JP5767796B2 - エッチング液組成物およびエッチング方法 - Google Patents
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Description
(1)硫酸を用いてエッチングを行う方法(特許文献1参照)、
(2)塩酸−リン酸系あるいは臭化水素酸系のエッチング液を用いてエッチングを行う方法(特許文献2参照)、
(3)酢酸−硫酸−塩酸−過酸化水素を用いたエッチング液、それを用いたエッチング方法(特許文献3参照)、
(4)リン酸−過酸化水素もしくは、これに塩酸を加えたエッチング液を用いたエッチング方法(特許文献4参照)、
などが提案されている。
(5)例えば、AlGaInP膜上にエッチングマスクを形成した後、ドライエッチングを行う方法や、自己組成化を利用したエッチングマスクを形成した後ドライエッチングする方法(特許文献5参照)、
(6)金属の凝集粒によってエッチングマスクを形成する方法(特許文献6参照)
などが提案されている。
すなわち、本発明のエッチング液組成物は、
AlGaInP膜の表面をエッチングすることにより、その表面を粗面化するために用いられるエッチング液組成物であって、
(a)無機酸と、
(b)金属化合物と、
(c)有機酸、有機酸塩、無機酸塩、界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種
を含むことを特徴としている。
本発明のエッチング液組成物は、無機酸と、金属化合物とを含む。そして、本発明のエッチング液組成物に用いることが可能な無機酸としては、例えば、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸などが挙げられ、特に好ましくは塩酸とリン酸が挙げられる。
なお、これらの無機酸としては、1種類の無機酸を単独で用いてもよく、また、2種以上の無機酸を組み合わせて用いてもよい。
なお、これらの金属化合物は、単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、これらの有機酸および有機酸塩は、単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ノニオン性界面活性剤としては、パーフルオロアルキルアミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどが挙げられる。
また、本発明のエッチング液組成物は、さらに他の添加剤を共存させることも可能である。
すなわち、本発明のエッチング液組成物を用いてエッチングを行うにあたっては、所定のエッチング液組成物を用いて第1のエッチング工程を実施し、その後、第1のエッチング工程で用いたエッチング液組成物とは組成の異なるエッチング液組成物を用いて第2のエッチング工程を実施するようにしてもよい。
このように、異なる組成のエッチング液組成物を用いてエッチングを施すことにより、半導体膜の表面を、意図するような凹凸を有する所望の状態とすることができる。
塩酸、リン酸、酢酸、乳酸、硫酸、過酸化水素(H2O2)、塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、パーフルオロアルキルアミンオキシド(両性界面活性剤)、パーフルオロアルキルスルホン酸(アニオン性界面活性剤)などの原料を用意した。
これらの原料を、表1に示すような組成となるように秤取し、水に溶解することにより表1の試料番号1〜15の各試料(エッチング液組成物)を作製した。
なお、試料番号2〜10の試料は本発明の要件を備えた実施例の試料であり、試料番号1は参考例の試料、試料番号11〜15の試料は本発明の要件を備えていない比較例の試料である。
(1)表面に半導体膜が形成された評価用の基板
上述のようにして作製したエッチング液組成物の性能を評価するにあたって、表面に半導体膜が形成された基板を用いた。
この実施例では、GaAs基板上に膜厚が2μmのAlGaInP膜が成膜された基板を用いた。
上述のようにして作製した各エッチング液に、膜厚が2μmのAlGaInP膜が表面に形成されたGaAs基板を25℃、5分間の条件で浸漬した。
その後、GaAs基板をエッチング液中から取り出し、水洗、乾燥を行った後、電子顕微鏡にて観察し、AlGaInP膜の表面状態を調べるとともに、凹凸の大きさ、エッチング量、レジストがダメージを受けているかどうかを調べた。その結果を表1に併せて示す。
なお、光の反射を抑えて光取り出し効率を改善する見地からは、通常は、表面にある程度以上の大きさの凹凸が形成されている方が好ましいが、小さい凹凸が形成されている場合にも、光取り出し効率の改善効果がある場合もあり、必ずしも凹凸が大きければよいというものではない。
表1に示すように、試料番号11〜15の、本発明の要件を備えていない比較例の試料(エッチング液組成物)を用いてエッチングを行った場合、AlGaInP膜に凹凸は形成されず、光の反射を抑えて光取り出し効率を向上させることができるような粗面化を行うことはできなかった。
一方、試料番号1の参考例のエッチング液組成物、および、試料番号2〜10の本発明の実施例にかかるエッチング液の場合、レジスト膜にダメージをあたえないことが確認された。
Claims (11)
- AlGaInP膜の表面をエッチングすることにより、その表面を粗面化するために用いられるエッチング液組成物であって、
(a)無機酸と、
(b)金属化合物と、
(c)有機酸、有機酸塩、無機酸塩、界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種
を含むことを特徴とするエッチング液組成物。 - 前記無機酸が、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載のエッチング液組成物。
- 前記金属化合物として、鉄系化合物を含むことを特徴とする請求項1または2記載のエッチング液組成物。
- 前記鉄系化合物が、塩化鉄、硝酸鉄、硫酸鉄、リン酸鉄、酢酸鉄、乳酸鉄、クエン酸鉄からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項3記載のエッチング液組成物。
- 前記有機酸および前記有機酸塩が、モノカルボン酸、ポリカルボン酸、オキシカルボン酸、ホスホン酸、スルホン酸およびその塩からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のエッチング液組成物。
- 前記有機酸が、酢酸であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のエッチング液組成物。
- 前記無機酸塩が、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸の塩からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のエッチング液組成物。
- 前記界面活性剤が、両性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のエッチング液組成物。
- 前記無機酸が塩酸であり、前記金属化合物が塩化鉄であり、前記有機酸が酢酸であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のエッチング液組成物。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のエッチング液組成物を用いてAlGaInP膜をエッチングし、表面を粗面化することを特徴とするエッチング方法。
- AlGaInP膜をエッチングし、表面を粗面化するためのエッチング方法であって、
請求項1〜9のいずれかに記載のエッチング液組成物を用いてAlGaInP膜のエッチングを行う第1のエッチング工程と、
前記第1のエッチング工程の終了後に、さらに、請求項1〜9のいずれかに記載のエッチング液組成物であって、前記第1のエッチング工程で用いたエッチング液組成物とは組成の異なるエッチング液組成物を用いて前記AlGaInP膜のエッチングを行う第2のエッチング工程と
を備えていることを特徴とするエッチング方法。
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