JPH033235A - 化合物半導体のエッチング方法 - Google Patents
化合物半導体のエッチング方法Info
- Publication number
- JPH033235A JPH033235A JP1136801A JP13680189A JPH033235A JP H033235 A JPH033235 A JP H033235A JP 1136801 A JP1136801 A JP 1136801A JP 13680189 A JP13680189 A JP 13680189A JP H033235 A JPH033235 A JP H033235A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- substrate
- compound semiconductor
- chamber
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 14
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 4
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015844 BCl3 Inorganic materials 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Weting (AREA)
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】
[産業上の利用分野コ
本発明は、II−VIl族化合物半導導体エツチング方
法に関するものである。
法に関するものである。
[従来技術]
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U−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
望のエツチング速麿を得るために、適当な温度、あるい
は組成で使用されている。
およびこれらの混晶より成るU−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
望のエツチング速麿を得るために、適当な温度、あるい
は組成で使用されている。
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。
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。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、前述の従来技術にょるII−VI族化合物半導
体の加工には、以下の問題がある。
体の加工には、以下の問題がある。
ウェットエツチング技術については、一般的な問題とし
て、再現性にかけることが挙げられる。
て、再現性にかけることが挙げられる。
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。
ールしなければ一定したエツチング速度が得られない。
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。
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。
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。
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。
■−■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、
Zn5e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、ZnS e、Zn
5xS el−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
な工・ン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
。
−v族化合物半導体などに比べ、問題が多い。例えば、
Zn5e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、ZnS e、Zn
5xS el−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
な工・ン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
。
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、BCl3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。
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、BCl3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。
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n−v’を族化合物
半導体のエツチング方法を提供するところにある。
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n−v’を族化合物
半導体のエツチング方法を提供するところにある。
[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
とによりドライエツチングを行う工程を含む■−■族化
合物半導体の加工手段において、前記ドライエツチング
を行う前に、該n−vr族化合物半導体の表面を酸溶液
に浸す工程を含むことを特徴とする。
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
とによりドライエツチングを行う工程を含む■−■族化
合物半導体の加工手段において、前記ドライエツチング
を行う前に、該n−vr族化合物半導体の表面を酸溶液
に浸す工程を含むことを特徴とする。
[実 施 例コ
以下本発明の方法により1l−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。
ツチング加工を施した実施例を示す。
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。
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。
ツ型コイル9で囲まれ、マイクロ波導波管10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2.45GHz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。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
3606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。
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2.45GHz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。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
3606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。
第1図は、第5図の装置により、Zn5eをエツチング
加工したときの一実施例の断面図である。
加工したときの一実施例の断面図である。
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。ドライエツチング
を行う前に酸溶液による基板表面のクリーニングを次の
ように行った。塩酸く35重量%)と水の1: 1の溶
液に基板を15秒間浸した後、水洗する。酸溶液により
基板の表面の極く薄い層がエツチングされ清浄な基板表
面が得られる。水洗後、イソプロピルアルコールに置換
してから、窒素ブローする。しかるのち、基板をサンプ
ルホルダー13に設置し、反応性ガスとして純塩素(9
9,999%)を用い、ガス圧力1.0xlO−’Pa
、?イクロ波入射出六入射出力100W電圧500V、
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、一方フオドレジスト(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
スクもスノく・ツ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(1))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。
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。ドライエツチング
を行う前に酸溶液による基板表面のクリーニングを次の
ように行った。塩酸く35重量%)と水の1: 1の溶
液に基板を15秒間浸した後、水洗する。酸溶液により
基板の表面の極く薄い層がエツチングされ清浄な基板表
面が得られる。水洗後、イソプロピルアルコールに置換
してから、窒素ブローする。しかるのち、基板をサンプ
ルホルダー13に設置し、反応性ガスとして純塩素(9
9,999%)を用い、ガス圧力1.0xlO−’Pa
、?イクロ波入射出六入射出力100W電圧500V、
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、一方フオドレジスト(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
スクもスノく・ツ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(1))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。
またドライエツチング前、塩酸水溶液でクリーニングす
ることにより、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、20mmX20mm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。第2図(a)、 (b)は、エツ
チング前のZnS e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。バンド瑞の発
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。
ることにより、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、20mmX20mm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。第2図(a)、 (b)は、エツ
チング前のZnS e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。バンド瑞の発
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。
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分ベークし、Ti4を約10
00A、?1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Ti4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、Ti4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。テーバ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5P
a程度が望ましい。圧力を高(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用いたTf4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
表面の塩酸水溶液によるクリーニング及び純塩素ガスに
よるZn5e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。
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分ベークし、Ti4を約10
00A、?1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Ti4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、Ti4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。テーバ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5P
a程度が望ましい。圧力を高(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用いたTf4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
表面の塩酸水溶液によるクリーニング及び純塩素ガスに
よるZn5e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。
に関していえば、第3図の方法は有効な手段といえる。
また塩酸水溶液による基板表面のクリーニングはサイド
エッチの抑制に効果があった。
エッチの抑制に効果があった。
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
。
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
。
本実施例においては、n−vi族化合物半導体としてZ
n5e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 N X
などの絶縁物、 Mo、N1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 BCl
3、あるいはCC12F2、などでもよい。
n5e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 N X
などの絶縁物、 Mo、N1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 BCl
3、あるいはCC12F2、などでもよい。
また、エツチング前に浸す酸溶液は、塩酸に限らず硫酸
、硝酸あるいはこれらの混合液等でもよい。
、硝酸あるいはこれらの混合液等でもよい。
〔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。
る。
■−■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、■−■族化合物半導体
を用いたデバイスを、再現性、信穎性よく、かつ容易に
作製することができる。
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、■−■族化合物半導体
を用いたデバイスを、再現性、信穎性よく、かつ容易に
作製することができる。
さらに、ドライエツチング前に基板を酸溶液に浸すこと
により、基板表面の酸素、炭素等の不純物が、極く薄い
表面のII−VI族化合物半導体と共に取り除かれる。
により、基板表面の酸素、炭素等の不純物が、極く薄い
表面のII−VI族化合物半導体と共に取り除かれる。
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
が可能となり多様なデバイスの作製が可能となる。
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
が可能となり多様なデバイスの作製が可能となる。
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図。 第2図(a)、 (1))は、それぞれ本発明の方法に
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
成概略断面図を示す。 ・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 e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 以上
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図。 第2図(a)、 (1))は、それぞれ本発明の方法に
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
成概略断面図を示す。 ・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 e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 以上
Claims (1)
- 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、前記ド
ライエッチングを行う前に、該II−VI族化合物半導
体の表面を酸溶液に浸す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。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1136801A JPH033235A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 化合物半導体のエッチング方法 |
DE69033151T DE69033151T2 (de) | 1989-02-23 | 1990-02-20 | Ätzverfahren für Verbindungshalbleiter |
EP90103252A EP0386518B1 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-20 | Etching method for compound semiconductors |
KR1019900002105A KR940002737B1 (ko) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | 화합물 반도체의 에칭 방법 |
US07/484,222 US5133830A (en) | 1989-04-07 | 1990-02-22 | Method of pretreatment and anisotropic dry etching of thin film semiconductors |
US07/687,354 US5236537A (en) | 1989-04-07 | 1991-04-18 | Plasma etching apparatus |
HK98115552A HK1014297A1 (en) | 1989-02-23 | 1998-12-24 | Etching method for compound semiconductors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1136801A JPH033235A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 化合物半導体のエッチング方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH033235A true JPH033235A (ja) | 1991-01-09 |
Family
ID=15183837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1136801A Pending JPH033235A (ja) | 1989-02-23 | 1989-05-30 | 化合物半導体のエッチング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH033235A (ja) |
-
1989
- 1989-05-30 JP JP1136801A patent/JPH033235A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5145554A (en) | Method of anisotropic dry etching of thin film semiconductors | |
WO2006031452A2 (en) | Apparatus for the optimization of atmospheric plasma in a plasma processing system | |
JP2757546B2 (ja) | Feを含む物質のエッチング方法およびエッチング装置 | |
KR940002737B1 (ko) | 화합물 반도체의 에칭 방법 | |
JPH0682643B2 (ja) | 表面処理方法 | |
US5194119A (en) | Method of anisotropic dry etching of thin film semiconductors | |
JPH033235A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JPS63220525A (ja) | ダイヤモンド半導体のエツチング方法 | |
US5133830A (en) | Method of pretreatment and anisotropic dry etching of thin film semiconductors | |
US5236537A (en) | Plasma etching apparatus | |
JPS6113634A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JPH02299227A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JPH0336725A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JPH02299231A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JPH02267938A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JPH02267936A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
RU2029411C1 (ru) | Способ плазменного травления тонких пленок | |
JPH02267937A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JP3052321B2 (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JPH033234A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JPH02298027A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JPH04137532A (ja) | 表面処理方法及びその装置 | |
JPH02299228A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 | |
JP2615070B2 (ja) | エツチング方法 | |
JPH02299229A (ja) | 化合物半導体のエッチング方法 |