JP3439751B2 - マスクアライメント方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アライメントマーカ
の製造方法およびマスクアライメント方法に関し、特に
丸形ウエハを用いて埋め込みリッジ構造の半導体レーザ
等の半導体光素子を製造する際に、結晶成長工程後のマ
スクアライメントに用いるアライメントマーカの製造方
法、および結晶成長工程後のマスクアライメント方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は埋め込みリッジ型の半導体レー
ザを示す斜視図、図１７は図１６に示す埋め込みリッジ
型半導体レーザの製造方法を示す工程斜視図である。こ
れら図において、１０１はＮ型ＧａＡｓ基板、１０２は
Ｎ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層、１０３はＧａＡ
ｓとＡｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓからなる多重量子井戸（ＭＱ
Ｗ，マルチカンタムウエル）構造を有する活性層、１０
４はＰ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層、１０５はＰ
型ＧａＡｓ第１コンタクト層、１０６はエッチングによ
り形成されたリッジ構造、１０７はリッジ１０６の両脇
に埋め込まれたＮ型ＧａＡｓ電流閉じ込め層、１０８は
Ｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層、１０９はＮ電極、１１
０はＰ電極、１１１はリッジマスク用絶縁膜である。

【０００３】次に、この埋め込みリッジ型の半導体レー
ザの動作について説明する。レーザを動作させる際に
は、Ｎ電極１０９側から電子を、Ｐ電極１１０側からホ
ールを、ＰＮ接合に順方向に電圧をかけて電流を流すこ
とにより注入する。その際、注入された電流はＮ型Ｇａ
Ａｓ電流閉じ込め層１０７によって素子中央部に集中さ
れ、リッジ部１０６直下の活性層１０３内で電子とホー
ルが効率よく再結合され、活性層１０３のバンドギャッ
プに相当する波長の光を発する。発生した光は活性層１
０３に沿って水平方向に広がろうとするが、Ｎ型ＧａＡ
ｓ電流閉じ込め層１０７は光を強く吸収するため、結果
的に光はリッジ部１０６直下の領域に閉じ込められる。
つまり、導波される。閉じ込められた光が両端面のミラ
ー効果で増幅されることによりレーザ作用が生じる。こ
の構造の半導体レーザは、安定した基本モード、つまり
単峰のレーザビームが得られるという特徴がある。ま
た、製造も容易で高歩留まりである。

【０００４】次に、この埋め込みリッジ半導体レーザの
製造方法を図１７(a) 〜(e) に沿って説明する。まず、
一辺を劈開により形成された矩形のＮ型ＧａＡｓ基板１
０１上に、エピタキシャル結晶成長、例えばＭＯ−ＣＶ
Ｄ（Metal-organic Chemical Vapor Deposition)等によ
り、図１７(a) に示すように、Ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層１０２，ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性
層１０３，Ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０４，及びＰ
型ＧａＡｓ第１コンタクト層１０５を順次成長する。

【０００５】結晶成長の後、ウエハ上全面にＳｉＮ，Ｓ
ｉＯ2 等のリッジマスク用の絶縁膜をスパッタ，熱ＣＶ
Ｄ，又はプラズマＣＶＤ等の方法で形成する。さらに、
該絶縁膜上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラ
フィー技術により、形成すべきリッジ部１０６の幅に相
当するようなストライプ状部分を残して除去し、ストラ
イプ状のフォトレジストのパターンを形成する。この
時、ストライプ状のフォトレジストパターンは矩形のＮ
型ＧａＡｓ基板の一辺をなす劈開端面に対して垂直また
は平行に、極めて精度よく合わせ込まれる。この後、こ
のストライプ状のフォトレジストパターンをマスクとし
て、フッ酸によるウェットエッチやＣＦ4を使ったドラ
イエッチによってフォトレジストにより覆われている部
分以外の絶縁膜を除去する。この結果図１７(b) に示す
ように、ウエハ上にリッジ幅に相当した幅を有する絶縁
膜１１１のストライプが形成される。

【０００６】次に、この絶縁膜１１１をエッチングマス
クとして用い、エッチャントとして例えばリン酸と過酸
化水素，水の混合液、あるいは酒石酸と過酸化水素の混
合液などを用いてエッチングを行ない、図１７(c) に示
すように、リッジ部分１０６以外のＰ型ＧａＡｓ第１コ
ンタクト層１０５の全部とＰ型クラッド層１０４を０．
２μｍ程度残して除去してリッジ部１０６を形成する。

【０００７】上記エッチング工程の後、２回目の結晶成
長を行ない、図１７(d) に示すように、Ｎ型ＧａＡｓ電
流閉じ込め層１０７を形成する。この時、ＧａＡｓ層は
絶縁膜１１上には結晶成長しない。

【０００８】電流閉じ込め層１０７の結晶成長の後、ス
トライプ状の絶縁膜１１１を除去する。除去方法として
は上述の絶縁膜のパターニングと同様、フッ酸によるウ
ェットエッチやＣＦ4 を使ったドライエッチを用いれば
よい。次に、３回目の結晶成長を行ない、図１７(e) に
示すように、Ｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層１０８を形
成する。すべての結晶成長後、基板１０１裏面に金やチ
タンなどの金属からなるＮ電極１０９を蒸着，スパッタ
等の手段により、またＰ型ＧａＡｓ第２コンタクト層１
０８上に金やチタンなどの金属からなるＰ電極１１０を
蒸着，スパッタ等の手段、及びフォトリソグラフィー技
術を用いて形成した後、ウエハから劈開やダイシングに
よってチップサイズの大きさにすることにより個々の素
子が完成する。

【０００９】ところで、従来の半導体レーザの製造方法
では、上述のようにウエハは矩形の基板が使用されてい
た。矩形の基板のサイズは例えば２０ｍｍ×２５ｍｍ程
度であり、その面積はＧａＡｓＩＣの製造に使用される
丸形ウェハに比して小さいものである。半導体レーザの
量産性を向上させるためには、ウエハの大面積化が必須
である。従って、従来の矩形ではなく、ＧａＡｓＩＣの
ような丸形形状のウエハを用いる必要がある。

【００１０】図１８は丸形ＧａＡｓウエハとこれに設け
られるアライメントマーカを説明するための図である。
図において、１１２は丸形ＧａＡｓウエハ、１１３はウ
エハに設けられたオリエンテーションフラット（オリフ
ラ）、１１４はウエハ上のアライメントマーカである。
また、図１９はウエハに転写マスクを合わせる様子を示
す図であり、図において１１５は転写マスク、１１６は
転写マスク上のアライメントマーカである。

【００１１】次にＧａＡｓＩＣ製造でのウエハプロセス
中のフォトリソグラフィー工程におけるアライメントマ
ーカについて説明する。フォトリソグラフィー工程にお
いて自動、または手作業でウエハを転写マスクと合わせ
るために、ウエハ上に予めアライメントマーカと呼ばれ
る合わせ用のパターンを形成する。

【００１２】図１８(a) に示すように、丸形ＧａＡｓウ
エハ１１２表面には１対のアライメントマーカ１１４が
形成される。なお、基板１１２には結晶の面方位を示す
オリフラと呼ばれる直線にカットされた部分１１３が設
けられている。

【００１３】図１８(b) は丸形ウエハ１１２のアライメ
ントマーカ１１４が形成された領域を拡大した図であ
る。アライメントマーカ１１４は図１８(b) に示すよう
な正方形の形状を有し、その一辺の長さｌは１００μｍ
程度である。また、図１８(c)は図１８(b) 中の XVIII
ｃ− XVIIIｃ線断面を示す図である。アライメントマー
カ１１４は図１８(c) に示すように、基板１１２表面か
らくぼんだ断面構造を有し、その深さｄは０．５μｍ程
度である。このようなアライメントマーカ１１４はエッ
チングにより形成される。

【００１４】フォトリソグラフィー工程のパターン転写
時には、この基板１１２上に形成されたアライメントマ
ーカ１１４に対して転写マスク１１５中に設けられてい
るマーカ１１６を合わせる。転写マスク１１５中のマー
カ１１６の形状はアライメントマーカ１１４と相似形状
で、やや小さいサイズになっており、図１９に示すよう
に、マスク側のマーカ１１６を基板上のアライメントマ
ーカ１１４の丁度真ん中になるように調整して合わせ
る。これを１対のマーカを同時に合わせることにより、
ウエハ上のマーカ以外のパターンと転写マスク上のそれ
らに対応したパターンが丁度合う。マーカ合わせは、フ
ォトリソグラフィー装置の自動合わせ機構で自動的に合
わせられるか、あるいは目視による手作業により行なわ
れる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように半導体
レーザの量産性を向上させるためには、丸形ウエハを用
いることによるウエハの大面積化が必須である。ところ
が、埋め込みリッジ型の半導体レーザの製造工程では、
上述したように３回のエピタキシャル結晶成長があり、
この場合、従来のＧａＡｓＩＣと同じマーカを設ける
と、エピタキシャル成長層が積層されるに従い、マーカ
形状が変化する、あるいは段差がなくなって識別が不能
となるという問題があった。

【００１６】ここで、丸形ウエハのアライメントマーカ
形成領域を絶縁膜で覆った状態で結晶成長を行ない、結
晶成長工程の後、この絶縁膜を除去してアライメントマ
ーカを露出させてマスクアライメントを行なうことが考
えられるが、アライメントマーカを覆うための絶縁膜の
面積が大きい場合には、絶縁膜上に多結晶状の結晶成長
が発生し、絶縁膜の除去が困難となるという問題点があ
るため、この方法は実用的ではない。

【００１７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、丸型ウエハを用いて、複数回の
エピタキシャル成長を経て形成される半導体光素子を製
造する場合に、結晶成長工程後の工程におけるマスクア
ライメントを可能とできるアライメントマーカの製造方
法を得ることを目的とする。

【００１８】また、この発明は、丸型ウエハを用いて、
複数回のエピタキシャル成長を経て形成される半導体光
素子を製造する場合に、結晶成長工程後の工程における
マスクアライメントを精度よく行なうことのできるマス
クアライメント方法を得ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ウエハ側マスクアライメントは、化合物半導体層をエピ
タキシャル成長したウエハ上の、ウエハ側アライメント
マーカ形成領域に位置し、上記化合物半導体層の結晶方
位に対して所定の方位関係を有することによって、全て
の側壁が垂直であり、かつ、転写マスク側アライメント
マーカの形状を相似変形した形状を呈する上記化合物半
導体層からなる段差構造と、当該段差構造の表面に該転
写マスク側アライメントマーカの形状と相似形状を保持
しつつ形成された化合物半導体エピタキシャル成長層
と、を備えたことを特徴とする。 また、本発明の請求項
２に係るマスクアライメント方法は、請求項１記載のウ
エハ側アライメントマーカを用いてマスクアライメント
を行なう方法であって、上記転写マスク側には、上記ウ
エハ側アライメントマーカに対応する位置に、その点対
称の中心を相似変形の中心として、上記マスク側アライ
メントマーカの形状をそれぞれ異なるサイズに相似変形
した複数の形状の各複数の辺の一部から構成される形状
の開口を有するアライメントマーカを形成しておくこと
を特徴とする。 また、本発明の請求項３に係るマスクア
ライメント方法は、請求項１記載のウエハ側アライメン
トマーカを用いてマスクアライメントを行なう方法であ
って、上記ウエハ側アライメントマーカとして、同一形
状の複数のアライメントマーカを形成しておき、上記転
写マスク側には、上記複数のウエハ側アライメントマー
カに対応する位置に上記マスク側アライメントマーカの
形状をそれぞれ異なるサイズに相似変形した形状の開口
を有するアライメントマーカを形成しておくことを特徴
とする。 また、本発明の請求項４に係るウエハ側マスク
アライメント製作方法は、ウエハ上に化合物半導体層を
エピタキシャル成長する工程と、上記ウエハの半導体光
素子形成領域に光導波路を形成するための絶縁膜からな
るストライプ状パターンを形成すると同時に、ウエハ側
アライメントマーカ形成領域に、化合物半導体層の結晶
方位に対して所定の方位関係を有し、かつ、転写マスク
側アライメントマーカの形状と相似形状を呈する絶縁膜
からなるアライメントマーカパターンをエ ッチングによ
って形成する工程と、少なくとも、当該アライメントマ
ーカパターンをエッチングマスクとして当該ウエハ側ア
ライメントマーカ形成領域にエピタキシャル成長した上
記化合物半導体層をウエットエッチングにより、上記所
定の方位関係を有することによって、段差構造の側壁が
全て垂直となるように成形する工程と、当該アライメン
トマーカパターンに対して相似形を保持しながら当該ウ
エハ側アライメントマーカ形成領域の上記化合物半導体
層の表面にさらに化合物半導体層をエピタキシャル成長
させる工程と、を含んでなることを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明の請求項１に係るウエハ側アライメント
マーカは、化合物半導体層をエピタキシャル成長したウ
エハ上の、ウエハ側アライメントマーカ形成領域に位置
し、上記化合物半導体層の結晶方位に対して所定の方位
関係を有することによって、全ての側壁が垂直であり、
かつ、転写マスク側アライメントマーカの形状を相似変
形した形状を呈する上記化合物半導体層からなる段差構
造と、当該段差構造の表面に該転写マスク側アライメン
トマーカの形状と相似形状を保持しつつ形成された化合
物半導体エピタキシャル成長層と、を備えたことから、
仕上がり形状がエッチングマスクの形状と相似になり、
その結果、転写マスク上のアライメントマーカとも形状
が相似になる。 本発明の請求項２に係るマスクアライメ
ント方法は、請求項１記載のウエハ側アライメントマー
カを用いてマスクアライメントを行なう方法であって、
上記転写マスク側には、上記ウエハ側アライメントマー
カに対応する位置に、その点対称の中心を相似変形の中
心として、上記マスク側アライメントマーカの形状をそ
れぞれ異なるサイズに相似変形した複数の形状の各複数
の辺の一部から構成される形状の開口を有するアライメ
ントマーカを形成しておくことから、ウエハ側アライメ
ントマーカがその製造時において形状が変化した場合に
おいても、高い精度でマスクアライメントできる。 本発
明の請求項３に係るマスクアライメント方法は、請求項
１記載のウエハ側アライメントマーカを用いてマスクア
ライメントを行なう方法であって、上記ウエハ側アライ
メントマーカとして、同一形状の複数のアライメントマ
ーカを形成しておき、上記転写マスク側には、上記複数
のウエハ側アライメントマーカに対応する位置に上記マ
スク側アライメントマーカの形状をそれぞれ異なるサイ
ズに相似変形した形状の開口を有するアライメントマー
カを形成しておくことから、ウエハ側アライメントマー
カがその製造時において形状が変化した場合において
も、高い精度でマスクアライメントできる。 本発明の請
求項４に係るウエハ側アライメントマーカ製作方法は、
ウエハ上に化合物半導体層をエピタキシャル成長する工
程と、上記ウエハの半導体光素子形 成領域に光導波路を
形成するための絶縁膜からなるストライプ状パターンを
形成すると同時に、ウエハ側アライメントマーカ形成領
域に、化合物半導体層の結晶方位に対して所定の方位関
係を有し、かつ、転写マスク側アライメントマーカの形
状と相似形状を呈する絶縁膜からなるアライメントマー
カパターンをエッチングによって形成する工程と、少な
くとも、当該アライメントマーカパターンをエッチング
マスクとして当該ウエハ側アライメントマーカ形成領域
にエピタキシャル成長した上記化合物半導体層をウエッ
トエッチングにより、上記所定の方位関係を有すること
によって、段差構造の側壁が全て垂直となるように成形
する工程と、当該アライメントマーカパターンに対して
相似形を保持しながら当該ウエハ側アライメントマーカ
形成領域の上記化合物半導体層の表面にさらに化合物半
導体層をエピタキシャル成長させる工程と、を含んでな
ることから、ウエハ側アライメントマーカの仕上がり形
状がエッチングマスクの形状と相似になり、その結果、
転写マスク上のアライメントマーカとも形状が相似にな
る。

【００２１】

【実施例】実施例１．図１はこの発明の第１の実施例に
よる半導体光素子製造用アライメントマーカの製造方法
を示す断面工程図である。図において、１はＮ型ＧａＡ
ｓ基板である。２は基板１上にＮ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層，ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層，Ｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層，及びＰ型ＧａＡｓ第１コン
タクト層を順次結晶成長して形成したレーザ積層構造で
ある。３はＳｉＮ，ＳｉＯ2 等の絶縁膜、４はフォトレ
ジスト、５はＮ型ＧａＡｓ埋め込み層、６はＰ型ＧａＡ
ｓ第２コンタクト層である。

【００２２】なお、この実施例を含めてこれ以後の実施
例における製造方法を示した図で、各図の左側の部分は
ウエハの半導体レーザ形成領域であり、図にあらわされ
た２つのリッジ部分はそれぞれ埋め込みリッジ型半導体
レーザとなる箇所である。また、各図の右側の部分はウ
エハのアライメントマーカ形成領域である。

【００２３】まず、１回目のエピ成長が終わったウエハ
上の全面に、図１(a) に示すように、絶縁膜３を成膜す
る。絶縁膜３の成膜の後、ウエハ全面に、図１(b) に示
すように、レジスト４を塗布する。この後、フォトリソ
グラフィー技術によって、図１(c) に示すように、半導
体レーザ形成領域にはリッジに対応するストライプパタ
ーンを、アライメントマーカ形成領域にはマーカ形状に
対応したパターンをそれぞれ転写する。ここでレーザ形
成領域のストライプパターンの幅は１０μｍ以下であ
り、アライメントマーカ形成領域のパターンは例えば一
辺が５０μｍ程度の正方形である。

【００２４】次に、このレジストパターンをマスクとし
て、図１(d) に示すように、絶縁膜３をエッチングす
る。この後、図１(e) に示すように、レジスト４を除去
する。そして従来例に示したのと同様の方法により、パ
ターニングされた絶縁膜３をマスクとして用いたエッチ
ングにより、図１(f) に示すように、エピ結晶成長層を
成形し、リッジ形状を形成する。この後、絶縁膜３を選
択成長のマスクとして用いて、ＭＯＣＶＤ法により、埋
め込み成長を行う。この埋め込み成長では、図１(g) に
示すように、半導体レーザ形成領域ではＮ型ＧａＡｓ層
５はレーザ積層構造２の上面と均一の高さに埋め込まれ
るが、アライメントマーカ形成領域ではＮ型ＧａＡｓ層
５はレーザ積層構造２の上面よりも高く埋め込まれる。
これは、レーザ形成領域の絶縁膜パターンが幅１０μｍ
以下のストライプ状であるのに対し、アライメントマー
カ形成領域の絶縁膜パターンが一辺が５０μｍ程度の正
方形であるので、アライメントマーカ形成領域の絶縁膜
３上に供給され該絶縁膜３の周囲の結晶成長に消費され
る材料ガスの量が、レーザ形成領域のそれに比して多い
ためである。

【００２５】埋め込み成長工程の後、絶縁膜３を除去す
ると、アライメントマーカ形成領域には図１(h) に示す
ように、埋め込み層５により段差が形成される。この
後、図１(i) に示すように、３回目のエピ結晶成長によ
りＰ型ＧａＡｓ第２コンタクト層６を形成する。この３
回目のエピ結晶成長により、レーザ形成領域には図１７
(e) に示すレーザ構造が形成される。一方、アライメン
トマーカ形成領域に成長されたコンタクト層６には埋め
込み層５により形成された段差に対応したくぼみが形成
され、これが後工程において用いられるアライメントマ
ーカとなる。

【００２６】この製造方法によると、埋め込みリッジ型
半導体レーザのリッジ形成と平行してアライメントマー
カの形状を有するリッジを形成することにより、光導波
路ストライプと所定の位置関係を有する、識別が容易な
アライメントマーカを、工程数を全く増やすことなく製
造することができる。

【００２７】なお、上記実施例ではアライメントマーカ
形成領域の絶縁膜パターンが一辺が５０μｍ程度の正方
形としたが、この絶縁膜パターンの形状はこれ以外のも
のであってもよい。ただし、アライメントマーカ形成領
域で埋め込み層がレーザ積層構造の上面よりも高く埋め
込まれるような大きさであることが望ましい。また、こ
の絶縁膜パターンの大きさがあまり大きすぎると、絶縁
膜表面に多結晶膜が形成されて図１(h) の工程でアライ
メントマーカ形成領域の絶縁膜パターンが除去しにくく
なるので、選択成長の際にその表面上に多結晶が析出し
ない程度の大きさとする必要がある。

【００２８】実施例２．図２は本発明の第２の実施例に
よるアライメントマーカの製造方法を示す断面工程図で
あり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分
であり、７はフォトレジストである。

【００２９】上記第１の実施例と同様に、１回目のエピ
成長が終わったウエハ上の全面に、図２(a) に示すよう
に、絶縁膜３を成膜する。絶縁膜３の成膜の後、ウエハ
全面に、図２(b) に示すように、レジスト４を塗布す
る。この後、フォトリソグラフィー技術によって、図２
(c) に示すように、半導体レーザ形成領域にはリッジに
対応するストライプパターンを、アライメントマーカ形
成領域にはマーカ形状に対応したパターンをそれぞれ転
写する。

【００３０】次に、このレジストパターンをマスクとし
て、図２(d) に示すように、絶縁膜３をエッチングす
る。この後、図２(e) に示すように、レジスト４を除去
する。そして従来例に示したのと同様の方法により、パ
ターニングされた絶縁膜３をマスクとして用いたエッチ
ングにより、図２(f) に示すように、エピ結晶成長層を
成形し、リッジ形状を形成する。

【００３１】この後、２回目のエピ成長により、図２
(g) に示すように、Ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層５を形成す
る。そして、図２(h) に示すように、絶縁膜３を除去し
た後、３回目の結晶成長により、図２(i) に示すよう
に、Ｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層を形成する。

【００３２】以上、３回目の結晶成長工程までは、上記
第１の実施例と全く同様である。本第２の実施例では、
この後、以下の工程によりアライメントマーカを形成す
る。まず、３回目のエピ結晶成長後、図２(j) に示すよ
うに、アライメントマーカの領域以外の埋め込みリッジ
半導体レーザの領域をレジスト７で覆う。この後、レジ
スト７をマスクとして用いたエッチングにより、ＧａＡ
ｓ層、即ち３回目にエピ成長したＰ型ＧａＡｓ第２コン
タクト層６，Ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層５，及びＰ型Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層を選択的にエッチングして、図２
(f) の工程で形成したアライメントマーカの形状をした
リッジのＡｌＧａＡｓからなる部分を突出させる。この
後、図２(l) に示すように、半導体レーザ形成領域を覆
っているレジスト７を除去することにより工程が完了す
る。

【００３３】このように、本第２の実施例では、埋め込
みリッジ型半導体レーザの光導波路を構成するリッジを
形成するためのストライプ状パターンと同時にアライメ
ントマーカ形成領域に、前記ストライプ状パターンと所
定の位置関係を有する、アライメントマーカの形状に対
応した形状を有する絶縁膜パターンを形成し、このパタ
ーンを用いてアライメントマーカを形成するようにした
ので、識別が容易なアライメントマーカを、工程数をあ
まり増やすことなく製造できる。

【００３４】また、上記第１の実施例において３回目の
結晶成長により表面が平坦になりすぎ、アライメントマ
ーカが検出しにくくなった場合でも、本第２の実施例で
説明した工程をつけ加えることにより、アライメントマ
ーカの形状がはっきり検出できるようになる。

【００３５】なお、絶縁膜パターンの形状は特に示さな
かったが、上記第１の実施例と同様、絶縁膜パターンの
大きさがあまり大きすぎると、絶縁膜表面に多結晶膜が
形成されて図２(h) の工程でアライメントマーカ形成領
域の絶縁膜パターンが除去しにくくなるので、選択成長
の際にその表面上に多結晶が析出しない程度の大きさと
する必要がある。

【００３６】実施例３．図３は本発明の第３の実施例に
よるアライメントマーカの製造方法を示す断面工程図で
ある。図において、図１と同一符号は同一又は相当部分
であり、８はフォトレジストである。２回目のエピ成長
までの工程は、上記第２の実施例の図２(a) 〜図２(g)
に示す工程と全く同じであるので、図３では２回目のエ
ピ成長工程後の工程図を示している。

【００３７】以下、本実施例の工程を説明する。埋め込
み層５の成長後、図３(a) に示すように、アライメント
マーカ形成領域をレジスト８で覆う。次に、図３(b) に
示すように、半導体レーザ形成領域の絶縁膜３を除去す
る。この時、アライメントマーカ形成領域の絶縁膜３は
レジスト８に保護されていて除去されない。次に、図２
(c) に示すように、レジスト８を除去する。そして、図
３(d) に示すように、３回目のエピ成長によりＰ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層６を形成する。以上の工程により、ア
ライメントマーカ形成領域には絶縁膜３からなるアライ
メントマーカが形成される。

【００３８】このように、本第３の実施例においても、
上記第２の実施例と同様、埋め込みリッジ型半導体レー
ザの光導波路を構成するリッジを形成するためのストラ
イプ状パターンと同時にアライメントマーカ形成領域
に、前記ストライプ状パターンと所定の位置関係を有す
る、アライメントマーカの形状に対応した形状を有する
絶縁膜パターンを形成し、このパターンを用いてアライ
メントマーカを形成するようにしたので、識別が容易な
アライメントマーカを、工程数をあまり増やすことなく
製造できる。

【００３９】上記第２の実施例においてアライメントマ
ーカと埋め込みリッジ半導体レーザの領域の段差が大き
くなりすぎた場合には、アライメントマーカにフォーカ
スを合わせると半導体レーザ形成領域上でピントがずれ
るという問題が生ずることが考えられる。本第３の実施
例ではアライメントマーカ部分に絶縁膜３が残ってお
り、段差が緩和されるので、上述のような第２の実施例
における問題は生じない。

【００４０】また、絶縁膜上には結晶成長が生じないの
で、上記第１の実施例のように３回目の結晶成長により
表面が平坦になりすぎ、アライメントマーカが検出しに
くくなるということもない。また、本第３の実施例のよ
うにアライメントマーカ部分に絶縁膜３が残っていれ
ば、エピ成長層６との屈折率の違いによりアライメント
マーカのコントラストが鮮明になるため、アライメント
マーカの形状ははっきり検出できる。

【００４１】なお、上記実施例では、絶縁膜パターンの
形状は特に示さなかったが、絶縁膜パターンの大きさが
あまり大きすぎると、絶縁膜表面に多結晶膜が形成され
て、アライメントマーカの検出精度が劣化するので、選
択成長の際にその表面上に多結晶が析出しない程度の大
きさとすることが望ましい。

【００４２】実施例４．図４は本発明の第４の実施例に
よるアライメントマーカの製造方法を示す断面工程図で
ある。図１と同一符号は同一又は相当部分であり、９は
フォトレジストである。リッジ形成までの工程は、上記
第２の実施例の図２(a) 〜図２(f) に示す工程と全く同
じであるので、図４ではリッジ形成工程後の工程図を示
している。

【００４３】以下、本実施例の工程を説明する。リッジ
形成後、図４(a) に示すように、半導体レーザ形成領域
をレジスト９で覆う。そして、図４(b) に示すように、
アライメントマーカ形成領域の絶縁膜３を除去する。こ
の時、半導体レーザ形成領域の絶縁膜３はレジスト９に
保護されていて除去されない。この後、図４(c) に示す
ように、レジスト９を除去する。次に、図４(d) に示す
ように、Ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層５を成長する。この
時、アライメントマーカ形成領域のリッジ上は絶縁膜に
よりマスクされていないため、リッジ上にも埋め込み層
５が成長され、リッジの形状に対応した突起が形成され
る。次に、図４(e) に示すように、リッジ半導体レーザ
形成領域の絶縁膜３を除去する。最後に、図４(f) に示
すように、３回目のエピ成長によりＰ型ＧａＡｓ第２コ
ンタクト層６を形成する。ここで、アライメントマーカ
形成領域に成長されたコンタクト層６には埋め込み層５
により形成された段差に対応した突起が形成され、これ
が後工程において用いられるアライメントマーカとな
る。

【００４４】このように、本第４の実施例においても、
上記第２，第３の実施例と同様、埋め込みリッジ型半導
体レーザの光導波路を構成するリッジを形成するための
ストライプ状パターンと同時にアライメントマーカ形成
領域に、前記ストライプ状パターンと所定の位置関係を
有する、アライメントマーカの形状に対応した形状を有
する絶縁膜パターンを形成し、このパターンを用いてア
ライメントマーカを形成するようにしたので、識別が容
易なアライメントマーカを、工程数をあまり増やすこと
なく製造できる。

【００４５】上記第１の実施例では、３回目の結晶成長
により成長されるエピ成長層６が厚く形成される場合に
は、表面が平坦になりすぎ、アライメントマーカが検出
しにくくなる。また、上記第３の実施例のようにアライ
メントマーカ部分に絶縁膜３が残っていても、エピ成長
層６の成長層厚が厚くなった場合には、成長層６が絶縁
膜３を覆って開口部が狭くなり、アライメントマーカの
検出精度が劣化することが考えられる。これに対し、本
第４の実施例では、３回目のエピ成長につれてアライメ
ントマーカの形状自体は大きくなっていくので、アライ
メントマーカの形状がはっきり検出できるようになる。

【００４６】実施例５．図５は本発明の第５の実施例に
よるアライメントマーカの製造方法を示す断面工程図で
ある。図において、図１と同一符号は同一又は相当部分
である。本実施例は、アライメントマーカ形成領域に設
ける絶縁膜パターン間の距離を小さくして、埋め込み層
５が異常成長により、他の埋め込み部分より盛り上がる
現象を利用し、コントラストをつけアライメントマーカ
検出を容易にしようとするものである。異常成長とは、
絶縁膜のストライプの間隔を５μｍ以下に近づけると、
その間の結晶成長が異常に促進され、周囲部分より高く
なることである。

【００４７】以下、本実施例の工程を説明する。上記第
１〜第４の実施例と同様に、１回目のエピ成長が終わっ
たウエハ上の全面に、図５(a) に示すように、絶縁膜３
を成膜する。絶縁膜３の成膜の後、ウエハ全面に、図５
(b) に示すように、レジスト４を塗布する。この後、フ
ォトリソグラフィー技術によって、図５(c) に示すよう
に、半導体レーザ形成領域にはリッジに対応するストラ
イプパターンを、アライメントマーカ形成領域にはその
幅が比較的広い、例えば５０μｍ程度であり、充分狭い
間隔、例えば５μｍ以下の間隔で並列して配置されたパ
ターンをそれぞれ転写する。

【００４８】次に、このレジストパターンをマスクとし
て、図５(d) に示すように、絶縁膜３をエッチング成形
する。この後、図５(e) に示すように、レジスト４を除
去する。そして従来例に示したのと同様の方法により、
パターニングされた絶縁膜３をマスクとして用いたエッ
チングにより、図５(f) に示すように、エピ結晶成長層
を成形し、リッジ形状を形成する。

【００４９】この後、２回目のエピ成長により、図５
(g) に示すように、Ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層５を形成す
る。ここで、図５(g) に示すようにアライメントマーカ
形成領域のリッジ間の領域は他の領域に比して結晶成長
の速度が速く、Ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層５が厚く形成さ
れる。そして、図５(h) に示すように、絶縁膜３を除去
すると、アライメントマーカ形成領域のリッジ間の領域
にＮ型ＧａＡｓ埋め込み層５が突出した形状となる。こ
の後、３回目の結晶成長により、図５(i) に示すよう
に、Ｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層を形成する。アライ
メントマーカ形成領域に成長されたコンタクト層６には
埋め込み層５の突出部に対応した突起が形成され、これ
が後工程において用いられるアライメントマーカとな
る。

【００５０】このように、本第５の実施例においては、
埋め込みリッジ型半導体レーザの光導波路を構成するリ
ッジを形成するためのストライプ状パターンと同時にア
ライメントマーカ形成領域に、前記ストライプ状パター
ンと所定の位置関係を有する、アライメントマーカの形
状に対応した形状を有する絶縁膜パターンを形成し、こ
のパターンを用いてアライメントマーカを形成するよう
にしたので、識別が容易なアライメントマーカを、工程
数を全く増やすことなく製造できる。

【００５１】実施例６．図６は本発明の第６の実施例に
よるアライメントマーカの製造方法を示す断面工程図で
ある。図において、図１と同一符号は同一又は相当部分
であり、１０は第１の絶縁膜、１１はフォトレジスト、
１２は第１の絶縁膜と材質が異なり第１の絶縁膜と選択
エッチングが可能な第２の絶縁膜、１３はフォトレジス
トパターンである。

【００５２】以下、本実施例の工程を説明する。まず、
１回目のエピ成長が終わったウエハ上に全面に、図６
(a) に示すように、第１の絶縁膜１０を成膜し、さらに
第１の絶縁膜１０上にフォトレジスト１１を塗布する。
ここで第１の絶縁膜１０としては例えばＳｉＯ膜を用い
る。ＳｉＯ膜は例えばプラズマＣＶＤ法により成膜す
る。次に、図６(b) に示すように、半導体レーザ形成領
域の部分のレジストを除去する。この後、レジスト１１
をマスクとして用いたエッチングにより、図６(c)に示
すように、半導体レーザ形成領域の第１の絶縁膜１０を
除去する。次に、図６(d) に示すように、アライメント
マーカ形成領域に残った第１の絶縁膜１０上のレジスト
１１を除去する。次に第１の絶縁膜１０とは膜種の異な
る第２の絶縁膜１２を、図６(e) に示すように、ウエハ
全面に成膜する。ここで第２の絶縁膜１２としては例え
ばＳｉＮ膜を用いる。ＳｉＮ膜は例えばＥＣＲＣＶＤ法
により成膜する。この後、第２の絶縁膜１２上にフォト
レジストを塗布し、フォトリソグラフィー技術によって
半導体レーザ形成領域にはリッジに対応するストライプ
パターンを、アライメントマーカ形成領域にはアライメ
ントマーカの形状に対応したパターンを転写し、図６
(f) に示すように、フォトレジストパターン１３を形成
する。

【００５３】このレジストパターン１３をエッチングマ
スクとして、図６(g) に示すように、第１，第２の絶縁
膜１０，１２をエッチングする。この後、図６(h) に示
すように、絶縁膜上のレジスト１３を除去する。そし
て、パターニングされた絶縁膜１０，１２をマスクとし
て用いたエッチングにより、図６(i) に示すように、エ
ピ結晶成長層２を成形し、リッジ形状を形成する。

【００５４】この後、２回目のエピ成長により、図６
(j) に示すように、Ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層５を成長す
る。次に、第２の絶縁膜１２のみを選択的にエッチング
可能なエッチャントを用いて、図６(k) に示すように、
第１の絶縁膜１０を残し、第２の絶縁膜１２のみを除去
する。上述のように、第１の絶縁膜としてＳｉＯ膜、第
２の絶縁膜としてＳｉＮ膜を用いた場合は、選択エッチ
ングのエッチャントとしてバッファードフッ酸を用いる
ことができる。この後、図６(l) に示すように、３回目
のエピ成長によりＰ型ＧａＡｓコンタクト層６を形成す
る。以上の工程により、アライメントマーカ形成領域に
は第１の絶縁膜１０からなるアライメントマーカが形成
される。

【００５５】本第６の実施例により製造されるアライメ
ントマーカは、上記第３の実施例により製造されるアラ
イメントマーカと同じ構造である。上記第３の実施例で
は、図３(a) の工程において、埋め込み成長層５の全面
にレジスト８を塗布するが、結晶成長する面上にレジス
トが付着すると、その部分上に成長した結晶成長層の品
質が悪くなり、素子の信頼性に悪影響を及ぼす。一方、
本第６の実施例では、２種類の絶縁膜１０，１２を用
い、第２の絶縁膜１２を第３の実施例におけるレジスト
８の代用として使用する構成としているので、埋め込み
成長層５表面にレジストが付着することを回避でき、上
記第３の実施例と同じ構造上の利点を有するアライメン
トマーカを、埋め込みリッジ半導体レーザの品質を劣化
させることなく製造することができる。

【００５６】実施例７．図７は本発明の第７の実施例に
よるアライメントマーカの製造方法を示す断面工程図で
ある。図において、図１と同一符号は同一又は相当部分
であり、１４は絶縁膜、１５，１６はフォトレジストで
ある。

【００５７】以下、本実施例の工程を説明する。まず、
１回目のエピ成長が終わったウエハ上に全面に、図７
(a) に示すように、絶縁膜１４を成膜し、さらに絶縁膜
１４上にフォトレジスト１５を塗布する。次に、図７
(b) に示すように、アライメントマーカ形成領域の部分
のレジストを除去する。この後、レジスト１５をマスク
として用いたエッチングにより、図７(c) に示すよう
に、アライメントマーカ形成領域の絶縁膜１４を除去す
る。次に、図７(d) に示すように、半導体レーザ形成領
域に残った絶縁膜１４上のレジスト１５を除去する。次
に、フォトレジスト１６を、図７(e) に示すように、ウ
エハ全面に塗布する。次に、フォトリソグラフィー技術
によって半導体レーザ形成領域にはリッジに対応するス
トライプパターンを、アライメントマーカ形成領域には
アライメントマーカの形状に対応したパターンを転写
し、図７(f) に示すように、フォトレジストパターンを
形成する。

【００５８】次に、このレジストパターンをエッチング
マスクとして、図７(g) に示すように、半導体レーザ形
成領域上の絶縁膜１４をエッチング成形する。この後、
絶縁膜１４、及びフォトレジスト１６をマスクとして用
いたエッチングにより、図７(h) に示すように、エピ結
晶成長層２を成形し、リッジ形状を形成する。エッチン
グ工程の後、図７(i) に示すように、フォトレジスト１
６を除去する。

【００５９】この後、２回目のエピ成長により、図７
(j) に示すように、Ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層５を成長す
る。この時、アライメントマーカ形成領域のリッジ上は
絶縁膜によりマスクされていないため、リッジ上にも埋
め込み層５が成長され、リッジの形状に対応した突起が
形成される。次に、図７(k) に示すように、絶縁膜１４
を除去し、この後、図７(l) に示すように、３回目のエ
ピ成長によりＰ型ＧａＡｓコンタクト層６を形成する。
ここで、アライメントマーカ形成領域に成長されたコン
タクト層６には埋め込み層５により形成された段差に対
応した突起が形成され、これが後工程において用いられ
るアライメントマーカとなる。

【００６０】上記第４の実施例では、図４(a) の工程に
おいて、埋め込み成長前のウエハ表面全面にレジストを
塗布するが、結晶成長する面上にレジストが付着する
と、その部分上に成長した結晶成長層の品質が悪くな
り、素子の信頼性に悪影響を及ぼす。一方、本第７の実
施例では、図７(d) の工程で予めアライメントマーカと
なる部分の絶縁膜１４を除去し、アライメントマーカの
形状はレジストのパターンのみで構成するようにしてい
るので、上記第４の実施例の図４(a) のようなアライメ
ントマーカ部分の絶縁膜を除去する工程を回避できるた
め、埋め込み成長層５表面にレジストが付着することを
回避でき、上記第４の実施例と同じ構造上の利点を有す
るアライメントマーカを、埋め込みリッジ半導体レーザ
の品質を劣化させることなく製造することができる。

【００６１】実施例８．図８は本発明の第８の実施例に
よるアライメントマーカの製造方法を示したものであ
る。図において、図１と同一符号は同一又は相当部分で
あり、１７はフォトレジストである。２回目のエピ成長
までの工程は、上記第２の実施例の図２(a) 〜図２(g)
に示す工程と全く同じであるので、図８では２回目のエ
ピ成長工程後の工程図を示している。

【００６２】以下、本実施例の工程を説明する。埋め込
み層５の成長後、図８(a) に示すように、半導体レーザ
形成領域をレジスト１７で覆う。次に、図８(b) に示す
ように、レジスト１７をエッチングマスクにして埋め込
み層５をエッチングする。この後、図８(c) に示すよう
に、レジスト１７を除去する。さらに、図８(d) に示す
ように、半導体レーザ形成領域及びアライメントマーカ
形成領域の絶縁膜３を除去する。そして、図８(e) に示
すように、３回目のエピ成長によりＰ型ＧａＡｓコンタ
クト層６を形成する。ここで、アライメントマーカ形成
領域に成長されたコンタクト層６にはリッジの段差に対
応した突起が形成され、これが後工程において用いられ
るアライメントマーカとなる。

【００６３】このように、本第８の実施例においても、
上記他の実施例と同様、埋め込みリッジ型半導体レーザ
の光導波路を構成するリッジを形成するためのストライ
プ状パターンと同時にアライメントマーカ形成領域に、
前記ストライプ状パターンと所定の位置関係を有する、
アライメントマーカの形状に対応した形状を有する絶縁
膜パターンを形成し、このパターンを用いてアライメン
トマーカを形成するようにしたので、識別が容易なアラ
イメントマーカを、工程数をあまり増やすことなく製造
できる。

【００６４】また、上記第４，第７の実施例では埋め込
み層５の成長時，および第２コンタクト層６の成長時に
マーカ部分の形状変化を受けるが、本第８の実施例で
は、アライメントマーカの形状は第２コンタクト層６を
エピ成長する時に形状変化を受けるだけなので、アライ
メントマーカ形状の変化が少ないため、フォトマスク設
計時などでパターンの形状を決めやすいというメリット
がある。また、エピ層厚を変更するときもアライメント
マーカの形状変化の影響を最小限に抑えることができ
る。

【００６５】実施例９．図９は本発明の第９の実施例に
よるアライメントマーカの製造方法を示したものであ
る。図において、図１と同一符号は同一又は相当部分で
あり、１８は第３の絶縁膜、１９はフォトレジスト、２
０は第３の絶縁膜と材質が異なり第３の絶縁膜と選択エ
ッチングが可能な第４の絶縁膜、２１はフォトレジスト
である。

【００６６】以下、本実施例の工程を説明する。まず、
１回目のエピ成長が終わったウエハ上に全面に、図９
(a) に示すように、第３の絶縁膜１８を成膜し、さらに
絶縁膜１８上にフォトレジスト１９を塗布する。次に、
図９(b) に示すように、アライメントマーカ形成領域の
部分のレジストを除去する。この後、レジスト１９をマ
スクとして用いたエッチングにより、図９(c) に示すよ
うに、アライメントマーカ形成領域の第３の絶縁膜１８
を除去する。次に、図９(d) に示すように、半導体レー
ザ形成領域に残った第３の絶縁膜１８上のレジスト１９
を除去する。

【００６７】次に、第３の絶縁膜１８とは膜種の異なる
第４の絶縁膜２０を、図９(e) に示すように、ウエハ全
面に成膜する。そして、図９(f) に示すように、第４の
絶縁膜２０上にレジスト２１を塗布する。次に、フォト
リソグラフィー技術によって半導体レーザ形成領域には
リッジに対応するストライプパターンを、アライメント
マーカ形成領域にはアライメントマーカの形状に対応し
たパターンを転写し、図９(g) に示すように、フォトレ
ジストパターンを形成する。次に、このレジストパター
ンをエッチングマスクとして、図９(h) に示すように、
第４の絶縁膜２０、及び第３の絶縁膜１８をエッチング
成形する。そして、フォトレジストパターン２１を除去
した後、図９(i) に示すように、絶縁膜１８，２０をマ
スクとして用いたエッチングにより、エピ結晶成長層２
を成形し、リッジ形状を形成する。この後、第４の絶縁
膜２０のみを選択的にエッチング可能なエッチャントを
用いて、図９(j) に示すように、第３の絶縁膜１８を残
し、第４の絶縁膜２０のみを除去する。次に、２回目の
エピ成長により、図９(k) に示すように、Ｎ型ＧａＡｓ
埋め込み層５を成長する。この時、アライメントマーカ
形成領域のリッジ上の絶縁膜は除去されているので、リ
ッジ上にも埋め込み層５が成長され、リッジの形状に対
応した突起が形成される。次に、絶縁膜１８を除去し、
この後、図９(l) に示すように、３回目のエピ成長によ
りＰ型ＧａＡｓコンタクト層６を形成する。ここで、ア
ライメントマーカ形成領域に成長されたコンタクト層６
には埋め込み層５により形成された段差に対応した突起
が形成され、これが後工程において用いられるアライメ
ントマーカとなる。

【００６８】本第９の実施例により製造されるアライメ
ントマーカは、上記第７の実施例により製造されるアラ
イメントマーカと同じ構造である。上記第７の実施例の
図３(e) の工程においてはエピ結晶成長層２上に直接レ
ジストを塗布するが、第６の実施例の説明でも述べたよ
うに、結晶成長する面上にレジストが付着して残留する
と、その部分上に成長した結晶成長層の品質が悪くな
る。第７の実施例では、レジストが塗布されるのはアラ
イメントマーカ形成領域であるが、この領域での結晶品
質の劣化が半導体レーザ形成領域の結晶品質に影響を及
ぼし、素子特性の劣化を生ぜしめることも考えられる。
一方、本第９の実施例では、２種類の絶縁膜１８，２０
を用い、第４の絶縁膜２０を第７の実施例におけるレジ
スト１６の代用として使用する構成としているので、結
晶成長する面上にレジストが付着して残留することを回
避でき、上記第３の実施例と同じ構造上の利点を有する
アライメントマーカを、半導体レーザの素子特性の劣化
を生ぜしめることなく製造することができる。

【００６９】なお、上記第１〜第９の実施例では、埋め
込みリッジ型の半導体レーザを製造する場合に適用した
ものについて説明したが、製造される半導体光素子がこ
れ以外のものであっても、該素子の製造方法が複数のエ
ピタキシャル成長工程、絶縁膜パターンを用いたエッチ
ングにより光導波路構造を形成する工程、及び該絶縁膜
パターンを用いた選択成長により上記光導波路構造を埋
め込む工程を有するものであれば、本発明を適用するこ
とができ、上記各実施例と同様の、即ち、光導波路スト
ライプと所定の位置関係を有する、識別が容易なアライ
メントマーカを、工程数をあまり、あるいは全く増やす
ことなく製造することができるという効果を奏する。

【００７０】また、上記第１〜第９の実施例では、Ｇａ
Ａｓ系の半導体光素子について説明したが、本発明はこ
れ以外の材料系で構成される半導体光素子を製造する際
にも適用することができることは言うまでもない。

【００７１】実施例１０．図１０は第１〜第９の実施例
による半導体光素子製造用アライメントマーカの製造方
法によりウエハのアライメントマーカ形成領域に形成さ
れるアライメントマーカの形状の一例およびこのアライ
メントマーカを用いたマスクアライメントを説明するた
めの図である。図において、３０はウエハ、３１はウエ
ハ上に形成されたアライメントマーカ、４０は転写マス
ク、４１は転写マスク上のアライメントマーカである。

【００７２】ウエハ上のアライメントマーカ３１は幅１
０μｍのストライプ状領域から構成されており、全体と
して十字の形をなしている。このマーカの十字の中心軸
に水平方向は、例えばＧａＡｓ結晶の場合〔０１１〕あ
るいは〔０１／１〕の劈開面方向に正確に合わせる。一
方、転写マスク４０側には、図１０(b) に示すように、
アライメントマーカ３１と相似形で、やや大きめの開口
部を有するアライメントマーカ４１を形成しておけば、
図１０(c) に示すように重ね合わせることによって劈開
方向に正確にアライメントできる。

【００７３】また、本実施例では、完成したアライメン
トマーカの形状は幅１０μｍのストライプ状領域から構
成されており、このアライメントマーカを製造する際
に、アライメントマーカの形状に対応する絶縁膜パター
ン上に多結晶の析出が生じないので、高品位のアライメ
ントマーカを容易に製造できる。

【００７４】実施例１１．図１１は第１〜第９の実施例
による半導体光素子製造用アライメントマーカの製造方
法によりウエハのアライメントマーカ形成領域に形成さ
れるアライメントマーカの形状の他の例およびこのアラ
イメントマーカを用いたマスクアライメントを説明する
ための図である。図において、図１０と同一符号は同一
又は相当部分である。

【００７５】このマーカは幅１０μｍのストライプ状領
域から構成されており、全体として十字の形をなしてい
る。このマーカの十字の中心軸に水平方向は、例えばＧ
ａＡｓ結晶の場合〔０１１〕あるいは〔０１／１〕の劈
開面方向から４５°の方向をなしている。本実施例にお
いても、上記第１０の実施例と同様、転写マスク４０側
には、図１１(b) に示すように、アライメントマーカ３
１と相似形で、やや大きめの開口部を有するアライメン
トマーカ４１を形成しておけば、図１１(c) に示すよう
に重ね合わせることによって正確にアライメントでき
る。

【００７６】図２０は〔０１１〕方向の辺と〔０１／
１〕方向の辺で構成されたパターンをマスクとしてウエ
ットエッチングでリッジを形成した場合のリッジ形状を
説明するための図であり、図２０(a) はウエハの上面
図、図２０(b) は図２０(a) 中のXXｂ−XXｂ線における
断面図、図２０(c) は図２０(a) 中のXXｃ−XXｃ線にお
ける断面図である。また、図２１は〔０１１〕方向又は
〔０１／１〕方向から４５°ずれた方向の辺で構成され
たパターンをマスクとしてウエットエッチングでリッジ
を形成した場合のリッジ形状を説明するための図であ
り、図２１(a) はウエハの上面図、図２１(b) は図２１
(a) 中の XXIｂ− XXIｂ線における断面図、図２１(c)
は図２１(a) 中の XXIｃ− XXIｃ線における断面図であ
る。

【００７７】上記第１０の実施例のように、アライメン
トマーカを〔０１１〕方向の辺と〔０１／１〕方向の辺
を有する形状とした場合、例えばウェットエッチングで
リッジを形成する場合、〔０１１〕方向では図２０(b)
に示すようにリッジは順メサ、即ち断面は台形の形状と
なるが、〔０１／１〕方向では図２０(c) に示すように
リッジは逆メサ、即ち断面は逆台形の形状となる。この
結果、その後の埋め込み成長時の埋め込まれかたが異な
るので、ストライプ方向の違いにより最終的な幅が異な
ったものとなり、マスクアライメント精度が劣化する可
能性がある。

【００７８】一方、本第１１の実施例のように、アライ
メントマーカを〔０１１〕方向又は〔０１／１〕方向の
から４５°ずれた方向の辺を有する形状とすれば、ウェ
ットエッチングで形成されたリッジの側面は、図２１
(b) ，図２１(c) に示すように、すべて垂直に、即ち、
いずれの方向のリッジストライプの断面も矩形となる。

【００７９】従って、ストライプの埋め込まれかたは同
じなので、ストライプ方向によってストライプ幅の変化
は生じることはない。上記第１，及び第３〜第９の実施
例によるアライメントマーカの製造方法においては、い
ずれも第２のコンタクト層６の層厚によってマーカの大
きさが変化するが、この場合でも、本第１１の実施例の
ようなマーカ形状とすれば、マーカは相似形状で変化す
るので、マスクアライメント精度の大きな劣化を防止で
きる。

【００８０】実施例１２．図１２は第１〜第９の実施例
による半導体光素子製造用アライメントマーカの製造方
法によりウエハのアライメントマーカ形成領域に形成さ
れるアライメントマーカの形状の他の例およびこのアラ
イメントマーカを用いたマスクアライメントを説明する
ための図である。

【００８１】このマーカは幅１０μｍのストライプ状領
域から構成されており、全体として正方形の形をなして
いる。このマーカの正方形の２対の対角線は、例えばＧ
ａＡｓ結晶の場合、それぞれ〔０１１〕，〔０１／１〕
方向に正確に合うようにする。この方向にマーカを形成
することで、ストライプ方向によってストライプ幅の変
化が生じることを防止でき、アライメントマーカの形状
が３回目のエピ成長で変化する場合にもマーカを相似形
状で変化させることができることは、上記第１１の実施
例と同様である。また、本実施例では、転写マスク４１
側には、十字のスリットを有するアライメントマーカ４
１を形成しておけば、図１２(c) に示すように重ね合わ
せることによって正確にアライメントできる。

【００８２】また、本実施例では、ウエハ側アライメン
トマーカ３１と転写マスク側アライメントマーカ４１を
それぞれ正方形のマーカと十字スリットを有する形状の
マーカとしており、また、ウエハ側アライメントマーカ
３１のウエハ上での向きを、上述のようにアライメント
マーカの形状が３回目のエピ成長で変化する場合にもマ
ーカは相似形状で変化させることができる向きとしてい
るので、アライメントマーカの大きさが３回目のエピ成
長で極端に変化した場合であっても、マスクアライメン
ト精度の劣化は殆ど生じないという利点がある。

【００８３】実施例１３．図１３は第１〜第９の実施例
による半導体光素子製造用アライメントマーカの製造方
法によりウエハのアライメントマーカ形成領域に形成さ
れるアライメントマーカの形状の他の例およびこのアラ
イメントマーカを用いたマスクアライメントを説明する
ための図である。

【００８４】本実施例のマーカは実施例１２のマーカが
図のような配置で複数個配置されている。それぞれの正
方形の対角線の方向は互いに一致し、例えばＧａＡｓ結
晶の場合、それぞれ〔０１１〕，〔０１／１〕方向に正
確に合うようにしている。従って、上記第１１，第１２
の実施例と同様、ストライプ方向によってストライプ幅
の変化が生じることを防止でき、アライメントマーカの
形状が３回目のエピ成長で変化する場合にもマーカを相
似形状で変化させることができる。本実施例において
も、転写マスク４１側には、十字のスリットを有するア
ライメントマーカ４１を形成しておけば、図１３(c) に
示すように重ね合わせることによって正確にアライメン
トできる。

【００８５】上記第１３の実施例のマーカでは、３回目
のエピ成長によりマーカの大きさが変化して、十字スト
ライプに対して小さくなりすぎた場合にアライメントが
困難になる。

【００８６】本実施例によるマーカでは、複数個の正方
形で形成されており、各々の正方形を任意の間隔に配置
することにより個々のマーカの大きさが小さくなっても
マーカ全体として大きなサイズが保存されるため、アラ
イメント精度の劣化は殆ど生じないという利点がある。

【００８７】実施例１４．図１４は第１及び第３〜第９
の実施例による半導体光素子製造用アライメントマーカ
の製造方法により形成されるアライメントマーカを用い
たマスクアライメント方法の一実施例を説明するための
図である。

【００８８】上記第１及び第３〜第９の実施例による半
導体光素子製造用アライメントマーカの製造方法を用い
てウエハ上にアライメントマーカを形成する場合、２回
目または３回目の結晶成長時にエピ成長される結晶層の
層厚に応じてアライメントマーカの形状が変化する。こ
こで、上記第１１〜第１３の実施例において説明したよ
うに、例えばＧａＡｓ結晶の場合、アライメントマーカ
を〔０１１〕方向又は〔０１／１〕方向のから４５°ず
れた方向の辺を有する形状とすれば、アライメントマー
カの形状変化は、相似形状での変化となる。即ち、上記
第１及び第３〜第９の実施例による半導体光素子製造用
アライメントマーカの製造方法を用いて形成されるアラ
イメントマーカの形状が、図１４(a) に示すように、
〔０１１〕方向又は〔０１／１〕方向のから４５°ずれ
た方向の辺を有する正方形である場合には、アライメン
トマーカは正方形の形状を保ったまま、そのサイズが変
化する。

【００８９】本実施例では、転写マスク側には、図１４
(b) に示すように、点対称の中心が相似変形の中心とな
るように重ね合わせて配置した複数のサイズの異なる正
方形の辺の一部で構成した形状の開口を有するアライメ
ントマーカを形成する。

【００９０】転写マスク側に上述のような形状のアライ
メントマーカ４１を設ければ、ウエハ側のアライメント
マーカ３１のサイズが変化しても、このウエハ側のアラ
イメントマーカ３１に最も合わせやすいサイズの正方形
の辺の一部を使用して、図１４(c) に示すようにマスク
合わせを行なうことにより、精度よくマスク合わせする
ことができるので、ウエハ側のアライメントマーカのサ
イズが変化してもアライメント精度は悪くならない。

【００９１】実施例１５．図１５は第１及び第３〜第９
の実施例による半導体光素子製造用アライメントマーカ
の製造方法により形成されるアライメントマーカを用い
たマスクアライメント方法の他の実施例を説明するため
の図である。

【００９２】上記第１４の実施例では、ウエハ側の一つ
のアライメントマーカ形成領域に一つのアライメントマ
ーカを形成したが、図１５(a) に示すように、ウエハ側
の一つのアライメントマーカ形成領域に同一形状の複数
のアライメントマーカを形成し、転写マスク側には、図
１５(b) に示すように、ウエハ側の各アライメントマー
カに対応した位置に、ウエハ側のアライメントマーカと
相似形状の、それぞれサイズの異なる開口を有するアラ
イメントマーカ４１を形成するようにしてもよく、図１
５(c) に示すように最も合わせやすいサイズのアライメ
ントマーカ４１を用いてマスク合わせを行なうことによ
り、精度よくマスク合わせすることができるので、上記
第１４の実施例と同様の効果が得られる。

【００９３】なお、上記第１４，第１５の実施例ではア
ライメントマーカの形状を正方形としたが、上記第１及
び第３〜第９の実施例による半導体光素子製造用アライ
メントマーカの製造方法を用いて製造した場合に、２回
目または３回目の結晶成長時にエピ成長される結晶層の
層厚に応じて相似形状で変化する形状であれば、どのよ
うな形状であってもよい。

【００９４】また、上記第１１〜第１５の実施例では、
ＧａＡｓ結晶のエッチング形状で説明したが、エッチン
グされる半導体層がこれ以外の半導体材料からなる場合
であっても、そのエッチング形状の結晶方位依存性に応
じて、マスクパターンのストライプ方向を、このパター
ンをマスクとして用いて半導体層をウエットエッチング
したときに、リッジの側壁がすべて垂直となるような方
向とすることにより、上記実施例と同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。

【００９５】

【発明の効果】本発明の請求項１に係るアライメントマ
ーカは、化合物半導体層をエピタキシャル成長したウエ
ハ上の、ウエハ側アライメントマーカ形成領域に位置
し、上記化合物半導体層の結晶方位に対して所定の方位
関係を有することによって、全ての側壁が垂直であり、
かつ、転写マスク側アライメントマーカの形状を相似変
形した形状を呈する上記化合物半導体層からなる段差構
造と、当該段差構造の表面に該転写マスク側アライメン
トマーカの形状と相似形状を保持しつつ形成された化合
物半導体エピタキシャル成長層と、を備えるようにし
た。これにより、その仕上がり形状がエッチングマスク
の形状と相似になり、その結果、転写マスク上のアライ
メントマーカとも形状が相似になることから、マスクア
ライメント精度の良いアライメントマーカになる。 本発
明の請求項２に係るマスクアライメント方法は、請求項
１記載のウエハ側アライメントマーカを用いてマスクア
ライメントを行なう方法であって、上記転写マスク側に
は、上記ウエハ側アライメントマーカに対応する位置
に、その点対称の中心を相似変形の中心として、上記マ
スク側アライメントマーカの形状をそれぞれ異なるサイ
ズに相似変形した複数の形状の各複数の辺の一部から構
成される形状の開口を有するアライメントマーカを形成
しておくようにした。これにより、ウエハ側アライメン
トマーカがその製造時において形状が変化した場合にお
いても、高い精度でマスクアライメントできる。 本発明
の請求項３に係るマスクアライメント方法は、請求項１
記載のウエハ側アライメントマーカを用いてマスクアラ
イメントを行なう方法であって、上記ウエハ側アライメ
ントマーカとして、同一形状の複数のアライメントマー
カを形成しておき、上記転写マスク側には、上記複数の
ウエハ側アライメントマーカに対応する位置に上記マス
ク側アライメントマーカの形状をそれぞれ異なるサイズ
に相似変形した形状の開口を有するアライメントマーカ
を形成しておくようにした。これにより、ウエハ側アラ
イメントマーカがその製造時において形状が変化した場
合においても、高い精度でマスクアライメントできる。
本発明の請求項４に係るウエハ側アライメントマーカ製
作方法は、ウエハ上に 化合物半導体層をエピタキシャル
成長する工程と、上記ウエハの半導体光素子形成領域に
光導波路を形成するための絶縁膜からなるストライプ状
パターンを形成すると同時に、ウエハ側アライメントマ
ーカ形成領域に、化合物半導体層の結晶方位に対して所
定の方位関係を有し、かつ、転写マスク側アライメント
マーカの形状と相似形状を呈する絶縁膜からなるアライ
メントマーカパターンをエッチングによって形成する工
程と、少なくとも、当該アライメントマーカパターンを
エッチングマスクとして当該ウエハ側アライメントマー
カ形成領域にエピタキシャル成長した上記化合物半導体
層をウエットエッチングにより、上記所定の方位関係を
有することによって、段差構造の側壁が全て垂直となる
ように成形する工程と、当該アライメントマーカパター
ンに対して相似形を保持しながら当該ウエハ側アライメ
ントマーカ形成領域の上記化合物半導体層の表面にさら
に化合物半導体層をエピタキシャル成長させる工程と、
を含んでなる。これにより、ウエハ側アライメントマー
カの仕上がり形状がエッチングマスクの形状と相似にな
り、その結果、転写マスク上のアライメントマーカとも
形状が相似になることから、マスクアライメント精度の
良いアライメントマーカを製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法を示す図である。

【図３】本発明の第３の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法を示す図である。

【図４】本発明の第４の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法を示す図である。

【図５】本発明の第５の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法を示す図である。

【図６】本発明の第６の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法を示す図である。

【図７】本発明の第７の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法を示す図である。

【図８】本発明の第８の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法を示す図である。

【図９】本発明の第９の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法を示す図である。

【図１０】第１〜第９の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法によりウエハのアライ
メントマーカ形成領域に形成されるアライメントマーカ
の形状の一例およびこのアライメントマーカを用いたマ
スクアライメントを説明するための図である。

【図１１】第１〜第９の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法によりウエハのアライ
メントマーカ形成領域に形成されるアライメントマーカ
の形状の他の例およびこのアライメントマーカを用いた
マスクアライメントを説明するための図である。

【図１２】第１〜第９の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法によりウエハのアライ
メントマーカ形成領域に形成されるアライメントマーカ
の形状の他の例およびこのアライメントマーカを用いた
マスクアライメントを説明するための図である。

【図１３】第１〜第９の実施例による半導体光素子製造
用アライメントマーカの製造方法によりウエハのアライ
メントマーカ形成領域に形成されるアライメントマーカ
の形状の他の例およびこのアライメントマーカを用いた
マスクアライメントを説明するための図である。

【図１４】第１及び第３〜第９の実施例による半導体光
素子製造用アライメントマーカの製造方法により形成さ
れるアライメントマーカを用いたマスクアライメント方
法の一実施例を説明するための図である。

【図１５】第１及び第３〜第９の実施例による半導体光
素子製造用アライメントマーカの製造方法により形成さ
れるアライメントマーカを用いたマスクアライメント方
法の他の実施例を説明するための図である。

【図１６】埋め込みリッジ型の半導体レーザを示す斜視
図である。

【図１７】図１６に示す埋め込みリッジ型の半導体レー
ザの製造フローを示す斜視図である。

【図１８】丸形のウエハのアライメントマーカを説明す
るための図である。

【図１９】丸形ウエハにおけるマスクアライメントを説
明するための図である。

【図２０】〔０１１〕方向の辺と〔０１／１〕方向の辺
で構成されたパターンをマスクとしてウエットエッチン
グでリッジを形成した場合のリッジ形状を説明するため
の図である。

【図２１】〔０１１〕方向又は〔０１／１〕方向から４
５°ずれた方向の辺で構成されたパターンをマスクとし
てウエットエッチングでリッジを形成した場合のリッジ
形状を説明するための図である。

【符号の説明】

１ Ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ レーザ積層構造 ３ 絶縁膜 ４ フォトレジスト ５ Ｎ型ＧａＡｓ埋め込み層 ６ Ｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層 ７ フォトレジスト ８ フォトレジスト ９ フォトレジスト １０ 第１の絶縁膜 １１ フォトレジスト １２ 第２の絶縁膜 １３ フォトレジストパターン １４ 絶縁膜 １５ フォトレジスト １６ フォトレジスト １７ フォトレジスト １８ 第３の絶縁膜 １９ フォトレジスト ２０ 第４の絶縁膜 ２１ フォトレジスト ３０ ウエハ ３１ ウエハ上のアライメントマーカ ４０ 転写マスク ４１ 転写マスク上のアライメントマーカ １０１ Ｎ型ＧａＡｓ基板 １０２ Ｎ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層 １０３ ＧａＡｓ／Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ多重量子井
戸活性層 １０４ Ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層 １０５ Ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層 １０６ リッジ構造 １０７ Ｎ型ＧａＡｓ電流閉じ込め層 １０８ Ｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層 １０９ Ｎ電極 １１０ Ｐ電極 １１１ リッジマスク用絶縁膜 １１２ 丸形ＧａＡｓウエハ １１３ オリフラ １１４ ウエハ上のアライメントマーカ １１５ 転写マスク上のアライメントマーカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−23618（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−119680（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−307791（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−36584（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−29986（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−147179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−77421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−201628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−247527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−80528（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−73718（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−238（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 9/00 H01S 5/30

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化合物半導体層をエピタキシャル成長し
   たウエハ上の、ウエハ側アライメントマーカ形成領域に
   位置し、上記化合物半導体層の結晶方位に対して所定の
   方位関係を有することによって、全ての側壁が垂直であ
   り、かつ、転写マスク側アライメントマーカの形状を相
   似変形した形状を呈する上記化合物半導体層からなる段
   差構造と、 当該段差構造の表面に該転写マスク側アライメントマー
   カの形状と相似形状を保持しつつ形成された化合物半導
   体エピタキシャル成長層と、 を備えたことを特徴とするウエハ側アライメントマー
   カ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のウエハ側アライメントマ
   ーカを用いてマスクアライメントを行なう方法であっ
   て、上記転写マスク側には、上記ウエハ側アライメント
   マーカに対応する位置に、その点対称の中心を相似変形
   の中心として、上記マスク側アライメントマーカの形状
   をそれぞれ異なるサイズに相似変形した複数の形状の各
   複数の辺の一部から構成される形状の開口を有するアラ
   イメントマーカを形成しておくことを特徴とするマスク
   アライメント方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のウエハ側アライメントマ
   ーカを用いてマスクアライメントを行なう方法であっ
   て、上記ウエハ側アライメントマーカとして、同一形状
   の複数のアライメントマーカを形成しておき、上記転写
   マスク側には、上記複数のウエハ側アライメントマーカ
   に対応する位置に上記マスク側アライメントマーカの形
   状をそれぞれ異なるサイズに相似変形した形状の開口を
   有するアライメントマーカを形成しておくことを特徴と
   するマスクアライメント方法。
4. 【請求項４】 ウエハ上に化合物半導体層をエピタキシ
   ャル成長する工程と、 上記ウエハの半導体光素子形成領域に光導波路を形成す
   るための絶縁膜からなるストライプ状パターンを形成す
   ると同時に、ウエハ側アライメントマーカ形成領域に、
   化合物半導体層の結晶方位に対して所定の方位関係を有
   し、かつ、転写マスク側アライメントマーカの形状と相
   似形状を呈する絶縁膜からなるアライメントマーカパタ
   ーンをエッチングによって形成する工程と、 少なくとも、当該アライメントマーカパターンをエッチ
   ングマスクとして当該 ウエハ側アライメントマーカ形成
   領域にエピタキシャル成長した上記化合物半導体層をウ
   エットエッチングにより、上記所定の方位関係を有する
   ことによって、段差構造の側壁が全て垂直となるように
   成形する工程と、 当該アライメントマーカパターンに対して相似形を保持
   しながら当該ウエハ側アライメントマーカ形成領域の上
   記化合物半導体層の表面にさらに化合物半導体層をエピ
   タキシャル成長させる工程と、 を含んでなるウエハ側アライメントマーカの製作方法。