JPH05275387A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH05275387A JPH05275387A JP6738392A JP6738392A JPH05275387A JP H05275387 A JPH05275387 A JP H05275387A JP 6738392 A JP6738392 A JP 6738392A JP 6738392 A JP6738392 A JP 6738392A JP H05275387 A JPH05275387 A JP H05275387A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】飽和炭化水素ガスをエッチングガスとして使用
し、選択エッチング用のマスクを設けた化合物半導体の
エッチングを実行する場合に、マスク上への堆積物の発
生を抑え、マスク形状の変形を抑制する。 【構成】エタン，メタンなどの飽和炭化水素ガスと、水
素ガスと、酸素または酸素発生源となるガスを混合し、
これに対して高周波電力またはエネルギ線を照射して励
起することでラジカルを発生し、これによって選択エッ
チングマスクを形成した化合物半導体をエッチングす
る。
し、選択エッチング用のマスクを設けた化合物半導体の
エッチングを実行する場合に、マスク上への堆積物の発
生を抑え、マスク形状の変形を抑制する。 【構成】エタン，メタンなどの飽和炭化水素ガスと、水
素ガスと、酸素または酸素発生源となるガスを混合し、
これに対して高周波電力またはエネルギ線を照射して励
起することでラジカルを発生し、これによって選択エッ
チングマスクを形成した化合物半導体をエッチングす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法、
特にエッチング性を有するラジカルによって化合物半導
体をエッチングする方法に関する。化合物半導体の微細
加工技術として、飽和炭化水素（エタン，メタンなど）
を使用したプラズマエッチングや光エッチングが知られ
ている。
特にエッチング性を有するラジカルによって化合物半導
体をエッチングする方法に関する。化合物半導体の微細
加工技術として、飽和炭化水素（エタン，メタンなど）
を使用したプラズマエッチングや光エッチングが知られ
ている。
【０００２】
【従来の技術】以下、プラズマエッチング技術を例に説
明する。化合物半導体に対するプラズマエッチン方法と
しては、主たるエッチング作用ガスとして飽和炭化水素
ガス（エタン，メタンなど）を使用し、これに電界を印
加してプラズマを発生し、そのラジカルの雰囲気下でエ
ッチングを実行する方法が知られている。
明する。化合物半導体に対するプラズマエッチン方法と
しては、主たるエッチング作用ガスとして飽和炭化水素
ガス（エタン，メタンなど）を使用し、これに電界を印
加してプラズマを発生し、そのラジカルの雰囲気下でエ
ッチングを実行する方法が知られている。
【０００３】化合物半導体に対するプラズマエッチング
においては、既知のシリコンに対するプラズマエッチン
グの様に主たるエッチング作用ガスとしてハロゲンガス
を使用すると、ハロゲン元素が化合物半導体と反応して
強固な結合を構成し、エッチングを円滑に行うことがで
きない場合がある。したがって、ハロゲン元素を含まな
い雰囲気下でエッチングを実行することが望ましい。
においては、既知のシリコンに対するプラズマエッチン
グの様に主たるエッチング作用ガスとしてハロゲンガス
を使用すると、ハロゲン元素が化合物半導体と反応して
強固な結合を構成し、エッチングを円滑に行うことがで
きない場合がある。したがって、ハロゲン元素を含まな
い雰囲気下でエッチングを実行することが望ましい。
【０００４】以上はラジカルの発生方法として紫外線な
どを使用する光エッチングの分野でも同様である。
どを使用する光エッチングの分野でも同様である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】シリコンに対するプラ
ズマエッチングの分野では、前述の飽和炭化水素ガスを
ハロゲンガスに混入することで、エッチングによってで
きた被エッチング物の垂直な側面に炭素を主成分とする
堆積物を付着し、エッチングマスク下へのオーバーエッ
チングを防止する方法が知られている。
ズマエッチングの分野では、前述の飽和炭化水素ガスを
ハロゲンガスに混入することで、エッチングによってで
きた被エッチング物の垂直な側面に炭素を主成分とする
堆積物を付着し、エッチングマスク下へのオーバーエッ
チングを防止する方法が知られている。
【０００６】一方、化合物半導体に対しては、前述飽和
炭化水素ガスが主たるエッチングガスとして化合物半導
体に作用するわけであり、前記シリコンに対する技術と
は、被エッチング物（化合物半導体）に対する飽和炭化
水素ガスの作用が異なっている。さて、化合物半導体に
対するエッチングを行う場合、選択エッチングのマスク
として二酸化シリコン，窒化シリコンなどの誘電体やフ
ォトレジストが使用されるが、高周波電力やエネルギ線
によって励起された前記飽和炭化水素ガスは、このマス
ク上に炭素化合物として堆積することになる。
炭化水素ガスが主たるエッチングガスとして化合物半導
体に作用するわけであり、前記シリコンに対する技術と
は、被エッチング物（化合物半導体）に対する飽和炭化
水素ガスの作用が異なっている。さて、化合物半導体に
対するエッチングを行う場合、選択エッチングのマスク
として二酸化シリコン，窒化シリコンなどの誘電体やフ
ォトレジストが使用されるが、高周波電力やエネルギ線
によって励起された前記飽和炭化水素ガスは、このマス
ク上に炭素化合物として堆積することになる。
【０００７】更に主たるエッチングガスとして使用され
る飽和炭化水素ガスは、上記堆積物に対してはエッチン
グ作用がないため、エッチング期間中除去されることが
無い。つまり、エッチング期間中は、マスク上に上記堆
積物が堆積されつづけるのである。そしてこの堆積物は
選択エッチングマスクの周囲を変形することになるた
め、マスク形状に忠実なエッチング形状を得ることがで
きないという問題を招来することになる。
る飽和炭化水素ガスは、上記堆積物に対してはエッチン
グ作用がないため、エッチング期間中除去されることが
無い。つまり、エッチング期間中は、マスク上に上記堆
積物が堆積されつづけるのである。そしてこの堆積物は
選択エッチングマスクの周囲を変形することになるた
め、マスク形状に忠実なエッチング形状を得ることがで
きないという問題を招来することになる。
【０００８】本発明は上記の問題に鑑み、化合物半導体
に対して飽和炭化水素ガスを主たるエッチングガスとし
て使用するエッチング方法において、上記マスク周囲の
変形を防止することを目的とする。
に対して飽和炭化水素ガスを主たるエッチングガスとし
て使用するエッチング方法において、上記マスク周囲の
変形を防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記の目的
を達成するため、飽和炭化水素ガスと共に酸素あるいは
酸素発生源となるガスを導入してエッチングを実行する
ものである。
を達成するため、飽和炭化水素ガスと共に酸素あるいは
酸素発生源となるガスを導入してエッチングを実行する
ものである。
【００１０】
【作用】本発明では、従来の飽和炭化水素ガスに酸素あ
るいは酸素発生源となるガスを導入しているため、励起
された酸素ラジカルの作用によって選択エッチングマス
ク上に堆積した炭素化合物を除去することが可能であ
る。なお、酸素ガスは化合物半導体に対するプラズマエ
ッチングの主たるエッチング作用ガスとして公知である
が、飽和炭化水素ガスに対してこれを添加することは公
知ではない。
るいは酸素発生源となるガスを導入しているため、励起
された酸素ラジカルの作用によって選択エッチングマス
ク上に堆積した炭素化合物を除去することが可能であ
る。なお、酸素ガスは化合物半導体に対するプラズマエ
ッチングの主たるエッチング作用ガスとして公知である
が、飽和炭化水素ガスに対してこれを添加することは公
知ではない。
【００１１】複数種類のエッチング性ガスを混合してエ
ッチングを行なうことは、格別な作用効果の発見がない
かぎり容易ではない。本発明は、マスク変形を防止でき
る新規な作用効果を発見し、これを特徴とするものであ
る。
ッチングを行なうことは、格別な作用効果の発見がない
かぎり容易ではない。本発明は、マスク変形を防止でき
る新規な作用効果を発見し、これを特徴とするものであ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
は埋込み型半導体レーザの製造方法において、プラズマ
エッチングを採用する際に本発明を適用したものであ
り、図１，図２はその工程を説明する斜視図である。
は埋込み型半導体レーザの製造方法において、プラズマ
エッチングを採用する際に本発明を適用したものであ
り、図１，図２はその工程を説明する斜視図である。
【００１３】以下にその工程を説明する。 〔工程１〕図１（Ａ）に示されるように、基板１上に導
波層２，活性層３，クラッド層４，コンタクト層５を順
次成長する。
波層２，活性層３，クラッド層４，コンタクト層５を順
次成長する。
【００１４】成長方法としては、有機金属気相成長法
（ＭＯＶＰＥ法）や液相成長法（ＬＰＥ法）を使用す
る。各層を構成する化合物半導体は以下のとおりであ
る。 基板１・・・・・・ｎ型ＩｎＰ 導波層２・・・・・ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ 活性層３・・・・・アンドープＩｎＧａＡｓＰ クラッド層４・・・ｐ型ＩｎＰ コンタクト層５・・ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ 〔工程２〕前記工程１の成長が終了した後、前記ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層５の表面に例えば二酸化シリ
コンよりなる誘電体膜を成長し、次いでレーザの活性領
域を画定するストライプ状にパターンニングして図１
（Ｂ）に示されるマスク６を形成する。
（ＭＯＶＰＥ法）や液相成長法（ＬＰＥ法）を使用す
る。各層を構成する化合物半導体は以下のとおりであ
る。 基板１・・・・・・ｎ型ＩｎＰ 導波層２・・・・・ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ 活性層３・・・・・アンドープＩｎＧａＡｓＰ クラッド層４・・・ｐ型ＩｎＰ コンタクト層５・・ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ 〔工程２〕前記工程１の成長が終了した後、前記ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層５の表面に例えば二酸化シリ
コンよりなる誘電体膜を成長し、次いでレーザの活性領
域を画定するストライプ状にパターンニングして図１
（Ｂ）に示されるマスク６を形成する。
【００１５】前記誘電体膜としては、窒化シリコンを採
用しても良い。 〔工程３〕平行平板型反応性プラズマ（イオン）エッチ
ング装置中でマスク６を使用した選択エッチングを実行
する。図３は平行平板型プラズマエッチング装置を示す
図であり、１０は反応室，１１は上部電極，１２は下部
電極，１３はガス導入管，１４は排気管，１５は高周波
電源である。
用しても良い。 〔工程３〕平行平板型反応性プラズマ（イオン）エッチ
ング装置中でマスク６を使用した選択エッチングを実行
する。図３は平行平板型プラズマエッチング装置を示す
図であり、１０は反応室，１１は上部電極，１２は下部
電極，１３はガス導入管，１４は排気管，１５は高周波
電源である。
【００１６】工程２によってマスク６が形成された基板
１を反応室１０内部の下部電極に載置した後、ガス導入
管１３からエッチングガスとしてエタンガスと水素ガス
および酸素ガスを導入し、高周波電力を印加すること
で、ラジカルを発生し、プラズマエッチングを実行す
る。ここで、水素ガスは炭化水素ガスと酸素ガスとの混
合比に応じて適宜添加されるものであり、これによって
堆積物の堆積量を更に調整できる。
１を反応室１０内部の下部電極に載置した後、ガス導入
管１３からエッチングガスとしてエタンガスと水素ガス
および酸素ガスを導入し、高周波電力を印加すること
で、ラジカルを発生し、プラズマエッチングを実行す
る。ここで、水素ガスは炭化水素ガスと酸素ガスとの混
合比に応じて適宜添加されるものであり、これによって
堆積物の堆積量を更に調整できる。
【００１７】一例として高周波電力を３００Ｗとした場
合、ガス流量としては、エタンガス／水素ガス／酸素ガ
ス＝１４ｓｃｃｍ／２１０ｓｃｃｍ／３ｓｃｃｍとする
が、水素ガスは添加しなくとも本発明の効果は変わらな
い。また、高周波電源の周波数は１３．５６ＫＨｚであ
る。ここで、炭化飽和水素ガスとしてエタンガスを使用
しているが、ほかにもメタン，プロパン，ブタン，ノル
マルブタン，イソブタン，ターシャリブタンなどを単体
あるいは混合して使用しても良い。
合、ガス流量としては、エタンガス／水素ガス／酸素ガ
ス＝１４ｓｃｃｍ／２１０ｓｃｃｍ／３ｓｃｃｍとする
が、水素ガスは添加しなくとも本発明の効果は変わらな
い。また、高周波電源の周波数は１３．５６ＫＨｚであ
る。ここで、炭化飽和水素ガスとしてエタンガスを使用
しているが、ほかにもメタン，プロパン，ブタン，ノル
マルブタン，イソブタン，ターシャリブタンなどを単体
あるいは混合して使用しても良い。
【００１８】また、酸素ガスを直接に使用せず、酸素源
となるガスを使用することも可能である。酸素源となる
ガスとしては、ジメチルエーテル，メチルアルコール，
ジエチルエーテル，アセトン，エチルアルコール，プロ
ピルアルコール，ブチルアルコールなど、メチル（エチ
ル）基，水素，酸素の組み合わせで構成される化合物を
使用すれば、不要な元素（たとえば塩素）によるプラズ
マを発生することがなく、好都合である。これらは単体
あるいは混合して使用することができる。
となるガスを使用することも可能である。酸素源となる
ガスとしては、ジメチルエーテル，メチルアルコール，
ジエチルエーテル，アセトン，エチルアルコール，プロ
ピルアルコール，ブチルアルコールなど、メチル（エチ
ル）基，水素，酸素の組み合わせで構成される化合物を
使用すれば、不要な元素（たとえば塩素）によるプラズ
マを発生することがなく、好都合である。これらは単体
あるいは混合して使用することができる。
【００１９】例えば、ジメチルエーテルを酸素源ガスと
して使用する場合、上記条件下では、エタンガス／水素
ガス／ジメチルエーテルガス＝１２ｓｃｃｍ／２１０ｓ
ｃｃｍ／６ｓｃｃｍの流量で供給すれば良い。エッチン
グが終了した基板１は、図２（Ａ）に示される構造とな
るが、この工程によれば、高周波電力の印加によって励
起されたエタンガスによってマスク６上に堆積物が生じ
たとしても、酸素ラジカルによって堆積物がエッチング
されるため、マスク６の変形を防止でき、マスク６の形
状に忠実なエッチング形状を得ることができる。
して使用する場合、上記条件下では、エタンガス／水素
ガス／ジメチルエーテルガス＝１２ｓｃｃｍ／２１０ｓ
ｃｃｍ／６ｓｃｃｍの流量で供給すれば良い。エッチン
グが終了した基板１は、図２（Ａ）に示される構造とな
るが、この工程によれば、高周波電力の印加によって励
起されたエタンガスによってマスク６上に堆積物が生じ
たとしても、酸素ラジカルによって堆積物がエッチング
されるため、マスク６の変形を防止でき、マスク６の形
状に忠実なエッチング形状を得ることができる。
【００２０】なお、エッチング装置中の酸素濃度は、そ
のエッチング作用によってマスク６を損傷しない程度の
濃度にせしめることが必要である。 〔工程４〕図２（Ｂ）に示されるように、たとえば鉄を
ドープしたＩｎＰよりなる埋込層７を工程１と同様な方
法によって成長した後、ｐ電極８およびｎ電極を形成し
てレーザ構造を完成する。
のエッチング作用によってマスク６を損傷しない程度の
濃度にせしめることが必要である。 〔工程４〕図２（Ｂ）に示されるように、たとえば鉄を
ドープしたＩｎＰよりなる埋込層７を工程１と同様な方
法によって成長した後、ｐ電極８およびｎ電極を形成し
てレーザ構造を完成する。
【００２１】以上、本実施例によればマスク６の形状に
忠実な活性領域の形状が得られるため、レーザ特性を向
上することができる。なお、本発明は上記実施例に限る
ものではなく、紫外線などのエネルギ線を使用してラジ
カルを発生する光エッチング法に転用することも可能で
ある。
忠実な活性領域の形状が得られるため、レーザ特性を向
上することができる。なお、本発明は上記実施例に限る
ものではなく、紫外線などのエネルギ線を使用してラジ
カルを発生する光エッチング法に転用することも可能で
ある。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、エッ
チング性ガスを励起して発生したラジカルによってエッ
チングを実行する方法において、選択エッチングマスク
に忠実なエッチング形状を得ることができるため、化合
物半導体の微細加工が実現でき、レーザ，受光素子など
の光半導体素子やＨＥＭＴ，ＨＢＴなどの電子素子の特
性の向上に寄与することができる。
チング性ガスを励起して発生したラジカルによってエッ
チングを実行する方法において、選択エッチングマスク
に忠実なエッチング形状を得ることができるため、化合
物半導体の微細加工が実現でき、レーザ，受光素子など
の光半導体素子やＨＥＭＴ，ＨＢＴなどの電子素子の特
性の向上に寄与することができる。
【図１】本発明の実施例を説明する図
【図２】本発明の実施例を説明する図
【図３】プラズマエッチング装置を示す図
１・・・・・基板 ２・・・・・導波層 ３・・・・・活性層 ４・・・・・クラッド層 ５・・・・・コンタクト層 ６・・・・・マスク ７・・・・・埋込層 ８・・・・・ｐ電極 ９・・・・・ｎ電極 １０・・・・反応室 １１・・・・上部電極 １２・・・・下部電極 １３・・・・ガス導入管 １４・・・・排気管 １５・・・・高周波電源
Claims (4)
- 【請求項１】飽和炭化水素ガスに酸素または酸素発生源
となるガスを添加し、これを励起することで発生したラ
ジカルの雰囲気下で選択エッチングマスクを形成した化
合物半導体をエッチングすることを特徴とする半導体装
置の製造方法。 - 【請求項２】前記飽和炭化水素ガスは、メタン，エタ
ン，プロパン，ブタン，ノルマルブタン，イソブタン，
ターシャリブタンのなかから選択された少なくとも一つ
が使用されることを特徴とする請求項１記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項３】前記酸素発生源ガスは、ジメチルエーテ
ル，メチルアルコール，ジエチルエーテル，アセトン，
エチルアルコール，プロピルアルコール，ブチルアルコ
ールのなかから選択された少なくとも一つが使用される
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項４】ガスの励起は、高周波電力の印加またはエ
ネルギ線を照射することによって得ることを特徴とする
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06738392A JP3149511B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06738392A JP3149511B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275387A true JPH05275387A (ja) | 1993-10-22 |
| JP3149511B2 JP3149511B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=13343436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06738392A Expired - Fee Related JP3149511B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149511B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012129422A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体素子の作製方法 |
-
1992
- 1992-03-25 JP JP06738392A patent/JP3149511B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012129422A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体素子の作製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3149511B2 (ja) | 2001-03-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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