JP3250269B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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- JP3250269B2 JP3250269B2 JP24084092A JP24084092A JP3250269B2 JP 3250269 B2 JP3250269 B2 JP 3250269B2 JP 24084092 A JP24084092 A JP 24084092A JP 24084092 A JP24084092 A JP 24084092A JP 3250269 B2 JP3250269 B2 JP 3250269B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造等に適
用されるドライエッチング方法に関し、特にＨＥＭＴ
（高電子移動度トランジスタ）のゲート・リセス形成工
程におけるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ選択エッチング等
を、パーティクル汚染を発生させずに行う方法に関す
る。
用されるドライエッチング方法に関し、特にＨＥＭＴ
（高電子移動度トランジスタ）のゲート・リセス形成工
程におけるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ選択エッチング等
を、パーティクル汚染を発生させずに行う方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓＭＥＳ−ＦＥＴ（ｍｅｔａｌ
ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃ
ｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を単一基板上に集積化した
ＭＭＩＣ（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
ＩＣ）は、高速高周波応答性、低雑音、低消費電力等
の特長を有し、近年、移動体通信や衛生通信用のデバイ
スとして利用されつつある。
ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃ
ｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を単一基板上に集積化した
ＭＭＩＣ（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
ＩＣ）は、高速高周波応答性、低雑音、低消費電力等
の特長を有し、近年、移動体通信や衛生通信用のデバイ
スとして利用されつつある。
【０００３】１９８０年には、上記ＧａＡｓＭＥＳ−Ｆ
ＥＴのさらなる高速化を目指した研究から、ＨＥＭＴ
（ｈｉｇｈ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が開発されている。これは、Ｇａ
Ａｓ化合物半導体のヘテロ接合界面における２次元電子
ガスが、不純物による散乱を受けることなく高速で移動
できることを利用したデバイスである。このＨＥＭＴに
ついても高集積化を実現するための研究が続けられてお
り、その加工を行うドライエッチング技術に対する要求
も、より高精度、より高選択比へと向かっている。
ＥＴのさらなる高速化を目指した研究から、ＨＥＭＴ
（ｈｉｇｈ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が開発されている。これは、Ｇａ
Ａｓ化合物半導体のヘテロ接合界面における２次元電子
ガスが、不純物による散乱を受けることなく高速で移動
できることを利用したデバイスである。このＨＥＭＴに
ついても高集積化を実現するための研究が続けられてお
り、その加工を行うドライエッチング技術に対する要求
も、より高精度、より高選択比へと向かっている。
【０００４】中でも、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ積層系を
選択的にエッチングしてゲート・リセスを形成する工程
は、ＨＥＭＴ，ヘテロＭＩＳ構造ＦＥＴなどのヘテロ接
合ＦＥＴの閾値電圧を決める重要な技術である。それ
は、下層側のＡｌＧａＡｓ層における不純物濃度や厚さ
等が、上層側のＧａＡｓ層のみを除去すれば然るべき閾
値電圧をもつＦＥＴが構成できるように予め設定されて
いるからである。このＡｌＧａＡｓ層上におけるＧａＡ
ｓ層の選択エッチング方法としては、ＣＣｌ2 Ｆ 2 等の
ＣＦＣガスと希ガスの混合ガスを用いる方法が代表的な
ものである。これは、Ｇａが主として塩化物、Ａｓがフ
ッ化物および塩化物を形成することによりＧａＡｓ層が
除去される一方で、下地のＡｌＧａＡｓ層が露出した時
点では蒸気圧の低いＡｌＦx （フッ化アルミニウム）が
表面に形成されてエッチング速度が低下し、高選択比が
得られるからである。
選択的にエッチングしてゲート・リセスを形成する工程
は、ＨＥＭＴ，ヘテロＭＩＳ構造ＦＥＴなどのヘテロ接
合ＦＥＴの閾値電圧を決める重要な技術である。それ
は、下層側のＡｌＧａＡｓ層における不純物濃度や厚さ
等が、上層側のＧａＡｓ層のみを除去すれば然るべき閾
値電圧をもつＦＥＴが構成できるように予め設定されて
いるからである。このＡｌＧａＡｓ層上におけるＧａＡ
ｓ層の選択エッチング方法としては、ＣＣｌ2 Ｆ 2 等の
ＣＦＣガスと希ガスの混合ガスを用いる方法が代表的な
ものである。これは、Ｇａが主として塩化物、Ａｓがフ
ッ化物および塩化物を形成することによりＧａＡｓ層が
除去される一方で、下地のＡｌＧａＡｓ層が露出した時
点では蒸気圧の低いＡｌＦx （フッ化アルミニウム）が
表面に形成されてエッチング速度が低下し、高選択比が
得られるからである。
【０００５】たとえば、Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏ
ｌ．２０．，Ｎｏ．１１（１９８１），ｐ．Ｌ８４７〜
８５０には、ＣＣｌ2 Ｆ2 ／Ｈｅ混合ガスを用いて選択
比２００を達成した例が報告されている。
ａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏ
ｌ．２０．，Ｎｏ．１１（１９８１），ｐ．Ｌ８４７〜
８５０には、ＣＣｌ2 Ｆ2 ／Ｈｅ混合ガスを用いて選択
比２００を達成した例が報告されている。
【０００６】しかしながら、上述のＣＣｌ2 Ｆ2 等のＣ
ＦＣガスは、いわゆるフロン・ガスと通称されている化
合物の一種であり、周知のように地球のオゾン層破壊の
原因とされているため、近い将来にも製造・使用が禁止
される運びである。したがって、ドライエッチングの分
野においても代替ガス、およびその使用技術を開発する
ことが急務となっている。また、上述のＣＦＣガスは、
エッチング反応系内にフルオロカーボン系ポリマーを大
量に生成させ易い。このポリマーは、パターン側壁部に
堆積して側壁保護効果を発揮するので異方性加工に寄与
しているが、その反面、エッチング速度の不安定化やパ
ーティクル・レベルの悪化等を招き易い。
ＦＣガスは、いわゆるフロン・ガスと通称されている化
合物の一種であり、周知のように地球のオゾン層破壊の
原因とされているため、近い将来にも製造・使用が禁止
される運びである。したがって、ドライエッチングの分
野においても代替ガス、およびその使用技術を開発する
ことが急務となっている。また、上述のＣＦＣガスは、
エッチング反応系内にフルオロカーボン系ポリマーを大
量に生成させ易い。このポリマーは、パターン側壁部に
堆積して側壁保護効果を発揮するので異方性加工に寄与
しているが、その反面、エッチング速度の不安定化やパ
ーティクル・レベルの悪化等を招き易い。
【０００７】そこで、脱ＣＦＣ対策の一環として、本願
出願人は先に特願平３−３０８３２７号明細書におい
て、側壁保護物質としてイオウ（Ｓ）を利用するドライ
エッチング方法を提案している。これは、ウェハ温度が
おおよそ９０℃未満の領域では堆積し、これ以上に加熱
された場合には容易に昇華するというＳの性質を利用す
るものであり、下地にダメージを与えずに低汚染，高異
方性加工を行うことが可能となる。この際のエッチング
・ガスに要求される性質としては、放電解離条件下で遊
離のＳを放出すること、下地のＡｌＧａＡｓ層に対する
選択性を確保するためのＦ* を生成できること、および
エッチング反応生成物の蒸気圧を考慮して適宜他のハロ
ゲン・ラジカルを生成できること、等である。本願出願
人は具体的なエッチング・ガス組成として、Ｓ2 Ｆ2 ／
Ｃｌ2 系、Ｓ2 Ｆ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 系、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｃｌ
Ｆ3 系、Ｓ2 Ｆ2 ／Ｃｌ2 ／Ｈ2 Ｓ系等の各種の混合ガ
ス系を提案している。
出願人は先に特願平３−３０８３２７号明細書におい
て、側壁保護物質としてイオウ（Ｓ）を利用するドライ
エッチング方法を提案している。これは、ウェハ温度が
おおよそ９０℃未満の領域では堆積し、これ以上に加熱
された場合には容易に昇華するというＳの性質を利用す
るものであり、下地にダメージを与えずに低汚染，高異
方性加工を行うことが可能となる。この際のエッチング
・ガスに要求される性質としては、放電解離条件下で遊
離のＳを放出すること、下地のＡｌＧａＡｓ層に対する
選択性を確保するためのＦ* を生成できること、および
エッチング反応生成物の蒸気圧を考慮して適宜他のハロ
ゲン・ラジカルを生成できること、等である。本願出願
人は具体的なエッチング・ガス組成として、Ｓ2 Ｆ2 ／
Ｃｌ2 系、Ｓ2 Ｆ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 系、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｃｌ
Ｆ3 系、Ｓ2 Ｆ2 ／Ｃｌ2 ／Ｈ2 Ｓ系等の各種の混合ガ
ス系を提案している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アルミニウ
ムを含有する化合物半導体層（以下、Ａｌ含有化合物半
導体層と称する。）上におけるアルミニウムを含有しな
い化合物半導体層（以下、非Ａｌ含有化合物半導体層と
称する。）のドライエッチングでは、下地選択性の達成
が、原理的にＡｌＦx の生成にもとづいている。この点
は、ＣＦＣガスを用いる方法も、本願出願人が先に提案
したＳ堆積プロセスも変わりはない。
ムを含有する化合物半導体層（以下、Ａｌ含有化合物半
導体層と称する。）上におけるアルミニウムを含有しな
い化合物半導体層（以下、非Ａｌ含有化合物半導体層と
称する。）のドライエッチングでは、下地選択性の達成
が、原理的にＡｌＦx の生成にもとづいている。この点
は、ＣＦＣガスを用いる方法も、本願出願人が先に提案
したＳ堆積プロセスも変わりはない。
【０００９】たとえば、ＡｌＦx の典型的な化合物であ
るＡｌＦ3 は融点が１０４０℃であり、その蒸気圧の低
さ故にエッチングを停止する機能を果たしているわけで
あるが、このことはＡｌＦx 自身がパーティクル源とな
る危険性にも直結している。したがって、後工程におけ
る各種プロセスの信頼性を向上させるためには、このＡ
ｌＦ3 を効率良く除去することが望まれる。
るＡｌＦ3 は融点が１０４０℃であり、その蒸気圧の低
さ故にエッチングを停止する機能を果たしているわけで
あるが、このことはＡｌＦx 自身がパーティクル源とな
る危険性にも直結している。したがって、後工程におけ
る各種プロセスの信頼性を向上させるためには、このＡ
ｌＦ3 を効率良く除去することが望まれる。
【００１０】そこで本発明は、Ａｌ含有化合物半導体層
上における非Ａｌ含有化合物半導体層の選択エッチング
を、クリーンな条件下で行うことが可能なドライエッチ
ング方法を提供することを目的とする。
上における非Ａｌ含有化合物半導体層の選択エッチング
を、クリーンな条件下で行うことが可能なドライエッチ
ング方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、上述の目的を達成するために提案されるもの
であり、基板上のＡｌ含有化合物半導体層の上に積層さ
れた非Ａｌ含有化合物半導体層を、フッ素系化合物を含
むエッチング・ガスを用いて選択的にエッチングする第
１の工程と、前記Ａｌ含有化合物半導体層の露出面上に
形成されたＡｌＦx を、前記基板を加熱することにより
除去する第２の工程とを有することを特徴とする。
グ方法は、上述の目的を達成するために提案されるもの
であり、基板上のＡｌ含有化合物半導体層の上に積層さ
れた非Ａｌ含有化合物半導体層を、フッ素系化合物を含
むエッチング・ガスを用いて選択的にエッチングする第
１の工程と、前記Ａｌ含有化合物半導体層の露出面上に
形成されたＡｌＦx を、前記基板を加熱することにより
除去する第２の工程とを有することを特徴とする。
【００１２】本発明はまた、前記Ａｌ含有化合物半導体
装置の露出面上に同様に形成されたＡｌＦx を、フッ素
以外のハロゲン元素を構成元素として有するハロゲン系
化合物を含むエッチング・ガスを用いて除去することを
有することを特徴とする。
装置の露出面上に同様に形成されたＡｌＦx を、フッ素
以外のハロゲン元素を構成元素として有するハロゲン系
化合物を含むエッチング・ガスを用いて除去することを
有することを特徴とする。
【００１３】本発明はまた、ＡｌＦx の除去を行う際に
前記基板を加熱することを特徴とする。
前記基板を加熱することを特徴とする。
【００１４】本発明はさらに、ＡｌＦx の除去を行う際
に入射イオン・エネルギーを相対的に低減させることを
特徴とする。
に入射イオン・エネルギーを相対的に低減させることを
特徴とする。
【００１５】
【作用】本発明では、非Ａｌ含有／Ａｌ含有化合物半導
体の積層系の選択エッチングにおいて下地選択性の確保
の根拠となっているＡｌＦx を、エッチング終了後に基
板（ウェハ）を加熱するか、あるいは他のハロゲン化ア
ルミニウムに変化させて除去する。
体の積層系の選択エッチングにおいて下地選択性の確保
の根拠となっているＡｌＦx を、エッチング終了後に基
板（ウェハ）を加熱するか、あるいは他のハロゲン化ア
ルミニウムに変化させて除去する。
【００１６】ＡｌＦ3 は、１３．３Ｐａ（０．１Ｔｏｒ
ｒ）程度の真空条件下では１３００℃付近で揮発するこ
とが知られている。しかし、Ａｌ含有化合物半導体層の
露出面上に生成するフッ化アルミニウムは、上述のＡｌ
Ｆ3 の形ではほとんど存在せず、ＡｌＦx （ｘ＝１〜
２）のフラグメントが混在した状態であると考えられ、
実際の揮発点は低下すると考えられる。したがって、エ
ッチング終了後にウェハを加熱すれば、ＡｌＦx が揮発
除去され、パーティクル汚染を防止することができる。
ｒ）程度の真空条件下では１３００℃付近で揮発するこ
とが知られている。しかし、Ａｌ含有化合物半導体層の
露出面上に生成するフッ化アルミニウムは、上述のＡｌ
Ｆ3 の形ではほとんど存在せず、ＡｌＦx （ｘ＝１〜
２）のフラグメントが混在した状態であると考えられ、
実際の揮発点は低下すると考えられる。したがって、エ
ッチング終了後にウェハを加熱すれば、ＡｌＦx が揮発
除去され、パーティクル汚染を防止することができる。
【００１７】一方、ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，７１ｓ
ｔ Ｅｄｉｔｉｏｎ，ｐ．６−５０（ＣＲＣ Ｐｒｅｓ
ｓ，Ｉｎｃ．）に記載されたデータにもとづき各種ハロ
ゲン化アルミニウムの融点を比較してみると、ＡｌＣｌ
3 は１９２．４℃、ＡｌＢｒ3 は９７．５℃であり、い
ずれもＡｌＦ3 の１０４０℃よりはかなり低い。このこ
とから、ＡｌＣｌx やＡｌＢｒx は、ＡｌＦx よりも除
去が容易であり、パーティクル汚染を惹起させる懸念が
ほとんどないことがわかる。
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，７１ｓ
ｔ Ｅｄｉｔｉｏｎ，ｐ．６−５０（ＣＲＣ Ｐｒｅｓ
ｓ，Ｉｎｃ．）に記載されたデータにもとづき各種ハロ
ゲン化アルミニウムの融点を比較してみると、ＡｌＣｌ
3 は１９２．４℃、ＡｌＢｒ3 は９７．５℃であり、い
ずれもＡｌＦ3 の１０４０℃よりはかなり低い。このこ
とから、ＡｌＣｌx やＡｌＢｒx は、ＡｌＦx よりも除
去が容易であり、パーティクル汚染を惹起させる懸念が
ほとんどないことがわかる。
【００１８】本発明では、このＡｌＦx をＡｌＣｌx や
ＡｌＢｒx 等の形で除去するために、ＣｌやＢｒ等を構
成元素として有するハロゲン系化合物を含むエッチング
・ガスを使用する。また、このとき基板加熱を同時に行
えば、ＡｌＣｌx やＡｌＢｒ x の生成および脱離が促進
され、除去が一層速やかに行えるようになる。
ＡｌＢｒx 等の形で除去するために、ＣｌやＢｒ等を構
成元素として有するハロゲン系化合物を含むエッチング
・ガスを使用する。また、このとき基板加熱を同時に行
えば、ＡｌＣｌx やＡｌＢｒ x の生成および脱離が促進
され、除去が一層速やかに行えるようになる。
【００１９】さらに、このＡｌＦx の除去工程における
入射イオン・エネルギーを、非Ａｌ含有化合物半導体層
のエッチング時よりも下げれば、下地のＡｌ含有化合物
半導体層に新たなダメージを与える虞れが少なくなる。
この場合の入射イオン・エネルギーは全くのゼロでも良
いが、適当な値に最適化されていれば、先のエッチング
工程において生じたダメージ層を除去する、いわゆるラ
イトエッチの効果も期待できる。
入射イオン・エネルギーを、非Ａｌ含有化合物半導体層
のエッチング時よりも下げれば、下地のＡｌ含有化合物
半導体層に新たなダメージを与える虞れが少なくなる。
この場合の入射イオン・エネルギーは全くのゼロでも良
いが、適当な値に最適化されていれば、先のエッチング
工程において生じたダメージ層を除去する、いわゆるラ
イトエッチの効果も期待できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００２１】実施例１ 本実施例は、本発明をＨＥＭＴのゲート・リセス加工に
適用し、ｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層上のｎ+ −ＧａＡｓ層を
Ｓ2 Ｆ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 混合ガスを用いてエッチングした
後、ウェハを加熱した例である。このプロセスを、図１
を参照しながら説明する。
適用し、ｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層上のｎ+ −ＧａＡｓ層を
Ｓ2 Ｆ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 混合ガスを用いてエッチングした
後、ウェハを加熱した例である。このプロセスを、図１
を参照しながら説明する。
【００２２】本実施例においてエッチング・サンプルと
して使用したウェハは、図１（ａ）に示されるように、
半絶縁性ＧａＡｓ基板１上にエピタキシャル成長により
形成され、バッファ層として機能する厚さ約５００ｎｍ
のｅｐｉ−ＧａＡｓ層２、厚さ約２ｎｍのＡｌＧａＡｓ
層３、Ｓｉ等のｎ型不純物がドープされた厚さ約３０ｎ
ｍのｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層４、同様にｎ型不純物を含む
厚さ約１００ｎｍのｎ + −ＧａＡｓ層５、所定の形状に
パターニングされたレジスト・マスク（ＰＲ）６が順次
積層されてなるものである。上記レジスト・マスク６の
パターニングは、電子ビーム描画法による露光と現像処
理により行われており、開口部６ａの開口径は約３００
ｎｍである。
して使用したウェハは、図１（ａ）に示されるように、
半絶縁性ＧａＡｓ基板１上にエピタキシャル成長により
形成され、バッファ層として機能する厚さ約５００ｎｍ
のｅｐｉ−ＧａＡｓ層２、厚さ約２ｎｍのＡｌＧａＡｓ
層３、Ｓｉ等のｎ型不純物がドープされた厚さ約３０ｎ
ｍのｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層４、同様にｎ型不純物を含む
厚さ約１００ｎｍのｎ + −ＧａＡｓ層５、所定の形状に
パターニングされたレジスト・マスク（ＰＲ）６が順次
積層されてなるものである。上記レジスト・マスク６の
パターニングは、電子ビーム描画法による露光と現像処
理により行われており、開口部６ａの開口径は約３００
ｎｍである。
【００２３】上記ｎ+ −ＧａＡｓ層５をエッチングする
ため、このウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場マイク
ロ波プラズマ・エッチング装置にセットした。エッチン
グ条件の一例を以下に示す。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ２０ ＳＣＣＭ Ｓ2 Ｃｌ2 流量 ２０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３ Ｐａ（１０ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ２０ Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 −１０ ℃（アルコール系冷媒
使用）
ため、このウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場マイク
ロ波プラズマ・エッチング装置にセットした。エッチン
グ条件の一例を以下に示す。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ２０ ＳＣＣＭ Ｓ2 Ｃｌ2 流量 ２０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３ Ｐａ（１０ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ２０ Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 −１０ ℃（アルコール系冷媒
使用）
【００２４】ここで、上記Ｓ2 Ｆ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 混合ガ
ス系は、本願出願人が先に特願平３−３０８３２７号明
細書において提案したものである。Ｓ2 Ｆ2 から生成す
るＦ * は、ｎ+ −ＧａＡｓ層５中のＡｓをＡｓＦ3 ，Ａ
ｓＦ5 等の形で引き抜く。また、Ｓ2 Ｃｌ2 から生成す
るＣｌ* は、ｎ+ −ＧａＡｓ層５中のＡｓおよびＧａ
を、ＡｓＣｌ3 ，ＧａＣｌ3 等の形で引き抜く。これら
のラジカル反応は、Ｓ+，ＳＦx + ，Ｃｌ+ ，ＳＣｌx
+ 等のイオンの入射エネルギーにアシストされる。一
方、Ｓ2 Ｆ2 およびＳ2 Ｃｌ2 は、同じハロゲン化イオ
ウでも従来からエッチング・ガスとして良く知られてい
るＳＦ6 とは異なり、放電解離条件下でプラズマ中に遊
離のＳを生成することができる。このＳは、イオンの垂
直入射が原理的に生じないパターンの側壁部に堆積し、
図１（ｂ）に示されるような側壁保護膜７を形成した。
ス系は、本願出願人が先に特願平３−３０８３２７号明
細書において提案したものである。Ｓ2 Ｆ2 から生成す
るＦ * は、ｎ+ −ＧａＡｓ層５中のＡｓをＡｓＦ3 ，Ａ
ｓＦ5 等の形で引き抜く。また、Ｓ2 Ｃｌ2 から生成す
るＣｌ* は、ｎ+ −ＧａＡｓ層５中のＡｓおよびＧａ
を、ＡｓＣｌ3 ，ＧａＣｌ3 等の形で引き抜く。これら
のラジカル反応は、Ｓ+，ＳＦx + ，Ｃｌ+ ，ＳＣｌx
+ 等のイオンの入射エネルギーにアシストされる。一
方、Ｓ2 Ｆ2 およびＳ2 Ｃｌ2 は、同じハロゲン化イオ
ウでも従来からエッチング・ガスとして良く知られてい
るＳＦ6 とは異なり、放電解離条件下でプラズマ中に遊
離のＳを生成することができる。このＳは、イオンの垂
直入射が原理的に生じないパターンの側壁部に堆積し、
図１（ｂ）に示されるような側壁保護膜７を形成した。
【００２５】この結果、上記エッチングは異方的に進行
し、垂直壁を有するリセス５ａが形成された。このと
き、下地のｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層４が露出した部分で
は、その表面にＡｌＦx 層８が形成され、エッチング速
度を大幅に低下させる役割を果たした。
し、垂直壁を有するリセス５ａが形成された。このと
き、下地のｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層４が露出した部分で
は、その表面にＡｌＦx 層８が形成され、エッチング速
度を大幅に低下させる役割を果たした。
【００２６】上記側壁保護膜７およびＡｌＦx 層８は、
エッチング終了後にウェハを約４００℃に加熱したとこ
ろ、図１（ｃ）に示されるように速やかに昇華除去さ
れ、ウェハ上に何らパーティクル汚染を惹起させること
はなかった。
エッチング終了後にウェハを約４００℃に加熱したとこ
ろ、図１（ｃ）に示されるように速やかに昇華除去さ
れ、ウェハ上に何らパーティクル汚染を惹起させること
はなかった。
【００２７】これ以降のゲート電極の形成は、常法にし
たがって行った。このプロセスを、図２を参照しながら
説明する。すなわち、まず図２（ａ）に示されるよう
に、一例として電子ビーム蒸着により厚さ約２００ｎｍ
のＡｌ層を形成した。この蒸着は、微細な開口径を有す
るリセス５ａの内部においてステップ・カバレッジ（段
差被覆性）が劣化することをうまく利用したものであ
る。このプロセスにより、レジスト・マスク６の表面に
は上部Ａｌ層９ａ、リセス５ａ底部には後にゲート電極
となる下部Ａｌ層９ｂがそれぞれ形成された。
たがって行った。このプロセスを、図２を参照しながら
説明する。すなわち、まず図２（ａ）に示されるよう
に、一例として電子ビーム蒸着により厚さ約２００ｎｍ
のＡｌ層を形成した。この蒸着は、微細な開口径を有す
るリセス５ａの内部においてステップ・カバレッジ（段
差被覆性）が劣化することをうまく利用したものであ
る。このプロセスにより、レジスト・マスク６の表面に
は上部Ａｌ層９ａ、リセス５ａ底部には後にゲート電極
となる下部Ａｌ層９ｂがそれぞれ形成された。
【００２８】この後、レジスト・マスク６をリフト・オ
フすると、図２（ｂ）に示されるように上部Ａｌ層９ａ
も同時に除去され、リセス５ａ底部の下部Ａｌ層９ｂの
みを残してゲート電極を形成することができた。
フすると、図２（ｂ）に示されるように上部Ａｌ層９ａ
も同時に除去され、リセス５ａ底部の下部Ａｌ層９ｂの
みを残してゲート電極を形成することができた。
【００２９】実施例２ 本実施例は、同様のゲート・リセス加工において、Ａｌ
Ｆx 層をＣｌ2 ガスを用いて除去した例である。このプ
ロセスを、前出の図１に加えて図３も併せて参照しなが
ら説明する。上記ｎ+ −ＧａＡｓ層５のエッチングは、
実施例１で上述した条件により行い、図１（ｂ）に示さ
れる状態のウェハを得た。
Ｆx 層をＣｌ2 ガスを用いて除去した例である。このプ
ロセスを、前出の図１に加えて図３も併せて参照しなが
ら説明する。上記ｎ+ −ＧａＡｓ層５のエッチングは、
実施例１で上述した条件により行い、図１（ｂ）に示さ
れる状態のウェハを得た。
【００３０】次に、エッチング条件を一例として次のよ
うに切り替え、ＡｌＦx 層８を除去した。 Ｃｌ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 ６．７ Ｐａ（５０ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ０ Ｗ ウェハ温度 −１０ ℃ この工程では、Ｃｌ* の作用によりＡｌＦx ８層が分解
し、図３に示されるように、ＡｌＣｌx の形で除去され
た。このとき、ＲＦバイアス・パワーが印加されていな
いので、ＡｌＦx 層８が除去されて下地のｎ+ −ＡｌＧ
ａＡｓ層４が露出した後も、このｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層
４に不要なダメージが発生することはなかった。
うに切り替え、ＡｌＦx 層８を除去した。 Ｃｌ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 ６．７ Ｐａ（５０ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ０ Ｗ ウェハ温度 −１０ ℃ この工程では、Ｃｌ* の作用によりＡｌＦx ８層が分解
し、図３に示されるように、ＡｌＣｌx の形で除去され
た。このとき、ＲＦバイアス・パワーが印加されていな
いので、ＡｌＦx 層８が除去されて下地のｎ+ −ＡｌＧ
ａＡｓ層４が露出した後も、このｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層
４に不要なダメージが発生することはなかった。
【００３１】また、この段階ではパターン側壁部がＳの
側壁保護膜７により保護されているため、リセス５ａの
異方性形状が劣化することはなかった。
側壁保護膜７により保護されているため、リセス５ａの
異方性形状が劣化することはなかった。
【００３２】続いて、ウェハを約９０℃に加熱し、Ｓか
らなる側壁保護膜７を昇華除去した。これにより、ウェ
ハは図１（ｃ）に示される状態と同じになった。これ以
降のゲート電極の形成方法は、実施例１で述べたとおり
である。
らなる側壁保護膜７を昇華除去した。これにより、ウェ
ハは図１（ｃ）に示される状態と同じになった。これ以
降のゲート電極の形成方法は、実施例１で述べたとおり
である。
【００３３】実施例３ 本実施例では、Ｃｌ2 を用いるＡｌＦx の除去時にウェ
ハ加熱を行った例である。このプロセスを、前出の図１
に加えて図４も併せて参照しながら説明する。ｎ+ −Ｇ
ａＡｓ層５のエッチングは、実施例１と同じ条件により
行い、前述の図１（ｂ）に示される状態のウェハを得
た。
ハ加熱を行った例である。このプロセスを、前出の図１
に加えて図４も併せて参照しながら説明する。ｎ+ −Ｇ
ａＡｓ層５のエッチングは、実施例１と同じ条件により
行い、前述の図１（ｂ）に示される状態のウェハを得
た。
【００３４】次に、ウェハを真空ロード・ロック機構を
介して接続された別チャンバに移送し、一例として下記
の条件でＡｌＦx 層８を除去した。 Ｃｌ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 ６．７ Ｐａ（５０ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ５ Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １００ ℃
介して接続された別チャンバに移送し、一例として下記
の条件でＡｌＦx 層８を除去した。 Ｃｌ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 ６．７ Ｐａ（５０ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ５ Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １００ ℃
【００３５】ここで、ウェハをエッチング時とは別のチ
ャンバに移送したのは、ウェハ温度の設定値がエッチン
グ時とＡｌＦx 層８の除去時とで大きく異なるため、ウ
ェハ温度安定化のための所要時間によりスループットを
低下させないためである。この工程におけるウェハ加熱
は、ウェハ・ステージの内蔵ヒータにより行った。この
処理により、図４に示されるようにＡｌＦx 層８がＡｌ
Ｃｌx の形で除去されると同時に、側壁保護膜７も加熱
除去された。
ャンバに移送したのは、ウェハ温度の設定値がエッチン
グ時とＡｌＦx 層８の除去時とで大きく異なるため、ウ
ェハ温度安定化のための所要時間によりスループットを
低下させないためである。この工程におけるウェハ加熱
は、ウェハ・ステージの内蔵ヒータにより行った。この
処理により、図４に示されるようにＡｌＦx 層８がＡｌ
Ｃｌx の形で除去されると同時に、側壁保護膜７も加熱
除去された。
【００３６】本実施例では、ウェハ温度を上昇させ、ま
たエッチング時よりはかなり低いものの若干のＲＦバイ
アス・パワーを印加して入射イオン・エネルギーの寄与
も見込める条件を設定している。このため、実施例２と
比べて一層速やかにＡｌＦx層８を除去することができ
た。また、かかる弱いＲＦバイアス・パワーの印加によ
り、先のエッチングで生じたわずかなダメージ層をライ
トエッチすることができた。
たエッチング時よりはかなり低いものの若干のＲＦバイ
アス・パワーを印加して入射イオン・エネルギーの寄与
も見込める条件を設定している。このため、実施例２と
比べて一層速やかにＡｌＦx層８を除去することができ
た。また、かかる弱いＲＦバイアス・パワーの印加によ
り、先のエッチングで生じたわずかなダメージ層をライ
トエッチすることができた。
【００３７】実施例４ 本実施例は、同様のゲート・リセス加工において、Ａｌ
Ｆx 層をＨＢｒガスを用いて除去した例である。ｎ+ −
ＧａＡｓ層５がエッチングされ、ｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層
４の露出面上にＡｌＦx 層８が形成されるまでの工程
は、前述したとおりである。
Ｆx 層をＨＢｒガスを用いて除去した例である。ｎ+ −
ＧａＡｓ層５がエッチングされ、ｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層
４の露出面上にＡｌＦx 層８が形成されるまでの工程
は、前述したとおりである。
【００３８】本実施例では、このＡｌＦx 層８を、一例
として下記の条件により除去した。 ＨＢｒ流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 ６．７Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ） マイクロ波パワー ５００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ０Ｗ ウェハ温度 −１０℃
として下記の条件により除去した。 ＨＢｒ流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 ６．７Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ） マイクロ波パワー ５００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ０Ｗ ウェハ温度 −１０℃
【００３９】本実施例でハロゲン系エッチャントとして
Ｂｒ* を利用したのは、Ａｌのハロゲン化物の蒸気圧を
比較した既知のデータにもとづいている。たとえば、Ｃ
ＲＣＨａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａ
ｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，５８ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｃ
ＲＣ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．）には、１２５℃以下の温
度域ではＡｌＣｌ3 の蒸気圧よりもＡｌＢｒ3 の蒸気圧
の方が高いことが示されている。上記の条件は、ガスの
種類以外は前述の実施例２と同じであるが、Ｂｒ* の作
用により蒸気圧の高いＡｌＢｒx が生成するため、Ａｌ
Ｆx 層８の除去は一層速やかに進行した。
Ｂｒ* を利用したのは、Ａｌのハロゲン化物の蒸気圧を
比較した既知のデータにもとづいている。たとえば、Ｃ
ＲＣＨａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａ
ｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，５８ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｃ
ＲＣ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．）には、１２５℃以下の温
度域ではＡｌＣｌ3 の蒸気圧よりもＡｌＢｒ3 の蒸気圧
の方が高いことが示されている。上記の条件は、ガスの
種類以外は前述の実施例２と同じであるが、Ｂｒ* の作
用により蒸気圧の高いＡｌＢｒx が生成するため、Ａｌ
Ｆx 層８の除去は一層速やかに進行した。
【００４０】実施例５ 本実施例は、ＨＢｒを用いるＡｌＦx の除去時にウェハ
加熱を行った例である。本実施例では、図１（ｂ）に示
される状態のウェハをエッチング・チャンバとは別のチ
ャンバに移送し、下記の条件でＡｌＦx 層８を除去し
た。
加熱を行った例である。本実施例では、図１（ｂ）に示
される状態のウェハをエッチング・チャンバとは別のチ
ャンバに移送し、下記の条件でＡｌＦx 層８を除去し
た。
【００４１】ＨＢｒ流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 ６．７ Ｐａ（５０ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ５ Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １００ ℃
ｒ） マイクロ波パワー ５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ５ Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １００ ℃
【００４２】本実施例では、Ａｌと蒸気圧の高い化合物
を生成するＢｒ* をエッチャントとして利用し、前述の
実施例４に比べてウェハ温度とＲＦバイアス・パワーを
上昇させている。つまり、反応生成物自身の脱離速度の
上昇と若干のイオン・スパッタ作用の寄与により、Ａｌ
Ｆx 層８の除去速度は実施例４よりもさらに向上した。
また、ごく少量のダメージ層もライトエッチにより完全
に除去された。
を生成するＢｒ* をエッチャントとして利用し、前述の
実施例４に比べてウェハ温度とＲＦバイアス・パワーを
上昇させている。つまり、反応生成物自身の脱離速度の
上昇と若干のイオン・スパッタ作用の寄与により、Ａｌ
Ｆx 層８の除去速度は実施例４よりもさらに向上した。
また、ごく少量のダメージ層もライトエッチにより完全
に除去された。
【００４３】以上、本発明を５例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明は上述の実施例に何ら限定されるも
のではない。まず、上述の実施例では化合物半導体層の
積層系としてＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ積層系を例示した
が、本発明は下層側にＡｌが含まれていれば従来公知の
他の化合物半導体の積層系にも適用可能である。たとえ
ば、ＧａＰ／ＡｌＧａＰ、ＩｎＰ／ＡｌＩｎＰ、ＧａＮ
／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ等の２元素系／
３元素系の積層系、さらにあるいは３元素系／４元素系
等の積層系等のエッチングにも適用できる。
説明したが、本発明は上述の実施例に何ら限定されるも
のではない。まず、上述の実施例では化合物半導体層の
積層系としてＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ積層系を例示した
が、本発明は下層側にＡｌが含まれていれば従来公知の
他の化合物半導体の積層系にも適用可能である。たとえ
ば、ＧａＰ／ＡｌＧａＰ、ＩｎＰ／ＡｌＩｎＰ、ＧａＮ
／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ等の２元素系／
３元素系の積層系、さらにあるいは３元素系／４元素系
等の積層系等のエッチングにも適用できる。
【００４４】また、本発明は非Ａｌ含有／Ａｌ含有化合
物半導体の積層系の選択エッチングが必要とされるプロ
セスであれば、上述のようなＨＥＭＴの製造に限られ
ず、たとえば量子ホールや半導体レーザー素子の加工等
にも適用可能である。
物半導体の積層系の選択エッチングが必要とされるプロ
セスであれば、上述のようなＨＥＭＴの製造に限られ
ず、たとえば量子ホールや半導体レーザー素子の加工等
にも適用可能である。
【００４５】エッチング・ガスの組成は、上述のＳ2 Ｆ
2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 に限られるものではない。特に、Ｓ堆積
プロセスを想定する場合には、本願出願人が先に特願平
３−３０８３２７号明細書において提案しているよう
に、プラズマ中にＳ，Ｆ* ，および他のハロゲン・ラジ
カルを供給できるガス系を適宜選択すれば良い。さら
に、本願出願人が特願平３−３５１３０６号明細書にお
いて提案しているように、ガス系にＮ2 等の窒素系化合
物を添加して（ＳＮ）x を主体とする窒化イオウ系化合
物を生成させることにより、側壁保護効果の強化および
これに伴う低バイアス化を達成するようにしても良い。
もちろん、冷却効果，希釈効果，スパッタリング効果等
を得る目的で、Ｈｅ，Ａｒ，Ｘｅ等の希ガスを適宜添加
しても構わない。
2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 に限られるものではない。特に、Ｓ堆積
プロセスを想定する場合には、本願出願人が先に特願平
３−３０８３２７号明細書において提案しているよう
に、プラズマ中にＳ，Ｆ* ，および他のハロゲン・ラジ
カルを供給できるガス系を適宜選択すれば良い。さら
に、本願出願人が特願平３−３５１３０６号明細書にお
いて提案しているように、ガス系にＮ2 等の窒素系化合
物を添加して（ＳＮ）x を主体とする窒化イオウ系化合
物を生成させることにより、側壁保護効果の強化および
これに伴う低バイアス化を達成するようにしても良い。
もちろん、冷却効果，希釈効果，スパッタリング効果等
を得る目的で、Ｈｅ，Ａｒ，Ｘｅ等の希ガスを適宜添加
しても構わない。
【００４６】これらＳ堆積プロセスおよび窒化イオウ堆
積プロセスでは、エッチング終了後にウェハを加熱して
Ｓもしくは（ＳＮ）x 等からなる側壁保護膜を除去する
ことが必要である。今回の発明において、ＡｌＦx を揮
発除去するためのウェハ加熱は実用的にはこれらの側壁
保護物質の昇華温度より高い温度で行われるため、この
とき側壁保護膜も同時に除去できる。したがって、かか
る側壁保護膜の利用は、何ら工程数の増加を招くもので
はない。
積プロセスでは、エッチング終了後にウェハを加熱して
Ｓもしくは（ＳＮ）x 等からなる側壁保護膜を除去する
ことが必要である。今回の発明において、ＡｌＦx を揮
発除去するためのウェハ加熱は実用的にはこれらの側壁
保護物質の昇華温度より高い温度で行われるため、この
とき側壁保護膜も同時に除去できる。したがって、かか
る側壁保護膜の利用は、何ら工程数の増加を招くもので
はない。
【００４７】また、ＡｌＦx を除去する際に使用される
ハロゲン系化合物としては、上述のＣｌ2 やＨＢｒの
他、ＨＣｌ，ＢＣｌ3 ，ＢＢｒ3 ，Ｂｒ2 等を使用する
ことができる。Ｂｒ2 のような液状物質を使用する場合
には、Ｈｅ等の不活性ガスによるバブリングにより気化
させてエッチング反応系へ供給すれば良い。
ハロゲン系化合物としては、上述のＣｌ2 やＨＢｒの
他、ＨＣｌ，ＢＣｌ3 ，ＢＢｒ3 ，Ｂｒ2 等を使用する
ことができる。Ｂｒ2 のような液状物質を使用する場合
には、Ｈｅ等の不活性ガスによるバブリングにより気化
させてエッチング反応系へ供給すれば良い。
【００４８】さらに本発明は、Ｓ堆積プロセスや窒化イ
オウ堆積プロセスによらない従来型のエッチングにも適
用可能である。たとえば、ＣＦＣガスを用いない非Ａｌ
含有／Ａｌ含有化合物半導体の積層系のエッチングとし
ては、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５１
（１９８７），ｐ．１０８３においてＳｉＣｌ4 ／ＳＦ
6 混合ガスが、またＪ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．Ｂ．，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．６（１９８９），ｐ．１
４９３においてＳｉＣｌ4 ／ＳｉＦ4 混合ガスを用いる
方法が、それぞれ提案されている。これらの方法におい
ても、下地選択性の達成はＡｌＦx の生成にもとづいて
いるので、本発明のようなエッチング後のウェハ加熱、
もしくはＣｌ系化合物やＢｒ系化合物によるエッチング
除去を同様に行うことができる。
オウ堆積プロセスによらない従来型のエッチングにも適
用可能である。たとえば、ＣＦＣガスを用いない非Ａｌ
含有／Ａｌ含有化合物半導体の積層系のエッチングとし
ては、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５１
（１９８７），ｐ．１０８３においてＳｉＣｌ4 ／ＳＦ
6 混合ガスが、またＪ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．Ｂ．，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．６（１９８９），ｐ．１
４９３においてＳｉＣｌ4 ／ＳｉＦ4 混合ガスを用いる
方法が、それぞれ提案されている。これらの方法におい
ても、下地選択性の達成はＡｌＦx の生成にもとづいて
いるので、本発明のようなエッチング後のウェハ加熱、
もしくはＣｌ系化合物やＢｒ系化合物によるエッチング
除去を同様に行うことができる。
【００４９】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用すれば、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ積層系に代表
される非Ａｌ含有／Ａｌ含有化合物半導体の積層系の選
択異方性エッチングにおいて、蒸気圧の低いＡｌＦx に
よるパーティクル汚染を防止することが可能となる。特
に、本発明をＳ堆積プロセスあるいは窒化イオウ堆積プ
ロセスと組み合わせた場合には、有効な脱ＣＦＣ対策を
提供することができ、高異方性，高選択性，低損傷性，
低汚染性を兼ね備えたプロセスが実現する。
明を適用すれば、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ積層系に代表
される非Ａｌ含有／Ａｌ含有化合物半導体の積層系の選
択異方性エッチングにおいて、蒸気圧の低いＡｌＦx に
よるパーティクル汚染を防止することが可能となる。特
に、本発明をＳ堆積プロセスあるいは窒化イオウ堆積プ
ロセスと組み合わせた場合には、有効な脱ＣＦＣ対策を
提供することができ、高異方性，高選択性，低損傷性，
低汚染性を兼ね備えたプロセスが実現する。
【００５０】本発明は、たとえば化合物半導体を利用し
た半導体装置を微細なデザイン・ルールにもとづいて製
造する上で極めて有効であり、さらにこれを高集積化し
てＭＭＩＣ等を構成することにも多大な貢献をなすもの
である。
た半導体装置を微細なデザイン・ルールにもとづいて製
造する上で極めて有効であり、さらにこれを高集積化し
てＭＭＩＣ等を構成することにも多大な貢献をなすもの
である。
【図１】本発明をＨＥＭＴのゲート・リセス加工に適用
したプロセス例をその工程順にしたがって説明する概略
断面図であり、（ａ）はｎ+ −ＧａＡｓ層の上にレジス
ト・マスクが形成された状態、（ｂ）はｎ+ −ＧａＡｓ
層が側壁保護膜の形成を伴いながらエッチングされ、リ
セスが形成されると共に、ＡｌＦx 層が形成されてエッ
チングが停止した状態、（ｃ）はウェハ加熱によりＡｌ
Ｆx 層と側壁保護膜が除去された状態をそれぞれ表す。
したプロセス例をその工程順にしたがって説明する概略
断面図であり、（ａ）はｎ+ −ＧａＡｓ層の上にレジス
ト・マスクが形成された状態、（ｂ）はｎ+ −ＧａＡｓ
層が側壁保護膜の形成を伴いながらエッチングされ、リ
セスが形成されると共に、ＡｌＦx 層が形成されてエッ
チングが停止した状態、（ｃ）はウェハ加熱によりＡｌ
Ｆx 層と側壁保護膜が除去された状態をそれぞれ表す。
【図２】リセス内部へのゲート電極の形成工程をその工
程順にしたがって説明する概略断面図であり、（ａ）は
レジスト・マスクの表面とリセスの底面に、上部Ａｌ層
と下部Ａｌ層がそれぞれ被着された状態、（ｂ）はレジ
スト・マスクとその表面の上部Ａｌ層が除去され、リセ
スの底面にのみ下部Ａｌ層（ゲート電極）が残された状
態を示す概略断面図である。
程順にしたがって説明する概略断面図であり、（ａ）は
レジスト・マスクの表面とリセスの底面に、上部Ａｌ層
と下部Ａｌ層がそれぞれ被着された状態、（ｂ）はレジ
スト・マスクとその表面の上部Ａｌ層が除去され、リセ
スの底面にのみ下部Ａｌ層（ゲート電極）が残された状
態を示す概略断面図である。
【図３】本発明をＨＥＭＴのゲート・リセス加工に適用
した他のプロセス例において、側壁保護膜を残し、Ｃｌ
* の寄与によりＡｌＦx 層のみが除去された状態を示す
概略断面図である。
した他のプロセス例において、側壁保護膜を残し、Ｃｌ
* の寄与によりＡｌＦx 層のみが除去された状態を示す
概略断面図である。
【図４】本発明はＨＥＭＴのゲート・リセス加工に適用
したさらに他のプロセス例において、ウェハ加熱とＣｌ
* の作用とを併用することにより側壁保護膜とＡｌＦx
層が同時に除去された状態を示す概略断面図である。
したさらに他のプロセス例において、ウェハ加熱とＣｌ
* の作用とを併用することにより側壁保護膜とＡｌＦx
層が同時に除去された状態を示す概略断面図である。
１ ・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２ ・・・ｅｐｉ−ＧａＡｓ層 ３ ・・・ＡｌＧａＡｓ層 ４ ・・・ｎ+ −ＡｌＧａＡｓ層 ５ ・・・ｎ+ −ＧａＡｓ層 ５ａ・・・リセス ６ ・・・レジスト・マスク ６ａ・・・開口部 ７ ・・・側壁保護膜（Ｓ） ８ ・・・ＡｌＦx 層 ９ａ・・・上部Ａｌ層 ９ｂ・・・下部Ａｌ層（ゲート電極）
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上のアルミニウムを含む化合物半導
体層の上に積層されたアルミニウムを含まない化合物半
導体層を、フッ素系化合物を含むエッチング・ガスを用
いて選択的にエッチングする第１の工程と、 前記アルミニウムを含む化合物半導体層の露出面上に形
成されたフッ化アルミニウムを、前記基板を加熱するこ
とにより除去する第２の工程とを有することを特徴とす
るドライエッチング方法。 - 【請求項２】 基板上のアルミニウムを含む化合物半導
体層の上に積層されたアルミニウムを含まない化合物半
導体層を、フッ素系化合物を含むエッチング・ガスを用
いて選択的にエッチングする第１の工程と、 前記アルミニウムを含む化合物半導体層の露出面上に形
成されたフッ化アルミニウムを、フッ素以外のハロゲン
元素を構成元素として有するハロゲン系化合物を含むエ
ッチング・ガスを用いて除去する第２の工程とを有する
ことを特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項３】 前記第２の工程では前記基板を加熱する
ことを特徴とする請求項２に記載のドライエッチング方
法。 - 【請求項４】 前記第２の工程では前記第１の工程にお
けるよりも入射イオン・エネルギーを低減させることを
特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記
載のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24084092A JP3250269B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-09-09 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6100392 | 1992-02-18 | ||
| JP4-61003 | 1992-02-27 | ||
| JP7607892 | 1992-02-27 | ||
| JP4-76078 | 1992-02-27 | ||
| JP24084092A JP3250269B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-09-09 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05304123A JPH05304123A (ja) | 1993-11-16 |
| JP3250269B2 true JP3250269B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=27297360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24084092A Expired - Fee Related JP3250269B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-09-09 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250269B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06232092A (ja) * | 1993-02-01 | 1994-08-19 | Sony Corp | ドライエッチング方法 |
| JP6179158B2 (ja) | 2013-03-27 | 2017-08-16 | 三菱電機株式会社 | トランジスタの製造方法、増幅器の製造方法 |
| JP6861535B2 (ja) * | 2017-02-28 | 2021-04-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理方法及びプラズマ処理装置 |
-
1992
- 1992-09-09 JP JP24084092A patent/JP3250269B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05304123A (ja) | 1993-11-16 |
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