性よく形成す
る方法を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、化合物半導体の表面に酸素又は酸素化合物
を含む第１のガスを接触させると共に光を照射して酸化
膜を形成する第１の工程と、前記化合物半導体をエッチ
ングし得るガスを含む第２のガスを前記化合物半導体の
表面に接触させることにより前記酸化膜をマスクとして
前記化合物半導体をエッチングする第２の工程と、をこ
の順に実施することを特徴とする。
を含む第１のガスを接触させると共に光を照射して酸化
膜を形成する第１の工程と、前記化合物半導体をエッチ
ングし得るガスを含む第２のガスを前記化合物半導体の
表面に接触させることにより前記酸化膜をマスクとして
前記化合物半導体をエッチングする第２の工程と、をこ
の順に実施することを特徴とする。
［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。
まず，本発明のパターン作成方法に用いられる装置に
ついて簡単に説明しておく。
ついて簡単に説明しておく。
第２図の装置は，この装置へのウエハーの出し入れを
行うためのロードロック室21,エピタキシャル成長を行
うためのMBE室22,吸着分子層のパターン形成及びエッチ
ングを行うためのエッチング室23を有している。
行うためのロードロック室21,エピタキシャル成長を行
うためのMBE室22,吸着分子層のパターン形成及びエッチ
ングを行うためのエッチング室23を有している。
これらロードロック室21,MBE室22,およびエッチング
室23はそれぞれ通路を介して表面処理室24に接続されて
いる。そして，各通路には，ゲートバルブ25a,25b及び2
5cが設けられている。また，各室21,22,23及び24にはそ
れぞれターボ分子ポンプ，イオンポンプ等の真空ポンプ
（図示せず）が設けられている。これにより，装置内に
導入したウエハーを大気に曝すことなくどの室にでもマ
グネットフィードスルー26a及び26bを用いて搬送するこ
とができる。
室23はそれぞれ通路を介して表面処理室24に接続されて
いる。そして，各通路には，ゲートバルブ25a,25b及び2
5cが設けられている。また，各室21,22,23及び24にはそ
れぞれターボ分子ポンプ，イオンポンプ等の真空ポンプ
（図示せず）が設けられている。これにより，装置内に
導入したウエハーを大気に曝すことなくどの室にでもマ
グネットフィードスルー26a及び26bを用いて搬送するこ
とができる。
表面処理室24には，酸化膜形成のための第１のガス導
入部（図示せず）及びハロゲンランプ,Arレーザ等の光
源（図示せず）が設けられている。
入部（図示せず）及びハロゲンランプ,Arレーザ等の光
源（図示せず）が設けられている。
また，エッチング室23には酸化膜にパターンを形成す
るのに用いられる電子ビームガン27と化合物半導体エッ
チングに用いられる第２ガス（エッチングガス）導入部
28が備えられている。
るのに用いられる電子ビームガン27と化合物半導体エッ
チングに用いられる第２ガス（エッチングガス）導入部
28が備えられている。
本発明のパターン形成方法に係る第１の実施例を第１
図，第２図を参照して説明する。
図，第２図を参照して説明する。
まず，ロードロック室21より導入されたGaAs基板10を
マグネットフィードスルー26a及び26bを用いてMBE室22
に搬送する。MBE室23に搬送されたGaAs基板10上に第１
図（ａ）に示すようにGaAsバッファ層11を0.2μm,AlxGa
1-xAsクラッド層12（０＜ｘ＜１）を1.2μm,GaAsガイド
層13を0.2μｍ連続的に成長させる。このウエハー14をM
BE室22と超高真空の通路により結合された表面処理室24
へマグネットフィードスルー26bを用いて搬送する。
マグネットフィードスルー26a及び26bを用いてMBE室22
に搬送する。MBE室23に搬送されたGaAs基板10上に第１
図（ａ）に示すようにGaAsバッファ層11を0.2μm,AlxGa
1-xAsクラッド層12（０＜ｘ＜１）を1.2μm,GaAsガイド
層13を0.2μｍ連続的に成長させる。このウエハー14をM
BE室22と超高真空の通路により結合された表面処理室24
へマグネットフィードスルー26bを用いて搬送する。
表面処理室24はターボ分子ポンプまたはイオンポンプ
等の真空ポンプ（図示せず）により排気されており，残
留ガス圧は１×10-8Torr以下に保たれている。次にこの
表面処理室24に酸素ガス51を分圧１×10-6Torr以上で導
入すると共に，第１図（ｂ）に示すようにハロゲンラン
プ光52をウエハー14表面上に均一に照射した。このとき
ウエハー14上での光照射エネルギー密度は50J/cm2とし
た。この操作によりGaAsガイド層13上には表面酸化膜15
が形成された。この表面酸化膜15の密度および厚さは光
の照射エネルギー密度，酸素圧力で制御することが可能
である。
等の真空ポンプ（図示せず）により排気されており，残
留ガス圧は１×10-8Torr以下に保たれている。次にこの
表面処理室24に酸素ガス51を分圧１×10-6Torr以上で導
入すると共に，第１図（ｂ）に示すようにハロゲンラン
プ光52をウエハー14表面上に均一に照射した。このとき
ウエハー14上での光照射エネルギー密度は50J/cm2とし
た。この操作によりGaAsガイド層13上には表面酸化膜15
が形成された。この表面酸化膜15の密度および厚さは光
の照射エネルギー密度，酸素圧力で制御することが可能
である。
続いて，真空ポンプにより表面処理室24の圧力を１×
10-7Torr以下に排気した後，この表面酸化膜15付きウエ
ハー14をエッチング室23へ搬送した。
10-7Torr以下に排気した後，この表面酸化膜15付きウエ
ハー14をエッチング室23へ搬送した。
エッチング室23には電子ビームガン27とエッチングガ
ス導入部28があり，ウエハーホルダー29には基板加熱用
のヒータ29aが具備されている。
ス導入部28があり，ウエハーホルダー29には基板加熱用
のヒータ29aが具備されている。
エッチング室23に搬送されたウエハー14の温度を70℃
に加熱し，エッチング室23に圧力が３×10-4Torrの塩素
ガスと水素ガスの混合ガス53を導入した。次に第１図
（ｃ）に示すように，ビーム径0.1μｍの電子ビーム54
をピッチ0.3μｍでライン状に走査させ，従来と同様に
表面酸化膜15にパターンを形成する。ここでは10keVの
エネルギーを有する電子を用いており，上記条件により
形成された表面酸化膜15の除去には，ドーズ量約５×10
16cm-2の電子が必要であった。この値は，表面酸化膜14
の作製条件に依存して変化し，定性的には酸素ガス圧や
光照射エネルギー密度が大きくなるほど大きくなる傾向
にある。
に加熱し，エッチング室23に圧力が３×10-4Torrの塩素
ガスと水素ガスの混合ガス53を導入した。次に第１図
（ｃ）に示すように，ビーム径0.1μｍの電子ビーム54
をピッチ0.3μｍでライン状に走査させ，従来と同様に
表面酸化膜15にパターンを形成する。ここでは10keVの
エネルギーを有する電子を用いており，上記条件により
形成された表面酸化膜15の除去には，ドーズ量約５×10
16cm-2の電子が必要であった。この値は，表面酸化膜14
の作製条件に依存して変化し，定性的には酸素ガス圧や
光照射エネルギー密度が大きくなるほど大きくなる傾向
にある。
このようにして表面酸化膜15が除去された範囲では直
ちに塩素ガス53によるGaAsガイド層13のエッチングが開
始される。GaAsガイド層13のエッチングは厚さ方向0.2
μｍの内,0.1μｍ除去した。
ちに塩素ガス53によるGaAsガイド層13のエッチングが開
始される。GaAsガイド層13のエッチングは厚さ方向0.2
μｍの内,0.1μｍ除去した。
本実施例では電子ビーム照射領域外での表面酸化膜15
の耐久性の弱さを原因とするガスのみによるエッチング
は見られなかった（第１図（ｄ））。これは従来の場合
と異なり，酸素ガス圧と光照射エネルギー密度を制御し
て表面酸化膜15を形成した結果である。
の耐久性の弱さを原因とするガスのみによるエッチング
は見られなかった（第１図（ｄ））。これは従来の場合
と異なり，酸素ガス圧と光照射エネルギー密度を制御し
て表面酸化膜15を形成した結果である。
続いて，このようにして表面にGaAsガイド層13に0.3
μｍピッチのグレーティングが形成されたウエハーを再
度MBE室22に搬送する。
μｍピッチのグレーティングが形成されたウエハーを再
度MBE室22に搬送する。
MBE室22に搬送されたウエハー14をその表面にひ素分
子線を照射しながら550℃以上に加熱し約１時間表面ク
リーニングを行った。この表面クリーニングにより，電
子ビーム照射領域外に残留する表面酸化膜15やエッチン
グ中にGaAs13表面に付着した塩素化合物などは除去さ
れ，純粋なGaAs結晶面を得ることができた。（このクリ
ーニングの度合のモニターには反射電子線回折（RHEE
D）法を用いた。） 続いてAlxGa1-xAs上部クラッド層16を1.5μm,GaAs酸
化防止層17を0.1μｍ成長させた。このようにして超高
真空装置からウエハーを大気中に取り出すことなく導波
形のグレーティングミラーが得られた。
子線を照射しながら550℃以上に加熱し約１時間表面ク
リーニングを行った。この表面クリーニングにより，電
子ビーム照射領域外に残留する表面酸化膜15やエッチン
グ中にGaAs13表面に付着した塩素化合物などは除去さ
れ，純粋なGaAs結晶面を得ることができた。（このクリ
ーニングの度合のモニターには反射電子線回折（RHEE
D）法を用いた。） 続いてAlxGa1-xAs上部クラッド層16を1.5μm,GaAs酸
化防止層17を0.1μｍ成長させた。このようにして超高
真空装置からウエハーを大気中に取り出すことなく導波
形のグレーティングミラーが得られた。
上記のように，本実施例では，エッチングマスクとし
ての表面酸化膜の制御が可能であり，ひいてはエッチン
グの均一性，制御性の向上が達成できる。
ての表面酸化膜の制御が可能であり，ひいてはエッチン
グの均一性，制御性の向上が達成できる。
次に第３図を参照して第２の実施例を説明する。
第３図にその工程の概略図を示す。ここで，使用した
装置は第１の実施例と同様のものである。
装置は第１の実施例と同様のものである。
まずInP基板31をMBE室22に搬入し，その表面上にガス
ソースMBEを用いてInGaAsP層32を0.5μｍ成長させる。
このウエハー33を表面処理室24に搬送し第１の実施例と
同様の手順で表面酸化膜を形成する。ここでの導入ガス
34としては酸素と二酸化窒素が1:5の混合ガスを用い，
その導入圧力は5mTorrとした。また照射光としてはArイ
オンレーザを用いており，ビーム径約200μm,レーザパ
ワー30mWのレーザビーム35を500μｍ間隔でウエハー33
に第３図（ａ）に示すようにポイント状に照射した。こ
の時の各点における光照射エネルギー密度は1000J/cm2
であった。このポイント状に光が照射された部分では第
３図（ｂ）に示すようにそれ以外の部分に比べて表面酸
化膜36の厚さはまたその密度が大きくなり，後に実施さ
れるガスエッチングに対して高い耐久性を示すこととな
る。
ソースMBEを用いてInGaAsP層32を0.5μｍ成長させる。
このウエハー33を表面処理室24に搬送し第１の実施例と
同様の手順で表面酸化膜を形成する。ここでの導入ガス
34としては酸素と二酸化窒素が1:5の混合ガスを用い，
その導入圧力は5mTorrとした。また照射光としてはArイ
オンレーザを用いており，ビーム径約200μm,レーザパ
ワー30mWのレーザビーム35を500μｍ間隔でウエハー33
に第３図（ａ）に示すようにポイント状に照射した。こ
の時の各点における光照射エネルギー密度は1000J/cm2
であった。このポイント状に光が照射された部分では第
３図（ｂ）に示すようにそれ以外の部分に比べて表面酸
化膜36の厚さはまたその密度が大きくなり，後に実施さ
れるガスエッチングに対して高い耐久性を示すこととな
る。
このようにしてポイント状の表面酸化膜36が形成され
たInPウエハー33をエッチング室に搬送する。本実施例
では反応性のガスのみのエッチングを採用した。実際の
エッチング条件は以下のようにした。
たInPウエハー33をエッチング室に搬送する。本実施例
では反応性のガスのみのエッチングを採用した。実際の
エッチング条件は以下のようにした。
基板温度 120℃， エッチングガス 臭素：水素＝1:10（温度は450℃に上
昇させた） エッチング時間 30分 表面処理室で光を照射されなかった部分のInGaAsP層3
2表面にはある程度の酸化膜が存在するが，その酸化膜
は非常に不安定である。このため，エッチングガス37に
よりその不安定な酸化膜が除去され，エッチング反応が
進行した。
昇させた） エッチング時間 30分 表面処理室で光を照射されなかった部分のInGaAsP層3
2表面にはある程度の酸化膜が存在するが，その酸化膜
は非常に不安定である。このため，エッチングガス37に
よりその不安定な酸化膜が除去され，エッチング反応が
進行した。
一方，表面処理室で光をポイント状に照射した領域で
は，その表面に比較的安定な酸化膜36が形成されている
ため，エッチング反応は阻止された。
は，その表面に比較的安定な酸化膜36が形成されている
ため，エッチング反応は阻止された。
この結果，第３図（ｃ）及び（ｄ）に示すように光照
射領域の部分で直径約200μｍのメサが形成されること
となった。この条件下でのエッチングでは光照射領域外
でのエッチング深さ（即ちメサの高さ）は約0.3μm,エ
ッチング面は鏡面であった。またエッチングによる結晶
欠陥の導入はホトルミネセンス測定の範囲では観測され
なかった。
射領域の部分で直径約200μｍのメサが形成されること
となった。この条件下でのエッチングでは光照射領域外
でのエッチング深さ（即ちメサの高さ）は約0.3μm,エ
ッチング面は鏡面であった。またエッチングによる結晶
欠陥の導入はホトルミネセンス測定の範囲では観測され
なかった。
このように本実施例では電子ビームを使用することな
く，光照射によりエッチングされるパターンを決定する
ことができる。
く，光照射によりエッチングされるパターンを決定する
ことができる。
なお，本発明は上記実施例に限られるものではなく，
以下の場合においても同様の効果が期待できる。
以下の場合においても同様の効果が期待できる。
半導体材料が他の材料である場合（InGaAlP系,AlGaAs
Sb系など） 表面酸化膜形成のための第１のガスが酸素や二酸化窒
素以外のガス状の物質である場合（H2O,CO2,O3など） エッチングガスが上記実施例以外の場合（HCl,SiF4,C
F2Cl2,NF3など） エッチングガスとして熱的に非平衡の状態にあるもの
を用いた場合（ラジカル状態のガス，イオンを一部に含
む場合（ただしイオンを含む場合にはそのイオンのエネ
ルギーは50V以下が望ましい。）など） 光照射用の光源として上記実施例以外のものを用いた
場合（KrレーザやHe−Neレーザなど波長の異なるレーザ
光やタングステンランプのように白色に近いスペクトル
を持つもの，さらには水銀ランプやナトリウムランプの
ようにディスクリートなスペクトルを有するものなど。
ただし，照射光の波長はその波長における被照射半導体
層の吸収係数が108cm-1以上であるように選択されるこ
とが望ましい。） エッチングされるべきウエハーを真空容器外から導入
した場合（大気中から導入されたウエハーでも制御性の
点では多少劣るものの，同様の効果が確認された。） ［発明の効果］ 本発明によれば，化合物半導体表面に酸素又は酸素化
合物を含む第１のガスを接触させると共に光を照射して
酸化膜を形成するようにしたことで，エッチングガスに
対する耐久性に優れ，制御性，再現性の良い酸化膜が得
られる。
Sb系など） 表面酸化膜形成のための第１のガスが酸素や二酸化窒
素以外のガス状の物質である場合（H2O,CO2,O3など） エッチングガスが上記実施例以外の場合（HCl,SiF4,C
F2Cl2,NF3など） エッチングガスとして熱的に非平衡の状態にあるもの
を用いた場合（ラジカル状態のガス，イオンを一部に含
む場合（ただしイオンを含む場合にはそのイオンのエネ
ルギーは50V以下が望ましい。）など） 光照射用の光源として上記実施例以外のものを用いた
場合（KrレーザやHe−Neレーザなど波長の異なるレーザ
光やタングステンランプのように白色に近いスペクトル
を持つもの，さらには水銀ランプやナトリウムランプの
ようにディスクリートなスペクトルを有するものなど。
ただし，照射光の波長はその波長における被照射半導体
層の吸収係数が108cm-1以上であるように選択されるこ
とが望ましい。） エッチングされるべきウエハーを真空容器外から導入
した場合（大気中から導入されたウエハーでも制御性の
点では多少劣るものの，同様の効果が確認された。） ［発明の効果］ 本発明によれば，化合物半導体表面に酸素又は酸素化
合物を含む第１のガスを接触させると共に光を照射して
酸化膜を形成するようにしたことで，エッチングガスに
対する耐久性に優れ，制御性，再現性の良い酸化膜が得
られる。
また，マスクとしての酸化膜の耐久性，制御性及び再
現性の向上に伴い，後のエッチングの制御性，再現性が
向上する。
現性の向上に伴い，後のエッチングの制御性，再現性が
向上する。
第１図は本発明のパターン形成方法の第１の実施例のプ
ロセス工程図，第２図は第１図のプロセスで使用される
超高真空システムの概略図，第３図は本発明の第２の実
施例のプロセス工程図，第４図は従来のパターン形成方
法の工程図である。 10……GaAs基板,11……GaAsバッファ層,12……AlxGa1-x
Asクラッド層,13……GaAsガイド層,14……ウエハー,15
……酸化膜,16……AlxGa1-xAs上部クラッド層,17……Ga
As酸化防止層,21……ロードロック室,22……MBE室,23…
…エッチング室,24……表面処理室,25a,25b,25c……ゲ
ートバルブ,26a,26b……マグネットフィードスルー,27
……電子ビームガン,28……第２ガス導入部,29……ウエ
ハーホルダー,29a……ヒータ,31……InP基板,32……InG
aAsP層,33……ウエハー,34……導入ガス,35……レーザ
ビーム,36……酸化膜,37……エッチングガス,41……GaA
s基板,42……酸化膜,43……塩素ガス,44……電子ビー
ム,45……電子ビーム照射領域,51……酸素ガス,52……
ハロゲンランプ光,53……混合ガス,54……電子ビーム。
ロセス工程図，第２図は第１図のプロセスで使用される
超高真空システムの概略図，第３図は本発明の第２の実
施例のプロセス工程図，第４図は従来のパターン形成方
法の工程図である。 10……GaAs基板,11……GaAsバッファ層,12……AlxGa1-x
Asクラッド層,13……GaAsガイド層,14……ウエハー,15
……酸化膜,16……AlxGa1-xAs上部クラッド層,17……Ga
As酸化防止層,21……ロードロック室,22……MBE室,23…
…エッチング室,24……表面処理室,25a,25b,25c……ゲ
ートバルブ,26a,26b……マグネットフィードスルー,27
……電子ビームガン,28……第２ガス導入部,29……ウエ
ハーホルダー,29a……ヒータ,31……InP基板,32……InG
aAsP層,33……ウエハー,34……導入ガス,35……レーザ
ビーム,36……酸化膜,37……エッチングガス,41……GaA
s基板,42……酸化膜,43……塩素ガス,44……電子ビー
ム,45……電子ビーム照射領域,51……酸素ガス,52……
ハロゲンランプ光,53……混合ガス,54……電子ビーム。
フロントページの続き (72)発明者 秋田 健三 神奈川県横浜市緑区あざみ野４―１―５ ―209 (56)参考文献 特開 昭64−42822（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−33033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−240024（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−147122（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−123226（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/302 H01L 21/3065 H01L 21/461
Claims (5)
- 【請求項１】化合物半導体の表面に酸素又は酸素化合物
を含む第１のガスを接触させると共に光を照射して酸化
膜を形成する第１の工程と、前記化合物半導体をエッチ
ングし得るガスを含む第２のガスを前記化合物半導体の
表面に接触させることにより前記酸化膜をマスクとして
前記化合物半導体をエッチングする第２の工程と、をこ
の順に実施することを特徴とする化合物半導体のパター
ン形成方法。 - 【請求項２】前記第１の工程の光照射は前記化合物半導
体の表面の予め定められた領域のみ行い、前記第２の工
程において前記第１の工程で光が照射されていない前記
化合物半導体表面の領域をエッチングすることを特徴と
する請求項１記載の化合物半導体パターン形成方法。 - 【請求項３】前記第２の工程は前記第２のガスと共に予
め定められた領域に電子ビームを照射しながら行ない、
該電子ビームが照射された領域において前記化合物半導
体のエッチングを実施することを特徴とする請求項１記
載の化物半導体のパターン形成方法。 - 【請求項４】前記酸化膜を除去する第３の工程を、前記
第２の工程の後に実施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パターン形成方法。 - 【請求項５】前記第１の工程及び前記第２の工程は、前
記第１のガスまたは前記第２のガス以外の残留ガスの分
圧が１×10-3Torr以下の真空中で連続して行われること
を特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求
項４記載の化合物半導体のパターン形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16268389A JP2883918B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 化合物半導体のパターン形成方法 |
| US07/463,205 US4994140A (en) | 1989-01-10 | 1990-01-10 | Method capable of forming a fine pattern without crystal defects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16268389A JP2883918B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 化合物半導体のパターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0329314A JPH0329314A (ja) | 1991-02-07 |
| JP2883918B2 true JP2883918B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=15759314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16268389A Expired - Lifetime JP2883918B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-06-27 | 化合物半導体のパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2883918B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040013875A (ko) * | 2002-08-09 | 2004-02-14 | 권태윤 | 부식방지용 이중 금속관 제조방법 및 그 제조장치 |
| JP5297329B2 (ja) * | 2008-11-20 | 2013-09-25 | スタンレー電気株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP16268389A patent/JP2883918B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329314A (ja) | 1991-02-07 |
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