Способ плазменного травления арсенида галлия с собственным окисным слоем

 

Использование: микроэлектроника, ва- -куумно-плазменное травление поверхности арсенида галлия в смеси химически активных газов. Сущность изобретения: для повышения анизотропии и снижения дефектообразования при травлении арсенида галлия процесс травления ведется в высоковакуумном ( - Па), низкоэнергетичном (20-50 эВ) СВЧ газовом разряде с нагревом пластин до 200-220DC и использованием газовой смеси в соотношении HCI:CCU:02 1:1:0,5.

<:ОЮR <:ОВЕтСКИХ сО11иАлис Tè Tå-ских гГСПУЕЛИК (я) Н 01 1 21/306

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВедОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4938542/25 (22) 24.05.91 (46) 07.04.93. Бюл. ¹ 13 (71) Саратовский филиал Института радиотехники и электроники АН СССР (72) P. К, Яфаров им С, А. Тере1чтьев (56) Burton R. Н. et a!. Plasma separation of

InGa AsP/InP llgth — emIttung diodes / Appl.

Phys, Lett, 1980, V 37, ¹ 4, P. 411-412.

Smolinsky G. et al, Plasma etching of

III-V compound semiconductor materials and

their oxides, - J. Vac. Sci. Technol. 1980, V. 18, N1,,Р, 12-16, Изобретение относится к способам изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем с применением вакуумно-плазменного травления поверхности материалов в смеси химически-активных газов.

Цель изобретения -- повышение степени анизотропности и снижение дефектности обрабатываемой поверхности, Указанная цель достигается тем, что обработку поверхности проводят при давлении 5 10 — 10 Па, плотности мощности разряда 3-5 Вт/см, температуре г подложки 200 — 220 С, энергии ионов 20 — 50 эВ в газовой смеси, дополнительно содержащей кислород, при соотношении компонентов HCI:CCI4:Ог — 1:1:0,5.

Признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое изобретение от прототипа, в известной авторам научно-технической и патентной литературе не описаны, что позволя«.,5U„„1807533 А1 (54) СПОСОБ ПЛАЗМЕННОГО ТРАВЛЕНИЯ

АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ С СОБСТВЕННЫМ

ОКИСНЫМ СЛОЕМ (57) Использование: микроэлектроника, ва-куумно-плазменное травление поверхности арсенида галлия в смеси химически активных газов. Сущность изобретения: для ïoвышения анизотропии и снижения дефектообразования при травлении арсенида галлия процесс травления ведется в высоковакуумном (5 10 — 10 Па), низко-3 -1 энергетичном (20 — 50 эВ) СВЧ газовом разряде с нагревом пластин до 200-220"С и использованием газовой смеси в соотношении HCI:CCI4:Ог = 1:1:0,5. ет сделать вывод о существенности указан-, ных отличий.

Сущность способа заключается в следующем.

С помощью СВЧ-газового разряда низкого давления (5.10 — 10 Па) организуется плазменный поток на обрабатываемую поверхность без приложения внешнего элект- рического поля за счет разности потенциалов

; 4 плазмы и плавающего потенциала подложки, Ы

Эта разность потенциалов в СВЧ газовом !6д разряде в условиях, близких к ЭЦР, составля-,, (д) ет 20 — 50 зВ, что обеспечивает бездефектную обработку поверхности GaAs, В реалзных случаях знертии ионов е условиях дефицита (а химического реагента при низких давлениях недостаточно для травления, так как поверхность покрыта слоем собственного окисла. Для его удаления необходимо или увеличивать энергию ионов для физического распыления окисла, или вводить в рабочий газ восстановитель.

1807Г13;1

Состав газа для травления бэАв и его окисла различается. Скорость травления блАз коррелирует с содержанием в плазме атомарного хлора, тогда как удаление собгтвенного окисла зависит от содержания вос 5 становителя, например, в виде углерода, Восстановление окисного слоя углеродом уменьшает порог энергетичного травления баАз, однако скорость травления может снизиться при неправильном дозировании хлора за счет его осаждения на поверхности, Исходя иэ этого определен оптимальный состав смеси HCI;CCq:02 в соотношении 1:1;0.5, который обеспечивает:

1) минимальный энергетический порог начала травления (30-50 эВ), при превышении которого значительно увеличивается скорость травления GaAs с оксидным покрытием (эа счет оптимального содержания

С и02); 20

2) высокую скорость травления (за счет оптимального содержания атомарного хлора и отсутствия осаждения углерода);

3) минимальное дефектообразование в поверхностных слоях баАз эа счет пассивации рекомбипационно-активных центров в кристаллической решетке GaAs вследствие наличия атомарного водорода, возникающего при диссоциации молекул HCI, Пример выполнения способа. Для пол- 30 учения структур с субмикронными размерами на поверхности баАз методами электронно лу«евой питглрэфин формировали необходимую топологию рисун ка, В кэчесTB р. мэг.кирующе о покрытия использовалась пленка хрома толщиной 8-10 нм. После этого осуществляли травление подложки на уста новке СВ4 ПХТ в плазме (смеси газов

HCl:CC!4:0z) при давлении 0,05-0,1 Па и вводимой в разряд плотности мощности СВЧ 3

Вт/см?. На подложкодержатель подавался ускоряющий потенциал (Uyp<) (iT -30 до-100 В, При процентном содержании смеси

НС1:СС!4:02 =- 1;1:0,5 скорость травления

GaAs составляла 2-3 10 мкмlмин с высо.? ким качеством обработанной поверхности и вертикальными стенками протравленных структур, Формула изобретения

Способ плазменного травления арсенида галлия с собственным окисным слоем, включающий обработку в плазме СВЧ-разряда в газовой смеси хлористого водорода и четыреххлористого углерода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения степени анизотропии и снижения дефектности поверхности, обработку проводят при давлении 5 10 — 10 Па, плотности мощности разряда 3-5 Вт/см, температуре под2 ложки 200-220 С, энергии ионов 20--50 эВ в газовой смеси, дополнительно содержащей кислород, при соотношении компонентов

HCI:СС!4:Oz =- 1,0:1,0:0.5.

Про,л водств нно издательский омбнна Патент". г, ужгород. уп Гагарина 101

Составитель И. Толмачева

Г едактор Техред lVI Моргентал Корректор Н Гунько

Заказ 1383 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при I КНТ СССР

113035. Москва. Ж-35. Рэушскэя наб.. 4/5