JPH1116896A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH1116896A JPH1116896A JP17242497A JP17242497A JPH1116896A JP H1116896 A JPH1116896 A JP H1116896A JP 17242497 A JP17242497 A JP 17242497A JP 17242497 A JP17242497 A JP 17242497A JP H1116896 A JPH1116896 A JP H1116896A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- layer
- compound semiconductor
- gaas
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】化合物半導体層をエッチングする工程を含む化
合物半導体装置の製造方法に関し、エッチングレートの
制御性を向上すること。 【解決手段】化合物半導体層を加熱し、ビスジメチルア
ミノ砒素クロライド又は化学式(NR2)AsHCl又は(NR2)2As
Cl（ただし、R はアルキル基を示す）で示されるガスを
エッチングガスとして供給することにより、前記化合物
半導体層をエッチングするエッチング工程を含む。
合物半導体装置の製造方法に関し、エッチングレートの
制御性を向上すること。 【解決手段】化合物半導体層を加熱し、ビスジメチルア
ミノ砒素クロライド又は化学式(NR2)AsHCl又は(NR2)2As
Cl（ただし、R はアルキル基を示す）で示されるガスを
エッチングガスとして供給することにより、前記化合物
半導体層をエッチングするエッチング工程を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体装置
の製造方法に関し、より詳しくは、化合物半導体層をエ
ッチングする工程を含む化合物半導体装置の製造方法に
関する。
の製造方法に関し、より詳しくは、化合物半導体層をエ
ッチングする工程を含む化合物半導体装置の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、GaAsＭＥＳＦＥＴや高速電子移動
度トランジスタ（ＨＥＭＴ）などは、超電子デバイスと
して有望とされている。GaAsＭＥＳＦＥＴは、携帯電話
などの移動体通信に、ＨＥＭＴについては、衛生放送受
信用アンテナなどに利用されている。
度トランジスタ（ＨＥＭＴ）などは、超電子デバイスと
して有望とされている。GaAsＭＥＳＦＥＴは、携帯電話
などの移動体通信に、ＨＥＭＴについては、衛生放送受
信用アンテナなどに利用されている。
【０００３】それらの電子デバイスを製造する過程や、
化合物半導体をエピタキシャル結晶成長する上では、化
合物半導体のエッチング技術は重要になってくる。一般
的に化合物半導体エッチング方法は、ウェットエッチン
グ、ドライエッチング、化学エッチングなどがある。ウ
ェットエッチングは半導体層にダメージを与えないが、
マスクを用いて半導体層をエッチングする際にはサイド
エッチングが生じるなどのエッチング制御性が悪い。
化合物半導体をエピタキシャル結晶成長する上では、化
合物半導体のエッチング技術は重要になってくる。一般
的に化合物半導体エッチング方法は、ウェットエッチン
グ、ドライエッチング、化学エッチングなどがある。ウ
ェットエッチングは半導体層にダメージを与えないが、
マスクを用いて半導体層をエッチングする際にはサイド
エッチングが生じるなどのエッチング制御性が悪い。
【０００４】また、スパッタなどのドライエッチング
は、エッチング制御性は高いものの、半導体層にダメー
ジを与え易い。さらに、塩素(Cl2）、塩酸(HCl）、三塩
化砒素(AsCl3) 等のガスを用いる化学エッチングは、半
導体層に与えるダメージも少ないので有効である。化学
エッチングは、熱によって反応を促進するために、基板
を加熱しながら行われているが、熱による化合物半導体
にダメージを考慮すると、基板温度を５００℃以下にす
ることが重要である。
は、エッチング制御性は高いものの、半導体層にダメー
ジを与え易い。さらに、塩素(Cl2）、塩酸(HCl）、三塩
化砒素(AsCl3) 等のガスを用いる化学エッチングは、半
導体層に与えるダメージも少ないので有効である。化学
エッチングは、熱によって反応を促進するために、基板
を加熱しながら行われているが、熱による化合物半導体
にダメージを考慮すると、基板温度を５００℃以下にす
ることが重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、基板温度が５
００℃以下であっても、例えばCl2 、HCl 、AsCl3 のい
ずれかを反応ガスとして化学エッチング法によってGaAs
層をエッチングすると、GaAsのエッチング活性化エネル
ギーが１eV以上のために、ウェハ温度が数℃の違いでエ
ッチングレートが大きく変化するために、エッチングレ
ートの制御性が悪いといった問題があった。
００℃以下であっても、例えばCl2 、HCl 、AsCl3 のい
ずれかを反応ガスとして化学エッチング法によってGaAs
層をエッチングすると、GaAsのエッチング活性化エネル
ギーが１eV以上のために、ウェハ温度が数℃の違いでエ
ッチングレートが大きく変化するために、エッチングレ
ートの制御性が悪いといった問題があった。
【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、エッチングレートの制御性を向上するこ
とができる化合物半導体の化学エッチング工程を含む半
導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
ものであって、エッチングレートの制御性を向上するこ
とができる化合物半導体の化学エッチング工程を含む半
導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
（手段）上記した課題は、化合物半導体層を加熱し、ビ
スジメチルアミノ砒素クロライド又は化学式(NR2)AsHCl
又は(NR2)2AsCl（ただし、R はアルキル基を示す）で示
されるガスをエッチングガスとして供給することによ
り、前記化合物半導体層をエッチングするエッチング工
程を有することを特徴とする化合物半導体装置の製造方
法によって解決する。
スジメチルアミノ砒素クロライド又は化学式(NR2)AsHCl
又は(NR2)2AsCl（ただし、R はアルキル基を示す）で示
されるガスをエッチングガスとして供給することによ
り、前記化合物半導体層をエッチングするエッチング工
程を有することを特徴とする化合物半導体装置の製造方
法によって解決する。
【０００８】上記化合物半導体層の製造方法において、
前記エッチングガスの供給はガスソースＭＢＥ法又はＭ
ＯＣＶＤ法により行うことを特徴とする。上記化合物半
導体装置の製造方法において、前記化合物半導体層は、
Alx Ga1- x As（０≦ｘ＜１）であることを特徴とする。
上記化合物半導体装置の製造方法において、前記化合物
半導体層は、GaAs層と、該GaAs層の下に形成されるAlx
Ga1-x As層（０＜ｘ＜１）の二層構造であることを特徴
とする。
前記エッチングガスの供給はガスソースＭＢＥ法又はＭ
ＯＣＶＤ法により行うことを特徴とする。上記化合物半
導体装置の製造方法において、前記化合物半導体層は、
Alx Ga1- x As（０≦ｘ＜１）であることを特徴とする。
上記化合物半導体装置の製造方法において、前記化合物
半導体層は、GaAs層と、該GaAs層の下に形成されるAlx
Ga1-x As層（０＜ｘ＜１）の二層構造であることを特徴
とする。
【０００９】上記化合物半導体装置の製造方法におい
て、前記化合物半導体層の加熱温度を変えることよって
前記化合物半導体層のエッチング速度を調整することを
特徴とする。 （作用）次に、本発明の作用について説明する。
て、前記化合物半導体層の加熱温度を変えることよって
前記化合物半導体層のエッチング速度を調整することを
特徴とする。 （作用）次に、本発明の作用について説明する。
【００１０】本発明によれば、GaAs、AlGaAsのような化
合物半導体層のエッチングする際にエッチングガスとし
てビスジメチルアミノ砒素クロライド又は(NR2)AsHCl又
は(NR2)2AsClを用いている。これによれば、図３、図４
に示すように、５００℃以下の基板温度において、ガス
供給量の調整や温度調整によってエッチング速度の制御
が容易になることがわかった。また、図５に示すよう
に、基板温度の調整によってGaAs層とAlGaAs層という異
なる組成の２層の化合物半導体層のエッチング選択比を
変えることができ、これによりエッチングの制御が容易
になることがわかった。
合物半導体層のエッチングする際にエッチングガスとし
てビスジメチルアミノ砒素クロライド又は(NR2)AsHCl又
は(NR2)2AsClを用いている。これによれば、図３、図４
に示すように、５００℃以下の基板温度において、ガス
供給量の調整や温度調整によってエッチング速度の制御
が容易になることがわかった。また、図５に示すよう
に、基板温度の調整によってGaAs層とAlGaAs層という異
なる組成の２層の化合物半導体層のエッチング選択比を
変えることができ、これによりエッチングの制御が容易
になることがわかった。
【００１１】
【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形
態に係る半導体層をエッチングするためのガスソースＭ
ＢＥ装置の構成図である。そのガスソースＭＢＥ装置１
は、エッチング対象物が置かれるチャンバ２を有し、そ
の内部には基板Ｗを載置する基板支持部３が設けられ、
その基板支持部３には基板Ｗを回転させる回転機構（不
図示）と基板Ｗを加熱するための加熱機構（不図示）が
取付けられている。
を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形
態に係る半導体層をエッチングするためのガスソースＭ
ＢＥ装置の構成図である。そのガスソースＭＢＥ装置１
は、エッチング対象物が置かれるチャンバ２を有し、そ
の内部には基板Ｗを載置する基板支持部３が設けられ、
その基板支持部３には基板Ｗを回転させる回転機構（不
図示）と基板Ｗを加熱するための加熱機構（不図示）が
取付けられている。
【００１２】また、チャンバ２には、ゲートバルブ３、
液体窒素トラップ４を介して拡散ポンプ５が接続され、
さらにその拡散ポンプ５には回転ポンプ６が接続され、
これらのポンプによってチャンバ２内を高真空にするよ
うになっている。さらに、チャンバ２には、シャッタ７
を介してガス供給セル８が取付けられ、ガス供給セル８
から基板支持部３上の基板Ｗに向けてエッチングガスを
供給するように構成されている。そのガス供給セル８内
には、弁８ｃを介して外部から後述するエッチングガス
を導入するためのガス管８ａと、このガス管８ａを加熱
するためのヒータ８ｂとが配置されており、ヒータ８ｂ
によりエッチャント材料を加熱して基板Ｗに照射するよ
うになっている。
液体窒素トラップ４を介して拡散ポンプ５が接続され、
さらにその拡散ポンプ５には回転ポンプ６が接続され、
これらのポンプによってチャンバ２内を高真空にするよ
うになっている。さらに、チャンバ２には、シャッタ７
を介してガス供給セル８が取付けられ、ガス供給セル８
から基板支持部３上の基板Ｗに向けてエッチングガスを
供給するように構成されている。そのガス供給セル８内
には、弁８ｃを介して外部から後述するエッチングガス
を導入するためのガス管８ａと、このガス管８ａを加熱
するためのヒータ８ｂとが配置されており、ヒータ８ｂ
によりエッチャント材料を加熱して基板Ｗに照射するよ
うになっている。
【００１３】また、チャンバ２に沿って液体窒素シュラ
ウド９が取り付けられ、この液体窒素シュラウド９内の
液体窒素によってガス管８ａなどから発生する不純物成
分を捕獲するようになっている。以下に、上記したガス
ソースＭＢＥ装置１を使用した化合物半導体層のエッチ
ングについて説明する。
ウド９が取り付けられ、この液体窒素シュラウド９内の
液体窒素によってガス管８ａなどから発生する不純物成
分を捕獲するようになっている。以下に、上記したガス
ソースＭＢＥ装置１を使用した化合物半導体層のエッチ
ングについて説明する。
【００１４】まず、図２(a) に示すようにGaAs基板Ｗの
上にGaAs層１１を形成した第１の試料１０と、図２(b)
に示すようにGaAs基板Ｗの上にAl0.28Ga0.72As層２１と
GaAs層２２を形成した第２の試料２０とを用意する。さ
らに、ガス管８ａを通してエッチングガスとしてビスジ
メチルアミノ砒素クロライド（以下、ＢＤＭＡAsClとい
う。）を放出し、シャッタ７を開けてキャリアガスを用
いずにガス状のＢＤＭＡAsClを第１又は第２の試料１
０，２０に照射する。ＢＤＭＡAsClは、化学構造式((CH
3)2N)2AsClで示されるものがある。
上にGaAs層１１を形成した第１の試料１０と、図２(b)
に示すようにGaAs基板Ｗの上にAl0.28Ga0.72As層２１と
GaAs層２２を形成した第２の試料２０とを用意する。さ
らに、ガス管８ａを通してエッチングガスとしてビスジ
メチルアミノ砒素クロライド（以下、ＢＤＭＡAsClとい
う。）を放出し、シャッタ７を開けてキャリアガスを用
いずにガス状のＢＤＭＡAsClを第１又は第２の試料１
０，２０に照射する。ＢＤＭＡAsClは、化学構造式((CH
3)2N)2AsClで示されるものがある。
【００１５】そして、第１又は第２の試料１０，２０を
基板支持部３に設置した状態で、ガス流量を変えたり、
基板支持部３による基板加熱温度を変えることによって
ＢＤＭＡAsClによるエッチングがどのように変化するか
を調べた。最初に、第１の試料１０を用いてＢＤＭＡAs
Clのガス流量とGaAs層１１のエッチングレートの関係を
調べたところ、図３のような結果が得られた。その図３
のエッチングレートの調査は、GaAs基板の温度を５００
℃、エッチング中の内部圧力を１０-7Torr台として行っ
たものである。
基板支持部３に設置した状態で、ガス流量を変えたり、
基板支持部３による基板加熱温度を変えることによって
ＢＤＭＡAsClによるエッチングがどのように変化するか
を調べた。最初に、第１の試料１０を用いてＢＤＭＡAs
Clのガス流量とGaAs層１１のエッチングレートの関係を
調べたところ、図３のような結果が得られた。その図３
のエッチングレートの調査は、GaAs基板の温度を５００
℃、エッチング中の内部圧力を１０-7Torr台として行っ
たものである。
【００１６】図３において、縦軸のエッチングレート
は、ＢＤＭＡAsClの流量を０．１１sccm〜０．３sccmま
で変化させた場合に、GaAs層１１のエッチングレートは
９６．５nm／ｈ（ｈは時間を示す）〜２８５nm／ｈの範
囲で線型に変化した。この実験結果から、基板温度が５
００℃では、そのエッチングレートはＢＤＭＡAsClのガ
ス供給量によって決まってくることがわかった。
は、ＢＤＭＡAsClの流量を０．１１sccm〜０．３sccmま
で変化させた場合に、GaAs層１１のエッチングレートは
９６．５nm／ｈ（ｈは時間を示す）〜２８５nm／ｈの範
囲で線型に変化した。この実験結果から、基板温度が５
００℃では、そのエッチングレートはＢＤＭＡAsClのガ
ス供給量によって決まってくることがわかった。
【００１７】次に、ＢＤＭＡAsClのガス流量を０．２sc
cmと一定にして、基板温度とGaAs層１１のエッチングレ
ートとの関係を調べたところ、図４に示すような結果が
得られた。即ち、基板温度が３８０℃以下ではエッチン
グレートが著しく小さくなり、また、基板温度が３８０
℃〜５５０℃の範囲では温度の上昇につれてエッチング
レートが９２．１nm／ｈ〜２７２nm／ｈまで増加し、さ
らに、５５０℃以上ではエッチングレートがほぼ飽和し
た。
cmと一定にして、基板温度とGaAs層１１のエッチングレ
ートとの関係を調べたところ、図４に示すような結果が
得られた。即ち、基板温度が３８０℃以下ではエッチン
グレートが著しく小さくなり、また、基板温度が３８０
℃〜５５０℃の範囲では温度の上昇につれてエッチング
レートが９２．１nm／ｈ〜２７２nm／ｈまで増加し、さ
らに、５５０℃以上ではエッチングレートがほぼ飽和し
た。
【００１８】そして、基板温度が３８０℃〜５５０℃の
範囲のＢＤＭＡAsClの活性化エネルギーを調べたところ
０．２５eVであった。従来、GaAs層１１をエッチングす
る場合のAsCl3 とHCl の活性化エネルギーは１．０eV以
上となり、GaClの離脱エネルギー（desorption energy
）が１．６eVであることが知られている。その反対
に、ＢＤＭＡAsClの活性化エネルギーは低いので、エッ
チングレートは、３８０℃〜５５０℃の基板温度の範囲
でのＢＤＭＡAsClの分解効率に関係するGaCl生成量によ
って主に決められる。しかし、基板温度が５５０℃以上
になると、流量０．２sccmで第１の試料１０に供給され
たガス状のＢＤＭＡAsClは完全に分解し、そしてGaClは
全て基板表面から離脱するので、エッチングレートが飽
和する。
範囲のＢＤＭＡAsClの活性化エネルギーを調べたところ
０．２５eVであった。従来、GaAs層１１をエッチングす
る場合のAsCl3 とHCl の活性化エネルギーは１．０eV以
上となり、GaClの離脱エネルギー（desorption energy
）が１．６eVであることが知られている。その反対
に、ＢＤＭＡAsClの活性化エネルギーは低いので、エッ
チングレートは、３８０℃〜５５０℃の基板温度の範囲
でのＢＤＭＡAsClの分解効率に関係するGaCl生成量によ
って主に決められる。しかし、基板温度が５５０℃以上
になると、流量０．２sccmで第１の試料１０に供給され
たガス状のＢＤＭＡAsClは完全に分解し、そしてGaClは
全て基板表面から離脱するので、エッチングレートが飽
和する。
【００１９】次に、第２の試料２０を用いて、ＴＤＭＡ
AsをＢＤＭＡAsClに混合してGaAs層２２とAlGaAs層２１
に供給した場合のGaAs層２２とAl0.28Ga0.72As層２１の
それぞれのエッチングレートと基板温度との関係を調べ
たところ、図５のような結果が得られた。その実験で
は、ＢＤＭＡAsClの流量、ＴＤＭＡAsの流量を、それぞ
れ０．２sccm、０．３sccmに設定し、基板温度を３９０
℃から５５０℃の間で変化させ、チャンバ２内の圧力を
１０-6Torr台とした。
AsをＢＤＭＡAsClに混合してGaAs層２２とAlGaAs層２１
に供給した場合のGaAs層２２とAl0.28Ga0.72As層２１の
それぞれのエッチングレートと基板温度との関係を調べ
たところ、図５のような結果が得られた。その実験で
は、ＢＤＭＡAsClの流量、ＴＤＭＡAsの流量を、それぞ
れ０．２sccm、０．３sccmに設定し、基板温度を３９０
℃から５５０℃の間で変化させ、チャンバ２内の圧力を
１０-6Torr台とした。
【００２０】ＢＤＭＡAsClにＴＤＭＡAsを混合させてエ
ッチングする場合のGaAs層２２のエッチングの活性化エ
ネルギーはＢＤＭＡAsClだけの場合と同じ０．２５eVと
なった。しかし、Al0.28 Ga0.72 As層２１のエッチング
レートは、基板温度５００℃以下で−０．２９eVとなっ
た。
ッチングする場合のGaAs層２２のエッチングの活性化エ
ネルギーはＢＤＭＡAsClだけの場合と同じ０．２５eVと
なった。しかし、Al0.28 Ga0.72 As層２１のエッチング
レートは、基板温度５００℃以下で−０．２９eVとなっ
た。
【００２１】次に、ＢＤＭＡAsClによるエッチングのメ
カニズムを、図６(a) 〜(c) に基づいて説明する。GaAs
層２２のエッチングレートについては、図６(a) に示す
ように、生成されるGaClの量によって決められ、GaClの
生成量はＢＤＭＡAsClの分解効率に関係する。
カニズムを、図６(a) 〜(c) に基づいて説明する。GaAs
層２２のエッチングレートについては、図６(a) に示す
ように、生成されるGaClの量によって決められ、GaClの
生成量はＢＤＭＡAsClの分解効率に関係する。
【００２２】一方、AlGaAs層２１のエッチングレート
は、図６(b) に示すように、基板温度５００℃以下では
AlCl2 又はAlCl3 の生成と脱離とによって行われ、主
に、Alの高化学反応性によるものである。AlCl2 とAlCl
3 の平衡圧は、AlClの平衡圧よりも高く、しかも負の活
性化エネルギを有している。さらに、基板温度が５００
℃以上では、AlCl2 又はAlCl3 の種の生成は少なくなる
ので、エッチングレートを低下させる。しかし、基板温
度が５００℃よりさらに増加すると、図６(c) に示すよ
うに、AlClの平衡圧の増加によってエッチングレートは
再び高くなる。
は、図６(b) に示すように、基板温度５００℃以下では
AlCl2 又はAlCl3 の生成と脱離とによって行われ、主
に、Alの高化学反応性によるものである。AlCl2 とAlCl
3 の平衡圧は、AlClの平衡圧よりも高く、しかも負の活
性化エネルギを有している。さらに、基板温度が５００
℃以上では、AlCl2 又はAlCl3 の種の生成は少なくなる
ので、エッチングレートを低下させる。しかし、基板温
度が５００℃よりさらに増加すると、図６(c) に示すよ
うに、AlClの平衡圧の増加によってエッチングレートは
再び高くなる。
【００２３】図５に示すように、基板温度３９０℃〜５
５５℃の範囲内でのＢＤＭＡAsClによるGaAs層２２とAl
GaAs層２１の活性化エネルギーは逆であり、しかも基板
温度を増加させると、AlGaAs層２１のエッチングレート
に対するGaAs層２２のエッチングレートの割合（即ち、
エッチング選択比）は、１．４から７に変化するので、
基板温度を適当に設定することによってAlGaAs層２１に
対するGaAs層２２のエッチング選択比を変えることがで
きる。
５５℃の範囲内でのＢＤＭＡAsClによるGaAs層２２とAl
GaAs層２１の活性化エネルギーは逆であり、しかも基板
温度を増加させると、AlGaAs層２１のエッチングレート
に対するGaAs層２２のエッチングレートの割合（即ち、
エッチング選択比）は、１．４から７に変化するので、
基板温度を適当に設定することによってAlGaAs層２１に
対するGaAs層２２のエッチング選択比を変えることがで
きる。
【００２４】以上のように、化合物半導体装置の製造工
程での場面の違いによって基板温度を例えば５００℃に
設定してAlGaAs層２１をエッチングストップ層として機
能させたり、或いは基板温度を４００℃以下にしてGaAs
層２２とAlGaAs層２１を連続してエッチングすることを
選ぶことができる。しかも、ＢＤＭＡAsClを使用する
と、３９０℃〜５５０℃の範囲内での温度変化に対する
GaAs層２２、AlGaAs層２１のエッチングレートがゆるや
かに変化するので、温度調整によるエッチングレートの
制御が容易になる。
程での場面の違いによって基板温度を例えば５００℃に
設定してAlGaAs層２１をエッチングストップ層として機
能させたり、或いは基板温度を４００℃以下にしてGaAs
層２２とAlGaAs層２１を連続してエッチングすることを
選ぶことができる。しかも、ＢＤＭＡAsClを使用する
と、３９０℃〜５５０℃の範囲内での温度変化に対する
GaAs層２２、AlGaAs層２１のエッチングレートがゆるや
かに変化するので、温度調整によるエッチングレートの
制御が容易になる。
【００２５】なお、上記したエッチングガスとしてＢＤ
ＭＡAsClを使用したが、その他に化学式（NR2)AsHCl 、
(NR2)2AsCl、(CH3)2NAsCl2で表せる物質を用いても同様
の効果が得られる。ただし、その化学式において、R は
アルキル基を示している。また、上記した説明では、エ
ッチング装置としてガスソースＭＢＥ装置を用いたが、
ＭＯＣＶＤ装置を使用してもよい。
ＭＡAsClを使用したが、その他に化学式（NR2)AsHCl 、
(NR2)2AsCl、(CH3)2NAsCl2で表せる物質を用いても同様
の効果が得られる。ただし、その化学式において、R は
アルキル基を示している。また、上記した説明では、エ
ッチング装置としてガスソースＭＢＥ装置を用いたが、
ＭＯＣＶＤ装置を使用してもよい。
【００２６】次に、ＢＤＭＡAsClを用いたエッチングの
具体例を説明する。まず、上記したエッチング方法をGa
AsＭＥＳＦＥＴの製造に適用する例を説明する。図７
(a) に示すように、GaAs基板３１の上にシリコンを含む
ｎ型GaAs層３２を形成した後に、ゲート電極を形成する
領域とその周辺に開口を有するSiO2マスク３３をｎ型Ga
As層３２の上に形成する。続いて、図１に示すＭＢＥ装
置の基板載置部３にGaAs基板３１を置き、ガス管８ａを
通してＢＤＭＡAsClをGaAs基板３１に向けて照射し、こ
れによりマスク３３の開口を通してｎ型GaAs層３２を途
中までエッチングしてｎ型GaAs層３２にリセス部３４を
形成する。
具体例を説明する。まず、上記したエッチング方法をGa
AsＭＥＳＦＥＴの製造に適用する例を説明する。図７
(a) に示すように、GaAs基板３１の上にシリコンを含む
ｎ型GaAs層３２を形成した後に、ゲート電極を形成する
領域とその周辺に開口を有するSiO2マスク３３をｎ型Ga
As層３２の上に形成する。続いて、図１に示すＭＢＥ装
置の基板載置部３にGaAs基板３１を置き、ガス管８ａを
通してＢＤＭＡAsClをGaAs基板３１に向けて照射し、こ
れによりマスク３３の開口を通してｎ型GaAs層３２を途
中までエッチングしてｎ型GaAs層３２にリセス部３４を
形成する。
【００２７】さらに、マスクを除去した後に、図７(b)
に示すように、ｎ型GaAs層３２にショットキー接触する
ゲート電極３５をリセス部３４に形成し、さらに、リセ
ス部３４の両側のｎ型GaAs層３２の上にオーミック接触
するソース電極３６とドレイン電極３７を形成する。こ
れにより、GaAsＭＥＳＦＥＴの基本構造が完成する。
に示すように、ｎ型GaAs層３２にショットキー接触する
ゲート電極３５をリセス部３４に形成し、さらに、リセ
ス部３４の両側のｎ型GaAs層３２の上にオーミック接触
するソース電極３６とドレイン電極３７を形成する。こ
れにより、GaAsＭＥＳＦＥＴの基本構造が完成する。
【００２８】次に、上記したエッチング方法をファイバ
接続用の面発光型ＬＥＤの製造に適用する例を説明す
る。図８(a) に示すように、ｎ型GaAs基板４１の上にｎ
型AlGaAsクラッド層４２、アンドープAlGaAs活性層４
３、ｐ型AlGaAsクラッド層４４、ｐ型GaAsコンタクト層
４５を順にエピタキシャル成長した後に、ｐ型GaAsコン
タクト層４５をSiO2被覆膜４６によって覆う。その後
に、SiO2被覆膜４６をエッチングし、ストライプ状の開
口を形成した後に、その開口部を通してｐ型コンタクト
層４５の上にｐ側電極４７を形成する。
接続用の面発光型ＬＥＤの製造に適用する例を説明す
る。図８(a) に示すように、ｎ型GaAs基板４１の上にｎ
型AlGaAsクラッド層４２、アンドープAlGaAs活性層４
３、ｐ型AlGaAsクラッド層４４、ｐ型GaAsコンタクト層
４５を順にエピタキシャル成長した後に、ｐ型GaAsコン
タクト層４５をSiO2被覆膜４６によって覆う。その後
に、SiO2被覆膜４６をエッチングし、ストライプ状の開
口を形成した後に、その開口部を通してｐ型コンタクト
層４５の上にｐ側電極４７を形成する。
【００２９】さらに、GaAs基板４１のうちｎ型AlGaAsク
ラッド層４２とは反対の面にｎ側電極４８を形成した後
に、光ファイバを接続する領域に窓４９ａを有するレジ
ストマスク４９を形成した後に、その窓４９ａを通して
ｎ側電極４８をエッチングし、さらに、GaAs基板４１を
ある程度の深さまでエッチングして凹部５０を形成す
る。そのエッチングは、例えばスパッタ法などによって
行う。
ラッド層４２とは反対の面にｎ側電極４８を形成した後
に、光ファイバを接続する領域に窓４９ａを有するレジ
ストマスク４９を形成した後に、その窓４９ａを通して
ｎ側電極４８をエッチングし、さらに、GaAs基板４１を
ある程度の深さまでエッチングして凹部５０を形成す
る。そのエッチングは、例えばスパッタ法などによって
行う。
【００３０】次に、図１に示すＭＢＥ装置１の基板載置
部３にGaAs基板４１を置き、ガス管８ａを通してＢＤＭ
ＡAsClをGaAs基板４１の凹部５０に向けて照射して、こ
れによりレジストマスク４９の窓４９ａを通してGaAs基
板４１をさらにエッチングする。このエッチングの際に
は、基板温度を例えば５００℃まで加熱すると、上記し
たようにｎ型AlGaAsクラッド層４２がエッチングストッ
プ層として機能するために、GaAs基板４１のエッチング
制御性が良好になり、エッチングの管理がしやすくな
る。
部３にGaAs基板４１を置き、ガス管８ａを通してＢＤＭ
ＡAsClをGaAs基板４１の凹部５０に向けて照射して、こ
れによりレジストマスク４９の窓４９ａを通してGaAs基
板４１をさらにエッチングする。このエッチングの際に
は、基板温度を例えば５００℃まで加熱すると、上記し
たようにｎ型AlGaAsクラッド層４２がエッチングストッ
プ層として機能するために、GaAs基板４１のエッチング
制御性が良好になり、エッチングの管理がしやすくな
る。
【００３１】これにより得られた図８(b)に示すGaAs基
板４１の凹部５０には光ファイバ（不図示）が接続され
ることになる。
板４１の凹部５０には光ファイバ（不図示）が接続され
ることになる。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、GaA
s、AlGaAsのような化合物半導体層のエッチングする際
にエッチングガスとしてビスジメチルアミノ砒素クロラ
イド又は(NR2)AsHCl又は(NR2)2AsClを用いると、基板温
度の調整、ガス流量の調整によってエッチングレートを
制御することが容易になり、しかも、基板温度の調整に
よって異なる組成の２層の化合物半導体層のエッチング
選択比を変えることができ、これによりエッチングの制
御が容易になる。
s、AlGaAsのような化合物半導体層のエッチングする際
にエッチングガスとしてビスジメチルアミノ砒素クロラ
イド又は(NR2)AsHCl又は(NR2)2AsClを用いると、基板温
度の調整、ガス流量の調整によってエッチングレートを
制御することが容易になり、しかも、基板温度の調整に
よって異なる組成の２層の化合物半導体層のエッチング
選択比を変えることができ、これによりエッチングの制
御が容易になる。
【図１】本発明の化合物半導体装置の製造方法において
使用するエッチング装置を示す構成図である。
使用するエッチング装置を示す構成図である。
【図２】本発明の化合物半導体装置の製造方法において
使用するエッチングに関する実験に使用する試料の層構
成を示す断面図である。
使用するエッチングに関する実験に使用する試料の層構
成を示す断面図である。
【図３】本発明の化合物半導体装置の製造方法において
ＢＤＭＡAsClを用いてエッチングする際の、ＢＤＭＡAs
Cl流量とエッチング速度の関係を示す図であり、縦軸:
横軸とも比例目盛である。
ＢＤＭＡAsClを用いてエッチングする際の、ＢＤＭＡAs
Cl流量とエッチング速度の関係を示す図であり、縦軸:
横軸とも比例目盛である。
【図４】本発明の化合物半導体装置の製造方法において
ＢＤＭＡAsClを用いてGaAs層をエッチングする際の、基
板温度とエッチング速度の関係を示す図であり、縦軸は
対数目盛、横軸は比例目盛である。
ＢＤＭＡAsClを用いてGaAs層をエッチングする際の、基
板温度とエッチング速度の関係を示す図であり、縦軸は
対数目盛、横軸は比例目盛である。
【図５】本発明の化合物半導体装置の製造方法において
ＢＤＭＡAsClを用いてGaAs層とAlGaAs層をエッチングす
る際の、基板温度とエッチング速度の関係を示す図であ
り、縦軸は対数目盛、横軸は比例目盛である。
ＢＤＭＡAsClを用いてGaAs層とAlGaAs層をエッチングす
る際の、基板温度とエッチング速度の関係を示す図であ
り、縦軸は対数目盛、横軸は比例目盛である。
【図６】本発明の化合物半導体装置の製造方法において
ＢＤＭＡAsClを用いてGaAs層とAlGaAs層をエッチングす
る場合のメカニズムを示す図である。
ＢＤＭＡAsClを用いてGaAs層とAlGaAs層をエッチングす
る場合のメカニズムを示す図である。
【図７】本発明に係る電子デバイスの製造方法を示す断
面図である。
面図である。
【図８】本発明に係る発光素子の製造方法を示す断面図
である。
である。
１ ガスソースＭＢＥ装置 ２ チャンバ ３ 基板支持部 ４ 液体窒素トラップ ５ 拡散ポンプ ６ 回転ポンプ ７ シャッタ ８ ガス供給セル ８ａ ガス管 ８ｂ ヒータ ８ｃ 弁 ９ 液体窒素シュラウド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｆ 4/00
Claims (5)
- 【請求項１】化合物半導体層を加熱し、ビスジメチルア
ミノ砒素クロライド又は化学式(NR2)AsHCl又は(NR2)2As
Cl（ただし、R はアルキル基を示す）で示される物質を
エッチングガスとして供給することにより、前記化合物
半導体層をエッチングするエッチング工程を有すること
を特徴とする化合物半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記エッチングガスの供給はガスソースＭ
ＢＥ法又はＭＯＣＶＤ法により行うことを特徴とする請
求項１記載の化合物半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記化合物半導体層は、Alx Ga1-x As（０
≦ｘ＜１）であることを特徴とする請求項１記載の化合
物半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】前記化合物半導体層は、GaAs層と、該GaAs
層の下に形成されるAlx Ga1-x As層（０＜ｘ＜１）の二
層構造であることを特徴とする請求項１記載の化合物半
導体装置の製造方法。 - 【請求項５】前記化合物半導体層の加熱温度を変えるこ
とよって前記化合物半導体層のエッチング速度を調整す
ることを特徴とする請求項１記載の化合物半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17242497A JPH1116896A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17242497A JPH1116896A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1116896A true JPH1116896A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15941723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17242497A Withdrawn JPH1116896A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1116896A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000079578A1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-12-28 | Surface Technology Systems Plc | Improvements relating to plasma etching |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP17242497A patent/JPH1116896A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000079578A1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-12-28 | Surface Technology Systems Plc | Improvements relating to plasma etching |
| US6933242B1 (en) | 1999-06-21 | 2005-08-23 | Surface Technology Systems Plc | Plasma etching |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4994140A (en) | Method capable of forming a fine pattern without crystal defects | |
| JP3330218B2 (ja) | 半導体装置の製造方法，及び半導体装置 | |
| EP0524817B1 (en) | Crystal growth method of III - V compound semiconductor | |
| EP0374036B1 (en) | Method of fabricating a semiconductor device using U.V. assisted selective multilayer etching | |
| JP3326704B2 (ja) | Ｉｉｉ／ｖ系化合物半導体装置の製造方法 | |
| US5869398A (en) | Etching of indium phosphide materials for microelectronics fabrication | |
| JPH1116896A (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JP2002057142A (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JPH0387026A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2596027B2 (ja) | 化合物半導体結晶成長方法及び結晶成長装置 | |
| JP2735190B2 (ja) | 分子線エピタキシヤル成長方法及び成長装置 | |
| JPH0431391A (ja) | エピタキシャル成長方法 | |
| JP3272531B2 (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JP2717163B2 (ja) | 化合物半導体の構造形成方法 | |
| JP2717165B2 (ja) | 化合物半導体の構造形成方法 | |
| JP2639376B2 (ja) | Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体の成長方法 | |
| JPH0355438B2 (ja) | ||
| JPH0337186A (ja) | 化合物半導体薄膜の形成方法 | |
| JP2897107B2 (ja) | 結晶成長方法 | |
| JP3388189B2 (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JP2917900B2 (ja) | Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体基板の表面処理方法 | |
| JPH0964054A (ja) | バイポーラトランジスタの作製方法 | |
| JPH08340105A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH09199452A (ja) | エッチング方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP3077876B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の表面処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |