JPH1154474A - 化合物半導体のエッチング方法 - Google Patents
化合物半導体のエッチング方法Info
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- JPH1154474A JPH1154474A JP9225721A JP22572197A JPH1154474A JP H1154474 A JPH1154474 A JP H1154474A JP 9225721 A JP9225721 A JP 9225721A JP 22572197 A JP22572197 A JP 22572197A JP H1154474 A JPH1154474 A JP H1154474A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一な深さに化合物半導体基板をエッチング
することができる湿式エッチング方法を提供する。 【解決手段】 酸素を含むプラズマに化合物半導体基板
を接触させ、その後、エッチング液に浸積させること
で、均一なエッチングを実現することができる。特に、
プラズマに接触させる工程とエッチングする工程を、２
回以上繰り返すことによって、比較的深いエッチングを
行う場合でも、均一なエッチングが可能となる。
することができる湿式エッチング方法を提供する。 【解決手段】 酸素を含むプラズマに化合物半導体基板
を接触させ、その後、エッチング液に浸積させること
で、均一なエッチングを実現することができる。特に、
プラズマに接触させる工程とエッチングする工程を、２
回以上繰り返すことによって、比較的深いエッチングを
行う場合でも、均一なエッチングが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体基板
あるいはエピタキシャル成長層等の湿式エッチング方法
に関し、特に、均一にエッチングすることができる方法
に関する。
あるいはエピタキシャル成長層等の湿式エッチング方法
に関し、特に、均一にエッチングすることができる方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガリウム砒素、アルミニウムガリウム砒
素などの化合物半導体基板あるいは薄膜の表面処理や素
子形成のため、湿式エッチングが行われる。例えば、ガ
リウム砒素電界効果トランジスタを形成する場合、ソー
ス、ドレイン間電流（Ｉｄｓ）を調整するため、リセス
エッチングと呼ばれるエッチングが行われる。
素などの化合物半導体基板あるいは薄膜の表面処理や素
子形成のため、湿式エッチングが行われる。例えば、ガ
リウム砒素電界効果トランジスタを形成する場合、ソー
ス、ドレイン間電流（Ｉｄｓ）を調整するため、リセス
エッチングと呼ばれるエッチングが行われる。
【０００３】以下、ガリウム砒素電界効果トランジスタ
を形成する工程のうち、ゲート電極を形成する工程を例
に取り、説明する。まず、半絶縁性ガリウム砒素基板１
上にｎ型能動層２をエピタキシャル成長させた半導体基
板を用意する。ｎ型能動層２上に、所定の寸法で離間し
たソース電極３、ドレイン電極４を形成する。次に、ソ
ース電極３、ドレイン電極４間のｎ型能動層２上に、ゲ
ート電極形成予定領域を開口するように、ノボラック樹
脂をベースとするホトレジストマスク５を形成する（図
１）。
を形成する工程のうち、ゲート電極を形成する工程を例
に取り、説明する。まず、半絶縁性ガリウム砒素基板１
上にｎ型能動層２をエピタキシャル成長させた半導体基
板を用意する。ｎ型能動層２上に、所定の寸法で離間し
たソース電極３、ドレイン電極４を形成する。次に、ソ
ース電極３、ドレイン電極４間のｎ型能動層２上に、ゲ
ート電極形成予定領域を開口するように、ノボラック樹
脂をベースとするホトレジストマスク５を形成する（図
１）。
【０００４】リン酸、過酸化水素水、水の混合液からな
るエッチング液を用意し、上記半導体基板を浸積させ、
ｎ型能動層２を一定の深さまで、エッチング除去（リセ
スエッチング）する。その後、ゲート電極金属を全面に
蒸着し（図２）、リフトオフすることにより、ゲート電
極６を形成する（図３）。
るエッチング液を用意し、上記半導体基板を浸積させ、
ｎ型能動層２を一定の深さまで、エッチング除去（リセ
スエッチング）する。その後、ゲート電極金属を全面に
蒸着し（図２）、リフトオフすることにより、ゲート電
極６を形成する（図３）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のリセ
スエッチングでは、半導体基板をエッチング液に浸積さ
せたとき、エッチングされるｎ型能動層やホトレジスト
表面に気泡が付着しやすく、エッチング深さが不均一に
なるという欠点があった。特に、上記ホトレジストの開
口は、ゲート電極のゲート長とほぼ一致するように形成
されるため、１ミクロン以下程度の微細な寸法となり、
気泡が付着しやすくなり、エッチング深さが不均一にな
るという問題点があった。
スエッチングでは、半導体基板をエッチング液に浸積さ
せたとき、エッチングされるｎ型能動層やホトレジスト
表面に気泡が付着しやすく、エッチング深さが不均一に
なるという欠点があった。特に、上記ホトレジストの開
口は、ゲート電極のゲート長とほぼ一致するように形成
されるため、１ミクロン以下程度の微細な寸法となり、
気泡が付着しやすくなり、エッチング深さが不均一にな
るという問題点があった。
【０００６】ガリウム砒素電界効果トランジスタのリセ
スエッチングの深さのばらつきが発生すると、トランジ
スタの電気的特性の一つであるＩｄｓやピンチオフ電圧
のばらつきが大きくなるという問題点があった。本発明
は上記問題点を解消するため、均一な深さにエッチング
することができるエッチング方法を提供することを目的
とする。
スエッチングの深さのばらつきが発生すると、トランジ
スタの電気的特性の一つであるＩｄｓやピンチオフ電圧
のばらつきが大きくなるという問題点があった。本発明
は上記問題点を解消するため、均一な深さにエッチング
することができるエッチング方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の化合物半導体のエッチング方法は、酸素を含む
プラズマに化合物半導体を接触させる工程と、前記プラ
ズマに接触させた前記化合物半導体を湿式エッチングす
る工程とを含むことを特徴とし、均一な深さのエッチン
グを可能とするものである。。
本発明の化合物半導体のエッチング方法は、酸素を含む
プラズマに化合物半導体を接触させる工程と、前記プラ
ズマに接触させた前記化合物半導体を湿式エッチングす
る工程とを含むことを特徴とし、均一な深さのエッチン
グを可能とするものである。。
【０００８】また本願発明の化合物半導体のエッチング
方法は、酸素を含むプラズマに化合物半導体を接触さ
せ、該化合物半導体基板表面に酸化膜を形成する工程
と、該酸化膜を湿式エッチングする工程とを含むことを
特徴とし、均一な深さのエッチングを可能とするもので
ある。
方法は、酸素を含むプラズマに化合物半導体を接触さ
せ、該化合物半導体基板表面に酸化膜を形成する工程
と、該酸化膜を湿式エッチングする工程とを含むことを
特徴とし、均一な深さのエッチングを可能とするもので
ある。
【０００９】更に、上記発明において、前記プラズマに
接触させる工程と、エッチングする工程とを、２回以上
繰り返すことにより、比較的深く、かつ均一な深さのエ
ッチングを可能とするものである。
接触させる工程と、エッチングする工程とを、２回以上
繰り返すことにより、比較的深く、かつ均一な深さのエ
ッチングを可能とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、ガリウム砒素電界効果トラ
ンジスタのゲート電極を形成する工程を例に取り、本願
発明の実施の形態について説明する。上述の従来例同
様、まず、半絶縁性ガリウム砒素基板１上にｎ型能動層
２をエピタキシャル成長させた半導体基板を用意する。
ｎ型能動層２上に、所定の寸法で離間したソース電極
３、ドレイン電極４を形成する。次に、ソース電極３、
ドレイン電極４間のｎ型能動層２上に、ゲート電極形成
予定領域を開口するように、ノボラック樹脂をベースと
するホトレジストマスク５を形成する（図１）。
ンジスタのゲート電極を形成する工程を例に取り、本願
発明の実施の形態について説明する。上述の従来例同
様、まず、半絶縁性ガリウム砒素基板１上にｎ型能動層
２をエピタキシャル成長させた半導体基板を用意する。
ｎ型能動層２上に、所定の寸法で離間したソース電極
３、ドレイン電極４を形成する。次に、ソース電極３、
ドレイン電極４間のｎ型能動層２上に、ゲート電極形成
予定領域を開口するように、ノボラック樹脂をベースと
するホトレジストマスク５を形成する（図１）。
【００１１】次に、酸素分圧３Ｔｏｒｒ、基板温度７０
℃、印加電力２００ワットに調節した酸素プラズマに、
２０秒間、上記半導体基板を接触させる。その後、リン
酸、過酸化水素水、水の混合液からなるエッチング液に
よって、２０〜３０秒間エッチングを行う。このエッチ
ング液のエッチングレートは、６００オングストローム
／分であり、２０〜３０秒間のエッチングにより、２０
０〜３００オングストローム程度、ｎ型能動層２表面を
エッチングする。
℃、印加電力２００ワットに調節した酸素プラズマに、
２０秒間、上記半導体基板を接触させる。その後、リン
酸、過酸化水素水、水の混合液からなるエッチング液に
よって、２０〜３０秒間エッチングを行う。このエッチ
ング液のエッチングレートは、６００オングストローム
／分であり、２０〜３０秒間のエッチングにより、２０
０〜３００オングストローム程度、ｎ型能動層２表面を
エッチングする。
【００１２】ここで本発明では、酸素プラズマに接触さ
せることにより形成された酸化膜のみをエッチングする
ため、２００〜３００オングストローム程度のエッチン
グにとどめている。その後、Ｉｄｓが所定の電流値にな
るまで、エッチングされたｎ型能動層２を上記条件で、
再度、酸素プラズマに接触させ、その後、エッチングを
行う工程を繰り返す。所定の電流値になった後、通常の
方法により、ゲート電極金属を蒸着し（図２）、リフト
オフ法によりゲート電極を形成する（図３）。
せることにより形成された酸化膜のみをエッチングする
ため、２００〜３００オングストローム程度のエッチン
グにとどめている。その後、Ｉｄｓが所定の電流値にな
るまで、エッチングされたｎ型能動層２を上記条件で、
再度、酸素プラズマに接触させ、その後、エッチングを
行う工程を繰り返す。所定の電流値になった後、通常の
方法により、ゲート電極金属を蒸着し（図２）、リフト
オフ法によりゲート電極を形成する（図３）。
【００１３】図４に、本発明により所定の深さまでリセ
スエッチングした時、ソース、ドレイン間電流（Ids）
のばらつきを測定した結果を示す。図において、縦軸は
電流値のばらつき（ここで電流値のばらつきは、３７個
の電界効果トランジスタの電流値の測定結果が、正規分
布するとしたときの３シグマの電流値のばらつきと規
定）を示し、横軸はエッチング深さを示す。比較のた
め、酸素プラズマに接触させないで、エッチングを行っ
た場合の電流値を測定した結果を示す。図４では、プラ
ズマに接触させた後、エッチングを行う工程を、２度繰
り返した場合を示す。
スエッチングした時、ソース、ドレイン間電流（Ids）
のばらつきを測定した結果を示す。図において、縦軸は
電流値のばらつき（ここで電流値のばらつきは、３７個
の電界効果トランジスタの電流値の測定結果が、正規分
布するとしたときの３シグマの電流値のばらつきと規
定）を示し、横軸はエッチング深さを示す。比較のた
め、酸素プラズマに接触させないで、エッチングを行っ
た場合の電流値を測定した結果を示す。図４では、プラ
ズマに接触させた後、エッチングを行う工程を、２度繰
り返した場合を示す。
【００１４】図４に示すように、酸素プラズマに接触さ
せずに、エッチングを行った場合は、エッチングが深く
なるに従い、ばらつきが大きくなるのに対し、酸素プラ
ズマに接触させた後、エッチングを行った本発明の電流
値のばらつきは、エッチングが深くなっても、少ないこ
とがわかる。特に、上記工程を２回繰り返した場合、電
流値のばらつきが少なく、効果が大きいことがわかる。
この傾向は、上記工程を繰り返すほど、大きくなること
が確認された。
せずに、エッチングを行った場合は、エッチングが深く
なるに従い、ばらつきが大きくなるのに対し、酸素プラ
ズマに接触させた後、エッチングを行った本発明の電流
値のばらつきは、エッチングが深くなっても、少ないこ
とがわかる。特に、上記工程を２回繰り返した場合、電
流値のばらつきが少なく、効果が大きいことがわかる。
この傾向は、上記工程を繰り返すほど、大きくなること
が確認された。
【００１５】本発明では、酸素プラズマにｎ型能動層を
接触させると、その表面に薄い酸化膜が形成される。そ
の酸化膜を酸化剤および溶解剤を含むエッチング液でエ
ッチングすることにより、均一なエッチングを実現する
ことができるものである。また、プラズマとの接触条件
によっては、必ずしも酸化膜の形成を確認することがで
きない場合もある。しかし、プラズマに接触させた後、
酸化剤等を含むエッチング液に浸積させると、プラズマ
が接触した表面に均一に酸化膜が形成し、均一なエッチ
ングが実現できる。
接触させると、その表面に薄い酸化膜が形成される。そ
の酸化膜を酸化剤および溶解剤を含むエッチング液でエ
ッチングすることにより、均一なエッチングを実現する
ことができるものである。また、プラズマとの接触条件
によっては、必ずしも酸化膜の形成を確認することがで
きない場合もある。しかし、プラズマに接触させた後、
酸化剤等を含むエッチング液に浸積させると、プラズマ
が接触した表面に均一に酸化膜が形成し、均一なエッチ
ングが実現できる。
【００１６】印加電力、接触時間のいずれか一方、ある
いは両方を増加させることで、酸化膜、あるいは酸化膜
が形成されやすい層の厚さが増加することが確認され
た。従って、プラズマを形成する際の印加電力、接触時
間等を適宜設定することで、プラズマの接触によって形
成する酸化膜を残さず、均一なエッチングを実現するこ
とができる。
いは両方を増加させることで、酸化膜、あるいは酸化膜
が形成されやすい層の厚さが増加することが確認され
た。従って、プラズマを形成する際の印加電力、接触時
間等を適宜設定することで、プラズマの接触によって形
成する酸化膜を残さず、均一なエッチングを実現するこ
とができる。
【００１７】本発明は、上記実施の形態に限定させるこ
となく種々変更することが可能である。例えば、プラズ
マ化するガスは、窒素、アルゴン等のキャリアガスと酸
素の混合ガスであっても良いし、プラズマ化した際、分
解し、酸素を放出するような化合物、例えばＮＯｘのよ
うな化合物であっても良い。
となく種々変更することが可能である。例えば、プラズ
マ化するガスは、窒素、アルゴン等のキャリアガスと酸
素の混合ガスであっても良いし、プラズマ化した際、分
解し、酸素を放出するような化合物、例えばＮＯｘのよ
うな化合物であっても良い。
【００１８】また、ノボラック樹脂系のホトレジストを
エッチングマスクに使用したリセスエッチングに限ら
ず、他のエッチングマスクを使用した場合や、エッチン
グマスクを使用しない表面処理工程に本発明を適用する
ことも可能であることは言うまでもない。
エッチングマスクに使用したリセスエッチングに限ら
ず、他のエッチングマスクを使用した場合や、エッチン
グマスクを使用しない表面処理工程に本発明を適用する
ことも可能であることは言うまでもない。
【００１９】さらに、ガリウム砒素、アルミニウムガリ
ウム砒素に限定されることなく、通常の酸化剤と酸化物
の溶解剤を含むエッチング液によってエッチング可能な
半導体に適用することも可能である。
ウム砒素に限定されることなく、通常の酸化剤と酸化物
の溶解剤を含むエッチング液によってエッチング可能な
半導体に適用することも可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リ
セスエッチングのような微細なパターン内においても、
均一なエッチングが可能となり、ソース、ドレイン間電
流やピンチオフ電圧のばらつきの少ない電界効果トラン
ジスタを歩留まり良く形成することが可能となる。
セスエッチングのような微細なパターン内においても、
均一なエッチングが可能となり、ソース、ドレイン間電
流やピンチオフ電圧のばらつきの少ない電界効果トラン
ジスタを歩留まり良く形成することが可能となる。
【００２１】また、プラズマに接触した後、湿式エッチ
ングを施しているため、エッチングされた表面は、通常
の湿式エッチング後の表面と同等であり、エッチング表
面にダメージ層が残ったり、異常な厚さの酸化膜が残る
ことも無く、特性の劣化を招かず半導体装置を形成する
ことが可能となる。
ングを施しているため、エッチングされた表面は、通常
の湿式エッチング後の表面と同等であり、エッチング表
面にダメージ層が残ったり、異常な厚さの酸化膜が残る
ことも無く、特性の劣化を招かず半導体装置を形成する
ことが可能となる。
【図１】電界効果トランジスタの製造方法を説明する断
面図である。
面図である。
【図２】電界効果トランジスタの製造方法を説明する断
面図である。
面図である。
【図３】電界効果トランジスタの製造方法を説明する断
面図である。
面図である。
【図４】本発明の効果を説明する説明図である。
１ 半絶縁性ガリウム砒素基板 ２ ｎ型能動層 ３ ソース電極 ４ ドレイン電極 ５ ホトレジストマスク ６ ゲート電極
Claims (3)
- 【請求項１】 酸素を含むプラズマに化合物半導体を接
触させる工程と、 前記プラズマに接触させた前記化合物半導体を湿式エッ
チングする工程とを含むことを特徴とする化合物半導体
のエッチング方法。 - 【請求項２】 酸素を含むプラズマに化合物半導体を接
触させ、該化合物半導体表面に酸化膜を形成する工程
と、 該酸化膜を湿式エッチングする工程とを含むことを特徴
とする化合物半導体のエッチング方法。 - 【請求項３】 請求項１乃至２記載の化合物半導体のエ
ッチング方法において、前記プラズマに接触させる工程
と、エッチングする工程とを、２回以上繰り返すことを
特徴とする化合物半導体のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9225721A JPH1154474A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP9225721A JPH1154474A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 化合物半導体のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154474A true JPH1154474A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16833783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9225721A Pending JPH1154474A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 化合物半導体のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154474A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7425278B2 (en) | 2006-11-28 | 2008-09-16 | International Business Machines Corporation | Process of etching a titanium/tungsten surface and etchant used therein |
-
1997
- 1997-08-07 JP JP9225721A patent/JPH1154474A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7425278B2 (en) | 2006-11-28 | 2008-09-16 | International Business Machines Corporation | Process of etching a titanium/tungsten surface and etchant used therein |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050104 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050628 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051025 |