JP2932968B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に２段メサ構造あるいは複数の段メサ構造を有
する半導体装置の製造方法に関する。
関し、特に２段メサ構造あるいは複数の段メサ構造を有
する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の２段メサ構造を持つ半導体装置の
製造方法を図３を用いて説明する。Ｓｉ基板３０上の所
定の位置に保護膜３１を設けて窓開けを行う（図３
（ａ））。次にエッチング液を用いてＳｉ基板３０を所
定の深さまでエッチングを行う（図３（ｂ））。この
後、２段メサにする場所の保護膜３１のストライプ幅を
部分的に狭くして残りの保護膜３１を取り除く（図３
（ｃ））。再びエッチング液でエッチングを行うことに
より保護膜３１直下の部分以外がエッチングされ２段メ
サ形状が得られる。
製造方法を図３を用いて説明する。Ｓｉ基板３０上の所
定の位置に保護膜３１を設けて窓開けを行う（図３
（ａ））。次にエッチング液を用いてＳｉ基板３０を所
定の深さまでエッチングを行う（図３（ｂ））。この
後、２段メサにする場所の保護膜３１のストライプ幅を
部分的に狭くして残りの保護膜３１を取り除く（図３
（ｃ））。再びエッチング液でエッチングを行うことに
より保護膜３１直下の部分以外がエッチングされ２段メ
サ形状が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の２段メサを有す
る半導体装置の製造方法では、保護膜形成、露光、現
像、保護膜除去を２回にわけておこなわなければなら
ず、工程が複雑化していた。また保護膜除去をフォトリ
ソグラフィでおこなう場合には１回目の除去と２回目の
除去での位置合わせのズレなどからメサが左右対称にな
らないという問題点があった。
る半導体装置の製造方法では、保護膜形成、露光、現
像、保護膜除去を２回にわけておこなわなければなら
ず、工程が複雑化していた。また保護膜除去をフォトリ
ソグラフィでおこなう場合には１回目の除去と２回目の
除去での位置合わせのズレなどからメサが左右対称にな
らないという問題点があった。
【０００４】本発明の目的は、２段メサ構造を有する半
導体装置の製造方法において、１回の保護膜除去で簡便
に左右対称な２段メサ構造を形成する方法を提供するこ
とにある。
導体装置の製造方法において、１回の保護膜除去で簡便
に左右対称な２段メサ構造を形成する方法を提供するこ
とにある。
【０００５】
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明の半導体装置の製
造方法は、 半導体基板上に（Ａｌy Ｇａ1-y ）w Ｉｎ
1-w Ｐ層と（ＡｌX Ｇａ1-X ）z Ｉｎ1-z Ｐ層
（０．７≧ｘ≧ｙ≧０．５、０．６≧ｚ，ｗ≧０．４）
を続いて積層させ、マスクを形成した後に臭化水素酸と
水の混合液でエッチングを行うことを特徴とする。
造方法は、 半導体基板上に（Ａｌy Ｇａ1-y ）w Ｉｎ
1-w Ｐ層と（ＡｌX Ｇａ1-X ）z Ｉｎ1-z Ｐ層
（０．７≧ｘ≧ｙ≧０．５、０．６≧ｚ，ｗ≧０．４）
を続いて積層させ、マスクを形成した後に臭化水素酸と
水の混合液でエッチングを行うことを特徴とする。
【０００７】
【作用】化合物半導体層はその組成比によってエッチン
グ液によるエッチングレートが異なる。本発明では半導
体基板上に各層の組成比が異なり、かつ各層のエッチン
グレートが順に大きくなるように化合物半導体層を連続
して積層させ、マスクを形成した後に前記化合物半導体
層のエッチングを行うことにより２段メサ構造あるいは
複数の段メサ構造を有する半導体装置を作製している。
ここで段メサを形成するための化合物半導体層の一例と
してＡｌＧａＩｎＰ層を用いて説明する。
グ液によるエッチングレートが異なる。本発明では半導
体基板上に各層の組成比が異なり、かつ各層のエッチン
グレートが順に大きくなるように化合物半導体層を連続
して積層させ、マスクを形成した後に前記化合物半導体
層のエッチングを行うことにより２段メサ構造あるいは
複数の段メサ構造を有する半導体装置を作製している。
ここで段メサを形成するための化合物半導体層の一例と
してＡｌＧａＩｎＰ層を用いて説明する。
【０００８】（Ａｌs Ｇａ1-s ）t Ｉｎ1-t Ｐにおいて
０．７≧ｓ≧０．５、０．６≧ｔ≧０．４の範囲では
（００１）面に積層されたＡｌＧａＩｎＰ結晶を臭化水
素酸と水の混合溶液により２３℃でエッチングしたとき
の深さ方向及び横方向のエッチング速度はほぼ以下の式
に従う。
０．７≧ｓ≧０．５、０．６≧ｔ≧０．４の範囲では
（００１）面に積層されたＡｌＧａＩｎＰ結晶を臭化水
素酸と水の混合溶液により２３℃でエッチングしたとき
の深さ方向及び横方向のエッチング速度はほぼ以下の式
に従う。
【０００９】深さ方向のエッチング速度：Ｖｄ（μm ／
ｍｉｎ）＝１３．８１３９×ｓ×ｕ−４．５６０８４×
ｕ＋６．３０３７３×ｕ＋２．０４６１８８ 横方向のエッチング速度：Ｖｓ（μm ／ｍｉｎ）＝−
０．３９５×ｓ×ｕ＋０．２３７×ｓ＋０．７１７９×
ｕ−０．３０７８４ ここで、ｕは臭化水素水の体積を臭化水素酸と水の合計
の体積で割った値である。例えば、ｓ＝０．５、ｔ＝
０．５、ｕ＝０．４のときには Ｖｄ＝０．００７５６（μm ／ｍｉｎ）、Ｖｓ＝０．０
１８８２（μm ／ｍｉｎ）、 ｓ＝０．７、ｔ＝０．５、ｕ＝０．４のときには Ｖｄ＝０．２（μm ／ｍｉｎ）、Ｖｓ＝０．０３４６２
（μm ／ｍｉｎ）となる。
ｍｉｎ）＝１３．８１３９×ｓ×ｕ−４．５６０８４×
ｕ＋６．３０３７３×ｕ＋２．０４６１８８ 横方向のエッチング速度：Ｖｓ（μm ／ｍｉｎ）＝−
０．３９５×ｓ×ｕ＋０．２３７×ｓ＋０．７１７９×
ｕ−０．３０７８４ ここで、ｕは臭化水素水の体積を臭化水素酸と水の合計
の体積で割った値である。例えば、ｓ＝０．５、ｔ＝
０．５、ｕ＝０．４のときには Ｖｄ＝０．００７５６（μm ／ｍｉｎ）、Ｖｓ＝０．０
１８８２（μm ／ｍｉｎ）、 ｓ＝０．７、ｔ＝０．５、ｕ＝０．４のときには Ｖｄ＝０．２（μm ／ｍｉｎ）、Ｖｓ＝０．０３４６２
（μm ／ｍｉｎ）となる。
【００１０】このようにＡｌＧａＩｎＰ結晶の組成、及
びエッチング液の組成によって深さ方向及び横方向のエ
ッチング速度が変化する。したがって、半導体基板上に
組成が０．７≧ｘ≧ｙ≧０．５、０．６≧ｚ，ｗ≧０．
４であるような（Ａｌx Ｇａ1-x ）z Ｉｎ1-z Ｐ層とそ
れより基板側に位置する（Ａｌy Ｇａ1-y ）w Ｉｎ1- w
Ｐ層が連続した層構造を臭化水素酸と水の混合溶液によ
りエッチングしたときにできるメサ構造は２段メサとな
り、その形状はｘ，ｙ及びエッチング液の組成によって
変えることができる。
びエッチング液の組成によって深さ方向及び横方向のエ
ッチング速度が変化する。したがって、半導体基板上に
組成が０．７≧ｘ≧ｙ≧０．５、０．６≧ｚ，ｗ≧０．
４であるような（Ａｌx Ｇａ1-x ）z Ｉｎ1-z Ｐ層とそ
れより基板側に位置する（Ａｌy Ｇａ1-y ）w Ｉｎ1- w
Ｐ層が連続した層構造を臭化水素酸と水の混合溶液によ
りエッチングしたときにできるメサ構造は２段メサとな
り、その形状はｘ，ｙ及びエッチング液の組成によって
変えることができる。
【００１１】（Ａｌx Ｇａ1-x ）z Ｉｎ1-z Ｐ層と（Ａ
ｌy Ｇａ1-y ）w Ｉｎ1-w Ｐ層をウェットエッチングす
る時のエッチング速度の違いを利用して、２段メサ構造
を形成しているため、保護膜除去を２回に分けておこな
う必要がなく、工程を少なくできる。また、１回のフォ
トリソグラフィだけで２段メサを形成できるので、メサ
の左右非対称の原因となっていた２回に分けられた保護
膜の形成を行うことがないので、位置合わせズレを避け
ることができ左右非対称のないメサ構造を有する半導体
装置を形成することができる。
ｌy Ｇａ1-y ）w Ｉｎ1-w Ｐ層をウェットエッチングす
る時のエッチング速度の違いを利用して、２段メサ構造
を形成しているため、保護膜除去を２回に分けておこな
う必要がなく、工程を少なくできる。また、１回のフォ
トリソグラフィだけで２段メサを形成できるので、メサ
の左右非対称の原因となっていた２回に分けられた保護
膜の形成を行うことがないので、位置合わせズレを避け
ることができ左右非対称のないメサ構造を有する半導体
装置を形成することができる。
【００１２】
【実施例】本発明の半導体装置の製造方法の実施例とし
て半導体レーザを用いて説明する。
て半導体レーザを用いて説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例で、ＡｌＧａＩｎ
Ｐ赤色半導体レーザを製作する工程の一部である。まず
ＭＯＶＰＥエピタキシャル成長により、ｎ型ＧａＡｓ基
板２１上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２、多重量
子井戸活性層１３、ｐ型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐ内側クラッド層１４（厚さ０．８μm ）、ｐ型
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側クラッド層１
５（厚さ０．６μm ）、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１６
を積層した（図１（ａ））。
Ｐ赤色半導体レーザを製作する工程の一部である。まず
ＭＯＶＰＥエピタキシャル成長により、ｎ型ＧａＡｓ基
板２１上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２、多重量
子井戸活性層１３、ｐ型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐ内側クラッド層１４（厚さ０．８μm ）、ｐ型
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側クラッド層１
５（厚さ０．６μm ）、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１６
を積層した（図１（ａ））。
【００１４】次にフォトリソグラフィにより形成したＳ
ｉＯ2 マスク１７を保護膜としてＧａＡｓコンタクト層
１６をリン酸：３０％の過酸化水素水：水の割合を１：
１：１０とした混合液を用いてエッチングした（図１
（ｂ））。
ｉＯ2 マスク１７を保護膜としてＧａＡｓコンタクト層
１６をリン酸：３０％の過酸化水素水：水の割合を１：
１：１０とした混合液を用いてエッチングした（図１
（ｂ））。
【００１５】さらに臭化水素酸と水が２：３の混合溶液
をエッチング液として、２３℃の条件下でｐ型（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側クラッド層１５とｐ
型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ内側クラッド層
１４を５２分間エッチングした（図１（ｃ））。
をエッチング液として、２３℃の条件下でｐ型（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側クラッド層１５とｐ
型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ内側クラッド層
１４を５２分間エッチングした（図１（ｃ））。
【００１６】このときｐ型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐ内側クラッド層１４とｐ型（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側クラッド層１５のエッチン
グ速度の違いによりメサ形状は図１（ｃ）に示すように
２段メサ構造となる。
ｎ0.5 Ｐ内側クラッド層１４とｐ型（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側クラッド層１５のエッチン
グ速度の違いによりメサ形状は図１（ｃ）に示すように
２段メサ構造となる。
【００１７】また図２は本発明のもう一つの実施例であ
る。まずＭＯＶＰＥエピタキシャル成長により、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板２１上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２
２、多重量子井戸活性層２３、ｐ型（Ａｌ0.5 Ｇ
ａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ内側クラッド層２４（厚さ０．
８μm ）、ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外
側クラッド層２５（厚さ０．６μm ）、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層２６を積層した（図２（ａ））。
る。まずＭＯＶＰＥエピタキシャル成長により、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板２１上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２
２、多重量子井戸活性層２３、ｐ型（Ａｌ0.5 Ｇ
ａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ内側クラッド層２４（厚さ０．
８μm ）、ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外
側クラッド層２５（厚さ０．６μm ）、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層２６を積層した（図２（ａ））。
【００１８】次にフォトリソグラフィにより形成したＳ
ｉＯ2 マスク２７を保護膜としてＧａＡｓコンタクト層
をリン酸：３０％の過酸化水素水：水の割合を１：１：
１０とした混合液エッチングした（図２（ｂ））。
ｉＯ2 マスク２７を保護膜としてＧａＡｓコンタクト層
をリン酸：３０％の過酸化水素水：水の割合を１：１：
１０とした混合液エッチングした（図２（ｂ））。
【００１９】さらに臭化水素酸と水が３：２の混合溶液
をエッチング液として、２３℃の条件下でｐ型（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側クラッド層２５とｐ
型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ内側クラッド層
２４を３分４５秒間エッチングした（図２（ｃ））。
をエッチング液として、２３℃の条件下でｐ型（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側クラッド層２５とｐ
型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ内側クラッド層
２４を３分４５秒間エッチングした（図２（ｃ））。
【００２０】このときできるメサ構造は図２（ｃ）に示
すように２段メサ構造となるが、その形状は図１に示す
実施例１の場合とは大きく異なっている。これはエッチ
ング液として用いた臭化水素酸と水の混合溶液の組成が
図１の場合と違うためである。
すように２段メサ構造となるが、その形状は図１に示す
実施例１の場合とは大きく異なっている。これはエッチ
ング液として用いた臭化水素酸と水の混合溶液の組成が
図１の場合と違うためである。
【００２１】このようにエッチング液の組成を変えるこ
とにより、２段メサの形状を変化させることができる。
また、実施例には内側クラッド層として（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ、外側クラッド層として（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐを用いたが、これら内側
クラッド層及び外側クラッド層の組成を変えることによ
っても、２段メサの形状を変化させることができる。
とにより、２段メサの形状を変化させることができる。
また、実施例には内側クラッド層として（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ、外側クラッド層として（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐを用いたが、これら内側
クラッド層及び外側クラッド層の組成を変えることによ
っても、２段メサの形状を変化させることができる。
【００２２】上述の方法により、１回の保護膜除去で、
２段メサ構造を形成することができた。特に２段メサ構
造を用いたセルフパルセーションレーザの製造に有効で
ある。
２段メサ構造を形成することができた。特に２段メサ構
造を用いたセルフパルセーションレーザの製造に有効で
ある。
【００２３】本実施例では２段メサ構造で２つの異なる
組成比の化合物半導体層を用いた例を説明したが、組成
比の異なる複数の化合物半導体層を用いれば複数の段メ
サを形成することができる。
組成比の化合物半導体層を用いた例を説明したが、組成
比の異なる複数の化合物半導体層を用いれば複数の段メ
サを形成することができる。
【００２４】また本実施例では化合物半導体層としてＡ
ｌＧａＩｎＰを用いたがこれに限られるものではなくＡ
ｌＧａＡｓでも可能である。この場合、エッチング液と
して組成比によりエッチングレートが異なるものを用い
る。
ｌＧａＩｎＰを用いたがこれに限られるものではなくＡ
ｌＧａＡｓでも可能である。この場合、エッチング液と
して組成比によりエッチングレートが異なるものを用い
る。
【００２５】また半導体装置の一例として半導体レーザ
を用いたが、これに限らず他の化合物半導体素子にも適
用できる。
を用いたが、これに限らず他の化合物半導体素子にも適
用できる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法により、
保護膜削除を２回に分けて行う必要が無く工程を簡略化
できる。また１回の保護膜削除で簡便に左右対称な２段
メサを形成することができる。
保護膜削除を２回に分けて行う必要が無く工程を簡略化
できる。また１回の保護膜削除で簡便に左右対称な２段
メサを形成することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す製造工程図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施例を示す製造工程図であ
る。
る。
【図３】従来の２段メサ構造の製造工程図である。
１１ ｎ型ＧａＡｓ基板 １２ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １３ 多重量子井戸活性層 １４ ｐ型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ内側ク
ラッド層 １５ ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側ク
ラッド層 １６ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １７ ＳｉＯ2 ２１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２２ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ２３ 多重量子井戸活性層 ２４ ｐ型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ内側ク
ラッド層 ２５ ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側ク
ラッド層 ２６ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ２７ ＳｉＯ2 ３０ Ｓｉ基板 ３１ 保護膜
ラッド層 １５ ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側ク
ラッド層 １６ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １７ ＳｉＯ2 ２１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２２ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ２３ 多重量子井戸活性層 ２４ ｐ型（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ内側ク
ラッド層 ２５ ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ外側ク
ラッド層 ２６ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ２７ ＳｉＯ2 ３０ Ｓｉ基板 ３１ 保護膜
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に（Ａｌy Ｇａ1-y ）w
Ｉｎ1-w Ｐ層と（ＡｌX Ｇａ1-X ）z Ｉｎ1-z Ｐ層
（０．７≧ｘ≧ｙ≧０．５、０．６≧ｚ，ｗ≧０．４）
を続いて積層させ、マスクを形成した後に臭化水素酸と
水の混合液でエッチングを行うことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7121133A JP2932968B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7121133A JP2932968B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316219A JPH08316219A (ja) | 1996-11-29 |
| JP2932968B2 true JP2932968B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=14803697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7121133A Expired - Fee Related JP2932968B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932968B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104616978A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-13 | 国家电网公司 | 一种碳化硅功率器件终端结构的制作方法 |
| WO2023053404A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子及びそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61176122A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-07 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS62199021A (ja) * | 1986-02-26 | 1987-09-02 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6419731A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-23 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP7121133A patent/JP2932968B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08316219A (ja) | 1996-11-29 |
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