JPH05267243A - ドライエッチングガスおよびそれを用いたドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチングガスおよびそれを用いたドライエッチング方法Info
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- JPH05267243A JPH05267243A JP6285192A JP6285192A JPH05267243A JP H05267243 A JPH05267243 A JP H05267243A JP 6285192 A JP6285192 A JP 6285192A JP 6285192 A JP6285192 A JP 6285192A JP H05267243 A JPH05267243 A JP H05267243A
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- etching
- gaas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構成元素としてＡｌを含む化合物半導体を低
いエッチング前到達真空度でドライエッチングする。 【構成】 構成元素としてＡｌを含むような化合物半導
体のドライエッチングにおいて、Ｃｌ2、Ａｒ、ＣＦ4を
真空槽内に独立に導入する手段と、その混合比を設定す
る手段を備えたドライエッチング方法である。
いエッチング前到達真空度でドライエッチングする。 【構成】 構成元素としてＡｌを含むような化合物半導
体のドライエッチングにおいて、Ｃｌ2、Ａｒ、ＣＦ4を
真空槽内に独立に導入する手段と、その混合比を設定す
る手段を備えたドライエッチング方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
において真空槽内で放電を行うことにより基板をエッチ
ング処理するドライエッチングに関するものであり、さ
らに詳しくは構成元素としてＡｌを含むような化合物半
導体のエッチングを行うのに適したドライエッチングガ
スおよびそのガスを用いたドライエッチング方法に関す
るものである。
において真空槽内で放電を行うことにより基板をエッチ
ング処理するドライエッチングに関するものであり、さ
らに詳しくは構成元素としてＡｌを含むような化合物半
導体のエッチングを行うのに適したドライエッチングガ
スおよびそのガスを用いたドライエッチング方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＡｌＧａＡｓ系半導体多層膜をレ
ーザ共振器ミラーとして利用した垂直共振器型面発光レ
ーザの開発が盛んになってきており、メサの形成にはド
ライエッチングが利用されている。
ーザ共振器ミラーとして利用した垂直共振器型面発光レ
ーザの開発が盛んになってきており、メサの形成にはド
ライエッチングが利用されている。
【０００３】以下に従来のドライエッチングの一例につ
いて説明する。図３は従来のドライエッチングに用いる
ドライエッチング装置の概略図である。図３において、
３０１はＣｌ2ガス導入ライン、３０２はＡｒガス導入
ライン、３０３はエッチング真空槽、３０４は拡散ポン
プ、３０５はロータリーポンプ、３０６はターボ分子ポ
ンプ、３０７はロードアンロード室、３０８はバッファ
室をそれぞれ表している。
いて説明する。図３は従来のドライエッチングに用いる
ドライエッチング装置の概略図である。図３において、
３０１はＣｌ2ガス導入ライン、３０２はＡｒガス導入
ライン、３０３はエッチング真空槽、３０４は拡散ポン
プ、３０５はロータリーポンプ、３０６はターボ分子ポ
ンプ、３０７はロードアンロード室、３０８はバッファ
室をそれぞれ表している。
【０００４】以上のように構成されたドライエッチング
装置を用いたドライエッチングの方法について説明す
る。まず、試料ウエハをロードアンロード室からバッフ
ァ室へ導入する。拡散ポンプを用いて１０-7Ｔｏｒｒま
で真空度を上昇させ、その後エッチング真空槽へ導入す
る。ここではターボ分子ポンプを用いて真空度１０-9Ｔ
ｏｒｒまでさらに上昇させる。次に、Ｃｌ2ガス導入ラ
イン、Ａｒガス導入ラインよりエッチングガスを導入し
放電を行いエッチングする。ここで、用いられているエ
ッチングガスはＣｌ2ガス、Ａｒガスの混合ガスであ
る。
装置を用いたドライエッチングの方法について説明す
る。まず、試料ウエハをロードアンロード室からバッフ
ァ室へ導入する。拡散ポンプを用いて１０-7Ｔｏｒｒま
で真空度を上昇させ、その後エッチング真空槽へ導入す
る。ここではターボ分子ポンプを用いて真空度１０-9Ｔ
ｏｒｒまでさらに上昇させる。次に、Ｃｌ2ガス導入ラ
イン、Ａｒガス導入ラインよりエッチングガスを導入し
放電を行いエッチングする。ここで、用いられているエ
ッチングガスはＣｌ2ガス、Ａｒガスの混合ガスであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のような構成では、ドライエッチング技術において次の
ような問題が生じる。上記のデバイスは、被エッチング
材料としてＡｌを含んでいるために非常に酸化され易
く、通常ＧａＡｓのエッチングに用いられるＣｌ2、Ａ
ｒ混合ガスではエッチングが進行しにくいという問題点
があった。
のような構成では、ドライエッチング技術において次の
ような問題が生じる。上記のデバイスは、被エッチング
材料としてＡｌを含んでいるために非常に酸化され易
く、通常ＧａＡｓのエッチングに用いられるＣｌ2、Ａ
ｒ混合ガスではエッチングが進行しにくいという問題点
があった。
【０００６】そのエッチング中の酸化層の影響を避ける
ためにはロードロック方式を採用したりターボ分子ポン
プを用いることによりエッチングガス導入前のエッチン
グ真空槽内の背圧を１０-9Ｔｏｒｒ以下の高真空にしな
ければならないという問題点を有していた。
ためにはロードロック方式を採用したりターボ分子ポン
プを用いることによりエッチングガス導入前のエッチン
グ真空槽内の背圧を１０-9Ｔｏｒｒ以下の高真空にしな
ければならないという問題点を有していた。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑み、低いエッチン
グ前到達真空度でもドライエッチングを可能とするドラ
イエッチングガス、ドライエッチング方法を提供するも
のである。
グ前到達真空度でもドライエッチングを可能とするドラ
イエッチングガス、ドライエッチング方法を提供するも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のドライエッチングガスは、Ｃｌ2ガス、
ＡｒガスにさらにＣＦ4ガスを配合した構成にする。
めに、本発明のドライエッチングガスは、Ｃｌ2ガス、
ＡｒガスにさらにＣＦ4ガスを配合した構成にする。
【０００９】本発明のドライエッチング方法は前記Ｃｌ
2、Ａｒ、ＣＦ4を体積比１：５：５で真空槽内に独立に
導入する構成を有している。
2、Ａｒ、ＣＦ4を体積比１：５：５で真空槽内に独立に
導入する構成を有している。
【００１０】
【作用】本発明は上記した第１の構成によって、従来エ
ッチングの進行を妨げていたＡｌの酸化物をＣＦ4がエ
ッチングし、構成元素としてＡｌを含む化合物半導体を
エッチングすることが可能となり、第２の構成によっ
て、Ａｌの酸化物が生じてしまうような低いエッチング
前到達真空度で、構成元素としてＡｌを含む化合物半導
体をエッチングすることが可能となる。
ッチングの進行を妨げていたＡｌの酸化物をＣＦ4がエ
ッチングし、構成元素としてＡｌを含む化合物半導体を
エッチングすることが可能となり、第２の構成によっ
て、Ａｌの酸化物が生じてしまうような低いエッチング
前到達真空度で、構成元素としてＡｌを含む化合物半導
体をエッチングすることが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の第１の実施例について、図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の実施例における
ドライエッチング装置の構成を示すものである。図１に
おいて、１０１はＣｌ2ガス導入ライン、１０２はＡｒ
ガス導入ライン、１０２はＣＦ4ガス導入ライン、１０
３はエッチングチャンバー、１０４は拡散ポンプ、１０
５はロータリーポンプを表している。以上のように構成
されたドライエッチング装置を用いたドライエッチング
方法およびその開発経緯について、以下、図１及び図３
を用いて説明する。
参照しながら説明する。図１は本発明の実施例における
ドライエッチング装置の構成を示すものである。図１に
おいて、１０１はＣｌ2ガス導入ライン、１０２はＡｒ
ガス導入ライン、１０２はＣＦ4ガス導入ライン、１０
３はエッチングチャンバー、１０４は拡散ポンプ、１０
５はロータリーポンプを表している。以上のように構成
されたドライエッチング装置を用いたドライエッチング
方法およびその開発経緯について、以下、図１及び図３
を用いて説明する。
【００１２】面発光レーザのメサ形成において、ロード
ロック方式などの大がかりな真空装置を用いずに、Ｇａ
Ａｓ／ＡｌＡｓ半導体多層膜のドライエッチング行うこ
とは非常に有効である。しかし、ＡｌＡｓ層は非常に酸
化され易いので、エッチングレートへの残留酸素による
酸化の影響を避けるためには背圧を１０-9Ｔｏｒｒ以下
にする必要があり、そのためには図３に示すようなロー
ドアンロード室、バッファ室を備えたロードロック方式
など、非常に高価でかつ複雑なシステムを備えた装置を
用いなければならない。そこで、図１に示すような基本
的な真空システムを用いて到達真空度１０ー6Ｔｏｒｒの
条件で、通常ＧａＡｓのドライエッチングに用いられる
Ｃｌ2・Ａｒの混合気体の、Ａｒの組成比を増加させる
ことにより物理的エッチング効果を増加させ酸化層を含
めてエッチングを行った。まず本装置でのＧａＡｓのエ
ッチングに最適なＣｌ2：Ａｒ比率１：５の混合ガスを
用いてエッチングを行った。結果はエッチング表面に生
じるＡｌの酸化の影響でエッチングレートは０オングス
トローム／分であった。次にＡｒの混合比を増加させエ
ッチングを行った。しかしながらこの構成では３０オン
グストローム／分のエッチングレートしか得られず、か
つマスク材との選択性がとれなかった。
ロック方式などの大がかりな真空装置を用いずに、Ｇａ
Ａｓ／ＡｌＡｓ半導体多層膜のドライエッチング行うこ
とは非常に有効である。しかし、ＡｌＡｓ層は非常に酸
化され易いので、エッチングレートへの残留酸素による
酸化の影響を避けるためには背圧を１０-9Ｔｏｒｒ以下
にする必要があり、そのためには図３に示すようなロー
ドアンロード室、バッファ室を備えたロードロック方式
など、非常に高価でかつ複雑なシステムを備えた装置を
用いなければならない。そこで、図１に示すような基本
的な真空システムを用いて到達真空度１０ー6Ｔｏｒｒの
条件で、通常ＧａＡｓのドライエッチングに用いられる
Ｃｌ2・Ａｒの混合気体の、Ａｒの組成比を増加させる
ことにより物理的エッチング効果を増加させ酸化層を含
めてエッチングを行った。まず本装置でのＧａＡｓのエ
ッチングに最適なＣｌ2：Ａｒ比率１：５の混合ガスを
用いてエッチングを行った。結果はエッチング表面に生
じるＡｌの酸化の影響でエッチングレートは０オングス
トローム／分であった。次にＡｒの混合比を増加させエ
ッチングを行った。しかしながらこの構成では３０オン
グストローム／分のエッチングレートしか得られず、か
つマスク材との選択性がとれなかった。
【００１３】そこでＣｌ2・Ａｒの混合ガスに、酸化物
のエッチングに用いられるＣＦ4ガスを配合し、エッチ
ングの進行を阻んでいる残留酸素によるＡｌの酸化物
（Ａｌ2Ｏ3）を同時にエッチングし、かつマスク材との
選択比を高く保つようなエッチングを行った。用いたガ
スの組成比はＣｌ2：Ａｒ：ＣＦ4が１：５：５である。
その結果、表１に示すエッチング条件でエッチングレー
ト９００オングストローム／分およびＮｉマスク材との
選択比１：１８のエッチング性能を得ることができた。
のエッチングに用いられるＣＦ4ガスを配合し、エッチ
ングの進行を阻んでいる残留酸素によるＡｌの酸化物
（Ａｌ2Ｏ3）を同時にエッチングし、かつマスク材との
選択比を高く保つようなエッチングを行った。用いたガ
スの組成比はＣｌ2：Ａｒ：ＣＦ4が１：５：５である。
その結果、表１に示すエッチング条件でエッチングレー
ト９００オングストローム／分およびＮｉマスク材との
選択比１：１８のエッチング性能を得ることができた。
【００１４】
【表１】
【００１５】その結果、作製された垂直共振器型面発光
レーザの断面構造図を図２に示す。図２において、２０
１はアノード、２０２はＧａＡｓキャップ層、２０３は
ＧａＡｓ／ＡｌＡｓからなるｐ型半導体多層膜ＤＢＲミ
ラー、２０４はＩｎＧａＡｓ超格子活性層、ＧａＡｓク
ラッド層を含む活性領域、２０５はＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
からなるｎ型半導体多層膜ＤＢＲミラー、２０６はｎ型
ＧａＡｓ基板、２０７はカソードをそれぞれ表してい
る。以下、図面を参照しながらその動作を説明する。ま
ず、アノード・カソード間にバイアス電圧を印加する。
その結果活性領域に電流が流れ、その電流値がしきい値
電流を越えると共振器ミラー間で発振が生じウエハ上部
あるいは下部からレーザ光を抽出することができる。今
回、導入したエッチング方法によって、従来１日以上を
要していた真空引き時間が１時間に短縮され、非常に実
験効率が向上した。
レーザの断面構造図を図２に示す。図２において、２０
１はアノード、２０２はＧａＡｓキャップ層、２０３は
ＧａＡｓ／ＡｌＡｓからなるｐ型半導体多層膜ＤＢＲミ
ラー、２０４はＩｎＧａＡｓ超格子活性層、ＧａＡｓク
ラッド層を含む活性領域、２０５はＧａＡｓ／ＡｌＡｓ
からなるｎ型半導体多層膜ＤＢＲミラー、２０６はｎ型
ＧａＡｓ基板、２０７はカソードをそれぞれ表してい
る。以下、図面を参照しながらその動作を説明する。ま
ず、アノード・カソード間にバイアス電圧を印加する。
その結果活性領域に電流が流れ、その電流値がしきい値
電流を越えると共振器ミラー間で発振が生じウエハ上部
あるいは下部からレーザ光を抽出することができる。今
回、導入したエッチング方法によって、従来１日以上を
要していた真空引き時間が１時間に短縮され、非常に実
験効率が向上した。
【００１６】尚、上記実施例において、ＣＦ4に代えて
ＣＣｌ4、ＢＣｌ3を用いることもできる。またＡｒの代
わりに他の希ガスを用いることもできることは言うまで
もない。
ＣＣｌ4、ＢＣｌ3を用いることもできる。またＡｒの代
わりに他の希ガスを用いることもできることは言うまで
もない。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明は、Ｃｌ2・Ａｒ混
合ガスにＣＦ4を配合したことを特徴とするドライエッ
チングガスを用いることによって構成元素としてＡｌを
含む化合物半導体をエッチング可能にする効果がある。
また、混合比を１：５：５とすることによって低いエッ
チング前到達真空度でも十分なエッチレートを得ること
ができる。
合ガスにＣＦ4を配合したことを特徴とするドライエッ
チングガスを用いることによって構成元素としてＡｌを
含む化合物半導体をエッチング可能にする効果がある。
また、混合比を１：５：５とすることによって低いエッ
チング前到達真空度でも十分なエッチレートを得ること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施例におけるドライエッチン
グ装置の概略図
グ装置の概略図
【図２】実施例において得られるデバイスの断面構造図
【図３】従来の高い到達真空度を得るためのドライエッ
チング装置概略図
チング装置概略図
１０１ Ｃｌ2ガス導入ライン １０２ Ａｒガス導入ライン １０３ ＣＦ4ガス導入ライン １０４ エッチング真空槽 １０５ 拡散ポンプ １０６ ロータリーポンプ ２０１ アノード ２０２ ＧａＡｓキャップ層 ２０３ ＧａＡｓ／ＡｌＡｓからなるｐ型半導体多層膜
ＤＢＲミラー ２０４ ＩｎＧａＡｓ超格子活性層、ＧａＡｓクラッド
層を含む活性領域 ２０５ ＧａＡｓ／ＡｌＡｓからなるｎ型半導体多層膜
ＤＢＲミラー ２０６ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２０７ カソード ３０１ Ｃｌ2ガス導入ライン ３０２ Ａｒガス導入ライン ３０３ エッチング真空槽 ３０４ 拡散ポンプ ３０５ ロータリーポンプ ３０６ ターボ分子ポンプ ３０７ ロードアンロード室 ３０８ バッファ室
ＤＢＲミラー ２０４ ＩｎＧａＡｓ超格子活性層、ＧａＡｓクラッド
層を含む活性領域 ２０５ ＧａＡｓ／ＡｌＡｓからなるｎ型半導体多層膜
ＤＢＲミラー ２０６ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２０７ カソード ３０１ Ｃｌ2ガス導入ライン ３０２ Ａｒガス導入ライン ３０３ エッチング真空槽 ３０４ 拡散ポンプ ３０５ ロータリーポンプ ３０６ ターボ分子ポンプ ３０７ ロードアンロード室 ３０８ バッファ室
Claims (2)
- 【請求項１】構成元素としてＡｌを含むような化合物半
導体のドライエッチングに用いる、Ｃｌ2ガス、Ａｒガ
ス、ＣＦ4ガスを配合したことを特徴とするドライエッ
チングガス。 - 【請求項２】ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体多層膜のドライ
エッチングにおいて、Ｃｌ2ガス、Ａｒガス、ＣＦ4ガス
をエッチングチャンバー内に独立に導入する工程と、前
記ガスを体積比１：５：５で混合する工程と、平行平板
電極を用いて放電を行う工程を備えたドライエッチング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285192A JPH05267243A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | ドライエッチングガスおよびそれを用いたドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285192A JPH05267243A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | ドライエッチングガスおよびそれを用いたドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267243A true JPH05267243A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13212229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6285192A Pending JPH05267243A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | ドライエッチングガスおよびそれを用いたドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05267243A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316217A (ja) * | 1995-05-18 | 1996-11-29 | Nec Corp | 選択ドライエッチング方法 |
| US5837617A (en) * | 1993-04-30 | 1998-11-17 | Fujitsu Limited | Heterojunction compound semiconductor device and method of manufacturing the same |
| JP2007165826A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子のゲート形成方法 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP6285192A patent/JPH05267243A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5837617A (en) * | 1993-04-30 | 1998-11-17 | Fujitsu Limited | Heterojunction compound semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US6153897A (en) * | 1993-04-30 | 2000-11-28 | Fujitsu Limited | Heterojunction compound semiconductor device and method of manufacturing the same |
| JPH08316217A (ja) * | 1995-05-18 | 1996-11-29 | Nec Corp | 選択ドライエッチング方法 |
| JP2007165826A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子のゲート形成方法 |
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