JPS58501064A - 基板のマスク部分 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 基板のマスク部分 技術分野 本発明は基板のマスク部分に係る。よシ具体的には、本発明は該基板の照射のよ うな処理中における該部分を保護するために、基板の少なくとも一部を除去可能 なようにマスクすることに係る。

本発明の背景 たとえばプロトン照射のような処理剤に対し、基板の一部分を保護するために、 貴金属のマスクが形成され、異なる技術で除去されてきた。−技術においては、 クロムの層が形成され、金の層がクロムの上に形成され、次に金はヨウ化カリウ ムにより選択的にエツチング除去される。そのような技術に付随した問題は、金 を溶解する溶液がしばしば基板材料に対して有害であるため、金の除去が面倒な ことである。たとえば、ヨウ化カリウムと王水はカリウムひ素及びガリウムりん を含む他の材料のようなある種の基板を損う。

本発明の要約 本発明シま基板の一部分上に、ニッケル、アルミニウム、インジウムおよびスズ のグループから選択された金属の部分層を形成することを含む。部分層は基板に 対し無害な分離剤により除去される。該部分層上に、金、鉛およびタングステン のような材料のマスク層が形成される。これらは部分層に固着し、部分層に対し 無害で、これに続くプロセス工程に対し、本質的に抵抗がある。

その後のプロセスの後、該部分層およびマスクを基板から分離す゛るために、部 分層は分離剤で処理される。

図面の簡単な説明 矛１図〜矛４図は本発明を実施す□る一連の工程を示す試料の側面図である。

本発明は一般にマスク層の使用と関連させると有用であるが、たとえば半導体基 板の周知のプロトン照射のような放射処理を含むプロセス技術とともに用いられ るマスク層に対して、特に有用である。放射に対して抵抗のあるマスク材料は、 典型的な場合基板から除去するの一５Ｓ困難である。その理由は多くのそのよう な材料はより重い金属または貴金属、たとえば金（一般に好ましい材料）とそれ ほど広くは用いられない鉛、タングステン、白金、パラジウムおよびイリジウム のような金属を含む。もし金属を溶解にょシ除去する必要があるとすると、強い 化学物質がしばしば必要となシ、それは基板中の１ないし複数の材料を墳うこと かある。従って、そのようなマスクを、マスク材料用の溶媒を用いることなく除 去することが望ましい。

（５） 金のマスクは放射処理に対し、特に有利である。なぜならば、金は密度の高い金 属で。蒸着またはメッキによシ基板に容易に形成でき、薄膜は浸透に対し高い抵 抗を有する。従って、金を溶解することなく、基板から金の層を除去することが 望ましい。

本発明は広範囲の材料の基板をマスクすることに適用できる。現在本発明が最も 有効であるのは、ガリウム−りん、ガリウム−ひ素、インジウム−ガリウム−ひ 素およびインジウム−ガリウム−ひ素−りんのような材料の周知の基板であり、 そのような材料は各種の周知のドーパントを有し、各種の周知の組合せで用いら れる。周知の技術が通常使用可能であるため、有効性はやや下がるが、本発明は シリコン、ゲルマニウム、ガドリニウム−ガリウム−ガーネットの基板および他 の周知の基板とともに使用できる。

牙１例 本発明の実施例を示すために、牙１図にはｌ）　−ｎ接合（１７）を含み、その 相対する側に金属層（２５）および（２６）を有する、たとえばガリウム−ひ素 のような半導体材料の基板（１０）が示されている。層（２６）は、たとえばス ズ、パラジウムおよび金の合成＠科から成り、層（２５）はたとえばクロムから 成り、場合によって１１チタンの層が１．売き、白金で被覆される。

（４） 後に用いられる処理剤、たとえばプロトンによる試料照射に対し、基板（１０） の一部をマスクする目的で、周知の方法により、層（２５）上にフォトレジスト の層（４２）が形成される。層（４２）はそれを貫く開口（４０）を有し、下の 層（２５）を露出している。開口（４０）はたとえば電流チャネルのような領域 、すなわち電流チャネル間の高抵抗領域に表面部分領域を形成することにより、 基板（１０）中に形成することが望ましい領域上にあり、それと対応する。牙２ 図は（以下で述べるように）分離層（４４）およびマスク（２２）のストライプ がその中に形成された後の開口（４０）を示す。その後（牙６図）残ったフォト レジスト層（４２）が除去される。

マスク（２２）用の材料は、分離層（４４）に固着するもので、意図する処理プ ロセスによっては本質的：て損われない。特にＸ線、Ｕ、　Ｖ、光およびガンマ 線から成る低エネルギー放射の場合、マスクは鉛のような各種の周知の材料でよ い。特に、プロトンまたは重水素で照射するような高エネルギー放射の場合、有 利なマスク材料はタングステンまたは金のような貴金属である。周知のように、 金は特に低エネルギーおよび高エネルギー放射の両方、池の非放射処理に対する 優れたマスク間゛科として働く。

ここで述べられている化学物質、金属、基板およびプロセス間の相互作用は、し ばしば具体的な成分に対し、無害または害が小さいと言える。しかし、その表現 は害を受けない成分中で変換が行われないということを意味するのではないこと を理解すべきである。それはそのような変換がプロセスの本質的な結果ではなく 、従って害が小さいと考えられることを意味するのである。

層（４４）用の材料は基板、（１’０　）およびマスク材料に対し固着し、無害 である必要がある。一度形成されたら、層（４４）はまた処理プロセス中に起る 条件に対し、本質的に抵抗を有するべきである。そのような条件には熱の発生、 イオンスパッタリング、放射および処理に対して露出される層の薄い端部に加わ る攻撃が含まれるが、それらに限定されない。

層（４４）の基本的なｔＲ能は、上のマスク（２２）を除去するとき、犠牲とな る層として働くことである。

層（４４）は基板またはマスク自身を化学的まンには物理的に処理する必要なく 、マスクにより基板を部分にわけることができるため、分離層とよばれる。

この例における分離機能を達成するために、層（４４）としてニッケルを用いた 。ＧａＡｓの基板のプロトン照開口（４０）を通して露出された層（２５）の一 部分に形成され、たとえは周知の電界メッキプロセスに用いられる。ニッケルは 層（２５）によく固着しく　薄い）層（２５）を通して露出されたＧａＡ、ｓ基 板（１０）のいずれの部分にもよく固着する。基板（１０）はそれに対し本質的 にストレスのないニッケルを形成するだめの、通常のニッケル硫酸塩メッキプロ セスに対し、十分低連を有する。更に、そのようなニラケシ層は、広範囲の可能 なマスク材料に対し適応しうる。

ニッケルが形成された後、材料のストライプおよびニッケルと放射に対して適し た厚さがその上に形成され、マスク（２２）が形成された。金を選択すると有利 であり、通常のカリウムシアン化金プロセスにより、好才しい電界メッキが行な える。ＧａＡｓ基板（１０）およびニッケル層（２２）に対し、このプロセスは 無害で、ニッケル層（４４）上に金の本質的にストレスのない固着層（２２）が 形成される。プロトン照財から適当な尿薩をするために、たとえば約２５，０Ｏ ＯＸの厚さの金がニッケル上に形成される。

フォトレジスト層（４２）が除去された後、層（４４）下のマスク（２２）を含 む基板’ｄ、牙６図に示されるように照射される。特にｐ−ｎ接合（１７）の領 域中に電流チャネル（２６）を情密に規定するために、高抵抗の領域（２８）が 生成される。

照射処理の後、分離層（４４）およびそれに付随した金マスクは基板（１０）か ら除去され、矛４１メ」に示（７） される条件が得られる。そのような除去は、分離層（４４）をはがし基板（１０ ）からマスクをはがすだめに、分離層（４４）を処理することにより実現すると 有利である。分離層の処理は化学的および機械的にでき、そのような処理に対し ＧａＡｓ基板（１０）に損傷を及ぼす可能性を考慮する必要がある。

矛３図に示される例の場合、基板（１０）は室温で塩酸水溶液中に浸された。酸 はＡ、０．８グレード（分析値３６−＋％−３８％）で、マスクをはがすために 機械的に研摩することなく、超音波攪拌を用いた。マスク（２８）に沿った分離 層（４４）は浸した後約４分で基板からはがれた。基板（１０）は脱イオン水の 流れの中に約５分間浸したが、それは酸およびニッケ電子銃蒸着により、基板（ １０）上の開口（４０）に金属アルミニウムの分離層（４４）を、約５−１０， ０００Ｘの厚さに形成した。アルミニウムは基板のＴｉ　−Ｐｔ層（２５）によ く固着し、その上に約２５，０ＯＯＸの厚さに電界メッキした金マスク（２２） とよくなじんだ。

照射の後、基板（１０）は室温で以下の成分を含む／ｆ’ｊ　’（（１−中に浸 した。すなわち、容積にして８５％りん酸（分４１１値最低３５　％　）、５　 ％’硝酸（分析低６９〜７１（８） ％）、５％氷酢酸（分析値最低９９７％）および５％水である。基板からアルミ ニウム分離層（４４）を分離するだめに適当な反応時間は、超音波攪拌を用い、 機械的研摩を用いずに、約２〜寺分であった。基板（１０）は流水中に約１０分 間浸し、分離溶液およびアルミニウムまたは金の粒子を除去した。

牙６例 金属スズの分離層（４４）が電界メッキにより、基板（１０）上の開口（４０） に約５〜１０，０ＯＯＸの厚さに形成された。スズは通常のシアン化スズメッキ プロセスを用いて形成された。スズは基板のＴｉ　−Ｐｔ層によく固着し、約２ ５，０００公の厚さに電界メッキされた金マスク（２２）とよくなじんだ。

照射の後、基板（１０）は以下の成分を含む溶液中に、室温で浸した。すなわち 、９８％塩酸（分析値３６〜＋％ないしろ８％）および２％過酸化水素（分析値 ２９〜３２％）である。基板（１０）からスズ分離層（４４）を分離するのに適 した反［ち時間は、超音波攪拌を用い、機械的研摩を用いない場合、約６分であ った。次に、基板（１０）は流水中に約１０分間浸した。

牙４例 周知のシンタプロセスを用いて、基板（１ｏ　）、、、ｈにインジウムを形成し た。あるいはインジウムは１通常のフルオロホウ酸インジウム・プロセスを用い て形成さ（９） れる。

基板（１０）は攪拌することなく、Ａ、Ｃ，Ｓ　グレードの塩酸を含む溶液に、 室温で浸した。厚いインジウム層を完全に除去するだめの反応時間は、Ｆ〕十待 時１間あった。金の下の薄い（５１’０，０ＯＯｉ）インジウム層は、約５〜１ ５分間で除去される。

特表昭５８−５ＵＨＪ６４　（４） 補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 昭和５８年　６月　１日 特許庁長官若杉和夫　殿 １特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８２１００８１　Ｂ ２発明の名称 基板のマスク部分 ろ、特許出願人 ６添付書類の目録 請求の範囲 １、（補正後）　放射が透過しないマスク層（２２）を通しての試料の照射およ び処理工程後における該マスク層の除去を含む試料（１０）の処理方法にお・い て、試料に接触したニッケル、アルミニウム、インジウムまたはススから選択さ れた第１の層（４４）、その上を被覆する金、白金、パラジウム、イリジウム、 船首たはタングステンから選択されだ第２のマスク層（２２）から成る薄膜を、 該試料上に形成する工程および処理工程の後、該試料から該第１層をはがすこと により、該試料から該薄膜を除去する工程を特徴とする方法。

２、　前記第１項に記載された方法において、マスク層は金で、第１の層はニッ ケルであることを特徴とする方法。

６　前記第１項に記載された方法において、試料：まカリウムひ素を含み、第１ の層はニッケルであり、該分離工程は試料を塩酸中に浸すことから成ることを特 徴とする方法。

４、　前記第１項に記載された方法において、試料はカリウムひ素を含み、第１ の層はアルミニウムであり、該分離工程は容積て約８５％のリン酸、約５係の硝 酸、約５％の耐酸および約５へ○水から成る槽中に、試料を浸すことから成るこ とを特徴とする特、　法。

′５．　前記第１項に記載された方法において、試料はガリウムひ素を含み、第 １の層はインジウムであり、該分離工程は試料を塩酸中に浸すことがら成ること を特徴とする方法。

６、　前記第１項に記載された方法において。

試料：まガリウムひ素を含み、オ、１の層はスズで、該分離工程は容積で約９８ ％の塩酸および約２％の過酸化水素から成る槽中に、試料を浸すことから成るこ とを特徴とする方法。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　試料マスク層（２２）の使用とプロセス工程後の該マスク層の除去を含む 試料（１０）の処理方法において、 試料に密接して、ニッケル、アルミニウム、インジウムまたはスズから選択され た第１の層（４４）から成る薄膜を、該試料に形成し、その上を金、白金、パラ ジウム、イリジウム、鉛またはタングステンから選択された第２のマスク層（２ ２）で覆い、処理工程の後、該第１の層を該試料からはがすことにより、該試料 から該薄膜を分離することを特徴とする方法。 ２、　前記第１項に記載された方法において、マスク層は金で、第１の層はニッ ケルであることを特徴とする方法。 ６、　前記第１項に記載された方法において、試料はカリウムひ素を含み、第１ の層はニッケルで、該分離工程は試料を塩酸中に浸すことから成ることを特徴と する方法。 ４、　前記第１項に記載された方法において、試料はガリウムひ素を含み、第１ の層はアルミニウムで、該分離工程は容積で約８５％のりん酸、約５係の硝酸、 約５％の酢酸および約５％の水から成る槽中に、試料を浸すことから成ることを 特徴とする方法。 ５、　前記」・１項に記載された方法において、（１１） 試料はガリウムひ素を含み、第１の層はインジウムで、該分離工程は試料を塩酸 中に浸すこと刀・ら成ることを特徴とする方法。 ６、　前記第１項に記載された方法において、試料はガリウムひ素を含み、第１ の層はススで、該分離工程は容積で約９８％の塩酸、約２係の過酸化水素から成 る槽中に試料を浸すことから唆ることを特徴とする特許 （１）