JPH05109670A - ドライエツチング方法 - Google Patents
ドライエツチング方法Info
- Publication number
- JPH05109670A JPH05109670A JP26948891A JP26948891A JPH05109670A JP H05109670 A JPH05109670 A JP H05109670A JP 26948891 A JP26948891 A JP 26948891A JP 26948891 A JP26948891 A JP 26948891A JP H05109670 A JPH05109670 A JP H05109670A
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- Japan
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- gaas
- gas
- oxide film
- electron beam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 短時間に半導体酸化膜を生成して超微細加工
が可能なドライエッチング方法を提供する。 【構成】 ＧａＡｓ基板１１上に１μｍ厚のＧａＡｓ成
長層１２を結晶成長し、ＧａＡｓ成長層１２表面に電子
サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）により生成した酸素プラ
ズマ１４を２分間照射し、ＧａＡｓ表面を酸化する。次
に加速電圧３ｋＶの電子ビーム１５を表面のＧａＡｓ酸
化膜１３に部分的に照射する。次に基板温度１００℃に
加熱し、５×１０-5Ｔｏｒｒの塩素ガス１６中で３０分
間ガスエッチングを行なう。この結果、電子ビーム１５
を照射したＧａＡｓ酸化膜１３の表面だけがガスエッチ
ングされ、さらにその部分のＧａＡｓ結晶も深さ６０ｎ
ｍが引続きガスエッチングされた。
が可能なドライエッチング方法を提供する。 【構成】 ＧａＡｓ基板１１上に１μｍ厚のＧａＡｓ成
長層１２を結晶成長し、ＧａＡｓ成長層１２表面に電子
サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）により生成した酸素プラ
ズマ１４を２分間照射し、ＧａＡｓ表面を酸化する。次
に加速電圧３ｋＶの電子ビーム１５を表面のＧａＡｓ酸
化膜１３に部分的に照射する。次に基板温度１００℃に
加熱し、５×１０-5Ｔｏｒｒの塩素ガス１６中で３０分
間ガスエッチングを行なう。この結果、電子ビーム１５
を照射したＧａＡｓ酸化膜１３の表面だけがガスエッチ
ングされ、さらにその部分のＧａＡｓ結晶も深さ６０ｎ
ｍが引続きガスエッチングされた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体の電子ビ
ームを用いたドライエッチング方法、さらに詳しくはナ
ノメータレベルの精密なドライエッチング方法に関す
る。
ームを用いたドライエッチング方法、さらに詳しくはナ
ノメータレベルの精密なドライエッチング方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体へのドライエ
ッチング技術は、半導体プロセス上重要である。特に最
近では、量子効果が現れるナノメータレベルのドライエ
ッチング技術に注目されている。
ッチング技術は、半導体プロセス上重要である。特に最
近では、量子効果が現れるナノメータレベルのドライエ
ッチング技術に注目されている。
【０００３】このようなナノメータレベルのドライエッ
チングには、集束電子ビームを用いて表面の酸化膜にパ
ターンを形成し、これをエッチングマスクトシテドライ
エッチングする方法がジェイ・アプライド・フィジク
ス，６７（９），１メイ １９９０（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．６７（９），１ Ｍａｙ １９９０）に掲載の
エム．タネヤら（Ｍ．Ｔａｎｅｙａ，ｅｔ．ａｌ．）に
よる文献“ノヴェルエレクトロンビーム リソグラフィ
ー フォア インシチュウパターニング オブ ＧａＡ
ｓ ユウジング アン オキサイズドサーフェイスシン
レイヤー アズ ア レジスト”（“Ｎｏｖｅｌ ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｆ
ｏｒ ｉｎ ｓｉｔｕ ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｏｆ
ＧａＡｓ ｕｓｉｎｇ ａｎ ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｓｕ
ｒｆａｃｅ ｔｈｉｎ ｉａｙｅｒ ｓａ ａ ｒｅｓ
ｉｓｔ”）に提案されている。
チングには、集束電子ビームを用いて表面の酸化膜にパ
ターンを形成し、これをエッチングマスクトシテドライ
エッチングする方法がジェイ・アプライド・フィジク
ス，６７（９），１メイ １９９０（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．６７（９），１ Ｍａｙ １９９０）に掲載の
エム．タネヤら（Ｍ．Ｔａｎｅｙａ，ｅｔ．ａｌ．）に
よる文献“ノヴェルエレクトロンビーム リソグラフィ
ー フォア インシチュウパターニング オブ ＧａＡ
ｓ ユウジング アン オキサイズドサーフェイスシン
レイヤー アズ ア レジスト”（“Ｎｏｖｅｌ ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｆ
ｏｒ ｉｎ ｓｉｔｕ ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｏｆ
ＧａＡｓ ｕｓｉｎｇ ａｎ ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｓｕ
ｒｆａｃｅ ｔｈｉｎ ｉａｙｅｒ ｓａ ａ ｒｅｓ
ｉｓｔ”）に提案されている。
【０００４】図３は、この従来例の工程図である。図３
（ａ）に示すように、分子線結晶成長（ＭＢＥ）法によ
りＧａＡｓ基板３１上に成長したＧａＡｓ成長層３２の
表面に１気圧の酸素ガス３４雰囲気中で光照射３５を６
０分以上行ない、ＧａＡｓ酸化膜３３を形成する。
（ａ）に示すように、分子線結晶成長（ＭＢＥ）法によ
りＧａＡｓ基板３１上に成長したＧａＡｓ成長層３２の
表面に１気圧の酸素ガス３４雰囲気中で光照射３５を６
０分以上行ない、ＧａＡｓ酸化膜３３を形成する。
【０００５】次に同図（ｂ）に示すように、塩素ガス３
６の雰囲気中で電子ビーム３７をＧａＡｓ酸素膜３３に
照射し、選択的にＧａＡｓ酸化膜３３を除去する。
６の雰囲気中で電子ビーム３７をＧａＡｓ酸素膜３３に
照射し、選択的にＧａＡｓ酸化膜３３を除去する。
【０００６】次に同図（ｃ）に示すように、パターン化
されたＧａＡｓ酸化膜３３をエッチングマスクとして塩
素ガスエッチングする。以上のように電子ビームが照射
された場所のＧａＡｓが選択的にエッチングされる。
されたＧａＡｓ酸化膜３３をエッチングマスクとして塩
素ガスエッチングする。以上のように電子ビームが照射
された場所のＧａＡｓが選択的にエッチングされる。
【０００７】このような電子ビームを用いたドライエッ
チングによれば、イオンに比べて１万倍以上も軽い電子
を照射するため、従来のイオン照射を用いたドライエッ
チングのようなイオン衝撃による損傷がなく、非常に低
損傷である。
チングによれば、イオンに比べて１万倍以上も軽い電子
を照射するため、従来のイオン照射を用いたドライエッ
チングのようなイオン衝撃による損傷がなく、非常に低
損傷である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、Ｇａ
Ａｓのガスエッチングに対し十分な耐性を持つＧａＡｓ
酸化膜の生成には、１気圧の高圧酸素ガス中で６０分以
上の光酸化が必要である。さらに、１気圧の高圧酸素ガ
スを排気し、高真空とするために多大な時間を必要とす
る。このように酸化膜の生成に関連する工程には時間が
かかりすぎるという問題点があった。
Ａｓのガスエッチングに対し十分な耐性を持つＧａＡｓ
酸化膜の生成には、１気圧の高圧酸素ガス中で６０分以
上の光酸化が必要である。さらに、１気圧の高圧酸素ガ
スを排気し、高真空とするために多大な時間を必要とす
る。このように酸化膜の生成に関連する工程には時間が
かかりすぎるという問題点があった。
【０００９】本発明の目的は、半導体酸化膜の生成を短
時間に行ない、超微細加工が可能なドライエッチング方
法を提供することにある。
時間に行ない、超微細加工が可能なドライエッチング方
法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるドライエッチング方法においては、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の表面酸化膜に電子ビームを照
射し、電子ビームを照射した部分の前記化合物半導体結
晶のエッチングを行なうドライエッチング方法であっ
て、前記化合物半導体の表面酸化膜は、酸素（Ｏ2）ラ
ジカルを用いて形成するものである。
め、本発明によるドライエッチング方法においては、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の表面酸化膜に電子ビームを照
射し、電子ビームを照射した部分の前記化合物半導体結
晶のエッチングを行なうドライエッチング方法であっ
て、前記化合物半導体の表面酸化膜は、酸素（Ｏ2）ラ
ジカルを用いて形成するものである。
【００１１】
【作用】酸素（Ｏ2）ラジカルにより半導体を酸化でき
るため、ハロゲンガスエッチングに十分な耐性を持つ酸
化膜を数分という短時間で形成することができる。また
酸化に必要な酸素ガス圧も１０-5〜１０-4Ｔｏｒｒと低
いため、次の工程に向けて酸素ガスを排気し、高真空に
することも短時間で可能である。
るため、ハロゲンガスエッチングに十分な耐性を持つ酸
化膜を数分という短時間で形成することができる。また
酸化に必要な酸素ガス圧も１０-5〜１０-4Ｔｏｒｒと低
いため、次の工程に向けて酸素ガスを排気し、高真空に
することも短時間で可能である。
【００１２】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
【００１３】図１は、本発明の第１の実施例を示す工程
図である。図１（ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板１１
上に１μｍ厚のＧａＡｓ成長層１２を結晶成長し、その
ＧａＡｓ成長層１２の表面に、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）により生成した酸素プラズマ１４を２分間照
射し、ＧａＡｓ表面を酸化してＧａＡｓ酸化層１３を形
成した。このときのＥＣＲプラズマ室の酸素ガス圧は５
×１０-5〜Ｔｏｒｒである。
図である。図１（ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板１１
上に１μｍ厚のＧａＡｓ成長層１２を結晶成長し、その
ＧａＡｓ成長層１２の表面に、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）により生成した酸素プラズマ１４を２分間照
射し、ＧａＡｓ表面を酸化してＧａＡｓ酸化層１３を形
成した。このときのＥＣＲプラズマ室の酸素ガス圧は５
×１０-5〜Ｔｏｒｒである。
【００１４】次に同図（ｂ）に示すように、加速電圧３
ｋＶの電子ビーム１５を表面のＧａＡｓ酸化膜１３に部
分的に照射した。
ｋＶの電子ビーム１５を表面のＧａＡｓ酸化膜１３に部
分的に照射した。
【００１５】次に同図（ｃ）に示すように基板温度１０
０℃に加熱し、５×１０-5〜Ｔｏｒｒの塩素ガス１６中
で３０分間ガスエッチングを行なった。この結果、電子
ビーム１５を照射したＧａＡｓ酸化膜１３表面だけがガ
スエッチングされ、さらにその部分のＧａＡｓ結晶も深
さ６０ｎｍが引続きガスエッチングされた。
０℃に加熱し、５×１０-5〜Ｔｏｒｒの塩素ガス１６中
で３０分間ガスエッチングを行なった。この結果、電子
ビーム１５を照射したＧａＡｓ酸化膜１３表面だけがガ
スエッチングされ、さらにその部分のＧａＡｓ結晶も深
さ６０ｎｍが引続きガスエッチングされた。
【００１６】一方、電子ビーム１５が照射されなかった
ＧａＡｓ酸化膜１３には、塩素ガス１６によるガスエッ
チングは起きなかった。
ＧａＡｓ酸化膜１３には、塩素ガス１６によるガスエッ
チングは起きなかった。
【００１７】図２は、本発明の第２の実施例を示す工程
図である。図２（ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板２１
上に１μｍ厚のＧａＡｓ成長層２２を結晶成長し、その
表面に、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）により生成
した酸素プラズマ２４を２分間照射し、ＧａＡｓ表面を
酸化してＧａＡｓ酸化層２３を形成した。このときのＥ
ＣＲプラズマ室の酸素ガス圧は、５×１０-5〜Ｔｏｒｒ
である。
図である。図２（ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板２１
上に１μｍ厚のＧａＡｓ成長層２２を結晶成長し、その
表面に、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）により生成
した酸素プラズマ２４を２分間照射し、ＧａＡｓ表面を
酸化してＧａＡｓ酸化層２３を形成した。このときのＥ
ＣＲプラズマ室の酸素ガス圧は、５×１０-5〜Ｔｏｒｒ
である。
【００１８】次に同図（ｂ）に示すように基板温度６０
℃に加熱し、２×１０-3〜Ｔｏｒｒの塩素ガス２５雰囲
気中で加速電圧５ｋＶの電子ビーム２６を表面のＧａＡ
ｓ酸化膜２３に部分的に照射し、電子ビームアシストエ
ッチングを５分間行なった。
℃に加熱し、２×１０-3〜Ｔｏｒｒの塩素ガス２５雰囲
気中で加速電圧５ｋＶの電子ビーム２６を表面のＧａＡ
ｓ酸化膜２３に部分的に照射し、電子ビームアシストエ
ッチングを５分間行なった。
【００１９】この結果、電子ビーム２６を照射したＧａ
Ａｓ酸化膜２３表面だけがエッチングされ、さらにその
部分のＧａＡｓ結晶も深さ１００ｎｍが引続きガスエッ
チングされた。一方、電子ビーム２６が照射されなかっ
たＧａＡｓ酸化膜２３には塩素ガスによるガスエッチン
グは起きなかった。
Ａｓ酸化膜２３表面だけがエッチングされ、さらにその
部分のＧａＡｓ結晶も深さ１００ｎｍが引続きガスエッ
チングされた。一方、電子ビーム２６が照射されなかっ
たＧａＡｓ酸化膜２３には塩素ガスによるガスエッチン
グは起きなかった。
【００２０】本発明は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の表
面酸化膜を酸素ラジカルを用いて形成し、表面酸化膜に
電子ビームを照射し、電子ビームを照射した部分の化合
物半導体のエッチングを行なうものであり、電子ビーム
の照射に際しては、電子ビームの照射のみによるほか、
ハロゲン電子を含む反応性ガス中で照射すればよく、ま
た、エッチングは、ハロゲン電子を含む反応性ガスによ
るガスエッチングのほか、電子ビームを照射による電子
ビームアシストエッチングにより行なうことができる。
面酸化膜を酸素ラジカルを用いて形成し、表面酸化膜に
電子ビームを照射し、電子ビームを照射した部分の化合
物半導体のエッチングを行なうものであり、電子ビーム
の照射に際しては、電子ビームの照射のみによるほか、
ハロゲン電子を含む反応性ガス中で照射すればよく、ま
た、エッチングは、ハロゲン電子を含む反応性ガスによ
るガスエッチングのほか、電子ビームを照射による電子
ビームアシストエッチングにより行なうことができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によるドライエッチング方法によ
れば、酸素ラジカルにより半導体を酸化することで酸化
膜を短時間で形成でき、しかも、ハロゲンガスエッチン
グに対し、耐性の強い半導体酸化膜を形成することがで
きる。従って、深いハロゲンガスエッチングでも本発明
による半導体酸化膜はガスエッチングされず、良好なエ
ッチングパターンを作成できる。
れば、酸素ラジカルにより半導体を酸化することで酸化
膜を短時間で形成でき、しかも、ハロゲンガスエッチン
グに対し、耐性の強い半導体酸化膜を形成することがで
きる。従って、深いハロゲンガスエッチングでも本発明
による半導体酸化膜はガスエッチングされず、良好なエ
ッチングパターンを作成できる。
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施例のド
ライエッチング方法の工程図である。
ライエッチング方法の工程図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施例のド
ライエッチング方法の工程図である。
ライエッチング方法の工程図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、従来例のドライエッチング
方法の工程図である。
方法の工程図である。
１１，２１ ＧａＡｓ基板 １２，２２ ＧａＡｓ成長層 １３，２３ ＧａＡｓ酸化層 １４，２４ 酸素プラズマ １５，２６ 電子ビーム １６，２５ 塩素（Ｃｌ2）ガス
Claims (1)
- 【請求項１】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の表面酸化膜
に電子ビームを照射し、電子ビームを照射した部分の前
記化合物半導体結晶のエッチングを行なうドライエッチ
ング方法であって、 前記化合物半導体の表面酸化膜は、酸素（Ｏ2）ラジカ
ルを用いて形成するものであることを特徴とするドライ
エッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26948891A JPH05109670A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26948891A JPH05109670A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | ドライエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109670A true JPH05109670A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17473142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26948891A Pending JPH05109670A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05109670A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5567659A (en) * | 1995-05-25 | 1996-10-22 | Northern Telecom Limited | Method of etching patterns in III-V material with accurate depth control |
| DE10130916A1 (de) * | 2001-06-27 | 2003-01-16 | Forschungsverbund Berlin Ev | Verfahren zum anisotropen Strukturieren von Materialien |
| WO2003015145A1 (fr) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | The New Industry Research Organization | Procede de micro-usinage utilisant un faisceau ionique |
| JP2007115453A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
| JP2009076795A (ja) * | 2007-09-22 | 2009-04-09 | Kwansei Gakuin | 三次元微細加工方法及び三次元微細構造 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01207930A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-08-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 表面改質法 |
| JPH03188629A (ja) * | 1989-12-18 | 1991-08-16 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 半導体の微細パターン形成方法 |
-
1991
- 1991-10-17 JP JP26948891A patent/JPH05109670A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01207930A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-08-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 表面改質法 |
| JPH03188629A (ja) * | 1989-12-18 | 1991-08-16 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 半導体の微細パターン形成方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5567659A (en) * | 1995-05-25 | 1996-10-22 | Northern Telecom Limited | Method of etching patterns in III-V material with accurate depth control |
| DE10130916A1 (de) * | 2001-06-27 | 2003-01-16 | Forschungsverbund Berlin Ev | Verfahren zum anisotropen Strukturieren von Materialien |
| DE10130916B4 (de) * | 2001-06-27 | 2004-08-26 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Verfahren zum anisotropen Strukturieren von Materialien |
| WO2003015145A1 (fr) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | The New Industry Research Organization | Procede de micro-usinage utilisant un faisceau ionique |
| JP2003051488A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | New Industry Research Organization | イオンビーム微細加工方法 |
| JP2007115453A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
| JP2009076795A (ja) * | 2007-09-22 | 2009-04-09 | Kwansei Gakuin | 三次元微細加工方法及び三次元微細構造 |
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