JPH042124A - Dry etching - Google Patents

Dry etching

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JPH042124A
JPH042124A JP10354190A JP10354190A JPH042124A JP H042124 A JPH042124 A JP H042124A JP 10354190 A JP10354190 A JP 10354190A JP 10354190 A JP10354190 A JP 10354190A JP H042124 A JPH042124 A JP H042124A
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To etch a working surface and a working end face vertical and fiat to an arbitrary surface to a compound semiconductor by using a mixed gas, in which an inert gas such as Ar is added to a reactive gas such as Cl2, when the compound semiconductor is etched through reactive ion beam etching (RIBE). CONSTITUTION:A magnetic field generator 21 is installed around a plasma chamber 20, and a leading-out electrode 24 is mounted on the sample 10 side of the plasma chamber 20. A gas introduced into the plasma chamber 20 is excited by microwaves and a magnetic field, thus forming plasma 25. Particles having high reactivity with ionized particles in the plasma 25 and being under an excited state are led out by the electrode 24, and introduced into the sample chamber 10. When a compound semiconductor such as InP/InGaAsP is etched by using the device, Ar as an inert gas is added to Cl2 as a reactive gas, and each partial pressure is optimized, thus etching a working surface and a working end face vertical and flat to an arbitrary surface to the compound semiconductor.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、化合物半導体をエツチングするドライエツチ
ング方法に係わり、特に反応性イオンビームエツチング
(RI B E)によるドライエツチング方法に関する
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a dry etching method for etching compound semiconductors, and particularly to a dry etching method using reactive ion beam etching (RIBE). .

(従来の技術) 近年、シリコン以外の■−v族化合物半導体やIf−V
l族化合物半導体は、半導体レーザ、発光ダイオード及
び受光器等の光デバイスに用いられ、また移動度の大き
いことを利用して電界効果トランジスタ、ヘテロバイポ
ーラトランジスタ等の電子デバイスに用いられている。
(Prior art) In recent years, ■-v group compound semiconductors other than silicon and If-V
BACKGROUND ART Group I compound semiconductors are used in optical devices such as semiconductor lasers, light emitting diodes, and light receivers, and because of their high mobility, they are used in electronic devices such as field effect transistors and heterobipolar transistors.

これらのデバイスにおいて、任意のところに微細な構造
を作るための技術として、ドライエツチング方法が使用
されている。
In these devices, a dry etching method is used as a technique for creating fine structures at arbitrary locations.

具体的には、半導体レーザを集積化するためのレーザ端
面形成、同一基板上に作られた2つ以上の素子を電気的
に分離するための分離溝形成、微細なゲートの作成等で
ある。このためには、加工面及び端面が平坦で、端面形
状が制御されていることが必要である。特に、レーザ端
面は活性層からの発光の取出し口に当たるため、端面反
射率の低下による光の損失を防ぐために、へき開面と同
等な平坦性、垂直性が要求される。
Specifically, these include the formation of laser end faces for integrating semiconductor lasers, the formation of isolation grooves for electrically isolating two or more elements fabricated on the same substrate, and the creation of fine gates. For this purpose, it is necessary that the machined surface and end face be flat, and that the shape of the end face be controlled. In particular, since the laser end face corresponds to the extraction port for the light emitted from the active layer, it is required to have the same flatness and perpendicularity as the cleavage plane in order to prevent light loss due to a decrease in the end face reflectance.

従来、このようなドライエツチング方法として、反応性
イオンエツチング(RI E)や反応性イオンビームエ
ツチング(RI B E)等が主に用いられてきた。R
IEでは、低真空度でのエツチングであるため、イオン
ビームの垂直性が良くないのを反映して加工面の垂直性
は十分ではなかった。そこで、比較的高真空度でエツチ
ングできるRIBEが垂直加工に用いられるようになっ
ている。
Conventionally, reactive ion etching (RIE), reactive ion beam etching (RIBE), etc. have been mainly used as such dry etching methods. R
In IE, since etching is performed in a low vacuum, the perpendicularity of the processed surface was not sufficient, reflecting the poor perpendicularity of the ion beam. Therefore, RIBE, which can perform etching at a relatively high degree of vacuum, has come to be used for vertical processing.

しかしながら、RIBEによるドライエツチング方法に
あっては次のような問題があった。
However, the dry etching method using RIBE has the following problems.

即ち、RIBEでは、エツチングに寄与する要素として
反応性粒子と基板との化学反応と、イオンによる物理的
なスパッタリングとの2つがあり、前者が加工面の平坦
性を、後者が加工面の垂直性を決めているが、それぞれ
トレードオフの関係にある。従って、平坦性と垂直性の
両方の特性を十分に満足させることはできなかった。具
体的には、比較的高真空のRIBEでは、加工表面を平
坦にするには反応性ガスの分圧を十分に高くしなければ
ならず、この場合は垂直性を損なうことになる。
In other words, in RIBE, there are two factors that contribute to etching: a chemical reaction between reactive particles and the substrate, and physical sputtering by ions.The former affects the flatness of the processed surface, and the latter affects the perpendicularity of the processed surface. However, each has a trade-off relationship. Therefore, it was not possible to fully satisfy both flatness and verticality characteristics. Specifically, in RIBE at a relatively high vacuum, the partial pressure of the reactive gas must be sufficiently high in order to flatten the processed surface, and in this case, verticality will be impaired.

なお、基板面と反応性のビームの方向とのなす角度を垂
直から故意にずらして本来なら垂直でない加工面を基板
面に垂直にする方法もあるが、この場合はもう一方の面
が基板面と垂直とはならず、デバイスに応用する際には
制限を受ける。
There is also a method of intentionally shifting the angle between the substrate surface and the direction of the reactive beam from perpendicular to make the processed surface, which is not normally perpendicular, perpendicular to the substrate surface, but in this case, the other surface is It is not perpendicular to the surface, and there are restrictions when applying it to devices.

(発明が解決しようとする課題) このように従来、RIBEで化合物半導体をエツチング
する場合、任意の面に垂直で、且つ平坦な加工面及び加
工端面のエツチングを行うことは困難であった。
(Problems to be Solved by the Invention) Conventionally, when etching a compound semiconductor by RIBE, it has been difficult to etch a processed surface and a processed end surface that are perpendicular to any plane and are flat.

本発明は、上記事情を考慮し・てなされたもので、その
目的とするところは、化合物半導体に対し任意の面に垂
直で、且つ平坦な加工面及び加工端面のエツチングを行
うことのできるドライエツチング方法を提供することに
ある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a dry etching method that is perpendicular to any plane of a compound semiconductor and is capable of etching flat processed surfaces and processed end surfaces. The object of the present invention is to provide an etching method.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明では、プラズマ室に導
入されたガスを励起してイオン化した粒子及び反応性の
高い励起状態の粒子を生成し、これらのイオン及び励起
状態の粒子を試料室に引き出し、イオンによる物理反応
と励起状態の粒子による化学反応を同時に起こさせ、試
料室内に配置された化合物半導体からなる試料をエツチ
ングするドライエツチング方法において、前記ガスとし
て反応性ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いたことを
特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention excites a gas introduced into a plasma chamber to generate ionized particles and particles in an excited state with high reactivity. A dry etching method in which these ions and particles in an excited state are extracted into a sample chamber, and a physical reaction by the ions and a chemical reaction by the particles in an excited state occur simultaneously, thereby etching a sample made of a compound semiconductor placed in the sample chamber. The method is characterized in that a mixed gas of a reactive gas and an inert gas is used as the gas.

また本発明は、上記方法において、反応性ガスとしてC
I2、不活性ガスとしてArを用い、試料室におけるA
rの分圧を6 X 10−4Torr以上に設定し、試
料室におけるCl2の分圧をエツチング速度が最大とな
る近傍に設定したことを特徴としている。
Further, the present invention provides C as a reactive gas in the above method.
I2, using Ar as an inert gas, A in the sample chamber
It is characterized in that the partial pressure of r is set to 6 x 10-4 Torr or more, and the partial pressure of Cl2 in the sample chamber is set in the vicinity where the etching rate is maximum.

(作用) 本発明によれば、比較的高真空でエツチングを行うため
、イオンビームの垂直性も損なわれることなく、物理的
なスパッタリングと化学反応も同時に起きるために、加
工面或いは加工端面も平坦なものが得られる。さらに、
反応性ガスに不活性ガスを加えることにより、チャンバ
に付着した反応生成物をスパッタリングにより取去る効
果があり、プラズマ状態の安定化、さらにはエツチング
工程の再現性及び制御性の向上にも大きな寄与がある。
(Function) According to the present invention, since etching is performed in a relatively high vacuum, the perpendicularity of the ion beam is not impaired, and physical sputtering and chemical reactions occur simultaneously, so the processed surface or processed end surface is also flat. You can get something. moreover,
Adding an inert gas to the reactive gas has the effect of removing reaction products adhering to the chamber by sputtering, which greatly contributes to stabilizing the plasma state and improving the reproducibility and controllability of the etching process. There is.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の一実施例方法に使用したドライエツチ
ング装置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus used in an embodiment of the present invention.

図中10は試料室であり、この試料室10内には試料台
11に載置されて被処理基板(試料)12が収容されて
いる。20はプラズマ室であり、このプラズマ室20に
はマイクロ波発生器21からマイクロ波が導入されると
共に、ガス導入口22から所定のガスが導入される。プ
ラズマ室20の周囲には磁場発生器21が設けられてお
り、またプラズマ室20の試料室10側には引き出し電
極24が設けられている。
In the figure, 10 is a sample chamber, and in this sample chamber 10, a substrate to be processed (sample) 12 placed on a sample stage 11 is accommodated. Reference numeral 20 denotes a plasma chamber, into which microwaves are introduced from a microwave generator 21 and a predetermined gas is introduced from a gas inlet 22. A magnetic field generator 21 is provided around the plasma chamber 20, and an extraction electrode 24 is provided on the sample chamber 10 side of the plasma chamber 20.

そして、プラズマ室20内に導入されたガスがマイクロ
波及び磁場により励起され、プラズマ25が生成される
。このプラズマ25中のイオン化した粒子と反応性の高
い励起状態にある粒子が電極24により引き出され、試
料室10内に導入される。また、試料室10内に導入さ
れた上記粒子は基板12に衝突したのち、ガス排気口1
3から排気されるものとなっている。
Then, the gas introduced into the plasma chamber 20 is excited by microwaves and a magnetic field, and plasma 25 is generated. Particles in an excited state that are highly reactive with the ionized particles in the plasma 25 are extracted by the electrode 24 and introduced into the sample chamber 10. Further, the particles introduced into the sample chamber 10 collide with the substrate 12 and then pass through the gas exhaust port 1.
It is designed to be exhausted from 3.

この装置の基本的な構成は従来のECR型イオン源を用
いたRIBE装置と同様であるが、この装置ではプラズ
マ室20内に導入するガスとして、塩素(CI2)等の
反応性ガスのみではなく、これとアルゴン(Ar)等の
不活性ガスとの混合ガスを用いることを特徴としている
The basic configuration of this device is similar to a conventional RIBE device using an ECR type ion source, but in this device, not only reactive gases such as chlorine (CI2) are introduced into the plasma chamber 20. , is characterized by using a mixed gas of this and an inert gas such as argon (Ar).

第2図は本発明方法を利用した 1nGaAsPレーザ
の垂直端面の形成工程を示す断面図である。まず、第2
図(a)に示すように、lj#i組成のI nGaAs
 P活性層を持っメサ埋込み型の半導体レーザウェハ3
0上に電極プロセスにより電極31を形成した後に、常
圧CVD法で5i02膜32を堆積し、さらにこの5i
n2膜32をバターニングしてエツチング用の溝を開け
る。次いで、前記第1図に示す装置を用い、第2図(b
)に示すように、5in2膜32をマスクとしてレーザ
ウェハ30をエツチングして、レーザの垂直端面を形成
した。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the process of forming a vertical end face of a 1nGaAsP laser using the method of the present invention. First, the second
As shown in Figure (a), InGaAs with lj#i composition
Mesa-embedded semiconductor laser wafer with P active layer 3
After forming an electrode 31 on 0 by an electrode process, a 5i02 film 32 is deposited by normal pressure CVD method, and then this 5i0
The N2 film 32 is buttered to open a groove for etching. Next, using the apparatus shown in FIG.
), the laser wafer 30 was etched using the 5in2 film 32 as a mask to form vertical end faces of the laser.

このとき、エツチングの条件としては、マイクロ波出力
200W 、磁場強度875ガウスでプラズマ室20に
導入されたCl2ガスとArガスとの混合ガスをプラズ
マ化し、引き出し電圧400vで試料室10にイオンと
励起状態の反応性粒子を導く。ここで、試料室10内に
おけるCl2分圧は7.5X 10−4TorrSA 
r分圧は164X 10−4Torrとした。得られた
イオン電流密度は0.24mV/ c+a2であり、イ
オン照射により、基板12の表面温度は常温から約2分
で180℃に上昇し、その後は安定であった。エツチン
グを20分行って、エツチング溝33の深さは5μmで
あった。
At this time, the etching conditions were as follows: A mixed gas of Cl2 gas and Ar gas introduced into the plasma chamber 20 was turned into plasma using a microwave output of 200 W and a magnetic field strength of 875 Gauss, and ions were excited in the sample chamber 10 with an extraction voltage of 400 V. Leading state reactive particles. Here, the Cl2 partial pressure in the sample chamber 10 is 7.5X 10-4 TorrSA
The r partial pressure was 164×10 −4 Torr. The obtained ion current density was 0.24 mV/c+a2, and the surface temperature of the substrate 12 rose from room temperature to 180° C. in about 2 minutes due to ion irradiation, and remained stable thereafter. Etching was performed for 20 minutes, and the depth of the etched groove 33 was 5 μm.

エツチングマスク32をウェットエツチングで除去し電
極31を露出させて得られた半導体レーザの特性は、へ
き開面のレーザと比べてしきい値は30■Aと同等であ
り、エツチングによるしきい値のばらつきも、レーザウ
ェハ30の面内分布を反映していた。なお、第2図(e
)にエツチングにより露出した端面形状を示す。
The characteristics of the semiconductor laser obtained by removing the etching mask 32 by wet etching and exposing the electrode 31 are that the threshold value is equivalent to 30A compared to a cleavage plane laser, and the threshold value varies due to etching. Also reflected the in-plane distribution of the laser wafer 30. In addition, Fig. 2 (e
) shows the shape of the end face exposed by etching.

次に、化合物半導体をエツチングする際の最適条件、即
ち反応性ガスの分圧、不活性ガスの分圧及び基板温度等
の最適条件について説明する。InGaAsP/InP
のへテロ接合を含む構造にドライエツチングを施すとき
に重要なことは、それぞれの材料についてのエツチング
特性が異なることである。I nGaAs PはInP
とGaAsをある割合で混合したものであると考え、I
nPとGaAsのエツチング特性を調べた。
Next, the optimum conditions for etching a compound semiconductor, ie, the optimum conditions such as the partial pressure of the reactive gas, the partial pressure of the inert gas, and the substrate temperature will be explained. InGaAsP/InP
When performing dry etching on a structure containing a heterojunction, it is important to note that the etching characteristics of each material are different. InGaAs P is InP
Considering that it is a mixture of GaAs and GaAs in a certain proportion, I
The etching characteristics of nP and GaAs were investigated.

第3図及び第4図にInP及びGaAsについて、エツ
チング速度(第3図)、及びエツチング側壁面と基板面
とのなす角度(第4図)のCl2圧力依存性について示
す。第3図及び第4図は、Cl2及びArガスをプラズ
マ室に導入し、マイクロ波出力200W 、磁場強度8
75ガウスでイオン又は反応性の励起状態の粒子を作り
、400Vで試料室に引き出す条件で、Arガスの分圧
が1.4X 10−4Torrのときのものである。
FIGS. 3 and 4 show the Cl2 pressure dependence of the etching rate (FIG. 3) and the angle between the etched side wall surface and the substrate surface (FIG. 4) for InP and GaAs. In Figures 3 and 4, Cl2 and Ar gas are introduced into the plasma chamber, the microwave output is 200 W, and the magnetic field strength is 8.
The conditions are that ions or reactive excited state particles are created at 75 Gauss and extracted into the sample chamber at 400 V, and the partial pressure of Ar gas is 1.4×10 −4 Torr.

第4図からInPに関しては、側壁面と基板面とのなす
角度θは、Cl2ガスの分圧が7.5×10−4Tor
rのときの90度を境に、それ以上でもそれ以下でも9
0度より小さくなる。そして、この7.5X 10−4
Torrの分圧は、第3図に示すようにエツチング速度
の極大にも対応している。
From FIG. 4, for InP, the angle θ between the side wall surface and the substrate surface is such that the partial pressure of Cl2 gas is 7.5×10-4 Torr.
90 degrees at r
It becomes smaller than 0 degrees. And this 7.5X 10-4
The partial pressure of Torr also corresponds to the maximum etching rate, as shown in FIG.

このとき、GaAsのエツチング特性は、順メサ方向に
垂直な面と、逆メサに方向に垂直な面で異なり、それぞ
れ基板面と側壁とのなす角度は85度、95度であった
。実際には、活性層はInGaAsPなので、特性は1
nPに近くなり、1.’aamm成のInGaAsPで
は略90度であった。また、InPのエツチング速度が
極大となるところでは、GaAsとのエツチング速度と
の差が最も小さくなり、等速エツチングに近い状況とな
るため、ヘテロ接合付近での段差がなくなり、垂直形状
が実現できた。
At this time, the etching characteristics of GaAs were different between a surface perpendicular to the forward mesa direction and a surface perpendicular to the reverse mesa direction, and the angles formed between the substrate surface and the sidewalls were 85 degrees and 95 degrees, respectively. Actually, since the active layer is InGaAsP, the characteristic is 1.
Close to nP, 1. In the case of 'aamm-formed InGaAsP, the angle was approximately 90 degrees. In addition, where the etching speed of InP is maximum, the difference between the etching speed of GaAs and GaAs is the smallest, resulting in a situation close to constant speed etching, which eliminates the step near the heterojunction and makes it possible to realize a vertical shape. Ta.

InPの場合、プラズマの照射により基板表面の温度が
上昇するが、この温度は150℃以下だと不純物及び塩
化物の吸着のために、表面が平坦にならず、200℃以
上だと横方向のエツチングが進み、垂直性が損なわれる
傾向にあった。
In the case of InP, the temperature of the substrate surface increases due to plasma irradiation, but if this temperature is below 150°C, the surface will not be flat due to the adsorption of impurities and chlorides, and if it is above 200°C, the surface will not be flat. Etching progressed and verticality tended to be lost.

従って、InPでは150〜200℃で平坦な面が得ら
れることになる。GaAsの場合、エツチング時の基板
表面の温度は50〜150℃、1.3μm組成のInG
aAsPの場合は100〜1B(1℃、1.5μmのI
nGaAsPの場合は130〜180℃に保つと平坦な
面が得られ、サイドエツチングを防止することができた
Therefore, with InP, a flat surface can be obtained at 150 to 200°C. In the case of GaAs, the temperature of the substrate surface during etching is 50 to 150°C, and InG with a composition of 1.3 μm
In the case of aAsP, the I
In the case of nGaAsP, a flat surface was obtained by keeping the temperature at 130 to 180°C, and side etching could be prevented.

ここまでの説明では不活性ガスとしてのArの分圧を1
.4X 10−4Torrに設定した場合、反応性ガス
としてのCl0の分圧を7.5X 10−4Torr近
傍に設定することにより、平坦性の良い垂直なエツチン
グが実現されるのが確認された。しかし、Ar添加量に
対して垂直、平坦面が得られるCl2分圧は異なってい
る。第5図に、側壁とのなす角度が85〜95度に入る
Cl2分圧の範囲と側壁とのなす角度が90度になるC
l2分圧を示す。Ar分圧が高くなると、それに対する
Cl2分圧は低くなる。また、Arの分圧が低いと平坦
なエツチング面は得られないが、Ar分圧が6 X 1
0−4Torr以上で平坦なエツチング面が得られるこ
とが確認された。
In the explanation so far, the partial pressure of Ar as an inert gas is 1
.. It was confirmed that vertical etching with good flatness could be achieved by setting the partial pressure of Cl0 as a reactive gas to around 7.5X 10-4 Torr when the etching was set at 4X 10-4 Torr. However, the Cl2 partial pressure at which a flat surface can be obtained perpendicular to the amount of Ar added is different. Figure 5 shows the range of Cl2 partial pressure where the angle with the side wall is 85 to 95 degrees and the range of C where the angle with the side wall is 90 degrees.
12 partial pressure is shown. As the Ar partial pressure increases, the corresponding Cl2 partial pressure decreases. Also, if the Ar partial pressure is low, a flat etched surface cannot be obtained, but if the Ar partial pressure is 6 x 1
It was confirmed that a flat etched surface could be obtained at 0-4 Torr or higher.

ここで特徴的なことは、Arの分圧に対して側壁とのな
す角度が85〜95度に入るCl□の分圧は、Arの分
圧に対してエツチング速度が最大となるCI。の分圧に
略等しいことである。
What is characteristic here is that when the partial pressure of Cl□ forms an angle of 85 to 95 degrees with the side wall relative to the partial pressure of Ar, the etching rate is maximum relative to the partial pressure of Ar. This is approximately equal to the partial pressure of

即ち、Arの分圧が変わると、第3図に示すInPのエ
ツチング速度曲線が左右にシフトし、その最大速度とな
るCl.の分圧が、第5図に示す範囲内に入っているこ
とである。従って、垂直エツチングが可能で平坦なエツ
チング面が得られる条件は、A「の分圧が6 X 10
−4Torr以上で、Cl2の分圧はエツチング速度が
最大となる近傍であることである。より望ましくは、こ
れに加え、エツチングする材料に応じて温度条件を先に
説明した範囲に設定すればよい。
That is, when the partial pressure of Ar changes, the InP etching rate curve shown in FIG. 3 shifts left and right, and the maximum rate of Cl. The partial pressure of is within the range shown in FIG. Therefore, the conditions under which vertical etching is possible and a flat etched surface is obtained is that the partial pressure of A is 6 x 10
Above -4 Torr, the partial pressure of Cl2 is close to the maximum etching rate. More preferably, in addition to this, the temperature conditions may be set within the range described above depending on the material to be etched.

第6図は、Cl2ガスにA「を分圧で1.4×10′−
3Torrだけ添加したときと、Arを全く加えなかっ
たときの、エツチング速度の実験間のばらつきを示す。
Figure 6 shows A' in Cl2 gas at a partial pressure of 1.4 x 10'-
The experiment-to-experiment variation in etching rate is shown when only 3 Torr is added and when no Ar is added.

CI、分圧は7.5x 10−4Torrとした。A「
を全く加えなかったときは、物理的なスパッタ効果が小
さいために、Arを加えたときよりもエツチング速度が
小さくなっているが、そのばらつきが大きい。それに比
べ、Arを加えたときはエツチング速度のばらつきが5
%以内に入っている。第7図はCl2分圧を7.5X 
10−’Terrに固定したとき、Arガス添加量とエ
ツチング速度の実験間のばらつきを示すものである。A
「ガスを6 X 10’−4Torr以上添加すると、
ばらつきを5%以内に抑えられることが分かる。
CI and partial pressure were set to 7.5x 10-4 Torr. A"
When Ar is not added at all, the physical sputtering effect is small, so the etching rate is lower than when Ar is added, but the variation is large. In comparison, when Ar was added, the variation in etching speed was 5
It is within %. Figure 7 shows the Cl2 partial pressure at 7.5X.
It shows the variation between experiments in the amount of Ar gas added and the etching rate when fixed at 10-'Terr. A
"When adding gas at 6 x 10'-4 Torr or more,
It can be seen that the variation can be suppressed to within 5%.

このように本実施例方法によれば、InP/1nGaA
sP等の化合物半導体をRIBEでエツチングする際に
、反応性ガスとしてのCl2に不活性ガスとしてのAr
を添加し、それぞれの分圧を最適化することにより、化
合物半導体に対し任意の面に垂直で、且つ平坦な加工面
及び加工端面のエツチングを行うことができる。
As described above, according to the method of this embodiment, InP/1nGaA
When etching a compound semiconductor such as sP by RIBE, Cl2 as a reactive gas and Ar as an inert gas are used.
By adding and optimizing the respective partial pressures, etching can be performed perpendicular to any plane of the compound semiconductor and flat processed surfaces and processed end surfaces.

また、第6図及び第7図に示したように、Arガスを添
加することにより、エツチングの再現性の向上をはかる
ことも可能であり、その有用性は絶大である。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, it is possible to improve the reproducibility of etching by adding Ar gas, and this is extremely useful.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。実施例では、ECR型イオン源を用いたRIBE装
置を用いたが、これに限らずプラズマ室でガスを励起し
てイオン化した粒子及び反応性の高い励起状態の粒子を
生成し、これらのイオン及び励起状態の粒子を試料室に
引き出す構成であればよい。また、反応性ガスとしては
ブロム、ヨウ素等を用いることができ、不活性ガスとし
て窒素、キセノン、ヘリウム等を用いることができる。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. In the example, a RIBE apparatus using an ECR type ion source was used, but the present invention is not limited to this, and the gas is excited in a plasma chamber to generate ionized particles and particles in an excited state with high reactivity, and these ions and Any configuration may be used as long as the particles in an excited state are drawn out into the sample chamber. Moreover, bromine, iodine, etc. can be used as a reactive gas, and nitrogen, xenon, helium, etc. can be used as an inert gas.

さらに、被エツチング材料としては GaA I^s/
GaAs系、InGaAIP/GaAs系、更にはZn
5e、CdHgTe等のII−Vl族化合物半導体にも
適用することが可能である。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
Furthermore, the material to be etched is GaA I^s/
GaAs-based, InGaAIP/GaAs-based, and even Zn
It is also possible to apply the present invention to II-Vl group compound semiconductors such as 5e and CdHgTe. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、RIBHにより化
合物半導体をエツチングするに際し、Cl2等の反応性
ガスにAr等の不活性ガスを添加した混合ガスを用いる
ことにより、化合物半導体に対し任意の面に垂直で、且
つ平坦な加工面及び加工端面のエツチングを行うことが
できる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, when etching a compound semiconductor by RIBH, by using a mixed gas in which an inert gas such as Ar is added to a reactive gas such as Cl2, the compound semiconductor can be etched by RIBH. Etching can be carried out perpendicular to any plane of the semiconductor and flat processed surfaces and processed end surfaces.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例方法に使用したECR放電利
用のドライエツチング装置を示す概略構成図、第2図は
上記装置を用いたレーザ端面形成工程を示す断面図、第
3図はAr添加時のCl2分圧とエツチング速度との関
係を示す特性図、第4図はCl2分圧と側壁のなす角度
との関係を示す特性図、第5図はA「分圧に対して垂直
エツチングを実現する%Cl□Cl0変化を示す特性図
、第6図はArの有無によるエツチング速度のバラツキ
を示す特性図、第7図はAr分圧に対するエツチング速
度のバラツキを示す特性図である。 10・・・試料室、 11・・・試料台、 12・・・被処理基板(試料)、 13・・・ガス排気口、 20・・・プラズマ室、 21・・・マイクロ波発生器、 22・・・ガス導入口、 23・・・磁場発生器、 24・・・引き出し電極、 25・・・プラズマ、 30・・・レーザウェハ、 31・・・電極、 32・・・5in2マスク、 33・・・エツチング溝。 第3図 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第5 図 第6図 ランN。 第 図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a dry etching device using ECR discharge used in a method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a laser end face forming process using the above device, and FIG. 3 is an Ar A characteristic diagram showing the relationship between the Cl2 partial pressure and the etching rate during addition, Figure 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the Cl2 partial pressure and the angle formed by the side wall, and Figure 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the Cl2 partial pressure and the angle formed by the side wall. Fig. 6 is a characteristic diagram showing the variation in etching rate depending on the presence or absence of Ar, and Fig. 7 is a characteristic diagram showing the variation in etching rate with respect to Ar partial pressure. ...sample chamber, 11...sample stage, 12...substrate to be processed (sample), 13...gas exhaust port, 20...plasma chamber, 21...microwave generator, 22. ...Gas inlet, 23...Magnetic field generator, 24...Extraction electrode, 25...Plasma, 30...Laser wafer, 31...Electrode, 32...5in2 mask, 33... Etched groove. Figure 3: Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 5 Figure 6 Run N. Figure

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)化合物半導体をエッチングするに際し、反応性ガ
スと不活性ガスとの混合ガスをプラズマ室に導入し、こ
のプラズマ室でガスを励起してイオン化した粒子及び反
応性の高い励起状態の粒子を生成し、これらのイオン及
び励起状態の粒子を試料室に引き出し、イオンによる物
理反応と励起状態の粒子による化学反応を同時に起こさ
せ、試料室内に配置された化合物半導体からなる試料を
エッチングすることを特徴とするドライエッチング方法
(1) When etching a compound semiconductor, a mixed gas of a reactive gas and an inert gas is introduced into a plasma chamber, and the gas is excited in the plasma chamber to produce ionized particles and particles in an excited state with high reactivity. These ions and particles in an excited state are generated and drawn into a sample chamber, and a physical reaction by the ions and a chemical reaction by particles in an excited state occur simultaneously, thereby etching a sample made of a compound semiconductor placed in the sample chamber. Characteristic dry etching method.
(2)前記反応性ガスとしてCl_2、前記不活性ガス
としてArを用いたことを特徴とする請求項1記載のド
ライエッチング方法。
(2) The dry etching method according to claim 1, characterized in that Cl_2 is used as the reactive gas and Ar is used as the inert gas.
(3)前記試料室におけるArの分圧を6×10^−^
4Torr以上に設定し、前記試料室におけるCl_2
の分圧をエッチング速度が最大となる近傍に設定したこ
とを特徴とする請求項2記載のドライエッチング方法。
(3) Set the partial pressure of Ar in the sample chamber to 6×10^-^
Cl_2 in the sample chamber was set at 4 Torr or higher.
3. The dry etching method according to claim 2, wherein the partial pressure of is set in the vicinity of a maximum etching rate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011166059A (en) * 2010-02-15 2011-08-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Dry etching method

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