JPS59190366A - 3−v族化合物結晶用化学エツチング液 - Google Patents
3−v族化合物結晶用化学エツチング液Info
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- JPS59190366A JPS59190366A JP6363083A JP6363083A JPS59190366A JP S59190366 A JPS59190366 A JP S59190366A JP 6363083 A JP6363083 A JP 6363083A JP 6363083 A JP6363083 A JP 6363083A JP S59190366 A JPS59190366 A JP S59190366A
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- Japan
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- etching
- etching solution
- etched
- crystal
- soln
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、■−V族化合物結晶用化学エツチング液に関
するものである。
するものである。
(背景技術)
従来、I−V族化合物、例えばGaAs 、 AlGa
As等の結晶の表面処理または素子製作のために化学エ
ツチング液が使用されている。この耶の化学エツチング
液としては、臭素−メチルアルコールの混合液、硫酸−
過酸化水素水一水、水酸化アンモニウム(または水酸化
す) IJウム)−過酸化水素水−水などの混合液が一
般に使用されている。しかし、これらのエツチング液を
用いてII−V族化合物結晶を表面処理した場合、エッ
チ・ビットが現われたシ、表面に付着した酸化物などの
ために完全な鏡面を得る処理が不可能であるという欠点
があった。
As等の結晶の表面処理または素子製作のために化学エ
ツチング液が使用されている。この耶の化学エツチング
液としては、臭素−メチルアルコールの混合液、硫酸−
過酸化水素水一水、水酸化アンモニウム(または水酸化
す) IJウム)−過酸化水素水−水などの混合液が一
般に使用されている。しかし、これらのエツチング液を
用いてII−V族化合物結晶を表面処理した場合、エッ
チ・ビットが現われたシ、表面に付着した酸化物などの
ために完全な鏡面を得る処理が不可能であるという欠点
があった。
まだ、これらのエツチング液によ、6m−v族化合物結
晶をエツチングした場合、エッチ深さの再現性に乏しい
という欠点もあった。この欠点は、例えばGaAs F
ETを製作する場合、活性領域となる層の厚さにばらつ
きをもたらすことになシ、従って、再現性良< FET
素子を製作することが不可能となる。
晶をエツチングした場合、エッチ深さの再現性に乏しい
という欠点もあった。この欠点は、例えばGaAs F
ETを製作する場合、活性領域となる層の厚さにばらつ
きをもたらすことになシ、従って、再現性良< FET
素子を製作することが不可能となる。
さらに、これらのエツチング液を用いて■−■族化合物
結晶をメサ・エツチングした場合、これらのエツチング
液のエツチング作用が結晶方位に対して選択性を有する
ので、エツチングされた断面の形状に結晶方位での顕著
な相違を生ずるという欠点もあった。
結晶をメサ・エツチングした場合、これらのエツチング
液のエツチング作用が結晶方位に対して選択性を有する
ので、エツチングされた断面の形状に結晶方位での顕著
な相違を生ずるという欠点もあった。
第1A図および第1B図は■−■族化合物結晶のGal
を、従来の代表的なエツチング液である臭素−メチルア
ルコールの混合液でメサ・エツチング液た場合のエッチ
断面形状を示しだものであり、第1A図は(/10 )
而および第1B図は(/ / 0)面のエッチ断面形状
である。
を、従来の代表的なエツチング液である臭素−メチルア
ルコールの混合液でメサ・エツチング液た場合のエッチ
断面形状を示しだものであり、第1A図は(/10 )
而および第1B図は(/ / 0)面のエッチ断面形状
である。
第7A図および第1B図に示すように、(Ilo)面の
エッチ断面形状lと(Ilo )面のエッチ断面形状−
とに明確な相違が現われ、(/10’)面では逆メサ構
造になシ、他方(/10 )面では順メサ構造になって
いる。
エッチ断面形状lと(Ilo )面のエッチ断面形状−
とに明確な相違が現われ、(/10’)面では逆メサ構
造になシ、他方(/10 )面では順メサ構造になって
いる。
また、この臭素−メチルアルコールの混合液によシ、写
真食刻の技法を用いて結晶をエツチングする場合、レジ
ストがこのエツチング液に浸されるという欠点もあった
。従って、第1A図および第1B図の場合にはレジスト
が使えないので、5i02などの誘電体膜を用いてエツ
チングした結果を示しである。
真食刻の技法を用いて結晶をエツチングする場合、レジ
ストがこのエツチング液に浸されるという欠点もあった
。従って、第1A図および第1B図の場合にはレジスト
が使えないので、5i02などの誘電体膜を用いてエツ
チングした結果を示しである。
(目 的)
そこで、本発明の目的は、上述の諸欠点を解決して、エ
ッチ面が鏡面状の高品質面となり、エッチ深さの再現性
の良い■−■族化合物結晶用化学エツチング液を提供す
ることにある。
ッチ面が鏡面状の高品質面となり、エッチ深さの再現性
の良い■−■族化合物結晶用化学エツチング液を提供す
ることにある。
本発明の他の目的は、エッチ断面形状が結晶方位に依存
することなく順メサ構造となり、かつレジストを浸さな
い■−V族化合物結晶用化学エツチング液を提供するこ
とにある。
することなく順メサ構造となり、かつレジストを浸さな
い■−V族化合物結晶用化学エツチング液を提供するこ
とにある。
(発明の構成)
このような目的を達成するために、本発明■−V族化合
物結晶用化学エツチング液は、重クロム酸カリウム、M
クロム酸ナトリウム、重クロム酸マグネシウムなどの重
クロム酸アルカリ塩萬酸および酢酸の3成分の水溶液よ
り成ることを特徴とする。
物結晶用化学エツチング液は、重クロム酸カリウム、M
クロム酸ナトリウム、重クロム酸マグネシウムなどの重
クロム酸アルカリ塩萬酸および酢酸の3成分の水溶液よ
り成ることを特徴とする。
本発明による化学エツチング液を用いて■−■族化合物
結晶をエツチングした場合、エッチ・ビットの発生を防
止し得るばかりでなく、エッチ深さの再現性の良い鏡面
の表面処理が可能となると共に、エッチ断面の形状が結
晶方位に依存しないので、メサ・エッチ用エツチング液
として良好に用いることが可能であることが判明した。
結晶をエツチングした場合、エッチ・ビットの発生を防
止し得るばかりでなく、エッチ深さの再現性の良い鏡面
の表面処理が可能となると共に、エッチ断面の形状が結
晶方位に依存しないので、メサ・エッチ用エツチング液
として良好に用いることが可能であることが判明した。
本発明化学エツチング液は、上述しだ3成分のそれぞれ
の水溶液より調整され、例えば重クロム酸アルカリ塩は
0.0/規定〜飽和濃度の水溶液として配合し、塩酸お
よび酢酸は、例えば、それぞれ、市販の1?1ぼ/2規
定およびほぼ17規定水溶液として配合するのが好適で
ある。
の水溶液より調整され、例えば重クロム酸アルカリ塩は
0.0/規定〜飽和濃度の水溶液として配合し、塩酸お
よび酢酸は、例えば、それぞれ、市販の1?1ぼ/2規
定およびほぼ17規定水溶液として配合するのが好適で
ある。
(実施例)
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこ
れら実施例によりなんら限定されるものではない。
れら実施例によりなんら限定されるものではない。
第2図は、12規定の塩酸、/7規定の酢酸および重ク
ロム酸アルカリ塩としてl規定亜クロム酸カリウム水溶
液から成る本発明エツチング液の混合割合に対する3℃
でのGaAsのエッチ速度の等速度曲線を一般によく用
いられる三角図に表わしだものである。三角形の各頂点
はそれぞれの化学薬品の混合割合が700%となる点に
相当する。等エッチ速度曲線は0.73m7分から0.
7μm/分まで0゜lのステップで示しである。破線で
分割した領域Aは、エツチング液が明るいオレンジ色を
呈し、他方の領域Bでは茶かつ色ないしは黒色を呈する
。
ロム酸アルカリ塩としてl規定亜クロム酸カリウム水溶
液から成る本発明エツチング液の混合割合に対する3℃
でのGaAsのエッチ速度の等速度曲線を一般によく用
いられる三角図に表わしだものである。三角形の各頂点
はそれぞれの化学薬品の混合割合が700%となる点に
相当する。等エッチ速度曲線は0.73m7分から0.
7μm/分まで0゜lのステップで示しである。破線で
分割した領域Aは、エツチング液が明るいオレンジ色を
呈し、他方の領域Bでは茶かつ色ないしは黒色を呈する
。
領域Aでは、攪拌してもしなくてもエッチ速度が変らず
、従ってエツチングは化学反応′で律速されている。他
方、領域Bでは、エッチ速度は攪拌することにより増大
することから、エツチングは拡散で律速されている。領
域AおよびBの双方共に、鏡面の良好なGaAsエッチ
面を提供し、かつレジストを浸さない。この実施例から
明らかなように、塩酸、酢酸および重クロム酸カリウム
水溶液の混合割合を変えることによシ、エッチ速度を任
意所望の大きさに変え得ることは本発明エツチング液の
利点の一つでもある。
、従ってエツチングは化学反応′で律速されている。他
方、領域Bでは、エッチ速度は攪拌することにより増大
することから、エツチングは拡散で律速されている。領
域AおよびBの双方共に、鏡面の良好なGaAsエッチ
面を提供し、かつレジストを浸さない。この実施例から
明らかなように、塩酸、酢酸および重クロム酸カリウム
水溶液の混合割合を変えることによシ、エッチ速度を任
意所望の大きさに変え得ることは本発明エツチング液の
利点の一つでもある。
エッチ速度は、エツチング液の組成が一定であっても、
エツチング液の温度を変えることにょシ変化させること
ができる。第3図は領域AVCMする液(蝮酸:酢酸:
/規定重クロム0カリウム水溶液=/:/:/)および
領域BIC属する液(塩酸:酢酸:/規定重クロム酸カ
リウム水溶液−!:/:/)によるGaAsのエッチ速
度を、それぞれ、白丸および黒丸でプロットして表わし
たものである。横軸は温度の逆数であり、その数値が大
きいほど低温であり、図中の横軸の3.0は60℃に相
当し、3.6は5℃に相当する。第3図より、エツチン
グ液の温度を変えることによりエッチ速度を任意所望に
変えることができることがわかる。
エツチング液の温度を変えることにょシ変化させること
ができる。第3図は領域AVCMする液(蝮酸:酢酸:
/規定重クロム0カリウム水溶液=/:/:/)および
領域BIC属する液(塩酸:酢酸:/規定重クロム酸カ
リウム水溶液−!:/:/)によるGaAsのエッチ速
度を、それぞれ、白丸および黒丸でプロットして表わし
たものである。横軸は温度の逆数であり、その数値が大
きいほど低温であり、図中の横軸の3.0は60℃に相
当し、3.6は5℃に相当する。第3図より、エツチン
グ液の温度を変えることによりエッチ速度を任意所望に
変えることができることがわかる。
さらにまだ、エッチ速度は重クロム酸アルカリ塩の水溶
液の濃度を変えることにより任意所望に変えることがで
きる。第を図は、この例として、塩酸:酢酸:重クロム
酸カリウム水溶液=l:1:/における重クロム酸カリ
ウム水溶液の濃度を横軸にとシ、縦軸には2℃でのGa
Asのエッチ速度を表わしたものである。重クロム酸カ
リウムの水溶液の濃度(規定)の増加に比例してエッチ
速度(μm7分)が増加し、0.2規定以上で飽和する
。
液の濃度を変えることにより任意所望に変えることがで
きる。第を図は、この例として、塩酸:酢酸:重クロム
酸カリウム水溶液=l:1:/における重クロム酸カリ
ウム水溶液の濃度を横軸にとシ、縦軸には2℃でのGa
Asのエッチ速度を表わしたものである。重クロム酸カ
リウムの水溶液の濃度(規定)の増加に比例してエッチ
速度(μm7分)が増加し、0.2規定以上で飽和する
。
本発明者の実験では、重クロム酸カリウム水溶液の濃度
が0.0/規定〜飽和濃度において鏡面の良好なGaA
sエッチ面を得ることができ、また、レジストを浸すこ
となくエツチングすることができることを見出した。か
かる濃度がo、oi規定以下であっても上述したような
エツチングが可能であるが、エッチ速度が0.0/μm
/分以下の遅いエツチング液となるだめ、実用には適さ
ないと思われる。
が0.0/規定〜飽和濃度において鏡面の良好なGaA
sエッチ面を得ることができ、また、レジストを浸すこ
となくエツチングすることができることを見出した。か
かる濃度がo、oi規定以下であっても上述したような
エツチングが可能であるが、エッチ速度が0.0/μm
/分以下の遅いエツチング液となるだめ、実用には適さ
ないと思われる。
次に、本発明エツチング液によるエッチ機構の理論上の
説明を、重クロム酸アルカリ塩として重クロム酸カリウ
ムを用いた場合を例にとって説明する。重クロム酸カリ
ウムは塩酸などの酸性雰囲気中では、以下の化学反応を
する。
説明を、重クロム酸アルカリ塩として重クロム酸カリウ
ムを用いた場合を例にとって説明する。重クロム酸カリ
ウムは塩酸などの酸性雰囲気中では、以下の化学反応を
する。
K2Cr2O7→2に+Cr207(1)Or20.
十/4tH+ Ae−→2Or+ 7H20(2)第
2図の領域Aでのオレンジ色は、このGr20.’−イ
オンによりもたらされており、このイオンは(2)式の
如く顕著な酸化作用を有する。この酸化作用によりGa
Asが酸化され、GaおよびASの酸化物 □が生
成される。これらの酸化物は塩酸により容易に分解され
る。これらの過程が順次に繰り返えされてエツチングが
進行するのである。酢酸はこれらの反応の希釈剤の役割
を果しておシ、酢酸の混合割合が多ければ多いほどエッ
チ速度が遅くなる。
十/4tH+ Ae−→2Or+ 7H20(2)第
2図の領域Aでのオレンジ色は、このGr20.’−イ
オンによりもたらされており、このイオンは(2)式の
如く顕著な酸化作用を有する。この酸化作用によりGa
Asが酸化され、GaおよびASの酸化物 □が生
成される。これらの酸化物は塩酸により容易に分解され
る。これらの過程が順次に繰り返えされてエツチングが
進行するのである。酢酸はこれらの反応の希釈剤の役割
を果しておシ、酢酸の混合割合が多ければ多いほどエッ
チ速度が遅くなる。
第2図の領域Bでのエツチングもほぼこの機構で説明さ
れるが、エツチング液が茶かつ色もしくは黒色を呈する
のは、種々のクロム酸化合物のためと考えられる。
れるが、エツチング液が茶かつ色もしくは黒色を呈する
のは、種々のクロム酸化合物のためと考えられる。
次に、本発明でのエツチング液によるエッチ断面形状に
ついて述べる。第夕A図および第tB図は塩酸:酢酸:
/規定重クロム酸カリウム水溶液=/:/:/のエツチ
ング液でGaAsをエツチングした場合のそれぞれ(/
10 )面および()10)面のエッチ断面形状3およ
びグを示し、第5C図および第5D図は塩酸:酢酸:/
規定重クロム酸カリウム水溶液=!;:/:/のエツチ
ング液でGaAsをエツチングした場合のそれぞれ(l
lO)面および(iio )面のエッチ断面形状よおよ
び乙を示す。いずれのエツチング液の場合においても、
(/10 )面および(ンio )面共に良好な順メサ
形状を得ることができた。特に、第jA図および第tB
図の例では、エッチされた部分の底部3Aおよび’IA
が非常に平坦となるため、電界効果トランジスタ等のメ
サエッチング液として好適である。
ついて述べる。第夕A図および第tB図は塩酸:酢酸:
/規定重クロム酸カリウム水溶液=/:/:/のエツチ
ング液でGaAsをエツチングした場合のそれぞれ(/
10 )面および()10)面のエッチ断面形状3およ
びグを示し、第5C図および第5D図は塩酸:酢酸:/
規定重クロム酸カリウム水溶液=!;:/:/のエツチ
ング液でGaAsをエツチングした場合のそれぞれ(l
lO)面および(iio )面のエッチ断面形状よおよ
び乙を示す。いずれのエツチング液の場合においても、
(/10 )面および(ンio )面共に良好な順メサ
形状を得ることができた。特に、第jA図および第tB
図の例では、エッチされた部分の底部3Aおよび’IA
が非常に平坦となるため、電界効果トランジスタ等のメ
サエッチング液として好適である。
なお、上述の実施例は重クロム酸アルカリ塩として重ク
ロム酸カリウムを用いたが、その他の重クロム酸アルカ
リ塩、例えば重クロム酸ナトリウムや重クロム酸マグネ
シウムを用いても同様に本発明エツチング液を有効に得
ることができる。
ロム酸カリウムを用いたが、その他の重クロム酸アルカ
リ塩、例えば重クロム酸ナトリウムや重クロム酸マグネ
シウムを用いても同様に本発明エツチング液を有効に得
ることができる。
(効 果)
以上の説明から明らかなように、本発明エツチング液に
よれば、I−V族化合物結晶に対してビットが現われず
、かつ鏡面をなして表面処理を施すことができ、しかも
そのエッチ深さの制御性も良く、かつエッチ速度も重ク
ロム酸アルカリ塩の混合割合を変えるだけで容易に変え
ることができるという利点がある。また、エッチ断面形
状についても、結晶方位の依存性がなく、良好な順メサ
構造を得ることができる。さらに、かかる本発明″エツ
チング液は一般の写真食刻で使用されるレジストを浸す
ことがないことから、電界効果トランジスタや集積回路
などの各種半導体素子製作用のエツチング液として有効
に用いることができる。
よれば、I−V族化合物結晶に対してビットが現われず
、かつ鏡面をなして表面処理を施すことができ、しかも
そのエッチ深さの制御性も良く、かつエッチ速度も重ク
ロム酸アルカリ塩の混合割合を変えるだけで容易に変え
ることができるという利点がある。また、エッチ断面形
状についても、結晶方位の依存性がなく、良好な順メサ
構造を得ることができる。さらに、かかる本発明″エツ
チング液は一般の写真食刻で使用されるレジストを浸す
ことがないことから、電界効果トランジスタや集積回路
などの各種半導体素子製作用のエツチング液として有効
に用いることができる。
第1A図および第1B図は従来のエツチング液である臭
素−メチルアルコールの混合液を用いて常温においてG
aAsをエツチングした場合のエッチ断面形状を示す断
面図、第2図は本発明エツチング液の一実施例として塩
酸、酢酸および/規定重クロム酸カリウム水溶液から成
るエツチング液についてその各成分の混合割合に対する
GaAsの3℃での等エッチ速度曲線を表わす三角図、
第3図は本発明エツチング液として、塩酸:酢酸:/規
定重クロム酸カリウム水溶液=/:/:/(白丸)およ
び!;:/:/(黒丸)のエツチング液についての温度
とエッチ深さとの関係をプロットして示す特性曲線図、
第ψ図は本発明エツチング液としての塩rlI:酢酸二
重クロム酸カリウム水溶液= / : / 、: /に
おける重クロム酸カリウムの濃度(規定)とGaAsの
3℃でのエッチ速度との関係をプロットして示す特性曲
線図、第5A図〜第SD図は塩酸:酢酸:/規定重クロ
ム酸カリウム水溶液=i:i:iおよび!;: /:
/に−よるGaAsのそれぞれ<iio )面および(
)10 )面のエッチ断面形状を示す斜視図である。 /・・・(/10 )面のエツチング断面形状、λ・・
・(7to )面のエツチング断面形状、3・・・(/
10 )面のエツチング断面形状、3A・・・平坦な底
部、 t・・・(7to )面のエツチング断面形状、1・・
・平坦な底部、 !・・・(/10 )面のエツチング断面形状、乙・・
・(710)面のエツチング断面形状。 特許出願人 日本電信電話公社 第5B図 第5D図
素−メチルアルコールの混合液を用いて常温においてG
aAsをエツチングした場合のエッチ断面形状を示す断
面図、第2図は本発明エツチング液の一実施例として塩
酸、酢酸および/規定重クロム酸カリウム水溶液から成
るエツチング液についてその各成分の混合割合に対する
GaAsの3℃での等エッチ速度曲線を表わす三角図、
第3図は本発明エツチング液として、塩酸:酢酸:/規
定重クロム酸カリウム水溶液=/:/:/(白丸)およ
び!;:/:/(黒丸)のエツチング液についての温度
とエッチ深さとの関係をプロットして示す特性曲線図、
第ψ図は本発明エツチング液としての塩rlI:酢酸二
重クロム酸カリウム水溶液= / : / 、: /に
おける重クロム酸カリウムの濃度(規定)とGaAsの
3℃でのエッチ速度との関係をプロットして示す特性曲
線図、第5A図〜第SD図は塩酸:酢酸:/規定重クロ
ム酸カリウム水溶液=i:i:iおよび!;: /:
/に−よるGaAsのそれぞれ<iio )面および(
)10 )面のエッチ断面形状を示す斜視図である。 /・・・(/10 )面のエツチング断面形状、λ・・
・(7to )面のエツチング断面形状、3・・・(/
10 )面のエツチング断面形状、3A・・・平坦な底
部、 t・・・(7to )面のエツチング断面形状、1・・
・平坦な底部、 !・・・(/10 )面のエツチング断面形状、乙・・
・(710)面のエツチング断面形状。 特許出願人 日本電信電話公社 第5B図 第5D図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)重クロム酸アルカリ塩、塩酸および酌量より成るこ
とを特徴とする■−V族化合物結晶用化学エツチング液
。 2、特許請求の範囲第1項記載のI−V族化合物結晶用
化学エツチング液において、重クロム酸アルカリ塩は0
.07規定ないし飽和濃度の水溶液であることを特徴と
する11−V族化合物結晶用化学エツチング液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6363083A JPS59190366A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 3−v族化合物結晶用化学エツチング液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6363083A JPS59190366A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 3−v族化合物結晶用化学エツチング液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59190366A true JPS59190366A (ja) | 1984-10-29 |
| JPS6216276B2 JPS6216276B2 (ja) | 1987-04-11 |
Family
ID=13234853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6363083A Granted JPS59190366A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 3−v族化合物結晶用化学エツチング液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59190366A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010050255A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Sony Corp | 半導体発光素子及びその製造方法、並びに、下地に設けられた凸部、下地における凸部形成方法 |
-
1983
- 1983-04-13 JP JP6363083A patent/JPS59190366A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010050255A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Sony Corp | 半導体発光素子及びその製造方法、並びに、下地に設けられた凸部、下地における凸部形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6216276B2 (ja) | 1987-04-11 |
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