【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0020
利用課題名 / Title
単一走行キャリアフォトダイオード作製プロセス
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
単一走行キャリアフォトダイオード(UT-CPD),受光素子,テラヘルツ波発生光源
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
杉本 喜正
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-019：多目的エッチング装置(ICP-RIE)
AT-023：電子ビーム真空蒸着装置
AT-030：プラズマCVD薄膜堆積装置
AT-082：化合物半導体エッチング装置（ICP-RIE）
AT-011：i線露光装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
単一走行キャリアフォトダイオード(UT-CPD)は超高速の受光素子、テラヘルツ波発生光源として期待され、精力的に研究開発が進んでいる。我々は、InGaAs/InPベースのUT-CPDを、NPFの各種微細加工装置、成膜装置を利用して作製を試みている。今回、UT-CPDの微細化に必要となるドライエッチングプロセスの検討を行ったので報告する。
実験 / Experimental
利用した主な装置
【NPF019】多目的エッチング装置(ICP-RIE)
【NPF023】電子ビーム真空蒸着装置
【NPF030】プラズマCVD薄膜堆積装置
【NPF082】化合物半導体エッチング装置(ICP-RIE)
【NPF011】i線露光装置
【NPF004】電界放出形走査電子顕微鏡
実験方法
InP/InGaAs多層膜結晶成長基板に対してプラズマCVD薄膜堆積装置でSiO2膜を堆積後、i線露光装置で各種レジストパターンを形成した。多目的エッチング装置でSiO2膜をドライエッチングし、このSiO2膜をマスクに、InP/InGaAs多層膜のドライエッチングを化合物半導体エッチング装置にて実施した。電極形成には、電子ビーム真空蒸着装置を用いてオーミック電極を形成する。
結果と考察 / Results and Discussion
Inを含むIII-V材料はInClxとAsClxの脱離温度に大きな差があることから、Cl系ガスを用いたドライエッチングは、通常150℃以上の基板温度で検討されている。今回、化合物半導体エッチング装置に装備されているHBrガスを用いて、基板温度80℃での比較的低温でのドライエッチングを検討した。
エッチング条件は
HBr: 20 sccm, 圧力: 2 Pa, ICP Power: 300 W, RF Bias: 150 W, 基板温度: 80 ℃
とした。
エッチング断面図を図1に示す。3minのエッチング時間で3.5µｍの深さを観測し、InP/InGaAs多層膜を高速でメサ加工可能であることが明らかになった。ドライエッチング面も平滑であり、SiO2マスクに対するダメージも見られなかった。今後、このエッチング条件をベースに最適化を進め、実素子加工へ適応する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1. 加工断面SEM写真
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件