JPH02267938A - Etching method of compound semiconductor - Google Patents

Etching method of compound semiconductor

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JPH02267938A
JPH02267938A JP1088984A JP8898489A JPH02267938A JP H02267938 A JPH02267938 A JP H02267938A JP 1088984 A JP1088984 A JP 1088984A JP 8898489 A JP8898489 A JP 8898489A JP H02267938 A JPH02267938 A JP H02267938A
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JP
Japan
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etching
compound semiconductor
substrate
ion beam
dry etching
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JP1088984A
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Inventor
Tatsuya Asaga
浅賀 達也
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve reproducibility and practicability, and restrain the damage of a substrate after etching by a method wherein, before dry etching is performed by ion beam, the surface of II-VI compound semiconductor is irradiated with hydrogen radical bean. CONSTITUTION:Before dry etching is performed by ion beam, the surface 2 of II-VI compound semiconductor is irradiated with hydrogen radical beam. As a result, residual impurity on the substrate surface 2 is etched by the hydrogen radical beam, and the clean substrate surface 2 can be obtained. Hence, the etching rate in the case of dry etching of II-VI compound semiconductor can be stabilized, the reproducibility between batches can be improved, and the side etching at the time of processing a vertical section can be restrained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、II−VI族化合物半導体のエツチング[従
来の技術] セレン化亜鉛(ZnSe)、硫化亜鉛(ZeS)など、
およびこれらの混晶より成るII−VI族化合物半導体
の従来の微細加工方法は、フォトレジストあるいは二酸
化シリコンなどの絶縁膜をマスクとするウェットエツチ
ング技術、ドライエツチング技術がある。ウェットエツ
チング技術において、エツチング液として主に用いられ
ているのは、水酸化ナトリウム水溶液、塩酸、硝酸−塩
酸一水の混合液が挙げられ、これらのエツチング液は、
所望のエツチング速度を得るために、適当な温度、ある
いは組成で使用されている。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to etching of II-VI group compound semiconductors [Prior Art] Zinc selenide (ZnSe), zinc sulfide (ZeS), etc.
Conventional microfabrication methods for II-VI group compound semiconductors made of these mixed crystals include wet etching techniques and dry etching techniques using an insulating film such as photoresist or silicon dioxide as a mask. In wet etching technology, the etching solutions mainly used include aqueous sodium hydroxide solution, hydrochloric acid, and a mixture of nitric acid and monohydrochloric acid.
A suitable temperature or composition is used to obtain the desired etching rate.

一方ドライエツチング技術は、平行平板電極を用いたA
rなどの不活性ガスによるイオンエツチング、BCl3
などの反応性ガスによる反応性イオンエツチングが挙げ
られる。
On the other hand, dry etching technology uses parallel plate electrodes.
Ion etching with inert gas such as r, BCl3
Examples include reactive ion etching using a reactive gas such as.

[発明が解決しようとする課題] しかし、前述の従来技術によるIt−VI族化合物半導
体の加工には、以下の問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, there are the following problems in processing It-VI group compound semiconductors using the above-mentioned prior art.

ウェットエツチング技術にりいては、一般的な問題とし
て、再現性にかけることが挙げられる。
A common problem with wet etching techniques is poor reproducibility.

温度、エツチング液の組成などをかなり厳密にコントロ
ールしなければ一定したエツチング速度が得られない。
A constant etching rate cannot be obtained unless the temperature, composition of the etching solution, etc. are controlled very strictly.

さらに揮発性の物質を含むエツチング液の場合、時間と
共にエツチング液の組成が変化するのでエツチング液を
作製したときと、時間が経過したときとでは、エツチン
グ速度が大きく変わってしまうという問題がある。
Furthermore, in the case of an etching solution containing volatile substances, the composition of the etching solution changes over time, so there is a problem in that the etching rate changes greatly between when the etching solution is prepared and when time has elapsed.

さらに、ウェットエツチング技術では、エツチングが等
方向に進行し、サイドエッチが起こるので、マスクの寸
法通りには、パターンを形成することはできない。また
加工断面形状も限られてしまい、例えば、垂直断面の形
成、縦横比の大きい深い溝の形成は、困難である。
Furthermore, in the wet etching technique, etching proceeds in the same direction and side etching occurs, making it impossible to form a pattern according to the dimensions of the mask. Further, the shape of the processed cross section is also limited, and for example, it is difficult to form a vertical cross section or a deep groove with a large aspect ratio.

■−■族化合物半導体のウェットエツチングは、他のm
−v族化合物半導体などに比べ、問題が多い。例えば、
Zn9eを塩酸−硝酸系エツチング液でエツチングを行
う場合、エツチング液がZn5e中にしみ込み、長時間
の水洗を行っても完全に除去することは困難であり、膜
質の特性を著しく悪化させる。また、Zn5e、Zn5
xSe+−xを、NaOH水溶液でエツチングを行う場
合、表面モホロジーが極端に悪化してしまい、精密なエ
ツチングに適しているとはいえない。塩酸を用いた場合
は、エツチング速度が非常に遅く、II−VI族化合物
半導体を用いたデバイス作製には実用的ではない。
Wet etching of ■-■ group compound semiconductors is similar to other
-There are many problems compared to group V compound semiconductors. for example,
When Zn9e is etched with a hydrochloric acid-nitric acid based etching solution, the etching solution soaks into the Zn5e, and it is difficult to completely remove it even after a long period of water washing, which significantly deteriorates the properties of the film. In addition, Zn5e, Zn5
When etching xSe+-x with an aqueous NaOH solution, the surface morphology deteriorates extremely, making it unsuitable for precise etching. When hydrochloric acid is used, the etching rate is very slow and is not practical for manufacturing devices using II-VI group compound semiconductors.

一方Arなどの不活性ガスを用いたイオンエツチング技
術は、エツチング速度を実用的レベルにするにはプラズ
マ放電のパワーを強くする必要があり、半導体基板に大
きなダメージを与えてしまう。また、BCIsなどの反
応性ガスを用いた反応性イオンエツチングは、イオンエ
ツチングに比べれば、多少基板に与えるダメージは低減
できるが、許容される範囲のものではない。単にダメー
ジを低減するには、低い放電パワーでもガス圧力を高く
すれば良いが、イオンシース幅とイオンと中性粒子の平
均自由行程とがほぼ同程度となり、イオンビームに指向
性がなくなるため、サイドエツチングが大きくなり、微
細加工という点からみれば大きな欠点を有する。
On the other hand, in the ion etching technique using an inert gas such as Ar, it is necessary to increase the power of plasma discharge in order to increase the etching rate to a practical level, which causes great damage to the semiconductor substrate. Furthermore, although reactive ion etching using a reactive gas such as BCIs can reduce damage to the substrate to some extent compared to ion etching, it is not within an acceptable range. To simply reduce damage, the gas pressure can be increased even at low discharge power, but since the ion sheath width and the mean free path of ions and neutral particles are approximately the same, the ion beam loses directivity. Side etching becomes large, which is a major drawback from the point of view of microfabrication.

このように、従来の方法によるII−VI族化合物半導
体のエツチングは、非常に困難であり、特にエツチング
深さのバッチ間の再現性が乏しいので、II−VI族化
合物半導体を用いたデバイスの量産技術において大きな
障害となっていた。そこで本発明は、上記問題点を解決
するもので、その目的とするところは、再現性、実用性
があり、またエツチング後の基板の損傷が極めて小さく
、様々な加工形状を作ることができるII−VI族化合
物半導体のエツチング方法を提供するところにある。
As described above, etching of II-VI group compound semiconductors using conventional methods is extremely difficult, and the reproducibility of etching depth between batches is particularly poor. This was a major technological hurdle. Therefore, the present invention is intended to solve the above-mentioned problems.The purpose of the present invention is to provide reproducibility, practicality, extremely little damage to the substrate after etching, and the ability to create various processed shapes. - A method of etching a Group VI compound semiconductor is provided.

[課題を解決するための手段] 本発明の化合物半導体のエツチング方法は、エツチング
マスクを形成する工程と、反応性ガスを放電室分離型の
マイクロ波励起・ECRプラズマ室で活性化させ、被処
理材料に一様な方同を持つたイオンビームを照射するこ
とによりドライエツチングを行う工程を含むII−VI
族化合物半導体の加工手段において、該イオンビームに
よりドライエツチングを行う前に、該II−VI族化合
物半導体の表面に水素ラジカルビームを照射する工程を
含むことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The compound semiconductor etching method of the present invention includes the step of forming an etching mask, activating a reactive gas in a microwave excitation/ECR plasma chamber with a separate discharge chamber, and II-VI, which includes a step of dry etching by irradiating the material with an ion beam having a uniform surface
The method for processing a group compound semiconductor is characterized by including the step of irradiating the surface of the II-VI compound semiconductor with a hydrogen radical beam before performing dry etching with the ion beam.

〔実 施 例] 以下本発明の方法によりII−VI族化合物半導体にエ
ツチング加工を施した実施例を示す。
[Example] Hereinafter, an example in which a II-VI group compound semiconductor was etched by the method of the present invention will be shown.

まず、第5図には本発明の実施例におけるエツチング装
置の構成概略断面図を示す。反応性の強いハロゲン元素
を含むガスをエツチングガスとして用いるため、試料準
備室6とエツチング室7及びクリーニング室20とがゲ
ートバルブ19により分離された構造となっており、エ
ツチング室7は常に高真空状態に保たれている。8は電
子・サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ室であり、
磁場発生用円筒ドーナッツ型コイル9で囲まれ、マイク
ロ波導波管lOとの接続部には、マイクロ波導入石英窓
がある。マイクロ波で電離・発生した電子は、軸対称磁
場によりサイクロトロン運動を行いながらガスと衝突を
繰り返す。この回転周期は、磁場強度が、例えば875
ガウスのときマイクロ波の周波数、例えば2.45GH
zと一致し、電子系は共鳴的にマイクロ波のエネルギー
を吸収する。このため低いガス圧でも放電が持続し、高
いプラズマ密度が得られ、反応性ガスが長寿命で使用で
きる。さらに中心部での高い電解分布により、電子・イ
オンが中心部に集束するので、イオンによるプラズマ室
側壁のスパッタ効果が小さく、高清浄なプラズマが得ら
れる。ECRプラズマ室8で発生したイオンは、メツシ
ュ状の引出し電極部11で加速され、試料12に照射さ
れる。
First, FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the structure of an etching apparatus according to an embodiment of the present invention. Since a gas containing highly reactive halogen elements is used as the etching gas, the sample preparation chamber 6, etching chamber 7, and cleaning chamber 20 are separated by a gate valve 19, and the etching chamber 7 is always kept under high vacuum. kept in good condition. 8 is an electron-cyclotron resonance (ECR) plasma chamber;
It is surrounded by a cylindrical donut-shaped coil 9 for generating a magnetic field, and there is a microwave-introducing quartz window at the connection part with the microwave waveguide lO. Electrons ionized and generated by microwaves repeatedly collide with gas while performing cyclotron motion due to an axisymmetric magnetic field. This rotation period is such that the magnetic field strength is, for example, 875
When Gaussian, the microwave frequency is, for example, 2.45 GH.
z, the electronic system absorbs microwave energy resonantly. Therefore, discharge can be sustained even at low gas pressures, high plasma density can be obtained, and reactive gases can be used for a long time. Further, due to the high electrolytic distribution in the center, electrons and ions are focused at the center, so the sputtering effect of ions on the side walls of the plasma chamber is small, and highly clean plasma can be obtained. Ions generated in the ECR plasma chamber 8 are accelerated by a mesh-like extraction electrode section 11 and irradiated onto a sample 12.

サンプルホルダー13は、マニピユレータ14により鉛
直方向を軸として360@回転させることができ、試料
に入射するイオンビームの方向を変えることができる。
The sample holder 13 can be rotated by 360 degrees around the vertical direction by the manipulator 14, and the direction of the ion beam incident on the sample can be changed.

21はプラズマ室で、23マイクロ波導波管が接続され
ており、22より導入された水素ガスをプラズマ状態と
する。21プラズマ室は20クリーニング室側から差動
排気されているため、プラズマ放電により発生した水素
ラジカルは熱運動エネルギーにより20クリーニング室
側に噴出する。また21プラズマ室はイオンの加速電極
を持たないので水素イオンはクリーニング室にほとんど
噴出せず水素ラジカルのみがクリーニング室に到達する
。13サンプルホルダーを20クリーニング室に移動さ
せ、13サンプルホルダーを抵抗加熱することにより試
料を水素ラジカルでクリーニングできる。
Reference numeral 21 denotes a plasma chamber, to which a microwave waveguide 23 is connected, and hydrogen gas introduced through 22 is brought into a plasma state. Since the 21 plasma chamber is differentially pumped from the 20 cleaning chamber side, hydrogen radicals generated by plasma discharge are ejected toward the 20 cleaning chamber side due to thermal kinetic energy. Further, since the plasma chamber 21 does not have an ion accelerating electrode, almost no hydrogen ions are ejected into the cleaning chamber, and only hydrogen radicals reach the cleaning chamber. The sample can be cleaned with hydrogen radicals by moving the sample holder 13 to the cleaning chamber 20 and heating the sample holder 13 by resistance.

第1図は、第5図の装置により、ZnS eをエツチン
グ加工したときの一実施例の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of etching ZnSe using the apparatus shown in FIG.

第1図(a)は、エツチング前の断面図であり、1はZ
n5e、2はエツチングマスクである。エツチングマス
ク2は、フォトレジスト(ポジタイプ)を用いており、
通常のフォトリソ工程によりマスク作製を行ったため、
マスクの断面形状はテーパ状となる。基板をサンプルホ
ルダー13に設置した後、クリーニング室20に移動し
、エツチングを行う前に水素ラジカルビームによる基板
表面のクリーニングを次のように行った。純水素(99
,9999%)を用い、ガス圧カー、0X10−2Pa
、マイクロ波入射出力100W、 試料温度400°C
で基板に対し垂直に水素ラジカルビームを照射する。水
素ラジカルビームにより基板表面の残留不純物がエツチ
ングされ清浄な基板表面が得られる。しかるのち、反応
性ガスとして純塩素(99,999%)を用い、ガス圧
力1.0×10−’Pa、マイクロ波入射出入射出力1
00W引出し電圧500 V、  試料温度25℃、イ
オンビームの照射方向は基板に対し垂直方向でエツチン
グを行った。第1図(b)は、エツチング後の断面図で
ある。Zn5eのエツチング速度は、約600A/分、
−4フオトレジスト(ポジタイプ)のエツチング速度は
、ポストベークの条件を120℃、30分間としたとき
、約200 A/分である。エツチングマスクの形状が
テーパーを持っておりエツチングマスクもスパッタによ
りエツチングが多少起こるため、加工断面形状は、第1
図(b)に示す形状となり、イオンビームを垂直に入射
しても垂直断面とならないが、エツチング速度に関して
いえば、実用上問題ない。またエツチング前の水素ラジ
カルビームのクリーニングにより、これを行わない時よ
りもエツチング速度の安定化及び再現性が向上する。さ
らにエツチング速度の面内分布は、20 m m X 
20 m mの基板内で±5%以下、加工後の表面モホ
ロジーは、加工前とほとんど変わらないものであった。
FIG. 1(a) is a cross-sectional view before etching, and 1 is a Z
n5e, 2 is an etching mask. Etching mask 2 uses photoresist (positive type),
Because the mask was made using a normal photolithography process,
The cross-sectional shape of the mask is tapered. After the substrate was placed in the sample holder 13, it was moved to the cleaning chamber 20, and before etching, the surface of the substrate was cleaned with a hydrogen radical beam as follows. Pure hydrogen (99
, 9999%) using a gas pressure car, 0X10-2Pa
, microwave input power 100W, sample temperature 400°C
A hydrogen radical beam is irradiated perpendicularly to the substrate. The hydrogen radical beam etches residual impurities on the substrate surface, resulting in a clean substrate surface. After that, pure chlorine (99,999%) was used as the reactive gas, the gas pressure was 1.0 x 10-'Pa, and the microwave input/output output was 1.
Etching was performed at an extraction voltage of 500 V, a sample temperature of 25° C., and an ion beam irradiation direction perpendicular to the substrate. FIG. 1(b) is a sectional view after etching. The etching speed of Zn5e is approximately 600A/min.
The etching rate of the -4 photoresist (positive type) is about 200 A/min when the post-bake conditions are 120° C. and 30 minutes. Since the etching mask has a tapered shape and some etching occurs due to sputtering, the processed cross-sectional shape is
Although the shape shown in Figure (b) does not result in a vertical cross section even if the ion beam is perpendicularly incident, there is no practical problem in terms of etching rate. Furthermore, by cleaning the hydrogen radical beam before etching, the stabilization and reproducibility of the etching rate are improved compared to when cleaning is not performed. Furthermore, the in-plane distribution of etching rate is 20 mm
The surface morphology after processing was less than ±5% within a 20 mm substrate, and was almost the same as before processing.

第2図(a)、 (b)は、エツチング前のZn5e基
板と、上記条件でエツチングを行った後のZn5eのフ
ォトルミネッセンスを比べたものである。 (a)はエ
ツチング前の、 (b)はエツチング後のフォトルミネ
ッセンスである。バンド端の発光による相対強度と、深
い準位による発光の相対強度比は、エツチング前後とも
約50と変化がなく、エツチングによる半導体層の損傷
はほとんどないことがわかる。
FIGS. 2(a) and 2(b) compare the photoluminescence of the Zn5e substrate before etching and the Zn5e substrate after etching under the above conditions. (a) shows the photoluminescence before etching, and (b) shows the photoluminescence after etching. The relative intensity ratio between the band edge emission and the deep level emission remains unchanged at about 50 before and after etching, indicating that there is almost no damage to the semiconductor layer due to etching.

第3図には、Zn5eの垂直断面加工の一実施例につい
て示す。まず、第3図(a)に示すようにZn5el上
にフォトレジスト3 (ポジタイプ)をスピンコードし
、200℃で30〜120分べ−りし、Ti4を約10
0 OA、  電子ビーム蒸着法などでフォトレジスト
上に形成する。次に第3図(b)に示すように、通常の
フォトリングラフィ工程により、フォトレジスト5のパ
ターン形成を行う。次に第3図(C)に示すようにフォ
トレジスト5をマスクとしてT14のエツチングを行う
。エツチング方法は、ウェットエツチングでは、緩衝フ
ッ酸溶液を用い、ドライエツチングでは、CF4ガスを
用いた反応性イオンエツチング(RIE)法を用いるが
、精密なパターン転写を行うには、サイドエツチング量
の僅少なドライエツチングの方が望ましい。次に第3図
(d)に示すように、T14をマスクとして、フォトレ
ジスト3のエツチングを酸素プラズマを用いたRIE法
により行う。このとき注意しなければならないことは、
酸素ガスの圧力である。テーパを持たない垂直な断面形
状のエツチングマスクの作製には、通常の平行平板型の
ドライエツチング装置を用いた場合、酸素ガスの圧力は
5Pa程度が望ましい。
FIG. 3 shows an example of processing a vertical cross section of Zn5e. First, as shown in Fig. 3(a), photoresist 3 (positive type) was spin-coded on Zn5el, baked at 200°C for 30 to 120 minutes, and Ti4 was coated with about 10
0 OA, formed on a photoresist by electron beam evaporation or the like. Next, as shown in FIG. 3(b), a pattern of the photoresist 5 is formed by a normal photolithography process. Next, as shown in FIG. 3(C), etching of T14 is performed using the photoresist 5 as a mask. As for the etching method, wet etching uses a buffered hydrofluoric acid solution, and dry etching uses reactive ion etching (RIE) using CF4 gas, but in order to perform precise pattern transfer, it is necessary to use a small amount of side etching. Dry etching is preferable. Next, as shown in FIG. 3(d), using T14 as a mask, the photoresist 3 is etched by RIE using oxygen plasma. What you need to be careful about at this time is:
This is the pressure of oxygen gas. When an ordinary parallel plate type dry etching apparatus is used to fabricate an etching mask having a vertical cross-sectional shape without a taper, the oxygen gas pressure is preferably about 5 Pa.

圧力を高くし過ぎると、エツチングが等方向に進行する
ので、この場合適していない。フォトレジスト3のエツ
チングマスクとして泪いたTi4はZn5elのエツチ
ング前に緩衝フッ酸溶液などで除去しておく。次に、第
1図の実施例と同様の条件で、基板表面の水素ラジカル
ビームによるクリーニング及び純塩素ガスによるZn5
eのエツチングを行えば第3図(e)に示すような垂直
断面が形成される。またこのときサイドエッチはほとん
ど起こらない。そのため、多少工程は複雑化するが、異
方性エツチングに関していえば、第3図の方法は有効な
手段といえる。また基板表面の水素ラジカルビームによ
るクリーニングはサイドエッチの抑制に効果があった。
If the pressure is too high, etching proceeds in the same direction, which is not suitable in this case. The Ti4 used as an etching mask for the photoresist 3 is removed with a buffered hydrofluoric acid solution or the like before etching the Zn5el. Next, under the same conditions as in the example shown in FIG. 1, the substrate surface was cleaned with a hydrogen radical beam and Zn5
If etching is performed as shown in FIG. 3(e), a vertical cross section as shown in FIG. 3(e) will be formed. Also, at this time, side etching hardly occurs. Therefore, although the process is somewhat complicated, the method shown in FIG. 3 can be said to be an effective means when it comes to anisotropic etching. Additionally, cleaning the substrate surface with a hydrogen radical beam was effective in suppressing side etching.

第4図は、イオンビームを、Zn5e基板1の表面に対
して、斜めの方向から入射させ、エツチングを行った実
施例を示すものである。第4図(a)はエツチング前の
状態、第4図(b)は(a)の基板に対し、矢印で示す
方向よりイオンビームを入射させ、エツチングを行った
ときの断面図である。イオンビームの入射方向に優先的
にエツチングが進行し、斜め方向に溝が形成されている
FIG. 4 shows an example in which an ion beam is incident on the surface of a Zn5e substrate 1 from an oblique direction to perform etching. FIG. 4(a) is a cross-sectional view of the substrate before etching, and FIG. 4(b) is a cross-sectional view of the substrate of FIG. 4(a) after etching is performed by making an ion beam incident on the substrate in the direction indicated by the arrow. Etching progresses preferentially in the direction of incidence of the ion beam, and grooves are formed in diagonal directions.

本実施例においては、II−VI族化合物半導体として
Zn5eについて説明を行ったが、 Zn5xSe+−
x(0<x≦1)等、他のII−VI族化合物半導体に
ついても有効である。またエツチングマスクとしてフォ
トレジストを用いて説明を行ったが、被エツチング材料
に対して、選択比のとれるもの、例えばZn5eを被エ
ツチング材料とした場合、S I 0xSS I Nx
などの絶縁物、 Mo。
In this example, Zn5e was explained as a II-VI group compound semiconductor, but Zn5xSe+-
It is also effective for other II-VI group compound semiconductors such as x (0<x≦1). In addition, although the explanation was given using a photoresist as an etching mask, if the etching material has a good selectivity to the material to be etched, for example, Zn5e, S I 0xSS I Nx
Insulators such as Mo.

Nlなどの金属についても有効である。また、エツチン
グガスとして、純塩素ガスを用いているが、ハロゲン元
素を含むガス、例えば BCl3、あるいはCC12F
2、などでもよい。
It is also effective for metals such as Nl. Furthermore, although pure chlorine gas is used as the etching gas, gases containing halogen elements, such as BCl3 or CC12F, may also be used.
2, etc. may be used.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば以下の効果が得られ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

■−■族化合物半導体のエツチング方法として、マイク
ロ波励起・ECRプラズマによる反応性イオンビームを
用いることにより、従来のウェットエツチング技術、あ
るいは、イオンエツチング、反応性イオンエツチングな
どのドライエツチング技術と比べ、再現性、制御性の格
段に優れたエツチングを行うことができる。また、特に
従来の■−VI族化合物半導体のドライエツチング技術
と比べ、半導体層に与える損傷を大幅に低減することが
できる。さらに、イオンビーム、エツチングマスクの形
状を制御することにより、テーパ状の溝、垂直断面、斜
めの溝などの加工が可能となり、■−VI族化合物半導
体を用いたデバイスを、再現性、信頼性よく、かつ容易
に作製することができる。
By using a reactive ion beam using microwave excitation and ECR plasma as an etching method for ■-■ group compound semiconductors, compared to conventional wet etching techniques or dry etching techniques such as ion etching and reactive ion etching, Etching can be performed with excellent reproducibility and controllability. In addition, damage to the semiconductor layer can be significantly reduced, especially compared to the conventional dry etching technique for group VI compound semiconductors. Furthermore, by controlling the shape of the ion beam and etching mask, it is possible to process tapered grooves, vertical cross sections, diagonal grooves, etc., which improves reproducibility and reliability of devices using Group VI compound semiconductors. It can be produced well and easily.

さらに、エツチング前の水素ラジカルビームによる基板
表面のクリーニングを行うことにより、基板表面の酸素
、炭素等の不純物がエツチングにより取り除かれる。そ
の結果、II−VI族化合物半導体のドライエツチング
に於けるエツチング速度の安定化及びバッチ間の再現性
の向上、垂直断面加工の際のサイドエッチの抑制、また
異なるII−VI族化合物半導体の等速エツチング等が
可能となる。
Further, by cleaning the substrate surface with a hydrogen radical beam before etching, impurities such as oxygen and carbon on the substrate surface are removed by etching. As a result, it is possible to stabilize the etching rate and improve batch-to-batch reproducibility in dry etching of II-VI group compound semiconductors, to suppress side etching during vertical section processing, and to improve the etching efficiency of different II-VI group compound semiconductors. Fast etching, etc. becomes possible.

またラジカルビームはイオンビームに比べ基板表面への
損傷が無いので、より高性能で多様なデバイスの作製が
可能となる。
Furthermore, since radical beams do not cause damage to the substrate surface compared to ion beams, it is possible to manufacture a variety of devices with higher performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)、 (b)は、本発明の方法により、フォ
トレジストをエツチングマスクとしてZn5eのエツチ
ングを行った一実施例を示す工程断面図。 第2図(a)、 (b)は、それぞれ本発明の方法の実
施例によるエツチングの前後のZn5e層のフォトルミ
ネッセンスを示す図。 第3図(a)〜(e)は、本発明により、Zn5eの垂
直端面加工を行った一実施例を示す工程断面図。 第4図(a)、 (b)は、本発明の方法により、Zn
5eの斜め溝の加工を行った一実施例を示す工程断面図
。 第5図は、本発明の実施例に用いたエツチング装置の構
成概略説明図。 21 ・ ・プラズマ室 22 ・ 23 ・ ・水素ガス導入部 ・マイクロ波動波管 以上 出願人セイコーエプソン株式会社 代理人弁理土鈴木喜三部(他1名) ・Zn5e基板 ・フォトレジスト ・フォトレジスト ・TI ・フォトレジスト ・試料準備室 ・エツチング室 ・ECRプラズマ発生室 ・電磁石 ・マイクロ波導波管 ・引出し電極 ・・試料 惨・サンプルホルダー ・マニピュレータ ・ガス導入部 ・搬送棒 ・・排気系 ・排気系 ・・ゲートバルブ ・・クリーニング室 2Hオンe゛−LAめ大間 夢11刃 /・5 フオトン工治し昏(eV) 幅) 7−rL−ンニ舛iレギニ(a−ν′)(b) (d) (シ) J、θ 半 う 個
FIGS. 1(a) and 1(b) are process sectional views showing an example in which Zn5e was etched using a photoresist as an etching mask by the method of the present invention. FIGS. 2(a) and 2(b) are diagrams showing the photoluminescence of the Zn5e layer before and after etching according to an embodiment of the method of the present invention, respectively. FIGS. 3(a) to 3(e) are process cross-sectional views showing an example in which vertical end face processing of Zn5e was performed according to the present invention. FIGS. 4(a) and 4(b) show that Zn
FIG. 5 is a process sectional view showing an example in which a diagonal groove of No. 5e is processed. FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the configuration of an etching apparatus used in an embodiment of the present invention. 21 ・ ・Plasma chamber 22 ・ 23 ・ ・Hydrogen gas introduction section ・Microwave wave tube Applicant Seiko Epson Corporation Attorney Kizo Suzuki Department (and 1 other person) ・Zn5e substrate ・Photoresist ・Photoresist ・TI・Photoresist・Sample preparation room・Etching room・ECR plasma generation chamber・Electromagnet・Microwave waveguide・Extraction electrode・・Sample waste・Sample holder・Manipulator・Gas introduction part・Transportation rod・・Exhaust system・Exhaust system・・Gate valve...Cleaning chamber 2H ON e゛-LA Me Oma Yume 11 blade/-5 photon engineering (eV) width) 7-rL-Ninimasu i legini (a-ν') (b) (d) ( C) J, θ half a piece

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エッチングマスクを形成する工程と、反応性ガスを放電
室分離型のマイクロ波励起・ECRプラズマ室で活性化
させ、被処理材料に一様な方向を持ったイオンビームを
照射することによりドライエッチングを行う工程を含む
II−VI族化合物半導体の加工手段において、該イオンビ
ームによりドライエッチングを行う前に、該II−VI族化
合物半導体の表面に水素ラジカルビームを照射する工程
を含むことを特徴とする化合物半導体のエッチング方法
Dry etching is performed by forming an etching mask, activating reactive gas in a microwave excitation/ECR plasma chamber with a separate discharge chamber, and irradiating the material to be treated with an ion beam with a uniform direction. including the process of performing
Etching of a compound semiconductor characterized by comprising a step of irradiating the surface of the II-VI compound semiconductor with a hydrogen radical beam before performing dry etching with the ion beam, in the processing method of the II-VI group compound semiconductor. Method.
JP1088984A 1989-02-23 1989-04-07 Etching method of compound semiconductor Pending JPH02267938A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5396862A (en) * 1992-11-16 1995-03-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing a compound semiconductor

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