JPH11238720A - Method and liquid for etching antimony based compound semiconductor crystal - Google Patents
Method and liquid for etching antimony based compound semiconductor crystalInfo
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- JPH11238720A JPH11238720A JP3826698A JP3826698A JPH11238720A JP H11238720 A JPH11238720 A JP H11238720A JP 3826698 A JP3826698 A JP 3826698A JP 3826698 A JP3826698 A JP 3826698A JP H11238720 A JPH11238720 A JP H11238720A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩｎＳｂ、ＡｌＳ
ｂ及びこれらの混晶であるアンチモン系III −Ｖ族化合
物半導体薄膜結晶からなる単層あるいは多層構造の薄膜
結晶のエッチング方法及びエッチング溶液の改良に関す
るものである。[0001] The present invention relates to InSb, AlS
The present invention relates to a method of etching a thin film crystal having a single layer or a multilayer structure composed of an antimony III-V compound semiconductor thin film crystal, which is a mixed crystal of these compounds, and an improved etching solution.
【０００２】[0002]
【従来の技術】III −Ｖ族化合物半導体は高い電子移動
度を与えるバンド構造を特徴とし、特にアンチモン系半
導体はＧａＡｓ半導体に比べてバンドギャップが低いた
め、高感度なホール素子やミリ波系（高周波関係）ディ
バイス等の用途に適するものとして注目される。2. Description of the Related Art Group III-V compound semiconductors are characterized by a band structure giving high electron mobility. In particular, antimony-based semiconductors have a lower band gap than GaAs semiconductors. Attention has been paid to those suitable for applications such as high-frequency devices.
【０００３】このような各種半導体ディバイスにおける
半導体の高集積化・高性能化・高歩留りのためには、よ
り高度なエッチング技術の確立、特に微小な厚さの結晶
層のみエッチングする制御技術の確立が不可欠である。In order to achieve high integration, high performance, and high yield of semiconductors in such various semiconductor devices, a more advanced etching technique has been established, and in particular, a control technique for etching only a crystal layer having a small thickness has been established. Is essential.
【０００４】半導体用のエッチング溶液は、主にフッ化
水素酸（フッ酸）などの強無機酸と、過酸化水素のよう
な酸化剤、及びこれらを分散させる溶媒からなる。アン
チモン系III −Ｖ族化合物半導体であるＩｎＳｂ用のエ
ッチング溶液としては、従来からフッ化水素酸や硝酸の
水、酢酸、メチルアルコール溶液が使用されてきた。An etching solution for a semiconductor mainly comprises a strong inorganic acid such as hydrofluoric acid (hydrofluoric acid), an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, and a solvent for dispersing these. As an etching solution for InSb, which is an antimony III-V compound semiconductor, a solution of hydrofluoric acid or nitric acid in water, acetic acid, or methyl alcohol has been conventionally used.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水を溶
媒としたフッ化水素酸系のエッチング溶液をＩｎＳｂ、
ＡｌＳｂ及びこれらの混晶であるアンチモン系III −Ｖ
族化合物半導体薄膜結晶に用いた場合、エッチングレー
トは数ミクロン／分である。このためエッチング深さを
数１０nmあるいは数１００nmのオーダーで制御してサン
プルを作成し、評価あるいはデバイス作成を行うことは
困難であった。However, a hydrofluoric acid-based etching solution using water as a solvent is made of InSb,
AlSb and their mixed crystals, antimony III-V
When used for a group III compound semiconductor thin film crystal, the etching rate is several microns / minute. For this reason, it has been difficult to control the etching depth on the order of several tens of nm or several hundreds of nm to prepare a sample, and to evaluate or create a device.
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、ＩｎＳｂ、ＡｌＳｂ及びこれらの混晶であるアンチ
モン系III −Ｖ族化合物半導体薄膜結晶を、表面を鏡面
に保ったまま、時間に比例したエッチング深さでエッチ
ングすることを可能にすることにある。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide InSb, AlSb and their mixed crystals of antimony III-V compound semiconductor thin-film crystals in proportion to time while keeping the surface mirror-finished. It is possible to perform etching at a predetermined etching depth.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるアンチモン系化合物半導体結晶のエッ
チング方法は、フッ化水素酸、過酸化水素水を主成分と
し、エチレングリコールを溶媒としてこれらを希釈する
ことによって得られる溶液を用いて、単層あるいは多層
構造のアンチモン系III −Ｖ族化合物半導体薄膜結晶
を、表面を鏡面に保ったまま、時間に比例したエッチン
グ深さでエッチングするものである（請求項１）。この
アンチモン系III −Ｖ族化合物半導体薄膜結晶は、具体
的にはＩｎＳｂ、ＡｌＳｂ又はこれらの混晶から成る
（請求項２）。Means for Solving the Problems To achieve the above object, a method for etching an antimony compound semiconductor crystal according to the present invention comprises the steps of: using hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide as main components; Using a solution obtained by dilution, a single- or multi-layered antimony-based III-V compound semiconductor thin film crystal is etched at an etching depth proportional to time while keeping the surface mirror-finished. (Claim 1). The antimony III-V compound semiconductor thin film crystal is specifically made of InSb, AlSb, or a mixed crystal thereof.
【０００８】また、本発明によるアンチモン系化合物半
導体結晶のエッチング溶液は、フッ化水素酸、過酸化水
素水を主成分とし、エチレングリコールを溶媒としてこ
れらを希釈したものである（請求項３）。このエッチン
グ溶液は、例えば前記フッ化水素酸、過酸化水素水、エ
チレングリコールを１：１：１０から１：１：１０００
の範囲の割合で混合して得ることができる（請求項
４）。The antimony compound semiconductor crystal etching solution according to the present invention contains hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide as main components, and is diluted with ethylene glycol as a solvent. The etching solution may be, for example, the above-mentioned hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution, and ethylene glycol in a ratio of 1: 1: 10 to 1: 1: 1000.
(Claim 4).
【０００９】このように、本発明は、ＩｎＳｂ、ＡｌＳ
ｂ及びこれらの混晶であるアンチモン系III −Ｖ族化合
物半導体薄膜結晶をエッチングするために、溶媒にエチ
レングリコールを用いることを特徴とし、主成分として
フッ化水素酸及び過酸化水素水を含むエッチング溶液を
用いるものである。As described above, the present invention relates to InSb, AlS
b, and etching of antimony III-V compound semiconductor thin film crystal, which is a mixed crystal thereof, characterized by using ethylene glycol as a solvent, and containing hydrofluoric acid and hydrogen peroxide as main components. A solution is used.
【００１０】かかるエッチング溶液を用いることによ
り、単層あるいは多層構造のＩｎＳｂ、ＡｌＳｂ及びこ
れらの混晶であるアンチモン系III −Ｖ族化合物半導体
薄膜結晶を、鏡面に保ったまま、時間に比例した微小な
厚さの結晶層のみエッチングすることができる。By using such an etching solution, a single-layer or multi-layer structure of InSb, AlSb, and a mixed crystal of the antimony-based III-V compound semiconductor thin film, which is a microcrystal in proportion to time, is maintained in a mirror surface. Only a crystal layer having a small thickness can be etched.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を実施例
を中心に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described mainly with reference to examples.
【００１２】（実施例１）ＧａＡｓ基板上に分子線エピ
タキシー（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法により
成長した膜厚５００nmのＩｎＳｂを微細加工するため
に、以下の組成及び混合割合のエッチング溶液を合成
し、エッチング速度の測定を行った。Example 1 In order to finely process InSb with a thickness of 500 nm grown on a GaAs substrate by molecular beam epitaxy (MBE: Molecular Beam Epitaxy), an etching solution having the following composition and mixing ratio was synthesized. And the etching rate were measured.
【００１３】 溶液１… 塩酸：過酸化水素水：純水＝ｌ：１：１００ 溶液２…フッ化水素酸：過酸化水素水：純水＝１：１：１００ 溶液３…フッ化水素酸：過酸化水素水：エチレングリコール＝１：１：ｌ００ これらのエッチング溶液のＩｎＳｂに対するエッチング
時間（min ）とエッチング深さ（エッチング量）（nm）
との関係を、図１に示す。Solution 1: hydrochloric acid: hydrogen peroxide: pure water = 1: 1: 100 solution 2: hydrofluoric acid: hydrogen peroxide: pure water = 1: 1: 100 solution 3: hydrofluoric acid: Hydrogen peroxide solution: ethylene glycol = 1: 1: 100 The etching time (min) and the etching depth (etching amount) (nm) of these etching solutions with respect to InSb.
1 is shown in FIG.
【００１４】塩酸を主成分としたエッチング溶液１で
は、ＩｎＳｂをエッチングすることはできなかった。With the etching solution 1 containing hydrochloric acid as a main component, InSb could not be etched.
【００１５】また、フッ化水素酸を主成分とし、水を溶
媒としたエッチング溶液２では、ＩｎＳｂをエッチング
することは可能であるが、エッチング時間に対するエッ
チング深さが一定ではなく、また鏡面を示していたＩｎ
Ｓｂの表面が荒れて曇ってしまった。In the etching solution 2 containing hydrofluoric acid as a main component and water as a solvent, it is possible to etch InSb, but the etching depth with respect to the etching time is not constant, and a mirror surface appears. In
The surface of Sb was rough and clouded.
【００１６】これに対し、フッ化水素酸を主成分とし、
過酸化水素水を酸化剤、エチレングリコールを分散媒と
したエッチング溶液３を用いた場合、エッチング深さが
エッチング時間に比例し、またエッチングされたＩｎＳ
ｂの表面も鏡面を保っていた。この溶液のエッチング速
度は２４℃で６０nm/minであった。On the other hand, hydrofluoric acid is the main component,
When the etching solution 3 using hydrogen peroxide as an oxidizing agent and ethylene glycol as a dispersion medium is used, the etching depth is proportional to the etching time, and the etched InS
The surface of b also kept the mirror surface. The etching rate of this solution was 24 nm at 60 nm / min.
【００１７】上記と同様の結果が、ＡｌＳｂについて
も、またＩｎＳｂとＡｌＳｂの混晶であるＡｌ0.15Ｉｎ
0.85Ｓｂについても観察された。The same result as above was obtained for AlSb, and also for Al 0.15 In which is a mixed crystal of InSb and AlSb.
0.85 Sb was also observed.
【００１８】上記はエッチング速度が６０nm/minの場合
であったが、フッ化水素酸と過酸化水素水の比を１：１
に保ったまま、これらに対するエチレングリコールの比
を変えることにより他のエッチング速度を得ることがで
きる。In the above description, the etching rate was 60 nm / min, but the ratio of hydrofluoric acid to hydrogen peroxide solution was 1: 1.
Other etching rates can be obtained by changing the ratio of ethylene glycol to these while maintaining the etching rate.
【００１９】（実施例２）実施例１の溶液３について、
フッ化水素酸と過酸化水素水の比を１：１に保ったま
ま、これらに対するエチレングリコールの比を１０〜１
０００の範囲で変えた。これによってもＩｎＳｂ、Ａｌ
Ｓｂ及びこれらの混晶であるアンチモン系III −Ｖ族化
合物半導体薄膜の表面を鏡面に保ったまま、エッチング
深さがエッチング時間に比例する溶液が得られた。(Example 2) For the solution 3 of Example 1,
While maintaining the ratio of hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide at 1: 1, the ratio of ethylene glycol to these was 10 to 1
000 range. This also makes InSb, Al
A solution in which the etching depth was proportional to the etching time was obtained while keeping the surfaces of Sb and the mixed crystal of the antimony III-V compound semiconductor thin film mirror-finished.
【００２０】このエッチング溶液、即ちフッ化水素酸、
過酸化水素水、エチレングリコールを１：１：１０から
１：１：１０００の範囲の割合で混合したものから成る
エッチング溶液を用いることにより、ＩｎＳｂ、ＡｌＳ
ｂ及びこれらの混晶であるアンチモン系III −Ｖ族化合
物半導体薄膜結晶を鏡面に保ったまま、エッチング深さ
がｌ０nm/min〜数１００nm/minのオーダの精度で制御さ
れたエッチングを行うことができた。This etching solution, ie, hydrofluoric acid,
By using an etching solution composed of a mixture of hydrogen peroxide solution and ethylene glycol at a ratio of 1: 1: 10 to 1: 1: 1000, InSb, AlS
It is possible to perform controlled etching with an etching depth on the order of 10 nm / min to several 100 nm / min while keeping the antimony-based III-V compound semiconductor thin-film crystal b and the mixed crystal thereof at a mirror surface. did it.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のエッチン
グ方法は、フッ化水素酸、過酸化水素水を主成分とし、
エチレングリコールを溶媒としてこれらを希釈すること
によって得られる溶液を用いて、単層あるいは多層構造
のアンチモン系III −Ｖ族化合物半導体薄膜結晶、例え
ばＩｎＳｂ、ＡｌＳｂ又はこれらの混晶を、表面を鏡面
に保ったまま、時間に比例したエッチング深さでエッチ
ングするものである（請求項１、２）。また、本発明に
よるエッチング溶液は、フッ化水素酸、過酸化水素水を
主成分とし、エチレングリコールを溶媒としてこれらを
希釈した、例えば前記フッ化水素酸、過酸化水素水、エ
チレングリコールを１：１：１０から１：１：１０００
の範囲の割合で混合して得たものである（請求項４、
５）。As described above, the etching method of the present invention comprises hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide as main components,
Using a solution obtained by diluting these with ethylene glycol as a solvent, a single- or multi-layer antimony-based III-V compound semiconductor thin film crystal, for example, InSb, AlSb or a mixed crystal thereof, with a mirror-like surface The etching is performed with the etching depth proportional to the time while keeping it (claims 1 and 2). The etching solution according to the present invention contains hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide as main components and is diluted with ethylene glycol as a solvent. 1:10 to 1: 1: 1000
Are obtained by mixing at a ratio in the range of (claim 4,
5).
【００２２】本発明は、ＩｎＳｂ、ＡｌＳｂ及びこれら
の混晶であるアンチモン系III −Ｖ族化合物半導体薄膜
結晶をエッチングするために、溶媒にエチレングリコー
ルを用いることを特徴とし、主成分としてフッ化水素酸
及び過酸化水素水を含むエッチング溶液を用いるもので
ある。かかるエッチング溶液を用いることにより、単層
あるいは多層構造のＩｎＳｂ、ＡｌＳｂ及びこれらの混
晶であるアンチモン系III −Ｖ族化合物半導体薄膜結晶
に関して、鏡面に保ったまま、時間に比例した微小な厚
さの結晶層のみのエッチングをすることができる。The present invention is characterized in that ethylene glycol is used as a solvent for etching InSb, AlSb and antimony III-V compound semiconductor thin film crystals which are mixed crystals thereof, and hydrogen fluoride is used as a main component. An etching solution containing an acid and a hydrogen peroxide solution is used. By using such an etching solution, a single-layer or multilayer InSb, AlSb and antimony-based III-V compound semiconductor thin film crystal, which is a mixed crystal thereof, has a minute thickness proportional to time while maintaining a mirror surface. Only the crystal layer can be etched.
【図１】本発明の各エッチング溶液によるＩｎＳｂエッ
チング時間とエッチング深さの関係を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an InSb etching time and an etching depth by each etching solution of the present invention.
１ 塩酸：過酸化水素水：純水の溶液 ２ フッ化水素酸：過酸化水素水：純水の溶液 ３ フッ化水素酸：過酸化水素水：エチレングリコール
の溶液1 Hydrochloric acid: Hydrogen peroxide solution: Pure water solution 2 Hydrofluoric acid: Hydrogen peroxide solution: Pure water solution 3 Hydrofluoric acid: Hydrogen peroxide solution: Ethylene glycol solution
Claims (4)
し、エチレングリコールを溶媒としてこれらを希釈する
ことによって得られる溶液を用いて、単層あるいは多層
構造のアンチモン系III −Ｖ族化合物半導体薄膜結晶
を、表面を鏡面に保ったまま、時間に比例したエッチン
グ深さでエッチングすることを特徴とするアンチモン系
化合物半導体結晶のエッチング方法。An antimony III-V compound having a monolayer or multilayer structure using a solution obtained by diluting hydrofluoric acid and hydrogen peroxide as main components and diluting them with ethylene glycol as a solvent. An etching method for an antimony-based compound semiconductor crystal, characterized in that a semiconductor thin film crystal is etched at an etching depth proportional to time while keeping the surface mirror-finished.
薄膜結晶がＩｎＳｂ、ＡｌＳｂ又はこれらの混晶から成
ることを特徴とする請求項１記載のアンチモン系化合物
半導体結晶のエッチング方法。2. The method for etching an antimony-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the antimony-based III-V compound semiconductor thin-film crystal is made of InSb, AlSb, or a mixed crystal thereof.
し、エチレングリコールを溶媒としてこれらを希釈した
ことを特徴とするアンチモン系化合物半導体結晶のエッ
チング溶液。3. An etching solution for an antimony compound semiconductor crystal, comprising hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide as main components and diluting them with ethylene glycol as a solvent.
酸化水素水、エチレングリコールを１：１：１０から
１：１：１０００の範囲の割合で混合したものから成る
ことを特徴とする請求項３記載のアンチモン系化合物半
導体結晶のエッチング溶液。4. An etching solution comprising a mixture of said hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution and ethylene glycol at a ratio in the range of from 1: 1: 10 to 1: 1: 1000. Item 4. An etching solution for an antimony compound semiconductor crystal according to Item 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3826698A JPH11238720A (en) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Method and liquid for etching antimony based compound semiconductor crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP3826698A JPH11238720A (en) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Method and liquid for etching antimony based compound semiconductor crystal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11238720A true JPH11238720A (en) | 1999-08-31 |
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ID=12520527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP3826698A Pending JPH11238720A (en) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Method and liquid for etching antimony based compound semiconductor crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11238720A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016058647A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 株式会社東芝 | Etching method, manufacturing method of article and semiconductor device, and etchant |
| JP2016157739A (en) * | 2015-02-23 | 2016-09-01 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Manufacturing method of quantum-type infrared device and quantum-type infrared device |
| CN116815330A (en) * | 2023-08-30 | 2023-09-29 | 苏州燎塬半导体有限公司 | Dislocation etching liquid and dislocation etching method for wafer |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP3826698A patent/JPH11238720A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016058647A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 株式会社東芝 | Etching method, manufacturing method of article and semiconductor device, and etchant |
| US9701902B2 (en) | 2014-09-11 | 2017-07-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Etching method, method of manufacturing article, and etching solution |
| JP2016157739A (en) * | 2015-02-23 | 2016-09-01 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Manufacturing method of quantum-type infrared device and quantum-type infrared device |
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