JPH056879A - ドライエツチング方法 - Google Patents
ドライエツチング方法Info
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- JPH056879A JPH056879A JP15674191A JP15674191A JPH056879A JP H056879 A JPH056879 A JP H056879A JP 15674191 A JP15674191 A JP 15674191A JP 15674191 A JP15674191 A JP 15674191A JP H056879 A JPH056879 A JP H056879A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エッチング底面が平滑でありかつサイドエッ
チング量が小さいため、エッチング形状の垂直性が良好
でありエッチング幅の制御性に優れたドライエッチング
方法を提供する。 【構成】 アルゴンイオンビーム３及び塩素分子６と同
時に水素イオンビーム４と水素ラジカル原子５をＩｎＰ
基板１上に照射すると、半導体表面近傍生体に電子枯渇
層７が形成される。エッチング底面に付着した塩素分子
６はアルゴンイオンビーム３のイオンアシスト効果によ
り解離し基板構成元素であるインジウム原子と反応して
塩化物を形成し脱離する。しかし側面の塩素分子６は側
面にも電子枯渇層が形成されており、またアルゴンビー
ム３は照射されないので解離出来ずエッチングは進行し
ない。従って反応性ガスによるサイドエッチは生じず、
垂直性が良好でありエッチング幅の制御性の高いエッチ
ングが可能となる。
チング量が小さいため、エッチング形状の垂直性が良好
でありエッチング幅の制御性に優れたドライエッチング
方法を提供する。 【構成】 アルゴンイオンビーム３及び塩素分子６と同
時に水素イオンビーム４と水素ラジカル原子５をＩｎＰ
基板１上に照射すると、半導体表面近傍生体に電子枯渇
層７が形成される。エッチング底面に付着した塩素分子
６はアルゴンイオンビーム３のイオンアシスト効果によ
り解離し基板構成元素であるインジウム原子と反応して
塩化物を形成し脱離する。しかし側面の塩素分子６は側
面にも電子枯渇層が形成されており、またアルゴンビー
ム３は照射されないので解離出来ずエッチングは進行し
ない。従って反応性ガスによるサイドエッチは生じず、
垂直性が良好でありエッチング幅の制御性の高いエッチ
ングが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は励起ビ−ムと反応性ガス
を用いた半導体のドライエッチング方法に関する。
を用いた半導体のドライエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から反応性ガスと励起ビ−ムとして
イオンビ−ムを用いた化合物半導体のドライエッチング
方法が知られており、その一例が吉川等によって報告さ
れている（平成３年春季応用物理学会講演会予稿集３１
ｐ−Ｋ−６）。このドライエッチング方法においては、
アルゴンイオンを試料基板に垂直に照射すると同時に反
応性ガスとして塩素ガスをノズルから供給し、イオンビ
−ム励起によってＩｎＰ基板のエッチングを行ってい
る。
イオンビ−ムを用いた化合物半導体のドライエッチング
方法が知られており、その一例が吉川等によって報告さ
れている（平成３年春季応用物理学会講演会予稿集３１
ｐ−Ｋ−６）。このドライエッチング方法においては、
アルゴンイオンを試料基板に垂直に照射すると同時に反
応性ガスとして塩素ガスをノズルから供給し、イオンビ
−ム励起によってＩｎＰ基板のエッチングを行ってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来のドライエッチング方法においては、基板温度が約
２００℃以上で平滑なエッチング底面が得られるもの
の、ガスエッチングによるサイドエッチング量が大き
く、エッチング形状の垂直性がそこなわれエッチング幅
の制御が困難であるという問題点があった。また基板温
度を１００℃程度まで下げるとサイドエッチングが抑制
され垂直性が得られるが、エッチング底面が荒れるとい
う問題点があった。
従来のドライエッチング方法においては、基板温度が約
２００℃以上で平滑なエッチング底面が得られるもの
の、ガスエッチングによるサイドエッチング量が大き
く、エッチング形状の垂直性がそこなわれエッチング幅
の制御が困難であるという問題点があった。また基板温
度を１００℃程度まで下げるとサイドエッチングが抑制
され垂直性が得られるが、エッチング底面が荒れるとい
う問題点があった。
【０００４】本発明の目的は、エッチング底面が平滑で
ありかつサイドエッチング量が小さいため、エッチング
形状の垂直性が良好でありエッチング幅の制御性に優れ
たドライエッチング方法を提供することにある。
ありかつサイドエッチング量が小さいため、エッチング
形状の垂直性が良好でありエッチング幅の制御性に優れ
たドライエッチング方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、励起ビ−ムと
反応性ガスを用いた半導体のドライエッチング方法にお
いて、少なくとも水素イオン或は水素ラジカル原子のい
ずれかを含む半導体表面改質種を照射することにより半
導体表面近傍に電子枯渇層を形成し、側面におけるガス
エッチングを抑制する工程を有することを特徴とするド
ライエッチング方法である。
反応性ガスを用いた半導体のドライエッチング方法にお
いて、少なくとも水素イオン或は水素ラジカル原子のい
ずれかを含む半導体表面改質種を照射することにより半
導体表面近傍に電子枯渇層を形成し、側面におけるガス
エッチングを抑制する工程を有することを特徴とするド
ライエッチング方法である。
【０００６】
【作用】半導体基板に水素等のイオン或はラジカル原子
を照射すると、これらの原子は半導体基板表面近傍に注
入され半導体中の電子を捕獲する。そのため半導体基板
表面近傍に電子枯渇層が形成される。一方、塩素ガス等
の反応性ガスを用いたガスエッチングにおいては、半導
体基板に付着した反応性ガス分子が基板から電子をもら
い負イオンとラジカル原子に解離し、基板構成原子と反
応することによりエッチングが進行する。
を照射すると、これらの原子は半導体基板表面近傍に注
入され半導体中の電子を捕獲する。そのため半導体基板
表面近傍に電子枯渇層が形成される。一方、塩素ガス等
の反応性ガスを用いたガスエッチングにおいては、半導
体基板に付着した反応性ガス分子が基板から電子をもら
い負イオンとラジカル原子に解離し、基板構成原子と反
応することによりエッチングが進行する。
【０００７】本発明のドライエッチング方法によれば、
エッチング時に半導体表面近傍には一様に電子枯渇層が
形成されるため半導体基板に付着した反応性ガス分子は
熱エネルギ−だけでは解離出来ない。このときイオンビ
−ムが照射されている底面部分ではイオン励起により反
応性ガス分子が解離しエッチングが進行するが、イオン
ビ−ムが当たらない側面では反応性ガス分子は解離出来
ないためエッチングは進行しない。従って垂直性の良好
なエッチング形状が得られ、エッチング幅を均一に制御
することが出来る。
エッチング時に半導体表面近傍には一様に電子枯渇層が
形成されるため半導体基板に付着した反応性ガス分子は
熱エネルギ−だけでは解離出来ない。このときイオンビ
−ムが照射されている底面部分ではイオン励起により反
応性ガス分子が解離しエッチングが進行するが、イオン
ビ−ムが当たらない側面では反応性ガス分子は解離出来
ないためエッチングは進行しない。従って垂直性の良好
なエッチング形状が得られ、エッチング幅を均一に制御
することが出来る。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照にし
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を説明する
ための模式図である。
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を説明する
ための模式図である。
【０００９】本実施例では励起ビ−ムとして不活性ガス
イオンを用い、反応性ガスは分子状で供給してエッチン
グを行うイオンビ−ムアシストエッチング（ＩＢＡＥ）
方法を用いた。また半導体基板にはＩｎＰ基板１を用
い、フォトリソグラフィ法によりストライプ状に加工し
たＳｉｏ2 膜をエッチングマスク２として用いた。ＥＣ
Ｒ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏ
ｎａｎｃｅ）プラズマ室に不活性ガスとしてアルゴン
（Ａｒ）を、半導体表面改質種として水素（Ｈ2 ）を導
入してプラズマ化し、引出し電極により加速してアルゴ
ンイオンビ−ム３及び水素イオンビ−ム４を基板上に照
射する。またこのとき水素ラジカル原子５は拡散により
基板に達する。反応性ガスとしては塩素ガスを用い基板
近傍のノズルから塩素分子６として基板に照射した。エ
ッチング条件の一例として、加速電圧約５００Ｖ、塩素
ガス圧約８×１０- 4 Ｔｏｒｒ、基板温度約２００℃の
時エッチングレ−トは約１μｍ／ｍｉｎで平滑なエッチ
ング底面が得られる。このときエッチング底面及び側面
には水素イオンビ−ム４及び水素ラジカル原子５が照射
されているので半導体表面近傍全体に電子枯渇層７が形
成される。エッチング底面に付着した塩素分子６は、質
量の大きなアルゴンイオンビ−ムのイオンアシスト効果
により解離し基板構成元素であるインジウム（Ｉｎ）原
子と反応してインジウム塩化物を形成し脱離する。一
方、エッチング側面にも塩素分子６は照射されるが側面
にも電子枯渇層が形成されており、またアルゴンイオン
ビ−ム３は直接照射されないので塩素分子６は解離出来
ずエッチングは進行しない。従って反応性ガスによるサ
イドエッチングは生じず、垂直性が良好であり、エッチ
ング幅がマスク幅のみによって定まる制御性の高いエッ
チングが可能となる。
イオンを用い、反応性ガスは分子状で供給してエッチン
グを行うイオンビ−ムアシストエッチング（ＩＢＡＥ）
方法を用いた。また半導体基板にはＩｎＰ基板１を用
い、フォトリソグラフィ法によりストライプ状に加工し
たＳｉｏ2 膜をエッチングマスク２として用いた。ＥＣ
Ｒ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏ
ｎａｎｃｅ）プラズマ室に不活性ガスとしてアルゴン
（Ａｒ）を、半導体表面改質種として水素（Ｈ2 ）を導
入してプラズマ化し、引出し電極により加速してアルゴ
ンイオンビ−ム３及び水素イオンビ−ム４を基板上に照
射する。またこのとき水素ラジカル原子５は拡散により
基板に達する。反応性ガスとしては塩素ガスを用い基板
近傍のノズルから塩素分子６として基板に照射した。エ
ッチング条件の一例として、加速電圧約５００Ｖ、塩素
ガス圧約８×１０- 4 Ｔｏｒｒ、基板温度約２００℃の
時エッチングレ−トは約１μｍ／ｍｉｎで平滑なエッチ
ング底面が得られる。このときエッチング底面及び側面
には水素イオンビ−ム４及び水素ラジカル原子５が照射
されているので半導体表面近傍全体に電子枯渇層７が形
成される。エッチング底面に付着した塩素分子６は、質
量の大きなアルゴンイオンビ−ムのイオンアシスト効果
により解離し基板構成元素であるインジウム（Ｉｎ）原
子と反応してインジウム塩化物を形成し脱離する。一
方、エッチング側面にも塩素分子６は照射されるが側面
にも電子枯渇層が形成されており、またアルゴンイオン
ビ−ム３は直接照射されないので塩素分子６は解離出来
ずエッチングは進行しない。従って反応性ガスによるサ
イドエッチングは生じず、垂直性が良好であり、エッチ
ング幅がマスク幅のみによって定まる制御性の高いエッ
チングが可能となる。
【００１０】なおここで電子枯渇層形成に用いた水素原
子は、エッチング後に基板を約４００℃以上に加熱する
ことにより容易に半導体中から脱離するので、電子枯渇
層７を消滅させることが出来る。従ってエッチングプロ
セス時に形成された電子枯渇層７がその後のプロセス工
程に障害を及ぼすかまたはデバイス特性の劣化をもたら
す場合でも上記熱処理工程により容易に回避することが
出来る。
子は、エッチング後に基板を約４００℃以上に加熱する
ことにより容易に半導体中から脱離するので、電子枯渇
層７を消滅させることが出来る。従ってエッチングプロ
セス時に形成された電子枯渇層７がその後のプロセス工
程に障害を及ぼすかまたはデバイス特性の劣化をもたら
す場合でも上記熱処理工程により容易に回避することが
出来る。
【００１１】上記実施例においてエッチング方式はイオ
ンビ−ムアシストエッチング（ＩＢＡＥ）方法を用いた
がこれに限らず、電子ビ−ム励起エッチングや光励起エ
ッチング等他のドライエッチング方法を用いる場合にも
本発明は適用できる。
ンビ−ムアシストエッチング（ＩＢＡＥ）方法を用いた
がこれに限らず、電子ビ−ム励起エッチングや光励起エ
ッチング等他のドライエッチング方法を用いる場合にも
本発明は適用できる。
【００１２】上記実施例においては、被エッチング半導
体基板はＩｎＰとしたがこれに限らず、他の半導体基板
例えばＧａＡｓを用いても本発明は適用できる。
体基板はＩｎＰとしたがこれに限らず、他の半導体基板
例えばＧａＡｓを用いても本発明は適用できる。
【００１３】上記実施例においては不活性性ガスイオン
種としてアルゴンを、反応性ガス種として塩素を用いた
がこれに限らず、他の元素例えば不活性ガスイオン種と
してキセノン（Ｘｅ）等の不活性ガスを、反応性ガス種
として臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）などのハロゲン元素
を用いても本発明は適用できる。
種としてアルゴンを、反応性ガス種として塩素を用いた
がこれに限らず、他の元素例えば不活性ガスイオン種と
してキセノン（Ｘｅ）等の不活性ガスを、反応性ガス種
として臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）などのハロゲン元素
を用いても本発明は適用できる。
【００１４】また上記実施例においては半導体表面改質
種として水素を用いたがこれに限らず、例えば重水素の
ような半導体表面近傍に電子枯渇層を形成することが出
来る他の原子を用いても本発明は適用できる。
種として水素を用いたがこれに限らず、例えば重水素の
ような半導体表面近傍に電子枯渇層を形成することが出
来る他の原子を用いても本発明は適用できる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、サ
イドエッチング量が小さいため、エッチング形状の垂直
性が良好であり、エッチング幅の制御性に優れたドライ
エッチングを行うことが出来る。
イドエッチング量が小さいため、エッチング形状の垂直
性が良好であり、エッチング幅の制御性に優れたドライ
エッチングを行うことが出来る。
【図１】本発明の一実施例を説明するための模式図であ
る。
る。
１ ＩｎＰ基板 ２ エッチングマスク ３ アルゴンイオンビ−ム ４ 水素イオンビ−ム ５ 水素ラジカル原子 ６ 塩素分子 ７ 電子枯渇層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 励起ビ−ムと反応性ガスを用いた半導体
のドライエッチング方法において、少なくとも水素イオ
ン或は水素ラジカル原子のいずれかを含む半導体表面改
質種を照射することにより半導体表面近傍に電子枯渇層
を形成し、側面におけるガスエッチングを抑制する工程
を有することを特徴とするドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15674191A JPH056879A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15674191A JPH056879A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | ドライエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH056879A true JPH056879A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15634306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15674191A Pending JPH056879A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH056879A (ja) |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP15674191A patent/JPH056879A/ja active Pending
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