Способ плазменного травления арсенида галлия с собственным окисным слоем

ОК) З ;ОВЕтСКИХ СО 1 ИА ЛИСИт 1 Е СКИ Г Г СНУЕТ ПИК НОФ 4%ЗГИ ОПИ АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТ О ТРАВЛЕНИЯ ОБСТВЕННЫМ электроника, вание поверхности химически активретения: для пои и снижения травлении арселения ведется в10 Па), низкоВЧ газовом раэдо 200-220"С и меси в соотношеИзобретение отн готовления полупров интегральных схем с но-плазменного трав териалов в смеси газов. Цель изобретения ни анизотропности и сти обрабатываемой иам изоров и осится к спосо одниковых при применением ления поверхно химически-ак акуумти ма- ивных повышен ижениеерхности степе- ектноГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Саратовский филиал Института радиотехники и электроники АН СССР(56) Вцгтоп й. Н, ет а 1. Р 1 азгпа зерагат 1 оп о 11 пба АзР/1 п Р 11 цй - егп 1 цопц д 1 одез / Арр 1,Роуз,еи, 1980, Ч 37, М 4, Р. 411-412,ЯгпоИпзЕу О. ет а 1, Разп 1 а етсЬпц о 1111-Ч согпроопд зепз 1 сопдоссог гпатег 1 а 1 з апдйе 1 г ох де з, -,3. Час. Яс 1, Тес аппо, 1980, Ч. 18,М 1, Р, 12-16,Указанная цель достигается тем, что обработку поверхности проводят при давлении 5 10 - 10 Па, плотности мощности разряда 3-5 Вт/см, температурегподложки 200 - 220 С, энергии ионов 20 - 50 эВ в газовой смеси, дополнительно содержащей кислород, при соотношении компонентов НС 1:СС 14: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(54) СПОСОБ ПЛАЗМЕННО АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ С С ОКИСНЫМ СЛОЕМ (57) Использование: микро куумно-плазменное травле арсенида галлия в смеси ных газов, Сущность изоб вышения анизотропи дефектообразования при нида галлия процесс трав высоковакуумном (5 10 - энергетичном (20 - 50 эВ) С ряде с нагревом пластин использованием газовой с нии НС 1:СС 14: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-ф рического поля за счет разности потенциалов;4 плазмы и плавающего потенциала подложки, 1 Л Эта разность потенциалов в СВЧ газовом САЭ разряде в условиях, близких к ЭЦР, составля- (гд ет 20 - бб зВ, что обеспечивает бездефектную обработку поверхности баде, 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.Состав газа для травления бэАз и егоокисла различается. Скорость травлениябаАз коррелирует с содержанием в плазмеатомарного хлора, тода кэк удаление собственного окисла зависит от содержания вос 5становителя, например, в виде углерода,Восстановление окисного слоя углеродомуменьшает порог энергетичного травлениябаАз, однако скорость травления может снизиться при неправильном дозировании хлораза счет его осаждения на поверхности, Исходя иэ этого определен оптимальный составсмеси НС 1:ССл:02 в соотношении 1:1;0.5, который обеспечивает:1) минимальный энергетический порог 15начала травления (30-50 эВ), при превышении которого значительно увеличиваетсяскорость травления бэАз с оксидным покрытием (эа счет оптимального содержанияС и 02); 202) высокую скорость травления (за счетоптимального содержания атомарного хлора и отсутствия осаждения углерода);3) минимальное дефектообразование вповерхностных слоях баАз эа счет пассивации рекомбипационно-активных центров вкристаллической решетке баАз вследствиеналичия атомарного водорода, возникающего при диссоциации молекул НО,Пример выполнения способа, Для получения структур с субмикронными размерами на поверхности баАз методами электронно лучевой питглрэфин формировали необходимую топологию рисунка. В качестве мэг.кирующео покрытия использовалась пленка хрома толщиной 8-10 нм. После этого осуществляли травление подложки на уста новке СВЧ ПХТ в плазме (смеси газов НС 1:СС 4:02) при давлении 0,05-0,1 Па и вводимой в разряд плотности мощности СВЧ 3 Вт/см, На подложкодержатель подавался ускоряющий потенциал (Оуо) от -30 доВ,При процентном содержании смеси НС 1:СС 4:02 =- 1;1:0,5 скорость травления баАз составляла 2-3 10 мкмlмин с высо 2ким 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 ющ и й с я тем, что, с целью повышения степени анизотропии и снижения дефектности поверхности, обработку проводят при давлении 5 10 -10 Па,плотностимощности разряда 3 - 5 Вт(см, температуре под 2ложки 200-220 С, энергии ионов 20-50 эВ в газовой смеси, дополнительно содержащей кислород, при соотношении компонентов НС 1:СС 14:02 =- 1,0:1,0:0,5,Составитель И. ТолмачеваТехред М МоргенталКорректор Н Гунько Гедактор Г 1 ро,лволствс нно излэтельский комбнна Патент". г, ужгород уп Гагарина 101 Заказ 1383 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1 КНТ СССР113035. Москва. Ж.35. Раушскэя наб 4/5