JP2525776B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2525776B2
JP2525776B2 JP61166018A JP16601886A JP2525776B2 JP 2525776 B2 JP2525776 B2 JP 2525776B2 JP 61166018 A JP61166018 A JP 61166018A JP 16601886 A JP16601886 A JP 16601886A JP 2525776 B2 JP2525776 B2 JP 2525776B2
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gaas
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幸雄 渡辺
正行 石川
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、In(Ga1-xAlx)P(0.2≦x≦1)結晶を
エッチングする方法に係わり、特に上記結晶をInGaPやG
aAs等に対し選択的にエッチングするための半導体結晶
の化学エッチング方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for etching an In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦ x ≦ 1) crystal, and particularly to the above-mentioned method. InGaP or G
The present invention relates to a chemical etching method for semiconductor crystals for selective etching with respect to aAs and the like.

(従来の技術) 近年、気相成長の結晶成長技術の向上に伴い、化合物
半導体材料として、InGaAlPが注目されている。この材
料を使用した製品は未だ開発の途に付いたばかりである
が、例えば短波長半導体レーザへの適用が考えられる。
(Prior Art) In recent years, InGaAlP has been attracting attention as a compound semiconductor material with the improvement of the crystal growth technique of vapor phase growth. Although products using this material are still in the process of development, they can be applied to, for example, short wavelength semiconductor lasers.

短波長半導体レーザは、ビデオディスクやレーザプリ
ンタ等の光記録用光源として、従来のHe-Neレーザに代
わるものと注目されている。光記録用光源として用いる
には、特定領域に光エネルギー及び注入電流を閉込める
構造、例えば内部ストライプ電流狭窄構造が必要とな
る。さらに、光ディスク等では、レーザ光を1[μm]
オーダの微少スポット光に絞り込む必要があるため、半
導体の活性層に平行に光を閉込める横モード制御が必要
となる。
Short-wavelength semiconductor lasers are attracting attention as an alternative to conventional He-Ne lasers as optical recording light sources for video disks, laser printers, and the like. For use as a light source for optical recording, a structure capable of confining light energy and injection current in a specific region, for example, an internal stripe current constriction structure is required. Further, in the case of an optical disc or the like, the laser light is 1 [μm]
Since it is necessary to narrow down to a spot light of the order, lateral mode control is required to confine the light in parallel with the active layer of the semiconductor.

横モード制御構造として、GaAlAsを材料とした半導体
レーザでは、例えばリッジ埋込み型のレーザが提案され
ている(文献,第46回応用物理学会講演会予稿集,4P−
N−7,P223,1985年)。この半導体レーザは、第7図に
示す如く構成されており、次のようにして作成される。
即ち、GaAs基板71上に光及びキャリアを閉込める第1の
GaAlAsクラッド層72,GaA活性層73,第2のGaAlAsクラッ
ド層74及びGaAsオーミックコンタクト層75を順次結晶成
長し、さらにこの上にスパッタ蒸着等によりSiO2等の酸
化膜を形成する。次いで、この酸化膜をホトリソグラフ
ィ技術等によりストライプ状のマスクとし、コンタクト
層75及び第2のクラッド層74の一部に至るまでエッチン
グを行い、ストライプ状のリッジを形成する。次いで、
選択成長技術を用い、リッジの両側を第2のクラッド層
74と異なる導電型のGaAs埋込み層76等で埋込み、その後
電極工程を経ることにより完成する。なお、上記GaAsの
選択成長技術については、例えば文献(応用物理学会結
晶工学分科会,第2回結晶工学シンポジウム講演集,P1
1,1985年)に報告されている。
As a semiconductor laser made of GaAlAs as a lateral mode control structure, for example, a ridge-embedded laser has been proposed (Reference, Proceedings of the 46th Annual Meeting of the Japan Society for Applied Physics, 4P-
N-7, P223, 1985). This semiconductor laser is constructed as shown in FIG. 7 and is produced as follows.
That is, the first confines of light and carriers on the GaAs substrate 71
The GaAlAs clad layer 72, the GaA active layer 73, the second GaAlAs clad layer 74 and the GaAs ohmic contact layer 75 are successively crystal-grown, and an oxide film such as SiO 2 is formed on the crystal layer by sputter deposition or the like. Next, this oxide film is used as a stripe-shaped mask by a photolithography technique or the like, and etching is performed up to a part of the contact layer 75 and the second cladding layer 74 to form a stripe-shaped ridge. Then
A second cladding layer is formed on both sides of the ridge using the selective growth technique.
It is completed by burying with a GaAs burying layer 76 or the like having a conductivity type different from 74, and then performing an electrode process. The selective growth technique of GaAs is described in, for example, the literature (Crystal Engineering Subcommittee of the Japan Society of Applied Physics, 2nd Crystal Engineering Symposium Proceedings, P1).
1, 1985).

上記リッジ埋込み型のレーザは、第7図からも判るよ
うにリッジ部以外のGaAlAsクラッド層74が薄いため、そ
こに立つ電磁波はGaAsコンタクト層75へにじみ出てしま
う。このため、リッジ部のみに電磁波がガイドされる所
謂損失ガイド構造となり、安定した横モード発振が達成
される。
In the ridge-embedded laser, as can be seen from FIG. 7, the GaAlAs clad layer 74 other than the ridge portion is thin, so the electromagnetic waves standing there ooze out to the GaAs contact layer 75. Therefore, a so-called loss guide structure in which electromagnetic waves are guided only to the ridge portion, and stable transverse mode oscillation is achieved.

ところで、前記リッジ形成に際しては、GaAs及びGaAl
Asを所定の形状にエッチングする必要がある。GaAs及び
GaAlAsに関しては、従来より種々のエッチング液が報告
されており、GaAsのみエッチングするもの、GaAlAsのみ
エッチングするもの、両方に共通して使えエッチング速
度も略同等のものがある。GaAsのみエッチングするもの
にはアンモニア水+過酸化水素の混合液(PAエッチャン
ト)、GaAlAsのみエッチングするものには熱燐酸液,弗
酸,塩酸等、両方に共通して使えエッチング速度も同等
のものとして水+硫酸+過酸化水素の混合液(SHエッチ
ャント),水+燐酸+過酸化水素の混合液(PHエッチャ
ント)等がある。
By the way, when forming the ridge, GaAs and GaAl
It is necessary to etch As into a predetermined shape. GaAs and
With respect to GaAlAs, various etching solutions have been reported so far, and there are those that can be used commonly for both GaAs only and GaAlAs only and have approximately the same etching rate. A mixture of ammonia water and hydrogen peroxide (PA etchant) can be used for etching only GaAs, and hot phosphoric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, etc. can be used for etching only GaAlAs. Examples include a mixed solution of water + sulfuric acid + hydrogen peroxide (SH etchant), a mixed solution of water + phosphoric acid + hydrogen peroxide (PH etchant), and the like.

前記第7図に示す如きリッジ型導波路を形成するには、
第8図或いは第9図に示す方法が考えられる。第8図に
示す方法では、まず(a)に示す如くSiO2のマスク77を
形成したのち、例えばPAエッチャントを用いてGaAsのみ
エッチングし、次いで熱燐酸を用いて(b)に示す如く
GaAlAsのみエッチングする。第9図に示す方法では、ま
ず(a)に示す如くマスク77を形成し、その後例えばS
H,PHエッチャントを用いて(b)に示す如くGaAs,GaAlA
sを同時にエッチングする。
To form a ridge type waveguide as shown in FIG. 7,
The method shown in FIG. 8 or 9 can be considered. In the method shown in FIG. 8, first, a SiO 2 mask 77 is formed as shown in (a), then only GaAs is etched using, for example, a PA etchant, and then hot phosphoric acid is used as shown in (b).
Only GaAlAs is etched. In the method shown in FIG. 9, a mask 77 is first formed as shown in FIG.
Using H and PH etchants, as shown in (b), GaAs, GaAlA
s is etched at the same time.

これらの方法を比較すると、第9図の方法の場合に
は、GaAs,GaAlAsが同時にエッチングされるため、これ
ら2つの層のリッジ幅を独立に制御することはできな
い。これに対し第8図の方法の場合、それぞれ独立に幅
を制御できるため、デバイス構造の設計自由度が大きく
なる。例えばビデオディスクに用いる半導体レーザで
は、戻り光による雑音を低減するため、IS3レーザ(特
開昭59-246258号公報)のように自励発振を利用した半
導体レーザが用いられる。このような構造を実現するた
めには、導波モードの横広がりに対し電流注入幅を狭く
する必要があり、導波モードの広がりに対し電流注入幅
を狭くする必要があり、導波モードの広がりを決める層
の幅と電流狭窄を行う層の幅とをそれぞれ独立に制御し
なければならない。
Comparing these methods, in the case of the method of FIG. 9, since GaAs and GaAlAs are simultaneously etched, the ridge widths of these two layers cannot be controlled independently. On the other hand, in the case of the method of FIG. 8, the width can be controlled independently of each other, so that the degree of freedom in designing the device structure is increased. For example, in a semiconductor laser used for a video disk, a semiconductor laser utilizing self-sustained pulsation such as IS 3 laser (Japanese Patent Laid-Open No. 59-246258) is used in order to reduce noise due to returning light. In order to realize such a structure, it is necessary to narrow the current injection width with respect to the lateral spread of the guided mode, and it is necessary to narrow the current injection width with respect to the spread of the guided mode. The width of the layer that determines the spread and the width of the layer that performs current confinement must be controlled independently.

InGaAlP材料でこのような構造を実現するには、前記
第7図において活性層73,クラッド層72,74,オーミック
コンタクト層75として、それぞれInGaP,InGaAlP,GaAsを
用いることになるが、その場合InGaAlPとGaAsとを選択
的にエッチングするエッチング液が必要となる。しかし
ながら、InGaAlP材料に対してはエッチング液に関する
報告はなく、エッチャント,エッチング条件等は、これ
まで殆ど判っていないのが現状である。
In order to realize such a structure with InGaAlP material, InGaP, InGaAlP, and GaAs are used as the active layer 73, the cladding layers 72 and 74, and the ohmic contact layer 75 in FIG. 7, respectively. An etching solution that selectively etches Si and GaAs is required. However, there are no reports on etching solutions for InGaAlP materials, and the etchant, etching conditions, etc. have so far been unknown.

(発明が解決しようとする問題点) このように従来、InGaAlPのエッチング液について
は、これまで知られておらず、InGaAlPそのものをエッ
チングするもの、GaAs,InGaPとエッチング選択性がある
もの等の開発が必要であった。
(Problems to be solved by the invention) As described above, the etching solution for InGaAlP has not been known so far, and the one that etches InGaAlP itself, the one that has etching selectivity with GaAs and InGaP, etc. has been developed. Was needed.

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、In(Ga1-xAlx)P(0.2≦x≦1)
のエッチングを均一且つ容易に行うことができ、さらに
GaAsやInGaP等に対する十分なエッチング選択比の得ら
れる半導体結晶の化学エッチング方法を提供することに
ある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦ x ≦ 1)
Etching can be performed uniformly and easily.
It is an object of the present invention to provide a chemical etching method for a semiconductor crystal which can obtain a sufficient etching selection ratio with respect to GaAs, InGaP and the like.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の骨子は、InGaAlPのエッチング液として硫酸
液または燐酸液を用いることにある。
[Structure of the Invention] (Means for Solving Problems) The essence of the present invention is to use a sulfuric acid solution or a phosphoric acid solution as an InGaAlP etching solution.

本発明者等は、In(Ga1-xAlx)P(0.2≦x≦1)結
晶をエッチングするものとして各種溶液を用いて実験し
たところ、硫酸液または燐酸液により上記結晶がエッチ
ングされることを見出し、さらにGaAsやInGaPに対し十
分なエッチング選択性があることを見出した。また、本
発明者等の更なる鋭意研究及び実験の結果、硫酸液また
は燐酸液の温度を60[℃]以上に設定すれば十分なエッ
チング速度が得られることが判り、さらに硫酸液または
燐酸液の温度を90[℃]以下に設定すればエッチング制
御が容易で且つエッチング表面の荒れ等も生じないこと
が判明した。
The inventors of the present invention conducted experiments using various solutions as a material for etching an In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦ x ≦ 1) crystal, and the above-mentioned crystal was etched by a sulfuric acid solution or a phosphoric acid solution. We also found that there is sufficient etching selectivity for GaAs and InGaP. Further, as a result of further intensive studies and experiments by the present inventors, it was found that a sufficient etching rate can be obtained by setting the temperature of the sulfuric acid solution or the phosphoric acid solution to 60 [° C.] or higher. It was found that if the temperature is set to 90 [° C] or less, the etching control is easy and the etching surface is not roughened.

本発明はこのような点に着目し、 In(Ga1-xAlx)P(0.2≦x≦1)をエッチングする
工程を有する半導体装置の製造方法において、前記In
(Ga1-xAlx)Pを硫酸液または燐酸液を用いてエッチン
グするという製造方法である。
Focusing on such a point, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of etching In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦ x ≦ 1).
This is a manufacturing method in which (Ga 1-x Al x ) P is etched using a sulfuric acid solution or a phosphoric acid solution.

また、本発明の他の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上にIn(Ga1-xAlx)P(0.2≦x≦1)を形成する
工程と、このIn(Ga1-xAlx)Pを硫酸液または燐酸液を
用いてエッチングすることにより、前記In(Ga1-xAlx
Pからなる所定形状の半導体層を形成する工程とを有す
るという製造方法である。
Another method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is a step of forming In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦ x ≦ 1) on a semiconductor substrate, and a step of forming In (Ga 1-x Al x ) P is etched with a sulfuric acid solution or a phosphoric acid solution to obtain the above In (Ga 1-x Al x ).
And a step of forming a semiconductor layer of P having a predetermined shape.

ここで、前記硫酸液または前記燐酸液の温度を、60〜
90[℃]の範囲に設定することが望ましい。
Here, the temperature of the sulfuric acid solution or the phosphoric acid solution is 60 to
It is desirable to set in the range of 90 [° C].

(作用) 上記方法であれば、In(Ga1-xAlx)P(0.2≦x≦
1)を、GaAsやInGaP等に対して選択的にエッチングす
ることが可能となる。さらに、硫酸液または燐酸液の温
度を60〜90[℃]に範囲に設定しておけば、エッチング
表面の荒れ等を招くことなく、十分速いエッチング速度
でエッチングすることが可能となる。
(Operation) In the above method, In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦ x ≦
1) can be selectively etched with respect to GaAs, InGaP, or the like. Furthermore, by setting the temperature of the sulfuric acid solution or the phosphoric acid solution in the range of 60 to 90 [° C.], it is possible to perform etching at a sufficiently high etching rate without causing roughness of the etching surface.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。
(Examples) The details of the present invention will be described below with reference to illustrated examples.

まず、硫酸液を用いたIn(Ga1-xAlx)Pのエッチング
において、Alの混晶比xによりエッチング速度がどのよ
うに変化するかを調べた。さらに、硫酸液の温度が40,6
0,80,90[℃]のそれぞれの場合について、同様にエッ
チング速度の変化を調べた。その結果、第1図に示す如
き特性が得られた。即ち、Al混晶比x=0であるInGaP
ではエッチング速度は非常に遅く、殆どエッチングされ
ない。この傾向は、x=0.2程度まで続く。Al混晶比x
が0.2を越えると、エッチング速度は徐々に大きくな
り、Al混晶比x=0.6では、温度90[℃]で約2.5[μm/
min]、温度80[℃]では約1.0[μm/min]、温度60
[℃]では約0.3[μm/min]のエッチング速度が得られ
た。また、熱硫酸はGaAsを全てエッチングしないこと
が、本発明者等の実験によって確められている。これら
のことから、In(Ga1-xAlx)P(0.2≦x≦1)とInGaP
及びGaAsとのエッチング選択性は十分高いことが判る。
First, in the etching of In (Ga 1-x Al x ) P using a sulfuric acid solution, it was examined how the etching rate changes depending on the mixed crystal ratio x of Al. In addition, the temperature of the sulfuric acid solution is 40,6
The changes in the etching rate were similarly examined for the cases of 0, 80, and 90 [° C]. As a result, the characteristics shown in FIG. 1 were obtained. That is, InGaP with Al mixed crystal ratio x = 0
In this case, the etching rate is very slow and almost no etching is performed. This tendency continues until x = 0.2. Al mixed crystal ratio x
When the value exceeds 0.2, the etching rate gradually increases, and when the Al mixed crystal ratio x = 0.6, the etching rate is about 2.5 [μm /
min], approx. 1.0 [μm / min] at temperature 80 [℃], temperature 60
At [° C], an etching rate of about 0.3 [μm / min] was obtained. It has been confirmed by experiments by the present inventors that hot sulfuric acid does not completely etch GaAs. From these, In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦ x ≦ 1) and InGaP
It can be seen that the etching selectivity with respect to GaAs and GaAs is sufficiently high.

第2図は、InGa0.6Al0.4Pのエッチングを、硫酸液の
温度を20〜100[℃]まで変えて行った場合のエッチン
グ速度を示したものである。この図から、温度60[℃]
以上で十分なエッチング速度が得られることが判る。ま
た、温度90[℃]以上では数[℃]の温度変化に対して
エッチング速度が急変し、エッチング速度の制御が困難
となる。この傾向はAl混晶比xが小さくなると緩和され
るが、Al混晶比xが小さいところで90[℃]以上の熱硫
酸を使用すると、エッチング表面が荒れる傾向が見られ
た。これらのことから、熱硫酸液の温度を60〜90[℃]
の範囲に設定することにより、エッチング表面の荒れ等
を招くことなく、十分なエッチング速度でInGa1-xAlxP
(0.2≦x≦1)を選択的にエッチングできることが判
る。
FIG. 2 shows the etching rate when InGa 0.6 Al 0.4 P is etched by changing the temperature of the sulfuric acid solution to 20 to 100 [° C.]. From this figure, temperature 60 [℃]
It is understood that a sufficient etching rate can be obtained by the above. Further, when the temperature is 90 [° C.] or higher, the etching rate changes abruptly with a temperature change of several [° C.], which makes it difficult to control the etching rate. This tendency is alleviated when the Al mixed crystal ratio x is small, but when hot sulfuric acid of 90 [° C.] or higher is used where the Al mixed crystal ratio x is small, the etching surface tends to be rough. From these, the temperature of the hot sulfuric acid solution is 60 to 90 [° C]
By setting the range to the range of InGa 1-x Al x P at a sufficient etching rate without causing the etching surface to become rough.
It can be seen that (0.2 ≦ x ≦ 1) can be selectively etched.

このように、本実施例方法によれば、In(Ga1-xAlx
P(0.2≦x≦1)結晶をエッチングするに際し、温度6
0〜90[℃]の範囲の硫酸液を用いることにより、上記
結晶を、InGaPやGaAs等に対し選択的にエッチングする
ことができる。さらに、エッチング表面の荒れ等を招く
こともなく、十分速いエッチング速度でエッチングする
ことが可能となる。従って、リッジ導波路を持つInGaAl
P材料を用いた半導体レーザの製造等に適用して絶大な
る効果が得られる。
Thus, according to the method of the present embodiment, In (Ga 1-x Al x )
When etching a P (0.2 ≦ x ≦ 1) crystal, the temperature should be 6
By using a sulfuric acid solution in the range of 0 to 90 [° C.], the above crystal can be selectively etched with respect to InGaP, GaAs and the like. Further, it is possible to perform the etching at a sufficiently high etching rate without causing the etching surface to be rough. Therefore, InGaAl with a ridge waveguide
When applied to the production of semiconductor lasers using P material, etc., a great effect can be obtained.

なお、上記リッジ導波路を持つInGaAlPや材料を用い
た半導体レーザの構造及び製造工程について、第3図及
び第4図を参照して簡単に説明しておく。まず、第4図
(a)に示す如く、N−GaAs基板31上に、N−InGaAlP
クラッド層32,InGaP活性層33,P−InGaAlPクラッド層34
及びP−GaAsオーミックコンタクト層35を順次成長形成
する。ここで、クラッド層32,34のAl混晶比xは、例え
ば0.4とする。次いで、第4図(b)に示す如く、コン
タクト層35上にSiO2等のストライプ状マスク37を形成
し、PAエッチャントを用いてGaAsコンタクト層35をエッ
チングする。
The structure and manufacturing process of a semiconductor laser using InGaAlP having the ridge waveguide or a material will be briefly described with reference to FIGS. 3 and 4. First, as shown in FIG. 4 (a), N-InGaAlP is formed on the N-GaAs substrate 31.
Clad layer 32, InGaP active layer 33, P-InGaAlP clad layer 34
Then, a P-GaAs ohmic contact layer 35 is sequentially grown. Here, the Al mixed crystal ratio x of the cladding layers 32 and 34 is, eg, 0.4. Next, as shown in FIG. 4B, a striped mask 37 of SiO 2 or the like is formed on the contact layer 35, and the GaAs contact layer 35 is etched using a PA etchant.

次いで、第4図(c)に示す如く、本発明に係わるエ
ッチング液(温度80℃の硫酸液)を用い、GaAsコンタク
ト層35をマスクとして、InGaAlPクラッド層34をその途
中までエッチングする。このエッチングにより、クラッ
ド層34のリッジ幅をコンタクト層35のリッジ幅よりも短
くする。その後、第4図(d)に示す如く、選択成長法
により、リッジ部の両側にN−GaAs埋込み層36を埋込
む。これ以降は、基板の両主面に電極層38,39を被着す
ることにより、第3図に示す如き構造の半導体レーザが
完成することになる。
Next, as shown in FIG. 4 (c), the InGaAlP cladding layer 34 is partially etched using the etching solution according to the present invention (sulfuric acid solution at a temperature of 80 ° C.) using the GaAs contact layer 35 as a mask. By this etching, the ridge width of the cladding layer 34 is made shorter than the ridge width of the contact layer 35. After that, as shown in FIG. 4D, the N-GaAs burying layers 36 are buried on both sides of the ridge by the selective growth method. After that, by depositing the electrode layers 38 and 39 on both main surfaces of the substrate, the semiconductor laser having the structure shown in FIG. 3 is completed.

次に、本発明の他の実施例について説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described.

本発明者等は、前述した熱硫酸液の代りに熱燐酸液を
用いても、先の実施例と同様にInGaAlPをエッチングで
きることを見出した。第5図は、Al混晶比xに対するIn
(Ga1-xAlx)Pのエッチング速度変化を示す特性図であ
る。この図から、Al混晶比x=0であるInGaPではエッ
チング速度は非常に遅く、殆どエッチングされないこと
が判る。この傾向はx=0.2程度まで続く。Al混晶比x
が0.2を越えると、エッチング速度は徐々に大きくな
り、Al混晶比x=0.6では、温度90[℃]で約1.2[μm/
min]、温度80[℃]では約0.9[μm/min]、温度60
[℃]では約0.2[μm/min]のエッチング速度が得られ
た。また、熱燐酸はGaAsを全くエッチングしないこと
が、本発明者等の実験によって確められている。これら
のことからIn(Ga1-xAlx)P(0.2≦x≦1)とInGaP及
びGaAsとの選択性は十分高いことが判る。
The present inventors have found that the InGaAlP can be etched in the same manner as in the previous embodiment even when a hot phosphoric acid solution is used instead of the hot sulfuric acid solution described above. FIG. 5 shows In for Al mixed crystal ratio x.
It is a characteristic diagram showing an etching rate change of (Ga 1-x Al x) P. From this figure, it can be seen that the etching rate of InGaP having an Al mixed crystal ratio x = 0 is very slow and hardly etched. This tendency continues until about x = 0.2. Al mixed crystal ratio x
When the ratio exceeds 0.2, the etching rate gradually increases, and when the Al mixed crystal ratio x = 0.6, the temperature is about 1.2 [μm /
min], approx. 0.9 [μm / min] at temperature 80 [℃], temperature 60
At [° C], an etching rate of about 0.2 [μm / min] was obtained. It has been confirmed by experiments by the present inventors that hot phosphoric acid does not etch GaAs at all. From these, it is understood that the selectivity between In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦ x ≦ 1) and InGaP and GaAs is sufficiently high.

第6図は、InGa0.6Al0.4Pのエッチングを燐酸液の温
度を20〜100[℃]まで変えて行った場合のエッチング
速度を示したものである。この図から、温度60[℃]以
上で十分なエッチング速度が得られ、温度90[℃]以上
で飽和傾向が見られる。そして、この飽和傾向が見られ
る辺りからエッチング表面も次第に不均一になってくる
傾向があった。この傾向は、Al混晶比xが0.2〜1の範
囲でも同様であった。これらのことから、熱燐酸液の温
度を60〜90[℃]の範囲に設定することにより、エッチ
ング表面の荒れ等を招くことなく、十分なエッチング速
度でIn(Ga1-xAlx)P(0.2≦x≦1)を選択的にエッ
チングできることが判る。
FIG. 6 shows the etching rate when InGa 0.6 Al 0.4 P is etched by changing the temperature of the phosphoric acid solution to 20 to 100 [° C.]. From this figure, a sufficient etching rate is obtained at a temperature of 60 [° C] or higher, and a saturation tendency is seen at a temperature of 90 [° C] or higher. From around the point where this saturation tendency was observed, the etching surface also tended to become uneven. This tendency was the same even when the Al mixed crystal ratio x was in the range of 0.2 to 1. From these, by setting the temperature of the hot phosphoric acid solution in the range of 60 to 90 [° C.], the In (Ga 1-x Al x ) P can be sufficiently etched at a sufficient etching rate without causing roughness of the etching surface. It can be seen that (0.2 ≦ x ≦ 1) can be selectively etched.

このように、本実施例方法によれば、In(Ga1-xAlx
P(0.2≦x≦1)結晶をエッチングするに際し、温度6
0〜90[℃]の範囲の燐酸液を用いることにより、先の
実施例と同様に上記結晶をInGaPやGaAs等に対し選択的
にエッチングすることができる。さらに、エッチング表
面の荒れ等を招くこともなく、十分速いエッチング速度
でエッチングすることが可能となる。従って、先の実施
例と同様の効果が得られる。
Thus, according to the method of the present embodiment, In (Ga 1-x Al x )
When etching a P (0.2 ≦ x ≦ 1) crystal, the temperature should be 6
By using a phosphoric acid solution in the range of 0 to 90 [° C.], the above crystals can be selectively etched with respect to InGaP, GaAs and the like as in the previous embodiment. Further, it is possible to perform the etching at a sufficiently high etching rate without causing the etching surface to be rough. Therefore, the same effect as in the previous embodiment can be obtained.

なお、本発明は上述した実施例方法に限定されるもの
ではない。例えば、前記硫酸液の使用温度は、必ずしも
60〜90[℃]の範囲に限るものではなく、エッチングす
べきInGaAlP結晶に要求される条件によってはこれを越
える範囲であってもよい。但し、エッチング表面の荒れ
をなくし、且つ十分なエッチング速度を得るためには、
上記60〜90[℃]の範囲が望ましい。また、硫酸液の濃
度は、仕様に応じて適宜定めればよい。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施すること
ができる。
The present invention is not limited to the method of the embodiment described above. For example, the use temperature of the sulfuric acid solution is not always
The range is not limited to 60 to 90 [° C.], and may be a range exceeding this depending on the conditions required for the InGaAlP crystal to be etched. However, in order to eliminate the roughness of the etching surface and obtain a sufficient etching rate,
The above range of 60 to 90 [° C] is desirable. Further, the concentration of the sulfuric acid solution may be appropriately determined according to the specifications. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、硫酸液または燐
酸液を用いることにより、In(Ga1-xAlx)P(0.2≦x
≦1)のエッチングを均一且つ容易に行うことができ、
さらにGaAsやInGaP等に対する十分なエッチング選択比
を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, by using a sulfuric acid solution or a phosphoric acid solution, In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦ x
≦ 1) etching can be performed uniformly and easily,
Further, it is possible to obtain a sufficient etching selection ratio for GaAs, InGaP and the like.

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

第1図乃至第4図は本発明の一実施例方法を説明するた
めのもので第1図はAl混晶比に対するエッチング速度変
化を示す特性図、第2図はエッチング液の温度に対する
エッチング速度変化を示す特性図、第3図はリッジ型導
波路を持つ半導体レーザの概略構造を示す断面図、第4
図は上記レーザの製造工程を示す断面図、第5図及び第
6図は本発明の他の実施例方法を説明するためのもので
第5図はAl混晶比に対するエッチング速度変化を示す特
性図、第6図はエッチング液の温度に対するエッチング
速度変化を示す特性図、第7図はリッジ型導波路を持つ
従来の半導体レーザの概略構造を示す断面図、第8図及
び第9図はそれぞれリッジ部の形成方法を示す断面図で
ある。 31……N−GaAs基板、32……N−PnGaAlPクラッド層、3
3……InGaP活性層、34……P−InGaAlPクラッド層、35
……P−GaAsオーミックコンタクト層、36……N−GaAs
埋込み層、37……SiO2マスク。
1 to 4 are for explaining a method of one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a characteristic diagram showing a change in etching rate with respect to an Al mixed crystal ratio, and FIG. 2 is an etching rate with respect to the temperature of an etching solution. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a semiconductor laser having a ridge type waveguide, FIG.
FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of the above laser, FIGS. 5 and 6 are for explaining a method of another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a characteristic showing a change in etching rate with respect to an Al mixed crystal ratio. 6 and 6 are characteristic diagrams showing changes in etching rate with respect to the temperature of the etching solution, FIG. 7 is a sectional view showing a schematic structure of a conventional semiconductor laser having a ridge type waveguide, and FIGS. 8 and 9 are respectively It is sectional drawing which shows the formation method of a ridge part. 31 ... N-GaAs substrate, 32 ... N-PnGaAlP cladding layer, 3
3 …… InGaP active layer, 34 …… P-InGaAlP clad layer, 35
... P-GaAs ohmic contact layer, 36 ... N-GaAs
Buried layer, 37 …… SiO 2 mask.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−91690(JP,A) 特開 昭59−129473(JP,A) 特公 昭56−40496(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP 60-91690 (JP, A) JP 59-129473 (JP, A) JP 56-40496 (JP, B2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体結晶上にIn(Ga1-xAlx)P(0.2≦
x≦1)層を形成し、この層上にGaAs又はInGaP系の化
合物半導体層を選択的に形成する工程と、この化合物半
導体層をマスクとして、前記In(Ga1-xAlx)P層を、60
〜90[℃]の熱硫酸液または熱燐酸液からなるエッチン
グ液で選択的に除去し、所定形状にする工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. In (Ga 1-x Al x ) P (0.2 ≦
x ≦ 1) layer and selectively forming a GaAs or InGaP-based compound semiconductor layer on this layer, and using the compound semiconductor layer as a mask, the In (Ga 1-x Al x ) P layer The 60
To 90 [° C.] by selectively removing it with an etching solution composed of a hot sulfuric acid solution or a hot phosphoric acid solution to obtain a predetermined shape.
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JPS59129473A (en) * 1983-01-14 1984-07-25 Toshiba Corp Semiconductor laser device and manufacture thereof
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