JP3201547B2 - 炭化珪素のエッチング方法 - Google Patents
炭化珪素のエッチング方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐環境性素子・単波長
発光素子を実現させるワイドバンドギャップ半導体等と
して期待される炭化珪素の素子形成に必要なエッチング
方法及びエッチング装置に関するものである。
発光素子を実現させるワイドバンドギャップ半導体等と
して期待される炭化珪素の素子形成に必要なエッチング
方法及びエッチング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、炭化珪素は、非常に安定な物質と
して知られておりその加工は機械的加工がおもに行なわ
れていた。最近、炭化珪素の半導体としての特性の応用
が期待されるようになったが、炭化珪素のエッチングや
パターン化は難しかった。
して知られておりその加工は機械的加工がおもに行なわ
れていた。最近、炭化珪素の半導体としての特性の応用
が期待されるようになったが、炭化珪素のエッチングや
パターン化は難しかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】炭化珪素の簡便なエッ
チング方法がなく問題であった。また、Si半導体のプ
ロセッシング技術に於いても、Si表面の洗浄が不十分
で有機物などが残留している場合に、高温処理によって
Si表面に炭化珪素が形成され、この炭化珪素を取り除
くのが非常に困難であり問題であった。このため、有機
物等を完全に取り除くように、Si基板表面の洗浄は数
回の工程を有する煩雑なものであった。
チング方法がなく問題であった。また、Si半導体のプ
ロセッシング技術に於いても、Si表面の洗浄が不十分
で有機物などが残留している場合に、高温処理によって
Si表面に炭化珪素が形成され、この炭化珪素を取り除
くのが非常に困難であり問題であった。このため、有機
物等を完全に取り除くように、Si基板表面の洗浄は数
回の工程を有する煩雑なものであった。
【0004】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、Si基板表面の炭化珪素の除去を容易にし、前記煩
雑な基板洗浄を簡略化できる炭化珪素のエッチング方法
及びエッチング装置を提供することを目的とする。
め、Si基板表面の炭化珪素の除去を容易にし、前記煩
雑な基板洗浄を簡略化できる炭化珪素のエッチング方法
及びエッチング装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の炭化珪素のエッチング方法は、炭化珪素表
面を600℃以上に加熱するとともに、前記炭化珪素表
面に紫外領域の波長を有する光を照射するという構成を
備えたものである。前記構成においては、不活性ガス雰
囲気中または反応性ガス雰囲気中で前記光を照射するこ
とが好ましい。
め、本発明の炭化珪素のエッチング方法は、炭化珪素表
面を600℃以上に加熱するとともに、前記炭化珪素表
面に紫外領域の波長を有する光を照射するという構成を
備えたものである。前記構成においては、不活性ガス雰
囲気中または反応性ガス雰囲気中で前記光を照射するこ
とが好ましい。
【0006】また前記構成においては、紫外領域の波長
を有する光が、180nm以上400nm以下の波長の
光を含むことが好ましい。
を有する光が、180nm以上400nm以下の波長の
光を含むことが好ましい。
【0007】また前記構成においては、紫外領域の波長
を有する光の照射密度が1mW/cm2 以上であること
が好ましい。
を有する光の照射密度が1mW/cm2 以上であること
が好ましい。
【0008】
【0009】
【0010】
【作用】前記した本発明方法の構成によれば、炭化珪素
表面に紫外領域の波長を有する光を照射することによ
り、Si基板表面の炭化珪素の除去を容易にし、従来の
ような煩雑な基板洗浄を簡略化できる。すなわち、紫外
領域の波長を有する光は、炭化珪素の極表面に於いて吸
収され、炭化珪素表面を局所的に加熱する。このため炭
化珪素表面で瞬時に炭化珪素の蒸発が起り、エッチング
される。このエッチングは大気中でも起るが、真空中・
Ar等の不活性ガス中では、エッチングされた表面での
酸化などが起らず好ましい。また、例えば塩素ガス等の
反応性ガス雰囲気では、上記エッチングがより効率的と
なり好ましい。
表面に紫外領域の波長を有する光を照射することによ
り、Si基板表面の炭化珪素の除去を容易にし、従来の
ような煩雑な基板洗浄を簡略化できる。すなわち、紫外
領域の波長を有する光は、炭化珪素の極表面に於いて吸
収され、炭化珪素表面を局所的に加熱する。このため炭
化珪素表面で瞬時に炭化珪素の蒸発が起り、エッチング
される。このエッチングは大気中でも起るが、真空中・
Ar等の不活性ガス中では、エッチングされた表面での
酸化などが起らず好ましい。また、例えば塩素ガス等の
反応性ガス雰囲気では、上記エッチングがより効率的と
なり好ましい。
【0011】ここで基板保持手段が加熱手段を有し炭化
珪素を600℃以上に加熱しておくと、紫外領域の波長
を有する光の照射による前記炭化珪素表面からの蒸発が
顕著になり好ましい。
珪素を600℃以上に加熱しておくと、紫外領域の波長
を有する光の照射による前記炭化珪素表面からの蒸発が
顕著になり好ましい。
【0012】紫外領域の波長を有する光は、光源の得や
すさと照射密度の関係からから180nm以上400n
m以下の光を含むと好ましい。例えば紫外光源として一
般的な水銀ランプやエキシマレーザ等がこれにあたる。
すさと照射密度の関係からから180nm以上400n
m以下の光を含むと好ましい。例えば紫外光源として一
般的な水銀ランプやエキシマレーザ等がこれにあたる。
【0013】また紫外領域の波長を有する光の照射密度
は1mW/cm2 以上が好ましい。この範囲以下の照射
密度に於いてはエッチング効率が小さくなってゆく。大
きな照射密度は実験的にはエキシマレーザを用いること
により達成しやすい。光源の得やすさから、照射密度は
100W/cm2 以下が得やすいが、これ以上の照射密
度でも本発明は実現できる。
は1mW/cm2 以上が好ましい。この範囲以下の照射
密度に於いてはエッチング効率が小さくなってゆく。大
きな照射密度は実験的にはエキシマレーザを用いること
により達成しやすい。光源の得やすさから、照射密度は
100W/cm2 以下が得やすいが、これ以上の照射密
度でも本発明は実現できる。
【0014】次に、炭化珪素1表面にマスク7を設置し
上記紫外領域の波長を有する光6を照射することによ
り、炭化珪素表面をパターンニングすることができる。
紫外領域の波長を有する光がレンズによって集光され、
スキャナにより基板表面でスキャンさせて照射される場
合は、光がスキャンされた部分のみがエッチングされ、
パターンニングが直接描画できる。
上記紫外領域の波長を有する光6を照射することによ
り、炭化珪素表面をパターンニングすることができる。
紫外領域の波長を有する光がレンズによって集光され、
スキャナにより基板表面でスキャンさせて照射される場
合は、光がスキャンされた部分のみがエッチングされ、
パターンニングが直接描画できる。
【0015】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。図1は本発明の一実施例の装置を示す概略断
面図である。炭化珪素1を真空容器2内に設置された基
板保持機構3上に設置し、光源4から光学窓5を通して
紫外領域の波長を有する光6が炭化珪素1表面に照射さ
れる。
説明する。図1は本発明の一実施例の装置を示す概略断
面図である。炭化珪素1を真空容器2内に設置された基
板保持機構3上に設置し、光源4から光学窓5を通して
紫外領域の波長を有する光6が炭化珪素1表面に照射さ
れる。
【0016】紫外領域の波長を有する光6は、炭化珪素
1の極表面に於いて吸収され、炭化珪素表面を局所的に
加熱する。このため炭化珪素表面で瞬時に炭化珪素の蒸
発が起り、エッチングされる。このエッチングは大気中
でも起るが、真空中・Ar等の不活性ガス中ではエッチ
ングされた表面での酸化などが起らず好ましい。また、
例えば塩素ガス等の反応性ガス雰囲気では、上記エッチ
ングがより効率的となり好ましい。
1の極表面に於いて吸収され、炭化珪素表面を局所的に
加熱する。このため炭化珪素表面で瞬時に炭化珪素の蒸
発が起り、エッチングされる。このエッチングは大気中
でも起るが、真空中・Ar等の不活性ガス中ではエッチ
ングされた表面での酸化などが起らず好ましい。また、
例えば塩素ガス等の反応性ガス雰囲気では、上記エッチ
ングがより効率的となり好ましい。
【0017】ここで基板保持機構3が加熱機構を有し炭
化珪素1を600℃以上に加熱しておくと、紫外領域の
波長を有する光6の照射による上記炭化珪素1表面から
の蒸発が顕著になり好ましい。
化珪素1を600℃以上に加熱しておくと、紫外領域の
波長を有する光6の照射による上記炭化珪素1表面から
の蒸発が顕著になり好ましい。
【0018】紫外領域の波長を有する光は光源の得やす
さと照射密度の関係からから180nm以上400nm
以下の光を含むと好ましい。例えば紫外光源として一般
的な水銀ランプやエキシマレーザ等がこれにあたる。
さと照射密度の関係からから180nm以上400nm
以下の光を含むと好ましい。例えば紫外光源として一般
的な水銀ランプやエキシマレーザ等がこれにあたる。
【0019】また紫外領域の波長を有する光の照射密度
は1mW/cm2 以上が好ましい。この範囲以下の照射
密度に於いてはエッチング効率が小さくなってゆく。大
きな照射密度は実験的にはエキシマレーザを用いること
により達成しやすい。光源の得やすさから、照射密度は
100W/cm2 以下が得やすいがこれ以上の照射密度
でもよい。
は1mW/cm2 以上が好ましい。この範囲以下の照射
密度に於いてはエッチング効率が小さくなってゆく。大
きな照射密度は実験的にはエキシマレーザを用いること
により達成しやすい。光源の得やすさから、照射密度は
100W/cm2 以下が得やすいがこれ以上の照射密度
でもよい。
【0020】図2のように炭化珪素1表面にマスク7を
設置し上記紫外領域の波長を有する光6を照射すること
により、炭化珪素表面をパターンニングすることがで
き、好ましい。
設置し上記紫外領域の波長を有する光6を照射すること
により、炭化珪素表面をパターンニングすることがで
き、好ましい。
【0021】図3のように紫外領域の波長を有する光6
がレンズ8によって集光され、スキャナ9により基板表
面でスキャンさせて照射される場合は、光6がスキャン
された部分10のみがエッチングされ、パターンニング
が直接描画され好ましい。
がレンズ8によって集光され、スキャナ9により基板表
面でスキャンさせて照射される場合は、光6がスキャン
された部分10のみがエッチングされ、パターンニング
が直接描画され好ましい。
【0022】50オングストロームの膜厚の炭化珪素薄
膜を表面に有するSi基板を10-9Torr以下に保た
れた真空装置内に設置し、上記Si基板を900℃に加
熱する。上記Si基板表面に、XeClのエキシマレー
ザ(波長308nm)50mJ/pulse,100p
ulses/秒の光を2×8mm2 の領域にレンズで絞
って(照射密度約30W/cm2 )紫外線透過性の光学
窓から照射した。上記炭化珪素薄膜を表面に有するSi
基板の炭化珪素薄膜は上記エキシマレーザの10分間の
照射により、照射を受けた部分のみがエッチングされS
i基板表面がクリーニングされ2×1の表面再配列を示
すSi(001)清浄表面となったことが、反射型高エ
ネルギー電子線回折(RHEED)装置の回折パターン
により確認された。上記基板加熱のみによっては炭化珪
素のエッチングは不可能で、紫外領域の波長を有する光
の照射によりはじめて可能となった。
膜を表面に有するSi基板を10-9Torr以下に保た
れた真空装置内に設置し、上記Si基板を900℃に加
熱する。上記Si基板表面に、XeClのエキシマレー
ザ(波長308nm)50mJ/pulse,100p
ulses/秒の光を2×8mm2 の領域にレンズで絞
って(照射密度約30W/cm2 )紫外線透過性の光学
窓から照射した。上記炭化珪素薄膜を表面に有するSi
基板の炭化珪素薄膜は上記エキシマレーザの10分間の
照射により、照射を受けた部分のみがエッチングされS
i基板表面がクリーニングされ2×1の表面再配列を示
すSi(001)清浄表面となったことが、反射型高エ
ネルギー電子線回折(RHEED)装置の回折パターン
により確認された。上記基板加熱のみによっては炭化珪
素のエッチングは不可能で、紫外領域の波長を有する光
の照射によりはじめて可能となった。
【0023】本実施例では基板温度が900℃であった
が、室温に保たれた基板に於いても上記炭化珪素のエッ
チングが確認され、600℃以上であれば特に効率的な
炭化珪素のエッチングが可能であることを本発明者は確
認した。
が、室温に保たれた基板に於いても上記炭化珪素のエッ
チングが確認され、600℃以上であれば特に効率的な
炭化珪素のエッチングが可能であることを本発明者は確
認した。
【0024】本実施例では高真空下での炭化珪素薄膜の
エッチングと清浄表面Si表面の形成について説明した
が、例えば炭化珪素単結晶を設置した場合に於いても上
記発明は達成できることを確認した。つまり、900℃
に保たれた炭化珪素に上記と同様のエキシマレーザを照
射することにより5〜10オングストローム/分のエッ
チングレートを確認した。
エッチングと清浄表面Si表面の形成について説明した
が、例えば炭化珪素単結晶を設置した場合に於いても上
記発明は達成できることを確認した。つまり、900℃
に保たれた炭化珪素に上記と同様のエキシマレーザを照
射することにより5〜10オングストローム/分のエッ
チングレートを確認した。
【0025】本実施例では、10-9Torr以下の高真
空下でのエッチングであったが、大気中でも、例えばA
rの不活性ガス雰囲気下でも、同様のエッチングレート
を確認した。さらに、10-3Torrの塩素ガス雰囲気
下では、上記エッチングレートの2倍の程度のエッチン
グレートを確認した。
空下でのエッチングであったが、大気中でも、例えばA
rの不活性ガス雰囲気下でも、同様のエッチングレート
を確認した。さらに、10-3Torrの塩素ガス雰囲気
下では、上記エッチングレートの2倍の程度のエッチン
グレートを確認した。
【0026】本実施例では紫外領域の波長を有する光と
してXeClのエキシマレーザを用いたが、紫外領域の
波長を有する他の光源を用いても良く、特に180nm
−400nmの波長を含んでいれば、例えばArFのエ
キシマレーザや水銀ランプ等の紫外光源でもよい。本実
施例では紫外領域の波長を有する光の照射密度が30W
/cm2 であったが、光の照射があればこの照射密度に
限るものではなく、例えば1mW/cm2 以上であれば
エッチングが確認された。本実施例では、パルス光のエ
キシマレーザを用いたが、水銀ランプの様な連続光源を
用いても良い。また、図3のごとく上記光を単結晶珪素
基板表面でスキャンさせ照射する事により、パターンニ
ングも可能であることを確認した。パターンニングは、
図2のごとく紫外領域の波長を含む光をレンズで絞らず
に炭化珪素基板表面全体に照射し、基板表面に設置した
モリブデンのマスクを設置することによっても可能であ
ることも確認した。
してXeClのエキシマレーザを用いたが、紫外領域の
波長を有する他の光源を用いても良く、特に180nm
−400nmの波長を含んでいれば、例えばArFのエ
キシマレーザや水銀ランプ等の紫外光源でもよい。本実
施例では紫外領域の波長を有する光の照射密度が30W
/cm2 であったが、光の照射があればこの照射密度に
限るものではなく、例えば1mW/cm2 以上であれば
エッチングが確認された。本実施例では、パルス光のエ
キシマレーザを用いたが、水銀ランプの様な連続光源を
用いても良い。また、図3のごとく上記光を単結晶珪素
基板表面でスキャンさせ照射する事により、パターンニ
ングも可能であることを確認した。パターンニングは、
図2のごとく紫外領域の波長を含む光をレンズで絞らず
に炭化珪素基板表面全体に照射し、基板表面に設置した
モリブデンのマスクを設置することによっても可能であ
ることも確認した。
【0027】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、耐環
境性素子・単波長発光素子を実現させるワイドバンドギ
ャップ半導体として期待される炭化珪素のエッチング・
パターンニングが可能となり炭化珪素半導体素子が形成
可能となる。また、Si基板表面の炭化珪素のエッチン
グとSi基板表面の清浄化が可能となり、従来必要であ
った煩雑なSi基板の洗浄工程が簡略化できる。
境性素子・単波長発光素子を実現させるワイドバンドギ
ャップ半導体として期待される炭化珪素のエッチング・
パターンニングが可能となり炭化珪素半導体素子が形成
可能となる。また、Si基板表面の炭化珪素のエッチン
グとSi基板表面の清浄化が可能となり、従来必要であ
った煩雑なSi基板の洗浄工程が簡略化できる。
【図1】本発明の一実施例の装置の概略断面図
【図2】本発明の別の実施例の装置の概略断面図
【図3】本発明のさらに別の実施例の装置の概略断面図
1 炭化珪素 2 真空容器 3 基板保持機構 4 光源 5 光学窓 6 紫外領域の波長を有する光 7 マスク 8 レンズ 9 スキャナ 10 光が照射された部分
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−306626(JP,A) 特開 平3−255628(JP,A) 特開 平2−182389(JP,A) 特開 昭62−230024(JP,A) 特開 昭63−117425(JP,A) 特開 平3−291184(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/302 B23K 26/00 320
Claims (4)
- 【請求項1】 炭化珪素表面を600℃以上に加熱する
とともに、前記炭化珪素表面に紫外領域の波長を有する
光を照射する炭化珪素のエッチング方法。 - 【請求項2】 不活性ガス雰囲気中または反応性ガス雰
囲気中で前記光を照射する請求項1に記載の炭化珪素の
エッチング方法。 - 【請求項3】 紫外領域の波長を有する光が、180n
m以上400nm以下の波長の光を含む請求項1に記載
の炭化珪素のエッチング方法。 - 【請求項4】 紫外領域の波長を有する光の照射密度が
1mW/cm2 以上である請求項1に記載の炭化珪素の
エッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31243892A JP3201547B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 炭化珪素のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31243892A JP3201547B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 炭化珪素のエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163486A JPH06163486A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3201547B2 true JP3201547B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=18029207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31243892A Expired - Fee Related JP3201547B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 炭化珪素のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201547B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5395801A (en) * | 1993-09-29 | 1995-03-07 | Micron Semiconductor, Inc. | Chemical-mechanical polishing processes of planarizing insulating layers |
| CN113130305B (zh) * | 2021-03-03 | 2023-03-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种碳化硅单晶表面微结构的构建方法 |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP31243892A patent/JP3201547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06163486A (ja) | 1994-06-10 |
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|---|---|---|---|
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