JPH10312988A - Etching method for compound semiconductor - Google Patents

Etching method for compound semiconductor

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JPH10312988A
JPH10312988A JP12221997A JP12221997A JPH10312988A JP H10312988 A JPH10312988 A JP H10312988A JP 12221997 A JP12221997 A JP 12221997A JP 12221997 A JP12221997 A JP 12221997A JP H10312988 A JPH10312988 A JP H10312988A
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JP
Japan
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etching
ingaas
film
inalas
hydrogen peroxide
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12221997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Mori
幹雄 毛利
Hiroaki Kakinuma
弘明 柿沼
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10312988A publication Critical patent/JPH10312988A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform etching with high uniformity while eliminating the etching residue by etching InGaAs using a specified mixed water solution and then performing an additional etching at a moment of time when the etching rate is decreased. SOLUTION: InGaAs 12 deposited on InAlAs 11 can not be etched uniformly because the etching rate is varied significantly at the interface of InAlAs 11/ InGaAs 12. In order to solve the problem, the InGaAs 12 is etched using a mixed liquid of citric acid/hydrogen peroxide water/water. At a moment of time when the etching rate is decreased to 100-200 Å/min, additional etching is performed for at least 10 min. According to the method, the InGaAs 12 can be etched uniformly and surely.

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】本発明は、化合物半導体膜の
エッチング方法に係り、特にInGaAs/InAlA
s膜の選択エッチングに関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for etching a compound semiconductor film, and more particularly to a method for etching InGaAs / InAlA.
It relates to the selective etching of the s film.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽電池や光通信用のO/E(光−電
気)変換素子としての受光デバイス(HPT:hete
ro−bipolor−phototransisto
r、PD:photodiode)などに、InP化合
物半導体が用いられている。また、そのInPとの格子
整合性が良く、バンドギャップの小さいInGaAs膜
がコンタクト層や活性層に用いられている。
2. Description of the Related Art A light receiving device (HPT: het) as an O / E (optical-electrical) conversion element for a solar cell or optical communication.
ro-bicolor-phototransisto
InP compound semiconductors are used for r, PD (photodiode) and the like. An InGaAs film having good lattice matching with InP and a small band gap is used for the contact layer and the active layer.

【0003】図3に太陽電池に用いられている積層構造
の一例を示す。この図において、1はn+ −InP基
板、2はそのn+ −InP基板1上に形成されるn+
InP BSF層(0.2μm、1×1018cm-3)、
3はそのBSF層2上に形成されるn−InPベース層
(2.5μm、1×1017cm-3)、4はそのInPベ
ース層3上に形成されるp+ −InPエミッタ層(0.
1μm、1×1018cm-3)、5はそのInPエミッタ
層4上に形成されるp+ −InAlAsウインドウ層
(0.1μm、1×1018cm-3)、6はそのウインド
ウ層5上に形成されるp+ −InGaAsコンタクト層
(0.3μm、1×1019cm-3)を示している。
FIG. 3 shows an example of a laminated structure used for a solar cell. In this figure, 1 is n + -InP substrate, 2 is formed on the n + -InP substrate 1 n + -
InP BSF layer (0.2 μm, 1 × 10 18 cm −3 ),
3 is an n-InP base layer (2.5 μm, 1 × 10 17 cm −3 ) formed on the BSF layer 2, and 4 is a p + -InP emitter layer (0 .
1 μm, 1 × 10 18 cm −3 ), 5 is a p + -InAlAs window layer (0.1 μm, 1 × 10 18 cm −3 ) formed on the InP emitter layer 4, 6 is on the window layer 5 2 shows a p + -InGaAs contact layer (0.3 μm, 1 × 10 19 cm −3 ) formed in FIG.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図3に示すように、I
nAlAsウインドウ層5上に成膜されたInGaAs
コンタクト層6のエッチングにおいて、InAlAsウ
インドウ層5に対して選択性の良いエッチャントとし
て、クエン酸/過酸化水素水(31%)/水が用いられ
ている。例えば、クエン酸/過酸化水素水/水混合溶液
(=50g/50cc/50cc)では、単体でのIn
GaAsとInAlAsのエッチングレートは、それぞ
れ約1700Å/min(分),60Å/minであ
り、選択比は28であった。
As shown in FIG.
InGaAs formed on the nAlAs window layer 5
In the etching of the contact layer 6, citric acid / hydrogen peroxide (31%) / water is used as an etchant having good selectivity to the InAlAs window layer 5. For example, in a citric acid / hydrogen peroxide / water mixed solution (= 50 g / 50 cc / 50 cc), In alone
The etching rates of GaAs and InAlAs were about 1700 ° / min (min) and 60 ° / min, respectively, and the selectivity was 28.

【0005】しかし、積層した場合、選択性があるにも
かかわらず、InAlAsウインドウ層5上に成膜され
たInGaAsコンタクト層6のエッチングが均一にで
きない場合があった。本発明は、上記問題点を除去し、
エッチング残渣がなく、均一性良くエッチングすること
ができる化合物半導体膜のエッチング方法を提供するこ
とを目的とする。
[0005] However, in the case of stacking, there is a case where the etching of the InGaAs contact layer 6 formed on the InAlAs window layer 5 cannot be made uniform despite the selectivity. The present invention eliminates the above problems,
It is an object of the present invention to provide a method for etching a compound semiconductor film which can be etched uniformly with no etching residue.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕InGaAs/InAlAs膜のエッチングにお
いて、クエン酸/過酸化水素水/水混合溶液を用いてI
nGaAs膜のエッチングを行い、エッチングレートが
100Å〜200Å/分と小さくなった時点で、少なく
とも10分以上の追加エッチングを行うようにしたもの
である。
According to the present invention, in order to achieve the above object, [1] In etching an InGaAs / InAlAs film, a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water is used.
When the nGaAs film is etched and the etching rate becomes as low as 100 ° to 200 ° / min, additional etching is performed for at least 10 minutes or more.

【0007】〔2〕InGaAs/InAlAs膜のエ
ッチングにおいて、クエン酸/過酸化水素水/水混合溶
液を用いてInGaAs膜のエッチングを行い、エッチ
ングレートが100Å〜200Å/分と小さくなった時
点で、リン酸又は硫酸/過酸化水素水系のエッチャント
を用いてAlが拡散されたインターレイアをエッチング
するようにしたものである。
[2] In the etching of the InGaAs / InAlAs film, the InGaAs film is etched using a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water, and when the etching rate is reduced to 100 ° -200 ° / min, The interlayer in which Al is diffused is etched using a phosphoric acid or a sulfuric acid / hydrogen peroxide aqueous etchant.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の
エッチング対象となるInAlAs膜(層)上に成膜さ
れたInGaAs膜を示す断面図である。InAlAs
膜11上に成膜されたInGaAs膜12のエッチング
が均一にできないという問題は、InAlAs膜11/
InGaAs膜12の界面でのエッチングレートが大き
く変わることが考えられる(界面でのInGaAs膜の
エッチングレードが小さくなる)。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an InGaAs film formed on an InAlAs film (layer) to be etched according to the present invention. InAlAs
The problem that the etching of the InGaAs film 12 formed on the film 11 cannot be made uniform is that the InAlAs film 11 /
It is conceivable that the etching rate at the interface of the InGaAs film 12 changes greatly (the etching rate of the InGaAs film at the interface becomes smaller).

【0009】図2にInAlAs膜上にInGaAs膜
を形成した場合のエッチング時間(分)に対するエンチ
ング深さ(Å)の特性図を示している。ここで、曲線a
は、InAlAs膜(1.1μm)上にInGaAs膜
を1.5μm形成し、クエン酸/過酸化水素水/水混合
溶液でエッチングを行った場合のエッチング時間に対す
るエッチングの深さを示しており、曲線bは、InGa
As膜を0.3μmと薄く形成し、クエン酸/過酸化水
素水/水混合溶液でエッチングを行った場合のエッチン
グ時間に対するエッチングの深さを示している。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the etching time (minute) and the etching depth (分) when an InGaAs film is formed on the InAlAs film. Where the curve a
Indicates the etching depth with respect to the etching time when an InGaAs film is formed 1.5 μm on an InAlAs film (1.1 μm) and etched with a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water, Curve b shows InGa
The etching depth with respect to the etching time when an As film is formed as thin as 0.3 μm and is etched with a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water is shown.

【0010】ここで、クエン酸/過酸化水素水/水混合
溶液=50g/50cc/50cc=83.3cc/5
0cc=1.67、30℃である。この図2から明らか
なように、InGaAs膜/InAlAs膜界面でのエ
ッチングレートが遅いことが分かる。曲線aから明らか
なように、InGaAs膜/InAlAs膜界面でのI
nGaAs層を500Åエッチングするのに10分要し
ており、この現象が完全にInGaAs層を除去できな
いというエッチングの不安定性を引き起こした。
Here, a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water = 50 g / 50 cc / 50 cc = 83.3 cc / 5
0cc = 1.67, 30 ° C. As is apparent from FIG. 2, the etching rate at the interface between the InGaAs film and the InAlAs film is low. As is clear from the curve a, I at the interface of the InGaAs film / InAlAs film
It took 10 minutes to etch the nGaAs layer at 500 °, and this phenomenon caused etching instability that the InGaAs layer could not be completely removed.

【0011】なお、そのエッチングレートの減少は、I
nGaAs膜の残り膜厚1000Å〜500Åから生じ
ており、そのときのエッチングレートは、200Å〜1
00Å/分となっている。また、曲線bに示すように、
InAlAs膜(0.1μm)上にInGaAs膜が
0.3μmと薄い場合でも、当初のエッチングレートに
よれば、2分でエッチングされるはずが、長時間、ここ
では13分のエッチング時間が必要である。
Incidentally, the decrease in the etching rate is caused by I
The nGaAs film is formed from the remaining film thickness of 1000 ° to 500 °, and the etching rate at that time is 200 ° to 1 °.
00Å / min. Also, as shown by curve b,
Even if the InGaAs film is as thin as 0.3 μm on the InAlAs film (0.1 μm), it should be etched in 2 minutes according to the initial etching rate, but it requires a long time, here 13 minutes etching time. is there.

【0012】この現象のメカニズムは、未だ解明されて
いないが、InGaAs膜を成膜する時に、下地との界
面からAlが拡散し、Alが拡散されたインターレイヤ
ーを形成している。そこで、InAlAs膜上に成膜さ
れたInGaAs膜のエッチングにおいて、単体のIn
GaAs膜の膜厚に対して、クエン酸/過酸化水素水/
水混合溶液でエッチングされるであろう、所要時間でエ
ッチングを行い、その後、追加で10分以上のエッチン
グを行うことを特徴とする。あるいは新規にリン酸又は
硫酸/過酸化水素系のエッチャントを用いてAlが拡散
されたインターレイヤーをエッチング、所謂スライトエ
ッチングを行うことを特徴とする。
Although the mechanism of this phenomenon has not been elucidated yet, when the InGaAs film is formed, Al diffuses from the interface with the underlayer to form an interlayer into which Al is diffused. Therefore, when etching the InGaAs film formed on the InAlAs film, a single In
The citric acid / hydrogen peroxide solution /
Etching is performed for a required time, which will be etched with a water mixed solution, and then, etching is further performed for 10 minutes or more. Alternatively, the interlayer into which Al has been diffused is etched using a phosphoric acid or sulfuric acid / hydrogen peroxide-based etchant, that is, so-called slight etching is performed.

【0013】例えば、InGaAs膜の膜厚が3000
Å成膜されている場合、単体でのエッチングレートは、
約1700Å/minであるから、2分もあればエッチ
ングできるはずである。しかし、界面でのエッチングレ
ートが小さくなるため(<100Å)、そこで追加で1
0分以上のエッチングを行うことや、あるいは新規にリ
ン酸又は硫酸/過酸化水素系のエッチャント(InGa
As/InAlAs両方の膜をエッチングできるエッチ
ャント)を用いてスライトエッチングを行うことにより
問題を回避することができる。
For example, if the thickness of the InGaAs film is 3000
場合 If a film is formed, the etching rate of
Since it is about 1700 ° / min, it should be possible to perform etching in 2 minutes. However, since the etching rate at the interface becomes smaller (<100 °), an additional 1
Etching for 0 minutes or more, or a new phosphoric acid or sulfuric acid / hydrogen peroxide based etchant (InGa
The problem can be avoided by performing the slight etching using an etchant capable of etching both As / InAlAs films.

【0014】このように、上記実施例によれば、クエン
酸/過酸化水素水/水混合溶液を用いて、InGaAs
/InAlAs膜のエッチングにおいて、InGaAs
膜の膜厚がエッチングされるエッチングレートが100
Å〜200Å/分と小さくなった時点で、少なくとも1
0分以上の追加エッチングを行うか、リン酸又は硫酸/
過酸化水素水系のエッチャントを用いてスライトエッチ
ングを行い、2段階エッチングを行うことにより、In
GaAs膜を均一に、しかも確実にエッチングすること
ができる。
As described above, according to the above-mentioned embodiment, InGaAs is formed using a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water.
/ InAlAs film etching, InGaAs
The etching rate at which the film thickness is etched is 100
At the time when it becomes as small as {-200} / min, at least 1
Perform additional etching for 0 minutes or more, or add phosphoric acid or sulfuric acid /
Slight etching is performed using a hydrogen peroxide aqueous etchant, and two-step etching is performed to obtain In.
The GaAs film can be uniformly and reliably etched.

【0015】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、クエン酸/過酸化水素水/水混合溶液を用い
て、InGaAs層の膜厚がエッチングされるエッチン
グレートが100Å〜200Å/分と小さくなった時点
で、少なくとも10分以上の追加エッチングを行うか、
リン酸又は硫酸/過酸化水素水系のエッチャントを用い
てスライトエッチングを行い、2段階エッチングを行う
ことにより、InGaAs層をInGaAs膜をエッチ
ング残渣がなく、均一性良くエッチングできる。
As described above in detail, according to the present invention, the etching rate at which the thickness of the InGaAs layer is etched using a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water is 100 ° to 200 °. / Min, perform additional etching for at least 10 minutes or
Slight etching is performed using a phosphoric acid or sulfuric acid / hydrogen peroxide aqueous etchant, and by performing the two-step etching, the InGaAs layer can be etched with high uniformity without etching residues in the InGaAs layer.

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

【図1】本発明のエッチング方法の対象となるInAl
As膜上に成膜されたInGaAs膜の断面図である。
FIG. 1 shows InAl which is an object of an etching method of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an InGaAs film formed on an As film.

【図2】本発明の実施例を示すInAlAs膜上にIn
GaAs膜を1.5μm形成し、クエン酸/過酸化水素
水/水混合溶液でエッチングを行った場合のエッチング
時間に対するエッチングの深さを示す図である。
FIG. 2 shows an InAlAs film according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing the etching depth versus etching time when a GaAs film is formed to a thickness of 1.5 μm and etched with a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water.

【図3】太陽電池に用いられている積層構造の一例を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a laminated structure used for a solar cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 InAlAs膜 12 InGaAs膜 11 InAlAs film 12 InGaAs film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 InGaAs/InAlAs膜のエッチ
ングにおいて、(a)クエン酸/過酸化水素水/水混合
溶液を用いてInGaAs膜のエッチングを行い、エッ
チングレートが100Å〜200Å/分と小さくなった
時点で、(b)少なくとも10分以上の追加エッチング
を行うことを特徴とする化合物半導体膜のエッチング方
法。
In the etching of an InGaAs / InAlAs film, (a) the etching of the InGaAs film is performed using a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water, and when the etching rate is reduced to 100 ° -200 ° / min. And (b) performing additional etching for at least 10 minutes or more.
【請求項2】 InGaAs/InAlAs膜のエッチ
ングにおいて、(a)クエン酸/過酸化水素水/水混合
溶液を用いてInGaAs膜のエッチングを行い、エッ
チングレートが100Å〜200Å/分と小さくなった
時点で、(b)リン酸又は硫酸/過酸化水素水系のエッ
チャントを用いてAlが拡散されたインターレイアをエ
ッチングすることを特徴とする化合物半導体膜のエッチ
ング方法。
2. In the etching of the InGaAs / InAlAs film, (a) the InGaAs film is etched using a mixed solution of citric acid / hydrogen peroxide / water, and when the etching rate is reduced to 100 ° -200 ° / min. (B) a method of etching a compound semiconductor film, comprising etching an interlayer in which Al is diffused using a phosphoric acid or a sulfuric acid / hydrogen peroxide aqueous etchant.
JP12221997A 1997-05-13 1997-05-13 Etching method for compound semiconductor Withdrawn JPH10312988A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009200511A (en) * 1999-08-06 2009-09-03 Raytheon Co Method of forming semiconductor

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009200511A (en) * 1999-08-06 2009-09-03 Raytheon Co Method of forming semiconductor

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