JPH0153499B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0153499B2 JPH0153499B2 JP57036488A JP3648882A JPH0153499B2 JP H0153499 B2 JPH0153499 B2 JP H0153499B2 JP 57036488 A JP57036488 A JP 57036488A JP 3648882 A JP3648882 A JP 3648882A JP H0153499 B2 JPH0153499 B2 JP H0153499B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- semiconductor material
- light
- periodic
- immersed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Weting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は、半導体材料の周期的エツチング方法
に関する。
に関する。
（発明の技術的背景とその問題点）
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。周期的な微小凹凸は、回折格子や平面レ
ンズ等の形成を可能とし、さらに波長選択形のデ
バイスや導波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面レンズ等は極
めて高い周期精度を必要とし、このような周期精
度を達成することは非常に困難である。
は、光学的或いは音響的技術分野での応用が期待
される。周期的な微小凹凸は、回折格子や平面レ
ンズ等の形成を可能とし、さらに波長選択形のデ
バイスや導波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面レンズ等は極
めて高い周期精度を必要とし、このような周期精
度を達成することは非常に困難である。
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オトレジストを塗布してお
き、このレジストを周期的に感光処理したのち現
像し、残つたレジ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。
予め半導体材料上にフオトレジストを塗布してお
き、このレジストを周期的に感光処理したのち現
像し、残つたレジ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。
このようにレジストを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精度を必要とすることから塵
埃や湿気等の影響を受け易く、これを防ぐために
高度なクリーンルームを必要とし、製作設備の大
型化を招く等の問題があつた。
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精度を必要とすることから塵
埃や湿気等の影響を受け易く、これを防ぐために
高度なクリーンルームを必要とし、製作設備の大
型化を招く等の問題があつた。
（発明の目的）
本発明の目的は、光学的性質と光照射による化
学反応の変化とを利用することにより、工程の複
雑化および周期精度の低下を招くことなく半導体
材料に周期的な微小凹凸を形成することができ、
且つその製作設備の簡略化をはかり得る半導体材
料の周期的エツチング方法を提供することにあ
る。
学反応の変化とを利用することにより、工程の複
雑化および周期精度の低下を招くことなく半導体
材料に周期的な微小凹凸を形成することができ、
且つその製作設備の簡略化をはかり得る半導体材
料の周期的エツチング方法を提供することにあ
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。
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。
更に詳しくは、本願発明者らの研究によれば、
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、半導体材料は照射光の強度に応じてそのイオ
ンエツチング速度が律速されることが判明し、本
発明はこのような点に着目し、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
のエツチング液中に半導体材料を浸漬し、該エツ
チング液には浸漬された半導体材料に回折或いは
ニユートンリング効果により周期的明暗部が形成
されるように光を照射して、エツチング液による
半導体材料のエツチング速度を上記照射光強度差
によつて律速するようにした方法を提案するもの
である。
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、半導体材料は照射光の強度に応じてそのイオ
ンエツチング速度が律速されることが判明し、本
発明はこのような点に着目し、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
のエツチング液中に半導体材料を浸漬し、該エツ
チング液には浸漬された半導体材料に回折或いは
ニユートンリング効果により周期的明暗部が形成
されるように光を照射して、エツチング液による
半導体材料のエツチング速度を上記照射光強度差
によつて律速するようにした方法を提案するもの
である。
（発明の効果）
本発明によれば、フオトレジストを感光して現
像したのち、周期的パターンを半導体材料に転写
すると云う従来の方法に比して、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得
る。更に、レジストの現像に起因する周期精度の
低下を招くことなく高い周期精度を達成すること
ができる。また、クリーンルーム等を必要とせ
ず、製作設備の簡略化をはかり得る等の効果を奏
する。
像したのち、周期的パターンを半導体材料に転写
すると云う従来の方法に比して、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得
る。更に、レジストの現像に起因する周期精度の
低下を招くことなく高い周期精度を達成すること
ができる。また、クリーンルーム等を必要とせ
ず、製作設備の簡略化をはかり得る等の効果を奏
する。
（発明の実施例）
第１図は本発明の第１の実施例に係るエツチン
グ工程を示すもので、この実施例では透明容器１
内にエツチング溶液２として35Wt％濃度のFeCl3
水溶液を収容し、該エツチング溶液２中に半導体
基板３（半導体材料）としてｎ型キヤリア濃度１
×1018cm-3のｎ型InPを浸漬する。照射光４とし
てはInPのバンドギヤツプエネルギより高エネル
ギ波長を有する波長3250Å、出力10ｍＷ、ビーム
径１mm径のHe−Cdレーザ光（コヒーレンス光）
を使用する。
グ工程を示すもので、この実施例では透明容器１
内にエツチング溶液２として35Wt％濃度のFeCl3
水溶液を収容し、該エツチング溶液２中に半導体
基板３（半導体材料）としてｎ型キヤリア濃度１
×1018cm-3のｎ型InPを浸漬する。照射光４とし
てはInPのバンドギヤツプエネルギより高エネル
ギ波長を有する波長3250Å、出力10ｍＷ、ビーム
径１mm径のHe−Cdレーザ光（コヒーレンス光）
を使用する。
この照射光４を使用した２光束干渉法によつて
半導体基板３上に光の明暗周期を作り、この明暗
周期に合わせて半導体基板３の（100）面上を周
期的にエツチングする。エツチング条件はエツチ
ング溶液２を室温程度に保ち、一方照射光４は途
中でビーム径を約30mm径に拡大し、拡大された照
射光４をハーフミラーで２分割し、２分割された
照射光４は第１図に示すように互いに干渉するよ
うにして15〜30sec照射した。
半導体基板３上に光の明暗周期を作り、この明暗
周期に合わせて半導体基板３の（100）面上を周
期的にエツチングする。エツチング条件はエツチ
ング溶液２を室温程度に保ち、一方照射光４は途
中でビーム径を約30mm径に拡大し、拡大された照
射光４をハーフミラーで２分割し、２分割された
照射光４は第１図に示すように互いに干渉するよ
うにして15〜30sec照射した。
半導体基板３に照射されたコヒーレンス光は、
第２図に第１図の要部（破線Ａで示す部分）を拡
大して示す如く２光束の位相が合つた部分５で光
強度が大となり、位相が逆転した部分６で光強度
が小となり、その位相の変化で一定周期の明暗が
表われる。この明暗周期Λは下式にしたがつてエ
ツチング溶液２の屈折率ｎ、照射角度Ψ（半導体
材基板３面の法線からの角度）、コヒーレンス光
の波長λ0によつて決定される。
第２図に第１図の要部（破線Ａで示す部分）を拡
大して示す如く２光束の位相が合つた部分５で光
強度が大となり、位相が逆転した部分６で光強度
が小となり、その位相の変化で一定周期の明暗が
表われる。この明暗周期Λは下式にしたがつてエ
ツチング溶液２の屈折率ｎ、照射角度Ψ（半導体
材基板３面の法線からの角度）、コヒーレンス光
の波長λ0によつて決定される。
Λ＝（λ0／ｎ）／2sinΨ
また、以上のような条件によつてエツチングし
た結果、生成した周期的凹凸の深さは300〜500Å
であつた。
た結果、生成した周期的凹凸の深さは300〜500Å
であつた。
なお、この実施例ではエツチング液２としての
FeCl3水溶液中に置かれたInP基板は、照射光の
強度に応じてそのエツチング速度が律速され、結
晶方位にほとんど無関係にエツチングされること
が明かとなつた。これは、光の照射によりInP結
晶中の原子がイオン化されてFeCl3水溶液と反応
するためである。その結果、第２図に示すように
照射光の明暗周期に応じて周期的にエツチングさ
れることになる。
FeCl3水溶液中に置かれたInP基板は、照射光の
強度に応じてそのエツチング速度が律速され、結
晶方位にほとんど無関係にエツチングされること
が明かとなつた。これは、光の照射によりInP結
晶中の原子がイオン化されてFeCl3水溶液と反応
するためである。その結果、第２図に示すように
照射光の明暗周期に応じて周期的にエツチングさ
れることになる。
かくして本実施例によれば、InP基板上に周期
的に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InP基板上に形成するこ
とができるので、工程の簡略化および周期精度の
向上をはかることができる。
的に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InP基板上に形成するこ
とができるので、工程の簡略化および周期精度の
向上をはかることができる。
第３図は第２の実施例に係るエツチング工程を
示すもので、この実施例が先に説明した第１の実
施例と異なる点は、光の明暗周期を形成するため
に、２光束干渉法の代りにニユートンリング法を
用いることにあり、他のエツチング条件は第１の
実施例と全く同一にしてある。
示すもので、この実施例が先に説明した第１の実
施例と異なる点は、光の明暗周期を形成するため
に、２光束干渉法の代りにニユートンリング法を
用いることにあり、他のエツチング条件は第１の
実施例と全く同一にしてある。
すなわち、エツチング液２中の半導体基板３上
に市販の平凸レンズ７の凸面を半導体基板３側に
向けて配置する。そして、平凸レンズ７の上方か
ら同レンズ７に垂直に照射光４と同様な単色光８
を当てると、第４図に示す如く半導体基板３上に
平凸レンズ７の半導体基板３との傾き角にあつた
角度で、光の明暗部が同心円状に表われ、半導体
基板３にはこの明暗の周期に応じて深さ300〜500
Åの凹凸が形成された。即ち、この実施例では高
精度の平面レンズを形成することができる。
に市販の平凸レンズ７の凸面を半導体基板３側に
向けて配置する。そして、平凸レンズ７の上方か
ら同レンズ７に垂直に照射光４と同様な単色光８
を当てると、第４図に示す如く半導体基板３上に
平凸レンズ７の半導体基板３との傾き角にあつた
角度で、光の明暗部が同心円状に表われ、半導体
基板３にはこの明暗の周期に応じて深さ300〜500
Åの凹凸が形成された。即ち、この実施例では高
精度の平面レンズを形成することができる。
第５図はレジストの感光度の違いによるエツチ
ング差を利用した参考例のエツチング工程を示す
もので、この参考例では半導体基板３上に予めフ
オトレジスト等の高分子材料からなるレジスト膜
９を設けておく。そして、エツチング液２として
は半導体基板３およびレジスト９の双方をエツチ
ング可能で、レジスト９の感光部と非感光部とに
対して異なるエツチング速度を有するものを用い
る。
ング差を利用した参考例のエツチング工程を示す
もので、この参考例では半導体基板３上に予めフ
オトレジスト等の高分子材料からなるレジスト膜
９を設けておく。そして、エツチング液２として
は半導体基板３およびレジスト９の双方をエツチ
ング可能で、レジスト９の感光部と非感光部とに
対して異なるエツチング速度を有するものを用い
る。
かくして本参考例によれば、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、光の明暗同期に応じてレジスト９が選択的に
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。そして、この場合レ
ジスト９の現像処理が不要となるので、該処理に
起因する周期精度の低下を未然に防止することが
できる。
要部（破線Ｂで囲まれた部分）を拡大して示す如
く、光の明暗同期に応じてレジスト９が選択的に
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。そして、この場合レ
ジスト９の現像処理が不要となるので、該処理に
起因する周期精度の低下を未然に防止することが
できる。
なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものでない。例えば、前記第１および第２の実施
例に用いたエツチング液はFeCl3水溶液に限定さ
れるものでなく、使用する半導体材料をエツチン
グすることができ、さらに照射光強度差によつて
該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
も適用できることは勿論のことであり、さらに誘
電体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範囲で、
種々の変形して実施することができる。
ものでない。例えば、前記第１および第２の実施
例に用いたエツチング液はFeCl3水溶液に限定さ
れるものでなく、使用する半導体材料をエツチン
グすることができ、さらに照射光強度差によつて
該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
も適用できることは勿論のことであり、さらに誘
電体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範囲で、
種々の変形して実施することができる。
第１図は本発明の第１の実施例に係るエツチン
グ工程を示す模式図、第２図は第１図の要部拡大
図、第３図は第２の実施例に係るエツチング工程
を示す模式図、第４図は上記第２の実施例に用い
た半導体基板を上方から見た平面図、第５図は参
考例に係るエツチング工程を示す模式図、第６図
は第５図の要部拡大図である。 図中、１……容器、２……エツチング液、３…
…半導体基板（半導体材料）、４……照射光、７
は平凸レンズ。
グ工程を示す模式図、第２図は第１図の要部拡大
図、第３図は第２の実施例に係るエツチング工程
を示す模式図、第４図は上記第２の実施例に用い
た半導体基板を上方から見た平面図、第５図は参
考例に係るエツチング工程を示す模式図、第６図
は第５図の要部拡大図である。 図中、１……容器、２……エツチング液、３…
…半導体基板（半導体材料）、４……照射光、７
は平凸レンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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のエツチング液中に半導体
材料を浸漬し、該エツチング液には浸漬された半
導体材料に干渉或いは回折効果による周期的明暗
部が形成されるように光を照射し、エツチング液
による半導体材料のエツチング速度を上記照射光
強度差に応じて律速するようにしたことを特徴と
する半導体材料の周期的エツチング方法。 ２ ２光束干渉法或はニユートンリング法による
光照射によつてエツチング液に浸漬した半導体材
料に周期的明暗部を形成することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の半導体材料の周期的エ
ツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57036488A JPS58154233A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 半導体材料の周期的エツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57036488A JPS58154233A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 半導体材料の周期的エツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58154233A JPS58154233A (ja) | 1983-09-13 |
| JPH0153499B2 true JPH0153499B2 (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=12471205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57036488A Granted JPS58154233A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 半導体材料の周期的エツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58154233A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4315959C2 (de) * | 1993-05-12 | 1997-09-11 | Max Planck Gesellschaft | Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Schicht eines Halbleitermaterials sowie einer Dotierungsstruktur in einem Halbleitermaterial unter Einwirkung von Laserstrahlung |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4957845A (ja) * | 1972-09-30 | 1974-06-05 | ||
| JPS5280041A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method for selectively exposing photosensitive material |
| JPS559429A (en) * | 1978-07-07 | 1980-01-23 | Agency Of Ind Science & Technol | Method of interdigital type pattern exposure |
| JPS56131959A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1982
- 1982-03-10 JP JP57036488A patent/JPS58154233A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58154233A (ja) | 1983-09-13 |
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