JPH0210725A - 化合物半導体のドライエッチング方法 - Google Patents
化合物半導体のドライエッチング方法Info
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- JPH0210725A JPH0210725A JP16148888A JP16148888A JPH0210725A JP H0210725 A JPH0210725 A JP H0210725A JP 16148888 A JP16148888 A JP 16148888A JP 16148888 A JP16148888 A JP 16148888A JP H0210725 A JPH0210725 A JP H0210725A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は化合物半導体のドライエツチング方法に関する
。
。
従来、化合物半導体のドライエツチングには、真空チャ
ンバー内にエツチングを行う試料を導入し、上記被エツ
チング試料（以下単に試料という）と化学的な反応性を
有するガスを上記チャンバー内に導入し、適切な圧力の
もとで放電させることによって反応性のイオンおよびラ
ジカルを生成し、これを試料に照射することによってエ
ツチングを行っていた。
ンバー内にエツチングを行う試料を導入し、上記被エツ
チング試料（以下単に試料という）と化学的な反応性を
有するガスを上記チャンバー内に導入し、適切な圧力の
もとで放電させることによって反応性のイオンおよびラ
ジカルを生成し、これを試料に照射することによってエ
ツチングを行っていた。
例えばＩｎＧａＡｓＰ 系化合物半導体をＲＩＢＥに
よってエツチングを行う場合、反応ガスとしては塩素な
どを用いており、Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ程度のガス
圧力においてマイクロ波放電を起こし、生じた塩素イオ
ンおよびラジカルをエツチング室に引き出して試料に照
射しながらエツチングを行うもので、サブミクロンサイ
ズでの微細加工が可能である。
よってエツチングを行う場合、反応ガスとしては塩素な
どを用いており、Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ程度のガス
圧力においてマイクロ波放電を起こし、生じた塩素イオ
ンおよびラジカルをエツチング室に引き出して試料に照
射しながらエツチングを行うもので、サブミクロンサイ
ズでの微細加工が可能である。
この様な従来の方法で化合物半導体のエツチングを行う
場合、エツチング中に試料の構成成分元素の中で、特に
脱離し易い元素が試料表面から抜けて行くために、表面
近傍における化学量論的組成および表面モフォロジーの
著しい劣化が起こることがある。
場合、エツチング中に試料の構成成分元素の中で、特に
脱離し易い元素が試料表面から抜けて行くために、表面
近傍における化学量論的組成および表面モフォロジーの
著しい劣化が起こることがある。
例えばＩｎＰ系化合物半導体材料のエッチングをＲＩＤ
Ｅによって行う場合、構成成分元素であるＰが抜は易く
、エツチング面のモフオロジーはＡＪＩＧａＡｓ系に比
べても荒れた面となることが多い。またオージェ電子分
光測定の結果では、試料表面の化学量論的組成の大幅な
外れが観測されているものもあり、デバイスプロセスへ
の適用が問題となっている。
Ｅによって行う場合、構成成分元素であるＰが抜は易く
、エツチング面のモフオロジーはＡＪＩＧａＡｓ系に比
べても荒れた面となることが多い。またオージェ電子分
光測定の結果では、試料表面の化学量論的組成の大幅な
外れが観測されているものもあり、デバイスプロセスへ
の適用が問題となっている。
本発明の目的はこのような従来技術の欠点を除去せしめ
て、化学量論的組成を保ちながらエツチング面のモフォ
ロジーの優れた化合物半導体のドライエツチング方法を
提供することにある。
て、化学量論的組成を保ちながらエツチング面のモフォ
ロジーの優れた化合物半導体のドライエツチング方法を
提供することにある。
本発明の化合物半導体のドライエツチング方法は、試料
表面から脱離し易い試料構成成分元素を含む補助ガスを
試料表面に照射しながらエツチングを行うことを特徴と
している。
表面から脱離し易い試料構成成分元素を含む補助ガスを
試料表面に照射しながらエツチングを行うことを特徴と
している。
ｍ−Ｖ族化合物半導体などのように、２つ以上の構成元
素からなる試料のドライエツチングを行う場合、試料の
構成成分元素の中でどれか１つでも他の構成成分元素に
比べて特に離脱し易い元素が含まれる場合、エツチング
中に試料表面の近傍において化学量論的組成が著しく外
れたり表面のモフオロジーが著しく損なわれることがあ
る。特に■−■族化合物半導体の中でもＩｎＰやＩ ｎ
ＧａＡｓＰなどは構成成分元素の中でＶ族のＰやＡｓが
抜は易い元素として考えられており、条件によってはエ
ツチング中に化学量論的組成や表面のモフオロジーの著
しい劣化を生じることがある。本発明においては、化合
物半導体のドライエツチング中に脱離し易い構成成分元
素を含む補助ガスを試料表面に照射しながらエツチング
を行うことにより、エツチング面からの上記元素の脱離
を抑制し、化学量論的組成を保ちながらエツチング面の
モフオロジーの優れたエツチング加工を実現している。
素からなる試料のドライエツチングを行う場合、試料の
構成成分元素の中でどれか１つでも他の構成成分元素に
比べて特に離脱し易い元素が含まれる場合、エツチング
中に試料表面の近傍において化学量論的組成が著しく外
れたり表面のモフオロジーが著しく損なわれることがあ
る。特に■−■族化合物半導体の中でもＩｎＰやＩ ｎ
ＧａＡｓＰなどは構成成分元素の中でＶ族のＰやＡｓが
抜は易い元素として考えられており、条件によってはエ
ツチング中に化学量論的組成や表面のモフオロジーの著
しい劣化を生じることがある。本発明においては、化合
物半導体のドライエツチング中に脱離し易い構成成分元
素を含む補助ガスを試料表面に照射しながらエツチング
を行うことにより、エツチング面からの上記元素の脱離
を抑制し、化学量論的組成を保ちながらエツチング面の
モフオロジーの優れたエツチング加工を実現している。
次に本発明について図面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例を説明するためのドライエツ
チング装置の断面図である。
チング装置の断面図である。
第１図において、ドライエツチング装置のエツチング室
内におかれた試料１に対して、反応性を有する塩素ラジ
カル９や塩素イオン１０などの反応種は、Ｃ，１２２導
入口５より導入されたＣｊ２ガスを、マグネット４によ
る磁場中においてマイクロ波導入ロアから導入されたマ
イクロ波によりプラズマ状態とすることによって生成さ
れる。そして、これらの反応種を試料１に照射すること
によりエツチングが行われる。ここでは更に、ＰＣ，１
２ｇ導入口６から補助ガスとしてＰＣｆｆ１．ガスを導
入し、噴射ノズル２より試料１にＰ（１１゜ガスを照射
できるようになっている。
内におかれた試料１に対して、反応性を有する塩素ラジ
カル９や塩素イオン１０などの反応種は、Ｃ，１２２導
入口５より導入されたＣｊ２ガスを、マグネット４によ
る磁場中においてマイクロ波導入ロアから導入されたマ
イクロ波によりプラズマ状態とすることによって生成さ
れる。そして、これらの反応種を試料１に照射すること
によりエツチングが行われる。ここでは更に、ＰＣ，１
２ｇ導入口６から補助ガスとしてＰＣｆｆ１．ガスを導
入し、噴射ノズル２より試料１にＰ（１１゜ガスを照射
できるようになっている。
即ち試料１の構成成分元素の中で特に抜は易いＰの脱離
を抑制するなめに、反応ガスの塩素とは別に補助ガスと
してのＰＣρ３ガスを試料表面に照射しながらエツチン
グを行うことによって、従来からのエツチング条件を大
幅に変えることなく、かつ試料１の近傍の蒸気圧を制御
しながらエツチングを行うもので、ＰＣρ３ガスの照射
を行わない場合に比べて試料表面のモフオロジーの大幅
な改善が実現できる。エツチング条件としては、放電室
内ガス圧力がＩ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、マイクロ波電
力１２０Ｗ、Ｐ（１１３ガス流量５ ｓｅｃｍ、エツチ
ング室ガス圧力５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、試料温度１
５０℃にて行った。
を抑制するなめに、反応ガスの塩素とは別に補助ガスと
してのＰＣρ３ガスを試料表面に照射しながらエツチン
グを行うことによって、従来からのエツチング条件を大
幅に変えることなく、かつ試料１の近傍の蒸気圧を制御
しながらエツチングを行うもので、ＰＣρ３ガスの照射
を行わない場合に比べて試料表面のモフオロジーの大幅
な改善が実現できる。エツチング条件としては、放電室
内ガス圧力がＩ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、マイクロ波電
力１２０Ｗ、Ｐ（１１３ガス流量５ ｓｅｃｍ、エツチ
ング室ガス圧力５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、試料温度１
５０℃にて行った。
第２図はこのエツチングの機構を模式的に示した図であ
る。
る。
第２図に示したように本実施例によれば、ＩｎＰ基板１
１の表面から離脱し易いＰはＰＣＪＩ、１３となって離
脱しやすくなるが、補助ガスとしてのＰＣＪｔ’５１３
Ａを照射し、その蒸気圧を制御しながらエツチングを行
うことによって、Ｐを含むＶ族元素の離脱を抑制し、■
族および■族元素の離脱速度をほぼ等速度に制御するこ
とができる。従って化学量論的組成を保ちながらエツチ
ングを行うことができるので、試料表面のモフオロジー
も良好なエツチングが実現できている。
１の表面から離脱し易いＰはＰＣＪＩ、１３となって離
脱しやすくなるが、補助ガスとしてのＰＣＪｔ’５１３
Ａを照射し、その蒸気圧を制御しながらエツチングを行
うことによって、Ｐを含むＶ族元素の離脱を抑制し、■
族および■族元素の離脱速度をほぼ等速度に制御するこ
とができる。従って化学量論的組成を保ちながらエツチ
ングを行うことができるので、試料表面のモフオロジー
も良好なエツチングが実現できている。
本実施例と従来の方法の内で最も良好なエツチング加工
が実現されているものについて、エツチング面のモフォ
ロジーおよび試料表面の化学量論的組成の比較を行って
みた。比較を行った試料としては、Ｉ−Ｖ族化合物半導
体の中でＩｎＰＩ ｎＧａＡｓ、１．３μｍ組成のＩ
ｎＧａＡｓＰの３種類で、エツチング面のモフォロジー
としてはどの試料においても双方ともほとんど差異は認
められず良好なモフォロジーを有するエツチング面が得
られていた。
が実現されているものについて、エツチング面のモフォ
ロジーおよび試料表面の化学量論的組成の比較を行って
みた。比較を行った試料としては、Ｉ−Ｖ族化合物半導
体の中でＩｎＰＩ ｎＧａＡｓ、１．３μｍ組成のＩ
ｎＧａＡｓＰの３種類で、エツチング面のモフォロジー
としてはどの試料においても双方ともほとんど差異は認
められず良好なモフォロジーを有するエツチング面が得
られていた。
一方、オージェ電子分光測定による試料表面の化学量論
的組成の比較を行ったところ、従来の方法でエツチング
を行った試料は清浄な表面を有する標準試料と比較する
と、Ｉｎに比べて相対的、にＰの信号強度が小さくなっ
ており、表面からＰが抜けていることが予測されるが、
本実施例の方法によってエツチングを行った試料では標
準試料とほとんど差異は認められず、明らかに本実施例
の方が従来方法に比べて良好な化学量論的組成が保たれ
ていることが判明した。
的組成の比較を行ったところ、従来の方法でエツチング
を行った試料は清浄な表面を有する標準試料と比較する
と、Ｉｎに比べて相対的、にＰの信号強度が小さくなっ
ており、表面からＰが抜けていることが予測されるが、
本実施例の方法によってエツチングを行った試料では標
準試料とほとんど差異は認められず、明らかに本実施例
の方が従来方法に比べて良好な化学量論的組成が保たれ
ていることが判明した。
尚、上記実施例においては■−Ｖ族化合物半導体の場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体やその他の化合物半導体であ
ってもよいことは勿論である。
について説明したが、これに限定されるものではなく、
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体やその他の化合物半導体であ
ってもよいことは勿論である。
以上説明したように本発明は、試料表面から脱離し易い
試料構成成分元素を含む補助ガスを試料表面に照射しな
がらエツチングを行うことにより、化学量論的組成を保
ちながらエツチング面のモフォロジーの優れた化合物半
導体が得られる。
試料構成成分元素を含む補助ガスを試料表面に照射しな
がらエツチングを行うことにより、化学量論的組成を保
ちながらエツチング面のモフォロジーの優れた化合物半
導体が得られる。
第１図は本発明の一実施例を説明するためのドラーイエ
ッチング装置の断面図、第２図は本発明の一実施例によ
るエツチング機構の模式図である。 １・・・試料、２・・・噴射ノズル、３・・・ＥＣＲイ
オン源、４・・・マグネット、５・・・Ｃρ２導入口、
６・・・ＰＣＪ、導入口、７・・・マイクロ波（２，４
５ＧＨ２）導入口、８・・・排気口、９・・・塩素ラジ
カル、１０・・・塩素イオン、１１・・・ＩｎＰ基板、
１３・・・基板から離脱したＰＣ，ｉｌ、 、１３Ａ・
・・、ノズルから噴射したＰ（１１，，１４・・・基板
から離脱したＩｎＣｌ２タ 。
ッチング装置の断面図、第２図は本発明の一実施例によ
るエツチング機構の模式図である。 １・・・試料、２・・・噴射ノズル、３・・・ＥＣＲイ
オン源、４・・・マグネット、５・・・Ｃρ２導入口、
６・・・ＰＣＪ、導入口、７・・・マイクロ波（２，４
５ＧＨ２）導入口、８・・・排気口、９・・・塩素ラジ
カル、１０・・・塩素イオン、１１・・・ＩｎＰ基板、
１３・・・基板から離脱したＰＣ，ｉｌ、 、１３Ａ・
・・、ノズルから噴射したＰ（１１，，１４・・・基板
から離脱したＩｎＣｌ２タ 。
Claims (1)
- 試料表面から脱離し易い試料構成成分元素を含む補助ガ
スを試料表面に照射しながらエッチングを行うことを特
徴とする化合物半導体のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16148888A JPH0210725A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 化合物半導体のドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16148888A JPH0210725A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 化合物半導体のドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210725A true JPH0210725A (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=15736031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16148888A Pending JPH0210725A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 化合物半導体のドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0210725A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5415728A (en) * | 1992-01-17 | 1995-05-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of performing plain etching treatment and apparatus therefor |
-
1988
- 1988-06-28 JP JP16148888A patent/JPH0210725A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5415728A (en) * | 1992-01-17 | 1995-05-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of performing plain etching treatment and apparatus therefor |
| US5837093A (en) * | 1992-01-17 | 1998-11-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for performing plain etching treatment |
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