JP2003031843A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
半導体発光素子の製造方法Info
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Abstract
なメサエッチ形状を得ることができる半導体発光素子の
製造方法を提供する。 【解決手段】 p‐AlGaAs窓層6aのエッチャン
トとしてヨウ素系エッチャントを、p‐GaAs層5a
のエッチャントとして硫酸系エッチャントを、n‐Al
InP下クラッド層4aのエッチャントとしてリン酸系
エッチャントをそれぞれ用いる。これにより、p‐Al
GaAs窓層6a、p‐GaAs層5aおよびn‐Al
InP下クラッド層4aにおいて、異常なサイドエッチ
の発生が阻止される。
Description
製造方法に関するもので、例えばメサエッチ工程に使用
される。
より、半導体発光素子の製造方法としては、図6に示す
ように、GaAs層のない基板1000上に順次、DB
R(Distributed Bragg Reflector)層101、n‐A
lInP下クラッド層102、AlGaInP活性層1
03、p‐AlInP上クラッド層104、p‐GaA
s層105、p‐AlGaAs窓層106、絶縁膜10
7、電極108およびフォトレジスト109を積層し、
p‐AlGaAs窓層106を硫酸系エッチャント(硫
酸:過酸化水素:水=3:1:1)でエッチングするも
のがある。
‐GaAs層105へのサイドエッチングが大きくなっ
て、図7に示すようなp‐GaAs層105aおよびp
‐AlGaAs窓層106aが形成されてしまう。そし
て、上記p‐GaAs層105aを起点にして、p‐A
lInP上クラッド層104のエッチングを行うと、サ
イドエッチが進んみ、図8に示すようp‐AlInP上
クラッド層104aが形成されてしまう。このように、
上記p‐GaAs層105aおよびp‐AlInP上ク
ラッド層104aにおいて異常なサイドエッチが生じ
て、良好なメサエッチ形状にならないという問題があ
る。その異常なサイドエッチングは、剥がれなどの不具
合が生じる原因となる。
方法を用いて4元モノリシックLED(発光ダイオー
ド)を作製した場合、少なくともAlGaAs窓層から
GaAs層、AlGaAs上クラッド層までをメサエッ
チにより除去し各セグメントを分離する必要があるが、
各層のエッチングレートに差があるため、不均一なサイ
ドエッチが発生してしまう。
ッチの発生を阻止して、良好なメサエッチ形状を得るこ
とができる半導体発光素子の製造方法を提供することに
ある。
め、本発明の半導体発光素子の製造方法は、基板上に順
次、n‐AlInP下クラッド層、AlGaInP活性
層、p‐AlInP上クラッド層、p‐GaAs層およ
びp‐AlGaAs窓層を積層する半導体発光素子の製
造方法において、上記p‐AlGaAs窓層のエッチャ
ントとしてヨウ素系エッチャントを、上記p‐GaAs
層のエッチャントとして硫酸系エッチャントを、上記n
‐AlInP下クラッド層のエッチャントとしてリン酸
系エッチャントをそれぞれ用いることを特徴としてい
る。
れば、上記p‐AlGaAs窓層のエッチャントとし
て、AlGaAsのエッチングレートよりもGaAsの
エッチングレートが非常に小さいヨウ素系エッチャント
を用いている。これにより、上記p‐AlGaAs窓層
を例えばメサエッチングした場合、p−GaAs層でエ
ッチングストップして、p‐AlGaAs窓層の所望部
分のみ除去される。
として、GaAsのエッチングレートよりもAlIn
P,AlGaAsのエッチングレートが非常に小さい硫
酸系エッチャントを用いている。これにより、上記p−
GaAsを例えばメサエッチングした場合、p‐AlI
nP上クラッド層でエッチングストップして、p−Ga
As層の所望部分のみ除去される。しかも、上記p‐A
lGaAs窓層のサイドエッチが無視できる程度に押さ
えられる。
エッチャントとして、AlInPのエッチングレートよ
りもAlGaAs,GaAsのエッチングレートが低い
リン酸系エッチャントを用いている。これにより、上記
p‐AlInP上クラッド層を例えばメサエッチングし
た場合、p‐AlGaAs窓層およびp‐GaAs層の
サイドエッチが無視できる程度に抑えることができる。
エッチャントとしてヨウ素系エッチャントを、p‐Ga
As層のエッチャントとして硫酸系エッチャントを、n
‐AlInP下クラッド層のエッチャントとしてリン酸
系エッチャントをそれぞれ用いることにより、異常なサ
イドエッチの発生を阻止して、良好なメサエッチ形状を
得ることができる。
側のクラッド層を意味し、上クラッド層とは基板と反対
側のクラッド層を意味する。
は、上記ヨウ素系エッチャントは、ヨウ素、ヨウ化アン
モニウム、エタノールおよび水から作製されたエッチャ
ントであり、上記硫酸系エッチャントは、硫酸、過酸化
水素および水から作製されたエッチャントであり、上記
リン酸系エッチャントは熱リン酸である。
は、基板上に順次、n‐AlInP下クラッド層、Al
GaInP活性層、p‐AlInP上クラッド層、p‐
GaAs層およびp‐AlGaAs窓層を積層する半導
体発光素子の製造方法において、上記p‐AlGaAs
窓層のエッチャントとしてヨウ素系エッチャントを、上
記p‐GaAs層のエッチャントとして硫酸系エッチャ
ントを、上記n‐AlInP下クラッド層のエッチャン
トとして塩酸系エッチャントをそれぞれ用いることを特
徴としている。
れば、上記p‐AlGaAs窓層のエッチャントとし
て、AlGaAsのエッチングレートよりもGaAsの
エッチングレートが非常に小さいヨウ素系エッチャント
を用いている。これにより、上記p‐AlGaAs窓層
を例えばメサエッチングした場合、p−GaAs層でエ
ッチングストップして、p‐AlGaAs窓層の所望部
分のみ除去される。
として、GaAsのエッチングレートよりもAlIn
P,AlGaAsのエッチングレートが非常に小さい硫
酸系エッチャントを用いている。これにより、上記p−
GaAsを例えばメサエッチングした場合、p‐AlI
nP上クラッド層でエッチングストップして、p−Ga
As層の所望部分のみ除去される。しかも、上記p‐A
lGaAs窓層のサイドエッチが無視できる程度に押さ
えられる。
エッチャントとして、AlInPのエッチングレートよ
りもAlGaAs,GaAsのエッチングレートが低い
塩酸系エッチャントを用いている。これにより、上記p
‐AlInP上クラッド層を例えばメサエッチングした
場合、p‐AlGaAs窓層およびp‐GaAs層のサ
イドエッチが無視できる程度に抑えることができる。
エッチャントとしてヨウ素系エッチャントを、p‐Ga
As層のエッチャントとして硫酸系エッチャントを、n
‐AlInP下クラッド層のエッチャントとして塩酸系
エッチャントをそれぞれ用いることにより、異常なサイ
ドエッチの発生を阻止して、良好なメサエッチ形状を得
ることができる。
は、上記ヨウ素系エッチャントは、ヨウ素、ヨウ化アン
モニウム、エタノールおよび水から作製されたエッチャ
ントであり、上記硫酸系エッチャントは、硫酸、過酸化
水素および水から作製されたエッチャントであり、上記
塩酸系エッチャントは、塩化水素、酢酸および過酸化水
素から作製されたエッチャントである。
は、基板上に順次、n‐AlInP下クラッド層、Al
GaInP活性層、p‐AlInP上クラッド層、p‐
GaAs層およびp‐AlGaAs窓層を積層する半導
体発光素子の製造方法において、上記p‐AlGaAs
窓層のエッチャントとしてフッ酸系エッチャントを、上
記p‐GaAs層のエッチャントとして硫酸系エッチャ
ントを、上記n‐AlInP下クラッド層のエッチャン
トとしてリン酸系エッチャントをそれぞれ用いることを
特徴としている。
れば、上記p‐AlGaAs窓層のエッチャントとし
て、AlGaAsのエッチングレートよりもGaAsの
エッチングレートが非常に小さいフッ酸系エッチャント
を用いている。これにより、上記p‐AlGaAs窓層
を例えばメサエッチングした場合、p−GaAs層でエ
ッチングストップして、p‐AlGaAs窓層の所望部
分のみ除去される。
として、GaAsのエッチングレートよりもAlIn
P,AlGaAsのエッチングレートが非常に小さい硫
酸系エッチャントを用いている。これにより、上記p−
GaAsを例えばメサエッチングした場合、p‐AlI
nP上クラッド層でエッチングストップして、p−Ga
As層の所望部分のみ除去される。しかも、上記p‐A
lGaAs窓層のサイドエッチが無視できる程度に押さ
えられる。
エッチャントとして、AlInPのエッチングレートよ
りもAlGaAs,GaAsのエッチングレートが低い
リン酸系エッチャントを用いている。これにより、上記
p‐AlInP上クラッド層を例えばメサエッチングし
た場合、p‐AlGaAs窓層およびp‐GaAs層の
サイドエッチが無視できる程度に抑えることができる。
エッチャントとしてフッ酸系エッチャントを、p‐Ga
As層のエッチャントとして硫酸系エッチャントを、n
‐AlInP下クラッド層のエッチャントとしてリン酸
系エッチャントをそれぞれ用いることにより、異常なサ
イドエッチの発生を阻止して、良好なメサエッチ形状を
得ることができる。
は、上記フッ酸系エッチャントは、フッ化水素と水とか
ら作製されたエッチャントであり、上記硫酸系エッチャ
ントは、硫酸、過酸化水素および水から作製されたエッ
チャントであり、上記リン酸系エッチャントは熱リン酸
である。
は、基板上に順次、n‐AlInP下クラッド層、Al
GaInP活性層、p‐AlInP上クラッド層、p‐
GaAs層およびp‐AlGaAs窓層を積層する半導
体発光素子の製造方法において、上記p‐AlGaAs
窓層のエッチャントとしてフッ酸系エッチャントを、上
記p‐GaAs層のエッチャントとして硫酸系エッチャ
ントを、上記n‐AlInP下クラッド層のエッチャン
トとして塩酸系エッチャントをそれぞれ用いることを特
徴としている。
れば、上記p‐AlGaAs窓層のエッチャントとし
て、AlGaAsのエッチングレートよりもGaAsの
エッチングレートが非常に小さいフッ酸系エッチャント
を用いている。これにより、上記p‐AlGaAs窓層
を例えばメサエッチングした場合、p−GaAs層でエ
ッチングストップして、p‐AlGaAs窓層の所望部
分のみ除去される。
として、GaAsのエッチングレートよりもAlIn
P,AlGaAsのエッチングレートが非常に小さい硫
酸系エッチャントを用いている。これにより、上記p−
GaAsを例えばメサエッチングした場合、p‐AlI
nP上クラッド層でエッチングストップして、p−Ga
As層の所望部分のみ除去される。しかも、上記p‐A
lGaAs窓層のサイドエッチが無視できる程度に押さ
えられる。
エッチャントとして、AlInPのエッチングレートよ
りもAlGaAs,GaAsのエッチングレートが低い
塩酸系エッチャントを用いている。これにより、上記p
‐AlInP上クラッド層を例えばメサエッチングした
場合、p‐AlGaAs窓層およびp‐GaAs層のサ
イドエッチが無視できる程度に抑えることができる。
エッチャントとしてフッ酸系エッチャントを、p‐Ga
As層のエッチャントとして硫酸系エッチャントを、n
‐AlInP下クラッド層のエッチャントとして塩酸系
エッチャントをそれぞれ用いることにより、異常なサイ
ドエッチの発生を阻止して、良好なメサエッチ形状を得
ることができる。
は、上記フッ酸系エッチャントは、フッ化水素と水とか
ら作製されたエッチャントであり、上記硫酸系エッチャ
ントは、硫酸、過酸化水素および水から作製されたエッ
チャントであり、上記塩酸系エッチャントは、塩化水
素、酢酸および過酸化水素から作製されたエッチャント
である。
製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
体発光素子の製造方法を示す工程断面図であり、図5は
上記半導体発光素子のセグメント構造を説明するための
図である。
光素子の製造方法について説明する。
0上に順次、DBR層1、n‐AlInP下クラッド層
2、AlGaInP活性層3、p‐AlInP上クラッ
ド層4、p‐GaAs層5、p‐AlGaAs窓層6、
絶縁膜7、電極8およびフォトレジスト9を積層する。
このフォトレジスト9は、図5に示すように、絶縁膜7
と電極8を覆って、セグメントを分離するためのパター
ンを形成している。
‐AlGaAs窓層6をエッチング処理して、図2に示
すようなp‐AlGaAs窓層6aを形成する。このと
き、部外発光を抑えるために、サイドエッチングを十分
に行う。また、上記ヨウ素系エッチャントは、例えば、
ヨウ素150g、ヨウ化アンモニウム1500g、エタ
ノール450mlおよび水3000mlの比率で作製さ
れたエッチャントである。
aAs層5のエッチング処理を行い、引き続いて、リン
酸系エッチャントを用いてp‐AlInP上クラッド層
4をエッチグ処理して、図3に示すようなp‐GaAs
層5aおよびp‐AlInP上クラッド層4aを形成す
る。上記硫酸系エッチャントは、硫酸、過酸化水素およ
び水から作製されたエッチャントである。その硫酸、過
酸化水素および水の比率は、例えば、硫酸:過酸化水
素:水=1:2:50とする。また、リン酸系エッチャ
ントは60℃の熱リン酸である。
のエッチャントとして、GaAsのエッチングレートが
非常に小さいヨウ素系エッチャントを用いているから、
p−GaAs層5でエッチングストップして、p‐Al
GaAs窓層6に対してのみエッチング処理を施せる。
トとして、AlInP,AlGaAsのエッチングレー
トが非常に小さい硫酸系エッチャントを用いているか
ら、p‐AlInP上クラッド層4でエッチングストッ
プして、p−GaAs層5に対してのみエッチング処理
を施せる。しかも、上記p‐AlGaAs窓層6aのサ
イドエッチが無視できる程度に押さえられる。
のエッチャントとして、AlGaAs,GaAsのエッ
チングレートが低いリン酸系エッチャントを用いている
から、p‐AlGaAs窓層6a,p‐GaAs層5a
のサイドエッチが無視できる程度に抑えることができ
る。
止して、良好なメサエッチ形状を得ることができる。
ラッド層のエッチャントとしてリン酸系エッチャントを
用いていたが、塩酸系エッチャントを用いてもよい。す
なわち、p‐AlGaAs窓層のエッチャントとしてヨ
ウ素系エッチャントを、p‐GaAs層のエッチャント
として硫酸系エッチャントを、n‐AlInP下クラッ
ド層のエッチャントとして塩酸系エッチャントをそれぞ
れ用いてもよい。この場合、上記塩酸系エッチャントと
して、例えば、塩化水素、酢酸および過酸化水素から作
製されたものを用いてもよい。その塩化水素、酢酸およ
び過酸化水素の比率は、塩化水素:酢酸:過酸化水素=
31:62:7とする。
As窓層のエッチャントとしてヨウ素系エッチャントを
用いていたが、フッ酸系エッチャントを用いてもよい。
すなわち、p‐AlGaAs窓層のエッチャントとして
フッ酸系エッチャントを、p‐GaAs層のエッチャン
トとして硫酸系エッチャントを、n‐AlInP下クラ
ッド層のエッチャントとしてリン酸系エッチャントをそ
れぞれ用いてもよい。あるいは、p‐AlGaAs窓層
のエッチャントとしてフッ酸系エッチャントを、p‐G
aAs層のエッチャントとして硫酸系エッチャントを、
n‐AlInP下クラッド層のエッチャントとして塩酸
系エッチャントをそれぞれ用いてもよい。これらの場
合、上記フッ酸系エッチャントとして、例えば、フッ化
水素と水とから作製されたものを用いてもよい。そのフ
ッ化水素と水の比率は、例えばフッ化水素:水=1:4
とする。
P上クラッド層4、p‐GaAs層5およびp‐AlG
aAs窓層6のエッチング処理を行ったが、DBR層
1、n‐AlInP下クラッド層2、AlGaInP活
性層3のエッチング処理も行ってもよい。この場合、図
4に示すようなDBR層1a、n‐AlInP下クラッ
ド層2a、AlGaInP活性層3aが形成される。要
するに、少なくともp‐AlGaAs窓層、p‐GaA
s層およびp‐AlInP上クラッド層の所望部分を完
全に除去する必要があるが、場合によってはAlGaI
nP活性層やn−AlInP下クラッド層の所望部分を
除去してもよい。
いれば、n‐基板/(DBR)/n‐AlInP下クラッ
ド層/AlGaInP活性層/p‐AlInP上クラッ
ド層/p‐AlGaAs窓層という構造を有する4元エ
ピウェハを用いたモノリシックLEDアレイを作製でき
る。すなわち、上記半導体発光素子の製造方法を用い
て、良好なメサエッチ形状を有する4元モノリシックL
EDを作製することができる。
体装置の製造方法は、p‐AlGaAs窓層のエッチャ
ントとしてヨウ素系エッチャントを、p‐GaAs層の
エッチャントとして硫酸系エッチャントを、n‐AlI
nP下クラッド層のエッチャントとしてリン酸系エッチ
ャントをそれぞれ用いるから、それぞれのエッチャント
で各層に対し異常なサイドエッチングが起こらず、良好
なメサエッチ形状が得られる。
ほぼエッチングストップをするため、作業が容易にな
る。
は、p‐AlGaAs窓層のエッチャントとしてヨウ素
系エッチャントを、p‐GaAs層のエッチャントとし
て硫酸系エッチャントを、n‐AlInP下クラッド層
のエッチャントとして塩酸系エッチャントをそれぞれ用
いるから、それぞれのエッチャントで各層に対し異常な
サイドエッチングが起こらず、良好なメサエッチ形状が
得られる。
ほぼエッチングストップをするため、作業が容易にな
る。ただし、塩酸系エッチャントは次の層であるAlG
aInP活性層でストップせず、基板でストップする。
は、p‐AlGaAs窓層のエッチャントとしてフッ酸
系エッチャントを、p‐GaAs層のエッチャントとし
て硫酸系エッチャントを、n‐AlInP下クラッド層
のエッチャントとしてリン酸系エッチャントをそれぞれ
用いるから、それぞれのエッチャントで各層に対し異常
なサイドエッチングが起こらず、良好なメサエッチ形状
が得られる。
ほぼエッチングストップをするため、作業が容易にな
る。
は、p‐AlGaAs窓層のエッチャントとしてフッ酸
系エッチャントを、p‐GaAs層のエッチャントとし
て硫酸系エッチャントを、n‐AlInP下クラッド層
のエッチャントとして塩酸系エッチャントをそれぞれ用
いるから、それぞれのエッチャントで各層に対し異常な
サイドエッチングが起こらず、良好なメサエッチ形状が
得られる。
ほぼエッチングストップをするため、作業が容易にな
る。ただし、塩酸系エッチャントは次の層であるAlG
aInP活性層でストップせず、基板でストップする。
子の製造方法の製造工程断面図である。
工程断面図である。
工程断面図である。
工程断面図である。
を説明するための図である。
造工程断面図である。
の製造工程断面図である。
の製造工程断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板上に順次、n‐AlInP下クラッ
ド層、AlGaInP活性層、p‐AlInP上クラッ
ド層、p‐GaAs層およびp‐AlGaAs窓層を積
層する半導体発光素子の製造方法において、 上記p‐AlGaAs窓層のエッチャントとしてヨウ素
系エッチャントを、上記p‐GaAs層のエッチャント
として硫酸系エッチャントを、上記n‐AlInP下ク
ラッド層のエッチャントとしてリン酸系エッチャントを
それぞれ用いることを特徴とする半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の半導体発光素子の製造
方法において、 上記ヨウ素系エッチャントは、ヨウ素、ヨウ化アンモニ
ウム、エタノールおよび水から作製されたエッチャント
であり、 上記硫酸系エッチャントは、硫酸、過酸化水素および水
から作製されたエッチャントであり、 上記リン酸系エッチャントは熱リン酸であることを特徴
とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項3】 基板上に順次、n‐AlInP下クラッ
ド層、AlGaInP活性層、p‐AlInP上クラッ
ド層、p‐GaAs層およびp‐AlGaAs窓層を積
層する半導体発光素子の製造方法において、 上記p‐AlGaAs窓層のエッチャントとしてヨウ素
系エッチャントを、上記p‐GaAs層のエッチャント
として硫酸系エッチャントを、上記n‐AlInP下ク
ラッド層のエッチャントとして塩酸系エッチャントをそ
れぞれ用いることを特徴とする半導体発光素子の製造方
法。 - 【請求項4】 請求項3に記載の半導体発光素子の製造
方法において、 上記ヨウ素系エッチャントは、ヨウ素、ヨウ化アンモニ
ウム、エタノールおよび水から作製されたエッチャント
であり、 上記硫酸系エッチャントは、硫酸、過酸化水素および水
から作製されたエッチャントであり、 上記塩酸系エッチャントは、塩化水素、酢酸および過酸
化水素から作製されたエッチャントであることを特徴と
する半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項5】 基板上に順次、n‐AlInP下クラッ
ド層、AlGaInP活性層、p‐AlInP上クラッ
ド層、p‐GaAs層およびp‐AlGaAs窓層を積
層する半導体発光素子の製造方法において、 上記p‐AlGaAs窓層のエッチャントとしてフッ酸
系エッチャントを、上記p‐GaAs層のエッチャント
として硫酸系エッチャントを、上記n‐AlInP下ク
ラッド層のエッチャントとしてリン酸系エッチャントを
それぞれ用いることを特徴とする半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載の半導体発光素子の製造
方法において、 上記フッ酸系エッチャントは、フッ化水素と水とから作
製されたエッチャントであり、 上記硫酸系エッチャントは、硫酸、過酸化水素および水
から作製されたエッチャントであり、 上記リン酸系エッチャントは熱リン酸であることを特徴
とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項7】 基板上に順次、n‐AlInP下クラッ
ド層、AlGaInP活性層、p‐AlInP上クラッ
ド層、p‐GaAs層およびp‐AlGaAs窓層を積
層する半導体発光素子の製造方法において、 上記p‐AlGaAs窓層のエッチャントとしてフッ酸
系エッチャントを、上記p‐GaAs層のエッチャント
として硫酸系エッチャントを、上記n‐AlInP下ク
ラッド層のエッチャントとして塩酸系エッチャントをそ
れぞれ用いることを特徴とする半導体発光素子の製造方
法。 - 【請求項8】 請求項7に記載の半導体発行素子の製造
方法において、 上記フッ酸系エッチャントは、フッ化水素と水とから作
製されたエッチャントであり、 上記硫酸系エッチャントは、硫酸、過酸化水素および水
から作製されたエッチャントであり、 上記塩酸系エッチャントは、塩化水素、酢酸および過酸
化水素から作製されたエッチャントであることを特徴と
する半導体発光素子の製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006041263A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Sharp Corp | 光電変換素子の製造方法及び光電変換素子 |
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2001
- 2001-07-11 JP JP2001210660A patent/JP4061037B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2006041263A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Sharp Corp | 光電変換素子の製造方法及び光電変換素子 |
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