JP3078821B2 - 半導体のドライエッチング方法 - Google Patents
半導体のドライエッチング方法Info
- Publication number
- JP3078821B2 JP3078821B2 JP14074090A JP14074090A JP3078821B2 JP 3078821 B2 JP3078821 B2 JP 3078821B2 JP 14074090 A JP14074090 A JP 14074090A JP 14074090 A JP14074090 A JP 14074090A JP 3078821 B2 JP3078821 B2 JP 3078821B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- etching
- semiconductor
- gas
- sio
- 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 - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 title claims description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 45
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 26
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 12
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 98
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 20
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 20
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 9
- LTVOKYUPTHZZQH-UHFFFAOYSA-N difluoromethane Chemical compound F[C]F LTVOKYUPTHZZQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical compound ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N cadmium helium Chemical compound [He].[Cd] UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28575—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising AIIIBV compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
- H01L21/30612—Etching of AIIIBV compounds
- H01L21/30621—Vapour phase etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
- H01L21/3081—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
- H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、AlxGa1-XN（０≦Ｘ≦１）半導体のドライ
エッチング方法に関する。
エッチング方法に関する。
従来、AlxGa1-XN（０≦Ｘ≦１）半導体は青色の発光
ダイオードや短波長領域の発光素子の材料として注目さ
れており、係る素子を作成する場合には、他の化合物半
導体と同様にメサ、リセス等のエッチング技術を確立す
ることが必要となっている。 AlxGa1-XN半導体は化学的に非常に安定な物質であ
り、他のIII−Ｖ族化合物半導体のエッチング液として
通常使用される塩酸、硫酸、フッ化水素酸（HF）等の酸
又はこれらの混合液には溶解しないので、これらの液を
用いたウエットエッチングは使用出来ない。 そこで、本発明者等は、四塩化炭素（CCl4）又は２フ
ッ化２塩化炭素（CCl2F2）ガスのプラズマにより、AlxG
a1-XN（０≦Ｘ≦１）半導体をドライエッチングする方
法を開発した（特開平１−278025号公報、特開平１−27
8026号公報）。
ダイオードや短波長領域の発光素子の材料として注目さ
れており、係る素子を作成する場合には、他の化合物半
導体と同様にメサ、リセス等のエッチング技術を確立す
ることが必要となっている。 AlxGa1-XN半導体は化学的に非常に安定な物質であ
り、他のIII−Ｖ族化合物半導体のエッチング液として
通常使用される塩酸、硫酸、フッ化水素酸（HF）等の酸
又はこれらの混合液には溶解しないので、これらの液を
用いたウエットエッチングは使用出来ない。 そこで、本発明者等は、四塩化炭素（CCl4）又は２フ
ッ化２塩化炭素（CCl2F2）ガスのプラズマにより、AlxG
a1-XN（０≦Ｘ≦１）半導体をドライエッチングする方
法を開発した（特開平１−278025号公報、特開平１−27
8026号公報）。
しかしながら、２フッ化２塩化炭素（CCl2F2）は、フ
ロンガス規制の対象となり、使用が困難となるという問
題がある。 又、四塩化炭素（CCl4）ガスによるプラズマエッチン
グは、２フッ化２塩化炭素（CCl2F2）によるエッチング
に比べると、エッチング速度が遅いという問題があり、
加えて、常温で液体のため取扱が難しい。 更に、炭素を含むガスによるプラズマエッチングで
は、半導体表面に炭素の関与するポリマーが形成され、
エッチング状態が悪化するという問題も多く報告されて
いる。 現在のところ、エッチングの機構は解明されておら
ず、他の半導体に用いられているエッチングガスが、Al
xGa1-XN（０≦Ｘ≦１）半導体に対して、効果的である
か否かは、結局、実験によらなければ解明できない。 又、AlxGa1-XN（０≦Ｘ≦１）半導体のドライエッチ
ングに効果的なガスの報告も、上記の本発明者らの開示
以外には見当たらない。 そこで、本発明者等はAlxGa1-XN半導体のプラズマエ
ッチングにおいて、他のプラズマガスを用いてエッチン
グの実験を重ねた結果、三塩化ホウ素（BCl3）がエッチ
ングガスとして最適であることを発見し、本発明を完成
した。
ロンガス規制の対象となり、使用が困難となるという問
題がある。 又、四塩化炭素（CCl4）ガスによるプラズマエッチン
グは、２フッ化２塩化炭素（CCl2F2）によるエッチング
に比べると、エッチング速度が遅いという問題があり、
加えて、常温で液体のため取扱が難しい。 更に、炭素を含むガスによるプラズマエッチングで
は、半導体表面に炭素の関与するポリマーが形成され、
エッチング状態が悪化するという問題も多く報告されて
いる。 現在のところ、エッチングの機構は解明されておら
ず、他の半導体に用いられているエッチングガスが、Al
xGa1-XN（０≦Ｘ≦１）半導体に対して、効果的である
か否かは、結局、実験によらなければ解明できない。 又、AlxGa1-XN（０≦Ｘ≦１）半導体のドライエッチ
ングに効果的なガスの報告も、上記の本発明者らの開示
以外には見当たらない。 そこで、本発明者等はAlxGa1-XN半導体のプラズマエ
ッチングにおいて、他のプラズマガスを用いてエッチン
グの実験を重ねた結果、三塩化ホウ素（BCl3）がエッチ
ングガスとして最適であることを発見し、本発明を完成
した。
上記課題を解決するための発明の構成は、三塩化ホウ
素（BCl3）ガスのプラズマガスによりAlxGa1-XN（０≦
Ｘ≦１）半導体をエッチングするドライエッチング方法
である。 上記のプラズマエッチングは、通常、高周波電力を印
加する電極を平行に配置し、その電極に被エッチング物
体を配置した平行電極型装置や、高周波電力を印加する
電極を円筒状に配置し、その円筒の断面に平行に被エッ
チング物体を配置した円筒電極型装置、その他の構成の
装置を用いて行われる。又、三塩化ホウ素（BCl3）ガス
をプラズマ状態にするには、上記平行電極型装置や円筒
電極型装置では、電極間に高周波電力を印加することに
より行われる。 さらに他の発明は、AlxGa1-xN（０≦Ｘ≦１）半導体
をエッチングした後、そのエッチング面をArガスでさら
にエッチングする。又、他の発明は、エッチングはAlxG
a1-xN（０≦Ｘ≦１）半導体上に形成された二酸化珪素
（SiO2）膜とその二酸化珪素（SiO2）膜上に形成された
酸化アルミニウム（Al2O3）膜との２層をマスクとして
行うことを特徴とする。
素（BCl3）ガスのプラズマガスによりAlxGa1-XN（０≦
Ｘ≦１）半導体をエッチングするドライエッチング方法
である。 上記のプラズマエッチングは、通常、高周波電力を印
加する電極を平行に配置し、その電極に被エッチング物
体を配置した平行電極型装置や、高周波電力を印加する
電極を円筒状に配置し、その円筒の断面に平行に被エッ
チング物体を配置した円筒電極型装置、その他の構成の
装置を用いて行われる。又、三塩化ホウ素（BCl3）ガス
をプラズマ状態にするには、上記平行電極型装置や円筒
電極型装置では、電極間に高周波電力を印加することに
より行われる。 さらに他の発明は、AlxGa1-xN（０≦Ｘ≦１）半導体
をエッチングした後、そのエッチング面をArガスでさら
にエッチングする。又、他の発明は、エッチングはAlxG
a1-xN（０≦Ｘ≦１）半導体上に形成された二酸化珪素
（SiO2）膜とその二酸化珪素（SiO2）膜上に形成された
酸化アルミニウム（Al2O3）膜との２層をマスクとして
行うことを特徴とする。
【発明の効果】 後述の実施例で明らかにされるように、三塩化ホウ素
（BCl3）ガスのプラズマによりAlxGa1-xN（０≦Ｘ≦
１）半導体を効率良くエッチングすることができた。
又、上記プラズマエッチングを行っても、上記半導体に
結晶欠陥を生じないことも判明された。 従って、本発明を用いることによりAlxGa1-xN（０≦
Ｘ≦１）半導体を用いた素子の製造において、それらの
生産性を大きく改善することができる。
（BCl3）ガスのプラズマによりAlxGa1-xN（０≦Ｘ≦
１）半導体を効率良くエッチングすることができた。
又、上記プラズマエッチングを行っても、上記半導体に
結晶欠陥を生じないことも判明された。 従って、本発明を用いることによりAlxGa1-xN（０≦
Ｘ≦１）半導体を用いた素子の製造において、それらの
生産性を大きく改善することができる。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 本実施例方法で使用された半導体は、有機金属化合物
気相成長法（以下「MOVPE」と記す）による気相成長に
より第２図に示す構造に作成された。 用いられたガスは、NH3とキャリアガスH2とトリメチ
ルガリウム（Ga（CH3）３）（以下「TMG」と記す）とト
リメチルアルミニウム（Al（CH3）３）（以下「TMA」と
記す）である。 まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄したｃ面を主面
とする単結晶のサファイア基板１をMOVPE装置の反応室
に載置されたサセプタに装着する。次に、反応室内の圧
力を5Torrに減圧し、H2を流速0.3／分で反応室に流し
ながら温度1100℃でサファイア基板１を気相エッチング
した。 次に、温度を800℃まで低下させて、H2を流速３／
分、NH3を流速２／分、TMAを７×10-6モル／分で供給
して熱処理した。この熱処理によりAlNのバッファ層２
が約500Åの厚さに形成された。 次に、TMAの供給を停止して、サファイア基板１の温
度を600℃に保持し、H2を2.5／分、NH3を1.5／分、
TMGを1.7×10-5モル／分で供給し、膜厚約３μｍのGaN
層３を形成した。 次に、第３図に示すように、GaN層３の上に、高周波
スパッタリングによりSiO2層４を5000Åの厚さに形成し
た。次に、そのSiO2層４上にフォトレジスト５を塗布し
て、フォトリソグラフにより、窓Ａの部分のフォトレジ
ストを除去した。 次に、第４図に示すように、フォトレジスト５によっ
て覆われていないSiO2層４をフッ酸系エッチング液で除
去した。そして、GaN層３のエッチング部分に窓Ａの形
成されたSiO2層４とフォトレジスト５の２重層マスクを
形成した。 次に、第４図に示す構成の試料30を、第１図に示す平
行平板電極型のプラズマエッチング装置に設置して、Ga
N層３の露出部をエッチングした。 次に、第１図に示すエッチング装置の構成を説明す
る。 第１図に示す平行電極型電極装置において、反応室20
を形成するステンレス製の真空容器10の側壁には、エッ
チング用のガスを導入する導入管12が連設されており、
その導入管12はガス流速を可変できるマスフローコント
ローラ14を介して三塩化ホウ素（BCl3）を貯蔵したボン
ベ16に接続されている。そして、三塩化ホウ素（BCl3）
ガスがそのボンベ16からマスフローコントローラ14を介
して反応室20に導入される。 又、反応室20はロータリポンプ15、17、拡散ポンプ1
9、メカニカルブースターポンプ13により排気されてお
り、反応室20の真空度は、バルブ18により調整される。 一方、反応室20内には上下方向に対向して、真空容器
10から絶縁された電極22と電極24とが配設されている。
そして、電極22は接地され、電極24には高周波電力が供
給される。その高周波電力は周波数13.56MHzの高周波電
源28から整合器26を介して供給される。 又、電極24の上には石英板25が載置されており、その
石英板25上に、第４図に示す試料30が載置される。 係る構成の装置において、プラズマエッチングを行う
場合には、まず、石英板25の上に試料30を載置した後、
拡散ポンプ19により反応室20内の残留ガスを十分に排気
して、反応室20の真空度を５×10-6Torr程度にする。そ
の後、三塩化ホウ素（BCl3）ガスが、ボンベ16からマス
フローコントローラ14により流速10cc/分に制御され
て、電極24側から反応室20に導入された。そして、バル
ブ18により反応室20の真空度は正確に0.04Torrに調整さ
れた。 この状態で、電極24と電極22間に0.44W/cm2の密度の
高周波電力を供給すると、電極間でグロー放電が開始さ
れ、導入された三塩化ホウ素（BCl3）ガスは、プラズマ
状態となり、試料30のエッチングが開始された。 所定時間エッチングを行った後、試料30を反応室20か
ら取り出し、SiO2層４をフッ化水素酸で除去して、第５
図に示す試料30を得た。そして、エッチッグ深さΔを段
差計で測定した。 上記のようなエッチングをエッチング時間を色々変化
させて行い、エッチング深さΔとエッチング時間との関
係を測定した。その結果を第６図に示す。その測定結果
により、エッチング速度は490Å／分であった。 又、エッチング面の走査形電子顕微鏡（SEM）による
像を測定した。倍率は5000倍である。エッチング部は、
第７図（ａ）に示す像の輪郭を示した第７図（ｂ）にお
いてＷで示された領域である。表面には堆積物等の異物
は見られず、表面の形態は平坦であるのが分かる。 又、比較のために、二フッ化二塩化炭素（CCl2F2）に
よるプラズマエッチングによるGaN層３のエッチング面
のSEM像を第８図（ａ）、第９図（ｂ）に示す。それぞ
れ、エッチング面は、輪郭を示した第８図（ｂ）、第９
図（ｂ）において、領域Ｘ、領域Ｙの部分である。第８
図（ａ）の像より凹部が現れているのが分かる。又、第
９図（ａ）の像より、炭素が関与するポリマーが形成さ
れており、エッチング面が乱れているのが分かる。 また、三塩化ホウ素によるエッチングの前後において
試料を4.2Kに冷却し、3250Åのヘリウムカドミウムレー
ザを照射して、GaN層３のエッチグ面のフォトルミネッ
センス強度を測定した。その結果を第10図、第11図に示
す。第10図はエッチング前の特性であり、第11図はエッ
チング後の特性である。その特性図において、波形ピー
ク波長、半値幅、及びフォトルミネッセンス強度に変化
が見られなかった。このことから、上記のエッチングに
よりGaN層３の結晶性に変化がないことが分った。 又、このエッチングを十分に行うと下層のAlN層がエ
ッチングされることがわかり、Ｘ＝０以外のAlxGa1-xN
のエッチングにも適用できることが判明した。 次に、本ドライエッチング方法を用いて発光ダイオー
ドを製造した。その方法を次に述べる。 本発明のドライエッチング方法は、例えば、第12図に
示す構造の発光ダイオード40を製造する場合における、
電極形成時に使用される。 第12図において、発光ダイオード40は、サファイア基
板41を有しており、そのサファイア基板41に500ÅのAlN
のバッファー層42が形成されている。そのバッファー層
42の上には、順に、膜厚約4.5μｍのGaNから成る高キャ
リア濃度n+層43と膜厚約1.5μｍのGaNから成る低キャリ
ア濃度ｎ層44が形成されており、更に、低キャリア濃度
ｎ層44の上に膜厚約0.25μｍのZnドープGaNから成るｉ
層45が形成されている。そして、ｉ層45に接続するアル
ミニウムで形成された電極47と高キャリア濃度n+層43に
接続するアルミニウムで形成された電極48とが形成され
ている。 次に、この構造の発光ダイオード40の製造方法につい
て説明する。 上記発光ダイオード40は、有機金属化合物気相成長法
（以下「MOVPE」と記す）による気相成長により製造さ
れた。 用いられたガスは、NH3とキャリアガスH2とトリメチ
ルガリウム（Ga（CH3）３）（以下「TMG」と記す）とト
リメチルアルミニウム（Al（CH3）３）（以下「TMA」と
記す）とシラン（SiH4）とジエチル亜鉛（以下「DEZ」
と記す）である。 まず、有機洗浄により洗浄したｃ面を主面とする単結
晶のサファイア基板41をMOVPE装置の反応室に載置され
たサセプタに装着する。 次に、常圧でH2を流速２／分で反応室に流しながら
温度1100℃でサファイア基板１を気相エッチングした。 次に、温度を400℃まで低下させて、H2を流速20／
分、NH3を流速10／分、TMAを1.8×10-5モル／分で供
給してAlNのバッファー層42が約500Åの厚さに形成され
た。 次に、サファイア基板41の温度を1150℃に保持し、H2
を20／分、NH3を10／分、TMGを1.7×10-4モル／
分、H2で0.86ppmまで希釈したシラン（SiH4）を200ml/
分の割合で供給し、膜厚約2.2μｍ、キャリア濃度1.5×
1018/cm3のGaNから成るSiドープされた高キャリア濃度n
+層43を形成した。 続いて、サファイア基板41の温度を1150℃に保持し、
H2を20／分、NH3を10／分、TMGを1.7×10-4モル／
分の割合で供給し、膜厚約1.5μｍ、キャリア濃度１×1
015/cm3のGaNから成る低キャリア濃度ｎ層44を形成し
た。 次に、サファイア基板41を1000℃にして、H2を20／
分、NH3を10／分、TMGを1.7×10-4モル／分、DEZを1.
5×10-4モル／分の割合で供給して、膜厚0.2μｍのZnド
ープされたGaNから成るｉ層45を形成した。 このようにして、第13図に示すような多層構造が得ら
れた。 次に、第14図に示すように、ｉ層45の上にフォトレジ
ストを塗布して、フォトリソグラフによりエッチングさ
れる部分（窓）にフォトレジストが残るようにパターニ
ングされたフォトレジスト層53を形成する。 次に、第15図に示すように、フォトレジスト層53及び
ｉ層45の表面一様に、圧力５×10-3Torr、高周波電力30
0W、成膜速度27Å／分の条件下でスパッタリングにより
SiO2層51を100Åの厚さに形成した。引続き、そのSiO2
層51上に圧力５×10-3Torr、高周波電力300W、成膜速度
26Å／分の条件下でスパッタリングによりAl2O3層52を2
500Åの厚さに形成した。 次に、第15図に示す試料をフォトレジスト剥離液（例
えばアセトン）中に浸して、フォトレジスト層53と共に
フォトレジスト層53の直上のSiO2層51とAl2O3層52の部
分を除去して、第16図に示すように窓Ａの空けられたSi
O2層51とAl2O3層52とを形成した。 次に、第17図に示すように、SiO2層51とAl2O3層52に
よって覆われていない部位（窓Ａ）のｉ層45とその下の
低キャリア濃度ｎ層44と高キャリア濃度n+層43の上面一
部を、真空度0.04Torr、高周波電力0.44W/cm2、流速10c
c/分のBCl3ガスで40分間エッチングした後、引続き５分
間Arでドライエッチングした。この時、マスクであるAl
2O3層52もエッチングされる。尚、Al2O3層52とSiO2層51
の総合の厚さは、上記GaN半導体のエッチングにおいて
エッチングに耐えうる厚さである。又、半導体のエッチ
ングの終了時には、SiO2層51が露出することなく、Al2O
3層52が薄く残っていても良い。 次に、第18図に示すように、ｉ層45上に残っているSi
O2層51をフッ化水素酸（HF）で除去した。この時、例
え、SiO2層51上にAl2O3層52が残っていても、SiO2層51
がｉ層45から剥離するに伴ってAl2O3層52は除去され
る。この時、下層のGaN層はフッ化水素酸により腐食さ
れることがない。 次に、第19図に示すように、試料の上全面に、Al層54
を蒸着により形成した。そして、そのAl層54の上にフォ
トレジスト55を塗布して、フォトリソグラフにより、そ
のフォトレジスト55が高キャリア濃度n+層43及びｉ層45
に対する電極部が残るように、所定形状にパターン形成
した。 次に、第19図に示すようにそのフォトレジスト55をマ
スクとして下層のAl層54の露出部を硝酸系エッチング液
でエッチングし、フォトレジスト55をアセトンで除去
し、高キャリア濃度n+層43の電極48、ｉ層45の電極47を
形成した。 このようにして、第12図に示すMIS構造の窒化ガリウ
ム系発光素子を製造することができる。本実施例に係る
ドライエッチング方法は、フォトレジスト層の上に二酸
化ケイ素（SiO2）層と酸化アルミニウム（Al2O3）層と
を形成して、最下層のフォトレジスト層を有機溶剤等の
フォトレジスト剥離液によって剥離除去することで、所
定形状のマスクパターンを形成している。このように、
フォトレジスを除去することでマスクの窓を形成してい
るので、アンダーカット等の窓形状の乱れが防止され
る。 又、酸化アルミニウム（Al2O3）が、マスクとしての
実質的な機能を果たす。酸化アルミニウム（Al2O3）
は、二酸化ケイ素（SiO2）に比べて、成膜速度はほぼ同
じであるが、ドライエッチングによるエッチング速度
は、1/3以下である。従って、エッチングに耐え得る厚
さのマスク層は、マスク層を二酸化ケイ素（SiO2）の単
層で形成した場合に比べて、1/3の厚さで良く、マスク
の形成時間が短縮される。 又、半導体のドライエッチング後にマスク層を除去す
る必要があるが、酸化アルミニウム（Al2O3）だけを容
易に除去する剥離液がないので、酸化アルミニウム（Al
2O3）の単層でマスクを形成することは困難である。し
かし、上記実施例では、最下層に二酸化ケイ素（SiO2）
を用いているので、マスクをフッ化水素酸（HF）で容易
に除去することができる。 このように、二酸化ケイ素（SiO2）は、マスクの除去
を容易にするために使用されているので、上層の酸化ア
ルミニウム（Al2O3）に比べて充分に薄くて良い。 又、上記実施例の発光ダイオードは、ｎ層をｉ層と接
合する側から順に、低キャリア濃度ｎ層と高キャリア濃
度n+層との二重層構造としているが、単層のｎ層でも良
い。更に、ｉ層をｎ層に接合する側から順に低不純物濃
度ｉ層と高不純物濃度ｉ層の二重層構造としても良い。 上記のように、ｎ層を二重層構造とすることで、発光
ダイオードの青色の発光強度を増加させることができ
た。 又、ｉ層を二重層構造とすることで、同様に、発光ダ
イオードの青色の発光強度を増加させることができる。
気相成長法（以下「MOVPE」と記す）による気相成長に
より第２図に示す構造に作成された。 用いられたガスは、NH3とキャリアガスH2とトリメチ
ルガリウム（Ga（CH3）３）（以下「TMG」と記す）とト
リメチルアルミニウム（Al（CH3）３）（以下「TMA」と
記す）である。 まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄したｃ面を主面
とする単結晶のサファイア基板１をMOVPE装置の反応室
に載置されたサセプタに装着する。次に、反応室内の圧
力を5Torrに減圧し、H2を流速0.3／分で反応室に流し
ながら温度1100℃でサファイア基板１を気相エッチング
した。 次に、温度を800℃まで低下させて、H2を流速３／
分、NH3を流速２／分、TMAを７×10-6モル／分で供給
して熱処理した。この熱処理によりAlNのバッファ層２
が約500Åの厚さに形成された。 次に、TMAの供給を停止して、サファイア基板１の温
度を600℃に保持し、H2を2.5／分、NH3を1.5／分、
TMGを1.7×10-5モル／分で供給し、膜厚約３μｍのGaN
層３を形成した。 次に、第３図に示すように、GaN層３の上に、高周波
スパッタリングによりSiO2層４を5000Åの厚さに形成し
た。次に、そのSiO2層４上にフォトレジスト５を塗布し
て、フォトリソグラフにより、窓Ａの部分のフォトレジ
ストを除去した。 次に、第４図に示すように、フォトレジスト５によっ
て覆われていないSiO2層４をフッ酸系エッチング液で除
去した。そして、GaN層３のエッチング部分に窓Ａの形
成されたSiO2層４とフォトレジスト５の２重層マスクを
形成した。 次に、第４図に示す構成の試料30を、第１図に示す平
行平板電極型のプラズマエッチング装置に設置して、Ga
N層３の露出部をエッチングした。 次に、第１図に示すエッチング装置の構成を説明す
る。 第１図に示す平行電極型電極装置において、反応室20
を形成するステンレス製の真空容器10の側壁には、エッ
チング用のガスを導入する導入管12が連設されており、
その導入管12はガス流速を可変できるマスフローコント
ローラ14を介して三塩化ホウ素（BCl3）を貯蔵したボン
ベ16に接続されている。そして、三塩化ホウ素（BCl3）
ガスがそのボンベ16からマスフローコントローラ14を介
して反応室20に導入される。 又、反応室20はロータリポンプ15、17、拡散ポンプ1
9、メカニカルブースターポンプ13により排気されてお
り、反応室20の真空度は、バルブ18により調整される。 一方、反応室20内には上下方向に対向して、真空容器
10から絶縁された電極22と電極24とが配設されている。
そして、電極22は接地され、電極24には高周波電力が供
給される。その高周波電力は周波数13.56MHzの高周波電
源28から整合器26を介して供給される。 又、電極24の上には石英板25が載置されており、その
石英板25上に、第４図に示す試料30が載置される。 係る構成の装置において、プラズマエッチングを行う
場合には、まず、石英板25の上に試料30を載置した後、
拡散ポンプ19により反応室20内の残留ガスを十分に排気
して、反応室20の真空度を５×10-6Torr程度にする。そ
の後、三塩化ホウ素（BCl3）ガスが、ボンベ16からマス
フローコントローラ14により流速10cc/分に制御され
て、電極24側から反応室20に導入された。そして、バル
ブ18により反応室20の真空度は正確に0.04Torrに調整さ
れた。 この状態で、電極24と電極22間に0.44W/cm2の密度の
高周波電力を供給すると、電極間でグロー放電が開始さ
れ、導入された三塩化ホウ素（BCl3）ガスは、プラズマ
状態となり、試料30のエッチングが開始された。 所定時間エッチングを行った後、試料30を反応室20か
ら取り出し、SiO2層４をフッ化水素酸で除去して、第５
図に示す試料30を得た。そして、エッチッグ深さΔを段
差計で測定した。 上記のようなエッチングをエッチング時間を色々変化
させて行い、エッチング深さΔとエッチング時間との関
係を測定した。その結果を第６図に示す。その測定結果
により、エッチング速度は490Å／分であった。 又、エッチング面の走査形電子顕微鏡（SEM）による
像を測定した。倍率は5000倍である。エッチング部は、
第７図（ａ）に示す像の輪郭を示した第７図（ｂ）にお
いてＷで示された領域である。表面には堆積物等の異物
は見られず、表面の形態は平坦であるのが分かる。 又、比較のために、二フッ化二塩化炭素（CCl2F2）に
よるプラズマエッチングによるGaN層３のエッチング面
のSEM像を第８図（ａ）、第９図（ｂ）に示す。それぞ
れ、エッチング面は、輪郭を示した第８図（ｂ）、第９
図（ｂ）において、領域Ｘ、領域Ｙの部分である。第８
図（ａ）の像より凹部が現れているのが分かる。又、第
９図（ａ）の像より、炭素が関与するポリマーが形成さ
れており、エッチング面が乱れているのが分かる。 また、三塩化ホウ素によるエッチングの前後において
試料を4.2Kに冷却し、3250Åのヘリウムカドミウムレー
ザを照射して、GaN層３のエッチグ面のフォトルミネッ
センス強度を測定した。その結果を第10図、第11図に示
す。第10図はエッチング前の特性であり、第11図はエッ
チング後の特性である。その特性図において、波形ピー
ク波長、半値幅、及びフォトルミネッセンス強度に変化
が見られなかった。このことから、上記のエッチングに
よりGaN層３の結晶性に変化がないことが分った。 又、このエッチングを十分に行うと下層のAlN層がエ
ッチングされることがわかり、Ｘ＝０以外のAlxGa1-xN
のエッチングにも適用できることが判明した。 次に、本ドライエッチング方法を用いて発光ダイオー
ドを製造した。その方法を次に述べる。 本発明のドライエッチング方法は、例えば、第12図に
示す構造の発光ダイオード40を製造する場合における、
電極形成時に使用される。 第12図において、発光ダイオード40は、サファイア基
板41を有しており、そのサファイア基板41に500ÅのAlN
のバッファー層42が形成されている。そのバッファー層
42の上には、順に、膜厚約4.5μｍのGaNから成る高キャ
リア濃度n+層43と膜厚約1.5μｍのGaNから成る低キャリ
ア濃度ｎ層44が形成されており、更に、低キャリア濃度
ｎ層44の上に膜厚約0.25μｍのZnドープGaNから成るｉ
層45が形成されている。そして、ｉ層45に接続するアル
ミニウムで形成された電極47と高キャリア濃度n+層43に
接続するアルミニウムで形成された電極48とが形成され
ている。 次に、この構造の発光ダイオード40の製造方法につい
て説明する。 上記発光ダイオード40は、有機金属化合物気相成長法
（以下「MOVPE」と記す）による気相成長により製造さ
れた。 用いられたガスは、NH3とキャリアガスH2とトリメチ
ルガリウム（Ga（CH3）３）（以下「TMG」と記す）とト
リメチルアルミニウム（Al（CH3）３）（以下「TMA」と
記す）とシラン（SiH4）とジエチル亜鉛（以下「DEZ」
と記す）である。 まず、有機洗浄により洗浄したｃ面を主面とする単結
晶のサファイア基板41をMOVPE装置の反応室に載置され
たサセプタに装着する。 次に、常圧でH2を流速２／分で反応室に流しながら
温度1100℃でサファイア基板１を気相エッチングした。 次に、温度を400℃まで低下させて、H2を流速20／
分、NH3を流速10／分、TMAを1.8×10-5モル／分で供
給してAlNのバッファー層42が約500Åの厚さに形成され
た。 次に、サファイア基板41の温度を1150℃に保持し、H2
を20／分、NH3を10／分、TMGを1.7×10-4モル／
分、H2で0.86ppmまで希釈したシラン（SiH4）を200ml/
分の割合で供給し、膜厚約2.2μｍ、キャリア濃度1.5×
1018/cm3のGaNから成るSiドープされた高キャリア濃度n
+層43を形成した。 続いて、サファイア基板41の温度を1150℃に保持し、
H2を20／分、NH3を10／分、TMGを1.7×10-4モル／
分の割合で供給し、膜厚約1.5μｍ、キャリア濃度１×1
015/cm3のGaNから成る低キャリア濃度ｎ層44を形成し
た。 次に、サファイア基板41を1000℃にして、H2を20／
分、NH3を10／分、TMGを1.7×10-4モル／分、DEZを1.
5×10-4モル／分の割合で供給して、膜厚0.2μｍのZnド
ープされたGaNから成るｉ層45を形成した。 このようにして、第13図に示すような多層構造が得ら
れた。 次に、第14図に示すように、ｉ層45の上にフォトレジ
ストを塗布して、フォトリソグラフによりエッチングさ
れる部分（窓）にフォトレジストが残るようにパターニ
ングされたフォトレジスト層53を形成する。 次に、第15図に示すように、フォトレジスト層53及び
ｉ層45の表面一様に、圧力５×10-3Torr、高周波電力30
0W、成膜速度27Å／分の条件下でスパッタリングにより
SiO2層51を100Åの厚さに形成した。引続き、そのSiO2
層51上に圧力５×10-3Torr、高周波電力300W、成膜速度
26Å／分の条件下でスパッタリングによりAl2O3層52を2
500Åの厚さに形成した。 次に、第15図に示す試料をフォトレジスト剥離液（例
えばアセトン）中に浸して、フォトレジスト層53と共に
フォトレジスト層53の直上のSiO2層51とAl2O3層52の部
分を除去して、第16図に示すように窓Ａの空けられたSi
O2層51とAl2O3層52とを形成した。 次に、第17図に示すように、SiO2層51とAl2O3層52に
よって覆われていない部位（窓Ａ）のｉ層45とその下の
低キャリア濃度ｎ層44と高キャリア濃度n+層43の上面一
部を、真空度0.04Torr、高周波電力0.44W/cm2、流速10c
c/分のBCl3ガスで40分間エッチングした後、引続き５分
間Arでドライエッチングした。この時、マスクであるAl
2O3層52もエッチングされる。尚、Al2O3層52とSiO2層51
の総合の厚さは、上記GaN半導体のエッチングにおいて
エッチングに耐えうる厚さである。又、半導体のエッチ
ングの終了時には、SiO2層51が露出することなく、Al2O
3層52が薄く残っていても良い。 次に、第18図に示すように、ｉ層45上に残っているSi
O2層51をフッ化水素酸（HF）で除去した。この時、例
え、SiO2層51上にAl2O3層52が残っていても、SiO2層51
がｉ層45から剥離するに伴ってAl2O3層52は除去され
る。この時、下層のGaN層はフッ化水素酸により腐食さ
れることがない。 次に、第19図に示すように、試料の上全面に、Al層54
を蒸着により形成した。そして、そのAl層54の上にフォ
トレジスト55を塗布して、フォトリソグラフにより、そ
のフォトレジスト55が高キャリア濃度n+層43及びｉ層45
に対する電極部が残るように、所定形状にパターン形成
した。 次に、第19図に示すようにそのフォトレジスト55をマ
スクとして下層のAl層54の露出部を硝酸系エッチング液
でエッチングし、フォトレジスト55をアセトンで除去
し、高キャリア濃度n+層43の電極48、ｉ層45の電極47を
形成した。 このようにして、第12図に示すMIS構造の窒化ガリウ
ム系発光素子を製造することができる。本実施例に係る
ドライエッチング方法は、フォトレジスト層の上に二酸
化ケイ素（SiO2）層と酸化アルミニウム（Al2O3）層と
を形成して、最下層のフォトレジスト層を有機溶剤等の
フォトレジスト剥離液によって剥離除去することで、所
定形状のマスクパターンを形成している。このように、
フォトレジスを除去することでマスクの窓を形成してい
るので、アンダーカット等の窓形状の乱れが防止され
る。 又、酸化アルミニウム（Al2O3）が、マスクとしての
実質的な機能を果たす。酸化アルミニウム（Al2O3）
は、二酸化ケイ素（SiO2）に比べて、成膜速度はほぼ同
じであるが、ドライエッチングによるエッチング速度
は、1/3以下である。従って、エッチングに耐え得る厚
さのマスク層は、マスク層を二酸化ケイ素（SiO2）の単
層で形成した場合に比べて、1/3の厚さで良く、マスク
の形成時間が短縮される。 又、半導体のドライエッチング後にマスク層を除去す
る必要があるが、酸化アルミニウム（Al2O3）だけを容
易に除去する剥離液がないので、酸化アルミニウム（Al
2O3）の単層でマスクを形成することは困難である。し
かし、上記実施例では、最下層に二酸化ケイ素（SiO2）
を用いているので、マスクをフッ化水素酸（HF）で容易
に除去することができる。 このように、二酸化ケイ素（SiO2）は、マスクの除去
を容易にするために使用されているので、上層の酸化ア
ルミニウム（Al2O3）に比べて充分に薄くて良い。 又、上記実施例の発光ダイオードは、ｎ層をｉ層と接
合する側から順に、低キャリア濃度ｎ層と高キャリア濃
度n+層との二重層構造としているが、単層のｎ層でも良
い。更に、ｉ層をｎ層に接合する側から順に低不純物濃
度ｉ層と高不純物濃度ｉ層の二重層構造としても良い。 上記のように、ｎ層を二重層構造とすることで、発光
ダイオードの青色の発光強度を増加させることができ
た。 又、ｉ層を二重層構造とすることで、同様に、発光ダ
イオードの青色の発光強度を増加させることができる。
第１図は本発明の具体的な一実施例に係るエッチング方
法を実現するための装置を示した構成図。 第２図はエッチング試料の構成を示した断面図。 第３図、第４図はエッチング試料とマスクとの関係を示
した断面図。 第５図はエッチング後の試料の断面図。 第６図はエッチング速度を示す測定図。 第７図（ａ）はGaNのエッチング面の表面の結晶構造を
示した顕微鏡写真。 第７図（ｂ）はその写真における像の輪郭を示した平面
図。 第８図（ａ）、第９図（ａ）は二フッ化二塩化炭素（CC
l2F2）を用いたプラズマエッチングによるGaNのエッチ
ング面の結晶構造を示した顕微鏡写真。 第８図（ｂ）、第９図（ｂ）はそれらの写真における像
の輪郭を示した平面図。 第10図はエッチング前におけるGaNのフォトルミネッセ
ンス強度の周波数特性。 第11図はエッチング後におけるGaNのフォトルミネッセ
ンス強度の周波数特性。 第12図は本発明方法を用いて製造される発光ダイオード
の具体的な構成を示した構成図。 第13図乃至第19図は同実施例の発光ダイオードの製造工
程を示した断面図。 １……サファイア基板 ２……バッファー層 ３……GaN層 ４……マスク 10……真空容器 12……導入管 14……マスフローコントローラ 16……ボンベ 19……拡散ポンプ 18……コンダクタンスバルブ 22,24……電極、28……高周波電源 40……発光ダイオード 41……サファイア基板 42……バッファ層 43……高キャリア濃度n+層 44……低キャリア濃度ｎ層 45……ｉ層 47,48……電極 51……SiO2層 52……Al2O3層 53……フォトレジスト層
法を実現するための装置を示した構成図。 第２図はエッチング試料の構成を示した断面図。 第３図、第４図はエッチング試料とマスクとの関係を示
した断面図。 第５図はエッチング後の試料の断面図。 第６図はエッチング速度を示す測定図。 第７図（ａ）はGaNのエッチング面の表面の結晶構造を
示した顕微鏡写真。 第７図（ｂ）はその写真における像の輪郭を示した平面
図。 第８図（ａ）、第９図（ａ）は二フッ化二塩化炭素（CC
l2F2）を用いたプラズマエッチングによるGaNのエッチ
ング面の結晶構造を示した顕微鏡写真。 第８図（ｂ）、第９図（ｂ）はそれらの写真における像
の輪郭を示した平面図。 第10図はエッチング前におけるGaNのフォトルミネッセ
ンス強度の周波数特性。 第11図はエッチング後におけるGaNのフォトルミネッセ
ンス強度の周波数特性。 第12図は本発明方法を用いて製造される発光ダイオード
の具体的な構成を示した構成図。 第13図乃至第19図は同実施例の発光ダイオードの製造工
程を示した断面図。 １……サファイア基板 ２……バッファー層 ３……GaN層 ４……マスク 10……真空容器 12……導入管 14……マスフローコントローラ 16……ボンベ 19……拡散ポンプ 18……コンダクタンスバルブ 22,24……電極、28……高周波電源 40……発光ダイオード 41……サファイア基板 42……バッファ層 43……高キャリア濃度n+層 44……低キャリア濃度ｎ層 45……ｉ層 47,48……電極 51……SiO2層 52……Al2O3層 53……フォトレジスト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小滝 正宏 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑 １番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 真部 勝英 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑 １番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 森 正樹 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑 １番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 橋本 雅文 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−260331（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−299231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−56474（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 33/00
Claims (3)
- 【請求項１】三塩化ホウ素（BCl3）ガスのプラズマガス
によりAlxGa1-XN（０≦Ｘ≦１）半導体をエッチングす
るドライエッチング方法。 - 【請求項２】前記AlxGa1-xN（０≦Ｘ≦１）半導体をエ
ッチングした後、そのエッチング面をアルゴン（Ar）ガ
スでさらにエッチングすることを特徴とする請求項１に
記載のドライエッチング方法。 - 【請求項３】前記エッチングは、前記AlxGa1-xN（０≦
Ｘ≦１）半導体の上に形成された二酸化珪素（SiO2）膜
とその二酸化珪素（SiO2）膜上に形成された酸化アルミ
ニウム（Al2O3）膜との２層をマスクとして行うことを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドライエッチ
ング方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14074090A JP3078821B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 半導体のドライエッチング方法 |
| DE69125208T DE69125208T2 (de) | 1990-05-30 | 1991-05-29 | Trockenätzverfahren für Halbleiter |
| EP91108833A EP0459469B1 (en) | 1990-05-30 | 1991-05-29 | Dry etching method for semiconductor |
| US07/708,883 US5205905A (en) | 1990-05-30 | 1991-05-30 | Dry etching method for semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14074090A JP3078821B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 半導体のドライエッチング方法 |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13622999A Division JP3639144B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | 半導体のドライエッチング方法 |
| JP13623199A Division JPH11354496A (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | 半導体のドライエッチング方法 |
| JP11136230A Division JP2000031538A (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | 発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434929A JPH0434929A (ja) | 1992-02-05 |
| JP3078821B2 true JP3078821B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=15275611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14074090A Expired - Fee Related JP3078821B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 半導体のドライエッチング方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5205905A (ja) |
| EP (1) | EP0459469B1 (ja) |
| JP (1) | JP3078821B2 (ja) |
| DE (1) | DE69125208T2 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0444630B1 (en) | 1990-02-28 | 1997-05-21 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| US6362017B1 (en) | 1990-02-28 | 2002-03-26 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| US6830992B1 (en) * | 1990-02-28 | 2004-12-14 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing a gallium nitride group compound semiconductor |
| EP0576566B1 (en) * | 1991-03-18 | 1999-05-26 | Trustees Of Boston University | A method for the preparation and doping of highly insulating monocrystalline gallium nitride thin films |
| US5633192A (en) * | 1991-03-18 | 1997-05-27 | Boston University | Method for epitaxially growing gallium nitride layers |
| US7235819B2 (en) * | 1991-03-18 | 2007-06-26 | The Trustees Of Boston University | Semiconductor device having group III nitride buffer layer and growth layers |
| DE69333250T2 (de) * | 1992-07-23 | 2004-09-16 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Lichtemittierende Vorrichtung aus einer Verbindung der Galliumnitridgruppe |
| JP2657743B2 (ja) * | 1992-10-29 | 1997-09-24 | 豊田合成株式会社 | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 |
| JPH07263748A (ja) * | 1994-03-22 | 1995-10-13 | Toyoda Gosei Co Ltd | ３族窒化物半導体発光素子及びその製造方法 |
| US5838029A (en) * | 1994-08-22 | 1998-11-17 | Rohm Co., Ltd. | GaN-type light emitting device formed on a silicon substrate |
| JPH08293489A (ja) * | 1995-04-25 | 1996-11-05 | Sharp Corp | 窒化ガリウム系化合物半導体のドライエッチング方法 |
| US5915164A (en) * | 1995-12-28 | 1999-06-22 | U.S. Philips Corporation | Methods of making high voltage GaN-A1N based semiconductor devices |
| JPH10233382A (ja) * | 1997-02-17 | 1998-09-02 | Hewlett Packard Co <Hp> | 半導体の表面清浄方法 |
| CA2298491C (en) | 1997-07-25 | 2009-10-06 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Nitride semiconductor device |
| JP3770014B2 (ja) | 1999-02-09 | 2006-04-26 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体素子 |
| US6711191B1 (en) * | 1999-03-04 | 2004-03-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser device |
| JP3449535B2 (ja) * | 1999-04-22 | 2003-09-22 | ソニー株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
| JP2002075965A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-03-15 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 |
| JP3520919B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2004-04-19 | 士郎 酒井 | 窒化物系半導体装置の製造方法 |
| US20030077910A1 (en) * | 2001-10-22 | 2003-04-24 | Russell Westerman | Etching of thin damage sensitive layers using high frequency pulsed plasma |
| US20050040212A1 (en) * | 2003-08-23 | 2005-02-24 | Kuang-Neng Yang | Method for manufacturing nitride light-emitting device |
| US20050139838A1 (en) * | 2003-12-26 | 2005-06-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| JP4696796B2 (ja) | 2005-09-07 | 2011-06-08 | 株式会社豊田自動織機 | 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
| JP2007173465A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| TWI362769B (en) * | 2008-05-09 | 2012-04-21 | Univ Nat Chiao Tung | Light emitting device and fabrication method therefor |
| US8617411B2 (en) * | 2011-07-20 | 2013-12-31 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for atomic layer etching |
| CN109234703B (zh) * | 2018-11-27 | 2020-10-16 | 湖南顶立科技有限公司 | 一种气相沉积*** |
| TWI680503B (zh) * | 2018-12-26 | 2019-12-21 | 杰力科技股份有限公司 | 氮化鎵高電子移動率電晶體的閘極結構的製造方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5343480A (en) * | 1976-10-01 | 1978-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Etching method of gallium nitride |
| US4569718A (en) * | 1980-08-22 | 1986-02-11 | At&T Bell Laboratories | Method for plasma etching III-V semiconductors with a BCl3 -Cl2 gas |
| US4370195A (en) * | 1982-03-25 | 1983-01-25 | Rca Corporation | Removal of plasma etching residues |
| JPS59168677A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-09-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US4617193A (en) * | 1983-06-16 | 1986-10-14 | Digital Equipment Corporation | Planar interconnect for integrated circuits |
| EP0144142B1 (en) * | 1983-11-30 | 1991-12-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of fabrication a semiconductor laser |
| JPS60117631A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | 化合物半導体のドライエッチング方法 |
| JPS62119196A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-30 | Univ Nagoya | 化合物半導体の成長方法 |
| EP0277597B1 (en) * | 1987-01-31 | 1994-07-13 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Gallium nitride group semiconductor light emitting diode and the process of producing the same |
| US4911102A (en) * | 1987-01-31 | 1990-03-27 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Process of vapor growth of gallium nitride and its apparatus |
| JP2654454B2 (ja) * | 1988-04-29 | 1997-09-17 | 豊田合成株式会社 | 半導体のドライエッチング方法 |
| JP2654455B2 (ja) * | 1988-04-29 | 1997-09-17 | 豊田合成株式会社 | 半導体のドライエッチング方法 |
| US4946548A (en) * | 1988-04-29 | 1990-08-07 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Dry etching method for semiconductor |
| US4985113A (en) * | 1989-03-10 | 1991-01-15 | Hitachi, Ltd. | Sample treating method and apparatus |
| US5034092A (en) * | 1990-10-09 | 1991-07-23 | Motorola, Inc. | Plasma etching of semiconductor substrates |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP14074090A patent/JP3078821B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-29 DE DE69125208T patent/DE69125208T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-29 EP EP91108833A patent/EP0459469B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-30 US US07/708,883 patent/US5205905A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0459469B1 (en) | 1997-03-19 |
| JPH0434929A (ja) | 1992-02-05 |
| DE69125208D1 (de) | 1997-04-24 |
| US5205905A (en) | 1993-04-27 |
| DE69125208T2 (de) | 1997-10-09 |
| EP0459469A1 (en) | 1991-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3078821B2 (ja) | 半導体のドライエッチング方法 | |
| US5693180A (en) | Dry etching method for a gallium nitride type compound semiconductor | |
| US4946548A (en) | Dry etching method for semiconductor | |
| JP2623463B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の電極形成方法 | |
| JPH09331117A (ja) | 半導体エッチング方法および半導体レーザ装置 | |
| JP2599250B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体のドライエッチング方法 | |
| JP2654454B2 (ja) | 半導体のドライエッチング方法 | |
| JP3639144B2 (ja) | 半導体のドライエッチング方法 | |
| JP3002205B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の表面加工方法 | |
| JP2740818B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の表面加工方法 | |
| JP2654455B2 (ja) | 半導体のドライエッチング方法 | |
| KR100937911B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 제조 장치 및 반도체장치 | |
| JP3398896B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP3254436B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体におけるエッチングマスクの製造方法。 | |
| JP2003224300A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体層のエッチング方法 | |
| JPH11354496A (ja) | 半導体のドライエッチング方法 | |
| JP2000031538A (ja) | 発光素子の製造方法 | |
| JP2706660B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の電極形成方法 | |
| JP3610397B2 (ja) | ３族窒化物半導体の電極形成方法 | |
| JP2613414B2 (ja) | Ａ▲ｌ▼ｘＧａ▲下１▼−ｘＮのドライエッチング法 | |
| JP2729227B2 (ja) | サファイアのドライエッチング方法 | |
| Shah et al. | Sub-100 nm radius of curvature wide-band gap III-nitride vacuum microelectronic field emitter structures created by inductively coupled plasma etching | |
| JP2014130914A (ja) | 半導体ウエハの表面加工方法、および加工半導体ウエハの製造方法 | |
| Humphreys et al. | ECR RIE-enhanced low pressure plasma etching of GaN/InGaN/AlGaN heterostructures | |
| KR100545174B1 (ko) | 반도체 소자의 트렌치 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090616 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |