DE19842217A1 - Verfahren zur Herstellung einer Stufe auf der Oberfläche eines Substrats aus Halbleitermaterial, Anwendung des Verfahrens und Substrat mit einer Stufe - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Stufe auf der Oberfläche eines Substrats aus Halbleitermaterial, Anwendung des Verfahrens und Substrat mit einer Stufe

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Abstract

Bei einem Verfahren wird eine die Oberfläche (13) eines Substrats (1) aus teilweise bedeckende und im Vergleich zu Gold feinere Metallisierung (2) erzeugt, die mit dem Halbleitermaterial der metallisierten Oberfläche (101) einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt (212) bildet und einen Rand (202, 203) aufweist, der einen Verlauf einer zu erzeugenden Flanke (102, 103) einer Stufe entlang der Oberfläche (13) definiert. Die von der Metallisierung freie Oberfläche (13) wird senkrecht zur Oberfläche mit einem Ätzmittel geätzt, welches das Halbleitermaterial stärker als die Metallisierung angreift. Vorteil: Übergangskontakt sehr guter Qualität und sehr genaue Flanke.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung auf der Oberfläche eines Substrats aus Halbleitermaterial zumindest einer Stufe, die eine in einem Winkel zur Oberfläche stehende Flanke aufweist, und einer Metallisierung auf der Oberfläche neben der Flanke. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anwen­ dung dieses Verfahrens zur Herstellung einer Rippe für einen MCRW-Halbleiterlaser auf der Oberfläche eines Substrats aus Halbleitermaterial sowie ein Substrat aus Halbleitermaterial mit einer Oberfläche, die zumindest eine Stufe mit einer in einem Winkel zur Oberfläche stehenden Flanke und eine Metal­ lisierung auf der Oberfläche neben der Flanke aufweist.
Bei der Herstellung von MCRW-Halbleiterlasern (MCRW steht für Metal Cladded Ridge Waveguide) wird auf einer Oberfläche eines Substrats aus Halbleitermaterial eine Rippe erzeugt, die zwei voneinander abgekehrte und jeweils in einem Winkel zur Oberfläche des Substrats stehenden Flanken sowie eine diese beiden Flanken miteinander verbindende Rippenoberfläche aufweist.
Jede Flanke der Rippe bildet je eine Stufe auf der Oberfläche des Substrats.
Ein in Richtung tangential zur Oberfläche gemessener Abstand zwischen beiden Flanken definiert eine Breite der Rippe, eine Höhe der Rippe ist durch einen vertikal zur Oberfläche gemes­ senen Abstand zwischen der Rippenoberfläche und der Oberflä­ che des Substrats am Fuß einer Flanke gegeben.
Auf der Rippenoberfläche ist eine Metallisierung mit einem die Rippenoberfläche kontaktierenden Metall aufgebracht, das so gewählt ist, daß ein guter Übergang zwischen diesem Metall der Metallisierung und dem Halbleitermaterial der Rippenober­ fläche, d. h. ein Metall-Halbleiter-Übergangskontakt gegeben ist.
Bei einem Beispiel weist das Substrat unter der Oberfläche eine aus InGaAs/InP bestehende Schichtfolge auf, aus der z. B. eine Rippe herauspräpariert wird, die eine Breite von etwa 2 µm und eine Höhe von etwa 1,8 µm aufweist. Auf dieser Rip­ penoberfläche ist eine aus einer Schicht aus Titan, einer Schicht aus Platin und einer Schicht aus Gold bestehende Me­ tallisierung angeordnet, bei der die Schicht aus Titan das Halbleitermaterial der Rippenoberfläche kontaktiert und einen den Metall-Halbleiter-Übergangskontakt in Form eines p-Kon­ taktes bildet. Die Schicht aus Platin ist zwischen der Schicht aus Titan und der Schicht aus Gold angeordnet.
Von besonderer Bedeutung ist die Reproduzierbarkeit der durch ihre stufenförmigen Flanken definierten Breite der Rippe so­ wie die Qualität des durch den Übergang zwischen der Metalli­ sierung und dem Halbleitermaterial der Rippenoberfläche ge­ bildeten Metall-Halbleiter-Übergangskontakts, welcher für den Serienwiderstand des Lasers mitentscheidend ist.
Aus DE 42 21 905 C1 (= GR 92 P 1380 DE) ist bereits ein Ver­ fahren zur Herstellung auf der Oberfläche eines Substrats aus Halbleitermaterial zumindest einer Stufe, die eine in einem Winkel zur Oberfläche stehende Flanke aufweist, und einer Me­ tallisierung auf einem Abschnitt der Oberfläche neben der Flanke bekannt, bei dem eine die Oberfläche teilweise be­ deckende und aus Gold bestehende Metallisierung erzeugt wird, die einen Rand aufweist, der einen Verlauf der zu erzeugenden Flanke der Stufe entlang der Oberfläche definiert, und bei dem die Oberfläche in Richtung senkrecht zur Oberfläche mit einem Ätzmittel, welches das Halbleitermaterial stärker als die Metallisierung angreift, geätzt wird.
Aufgrund der körnigen Struktur des Goldes ist der Rand der Metallisierung relativ rauh, was beim Ätzen zu einer erhöhten Rauheit der Flanke der Stufe führt.
Zur Erzeugung einer Flanke geringer Rauheit wird nach dieser Druckschrift so vorgegangen, daß eine Stufe mit einer Flanke reduzierter Rauheit mit Hilfe einer nichtmetallischen Ätz­ maske erzeugt und erst danach auf einer Oberfläche neben der erzeugten Flanke eine Metallisierung in einer selbstjustie­ renden Technik aufgebracht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es aufzuzeigen, wie auf der Ober­ fläche eines Substrats aus Halbleitermaterial genau und gut reproduzierbar eine Stufe mit einer in einem Winkel zur Ober­ fläche stehenden Flanke reduzierter Rauheit und gleichzeitig auf einer Oberfläche neben der Flanke eine Metallisierung, die einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt guter Qualität bildet, auf einfache Weise hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 angegebene Verfah­ ren gelöst.
Gemäß dieser Lösung wird auf einer Oberfläche eines Substrats aus Halbleitermaterial eine die Oberfläche teilweise be­ deckende und im Vergleich zu Gold feinere Metallisierung er­ zeugt, die mit dem Halbleitermaterial der Oberfläche einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakts bildet und einen Rand aufweist, der einen Verlauf einer auf der Oberfläche zu er­ zeugenden und in einem Winkel zur Oberfläche stehende Flanke einer Stufe entlang der Oberfläche definiert, und danach die Oberfläche in Richtung senkrecht zur Oberfläche mit einem Ätzmittel geätzt, welches das Halbleitermaterial stärker als die Metallisierung angreift.
Die den Metall-Halbleiter-Übergangskontakts bildende Metalli­ sierung kann u. a. so erzeugt werden, daß
  • - auf die Oberfläche des Substrats eine Maske mit einer Öff­ nung aufgebracht, die maskierte Oberfläche mit dem oder den Metallen der Metallisierung bedampft und/oder besputtert und danach die metallbeschichtete Maske mittels Abhebetechnik (Lift Off) entfernt wird, wobei die in der Maskenöffnung auf der Oberfläche verbleibende Metallbeschichtung als die Metal­ lisierung verbleibt, welche die Oberfläche nur noch teilweise bedeckt und den Rand aufweist, der den Verlauf der Flanke der Stufe entlang der Oberfläche definiert, oder
  • - die Metallisierung zunächst ganz flächig durch Aufdampfen und/oder Aufsputtern aufgebracht und danach durch Trockenät­ zen, beispielsweise mittels RIE (Reactive Ion Etching), IBE (Ion Beam Etching), CAIBE (Chemical Assisted Ion Beam Etching), Rücksputtern, etc. so strukturiert wird, daß die Metallisierung die Oberfläche nur noch teilweise bedeckt und den Rand aufweist, der den Verlauf der Flanke der Stufe ent­ lang der Oberfläche definiert.
Das Ätzen der Oberfläche in Richtung senkrecht zur Oberfläche mit einem Ätzmittel, welches das Halbleitermaterial stärker als die Metallisierung angreift kann naßchemisch oder durch Trockenätzen, beispielsweise mittels RIE, IBE, CAIBE, Rücksputtern, etc. erfolgen.
Günstig ist es, mit einem Ätzmittel zu Ätzen, das im wesent­ lichen nur senkrecht und nicht in Richtung tangential bzw. lateral zur Oberfläche ätzend wirkt. Dadurch kann vorteilhaf­ terweise erreicht werden, daß eine Kante, an der die Flanke der Stufe und die metallisierte Oberfläche aufeinandertref­ fen, im wesentlichen mit dem Rand der Metallisierung ab­ schließt und/oder dieser Rand über diese Kante allenfalls aufgrund einer Unterätzung geringfügig übersteht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft zur Herstel­ lung einer Rippe auf der Oberfläche des Substrats geeignet, die zwei voneinander abgekehrte und jeweils in einem Winkel zur Oberfläche des Substrats stehende Flanken sowie eine diese beiden Flanken miteinander verbindende Rippenoberfläche aufweist, auf der eine Metallisierung, die mit dem Halblei­ termaterial der Rippenoberfläche einen Metall-Halbleiter- Übergangskontakt bildet, aufgebracht ist. Dazu wird auf der Oberfläche des Substrats eine im Vergleich zu Gold feinere Metallisierung erzeugt, die mit dem Halbleitermaterial dieser Oberfläche einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt bildet, und die zwei einander gegenüberliegende Ränder aufweist, de­ ren jedem je eine der beiden Flanken der Rippe zugeordnet ist und der einen Verlauf der zugeordneten Flanke entlang der Oberfläche definiert. Danach wird wiederum die Oberfläche in Richtung senkrecht zur Oberfläche mit einem Ätzmittel geätzt, welches das Halbleitermaterial stärker als die Metallisierung angreift.
Wenn auch in diesem Fall mit dem Ätzmittel geätzt wird, das im wesentlichen nur senkrecht und nicht lateral zur Oberflä­ che ätzend wirkt, kann vorteilhafterweise erreicht werden, daß an jeder Kante der Rippe, an der eine der beiden Flanken der Rippe und die metallisierte Rippenoberfläche aufeinander­ treffen, im wesentlichen mit dem zugeordneten Rand der Metal­ lisierung abschließt und/oder dieser Rand über diese Kante allenfalls aufgrund einer Unterätzung geringfügig übersteht. Dadurch kann die Breite der Rippe sehr genau, beispielsweise auf 10 nm und weniger genau eingestellt und reproduziert wer­ den.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhafterweise möglich, eine vollständig strukturierte und bereits mit einem Metall-Halbleiter-Übergangskontakt insbesondere in Form eines p-Kontaktes versehen Rippe herzustellen. Dabei bestehen fol­ gende Vorteile:
  • - Der Metall-Halbleiter-Übergangskontakt wird bereits zu Be­ ginn des Verfahrens ausgebildet und bleibt während des ge­ samten Verfahrens bis zur Endstufe abgedeckt und ist damit vor Kontamination durch nachfolgende Verfahrensschritte und vor Prozeßchemikalien wirksam geschützt.
  • - Die Fototechnik zur Strukturierung der Ätzmaske in Form der Metallisierung kann auf einer metallisch spiegelnden Schicht, beispielsweise Platin, stattfinden. Eine Beein­ flussung der Belichtungszeit wie bei dielektrischen Ätzmas­ ken, beispielsweise aus Si3N4, findet nicht statt. Dies führt zu einer Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Rip­ penbreiten.
  • - Dadurch, daß die Rippenoberfläche bereits nach der Struktu­ rierung der Rippe vollständig übergangskontaktiert ist, wird eine optimale Quer- und Längsleitfähigkeit gewährlei­ stet. Nachfolgend ist lediglich ein Fenster in einer Passi­ vierung erforderlich, um die Metallisierung mit beispiels­ weise einem Bondpad zu verbinden. Die Passivierung muß nicht über die gesamte Länge und/oder Breite der Rippe ge­ öffnet werden.
  • - Die gesamte Verfahrensabfolge ist nahezu selbstjustierend. Lediglich eine Ätzmaske, die gegen ein Gold auflösendes Ätzmittel resistent ist, ist erforderlichen falls grob über die metallisierte Rippe zu legen. Die den Metall-Halblei­ ter-Übergangskontakt bildende Metallisierung selbst liegt exakt und vollständig auf der Rippenoberfläche.
Damit kann dieses Verfahren sehr vorteilhaft zur Herstellung einer mit einem Metall-Halbleiter-Übergangskontakt bedeckten Rippe für einen MCRW-Halbleiterlaser auf der Oberfläche eines Substrats aus Halbleitermaterial angewendet werden, zumal die Metallisierung auf der Rippenoberfläche bereits von selbst den Metall-Halbleiter-Übergangskontakt bereitstellt und von vornherein diese Metallisierung und das Halbleitermaterial der Rippenoberfläche optimal in Bezug auf eine gute Qualität des Übergangs gewählt werden können.
Die beschriebene Technologie zur Herstellung der übergangs­ kontaktierten Rippe eines MCRW-Lasers ist in die bisherige Laserpräparationstechnik integrierbar. Nach dem Passivieren der übergangskontaktierten Rippe können alle auch bisher ver­ wendeten Varianten (Fenstertechnik etc.) benützt werden, um auf der Rippe ein Übergangskontaktfenster zu öffnen und die Zuleitungen und Bondpads aufzubringen.
Bei einer bevorzugten derartigen Anwendung werden eine Rippe, die eine aus III-V-Halbleitermaterial bestehende Rippenober­ fläche und eine Metallisierung aufweist, die zumindest aus einer die Rippenoberfläche kontaktierenden Schicht aus Titan besteht, sowie eine zusätzlich auf die Metallisierung aufge­ brachte Schicht aus Gold verwendet werden.
Vorzugsweise wird dabei eine Metallisierung verwendet, die eine zwischen der Schicht aus Titan und der Schicht aus Gold angeordnete Schicht aus Platin aufweist.
Da in diesem Fall die Rippe bereits die für den Metall-Halb­ leiter-Übergangskontakt erforderliche Ti/Pt/Au-Metallisierung aufweist, reicht für den Anschluß der Bondpads eine Ti/Au- Schichtfolge aus. Es muß hierfür nicht mehr Ti/Pt/Au verwen­ det werden. Da Ti/Au-Schichten naßchemisch geätzt werden kön­ nen, wird für die Zuleitungen und die Bondpads vorteilhafter­ weise keine Trockenätztechnik (z. B. IBE) zur Strukturierung des Platins mehr benötigt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist generell auch ein neuartiges Substrat aus Halbleitermaterial mit einer Oberflä­ che bereitgestellt, die zumindest eine Stufe mit einer in einem Winkel zur Oberfläche stehende Flanke und eine im Ver­ gleich zu Gold feinere Metallisierung auf der Oberfläche ne­ ben der Flanke aufweist, wobei die Metallisierung mit dem Halbleitermaterial dieser Oberfläche einen Metall-Halbleiter- Übergangskontakt bildet und einen Rand aufweist, entlang dem eine Kante, an der die Flanke der Stufe und die metallisierte Oberfläche aufeinandertreffen, im wesentlichen mit dem Rand der Metallisierung abschließt und/oder dieser Rand über diese Kante übersteht.
Eine bevorzugte Ausgestaltung dieses neuartigen Substrats weist eine Rippe auf, die zwei voneinander abgekehrte und je­ weils in einem Winkel zur Oberfläche des Substrats stehenden Flanken sowie eine diese beiden Flanken miteinander verbin­ dende Rippenoberfläche aufweist, auf der eine im Vergleich zu Gold feinere Metallisierung angeordnet ist, die mit dem Halb­ leitermaterial der Rippenoberfläche einen Metall-Halbleiter- Übergangskontakt bildet und einander gegenüberliegende, je einer der Flanken zugeordnete Ränder aufweist, wobei entlang jedem dieser Ränder eine Kante, an der die diesem Rand zuge­ ordnete Flanke und die Rippenoberfläche aufeinandertreffen, im wesentlichen mit diesem Rand abschließt und/oder dieser Rand über die Kante übersteht.
Eine bevorzugte Ausführung dieser Ausgestaltung ist so ausge­ bildet, daß die Rippe eine aus III-V-Halbleitermaterial be­ stehende Rippenoberfläche aufweist, die Metallisierung zumin­ dest aus einer die Rippenoberfläche übergangskontaktierenden Schicht aus Titan besteht, und auf dieser Metallisierung zu­ sätzlich eine Schicht aus Gold aufgebracht ist.
Vorzugs- und vorteilhafterweise ist mit einem derartigen Substrat mit einer derartigen Rippe ein MCRW-Halbleiterlaser gebildet.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen, jeweils im Querschnitt senkrecht zur Oberfläche des Substrats und nicht maßstäblich:
Fig. 1 eine Ausgangsstufe des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens,
Fig. 2 eine Verfahrensstufe nach Erzeugung einer die Ober­ fläche des Substrats teilweise bedeckenden Metalli­ sierung,
Fig. 3 eine Verfahrensstufe nach Erzeugung einer metalli­ sierten Rippe,
Fig. 4 die Stufe nach Fig. 3 nach einer Beschichtung mit Gold,
Fig. 5 die Stufe nach Fig. 4 nach dem Aufbringen einer Ätzmaske auf die goldbeschichtete Rippe,
Fig. 6 die Verfahrensendstufe, und
Fig. 7 eine Variante der Verfahrensendstufe.
Bei allen Figuren steht die Oberfläche des Substrats senk­ recht zur jeweiligen Zeichenebene und verläuft horizontal.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstufe des beispiel­ haften Verfahrens besteht das Substrat 1 aus Halbleitermate­ rial beispielsweise aus einer Substratbasis 10 aus InGaAsP, auf der eine aus einer inneren Schicht 11 aus InP und einer äußeren Schicht 12 aus InGaAs bestehende Schichtfolge aufge­ bracht ist.
Die von der Substratbasis 10 abgekehrte Oberfläche 13 der äu­ ßeren Schicht 12 bildet die Oberfläche des Substrats 1.
Auf der Oberfläche 13 ist ganzflächig eine Metallisierung 2' aufgebracht, die aus einer unmittelbar auf der Oberfläche 13 aufgebrachten Schicht 21 aus einem im Vergleich zu Gold fei­ neren Metall, vorzugsweise Titan und einer auf dieser Schicht 21 aufgebrachten Schicht 22 aus beispielsweise Platin be­ steht, das ebenfalls feiner als Gold ist.
Die Schicht 21 weist eine Schichtdicke von z. B. etwa 50 nm, die Schicht 22 Schichtdicke von beispielsweise etwa 100 nm auf.
Die Schicht 21 aus dem Titan bildet zusammen mit dem p-do­ tierten InGaAs der Schicht 12 einen Metall-Halbleiter-Über­ gangskontakt 212 hoher Qualität.
Die ganzflächige Metallisierung 2' ist beispielsweise durch Bedampfen und/oder Sputtern auf die Oberfläche 13 aufgebracht worden.
Auf diese ganzflächige Metallisierung 2' wird eine Ätzmaske 30 aufgebracht, welche die Metallisierung 2' teilweise be­ deckt.
Diese Ausgangsstufe dient beispielsweise zur Erzeugung einer metallisierten Rippe für einen im Substrat 1 ausgebildeten MCRW-Halbleiterlaser, dessen innere Struktur bekannt und hier nicht von Bedeutung ist. Die Rippe soll senkrecht zur Zei­ chenebene der Figuren verlaufen. Aus diesem Grund ist die Ätzmaske 30 so ausgebildet, daß sie von zwei zueinander pa­ rallelen und senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden äußeren Maskenrändern 31 und 32 begrenzt ist.
Die so maskierte Metallisierung 2' wird mit einem Ätzmittel geätzt, das nur die Metallisierung 2' und nicht wesentlich die Ätzmaske 30 und die Schicht 12 aus Halbleitermaterial an­ greift.
Vorteilhaft ist ein Ätzmittel, das im wesentlichen nur senk­ recht zur Oberfläche 13, d. h. in Richtung des Pfeiles 40, und nicht tangential zur Oberfläche 13, insbesondere nicht in den Richtungen des zu den Maskenrändern 31 und 32 senkrechten Doppelpfeiles 50 ätzend wirkt.
Geeignet dafür sind insbesondere Trockenätzverfahren, bei­ spielsweise RIE mit einem senkrecht zur Oberfläche 13 ausge­ richteten und in Fig. 1 durch Pfeile angedeuteten Ionen­ strahl 4.
Die Metallisierung 2' kann auch mit einem naßchemischen Ätz­ mittel geätzt werden.
Die Metallisierung 2' wird außerhalb der beispielsweise aus Photolack bestehenden Ätzmaske 30 bis zur Oberfläche 13 abge­ ätzt, so daß nur eine diese Oberfläche 13 teilweise be­ deckende Metallisierung unter der Ätzmaske 30 übrigbleibt.
In der Fig. 2 ist diese die Oberfläche 13 teilweise bedeckende Metallisierung nach einer Entfernung der Ätzmaske 30 dargestellt und mit 2 bezeichnet.
Die Metallisierung 2 weist zwei zueinander parallele äußere Begrenzungsränder 202 und 203 auf, die senkrecht zur Zeichen­ ebene der Figuren entlang der Oberfläche 13 verlaufen und durch die Maskenränder 31 und 32 der Ätzmaske 30 definiert worden sind.
Die Schicht 21 aus dem Titan der Metallisierung 2 bildet nach wie vor zusammen mit dem p-dotierten InGaAs der Schicht 12 einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt 212 hoher Qualität.
Die Metallisierung 2 wird erfindungsgemäß als eine Ätzmaske zur Herstellung der gewünschten Rippe verwendet.
Dazu wird das Substrat 1 mit einem Ätzmittel geätzt, das nur das Halbleitermaterial des Substrats 1 und nicht wesentlich die Metallisierung 30 angreift.
Das Substrat 1 wird außerhalb der Metallisierung 2 in die Tiefe geätzt, wobei eine Rippe auf dem Substrat 1 entsteht, die von der verbliebenen Metallisierung 2 bedeckt ist. Diese Rippe ist auf der in die Tiefe geätzten Oberfläche des Substrats 1 ausgebildet, die nun im wesentlichen die Oberflä­ che 13 des Substrats 1 bildet.
In der Fig. 3 ist diese Rippe dargestellt und generell mit 100 bezeichnet. Die Rippe 100 weist zwei voneinander abge­ kehrte und jeweils in einem Winkel zur Oberfläche 13 des Substrats 1 stehende Flanken 102 und 103 sowie eine diese beiden Flanken 102, 103 miteinander verbindende Rippenober­ fläche 101 auf.
Die Rippenoberfläche 101 ist mit der Metallisierung 2 be­ deckt. Die Schicht 21 aus Titan dieser Metallisierung 2 bil­ det nach wie vor zusammen mit dem p-dotierten InGaAs der Schicht 12 einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt 212 hoher Qualität.
Beispielsweise ist das Substrat 1 außerhalb der Metallisie­ rung 2 bis zur Substratbasis 10 in die Tiefe geätzt worden, so daß die freigelegte Oberfläche dieser Basis 10 nun im we­ sentlichen die Oberfläche 13 des Substrats 1 bildet, auf der die Rippe 100 ausgebildet ist. Demnach besteht die Rippe 100 aus den unter der Metallisierung 2 verbliebenen Schichten 11 und 12 aus Halbleitermaterial.
Da bei der Herstellung der metallisierten Rippe 100 die Me­ tallisierung 2 selbst als Ätzmaske verwendet wird, zeichnet sich eine solche Rippe 100 dadurch aus, die beiden Flanken 102 und 103 der Rippe 100 derart durch die Ränder 202 und 203 der Metallisierung 2 selbst bestimmt sind, daß Rand 202 den Verlauf der zugeordneten Flanke 102 entlang der Oberfläche 13 des Substrats 1 definiert und der Rand 203 den Verlauf der Flanke 103.
Die Flanken 102 und 103 der Rippe 100 verlaufen wie die Rän­ der 202 und 203 der Metallisierung 2 senkrecht zur Zeichen­ ebene der Figuren.
Vorteilhaft ist es, wenn das Ätzmittel zur Herstellung der Rippe 100 im wesentlichen nur senkrecht zur Oberfläche 13, d. h. in Richtung des Pfeiles 40 in Fig. 2, und nicht tangen­ tial zur Oberfläche 13, insbesondere nicht in den Richtungen des zu den Rändern 202 und 203 senkrechten Doppelpfeiles 50 in Fig. 2 ätzend wirkt.
Dies hat den Vorteil, daß entlang jedem Rand 202 bzw. 203 der Metallisierung 2 eine Kante 121 bzw. 131, an der die diesem Rand 202 bzw. 203 zugeordnete Flanke 102 bzw. 103 und die Rippenoberfläche 101 aufeinandertreffen, im wesentlichen mit diesem Rand 202 bzw. 203 sehr genau, beispielsweise auf 5 nm genau abschließen und dadurch eine sehr genau definierte Breite der Rippe 100 erzielt werden kann.
Geeignet dazu sind auch hier insbesondere Trockenätzverfah­ ren, beispielsweise RIE mit einem senkrecht zur Oberfläche 13 ausgerichteten und in Fig. 2 durch Pfeile angedeuteten Ionenstrahl 4.
Beispielsweise kann die Schicht 12 aus InGaAs des Substrats 1 unter Einsatz von RIE in einem CH4/H2-Plasma senkrecht zur Oberfläche 13 geätzt werden.
Auch anisotrop wirkende naßchemische Ätzmittel sind geeignet. Beispielsweise kann die Schicht 12 des Substrats 1 mittels einer aus H2SO4 : H2O2 : H2O bestehenden Ätzlösung geätzt werden.
Die Schicht 11 aus InP wird mit einem Ätzmittel geätzt, das die Schicht 12 aus InGaAs nicht angreift, beispielsweise mit HCl. HCl greift auch das InGaAsP an der Oberfläche 13 der Substratbasis 10 nicht an, so daß diese Oberfläche 13 als Ätzstop wirkt.
Wird zum Ätzen der Schicht 12 aus InGaAs ein Ätzmittel ver­ wendet, das auch in den Richtungen des Doppelpfeiles 50 in Fig. 2 ätzend wirkt, entsteht unmittelbar unter der Metalli­ sierung 2 eine Unterätzung, d. h. jeder Rand 202 bzw. 203 der Metallisierung 2 steht an der Kante 121 bzw. 131, an der die diesem Rand 202 bzw. 203 zugeordnete Flanke 102 bzw. 103 und die Rippenoberfläche 101 aufeinandertreffen, über diese Kante 121 bzw. 131 über.
In jedem Fall zeichnet sich eine erfindungsgemäße metalli­ sierte Rippe 100 dadurch aus, daß ihre Rippenoberfläche 101 stets von vornherein und im wesentlichen vollständig und nicht nur teilweise von einer Metallisierung 2 bedeckt ist.
Auf die Metallisierung 2 der Rippe 100, d. h. auf die Schicht 22 aus Platin der Metallisierung 2, wird eine Schicht aus Gold aufgebracht, beispielsweise eine im Vergleich zu den Schichtdicken der Schichten 21 und 22 der Metallisierung 2 beträchtlich dickere Schicht.
Dazu wird die Oberfläche des Gegenstandes nach Fig. 3, d. h. auf die Oberfläche 13 des Substrats 1 und die Schicht 22 der Metallisierung 2 ganzflächig eine Schicht aus Gold abgeschie­ den.
Bei dieser Abscheidung sollte möglichst kein Gold auf den Flanken 102 und 103 der Rippe 100 abgeschieden werden. Dazu wird die Oberfläche in Richtung senkrecht zur Oberfläche 13 des Substrats 1, d. h. in Richtung des Pfeiles 40 in Fig. 3 mit Gold bedampft.
Damit sich möglichst kein Gold auf den Flanken 102 und 103 der Rippe 100 abscheidet, ist es günstig, wenn die Breite b der Rippe 100 auf der Rippenoberfläche 101 am größten ist und von der Rippenoberfläche 101 in Richtung zur Substratbasis 10 derart abnimmt, daß beide Flanken 102 und 103 der Rippe 100 überhängen.
Dadurch kann vorteilhafterweise eine Abscheidung von Gold auf der Rippe 100 auch bei größeren Schichtdicken von bis zu 1,5 µm vollständig vermieden werden, da die Flanken 102 und 103 von der Bedampfungsrichtung abgekehrt sind und sich am Fuß der Rippe 100 auf der Oberfläche 13 des Substrats 1 zwischen jeder Flanke 102 und 103 und der auf die Oberfläche 13 aufge­ dampften Schicht aus Gold je ein Spalt aus bildet.
In der Fig. 4 ist die aufgedampfte Schicht aus Gold darge­ stellt und mit 23 bezeichnet. Ein Teil dieser Schicht 23 be­ findet sich auf der Metallisierung 2 und schließt mit den Rändern 21 und 22 der Metallisierung 2 jeweils ab, und gegen­ über jeder Flanke 102 und 103 der Rippe 100 ist je ein ande­ rer Teil dieser Schicht 23 auf der Oberfläche 13 abgeschie­ den, der durch den mit 130 bezeichneten Spalt von dieser Flanke 102 bzw. 103 getrennt ist. Die Breite jedes Spaltes 130 auf der Seite jeder Flanke 102 und 103 ist jeweils im we­ sentlichen bestimmt durch den Abstand Δb zwischen der senk­ rechten Projektion der Kante 121 bzw. 131 dieser Flanke 102 bzw. 103 auf die Oberfläche 13 und dem Fuß dieser Flanke 102 bzw. 103 auf der Oberfläche 13.
Überhängende Flanken 102 und 103 werden vorzugsweise dadurch erzeugt, daß die Schicht 11 aus InP mit einem Ätzmittel ge­ ätzt wird, das die Schicht 12 aus InGaAs nicht oder nicht we­ sentlich angreift, in bezug auf die Schicht 11 jedoch auch in den Richtungen des Doppelpfeiles 50 in Fig. 2 ätzend wirkt. Das oben angegebene HCl ist ein solches Ätzmittel.
Sollten sich dennoch Gold auf den Flanken 102, 103 abgeschie­ den haben, kann der ganze Goldbeschichtung so kurzzeitig mit einem Ätzmittel zum Ätzen von Gold überätzt werden, daß zwar das Gold auf der Flanke, nicht aber die Schicht 23 aus dem Gold beseitigt ist.
Bei einem konkreten Beispiel wurde eine 600 µm dicke Schicht 23 aus Gold aufgedampft.
Zur Beseitigung der auf der Oberfläche 13 des Substrats 1 ab­ geschiedenen Teile der Schicht 23 wird der auf der Metalli­ sierung 2 abgeschiedene Teil der Schicht 23 von allen Seiten mit einer gegen ein Gold lösendes Ätzmittel resistente Ätz­ maske abgedeckt, beispielsweise so wie es in der Fig. 5 dar­ gestellt ist, in der diese Ätzmaske mit 6 bezeichnet ist und beispielsweise auch die Flanken 102 und 103 der Rippe 100 vollständig und die auf der Oberfläche 13 des Substrats 1 ab­ geschiedenen Teile der Schicht 23 teilweise abdeckt.
Danach werden die auf der Oberfläche 13 des Substrats 1 abge­ schiedenen Teile der Schicht 23 mit dem Gold lösenden Ätzmit­ tel vollständig entfernt, d. h. auch das unter der Ätzmaske 6 befindliche Gold dieser Teile der Schicht 23. Der durch die Ätzmaske 6 geschützte Teil der Schicht 23, der auf der Metal­ lisierung 2 abgeschieden ist, wird dagegen nicht angegriffen, sondern vollständig erhalten bleibt.
Als Ätzmaske 6 kann beispielsweise Photolack verwendet wer­ den.
Nach der Entfernung der auf der Oberfläche 13 des Substrats 1 abgeschiedenen Teile der Schicht 23 wird die Ätzmaske 6 ent­ fernt, im Fall von Photolack beispielsweise mit einem den Lack auflösenden Lösungsmittel oder durch Veraschen Sauer­ stoff.
Nach der Entfernung der Ätzmaske 6 ist die in Fig. 6 darge­ stellte Endstufe entstanden, die ein erfindungsgemäßes Substrat 1 mit einer metallisierten Rippe 100 bildet, welche die Rippe eines auf dem Substrat 1 integrierten MCRW-Laser sein kann und sich dadurch auszeichnet, daß die Ränder 202 und 203 der Metallisierung 2 der Rippe 100 jeweils mit der zugeordneten Kante 121 bzw. 131 Rippe 100 abschließen.
Die Fig. 7 zeigt eine Variante des Substrats 1 nach Fig. 6, bei dem ein Rand 202 und/oder 203 der Metallisierung 2 um d über die zugeordnete Kante 121 bzw. 131 übersteht.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung auf der Oberfläche (13) eines Substrats (1) aus Halbleitermaterial,
  • - zumindest einer Stufe, die eine in einem Winkel zur Ober­ fläche (13) stehende Flanke (102, 103) aufweist, und
  • - einer Metallisierung (2) auf einem Abschnitt (101) der Oberfläche (13) neben der Flanke (102, 103), mit den Schritten:
  • - Erzeugen einer die Oberfläche (13) teilweise bedeckenden und im Vergleich zu Gold feineren Metallisierung (2), die mit dem Halbleitermaterial des Oberflächenabschnitts (101) einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt (212) bildet und einen Rand (202, 203) aufweist, der einen Verlauf der zu erzeugen­ den Flanke (102, 103) der Stufe entlang der Oberfläche (13) definiert, und
  • - Ätzen der von der Metallisierung freien Oberfläche (13) in Richtung (40) senkrecht zur Oberfläche (13) mit einem Ätzmit­ tel, welches das Halbleitermaterial stärker als die Metalli­ sierung (2) angreift.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung auf der Oberflä­ che (13) des Substrats (1) einer Rippe (100), die zwei von­ einander abgekehrte und jeweils in einem Winkel zur Oberflä­ che (13) des Substrats (1) stehende Flanken (102, 103) sowie eine diese beiden Flanken (102, 103) miteinander verbindende Rippenoberfläche (101) aufweist, auf der eine Metallisierung (2) aufgebracht ist, die mit dem Halbleitermaterial der Rip­ penoberfläche (101) einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt (212) bildet, wobei auf der Oberfläche (13) des Substrats (1) eine im Vergleich zu Gold feinere Metallisierung (2) erzeugt wird, die mit dem Halbleitermaterial der Oberfläche (13) einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt (212) bildet und die zwei einander gegenüberliegende Ränder (202, 203) aufweist, deren jedem je eine der beiden Flanken (102, 103) der Rippe (100) zugeordnet ist und der einen Verlauf der zugeordneten Flanke (102, 103) entlang der Oberfläche (13) definiert.
3. Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 2 zur Herstellung einer mit einem Metall-Halbleiter-Übergangskontakt (212) be­ deckten Rippe (100) für einen MCRW-Halbleiterlaser auf der Oberfläche (13) eines Substrats (1) aus Halbleitermaterial.
4. Anwendung nach Anspruch 3, wobei
  • - eine Rippe (100), die eine aus III-V-Halbleitermaterial be­ stehende Rippenoberfläche (101) und eine Metallisierung (2) aufweist, die zumindest aus einer die Rippenoberfläche (101) kontaktierenden Schicht (21) aus Titan besteht, sowie
  • - eine zusätzlich auf die Metallisierung (2) aufgebrachte Schicht (23) aus Gold verwendet werden.
5. Anwendung nach Anspruch 4, wobei eine Metallisierung (2) verwendet wird, die eine zwischen der Schicht (21) aus Titan und der Schicht (23) aus Gold angeordnete Schicht (22) aus Platin aufweist.
6. Substrat (1) aus Halbleitermaterial mit einer Oberfläche (13, 101), die zumindest eine Stufe mit einer in einem Winkel zur Oberfläche (13) stehende Flanke (102, 103) und eine im Vergleich zu Gold feinere Metallisierung (2) auf der Oberflä­ che (101) neben der Flanke (102, 103) aufweist, wobei die Me­ tallisierung (2) mit dem Halbleitermaterial dieser Oberfläche (13, 101) einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt bildet und einen Rand (202, 203) aufweist, entlang dem eine Kante (121, 131), an der die Flanke (102, 103) der Stufe und die metalli­ sierte Oberfläche (101) aufeinandertreffen, im wesentlichen mit dem Rand (121, 131) der Metallisierung (2) abschließt und/oder dieser Rand (202, 203) über diese Kante (121, 131) übersteht.
7. Substrat nach Anspruch 5, mit einer Rippe (100), die zwei voneinander abgekehrte und jeweils in einem Winkel zur Ober­ fläche (13) des Substrats (1) stehenden Flanken (102, 103) sowie eine diese beiden Flanken (102, 103) miteinander ver­ bindende Rippenoberfläche (101) aufweist, auf der eine im Vergleich zu Gold feinere Metallisierung (2) angeordnet ist, die mit dem Halbleitermaterial der Rippenoberfläche (101) einen Metall-Halbleiter-Übergangskontakt (212) bildet und einander gegenüberliegende, je einer der Flanken (102, 103) zugeordnete Ränder (202, 203) aufweist, wobei entlang jedem dieser Ränder (202, 203) eine Kante (121, 131), an der die diesem Rand (202, 203) zugeordnete Flanke (102, 103) und die Rippenoberfläche (101) aufeinandertreffen, im wesentlichen mit diesem Rand (202, 203) abschließt und/oder dieser Rand (202, 203) über die Kante (121, 131) übersteht.
8. Substrat nach Anspruch 7, wobei
  • - die Rippe (102, 103) eine aus III-V-Halbleitermaterial be­ stehende Rippenoberfläche (101) aufweist,
  • - die Metallisierung (2) zumindest aus einer die Rippenober­ fläche (101) kontaktierenden Schicht (21) aus Titan besteht, und
  • - auf dieser Metallisierung (2) zusätzlich eine Schicht (23) aus Gold aufgebracht ist.
9. MCRW-Halbleiterlaser auf einem Substrat (1) mit einer me­ tallisierten Rippe (100) nach Anspruch 7 oder 8.
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