JPH073826B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH073826B2 JPH073826B2 JP57030291A JP3029182A JPH073826B2 JP H073826 B2 JPH073826 B2 JP H073826B2 JP 57030291 A JP57030291 A JP 57030291A JP 3029182 A JP3029182 A JP 3029182A JP H073826 B2 JPH073826 B2 JP H073826B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- gallium
- gaas
- algaas
- arsenic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （１）発明の技術分野 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にアルミニウ
ム・ガリウム・ヒ素（AlGaAs）−ガリウム・ヒ素（GaA
s）ヘテロ接合型半導体材料に於いて、GaAsに対して、A
lGaAsを選択的にエッチングする方法に関する。
ム・ガリウム・ヒ素（AlGaAs）−ガリウム・ヒ素（GaA
s）ヘテロ接合型半導体材料に於いて、GaAsに対して、A
lGaAsを選択的にエッチングする方法に関する。
（２）従来技術と問題点 従来AlGaAs−GaAsヘテロ接合型半導体材料に於いて、Ga
Asに対してAlGaAsを選択的にエッチングする方法とし
て、リン酸又はフッ酸等を用いたウェット化学エッチン
グ法が利用されている。
Asに対してAlGaAsを選択的にエッチングする方法とし
て、リン酸又はフッ酸等を用いたウェット化学エッチン
グ法が利用されている。
しかしながら、近年、微細加工を必要とする半導体素子
では、ウェット化学エッチングの均一性，制御性及びサ
イドエッチングなどの問題により、半導体素子のパター
ンの微細化が困難となっている。また、気相エッチング
法などではガスの流れを用いる気相反応であるため、反
応ガスの流れ方向に伴なうウェハー面内のエッチングに
バラツキが生じ、更にガスの供給を止めても、反応管内
に残留するエッチャントによりエッチングが進行してし
まう。このため再現性，制御性などが著しく低下すると
共に、膜厚を精度良くコントロールする必要のある半導
体動作層等のエッチングが実際上不可能であるなどの問
題がある。
では、ウェット化学エッチングの均一性，制御性及びサ
イドエッチングなどの問題により、半導体素子のパター
ンの微細化が困難となっている。また、気相エッチング
法などではガスの流れを用いる気相反応であるため、反
応ガスの流れ方向に伴なうウェハー面内のエッチングに
バラツキが生じ、更にガスの供給を止めても、反応管内
に残留するエッチャントによりエッチングが進行してし
まう。このため再現性，制御性などが著しく低下すると
共に、膜厚を精度良くコントロールする必要のある半導
体動作層等のエッチングが実際上不可能であるなどの問
題がある。
一方、これらに変わる半導体装置の製造方法として、プ
ラズマ化学反応を利用した反応性イオンエッチング法が
あり、これは垂直なエッチングプロファイルが得られ易
く、且つ均一性，制御性が優れているという特徴をもつ
ため現在期待が大ききい。
ラズマ化学反応を利用した反応性イオンエッチング法が
あり、これは垂直なエッチングプロファイルが得られ易
く、且つ均一性，制御性が優れているという特徴をもつ
ため現在期待が大ききい。
（３）発明の目的 本発明の目的は、AlGaAs−GaAsヘテロ接合型半導体材料
に於いて、GaAsに対してAlGaAsを選択的にエッチングす
る方法、特に加工精度を著しく向上させること、及び薄
膜のエッチング制御を極めて良好に行なうことができる
エッチング処理方法を提供するものである。
に於いて、GaAsに対してAlGaAsを選択的にエッチングす
る方法、特に加工精度を著しく向上させること、及び薄
膜のエッチング制御を極めて良好に行なうことができる
エッチング処理方法を提供するものである。
（４）発明の構成 本発明は少なくとも一部にAlGaAsが露出したAlGaAs−Ga
Asヘテロ接合型半導体基体を所定の温度に保持し、塩素
と臭素の内少なくとも一方を含むガスをエッチングガス
とする反応性イオンエッチングにより前記AlGaAs層を選
択的にエッチングするものである。
Asヘテロ接合型半導体基体を所定の温度に保持し、塩素
と臭素の内少なくとも一方を含むガスをエッチングガス
とする反応性イオンエッチングにより前記AlGaAs層を選
択的にエッチングするものである。
本発明にあっては、エッチングガスとして塩素（Cl）若
しくは臭素（Br）を含むガスを用いて、AlGaAsとGaAsと
に於けるプラズマ中でのCl或いはBrの反応生成物の蒸発
温度の差を利用してGaAsに対するAlGaAsの選択エッチン
グを施す。即ち、被エッチング基板の温度を適切にコン
トロールすることにより、Cl又はBr生成物の蒸発速度を
コントロールし、これによりエッチングの選択性を持た
せるという、従来のウェット化学及び気相エッチングで
は実現できない新しいパラメータによりエッチングの制
御を行なうものである。
しくは臭素（Br）を含むガスを用いて、AlGaAsとGaAsと
に於けるプラズマ中でのCl或いはBrの反応生成物の蒸発
温度の差を利用してGaAsに対するAlGaAsの選択エッチン
グを施す。即ち、被エッチング基板の温度を適切にコン
トロールすることにより、Cl又はBr生成物の蒸発速度を
コントロールし、これによりエッチングの選択性を持た
せるという、従来のウェット化学及び気相エッチングで
は実現できない新しいパラメータによりエッチングの制
御を行なうものである。
ここでClを含むガスとしては、例えばCl2,HCl,CCl4,COC
l2,C2Cl4,CHCl3,CBr2Cl2,BCl3等があり、またBrを含む
ガスとして、BBr3,CHBr3,CBr2Cl2等が挙げられる。これ
らのガスを用いてプラズマを形成した場合、Clイオン、
Clラジカル及びBrイオン,Brラジカルにより、次の化学
反応生成物が形成される。
l2,C2Cl4,CHCl3,CBr2Cl2,BCl3等があり、またBrを含む
ガスとして、BBr3,CHBr3,CBr2Cl2等が挙げられる。これ
らのガスを用いてプラズマを形成した場合、Clイオン、
Clラジカル及びBrイオン,Brラジカルにより、次の化学
反応生成物が形成される。
化学反応生成物 沸点（℃） AlCl3 182.7（昇華温度177.8℃） GaCl3 201.3 AsCl3 130.2 化学反応生成物 沸点（℃） AlBr3 263.3 GaBr3 278.8 AsBr3 221.0 AlxGa1-XAsの場合、GaAsに比べて蒸発温度の低いAlCl3
又はAlBr3成分を多く含むことになり、従ってGaAsに対
してAlGaAsを選択的にエッチングする場合は、例えばCl
系の場合、被処理基板の温度をAlCl3とGaCl3の両者の沸
点の中間の適切な温度に設定することにより、エッチン
ググレートの差が著しい選択エッチングが可能となる。
更に被処理基板の温度を沸点より上昇させることによ
り、AlGaAsのエッチングレートが大きいエッチングが実
現でき、他方、温度を下げれば、AlGaAsのエッチングレ
ートが小さいエッチングが実現できる。
又はAlBr3成分を多く含むことになり、従ってGaAsに対
してAlGaAsを選択的にエッチングする場合は、例えばCl
系の場合、被処理基板の温度をAlCl3とGaCl3の両者の沸
点の中間の適切な温度に設定することにより、エッチン
ググレートの差が著しい選択エッチングが可能となる。
更に被処理基板の温度を沸点より上昇させることによ
り、AlGaAsのエッチングレートが大きいエッチングが実
現でき、他方、温度を下げれば、AlGaAsのエッチングレ
ートが小さいエッチングが実現できる。
尚、Br系のエッチングガスはCl系のエッチングガスを使
用した場合に比べて、各々沸点が50〜100〔℃〕程度高
く、エッチングレートが小さくなるところに特徴があ
る。即ち、AlGaAsの微小な厚みをエッチングするのに適
しており、エッチング時間に対する制御性は良好にな
る。
用した場合に比べて、各々沸点が50〜100〔℃〕程度高
く、エッチングレートが小さくなるところに特徴があ
る。即ち、AlGaAsの微小な厚みをエッチングするのに適
しており、エッチング時間に対する制御性は良好にな
る。
ここで、Cl又はBrを含むガスとしてCCl2F2などのような
フッ素（Ｆ）を含むガスが考えられるが、AlとＦとの反
応により不揮発性の生成物AlF3が形成される為、GaAsに
対するAlGaAsの選択性は逆に著しく失われてしまうこと
になり、Ｆを含むガスを用いることは出来ない。
フッ素（Ｆ）を含むガスが考えられるが、AlとＦとの反
応により不揮発性の生成物AlF3が形成される為、GaAsに
対するAlGaAsの選択性は逆に著しく失われてしまうこと
になり、Ｆを含むガスを用いることは出来ない。
前記Cl若しくはBrを含むガスを用いた場合は、二酸化シ
リコン（SiO2）あるいはフォトレジストに対する選択性
も良く、これらの二酸化シリコン，フォトレジストもマ
スク材料として利用できる。
リコン（SiO2）あるいはフォトレジストに対する選択性
も良く、これらの二酸化シリコン，フォトレジストもマ
スク材料として利用できる。
又、本発明は反応性イオンエッチング法を用いてエッチ
ングを行なう為、ウェット化学エッチング法を用いたと
きの様なサイドエッチングがなく、微細領域のエッチン
グに対して均一性，制御性が良好となることは言うまで
もない。
ングを行なう為、ウェット化学エッチング法を用いたと
きの様なサイドエッチングがなく、微細領域のエッチン
グに対して均一性，制御性が良好となることは言うまで
もない。
（５）発明の実施例 本発明の一実施例を詳述する。第１図はAlGaAs−GaAsヘ
テロ接合型半導体基板の断面である。
テロ接合型半導体基板の断面である。
第１図に於いて、１は半絶縁性GaAs基板、２は厚さ数10
00〔Å〕のノンドープのGaAs層、３は厚さ500〔Å〕、
不純物濃度が1018cm-3のAlxGa1-xAs層（ｘ＝0.3）、４
は厚さ500〔Å〕、不純物濃度が1018cm-3のGaAs層をそ
れぞれ示しており、GaAs層４にはパターニングされた開
口部が設けてある（同図（ａ））。
00〔Å〕のノンドープのGaAs層、３は厚さ500〔Å〕、
不純物濃度が1018cm-3のAlxGa1-xAs層（ｘ＝0.3）、４
は厚さ500〔Å〕、不純物濃度が1018cm-3のGaAs層をそ
れぞれ示しており、GaAs層４にはパターニングされた開
口部が設けてある（同図（ａ））。
次に、本実施例で用いた反応性イオンエッチング装置に
ついて簡単に説明する。
ついて簡単に説明する。
第２図は反応性イオンエッチング装置の概略構成断面で
ある。図に於いて、５は真空チャンバ、６は陽極に対応
する電極、７は陰極に対応する電極、８は第１図（ａ）
に示された被処理半導体基板、９は抵抗加熱ヒーター、
10はCl2ガス導入ソース、11は真空ポンプをそれぞれ示
している。
ある。図に於いて、５は真空チャンバ、６は陽極に対応
する電極、７は陰極に対応する電極、８は第１図（ａ）
に示された被処理半導体基板、９は抵抗加熱ヒーター、
10はCl2ガス導入ソース、11は真空ポンプをそれぞれ示
している。
陽極電極６上に被処理半導体基板８を設置し、抵抗加熱
ヒーター９により被処理半導体基板８を所定の温度に保
持する。また、真空チャンバ５は予めヘリウム（He）ガ
スで満たされており、Cl2ガス導入ソーズ10から真空チ
ャンバ５内にCl2ガスを導入する。電極6,7間に高周波電
圧を印加することにより、被処理半導体基板８と対向し
た陰極電極間でプラズマ放電を起こし、真空チャンバ５
内に発生する反応性イオンを被処理半導体基板８に衝撃
させて、物理的スパッタ効果及び化学的反応効果により
被処理半導体基板８をエッチングする。
ヒーター９により被処理半導体基板８を所定の温度に保
持する。また、真空チャンバ５は予めヘリウム（He）ガ
スで満たされており、Cl2ガス導入ソーズ10から真空チ
ャンバ５内にCl2ガスを導入する。電極6,7間に高周波電
圧を印加することにより、被処理半導体基板８と対向し
た陰極電極間でプラズマ放電を起こし、真空チャンバ５
内に発生する反応性イオンを被処理半導体基板８に衝撃
させて、物理的スパッタ効果及び化学的反応効果により
被処理半導体基板８をエッチングする。
第３図は上記装置を用いてガス圧比Cl2／H2＝0.1〜10,
全ガス圧１〜10〔Pa〕，電力20〜200〔Ｗ〕の条件下
で、基板温度を変化させたときのAlxGa1-xAs（ｘ＝0.
3）とGaAsそれぞれのエッチングレートを測定したグラ
フである。同図に於いて、曲線ａはAlxGa1-xAS（ｘ＝0.
3）のエッチングレート、曲線ｂはGaAsのエッチングレ
ートを示している。
全ガス圧１〜10〔Pa〕，電力20〜200〔Ｗ〕の条件下
で、基板温度を変化させたときのAlxGa1-xAs（ｘ＝0.
3）とGaAsそれぞれのエッチングレートを測定したグラ
フである。同図に於いて、曲線ａはAlxGa1-xAS（ｘ＝0.
3）のエッチングレート、曲線ｂはGaAsのエッチングレ
ートを示している。
第３図から明らかな様に、基板温度を200〔℃〕前後に
保持した時、GaAsに対するAlxGa1-xAs（ｘ＝0.3）のエ
ッチングの選択性が良好となる。
保持した時、GaAsに対するAlxGa1-xAs（ｘ＝0.3）のエ
ッチングの選択性が良好となる。
前記第１図（ａ）の構造を有する被処理半導体基板を20
0〔℃〕に保ち、上記装置を用いて上記条件下でGaAs層
４をマスクとしてAlxGa1-xAs層３のエッチングを行な
う。
0〔℃〕に保ち、上記装置を用いて上記条件下でGaAs層
４をマスクとしてAlxGa1-xAs層３のエッチングを行な
う。
この結果、前記半導体基板８のAlxGa1-xAs層３を150
〔Å〕エッチングした時、GaAs層４は約50〔Å〕エッチ
ングされるにとどまった（第１図（ｂ））。
〔Å〕エッチングした時、GaAs層４は約50〔Å〕エッチ
ングされるにとどまった（第１図（ｂ））。
本実施例によれば、従来の室温（R,T）で行なわれてい
たエッチングに比べて、GaAsに対するAlGaAsの選択性が
向上し、エッチング処理を短時間に行なうことができ
る。
たエッチングに比べて、GaAsに対するAlGaAsの選択性が
向上し、エッチング処理を短時間に行なうことができ
る。
尚、本実施例では被処理半導体基板の温度を200〔℃〕
に保持したが、かかる被処理基板温度を適切な温度に保
つことにより、所望のGaAsに対するAlGaAsの選択性及び
エッチング速度を得ることができる。
に保持したが、かかる被処理基板温度を適切な温度に保
つことにより、所望のGaAsに対するAlGaAsの選択性及び
エッチング速度を得ることができる。
（６）発明の効果 本発明によれば、AlGaAs−GaAsヘテロ接合型半導体材料
に於いて、GaAsに対するAlGaAsの選択性及び加工を精度
向上させる一方、被処理半導体基板の温度を変えること
により、薄膜のエッチングコントロールを良好に行なう
ことができる。
に於いて、GaAsに対するAlGaAsの選択性及び加工を精度
向上させる一方、被処理半導体基板の温度を変えること
により、薄膜のエッチングコントロールを良好に行なう
ことができる。
第１図はAlGaAs−GaAsヘテロ接合型半導体基板の断面、
第２図は本実施例に於けるイオンエッチング装置の断
面、第３図は基板温度を変化させたときのAlxGa1-xAs
（ｘ＝0.3）及びGaAsそれぞれのエッチングレートを測
定したグラフである。 2,4……GaAs層、３……AlxGa1-xAs層、6,7……電極、８
……被処理半導体基板、９……抵抗加熱ヒーター、10…
…Cl2導入部、11……真空ポンプ
第２図は本実施例に於けるイオンエッチング装置の断
面、第３図は基板温度を変化させたときのAlxGa1-xAs
（ｘ＝0.3）及びGaAsそれぞれのエッチングレートを測
定したグラフである。 2,4……GaAs層、３……AlxGa1-xAs層、6,7……電極、８
……被処理半導体基板、９……抵抗加熱ヒーター、10…
…Cl2導入部、11……真空ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも一部にアルミニウム・ガリウム
・ヒ素層が露出したアルミニウム・ガリウム・ヒ素−ガ
リウム・ヒ素ヘテロ接合型半導体基体を塩素を含むガス
をエッチングガスとする反応性イオンエッチングによ
り、前記アルミニウム・ガリウム・ヒ素層を選択的にエ
ッチングする工程を有し、且つ該エッチング時の温度
を、該エッチングを行う際に生成されるアルミニウムと
塩素の化合物の沸点とガリウムと塩素の化合物の沸点の
間の温度に設定することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項２】少なくとも一部にアルミニウム・ガリウム
・ヒ素層が露出したアルミニウム・ガリウム・ヒ素−ガ
リウム・ヒ素ヘテロ接合型半導体基体を臭素を含むガス
をエッチングガスとする反応性イオンエッチングによ
り、前記アルミニウム・ガリウム・ヒ素層を選択的にエ
ッチングする工程を有し、且つ該エッチング時の温度
を、該エッチングを行う際に生成されるアルミニウムと
臭素の化合物の沸点とガリウムと臭素の化合物の沸点の
間の温度に設定することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57030291A JPH073826B2 (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57030291A JPH073826B2 (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58147174A JPS58147174A (ja) | 1983-09-01 |
| JPH073826B2 true JPH073826B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=12299620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57030291A Expired - Lifetime JPH073826B2 (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073826B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102807414A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-12-05 | 施可丰化工股份有限公司 | 一种长效稳定剂的应用 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6555754B2 (en) | 2001-01-18 | 2003-04-29 | Walbro Corporation | Automotive fuel tank electrical fitting |
| CN111106004A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 东泰高科装备科技有限公司 | 一种砷化镓刻蚀方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58143530A (ja) * | 1982-02-22 | 1983-08-26 | Toshiba Corp | 化合物半導体装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-02-26 JP JP57030291A patent/JPH073826B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102807414A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-12-05 | 施可丰化工股份有限公司 | 一种长效稳定剂的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58147174A (ja) | 1983-09-01 |
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