Brevet FR2751788A1 — publié le 19980130

PROCEDE POUR CORRODER UNE COUCHE DE InGaP La présente invention concerne un procédé pour fabriquer un dispositif à semiconducteurs et notamment un procédé pour corroder une couche de InGaP. On a étudié d'une manière très détaillée le InGaP pour son application à un dispositif à semiconducteurs GaAs, en tant que matériau utilisable à la place de AlGaAs. En général on met en oeuvre une corrosion pour traiter une couche de InGaP située sur un substrat ou une couche en GaAs, de manière à lui donner une forme prédéterminée et l'agent corrosif contient fréquemment de l'acide chlorhydrique, en raison de sa sélectivité pour un substrat en GaAs. Il est avantageux d'utiliser un film métallique en tant que masque pour la corrosion étant donné que le film métallique peut être utilisé en tant qu'électrode pour le dispositif, ce qui permet de supprimer un processus photolithographique. Cependant, il se posait un problème consistant en ce que, dans le cas de l'utilisation d'un film métallique en tant que masque, une réaction d'inhibition de la corrosion peut se produire autour du film métallique, produire des résidus de corrosion analogues à des îlots autour du film métallique et entraîner une réduction de la précision de structuration. Un but de la présente invention est de fournir un procédé de corrosion utilisable dans la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs pour corroder une couche de InGaP, avec une durée réduite de corrosion et une précision élevée de structuration, même dans le cas de l'utilisation d'un masque métallique. L'invention fournit un procédé pour corroder une couche de InGaP, caractérisé en ce qu'il consiste à immerger une couche de InGaP, sur laquelle un film métallique a été formé en tant que masque, dans un agent corrosif, tout en soumettant cette couche à une photo- irradiation. Il est particulièrement préférable d'utiliser un agent corrosif contenant de l'acide chlorhydrique étant donné qu'il permet de corroder la couche de InGaP avec une bonne capacité de contrôle. La couche de InGaP mentionnée précédemment contient non seulement un film de InGaP, mais également un substrat en InGaP. Une couche de InGaP peut être corrodée de façon sélective avec l'agent corrosif indiqué précédemment, contenant de l'acide chlorhydrique, même lorsque la couche de InGaP est formée sur un substrat ou une couche en GaAs, et la couche de InGaP résultante est traitée conformément à une configuration prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre un procédé de corrosion selon la présente invention; - la figure 2 illustre une forme de corrosion obtenue au moyen du procédé de corrosion selon l'art antérieur; - la figure 3 représente une forme de corrosion obtenue au moyen du procédé de corrosion selon la présente invention; - la figure 4 représente une vue schématique d'une photographie, prise au microscopique électronique à balayage, de la forme de corrosion obtenue au moyen du procédé selon la présente invention; et la figure 5 représente une vue schématique d'une photographie, prise au microscopique électronique à balayage, de la forme de corrosion obtenue au moyen du procédé de l'art antérieur. Sur les figures, le chiffre de référence 1 désigne un masque métallique; le chiffre de référence 2 une couche de p-GaAs en tant que couche de base; le chiffre de référence 3 une partie plate d'une couche de n- InGaP; et le chiffre de référence 4 une partie inclinée de la couche de n-InGaP. Dans le procédé de corrosion selon l'invention, on immerge un échantillon sur lequel sont disposés une couche de InGaP et un masque métallique, dans un agent corrosif, tout en le soumettant à une photo- irradiation à l'aide d'une source de lumière, constituée par exemple par une lampe à mercure, comme cela est illustré sur la figure 1. La figure 2 représente schématiquement une forme de corrosion obtenue en exécutant la corrosion d'une couche de InGaP au vu d'un masque métallique disposé sur une couche de GaAs conformément au procédé de l'art antérieur. Dans ce procédé, la corrosion de la zone de la couche de InGaP entourant le masque métallique est empêchée, ce qui conduit à une vitesse de corrosion nettement plus faible que dans la zone distante du masque métallique. Il en résulte que la forme de la configuration devient plus étendue que celle de la configuration du masque. On a supposé que, dans le procédé de corrosion de l'art antérieur, lorsque le film métallique et la couche de InGaP sont placés en contact avec l'agent corrosif, une charge positive est produite et s'accumule sur la surface de la couche semiconductrice, ce qui empêche la corrosion. Par conséquent on a étudié un procédé pour neutraliser la charge positive et on a abouti à la présente invention. De façon spécifique, conformément à la présente invention, une photo-irradiation exécutée pendant la corrosion permet l'excitation d'une charge négative sur la surface de InGaP, cette charge neutralisant la charge positive accumulée par la corrosion et empêchant un blocage de la corrosion. Il en résulte que, dans le procédé selon l'invention, la couche de InGaP est corrodée de façon précise conformément à la forme du masque métallique comme représenté sur la figure 3. L'agent corrosif contenant de l'acide chlorhydrique, utilisé dans la présente invention, est une solution aqueuse contenant de l'acide chlorhydrique utilisé pour la corrosion de InGaP et peut être, en dehors de l'acide chlorhydrique, une solution aqueuse contenant d'autres acides qui ne peuvent pas affecter de façon nuisible la corrosion, comme par exemple des solutions aqueuses d'acide chlorhydrique et d'acide phosphorique, d'acide chlorhydrique et d'acide sulfurique, et d'acide chlorhydrique, d'acide phosphorique et d'acide sulfurique, et en outre peut contenir d'autres additifs servant à améliorer la corrosion. On peut sélectionner de préférence un agent corrosif approprié en tenant compte de conditions telles qu'un substrat ou une couche en tant que base pour une couche de InGaP, un masque métallique utilisé et un procédé de fabrication. Un film métallique, que l'on peut utiliser dans le procédé selon la présente invention, ne doit jamais être corrodé par l'agent corrosif ou être corrodé à une vitesse plus faible adéquate par rapport au InGaP et est traité correctement, par exemple un film d'un métal tel que Au, Ti, W, Ni et AuGe, et un ensemble stratifié formé de ces films métalliques. La configuration de ce masque métallique peut être formée, sans que l'invention y soit limitée, à l'aide d'un processus de décollement utilisant une résine photosensible dite "photoresist". La lumière utilisée dans le procédé selon la présente invention peut être une lumière ayant une énergie dépassant la bande interdite du InGaP, c'est-à-dire une longueur d'onde égale ou inférieure à 650 nm, de préférence un rayonnement ultraviolet. Sans qu'il n'y ait là aucune limitation, la source de lumière peut être une lampe à mercure ainsi qu'une lampe à xénon et un laser à xénon. L'intensité d'irradiation est réglée de manière à exciter des électrons en un nombre égal ou supérieur au nombre nécessaire pour neutraliser la charge positive accumulée sous l'effet de la corrosion. Les sources de lumière habituellement utilisées parmi celles indiquées ci- dessus ont une intensité lumineuse suffisante; si cela est nécessaire, on peut utiliser une source plus puissante. On peut régler des conditions telles que la température et la période de corrosion pour optimiser la forme de corrosion en tenant compte de facteurs tels que la composition de l'agent corrosif. La présente invention peut être appliquée à la fois à un substrat en InGaP, et à une couche en InGaP. En particulier la présente invention peut être appliquée de préférence à la structuration d'une couche en InGaP formée sur un substrat ou une couche en GaAs. De façon spécifique, la présente invention peut être appliquée à la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs tel qu'un transistor HBT (transistor bipolaire à hétérojonction) et un transistor HEMT (transistor à mobilité élevée des électrons) pour améliorer la durée de traitement et le rendement. L'invention va être illustrée d'une façon plus spécifique sur la base des exemples indiqués ci-après. Exemple 1 Sur la surface d'un substrat en GaAs, on a formé une couche de p-GaAs, une épaisseur de 100 nm et une couche de n-InGaP d'une épaisseur de 250 nm. On a appliqué une résine photosensible sur la surface de la couche de n- InGaP, puis on l'a exposée à la lumière et on l'a développée, et on a aménagé alors des ouvertures à travers la résine aux emplacements o un masque métallique devait être formé. Sur le produit obtenu on a formé un film de Au d'une épaisseur de 50 nm et un film de Ti d'une épaisseur de 20 nm, puis on a traité le masque métallique pour lui donner une configuration prédéterminée, au moyen d'un procédé de décollement. On a immergé cet échantillon dans un agent corrosif, à savoir acide chlorhydrique: acide phosphori- que: acide sulfurique: eau = 1: 1: 1: 1 (valeurs relatives), tout en le soumettant à une irradiation par des ultraviolets à une distance d'environ 15 cm au moyen d'une lampe à mercure de 100 W. La corrosion a été exécutée pendant 2 minutes. Après la corrosion, on a observé la surface de ce substrat en utilisant un microscopique électronique à balayage pour contrôler la forme de corrosion, ce qui a fourni la forme représentée schématiquement sur la figure 4. De façon spécifique, on a constaté que sur la surface autre que la surface du masque métallique 1, la couche 2 de p-GaAs était exposée et que la couche de n-InGaP était corrodée, en reproduisant la forme du masque. Exemple comparatif 1 On a répété la procédure décrite dans l'exemple 1, hormis que l'on n'a effectué aucune irradiation aux ultraviolets. Comme cela est représenté schématiquement sur la figure 5, un produit de corrosion possédait une forme qui présentait des parties plates 3 au niveau de la couche de n-InGaP, voisines du masque métallique, et des parties obliques de la couche de n-InGaP situées à une faible distance du masque, et la couche 2 de p-GaAs était exposée à partir d'une distance de 1 à 2 Mm par rapport au masque métallique. Cet exemple comparatif montre que sans l'irradiation avec un rayonnement ultraviolet, la corrosion est empêchée autour d'un masque métallique, ce qui conduit à une forme altérée de corrosion. Par conséquent, l'invention fournit un procédé de corrosion dans la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs par corrosion d'une couche de InGaP avec une durée réduite de corrosion et une précision accrue de structuration, même dans le cas de l'utilisation d'un5 masque métallique. REVENDICATIONS 1. Procédé pour corroder une couche de InGaP, caractérisé en ce qu'il consiste à immerger une couche 3) de InGaP, sur laquelle un film métallique (1) a été formé en tant que masque, dans un agent corrosif, tout en soumettant cette couche à une photo-irradiation. 2. Procédé pour corroder une couche de InGaP selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent corrosif contient de l'acide chlorhydrique. 3. Procédé pour corroder une couche de InGaP selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de InGaP est formée sur du GaAs (2). 4. Procédé pour corroder une couche de InGaP selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche de InGaP est formée sur du GaAs (2).