JPH04213819A - 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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- JPH04213819A JPH04213819A JP40964390A JP40964390A JPH04213819A JP H04213819 A JPH04213819 A JP H04213819A JP 40964390 A JP40964390 A JP 40964390A JP 40964390 A JP40964390 A JP 40964390A JP H04213819 A JPH04213819 A JP H04213819A
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- compound semiconductor
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空雰囲気下で連続し
て行う、化合物半導体のエッチング方法に関する。
て行う、化合物半導体のエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、化合物半導体を用いた素子は、結
晶成長及びエッチングを数回繰り返し、さらに場合によ
っては不純物を拡散させるなどの工程を経て作成されて
いる。例えば、埋込み型半導体レーザチップを作成する
には、次のような工程がとられる。第１に、ＧａＡｓ基
板に液相エピタキシャル法などにより、ＧａＡｓバッフ
ァ層、ＡｌＧａＡｓクラッド層、ＧａＡｓ活性層、Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層、及びＧａＡｓ電極層を、必要な不
純物の添加を同時に行いつつ成長させる。第２に各層を
成長させた半導体表面にＳｉＯ２ 膜等の保護膜を形成
し、その表面にレジストを塗布する。次にレーザのスト
ライプに相当するパターンを露光し続いて現像してレジ
ストのパターンを形成する。第３に、フッ化水素酸（Ｈ
Ｆ）にこの半導体を接触させレジストパターンの無い部
分のＳｉＯ２ 膜等の保護膜を除去する。その後有機溶
剤等によりパターン状に残っているレジストを除去する
。 第４に、硫酸等を含むエッチング液（保護膜をエッチし
ない）にこの半導体を接触させ、エピタキシャル層のＧ
ａＡｓバッファ層に至る深さにまでエッチする。第５に
、液相エピタキシャル法などにより、ＡｌＧａＡｓ層を
成長し、エッチングした部分を埋込む。第６に、表面に
残っている保護膜を除去する。この様に、従来の半導体
構造の形成方法は多くの工程を必要とし、その結果、作
成に長時間を要するという問題点がある。また、溶液を
用いたウエットエッチングでパターンを形成するときは
、半導体表面が大気に曝されてしまうために、表面が大
気に汚染されるという問題点がある。
晶成長及びエッチングを数回繰り返し、さらに場合によ
っては不純物を拡散させるなどの工程を経て作成されて
いる。例えば、埋込み型半導体レーザチップを作成する
には、次のような工程がとられる。第１に、ＧａＡｓ基
板に液相エピタキシャル法などにより、ＧａＡｓバッフ
ァ層、ＡｌＧａＡｓクラッド層、ＧａＡｓ活性層、Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層、及びＧａＡｓ電極層を、必要な不
純物の添加を同時に行いつつ成長させる。第２に各層を
成長させた半導体表面にＳｉＯ２ 膜等の保護膜を形成
し、その表面にレジストを塗布する。次にレーザのスト
ライプに相当するパターンを露光し続いて現像してレジ
ストのパターンを形成する。第３に、フッ化水素酸（Ｈ
Ｆ）にこの半導体を接触させレジストパターンの無い部
分のＳｉＯ２ 膜等の保護膜を除去する。その後有機溶
剤等によりパターン状に残っているレジストを除去する
。 第４に、硫酸等を含むエッチング液（保護膜をエッチし
ない）にこの半導体を接触させ、エピタキシャル層のＧ
ａＡｓバッファ層に至る深さにまでエッチする。第５に
、液相エピタキシャル法などにより、ＡｌＧａＡｓ層を
成長し、エッチングした部分を埋込む。第６に、表面に
残っている保護膜を除去する。この様に、従来の半導体
構造の形成方法は多くの工程を必要とし、その結果、作
成に長時間を要するという問題点がある。また、溶液を
用いたウエットエッチングでパターンを形成するときは
、半導体表面が大気に曝されてしまうために、表面が大
気に汚染されるという問題点がある。
【０００３】そこで、発明者らは、これらの問題点を解
決した化合物半導体の構造形成方法を発明（特願平１−
１６２６８３および特願平１−３３２６４０）した。こ
の発明は、真空容器内において連続的に、化合物半導体
のウエハ表面にに第１のガスを照射してウエハ表面にマ
スク層を形成し、第２のガスと電子ビームとによりマス
ク層にパターンを形成し、続いて第２のガスで化合物半
導体のエッチングを行いウエハにパターンを形成し、加
熱によってマスク層を除去した後、パターンを有するウ
エハ表面上に半導体薄膜等を結晶成長させるというもの
である。
決した化合物半導体の構造形成方法を発明（特願平１−
１６２６８３および特願平１−３３２６４０）した。こ
の発明は、真空容器内において連続的に、化合物半導体
のウエハ表面にに第１のガスを照射してウエハ表面にマ
スク層を形成し、第２のガスと電子ビームとによりマス
ク層にパターンを形成し、続いて第２のガスで化合物半
導体のエッチングを行いウエハにパターンを形成し、加
熱によってマスク層を除去した後、パターンを有するウ
エハ表面上に半導体薄膜等を結晶成長させるというもの
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体構造の形成方法は、前述のように多くの工程を必
要とし、その結果、作成に長時間を要するという問題点
がある。また、溶液を用いたエッチングでは、半導体表
面が大気に曝されてしまうために、表面が大気に汚染さ
れるという問題点がある。また、発明者らの発明（特願
平２−１６９９８３）においてもマスク層の形成及び除
去にともなう長い工程が必要となるという問題点がある
。本発明は、化合物半導体を大気に曝すこと無く、エッ
チングによるパターンの形成とその後の結晶成長を真空
雰囲気下で連続して行う半導体基体の製造方法の工程を
簡略化することを課題とする。
半導体構造の形成方法は、前述のように多くの工程を必
要とし、その結果、作成に長時間を要するという問題点
がある。また、溶液を用いたエッチングでは、半導体表
面が大気に曝されてしまうために、表面が大気に汚染さ
れるという問題点がある。また、発明者らの発明（特願
平２−１６９９８３）においてもマスク層の形成及び除
去にともなう長い工程が必要となるという問題点がある
。本発明は、化合物半導体を大気に曝すこと無く、エッ
チングによるパターンの形成とその後の結晶成長を真空
雰囲気下で連続して行う半導体基体の製造方法の工程を
簡略化することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の化合物半導体の
エッチング方法並びに化合物半導体基体の製造方法は、
以下に述べる（１）乃至（４）の態様を有する。 （１）真空雰囲気下で、化合物半導体のウエハ表面に塩
化水素を含むガスを照射または接触させるとともに、前
記ウエハ表面に電子ビーム、可視光、紫外線およびＸ線
のうちから選ばれた少なくとも１つを照射して前記ウエ
ハをエッチ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。 （２）（１）において、集束した前記電子ビームを走査
して前記基板ウエハの所定領域のみに照射することによ
り、前記所定領域をエッチして前記ウエハにパターンを
形成することを特徴とする（１）の化合物半導体のエッ
チング方法。 （３）（１）において、前記電子ビーム、可視光、紫外
線およびＸ線のうちから選ばれた少なくとも１つをパタ
ーンを有するビーム遮断マスクを通して投影して前記ウ
エハ表面の所定領域のみに照射することにより、前記所
定領域をエッチして前記ウエハにパターンを形成するこ
とを特徴とする（１）の化合物半導体のエッチング方法
。 （４）（１）乃至（３）の前記エッチングに続いて、前
記真空雰囲気下で、エッチされた前記ウエハ表面に半導
体薄膜、絶縁薄膜および金属薄膜の内から選ばれた少な
くとも１つを形成することを特徴とする化合物半導体基
体の製造方法。
エッチング方法並びに化合物半導体基体の製造方法は、
以下に述べる（１）乃至（４）の態様を有する。 （１）真空雰囲気下で、化合物半導体のウエハ表面に塩
化水素を含むガスを照射または接触させるとともに、前
記ウエハ表面に電子ビーム、可視光、紫外線およびＸ線
のうちから選ばれた少なくとも１つを照射して前記ウエ
ハをエッチ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。 （２）（１）において、集束した前記電子ビームを走査
して前記基板ウエハの所定領域のみに照射することによ
り、前記所定領域をエッチして前記ウエハにパターンを
形成することを特徴とする（１）の化合物半導体のエッ
チング方法。 （３）（１）において、前記電子ビーム、可視光、紫外
線およびＸ線のうちから選ばれた少なくとも１つをパタ
ーンを有するビーム遮断マスクを通して投影して前記ウ
エハ表面の所定領域のみに照射することにより、前記所
定領域をエッチして前記ウエハにパターンを形成するこ
とを特徴とする（１）の化合物半導体のエッチング方法
。 （４）（１）乃至（３）の前記エッチングに続いて、前
記真空雰囲気下で、エッチされた前記ウエハ表面に半導
体薄膜、絶縁薄膜および金属薄膜の内から選ばれた少な
くとも１つを形成することを特徴とする化合物半導体基
体の製造方法。
【０００６】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず、本発明のエッチング方法並びに化合物半導
体基体の製造方法に用いられる装置について簡単に説明
しておく。第２図の装置は、この装置へのウエハの出し
入れを行うためとエッチングマスクを形成するための導
入室２１、エピタキシャル成長を行うためのＭＢＥ室２
２、半導体を選択的にエッチングしてパターンを形成す
るエッチング室２３を有している。これら導入室２１、
ＭＢＥ室２２、およびエッチング室２３はそれぞれ通路
を介して試料交換室２４に接続されている。そして、各
通路には、ゲートバルブ２５ａ、２５ｂ及び２５ｃが設
けられている。また、各室２１，２２，２３及び２４に
はそれぞれターボ分子ポンプ、イオンポンプ等の真空ポ
ンプ（図示せず）が設けられている。これにより、装置
内に導入したウエハを大気に曝すことなくどの室にでも
マグネットフィードスルー２６ａ、２６ｂ及び２６ｃを
用いて搬送することができる。また、試料加熱室２０が
試料交換室２４に通路を介して取り付けられている。更
に、エッチング室２３には電子ビームを発生する電子ビ
ーム発生装置２３１と、エッチングに用いるガスを導入
するためのガス導入部２８と、試料位置を調整するマニ
ピュレータ２９とが備えられている。エッチング室２３
を詳細に図示したのが第４図である。第４図を参照する
とエッチング室２３の上部には電子ビーム発生装置２３
１が設置されており、集束された電子ビーム４１を試料
４８に照射するようになっている。試料４８の下部には
ヒータ４７が設けられており，電流導入端子４４を経て
このヒータ４７に通電することにより、試料４８を加熱
することができる。また、ガス導入部２８のノズル４６
が試料４８の表面にガスを照射できるように設けられて
いる。
する。まず、本発明のエッチング方法並びに化合物半導
体基体の製造方法に用いられる装置について簡単に説明
しておく。第２図の装置は、この装置へのウエハの出し
入れを行うためとエッチングマスクを形成するための導
入室２１、エピタキシャル成長を行うためのＭＢＥ室２
２、半導体を選択的にエッチングしてパターンを形成す
るエッチング室２３を有している。これら導入室２１、
ＭＢＥ室２２、およびエッチング室２３はそれぞれ通路
を介して試料交換室２４に接続されている。そして、各
通路には、ゲートバルブ２５ａ、２５ｂ及び２５ｃが設
けられている。また、各室２１，２２，２３及び２４に
はそれぞれターボ分子ポンプ、イオンポンプ等の真空ポ
ンプ（図示せず）が設けられている。これにより、装置
内に導入したウエハを大気に曝すことなくどの室にでも
マグネットフィードスルー２６ａ、２６ｂ及び２６ｃを
用いて搬送することができる。また、試料加熱室２０が
試料交換室２４に通路を介して取り付けられている。更
に、エッチング室２３には電子ビームを発生する電子ビ
ーム発生装置２３１と、エッチングに用いるガスを導入
するためのガス導入部２８と、試料位置を調整するマニ
ピュレータ２９とが備えられている。エッチング室２３
を詳細に図示したのが第４図である。第４図を参照する
とエッチング室２３の上部には電子ビーム発生装置２３
１が設置されており、集束された電子ビーム４１を試料
４８に照射するようになっている。試料４８の下部には
ヒータ４７が設けられており，電流導入端子４４を経て
このヒータ４７に通電することにより、試料４８を加熱
することができる。また、ガス導入部２８のノズル４６
が試料４８の表面にガスを照射できるように設けられて
いる。
【０００７】以下、本発明の化合物半導体基体の製造方
法に係る第１の実施例を第１図、第２図、及び第４図を
参照して説明する。まず、導入室２１より導入したＧａ
Ａｓ基板１０をマグネットフィードスルー２６ａ及び２
６ｂを用いて試料加熱室２０に搬送した。試料加熱室２
０を１×１０−８Ｔｏｒｒ以下に減圧し、試料加熱室２
０に搬送したＧａＡｓ基板１０を、内部に設置されてい
る加熱装置により約２００℃に加熱し、１０分間その状
態を保持した。この処理により、ＧａＡｓ基板１０表面
に吸着している水分子を除去できた。次に、基板１０を
マグネットフィードスルー２６ｂによってＭＢＥ室２２
に搬送した。ＭＢＥ室２２に搬送されたＧａＡｓ基板１
０上に第１図（ａ）に示すようにＧａＡｓバッファ層１
１を０．２μｍ、Ａｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓクラッド層
１２（０＜ｘ＜１）を１．２μｍ、及びＧａＡｓガイド
層１３を０．２μｍ連続的に成長させた。このウエハ１
４をＭＢＥ室２２と超高真空の通路により結合されたエ
ッチング室２３へマグネットフィードスルー２６ｂ等を
用いて搬送した。エッチング室２３に搬送されたウエハ
１４をウエハーホルダ（図示せず）に取り付け、ヒータ
４７によってその温度を７０℃とし、エッチング室２３
内にノズル４６から塩化水素ガス５３を導入した。この
時、エッチング室２３内の圧力は８×１０−５に上昇し
た。塩化水素ガス５３の導入と同時に、電子ビーム４１
をウエハ１４の表面に照射した。この電子ビーム４１は
、その径を５０ｎｍとし、かつ１０ｐＡの電流で１５０
ｎｍ幅のライン・アンド・スペースのパターンを描くよ
うに走査させた。ウエハ１４表面に形成されているＧａ
Ａｓガイド層１３は、塩化水素ガス５３と電子ビーム４
１の両方が照射された部分のみ、エッチングが進行した
。塩化水素ガス５３はＧａＡｓガイド層１３表面上で直
径数ｍｍの範囲にわたってブロードに照射されるが，電
子ビーム４１は前述のように非常に狭いライン・アンド
・スペースを描く。したがって、電子ビーム４１の走査
に従い、ＧａＡｓガイド層１３にライン・アンド・スペ
ースのパターンが形成された。この塩化水素ガス５３に
よるエッチングは、最上部のＧａＡｓガイド層１３のみ
ではなく、その下部のＡｌＧａＡｓクラッド層１２にも
及び、そのエッチング速度はＧａＡｓガイド層１３に対
しても、ＡｌＧａＡｓクラッド層１２に対しても同じで
あった。このようにして第１図（ｂ）に示すようＡｌＧ
ａＡｓクラッド層１２に至るまで塩化水素ガス５３によ
りエッチした。
法に係る第１の実施例を第１図、第２図、及び第４図を
参照して説明する。まず、導入室２１より導入したＧａ
Ａｓ基板１０をマグネットフィードスルー２６ａ及び２
６ｂを用いて試料加熱室２０に搬送した。試料加熱室２
０を１×１０−８Ｔｏｒｒ以下に減圧し、試料加熱室２
０に搬送したＧａＡｓ基板１０を、内部に設置されてい
る加熱装置により約２００℃に加熱し、１０分間その状
態を保持した。この処理により、ＧａＡｓ基板１０表面
に吸着している水分子を除去できた。次に、基板１０を
マグネットフィードスルー２６ｂによってＭＢＥ室２２
に搬送した。ＭＢＥ室２２に搬送されたＧａＡｓ基板１
０上に第１図（ａ）に示すようにＧａＡｓバッファ層１
１を０．２μｍ、Ａｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓクラッド層
１２（０＜ｘ＜１）を１．２μｍ、及びＧａＡｓガイド
層１３を０．２μｍ連続的に成長させた。このウエハ１
４をＭＢＥ室２２と超高真空の通路により結合されたエ
ッチング室２３へマグネットフィードスルー２６ｂ等を
用いて搬送した。エッチング室２３に搬送されたウエハ
１４をウエハーホルダ（図示せず）に取り付け、ヒータ
４７によってその温度を７０℃とし、エッチング室２３
内にノズル４６から塩化水素ガス５３を導入した。この
時、エッチング室２３内の圧力は８×１０−５に上昇し
た。塩化水素ガス５３の導入と同時に、電子ビーム４１
をウエハ１４の表面に照射した。この電子ビーム４１は
、その径を５０ｎｍとし、かつ１０ｐＡの電流で１５０
ｎｍ幅のライン・アンド・スペースのパターンを描くよ
うに走査させた。ウエハ１４表面に形成されているＧａ
Ａｓガイド層１３は、塩化水素ガス５３と電子ビーム４
１の両方が照射された部分のみ、エッチングが進行した
。塩化水素ガス５３はＧａＡｓガイド層１３表面上で直
径数ｍｍの範囲にわたってブロードに照射されるが，電
子ビーム４１は前述のように非常に狭いライン・アンド
・スペースを描く。したがって、電子ビーム４１の走査
に従い、ＧａＡｓガイド層１３にライン・アンド・スペ
ースのパターンが形成された。この塩化水素ガス５３に
よるエッチングは、最上部のＧａＡｓガイド層１３のみ
ではなく、その下部のＡｌＧａＡｓクラッド層１２にも
及び、そのエッチング速度はＧａＡｓガイド層１３に対
しても、ＡｌＧａＡｓクラッド層１２に対しても同じで
あった。このようにして第１図（ｂ）に示すようＡｌＧ
ａＡｓクラッド層１２に至るまで塩化水素ガス５３によ
りエッチした。
【０００８】続いて、このようにして表面にＧａＡｓガ
イド層１３とＡｌＧａＡｓクラッド層１２とにパターン
を有するウエハ１４を再度ＭＢＥ室２２に搬送した。Ｍ
ＢＥ室２２に搬送されたウエハ１４をその表面に砒素分
子線を照射しながら５５０℃以上に加熱し約１時間表面
クリーニングを行った。この表面クリーニングにより、
エッチング中にＧａＡｓ層１３及びＡｌＧａＡｓ層１２
の表面に付着した塩化水素等は除去され、純粋なＧａＡ
ｓ結晶面を得ることができた。（このクリーニングの度
合のモニターには反射電子線回折（ＲＨＥＥＤ）法を用
いた。）続いて、ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓ上部クラッ
ド層１６を１．５μｍ、ＧａＡｓ酸化防止層１７を０．
１μｍ成長させた。このようにして超高真空装置からウ
エハを大気中に取り出すことなく第１図（ｃ）に示すよ
うな所望の埋め込み構造が得られた。上記のように、本
実施例では、有機レジストやＳｉＯ２ 等を用いたエッ
チングマスクを使用しないでパターンを有するエッチン
グが可能であり、パターンを形成した後除去すべきエッ
チングマスクが存在しない。したがって、マスクの除去
にともなう表面の汚染及びマスクを除去する工程自体が
無く、パターンを形成した表面に連続して半導体薄膜等
を成長できた。この実施例では、細い電子ビームを用い
たが、ブロードな電子ビームを基板表面の全面に照射し
てその表面をエッチングすることもできる。また、電子
ビームの代わりに可視光、紫外線、及びＸ線等をビーム
遮断マスクを通して、基板表面上に投影し、エッチング
を行いパターンを形成することもできる。また、パター
ンを形成した表面上には、半導体薄膜をエピタキシャル
成長させることの他、絶縁薄膜あるいは金属薄膜をも大
気に曝すことなく形成することができた。
イド層１３とＡｌＧａＡｓクラッド層１２とにパターン
を有するウエハ１４を再度ＭＢＥ室２２に搬送した。Ｍ
ＢＥ室２２に搬送されたウエハ１４をその表面に砒素分
子線を照射しながら５５０℃以上に加熱し約１時間表面
クリーニングを行った。この表面クリーニングにより、
エッチング中にＧａＡｓ層１３及びＡｌＧａＡｓ層１２
の表面に付着した塩化水素等は除去され、純粋なＧａＡ
ｓ結晶面を得ることができた。（このクリーニングの度
合のモニターには反射電子線回折（ＲＨＥＥＤ）法を用
いた。）続いて、ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓ上部クラッ
ド層１６を１．５μｍ、ＧａＡｓ酸化防止層１７を０．
１μｍ成長させた。このようにして超高真空装置からウ
エハを大気中に取り出すことなく第１図（ｃ）に示すよ
うな所望の埋め込み構造が得られた。上記のように、本
実施例では、有機レジストやＳｉＯ２ 等を用いたエッ
チングマスクを使用しないでパターンを有するエッチン
グが可能であり、パターンを形成した後除去すべきエッ
チングマスクが存在しない。したがって、マスクの除去
にともなう表面の汚染及びマスクを除去する工程自体が
無く、パターンを形成した表面に連続して半導体薄膜等
を成長できた。この実施例では、細い電子ビームを用い
たが、ブロードな電子ビームを基板表面の全面に照射し
てその表面をエッチングすることもできる。また、電子
ビームの代わりに可視光、紫外線、及びＸ線等をビーム
遮断マスクを通して、基板表面上に投影し、エッチング
を行いパターンを形成することもできる。また、パター
ンを形成した表面上には、半導体薄膜をエピタキシャル
成長させることの他、絶縁薄膜あるいは金属薄膜をも大
気に曝すことなく形成することができた。
【０００９】次に、第３図を参照して第２の実施例を説
明する。第３図は本実施例の工程を示す概略図である。 使用した装置は第１の実施例と同様のものである。まず
、ＩｎＰ基板３１をＭＢＥ室２２に搬入し、その表面上
にガスソースＭＢＥを用いてＩｎＧａＡｓＰ層３２を０
．５μｍ成長させた。このウエハ３３をエッチング室２
３に搬送した。本実施例でのエッチング条件は次のよう
にした。即ち、基板温度を１３０℃、エッチングガス３
７として塩化水素を用い、電子ビームは２００ｎｍ幅の
ライン・アンド・スペース（グレーティング）を形成す
るように走査させた。このエッチングにより第３図（ｂ
）に示すように電子ビームを照射した領域のＩｎＧａＡ
ｓＰ層３２が除去されＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層が形成
された。この後、第１の実施例と同様にウエハ３３をＭ
ＢＥ室２２に移し、この後、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３８
、ＩｎＰ閉じ込め層３９、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層
４０を結晶成長させた。この結果、第３図（ｃ）に示す
ように電子ビーム照射領域の部分でメサが形成された。 このときのエッチングでは、電子ビームを照射した部分
のエッチングの深さは約０．３μｍであり、エッチング
面は鏡面であった。なお、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、半導体材料としてＩｎＡｓ，ＩｎＳ
ｂ，ＧａＰ，ＩｎＧａＡｌＰ，及びＡｌＧａＳｂ等の化
合物半導体であっても良い。
明する。第３図は本実施例の工程を示す概略図である。 使用した装置は第１の実施例と同様のものである。まず
、ＩｎＰ基板３１をＭＢＥ室２２に搬入し、その表面上
にガスソースＭＢＥを用いてＩｎＧａＡｓＰ層３２を０
．５μｍ成長させた。このウエハ３３をエッチング室２
３に搬送した。本実施例でのエッチング条件は次のよう
にした。即ち、基板温度を１３０℃、エッチングガス３
７として塩化水素を用い、電子ビームは２００ｎｍ幅の
ライン・アンド・スペース（グレーティング）を形成す
るように走査させた。このエッチングにより第３図（ｂ
）に示すように電子ビームを照射した領域のＩｎＧａＡ
ｓＰ層３２が除去されＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層が形成
された。この後、第１の実施例と同様にウエハ３３をＭ
ＢＥ室２２に移し、この後、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３８
、ＩｎＰ閉じ込め層３９、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層
４０を結晶成長させた。この結果、第３図（ｃ）に示す
ように電子ビーム照射領域の部分でメサが形成された。 このときのエッチングでは、電子ビームを照射した部分
のエッチングの深さは約０．３μｍであり、エッチング
面は鏡面であった。なお、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、半導体材料としてＩｎＡｓ，ＩｎＳ
ｂ，ＧａＰ，ＩｎＧａＡｌＰ，及びＡｌＧａＳｂ等の化
合物半導体であっても良い。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、化合物半導体表面に電
子ビームと塩化水素ガスを照射してエッチすることによ
ってパターンを形成するようにしたことで、化合物半導
体表面近傍に結晶欠陥を引き起こすことなく微細なパタ
ーンを形成することができる。また、一連の基板加工プ
ロセス及び結晶成長プロセスにおいて基板を大気にさら
すこと無く、制御された雰囲気下でしかも各工程を連続
して行うことができ、基板の表面を大気にさらすことで
発生する表面汚染あるいは界面での不純物の取り込みを
押さえることができる。更に、エッチングにマスク層を
使用しないため、マスク層の形成及び除去にともなう手
間が無く、且つ、表面の汚染を押さえられる。
子ビームと塩化水素ガスを照射してエッチすることによ
ってパターンを形成するようにしたことで、化合物半導
体表面近傍に結晶欠陥を引き起こすことなく微細なパタ
ーンを形成することができる。また、一連の基板加工プ
ロセス及び結晶成長プロセスにおいて基板を大気にさら
すこと無く、制御された雰囲気下でしかも各工程を連続
して行うことができ、基板の表面を大気にさらすことで
発生する表面汚染あるいは界面での不純物の取り込みを
押さえることができる。更に、エッチングにマスク層を
使用しないため、マスク層の形成及び除去にともなう手
間が無く、且つ、表面の汚染を押さえられる。
【図１】本発明のパターン形成方法の第１の実施例のプ
ロセス工程図である。
ロセス工程図である。
【図２】第１、第２の実施例のプロセスで使用される真
空システムの概略図である。
空システムの概略図である。
【図３】本発明のパターン形成方法の第２の実施例のプ
ロセス工程図である。
ロセス工程図である。
【図４】第２図のエッチング室２３を詳細に説明するた
めの斜視図である。
めの斜視図である。
１０ ＧａＡｓ基板
１１ ＧａＡｓバッファ層
１２ Ａｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓクラッド層１３
ＧａＡｓガイド層 １４ ウエハ １６ ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓ上部クラッド層１７
ＧａＡｓ酸化防止層 ２０ 試料加熱室 ２１ 導入室 ２３１ 電子ビーム発生装置 ２２ ＭＢＥ室 ２３ エッチング室 ２４ 試料交換室 ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ ゲートバルブ２６ａ，２６
ｂ，２６ｃ マグネットフィードスルー２８ ガス
導入部 ２９ マニピュレータ ３１ ＩｎＰ基板 ３２ ＩｎＧａＡｓＰ層 ３３ ウエハ ３７ エッチングガス ３８ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ３９ ＩｎＰ閉じ込め層 ４０ ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ４１ 電子ビーム ４４ 電流導入端子 ４６ ノズル ４７ ヒータ ４８ ＧａＡｓ基板 ５３ 塩化水素ガス
ＧａＡｓガイド層 １４ ウエハ １６ ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓ上部クラッド層１７
ＧａＡｓ酸化防止層 ２０ 試料加熱室 ２１ 導入室 ２３１ 電子ビーム発生装置 ２２ ＭＢＥ室 ２３ エッチング室 ２４ 試料交換室 ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ ゲートバルブ２６ａ，２６
ｂ，２６ｃ マグネットフィードスルー２８ ガス
導入部 ２９ マニピュレータ ３１ ＩｎＰ基板 ３２ ＩｎＧａＡｓＰ層 ３３ ウエハ ３７ エッチングガス ３８ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ３９ ＩｎＰ閉じ込め層 ４０ ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ４１ 電子ビーム ４４ 電流導入端子 ４６ ノズル ４７ ヒータ ４８ ＧａＡｓ基板 ５３ 塩化水素ガス
Claims (4)
- 【請求項１】 真空雰囲気下で、化合物半導体のウエ
ハ表面に塩化水素を含むガスを照射または接触させると
ともに、前記ウエハ表面に電子ビーム、可視光、紫外線
およびＸ線のうちから選ばれた少なくとも１つを照射し
て前記ウエハをエッチ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。 - 【請求項２】 請求項１において、集束した前記電子
ビームを走査して前記基板ウエハの所定領域のみに照射
することにより、前記所定領域をエッチして前記ウエハ
にパターンを形成することを特徴とする請求項１の化合
物半導体のエッチング方法。 - 【請求項３】 請求項１において、前記電子ビーム、
可視光、紫外線およびＸ線のうちから選ばれた少なくと
も１つをパターンを有するビーム遮断マスクを通して投
影して前記ウエハ表面の所定領域のみに照射することに
より、前記所定領域をエッチして前記ウエハにパターン
を形成することを特徴とする請求項１の化合物半導体の
エッチング方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至３の前記エッチングに続
いて、前記真空雰囲気下で、エッチされた前記ウエハ表
面に半導体薄膜、絶縁薄膜および金属薄膜の内から選ば
れた少なくとも１つを形成することを特徴とする化合物
半導体基体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40964390A JPH04213819A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 化合物半導体のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40964390A JPH04213819A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 化合物半導体のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04213819A true JPH04213819A (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=18518959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40964390A Withdrawn JPH04213819A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 化合物半導体のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04213819A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG118187A1 (en) * | 2002-05-16 | 2006-01-27 | Nawotec Gmbh | Procedure for etching of materials at the surface with focussed electron beam induced chemical reactions at said surface |
-
1990
- 1990-12-11 JP JP40964390A patent/JPH04213819A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG118187A1 (en) * | 2002-05-16 | 2006-01-27 | Nawotec Gmbh | Procedure for etching of materials at the surface with focussed electron beam induced chemical reactions at said surface |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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