JPS58154233A - 半導体材料の周期的エツチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発Ｆ！ＡＯ技術分野〕 本発明は、半導体材料の）４期的エツチング方法に関す
る。

〔発明の技術的背景とその間照点〕

半導体材料に周期的な微小凹凸を設ける技術は、光学的
或いは音響的技術分野での応用が期待される。１期的な
微小凹凸は、回折格子や平面レンズ等の形成をａＪ能と
し、さらに波艮遍択形のデバイスや導ｌｉ路レンズとし
て用いることができる。しかし、これら回折格子や平向
レンズ等は極めて高い周期種度を必要とし、このような
周期種度を達成することは非常に困峻である。

従来、半導体材料に周期的凹凸を設けるには、予め半導
体材料上にフォトレジストを塗布しておき、このレノス
トを周期的に感光処理したのち魂１象し、残っ九レゾス
トをマスクとして半導体材料を選択エツチングするよう
にしている。

このようにレノストを１度周期的に感光したのち半導体
基板に転写する方法は、工程の複雑化を招くと共に高い
周期種度を得ることができない。また、高い１４期精度
を必要とすることから１埃や湿気等の影響を受は易く、
これを防ぐ丸めに高度なりリーンルームを必要とし、製
作設−の大型化を招く等の問題があり友。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光学的性質と光照射による一化学反応
の変化とを利用する１、ことにより、工程の複雑化およ
び周期種度の低下を招くことなく半導体材料Ｋ１１４Ｍ
的な微小凹凸を形成することができ、且つその真作設備
の簡略化をはか９得る半導体材料の周期的エツチング方
法ｔ−堤供することＫある。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、光の照射により半導体材料のエツチン
グ速度が変化するエツチング系を利用し、半導体材料に
周期的な微小凹凸を形成することにある。すなわち、半
導体材料を適当なエツチング液に浸漬してエツチングす
るに際し、半導体材料に光を照射すると、該材料は照射
光０＊Ｒに応じてそのイオン化工、テ／グ速度が律速さ
れる。また、し２ストは禰知の如く感光量に応じてその
エツチング速度が増大成いは減小するものであるが、最
近の技術としてレノストおよび半導体材料の双方をエツ
チングできるエツチング液が開発されている。

本発明はこのような点に着目し、光照射によプ半導体材
料の二′：：、：ツチング速度が変化するエツチング系
を利用し、半導体材料をエツチング液中に＆漬すると共
にこの半導体材料に照射する光に回折或いはニュートン
りング効釆による周期的明暗部を持尋せ、半導体材料に
周期的エツチング差を持たせて該材料をエツチングする
ようにした方法である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フォトレジストを感光して現澹したの
ち、周期的ノ譬ターンを半導体材料に転写すると云う従
来方法に比して、半導体材料に周期的明暗部を有する光
を照射しながら該材料をエツチングするのみで周期的凹
凸を形成することができるので、その工程の大幅な簡略
化をはかり４る。さらに、レジストのｉＪＬ儂に起因Ｙ
る）４ＫＡ槽度の低下が生じることなく、高い周）５ ４８信度を達成することができる。まえ、クリー止ルー
五等を必要とせず、製作設備の簡略化をはかり帰る等の
効果を奏する。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例に係わるエツチング液楊
を示す模式図である。この実施例は、透明容器１内に収
容され九エツチング溶液２中に半導体基板Ｊ（半導体材
料）を浸漬すると共に、２光束干渉法によって半導体基
板３上に光の明暗周期を作り、この明Ｉｌｉｆｍ期に合
わせて半導体基［ｓ上を周期的にエツチングする方法で
ある。ζこで、−例として半導体基ｇｓをＩｎＰ、工、
チンダ液をＦｓＣｔ３水溶液、照射光４をＩｎＰのバン
ドギャップエネルギより高エネルイ波長を有するレーデ
（コヒーレンス）光トシ友。

半導体基板ＪＫ熱照射れたコヒーレンス光は、第２図に
第１図の要部（破線ムで示す部分）を拡大して示す如く
２光束の位相が合った部分ｉで光強度が大となり、位相
の逆転した部分６で光強度が小となり、その位相の変化
で一定周期わ明暗が我われる。そして、この明暗周期は
周回の屈折率、照射角度およびコヒーレンス光の破長等
によって決定される。エツチング液２と１てのＦ＠ＣＡ
ｓ水溶液中に置かれたＩａＰＪＩｉ板は、味射光Ｏｒ＃
Ａ度に応じてその工賃チンダ速匿カ欅達され、結晶方位
にほとんど無関係に工、テンダされる。これは、光の照
射によｐｌｎＰｌｎ中の原子がイオン化されてＦ　＠Ｃ
１ｉ水溶液と反応するためである・そして、ＩｍＰ；＆
板は前記第２図に示す如く、照射光の明暗間ＪＪＡｆＣ
応じて周期的にエツチングされることになる。

かくして本実施例方法によれば、ＩａＰ基板上ＫＩｍｄ
的な微小凹凸を形成することができる・そしてこの場合
、従来方法のようにレジストを用いる必要がなく周期的
凹凸を直接ＩｍＰｆｔ板上に形成することができるので
、工程の簡略化および周ＩＡｌｆ１度の向上をはか９得
る。

第３図は＠１０夷總例に係わるエツチング工程を示す模
式図である。この実施例が先ＫｌＩ＆明した縞１の実施
例と異なる点は、光の明暗周期を形成する九めに、２光
束干渉法の代）に二島−トンリング法を用いたことにあ
る。すなわち、工、デング瀘２中の半導体基ｆｊＪ上に
平凸レンズ１の凸面を半導体基ｆＥＪ側に向けて配置す
る。

そして、平凸レンズ１の上方かう：同しノズ１に１直に
単色光１を尚てるとへ４４図に示す如く円状に表われる
。この丸め、半導体基板３は上記明暗の周期に応じてエ
ツチングされ、これにより高精度な平面レンズが形成さ
れることになる。

し九がりて、本実施例によっても先の実施例と同様な効
果が得られる。

第５図は第３の実施例に係わる工９テング工程を示す模
式図でるる。この実施例が先の第１の実施例と異なる点
は、レノストの感光度の違いによるエツチング差を利用
したことにある。

すなわち、半導体基板３上に予めフォトレンズ）＊Ｏ高
分子材料からなるレンズ１０を設けておく。そして、エ
ツチング液２としては半導体基４１１およびレノスト９
の双方をエツチング可能で、レノスト９の感光部と非感
光部とく対し異なるエツチング速度を有するものを用い
る。

１１ かくして本実施例方１惨によれば、第６図に第５図の要
部（破線Ｂで囲まれた部分）を拡大して示す如く、光の
明暗局ＪｊＡＶｃ応じてレノスト９−力選択的にエツチ
ングされ、これにより半導体基板２の周期的エツチング
が可能となる。そしるものではない、ｆｌえば、１ｌｉ
ｅｊｉｌｌおよび嬉２０実施例に用い九エツチング液は
ＷＩＣＬＨ水溶液に限定されるものではなく、使用する
半導体材料をエツチングすることかで禽、さらＫｆｌＡ
射光強度差によって錬材料のイオン化エツチング速度を
律速し得るものであればよい、また、ＩｎＰ以外の半導
体材料にも適用できるのは勿論のことであり、さらＫＩ
ｌ電停材料のエツチングに適用することも可能である。

その他、本発明の要旨を逸脱しない＠囲で、種々変形し
て実施することができる。

【図面の簡単な説明】

１４１図は本発明の４１の夷總真に係わるエツチング工
程を示す模式図、第２図はｓ１図の要部拡大図、第３図
は第２の実施例に係わるエツチング工程を示す模式図、
第４図は上記第２の実施例に用い九半導体基板を上方か
ら見た平面図、＃Ｉ５図は第３の実施列に係わるエツチ
ング工程を示す模式図、４６図は第５図の要部拡大図で
ある。 １・・・容器、２・・・工、チンダ液、３・・・半導体
基’ｌ！　（半導体材料）、４・・・照射光、１・・・
平凸レノｒ、ｊ・・・レノスト。 出願人　工業技術院長　石　坂　絨　−第１図 Ａ 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　光照射により半導体材料のエツチング速度が
   変化するエツチング系を利用し、半導体材料をエツチン
   グ液中に浸漬すると共にこの半導体材料に照射する光に
   干渉或いは回折効果による周期的明暗部を持九せ、上記
   半導体材料に周期的エツチング差を持九せて該材料をエ
   ツチングすることを特徴とする半導体材料の周期的エツ
   チング方法。
2. （２）　　前記半導体材料Ｋ１１ｌ射する光は２光束干
   渉法或いは二島−トンリング法によりて周期的Ｉ１１暗
   部を待たされ、上記半導体材料は照射光強を差によって
   そのイオン化エツチング速度が律速されることを特徴と
   する特ｆｌｆ請求の範囲第ｌ積記載の半導体材料の周期
   的エツチング方法。
3. （３）　　１ｓｌＦ記半導体材料に照射する光は２光束
   干−法或いはニー−トンリング法によって周期的明暗部
   を持たされ、上鳶半導体材料上には感光性薄膜材料が設
   けられており、前起工、テンダ液として上記半導体材料
   および感光性薄膜材料の双方をエツチング可能で、且つ
   上記感光性薄膜材料の感光部と非感光部とに対し異なる
   エツチング速度を有するものを用いることを特徴とする
   特許請求の範囲Ｊ１項ｍｌ賊の半導体材料の周期的エツ
   チング方法。