JPH0410414A - 半導体の製造、エッチング、表面被膜保護方法 - Google Patents
半導体の製造、エッチング、表面被膜保護方法Info
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- JPH0410414A JPH0410414A JP23229790A JP23229790A JPH0410414A JP H0410414 A JPH0410414 A JP H0410414A JP 23229790 A JP23229790 A JP 23229790A JP 23229790 A JP23229790 A JP 23229790A JP H0410414 A JPH0410414 A JP H0410414A
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- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/30612—Etching of AIIIBV compounds
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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、ヘテロ構造デバイス用の■−■半導体の製造
方法に関し、特に、高い精度の従属時間操作の期間を制
御することに関する。
方法に関し、特に、高い精度の従属時間操作の期間を制
御することに関する。
［従来の技術］
光放射分光法及びレーザ干渉計使用法の様なリアルタイ
ムの従来の診断技術によって、プラズマ製造方法の制御
と開発が重要であることが証明されてきた。特に、こう
した方法はエッチ率や、終了点の検出に幅広く用いられ
てきた。元の位置をモニターすることの必要性は、デバ
イス製造方法がクリーンルームから集積化、多段階の従
来の製造方法と発達するにつれて、さらに増加するだろ
う。終了点や、エッチ率をモニターすることの他に、プ
ロセス変数が最小化し、制御されるために、デバイスの
振舞いを直接を関係付けさせるウェハーの性質をモニタ
ーすることも必要になる。
ムの従来の診断技術によって、プラズマ製造方法の制御
と開発が重要であることが証明されてきた。特に、こう
した方法はエッチ率や、終了点の検出に幅広く用いられ
てきた。元の位置をモニターすることの必要性は、デバ
イス製造方法がクリーンルームから集積化、多段階の従
来の製造方法と発達するにつれて、さらに増加するだろ
う。終了点や、エッチ率をモニターすることの他に、プ
ロセス変数が最小化し、制御されるために、デバイスの
振舞いを直接を関係付けさせるウェハーの性質をモニタ
ーすることも必要になる。
プラズマ製造中の材料特性をモニターすること、即ち終
端検波への光ルミネセンス分光法の応用は、特に有効で
ある。その理由としては、（１）大きい量子収率は強力
なプラズマの成長の存在において、高感度の検波を損ね
る； （２）量子収率は表面の状態密度に依存し、デバ
イスの動作に関係があ名； （３）光ルミネセンススペ
クトルは、波長の識別が終点検波に用いられるため、材
料特性を表す； （４）光ルミネセンスのスペク、トル
のピークの位置はウェハーの温度のモニターに用いられ
る。
端検波への光ルミネセンス分光法の応用は、特に有効で
ある。その理由としては、（１）大きい量子収率は強力
なプラズマの成長の存在において、高感度の検波を損ね
る； （２）量子収率は表面の状態密度に依存し、デバ
イスの動作に関係があ名； （３）光ルミネセンススペ
クトルは、波長の識別が終点検波に用いられるため、材
料特性を表す； （４）光ルミネセンスのスペク、トル
のピークの位置はウェハーの温度のモニターに用いられ
る。
■−ｖ材料のプラズマエツチングは多くのデバイスへの
応用に重要である。−射的に、エツチングは異方性で、
かつ選択的、−様で、損傷が少なくあるべきである。−
斉にこうした特質を成立させることは困難で、この特質
間のトレードオフは時として必要であるが、プラズマ化
学や、プラズマ診断技術は望ましい結果を与えてくれる
ために、巧みに扱うことができる。例えば、赤外線ディ
テクターの構成において、終端検波や、エツチング終了
層（または両方）はＧａＡｓ基板を除去することなしに
、例えばＡｌＧａＡｓを除去することを必要とする。Ｉ
ｎＧａＡｓのエツチング終了層は用いられるが、エピ
タキシャル成長の複雑さは増加する。ＡｌＧａＡｓとＧ
ａＡｓの間を区別する光ルミネセンス終端検波はエツチ
ング終了層の必要性を事前になくしてくれる。
応用に重要である。−射的に、エツチングは異方性で、
かつ選択的、−様で、損傷が少なくあるべきである。−
斉にこうした特質を成立させることは困難で、この特質
間のトレードオフは時として必要であるが、プラズマ化
学や、プラズマ診断技術は望ましい結果を与えてくれる
ために、巧みに扱うことができる。例えば、赤外線ディ
テクターの構成において、終端検波や、エツチング終了
層（または両方）はＧａＡｓ基板を除去することなしに
、例えばＡｌＧａＡｓを除去することを必要とする。Ｉ
ｎＧａＡｓのエツチング終了層は用いられるが、エピ
タキシャル成長の複雑さは増加する。ＡｌＧａＡｓとＧ
ａＡｓの間を区別する光ルミネセンス終端検波はエツチ
ング終了層の必要性を事前になくしてくれる。
自己整合へテロ構造電界効果トランジスタ（ＨＦＥＴｓ
）では、ＧａＡｓはＡｌＧａＡｓから除去され、プラズ
マガスの合成の注意深い選択は自然エツチング終了を提
供する。しかし、この場合、デバイス閾値電圧を変える
プラズマ誘導損傷を最小化することが重要である。プラ
ズマ誘導表面の無秩序さもまた、エピタキシャル再成長
や金属皮膜の様な連続製造過程に悪影響を及ぼす。この
ように、損傷の光ルミネセンスモニターは、損傷の最小
化や、損傷除去の方法の発展を妨げてきた。
）では、ＧａＡｓはＡｌＧａＡｓから除去され、プラズ
マガスの合成の注意深い選択は自然エツチング終了を提
供する。しかし、この場合、デバイス閾値電圧を変える
プラズマ誘導損傷を最小化することが重要である。プラ
ズマ誘導表面の無秩序さもまた、エピタキシャル再成長
や金属皮膜の様な連続製造過程に悪影響を及ぼす。この
ように、損傷の光ルミネセンスモニターは、損傷の最小
化や、損傷除去の方法の発展を妨げてきた。
■−ｖ族へテロ構造に於けるプラズマエツチング終端検
波に於ける光ルミネセンスの使用は米国特許第４７１３
１４０号明細書に詳細に記述されている。前記明細書に
は■−■族混合物の層が他の■−Ｖ族混合物の基板層に
完全にエツチングされる終点の検出に関する技術が開示
されている。明細書による一実施例として、基板からの
光ルミネセンスが所定の閾値に達する点を検出すること
によって、これは達成される。この閾値は経験的に定め
られる。
波に於ける光ルミネセンスの使用は米国特許第４７１３
１４０号明細書に詳細に記述されている。前記明細書に
は■−■族混合物の層が他の■−Ｖ族混合物の基板層に
完全にエツチングされる終点の検出に関する技術が開示
されている。明細書による一実施例として、基板からの
光ルミネセンスが所定の閾値に達する点を検出すること
によって、これは達成される。この閾値は経験的に定め
られる。
［発明の概要コ
本発明者は■−■族半導体からの誘導光ルミネセンスが
プラズマ製造方法の時間依存の制御の改善に用いられる
ことを発見した。処理中の基板からの光ルミネセンスは
ある環境下においては急激に減少することが分かってお
り、この急激な減少はプロセスの終端の正確な検出に用
いられる。皮膜保護プロセス、例えば、水素プラズマ皮
膜保護において、光ルミネセンスの最大値は表面損傷を
示す。水素プラズマに表面を連続して暴露することは、
以前から無害と推測されていて、表面損傷が予備処理を
施した状態に達したり、越えた点まで、表面を損傷する
。このプロセスの終点は、光ルミネセンスの低下の始点
、即ち光ルミネセンス信号の最大値である。
プラズマ製造方法の時間依存の制御の改善に用いられる
ことを発見した。処理中の基板からの光ルミネセンスは
ある環境下においては急激に減少することが分かってお
り、この急激な減少はプロセスの終端の正確な検出に用
いられる。皮膜保護プロセス、例えば、水素プラズマ皮
膜保護において、光ルミネセンスの最大値は表面損傷を
示す。水素プラズマに表面を連続して暴露することは、
以前から無害と推測されていて、表面損傷が予備処理を
施した状態に達したり、越えた点まで、表面を損傷する
。このプロセスの終点は、光ルミネセンスの低下の始点
、即ち光ルミネセンス信号の最大値である。
本発明の一視点によれば、エツチングの終点は基板から
の光ルミネセンスが最大値になる点を検出することによ
って、見つけられる。より望ましい具体例では、基板か
らの光ルミネセンスがかなり低い値に低下する点を終点
として使用している。
の光ルミネセンスが最大値になる点を検出することによ
って、見つけられる。より望ましい具体例では、基板か
らの光ルミネセンスがかなり低い値に低下する点を終点
として使用している。
本発明の他の視点によれば、■−■族半導体層の表面は
、層の表面の光ルミネセンスの発生と光ルミネセンスの
頂点での終了によって測定された間、水素プラズマに暴
露されることによって皮膜保護される。
、層の表面の光ルミネセンスの発生と光ルミネセンスの
頂点での終了によって測定された間、水素プラズマに暴
露されることによって皮膜保護される。
ここに記載したプロセスにおいて、終点は光ルミネセン
ス信号自身によって決定され、経験的に定められた閾値
には依存しない。■−■族半導体材料に於ける光ルミネ
センスプロセスの完全な理解や、こうした材料での予期
しない光ルミネセンス現象の発見を通して、光ルミネセ
ンス信号が正確にプロセス変数を定義する。
ス信号自身によって決定され、経験的に定められた閾値
には依存しない。■−■族半導体材料に於ける光ルミネ
センスプロセスの完全な理解や、こうした材料での予期
しない光ルミネセンス現象の発見を通して、光ルミネセ
ンス信号が正確にプロセス変数を定義する。
［実施例］
以下、図を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する
。本発明を説明するために二種類のサンプルを用いた：
有機金属化学気相成長法により成長したＡ １ｏ、ａ
Ｇ ａＯ，７Ａ ｓ （１μｍ）とＧａＡｓ （１０
ｎｍ）のエピタキシャル層を持った半絶縁（Ｓ Ｉ）Ｇ
ａＡｓ基板とＳ ｌＧａＡｓ基板である。
。本発明を説明するために二種類のサンプルを用いた：
有機金属化学気相成長法により成長したＡ １ｏ、ａ
Ｇ ａＯ，７Ａ ｓ （１μｍ）とＧａＡｓ （１０
ｎｍ）のエピタキシャル層を持った半絶縁（Ｓ Ｉ）Ｇ
ａＡｓ基板とＳ ｌＧａＡｓ基板である。
実験的な配置は光電子放出に関する、光学ガルバーニ電
気診断測定の最近の報告に類似している。
気診断測定の最近の報告に類似している。
（参照二Ｓ、Ｗ、 ドウニー、Ａ、ミツシェル、Ｒｌ
Ａ、ゴッツコらのＪ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、６Ｂ。
Ａ、ゴッツコらのＪ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、６Ｂ。
５２．８０（１９８８年））光ルミネセンスは、ｐ偏光
した入射角約８０度のパルスＮ２励起色素レーザを用い
て、生じる。レーザのパルスエネルギーは大体５０４ｎ
ｍ光の２６０μＪで、約０．１５ｃｍ２のスポットサイ
ズにサンプルに対して焦点を合わせる。光ルミネセンス
は集光し、平行になり、光電子増倍管（ＰＭＴ）を装備
したモノクロームメータや、強化ダイオード列を装備し
た分光器の入口のスリットに焦点をおく。Ｐ ＭＴの出
力は、ゲート積分器を用いてモニターされ：ダイオード
列は信号平均器に接続される。ゲート積分器と信号平均
器の両方はマイクロコンピュータに接続されている。
した入射角約８０度のパルスＮ２励起色素レーザを用い
て、生じる。レーザのパルスエネルギーは大体５０４ｎ
ｍ光の２６０μＪで、約０．１５ｃｍ２のスポットサイ
ズにサンプルに対して焦点を合わせる。光ルミネセンス
は集光し、平行になり、光電子増倍管（ＰＭＴ）を装備
したモノクロームメータや、強化ダイオード列を装備し
た分光器の入口のスリットに焦点をおく。Ｐ ＭＴの出
力は、ゲート積分器を用いてモニターされ：ダイオード
列は信号平均器に接続される。ゲート積分器と信号平均
器の両方はマイクロコンピュータに接続されている。
光ルミネセンス信号は１０から３００μＪのレーザパル
スエネルギーに線形になるので、パルスレーザの構成は
連続波励起構成よりは好ましい。
スエネルギーに線形になるので、パルスレーザの構成は
連続波励起構成よりは好ましい。
このように、短い、高強度のパルスとゲート保護は、プ
ラズマの背景成長を妨げる。さらに低周期効率パルスレ
ーザは、サンプル内で低エネルギーて成長し、加熱や、
光分解を最小限にする。
ラズマの背景成長を妨げる。さらに低周期効率パルスレ
ーザは、サンプル内で低エネルギーて成長し、加熱や、
光分解を最小限にする。
サンプルは、平行板と、容量性結合リアクタ内で処理さ
れる。簡単に述べると、直径７．６ｃｍの陽極酸化した
Ａｌと水冷電極、３ｃｍの切れ目と交差した６本のパイ
レックスを用いる。ウエノ＼−は接地され、上部電極は
ａとｐｉがマツチングしたネットワークを介して、１３
ＭＨｚ電力源に接続される。電力測定にはディジタル化
した電流と電圧波形の積によって得られる。エツチング
には、１６０ｍＴｏ ｒ ｒで２Ｏ−２５ＷのＢＣｌ３
を５ｓｅｃｍ用いる。皮膜保護損傷には、５００ｍＴｏ
ｒｒで４−６ＷのＨ２を５ｓｅｃｍ用いる。
れる。簡単に述べると、直径７．６ｃｍの陽極酸化した
Ａｌと水冷電極、３ｃｍの切れ目と交差した６本のパイ
レックスを用いる。ウエノ＼−は接地され、上部電極は
ａとｐｉがマツチングしたネットワークを介して、１３
ＭＨｚ電力源に接続される。電力測定にはディジタル化
した電流と電圧波形の積によって得られる。エツチング
には、１６０ｍＴｏ ｒ ｒで２Ｏ−２５ＷのＢＣｌ３
を５ｓｅｃｍ用いる。皮膜保護損傷には、５００ｍＴｏ
ｒｒで４−６ＷのＨ２を５ｓｅｃｍ用いる。
エツチング中のＡ １ ｏ、ｓ Ｇ ａ ｏ、７Ａ Ｓ
層厚に対するＡ Ｉ、３Ｇａ、７ＡｓとＧａＡｓ光ルミ
ネセンス強度に関する簡単な表現は、以下を仮定して導
出される。＝ （１）フラットバンド状態； （２）一
定の量子収率； （３） Ａ Ｉ ｏ、ａ ｃ ａ
Ｏ，７Ａ Ｓプラズマインターフェースでの一定の反射
及びＡｌｏ、、３Ｇａｏ、７Ａｓ−ＧａＡｓインターフ
ェースでの一定の反射； （４）ＧａＡｓ基板か、Ａ
ｌ Ｏ，３Ｇ ａ ｏ、７Ａ Ｓエピタキシャル層のい
ずれかにおける無視できる光ルミネセンス吸収。
層厚に対するＡ Ｉ、３Ｇａ、７ＡｓとＧａＡｓ光ルミ
ネセンス強度に関する簡単な表現は、以下を仮定して導
出される。＝ （１）フラットバンド状態； （２）一
定の量子収率； （３） Ａ Ｉ ｏ、ａ ｃ ａ
Ｏ，７Ａ Ｓプラズマインターフェースでの一定の反射
及びＡｌｏ、、３Ｇａｏ、７Ａｓ−ＧａＡｓインターフ
ェースでの一定の反射； （４）ＧａＡｓ基板か、Ａ
ｌ Ｏ，３Ｇ ａ ｏ、７Ａ Ｓエピタキシャル層のい
ずれかにおける無視できる光ルミネセンス吸収。
６６７ｎｍでのＡ １ ｏ、ａ Ｇ ａ ｏ、ｒ Ａ
Ｓ光ルミネセンスにおいて ここで、Ｉ （χ）は、標準エツチング深度χ閤ｘ
／ ｄ の関数としての光ルミネセンス強度てあす、
■ は光ルミネセンス強度の初期値、α はｅ
ｅ吸収係数、ｄ は最初のＡ １ ｏ 、 ａ Ｇ
ａ Ｏ、’７ Ａ ｓ層の厚さ、下付きのｅは、エピ
タキシャルＡｌ、３Ｇａ０．７Ａｓ層を表している。８
６８ｎｍでのＧａＡｓ基板光ルミネセンスにおいて、−
−４（ｌ−わ １、（Ｚ戸Ｉ；”ｅ ｆｏｒｚ＜１と １、（Ｘ）＝Ｉ；’ ｆｏｒｚ≧１゜下付きのＳは
Ｓ ｌＧａＡｓを表しており、■ は損傷のない場合（
フラットバンド状態）の最後のＧａＡｓ光ルミネセンス
強度を表している。
Ｓ光ルミネセンスにおいて ここで、Ｉ （χ）は、標準エツチング深度χ閤ｘ
／ ｄ の関数としての光ルミネセンス強度てあす、
■ は光ルミネセンス強度の初期値、α はｅ
ｅ吸収係数、ｄ は最初のＡ １ ｏ 、 ａ Ｇ
ａ Ｏ、’７ Ａ ｓ層の厚さ、下付きのｅは、エピ
タキシャルＡｌ、３Ｇａ０．７Ａｓ層を表している。８
６８ｎｍでのＧａＡｓ基板光ルミネセンスにおいて、−
−４（ｌ−わ １、（Ｚ戸Ｉ；”ｅ ｆｏｒｚ＜１と １、（Ｘ）＝Ｉ；’ ｆｏｒｚ≧１゜下付きのＳは
Ｓ ｌＧａＡｓを表しており、■ は損傷のない場合（
フラットバンド状態）の最後のＧａＡｓ光ルミネセンス
強度を表している。
第１図はエツチングプロセスの描写のためのデータを与
える。点線は式１と式２、Ｉ−２，１、１−４，４３、
α ｄ −２を用いて光ルミネＳ
ｅ ｅセンス強度を計算したもので
ある。１μｍで、Ａｌｏ、３Ｇａｏ、７Ａｓフイルムで
は典型的なエツチング時間は１０から２５秒の範囲で、
サンプルの大きさによる。第１図において光ルミネセン
ス強度で観測されたぶれは太線で示す。前述の簡単な推
測に基く期待に反して、Ａ Ｉ。、３Ｇａ、７ＡＳから
の光ルミネセンスは急激に減少し、終点の前で消失して
いる。理由の一つとして、ＧａＡｓの元でのキャリアの
注入やトラッピングによるものと思われる。ＧａＡｓか
らの光ルミネセンスは最初は、指数的に増加していくが
、予期していた曲線からＡ Ｉ、３Ｇａ、７Ａｓ光ルミ
ネセンスが無視でき、Ａ Ｉ、３Ｇａ、ＹＡｓ層が除去
されたとき、急激に減少してしまう点で離れてしまった
。
える。点線は式１と式２、Ｉ−２，１、１−４，４３、
α ｄ −２を用いて光ルミネＳ
ｅ ｅセンス強度を計算したもので
ある。１μｍで、Ａｌｏ、３Ｇａｏ、７Ａｓフイルムで
は典型的なエツチング時間は１０から２５秒の範囲で、
サンプルの大きさによる。第１図において光ルミネセン
ス強度で観測されたぶれは太線で示す。前述の簡単な推
測に基く期待に反して、Ａ Ｉ。、３Ｇａ、７ＡＳから
の光ルミネセンスは急激に減少し、終点の前で消失して
いる。理由の一つとして、ＧａＡｓの元でのキャリアの
注入やトラッピングによるものと思われる。ＧａＡｓか
らの光ルミネセンスは最初は、指数的に増加していくが
、予期していた曲線からＡ Ｉ、３Ｇａ、７Ａｓ光ルミ
ネセンスが無視でき、Ａ Ｉ、３Ｇａ、ＹＡｓ層が除去
されたとき、急激に減少してしまう点で離れてしまった
。
観測と予測の相違点は、プラズマ誘導損傷によって生じ
るフラットバンド状態から離れてしまうことである。プ
ラズマ暴露によって生じる表面状態は、２通りの仕方で
光ルミネセンス強度を減少させる。第１は、帯電した表
面状態がバンドのたわみをつくり、バルクの中で強い電
場を誘起することである；この場によって、電子−ホー
ル対が分離され、放射性再結合の確率を減少させている
。
るフラットバンド状態から離れてしまうことである。プ
ラズマ暴露によって生じる表面状態は、２通りの仕方で
光ルミネセンス強度を減少させる。第１は、帯電した表
面状態がバンドのたわみをつくり、バルクの中で強い電
場を誘起することである；この場によって、電子−ホー
ル対が分離され、放射性再結合の確率を減少させている
。
第２は、欠陥が非放射性再結合を促すことである。
データより、Ａ ｌ ｏ、３Ｇ ａ ｏ、７Ａ Ｓの約
０，３μｍが維持されていれば、ダークスペース層の厚
さは、Ａ １０．３０ ａ ０．７ Ａ ｓ層を囲むよ
うに現れ、下のＧａＡｓの中を入り込む。終点で、Ｇａ
Ａｓ表面は損傷し、エツチングプラズマに直接、暴露さ
れ、光ルミネセンス強度は急激に減少する。
０，３μｍが維持されていれば、ダークスペース層の厚
さは、Ａ １０．３０ ａ ０．７ Ａ ｓ層を囲むよ
うに現れ、下のＧａＡｓの中を入り込む。終点で、Ｇａ
Ａｓ表面は損傷し、エツチングプラズマに直接、暴露さ
れ、光ルミネセンス強度は急激に減少する。
何も覆われていないＧａＡｓ表面は、光ルミネセンスの
収率がＡｌＧａＡｓて覆われているものよりも低かった
。なぜなら、ＧａやＡｓの酸化物の形成や、形成中に高
表面密度を造る元素Ａｓの蓄積が原因である。多極性Ｈ
２プラズマは前述の層を２００度で除去し、窒化の後、
光ルミネセンス収率を増加したり、ＭＥＳＦＥＴの動作
が改善された。ｒｆＨ２とＮ２プラズマ処理を用いて、
ｎタイプのＧａＡｓの表面でフェルミレベルピニングさ
れていないことが示されている。Ｈ＋イオンでＩｎＰ表
面を処理すると、モニターした時ど同様の光ルミネセン
ス強度増加の原因である。ＩｎＰとＧａＡｓに関して、
活性水素処理は本来の酸化物を減少させ、電子−ホール
再結合を容易にする懸垂ボンド欠陥（ｄａｎｇｌｉｎｇ
ｂｏｎｄ ｄｅｒｅｃｔ）を補償する。
収率がＡｌＧａＡｓて覆われているものよりも低かった
。なぜなら、ＧａやＡｓの酸化物の形成や、形成中に高
表面密度を造る元素Ａｓの蓄積が原因である。多極性Ｈ
２プラズマは前述の層を２００度で除去し、窒化の後、
光ルミネセンス収率を増加したり、ＭＥＳＦＥＴの動作
が改善された。ｒｆＨ２とＮ２プラズマ処理を用いて、
ｎタイプのＧａＡｓの表面でフェルミレベルピニングさ
れていないことが示されている。Ｈ＋イオンでＩｎＰ表
面を処理すると、モニターした時ど同様の光ルミネセン
ス強度増加の原因である。ＩｎＰとＧａＡｓに関して、
活性水素処理は本来の酸化物を減少させ、電子−ホール
再結合を容易にする懸垂ボンド欠陥（ｄａｎｇｌｉｎｇ
ｂｏｎｄ ｄｅｒｅｃｔ）を補償する。
第２図はＳ ｌＧａＡｓが最初に２５度でＨ２プラズマ
に暴露されたとき、ＧａＡｓ光ルミネセンス強度が同時
に増加することを示す。Ｎ２プラズマ処理が続くにつれ
て表面は損傷し、光ルミネセンス収率は急激に減少して
いく（第２図中の太線）。仮にプラズマがピークで途切
れてしまったら、（第２図中の点線）光ルミネセンス強
度は更に徐々に減少していく。連続プラズマ暴露のもと
で、光ルミネセンスはふたたび増加し、このシステムの
容器圧は０．５Ｔｏｒｒであるが、２４時間安定であり
続ける。皮膜保護されたサンプルが少なくとも８日間空
気に暴露された時でさえ、光ルミネセンス強度は１０％
以上向上したレベルで維持されている。こうした結果は
ウェハーが製造されている時間長を最小にする同時モニ
ターの値を示す。
に暴露されたとき、ＧａＡｓ光ルミネセンス強度が同時
に増加することを示す。Ｎ２プラズマ処理が続くにつれ
て表面は損傷し、光ルミネセンス収率は急激に減少して
いく（第２図中の太線）。仮にプラズマがピークで途切
れてしまったら、（第２図中の点線）光ルミネセンス強
度は更に徐々に減少していく。連続プラズマ暴露のもと
で、光ルミネセンスはふたたび増加し、このシステムの
容器圧は０．５Ｔｏｒｒであるが、２４時間安定であり
続ける。皮膜保護されたサンプルが少なくとも８日間空
気に暴露された時でさえ、光ルミネセンス強度は１０％
以上向上したレベルで維持されている。こうした結果は
ウェハーが製造されている時間長を最小にする同時モニ
ターの値を示す。
第３図はエツチング皮膜保護の連続を示す。Ａ１ ｏ、
ａ Ｇ ａ ｏ、ｙ Ａ Ｓの１．ｃｚｍを除去した後
、損傷しているＧａＡｓ基板が、室温てＨ２プラズマを
用いれば簡単に不動態化される。
ａ Ｇ ａ ｏ、ｙ Ａ Ｓの１．ｃｚｍを除去した後
、損傷しているＧａＡｓ基板が、室温てＨ２プラズマを
用いれば簡単に不動態化される。
上記したように、本発明のある側面は■−■族半導体表
面から誘導された光ルミネセンスの急峻な立ち上がりを
用いた技術にもとすいている。最大値の場合、本当の終
点ではないちいさい返り点をあたえる必要がある。例え
ば、第１図で示しているが、実際の終点の前に光ルミネ
センス曲線がはっきり屈曲していることが分かる。この
ちいさな極小値は実際の終点に関係があり、プロセス制
御点として使用される。しかし、好ましいケースの場合
、少なくとも５０％の光ルミネセンスにおける減少が起
きるまで、プロセスは続く。これはエツチング中にさま
ざまな理由で早まった終了を防ぐ手段である。
面から誘導された光ルミネセンスの急峻な立ち上がりを
用いた技術にもとすいている。最大値の場合、本当の終
点ではないちいさい返り点をあたえる必要がある。例え
ば、第１図で示しているが、実際の終点の前に光ルミネ
センス曲線がはっきり屈曲していることが分かる。この
ちいさな極小値は実際の終点に関係があり、プロセス制
御点として使用される。しかし、好ましいケースの場合
、少なくとも５０％の光ルミネセンスにおける減少が起
きるまで、プロセスは続く。これはエツチング中にさま
ざまな理由で早まった終了を防ぐ手段である。
皮膜保護プロセスにおいて、光ルミネセンス反応は異な
った点をもつ。光ルミネセンスは最大値の前で急激な変
化を示す。それゆえ、最大値の指示器は光ルミネセンス
の急勾配の上昇を示す。最大値指示器の前では、上昇か
、頂点か、減少かを制御する点を決定する製造の段階は
トリガーとして用いられている。
った点をもつ。光ルミネセンスは最大値の前で急激な変
化を示す。それゆえ、最大値の指示器は光ルミネセンス
の急勾配の上昇を示す。最大値指示器の前では、上昇か
、頂点か、減少かを制御する点を決定する製造の段階は
トリガーとして用いられている。
第１図乃至第３図はプラズマ製造の時間依存制御を用い
た誘導光ルミネセンスの最大値を示す図。 出 願 人：アメリカン テレホン アンドＦＩＧ、
１ ＦＩＧ、 ２ 時間（分）
た誘導光ルミネセンスの最大値を示す図。 出 願 人：アメリカン テレホン アンドＦＩＧ、
１ ＦＩＧ、 ２ 時間（分）
Claims (13)
- （１）少なくとも１つのIII−Ｖ族半導体の暴露された
面を時間依存プラズマ処理ステップを有する半導体の製
造方法において、 前記露出面に放射線を照射することにより、時間依存ス
テップの操作時間を制御し、 前記放射線の照射が、表面から光ルミネセンス（ＰＬ）
をおこすのに十分な密度と波長を持ち、プラズマ処理ス
テップを実行している間に、前記光ルミネセンスをモニ
ターし、 モニターされた光ルミネセンスに於ける最大値に応じて
、前記時間依存ステップを終了するステップ、 からなることを特徴とする半導体の製造方法。 - （２）時間依存ステップは、光ルミネセンスが最大値に
なった時点で終了することを特徴とする請求項１記載の
方法。 - （３）時間依存ステップは、光ルミネセンスが最大値に
なった時点後、一定の時間で終了することを特徴とする
請求項１記載の方法。 - （４）プラズマ処理ステップは、III−Ｖ族半導体のエ
ッチングであることを特徴とする請求項１記載の方法。 - （５）プラズマ処理ステップは、III−Ｖ族半導体の暴
露された表面を皮膜保護することを特徴とする請求項１
記載の方法。 - （６）第一III−Ｖ族半導体層の部分をマスクするステ
ップ、 層の部分を暴露するステップ、 第一III−Ｖ半導体の暴露部分をエッチングするため、
プラズマ腐食液を暴露部分に施すステップ、第二III−
Ｖ半導体の基板まで、第一III−Ｖ半導体層の暴露部分
がエッチングされた時、エッチングを終了するステップ
、 前記層がエッチングされている間、前記暴露部分上に放
射線を直接照射するステップ、前記放射線は、前記基板
から光ルミネセンスが起こるのに十分な強度と波長を持
ち、 基板からの光ルミネセンスが十分に減少したときエッチ
ングを終了するステップ、 からなり、第二III−Ｖ半導体の基板を覆う第一III−Ｖ
半導体層をエッチングすることを特徴とする半導体のエ
ッチング方法。 - （７）第一III−Ｖ半導体はＧａＡｌＡｓで、第二III−
Ｖ半導体はＧａＡｓであることを特徴とする請求項６記
載の方法。 - （８）第一III−Ｖ半導体はＧａＡｓで、第二III−Ｖ半
導体はＧａＡｌＡｓであることを特徴とする請求項６記
載の方法。 - （９）層と基板におけるIII−Ｖ半導体は、基板内のＡ
ｌとは異なった量のＡｌを含む層を持ったＧａＡｌＡｓ
であることを特徴とする請求項６記載の方法。 - （１０）表面が皮膜保護されるのに十分な周期で、プラ
ズマを含んだ水素に表面を暴露するステップを有し、 表面がプラズマを含んだ水素に暴露されている間、前記
表面から誘起された光ルミネセンスの最大値を測定する
ことで、前記周期を決定することを特徴とする半導体の
表面皮膜保護方法。 - （１１）プラズマを含んだ水素は電力により維持され、
誘起された光ルミネセンスの最大値の測定に応じて、電
力は終了することを特徴とする請求項１０記載の方法。 - （１２）光ルミネセンスは前記表面上に放射線を直接照
射することにより誘起されることを特徴とする請求項１
１記載の方法。 - （１３）放射線はレーザ光線であることを特徴とする請
求項１２記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US40203089A | 1989-09-01 | 1989-09-01 | |
| US402030 | 1989-09-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0410414A true JPH0410414A (ja) | 1992-01-14 |
Family
ID=23590243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23229790A Pending JPH0410414A (ja) | 1989-09-01 | 1990-09-01 | 半導体の製造、エッチング、表面被膜保護方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0416787B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0410414A (ja) |
| DE (1) | DE69019270T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021117818A1 (ja) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | 株式会社カネカ | 光電変換素子のエッチング方法、および光電変換素子のエッチング装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0503473A3 (en) * | 1991-03-12 | 1992-10-28 | Texas Instruments Incorporated | Method of dry etching ina1as and ingaas lattice matched to inp |
| CN101365937B (zh) | 2005-10-11 | 2015-01-14 | Bt成像股份有限公司 | 用于检查带隙半导体结构的方法和系统 |
| DE102014107385A1 (de) * | 2014-05-26 | 2015-11-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US9341580B2 (en) | 2014-06-27 | 2016-05-17 | Applied Materials, Inc. | Linear inspection system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63224336A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-19 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | 厚さ変化監視装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4528438A (en) * | 1976-09-16 | 1985-07-09 | Northern Telecom Limited | End point control in plasma etching |
| US4208240A (en) * | 1979-01-26 | 1980-06-17 | Gould Inc. | Method and apparatus for controlling plasma etching |
| US4377436A (en) * | 1980-05-13 | 1983-03-22 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Plasma-assisted etch process with endpoint detection |
| US4394237A (en) * | 1981-07-17 | 1983-07-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Spectroscopic monitoring of gas-solid processes |
-
1990
- 1990-08-24 EP EP90309299A patent/EP0416787B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-24 DE DE1990619270 patent/DE69019270T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-01 JP JP23229790A patent/JPH0410414A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63224336A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-19 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | 厚さ変化監視装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021117818A1 (ja) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | 株式会社カネカ | 光電変換素子のエッチング方法、および光電変換素子のエッチング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0416787B1 (en) | 1995-05-10 |
| DE69019270D1 (de) | 1995-06-14 |
| DE69019270T2 (de) | 1996-01-25 |
| EP0416787A1 (en) | 1991-03-13 |
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