JPH02267938A - 化合物半導体のエッチング方法 - Google Patents
化合物半導体のエッチング方法Info
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- JPH02267938A JPH02267938A JP1088984A JP8898489A JPH02267938A JP H02267938 A JPH02267938 A JP H02267938A JP 1088984 A JP1088984 A JP 1088984A JP 8898489 A JP8898489 A JP 8898489A JP H02267938 A JPH02267938 A JP H02267938A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のエツチング［従
来の技術］ セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、硫化亜鉛（ＺｅＳ）など、
およびこれらの混晶より成るＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
の従来の微細加工方法は、フォトレジストあるいは二酸
化シリコンなどの絶縁膜をマスクとするウェットエツチ
ング技術、ドライエツチング技術がある。ウェットエツ
チング技術において、エツチング液として主に用いられ
ているのは、水酸化ナトリウム水溶液、塩酸、硝酸−塩
酸一水の混合液が挙げられ、これらのエツチング液は、
所望のエツチング速度を得るために、適当な温度、ある
いは組成で使用されている。
来の技術］ セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、硫化亜鉛（ＺｅＳ）など、
およびこれらの混晶より成るＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
の従来の微細加工方法は、フォトレジストあるいは二酸
化シリコンなどの絶縁膜をマスクとするウェットエツチ
ング技術、ドライエツチング技術がある。ウェットエツ
チング技術において、エツチング液として主に用いられ
ているのは、水酸化ナトリウム水溶液、塩酸、硝酸−塩
酸一水の混合液が挙げられ、これらのエツチング液は、
所望のエツチング速度を得るために、適当な温度、ある
いは組成で使用されている。
一方ドライエツチング技術は、平行平板電極を用いたＡ
ｒなどの不活性ガスによるイオンエツチング、ＢＣｌ３
などの反応性ガスによる反応性イオンエツチングが挙げ
られる。
ｒなどの不活性ガスによるイオンエツチング、ＢＣｌ３
などの反応性ガスによる反応性イオンエツチングが挙げ
られる。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、前述の従来技術によるＩｔ−ＶＩ族化合物半導
体の加工には、以下の問題がある。
体の加工には、以下の問題がある。
ウェットエツチング技術にりいては、一般的な問題とし
て、再現性にかけることが挙げられる。
て、再現性にかけることが挙げられる。
温度、エツチング液の組成などをかなり厳密にコントロ
ールしなければ一定したエツチング速度が得られない。
ールしなければ一定したエツチング速度が得られない。
さらに揮発性の物質を含むエツチング液の場合、時間と
共にエツチング液の組成が変化するのでエツチング液を
作製したときと、時間が経過したときとでは、エツチン
グ速度が大きく変わってしまうという問題がある。
共にエツチング液の組成が変化するのでエツチング液を
作製したときと、時間が経過したときとでは、エツチン
グ速度が大きく変わってしまうという問題がある。
さらに、ウェットエツチング技術では、エツチングが等
方向に進行し、サイドエッチが起こるので、マスクの寸
法通りには、パターンを形成することはできない。また
加工断面形状も限られてしまい、例えば、垂直断面の形
成、縦横比の大きい深い溝の形成は、困難である。
方向に進行し、サイドエッチが起こるので、マスクの寸
法通りには、パターンを形成することはできない。また
加工断面形状も限られてしまい、例えば、垂直断面の形
成、縦横比の大きい深い溝の形成は、困難である。
■−■族化合物半導体のウェットエツチングは、他のｍ
−ｖ族化合物半導体などに比べ、問題が多い。例えば、
Ｚｎ９ｅを塩酸−硝酸系エツチング液でエツチングを行
う場合、エツチング液がＺｎ５ｅ中にしみ込み、長時間
の水洗を行っても完全に除去することは困難であり、膜
質の特性を著しく悪化させる。また、Ｚｎ５ｅ、Ｚｎ５
ｘＳｅ＋−ｘを、ＮａＯＨ水溶液でエツチングを行う場
合、表面モホロジーが極端に悪化してしまい、精密なエ
ツチングに適しているとはいえない。塩酸を用いた場合
は、エツチング速度が非常に遅く、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いたデバイス作製には実用的ではない。
−ｖ族化合物半導体などに比べ、問題が多い。例えば、
Ｚｎ９ｅを塩酸−硝酸系エツチング液でエツチングを行
う場合、エツチング液がＺｎ５ｅ中にしみ込み、長時間
の水洗を行っても完全に除去することは困難であり、膜
質の特性を著しく悪化させる。また、Ｚｎ５ｅ、Ｚｎ５
ｘＳｅ＋−ｘを、ＮａＯＨ水溶液でエツチングを行う場
合、表面モホロジーが極端に悪化してしまい、精密なエ
ツチングに適しているとはいえない。塩酸を用いた場合
は、エツチング速度が非常に遅く、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いたデバイス作製には実用的ではない。
一方Ａｒなどの不活性ガスを用いたイオンエツチング技
術は、エツチング速度を実用的レベルにするにはプラズ
マ放電のパワーを強くする必要があり、半導体基板に大
きなダメージを与えてしまう。また、ＢＣＩｓなどの反
応性ガスを用いた反応性イオンエツチングは、イオンエ
ツチングに比べれば、多少基板に与えるダメージは低減
できるが、許容される範囲のものではない。単にダメー
ジを低減するには、低い放電パワーでもガス圧力を高く
すれば良いが、イオンシース幅とイオンと中性粒子の平
均自由行程とがほぼ同程度となり、イオンビームに指向
性がなくなるため、サイドエツチングが大きくなり、微
細加工という点からみれば大きな欠点を有する。
術は、エツチング速度を実用的レベルにするにはプラズ
マ放電のパワーを強くする必要があり、半導体基板に大
きなダメージを与えてしまう。また、ＢＣＩｓなどの反
応性ガスを用いた反応性イオンエツチングは、イオンエ
ツチングに比べれば、多少基板に与えるダメージは低減
できるが、許容される範囲のものではない。単にダメー
ジを低減するには、低い放電パワーでもガス圧力を高く
すれば良いが、イオンシース幅とイオンと中性粒子の平
均自由行程とがほぼ同程度となり、イオンビームに指向
性がなくなるため、サイドエツチングが大きくなり、微
細加工という点からみれば大きな欠点を有する。
このように、従来の方法によるＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体のエツチングは、非常に困難であり、特にエツチング
深さのバッチ間の再現性が乏しいので、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体を用いたデバイスの量産技術において大きな
障害となっていた。そこで本発明は、上記問題点を解決
するもので、その目的とするところは、再現性、実用性
があり、またエツチング後の基板の損傷が極めて小さく
、様々な加工形状を作ることができるＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体のエツチング方法を提供するところにある。
体のエツチングは、非常に困難であり、特にエツチング
深さのバッチ間の再現性が乏しいので、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体を用いたデバイスの量産技術において大きな
障害となっていた。そこで本発明は、上記問題点を解決
するもので、その目的とするところは、再現性、実用性
があり、またエツチング後の基板の損傷が極めて小さく
、様々な加工形状を作ることができるＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体のエツチング方法を提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の化合物半導体のエツチング方法は、エツチング
マスクを形成する工程と、反応性ガスを放電室分離型の
マイクロ波励起・ＥＣＲプラズマ室で活性化させ、被処
理材料に一様な方同を持つたイオンビームを照射するこ
とによりドライエツチングを行う工程を含むＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の加工手段において、該イオンビームに
よりドライエツチングを行う前に、該ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の表面に水素ラジカルビームを照射する工程を
含むことを特徴とする。
マスクを形成する工程と、反応性ガスを放電室分離型の
マイクロ波励起・ＥＣＲプラズマ室で活性化させ、被処
理材料に一様な方同を持つたイオンビームを照射するこ
とによりドライエツチングを行う工程を含むＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の加工手段において、該イオンビームに
よりドライエツチングを行う前に、該ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の表面に水素ラジカルビームを照射する工程を
含むことを特徴とする。
〔実 施 例］
以下本発明の方法によりＩＩ−ＶＩ族化合物半導体にエ
ツチング加工を施した実施例を示す。
ツチング加工を施した実施例を示す。
まず、第５図には本発明の実施例におけるエツチング装
置の構成概略断面図を示す。反応性の強いハロゲン元素
を含むガスをエツチングガスとして用いるため、試料準
備室６とエツチング室７及びクリーニング室２０とがゲ
ートバルブ１９により分離された構造となっており、エ
ツチング室７は常に高真空状態に保たれている。８は電
子・サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ室であり、
磁場発生用円筒ドーナッツ型コイル９で囲まれ、マイク
ロ波導波管ｌＯとの接続部には、マイクロ波導入石英窓
がある。マイクロ波で電離・発生した電子は、軸対称磁
場によりサイクロトロン運動を行いながらガスと衝突を
繰り返す。この回転周期は、磁場強度が、例えば８７５
ガウスのときマイクロ波の周波数、例えば２．４５ＧＨ
ｚと一致し、電子系は共鳴的にマイクロ波のエネルギー
を吸収する。このため低いガス圧でも放電が持続し、高
いプラズマ密度が得られ、反応性ガスが長寿命で使用で
きる。さらに中心部での高い電解分布により、電子・イ
オンが中心部に集束するので、イオンによるプラズマ室
側壁のスパッタ効果が小さく、高清浄なプラズマが得ら
れる。ＥＣＲプラズマ室８で発生したイオンは、メツシ
ュ状の引出し電極部１１で加速され、試料１２に照射さ
れる。
置の構成概略断面図を示す。反応性の強いハロゲン元素
を含むガスをエツチングガスとして用いるため、試料準
備室６とエツチング室７及びクリーニング室２０とがゲ
ートバルブ１９により分離された構造となっており、エ
ツチング室７は常に高真空状態に保たれている。８は電
子・サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ室であり、
磁場発生用円筒ドーナッツ型コイル９で囲まれ、マイク
ロ波導波管ｌＯとの接続部には、マイクロ波導入石英窓
がある。マイクロ波で電離・発生した電子は、軸対称磁
場によりサイクロトロン運動を行いながらガスと衝突を
繰り返す。この回転周期は、磁場強度が、例えば８７５
ガウスのときマイクロ波の周波数、例えば２．４５ＧＨ
ｚと一致し、電子系は共鳴的にマイクロ波のエネルギー
を吸収する。このため低いガス圧でも放電が持続し、高
いプラズマ密度が得られ、反応性ガスが長寿命で使用で
きる。さらに中心部での高い電解分布により、電子・イ
オンが中心部に集束するので、イオンによるプラズマ室
側壁のスパッタ効果が小さく、高清浄なプラズマが得ら
れる。ＥＣＲプラズマ室８で発生したイオンは、メツシ
ュ状の引出し電極部１１で加速され、試料１２に照射さ
れる。
サンプルホルダー１３は、マニピユレータ１４により鉛
直方向を軸として３６０＠回転させることができ、試料
に入射するイオンビームの方向を変えることができる。
直方向を軸として３６０＠回転させることができ、試料
に入射するイオンビームの方向を変えることができる。
２１はプラズマ室で、２３マイクロ波導波管が接続され
ており、２２より導入された水素ガスをプラズマ状態と
する。２１プラズマ室は２０クリーニング室側から差動
排気されているため、プラズマ放電により発生した水素
ラジカルは熱運動エネルギーにより２０クリーニング室
側に噴出する。また２１プラズマ室はイオンの加速電極
を持たないので水素イオンはクリーニング室にほとんど
噴出せず水素ラジカルのみがクリーニング室に到達する
。１３サンプルホルダーを２０クリーニング室に移動さ
せ、１３サンプルホルダーを抵抗加熱することにより試
料を水素ラジカルでクリーニングできる。
ており、２２より導入された水素ガスをプラズマ状態と
する。２１プラズマ室は２０クリーニング室側から差動
排気されているため、プラズマ放電により発生した水素
ラジカルは熱運動エネルギーにより２０クリーニング室
側に噴出する。また２１プラズマ室はイオンの加速電極
を持たないので水素イオンはクリーニング室にほとんど
噴出せず水素ラジカルのみがクリーニング室に到達する
。１３サンプルホルダーを２０クリーニング室に移動さ
せ、１３サンプルホルダーを抵抗加熱することにより試
料を水素ラジカルでクリーニングできる。
第１図は、第５図の装置により、ＺｎＳ ｅをエツチン
グ加工したときの一実施例の断面図である。
グ加工したときの一実施例の断面図である。
第１図（ａ）は、エツチング前の断面図であり、１はＺ
ｎ５ｅ、２はエツチングマスクである。エツチングマス
ク２は、フォトレジスト（ポジタイプ）を用いており、
通常のフォトリソ工程によりマスク作製を行ったため、
マスクの断面形状はテーパ状となる。基板をサンプルホ
ルダー１３に設置した後、クリーニング室２０に移動し
、エツチングを行う前に水素ラジカルビームによる基板
表面のクリーニングを次のように行った。純水素（９９
，９９９９％）を用い、ガス圧カー、０Ｘ１０−２Ｐａ
、マイクロ波入射出力１００Ｗ、 試料温度４００°Ｃ
で基板に対し垂直に水素ラジカルビームを照射する。水
素ラジカルビームにより基板表面の残留不純物がエツチ
ングされ清浄な基板表面が得られる。しかるのち、反応
性ガスとして純塩素（９９，９９９％）を用い、ガス圧
力１．０×１０−’Ｐａ、マイクロ波入射出入射出力１
００Ｗ引出し電圧５００ Ｖ、 試料温度２５℃、イ
オンビームの照射方向は基板に対し垂直方向でエツチン
グを行った。第１図（ｂ）は、エツチング後の断面図で
ある。Ｚｎ５ｅのエツチング速度は、約６００Ａ／分、
−４フオトレジスト（ポジタイプ）のエツチング速度は
、ポストベークの条件を１２０℃、３０分間としたとき
、約２００ Ａ／分である。エツチングマスクの形状が
テーパーを持っておりエツチングマスクもスパッタによ
りエツチングが多少起こるため、加工断面形状は、第１
図（ｂ）に示す形状となり、イオンビームを垂直に入射
しても垂直断面とならないが、エツチング速度に関して
いえば、実用上問題ない。またエツチング前の水素ラジ
カルビームのクリーニングにより、これを行わない時よ
りもエツチング速度の安定化及び再現性が向上する。さ
らにエツチング速度の面内分布は、２０ ｍ ｍ Ｘ
２０ ｍ ｍの基板内で±５％以下、加工後の表面モホ
ロジーは、加工前とほとんど変わらないものであった。
ｎ５ｅ、２はエツチングマスクである。エツチングマス
ク２は、フォトレジスト（ポジタイプ）を用いており、
通常のフォトリソ工程によりマスク作製を行ったため、
マスクの断面形状はテーパ状となる。基板をサンプルホ
ルダー１３に設置した後、クリーニング室２０に移動し
、エツチングを行う前に水素ラジカルビームによる基板
表面のクリーニングを次のように行った。純水素（９９
，９９９９％）を用い、ガス圧カー、０Ｘ１０−２Ｐａ
、マイクロ波入射出力１００Ｗ、 試料温度４００°Ｃ
で基板に対し垂直に水素ラジカルビームを照射する。水
素ラジカルビームにより基板表面の残留不純物がエツチ
ングされ清浄な基板表面が得られる。しかるのち、反応
性ガスとして純塩素（９９，９９９％）を用い、ガス圧
力１．０×１０−’Ｐａ、マイクロ波入射出入射出力１
００Ｗ引出し電圧５００ Ｖ、 試料温度２５℃、イ
オンビームの照射方向は基板に対し垂直方向でエツチン
グを行った。第１図（ｂ）は、エツチング後の断面図で
ある。Ｚｎ５ｅのエツチング速度は、約６００Ａ／分、
−４フオトレジスト（ポジタイプ）のエツチング速度は
、ポストベークの条件を１２０℃、３０分間としたとき
、約２００ Ａ／分である。エツチングマスクの形状が
テーパーを持っておりエツチングマスクもスパッタによ
りエツチングが多少起こるため、加工断面形状は、第１
図（ｂ）に示す形状となり、イオンビームを垂直に入射
しても垂直断面とならないが、エツチング速度に関して
いえば、実用上問題ない。またエツチング前の水素ラジ
カルビームのクリーニングにより、これを行わない時よ
りもエツチング速度の安定化及び再現性が向上する。さ
らにエツチング速度の面内分布は、２０ ｍ ｍ Ｘ
２０ ｍ ｍの基板内で±５％以下、加工後の表面モホ
ロジーは、加工前とほとんど変わらないものであった。
第２図（ａ）、 （ｂ）は、エツチング前のＺｎ５ｅ基
板と、上記条件でエツチングを行った後のＺｎ５ｅのフ
ォトルミネッセンスを比べたものである。 （ａ）はエ
ツチング前の、 （ｂ）はエツチング後のフォトルミネ
ッセンスである。バンド端の発光による相対強度と、深
い準位による発光の相対強度比は、エツチング前後とも
約５０と変化がなく、エツチングによる半導体層の損傷
はほとんどないことがわかる。
板と、上記条件でエツチングを行った後のＺｎ５ｅのフ
ォトルミネッセンスを比べたものである。 （ａ）はエ
ツチング前の、 （ｂ）はエツチング後のフォトルミネ
ッセンスである。バンド端の発光による相対強度と、深
い準位による発光の相対強度比は、エツチング前後とも
約５０と変化がなく、エツチングによる半導体層の損傷
はほとんどないことがわかる。
第３図には、Ｚｎ５ｅの垂直断面加工の一実施例につい
て示す。まず、第３図（ａ）に示すようにＺｎ５ｅｌ上
にフォトレジスト３ （ポジタイプ）をスピンコードし
、２００℃で３０〜１２０分べ−りし、Ｔｉ４を約１０
０ ＯＡ、 電子ビーム蒸着法などでフォトレジスト
上に形成する。次に第３図（ｂ）に示すように、通常の
フォトリングラフィ工程により、フォトレジスト５のパ
ターン形成を行う。次に第３図（Ｃ）に示すようにフォ
トレジスト５をマスクとしてＴ１４のエツチングを行う
。エツチング方法は、ウェットエツチングでは、緩衝フ
ッ酸溶液を用い、ドライエツチングでは、ＣＦ４ガスを
用いた反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）法を用いるが
、精密なパターン転写を行うには、サイドエツチング量
の僅少なドライエツチングの方が望ましい。次に第３図
（ｄ）に示すように、Ｔ１４をマスクとして、フォトレ
ジスト３のエツチングを酸素プラズマを用いたＲＩＥ法
により行う。このとき注意しなければならないことは、
酸素ガスの圧力である。テーパを持たない垂直な断面形
状のエツチングマスクの作製には、通常の平行平板型の
ドライエツチング装置を用いた場合、酸素ガスの圧力は
５Ｐａ程度が望ましい。
て示す。まず、第３図（ａ）に示すようにＺｎ５ｅｌ上
にフォトレジスト３ （ポジタイプ）をスピンコードし
、２００℃で３０〜１２０分べ−りし、Ｔｉ４を約１０
０ ＯＡ、 電子ビーム蒸着法などでフォトレジスト
上に形成する。次に第３図（ｂ）に示すように、通常の
フォトリングラフィ工程により、フォトレジスト５のパ
ターン形成を行う。次に第３図（Ｃ）に示すようにフォ
トレジスト５をマスクとしてＴ１４のエツチングを行う
。エツチング方法は、ウェットエツチングでは、緩衝フ
ッ酸溶液を用い、ドライエツチングでは、ＣＦ４ガスを
用いた反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）法を用いるが
、精密なパターン転写を行うには、サイドエツチング量
の僅少なドライエツチングの方が望ましい。次に第３図
（ｄ）に示すように、Ｔ１４をマスクとして、フォトレ
ジスト３のエツチングを酸素プラズマを用いたＲＩＥ法
により行う。このとき注意しなければならないことは、
酸素ガスの圧力である。テーパを持たない垂直な断面形
状のエツチングマスクの作製には、通常の平行平板型の
ドライエツチング装置を用いた場合、酸素ガスの圧力は
５Ｐａ程度が望ましい。
圧力を高くし過ぎると、エツチングが等方向に進行する
ので、この場合適していない。フォトレジスト３のエツ
チングマスクとして泪いたＴｉ４はＺｎ５ｅｌのエツチ
ング前に緩衝フッ酸溶液などで除去しておく。次に、第
１図の実施例と同様の条件で、基板表面の水素ラジカル
ビームによるクリーニング及び純塩素ガスによるＺｎ５
ｅのエツチングを行えば第３図（ｅ）に示すような垂直
断面が形成される。またこのときサイドエッチはほとん
ど起こらない。そのため、多少工程は複雑化するが、異
方性エツチングに関していえば、第３図の方法は有効な
手段といえる。また基板表面の水素ラジカルビームによ
るクリーニングはサイドエッチの抑制に効果があった。
ので、この場合適していない。フォトレジスト３のエツ
チングマスクとして泪いたＴｉ４はＺｎ５ｅｌのエツチ
ング前に緩衝フッ酸溶液などで除去しておく。次に、第
１図の実施例と同様の条件で、基板表面の水素ラジカル
ビームによるクリーニング及び純塩素ガスによるＺｎ５
ｅのエツチングを行えば第３図（ｅ）に示すような垂直
断面が形成される。またこのときサイドエッチはほとん
ど起こらない。そのため、多少工程は複雑化するが、異
方性エツチングに関していえば、第３図の方法は有効な
手段といえる。また基板表面の水素ラジカルビームによ
るクリーニングはサイドエッチの抑制に効果があった。
第４図は、イオンビームを、Ｚｎ５ｅ基板１の表面に対
して、斜めの方向から入射させ、エツチングを行った実
施例を示すものである。第４図（ａ）はエツチング前の
状態、第４図（ｂ）は（ａ）の基板に対し、矢印で示す
方向よりイオンビームを入射させ、エツチングを行った
ときの断面図である。イオンビームの入射方向に優先的
にエツチングが進行し、斜め方向に溝が形成されている
。
して、斜めの方向から入射させ、エツチングを行った実
施例を示すものである。第４図（ａ）はエツチング前の
状態、第４図（ｂ）は（ａ）の基板に対し、矢印で示す
方向よりイオンビームを入射させ、エツチングを行った
ときの断面図である。イオンビームの入射方向に優先的
にエツチングが進行し、斜め方向に溝が形成されている
。
本実施例においては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体として
Ｚｎ５ｅについて説明を行ったが、 Ｚｎ５ｘＳｅ＋−
ｘ（０＜ｘ≦１）等、他のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に
ついても有効である。またエツチングマスクとしてフォ
トレジストを用いて説明を行ったが、被エツチング材料
に対して、選択比のとれるもの、例えばＺｎ５ｅを被エ
ツチング材料とした場合、Ｓ Ｉ ０ｘＳＳ Ｉ Ｎｘ
などの絶縁物、 Ｍｏ。
Ｚｎ５ｅについて説明を行ったが、 Ｚｎ５ｘＳｅ＋−
ｘ（０＜ｘ≦１）等、他のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に
ついても有効である。またエツチングマスクとしてフォ
トレジストを用いて説明を行ったが、被エツチング材料
に対して、選択比のとれるもの、例えばＺｎ５ｅを被エ
ツチング材料とした場合、Ｓ Ｉ ０ｘＳＳ Ｉ Ｎｘ
などの絶縁物、 Ｍｏ。
Ｎｌなどの金属についても有効である。また、エツチン
グガスとして、純塩素ガスを用いているが、ハロゲン元
素を含むガス、例えば ＢＣｌ３、あるいはＣＣ１２Ｆ
２、などでもよい。
グガスとして、純塩素ガスを用いているが、ハロゲン元
素を含むガス、例えば ＢＣｌ３、あるいはＣＣ１２Ｆ
２、などでもよい。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明によれば以下の効果が得られ
る。
る。
■−■族化合物半導体のエツチング方法として、マイク
ロ波励起・ＥＣＲプラズマによる反応性イオンビームを
用いることにより、従来のウェットエツチング技術、あ
るいは、イオンエツチング、反応性イオンエツチングな
どのドライエツチング技術と比べ、再現性、制御性の格
段に優れたエツチングを行うことができる。また、特に
従来の■−ＶＩ族化合物半導体のドライエツチング技術
と比べ、半導体層に与える損傷を大幅に低減することが
できる。さらに、イオンビーム、エツチングマスクの形
状を制御することにより、テーパ状の溝、垂直断面、斜
めの溝などの加工が可能となり、■−ＶＩ族化合物半導
体を用いたデバイスを、再現性、信頼性よく、かつ容易
に作製することができる。
ロ波励起・ＥＣＲプラズマによる反応性イオンビームを
用いることにより、従来のウェットエツチング技術、あ
るいは、イオンエツチング、反応性イオンエツチングな
どのドライエツチング技術と比べ、再現性、制御性の格
段に優れたエツチングを行うことができる。また、特に
従来の■−ＶＩ族化合物半導体のドライエツチング技術
と比べ、半導体層に与える損傷を大幅に低減することが
できる。さらに、イオンビーム、エツチングマスクの形
状を制御することにより、テーパ状の溝、垂直断面、斜
めの溝などの加工が可能となり、■−ＶＩ族化合物半導
体を用いたデバイスを、再現性、信頼性よく、かつ容易
に作製することができる。
さらに、エツチング前の水素ラジカルビームによる基板
表面のクリーニングを行うことにより、基板表面の酸素
、炭素等の不純物がエツチングにより取り除かれる。そ
の結果、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のドライエツチング
に於けるエツチング速度の安定化及びバッチ間の再現性
の向上、垂直断面加工の際のサイドエッチの抑制、また
異なるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の等速エツチング等が
可能となる。
表面のクリーニングを行うことにより、基板表面の酸素
、炭素等の不純物がエツチングにより取り除かれる。そ
の結果、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のドライエツチング
に於けるエツチング速度の安定化及びバッチ間の再現性
の向上、垂直断面加工の際のサイドエッチの抑制、また
異なるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の等速エツチング等が
可能となる。
またラジカルビームはイオンビームに比べ基板表面への
損傷が無いので、より高性能で多様なデバイスの作製が
可能となる。
損傷が無いので、より高性能で多様なデバイスの作製が
可能となる。
第１図（ａ）、 （ｂ）は、本発明の方法により、フォ
トレジストをエツチングマスクとしてＺｎ５ｅのエツチ
ングを行った一実施例を示す工程断面図。 第２図（ａ）、 （ｂ）は、それぞれ本発明の方法の実
施例によるエツチングの前後のＺｎ５ｅ層のフォトルミ
ネッセンスを示す図。 第３図（ａ）〜（ｅ）は、本発明により、Ｚｎ５ｅの垂
直端面加工を行った一実施例を示す工程断面図。 第４図（ａ）、 （ｂ）は、本発明の方法により、Ｚｎ
５ｅの斜め溝の加工を行った一実施例を示す工程断面図
。 第５図は、本発明の実施例に用いたエツチング装置の構
成概略説明図。 ２１ ・ ・プラズマ室 ２２ ・ ２３ ・ ・水素ガス導入部 ・マイクロ波動波管 以上 出願人セイコーエプソン株式会社 代理人弁理土鈴木喜三部（他１名） ・Ｚｎ５ｅ基板 ・フォトレジスト ・フォトレジスト ・ＴＩ ・フォトレジスト ・試料準備室 ・エツチング室 ・ＥＣＲプラズマ発生室 ・電磁石 ・マイクロ波導波管 ・引出し電極 ・・試料 惨・サンプルホルダー ・マニピュレータ ・ガス導入部 ・搬送棒 ・・排気系 ・排気系 ・・ゲートバルブ ・・クリーニング室 ２Ｈオンｅ゛−ＬＡめ大間 夢１１刃 ／・５ フオトン工治し昏（ｅＶ） 幅） ７−ｒＬ−ンニ舛ｉレギニ（ａ−ν′）（ｂ） （ｄ） （シ） Ｊ、θ 半 う 個
トレジストをエツチングマスクとしてＺｎ５ｅのエツチ
ングを行った一実施例を示す工程断面図。 第２図（ａ）、 （ｂ）は、それぞれ本発明の方法の実
施例によるエツチングの前後のＺｎ５ｅ層のフォトルミ
ネッセンスを示す図。 第３図（ａ）〜（ｅ）は、本発明により、Ｚｎ５ｅの垂
直端面加工を行った一実施例を示す工程断面図。 第４図（ａ）、 （ｂ）は、本発明の方法により、Ｚｎ
５ｅの斜め溝の加工を行った一実施例を示す工程断面図
。 第５図は、本発明の実施例に用いたエツチング装置の構
成概略説明図。 ２１ ・ ・プラズマ室 ２２ ・ ２３ ・ ・水素ガス導入部 ・マイクロ波動波管 以上 出願人セイコーエプソン株式会社 代理人弁理土鈴木喜三部（他１名） ・Ｚｎ５ｅ基板 ・フォトレジスト ・フォトレジスト ・ＴＩ ・フォトレジスト ・試料準備室 ・エツチング室 ・ＥＣＲプラズマ発生室 ・電磁石 ・マイクロ波導波管 ・引出し電極 ・・試料 惨・サンプルホルダー ・マニピュレータ ・ガス導入部 ・搬送棒 ・・排気系 ・排気系 ・・ゲートバルブ ・・クリーニング室 ２Ｈオンｅ゛−ＬＡめ大間 夢１１刃 ／・５ フオトン工治し昏（ｅＶ） 幅） ７−ｒＬ−ンニ舛ｉレギニ（ａ−ν′）（ｂ） （ｄ） （シ） Ｊ、θ 半 う 個
Claims (1)
- エッチングマスクを形成する工程と、反応性ガスを放電
室分離型のマイクロ波励起・ＥＣＲプラズマ室で活性化
させ、被処理材料に一様な方向を持ったイオンビームを
照射することによりドライエッチングを行う工程を含む
II−VI族化合物半導体の加工手段において、該イオンビ
ームによりドライエッチングを行う前に、該II−VI族化
合物半導体の表面に水素ラジカルビームを照射する工程
を含むことを特徴とする化合物半導体のエッチング方法
。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088984A JPH02267938A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 化合物半導体のエッチング方法 |
| EP90103252A EP0386518B1 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-20 | Etching method for compound semiconductors |
| DE69033151T DE69033151T2 (de) | 1989-02-23 | 1990-02-20 | Ätzverfahren für Verbindungshalbleiter |
| KR1019900002105A KR940002737B1 (ko) | 1989-02-23 | 1990-02-21 | 화합물 반도체의 에칭 방법 |
| US07/484,222 US5133830A (en) | 1989-04-07 | 1990-02-22 | Method of pretreatment and anisotropic dry etching of thin film semiconductors |
| US07/687,354 US5236537A (en) | 1989-04-07 | 1991-04-18 | Plasma etching apparatus |
| HK98115552.1A HK1014297B (en) | 1989-02-23 | 1998-12-24 | Etching method for compound semiconductors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088984A JPH02267938A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 化合物半導体のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02267938A true JPH02267938A (ja) | 1990-11-01 |
Family
ID=13958065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1088984A Pending JPH02267938A (ja) | 1989-02-23 | 1989-04-07 | 化合物半導体のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02267938A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5396862A (en) * | 1992-11-16 | 1995-03-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing a compound semiconductor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58101429A (ja) * | 1981-12-12 | 1983-06-16 | Semiconductor Res Found | ドライエツチング方法 |
| JPS63260035A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-10-27 | Res Dev Corp Of Japan | 半導体製造装置 |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP1088984A patent/JPH02267938A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58101429A (ja) * | 1981-12-12 | 1983-06-16 | Semiconductor Res Found | ドライエツチング方法 |
| JPS63260035A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-10-27 | Res Dev Corp Of Japan | 半導体製造装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5396862A (en) * | 1992-11-16 | 1995-03-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing a compound semiconductor |
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