JP4200892B2 - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
通常、半導体製造技術における溝形成は、例えば図9及び図10にその概略断面図を示すように、異方性エッチングや等方性エッチングによってなされる。
すなわち、まず、第1導電型基体例えばn型の半導体基板102上に、第1導電型のバッファ層103と、第1導電型クラッド層104と、活性層105と、第2導電型例えばp型の第2導電型第1クラッド層106と、第2導電型のエッチングストップ層107と、第2導電型第2クラッド層108と、第2導電型の中間層109と、第2導電型のキャップ層110とを例えばMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)により順次エピタキシャル成長させて形成し、積層半導体層111を形成する。
そして、図9Aに示すように、積層半導体層111のキャップ層110上に、次工程のエッチングマスクとなる例えばSiO2によるマスク層112を形成し、これに対しパターンエッチングを行ってリッジ溝形成部上に開口113を形成する。
次に、図9Bに示すように、例えば硫酸系のエッチング液によるウェットエッチングによって、積層半導体層111のキャップ層110と中間層109と第2導電型第2クラッド層108とを横切ってエッチングストップ層107に至るリッジ溝114を形成する。
その後、マスク層112を除去し、図10Aに示すように、第1導電型のGaAsによる埋め込み層116を形成し、図10Bに示すように、埋め込み層116上とキャップ層110上とに差し渡って全面的に第1電極117を被着形成し、基板102の裏面に第2電極118を被着形成する。
このようにして、半導体発光装置101を作製する。
そして、本発明による半導体発光装置の製造方法は、等方性エッチング工程が、ウェットエッチング工程であることを特徴とする。
そして、底部においてのみ等方性エッチング、すなわちウェットエッチングを行うことから、正確に所定の深さのリッジ溝の形成を行うことができ、また、リッジ溝底部の限られた深さに関してのみ、等方性のよいエッチングがなされることから、この溝の底部における幅が極端に小さくなることが回避され、これによって、リッジの底部の幅W2の増大化を抑制することができることから、この幅W2の増大化に伴う発振光のスポット形状の非対称性、すなわち発振光の放射角(θ//)の不均一の改善が図られる。
まず、本発明による半導体発光装置の第1の製造方法の実施の形態例を、その工程における拡大断面図を示す図1〜図4を参照して説明する。
その後、積層半導体層11のキャップ層10上に、次工程のエッチングマスクとなる例えばそれぞれ厚さ2000Å、2000Å、2500ÅのSiO2−SiN−SiO2の3層構造によるマスク層12を被着形成する。
続いて、図1Bに示すように、このパターニングされたマスク層12の開口部14を通じて、例えばRIEによる第1の異方性エッチングを行って、マスク層12と、キャップ層10と、中間層9とを横切り、第2導電型第2クラッド層8に至り、かつエッチングストップ層7に至らない深さの溝、すなわち最終的に形成するリッジ溝の上部溝15を第1の溝として形成する第1の異方性エッチング工程を行う。
そして、図2Aに示すように、各リッジ16と第1の溝15とに差し渡って、つまり少なくとも第1の溝15の内面に、例えばSiO2によるエッチングマスク層17を2000Åの厚さを以って形成し、図2Bに示すように、例えばRIEによる第2の異方性エッチングによって、溝底部に形成されたエッチングマスク層を除去する。
その後、例えば硫酸系のエッチング液によるウェットエッチングによって、エッチングストップ層7に至る等方性エッチングを行って、図3Aに示すように、底部溝を第2の溝18として形成して、リッジ溝22を形成する。
次に、図4Aに示すように、選択的エピタキシーを行って、マスク層12aの形成部以外のリッジ溝18内に、第1導電型例えばn型のAlInPによる通電阻止層19を形成する。そして、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)による平坦研磨によって、図4Bに示すように、選択的エピタキシーのマスク12aを除去し、この面に例えばチタン/白金/金(Ti/Pt/Au)の多層金属膜による第1電極20をオーミックに被着形成する。そして、基板2の裏面に例えばTi/Pt/Auの多層金属膜による第2電極21をオーミックに被着形成することにより、リッジ型半導体発光装置1を作製する。
次に、本発明による半導体発光装置の第2の製造方法の実施の形態例を、その工程における拡大断面図を示す図5〜図8を参照して説明する。
その後、積層半導体層43のキャップ層42上に、次工程のエッチングマスクとなる例えばそれぞれ厚さ2000Å、2000Å、2500ÅのSiO2−SiN−SiO2の3層構造によるマスク層44を被着形成する。
この際、第2エッチングストップ層39によって、第2導電型第3クラッド層40が保護され、これによりリッジ48全体の形状がテーパー形状とならず、垂直形状となる。
そして、図8Aに示すように、マスク層44aの形成部以外のリッジ溝50内に、第1導電型例えばn型のAlInPによる通電阻止層51を形成する。その後、選択的エピタキシーを行って、次に、例えばCMPによって平坦研磨することにより、図8Bに示すように、選択的エピタキシーのマスク44aを除去し、この面に例えばTi/Pt/Auの多層金属膜による第1電極52をオーミックに被着形成する。そして、基板の裏面に例えばTi/Pt/Auの多層金属膜による第2電極53をオーミックに被着形成することにより、リッジ型半導体発光装置31が作製されるものである。
また、図示では半導体基体に1つの半導体発光素子が形成される場合について示しているが、共通の基体に複数の半導体発光素子を形成して、それぞれについて分断して、同時に複数個の半導体発光装置を同時に形成するとか、マルチ発光素子構造とするなど、種々の構成による半導体発光装置の製造に適用することができる。
Claims (5)
- 基体上に、少なくとも第1導電型のクラッド層と、活性層と、第2導電型の第1クラッド層と、第1エッチングストップ層と、第2導電型の第2クラッド層と、第2エッチングストップ層と、第2導電型の第3クラッド層とを有する積層半導体層のエピタキシャル成長工程と、
上記積層半導体層の表面から、上記第2エッチングストップ層を横切り、上記第1エッチングストップ層を横切ることがない深さを有するリッジ溝の上部溝となる第1の溝を形成する第1異方性エッチング工程と、
上記第1の溝の内面を含んでエッチングマスクを形成するエッチングマスクの形成工程と、
上記第2エッチングストップ層の側面及びその上部の上記エッチングマスクを残し、上記第1の溝の底部に形成された上記エッチングマスクを除去する第2の異方性エッチング工程と、
上記第1エッチングストップ層によって停止するエッチングを行って上記リッジ溝の底部溝となる第2の溝を形成する等方性エッチング工程と、
上記リッジ溝内に選択的に上記通電阻止層を形成する工程と、を有する
半導体発光装置の製造方法。 - 上記第1および第2の異方性エッチング工程が、反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching)による請求項1記載の半導体発光装置の製造方法。
- 上記等方性エッチング工程が、ウェットエッチング工程である請求項1または2に記載の半導体発光装置の製造方法。
- 上記第1異方性エッチング工程において、3層構造によるマスク層を形成する請求項1〜3のいずれか記載の半導体発光装置の製造方法。
- 上記3層構造によるマスク層が、第1の材料と第2の材料と前記第1の材料との積層構造である請求項4記載の半導体発光装置の製造方法。
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