JPH0795542B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0795542B2 JPH0795542B2 JP62092393A JP9239387A JPH0795542B2 JP H0795542 B2 JPH0795542 B2 JP H0795542B2 JP 62092393 A JP62092393 A JP 62092393A JP 9239387 A JP9239387 A JP 9239387A JP H0795542 B2 JPH0795542 B2 JP H0795542B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は化合物半導体装置の製造の初期工程における素
子間分離をするためのメサエッチング方法に関し、エッ
チング液として過酸化水素（H2O2）とフッ酸（HF）とを
適量に含有した水溶液を用いていることを特徴としてい
る。
子間分離をするためのメサエッチング方法に関し、エッ
チング液として過酸化水素（H2O2）とフッ酸（HF）とを
適量に含有した水溶液を用いていることを特徴としてい
る。
本発明のメサエッチング方法によれば、エッチングの状
態が該化合物半導体の結晶方位に依存しないので、適正
なメサ形状を得ることができる。これによりテーパー形
状の不良を原因とする配線不良や断線の防止を図ること
ができる。また本発明によれば、フォトリソグラフィに
おけるレジスト膜の剥離や残存等を防止しながらテーパ
ーエッチを制御良く行なうことができる。
態が該化合物半導体の結晶方位に依存しないので、適正
なメサ形状を得ることができる。これによりテーパー形
状の不良を原因とする配線不良や断線の防止を図ること
ができる。また本発明によれば、フォトリソグラフィに
おけるレジスト膜の剥離や残存等を防止しながらテーパ
ーエッチを制御良く行なうことができる。
本発明は半導体装置の製造方法に関するものであり、更
に詳しく言えば化合物半導体の素子間分離をするための
メサエッチング方法に関するものである。
に詳しく言えば化合物半導体の素子間分離をするための
メサエッチング方法に関するものである。
第４は従来例に係るｎ型GaAs半導体の素子間分離をする
メサエッチング方法を説明する断面図および斜視図であ
る。
メサエッチング方法を説明する断面図および斜視図であ
る。
まず、GaAs基板１上にGaAsバッファ層２およびGaAs活性
層３を形成し、その後パターニングされたフォトレジス
ト膜４を形成する。
層３を形成し、その後パターニングされたフォトレジス
ト膜４を形成する。
次いで水酸化カリウム（KOH）と過酸化水素（H2O2）と
を混合した水溶液を用いてGaAs活性層３およびGaAsバッ
ファ層をメサエッチングし、素子間分離をする（同図
（ａ），同図（ａ）におけるＸ−Ｘ′矢視断面図（ｂ）
およびＹ−Ｙ′矢視断面図（ｃ））。
を混合した水溶液を用いてGaAs活性層３およびGaAsバッ
ファ層をメサエッチングし、素子間分離をする（同図
（ａ），同図（ａ）におけるＸ−Ｘ′矢視断面図（ｂ）
およびＹ−Ｙ′矢視断面図（ｃ））。
ところで、従来のエッチング液を用いてメサエッチング
すると、エッチングされたGaAs半導体の断面は〔011〕
方向から観察すると順メサ（Ｖ字形）、または〔01〕
方向からは逆メサ形状となる。これにより、その後の配
線工程において、テーパー形状不良を原因とする断線を
招く。
すると、エッチングされたGaAs半導体の断面は〔011〕
方向から観察すると順メサ（Ｖ字形）、または〔01〕
方向からは逆メサ形状となる。これにより、その後の配
線工程において、テーパー形状不良を原因とする断線を
招く。
またKOH系のエッチング液はフォトレジスト膜とGaAs半
導体との界面に対して浸透性に富んでいるため、該フォ
トレジスト膜の剥離を誘発してエッチング不良を招くと
いう問題がある。
導体との界面に対して浸透性に富んでいるため、該フォ
トレジスト膜の剥離を誘発してエッチング不良を招くと
いう問題がある。
本発明はかかる従来の問題に鑑みて創作されたものであ
り、GaAs半導体の結晶方位に依存せず、所定のメサ形状
を形成して素子間分離をすることのできる半導体装置の
製造方法をの提供を目的とする。
り、GaAs半導体の結晶方位に依存せず、所定のメサ形状
を形成して素子間分離をすることのできる半導体装置の
製造方法をの提供を目的とする。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上にバッ
ファ層および活性層からなる化合物半導体を形成する工
程と、前記化合物半導体の表面にフォトレジスト膜を形
成する工程と、前記フォトレジスト膜をマスクにして、
含有率0.5〜3.0wt％の過酸化水素と、含有率0.18〜0.5w
t％のフッ酸とを含有する水溶液により、前記化合物半
導体の表面をエッチングし順テーパ形状を形成する工程
とを有することを特徴とし、上記目的を達成する。
ファ層および活性層からなる化合物半導体を形成する工
程と、前記化合物半導体の表面にフォトレジスト膜を形
成する工程と、前記フォトレジスト膜をマスクにして、
含有率0.5〜3.0wt％の過酸化水素と、含有率0.18〜0.5w
t％のフッ酸とを含有する水溶液により、前記化合物半
導体の表面をエッチングし順テーパ形状を形成する工程
とを有することを特徴とし、上記目的を達成する。
本発明によれば、メサエッチング溶液として、過酸化水
素の含有率は0.5〜3.0wt％およびフッ酸の含有率は0.18
〜0.5wt％の水溶液、たとえば36wt％の過酸化水素から
なるＡ液と、50wt％のフッ酸（１溶）および水（10溶）
を混合した水溶液からなるＢ液とを用意し、次いで水
（100溶）に対してＡ液（５溶）およびＢ液（３〜50
溶）を添加してなる水溶液を用いる。
素の含有率は0.5〜3.0wt％およびフッ酸の含有率は0.18
〜0.5wt％の水溶液、たとえば36wt％の過酸化水素から
なるＡ液と、50wt％のフッ酸（１溶）および水（10溶）
を混合した水溶液からなるＢ液とを用意し、次いで水
（100溶）に対してＡ液（５溶）およびＢ液（３〜50
溶）を添加してなる水溶液を用いる。
これにより、GaAs結晶の＜011＞方位へのエッチングの
選択性を緩和することができるので、所定のテーパーを
もったメサ形状を形成することが可能となる。
選択性を緩和することができるので、所定のテーパーを
もったメサ形状を形成することが可能となる。
次に図を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図は本発明に係るｎ型GaAs半導体の素子間分離をす
る形成方法を説明する断面図である。
る形成方法を説明する断面図である。
まず半絶縁性のGaAs基板（厚さ400〜500μｍ）11上に、
結晶性を高めるために、ノンドープのGaAsバッファ層
（厚さ３μｍ）12を気相成長技術（VPE法）により形成
し、さらにｎ型不純物のＳまたはSi（１〜３×1017c
m-3）をドープしたｎ型GaAs活性層13をGaAsバッファ層1
2の上にVPE法により形成する（同図（ａ））。
結晶性を高めるために、ノンドープのGaAsバッファ層
（厚さ３μｍ）12を気相成長技術（VPE法）により形成
し、さらにｎ型不純物のＳまたはSi（１〜３×1017c
m-3）をドープしたｎ型GaAs活性層13をGaAsバッファ層1
2の上にVPE法により形成する（同図（ａ））。
次いで、パターニングされたフォトレジスト膜14をｎ型
GaAs活性層13上に形成する（同図（ｂ））。
GaAs活性層13上に形成する（同図（ｂ））。
次にエッチング液として過酸化水素の含有率が0.5〜3.0
wt％およびフッ酸の含有率が0.18〜0.5wt％の水溶液を
用いてｎ型GaAs半導体の表面を素子間分離のためにメサ
エッチングする（同図（ｃ））。
wt％およびフッ酸の含有率が0.18〜0.5wt％の水溶液を
用いてｎ型GaAs半導体の表面を素子間分離のためにメサ
エッチングする（同図（ｃ））。
なお、本発明の実施例に係るエッチング溶液の具体的な
製法例は、たとえば36wt％の過酸化水素からなるＡ液
と、50wt％のフッ酸（１溶）および水（10溶）を混合し
た水溶液からなるＢ液とを用意し、水（100溶）に対し
て該Ａ液（５溶）およびＢ液（３〜50溶）を添加して生
成するものである。
製法例は、たとえば36wt％の過酸化水素からなるＡ液
と、50wt％のフッ酸（１溶）および水（10溶）を混合し
た水溶液からなるＢ液とを用意し、水（100溶）に対し
て該Ａ液（５溶）およびＢ液（３〜50溶）を添加して生
成するものである。
第２図は本発明の実施例に係るｎ型GaAs半導体のメサエ
ッチングによるテーパー形状を説明する斜視図および断
面図である。同図（ａ）はメサエッチングされたｎ型Ga
As半導体の〔01〕および〔011〕方向から観察した斜
視図であるが何如も均一なテーパー形状を示している。
また同図（ｂ）は同図（ａ）の〔01〕方向から観察し
たＸ−Ｘ′矢視断面図である。
ッチングによるテーパー形状を説明する斜視図および断
面図である。同図（ａ）はメサエッチングされたｎ型Ga
As半導体の〔01〕および〔011〕方向から観察した斜
視図であるが何如も均一なテーパー形状を示している。
また同図（ｂ）は同図（ａ）の〔01〕方向から観察し
たＸ−Ｘ′矢視断面図である。
なお、同図（ｃ）は同図（ａ）の〔011〕方向からのＹ
−Ｙ′矢視断面図である。
−Ｙ′矢視断面図である。
第３図は本発明者の実験データに基づく本発明の実施例
に係るメサエッチングに使用するエッチング溶液とｎ型
GaAs半導体のテーパー形状との関係および該エッチング
速度との関係を説明する図である。
に係るメサエッチングに使用するエッチング溶液とｎ型
GaAs半導体のテーパー形状との関係および該エッチング
速度との関係を説明する図である。
同図（ａ）において、横軸は水300mlに対するＢ液（H
2O:HF＝10:1）の添加量（ml）を示している。縦軸はア
ンダーカット／深さの比およびエッチング速度を示して
いる。なお、同図（ｂ）に示すように、深さ方向のエッ
チング距離ａと膜下方向のエッチング距離ｂとの比をア
ンダーカット／深さの比としている。またアンダーカッ
ト／深さの比が大きい程テーパー形状は緩やかになるこ
と示している。たとえば過酸化水素の含有量を一定とし
た場合には、フッ酸の含有量が増加するにしたがってテ
ーパー形状は緩やかになる。なお、図においてパラメー
タは過酸化水素溶液（Ａ液）の添加量であり、それぞれ
5ml,15ml,25mlの場合を示している。またフッ酸の含有
量を一定とした場合には、過酸化水素溶液（Ａ液）の添
加量が減少するにしたがって、テーパの形状は緩やかに
なる。
2O:HF＝10:1）の添加量（ml）を示している。縦軸はア
ンダーカット／深さの比およびエッチング速度を示して
いる。なお、同図（ｂ）に示すように、深さ方向のエッ
チング距離ａと膜下方向のエッチング距離ｂとの比をア
ンダーカット／深さの比としている。またアンダーカッ
ト／深さの比が大きい程テーパー形状は緩やかになるこ
と示している。たとえば過酸化水素の含有量を一定とし
た場合には、フッ酸の含有量が増加するにしたがってテ
ーパー形状は緩やかになる。なお、図においてパラメー
タは過酸化水素溶液（Ａ液）の添加量であり、それぞれ
5ml,15ml,25mlの場合を示している。またフッ酸の含有
量を一定とした場合には、過酸化水素溶液（Ａ液）の添
加量が減少するにしたがって、テーパの形状は緩やかに
なる。
なお、過酸化水素溶液（Ａ液）の添加量を一定とした場
合のエッチング速度は、フッ酸の含有量に反比例してい
る。
合のエッチング速度は、フッ酸の含有量に反比例してい
る。
次に、テーパー形状の実用範囲をアンダーカット／深さ
の比２〜７として過酸化水素とフッ酸のwt％濃度を、第
３図（ａ）を参照しながら算出することにする。
の比２〜７として過酸化水素とフッ酸のwt％濃度を、第
３図（ａ）を参照しながら算出することにする。
ここで、H2O2の添加量は第３図（ａ）のパラメータから
も明確なように、水300mlに対して５〜25mlである。こ
れは、H2O2の添加量を5ml以下にすると、バッファとし
ての効果が無くなって、エッチングコントロールができ
なくなるためである。逆にH2O2の添加量を25ml以上にす
ると、ｎ型GaAs半導体の結晶方位011方向には順テーパ
が形成されるが、01−１方向が逆テーパとなって、断線
を生ずる恐れがあるためである。
も明確なように、水300mlに対して５〜25mlである。こ
れは、H2O2の添加量を5ml以下にすると、バッファとし
ての効果が無くなって、エッチングコントロールができ
なくなるためである。逆にH2O2の添加量を25ml以上にす
ると、ｎ型GaAs半導体の結晶方位011方向には順テーパ
が形成されるが、01−１方向が逆テーパとなって、断線
を生ずる恐れがあるためである。
さらに、HFの添加量は先に説明したように、テーパ形状
を決定するものである。例えば、第３図（ａ）におい
て、順テーパ形状はHFの濃度が増すにつれて大きくな
る。これは、HFの濃度が増加すると、ｎ型GaAs半導体の
酸化物が腐食されるためであり、その結晶方位に沿った
エッチングが進行する以前に、レジスト膜との境界面が
速くエッチングされるからである。
を決定するものである。例えば、第３図（ａ）におい
て、順テーパ形状はHFの濃度が増すにつれて大きくな
る。これは、HFの濃度が増加すると、ｎ型GaAs半導体の
酸化物が腐食されるためであり、その結晶方位に沿った
エッチングが進行する以前に、レジスト膜との境界面が
速くエッチングされるからである。
このことから、H2O2の添加量5ml〜25mlの範囲で、アン
ダーカット／深さの比２〜７の順テーパー形状が得られ
るHFの添加量としては、第３図（ａ）から水300mlに対
して10ml〜50mlの範囲となる。
ダーカット／深さの比２〜７の順テーパー形状が得られ
るHFの添加量としては、第３図（ａ）から水300mlに対
して10ml〜50mlの範囲となる。
また、H2O2濃度とHF濃度はそれぞれの計算式により与え
られる。すなわち、 （１） H2O2の最小濃度（Min） ＝［〔（H2O2の最小添加量）×（H2O2のwt％）〕／〔30
0＋（HFの最大添加量）＋（H2O2の最小添加量）〕］×1
00〔wt％〕 H2O2の最大濃度（Max） ＝［〔（H2O2の最大添加量）×（H2O2のwt％）〕／〔30
0＋（HFの最小添加量）＋（H2O2の最大添加量）〕］×1
00〔wt％〕 （２） HFの最小濃度（Min） ＝［〔（HFの最小添加量）×（1/11）×（HFのwt％）〕
／〔300＋（H2O2の最大添加量）＋（HFの最小添加
量）〕］×100〔wt％〕HFの最大濃度（Max） ＝［〔（HFの最大添加量）×（1/11）×（HFのwt％）〕
／〔300＋（HFの最大添加量）＋（H2O2の最小添加
量）〕］×100〔wt％〕となる。
られる。すなわち、 （１） H2O2の最小濃度（Min） ＝［〔（H2O2の最小添加量）×（H2O2のwt％）〕／〔30
0＋（HFの最大添加量）＋（H2O2の最小添加量）〕］×1
00〔wt％〕 H2O2の最大濃度（Max） ＝［〔（H2O2の最大添加量）×（H2O2のwt％）〕／〔30
0＋（HFの最小添加量）＋（H2O2の最大添加量）〕］×1
00〔wt％〕 （２） HFの最小濃度（Min） ＝［〔（HFの最小添加量）×（1/11）×（HFのwt％）〕
／〔300＋（H2O2の最大添加量）＋（HFの最小添加
量）〕］×100〔wt％〕HFの最大濃度（Max） ＝［〔（HFの最大添加量）×（1/11）×（HFのwt％）〕
／〔300＋（HFの最大添加量）＋（H2O2の最小添加
量）〕］×100〔wt％〕となる。
たとえば36wt％の過酸化水素（H2O2）と、50wt％のフッ
酸（HF）との溶液を用いた場合、 （１） （H2O2）の重量％濃度（wt％）の下限（Min.）
および上限（Max.）の値は、 である。
酸（HF）との溶液を用いた場合、 （１） （H2O2）の重量％濃度（wt％）の下限（Min.）
および上限（Max.）の値は、 である。
（２） HFの重量％〔wt％〕の下限（Min.）および上限
（Max.）の値は、 ただし、H2O300mlに対するＢ液（H2O:HF＝10:1）の添加
量は、テーパー形状の実用範囲を２〜７とすると、第３
図（ａ）から最小値が10mlおよび最大値が50mlとなる。
またH2O2の最小値は5ml,最大値は25mlである。
（Max.）の値は、 ただし、H2O300mlに対するＢ液（H2O:HF＝10:1）の添加
量は、テーパー形状の実用範囲を２〜７とすると、第３
図（ａ）から最小値が10mlおよび最大値が50mlとなる。
またH2O2の最小値は5ml,最大値は25mlである。
このように過酸化水素とフッ酸とを含有した水溶液を用
いてメサエッチングすことにより、GaAsの結晶方位への
エッチング選択性を緩和することができ、適正なテーパ
形状を得ることができる。また、過酸化水素とフッ酸と
を適当に混合することにより、テーパー形状をコントロ
ールすることもできる。なお、本発明の実施例に係るエ
ッチング溶液によれば、従来例のようなフォトレジスト
膜の剥離といった問題も生じない。また、本発明の実施
例では、化合物半導体としてｎ型GaAs半導体の場合につ
いて説明をしたが、ｎ型GaAlAs半導体の場合について
も、同様な効果が得られる。
いてメサエッチングすことにより、GaAsの結晶方位への
エッチング選択性を緩和することができ、適正なテーパ
形状を得ることができる。また、過酸化水素とフッ酸と
を適当に混合することにより、テーパー形状をコントロ
ールすることもできる。なお、本発明の実施例に係るエ
ッチング溶液によれば、従来例のようなフォトレジスト
膜の剥離といった問題も生じない。また、本発明の実施
例では、化合物半導体としてｎ型GaAs半導体の場合につ
いて説明をしたが、ｎ型GaAlAs半導体の場合について
も、同様な効果が得られる。
以上説明したように、本発明によれば過酸化水素とフッ
酸とを含有した水溶液を素子間分離のメサエッチングに
用いることにより面方位に依存しないエッチングが可能
となる。すなわち、含有率0.1〜5wt％の過酸化水素と含
有率0.1〜0.5wt％のフッ酸を含有する水溶液を使用する
ことによって、化合物半導体の結晶方位〔011〕方向、
すなわち逆メサ形状へのエッチングが抑制され、結晶方
位〔111〕方向、すなわち順テーパー形状を再現性良く
形成することが可能となる。従って従来のようなメサ形
成を原因とする配線不良や断線を防止することができ
る。
酸とを含有した水溶液を素子間分離のメサエッチングに
用いることにより面方位に依存しないエッチングが可能
となる。すなわち、含有率0.1〜5wt％の過酸化水素と含
有率0.1〜0.5wt％のフッ酸を含有する水溶液を使用する
ことによって、化合物半導体の結晶方位〔011〕方向、
すなわち逆メサ形状へのエッチングが抑制され、結晶方
位〔111〕方向、すなわち順テーパー形状を再現性良く
形成することが可能となる。従って従来のようなメサ形
成を原因とする配線不良や断線を防止することができ
る。
第１図は本発明の実施例に係るｎ型GaAs半導体の素子間
分離工程を説明する断面図、 第２図は本発明の実施例に係るメサエッチングによるエ
ッチング形状を説明する斜視図および断面図、 第３図は、本発明の実施例に係るメサエッチングコント
ロールを説明する図、 第４図は従来例の説明する斜視図および断面図である。 （符号の説明） 1,11……GaAs基板、2,12,22……GaAsバッファ層、3,13,
23……GaAs活性層、4,14,24……フォトレジスト膜、５
……パイルダウン、ａ……深さ方向のエッチング距離、
ｂ……膜下方向のエッチング距離。
分離工程を説明する断面図、 第２図は本発明の実施例に係るメサエッチングによるエ
ッチング形状を説明する斜視図および断面図、 第３図は、本発明の実施例に係るメサエッチングコント
ロールを説明する図、 第４図は従来例の説明する斜視図および断面図である。 （符号の説明） 1,11……GaAs基板、2,12,22……GaAsバッファ層、3,13,
23……GaAs活性層、4,14,24……フォトレジスト膜、５
……パイルダウン、ａ……深さ方向のエッチング距離、
ｂ……膜下方向のエッチング距離。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上にバッファ層および活性層か
らなる化合物半導体を形成する工程と、 前記化合物半導体の表面にフォトレジスト膜を形成する
工程と、 前記フォトレジスト膜をマスクにして、含有率0.5〜3.0
wt％の過酸化水素と、含有率0.18〜0.5wt％のフッ酸と
を含有する水溶液により、前記化合物半導体の表面をエ
ッチングし順テーパ形状を形成する工程とを有すること
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 |
|---|---|---|---|
| JP62092393A JPH0795542B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62092393A JPH0795542B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63258023A JPS63258023A (ja) | 1988-10-25 |
| JPH0795542B2 true JPH0795542B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=14053174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62092393A Expired - Fee Related JPH0795542B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795542B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5495186A (en) * | 1978-01-12 | 1979-07-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Production of compound semiconductor device |
| JPS5961969A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-09 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS59144131A (ja) * | 1983-02-07 | 1984-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体基板の多段メサ台の形成方法 |
-
1987
- 1987-04-15 JP JP62092393A patent/JPH0795542B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63258023A (ja) | 1988-10-25 |
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