TW202111802A - 結構體的製造方法、結構體的製造裝置以及中間結構體 - Google Patents

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Abstract

結構體的製造方法包括：準備至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物的步驟；以及藉由在蝕刻對象物浸漬於包含過氧二硫酸根離子的蝕刻液中的狀態下，經由蝕刻液而對蝕刻對象物的表面照射光，由過氧二硫酸根離子來生成硫酸根離子自由基，並且使III族氮化物中生成電洞，從而對III族氮化物進行蝕刻的步驟；並且於對III族氮化物進行蝕刻的步驟中，藉由將III族氮化物的蝕刻的開始時間點的蝕刻液設為酸性，而於III族氮化物被蝕刻的期間維持蝕刻液為酸性的狀態，以於表面上形成有抗蝕遮罩的狀態來進行蝕刻。

Description

結構體的製造方法、結構體的製造裝置以及中間結構體
本發明是有關於一種結構體的製造方法、結構體的製造裝置以及中間結構體。
氮化鎵（GaN）等III族氮化物是作為用以製造發光元件、電晶體等半導體裝置的材料來使用。
作為用以對GaN等III族氮化物形成各種結構的蝕刻技術，提出有光電化學（photoelectrochemical，PEC）蝕刻（例如參照非專利文獻1）。PEC蝕刻是與一般的乾式蝕刻相比損壞少的濕式蝕刻，另外，與中性粒子束蝕刻（例如參照非專利文獻2）、原子層蝕刻（例如參照非專利文獻3）等損壞少的特殊的乾式蝕刻相比，就裝置簡便的方面而言較佳。 [現有技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1] J.村田（J. Murata）等人，「藉由氫化物氣相磊晶而生長的獨立式GaN晶圓表面的光電化學蝕刻（Photo-electrochemical etching of free-standing GaN wafer surfaces grown by hydride vapor phase epitaxy）」，「電化學學報（Electrochimica Acta）」171(2015)89-95 [非專利文獻2] S.寒川（S. Samukawa），「日本應用物理學雜誌（Japanese Journal of Applied Physics，JJAP）」，45(2006)2395. [非專利文獻3] T.法拉茲（T. Faraz），「ECS固體科學與技術雜誌（ECS Journal of Solid State Science and Technology）」，4, N5023(2015).
[發明所欲解決之課題] 本發明的一目為提供一種能夠於對III族氮化物的PEC蝕刻中，抑制蝕刻條件的時間性變動的技術。 [解決課題之手段]
根據本發明的一形態，提供一種結構體的製造方法，包括： 準備至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物的步驟；以及 藉由在所述蝕刻對象物浸漬於包含過氧二硫酸根離子的蝕刻液中的狀態下，經由所述蝕刻液而對所述蝕刻對象物的所述表面照射光，由所述過氧二硫酸根離子來生成硫酸根離子自由基，並且使所述III族氮化物中生成電洞，從而對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟；並且 於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟中，藉由將所述III族氮化物的蝕刻的開始時間點的所述蝕刻液設為酸性，而於所述III族氮化物被蝕刻的期間維持所述蝕刻液為酸性的狀態； 以於所述表面上形成有抗蝕遮罩的狀態，進行所述蝕刻。
根據本發明的另一形態，提供一種中間結構體，包括： 至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物、以及 形成於所述表面上的抗蝕遮罩；並且 以於所述表面上形成有所述抗蝕遮罩的狀態，浸漬於包含過氧二硫酸根離子的酸性的蝕刻液中。 [發明的效果]
提供一種能夠於對III族氮化物的PEC蝕刻中，抑制蝕刻條件的時間性變動的技術。
＜本發明的一實施方式＞ 對基於本發明的一實施方式的結構體的製造方法進行說明。基於本實施方式的製造方法包括對於作為該結構體的材料的蝕刻對象物10（以下亦稱為晶圓10）的使用光電化學（PEC）蝕刻的蝕刻步驟（以下亦稱為PEC蝕刻步驟）。以下將PEC蝕刻亦簡稱為蝕刻。
圖1的（a）是例示出進行PEC蝕刻的晶圓10的概略剖面圖。首先，如圖1的（a）所示，準備晶圓10。晶圓10的至少表面20（應被蝕刻的被蝕刻面20）包含III族氮化物。
晶圓10的結構並無特別限定。作為晶圓10的結構的一例（後述實驗例中使用的晶圓），可列舉n型氮化鎵（GaN）基板11、與磊晶成長於GaN基板11上的n型GaN層12的積層結構。n型GaN層12例如n型雜質濃度為5×1016 /cm3 ，且厚度為3 μm。
將PEC蝕刻處理的對象物、即浸漬於（接觸）蝕刻液201的對象物稱為處理對象物100。處理對象物100至少包括晶圓10，進而可包括例如遮罩50來作為PEC蝕刻處理所需要的構件。遮罩50是以所要蝕刻的區域21開口的圖案來形成於晶圓10的被蝕刻面20上。遮罩50的材料若為耐受蝕刻液201而作為遮罩來發揮功能的材料，則並無特別限定，例如可為抗蝕劑，又例如可為氧化矽，又例如可為氮化矽，另外，例如可為鈦等金屬。所要蝕刻的區域21的形狀、寬度、所要蝕刻的深度等可視需要而適當選擇。處理對象物100能夠視為用以獲得最終結構體的中間階段的結構體（中間結構體）。
圖1的（b）是表示PEC蝕刻步驟的PEC蝕刻裝置200的概略剖面圖。PEC蝕刻裝置200包括收納蝕刻液201的容器210、及射出紫外（ultraviolet，UV）光221的光源220。PEC蝕刻裝置200亦可包括將晶圓10載置於規定高度的支持台240。
於PEC蝕刻步驟中，藉由在處理對象物100（即晶圓10）浸漬於蝕刻液201中的狀態下，經由蝕刻液201而對被蝕刻面20照射UV光221，從而對構成被蝕刻面20的III族氮化物進行蝕刻。關於蝕刻液201、UV光221及PEC蝕刻的機制的詳情如後述。
PEC蝕刻裝置200較佳為更包括pH計230。PEC蝕刻步驟較佳為一面利用pH計230來測定蝕刻液201的pH值是否為適當範圍內的值一面進行。此時，較佳為可於pH計230的探針231的由UV光221所形成的影子不映在被蝕刻面20的位置，配置探針231。
此外，基於本實施方式的結構體的製造方法亦可視需要而包括電極形成、保護膜形成等步驟來作為其他步驟。
其次，對蝕刻液201、UV光221及PEC蝕刻的機制的詳情進行說明。作為所要蝕刻的III族氮化物，可例示GaN。
蝕刻液201使用如下蝕刻液201，其包含用於生成III族氮化物所含有的III族元素的氧化物的氧，進而包含過氧二硫酸根離子（S2 O8 2- ）來作為接收電子的氧化劑，所述III族氮化物構成被蝕刻面20。另外，本實施方式中的蝕刻液201使用於構成被蝕刻面20的III族氮化物的蝕刻的開始時間點為酸性的蝕刻液201。
作為蝕刻液201的第一例，可列舉將氫氧化鉀（KOH）水溶液與過氧二硫酸鉀（K2 S2 O8 ）水溶液混合而成的蝕刻液。此種蝕刻液201例如藉由將0.001 M的KOH水溶液、與0.05 M的K2 S2 O8 水溶液以1：1混合而製備。此外，KOH水溶液的濃度、K2 S2 O8 水溶液的濃度及該些水溶液的混合比率可視需要而適當調整。
單體的KOH水溶液為鹼性，單體的K2 S2 O8 水溶液為酸性。因此，若KOH水溶液的濃度為過高（例如設為0.01 M），則導致混合有KOH水溶液及K2 S2 O8 水溶液的蝕刻液201成為鹼性（以下，將此種鹼性的蝕刻液201亦稱為參考例的蝕刻液201）。第一例的蝕刻液201藉由將KOH水溶液的濃度適度降低，而使混合有KOH水溶液及K2 S2 O8 水溶液的蝕刻液201為酸性。
對使用第一例的蝕刻液201的情況下的PEC蝕刻機制進行說明。藉由對晶圓10照射波長為365 nm以下的UV光221，而於構成被蝕刻面20的GaN中，成對地生成電洞及電子。藉由所生成的電洞，GaN分解為Ga3+ 與N2 （化1），進而藉由Ga3+ 由氫氧化物離子（OH- ）所氧化而生成氧化鎵（Ga2 O3 ）（化2）。然後，所生成的Ga2 O3 溶解於酸（或鹼）中。如此一來，進行GaN的PEC蝕刻。此外，藉由所生成的電洞與水進行反應，水分解而產生氧（化3）。 [化1]
Figure 02_image001
[化2]
Figure 02_image003
[化3]
Figure 02_image005
另外，藉由K2 S2 O8 溶解於水中而生成過氧二硫酸根離子（S2 O8 2- ）（化4），藉由對S2 O8 2- 照射UV光221而生成硫酸根離子自由基（SO4 - ＊ 自由基）（化5）。藉由與電洞成對生成的電子與SO4 - ＊ 自由基一併與水進行反應，水分解而產生氫（化6）。此時，藉由生成硫酸根離子（SO4 2- ），蝕刻液201的酸性增強。如上所述，本實施方式的PEC蝕刻中，藉由使用SO4 - ＊ 自由基，能夠消耗GaN中與電洞成對生成的電子，因此能夠使PEC蝕刻良好地進行。而且，隨著PEC蝕刻進行，蝕刻液201的酸性增強（pH值降低）。 [化4]
Figure 02_image007
[化5]
Figure 02_image009
[化6]
Figure 02_image011
作為蝕刻液201的第二例，可列舉將磷酸（H3 PO4 ）水溶液與過氧二硫酸鉀（K2 S2 O8 ）水溶液混合而成的蝕刻液。此種蝕刻液201例如藉由將0.01 M的H3 PO4 水溶液、與0.05 M的K2 S2 O8 水溶液以1：1混合而製備。此外，H3 PO4 水溶液的濃度、K2 S2 O8 水溶液的濃度及該些水溶液的混合比率可視需要而適當調整。
H3 PO4 水溶液及K2 S2 O8 水溶液均為酸性。因此，作為第二例來列舉的混合有H3 PO4 水溶液及K2 S2 O8 水溶液的蝕刻液於任意的混合比率下均為酸性。
經推測，於使用第二例的蝕刻液201的情況下的PEC蝕刻機制將對使用第一例的蝕刻液201的情況進行說明的（化1）～（化3）置換為（化7）。即，藉由GaN、由UV光221的照射而生成的電洞、及水進行反應，而生成Ga2 O3 、氫離子（H+ ）及N2 （化7）。而且，所生成的Ga2 O3 溶解於酸中。如此一來，進行GaN的PEC蝕刻。此外，如（化4）～（化6）所示的與電洞成對生成的電子由S2 O8 2- 所消耗的機制與使用第一例的蝕刻液201的情況相同。 [化7]
Figure 02_image013
如（化5）所示，由S2 O8 2- 來生成SO4 - ＊ 自由基的方法可使用UV光221的照射及加熱中的至少一者。於使用UV光221的照射的情況下，為了增大由S2 O8 2- 所引起的光吸收而有效率地生成SO4 - ＊ 自由基，較佳為將UV光221的波長設為200 nm以上且小於310 nm。即，就有效率地進行如下操作，即，藉由UV光221的照射，於晶圓10中使III族氮化物中生成電洞，並且於蝕刻液201中由S2 O8 2- 來生成SO4 - ＊ 自由基的觀點而言，較佳為將UV光221的波長設為200 nm以上且小於310 nm。於藉由加熱而由S2 O8 2- 來生成SO4 - ＊ 自由基的情況下，亦可將UV光221的波長設為（365 nm以下且）310 nm以上。
於藉由UV光221的照射而由S2 O8 2- 來生成SO4 - ＊ 自由基的情況下，自晶圓10的被蝕刻面20至蝕刻液201的上表面202為止的距離L例如較佳為設為5 mm以上、100 mm以下。若距離L過短，例如小於5 mm，則存在晶圓10上方的蝕刻液201中生成的SO4 - ＊ 自由基的量因於距離L的變動而變得不穩定的可能性。另外，若距離L過長，例如超過100 mm，則於晶圓10上方的蝕刻液201中，生成對PEC蝕刻無幫助且不必要的大量SO4 - ＊ 自由基，因此蝕刻液201的利用效率降低。
其次，對本實施方式的PEC蝕刻的實驗例進行說明。圖2的（a）及圖2的（b）分別為表示第一實驗例及第二實驗例的結果的圖表。另外，圖2中，亦分別示出參考實驗例的結果。
第一實驗例中，使用作為第一例的蝕刻液201來說明的將0.001 M的KOH水溶液與0.05 M的K2 S2 O8 水溶液以1：1混合而成的蝕刻液201。第二實驗例中，使用作為第二例的蝕刻液201來說明的將0.01 M的H3 PO4 水溶液與0.05 M的K2 S2 O8 水溶液以1：1混合而成的蝕刻液201。參考實驗例中，使用作為參考例的蝕刻液201來說明的將0.01 M的KOH水溶液與0.05 M的K2 S2 O8 水溶液以1：1混合而成的蝕刻液201。
本實驗例中測定藉由對蝕刻液201照射UV光221，蝕刻液的pH值隨著時間如何變化。照射峰值波長為260 nm的UV光221。此外，本實驗例中，不於蝕刻液中浸漬晶圓10來進行PEC蝕刻，僅測定蝕刻液的pH值變化，但認為於進行PEC蝕刻的情況下，蝕刻液的pH值變化亦大致相同。
於圖2中，橫軸表示自UV光221的照射開始起的時間，縱軸表示蝕刻液201的pH值。橫軸的時間可視為自PEC蝕刻的開始起的時間。
如圖2的（a）所示，於參考實驗例中，參考例的蝕刻液201於蝕刻開始時間點，pH值為12左右，為鹼性。如上所述，藉由UV光221的照射，蝕刻液201中的SO4 2- 增加，因此蝕刻時間越長，蝕刻液201的pH值越降低。參考例的蝕刻液201於蝕刻時間為40分鐘時，pH值成為7，為中性，其後成為酸性。
PEC蝕刻是藉由所生成的Ga2 O3 溶解於鹼或酸中而進行。因此，參考實驗例中，於蝕刻液201為中性附近的期間，不再進行蝕刻。另外，參考實驗例中，由於蝕刻液201的pH值的時間性變動大，故而Ga2 O3 的溶解條件的時間性變動大。因此，難以確保PEC蝕刻的時間上的均勻性。
如圖2的（a）所示，第一實驗例中，第一例的蝕刻液201於蝕刻開始時間點，pH值為4.4，為酸性。因此，第一例的蝕刻液201自蝕刻開始時間點起一直為酸性。因此，藉由使用第一例的蝕刻液201，能夠不會產生由於蝕刻液201成為中性而使PEC蝕刻不再進行的情況。另外，與使用參考例的蝕刻液201的情況相比，能夠減小蝕刻期間的pH值的變動幅度。
如圖2的（b）所示，第二實驗例中，第二例的蝕刻液201於蝕刻開始時間點，pH值為2.3，為酸性。因此，第二例的蝕刻液201與第一例的蝕刻液201同樣，自蝕刻開始時間點起一直為酸性。因此，藉由使用第二例的蝕刻液201，與第一例的蝕刻液201同樣，能夠不會產生由於蝕刻液201成為中性而使PEC蝕刻不再進行的情況，並且與使用參考例的蝕刻液201的情況相比，能夠減小蝕刻期間的pH值的變動幅度。
如上所述，本實施方式中，藉由使用如第一例及第二例般的於蝕刻開始時間點為酸性的蝕刻液201，則橫跨蝕刻期間的整個期間來維持蝕刻液201為酸性的狀態。藉此，能夠抑制由於蝕刻液201成為中性而使PEC蝕刻不再進行的情況。另外，與如使用參考例的蝕刻液201的情況般，於蝕刻期間蝕刻液201由鹼性轉變為酸性的形態相比，能夠減小蝕刻期間的pH值的變動幅度。
進而，就容易使用抗蝕遮罩來作為遮罩50的觀點而言，亦較佳為維持蝕刻液201為酸性的狀態。與此相對，若蝕刻液201為鹼性，則抗蝕劑容易剝離，因此難以使用抗蝕遮罩來作為遮罩50。此外，於使用酸性的蝕刻液201的情況下，視需要，亦可使用抗蝕劑以外的遮罩材料（氧化矽、氮化矽等）。
此外，亦考慮如下形態：為了維持參考例的蝕刻液201為鹼性的狀態，而藉由在達到中性之前，持續更換蝕刻液201，而抑制PEC蝕刻不再進行的情況。但是，於此形態下，更換蝕刻液201的操作繁雜。藉由使用第一例及第二例的蝕刻液201，則即便不更換此種蝕刻液201，亦容易於不更換蝕刻液201的情況下，即使用同一蝕刻液201，來進行長時間（例如較佳為30分鐘，更佳為60分鐘，尤佳為90分鐘以上，尤佳為120分鐘以上）的PEC蝕刻。
另外，藉由不更換蝕刻液201，亦能夠抑制蝕刻液201被攪拌。藉由不進行蝕刻液201的攪拌，能夠提高S2 O8 2- 、SO4 - ＊ 自由基等對被蝕刻面20的供給狀態的時間上的均勻性，因此容易提高經蝕刻的面的平坦性（提高面內均勻性）。其也成為進行長時間蝕刻時的優點。此外，本實施方式中，無需使蝕刻液201靜止，視需要，亦可一面使（酸性的）蝕刻液201流動一面進行PEC蝕刻。於使蝕刻液201流動的情況下，可為使相同的蝕刻液201循環（不更換蝕刻液201的）形態，亦可為連續供給新的蝕刻液201（更換蝕刻液201）的形態。
藉由使用第二例的蝕刻液201，進而亦能夠獲得如以下所述的效果。第二例的蝕刻液201包含H3 PO4 ，來作為具有超過0且小於7的酸解離常數pKa 的弱酸的一例。藉由使用第二例的蝕刻液201，能夠於pH值超過0且小於7的酸性區域中利用弱酸的緩衝作用，因此能夠減小蝕刻期間的pH值的降低幅度，換言之，容易使蝕刻期間的pH值接近固定。H3 PO4 的第一酸解離常數pKa1 為2.12。
因此，藉由使用第二例的蝕刻液201，與使用第一例的蝕刻液201的形態相比，能夠進而減小蝕刻液201的pH值的時間性變動，因此能夠減小Ga2 O3 的溶解條件的時間性變動。因此，更容易保持PEC蝕刻的時間上的均勻性。
就減小蝕刻液201的pH值的時間性變動的觀點而言，作為一個標準，可為如下所述。蝕刻結束時間點的蝕刻液201的pH值相對於蝕刻開始時間點的蝕刻液201的pH值的降低幅度例如可設為較佳為4以下，更佳為3以下，尤佳為2以下，尤佳為1.5以下，最佳為1以下。
另外，就此觀點而言，作為其他標準，可為如下所述。當蝕刻液201中所含的S2 O8 2- 全部轉變為SO4 2- 時的蝕刻液201的pH值相對於蝕刻開始時間點的蝕刻液201的pH值的降低幅度例如可設為較佳為4以下，更佳為3以下，尤佳為2以下，尤佳為1.5以下，最佳為1以下。
第一例及第二例的蝕刻液201中，於S2 O8 2- 全部轉變為SO4 2- 的情況下的蝕刻液201的pH值（即，延長蝕刻時間的情況下的極限pH值）為1.5左右。
於如第二例的蝕刻液201般包含弱酸的情況下，更佳為選擇以下的條件。蝕刻開始時間點的蝕刻液201的pH值相對於弱酸的酸解離常數pKa 的差例如較佳為正負1以下，更佳為正負0.5以下。弱酸的緩衝作用於該此弱酸的酸解離常數pKa 的附近大。因此，藉由減小蝕刻開始時間點的蝕刻液201的pH值相對於弱酸的酸解離常數pKa 的差，容易利用該弱酸的緩衝作用。
另外，蝕刻開始時間點的蝕刻液201的pH值較佳為高於弱酸的酸解離常數pKa 。藉此，隨著PEC蝕刻進行，蝕刻液201的pH值降低，接近該弱酸的酸解離常數pKa ，因此容易更長時間地利用該弱酸的緩衝作用。
另外，蝕刻液201中所含的弱酸的酸解離常數pKa 較佳為高於蝕刻液201中所含的S2 O8 2- 全部轉變為SO4 2- 時的蝕刻液201的pH值（以下，亦稱為極限pH值）。藉此，於蝕刻液201的pH值接近極限pH值的中途，能夠利用弱酸的緩衝作用。
圖3是表示第三實驗例的結果的圖表，表示各種條件下的PEC蝕刻中的蝕刻時間與蝕刻深度的關係。圖表的傾斜度表示蝕刻速率。
圖3的（a）中示出：利用參考例的蝕刻液201，對形成有由氧化矽（SiO2 ）所形成的遮罩50的處理對象物100進行蝕刻的結果（四方的圖）；利用第二例的蝕刻液201，對形成有由氧化矽所形成的遮罩50的處理對象物100進行蝕刻的結果（三角的圖）；以及利用第二例的蝕刻液201，對形成有由抗蝕劑所形成的遮罩50的處理對象物100進行蝕刻的結果（圓形的圖）。UV光221的波長（λUVC ）設為260 nm，照射強度（I）設為4 mW/cm2 。自被蝕刻面20至蝕刻液201的上表面202為止的距離L（d電解質 ）設為5 mm。
於使用參考例的蝕刻液201的情況、以及使用第二例的蝕刻液201的情況下，可知能以大致相同程度的蝕刻速率來進行PEC蝕刻。另外，於使用第二例的蝕刻液201的情況下，可知，不論遮罩50由氧化矽形成抑或由抗蝕劑形成，均能以大致相同程度的蝕刻速率來進行PEC蝕刻。此外，由於參考例的蝕刻液201為鹼性，故而難以使用由抗蝕劑所形成的遮罩50。
圖3的（b）是表示利用第二例的蝕刻液201，對形成有由抗蝕劑所形成的遮罩50的處理對象物100進行蝕刻的其他結果。與圖3的（a）所示的結果同樣，可知，藉由使用第二例的蝕刻液201，利用抗蝕遮罩的PEC蝕刻能夠良好地進行。
其次，對第四實驗例進行說明。圖4的（a）是表示形成寬度為10 μm的線與空間圖案的抗蝕遮罩，利用第二例的（使用磷酸的）蝕刻液201來進行PEC蝕刻的結果的雷射顯微鏡像。雷射顯微鏡像的暗區域表示經蝕刻的區域。
圖4的（b）是圖4的（a）所示的試樣的經蝕刻的區域的掃描式電子顯微鏡（SEM）像。經蝕刻的區域的5 μm見方的區域中的均方根（Root-Mean-Square，RMS）表面粗糙度為2.76 nm。
圖5的（a）是圖4的（a）所示的試樣的藉由原子力顯微鏡（AFM）測定的各種資料。圖5的（b）是形成抗蝕遮罩且利用第二例的（使用磷酸的）蝕刻液201來進行蝕刻的其他試樣的AFM像。
藉由該些實驗例，本申請案發明者獲得如下見解：使用包含S2 O8 2- 來作為接收電子的氧化劑，並且自蝕刻開始時間點起為酸性的蝕刻液201，能進行PEC蝕刻。另外還獲得如下見解：為了製備此種蝕刻液201，例如能夠較佳使用作為弱酸的磷酸。進而，本申請案發明者亦獲得如下見解：藉由使用此種蝕刻液201，可良好地進行使用抗蝕遮罩的PEC蝕刻。關於使用此種蝕刻液201來進行PEC蝕刻，而且對該PEC蝕刻使用抗蝕遮罩，迄今為止尚未提出，是由本申請案發明者首次提出。
如以上所說明，根據本實施方式，藉由使用自蝕刻開始時間點起為酸性的蝕刻液201來進行PEC蝕刻，與使用在蝕刻開始時間點為鹼性的蝕刻液201來進行PEC蝕刻的情況相比，能夠進行蝕刻條件的時間性變動得到抑制的PEC蝕刻。另外，藉由使用此種酸性的蝕刻液201，容易利用抗蝕遮罩來作為遮罩50。
＜變形例＞ 其次，對所述實施方式的變形例進行說明。所述實施方式中，例示出藉由使用第一例的蝕刻液201（圖2的（a）），與使用第二例的蝕刻液201的情況（圖2的（b））相比，蝕刻開始時間點的pH值升高的形態，即，蝕刻期間的pH值的變動幅度增大的形態。本變形例中，例示出即便使用第一例的蝕刻液201，亦能夠降低蝕刻開始時間點的pH值的形態，即，能夠減小蝕刻期間的pH值的變動幅度的形態。
圖6是例示出本變形例中所追加的預處理步驟的PEC蝕刻裝置200的概略圖。該預處理步驟是如下步驟，即於對晶圓10進行蝕刻的步驟（圖1的（b））之前，藉由在晶圓10不浸漬於蝕刻液201中的狀態下，對蝕刻液201照射UV光221，而使S2 O8 2- 的一部分轉變為SO4 2- ，藉此使蝕刻液201的pH值降低。
具體而言，例如，如根據圖2的（a）所理解，於使用第一例的蝕刻液201的情況下，藉由在蝕刻開始前進行20分鐘的UV光221的照射，而使蝕刻液201的pH值降低至2.5。然後，藉由使晶圓10浸漬於蝕刻液201，開始蝕刻，則蝕刻開始時間點的pH值成為例如2.5。
本變形例中，藉由此預處理步驟，使蝕刻液201的pH值降低至預先規定的pH值後，開始蝕刻。藉此，與不進行該預處理步驟的情況相比，能夠自蝕刻開始時間點至蝕刻結束時間點，減小pH值的降低幅度，因此能夠抑制蝕刻條件的變動。
＜其他實施方式＞ 以上，已對本發明的實施方式及變形例進行具體說明。然而，本發明並不限定於所述的實施方式及變形例，可於不脫離其主旨的範圍內進行各種變更、改良、組合等。
例如，包含S2 O8 2- 、並且於蝕刻開始時間點為酸性的蝕刻液201並不限定於所述第一例及第二例的蝕刻液。此種蝕刻液201亦可僅使用例如K2 S2 O8 水溶液。於此情況下，K2 S2 O8 水溶液的濃度只要設為例如0.025 M即可。
另外，所述的說明中，已例示由過氧二硫酸鉀（K2 S2 O8 ）來供給S2 O8 2- 的形態，但除此以外，S2 O8 2- 亦可由例如過氧二硫酸鈉（Na2 S2 O8 ）、過氧二硫酸銨（過硫酸銨、(NH4 )2 S2 O8 ）等來供給。
此外，PEC蝕刻亦能對所例示的GaN以外的III族氮化物進行。III族氮化物所含有的III族元素為鋁（Al）、鎵（Ga）及銦（In）中的至少一者。對於III族氮化物中的Al成分或In成分的PEC蝕刻的想法是與參照（化1）及（化2）、或者（化7）來對Ga成分進行說明的想法相同。即，藉由UV光221的照射而生成電洞，從而生成Al的氧化物或者In的氧化物，藉由使該些氧化物溶解於酸（或鹼）中，能夠進行PEC蝕刻。UV光221的峰值波長（365 nm以下）可根據作為蝕刻對象的III族氮化物的組成來適當變更。以GaN的PEC蝕刻作為基準，於含有Al的情況下，只要使用更短波長的UV光即可，於含有In的情況下，亦可利用更長波長的UV光。此外，於所要進行PEC蝕刻的III族氮化物中，亦可視需要添加導電型決定雜質等雜質。
＜本發明的較佳形態＞ 以下，對本發明的較佳形態進行附記。
（附記1） 一種結構體的製造方法，包括： 準備至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物的步驟；以及 藉由在所述蝕刻對象物浸漬於包含過氧二硫酸根離子的蝕刻液中的狀態下，經由所述蝕刻液而對所述蝕刻對象物的所述表面照射紫外光，由所述過氧二硫酸根離子來生成硫酸根離子自由基，並且使所述III族氮化物中生成電洞，從而對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟；並且 於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟中，藉由將所述III族氮化物的蝕刻的開始時間點的所述蝕刻液設為酸性，而於所述III族氮化物被蝕刻的期間維持所述蝕刻液為酸性的狀態。
（附記2） 如附記1所述的結構體的製造方法，其中所述蝕刻的結束時間點的所述蝕刻液的pH值相對於所述開始時間點的所述蝕刻液的pH值的降低幅度較佳為4以下，更佳為3以下，尤佳為2以下，尤佳為1.5以下，最佳為1以下。
（附記3） 如附記1或附記2所述的結構體的製造方法，其中當所述蝕刻液中所含的所述過氧二硫酸根離子全部轉變為硫酸根離子時的所述蝕刻液的pH值相對於所述開始時間點的所述蝕刻液的pH值的降低幅度較佳為4以下，更佳為3以下，尤佳為2以下，尤佳為1.5以下，最佳為1以下。
（附記4） 如附記1至附記3中任一項所述的結構體的製造方法，其中所述蝕刻液包含具有超過0且小於7的酸解離常數pKa 的弱酸。
（附記5） 如附記4所述的結構體的製造方法，其中所述弱酸為磷酸。
（附記6） 如附記4或附記5所述的結構體的製造方法，其中所述開始時間點的所述蝕刻液的pH值相對於所述弱酸的酸解離常數pKa 的差較佳為正負1以下，更佳為正負0.5以下。
（附記7） 如附記4至附記6中任一項所述的結構體的製造方法，其中所述開始時間點的所述蝕刻液的pH值高於所述弱酸的酸解離常數pKa 。
（附記8） 如附記4至附記7中任一項所述的結構體的製造方法，其中所述弱酸的酸解離常數pKa 高於當所述蝕刻液中所含的所述過氧二硫酸根離子全部轉變為硫酸根離子時的所述蝕刻液的pH值。
（附記9） 如附記1至附記8中任一項所述的結構體的製造方法，其中於所述III族氮化物被蝕刻的期間，不進行所述蝕刻液的更換。
（附記10） 如附記1至附記9中任一項所述的結構體的製造方法，其中於所述III族氮化物被蝕刻的期間，不進行所述蝕刻液的攪拌。
（附記11） 如附記1至附記10中任一項所述的結構體的製造方法，其中所述III族氮化物被蝕刻的期間較佳為30分鐘，更佳為60分鐘，尤佳為90分鐘以上，最佳為120分鐘以上。
（附記12） 如附記1至附記11中任一項所述的結構體的製造方法，其中於所述III族氮化物被蝕刻的期間，測定所述蝕刻液的pH值。
（附記13） 如附記12所述的結構體的製造方法，其中於測定所述蝕刻液的pH值時，於pH計的探針的由所述紫外光所形成的影子不映在所述蝕刻對象物的所述表面的位置，配置所述探針。
（附記14） 如附記1至附記13中任一項所述的結構體的製造方法，其中於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟之前，更包括如下步驟：藉由在所述蝕刻對象物未浸漬於所述蝕刻液中的狀態下，對所述蝕刻液照射紫外光，而使所述過氧二硫酸根離子的一部分轉變為硫酸根離子，從而使所述蝕刻液的pH值降低。
（附記15） 如附記1至附記14中任一項所述的結構體的製造方法，其中於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟中，以於所述表面上（所述表面的一部分上）形成有遮罩的狀態，進行所述蝕刻。
（附記16） 如附記15所述的結構體的製造方法，其中所述遮罩為抗蝕遮罩。
（附記17） 一種中間結構體，包括： 至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物；以及 形成於所述表面上（所述表面的一部分上）的遮罩；並且 浸漬於包含過氧二硫酸根離子的酸性的蝕刻液中。
（附記18） 如附記17所述的中間結構體，其中所述遮罩為抗蝕遮罩。
（附記19） 如附記17或附記18所述的中間結構體，其中經由所述蝕刻液而對所述表面照射紫外光。
10:蝕刻對象物（晶圓） 11:n型氮化鎵（GaN）基板 12:n型GaN層 20:被蝕刻面20 21:所要蝕刻的區域 50:遮罩 100:處理對象物 200:PEC蝕刻裝置 201:蝕刻液 202:蝕刻液的上表面 210:容器 220:光源 221:UV光 230:pH計 231:探針 240:支持台 L:距離
圖1的（a）是例示出基於本發明的一實施方式的蝕刻對象物的概略剖面圖，圖1的（b）是例示出基於一實施方式的PEC蝕刻步驟的PEC蝕刻裝置的概略圖。 圖2的（a）是表示第一實驗例的結果的圖表，圖2的（b）是表示第二實驗例的結果的圖表。 圖3是表示第三實驗例的結果的圖表。 圖4的（a）是表示第四實驗例的結果的雷射顯微鏡像，圖4的（b）是表示第四實驗例的結果的掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）像。 圖5的（a）是表示第四實驗例的結果的原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope，AFM）測定的各種資料，圖5的（b）是表示第四實驗例的結果的AFM像。 圖6是例示出基於變形例的預處理步驟的PEC蝕刻裝置的概略圖。

Claims (22)

  1. 一種結構體的製造方法，包括： 準備至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物的步驟；以及 藉由在所述蝕刻對象物浸漬於包含過氧二硫酸根離子的蝕刻液中的狀態下，經由所述蝕刻液而對所述蝕刻對象物的所述表面照射光，由所述過氧二硫酸根離子來生成硫酸根離子自由基，並且使所述III族氮化物中生成電洞，從而對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟；並且 於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟中，藉由將所述III族氮化物的蝕刻的開始時間點的所述蝕刻液設為酸性，而於所述III族氮化物被蝕刻的期間維持所述蝕刻液為酸性的狀態， 以於所述表面上形成有抗蝕遮罩的狀態，進行所述蝕刻。
  2. 一種結構體的製造方法，包括： 準備至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物的步驟；以及 藉由在所述蝕刻對象物浸漬於包含過氧二硫酸根離子的蝕刻液中的狀態下，經由所述蝕刻液而對所述蝕刻對象物的所述表面照射光，由所述過氧二硫酸根離子來生成硫酸根離子自由基，並且使所述III族氮化物中生成電洞，從而對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟；並且 於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟中，藉由將所述III族氮化物的蝕刻的開始時間點的所述蝕刻液設為酸性，而於所述III族氮化物被蝕刻的期間維持所述蝕刻液為酸性的狀態； 以將藉由所述光的照射而被蝕刻的所述表面的5 μm見方的區域中的均方根表面粗糙度設為2.76 nm以下的方式，進行所述蝕刻。
  3. 如請求項1或請求項2所述的結構體的製造方法，其中所述蝕刻的結束時間點的所述蝕刻液的pH值相對於所述開始時間點的所述蝕刻液的pH值的降低幅度為4以下。
  4. 如請求項1或請求項2所述的結構體的製造方法，其中當所述蝕刻液中所含的所述過氧二硫酸根離子全部轉變為硫酸根離子時的所述蝕刻液的pH值相對於所述開始時間點的所述蝕刻液的pH值的降低幅度為4以下。
  5. 如請求項1或請求項2所述的結構體的製造方法，其中所述蝕刻液包含具有超過0且小於7的酸解離常數pKa 的弱酸。
  6. 如請求項5所述的結構體的製造方法，其中所述弱酸為磷酸。
  7. 如請求項5所述的結構體的製造方法，其中所述開始時間點的所述蝕刻液的pH值相對於所述弱酸的酸解離常數pKa 的差為正負1以下。
  8. 如請求項5所述的結構體的製造方法，其中所述開始時間點的所述蝕刻液的pH值高於所述弱酸的酸解離常數pKa 。
  9. 如請求項5所述的結構體的製造方法，其中所述弱酸的酸解離常數pKa 高於當所述蝕刻液中所含的所述過氧二硫酸根離子全部轉變為硫酸根離子時的所述蝕刻液的pH值。
  10. 如請求項1或請求項2所述的結構體的製造方法，其中於所述III族氮化物被蝕刻的期間，不進行所述蝕刻液的更換。
  11. 如請求項1或請求項2所述的結構體的製造方法，其中於所述III族氮化物被蝕刻的期間，不進行所述蝕刻液的攪拌。
  12. 如請求項1或請求項2所述的結構體的製造方法，其中所述III族氮化物被蝕刻的期間為30分鐘以上。
  13. 如請求項1或請求項2所述的結構體的製造方法，其中於所述III族氮化物被蝕刻的期間，測定所述蝕刻液的pH值。
  14. 如請求項13所述的結構體的製造方法，其中於測定所述蝕刻液的pH值時，於pH計的探針的由所述光形成的影子未映在所述蝕刻對象物的所述表面的位置，配置所述探針。
  15. 如請求項1或請求項2所述的結構體的製造方法，其中 於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟之前更包括如下步驟：於所述蝕刻對象物未浸漬於所述蝕刻液中的狀態下，藉由對所述蝕刻液照射光，而使所述過氧二硫酸根離子的一部分轉變為硫酸根離子，從而使所述蝕刻液的pH值降低。
  16. 一種中間結構體，包括： 至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物；以及 形成於所述表面上的抗蝕遮罩；並且 以於所述表面上形成有所述抗蝕遮罩的狀態，浸漬於包含過氧二硫酸根離子的酸性的蝕刻液中。
  17. 如請求項16所述的中間結構體，其中經由所述蝕刻液而對所述表面照射光。
  18. 一種結構體的製造裝置，包括： 容器，構成為將至少表面包含III族氮化物且於所述表面上形成有抗蝕遮罩的蝕刻對象物，以浸漬於包含過氧二硫酸根離子的酸性的蝕刻液中的狀態來收納；以及 光源，構成為於所述蝕刻液為酸性的狀態下，開始經由所述蝕刻液而對所述蝕刻對象物的所述表面照射光。
  19. 一種結構體的製造裝置，包括： 容器，構成為將至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物，以浸漬於包含過氧二硫酸根離子的酸性的蝕刻液中的狀態來收納；以及 光源，於所述蝕刻液為酸性的狀態下，開始經由所述蝕刻液而對所述蝕刻對象物的所述表面照射光；並且 構成為：於所述容器內，以所述蝕刻對象物浸漬於所述蝕刻液中的狀態，對所述蝕刻對象物的所述表面照射所述光，以將所述表面的5 μm見方的區域中的均方根表面粗糙度設為2.76 nm以下的方式，對所述蝕刻對象物的所述表面進行蝕刻。
  20. 一種結構體的製造方法，包括： 準備至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物的步驟；以及 藉由在所述蝕刻對象物浸漬於包含過氧二硫酸根離子的蝕刻液中的狀態下，經由所述蝕刻液而對所述蝕刻對象物的所述表面照射光，由所述過氧二硫酸根離子來生成硫酸根離子自由基，並且使所述III族氮化物中生成電洞，從而對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟；並且 於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟中，藉由將所述III族氮化物的蝕刻的開始時間點的所述蝕刻液設為酸性，而於所述III族氮化物被蝕刻的期間維持所述蝕刻液為酸性的狀態； 於所述III族氮化物被蝕刻的期間，測定所述蝕刻液的pH值；且 於測定所述蝕刻液的pH值時，於pH計的探針的由所述光形成的影子不映在所述蝕刻對象物的所述表面的位置，配置所述探針。
  21. 一種結構體的製造方法，包括： 準備至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物的步驟；以及 藉由在所述蝕刻對象物浸漬於包含過氧二硫酸根離子的蝕刻液中的狀態下，經由所述蝕刻液而對所述蝕刻對象物的所述表面照射光，由所述過氧二硫酸根離子來生成硫酸根離子自由基，並且使所述III族氮化物中生成電洞，從而對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟；並且 於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟中，藉由將所述III族氮化物的蝕刻的開始時間點的所述蝕刻液設為酸性，而於所述III族氮化物被蝕刻的期間維持所述蝕刻液為酸性的狀態； 於對所述III族氮化物進行蝕刻的步驟之前更包括如下步驟：在所述蝕刻對象物未浸漬於所述蝕刻液中的狀態下，藉由對所述蝕刻液照射光，而使所述過氧二硫酸根離子的一部分轉變為硫酸根離子，從而使所述蝕刻液的pH值降低。
  22. 一種結構體的製造裝置，包括： 容器，構成為將至少表面包含III族氮化物的蝕刻對象物，以浸漬於包含過氧二硫酸根離子的酸性的蝕刻液中的狀態來收納；以及 光源，構成為於所述蝕刻液為酸性的狀態下，開始經由所述蝕刻液而對所述蝕刻對象物的所述表面照射光；並且 包括測定所述蝕刻液的pH值的pH計； 所述pH計的探針配置於所述探針的由所述光形成的影子不映在所述蝕刻對象物的所述表面的位置。
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JPH07161683A (ja) * 1993-12-07 1995-06-23 Casio Comput Co Ltd ウェットエッチングの終点検出方法およびウェットエッチング装置
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WO2007105281A1 (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Fujitsu Limited 化合物半導体装置の製造方法及びエッチング液
JP2012178424A (ja) * 2011-02-25 2012-09-13 Dainippon Screen Mfg Co Ltd エッチング液濃度管理装置
KR20150048147A (ko) * 2012-08-30 2015-05-06 더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 발광 다이오드들용 ｛20-2-1｝ 반극성 갈륨 질화물의 pec 식각
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