JPH0344029A - 化合物半導体のエッチング方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、化合物半導体のエツチングに関し、特に、τ
６速１−ランジスタやレーザの製造過程に生ずる微細な
エツチングパターンを形成する化合物半導体のエツチン
グ方法に関するものである。

（従来の技術） 化合物半導体を用いた各押装置の製造過程には、基板の
表面の一部を削り取る手法がよく用いられる。例えば、
ガリウムヒ素やインジウムリンなどのｎ導電形エピタキ
シャル層板を用いて電界効果形１〜ランジスタを形成す
る場合、素子間の分離は、硫酸、過酸化水素および水の
成分比が、例えば５：１：３０のエツチング溶液を用い
てウェットエツチングや四塩化ケイ素（Ｓ　ｘ　ＣＱ　
４　）および四フッ化炭素（以下ＣＦ４と称す）の成分
比を、例えば３０：５にしたエツチングガスを用いたド
ライエツチングによりエピタキシャル層の一部で削り取
っている。

また、リセス構造電界効果トランジスタの場合、ゲート
電極の部分を同様な手法でエツチングをして溝を形成す
る。さらには、半導体レーザの形成においても、レーザ
発振部となるエピタキシャル成長層を筋状台地形にエツ
チングを行う。

このように、化合物半導体装置は、その製造工程におい
て基板のエツチングが施されることが多い。

この稲の従来の化合物半導体のエツチング方法について
、第３図および第４図により説明する。

第３図および第４図は、それぞれ平坦な表面および段差
が設けられた表面を有する化合物半導体の要部拡大断面
図である。

第３図において、ガリウムヒ素基板ｌの表面にホトレジ
スト膜２を形成し、ホトリソグラフィ技術により、各種
の幅寸法の開口２ａを有するマスクを形成する。次に、
例えば硫酸系のエツチング溶液を用い、」二記のホトレ
ジスト膜２をマスクとしてエツチングを行い、ガリウム
ヒ素基板１の表面に各種の幅寸法を有する溝１ａを形成
する。

第４図に示す従来例が、上述の第３図に示した従来例と
異なる点は、ガリウムヒ素基板ｌに段差よりが設けられ
ていることである。その他は変わらないので、同じ構成
部には同一符号を付して、そのエツチング方法の詳細に
ついては説明を省略するが、溝１ａは、ガリウムヒ素基
板１の上段および下段平坦面に形成される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の方法では、第３図に示すように、
溝１ａの幅寸法が異なる場合には、溝の開口幅によりエ
ツチング溶液の入り方や環り方が異なり、？＋１ｊｌｌ
　ａの深さの開ロ帽依イｉ性により、開口２８幅が狭く
なると溝１ａが浅くなる問題があった。

また第４図に示すように、段差よりがある場合には、ホ
トリソグラフィ技術でパターンを形成するため、段差１
ｂの側面には溝を形成することができないという問題が
あった。

本発明は上記の問題を解決するもので、深さの等しい各
稲幅寸法の溝や段差面の溝を形成する化合物半導体のエ
ツチング方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するため、本発明は、化合物半導体基
板の表面に高融点金属をマスクとして酸化ケイ素膜を堆
積させた後、高温度で熱処理を施すものである。

（作　用） 上記の構成により、熱処理における高温で、酸化ケイ素
の中に含まれる酸素が、化合物半導体基板の低族元素と
結合し、酸化物を形成し、残された高族元素とともに蒸
発する反応が、高融点金属と酸化ケイ素の境界で顕著に
起こり、その結果、凹形の溝が形成される。

（実施例） 本発明の第１の実施例を第１図（ａ）ないしくｄ）によ
り説明する。

第工図（ａ）ないしくｄ）は、本発明による、各種の幅
寸法を有する溝を形成する場合を例としたエツチング方
法を工程順に示す要部拡大断面図である。

まず、ガリウムヒ素基板１の表面に、スパッタ蒸着等な
どにより、厚さ２０００　Ａのケイ化タングステン（以
下ＷＳｉと称す）層３を形成する（第１図（ａ））。

次に、ホトリソグラフィ技術によってホトレジスタパタ
ーン膜（図示せず）を形成した後、四フッ化炭素（ＣＦ
４）と酸素（０２）の混合ガスを用いドライエツチンク
を行いＷＳｉマスク膜３ａを形成する（第１図（ｂ））
。次にプラズマ化学的気相成長（ＣＶＤ）法により、全
面に厚さ１０００入の二酸化ケイ素（以下、ＳｉＯ２と
称す）膜４を堆積した後、温度８５０℃の炉中で１５分
間熱処理を行う。ガリウムヒ素ノに板１の低族元素であ
るガリウム（Ｇａ）が、Ｓ　ｉ　Ｏ２膜４の中に含まれ
る酸素と結合して酸化ガリウム（Ｇａ２０ａ）となり、
残ったヒ素（Ａｓ）は、昇華温度が熱処理温度よりはる
かに低いので、蒸発し、同時に酸化ガリウムも除去され
る。上記の酸化作用は、ＷＳｉマスク膜３ａとＳｉＯ２
膜４の境界で促進されるので、境界を中心に溝１ａが形
成される。溝１ａの幅が広い場合には、それの幅寸法に
応じて、ＷＳｉマスク膜３ａの開口３ｂの数が設定され
ている（第１図（Ｃ））。最後に、５１０２膜４および
ＷＳｉマスク膜３ａを除去すると、ガリウムヒ素基板１
の表面に、各種の幅寸法で深さの揃った溝１ａが形成さ
れる（第１図（ｄ））。

次に、本発明の第２の実施例を第２図（ａ）ないしくｄ
）により説明する。

第２図（、）ないしくｄ）は、本発明により段差面に溝
を形成する場合を例としたエツチング方法を工程類に示
す要部拡大断面図である。第２の実施例が、第１図に一
連で示した第１の実施例と異なる点は、ガリウムヒ素基
板１に段差１ｂが設けられ、その段差面に溝１ａを形成
する点と、ガリウムヒ素基板１の下段表面１ｃから溝↓
ａの中心までの距離に合わせて厚さ２０００人のＷＳｉ
層３を形成した（第２図（ａ））点と、Ｗ　Ｓ　ｉマス
ク膜３ａを上記の下段表面１ｃのみに残した（第２図（
ｂ））点と、その後、全面に形成した５ｊＯ２膜４の厚
さを４０００八にした（第２図（Ｃ））点である。その
他は第１の実施例と変わらないで、同し構成部には同一
符号を付した。

本実施例では、温度８５０’Ｃ，１５分間の熱処理で、
ＷＳｉマスク膜３ａと５ｉｎ２膜４の境界が接する段差
面に溝１ａが形成されるほかは、第１の実施例と変わら
ない。

なお、第Ｉの実施例に示すように、幅寸法が０．５／１
＋ｎから２．０７ｚｍまで、深さが、０　、５　ｐｍで
均一な溝１ａが、また第２の実施例に示すように、段差
面に幅０．５７ｚｍ、深さ０．５μｍの溝１ａがそれぞ
れ得られた。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、化合物半導体基
板の表面に、溝幅寸法の異なる均一な深さの溝を形成す
ることが可能となる。また、従来不可能であった段差の
側面に溝を形成することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例の化合物
半導体のエツチング方法を工程順に示した要部拡大断面
図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施例を工
程順に示した要部拡大断面図、第３図および第４図は従
来のエツチング方法を説明するための工程途中の要部拡
大断面図である。 １　・・　ガリウムヒ素基板、　１ａ・・・講、１ｂ・
・・段差、　ｌｃ・・・下段表面、　２・・・ホト−ジ
ス１〜膜、　２ａ・・・溝の開口、３　・・・ケイ化タ
ングステン（ＷＳｉ）層、３ａ・・・ケイ化タングステ
ン（ＷＳｉ）マスク膜、　４　・・二酸化ケイ素（Ｓｉ
ｎ２）膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）化合物半導体基板の表面に、パターンを形成した
   高融点金属薄膜を形成する工程と、上記の高融点金属薄
   膜を含む上記の化合物半導体基板の全表面に酸化ケイ素
   膜を形成する工程と、高温度で熱処理を施す工程とから
   なる化合物半導体のエッチング方法。
2. （２）表面に段差を有する化合物半導体基板の下段表面
   のみに高融点金属薄膜を形成する工程を有する請求項（
   １）記載の化合物半導体のエッチング方法。