JP2003289174A - Method of forming groove in semiconductor light emitting element structure - Google Patents

Method of forming groove in semiconductor light emitting element structure

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JP2003289174A
JP2003289174A JP2003075012A JP2003075012A JP2003289174A JP 2003289174 A JP2003289174 A JP 2003289174A JP 2003075012 A JP2003075012 A JP 2003075012A JP 2003075012 A JP2003075012 A JP 2003075012A JP 2003289174 A JP2003289174 A JP 2003289174A
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etching
layer
upper layer
groove
forming
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JP2003075012A
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Japanese (ja)
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Hideyoshi Horie
秀善 堀江
Toshinari Fujimori
俊成 藤森
Satoru Nagao
哲 長尾
Nobuyuki Hosoi
信行 細井
Hideki Goto
秀樹 後藤
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of forming groove in semiconductor light emitting element structure by which a groove having a fixed shape can be formed easily with relatively high reproducibility by preventing the occurrence of extensive side etching. <P>SOLUTION: This method of forming groove in semiconductor light emitting element structure includes a crystal growing step of successively epitaxially growing an MP (wherein, M denotes one, two, or more kinds of group IIIb elements) core layer (2), and an MAs upper layer (3) on the ä100} face of an MAs lower layer (1); a lithographic etching step of forming an etching window in a protective layer (4) after the layer (4) is formed on the upper layer (3); and a first etching step of selectively etching the upper layer (3). This method also includes a second etching step of selectively etching the surface of the core layer (2) other than the surface, on which the ä111} face is mainly exposed so that the surface on which the ä111} face is mainly exposed may reach the lower layer (1) without performing side etching from the end section of the etched upper layer (3). These steps are successively performed. In the second etching step, in addition, hydrochloric acid or a mixed solution of hydrochloric acid and phosphoric acid is used. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光素子構造に
おけるグルーブ(groove)の形成方法に関するも
のであり、詳しくは、一定形状のグルーブを容易かつ比
較的再現性良く形成することが出来るグルーブの形成方
法に関するものである。なお、本発明のグルーブの形成
方法は、グルーブ間にリッジ(ridge)が形成され
ると言う意味においてリッジの形成方法をも包含する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a groove in a semiconductor light emitting device structure, and more particularly, to a groove which can easily form a groove having a constant shape with relatively good reproducibility. The present invention relates to a forming method. The groove forming method of the present invention also includes a ridge forming method in the sense that a ridge is formed between the grooves.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体発光素子構造の中にグ
ルーブを有する半導体発光素子が数多く提案されてい
る。具体的には、例えば、活性層上に設けられた電流阻
止層の一部をエッチング除去して形成されたグルーブを
有する半導体発光素子、活性層上に設けられた上側クラ
ッド層の一部をエッチング除去して形成されたリッジを
有する半導体発光素子などが挙げられる。後者の例にお
いて、リッジは、形状的にはグルーブ間に形成される。
従って、グルーブの形成方法は、半導体発光素子の製造
において重要な技術である。
2. Description of the Related Art Conventionally, many semiconductor light emitting devices having a groove in a semiconductor light emitting device structure have been proposed. Specifically, for example, a semiconductor light emitting device having a groove formed by etching away a part of the current blocking layer provided on the active layer, a part of the upper clad layer provided on the active layer is etched. Examples thereof include a semiconductor light emitting element having a ridge formed by removal. In the latter example, the ridges are geometrically formed between the grooves.
Therefore, the groove forming method is an important technique in manufacturing a semiconductor light emitting device.

【0003】また、半導体発光素子において、電流狭搾
はグルーブ又はリッジによって行われるため、素子作成
の際のエッチングプロセスによって生じる大きなサイド
エッチングを防止し、グルーブ底面の面積を一定に制御
することが重要である。すなわち、サイドエッチングに
よってグルーブの底面の面積が大きく変動する場合は、
例えば、レーザーにおいては、しきい値電流が変動し、
また、単一横モードの光を発光する素子が安定的に得ら
れ難い。
Further, in a semiconductor light emitting device, current narrowing is performed by a groove or a ridge. Therefore, it is important to prevent a large side etching caused by an etching process at the time of manufacturing the device and control the area of the groove bottom surface to be constant. Is. That is, when the area of the bottom surface of the groove changes greatly due to side etching,
For example, in a laser, the threshold current fluctuates,
Further, it is difficult to stably obtain an element that emits light of a single transverse mode.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、一定形状のグル
ーブを容易かつ比較的再現性良く形成することが出来る
グルーブの形成方法を提供することにある。更に、本発
明の他の目的は、大きなサイドエッチングを防止したグ
ルーブの形成方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a groove forming method capable of forming a groove having a constant shape easily and with relatively good reproducibility. To do. Still another object of the present invention is to provide a method for forming a groove that prevents large side etching.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、次の様な新規な
知見を得た。すなわち、例えば、有機酸と過酸化水素と
の混合エッチング水溶液は、MAs(MはIIIb族元素の
一種または二種以上を表す)で構成されるエピタキシャ
ル層のエッチング水溶液として公知である。ところが、
InGaPで構成されるエピタキシャル層は、有機酸と
過酸化水素との混合エッチング水溶液ではエッチングさ
れない。一方、InGaPで構成されるエピタキシャル
層は、例えば、塩酸と燐酸との混合エッチング水溶液に
よってエッチングされるが、その表面にMAs構成され
るエピタキシャル層が形成されている場合は特定の結晶
面がエッチングされずに存在する。そして、斯かるエッ
チングにおいてはサイドエッチングが制限される。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made extensive studies in order to achieve the above-mentioned object, and have obtained the following new findings. That is, for example, a mixed etching aqueous solution of an organic acid and hydrogen peroxide is known as an etching aqueous solution of an epitaxial layer composed of MAs (M represents one or two or more IIIb group elements). However,
The epitaxial layer made of InGaP is not etched by a mixed etching solution of organic acid and hydrogen peroxide. On the other hand, the epitaxial layer composed of InGaP is etched by, for example, a mixed etching aqueous solution of hydrochloric acid and phosphoric acid. When an epitaxial layer composed of MAs is formed on the surface of the epitaxial layer, a specific crystal plane is etched. Exist without. Then, in such etching, side etching is limited.

【0006】本発明は、上記の知見を基に完成されたも
のであり、その要旨は、MAs(MはIII b 族元素の一
種または二種以上を表す)で構成される下層の{10
0}面上にInGaPで構成されるコア層とMAsで構
成される上層を順次にエピタキシャル成長させる結晶成
長工程、上層に保護層を形成した後に当該保護層にエッ
チング窓を形成するリソグラフィー−エッチング工程、
上層を選択エッチングする第1エッチング工程、コア層
の{111}面が主に現れている面が、エッチングされ
た上層の端部からのサイドエッチングなしに下層に達す
る様に、コア層の{111}面が主に現れている面を除
く他の面を選択エッチングする第2エッチング工程とを
順次に結合して含むことを特徴とする半導体発光素子構
造におけるグルーブの形成方法に存する。
The present invention has been completed on the basis of the above findings, and the gist thereof is the lower layer {10 which is composed of MAs (M represents one or two or more IIIb group elements).
A crystal growth step of sequentially epitaxially growing a core layer made of InGaP and an upper layer made of MAs on the 0} plane, a lithography-etching step of forming an etching window in the protective layer after forming a protective layer in the upper layer,
The first etching step of selectively etching the upper layer, the {111} surface of the core layer is mainly exposed so that the surface of the core layer reaches the lower layer without side etching from the end of the etched upper layer. The second etching step of selectively etching the other surfaces except the surface where the} surface mainly appears is sequentially combined and included, and the method for forming the groove in the semiconductor light emitting device structure is characterized by the above.

【0007】以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に
説明する。図1は、本発明のグルーブの形成方法の各ス
テップを示す説明図であり、図中、(1)は下層、
(2)はコア層、(3)は上層、(4)は保護層を表
す。下層(1)、コア層(2)及び上層(3)は、図示
しない単結晶基板の上にエピタキシャル薄膜として順次
に形成される。
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing each step of the groove forming method of the present invention, in which (1) is a lower layer,
(2) represents a core layer, (3) represents an upper layer, and (4) represents a protective layer. The lower layer (1), the core layer (2) and the upper layer (3) are sequentially formed as an epitaxial thin film on a single crystal substrate (not shown).

【0008】上記の単結晶基板としては、通常、所謂II
I−V族化合物単結晶基板(ウエハ)が使用される。III
−V族化合物単結晶基板は、周期律表の第IIIb族元素と
第Vb族元素との化合物のバルク結晶から切り出して得
られる。本発明においては、下層(1)との格子整合性
を考慮し、GaP、GaAs、InPの群から選択され
るウエハが使用される。これらの中では、特にGaAs
が好適に使用される。
As the above single crystal substrate, a so-called II is usually used.
A group IV compound single crystal substrate (wafer) is used. III
The group-V compound single crystal substrate is obtained by cutting out a bulk crystal of a compound of a group IIIb element and a group Vb element of the periodic table. In the present invention, a wafer selected from the group consisting of GaP, GaAs, and InP is used in consideration of the lattice matching with the lower layer (1). Among these, especially GaAs
Is preferably used.

【0009】下層(1)及び上層(3)は、MAs(M
はIIIb族元素の一種または二種以上を表す)で構成され
る。具体的な構成材料としては、AlAs、GaAs、
InAs、InGaAs、AlGaAs等が挙げられ
が、特にGaAsが好適に使用される。勿論、下層
(1)及び上層(3)を構成する材料は、同一でなくて
もよい。
The lower layer (1) and the upper layer (3) are composed of MAs (M
Represents one or more IIIb group elements). As specific constituent materials, AlAs, GaAs,
InAs, InGaAs, AlGaAs and the like can be mentioned, but GaAs is particularly preferably used. Of course, the materials forming the lower layer (1) and the upper layer (3) do not have to be the same.

【0010】コア層(2)は、InGaPで構成され、
半導体発光素子構造において、各種の機能層、例えば、
電流阻止層、クラッド層などを構成する。ドーパントと
しては、n型には、通常、Si、Se、Te等が使用さ
れ、p型には、通常、Be、Zn、C、Mg等が使用さ
れる。また、コア層(2)の厚さは0.05〜5μm、
下層(1)及び上層(3)は0.05〜2μmの範囲か
ら選択される。
The core layer (2) is composed of InGaP,
In the semiconductor light emitting device structure, various functional layers, for example,
It constitutes a current blocking layer, a clad layer, and the like. As the dopant, Si, Se, Te or the like is usually used for the n-type, and Be, Zn, C, Mg or the like is usually used for the p-type. The thickness of the core layer (2) is 0.05 to 5 μm,
The lower layer (1) and the upper layer (3) are selected from the range of 0.05 to 2 μm.

【0011】先ず、結晶成長工程においては、下層
(1)の{100}面上にコア層(2)と上層(3)を
順次エピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長に
は、公知の任意の方法を採用することが出来るが、気相
成長法、特に、分子線エピタキシャル成長法(MBE
法)又は有機金属化学気相成長法(MOCVD法)を採
用するのが好ましい。そして、本発明においては、オフ
基板を使用する公知の方法に従い、結晶成長面にステッ
プを付与するため、{100}面から僅かに傾斜させた
面を結晶成長面として使用することも出来る。この場
合、傾斜角度は、通常、0.5〜15°の範囲から適宜
選択される。
First, in the crystal growth step, the core layer (2) and the upper layer (3) are sequentially epitaxially grown on the {100} plane of the lower layer (1). Although any known method can be adopted for the epitaxial growth, a vapor phase growth method, particularly a molecular beam epitaxial growth method (MBE).
Method) or a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method). In the present invention, since a step is added to the crystal growth surface according to a known method using an off-substrate, a surface slightly tilted from the {100} plane can be used as the crystal growth surface. In this case, the inclination angle is usually appropriately selected from the range of 0.5 to 15 °.

【0012】次に、リソグラフィー−エッチング工程に
おいて、上層に保護層を形成した後に当該保護層にエッ
チング窓を形成する。すなわち、先ず、上層(3)の上
に保護層(4)を設け、リソグラフィー技術(フォトレ
ジスト塗布、露光、現像など)により例えばストライプ
を形成し、次いで、例えばドライエッチング技術により
保護層(4)の一部をドライエッチングしてストライプ
状の窓を形成する。図1(a)は、保護層(4)をエッ
チングした後、フォトレジスト層を除去した状態を示
す。
Next, in a lithography-etching process, after forming a protective layer as an upper layer, an etching window is formed in the protective layer. That is, first, the protective layer (4) is provided on the upper layer (3), and, for example, stripes are formed by a lithography technique (photoresist coating, exposure, development, etc.), and then, the protective layer (4) is formed, for example, by a dry etching technique. Dry etching is performed on a part of the substrate to form a striped window. FIG. 1A shows a state in which the photoresist layer has been removed after etching the protective layer (4).

【0013】保護層(4)は、次工程の第1エッチング
工程において上層(3)を保護すると共に上層(3)を
選択エッチングするための窓としての機能を有する。保
護層(4)の構成材料としては、通常、SiNx、Si
2等が使用される。保護層(4)は、例えばプラズマ
CVD法によって形成される。
The protective layer (4) has a function as a window for protecting the upper layer (3) and selectively etching the upper layer (3) in the next first etching step. The constituent material of the protective layer (4) is usually SiNx, Si.
O 2 or the like is used. The protective layer (4) is formed by, for example, a plasma CVD method.

【0014】次に、第1エッチング工程において、図1
(b)に示す様に、上層(3)を選択エッチングする。
エッチング剤としては、MAsで構成される上層(3)
をエッチングし得るが、InGaPで構成されるコア層
(2)を実質的にエッチングすることのないエッチング
剤が使用される。斯かるエッチング剤としては、例え
ば、有機酸と過酸化水素との混合エッチング水溶液など
が挙げられる。
Next, in the first etching step, as shown in FIG.
As shown in (b), the upper layer (3) is selectively etched.
As the etching agent, the upper layer (3) composed of MAs
An etchant is used which is capable of etching but not substantially etching the core layer (2) composed of InGaP. Examples of such an etching agent include a mixed etching aqueous solution of an organic acid and hydrogen peroxide.

【0015】有機酸としては、カルボン酸、スルホン
酸、スルフィン酸などが挙げられるが、通常は、カルボ
ン酸が使用される。そして、カルボン酸としては、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸などの一塩基酸、酒石酸、マレ
イン酸、リンゴ酸、クエン酸などの多塩基酸が挙げられ
るが、多塩基酸、特には酒石酸が好適に使用される。ま
た、有機酸は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム等
との金属塩、あるいは、アンモニウム塩の形であっても
よい。
Examples of the organic acid include carboxylic acid, sulfonic acid, sulfinic acid and the like, and carboxylic acid is usually used. Examples of the carboxylic acid include monobasic acids such as formic acid, acetic acid, and propionic acid, and polybasic acids such as tartaric acid, maleic acid, malic acid, and citric acid, but polybasic acids, particularly tartaric acid, are preferably used. To be done. The organic acid may be in the form of a metal salt with sodium, potassium, magnesium or the like, or an ammonium salt.

【0016】有機酸と過酸化水素の比率および水溶液中
の濃度は、特に制限されず、コア層(2)及び上層
(3)の厚さ、各層の具体的な組成などによって適宜選
択される。しかしながら、サイドエッチング防止効果を
高めるため、過酸化水素/有機酸の比率は、通常、1/
10〜1/50(重量比)の範囲から選択するのが好ま
しい。そして、有機酸および過酸化水素の水溶液中の濃
度は、通常、30〜50重量%とされる。なお、エッチ
ングは、通常、常温で行われる。
The ratio of the organic acid to hydrogen peroxide and the concentration in the aqueous solution are not particularly limited, and are appropriately selected depending on the thickness of the core layer (2) and the upper layer (3), the specific composition of each layer and the like. However, in order to enhance the side etching prevention effect, the ratio of hydrogen peroxide / organic acid is usually 1 /
It is preferable to select from the range of 10 to 1/50 (weight ratio). The concentration of the organic acid and hydrogen peroxide in the aqueous solution is usually 30 to 50% by weight. The etching is usually performed at room temperature.

【0017】次に、第2エッチング工程において、図1
(b)〜(c)に示す様に、コア層(2)の主として
{111}面以外の他の面のみを選択エッチングする。
コア層(2)のエッチングされない結晶面は、実質的に
は{111}面であるが、これに近接した結晶面が存在
することもある。エッチングされない結晶面には、{1
11}面の他にこれに近接した結晶面({211}面と
{311}面)が存在することもある。
Next, in the second etching step, as shown in FIG.
As shown in (b) to (c), the core layer (2) is selectively etched mainly on the faces other than the {111} face.
The crystal plane of the core layer (2) which is not etched is substantially the {111} plane, but there may be a crystal plane close to this. The crystal plane that is not etched has {1
In addition to the 11} plane, crystal planes ({211} plane and {311} plane) close to this may exist.

【0018】従って、エッチングされない結晶面が複数
存在する場合、角度見合いとしての{111}面の存在
割合は、{111}面に近接する他の面の種類によって
異なるが、通常、50%程度以上である。換言すれば、
エッチングされない複数の結晶面には、{111}面と
それ以外に{211}面と{311}面の一方または両
者が存在し、角度見合いとしての{111}面の存在割
合は、通常、50%程度以上である。
Therefore, when there are a plurality of crystal planes that are not etched, the proportion of the {111} planes as an angle match depends on the type of other planes close to the {111} planes, but is usually about 50% or more. Is. In other words,
The plurality of crystal planes that are not etched have one or both of {111} planes and {211} planes and {311} planes, and the proportion of {111} planes as an angle match is usually 50 or less. % Or more.

【0019】エッチング剤としては、InGaPで構成
されで構成されるコア層(2)の主として{111}面
以外の他の面をエッチングし得るが、MAsで構成され
る下層(1)を実質的にエッチングすることのないエッ
チング剤が使用される。その結果、コア層(2)におい
て、{111}面が露出し、一定形状のグルーブ(5)
が形成される。
As the etching agent, the core layer (2) composed of InGaP can etch mainly other surfaces than the {111} plane, but the lower layer (1) composed of MAs is substantially used. A non-etching etchant is used. As a result, the {111} plane is exposed in the core layer (2), and the groove (5) having a constant shape is formed.
Is formed.

【0020】本発明においては、上記の選択エッチング
剤、すなわち、MAsに対するInGaPの選択エッチ
ング剤としては、塩酸、または、塩酸と燐酸との混合液
を使用する。塩酸は、通常、10〜36重量%濃度で使
用される。塩酸と燐酸との混合エッチング水溶液の場
合、塩酸/燐酸の比率は、通常、1/10〜10/1
(重量比)の範囲から選択され、塩酸と燐酸の水溶液中
の濃度は、通常、10〜80重量%とされる。なお、通
常、エッチングは、25〜100℃の温度で行われる。
In the present invention, hydrochloric acid or a mixed solution of hydrochloric acid and phosphoric acid is used as the above selective etching agent, that is, the selective etching agent of InGaP for MAs. Hydrochloric acid is usually used in a concentration of 10 to 36% by weight. In the case of a mixed etching aqueous solution of hydrochloric acid and phosphoric acid, the ratio of hydrochloric acid / phosphoric acid is usually 1/10 to 10/1.
It is selected from the range of (weight ratio), and the concentration of hydrochloric acid and phosphoric acid in the aqueous solution is usually 10 to 80% by weight. The etching is usually performed at a temperature of 25 to 100 ° C.

【0021】第2エッチング工程においては、InGa
Pで構成されるコア層(2)の表面にMAsで構成され
る上層(3)が形成されているため、サイドエッチング
は制限される。すなわち、コア層(2)のエッチング
は、エッチングされた上層(3)の端部(31)、(3
1)を変動することなく、換言すれば、グルーブ(5)
を形成する外広がりの各壁面が上層(3)の下面側に進
入することなく行われる。その結果、グルーブ(5)
は、上層(3)の下面の端面から伸びた形状となる。
InGa is used in the second etching step.
Since the upper layer (3) made of MAs is formed on the surface of the core layer (2) made of P, side etching is limited. That is, the etching of the core layer (2) is performed by etching the edges (31), (3) of the etched upper layer (3).
Without changing 1), in other words, the groove (5)
Is performed without entering each of the outwardly extending wall surfaces forming the lower surface side of the upper layer (3). As a result, the groove (5)
Has a shape extending from the end face of the lower surface of the upper layer (3).

【0022】従って、本発明のグルーブの形成方法によ
れば、グルーブの各壁面が上層の下面側に進入する大き
なサイドエッチングが行われる従来の方法に比し、グル
ーブ(5)の形状の変動が少ない。それがため、本発明
のグルーブの形成方法によれば、高精度に行い得るエピ
タキシャル結晶成長およびリソグラフィー技術により、
グルーブ(5)の形状を容易かつ比較的再現性良く決定
し得る。換言すれば、本発明によって形成されるグルー
ブ(5)は、コア層(2)の厚さ及び保護層(4)に形
成されるエッチング窓の幅によって形状が略決定され
る。
Therefore, according to the groove forming method of the present invention, variation in the shape of the groove (5) can be prevented as compared with the conventional method in which large side etching is performed in which each wall surface of the groove enters the lower surface side of the upper layer. Few. Therefore, according to the groove forming method of the present invention, by the epitaxial crystal growth and the lithography technique that can be performed with high accuracy,
The shape of the groove (5) can be easily and relatively reproducibly determined. In other words, the shape of the groove (5) formed according to the present invention is substantially determined by the thickness of the core layer (2) and the width of the etching window formed in the protective layer (4).

【0023】グルーブの各壁面にサイドエッチングが起
こらず、しかも、InGaP結晶の{111}面のみが
露出する場合、外広がりに形成されるグルーブ(5)の
各壁面の下層(1)からの内角(α)は、理論的には、
54.7°となる。しかしながら、InGaP結晶の
{111}面に近接する結晶面、例えば、{311}面
(角度:25.2°)が一部露出する場合は、54.7
°より鋭角となる。従って、上記の内角(α)は、電子
顕微鏡写真に基づく測定値としては、MP結晶の{11
1}面に近接する結晶面の種類、エピタキシャル結晶成
長の際の格子整合性の程度、電子顕微鏡写真による測定
誤差などを考慮した場合、通常、45〜60°の範囲と
なる。
When side etching does not occur on each wall surface of the groove, and only the {111} plane of the InGaP crystal is exposed, the inner angle from the lower layer (1) of each wall surface of the groove (5) formed to extend outward. (Α) is theoretically
It becomes 54.7 °. However, when a crystal plane close to the {111} plane of the InGaP crystal, for example, the {311} plane (angle: 25.2 °) is partially exposed, it is 54.7.
Be sharper than °. Therefore, the above-mentioned interior angle (α) is, as a measurement value based on the electron micrograph, {11 of the MP crystal.
In consideration of the type of crystal plane close to the 1} plane, the degree of lattice matching during epitaxial crystal growth, measurement error by electron micrograph, etc., the range is usually 45 to 60 °.

【0024】コア層(2)の厚さはエピタキシャル結晶
成長工程により、エッチング窓の幅は、リソグラフィー
−エッチング工程により、精度良く制御することが出来
るため、これらを変更することにより、任意の一定形状
のグルーブを容易かつ比較的再現性良く形成することが
出来る。しかも、エッチング工程においては、厳格な条
件制御を必要としないため、エピタキシャル結晶成長工
程とリソグラフィー−エッチング工程の制御のみで足り
るため、プロセスの管理が容易である。
The thickness of the core layer (2) can be controlled accurately by the epitaxial crystal growth process, and the width of the etching window can be controlled by the lithography-etching process with high accuracy. The groove can be formed easily and with relatively good reproducibility. Moreover, since the etching step does not require strict condition control, only control of the epitaxial crystal growth step and the lithography-etching step is sufficient, so that process management is easy.

【0025】本発明においては、必要に応じ、第2エッ
チング工程の後に上層(3)及び/又は下層(1)を選
択エッチングする第3エッチング工程を含むことが出来
る。上層(3)及び/又は下層(1)の除去は、目的と
する半導体発光素子の構造により適宜決定される。第3
エッチング工程においては、例えば、第1エッチング工
程において使用したエッチング剤が使用される。
In the present invention, a third etching step of selectively etching the upper layer (3) and / or the lower layer (1) can be included after the second etching step, if necessary. The removal of the upper layer (3) and / or the lower layer (1) is appropriately determined depending on the structure of the intended semiconductor light emitting device. Third
In the etching process, for example, the etching agent used in the first etching process is used.

【0026】図2は、本発明のグルーブの形成方法をリ
ッジ形成に適用した場合の各ステップを示す説明図であ
る。リッジ(6)は、保護層(4)例えばストライプ状
に形成する点を除き、図1に示す前述の各ステップを通
して形成される。なお、図2中、図1と同一の符合は同
一の意義を表す。
FIG. 2 is an explanatory view showing each step when the groove forming method of the present invention is applied to ridge formation. The ridge (6) is formed through the above-described steps shown in FIG. 1 except that the ridge (6) is formed in a protective layer (4), for example, in a stripe shape. In FIG. 2, the same symbols as those in FIG. 1 have the same meaning.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.

【0028】実施例1 先ず、MBE法により、GaAs基板の表面に、GaA
sから成る下層(0.6μm)、In0.5Ga0.5Pから
成るコア層(1.0μm)、GaAsから成る上層
(0.01μm)を順次に形成してエピタキシャルウエ
ハを得た。
Example 1 First, GaA was formed on the surface of a GaAs substrate by the MBE method.
An epitaxial wafer was obtained by sequentially forming a lower layer (0.6 μm) made of s, a core layer (1.0 μm) made of In 0.5 Ga 0.5 P, and an upper layer (0.01 μm) made of GaAs.

【0029】次いで、上層の上に保護膜としてSiNx
膜(0.1μm)を形成し、リソグラフィー−ドライエ
ッチングにより、SiNx膜に幅5μmのストライプ状
のエッチング窓を形成した。次いで、フォトレジスト膜
を除去した後、酒石酸水溶液(50重量%):過酸化水
素水(30重量%)の容量比が20:1の混合エッチン
グ水溶液によって上層を選択的にエッチングした。エッ
チングの温度は25℃、時間は2分とした。
Then, SiNx is formed on the upper layer as a protective film.
A film (0.1 μm) was formed, and a 5 μm-wide stripe-shaped etching window was formed in the SiNx film by lithography-dry etching. Then, after removing the photoresist film, the upper layer was selectively etched with a mixed etching aqueous solution having a tartaric acid aqueous solution (50% by weight): hydrogen peroxide solution (30% by weight) in a volume ratio of 20: 1. The etching temperature was 25 ° C. and the time was 2 minutes.

【0030】次いで、塩酸(36重量%):燐酸(85
重量%)の容量比が1:3の混合エッチング水溶液によ
ってコア層を選択的にエッチングした。エッチングの温
度は70℃、時間は2分とした。X線解析パターンによ
り、コア層において外広がりに形成されたグルーブの各
壁面は、In0.5Ga0.5Pの{111}面であることが
確認された。また、電子顕微鏡写真に基づき各壁面の下
層からの内角(α)を測定した結果は53°であった。
Next, hydrochloric acid (36% by weight): phosphoric acid (85
The core layer was selectively etched by a mixed etching aqueous solution having a volume ratio of 1 wt%) of 1: 3. The etching temperature was 70 ° C. and the time was 2 minutes. From the X-ray analysis pattern, it was confirmed that each wall surface of the groove formed in the core layer so as to extend outward was a {111} plane of In 0.5 Ga 0.5 P. Further, the internal angle (α) from the lower layer of each wall surface was measured based on the electron micrograph, and the result was 53 °.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、一定形状
のグルーブを容易かつ比較的再現性良く形成することが
出来、しかも、サイドエッチングを制限してグルーブ底
面の面積を略一定に制御することが出来る。
According to the present invention described above, a groove having a constant shape can be formed easily and with relatively good reproducibility, and further, side etching is limited to control the area of the groove bottom surface to be substantially constant. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のグルーブの形成方法の各ステップを示
す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing each step of a groove forming method of the present invention.

【図2】本発明のグルーブの形成方法をリッジ形成に適
用した場合の各ステップを示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing each step when the groove forming method of the present invention is applied to ridge formation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:下層 2:コア層 3:上層 4:保護層 5:グルーブ 6:リッジ 31:エッチングされた上層の端部 1: Lower layer 2: Core layer 3: Upper layer 4: Protective layer 5: Groove 6: Ridge 31: Edge of upper layer etched

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長尾 哲 茨城県牛久市東狸穴町1000番地 三菱化学 株式会社内 (72)発明者 細井 信行 茨城県牛久市東狸穴町1000番地 三菱化学 株式会社内 (72)発明者 後藤 秀樹 茨城県牛久市東狸穴町1000番地 三菱化学 株式会社内 Fターム(参考) 5F043 AA03 AA04 AA14 AA15 FF01 5F073 AA20 AA26 CA06 CB02 CB19 DA05 DA06 DA22    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Satoshi Nagao             1000 Higashitanana-cho, Ushiku-shi, Ibaraki Mitsubishi Chemical             Within the corporation (72) Inventor Nobuyuki Hosoi             1000 Higashitanana-cho, Ushiku-shi, Ibaraki Mitsubishi Chemical             Within the corporation (72) Inventor Hideki Goto             1000 Higashitanana-cho, Ushiku-shi, Ibaraki Mitsubishi Chemical             Within the corporation F-term (reference) 5F043 AA03 AA04 AA14 AA15 FF01                 5F073 AA20 AA26 CA06 CB02 CB19                       DA05 DA06 DA22

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MAs(MはIII b 族元素の一種または
二種以上を表す)で構成される下層の{100}面上に
InGaPで構成されるコア層とMAsで構成される上
層を順次にエピタキシャル成長させる結晶成長工程、上
層に保護層を形成した後に当該保護層にエッチング窓を
形成するリソグラフィー−エッチング工程、上層を選択
エッチングする第1エッチング工程、コア層の{11
1}面が主に現れている面が、エッチングされた上層の
端部からのサイドエッチングなしに下層に達する様に、
コア層の{111}面が主に現れている面を除く他の面
を選択エッチングする第2エッチング工程とを順次に結
合して含むことを特徴とする半導体発光素子構造におけ
るグルーブの形成方法。
1. A core layer composed of InGaP and an upper layer composed of MAs are sequentially formed on a {100} plane of a lower layer composed of MAs (M represents one or more kinds of IIIb group elements). A crystal growth step of epitaxially growing the layer, a lithography-etching step of forming an etching window in the protective layer after forming the protective layer on the upper layer, a first etching step of selectively etching the upper layer, and a core layer of {11
So that the surface where the 1} plane mainly appears reaches the lower layer without side etching from the end of the etched upper layer,
A method of forming a groove in a semiconductor light emitting device structure, comprising a second etching step of selectively etching other surfaces except the surface where the {111} surface of the core layer mainly appears.
【請求項2】 上層のMAsがGaAsである請求項1
に記載のグルーブの形成方法。
2. The upper layer MAs is GaAs.
The method for forming the groove according to [1].
【請求項3】 下層のMAsがGaAsである請求項1
又は2に記載のグルーブの形成方法。
3. The lower layer MAs is GaAs.
Or the groove forming method described in 2.
【請求項4】 保護層がSiNx又はSiOである請
求項1〜3の何れかに記載のグルーブの形成方法。
4. The method of forming a groove according to claim 1, wherein the protective layer is SiNx or SiO 2 .
【請求項5】 第2エッチング工程の後に上層および/
または下層を選択エッチングする第3エッチング工程を
含む請求項1〜4の何れかに記載のグルーブの形成方
法。
5. An upper layer and / or after the second etching step.
Alternatively, the groove forming method according to claim 1, further comprising a third etching step of selectively etching the lower layer.
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JP2006344710A (en) * 2005-06-08 2006-12-21 Sony Corp Semiconductor light emitting element, its manufacturing method, semiconductor light emitting device, and its manufacturing method
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