JPH0480920A

JPH0480920A - 反応性イオンエッチング方法

Info

Publication number: JPH0480920A
Application number: JP19394990A
Authority: JP
Inventors: Takatomo Enomoto; 榎本　孝知; Yasunobu Ishii; 康信石井; Tadao Ishibashi; 忠夫石橋; Kunihiro Arai; 邦博荒井
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1992-03-13
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JP2612373B2

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、反応性イオンエツチング方法に係り、より詳
細には、エツチングの高精度化が可能な、電子のサイク
ロトロン共鳴（以下ＥＣＲという）を用いた反応性イオ
ンエツチング方法に関する。

［従来の技術］従来、例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰなどのＩＩＩ　−Ｖ族
化合物半導体、あるいはＡｆＬＧａＡｓ。

ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｕＡｓなどの混晶半導体のエツチ
ングには、つ・エツトエツチングが一般的に用いられて
いる。すなわち、過酸化水素の混合液、硝酸と過酸化水
素の混合液を用いたエツチングが用いられている。

しかしながら、このようなウェットエツチングは、各方
向に等しくエツチングが行われるいわゆる等方性エツチ
ングであるため、アンダーカットあるいはサイドエツチ
ングが生じ、また、エツチング速度の結晶方位依存性が
顕著なため、半導体の垂直加工や微細でかつ深いエツチ
ング（いわゆるアスベスト比の高いエツチング）が困難
であった。

そこで、アスペクト比の高いエツチングを行うような場
合には、異方性エツチング（特定の方向のみのエツチン
グ）が可能な反応性イオンエツチングが行われる０反応
性イオンエツチングは、反応性ガス（例えばハロゲンガ
ス、ハロゲン元素を含むハロゲン系ガスなど）をプラズ
マ化し、プラズマ中にイオンとともに化学反応性の極め
て高い活性種（例えば、ラジカル）を生成させ、イオン
による物理的エツチングと上記活性種による化学的エツ
チングによりエツチングを行うものである。

とくに、この反応性エツチングを、電子サイクロトロン
共０３（ＥＣＲ）を利用したプラズマ発生源を用い、且
つ高周波（ＲＦ）電力を基板に印加して行う場合には、
低い圧力で高密度のプラズマを生じさせることができ、
また、基板に入射するイオンエネルギーを最適化するこ
とができるという特徴を有している。

すなわち、この技術は、従来の平行平板型ＲＦプラズマ
励起を用いた反応性イオンエツチング法゛に比べ、低い
イオンエネルギーで高いエツチング速度が得られるとい
う特徴を持つ、また、ガス圧力がｌＸｌ０−’〜１０　
ｘ　１０−’Ｔｏｒｒであり、通常の平行平板型反応性
イオンエツチング法の１／１０〜１／１００という低い
圧力である。そのため、不揮発性反応生成物が他の方法
による場合よりも残存しにくく、高いエツチング速度が
得られるという特徴もある。

したがって、例えば、ＧａＡｓに対しては、４０００人
／分以上の高いエツチング速度が得られる。また、Ｉｎ
を含む、Ｉ　ｎＧａＡｓ。

ＩｎＡｕＡｓ、ＩｎＰに対しては、Ｉｎの塩化物の蒸気
圧が低いにもかかわらず、約４００人／分のエツチング
速度を得ることが出来る。

しかしながら、かかる技術を用いたエツチング方法には
、例えば、次に述べるような問題がある。

以下に問題点を詳細に述べる。

近年、精力的に研究・開発がなされているヘテロ接合型
電界効果トランジスターやヘテロバイポーラ−トランジ
スターにおいて、ＧａＡｓ層とＡｊ２ＧａＡｓ層との間
のオーミックコンタクト抵抗を低減するために、例えば
第３図に示すように、ＧａＡｓ層３２上にＩ　ｎＧａＡ
ｓ層３１を形成する。このような層構造を、エツチング
により分離する場合、ＩｎＧａＡｓのエツチング速度は
、前述した通りＧａＡｓの約１７１０であるため、Ｉ　
ｎＧａＡｓ層３１のエツチングを行おうとすると、Ｇａ
Ａｓ層３２の過度のエツチングが生じてしまう。

すなわち、第３図に示す層構造において、Ｉ　ｎＧａＡ
ｓ層３１の膜厚を１０００人とし、ＧａＡｓ層３２の膜
厚を１０００人とすると、前述した通り、Ｉ　ｎＧａＡ
ｓのエツチング速度は４００人／分であるから、Ｉ　ｎ
ＧａＡｓ層３１の全てをエツチングするために要するエ
ツチング時間は、２分３０秒ということになる。

しかし、層厚の面内分布等を考慮すると、確実にＩ　ｎ
ＧａＡｓ層３１を完全に除去するためには、膜厚の１０
％（１５秒）程度のオーバーエツチングを加えるのが普
通である。このとき、既にＩ　ｎＧａＡｓ層３１がエツ
チングされているところ（すなわち、ＧａＡｓ層３２の
表面が露出しているところ）は、ＧａＡｓ層３２の表面
が１５秒間エツチングされることになる。ＧａＡｓのエ
ツチング速度が４０００人／分であることから、このオ
ーバーエツチングの間のＧａＡｓ層３２のエツチング量
は１０００人となり、ＧａＡｓ層３２は完全にエツチン
グされてしまうという問題が生じる。仮に、ＧａＡｓ層
３２の膜厚が１０００Å以下ならば、ＧａＡｓ層３２の
下層（第３図では基板３３）もその材質いかんではエツ
チングされてしまうおそれがある。

したがりて、ＧａＡｓ層３２のエツチング量を高精度に
制御するためには、ＧａＡｓのエツチング速度を低くす
る必要がある。しかも、重要なことは、Ｉ　ｎＧａＡｓ
のエツチング速度を低下させることなくＧａＡｓのエツ
チング速度を低下させる必要があるということである。

しかるに、これを実現する技術は現在のところ存在しな
い。

なお、かかる問題は、Ｉ　ｎＧａＡｓとＧａＡｓとの間
でのみ生ずるものではなく、異なる組成を有する複数の
薄膜が基板上に形成されている場合において、該複数の
薄膜のエツチング速度が異なり、一方の層のみのエツチ
ングを行いたい場合に頻繁に生じるところである。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、エツチング対象とする膜のエツチング速度を
低くすることなく、他の膜のエツチング速度を低下させ
ることができる反応性イオンエツチング方法を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するための本発明の要旨は、電子のサイ
クロトロン共鳴により反応性ガスをプラズマ化して基体
上に形成された薄膜のエツチングを行う反応性イオンエ
ツチング方法において、該基体側電極に高周波電源を印
加するとともに該反応性ガスに不活性ガスを混合するこ
とを特徴とする反応性イオンエツチング方法に存在する
６［作用コ以下に本発明の作用を、本発明をなすに際して得た知見
に基づき、詳細な構成とともに説明する。

なお、ここでは、Ｉ　ｎＧａＡｓとＧａＡｓを例にとっ
て説明する。

まず、本発明者は、従来の技術において、Ｉ　ｎＧａＡ
ｓとＧａＡｓとのエツチング速度が異なるのは、それぞ
れ、エツチング速度を律速する因子が異なっているため
ではないかとの着想を得た。

しかるに、ＥＣＲを用い、かっＲＦ電力を印加する場合
における律速因子は従来はとんど解明されていなかった
。

そこで、本発明者は、まず、律速因子を究明するための
手がかりとして、基板側電極に印加するＲＦ電力を数々
変化させて、それぞれのエツチング速度に与える影響に
ついて調べた。なお、その際反応性ガスとして１００％
塩素ガスを用いた。

その結果の一例を第２図に示す。

第２図に示すように、Ｉ　ｎＧａＡｓの場合は、ＲＦ［
力の増加とともに、そのエツチング速度（線２２）は増
加するが、ＧａＡｓの場合は、ＲＦ電力を増加させても
５０Ｗ以上ではそのエツチング速度（線２１）は飽和あ
るいは若干減少してしまうことがわかった。

ところで、基板側電極にＲＦ電力を印加すると、基板表
面には自己バイアス電圧が発生する。

プラズマ中のイオンは電荷を有しているためこの自己バ
イアス電圧により加速されて大きなエネルギーを得て基
板表面に入射する。ＲＦ電力を大きくすると、自己バイ
アス電圧も大きくなり、したがって、基板表面に入射す
るイオンのエネルギーも大きくなる。それに対し、活性
種は中性であるため、入射エネルギーは自己バイアス電
圧に左右されない。

したがって、第２図に示すように、ＧａＡｓのエツチン
グ速度（線２１）が、ＲＦ電力を大きくしてもそれに相
関して大きくならないということは、ＧａＡｓのエツチ
ング速度（線２１）がイオンエネルギーに依存せず、活
性種（例えば、反応性ガスに塩素ガスを用いた場合は塩
素及び塩素ラジカルｃｕ’等）の供給律速になフている
と考えられる。

それに対し、Ｉ　ｎＧａＡｓのエツチング速度（線２２
）は、ＲＦ電力とともに増加していることから、エツチ
ング速度（線２２）はイオンの衝撃により支配されてい
ると考えられ、Ｉ　ｎＧａＡｓの場合は、イオンの供給
律速になっていると考えられる。

なにゆえに、Ｉ　ｎＧａＡｓとＧａＡｓとのエツチング
速度を律速する因子がこのように両者で異なるのかを考
察したが、次の理由によると考えられる。

すなわち、ＧａＡｓのエツチングの際に生ずる反応生成
物は、Ｇａと反応性ガスの構成元素との化合物及びＡｓ
と反応性ガスの構成元素との化合物（反応性ガスが例え
ば塩素ガスの場合は塩素化合物）と考えられる。しかし
、これらの反応生成物の蒸気圧は高いために容易に基板
表面から蒸発しエツチングが進行すると考えられる。し
たがって、ＧａＡｓのエツチング速度（線２１）を主に
決定しているのは、表面に入射する活性種（塩素又は塩
素ラジカル等）の数であると考えられる。

それに対し、ＩｎＧａＡｓのエツチングの際に生ずる反
応生成物は、Ｇａと反応性ガスの構成元素との化合物、
Ａｓと反応性ガスの構成元素との化合物及びＩｎと反応
性ガスの構成元素との化合物（反応性ガスが例えば塩素
ガスの場合は塩素化合物）と考えられる。このうちＩｎ
の化合物はその蒸気圧が低いため、不揮発生成物として
残存し、基板表面を覆い、エツチングを阻止してしまう
。このため、例えばＩ　ｎＧａＡｓのエツチング速度（
線２２）はＧａＡｓに比べ約１７１０と小さくなるもの
と考えられる。

表面を覆ったＩｎの化合物の離脱は、室温においてはエ
ツチング表面へのイオン衝突によって起こると考えられ
、したがって、ＩｎＧａＡｓのエツチング速度（線２２
）を主に決定しているのは、表面に入射するイオンの数
あるいはエネルギーと考えられる。

以上の知見を基礎として、従来の技術が有する問題の解
決手段を鋭意探究したところ、反応性ガスに不活性ガス
を混合すると、上記問題は解決されることを見い出した
。

般的に考えると、反応性ガスに不活性ガスを混合すると
、反応性ガスの分圧は当然低くなり、たとえＧａＡｓの
エツチング速度が低下したとしてもＩ　ｎＧａＡｓのエ
ツチング速度も低下してしまうと予想される。しかし、
かかる一般的予想に反して、ＧａＡｓのエツチング速度
のみが低下してＩ　ｎＧａＡｓのエツチング速度は低下
しないことを本発明者は見い出し、本発明をなすにいた
ったものである。

Ｉ　ｎＧａＡｓのエツチング速度が低下せずに、ＧａＡ
ｓのエツチング速度のみが低下する理由は、上記知見と
合せ考えると。次の通りと推測できる。

すなわち、反応性ガスに不活性ガスを混合した混合ガス
を用いると、プラズマ中の活性種の数は減少し、活性種
ラジカルの入射数も減少する。しかし、プラズマ中には
、不活性ガスのイオンも生じており、結局、全体的なイ
オンの数は減少していない。前述した通り、Ｉ　ｎＧａ
Ａｓの場合は、イオンの供給律速と考えられるので、入
射イオン数が減少しなければ、Ｉ　ｎＧａＡｓのエツチ
ング速度の低下は少ない。

それに対し、ＧａＡｓのエツチング速度は、反応性ガス
の濃度に比例して低下していく。したがって、反応性ガ
スを不活性ガスで希釈するとＧａＡｓのエツチング速度
のみが低下し、Ｉ　ｎＧａＡｓのエツチング速度は変化
しないことになるためと考えられる。

なお、以上の説明は薄膜としてＩ　ｎＧａＡｓとＧａＡ
ｓを例にとった説明であるが、本発明は、単に、Ｉ　ｎ
ＧａＡｓ層とＧａＡｓ層とが形成されている場合に通用
し得るばかりでなく、蒸気圧に差がある反応生成物を生
成する層が形成されている場合（従来法では、かかる場
合にエツチング速度に差が生ずる）に一般に通用するこ
とができることは前記説明から明らかである。

例えば、ＩｎＰ／ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＡＪＩＧａ
Ａｓ、ＩｎＰ／ＡｆＧａＡｓ等の化合物半導体、混晶半
導体よりなる薄膜、その他の薄膜のエツチングにも応用
できる。

なお、本発明において、反応性ガスは、エツチングする
薄膜の材料により適宜決定すればよいが、例えば、ハロ
ゲンガスを用いることができる。ハロゲンガスの中でも
塩素ガス、ブロムガス、ヨウ素ガスが好ましい。またこ
れらを２種以上混合してもよい。

一方、上記反応性ガスに混合する不活性ガスとしては、
例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、ク
リプトンガス、キセノンガス、窒素ガス（本明細書では
窒素ガスも不活性ガスの中に含める）などがあげられる
、なお、反応性ガスとして塩素ガスを用い、不活性ガス
としてアルゴンガスを用いることが好ましい。

反応性ガスと不活性ガスとの混合比率は、反応性ガスと
不活性ガスとの具体的組合せにより第１図に示すような
反応性ガス濃度とエツチング速度との関係を求めておぎ
、不揮発性反応生成物を生じない方の膜のエツチング量
がどの程度まで許容できるかなどによりその都度適宜決
定すればよく、混合比率（反応性ガス濃度）を変化させ
ることによりエツチング速度を幅広く変化させることが
できる。

なお、各種の薄膜材料につきそのエツチング速度と反応
性ガスの濃度との関係を第１図に示すように求め、それ
ぞれの線が交差する点における反応性ガス濃度以下の濃
度を選択すわば、等しいかあるいはより低いエツチング
速度を得ることができる。例えば、前述した、ＩｎＧａ
ＡｓとＧａＡｓの例では、直線１１と直線１２とは反応
性ガス濃度が約１０％のところで交差しているので、反
応性ガス濃度を約１０％以下とすればＧａＡｓのエツチ
ング速度をＩ　ｎＧａＡｓのエツチング速度以下とする
ことができる。

［実施例コ以下に本発明の詳細な説明する。

（″７／７Ｓ１実施例）第４図に、本実施例で用いたＥＣＲエツチング装置の概
念図を示す。

ま、ず、この装置を説明する。

この装置においては、反応性ガスに不活性ガスを混合し
て得られる混合ガス４３をプラズマ室４４に導入し、プ
ラズマ室４４において高密度のプラズマ４９を形成する
。

このプラズマ４９は、コイル４２の発散磁界により、エ
ツチング室４５内に引き出される。エツチング室４５内
では、試料台４８にＲＦ電力４７が印加され、試料台４
８近傍の圧力にしたがって、試料台４８とプラズマ４９
の間に自己バイアス電圧が生じる。この自己バイアス電
圧により、プラズマ４９中のイオンは試料台４８に向か
って加速され、試料（基板）４６表面に入射し、表面の
不揮発性反応生成物をスパッタすることにより、又は、
気化熱に相当するエネルギーを反応生成物に与え蒸発さ
せることによりエツチングを促進する。

一方、中性である活性種（例えば、塩素及び塩素ラジカ
ル）は、エツチング圧力に従った面密度で試料４６表面
に到達し、活性種との化合物を形成する・。

以上述べたように、第４図に示す装置においては、活性
種とイオンの衝撃により、エツチングは進行していく。

この装置を用いて実際のエツチング試験を行った。

第３図に示す層構造のエツチングに先立ち、第３図に示
す各層を構成する材料に対するエツチング速度の反応性
ガス濃度依存性を求めた。

その際のエツチング条件は下記の通りである。

層構成材料−・・ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＲＦ電力・・
・５０ＷＲＦ周波数・・・１３．５６ＭＨｚ基板温度・・・室温反応性ガス・・・塩素ガス不活性ガス・・・アルゴンガス反応性ガス濃度・・・０〜１００％（分圧比）ただし、不活性ガス濃度（％）＝（反応性ガス）／（不活性ガス＋反応性ガス）である。

この試験の結果、ＧａＡｓとＩ　ｎＧａＡｓのエツチン
グ速度と塩素ガス濃度依存性との関係につき、第１図に
示す結果が得られた。

第１図に示されるように、ＧａＡｓのエツチング速度（
線１１）は、塩素ガス濃度１００％では、４０００人／
分であるが、塩素ガス濃度が減少するにつれ次第に減少
し、例えば約１０％では、４００人／分となっていた。

一方、ＩｎＧａＡｓのエツチング速度（線１２）は、塩
素ガス濃度が０〜約５％までは増加するが、５％以上に
なるとエツチング速度は４００人／分で飽和し始めた。

すなわち、５％〜１００％までは４００人／分でほとん
ど変わらなかりた。

そして、線１１（ＧａＡｓのエツチング速度）と線１２
　（Ｉ　ｎＧａＡｓのエツチング速度）とは塩素ガス濃
度約１０％の点で交差する（なお、交差点における両者
のエツチング速度は４００人／分である）、シたがって
、塩素ガス濃度を１０％以下（好ましくは５〜１０％）
としてエッチングを行えばＧａＡｓのエツチング速度を
ＩｎＧａＡＳのエツチング速度よりも低くすることがで
きることが確認された。

次に、塩素ガス濃度を１０％として、第３図に示すよう
な層構造、すなわち、ＩｎＧａＡｓ層３１（厚さ：’　
１０００人）とＧａＡｓ層３２（厚さ：１０００人）が
基板３３上の順次積層してなる積層構造のエツチングを
行った。

なお、塩素ガス濃度以外のエツチング条件は第１図を求
めたときの条件と同じとした。

まず、Ｉ　ｎＧａＡｓ層３１を２分３０秒エツチングし
た。このとき、ＧａＡｓ層３２の一部は表面に露出して
いた。

次いで、１５秒間（Ｉ　ｎＧａＡｓ層３１の膜厚１０％
に相当）のオーバーエツチングを行フた。

このオーバーエツチングの間のＧａＡｓ層３２のエツチ
ング量を調べたところエツチング量は高々１００人に抑
えられていた。すなわち、従来に比べ約１／ｌＯに減少
していた。

このように本実施例では高精度のエツチング加工が実現
された。

（第２実施例）本例では、第１実施例におけるＧａＡｓ層３２に代え、
層３２をＡ、ＱＧａＡｓ層とし、層３１を第１実施例と
同じ＜　Ｉ　ｎＧａＡｓ層とした。

本例においても、第１実施例と同様に、まず、Ａｌ２Ｇ
ａＡｓのエツチング速度及びＩ　ｎＧａＡｓのエツチン
グ速度と反応性ガス濃度との関係を求めた。なお、この
際のエツチング条件は、層構成材料を除き第１実施例に
おいて第１図を求めたときと同じ条件を用いた。

その結果、Ａｌ１ＧａＡｓについては、塩素濃度１００
％の点で、エツチング速度は４０００人／分でありＧａ
Ａｓと同じであったが、塩素ガス濃度約１０％の点では
エツチング速度は５００λ／分であった。

一方、Ｉ　ｎＧａＡｓについては実施例１と同様の結果
が得られた。

そして、ＡρＧａＡｓのエツチング速度を示す線と、Ｉ
　ｎＧａＡｓのエツチング速度を示す線（第１図線１２
）とは、塩素ガス濃度約８％の点（エツチング速度４０
０人／分）のところで交差していた。

次に、塩素ガス濃度を８％として、第３図に示すような
層構造、すなわち、ｒ　ｎＧａＡｓ層３１（厚さ：１０
００人）とＡｌ２ＧａＡｓ層３２（厚さ：１０００人）
からなる積層構造のエツチングを行った。なお、塩素ガ
ス濃度以外の他のエツチング条件は第１実施例のときの
エツチング条件と同じとした。

その結果第１実施例と同様の結果が得られた。

すなわちオーバーエツチングの間のＡｌｌＧａＡｓ層３
２のエツチング量は高々１００人に抑えられていた。

このように本実施例でも高精度のエツチング加工が実現
された。

（第３実施例）本例では、Ｗ：３１をＩｎＰ層とし、層３２をＡ　１２
　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｗ７とした。

本例においても、第１実施例と同様に、まず、Ａｌ１Ｇ
ａＡｓのエツチング速度及びＩｎＰのエツチング速度と
反応性ガス濃度との関係を求めた。

なお、この際のエツチング条件は、層構成材料を除き第
１実施例において第１図を求めたときと同じ条件を用い
た。

その結果、Ａｌ１ＧａＡｓについては、第２実施例と同
じ結果が得られた（すなわち、塩素ガス濃度１００％の
点で、エツチング速度は４０００人／分、塩素ガス濃度
１０％の点ではエツチング速度は５００人／分）。

一方、ＩｎＰについては、Ｉ　ｎＧａＡｓの場合（第１
図の線１２）と同じ結果が得られた。

そして、ＡｆＧａＡｓのエツチング速度を示す線と、Ｉ
ｎＰのエツチング速度を示す線とは、塩素ガス濃度約８
％の点（エツチング速度４００人／分）のところで交差
していた。

次に、塩素ガス濃度を８％として、第３図に示すような
層構造、すなわち、ＩｎＰ層３１（厚さ：１０００人）
とＡｌ１ＧａＡｓ層３２（厚さ：１０００人）からなる
積層構造のエツチングを行った。なお、他のエツチング
条件は第１実施例のときのエツチング条件と同じとした
。

その結果第１実施例と同様の結果が得られた。

すなわちオーバーエツチングの間のＡｆｆｉＧａＡｓ層
３２のエツチング量は高々１００人に抑えられていた。

（第４実施例）本例では、層構成材料は第１実施例と同じとした。ただ
、本例では不活性ガスとしてアルゴンガスに代え窒素ガ
スを用いた。

本例でも第１実施例と同様に、まず、ＧａＡｓのエツチ
ング速度及びＩ　ｎＧａＡｓのエツチング速度と反応性
ガス濃度との関係を求めた。なお、この際のエツチング
条件は、不活性ガスを除き第１実施例で第１図を求めた
ときと同じエツチング条件を用いた。

その結果、ＧａＡｓのエツチング速度は、塩素ガス濃度
１００％では、４０００人／分であり、塩素ガス濃度が
減少するにつれ次第に減少し、１０％では、４００人／
分となっていた。すなわち、第１実施例と同じ結果が得
られた。つまり、ＧａＡｓのエツチング速度については
、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いても窒素ガスを
用いても変わりはなかった。

一方、Ｉ　ｎＧａＡｓのエツチング速度は、塩素ガス濃
度が０〜５％までは増加するが、５％からエツチング速
度は３００人／分で飽和した。すなわち、５％〜１００
％までは３００人／分でほとんど変わらなかった。結局
、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いた実施例１と比
べると、飽和するエツチング速度が低下していた。

そして、ＧａＡｓのエツチング速度の線とＩ　ｎＧａＡ
ｓのエツチング速度の線とは塩素ガス濃度８％の点で交
差していた（なお、交差点における両者のエツチング速
度は３００人／分である）。

したがって、塩素ガス濃度を８％以下（好ましくは５〜
８％）としてエツチングを行えばＧａＡｓのエツチング
速度をＩ　ｎＧａＡｓのエツチング速度よりも低くする
ことができることが確認された。

次に、塩素濃度を８％として、第３図に示すような層構
造、すなわち、Ｉ　ｎＧａＡｓ層３１（厚さ：１０００
人）とＧａＡｓ層３２（厚さ：１０００人）からなる積
層構造のエツチングを行った。なお、不活性ガスの種類
、及び、塩素ガス濃度以外のエツチング条件は第１実施
例のときのエツチング条件と同じとした。

まず、Ｉ　ｎＧａＡｓ層３１を３分２０秒エツチングし
た。このとき、ＧａＡｓ層３２の一部は表面に露出して
いた。

次いで、２０秒間（Ｉ　ｎＧａＡｓ層３１の膜厚１０％
に相当）のオーバーエツチングを行った。

このオーバーエツチングの間のＧａＡｓ層３２のエツチ
ング量を調べたところエツチング量は高々１００人に抑
えられていた。

以上の実施例では、二つの層のエツチング速度を同じく
すべき例として、反応性ガス濃度を８％あるいは１０％
とした場合について述べたが、かかる反応ガス濃度にこ
だわる必要はなく、反応性ガス濃度は１００％未満の間
で適宜選択することができることはいうまでもない。

なお、第１実施例から第４実施例を通して言えることは
、層構成材料、不活性ガスの種類が変わったとしても、
層構成材料につき、第１図に示すような、反応性ガス濃
度とエツチング速度との関係を求めておき、層構成材料
の組合せに対応する線の交差点における反応性ガス濃度
でエツチングを行えば、′Ｍ３図に示す層構造の下層（
３２）のエツチング量を一定（第１実施例〜第４実施例
では１００人）にすることができるということである。

［発明の効果］本発明によれば例えば次なる効果を得ることができる。

従来法によればコ、ツチング速度が異なる２以上の層の
エツチングを、一方の層のエツチング速度を低下させる
ことなく、他方の層のエツチング速度を任意の速度に低
下させることが可能となり、例えばその層が積層構造を
有している場合、その積層構造のエツチング精度を向上
させることができ、かつ積層構造に対する一加工上の制
限が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、塩素ガスをＡｒで希釈した時の、エツチング
速度の塩素濃度依存性を示すグラフである。第２図は、１００％塩素ガスによる、ＧａＡｓとＩ　ｎ
ＧａＡｓのエツチング速度のＲＦ電力依存性を示すグラ
フである。第３図は、本発明の実施例によりエツチングしようとす
る半導体の層構成の例である。！４図は、本発明の実施例において用いたＥＣＲエツチ
ング装置の概念図である。（符号の説明）１１．２１・・・ＧａＡｓのエツチング速度１２．２２
・・・Ｉ　ｎＧａＡｓのエツチング速度３１−　Ｉ　ｎ
　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ層（ＩｎＰ層）３２−・−Ｇ　ａ　Ａ
　ｓ層（ＡｕＧａＡｓ層）３３・・・基体（基板）４１・・・マイクロ波４２・・・コイル４３・・・混合ガス４４・・・プラズマ室４５・・・エツチング室４６・・・試料（基板）４７・・・ＲＦ電力４８・・・試料台４９・・・プラズマ第図Ｃ１２／（Ｃ１２＋Ａｒ）（％）（分圧比）１１・−・ＧａＡｓ１２−１ｎＧａＡｓ第図２＋　・＝ＧａＡｓ２２　・＝　ＩｎＧａＡｓ第図３３・・・基４反４６・・・試料（基板）４７・・・ＲＦ電源４８・・試料台４９・・プラズマ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子のサイクロトロン共鳴により反応性ガスをプ
ラズマ化して基体上に形成された薄膜のエッチングを行
う反応性イオンエッチング方法において、該基体側電極
に高周波電力を印加するとともに該反応性ガスに不活性
ガスを混合することを特徴とする反応性イオンエッチン
グ方法。