JPH10312988A - 化合物半導体膜のエッチング方法 - Google Patents
化合物半導体膜のエッチング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチング残渣がなく、均一性良くエッチン
グすることができる化合物半導体膜のエッチング方法を
提供する。 【解決手段】 ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ膜のエッチ
ングにおいて、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶液を
用いてＩｎＧａＡｓ膜１２のエッチングを行い、エッチ
ングレートが１００Å〜２００Å／ｍｉｎと小さくなっ
た時点で、少なくとも１０分以上の追加エッチングを行
う。
グすることができる化合物半導体膜のエッチング方法を
提供する。 【解決手段】 ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ膜のエッチ
ングにおいて、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶液を
用いてＩｎＧａＡｓ膜１２のエッチングを行い、エッチ
ングレートが１００Å〜２００Å／ｍｉｎと小さくなっ
た時点で、少なくとも１０分以上の追加エッチングを行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体膜の
エッチング方法に係り、特にＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡ
ｓ膜の選択エッチングに関するものである。
エッチング方法に係り、特にＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡ
ｓ膜の選択エッチングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池や光通信用のＯ／Ｅ（光−電
気）変換素子としての受光デバイス（ＨＰＴ：ｈｅｔｅ
ｒｏ−ｂｉｐｏｌｏｒ−ｐｈｏｔｏｔｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ、ＰＤ：ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）などに、ＩｎＰ化合
物半導体が用いられている。また、そのＩｎＰとの格子
整合性が良く、バンドギャップの小さいＩｎＧａＡｓ膜
がコンタクト層や活性層に用いられている。
気）変換素子としての受光デバイス（ＨＰＴ：ｈｅｔｅ
ｒｏ−ｂｉｐｏｌｏｒ−ｐｈｏｔｏｔｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ、ＰＤ：ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）などに、ＩｎＰ化合
物半導体が用いられている。また、そのＩｎＰとの格子
整合性が良く、バンドギャップの小さいＩｎＧａＡｓ膜
がコンタクト層や活性層に用いられている。
【０００３】図３に太陽電池に用いられている積層構造
の一例を示す。この図において、１はｎ+ −ＩｎＰ基
板、２はそのｎ+ −ＩｎＰ基板１上に形成されるｎ+ −
ＩｎＰ ＢＳＦ層（０．２μｍ、１×１０18ｃｍ-3）、
３はそのＢＳＦ層２上に形成されるｎ−ＩｎＰベース層
（２．５μｍ、１×１０17ｃｍ-3）、４はそのＩｎＰベ
ース層３上に形成されるｐ+ −ＩｎＰエミッタ層（０．
１μｍ、１×１０18ｃｍ-3）、５はそのＩｎＰエミッタ
層４上に形成されるｐ+ −ＩｎＡｌＡｓウインドウ層
（０．１μｍ、１×１０18ｃｍ-3）、６はそのウインド
ウ層５上に形成されるｐ+ −ＩｎＧａＡｓコンタクト層
（０．３μｍ、１×１０19ｃｍ-3）を示している。
の一例を示す。この図において、１はｎ+ −ＩｎＰ基
板、２はそのｎ+ −ＩｎＰ基板１上に形成されるｎ+ −
ＩｎＰ ＢＳＦ層（０．２μｍ、１×１０18ｃｍ-3）、
３はそのＢＳＦ層２上に形成されるｎ−ＩｎＰベース層
（２．５μｍ、１×１０17ｃｍ-3）、４はそのＩｎＰベ
ース層３上に形成されるｐ+ −ＩｎＰエミッタ層（０．
１μｍ、１×１０18ｃｍ-3）、５はそのＩｎＰエミッタ
層４上に形成されるｐ+ −ＩｎＡｌＡｓウインドウ層
（０．１μｍ、１×１０18ｃｍ-3）、６はそのウインド
ウ層５上に形成されるｐ+ −ＩｎＧａＡｓコンタクト層
（０．３μｍ、１×１０19ｃｍ-3）を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３に示すように、Ｉ
ｎＡｌＡｓウインドウ層５上に成膜されたＩｎＧａＡｓ
コンタクト層６のエッチングにおいて、ＩｎＡｌＡｓウ
インドウ層５に対して選択性の良いエッチャントとし
て、クエン酸／過酸化水素水（３１％）／水が用いられ
ている。例えば、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶液
（＝５０ｇ／５０ｃｃ／５０ｃｃ）では、単体でのＩｎ
ＧａＡｓとＩｎＡｌＡｓのエッチングレートは、それぞ
れ約１７００Å／ｍｉｎ（分），６０Å／ｍｉｎであ
り、選択比は２８であった。
ｎＡｌＡｓウインドウ層５上に成膜されたＩｎＧａＡｓ
コンタクト層６のエッチングにおいて、ＩｎＡｌＡｓウ
インドウ層５に対して選択性の良いエッチャントとし
て、クエン酸／過酸化水素水（３１％）／水が用いられ
ている。例えば、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶液
（＝５０ｇ／５０ｃｃ／５０ｃｃ）では、単体でのＩｎ
ＧａＡｓとＩｎＡｌＡｓのエッチングレートは、それぞ
れ約１７００Å／ｍｉｎ（分），６０Å／ｍｉｎであ
り、選択比は２８であった。
【０００５】しかし、積層した場合、選択性があるにも
かかわらず、ＩｎＡｌＡｓウインドウ層５上に成膜され
たＩｎＧａＡｓコンタクト層６のエッチングが均一にで
きない場合があった。本発明は、上記問題点を除去し、
エッチング残渣がなく、均一性良くエッチングすること
ができる化合物半導体膜のエッチング方法を提供するこ
とを目的とする。
かかわらず、ＩｎＡｌＡｓウインドウ層５上に成膜され
たＩｎＧａＡｓコンタクト層６のエッチングが均一にで
きない場合があった。本発明は、上記問題点を除去し、
エッチング残渣がなく、均一性良くエッチングすること
ができる化合物半導体膜のエッチング方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ膜のエッチングにお
いて、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶液を用いてＩ
ｎＧａＡｓ膜のエッチングを行い、エッチングレートが
１００Å〜２００Å／分と小さくなった時点で、少なく
とも１０分以上の追加エッチングを行うようにしたもの
である。
成するために、 〔１〕ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ膜のエッチングにお
いて、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶液を用いてＩ
ｎＧａＡｓ膜のエッチングを行い、エッチングレートが
１００Å〜２００Å／分と小さくなった時点で、少なく
とも１０分以上の追加エッチングを行うようにしたもの
である。
【０００７】〔２〕ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ膜のエ
ッチングにおいて、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶
液を用いてＩｎＧａＡｓ膜のエッチングを行い、エッチ
ングレートが１００Å〜２００Å／分と小さくなった時
点で、リン酸又は硫酸／過酸化水素水系のエッチャント
を用いてＡｌが拡散されたインターレイアをエッチング
するようにしたものである。
ッチングにおいて、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶
液を用いてＩｎＧａＡｓ膜のエッチングを行い、エッチ
ングレートが１００Å〜２００Å／分と小さくなった時
点で、リン酸又は硫酸／過酸化水素水系のエッチャント
を用いてＡｌが拡散されたインターレイアをエッチング
するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
エッチング対象となるＩｎＡｌＡｓ膜（層）上に成膜さ
れたＩｎＧａＡｓ膜を示す断面図である。ＩｎＡｌＡｓ
膜１１上に成膜されたＩｎＧａＡｓ膜１２のエッチング
が均一にできないという問題は、ＩｎＡｌＡｓ膜１１／
ＩｎＧａＡｓ膜１２の界面でのエッチングレートが大き
く変わることが考えられる（界面でのＩｎＧａＡｓ膜の
エッチングレードが小さくなる）。
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
エッチング対象となるＩｎＡｌＡｓ膜（層）上に成膜さ
れたＩｎＧａＡｓ膜を示す断面図である。ＩｎＡｌＡｓ
膜１１上に成膜されたＩｎＧａＡｓ膜１２のエッチング
が均一にできないという問題は、ＩｎＡｌＡｓ膜１１／
ＩｎＧａＡｓ膜１２の界面でのエッチングレートが大き
く変わることが考えられる（界面でのＩｎＧａＡｓ膜の
エッチングレードが小さくなる）。
【０００９】図２にＩｎＡｌＡｓ膜上にＩｎＧａＡｓ膜
を形成した場合のエッチング時間（分）に対するエンチ
ング深さ（Å）の特性図を示している。ここで、曲線ａ
は、ＩｎＡｌＡｓ膜（１．１μｍ）上にＩｎＧａＡｓ膜
を１．５μｍ形成し、クエン酸／過酸化水素水／水混合
溶液でエッチングを行った場合のエッチング時間に対す
るエッチングの深さを示しており、曲線ｂは、ＩｎＧａ
Ａｓ膜を０．３μｍと薄く形成し、クエン酸／過酸化水
素水／水混合溶液でエッチングを行った場合のエッチン
グ時間に対するエッチングの深さを示している。
を形成した場合のエッチング時間（分）に対するエンチ
ング深さ（Å）の特性図を示している。ここで、曲線ａ
は、ＩｎＡｌＡｓ膜（１．１μｍ）上にＩｎＧａＡｓ膜
を１．５μｍ形成し、クエン酸／過酸化水素水／水混合
溶液でエッチングを行った場合のエッチング時間に対す
るエッチングの深さを示しており、曲線ｂは、ＩｎＧａ
Ａｓ膜を０．３μｍと薄く形成し、クエン酸／過酸化水
素水／水混合溶液でエッチングを行った場合のエッチン
グ時間に対するエッチングの深さを示している。
【００１０】ここで、クエン酸／過酸化水素水／水混合
溶液＝５０ｇ／５０ｃｃ／５０ｃｃ＝８３．３ｃｃ／５
０ｃｃ＝１．６７、３０℃である。この図２から明らか
なように、ＩｎＧａＡｓ膜／ＩｎＡｌＡｓ膜界面でのエ
ッチングレートが遅いことが分かる。曲線ａから明らか
なように、ＩｎＧａＡｓ膜／ＩｎＡｌＡｓ膜界面でのＩ
ｎＧａＡｓ層を５００Åエッチングするのに１０分要し
ており、この現象が完全にＩｎＧａＡｓ層を除去できな
いというエッチングの不安定性を引き起こした。
溶液＝５０ｇ／５０ｃｃ／５０ｃｃ＝８３．３ｃｃ／５
０ｃｃ＝１．６７、３０℃である。この図２から明らか
なように、ＩｎＧａＡｓ膜／ＩｎＡｌＡｓ膜界面でのエ
ッチングレートが遅いことが分かる。曲線ａから明らか
なように、ＩｎＧａＡｓ膜／ＩｎＡｌＡｓ膜界面でのＩ
ｎＧａＡｓ層を５００Åエッチングするのに１０分要し
ており、この現象が完全にＩｎＧａＡｓ層を除去できな
いというエッチングの不安定性を引き起こした。
【００１１】なお、そのエッチングレートの減少は、Ｉ
ｎＧａＡｓ膜の残り膜厚１０００Å〜５００Åから生じ
ており、そのときのエッチングレートは、２００Å〜１
００Å／分となっている。また、曲線ｂに示すように、
ＩｎＡｌＡｓ膜（０．１μｍ）上にＩｎＧａＡｓ膜が
０．３μｍと薄い場合でも、当初のエッチングレートに
よれば、２分でエッチングされるはずが、長時間、ここ
では１３分のエッチング時間が必要である。
ｎＧａＡｓ膜の残り膜厚１０００Å〜５００Åから生じ
ており、そのときのエッチングレートは、２００Å〜１
００Å／分となっている。また、曲線ｂに示すように、
ＩｎＡｌＡｓ膜（０．１μｍ）上にＩｎＧａＡｓ膜が
０．３μｍと薄い場合でも、当初のエッチングレートに
よれば、２分でエッチングされるはずが、長時間、ここ
では１３分のエッチング時間が必要である。
【００１２】この現象のメカニズムは、未だ解明されて
いないが、ＩｎＧａＡｓ膜を成膜する時に、下地との界
面からＡｌが拡散し、Ａｌが拡散されたインターレイヤ
ーを形成している。そこで、ＩｎＡｌＡｓ膜上に成膜さ
れたＩｎＧａＡｓ膜のエッチングにおいて、単体のＩｎ
ＧａＡｓ膜の膜厚に対して、クエン酸／過酸化水素水／
水混合溶液でエッチングされるであろう、所要時間でエ
ッチングを行い、その後、追加で１０分以上のエッチン
グを行うことを特徴とする。あるいは新規にリン酸又は
硫酸／過酸化水素系のエッチャントを用いてＡｌが拡散
されたインターレイヤーをエッチング、所謂スライトエ
ッチングを行うことを特徴とする。
いないが、ＩｎＧａＡｓ膜を成膜する時に、下地との界
面からＡｌが拡散し、Ａｌが拡散されたインターレイヤ
ーを形成している。そこで、ＩｎＡｌＡｓ膜上に成膜さ
れたＩｎＧａＡｓ膜のエッチングにおいて、単体のＩｎ
ＧａＡｓ膜の膜厚に対して、クエン酸／過酸化水素水／
水混合溶液でエッチングされるであろう、所要時間でエ
ッチングを行い、その後、追加で１０分以上のエッチン
グを行うことを特徴とする。あるいは新規にリン酸又は
硫酸／過酸化水素系のエッチャントを用いてＡｌが拡散
されたインターレイヤーをエッチング、所謂スライトエ
ッチングを行うことを特徴とする。
【００１３】例えば、ＩｎＧａＡｓ膜の膜厚が３０００
Å成膜されている場合、単体でのエッチングレートは、
約１７００Å／ｍｉｎであるから、２分もあればエッチ
ングできるはずである。しかし、界面でのエッチングレ
ートが小さくなるため（＜１００Å）、そこで追加で１
０分以上のエッチングを行うことや、あるいは新規にリ
ン酸又は硫酸／過酸化水素系のエッチャント（ＩｎＧａ
Ａｓ／ＩｎＡｌＡｓ両方の膜をエッチングできるエッチ
ャント）を用いてスライトエッチングを行うことにより
問題を回避することができる。
Å成膜されている場合、単体でのエッチングレートは、
約１７００Å／ｍｉｎであるから、２分もあればエッチ
ングできるはずである。しかし、界面でのエッチングレ
ートが小さくなるため（＜１００Å）、そこで追加で１
０分以上のエッチングを行うことや、あるいは新規にリ
ン酸又は硫酸／過酸化水素系のエッチャント（ＩｎＧａ
Ａｓ／ＩｎＡｌＡｓ両方の膜をエッチングできるエッチ
ャント）を用いてスライトエッチングを行うことにより
問題を回避することができる。
【００１４】このように、上記実施例によれば、クエン
酸／過酸化水素水／水混合溶液を用いて、ＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＡｌＡｓ膜のエッチングにおいて、ＩｎＧａＡｓ
膜の膜厚がエッチングされるエッチングレートが１００
Å〜２００Å／分と小さくなった時点で、少なくとも１
０分以上の追加エッチングを行うか、リン酸又は硫酸／
過酸化水素水系のエッチャントを用いてスライトエッチ
ングを行い、２段階エッチングを行うことにより、Ｉｎ
ＧａＡｓ膜を均一に、しかも確実にエッチングすること
ができる。
酸／過酸化水素水／水混合溶液を用いて、ＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＡｌＡｓ膜のエッチングにおいて、ＩｎＧａＡｓ
膜の膜厚がエッチングされるエッチングレートが１００
Å〜２００Å／分と小さくなった時点で、少なくとも１
０分以上の追加エッチングを行うか、リン酸又は硫酸／
過酸化水素水系のエッチャントを用いてスライトエッチ
ングを行い、２段階エッチングを行うことにより、Ｉｎ
ＧａＡｓ膜を均一に、しかも確実にエッチングすること
ができる。
【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００１６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶液を用い
て、ＩｎＧａＡｓ層の膜厚がエッチングされるエッチン
グレートが１００Å〜２００Å／分と小さくなった時点
で、少なくとも１０分以上の追加エッチングを行うか、
リン酸又は硫酸／過酸化水素水系のエッチャントを用い
てスライトエッチングを行い、２段階エッチングを行う
ことにより、ＩｎＧａＡｓ層をＩｎＧａＡｓ膜をエッチ
ング残渣がなく、均一性良くエッチングできる。
よれば、クエン酸／過酸化水素水／水混合溶液を用い
て、ＩｎＧａＡｓ層の膜厚がエッチングされるエッチン
グレートが１００Å〜２００Å／分と小さくなった時点
で、少なくとも１０分以上の追加エッチングを行うか、
リン酸又は硫酸／過酸化水素水系のエッチャントを用い
てスライトエッチングを行い、２段階エッチングを行う
ことにより、ＩｎＧａＡｓ層をＩｎＧａＡｓ膜をエッチ
ング残渣がなく、均一性良くエッチングできる。
【図１】本発明のエッチング方法の対象となるＩｎＡｌ
Ａｓ膜上に成膜されたＩｎＧａＡｓ膜の断面図である。
Ａｓ膜上に成膜されたＩｎＧａＡｓ膜の断面図である。
【図２】本発明の実施例を示すＩｎＡｌＡｓ膜上にＩｎ
ＧａＡｓ膜を１．５μｍ形成し、クエン酸／過酸化水素
水／水混合溶液でエッチングを行った場合のエッチング
時間に対するエッチングの深さを示す図である。
ＧａＡｓ膜を１．５μｍ形成し、クエン酸／過酸化水素
水／水混合溶液でエッチングを行った場合のエッチング
時間に対するエッチングの深さを示す図である。
【図３】太陽電池に用いられている積層構造の一例を示
す図である。
す図である。
１１ ＩｎＡｌＡｓ膜 １２ ＩｎＧａＡｓ膜
Claims (2)
- 【請求項１】 ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ膜のエッチ
ングにおいて、（ａ）クエン酸／過酸化水素水／水混合
溶液を用いてＩｎＧａＡｓ膜のエッチングを行い、エッ
チングレートが１００Å〜２００Å／分と小さくなった
時点で、（ｂ）少なくとも１０分以上の追加エッチング
を行うことを特徴とする化合物半導体膜のエッチング方
法。 - 【請求項２】 ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ膜のエッチ
ングにおいて、（ａ）クエン酸／過酸化水素水／水混合
溶液を用いてＩｎＧａＡｓ膜のエッチングを行い、エッ
チングレートが１００Å〜２００Å／分と小さくなった
時点で、（ｂ）リン酸又は硫酸／過酸化水素水系のエッ
チャントを用いてＡｌが拡散されたインターレイアをエ
ッチングすることを特徴とする化合物半導体膜のエッチ
ング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12221997A JPH10312988A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 化合物半導体膜のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12221997A JPH10312988A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 化合物半導体膜のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10312988A true JPH10312988A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=14830504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12221997A Withdrawn JPH10312988A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 化合物半導体膜のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10312988A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009200511A (ja) * | 1999-08-06 | 2009-09-03 | Raytheon Co | 半導体の形成方法 |
-
1997
- 1997-05-13 JP JP12221997A patent/JPH10312988A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009200511A (ja) * | 1999-08-06 | 2009-09-03 | Raytheon Co | 半導体の形成方法 |
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