JPH09181051A - Pattern forming method - Google Patents

Pattern forming method

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JPH09181051A
JPH09181051A JP35161495A JP35161495A JPH09181051A JP H09181051 A JPH09181051 A JP H09181051A JP 35161495 A JP35161495 A JP 35161495A JP 35161495 A JP35161495 A JP 35161495A JP H09181051 A JPH09181051 A JP H09181051A
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JP
Japan
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film
etching
pattern
layer
pattern forming
Prior art date
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Application number
JP35161495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Tomioka
聡 冨岡
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a pattern having approx. vertical end faces at low cost and high accuracy, without using a complicated process. SOLUTION: An Si3 N4 etching stop layer 3, an SiO2 spacer layer 4 and an Si3 N4 edge forming layer 5 are formed on an Si type film 2 to be etched. Using a resist pattern 6 as a mask, the layers 5 and 4 are dry etched to form openings 7. The layer 4 is side etched to form edges 5a at the layer 5. A metal is vacuum evaporated from a direction normal to the surface of a substrate to form a metal film 8 on the stop layer 3 at parts of the openings 7. After removing the layers 4 and 5, the layer 3 and film 2 are dry etched to pattern the film 2, using the metal film 8 as a mask.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、パターン形成方
法に関し、特に、基板表面にほぼ垂直な端面を有するパ
ターンを形成するのに適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method, and is particularly suitable for application to forming a pattern having an end face substantially vertical to the surface of a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シリコン(Si)またはその化合
物である二酸化シリコン(SiO2 )や窒化シリコン
(Si3 4 )からなる被エッチング膜をエッチングに
よりパターニングする場合には、この被エッチング膜上
にフォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形
成した後、このレジストパターンをマスクとしてドライ
エッチングを行うのが一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a film to be etched made of silicon (Si) or its compound silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ) is patterned by etching, the film to be etched is After forming a resist pattern by photolithography on the substrate, dry etching is generally performed using this resist pattern as a mask.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
レジストパターンの端面にはテーパが形成されることか
ら、このレジストパターンをマスクとしてエッチングす
ることによりパターニングされる被エッチング膜の端面
にもこのレジストパターンのテーパ角度に対応した角度
のテーパが形成される。このため、パターニング後の被
エッチング膜の端面を垂直にする必要がある場合には、
レジストパターンのテーパ角度の制御が必要であり、そ
の制御に煩雑なプロセスが必要であった(例えば、昭和
57年電気四学会連合大会講演論文集(3)3−5、
(1982))。
However, usually,
Since a taper is formed on the end face of the resist pattern, a taper having an angle corresponding to the taper angle of the resist pattern is also formed on the end face of the film to be etched which is patterned by etching using the resist pattern as a mask. . Therefore, if it is necessary to make the end surface of the film to be etched after patterning vertical,
It was necessary to control the taper angle of the resist pattern, and a complicated process was required for that control (for example, the 1987 Union of Electrical Engineers of Japan, Proc.
(1982)).

【0004】また、レジストパターンに対する被エッチ
ング膜のエッチング選択比が例えば5以下と小さい場合
には、エッチング中に起こるレジストパターンの後退が
大きくなることから、レジストパターンのテーパ角度の
制御はさらに高い精度で要求される。このため、高いエ
ッチング選択比が得られる特殊なドライエッチング装置
が必要となり、エッチングコストの増大をもたらしてい
た。
Further, when the etching selection ratio of the film to be etched with respect to the resist pattern is small, for example, 5 or less, the receding of the resist pattern occurring during etching becomes large, so that the taper angle of the resist pattern can be controlled with higher accuracy. Required by. For this reason, a special dry etching apparatus capable of obtaining a high etching selection ratio is required, resulting in an increase in etching cost.

【0005】したがって、この発明の目的は、基体の表
面にほぼ垂直な端面を有するパターンを、煩雑なプロセ
スを用いることなく、低コストかつ高精度で形成するこ
とができるパターン形成方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of forming a pattern having an end face substantially perpendicular to the surface of a substrate at low cost and with high accuracy without using a complicated process. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、基体上に互いにエッチング特性が異な
る第1の膜および第2の膜を順次形成する工程と、第2
の膜および第1の膜を順次エッチングすることにより開
口を形成する工程と、第1の膜をサイドエッチングする
ことにより第1の膜の部分における開口の幅を増加させ
る工程と、基体の表面にほぼ垂直な方向から第2の膜を
マスクとして開口の部分における基体上に金属系材料か
らなる膜を堆積させる工程と、第1の膜および第2の膜
をエッチング除去した後、金属系材料からなる膜をマス
クとして基体をエッチングすることによりパターンを形
成する工程とを有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a step of sequentially forming a first film and a second film having different etching characteristics on a substrate, and a second step.
Forming an opening by sequentially etching the first film and the first film, and increasing the width of the opening in the first film portion by side-etching the first film; A step of depositing a film made of a metal-based material on the substrate in the opening portion using the second film as a mask from a substantially vertical direction, and removing the first film and the second film by etching, And a step of forming a pattern by etching the substrate using the film as a mask.

【0007】この発明において、第1の膜および第2の
膜に開口を形成するためのエッチングならびに基体のエ
ッチングには、典型的には、ドライエッチング法、特に
異方性のドライエッチング法が用いられる。
In the present invention, a dry etching method, particularly an anisotropic dry etching method is typically used for the etching for forming the openings in the first film and the second film and the etching of the substrate. To be

【0008】この発明において、第1の膜のサイドエッ
チングには、典型的には、ウエットエッチング法が用い
られる。
In the present invention, wet etching is typically used for the side etching of the first film.

【0009】この発明において、金属系材料からなる膜
の堆積には、典型的には、真空蒸着法が用いられる。
In the present invention, a vacuum evaporation method is typically used for depositing a film made of a metal material.

【0010】この発明において、典型的には、基体の最
上層は、第1の膜をエッチングするときにエッチング耐
性を有する材料からなる。
In the present invention, the uppermost layer of the substrate is typically made of a material having etching resistance when etching the first film.

【0011】この発明において、典型的には、基体は、
下地基板とこの下地基板上のパターン形成用の膜とこの
パターン形成用の膜上の第1の膜をエッチングするとき
にエッチング耐性を有する材料からなる膜とからなる。
In the present invention, typically the substrate is
It is composed of a base substrate, a film for pattern formation on the base substrate, and a film made of a material having etching resistance when the first film on the film for pattern formation is etched.

【0012】この場合、第1の膜をエッチングするとき
にエッチング耐性を有する材料からなる膜は、例えばS
3 4 からなる。また、パターン形成用の膜は、例え
ばSiまたはその化合物からなる。ここで、このSiま
たはその化合物からなるパターン形成用の膜のパターニ
ングのためのエッチングにドライエッチング法を用いる
場合、そのエッチングガスとしては、フッ素(F)を含
むガス、例えばCF4が好適に用いられる。
In this case, the film made of a material having etching resistance when etching the first film is, for example, S.
i 3 N 4 . The pattern forming film is made of, for example, Si or a compound thereof. Here, when a dry etching method is used for the etching for patterning the pattern forming film made of Si or a compound thereof, a gas containing fluorine (F), for example, CF 4 is preferably used as the etching gas. To be

【0013】この発明においては、第1の膜は例えばS
iO2 からなり、第2の膜は例えばSi3 4 からな
る。ここで、これらのSiO2 膜およびSi3 4 膜に
開口を形成するためのエッチングにドライエッチング法
を用いる場合、そのエッチングガスとしては、Fを含む
ガス、例えばCF4 が好適に用いられる。さらに、Si
2 膜のサイドエッチングにウエットエッチング法を用
いる場合、そのエッチング液としては、フッ酸(HF)
またはフッ化アンモニウム(NH4 F)が好適に用いら
れる。
In the present invention, the first film is, for example, S
consists iO 2, the second film is made of for example Si 3 N 4. Here, when a dry etching method is used for etching for forming openings in these SiO 2 film and Si 3 N 4 film, a gas containing F, for example, CF 4 is preferably used as the etching gas. Furthermore, Si
When the wet etching method is used for the side etching of the O 2 film, the etching liquid is hydrofluoric acid (HF).
Alternatively, ammonium fluoride (NH 4 F) is preferably used.

【0014】この発明において、金属系材料からなる膜
としては、具体的には、例えば、鉄(Fe)、ニッケル
(Ni)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)など
の金属、それらの合金またはそれらの化合物からなる膜
を用いることができる。
In the present invention, the film made of a metal material is, for example, a metal such as iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr), aluminum (Al), an alloy thereof, or the like. Membranes composed of those compounds can be used.

【0015】この発明において、基体は、下地基板とこ
の下地基板上の第1のパターン形成用の膜とこの第1の
パターン形成用の膜上の第2のパターン形成用の膜とこ
の第2のパターン形成用の膜上の第1の膜をエッチング
するときにエッチング耐性を有する材料からなる膜とか
らなることもある。
In the present invention, the base is a base substrate, a film for forming a first pattern on the base substrate, a film for forming a second pattern on the film for forming the first pattern, and a film for forming the second pattern. In some cases, the first film on the pattern forming film is formed of a material having etching resistance when the first film is etched.

【0016】この場合、第1のパターン形成用の膜は、
例えば、AlおよびGaのうちの少なくとも一種のII
I族元素を含むIII−V族化合物半導体、特に、A
l、GaおよびInのうちの少なくとも一種のIII族
元素とNとからなるIII−V族化合物半導体からな
る。このようなIII−V族化合物半導体の具体例を挙
げると、Al1-x Gax As、In1-x Gax As、I
1-x Gax P、Al1-xGax N、In1-x Gax
などである。また、第2のパターン形成用の膜は、例え
ば、Siまたはその化合物からなる。
In this case, the film for forming the first pattern is
For example, II of at least one of Al and Ga
Group III-V compound semiconductors containing Group I elements, especially A
It is composed of a III-V group compound semiconductor composed of N and at least one group III element selected from l, Ga and In. Specific examples of such III-V group compound semiconductors are Al 1-x Ga x As, In 1-x Ga x As, I.
n 1-x Ga x P, Al 1-x Ga x N, In 1-x Ga x N
And so on. The second pattern forming film is made of, for example, Si or its compound.

【0017】この発明の一実施形態においては、例え
ば、基体は発光素子を構成する複数の半導体層を含む。
これらの半導体層は、具体的には、クラッド層および活
性層である。
In one embodiment of the present invention, for example, the base body includes a plurality of semiconductor layers forming a light emitting element.
These semiconductor layers are specifically a cladding layer and an active layer.

【0018】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、基体の表面にほぼ垂直な方向から第2の膜をマスク
として開口の部分における基体上に金属系材料からなる
膜を堆積させていることにより、この金属膜の幅は、こ
の第2の膜の開口と等しい幅に高精度で設定することが
できる。また、この金属系材料からなる膜は、一般にフ
ォトレジストなどに比べてはるかにエッチング耐性が高
く、エッチング中にその後退がほとんど起こらないの
で、この金属系材料からなる膜をマスクとして基体をエ
ッチングすることにより形成されるパターンの端面を基
体の表面にほぼ垂直とすることができる。
According to the present invention configured as described above, a film made of a metal material is deposited on the substrate in the opening portion using the second film as a mask from a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate. As a result, the width of the metal film can be set to the same width as the opening of the second film with high accuracy. In addition, since the film made of this metal-based material generally has much higher etching resistance than photoresists, and its receding hardly occurs during etching, the base film is etched using this film made of this metal-based material as a mask. The end face of the pattern thus formed can be made substantially vertical to the surface of the substrate.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1〜図7は、この発明の第1の実施形態
によるパターン形成方法を工程順に示す。
1 to 7 show a pattern forming method according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【0021】この第1の実施形態によるパターン形成方
法においては、まず、図1に示すように、下地基板1上
にあらかじめ形成されたSiまたはその化合物からなる
Si系被エッチング膜2上に、CVD法や真空蒸着法に
よりSi3 4 エッチングストップ層3、SiO2 スペ
ーサー層4およびSi3 4 エッジ形成層5を順次形成
する。この後、このSi3 4 エッジ形成層5上に、例
えばフォトリソグラフィー法により、形成すべきパター
ンに対応した形状のレジストパターン6を形成する。
In the pattern forming method according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, first, as shown in FIG. 1, CVD is performed on a Si-based etching target film 2 made of Si or a compound thereof which is previously formed on a base substrate 1. Si 3 N 4 etching stop layer 3, SiO 2 spacer layer 4 and Si 3 N 4 edge forming layer 5 are sequentially formed by a vacuum method or a vacuum evaporation method. Thereafter, a resist pattern 6 having a shape corresponding to the pattern to be formed is formed on the Si 3 N 4 edge forming layer 5 by, for example, the photolithography method.

【0022】ここで、Si系被エッチング膜2は、具体
的には、例えばSiO2 膜やSi34 膜などである。
また、このSi系被エッチング膜2の厚さは例えば1μ
m、Si3 4 エッチングストップ層3の厚さは例えば
50nm、SiO2 スペーサー層4の厚さは例えば30
0nm、Si3 4 エッジ形成層5の厚さは例えば30
nmである。
Here, the Si-based etching target film 2 is specifically, for example, a SiO 2 film or a Si 3 N 4 film.
The thickness of the Si-based etching target film 2 is, for example, 1 μm.
m, the Si 3 N 4 etching stop layer 3 has a thickness of, for example, 50 nm, and the SiO 2 spacer layer 4 has a thickness of, for example, 30 nm.
0 nm, the thickness of the Si 3 N 4 edge forming layer 5 is, for example, 30
nm.

【0023】次に、図2に示すように、レジストパター
ン6をマスクとするとともに、Si3 4 エッチングス
トップ層3を用いて、Fを含むガス、例えばCF4 をエ
ッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング(R
IE)法のような異方性のドライエッチング法により、
Si3 4 エッジ形成層5およびSiO2 スペーサー層
4を基板表面に垂直な方向に順次エッチングし、開口7
を形成する。この開口7の端面は基板表面に垂直とする
ことができる。
Next, as shown in FIG. 2, using the resist pattern 6 as a mask and using the Si 3 N 4 etching stop layer 3, a gas containing F, for example, CF 4 is used as an etching gas. Ion etching (R
By an anisotropic dry etching method such as IE),
The Si 3 N 4 edge forming layer 5 and the SiO 2 spacer layer 4 are sequentially etched in a direction perpendicular to the substrate surface to form an opening 7
To form The end face of the opening 7 can be perpendicular to the substrate surface.

【0024】次に、図3に示すように、レジストパター
ン6およびSi3 4 エッジ形成層5をマスクとして、
例えばHFやNH4 Fなどをエッチング液として用いた
ウエットエッチング法によりSiO2 スペーサー層4を
サイドエッチングすることにより、このSiO2 スペー
サー層4の端面を基板表面に平行な方向に所定距離だけ
後退させる。これによって、このSiO2 スペーサー層
4の部分における開口7の幅が増加し、Si3 4 エッ
ジ形成層5にオーバーハング状のエッジ部5aが形成さ
れる。
Next, as shown in FIG. 3, the resist pattern 6 and the Si 3 N 4 edge forming layer 5 are used as a mask.
For example, by side-etching the SiO 2 spacer layer 4 by a wet etching method using HF or NH 4 F as an etching solution, the end surface of the SiO 2 spacer layer 4 is retracted by a predetermined distance in a direction parallel to the substrate surface. . As a result, the width of the opening 7 in the portion of the SiO 2 spacer layer 4 is increased and the overhanging edge portion 5a is formed in the Si 3 N 4 edge forming layer 5.

【0025】次に、図4に示すように、基板表面に垂直
な方向から例えばFe、Ni、Alなどの金属を真空蒸
着することにより、開口7の部分におけるSi3 4
ッチングストップ層3上に金属膜8を、少なくともSi
2 スペーサー層4の厚さよりも小さい厚さに形成す
る。この真空蒸着の際には、Si3 4 エッジ形成層5
のエッジ部5aにより蒸着範囲が制限されることによ
り、Si3 4 エッチングストップ層3上に形成された
金属膜8の幅はSi3 4 エッジ形成層5の部分におけ
る開口7と等しい幅に高精度で制御される。なお、金属
膜8はレジストパターン6上にも形成される。
Next, as shown in FIG. 4, a metal such as Fe, Ni or Al is vacuum-deposited in a direction perpendicular to the surface of the substrate so that the Si 3 N 4 etching stop layer 3 in the opening 7 is formed. A metal film 8 on at least Si
The thickness is smaller than that of the O 2 spacer layer 4. At the time of this vacuum deposition, the Si 3 N 4 edge forming layer 5
The width of the metal film 8 formed on the Si 3 N 4 etching stop layer 3 becomes equal to the width of the opening 7 in the portion of the Si 3 N 4 edge forming layer 5 because the vapor deposition range is limited by the edge portion 5a of the. It is controlled with high precision. The metal film 8 is also formed on the resist pattern 6.

【0026】次に、図5に示すように、リフトオフ工程
により、レジストパターン6をその上に形成された金属
膜8とともに除去する。
Next, as shown in FIG. 5, the resist pattern 6 is removed together with the metal film 8 formed thereon by a lift-off process.

【0027】次に、図6に示すように、Si3 4 エッ
ジ形成層5およびSiO2 スペーサー層4をエッチング
除去した後、金属膜8をマスクとして、例えばCF4
エッチングガスとして用いたRIE法のような異方性の
ドライエッチング法により、Si3 4 エッチングスト
ップ層3およびSi系被エッチング膜2を基板表面に垂
直な方向に順次エッチングする。このエッチングの際に
は、金属膜8に対するSi系被エッチング膜2のエッチ
ング選択比を十分に大きくとることができることによ
り、このエッチング後のSi3 4 エッチングストップ
層3およびSi系被エッチング膜2の端面は基板表面に
垂直とすることができる。
Next, as shown in FIG. 6, after the Si 3 N 4 edge forming layer 5 and the SiO 2 spacer layer 4 are removed by etching, RIE using CF 4 as an etching gas with the metal film 8 as a mask. The Si 3 N 4 etching stop layer 3 and the Si-based etching target film 2 are sequentially etched in a direction perpendicular to the substrate surface by an anisotropic dry etching method such as the above method. At the time of this etching, since the etching selection ratio of the Si-based etching target film 2 to the metal film 8 can be made sufficiently large, the Si 3 N 4 etching stop layer 3 and the Si-based etching target film 2 after this etching can be obtained. The end face of can be perpendicular to the substrate surface.

【0028】次に、金属膜8をウエットエッチング法に
よりエッチング除去する。このウエットエッチングの際
のエッチング液としては、具体的には、金属膜8の材料
としてFeを用いる場合には例えば塩酸、Niを用いる
場合には例えば硝酸、Alを用いる場合には例えばリン
酸を用いる。この後、HFやNH4 Fをエッチング液と
して用いたウエットエッチング法により、Si3 4
ッチングストップ層3をエッチング除去する。
Next, the metal film 8 is removed by etching by the wet etching method. As the etching solution for this wet etching, specifically, hydrochloric acid is used when Fe is used as the material of the metal film 8, nitric acid is used when Ni is used, and phosphoric acid is used when Al is used. To use. After that, the Si 3 N 4 etching stop layer 3 is removed by etching by a wet etching method using HF or NH 4 F as an etching solution.

【0029】以上により、図7に示すように、Siまた
はその化合物からなるパターン9が形成される。
As described above, as shown in FIG. 7, the pattern 9 made of Si or its compound is formed.

【0030】以上のように、この第1の実施形態によれ
ば、Si系被エッチング膜2をドライエッチングする際
にエッチングガスとして用いられるFを含むガスによっ
て浸食され難い金属膜8をマスクとしてSi系被エッチ
ング膜2を基板表面に垂直な方向にドライエッチングし
ていることにより、基板表面に垂直な端面を有するパタ
ーン9を高い精度で容易に形成することができる。
As described above, according to the first embodiment, the metal film 8 which is hard to be eroded by the gas containing F used as an etching gas when the Si-based etching target film 2 is dry-etched is used as a mask. Since the system etching target film 2 is dry-etched in the direction perpendicular to the substrate surface, the pattern 9 having the end face perpendicular to the substrate surface can be easily formed with high accuracy.

【0031】また、この第1の実施形態によれば、パタ
ーン9の端面を基板表面に垂直にするために、すでに述
べた従来の技術において必要であったレジストパターン
のテーパ角度の制御を行う必要がなく、したがってその
制御に伴う煩雑なプロセスも不要である。
Further, according to the first embodiment, in order to make the end face of the pattern 9 perpendicular to the substrate surface, it is necessary to control the taper angle of the resist pattern, which was necessary in the conventional technique described above. Therefore, there is no need for a complicated process associated with the control.

【0032】さらに、この第1の実施形態によれば、す
でに述べた従来の技術においてレジストパターンのテー
パ角度を高精度で制御するために必要であった、レジス
トパターンに対する被エッチング膜のエッチング選択比
が高い特殊なドライエッチング装置は不要であり、この
エッチング選択比が5以下の通常のドライエッチング装
置を用いれば足りる。
Further, according to the first embodiment, the etching selection ratio of the film to be etched with respect to the resist pattern, which was required to control the taper angle of the resist pattern with high accuracy in the conventional technique described above. Therefore, a special dry etching device having a high etching selectivity is not necessary, and a normal dry etching device having an etching selection ratio of 5 or less is sufficient.

【0033】以上により、基板表面に垂直な端面を有す
るパターン9を、煩雑なプロセスを用いることなく、低
コストかつ高精度で形成することができる。
As described above, the pattern 9 having the end face perpendicular to the substrate surface can be formed with low cost and high accuracy without using a complicated process.

【0034】次に、この発明の第2の実施形態について
説明する。この第2の実施形態においては、半導体発光
素子の製造にこの発明を適用する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the present invention is applied to manufacture of a semiconductor light emitting device.

【0035】すなわち、この第2の実施形態において
は、図8に示すように、まず、下地基板11上に、有機
金属化学気相成長(MOCVD)法や分子線エピタキシ
ー(MBE)法により、レーザー構造または発光ダイオ
ード構造形成用のn型またはp型のクラッド層12、活
性層13およびp型またはn型のクラッド層14を順次
成長させる。これらのクラッド層12、活性層13およ
びクラッド層14は、例えば、Al1-x Gax As、I
1-x Gax As、In1-x Gax P、Al1-xGax
N、In1-x Gax Nなどからなる。この後、クラッド
層14上に、第1の実施形態と同様な方法により、基板
表面に垂直な端面を有するSiまたはその化合物からな
るパターン9を形成する。
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 8, first, a laser is formed on the underlying substrate 11 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE). The n-type or p-type cladding layer 12, the active layer 13, and the p-type or n-type cladding layer 14 for forming the structure or the light emitting diode structure are sequentially grown. The clad layer 12, the active layer 13, and the clad layer 14 are made of, for example, Al 1-x Ga x As, I
n 1-x Ga x As, In 1-x Ga x P, Al 1-x Ga x
N, In 1-x Ga x N and the like. Thereafter, the pattern 9 made of Si or its compound having an end face perpendicular to the substrate surface is formed on the clad layer 14 by the same method as in the first embodiment.

【0036】次に、このパターン9をマスクとして、例
えば塩素(Cl)を含むガスをエッチングガスとして用
いたRIE法のような異方性のドライエッチング法によ
り、基板表面に垂直な方向に、クラッド層12の厚さ方
向の途中の深さまでエッチングし、パターニングする。
これによって、クラッド層12、活性層13およびクラ
ッド層14からなるレーザー構造または発光ダイオード
構造が形成される。このエッチング後のクラッド層1
2、活性層13およびクラッド層14の端面は、基板表
面に垂直とすることができる。
Next, using this pattern 9 as a mask, an anisotropic dry etching method such as an RIE method using a gas containing chlorine (Cl) as an etching gas is used to form a cladding in a direction perpendicular to the substrate surface. The layer 12 is etched to a middle depth in the thickness direction and patterned.
As a result, a laser structure or a light emitting diode structure including the clad layer 12, the active layer 13, and the clad layer 14 is formed. Clad layer 1 after this etching
2, the end faces of the active layer 13 and the cladding layer 14 can be perpendicular to the substrate surface.

【0037】この第2の実施形態によれば、Al1-x
x As、In1-x Gax As、In1-x Gax P、A
1-x Gax N、In1-x Gax Nなどからなるクラッ
ド層12、活性層13およびクラッド層14をエッチン
グするときに高いエッチング耐性を有するSiまたはそ
の化合物からなるパターン9をマスクとしてこれらのク
ラッド層12、活性層13およびクラッド層14をドラ
イエッチングしているので、これらのクラッド層12、
活性層13およびクラッド層14を高精度でしかも容易
にパターニングすることができる。特に、Al1-x Ga
x NやIn1-xGax Nなどはエッチング速度が小さ
く、エッチングが困難な材料であるが、この第2の実施
形態による方法によれば、このような材料のエッチング
も容易に行うことができ、パターニングを容易に行うこ
とができる。また、エッチングマスクとして用いられる
パターン9の端面は基板表面に垂直であるので、このパ
ターン9をマスクとしてエッチングすることによりパタ
ーニングされたクラッド層12、活性層13およびクラ
ッド層14の端面も基板表面に垂直とすることができ
る。
According to this second embodiment, Al 1-x G
a x As, In 1-x Ga x As, In 1-x Ga x P, A
Using the pattern 9 made of Si or its compound having a high etching resistance when etching the cladding layer 12, the active layer 13 and the cladding layer 14 made of l 1-x Ga x N, In 1-x Ga x N, etc. Since these clad layer 12, active layer 13 and clad layer 14 are dry-etched, these clad layer 12,
The active layer 13 and the cladding layer 14 can be patterned with high precision and easily. In particular, Al 1-x Ga
Although x N and In 1-x Ga x N are materials that have a low etching rate and are difficult to etch, the method according to the second embodiment also facilitates etching of such materials. Therefore, patterning can be easily performed. Further, since the end face of the pattern 9 used as an etching mask is perpendicular to the substrate surface, the end faces of the clad layer 12, the active layer 13, and the clad layer 14 which are patterned by etching using the pattern 9 as a mask also come to the substrate surface. Can be vertical.

【0038】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

【0039】例えば、上述の第1の実施形態および第2
の実施形態において挙げた材料や数値はあくまでも例に
過ぎず、これと異なる材料や数値を用いてもよい。
For example, the above-described first embodiment and second embodiment
The materials and numerical values mentioned in the above embodiment are merely examples, and different materials and numerical values may be used.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるパ
ターン形成方法によれば、基体の表面にほぼ垂直な端面
を有するパターンを、煩雑なプロセスを用いることな
く、低コストかつ高精度で形成することができる。
As described above, according to the pattern forming method of the present invention, a pattern having an end face substantially vertical to the surface of a substrate can be formed at low cost and with high accuracy without using a complicated process. be able to.

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

【図1】この発明の第1の実施形態によるパターン形成
方法を説明するための断面図である。
FIG. 1 is a sectional view for explaining a pattern forming method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1の実施形態によるパターン形成
方法を説明するための断面図である。
FIG. 2 is a sectional view for illustrating the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第1の実施形態によるパターン形成
方法を説明するための断面図である。
FIG. 3 is a sectional view for explaining the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第1の実施形態によるパターン形成
方法を説明するための断面図である。
FIG. 4 is a sectional view for illustrating the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第1の実施形態によるパターン形成
方法を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a sectional view for illustrating the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第1の実施形態によるパターン形成
方法を説明するための断面図である。
FIG. 6 is a sectional view for illustrating the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第1の実施形態によるパターン形成
方法を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a sectional view for illustrating the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第2の実施形態による半導体発光素
子の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 8 is a sectional view for illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention.

【図9】この発明の第2の実施形態による半導体発光素
子の製造方法を説明するための斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 下地基板 2 Si系被エッチング膜 3 Si3 4 エッチングストップ層 4 SiO2 スペーサー層 5 Si3 4 エッジ形成層 6 レジストパターン 7 開口 8 金属膜 9 パターン 12、14 クラッド層 13 活性層1, 11 Base substrate 2 Si-based etching film 3 Si 3 N 4 etching stop layer 4 SiO 2 spacer layer 5 Si 3 N 4 edge forming layer 6 resist pattern 7 opening 8 metal film 9 pattern 12, 14 clad layer 13 active layer

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上に互いにエッチング特性が異なる
第1の膜および第2の膜を順次形成する工程と、 上記第2の膜および上記第1の膜を順次エッチングする
ことにより開口を形成する工程と、 上記第1の膜をサイドエッチングすることにより上記第
1の膜の部分における上記開口の幅を増加させる工程
と、 上記基体の表面にほぼ垂直な方向から上記第2の膜をマ
スクとして上記開口の部分における上記基体上に金属系
材料からなる膜を堆積させる工程と、 上記第1の膜および上記第2の膜をエッチング除去した
後、上記金属系材料からなる膜をマスクとして上記基体
をエッチングすることによりパターンを形成する工程と
を有することを特徴とするパターン形成方法。
1. A step of sequentially forming a first film and a second film having different etching characteristics on a substrate, and an opening is formed by sequentially etching the second film and the first film. A step of increasing the width of the opening in the portion of the first film by side etching the first film, and using the second film as a mask from a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate. A step of depositing a film made of a metal-based material on the base in the opening portion; and etching and removing the first film and the second film, and then using the film made of the metal-based material as a mask, the base And a step of forming a pattern by etching.
【請求項2】 上記基体の最上層は上記第1の膜をエッ
チングするときにエッチング耐性を有する材料からなる
ことを特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the uppermost layer of the substrate is made of a material having etching resistance when etching the first film.
【請求項3】 上記基体は下地基板とこの下地基板上の
パターン形成用の膜とこのパターン形成用の膜上の上記
第1の膜をエッチングするときにエッチング耐性を有す
る材料からなる膜とからなることを特徴とする請求項1
記載のパターン形成方法。
3. The base comprises a base substrate, a pattern forming film on the base substrate, and a film made of a material having etching resistance when the first film on the pattern forming film is etched. 1. The method according to claim 1, wherein
The pattern forming method described in the above.
【請求項4】 上記パターン形成用の膜はSiまたはそ
の化合物からなることを特徴とする請求項3記載のパタ
ーン形成方法。
4. The pattern forming method according to claim 3, wherein the pattern forming film is made of Si or a compound thereof.
【請求項5】 上記第1の膜をエッチングするときにエ
ッチング耐性を有する材料からなる膜はSi3 4 から
なることを特徴とする請求項3記載のパターン形成方
法。
5. The pattern forming method according to claim 3, wherein the film made of a material having etching resistance when etching the first film is made of Si 3 N 4 .
【請求項6】 上記第1の膜はSiO2 からなることを
特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。
6. The pattern forming method according to claim 1, wherein the first film is made of SiO 2 .
【請求項7】 上記第2の膜はSi3 4 からなること
を特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。
7. The pattern forming method according to claim 1, wherein the second film is made of Si 3 N 4 .
【請求項8】 上記基体は下地基板とこの下地基板上の
第1のパターン形成用の膜とこの第1のパターン形成用
の膜上の第2のパターン形成用の膜とこの第2のパター
ン形成用の膜上の上記第1の膜をエッチングするときに
エッチング耐性を有する材料からなる膜とからなること
を特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。
8. The substrate is a base substrate, a film for forming a first pattern on the base substrate, a film for forming a second pattern on the film for forming the first pattern, and the second pattern. 2. The pattern forming method according to claim 1, further comprising a film made of a material having etching resistance when the first film on the forming film is etched.
【請求項9】 上記第1のパターン形成用の膜はAlお
よびGaのうちの少なくとも一種のIII族元素を含む
III−V族化合物半導体からなることを特徴とする請
求項8記載のパターン形成方法。
9. The pattern forming method according to claim 8, wherein the first pattern forming film is made of a III-V group compound semiconductor containing at least one group III element of Al and Ga. .
【請求項10】 上記第1のパターン形成用の膜はA
l、GaおよびInのうちの少なくとも一種のIII族
元素とNとからなるIII−V族化合物半導体からなる
ことを特徴とする請求項8記載のパターン形成方法。
10. The film for forming the first pattern is A.
9. The pattern forming method according to claim 8, wherein the pattern forming method comprises a III-V group compound semiconductor including N and at least one group III element selected from l, Ga and In.
【請求項11】 上記第2のパターン形成用の膜はSi
またはその化合物からなることを特徴とする請求項8記
載のパターン形成方法。
11. The film for forming the second pattern is Si.
9. The pattern forming method according to claim 8, which is composed of a compound thereof.
【請求項12】 上記基体は発光素子を構成する複数の
半導体層を含むことを特徴とする請求項1記載のパター
ン形成方法。
12. The pattern forming method according to claim 1, wherein the substrate includes a plurality of semiconductor layers that form a light emitting element.
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