JP2571258B2 - 半導体のエッチング方法 - Google Patents

半導体のエッチング方法

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JP2571258B2 JP63096943A JP9694388A JP2571258B2 JP 2571258 B2 JP2571258 B2 JP 2571258B2 JP 63096943 A JP63096943 A JP 63096943A JP 9694388 A JP9694388 A JP 9694388A JP 2571258 B2 JP2571258 B2 JP 2571258B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、対向した第１および第２表面とこの第１表
面に隣接した第１半導体領域を有する半導体を用意し、
エッチャントと前記の第１表面とを互いに接触させ、放
射線を第１表面に向け、この放射線が第１表面に入射し
た場所で第１半導体領域のエッチングを誘起するよう
に、第１半導体領域が初めて放射線を吸収する波長より
も短かいかまたはこれに等しい波長または波長範囲を有
する放射線を発生するため放射線源を付勢することより
なる半導体のエッチング方法に関するものである。
このような方法は米国特許出願公開第4518456号公報
および種々の論文に記載されている。例えば、「アプラ
イド・ファジックスA41（ソリッヅ・アンド・サーフェ
シィズ（Applied Physics A41（Solids and Surfece
s））」1986年，第315頁から330頁のエフ・エー・ホー
ル（F.A.Houle）氏の論文には、電磁放射線（以下放射
線とういう）特にレーザ放射線を適当なエッチャントの
存在の下で半導体表面のエッチングを誘起するのに用い
ることが記載されており、また「アプライド・フィジッ
クス・レターズ（Applied Physics Letters）45
（５）」1984年,9月１日，第563頁から565頁および「ア
プライド・フィジックス・レターズ48（７）」1986年,2
月17日，第496頁から498頁のデー・ヴィー・ポルドレス
ニク（D.V.Poldlesnik）氏外の論文には、ガリウム砒素
に穴を形成するのにレーザ誘起エッチングを用いること
が説明されている。
本発明は次のような半導体のエッチング方法を特徴と
するものである、すなわち、対向した第１および第２表
面とこの第１表面に隣接した第１半導体領域を有する半
導体を用意し、エッチャントと前記の第１表面とを互い
に接触させ、放射線を第１表面に向け、この放射線が第
１表面に入射した場所で第１半導体領域のエッチングを
誘起するように、第１半導体領域が初めて放射線を吸収
する波長よりも短かいかまたはこれに等しい波長または
波長範囲を有する放射線を発生するため放射線源を付勢
することよりなる半導体のエッチング方法において、半
導体の第２表面に光学的に区別可能な特徴を設け、放射
線源を前記の光学的に区別可能な特徴とアラインし、放
射線が第１半導体領域を前記の第２表面の光学的に区別
可能な特徴とアラインして第１半導体領域のエッチング
を誘起するようにしたことを特徴とする。
ここで用いられている「放射線」という言葉は電磁放
射線を意味するものと了解されるべきであり、「光学的
に区別可能」という言葉は例えばその特徴が所定波長ま
たは波長範囲の入射放射線を透過するか反射することに
よって放射線により区別できることを意味するものと了
解されるべきである。
本発明の方法は、放射線誘起エッチングの技術を、半
導体の第１表面に該半導体の対向した第２表面上の光学
的に区別可能な特徴とアラインして穴を簡単且つ正確に
形成するのに用いることを可能にしたものである。
放射線源は、光学的に区別可能な特徴とアラインされ
た後、第２表面上の光学的に区別可能な特徴とアライン
するかまたはこれを基準にするように溝またはその他の
パターンを第１表面上にエッチすることを可能にするた
めに、例えばコンピュータの制御の下で予定の通路に沿
って動かされることができる。光学的に区別可能な特徴
は、導電性の光を通さない層、導電性の光を通さない接
点領域または周囲の材料とは異なる光学特性を有する半
導体材料領域とすることができる。
例えば光双安定スイッチ素子、電気光学変調器又は自
己電気光学効果デバイス（SEED）として用いられる透過
エタロン（transmission etalon）のようなデバイス
を、適当な技術を用いて異なる材料の第１半導体領域ま
たは基板上に多重量子井戸または超格子構造として成長
させることができる。例えば、透過エタロンデバイス
を、ガリウム砒素の基板上にガリウムアルミニウム砒素
（GaxAl1-xAs,この場合ｘはガリウムと砒素の相対比を
示す）とガリウム砒素（GaAs）との交互の層の多重量子
井戸または超格子構造として成長させることができる。
エタロンデバイスの放射線透過特性を制御することがで
きるように、導電性で光を通さない接点層がエタロン構
造の頂面すなわち自由面上に必要とされる。放射線がエ
タロンの下表面に入りまたは出ることができるように、
不透明な基板を貫通する通路が必要とされる。このよう
な通路を設けるために、基板全体を米国特許出願公開第
45258687号公報に記載されているように除去し、エタロ
ン構造を、該エタロンの波長範囲で透明な支持体例えば
前記の公開公報に記載されたサファイヤ支持体に接合す
ることができる。けれども、基板の除去およびこれに続
く新たな支持体への結合プロセスは時間がかかり、結合
プロセス時に特にエタロン構造を傷つける危険が大き
い。
前述と同様な問題は、発光が基板に直角な場合の半導
体面発光デバイス例えばダイオードレーザにも起きる。
前述したような基板全体の除去に代わる解決法は「エレ
クトロニクス・レターズ（Electronics Letters）」198
7年、１月29日，第23巻，第３号のウー（Wu）氏外の論
文で論じられており、この論文では、フォトエッチング
を用いて窓を形成し、部分的に透明な銀フィルムをダイ
オード構造の露出されたｎ形ガリウムアルミニウム砒素
のクラッド層上にデポジットすることができるように、
前記の窓を通してガリウム砒素−ガリウムアルミニウム
砒素のダブルヘテロ構造デイオードレーザがエッチング
で除去される。けれども前記の論文に示されているよう
に、マスクをメサダイオード構造の活性領域とアライン
するには特別の熟練を要し、このプロセスは時間がかか
ると共にマスクアラインメントを行う人の熟練度に極め
て大きく左右される。前記の公開公報には、その第19図
によって、基板を貫通する穴または通路を設けるのに選
択エッチングを用いてもよいことが簡単に言及されてい
るが、前記の第19図に示されているように、この方法は
実際に必要なより遥かに大きな穴を生じ、基板の不当な
弱化をきたすことがある。
本発明の方法を用いれば、第１と第２の対向した表面
を有する基板を用意し、基板の第２表面上に多重量子井
戸または超格子を成長させ、この多重量子井戸または超
格子を基板上のメサ構造として形成し、基板の第１表面
に対向したメサ構造の自由面上にアパーチャを有する導
電接点を設け、レーザ放射線源を第１表面に向け、レー
ザ放射線源をメサの自由表面上の導電接点のアパーチャ
とアラインし、エッチャントと第１表面を互に接触さ
せ、基板が放射線を初めて吸収する波長よりも短いがメ
サ構造が初めて放射線を吸収する波長よりは長い波長の
放射線を発生するようにレーザ放射線源を付勢し、この
ためレーザよりの放射線が導電接点のアパーチャとアラ
インして基板のエッチングを誘起し、アパーチャとアラ
インされ且つ基板を通ってメサ構造に延在する穴を形成
することによって、透過エタロンのような半導体デバイ
スをつくることができる。メサ構造は、エッチングがこ
のメサ構造と基板の境界で確実に停止するように、エッ
チングに用いられる放射線を通すバッファ層（基板がGa
Asで多重量子井戸または超格子がGaAsとGaxAl1-xAsの交
互の層より成る場合には例えばGaxAl1-xAs）で始まるこ
とができる。このような方法を用いて極めて小さな直径
の穴をつくることができ、その上、レーザの焦点を変え
ることによって穴の直径を制御することができる。本発
明の方法によりつくられた基板を貫通する穴は、導電接
点のアパーチャと同じかまたは類似の方法であるのが好
ましく数マイクロメータ程に小さくできる。
本発明の方法を用いてつくられた穴は、本発明の方法
を用いてつくられた半導体デバイスに入りまたはより出
る放射線の光ガイドとして用いることができる。この光
ガイドの特性は、エタロンが、穴または光ガイドを形成
するためにエッチングを誘起するのに用いられる放射線
の波長と同じかまたは類似の波長で動作するように設計
されれば、特に透過エタロンの場合に最適にすることが
できる。
本発明の方法は、放射線源が付勢されると放射線が第
１表面に垂直に該第１表面に入射するように放射線源を
光学的に区別可能な特徴とアラインするのが好ましい。
けれども、放射線源は、傾斜した穴または溝等を光学的
に区別可能な特徴とアラインして第１半導体領域を貫通
してエッチすることができるようにするために、第１表
面の垂線に或る角度で入射する放射線を与えるようにア
ラインすることもできる。
２つまたはそれ以上の穴をエッチすることを可能と
し、この場合１つの穴は光学的に区別可能な特徴とアラ
インされまた他方または他の夫々の穴は放射線源の予定
の空間関係および相対配向に応じて前記の１つの穴（し
たがって光学的に区別可能な特徴）と予定の空間関係を
有するように、第１半導体領域が放射線を吸収する波長
よりも短いかまたはそれに等しい波長または波長範囲を
有する放射線を発生し且つそれ等の放射線源の相対配向
が予め定められた、２つまたはそれ以上の離間された放
射線源を設けることもできる。放射線源として１つまた
はそれ以上のレーザを用いることができる。
放射線源に対して不変の配向を有する補助放射線源よ
りの放射線のビームを半導体に向け、半導体と放射線源
を相対的に動かし、第２表面で透過および／または反射
された補助放射線源により放射線の量を検出することに
より、放射線源を光学的に区別可能な特徴とアラインす
ることができる。第２表面で透過されまたは反射された
補助放射線源よりの放射線の量は、光検出器のような放
射線検出器を用いて検出することができる。この補助放
射線源は白色光源でもよい。代りに、放射線源が２つの
波長（範囲）で同調可能な場合には、この２つの波長
（範囲）の一方だけが第１領域のエッチングを誘起し、
他方は補助放射線源として用いられることができる。
放射線検出器は第１半導体領域のエッチングを監視す
るのに用いることができる。放射線検出器を放射線源の
アイラインメントとエッチングの進行を監視するのに用
いれば、全プロセスを容易に自動化することができ、何
れにしてもオペレータの特別な熟練を必要としない。
以下、添付の図面を参照して本発明を実施例によって
説明する。
図面は略図的なもので寸法比通りのものでないことを
了解され度い。特に第１図では、図示のデバイスの各部
分の相対寸法は実際とは変えられており、例えば層の厚
さは見易くするために誇張されている。第１図は断面図
ではあるが、やはり見易くするために斜影は省略してあ
る。
第１図は例えば光双安定スイッチ素子、電子光学変調
器または自己電気光学効果デバイスの透過エタロンデバ
イスを示すもので、このデバイスは、その上に第２半導
体領域または薄い（代表的には１マイクロメータまたは
それ以下の厚さ）エタロン構造２がエピタキシャルに成
長された（例えば分子線エピタキシー（molecular beam
epitaxy:MBE）または有機金属気相エピタキシー（meta
l or−ganic vapour phase epitaxy:MOVPE）によって）
第１半導体領域、すなわち基板１を有する半導体10より
成り、前記の第２半導体領域は、第１半導体領域が初め
て放射線を吸収する波長よりも短い波長で初めて放射線
を吸収するように形成される。この実施態様では、第１
半導体領域１は、半絶縁性またはｎ形導電でよい略々10
0マイクロメータの厚さのガリウム砒素板で、一方第２
半導体領域２は、GaxAl1-xAsの層の形の薄い（代表的に
は略々１マイクロメータの厚さ）エタロン構造か、また
は、図示したようにGaAsとGaxAl1-xAsの交互の層より成
る多重量子井戸または超格子構造20で、この場合この多
重量子井戸または超格子構造20はGaxAl1-xAsの２つのバ
ッファ層21と22の間にサンドイッチ状に挟まれている。
この実施例では、GaxAl1-xAs層21と22は夫々多重量子井
戸または超格子構造20に電気接点および光まどを与える
のに役立つ。けれども、エタロンはGaxAl1-xAs層21と22
なしに多重量子井戸または超格子構造を有することもで
きる。
基板の所定面すなわち第１面６と反対のエタロン構造
２の表面５には別の領域３が設けられる。放射線がエタ
ロン構造２を通って出ることのできるアパーチャ４がフ
ォトエッチング技術によって前記の領域を貫通して形成
される。このアパーチャ４は、第２表面５で支持された
光学的に区別可能な特徴を形成する。
例えばエタロン構造２と基板１とを横切って電界を加
えてエタロン構造の放射線透過特性を変えることを可能
にするためエタロン構造２に電気接点をつくることがで
きるように、この実施例では、前記の別の領域３は導電
層、例えば金属層、前に論じた配置ではエタロンのGaxA
l1-xAs表面５と接触する金の層である。別の領域３が電
気接点として用いられる場合には、同様の導電層（図示
せず）を基板１の表面６に設けることができる。
図に示したように、エタロン構造２は、基板１上にメ
サ構造を形づくるようにフォトエッチング技術で形成さ
れ、この場合エタロン構造２の露出縁2aと基板の表面の
露出領域5aは絶縁または不活性材料７例えば二酸化珪
素、窒化珪素、ポリアミド或いはポリイミドによって被
覆される。
前述の透過エタロンデバイスのGaAs基板１は該デバイ
スが用いられる波長において不透明であり、したがっ
て、放射線がエタロン構造２に入って出ることができる
ように基板１をエッチングで除去する必要がある。同じ
基板１上に集積されるデバイスの物理的強度を不必要に
減少することなくまた良好なシートを可能ならしめるよ
うに、基板１の極く僅かな部分を除去するのが通常望ま
しい。したがって、第１図に示した穴８のような極く小
径の穴を形成するのが望ましい。
このような穴を基板を貫通してエッチすることのでき
る本発明の一実施例を以下に説明する。第２図はこの方
法を実行する装置を略図的に示したものである。
第２図に示すように、装置は、Ｘ−Ｙ可動支持テーブ
ル12をそなえた顕微鏡−カメラシステム11を有する。こ
の顕微鏡−カメラシステム11は、カメラ14、接眼レンズ
15a、ハーフ銀ミラー16（half−silvered mirror）およ
び対物レンズ15bを有する。光学システム13の光軸Ａ
は、前記のＸ−Ｙ可動支持テーブル12内で穴12aとアラ
インされる。
大きな矢印Ｌで示した放射線源、この実施例ではレー
ザ、が顕微鏡−カメラシステム11の側方に取付けられ、
このため放射線源よりの放射線は通路Ｐに沿って進行し
てハーフ銀ミラー16で下方に光軸Ａに沿って反射され
る。したがって、図示したように、ハーフ銀ミラー16は
光軸Ａを横切って該光軸に45゜の角度で延在し、放射線
源Ｌは、該放射線源よりの放射線が前記のハーフ銀ミラ
ー16の垂線に対して45゜の角度で入射するようにアライ
ンされる。
白熱ランプのような補助放射線源または照明具17が、
穴12aおよび光軸ＡとアラインされるようにＸ−Ｙ可動
支持テーブル25の下方に位置される。第１放射線検出器
18が、後で説明するようにサンプルを通過した補助放射
線源17よりの光を検出するように、放射線源Ｌとハーフ
銀ミラー16の間の通路Ｐに入ったり出たりすることがで
きる。第２放射線検出器は、後で説明するようにエッチ
ングの進行の終りを検出するように、Ｘ−Ｙ可動支持テ
ーブル12の穴12aと補助放射線源17の間の位置で光軸Ａ
とアラインしたり外れたりするように動くことができ
る。放射線検出器18および19はフォトダイオードでよ
い。
前述の実施例で説明したGaAs基板を貫通して穴８をエ
ッチするために第２図の装置を使用する場合、半導体10
が使用放射線を通す容器25内に置かれ、この容器25は、
半導体10が穴12aの上に位置するようにＸ−Ｙ可動支持
テーブル12上に位置される。この実施例では、半導体10
が容器内に位置される時導電層３とこの導電層３内のア
パーチャ４は既に設けられているが、メサ構造は、若し
所望ならば必ずしも形成されている必要はないことを了
解さるべきである。したがって半導体10は、第２図に示
したように、容器内に置かれた時には基板１に隣接する
エタロン構造２とこのエタロン構造２の表面上の大部分
に存する導電層３とを有する。
半導体10は容器25内に表面を下にしてすなわち導電層
３が容器25の底26に隣接するようにして置かれる。
次いで補助放射線源17が付勢され、顕微鏡−カメラシ
ステム11のカメラ14を通して半導体10を観察している間
に、Ｘ−Ｙ可動支持テーブル12が、導電層３のアパーチ
ャ４が明るいスポットとして現れ、かくして顕微鏡−カ
メラシステム11の光軸Ａとアラインされる迄、動かされ
る。
次いで、通路Ｐ内に位置され且つ補助放射線源17の波
長に感応する第１検出器18の出力が、導電層３のアパー
チャ４が正確に光軸Ａとアラインする迄Ｘ−Ｙ可動支持
テーブルを用いて容器25を動かすことにより最大にされ
る。このようにしてアパーチャ４がアラインされると、
第１放射線検出器18は通路Ｐより除かれ、エッチャント
27が所定表面６を覆うように容器に入れられる。
基板１が半絶縁性またはｎ形GaAsであるこの実施例で
は、使用されるエッチャントは1:1:100の（重量）比のH
2SO4:H2O2:H2Oの混合物より成るものでもよい。その他
の適当なエッチャントは前記の論文に記載されている。
補助放射線源17が、相互に作用して早すぎるエッチン
グを生ずるおそれのある放射線を出さないならば、顕微
鏡−カメラシステム11のアライメントをエッチャント27
を入れた後に行うことも可能であろう。この補助放射線
源17は、第１および第２半導体領域（勿論別の領域すな
わち第３領域はそうでない）が何れも補助放射線を通す
かまたは例えば第２領域が補助放射線波長範囲の一部だ
けを吸収するように選ぶことができる。
エッチャントが入れられると、顕微鏡−カメラシステ
ム11は対物レンズ15bを用いて再焦点合せされ、この場
合第１放射線検出器18は通路Ｐより除かれている。次い
で、放射線を所定面６に向けるようにレーザ放射線源Ｌ
がスイッチオンされ、補助放射線源17はスイッチオフさ
れる。レーザの出力放射線の波長は、第２半導体領域す
なわちエタロン構造２が初めて放射線を吸収する波長よ
りも長いが第１半導体領域１が初めて放射線を吸収する
波長よりも短いかまたはこれに等しいように選ばれる。
したがって、レーザ波長は、エネルギhc/λ（この場合
λはレーザ波長）がエタロン構造２の吸収エネルギE2よ
りも小さいが基板１のバンドギャップエネルギE1よりも
大きいように選ばれる。基板１がGaAsでエタロン構造２
がGaAsとGaxAl1-xAsの交互の層の多重量子井戸または超
格子を有する前述の実施例では、レーザは、第１領域の
ドーピングに応じて700−850nmの出力波長と１から1000
0W/cm2の範囲の出力密度を有する連続（CW）作用色素レ
ーザとすることができ、この場合強くｎ形にドープされ
た基板１に対して低い出力密度が必要とされる。前記の
実施例では、レーザ光は、所定表面６に直角に延在する
穴をつくることができるように所定表面６に対して垂直
に該所定表面に入射される。穴８の所望の直径に応じ
て、レーザビームは対物レンズ15bを用いて所定表面６
上に小さなスポットに焦点合せされることができる。こ
の焦点合せされたスポットの直径は言う迄もなく焦点距
離と対物レンズ15aの絞りに依存する。
所定表面６上に焦点合せされてこれに吸収されたレー
ザ光は、この表面６近くの半導体材料内のキャリヤの光
発生（photogeneration）を生じ、所定表面６とエッチ
ャントの境界面における光発生された少数キャリヤがエ
ッチングを誘起または加速する。エッチングが進むにつ
れて、エッチされた構造は、前記の「アプライド・フィ
ジックス・レターズ48（７）」1986年、２月17日、第49
6頁から498頁の論文に記載されたように、入射レーザビ
ームをとぢ込めて効果的に伝送する中空の導波管として
働く。この導波効果が、垂直な側壁を有する穴をエッチ
することのできる垂直エッチングを可能にする。
略10W/cm2のレーザ出力密度に対し、分当り略々５か
ら10マイクロメータの割合で100マイクロメータの深さ
の穴８がエッチされる。この穴の直径は、レーザビーム
スポットを集束できる直径に応じて、数マイクロメータ
例えば１から５マイロクメータ程度に小さくすることが
できる。この実施例では基板１は100マイクロメータの
厚さでしかないが、前記の「アプライド・フィジックス
・レターズ48（７）」1986年、２月17日、第496頁から4
98頁の論文に記載されているように、例えば250マイク
ロメータより厚い基板を貫通して穴をエッチすることも
できる。光化学エッチングを誘起するのに用いられた放
射線はエタロン構造で吸収されないので、この放射線は
エタロン構造にエッチングを誘起する働きはなく、した
がって光化学エッチングは第１領域と第２領域の境界で
停止する。エッチングプロセスはカメラ14を経て観察す
ることができ、更に第２放射線検出器19はエッチングの
終了を検出するのに用いることができる。というのは、
エッチングが進むと、半導体10を通過するレーザ源より
の放射線量は、エッチされた穴の底がメサ構造に近づく
につれて増加し、エッチングが第１領域と第２領域の境
界面で終了した時には検出器で受けられる放射線量が極
めて急速に増加して横ばいになるに至るからである。
前述の実施例ではｎ形または半絶縁性GaAsを基板とし
て用いたが、この基板はｐ形GaAsとすることもできる。
基板がｐ形GaAsの場合には、「アプライド・フィジック
ス・レターズ39（１）」1981年、７月１日、第79頁から
78頁のエフ・ダブリュ・オスターマイヤー（F.W.Osterm
ayer）氏外の論文「フォトエレクトロケミカル・エッチ
ング・オブ・ｐ−GaAs（Photoelectrochemical etching
of p−GaAs）」に記載されているように、GaAs基板に
電位を加え、この印加された電位を光還元（photoreduc
tion）が起きる値と酸化が起きる値の間で周期的に切換
え、以て光還元の間に表面に形成されるGa層を除いてエ
ッチングを容易にすることが必要である。
前述の方法は、正確にアラインしまた選択された波長
または波長範囲において適当に異なる吸収特性を有する
２つの放射線半導体材料の一方を通して穴をエッチする
ことが望まれるすべての場合に用いることができる。
前述の実施例では、別の領域３はエタロン構造の表面
５上に直接設けられた導電層であるが、放射線源Ｌより
の放射線を吸収しまた基板１を貫通することが望まれる
穴８と同様な穴が既に形成されている、基板１と同様な
別の半導体領域を、前記の別の領域３とエタロン構想２
の間に設けてもよい。このような配置では、光学的に区
別可能な特徴を形成するアパーチャ４は、前記の別の半
導体領域の穴で形成され、次いで基板１にエッチされる
穴８は本発明の方法を用いてこれと正確にアラインされ
ることができる。前記の別の領域３は半導体デバイスの
永久的な部分でなくてもよく、アパーチャ４が形成され
てこの基準アパーチャ４に対して穴８の正確なアライン
メントを可能にする放射線反射マスキング層とすること
もできる。更に、アパーチャ４は必ずしもアパーチャそ
れ自身である必要はなく、レーザ放射線源の放射線を通
す半導体領域を構成することもできる。
同様に、本発明の方法は、穴を、半導体の対向面上の
任意の光学的に区別可能な特徴とアラインして基板を貫
通して形成するのに用いることができるものであること
を了解さるべきである。例えば、金属接点またはトラッ
クのような光学的に不透明な特徴が半導体の対向したす
なわち第２表面に設けられた場合には、第１検出器18を
用い、半導体より透過された補助放射線源よりの光の最
小量を検出するか或いは補助放射線源を半導体の他方の
側に位置させて反射光の最大を検出することによって前
記の特徴とアラインするように穴を形成することができ
る。
光学システム内にビームスプリッタを設ければ多数の
穴を同時にエッチすることができ、この場合各穴の分離
とアラインメントは、スプリットされたビームの分離と
アラインメントによって決まる。同様に、対物レンズ15
bをマイクロレンズアレーに代えれば、多数の接近した
補助レーザビームを与え、特にSEEDまたは同様な光学エ
タロン構造に適したような細い穴のアレーをエッチする
ことが可能になる。何れの場合も、アレーに対する基準
点を形成するのに唯一つの光学適に区別可能な特徴が第
２表面で支持されることが必要なだけである。つくられ
る穴の直径は光学装置（最初のレーザビームの直径と共
同して）によって決めることができる。更に、穴に加え
て、若しレーザ源を所定表面を横切って走査することが
できれば、溝やその他の所望のパターンを基板を通して
エッチすることができる。この溝または一連の穴は、光
軸Ａに沿って補助放射線源17の位置から向けられた赤外
線照明を用いてカメラ４および光学シテスム13を経て対
向表面上の金属トラックとアラインすることができる。
補助放射線源が白色光源の場合には、エッチングを誘起
するおそれのある放射線をこの白色光源より除くように
フィルタを設けることができる。この場合補助放射線源
は赤外線源として用いられる。
深さの異なる穴をエッチするために２つまたはそれ以
上の正確にアラインされた異なる波長のレーザビームを
用い、第１の波長は例えば第１半導体層だけを通して光
化学エッチングを可能にし、第２の波長は前記の第１と
これに続く半導体を通してエッチングを可能にし、この
場合放射線源の選ばれた１つが光学的に区別可能な特徴
とアラインされ、他はこの１つの放射線源に対して所定
の配向を有するようにすることも考えられる。本発明の
方法を用いてつくられた穴は前述したような光ガイドま
たは光通路として用いることができ、或いは、例えば半
導体、金属または絶縁体等の材料が中にデポジットされ
る接点穴を形成することができる。特にエッチャントを
適当なメッキ技術に代えることにより、金属をエッチさ
れた穴の壁にメッキすることができる。前記のエフ・エ
ー・ホール氏の論文には、光化学的または光熱的にデポ
ジットすることができる幾つかの金属フィルムが記載さ
れている。
以上発明した装置ではレーザを用いているが、他の光
源例えばアークランプまたは放電ランプを適当なフィル
タと共に用いて放射線源Ｌを得ることもできる。放射線
源Ｌが、例えばチューナブルレーザまたは可変フィルタ
或いは波長シフタのような可変の出力周波数または周波
数範囲を有する場合には同じ放射線源を主放射線源Ｌと
補助放射線源17として用いることができる。このような
装置では、第１領域１で吸収されない第１の波長または
波長範囲は、第２検出器19（若しこの検出器19が前記の
第１の波長または波長範囲を感受しなければ代りの検出
器）の出力を検出することにより放射線源を半導体の対
向面すなわち第２表面上の光学的に区別可能な特徴とア
ラインするのに用いられ、第１領域１で吸収されるが第
２領域２では吸収されない放射線源の第２の波長または
波長範囲は、光化学エッチングに用いられる。このよう
な装置では、第１検出器18は必要とされない筈である。
更に、本発明の方法は、以上述べた特定の実施例に限
定されるものではなく、少なくとも第２半導体領域の部
分が第１半導体領域によって所定表面より離されるよう
に半導体の所定表面に面する第１半導体領域とこの第１
半導体領域に隣接した第２半導体領域とを有し、この場
合第１と第２半導体領域は、勿論放射線の波長とエネル
ギ密度のほかに使用エッチャントのタイプが半導体材料
に適するように選ぶべきことは了解されるべきである
が、第２半導体領域は第１半導体領域が初めて放射線を
吸収する波長よりも短い波長で初めて放射線を吸収する
任意の半導体に適用することができる。
本願の明細書の説明から、その他の変形は当業者にと
って明らかであろう。このような変形は、半導体デバイ
スの設計においけ既に公知でありまた既に説明した特徴
の代りまたはこれに加えて用いられることのできるその
他の特徴を含むことができる。本願の特許請求の範囲は
特徴の特定の組合せに対して示してあるが、本発明の開
示の範囲は、ここに明らかにまたは暗示的に開示された
すべての新規な特徴またはここに開示された特徴のすべ
ての新規な組合せも、または、それが現在特許請求の範
囲に記載された発明と同じ発明に関すると否とに拘ら
ず、またそれが本発明のように任意のまたはすべての技
術的問題を軽減すると否とに拘らず、これ等の特徴の１
つまたはそれ以上の総括或いは変形も含むものであるこ
とを了解され度い。本願はまた本願或いは本願より派生
したすべての別の出願の係属中に、新たな特許請求の範
囲にそのような特徴および／またはそのような特徴の組
合せが示されることがあることをここに明らかにしてお
く。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法によりつくられた半導体デバイス
の略断面図、 第２図は本発明方法を実施する装置の略線図である。 １……第１半導体領域（基板） ２……第２半導体領域（エタロン構造） ３……第３領域、４……アパーチャ ５……第２表面、６……第１表面 ８……穴、10……半導体 12……Ｘ−Ｙ可動支持テーブル 14……カメラ、15a……接眼レンズ 15b……対物レンズ、16……ハーフ銀ミラー 17……補助放射線源、18……第１放射線検出器 19……第２放射線検出器、25……容器 27……エッチャント、Ｌ……放射線源

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】対向した第１および第２表面とこの第１表
    面に隣接した第１半導体領域を有する半導体を用意し、
    エッチャントと前記の第１表面とを互いに接触させ、放
    射線を第１表面に向け、この放射線が第１表面に入射し
    た場所で第１半導体領域のエッチングを誘起するよう
    に、第１半導体領域が初めて放射線を吸収する波長より
    も短かいかまたはこれに等しい波長または波長範囲を有
    する放射線を発生するため放射線源を付勢することより
    なる半導体のエッチング方法において、半導体の第２表
    面に光学的に区別可能な特徴を設け、放射線源を前記の
    光学的に区別可能な特徴とアラインし、放射線が第１半
    導体領域を前記の第２表面の光学的に区別可能な特徴と
    アラインして第１半導体領域のエッチングを誘起するよ
    うにしたことを特徴とする半導体のエッチング方法。
  2. 【請求項２】半導体を第２半導体領域が第１半導体領域
    と第２表面の間に位置するようにし、この場合第１と第
    ２半導体領域を、第２半導体領域は第１半導体領域が初
    めて吸収する波長よりも短い波長で初めて放射線を吸収
    するように形成し、第２半導体領域が初めて吸収する波
    長よりも長い波長または波長範囲を有する放射線を発生
    するため放射線源を付勢する請求項１記載の半導体のエ
    ッチング方法。
  3. 【請求項３】第１半導体領域上に多重量子井戸または超
    格子構造を成長させることにより第２半導体領域を設け
    る請求項２記載の半導体のエッチング方法。
  4. 【請求項４】第１半導体領域をガリウム砒素基板とし、
    多重量子井戸または超格子構造をガリウムアルミニウム
    砒素とガリウム砒素の交互の層として成長させる第３項
    記載の半導体のエッチング方法。
  5. 【請求項５】第２半導体領域を第１半導体領域上のメサ
    構造の少なくとも一部として設ける請求項２乃至３の何
    れか１項記載の半導体のエッチング方法。
  6. 【請求項６】放射線源としてレーザを使用する請求項１
    乃至５の何れか１項記載の半導体のエッチング方法。
  7. 【請求項７】放射線源に対して不変の配向を有する補助
    放射線源よりの放射線のビームを半導体に向け、半導体
    と放射線源を相対的に動かし、第２表面で透過および／
    または反射された補助放射線源によりの放射線の量を検
    出することにより、放射線源を光学的に区別可能な特徴
    とアラインする請求項１乃至６の何れか１項記載の半導
    体のエッチング方法。
  8. 【請求項８】光学的に区別可能な特徴を、第２表面上に
    支持された導電層のアパーチャとして設ける請求項１乃
    至７の何れか１項記載の半導体のエッチング方法。
  9. 【請求項９】放射線検出器を用いて半導体を通過する放
    射線源よりの放射線の量を検出し、第１半導体領域のエ
    ッチングを監視する請求項１乃至８の何れか１項記載の
    半導体のエッチング方法。
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