Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO1998054757A1 - Method for etching iii-v semiconductor material - Google Patents

Method for etching iii-v semiconductor material Download PDF

Info

Publication number
WO1998054757A1
WO1998054757A1 PCT/DE1998/001434 DE9801434W WO9854757A1 WO 1998054757 A1 WO1998054757 A1 WO 1998054757A1 DE 9801434 W DE9801434 W DE 9801434W WO 9854757 A1 WO9854757 A1 WO 9854757A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
etching mask
plasma
etched
excited
Prior art date
Application number
PCT/DE1998/001434
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhard Franz
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO1998054757A1 publication Critical patent/WO1998054757A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment 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
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604Chemical etching
    • H01L21/30612Etching of AIIIBV compounds
    • H01L21/30621Vapour phase etching

Definitions

  • IPK International Patent Classification
  • the invention relates to a method for etching a III-V semiconductor material according to the preamble of claim 1.
  • the inventive method specified in claim 1 has the advantage that AlGaAs with a higher etching rate than with
  • BCl3 gas alone can be etched.
  • all III-V semiconductor materials can be etched individually but also mixed with one another using the method according to the invention, and a particular advantage can be seen in the fact that the materials GaAs, AlGAs, AlAs, GaN, InGaN, GaP and InSb individually but also mixed together with a higher etching rate than can be etched with BCl3 gas alone.
  • the etching rate is advantageously doubled in comparison with the etching with BCl3 ⁇ gas alone, with the materials GaAs, AlGaAs, AlAs, GaP and InSb it increases regardless of whether these substances individually or are mixed together, advantageously by a factor of up to 10.
  • the plasma can advantageously be generated as before, for example as in reactive ion etching (RIE), e.g. in a parallel plate reactor, or with the method of electron cyclotron resonance (ECR).
  • RIE reactive ion etching
  • ECR electron cyclotron resonance
  • the method according to the invention is preferred and advantageously - for etching the surface of a substrate having GaN and / or InGaN in order to produce a relief structure for a blue to yellow-emitting LED on the surface of the substrate, the relief structure being based on a substrate made of GaN and / or InGaN existing surface applied etching mask is defined from a material that is not attacked by the excited gas mixture or at least less strongly than the substrate material GaN and / or InGaN, and - for etching the surface of a GaAs and / or AlGaAs and / or AlAs and / or having GaP and / or InSb
  • Substrate for production e.g. a relief structure for a VCSEL or an LED or an edge emitting laser

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

The aim of the invention is to increase the etch rate for dry-etching III-V semiconductor materials. To this end, BCl3 gas and Cl2 gas are excited together in a plasma and the mixture of these excited gases is brought into contact with the semiconductor material. The inventive method provides a quicker means of producing LED's on a GaN base and AlAs, GaAs and GaP LED's, VCSEL's and edge emission lasers.

Description

A. KLASSIFIZIERUNG DES ANMELDUNGSGEGENSTANDESA. CLASSIFICATION OF THE APPLICATION SUBJECT
IPK 6 H01L21/306IPK 6 H01L21 / 306
Nach der Internationalen Patentklassifikation (IPK) oder nach der nationalen Klassifikation und derIPKAccording to the International Patent Classification (IPK) or according to the national classification and the IPK
B. RECHERCHIERTE GEBIETEB. RESEARCHED AREAS
Recherchierter Mindestprufstoff (Klassifikationssystem und Klassifikationssymbole )Researched minimum test substance (classification system and classification symbols)
IPK 6 H01LIPK 6 H01L
Recherchierte aber nicht zum Mindestprufstoff gehörende Veröffentlichungen, soweit diese unter die recherchierten Gebiete fallenResearched publications but not part of the minimum test substance, insofar as these fall under the researched areas
Wahrend der internationalen Recherche konsultierte elektronische Datenbank (Name der Datenbank und evtl verwendete Suchbegriffs)Electronic database consulted during international research (name of database and possibly used search term)
C. ALS WESENTLICH ANGESEHENE UNTERLAGENC. MATERIALS REQUIRED
Kategorie0 Bezeichnung der Veröffentlichung, sowe.t erforderlich unter Angabe der in Betracht kommenden Teile Betr Anspruch NrCategory 0 Name of the publication, as well as required stating the relevant parts regarding claim no
PATENT ABST ACTS OF JAPAN 1,2,4-6 vol . 97 , no . 7 , 30. September 1997PATENT ABST ACTS OF JAPAN 1,2,4-6 vol. 97, no. 7, September 30, 1997
-& JP 09 129930 A (NITTA ET AL),- & JP 09 129930 A (NITTA ET AL),
16. Mai 1997 si ehe ZusammenfassungMay 16, 1997 is a summary
-& US 5 789 265 A (NITTA ET AL) 1,2,4-6- & US 5,789,265 A (NITTA ET AL) 1,2,4-6
4. August 1998 si ehe ZusammenfassungAugust 4, 1998 is a summary
EP 0 144 142 A (NAGASAKA ET AL) 1,2,4,5,EP 0 144 142 A (NAGASAKA ET AL) 1,2,4,5,
12. Juni 1985 7 s i ehe Sei te 6 , Zei le 11 - Sei te 7 , Zei l e 1 1,3,5-7June 12, 1985 7 see page 6, line 11 - page 7, line 1 1,3,5-7
Weitere Veröffentlichungen sind der Fortsetzung von Feld C zu Siehe Anhang Patentfamilie entnehmenFurther publications can be found in the continuation of field C in See Appendix Patent Family
° Besondere Kategorien von angegebenen Veröffentlichungen T" Spatere Veröffentlichung, die nach dem internationalen Anmeldedatum° Special categories of specified publications T "Later publication after the international filing date
'A ' Veröffentlichung, die den allgemeinen Stand der Technik definiert, oder dem Prlontatsdatum veröffentlicht worden ist und mit der aber nicht als besonders bedeutsam anzusehen ist Anmeldung nicht kollidiert, sondern nur zum Verständnis des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips oder der ihr zugrundeliegenden'A' Publication that defines the general state of the art, or that has been published on the date of the prontent, but with which the application should not be regarded as particularly significant does not conflict, but only to understand the principle on which the invention is based or on which it is based
"E" älteres Dokument, das |edoch erst am oder nach dem internationalen Theorie angegeben ist Anmeldedatum veröffentlicht worden ist "X" Veröffentlichung von besonderer Bedeutung, die beanspruchte Erfindung"E" older document, which was however only published on or after the international theory of filing date "X" publication of particular importance, the claimed invention
" " Veröffentlichung, die geeignet ist, einen Prioritätsanspruch zweifelhaft erkann allein aufgrund dieser Veröffentlichung nicht als neu oder auf scheinen zu lassen, oder durch die das Veroffentlichungsdatum einer erfinderischer Tätigkeit beruhend betrachtet werden anderen im Recherchenbencht genannten Veröffentlichung belegt werden "Y" Veröffentlichung von besonderer Bedeutung, die beanspruchte Erfindung soll oder die aus einem anderen besonderen Grund angegeben ist (wie kann nicht als auf erfinderischer Tätigkeit beruhend betrachtet ausgeführt) werden, wenn die Veröffentlichung mit einer oder mehreren anderen"" Publication that is likely to make a claim for priority doubtful only on the basis of this publication, cannot be made new or appear to be apparent, or by which the publication date of an inventive step is considered to be evidence of other publications mentioned in the search report. "Y" publication of particular importance , the claimed invention, or which is for some other particular reason (such as cannot be deemed to be inventive), when the publication is with one or more others
"O" Veröffentlichung, die sich auf eine mündliche Offenbarung, Veröffentlichungen dieser Kategorie in Verbindung gebracht wird und eine Benutzung, eine Ausstellung oder andere Maßnahmen bezieht diese Verbindung für einen Fachmann naheliegend ist"O" publication which relates to an oral disclosure, publications in this category and is related to use, exhibition or other means which makes this connection obvious to a person skilled in the art
"P" Veröffentlichung, die vor dem internationalen Anmeldedatum, aber nach dem beanspruchten Prtoπtatsdatum veröffentlicht worden ist "&" Veröffentlichung, die Mitglied derselben Patentfamilie ist"P" publication published before the international filing date but after the claimed patent date "&" publication belonging to the same family of patents
Datum des Abschlusses der internationalen Recherche Absendedatum des internationalen RecherchenbeπchtsDate of completion of the international search Date of dispatch of the international search report
26. Oktober 1998 10/11/1998October 26, 1998 10/11/1998
Name und Postanschrift der Internationalen Recherchenbehorde Bevollmächtigter Bediensteter Europaisches Patentamt, P B 5818 Patentlaan 2 NL - 2280 HV Ri|swιjk Tel (+31-70) 340-20 0, Tx 31 651 epo nl, Fax (+31-70) 3 Q-3016 Gori , PName and postal address of the International Searching Authority Authorized agent European Patent Office, PB 5818 Patentlaan 2 NL - 2280 HV Ri | swιjk Tel (+ 31-70) 3 4 0-20 0, Tx 31 651 epo nl, Fax (+ 31-70) 3 Q-3016 Gori, P
Formblatt PCT/ISA/210 (Blatt 2) (Juli 1992) C.(Fortsetzung) ALS WESENTLICH ANGESEHENE UNTERLAGENForm PCT / ISA / 210 (Sheet 2) (July 1992) C. (Continued) MATERIALS REQUIRED
Kategorie0 Bezeichnung der Veröffentlichung, soweit erforderlich unter Angabe der in Betracht kommenden Teile Betr Anspruch NrCategory 0 Name of the publication, if necessary stating the relevant parts regarding claim no
K0ZI0R T E ET AL: "THROUGH WAFER VIA HOLE 1,5,7K0ZI0R T E ET AL: "THROUGH WAFER VIA HOLE 1,5,7
ETCHING OF NOVEL DEVICE STRUCTURES WITHETCHING OF NOVEL DEVICE STRUCTURES WITH
ALGAAS CONTAINING BUFFER LAYERS USING AALGAAS CONTAINING BUFFER LAYERS USING A
BCL3/CL2 PLASMA"BCL3 / CL2 PLASMA "
JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY,JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY,
Bd. 137, Nr. 9, September 1990, Seite 865CVol. 137, No. 9, September 1990, page 865C
XP000210071 siehe ZusammenfassungXP000210071 see summary
Y,P US 5 693 180 A (FURUKAWA ET AL) 1,5,6Y, P US 5,693,180 A (FURUKAWA ET AL) 1,5,6
2. Dezember 1997 siehe ZusammenfassungDecember 2, 1997 see summary
-& JP 08 293489 A (FURUKAWA ET AL) 1,5,6- & JP 08 293489 A (FURUKAWA ET AL) 1.5.6
5. November 1996 siehe AbbildungenNovember 5, 1996 see figures
US 5 034 092 A (LEBBY ET AL) 23. Juli 1991 1,5,7 siehe ZusammenfassungUS 5,034,092 A (LEBBY ET AL) July 23, 1991 1,5,7 see summary
PEARTON S J ET AL: "DRY ETCHING 0F THIN-FILM INN, AIN AND GAN" SEMIC0NDUCT0R SCIENCE AND TECHNOLOGY, Bd. 8, Nr. 2, 1. Februar 1993, Seiten 310-312, XP000339499 siehe ZusammenfassungPEARTON S J ET AL: "DRY ETCHING 0F THIN-FILM INN, AIN AND GAN" SEMIC0NDUCT0R SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol. 8, No. 2, February 1, 1993, pages 310-312, XP000339499 see summary
Formblatt PCT/ISA/210 (Fortsetzung von Blatt 2) (Juli 1992) Angaben zu Veröffentlichungen, die zur selben Patentfamilie gehörenForm PCT / ISA / 210 (continuation of sheet 2) (July 1992) Information on publications belonging to the same patent family
PCT/DE 98/01434PCT / DE 98/01434
Im Recherchenbericht Datum der Mιtglιed(er) der Datum der angeführtes Patentdokument Veröffentlichung Patentfamilie VeröffentlichungIn the search report date of the mιtglιed (er) the date of the cited patent document publication patent family publication
EP 144142 12-06-1985 JP 60202941 A 14-10-1985 P 1601731 C 27-02-1991 P 2024016 B 28-05-1990 JP 60117631 A 25-06-1985 DE 3485368 A 30-01-1992 US 4640737 A 03-02-1987EP 144142 12-06-1985 JP 60202941 A 14-10-1985 P 1601731 C 27-02-1991 P 2024016 B 28-05-1990 JP 60117631 A 25-06-1985 DE 3485368 A 30-01-1992 US 4640737 A 03-02-1987
US 5693180 A 02-12-1997 JP 8293489 A 05-11-1996US 5693180 A 02-12-1997 JP 8293489 A 05-11-1996
US 5034092 A 23-07-1991 JP 2715754 B 18-02-1998 JP 4262528 A 17-09-1992US 5034092 A 23-07-1991 JP 2715754 B 18-02-1998 JP 4262528 A 17-09-1992
Formblatt PCT/ISA/210 (Anhang Patθntfamιlιe)(Julι 1992) 1 BeschreibungForm PCT / ISA / 210 (Appendix Patθntfamιlιe) (Julι 1992) 1 description
Verfahren zum Ätzen von III-V-HalbleitermaterialProcess for etching III-V semiconductor material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ätzen eines III-V- Halbleitermaterials nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for etching a III-V semiconductor material according to the preamble of claim 1.
Verfahren der genannten Art sind beispielsweise aus J. Electrochem. Soc . 143, 3394 (1996) und 7. Bundesdeutsche Fachtagung für Plasmatechnologie, 1996, S. 83-84 bekannt.Methods of the type mentioned are for example from J. Electrochem. Soc. 143, 3394 (1996) and 7th Federal German Conference on Plasma Technology, 1996, pp. 83-84.
Bei dem aus J. Electrochem. Soc. bekannten Verfahren wird dem BCl3-Gas Stickstoffgas als weiteres reaktives Gas hinzugefügt und dadurch beim Ätzen von InGaP und InP in einem durch Elek- tronencyclotronresonanz erzeugten Plasma eine beträchtlich höhere Ätzrate als mit BCl3-Gas allein erhalten.In the case of J. Electrochem. Soc. In known processes, nitrogen gas is added to the BCl3 gas as a further reactive gas and, as a result, when etching InGaP and InP in a plasma produced by electron cyclotron resonance, a considerably higher etching rate is obtained than with BCl3 gas alone.
Bei dem aus Bundesdeutsche Fachtagung für Plasmatechnologie bekannten Verfahren wird dem BCl3~Gas ein SFg-Gas als weite- res reaktives Gas hinzugefügt und dadurch beim Ätzen vonIn the process known from the Federal German Conference on Plasma Technology, an SFg gas is added to the BCl3 ~ gas as a further reactive gas and thus when etching
GaAs, nicht aber von AlGaAs, in kapazitiv gekoppelten Plasmen eine höhere Ätzrate als mit BCl3-Gas allein erhalten.GaAs, but not AlGaAs, obtained a higher etching rate in capacitively coupled plasmas than obtained with BCl3 gas alone.
Das im Anspruch 1 angegebene erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß AlGaAs mit einer höheren Ätzrate als mitThe inventive method specified in claim 1 has the advantage that AlGaAs with a higher etching rate than with
BCl3-Gas allein geätzt werden kann. Überdies besteht der Vorteil, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren alle III -V- Halbleiter aterialien einzeln aber auch miteinander gemischt geätzt werden können, und ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Materialien GaAs, AlGAs, AlAs, GaN, InGaN, GaP und InSb einzeln aber auch miteinander gemischt mit einer höheren Ätzrate als mit BCl3-Gas allein geätzt werden können. Bei den Materialien GaN und InGaN wird die Ätzrate im Vergleich zum Ätzen mit BCl3~Gas allein vorteilhafterweise ver- doppelt, bei den Materialien GaAs, AlGaAs, AlAs, GaP und InSb steigt sie unabhängig davon, ob diese Stoffe einzeln oder miteinander gemischt vorliegen, vorteilhafterweise um einen Faktor bis 10 an.BCl3 gas alone can be etched. In addition, there is the advantage that all III-V semiconductor materials can be etched individually but also mixed with one another using the method according to the invention, and a particular advantage can be seen in the fact that the materials GaAs, AlGAs, AlAs, GaN, InGaN, GaP and InSb individually but also mixed together with a higher etching rate than can be etched with BCl3 gas alone. With the materials GaN and InGaN, the etching rate is advantageously doubled in comparison with the etching with BCl3 ~ gas alone, with the materials GaAs, AlGaAs, AlAs, GaP and InSb it increases regardless of whether these substances individually or are mixed together, advantageously by a factor of up to 10.
Das Plasma kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteil- hafterweise wie bisher erzeugt werden, beispielsweise wie beim reaktiven Ionenätzen (RIE) , z.B. in einem Parallelplat- tenreaktor, oder mit der Methode der Elektronencyclotronreso- nanz (ECR) .In the method according to the invention, the plasma can advantageously be generated as before, for example as in reactive ion etching (RIE), e.g. in a parallel plate reactor, or with the method of electron cyclotron resonance (ECR).
Vorteilhaft ist die Verwendung einer Mischung, die BCI3- und Cl2"Gas zu gleichen Teilen aufweist, beispielsweise einer l:l-Mischung dieser beiden Gase, da bei einer solchen Mischung vorteilhafterweise die Dichte an angeregten Chlormolekülen maximal ist, dagegen die Dichte der einfach ionisierten Cl- Ionen nicht nachweisbar ansteigt, sondern - durch die Verdünnung mit BCI3 bedingt - sogar abnimmt . Aber auch bei allen anderen Mischverhältnissen wird eine Erhöhung der Ätzrate beobachtet. Die Mischung aus den beiden Gasen zu gleichen Teilen kann beispielsweise durch Einleiten gleicher Gasflüsse unter gleichen Druck- und Temperaturbedingungen in das Plasma erhalten werden.It is advantageous to use a mixture which has BCI 3 - and Cl2 "gas in equal parts, for example a 1: 1 mixture of these two gases, since with such a mixture the density of excited chlorine molecules is advantageously maximum, but the density of the single ionized Cl ions do not increase detectably, but - due to the dilution with BCI3 - even decrease, but an increase in the etching rate is also observed with all other mixing ratios Pressure and temperature conditions can be obtained in the plasma.
Das erfindungsgemäße Verfahrens wird Vorzugs- und vorteilhafterweise - zum Ätzen der Oberfläche eines GaN und/oder InGaN aufweisenden Substrats zwecks Erzeugung einer ReliefStruktur für eine blau bis gelb emittierende LED auf der Oberfläche des Substrats, wobei die ReliefStruktur durch eine auf die aus dem Substratmaterial GaN und/oder InGaN bestehende Oberfläche aufgebrachte Ätzmaske aus einem Material definiert wird, das vom angeregten Gasgemisch nicht oder zumindest weniger stark angegriffen wird als das Substratmaterial GaN und/oder InGaN, sowie - zum Ätzen der Oberfläche eines GaAs und/oder AlGaAs und/oder AlAs und/oder GaP und/oder InSb aufweisendenThe method according to the invention is preferred and advantageously - for etching the surface of a substrate having GaN and / or InGaN in order to produce a relief structure for a blue to yellow-emitting LED on the surface of the substrate, the relief structure being based on a substrate made of GaN and / or InGaN existing surface applied etching mask is defined from a material that is not attacked by the excited gas mixture or at least less strongly than the substrate material GaN and / or InGaN, and - for etching the surface of a GaAs and / or AlGaAs and / or AlAs and / or having GaP and / or InSb
Substrats zwecks Erzeugung z.B. einer ReliefStruktur für einen VCSEL oder eine LED oder einen kantenemittierenden Laser auf Substrate for production e.g. a relief structure for a VCSEL or an LED or an edge emitting laser

Claims

der Oberfläche des Substrats, wobei die ReliefStruktur durch eine auf die aus dem Substratmaterial GaAs und/oder AlGaAs und/oder AlAs und/oder GaP und/oder InSb bestehende Oberfläche aufgebrachte Ätzmaske aus einem Material definiert wird, das vom im Plasma angeregten Gasgemisch nicht oder zumindest weniger stark angegriffen wird als das Substratmaterial GaAs und/oder AlGaAs und/oder AlAs und/oder GaP und/oder InSb.the surface of the substrate, the relief structure being defined by an etching mask applied to the surface consisting of the substrate material GaAs and / or AlGaAs and / or AlAs and / or GaP and / or InSb and made of a material that is not or not excited by the gas mixture excited in the plasma is attacked at least less strongly than the substrate material GaAs and / or AlGaAs and / or AlAs and / or GaP and / or InSb.
Das Substrat kann zwei oder mehrere verschiedene der angege- benen Substratmaterialien getrennt oder in beliebiger Kombination miteinander gemischt enthalten. Beispielsweise kann das Substrat mehrere Schichten aufweisen, deren jede individuell eines oder mehrere der angegebenen Substratmaterialien gemischt enthält, wobei die Zusammensetzung aus den Substrat- materialien von Schicht zu Schicht verschieden sein kann.The substrate can contain two or more different of the specified substrate materials separately or mixed with one another in any combination. For example, the substrate can have several layers, each of which individually contains one or more of the specified substrate materials, the composition of the substrate materials being able to differ from layer to layer.
LED steht für lichtemittierende Diode und VCSEL für Vertical- Cavity-Surface-Emitting-Laser .LED stands for light emitting diode and VCSEL for vertical cavity surface emitting laser.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Figur beispielhaft näher erläutert.The invention is explained in more detail by way of example in the following description with reference to the figure.
Die Figur zeigt ausschnitthaft und im Querschnitt ein Substrat aus III-V-Halbleitermaterial, auf dessen Oberfläche mit Hilfe einer Ätzmaske eine ReliefStruktur in Form einer Mesa durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird.The figure shows a detail and in cross section of a substrate made of III-V semiconductor material, on the surface of which a relief structure in the form of a mesa is produced with the aid of an etching mask using the method according to the invention.
Die Figur ist schematisch und nicht maßstäblich.The figure is schematic and not to scale.
In der Figur ist das Substrat mit 1, dessen zu ätzende Oberfläche mit 10, eine Ätzmaske mit 2 und das die beiden reaktiven Gase BCI3 und CI2 enthaltende Plasma mit 3 bezeichnet .In the figure, the substrate is denoted by 1, its surface to be etched by 10, an etching mask by 2 and the plasma containing the two reactive gases BCI3 and CI2 by 3.
Das Substrat 1 ist beispielsweise ein afer aus III-V- Halbleitermaterial mit einer ursprünglich ebenen zu ätzenden Oberfläche 10. Auf diese Oberfläche ist die Ätzmaske 2 aufgebracht, welche die zu erzeugende Mesa 11 definiert und aus einem Material besteht, das von dem im Plasma 3 angeregten Gemisch aus BCI3- und Cl2~Gas nicht oder zumindest weniger stark als das Halbleitermaterial des Substrats 1 an der Oberfläche 10 angeriffen wird.The substrate 1 is, for example, an afer made of III-V semiconductor material with an originally flat surface 10 to be etched. The etching mask 2, which defines and forms the mesa 11 to be produced, is applied to this surface consists of a material which is not attacked by the mixture of BCI3 and Cl2 ~ gas excited in the plasma 3 or at least less attacked on the surface 10 than the semiconductor material of the substrate 1.
Die Ätzmaske 2 kann beispielsweise aus einem Dielektrikum, vorzugsweise Aluminiumoxid und/oder Siliziumdioxid und/oder Siliziumnitrid, und/oder aus Photolack bestehen.The etching mask 2 can consist, for example, of a dielectric, preferably aluminum oxide and / or silicon dioxide and / or silicon nitride, and / or of photoresist.
Das Plasma 3 kann wie beim bekannten RIE oder mit ECR erzeugt werden. Beim RIE werden vorzugsweise Drücke zwischen 1 und 10 Pa, HF-Leistungen von etwa 1/3 bis 3/4 W/cm2 bei 13,56 MHz und Gleichspannungs-Vorspannungen zwischen 300 und 600 V verwendet, beim ECR vorzugsweise Drücke unter 1/3 Pa, MW- Leistungen bis 1000 W bei 2,45 GHz und HF-Leistungen bisThe plasma 3 can be generated as in the known RIE or with ECR. Pressures between 1 and 10 Pa, HF powers of approximately 1/3 to 3/4 W / cm 2 at 13.56 MHz and DC bias voltages between 300 and 600 V are preferably used in the RIE, pressures below 1 / 3 Pa, MW powers up to 1000 W at 2.45 GHz and HF powers up to
1 W/cm2 bei 13,56 MHz.1 W / cm 2 at 13.56 MHz.
In der Figur ist die ursprünglich ebene Oberfläche 10 des Substrats 1 außerhalb der Ätzmaske 2 durch Einwirkung des im Plasma 3 angeregten Gasgemisches bereits bis in eine Tiefe t gegenüber der nicht geätzten Oberfläche 10 unter der ÄtzmaskeIn the figure, the originally flat surface 10 of the substrate 1 outside the etching mask 2 is already to a depth t below the non-etched surface 10 under the etching mask due to the action of the gas mixture excited in the plasma 3
2 geätzt und so eine erhabene Mesa 11 erzeugt, deren Höhe gleich der Tiefe t ist, um welche die Oberfläche 10 außerhalb der Ätzmaske 2 tiefergeätzt ist.2 etched and thus produces a raised mesa 11, the height of which is equal to the depth t by which the surface 10 is etched deeper outside the etching mask 2.
Solche Mesas 11 oder andere ReliefStrukturen werden beispielsweise bei der Herstellung blau bis gelb emittierender LEDs auf GaN-Basis sowie VCSELs, kantenemittierender Laser und gelb bis infrarot emittierender LEDs auf der Basis von GaAs und/oder AlAs und/oder GaP und/oder InSb benötigt, und die Herstellung ist bei erforderlichen Ätztiefen t von bis zu 10 μm der am längsten dauernde Schritt.Such mesas 11 or other relief structures are required, for example, in the production of blue to yellow-emitting LEDs based on GaN and VCSELs, edge-emitting lasers and yellow to infrared-emitting LEDs based on GaAs and / or AlAs and / or GaP and / or InSb, and the production is the longest lasting step with the required etching depths t of up to 10 μm.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise eine schnellere Herstellung und damit einen größeren Durchsatz bei der Prozessierung von Substraten 1 in Form von Wa- fern für blau bis gelb emittierende LEDs auf GaN-Basis und The method according to the invention advantageously enables faster production and thus a higher throughput when processing substrates 1 in the form of wafers for blue to yellow-emitting GaN-based LEDs and
PCT/DE1998/001434 1997-05-26 1998-05-26 Method for etching iii-v semiconductor material WO1998054757A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19721968 1997-05-26
DE19721968.3 1997-05-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998054757A1 true WO1998054757A1 (en) 1998-12-03

Family

ID=7830520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1998/001434 WO1998054757A1 (en) 1997-05-26 1998-05-26 Method for etching iii-v semiconductor material

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO1998054757A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1271630A2 (en) * 2001-03-27 2003-01-02 Shiro Sakai Nitride compound based semiconductor device and manufacturing method of same
WO2014082545A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Substrate etching method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0144142A2 (en) * 1983-11-30 1985-06-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of fabrication a semiconductor laser
US5034092A (en) * 1990-10-09 1991-07-23 Motorola, Inc. Plasma etching of semiconductor substrates
JPH08293489A (en) * 1995-04-25 1996-11-05 Sharp Corp Method of dry etching gallium nitride based compound semiconductor
JPH09129930A (en) * 1995-08-31 1997-05-16 Toshiba Corp Manufacture of blue light emitting element using compound semiconductor
US5789265A (en) * 1995-08-31 1998-08-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing blue light-emitting device by using BCL3 and CL2

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0144142A2 (en) * 1983-11-30 1985-06-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of fabrication a semiconductor laser
US5034092A (en) * 1990-10-09 1991-07-23 Motorola, Inc. Plasma etching of semiconductor substrates
JPH08293489A (en) * 1995-04-25 1996-11-05 Sharp Corp Method of dry etching gallium nitride based compound semiconductor
US5693180A (en) * 1995-04-25 1997-12-02 Sharp Kabushiki Kaisha Dry etching method for a gallium nitride type compound semiconductor
JPH09129930A (en) * 1995-08-31 1997-05-16 Toshiba Corp Manufacture of blue light emitting element using compound semiconductor
US5789265A (en) * 1995-08-31 1998-08-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing blue light-emitting device by using BCL3 and CL2

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOZIOR T E ET AL: "THROUGH WAFER VIA HOLE ETCHING OF NOVEL DEVICE STRUCTURES WITH ALGAAS CONTAINING BUFFER LAYERS USING A BCL3/CL2 PLASMA", JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, vol. 137, no. 9, September 1990 (1990-09-01), pages 865C, XP000210071 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 97, no. 7 30 September 1997 (1997-09-30) *
PEARTON S J ET AL: "DRY ETCHING OF THIN-FILM INN, AIN AND GAN", SEMICONDUCTOR SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 8, no. 2, 1 February 1993 (1993-02-01), pages 310 - 312, XP000339499 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1271630A2 (en) * 2001-03-27 2003-01-02 Shiro Sakai Nitride compound based semiconductor device and manufacturing method of same
EP1271630A3 (en) * 2001-03-27 2005-10-12 Shiro Sakai Nitride compound based semiconductor device and manufacturing method of same
WO2014082545A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Substrate etching method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69724632T2 (en) COMPOSITION AND METHOD FOR POLISHING A COMPOSITE
DE69601549T2 (en) Manufacturing process for a surface emitting laser
EP0944918B9 (en) Process for producing semiconductor bodies with a movpe-layer sequence
DE69503299T2 (en) Gallium nitride diode laser and process for its manufacture
DE10127622B4 (en) Method of making an isolation trench filled with HDPCVD oxide
DE2930293A1 (en) ACTION PROCESS IN PRODUCING AN OBJECT
DE10304722A1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
DE112018003057T5 (en) GAN TRANSISTOR IN ENRICHMENT MODE WITH SELECTIVE AND NON-SELECTIVE ETCH LAYERS FOR IMPROVED GAN SPACER THICKNESS
US6514425B1 (en) Dry etching gas
DE69017332T2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device containing a mesa.
DE69100744T2 (en) Etching materials in a non-corrosive environment.
DE19708989B4 (en) A gallium nitride compound semiconductor light emitting element and method for producing the same
DE3317222A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR STRUCTURE
DE3850916T2 (en) Process for anisotropic etching of III-V materials: use for surface treatment for epitaxial coating.
DE69715544T2 (en) Ohmic contact to an n-type GaN-like semiconductor connection and its production method
DE60216857T2 (en) Manufacturing method of a nitride compound semiconductor device
DE10016938C2 (en) Selective dry etching of a dielectric film
WO1998054757A1 (en) Method for etching iii-v semiconductor material
WO2021063819A1 (en) Method for producing optoelectronic semiconductor chips, and optoelectronic semiconductor chip
DE19835008A1 (en) III-V semiconductor production by MOVPE
DE112022005182T5 (en) Method and processing of an optoelectronic component and optoelectronic component
DE1915084A1 (en) Improved photo resins for semiconductor manufacturing
EP0439727A2 (en) Process to make grooves in silicon substrates for high density integrated circuits
EP1521295B1 (en) Method for forming an epitaxial layer sequence in a component and optoelectronic semiconductor chip
DE10056475A1 (en) Radiation-emitting semiconductor element comprises a silicon carbide-based substrate having a number of gallium nitride-based layers containing an active region arranged between an n-conducting layer and a stressed p-conducting layer

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase