JPH11111703A - Ii−vi族化合物半導体のエッチング方法 - Google Patents
Ii−vi族化合物半導体のエッチング方法Info
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- JPH11111703A JPH11111703A JP26603597A JP26603597A JPH11111703A JP H11111703 A JPH11111703 A JP H11111703A JP 26603597 A JP26603597 A JP 26603597A JP 26603597 A JP26603597 A JP 26603597A JP H11111703 A JPH11111703 A JP H11111703A
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Abstract
(57)【要約】
II-VI族化合物半導体のエッチング方法
【課題】 Zn、Mg、Cd、Be、S、Se及びTe
のうち少なくとも2つの元素を含むII-VI族化合物半導
体のエッチングを容易に行い、その結果、スムーズな表
面を得る。 【解決手段】 Zn、Mg、Cd、Be、S、Se及び
Teからなる群から選択される少なくとも2つの元素を
含むII-VI族化合物半導体を有機酸を含む混合液と接触
させてエッチングすることを特徴とするII-VI族化合物
半導体のエッチング方法。
のうち少なくとも2つの元素を含むII-VI族化合物半導
体のエッチングを容易に行い、その結果、スムーズな表
面を得る。 【解決手段】 Zn、Mg、Cd、Be、S、Se及び
Teからなる群から選択される少なくとも2つの元素を
含むII-VI族化合物半導体を有機酸を含む混合液と接触
させてエッチングすることを特徴とするII-VI族化合物
半導体のエッチング方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、II-VI族半導体の
エッチングを行う方法に係わり、特にZn、Mg、C
d、Be、S、Se及びTeからなる群から選択される
少なくとも2つの元素を含むII-VI族化合物半導体をエ
ッチングする方法に関するものである。
エッチングを行う方法に係わり、特にZn、Mg、C
d、Be、S、Se及びTeからなる群から選択される
少なくとも2つの元素を含むII-VI族化合物半導体をエ
ッチングする方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、II-VI族化合物半導体のエッチン
グには、K2Cr2O7、KMnO4、H2SO4、H2O2、
HClやHBr等、もしくはこれらを含む混合液が多く
用いられている。
グには、K2Cr2O7、KMnO4、H2SO4、H2O2、
HClやHBr等、もしくはこれらを含む混合液が多く
用いられている。
【0003】ところが、これらのエッチング液を用いた
場合は表面が平坦にならなかったり表面にエッチング残
さが厚く堆積し、後処理では除去出来ないという問題が
あった。さらに重金属を含んだエッチング液ではこれら
重金属が表面に残るという問題も含んでいた。
場合は表面が平坦にならなかったり表面にエッチング残
さが厚く堆積し、後処理では除去出来ないという問題が
あった。さらに重金属を含んだエッチング液ではこれら
重金属が表面に残るという問題も含んでいた。
【0004】このような問題を解決するために、様々な
エッチャントが提案されているが、いずれも平坦なエッ
チング面であり、かつ、プロセスなどを行う場合に使用
可能なエッチングスピードを得ることは困難であった。
例えば、K2Cr2O7、H2SO4及びH2Oの混合液でエ
ッチングを行うと、早めのエッチングレートを得ること
は出来るが、表面が白濁するといった問題があった。
エッチャントが提案されているが、いずれも平坦なエッ
チング面であり、かつ、プロセスなどを行う場合に使用
可能なエッチングスピードを得ることは困難であった。
例えば、K2Cr2O7、H2SO4及びH2Oの混合液でエ
ッチングを行うと、早めのエッチングレートを得ること
は出来るが、表面が白濁するといった問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のエッ
チング液は表面の平坦性、表面残さ、エッチングスピー
ド等の問題で基板の前処理やプロセス中のエッチングな
どの制御が十分に出来ない場合があった。
チング液は表面の平坦性、表面残さ、エッチングスピー
ド等の問題で基板の前処理やプロセス中のエッチングな
どの制御が十分に出来ない場合があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、有機酸を含んだ混合
液でエッチングを行うことにより、表面の平坦性や表面
残さの問題なく、十分なエッチングスピードで、II-VI
族化合物半導体のエッチングが行えることを見出し、本
発明に到達した。
題を解決すべく鋭意検討した結果、有機酸を含んだ混合
液でエッチングを行うことにより、表面の平坦性や表面
残さの問題なく、十分なエッチングスピードで、II-VI
族化合物半導体のエッチングが行えることを見出し、本
発明に到達した。
【0007】即ち、本発明の要旨は、Zn、Mg、C
d、Be、S、Se及びTeからなる群から選択される
少なくとも2つの元素を含むII-VI族化合物半導体を有
機酸を含む混合液と接触させてエッチングすることを特
徴とするII-VI族化合物半導体のエッチング方法に存す
る。
d、Be、S、Se及びTeからなる群から選択される
少なくとも2つの元素を含むII-VI族化合物半導体を有
機酸を含む混合液と接触させてエッチングすることを特
徴とするII-VI族化合物半導体のエッチング方法に存す
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明はII-VI族化合物半導体のエッチング方法に関す
るものであり、エッチング前の表面の加工は任意の形状
でよい。すなわち、エピタキシャル成長を行う前処理と
して基板のエッチングに用いても良いし、半導体デバイ
スの構造を作製するためのエッチングマスク等を作製し
た処理を行ってあるものでリッジやグルーブ等を作るの
に使っても差し支えない。
本発明はII-VI族化合物半導体のエッチング方法に関す
るものであり、エッチング前の表面の加工は任意の形状
でよい。すなわち、エピタキシャル成長を行う前処理と
して基板のエッチングに用いても良いし、半導体デバイ
スの構造を作製するためのエッチングマスク等を作製し
た処理を行ってあるものでリッジやグルーブ等を作るの
に使っても差し支えない。
【0009】また、エッチングを行う対象はII-VI族の
化合物半導体であればよく、Zn、Mg、Cd、Be、
S、Se及びTeからなる群から選択される少なくとも
2つの元素を含むII-VI族化合物半導体が対象になる。
このうち特にII族元素としてZn及び/又はMgを含む
もの、VI族元素としてS及び/又はSeを含むものがエ
ッチングを行いやすい。また、これらの半導体の生成方
法についても規定するものではなく、エピタキシーを行
ってもバルクとして成長したものであっても問題はな
い。また、半導体の導電型についても特に限定するもの
ではない。
化合物半導体であればよく、Zn、Mg、Cd、Be、
S、Se及びTeからなる群から選択される少なくとも
2つの元素を含むII-VI族化合物半導体が対象になる。
このうち特にII族元素としてZn及び/又はMgを含む
もの、VI族元素としてS及び/又はSeを含むものがエ
ッチングを行いやすい。また、これらの半導体の生成方
法についても規定するものではなく、エピタキシーを行
ってもバルクとして成長したものであっても問題はな
い。また、半導体の導電型についても特に限定するもの
ではない。
【0010】エッチング液としては有機酸を含む混合液
を用いるが、有機酸としてはカルボン酸を用いるのが好
ましい。また、有機酸のほかに酸化剤(過酸化物やオキ
ソ酸)を混合することが好ましく、これらを水で希釈し
た混合液が好ましい。ここで、カルボン酸の主なものと
しては蟻酸(HCOOH)、酢酸(CH3COOH)、
コハク酸(HOOC−(CH2)2COOH)、クエン酸
((CH2COOH)−(C(OH)COOH)−(C
H2COOH))、安息香酸(C6H5COOH)、シュ
ウ酸(HOOC−COOH)、アクリル酸(CH2=C
HCOOH)、酒石酸((COOH)−(CHOH)2
−(COOH))等がある。また、酸化剤としては、過
酸化水素(H2O2)、硝酸(HNO3)、次亜塩素酸
(HClO)、二酸化マンガン(MnO2)、酸化クロ
ム(VII)(Cr2O7)等があるが、ここでは金属が
半導体表面に残る可能性があるため金属を含む酸化剤は
あまり望ましくない。この混合液が良い理由は、これら
の酸が、使いやすくまたpHを7近辺に調整しやすい事
にある。さらに望ましくは、クエン酸、過酸化水素、水
の混合液がよい。このときのクエン酸と過酸化水素と水
のモル比率は1〜10:1〜20:100、望ましくは
2〜7:2〜10:100、さらに望ましくは4〜6:
4〜6:100である。
を用いるが、有機酸としてはカルボン酸を用いるのが好
ましい。また、有機酸のほかに酸化剤(過酸化物やオキ
ソ酸)を混合することが好ましく、これらを水で希釈し
た混合液が好ましい。ここで、カルボン酸の主なものと
しては蟻酸(HCOOH)、酢酸(CH3COOH)、
コハク酸(HOOC−(CH2)2COOH)、クエン酸
((CH2COOH)−(C(OH)COOH)−(C
H2COOH))、安息香酸(C6H5COOH)、シュ
ウ酸(HOOC−COOH)、アクリル酸(CH2=C
HCOOH)、酒石酸((COOH)−(CHOH)2
−(COOH))等がある。また、酸化剤としては、過
酸化水素(H2O2)、硝酸(HNO3)、次亜塩素酸
(HClO)、二酸化マンガン(MnO2)、酸化クロ
ム(VII)(Cr2O7)等があるが、ここでは金属が
半導体表面に残る可能性があるため金属を含む酸化剤は
あまり望ましくない。この混合液が良い理由は、これら
の酸が、使いやすくまたpHを7近辺に調整しやすい事
にある。さらに望ましくは、クエン酸、過酸化水素、水
の混合液がよい。このときのクエン酸と過酸化水素と水
のモル比率は1〜10:1〜20:100、望ましくは
2〜7:2〜10:100、さらに望ましくは4〜6:
4〜6:100である。
【0011】エッチングを行うときの温度は0〜50℃
が良く、望ましくは20〜30℃の範囲がよい。このエ
ッチング液は温度によりエッチングレートが急激に変化
するためエッチング液の温度は一定に保つことが重要で
ある。エッチング液の温度が低い場合にはエッチングレ
ートが遅くなる代わりに、エッチング後の表面は比較的
スムーズに保てるという特徴がある。この結果も踏まえ
ると、ここでのエッチングレートは10〜100nm/
minの範囲に制御するのが良く、望ましくは20〜5
0nm/minの範囲であると現実的に使いやすい。
が良く、望ましくは20〜30℃の範囲がよい。このエ
ッチング液は温度によりエッチングレートが急激に変化
するためエッチング液の温度は一定に保つことが重要で
ある。エッチング液の温度が低い場合にはエッチングレ
ートが遅くなる代わりに、エッチング後の表面は比較的
スムーズに保てるという特徴がある。この結果も踏まえ
ると、ここでのエッチングレートは10〜100nm/
minの範囲に制御するのが良く、望ましくは20〜5
0nm/minの範囲であると現実的に使いやすい。
【0012】さらに、このエッチングに続いて、表面に
残った残さを処理する工程を行うと、より平坦で残さの
ない表面が得られる。この処理は二硫化炭素(CS2)
や0.1〜10Nの亜硫酸ナトリウム(Na2SO3)水
溶液を用いて0〜50℃の範囲で、望ましくは室温付近
にて行うのがよい。
残った残さを処理する工程を行うと、より平坦で残さの
ない表面が得られる。この処理は二硫化炭素(CS2)
や0.1〜10Nの亜硫酸ナトリウム(Na2SO3)水
溶液を用いて0〜50℃の範囲で、望ましくは室温付近
にて行うのがよい。
【0013】また、エッチングのみを長時間続けて行う
とエッチング表面が荒れて表面残さが残る傾向にあるた
め、エッチングに続いて表面処理を行う工程を1サイク
ルとし、このサイクルを単位として繰り返すことにより
エッチングを深く行っていくのがスムーズなエッチング
表面を得るためにはもっとも効果的である。
とエッチング表面が荒れて表面残さが残る傾向にあるた
め、エッチングに続いて表面処理を行う工程を1サイク
ルとし、このサイクルを単位として繰り返すことにより
エッチングを深く行っていくのがスムーズなエッチング
表面を得るためにはもっとも効果的である。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を越えない限り、下記実施
例により限定されるものではない。 (実施例1)GaAs基板上にMBEで成長したZnS
e膜を作成しそのMBE成長ZnSe膜のエッチングを
試みた。クエン酸と水を1:1重量比で混合したクエン
酸水溶液、30重量%の過酸化水素水を用いており、こ
れを3:1で混合した液(モル比は、クエン酸:過酸化
水素:水=5:5:100)を用いて、30℃にてエッ
チングした結果、30nm/minのエッチングレート
を得ることが出来た。60秒エッチングを行った後、表
面を光学顕微鏡で観察したが、際だった表面荒れは見ら
れず、またAFM(原子間力顕微鏡)を用いて表面の観
察を行っても表面の凹凸の状況はエッチング前と同じで
あった。 (実施例2)GaAs基板上にMBEで成長したZnS
e膜を実施例1と同様にエッチングした後に水洗し乾燥
させた後、室温のCS2により60秒の表面処理を行
い、水洗し乾燥を行った。このエッチングと表面処理か
らなる工程を、一つのサイクルとして、このサイクルを
5回繰り返して行った。このエッチングを行った場合、
200nmエッチングすることが出来た。表面を光学顕
微鏡で観察したが、際だった表面荒れは見られず、また
AFM(原子間力顕微鏡)を用いて表面の観察を行って
も表面の凹凸の状況はエッチング前と同じであった。 (比較例)エッチング液として、K2Cr2O7:H2SO
4:H2O=5g:50ml:100ml(H2SO4は市
販の濃硫酸を用いた。)という比率の混合液で室温にて
エッチングを行なった以外、前記実施例1と全く同様に
したところ、300nm/minのエッチングレートを
得ることは出来るが、表面が白濁してしまった。 (参考例1)クエン酸水溶液と過酸化水素水の混合比率
をふった以外、実施例1と全く同様にした場合の、エッ
チングレートの変化を図1に示す。図1において、横軸
は、30重量%過酸化水素水の体積を1としたときの、
クエン酸と水を1:1重量比で混合したクエン酸水溶液
の体積比率を表している。 (参考例2)クエン酸水溶液と過酸化水素水の混合比率
を1:1とし、エッチング温度を振った以外、実施例1
と全く同様にした場合のエッチングレートの変化を図2
に示す。 (参考例3)エッチング温度を20℃とし、エッチング
時間をふった以外は、実施例1と全く同様にした場合の
エッチング時間とエッチング深さの関係を図3に示す。
するが、本発明は、その要旨を越えない限り、下記実施
例により限定されるものではない。 (実施例1)GaAs基板上にMBEで成長したZnS
e膜を作成しそのMBE成長ZnSe膜のエッチングを
試みた。クエン酸と水を1:1重量比で混合したクエン
酸水溶液、30重量%の過酸化水素水を用いており、こ
れを3:1で混合した液(モル比は、クエン酸:過酸化
水素:水=5:5:100)を用いて、30℃にてエッ
チングした結果、30nm/minのエッチングレート
を得ることが出来た。60秒エッチングを行った後、表
面を光学顕微鏡で観察したが、際だった表面荒れは見ら
れず、またAFM(原子間力顕微鏡)を用いて表面の観
察を行っても表面の凹凸の状況はエッチング前と同じで
あった。 (実施例2)GaAs基板上にMBEで成長したZnS
e膜を実施例1と同様にエッチングした後に水洗し乾燥
させた後、室温のCS2により60秒の表面処理を行
い、水洗し乾燥を行った。このエッチングと表面処理か
らなる工程を、一つのサイクルとして、このサイクルを
5回繰り返して行った。このエッチングを行った場合、
200nmエッチングすることが出来た。表面を光学顕
微鏡で観察したが、際だった表面荒れは見られず、また
AFM(原子間力顕微鏡)を用いて表面の観察を行って
も表面の凹凸の状況はエッチング前と同じであった。 (比較例)エッチング液として、K2Cr2O7:H2SO
4:H2O=5g:50ml:100ml(H2SO4は市
販の濃硫酸を用いた。)という比率の混合液で室温にて
エッチングを行なった以外、前記実施例1と全く同様に
したところ、300nm/minのエッチングレートを
得ることは出来るが、表面が白濁してしまった。 (参考例1)クエン酸水溶液と過酸化水素水の混合比率
をふった以外、実施例1と全く同様にした場合の、エッ
チングレートの変化を図1に示す。図1において、横軸
は、30重量%過酸化水素水の体積を1としたときの、
クエン酸と水を1:1重量比で混合したクエン酸水溶液
の体積比率を表している。 (参考例2)クエン酸水溶液と過酸化水素水の混合比率
を1:1とし、エッチング温度を振った以外、実施例1
と全く同様にした場合のエッチングレートの変化を図2
に示す。 (参考例3)エッチング温度を20℃とし、エッチング
時間をふった以外は、実施例1と全く同様にした場合の
エッチング時間とエッチング深さの関係を図3に示す。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、Zn、Mg、Cd、B
e、S、Se及びTeのうち少なくとも2つの元素を含
むII-VI族化合物半導体のエッチングを容易に行うこと
が出来、またその結果、スムーズな表面を得ることが出
来る。
e、S、Se及びTeのうち少なくとも2つの元素を含
むII-VI族化合物半導体のエッチングを容易に行うこと
が出来、またその結果、スムーズな表面を得ることが出
来る。
【図1】 本発明エッチング方法におけるエッチング液
の組成とエッチングレートの関係を示すグラフ。
の組成とエッチングレートの関係を示すグラフ。
【図2】 本発明エッチング方法におけるエッチング温
度とエッチングレートの関係を示すグラフ。
度とエッチングレートの関係を示すグラフ。
【図3】 本発明エッチング方法におけるエッチング時
間とエッチング深さの関係を示すグラフ。
間とエッチング深さの関係を示すグラフ。
Claims (14)
- 【請求項1】 Zn、Mg、Cd、Be、S、Se及び
Teからなる群から選択される少なくとも2つの元素を
含むII-VI族化合物半導体を有機酸を含む混合液と接触
させてエッチングすることを特徴とするII-VI族化合物
半導体のエッチング方法。 - 【請求項2】 エッチングに用いる混合液が、酸化剤を
含むことを特徴とする請求項1記載のII-VI族化合物半
導体のエッチング方法。 - 【請求項3】 前記有機酸がカルボン酸であることを特
徴とする請求項1又は2記載のII-VI族化合物半導体の
エッチング方法。 - 【請求項4】 前記カルボン酸が蟻酸、酢酸、コハク
酸、クエン酸、安息香酸、シュウ酸、アクリル酸及び酒
石酸からなる群から選択される1種以上のカルボン酸で
あることを特徴とする請求項3記載のII-VI族化合物半
導体のエッチング方法。 - 【請求項5】 前記酸化剤が過酸化物又はオキソ酸であ
ることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載
のII-VI族化合物半導体のエッチング方法。 - 【請求項6】 前記酸化剤が過酸化水素、硝酸、次亜塩
素酸、二酸化マンガン及び酸化クロム(VII)からなる群
から選択される1種以上であることを特徴とする請求項
5に記載のII-VI族化合物半導体のエッチング方法。 - 【請求項7】 エッチングに用いる混合液が、水を含む
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の
II-VI族化合物半導体のエッチング方法。 - 【請求項8】 エッチングに用いる混合液中の有機酸、
酸化剤及び水の混合比が、モル比で1〜10:1〜2
0:100であることを特徴とする請求項2ないし7の
いずれかに記載のII-VI族化合物半導体のエッチング方
法。 - 【請求項9】 0〜50℃でエッチングを行うことを特
徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のII-VI族
化合物半導体のエッチング方法。 - 【請求項10】 II-VI族化合物半導体を有機酸を含む
混合液と接触させた後、更に二硫化炭素又は亜硫酸ナト
リウム水溶液と接触させて表面処理することを特徴とす
る請求項1ないし9のいずれかに記載のII-VI族化合物
半導体のエッチング方法。 - 【請求項11】 0.5〜3規定の亜硫酸ナトリウム水
溶液を用いて表面処理することを特徴とする請求項10
記載のII-VI族化合物半導体のエッチング方法。 - 【請求項12】 表面処理を0〜50℃で行うことを特
徴とする請求項11記載のII-VI族化合物半導体のエッ
チング方法。 - 【請求項13】 II-VI族化合物半導体を有機酸を含む
混合液と6〜600秒接触させた後、更に二硫化炭素又
は亜硫酸ナトリウム水溶液と6〜600秒接触させて表
面処理することを特徴とする請求項10ないし2のいず
れかに記載のII-VI族化合物半導体のエッチング方法。 - 【請求項14】 II-VI族化合物半導体を有機酸を含む
混合液と接触させた後、更に二硫化炭素又は亜硫酸ナト
リウム水溶液と接触させて表面処理するまでを1つのサ
イクルとして、当該サイクルを少なくとも2回以上繰り
返して行うことを特徴とする請求項10ないし13のい
ずれかに記載のII-VI族化合物半導体のエッチング方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26603597A JPH11111703A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Ii−vi族化合物半導体のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26603597A JPH11111703A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Ii−vi族化合物半導体のエッチング方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11111703A true JPH11111703A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17425491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26603597A Pending JPH11111703A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Ii−vi族化合物半導体のエッチング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11111703A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007005472A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 基板の表面処理方法およびiii−v族化合物半導体の製造方法 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26603597A patent/JPH11111703A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007005472A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 基板の表面処理方法およびiii−v族化合物半導体の製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040929 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
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