DD268807A1 - Aetzmittel zur erzeugung von mesa- und grabenstrukturen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Aetzmittel zur Erzeugung von Mesa- und Grabenstrukturen mittels geeigneter Aetzschutzmasken, das bei der Herstellung von geneigten Oberflaechen fuer die nachfolgende epitaktische Abscheidung von lichtabstrahlenden Facettenoberflaechen und Vereinzelungsrillen Anwendung findet. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in waessriger Loesung eine Mischung aus Iodsaeure oder Substanzen, die infolge einer Einstellung von Protolysegleichgewichten Iodationen freisetzen und aus Mineralsaeuren, vorzugsweise Salzsaeure, eingesetzt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ätzmittel zur Erzeugung von Mesa- und Grabenstrukturen mii'els geoigneterÄtzschutzmasken, das bei der Herstellung von geneigten Oberflächen für die nachfolgende epitaktische Abscheidung, von lichtabstrahlenden Facettenflächen und von Vereinzelungsrillen Anwendung findet.
Für die chemische Auflösung von A3-B5-Halbleiteroberflächen mit dem Ziel, durch örtlich begrenzte Ätzung Mesa- oder Grabenkonfigurationen zu erzeugen, sind eine Vielzahl unterschiedlicher Ätzlösungen bekannt, die sich sowohl in der Art des Lösungsmittels als auch in der chemischen Subr;tanz des Oxidationsmittels unterscheiden. Diese Vielfalt ist im Sinne einer Vereinheitlichung des technologischen Bearbeitungsschrittes des naßchemischen Ätzens von binären sowie ternären und quaternären A3-B5-Halbleitern, u.a. auch wegen der sehr unterschiedlichen Ätzraten, nachteilig und läßt ihre jeweilige Anwendung nur unter bestimmten und speziellen Voraussetzungen zu. Unter diesem Aspekt stehen als universelle Ätzmittel das HCI/HNO3(Samogyi,M.; Schiller, V.—Krist.Tech. 13,1978,3,S.293)sowiedasBr2/CH3OH-System (Tarui, Y; K3miyaY.; Marada J.—J electrochem. Soc. 118,1971,1, S.118. Adachi S. — J. electrochem. Soc. 129,1982,4, S.883) zur Verfügung. Das HCI/HNO3-Systern weist infolge des Cl]- oder NOCI-Entweichens als reaktive Komponenten nur eine geringe Stabilität auf. Weiterhin schließt seine Anwendung den Einsatz von Fotolack- als auch Metallmasken aus. Ähnliche nachteilige Eigenschaften besitzt das Br]/CH3OH-System, das wegen des hohen Br2-Dampfdruckes einer raschen Verarmung des Oxidationsmittels unterliegt und das Fotolackmasken sehr schnell auflöst. Hinzu kommt die Giftigkeit und Brennbarkeit des Lösungsmittels. Außerdem ist die Ätzrate stark vom Substratmaterial abhängig, was die Anwendung bei der chemischen Ätzung von beispielsweise Spiegelaustrittsflächen bei Halbleiterlasern unmöglich macht. Folgende Ätzraten sind für das Br2/CH3OH (1,3Vol.-%)-System bei Raumtemperatur bekannt:
GaAs — 4,87pm/min(Tarui J.; KomiyaY., Marada J—J. electrochem. Soc. 118,1971,1, S. 118), GaP—0,46pm/min (Samogyi, M.; Schiller, V.—Krist. Tech. 13,1978,3, S. 393) und InP-14,70μηι/πιΐη (Adachi, S.—J. electrochem. Soc. 129,1982,4, S. 883).
Ziel der Erfindung ist es, ein Ätzmittel zur Erzeugung von Mesa- und Grabenstrukturen zu schaffen, das eine Vereinheitlichung der Herstellung optoelektronischer Halbleiterbauelemente, die auf unterschiedliche Halbleitermaterialien basieren, ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ätzmittel zur Erzeugung von Mesa- und Grabenstrukturen zu schaffen, das insbesondere gegen strukturierte Fotolackmasken inert ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß In wäßriger Lösung lodsäure oder Substanzen, die infolge einer Einstellung von Protolysegleichgewichten lodationen freisetzen und Mineralsäuren, ve rzugsweise Salzsäure im Volumenverhäitnis 1:1 bei einer Temperatur von O0C bis 1000C, vorzugsweise 23,50C, verwendet werdet- r>vrch das Vermischen dieser Komponenten in einer Redoxreaktion mit nachgelagerten Additions- oder Komplexbildungsreaktionen werden lodchlorid oder lodtrichlorid als oxidierenden Bestandteil erzeugt.
Die lodsäure liegt in einer Konzentration von 0,001 Mol/l bis zur Sättigung vor. Es werden 12 Mol/l Salzsäure verwendet. Durch
die Anwendung des erfindungsgemäßen Ätzmittels werdon sowohl Isolator- und Metallmasken als auch insbesondere Fotolackmasken nicht angegriffen.
Die Ätzraten von verschiedenen binären und ternären A3-B 5-Halbleiteroberflächen mit der Ätzlösung sind relativ einheitlich, das sich im Abtrag für die Zusammensetzung 1 Volumenteil 22% HIO3:1 Volumenteil HCI nach 3min bei 23,50C ausdrückt:
| GaAs | 9,5 pm |
| Ga0162As0138P | 10,0 pm |
| GaP | 11,0 pm |
| InP | 12,0 um |
Dieses Charakteristikum ermöglicht die gleichmäßige Auflösung von Doppelheterostrukturen mit sich abwechselnden Schichten unterschiedlich· zusammengesetzter Halbleiterzonen. Durch Variation der KonzentratL .1 der lodsSure und dem damit verbundenen unterschiedlichen Angebot an Oxidationsmittel lodchlorid oder lodtrichlorid ist eine einfache Einstellung verschiedener Abtragsraten möglich. Infolge der komplexen ICI-Stabilisierung weist das orfindungsgemäße Ätzmittel eine hohe Stabilität auf und garantiert konstante Ätzraten über einen langen Zeitraum.
1. Zur Erzeugung von Mesastrukturen, beispielsweise rippenförmigen Erhebungen mit steilen Flanken auf GaP, wird unter Einsatz einer streifenförmig geöffneten Fotolackmaske eine Ätzlösung verwendet, die durch Vermischen von 1 Volumenteil HCI mit 1 Volumenteil 22%iger HIO3 bereitgestelitwird. Es ergibt sich bei 250C eine normale Ätzgeschwindigkeit von 2,5pm/min, bei einer lateralen Ätzgeschwindigkeit von 0,7 pm/min.
2. Zur Erzeugung einer V-förmigen Vertiefung in InP-Substrat wird eine Ätzlösung verwendet, die durch Vermischen von
1 Volumentei! 48%iger HIO3 mit 1 Volumenteil HCI bereitet wird. Nach einer Ätzzeit von 2,5min bei 23,50C werden Ätzgräben erzeugt, deren Flanken 46° gegenüber der Substratoberfläche geneigt sind, und die eine Tiefe von 9 μιτι aufweisen.
Claims (3)
1. Ätzmittel zur Erzeugung von Mesa- und Grabenstrukturen mittels geeigneter Ätzschutzmasken, insbesondere Fotolackschichten für A3-B5-Halbleiteroberflächen sowie ternäre und quaternäre Mischungen, gekennzeichnet dadurch, daß in wäßriger Lösung eine Mischung aus lodsäure oder Substanzen, die infolge einer Einstellung von Protolysegleichgewichten lodationen freisetzen und aus Mineralsäuren, vorzugsweise Salzsäure eingesetzt wird.
2. Ätzmittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß 0,001 Mol/l bis zur Sättigung lodsäure und 12 Mol/l Salzsäure im Volumenverhältnis 1:1 verwendet werden.
3. Ätzmittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur des Ätzmittels 0°C bis 1000C, vorzugsweise 23,5 CC, beträgt.
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|---|---|---|---|
| DD31298288A DD268807B1 (de) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | Aetzmittel zur erzeugung von mesa- und grabenstrukturen |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
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| DD268807A1 true DD268807A1 (de) | 1989-06-07 |
| DD268807B1 DD268807B1 (de) | 1993-01-14 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160122554A1 (en) * | 2013-06-11 | 2016-05-05 | Specmat, Inc. | Chemical compositions for semiconductor manufacturing processes and/or methods, apparatus made with same, and semiconductor structures with reduced potential induced degradation |
| US10619097B2 (en) | 2014-06-30 | 2020-04-14 | Specmat, Inc. | Low-[HF] room temperature wet chemical growth (RTWCG) chemical formulation |
-
1988
- 1988-02-17 DD DD31298288A patent/DD268807B1/de not_active IP Right Cessation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD268807B1 (de) | 1993-01-14 |
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