JPH0350412B2 - - Google Patents
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- JPH0350412B2 JPH0350412B2 JP56161836A JP16183681A JPH0350412B2 JP H0350412 B2 JPH0350412 B2 JP H0350412B2 JP 56161836 A JP56161836 A JP 56161836A JP 16183681 A JP16183681 A JP 16183681A JP H0350412 B2 JPH0350412 B2 JP H0350412B2
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- etching
- vapor pressure
- gas
- sample
- voltage
- Prior art date
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-
- 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
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、GaAs，GaP，InP，GaAlAs，
InGaPAs，ZnS，ZnSeなどの化合物半導体の低
温でのプラズマエツチング方法に関し、特に選択
エツチングに関する。
InGaPAs，ZnS，ZnSeなどの化合物半導体の低
温でのプラズマエツチング方法に関し、特に選択
エツチングに関する。
従来の化合物半導体のドライエツチングでは、
CCl2F2，CCl4，Cl2＋O2などを使つたプラズマエ
ツチ、リアクテイブイオンエツチやArを使用し
たイオンビームエツチングなどが行なわれてい
る。化合物半導体は、複数の元素から成つている
ため、どのような半導体プロセスであつても、化
学量論的組成（ストイキオメトリ）からのずれに
ついて考慮が払われていないと、決して良質の半
導体装置を製造することはできない。とくに、化
合物半導体を構成する複数の元素のうち、蒸気圧
の高い方の元素、たとえばGaAsであればAs，
GaPであればＰが、表面から蒸発し、ストイキオ
メトリからずれた結晶になつてしまうという欠点
を有している。
CCl2F2，CCl4，Cl2＋O2などを使つたプラズマエ
ツチ、リアクテイブイオンエツチやArを使用し
たイオンビームエツチングなどが行なわれてい
る。化合物半導体は、複数の元素から成つている
ため、どのような半導体プロセスであつても、化
学量論的組成（ストイキオメトリ）からのずれに
ついて考慮が払われていないと、決して良質の半
導体装置を製造することはできない。とくに、化
合物半導体を構成する複数の元素のうち、蒸気圧
の高い方の元素、たとえばGaAsであればAs，
GaPであればＰが、表面から蒸発し、ストイキオ
メトリからずれた結晶になつてしまうという欠点
を有している。
基板のストイキオメトリーを保つたままイオン
エツチングする方法として特開昭55−70021号公
報の方法が知られている。しかし、この方法は、
GaAs基板を550℃の高温に加熱して行うもので
あり、ホトレジストを用いた選択エツチングには
用いることが出来ない欠点があつた。
エツチングする方法として特開昭55−70021号公
報の方法が知られている。しかし、この方法は、
GaAs基板を550℃の高温に加熱して行うもので
あり、ホトレジストを用いた選択エツチングには
用いることが出来ない欠点があつた。
本発明の目的は、プラズマを利用したエツチン
グ時にも化合物半導体のストイキオメトリが制御
できるように、化合物半導体の構成元素のうちの
高蒸気圧をもつ方の元素の雰囲気中で、ホトレジ
ストが使用可能な低温でドライエツチングを行な
うことができる選択エツチング方法を提供するこ
とにある。
グ時にも化合物半導体のストイキオメトリが制御
できるように、化合物半導体の構成元素のうちの
高蒸気圧をもつ方の元素の雰囲気中で、ホトレジ
ストが使用可能な低温でドライエツチングを行な
うことができる選択エツチング方法を提供するこ
とにある。
本発明の他の目的は、カーボンやカーボンポリ
マーがなく、良質の選択エツチング表面を得るこ
とにある。
マーがなく、良質の選択エツチング表面を得るこ
とにある。
本発明のさらに他の目的は、高い蒸気圧を有す
る構成元素と同じ族の元素のハロゲン化合物もし
くは水素化合物を使用することによつて、不純物
の導入をおさえることにより、清浄な選択エツチ
ング表面を得ることにある。
る構成元素と同じ族の元素のハロゲン化合物もし
くは水素化合物を使用することによつて、不純物
の導入をおさえることにより、清浄な選択エツチ
ング表面を得ることにある。
以下本発明の蒸気圧制御ドライエツチング方法
について図面を参照して詳細に説明する。
について図面を参照して詳細に説明する。
第１図は、基本的なドライエツチング装置の一
例である。
例である。
平行平板電極１がベルジヤー２の中にあり、そ
の電極に高周波電源３によりパワーを供給し、ガ
ス入口４より導入したガスをプラズマ化すること
により、試料６のホトレジストでおおわれていな
い部分をエツチングする。導入されたガスは排気
口５から通常真空ポンプにより、真空に引かれて
いる。この例は、ベルジヤー内に２枚の平行平板
電極を入れた構造であるが、ベルジヤー自身をス
テンレスなどの金属で形成している場合には、金
属ベルジヤーを高周波入力の接地電極にして、試
料をのせる平地電極を一枚内部に設ける構造にな
つている。
の電極に高周波電源３によりパワーを供給し、ガ
ス入口４より導入したガスをプラズマ化すること
により、試料６のホトレジストでおおわれていな
い部分をエツチングする。導入されたガスは排気
口５から通常真空ポンプにより、真空に引かれて
いる。この例は、ベルジヤー内に２枚の平行平板
電極を入れた構造であるが、ベルジヤー自身をス
テンレスなどの金属で形成している場合には、金
属ベルジヤーを高周波入力の接地電極にして、試
料をのせる平地電極を一枚内部に設ける構造にな
つている。
化合物半導体、例えば、GaAs，GaP，InPな
どでは族であるGaやInより、族のAs，Ｐの
蒸気圧が非常に高く従来、高温での熱処理や結晶
成長中に、族元素の蒸気圧を印加して、高品質
の化合物半導体を得てきた。本発明においても、
その方法を適用することにより、ストイキオメト
リを保つた結晶性のすぐれた清浄な半導体表面を
得ることができる。すなわちGaAsであれば、
AsCl3，AsBr3，AsF3などのハロゲンガスを利用
し、GaPやInPであれば、PCl3，PBr3，PF3など
を使つてエツチングを行なう。すなわち、化合物
半導体の構成元素のうち蒸気圧の高い、元素を含
む、ハロゲン化合物等の化合物の反応ガスにより
低温でエツチングするのである。
どでは族であるGaやInより、族のAs，Ｐの
蒸気圧が非常に高く従来、高温での熱処理や結晶
成長中に、族元素の蒸気圧を印加して、高品質
の化合物半導体を得てきた。本発明においても、
その方法を適用することにより、ストイキオメト
リを保つた結晶性のすぐれた清浄な半導体表面を
得ることができる。すなわちGaAsであれば、
AsCl3，AsBr3，AsF3などのハロゲンガスを利用
し、GaPやInPであれば、PCl3，PBr3，PF3など
を使つてエツチングを行なう。すなわち、化合物
半導体の構成元素のうち蒸気圧の高い、元素を含
む、ハロゲン化合物等の化合物の反応ガスにより
低温でエツチングするのである。
たとえばGaPの上に、ホトレジストを塗付し、
その後、ストライプ状のマスクパターンにより試
料上に、レジストを残して、試料を準備する。そ
の試料を第１図に示した装置にセツトし、ベルジ
ヤ内部を十分真空引きした後、ガス導入口４から
PCl3を導入し、高周波電力を平行平板電極１に
加えて、GaPのホトレジストでおおわれていない
部分を選択的にエツチングする。
その後、ストライプ状のマスクパターンにより試
料上に、レジストを残して、試料を準備する。そ
の試料を第１図に示した装置にセツトし、ベルジ
ヤ内部を十分真空引きした後、ガス導入口４から
PCl3を導入し、高周波電力を平行平板電極１に
加えて、GaPのホトレジストでおおわれていない
部分を選択的にエツチングする。
第２図は、平行平板電極への高周波電力に略略
比例する入力電圧と、GaPのエツチングレートの
関係である。図中横軸は入力電圧Ｖ、縦軸はエツ
チングレートE.R.である。図から明かな通り、電
圧が2KVから3KVの間では、電圧Ｖとエツチン
グレートE.R.が、対数関係となつており、入力電
圧とともにエツチングレートは指数関数的に増加
する。ここに示した結果を得たときの、PCl3の
ガス圧は0.1Torrである。
比例する入力電圧と、GaPのエツチングレートの
関係である。図中横軸は入力電圧Ｖ、縦軸はエツ
チングレートE.R.である。図から明かな通り、電
圧が2KVから3KVの間では、電圧Ｖとエツチン
グレートE.R.が、対数関係となつており、入力電
圧とともにエツチングレートは指数関数的に増加
する。ここに示した結果を得たときの、PCl3の
ガス圧は0.1Torrである。
さらにサンプルのセツトしてある電極を直流的
に浮かして、直流電圧を印加することによつて、
半導体結晶のエツチングに寄与する化合物イオン
を選別することができる。第３図ａ，ｂは直流電
圧を印加したときのPCl3によるGaP結晶の顕微
鏡写真で、サンプルののつている電極に直流の負
電圧及び正電圧を加えエツチングしたもので正と
負の化合物イオンのエツチングへの寄与を示して
いる。第３図ａはサンプルに直流＋100V、第３
図ｂは−100Vを印加し、PCl3のガス圧力は、7.5
×10-2Torrで、入力電圧は2.5KV、入力電流
200mAで、10分間エツチングしている。＋100V
印加時は、エツチングレート2600Å／min、−
100V印加時は6160Å／minになりエツチングレ
ートは−100V印加時に３倍程となる。又、エツ
チング形状も、−100Vの時の方がよい。すなわ
ち、化合物の正イオンが主としてエツチングに寄
与する時の方がエツチングレートが大きく且つ形
状もサイドエツチがほとんどなくきれいに削れて
いる。すなわち、PCl3を用いた場合には、単な
る蒸気圧制御プラズマエツチング（CVP−PE）
でなく、試料がのつている電極に負電圧を印加し
たいわゆる蒸気圧制御リアクテイブイオンエツチ
ング（以下CVP−RIEと称す）を行なつた方がよ
りよい結果が得られる。さらに、プラズマが存在
する部屋と試料をエツチングする部屋が異なる蒸
気圧制御リアクテイブイオンビームエツチング
（以下CVP−RIBEと称す）にももちろん応用で
きる。CVP−RIBEの方は、化学反応的なエツチ
ングの他に化合物イオンの運動エネルギーによる
物理的なエツチングも加わり、CVD−RIEより
もさらに方向性が出てきて、さらにサイドエツチ
が少なくなり、形状は非常に良くなる。但し、半
導体結晶の温度やその表面温度は入力パワー、電
極の冷却条件、イオンビーム電流等により変化す
るので、フオトレジストの耐性を良くするために
は試料は十分低温に冷却しておく方が良い。
に浮かして、直流電圧を印加することによつて、
半導体結晶のエツチングに寄与する化合物イオン
を選別することができる。第３図ａ，ｂは直流電
圧を印加したときのPCl3によるGaP結晶の顕微
鏡写真で、サンプルののつている電極に直流の負
電圧及び正電圧を加えエツチングしたもので正と
負の化合物イオンのエツチングへの寄与を示して
いる。第３図ａはサンプルに直流＋100V、第３
図ｂは−100Vを印加し、PCl3のガス圧力は、7.5
×10-2Torrで、入力電圧は2.5KV、入力電流
200mAで、10分間エツチングしている。＋100V
印加時は、エツチングレート2600Å／min、−
100V印加時は6160Å／minになりエツチングレ
ートは−100V印加時に３倍程となる。又、エツ
チング形状も、−100Vの時の方がよい。すなわ
ち、化合物の正イオンが主としてエツチングに寄
与する時の方がエツチングレートが大きく且つ形
状もサイドエツチがほとんどなくきれいに削れて
いる。すなわち、PCl3を用いた場合には、単な
る蒸気圧制御プラズマエツチング（CVP−PE）
でなく、試料がのつている電極に負電圧を印加し
たいわゆる蒸気圧制御リアクテイブイオンエツチ
ング（以下CVP−RIEと称す）を行なつた方がよ
りよい結果が得られる。さらに、プラズマが存在
する部屋と試料をエツチングする部屋が異なる蒸
気圧制御リアクテイブイオンビームエツチング
（以下CVP−RIBEと称す）にももちろん応用で
きる。CVP−RIBEの方は、化学反応的なエツチ
ングの他に化合物イオンの運動エネルギーによる
物理的なエツチングも加わり、CVD−RIEより
もさらに方向性が出てきて、さらにサイドエツチ
が少なくなり、形状は非常に良くなる。但し、半
導体結晶の温度やその表面温度は入力パワー、電
極の冷却条件、イオンビーム電流等により変化す
るので、フオトレジストの耐性を良くするために
は試料は十分低温に冷却しておく方が良い。
他に、GaAsをPCl3、PBr3などや反対に、
GaP、InPをAsCl3などでエツチングすることで
も、CCl4やCCl2F2などで化合物半導体をエツチ
ングするよりは、相当の長所がある。CCl4や
CCl2F2などでガスエツチングを行なうと、カー
ボン(C)やカーボンとフツ素(F)によるポリマーが半
導体の表面に付着し、徐々にエツチングレート
が、変化したり、酸素（O2）などを使うと、試
料表面に酸化膜などが出き、清浄な表面は得がた
い。その点、同族の他のハロゲン化合物で、エツ
チングを行なうと、たとえ、GaAsの表面にＰが
入り込んでも、不純物にもならず、ポリマーや、
塩化膜などが出きず、後の処理も良くなる。しか
しながら、GaP、InPをAsCl3やGaAsをPCl3でエ
ツチングするのは、厳密な意味で、化合物半導体
のストイキオメトリを制御できないので、たとえ
ば、GaPをAsCl3でエツチングするとき、PH3ガ
スを同時に導入しておけば、ストイキオメトリの
制御は可能となる。PH3ガス自体ではGaPをエツ
チングできないが、Ｐの雰囲気を生成することに
意味がある。又、同様にGaAsをPCl3でエツチン
グするときにAsH3のガスを同時に導入しておけ
ば、同様の効果がある。他の物質についても同様
に、エツチングガスの他に蒸気圧制御用バランス
ガスを導入できる。又さらに、エツチングガス
と、蒸気圧制御用のガスの役割を完全に分離し
た、例えば、GaAsのエツチングであれば、HCl
とAsH3、あるいはCl2ガスとAsH3，HBrと
AsH3などの組み合せも同様の効果を持つ。Ar，
N2，O2等他のガスを含んでもよいのは当然であ
る。他の化合物半導体についても同じことであ
る。
GaP、InPをAsCl3などでエツチングすることで
も、CCl4やCCl2F2などで化合物半導体をエツチ
ングするよりは、相当の長所がある。CCl4や
CCl2F2などでガスエツチングを行なうと、カー
ボン(C)やカーボンとフツ素(F)によるポリマーが半
導体の表面に付着し、徐々にエツチングレート
が、変化したり、酸素（O2）などを使うと、試
料表面に酸化膜などが出き、清浄な表面は得がた
い。その点、同族の他のハロゲン化合物で、エツ
チングを行なうと、たとえ、GaAsの表面にＰが
入り込んでも、不純物にもならず、ポリマーや、
塩化膜などが出きず、後の処理も良くなる。しか
しながら、GaP、InPをAsCl3やGaAsをPCl3でエ
ツチングするのは、厳密な意味で、化合物半導体
のストイキオメトリを制御できないので、たとえ
ば、GaPをAsCl3でエツチングするとき、PH3ガ
スを同時に導入しておけば、ストイキオメトリの
制御は可能となる。PH3ガス自体ではGaPをエツ
チングできないが、Ｐの雰囲気を生成することに
意味がある。又、同様にGaAsをPCl3でエツチン
グするときにAsH3のガスを同時に導入しておけ
ば、同様の効果がある。他の物質についても同様
に、エツチングガスの他に蒸気圧制御用バランス
ガスを導入できる。又さらに、エツチングガス
と、蒸気圧制御用のガスの役割を完全に分離し
た、例えば、GaAsのエツチングであれば、HCl
とAsH3、あるいはCl2ガスとAsH3，HBrと
AsH3などの組み合せも同様の効果を持つ。Ar，
N2，O2等他のガスを含んでもよいのは当然であ
る。他の化合物半導体についても同じことであ
る。
第４図ａ，ｂは、GaAs半導体結晶をエツチン
グした結晶断面の光学顕微鏡写真である。第４図
ａは、CCl4、ｂ図はPCl3によるエツチングでガ
ス圧は0.1Torr、入力電圧3KV、入力電流
320mA、エツチング時間は10分における結果を
示している。エツチングレートはほとんど差がな
いが、CCl4の方がサイドエツチが非常に大きく、
PCl3の方が同一ガス圧、同一高周波入力電力で
あるにもかかわらず、方向性のはるかにすぐれた
形状にエツチングされている。もちろん、半導体
表面のストイキオメトリも良く保たれており、ダ
イオードなどを作つたときの逆方向リーク電流が
きわめて少ない。
グした結晶断面の光学顕微鏡写真である。第４図
ａは、CCl4、ｂ図はPCl3によるエツチングでガ
ス圧は0.1Torr、入力電圧3KV、入力電流
320mA、エツチング時間は10分における結果を
示している。エツチングレートはほとんど差がな
いが、CCl4の方がサイドエツチが非常に大きく、
PCl3の方が同一ガス圧、同一高周波入力電力で
あるにもかかわらず、方向性のはるかにすぐれた
形状にエツチングされている。もちろん、半導体
表面のストイキオメトリも良く保たれており、ダ
イオードなどを作つたときの逆方向リーク電流が
きわめて少ない。
これまで述べてきたように、化合物半導体の構
成元素の一方は、通常他方の構成元素にくらべ
て、蒸気圧がきわめて高く、わずかな温度の熱処
理を受けるだけで、高い蒸気圧の元素が蒸発して
しまい、表面近傍のストイキオメトリがずれてし
まう。そのため、プラズマエツチング、リアクテ
イブイオンエツチング、リアクテイブイオンビー
ムエツチングを行つて、化合物半導体の加工を行
うときには、たとえ十分に試料をのせている電極
を冷却しても、反応表面近傍は100℃程度まで温
度が上昇する場合もあり、この時は高蒸気圧元素
が抜けて、表面近傍がストイキオメトリからずれ
てしまう化合物半導体もある。もちろん、運動エ
ネルギーを持つ粒子照射を受ければ、そのことだ
けでも高蒸気圧元素は蒸発してストイキオメトリ
からのずれが生じ、到底優れた試料表面は得られ
ない。
成元素の一方は、通常他方の構成元素にくらべ
て、蒸気圧がきわめて高く、わずかな温度の熱処
理を受けるだけで、高い蒸気圧の元素が蒸発して
しまい、表面近傍のストイキオメトリがずれてし
まう。そのため、プラズマエツチング、リアクテ
イブイオンエツチング、リアクテイブイオンビー
ムエツチングを行つて、化合物半導体の加工を行
うときには、たとえ十分に試料をのせている電極
を冷却しても、反応表面近傍は100℃程度まで温
度が上昇する場合もあり、この時は高蒸気圧元素
が抜けて、表面近傍がストイキオメトリからずれ
てしまう化合物半導体もある。もちろん、運動エ
ネルギーを持つ粒子照射を受ければ、そのことだ
けでも高蒸気圧元素は蒸発してストイキオメトリ
からのずれが生じ、到底優れた試料表面は得られ
ない。
一方、ドライエツチングを行う反応ガスに化合
物半導体の高蒸気圧元素が含まれていれば、反応
ガスの分解により高蒸気圧元素の分圧が試料表面
に加わることになり、高蒸気圧元素が試料表面か
ら抜け出すことを規制し、ストイキオメトリを保
つたドライエツチングが行なえるわけである。す
なわち、蒸気圧制御ドライエツチングになつてい
るわけである。化合物半導体の高蒸気圧元素を、
反応ガスが含んでいることがより望ましい。しか
し、高蒸気圧元素と同族の元素を含む反応ガスで
ドライエツチングを行えば、高蒸気圧元素がたと
え抜け出ても、その後同族元素が入り込み欠陥に
はならず、すぐれた結晶性を持つた表面が保たれ
る。同族元素とは元素の周期表において、，
，…族まであり、元素はそれぞれの族に別
れ、例えば族には、Ｂ，Al，Ga，In，Tlなど
あり、族にはＮ，Ｐ，As，Sb，Biなどがあ
る。，，，等同様に分類されている。
物半導体の高蒸気圧元素が含まれていれば、反応
ガスの分解により高蒸気圧元素の分圧が試料表面
に加わることになり、高蒸気圧元素が試料表面か
ら抜け出すことを規制し、ストイキオメトリを保
つたドライエツチングが行なえるわけである。す
なわち、蒸気圧制御ドライエツチングになつてい
るわけである。化合物半導体の高蒸気圧元素を、
反応ガスが含んでいることがより望ましい。しか
し、高蒸気圧元素と同族の元素を含む反応ガスで
ドライエツチングを行えば、高蒸気圧元素がたと
え抜け出ても、その後同族元素が入り込み欠陥に
はならず、すぐれた結晶性を持つた表面が保たれ
る。同族元素とは元素の周期表において、，
，…族まであり、元素はそれぞれの族に別
れ、例えば族には、Ｂ，Al，Ga，In，Tlなど
あり、族にはＮ，Ｐ，As，Sb，Biなどがあ
る。，，，等同様に分類されている。
第５図ａ，ｂはGaAs半導体結晶に直流電圧を
印加しながらPCl3によりエツチングした半導体
結晶の断面の光学的顕微鏡写真である。第５図ａ
は＋100V、ｂ図は−200Vを印加し、ガス圧7.5×
10-2Torr、入力電圧2.5KV、入力電流200mA、
時間10分の条件である。負電圧を印加した方が方
向性をもつ形状にエツチングされていることが、
明らかに観察される。この場合も化合物の正イオ
ンが寄与するようなエツチングを行なつた方が明
らかに、方向性のすぐれた形状が得られている。
印加しながらPCl3によりエツチングした半導体
結晶の断面の光学的顕微鏡写真である。第５図ａ
は＋100V、ｂ図は−200Vを印加し、ガス圧7.5×
10-2Torr、入力電圧2.5KV、入力電流200mA、
時間10分の条件である。負電圧を印加した方が方
向性をもつ形状にエツチングされていることが、
明らかに観察される。この場合も化合物の正イオ
ンが寄与するようなエツチングを行なつた方が明
らかに、方向性のすぐれた形状が得られている。
ここで説明した、直流印加電圧は、一実施例に
すぎない。ドライエツチング時のプラズマ状態や
極板間直流電圧は、反応ガスの圧力、高周波入力
の電圧や周波数により大幅に変化する。周波数１
つとつても、数10KHzから2.5GHzまでの広い範囲
のものが使われるわけである。
すぎない。ドライエツチング時のプラズマ状態や
極板間直流電圧は、反応ガスの圧力、高周波入力
の電圧や周波数により大幅に変化する。周波数１
つとつても、数10KHzから2.5GHzまでの広い範囲
のものが使われるわけである。
さらにエツチング方法の改良として、半導体表
面に光照射を行ない、エツチングレートを早める
こともできる。又、レーザ光を利用し、最初から
マスクをかけないで、レーザ光をしぼり、直接半
導体基板上にパターンをかくこともできる。いわ
ゆるフオトケミカルエツチングもできる。ドライ
エツチングについて各種述べたが、本発明では以
上のものを含めてドライエツチングと総称する。
面に光照射を行ない、エツチングレートを早める
こともできる。又、レーザ光を利用し、最初から
マスクをかけないで、レーザ光をしぼり、直接半
導体基板上にパターンをかくこともできる。いわ
ゆるフオトケミカルエツチングもできる。ドライ
エツチングについて各種述べたが、本発明では以
上のものを含めてドライエツチングと総称する。
以上、GaAs、GaPについて述べたが、本発明
の方法はこれらの半導体に限ることなく、InP，
InAs，InSbなど−族やそれの混晶等にも適
用でき、ZnSeやZnTeなど−族やそれの混晶
にも容易に応用できる。いわゆる化合物半導体
で、構成元素の蒸気圧が高い方の元素のハロゲン
化物を使用して低温での選択エツチングすること
ができる。さらに、混晶で例えばGaAlAsPなど
では、As系、Ｐ系だけでもよいし、As系、Ｐ系
の反応ガスたとえばAsCl3等を混合してエツチン
グしてもよい。ガスについては、PCl3やAsCl3，
PBr3などの純粋なハロゲン化合物だけでなく、
例えばPOCl3などであつてもよく、とにかく、化
合物半導体で高い蒸気圧の元素をふくんでいれば
よい。更にハロゲン化合物と他のガス、例えば
O2やArなどのガスを混合してもよい。又、各種
のガスが使用し得る。以上のような各種ガスを反
応ガスと称す。選択エツチング用のマスクとして
は前述のホトレジストの他に、酸化膜や窒化膜、
あるいは金属膜等必要に応じて選べば良いのはも
ちろんである。
の方法はこれらの半導体に限ることなく、InP，
InAs，InSbなど−族やそれの混晶等にも適
用でき、ZnSeやZnTeなど−族やそれの混晶
にも容易に応用できる。いわゆる化合物半導体
で、構成元素の蒸気圧が高い方の元素のハロゲン
化物を使用して低温での選択エツチングすること
ができる。さらに、混晶で例えばGaAlAsPなど
では、As系、Ｐ系だけでもよいし、As系、Ｐ系
の反応ガスたとえばAsCl3等を混合してエツチン
グしてもよい。ガスについては、PCl3やAsCl3，
PBr3などの純粋なハロゲン化合物だけでなく、
例えばPOCl3などであつてもよく、とにかく、化
合物半導体で高い蒸気圧の元素をふくんでいれば
よい。更にハロゲン化合物と他のガス、例えば
O2やArなどのガスを混合してもよい。又、各種
のガスが使用し得る。以上のような各種ガスを反
応ガスと称す。選択エツチング用のマスクとして
は前述のホトレジストの他に、酸化膜や窒化膜、
あるいは金属膜等必要に応じて選べば良いのはも
ちろんである。
本発明によれば、化合物半導体の選択プラズマ
エツチング時に、構成元素のうち高蒸気圧を有す
る元素のハロゲン化物を使用することにより、化
合物半導体のストイキオメトリを保つて低温でエ
ツチングでき、不純物混入少なく、欠陥も少な
く、汚染も少ない半導体表面が得られる。又、本
発明によれば高蒸気圧を有する元素と同族元素の
ハロゲン化物や水素化合物による蒸気圧制御用ガ
スの雰囲気中でエツチングしているので、不純物
混入少なく、カーボンやそのポリマーの混入少な
い結晶表面も得られる。さらに、特定の条件にお
いて、十分低温でエツチング出来るのでエツチン
グ形状において、サイドエツチが非常に少ない効
果がある。
エツチング時に、構成元素のうち高蒸気圧を有す
る元素のハロゲン化物を使用することにより、化
合物半導体のストイキオメトリを保つて低温でエ
ツチングでき、不純物混入少なく、欠陥も少な
く、汚染も少ない半導体表面が得られる。又、本
発明によれば高蒸気圧を有する元素と同族元素の
ハロゲン化物や水素化合物による蒸気圧制御用ガ
スの雰囲気中でエツチングしているので、不純物
混入少なく、カーボンやそのポリマーの混入少な
い結晶表面も得られる。さらに、特定の条件にお
いて、十分低温でエツチング出来るのでエツチン
グ形状において、サイドエツチが非常に少ない効
果がある。
第１図は本発明のエツチングに用いたエツチン
グ装置の断面図、第２図は本発明のエツチング方
法の特徴を説明するための特性図、第３図ａ，ｂ
ないし第５図ａ，ｂはエツチングを行なつた半導
体結晶断面を2000倍に拡大した光学的顕微鏡写真
を示す図である。 １……電極、２……ベルジヤー、３……高周波
電源、４……ガス入口、５……ガス出口、６……
半導体結晶試料、７……整合回路。
グ装置の断面図、第２図は本発明のエツチング方
法の特徴を説明するための特性図、第３図ａ，ｂ
ないし第５図ａ，ｂはエツチングを行なつた半導
体結晶断面を2000倍に拡大した光学的顕微鏡写真
を示す図である。 １……電極、２……ベルジヤー、３……高周波
電源、４……ガス入口、５……ガス出口、６……
半導体結晶試料、７……整合回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ サンプルをセツトする下部電極を直流的に浮
かした平行平板型電極によるプラズマエツチング
において、前記下部電極に、負の直流電圧を印加
し、PCl3ガスを導入することにより、GaP基板
の一部を選択的に低温でエツチングすることを特
徴とする蒸気圧制御ドライエツチング方法。 ２ 前記負の直流電圧が−100Vで、PCl3ガスの
導入圧力が7.5×10-2Torrであることを特徴とす
る前記特許請求の範囲第１項記載の蒸気圧制御ド
ライエツチング方法。 ３ サンプルをセツトする下部電極を直流的に浮
かした平行平板型電極によるプラズマエツチング
において、前記下部電極に、負の直流電圧を印加
し、AsCl3，AsBr3，AsF3のうちの少なく共いず
れかのガスを導入することにより、GaAs基板の
一部を選択的に低温でエツチングすることを特徴
とする蒸気圧制御ドライエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56161836A JPS5863137A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 蒸気圧制御ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56161836A JPS5863137A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 蒸気圧制御ドライエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5863137A JPS5863137A (ja) | 1983-04-14 |
| JPH0350412B2 true JPH0350412B2 (ja) | 1991-08-01 |
Family
ID=15742849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56161836A Granted JPS5863137A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 蒸気圧制御ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5863137A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62159432A (ja) * | 1986-01-08 | 1987-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエツチング方法 |
| JPH0779098B2 (ja) * | 1986-07-01 | 1995-08-23 | 日本電信電話株式会社 | 化合物半導体のドライエツチング方法 |
| JP2614331B2 (ja) * | 1989-10-06 | 1997-05-28 | シャープ株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1981
- 1981-10-09 JP JP56161836A patent/JPS5863137A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5863137A (ja) | 1983-04-14 |
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