JP5022603B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、より詳細には、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びリン（Ｐ）を含有する半導体部材をエッチングするエッチング液を使用した半導体装置の製造方法に関する。
ＩｎＧａＰを用いた半導体装置は、発光素子などとして利用されている。例えば、最近、テレビジョン番組の録画装置及びコンピュータ用の大容量記憶装置として、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）記録装置が広く普及している。通常、ＤＶＤ装置においては、情報をディスクに書き込むために、波長が７３０ナノメータ帯の高出力の半導体レーザ装置が使用されている。
このような高出力の半導体レーザ装置を実現するために、いわゆる「リッジ導波路型」のＩｎＧａＡｌＰ系半導体レーザ素子が用いられている。この半導体レーザ素子は、基板上にｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層をこの順に積層して構成されている。そして、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に電圧を印加することにより、ｎ型半導体層に含まれる電子とｐ型半導体層に含まれるホールを活性層まで移動させて再結合させ、光を生成する。また、この半導体レーザ素子においては、活性層の上下にクラッド層を設けることにより垂直横モードを制御し、ｐ型半導体層の一部をリッジ状に成形することにより水平横モードを制御している。
このため、この半導体レーザ素子の製造工程には、ｐ型半導体層の一部をエッチングにより加工してリッジ状に成形する工程が含まれている。従来、このようなインジウム、ガリウム及びリン等を含む半導体層のエッチングには、臭素系のエッチング液が使用されていた（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、ＩｎＧａＡｌＰ層上に設けられたＩｎＧａＰ層を臭素系のエッチング液でエッチングすると、ウェーハ内におけるエッチング量のばらつきが大きくなり、歩留まりが低下するという問題点がある。
本発明は、インジウム、ガリウム、リンを含有する半導体部材をエッチングする際に、エッチング量のばらつきを抑えることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、基板上に、インジウム、ガリウム、リン及びアルミニウムからなる第１半導体層、インジウム、ガリウム及びリンからなる第２半導体層、インジウム、ガリウム、リン及びアルミニウムからなる第３半導体層、並びに、インジウム、ガリウム及びリンからなる第４半導体層がこの順に積層された積層体を形成する工程と、前記第４半導体層を、酸化剤及びクエン酸を含むエッチング液でエッチングする工程と、前記第３半導体層を、リン酸を含むエッチング液でエッチングする工程と、前記第２半導体層を、酸化剤及びクエン酸を含むエッチング液でエッチングする工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、インジウム、ガリウム、リンを含有する半導体部材をエッチングする際に、エッチング量のばらつきを抑えることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。
本実施形態は、エッチング液に関する実施形態である。本実施形態におけるエッチング液は、インジウム、ガリウム及びリンを含有する半導体部材をエッチングするエッチング液であって、インジウム、ガリウム及びリンの各元素を酸化させる酸化剤と、インジウム、ガリウム及びリンの各元素の酸化物を溶解するクエン酸と、を含有している。酸化剤は例えば過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）であり、クエン酸は例えばクエン酸水和物であり、例えばクエン酸一水和物（Ｃ６Ｈ８Ｏ７・Ｈ２Ｏ）である。このエッチング液は、例えば、１００グラムのクエン酸一水和物に１００ミリリットルの過酸化水素水を加えて溶解させることにより作製されている。
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。
本実施形態は、エッチング液に関する実施形態である。本実施形態におけるエッチング液は、インジウム、ガリウム及びリンを含有する半導体部材をエッチングするエッチング液であって、インジウム、ガリウム及びリンの各元素を酸化させる酸化剤と、インジウム、ガリウム及びリンの各元素の酸化物を溶解するクエン酸と、を含有している。酸化剤は例えば過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）であり、クエン酸は例えばクエン酸水和物であり、例えばクエン酸一水和物（Ｃ６Ｈ８Ｏ７・Ｈ２Ｏ）である。このエッチング液は、例えば、１００グラムのクエン酸一水和物に１００ミリリットルの過酸化水素水を加えて溶解させることにより作製されている。
以下、本実施形態に係るエッチング液の特性について説明する。
図１は、横軸に本実施形態に係るエッチング液におけるクエン酸一水和物の質量（グラム）の値と過酸化水素水の体積（ミリリットル）の値との和に対するクエン酸一水和物の質量（グラム）の値の比（以下、「組成比」という）をとり、縦軸にＩｎＧａＰ層を７０℃の温度でエッチングしたときのエッチング速度をとって、このエッチング液の組成がエッチング速度に及ぼす影響を示すグラフ図である。
即ち、組成比＝クエン酸一水和物の質量（ｇ）／（クエン酸一水和物の質量（ｇ）＋過酸化水素水の体積（ｍｌ））である。
図２は、横軸に温度をとって、縦軸にＩｎＧａＰ層をエッチングしたときのエッチング速度及びＩｎＧａＰ層とＩｎＧａＡｌＰ層とのエッチング選択比をとって、このエッチング液のエッチング速度及びエッチング選択比の温度依存性を示すグラフ図である。なお、エッチング選択比とは、ＩｎＧａＡｌＰ層のエッチング速度に対するＩｎＧａＰ層のエッチング速度の比である。また、図２においては、エッチング液の組成比は０．５とする。
図１は、横軸に本実施形態に係るエッチング液におけるクエン酸一水和物の質量（グラム）の値と過酸化水素水の体積（ミリリットル）の値との和に対するクエン酸一水和物の質量（グラム）の値の比（以下、「組成比」という）をとり、縦軸にＩｎＧａＰ層を７０℃の温度でエッチングしたときのエッチング速度をとって、このエッチング液の組成がエッチング速度に及ぼす影響を示すグラフ図である。
即ち、組成比＝クエン酸一水和物の質量（ｇ）／（クエン酸一水和物の質量（ｇ）＋過酸化水素水の体積（ｍｌ））である。
図２は、横軸に温度をとって、縦軸にＩｎＧａＰ層をエッチングしたときのエッチング速度及びＩｎＧａＰ層とＩｎＧａＡｌＰ層とのエッチング選択比をとって、このエッチング液のエッチング速度及びエッチング選択比の温度依存性を示すグラフ図である。なお、エッチング選択比とは、ＩｎＧａＡｌＰ層のエッチング速度に対するＩｎＧａＰ層のエッチング速度の比である。また、図２においては、エッチング液の組成比は０．５とする。
図１に示すように、組成比が０．５のとき、即ち、クエン酸一水和物の質量（グラム）の値と過酸化水素水の体積（ミリリットル）の値との比が１：１のときに、エッチング速度は極大値となる。このため、本実施形態に係るエッチング液の組成比は、例えば０．５とする。また、図２に示すように、４０℃〜７０℃の温度範囲では、温度が高いほどエッチング速度が大きい。更に、（ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ）エッチング選択比は、温度が６０℃のときに極大値をとる。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
一般に、金属材に対するウェットエッチング反応は、（１）エッチング液の金属材表面への拡散、（２）酸化剤による金属酸化物の形成、（３）酸による金属酸化物の溶解、（４）溶解された金属酸化物の拡散、の過程を経て進行する。
臭素系のエッチング液を使用したウェットエッチング反応では、上記（１）又は（４）の拡散過程が律速過程となるため、エッチング速度はエッチング液の対流等の外的因子に大きく左右される。このため、例えば、エッチング液の対流等が起こり、ウェーハ面上において外的因子が不均一になると、エッチング速度も不均一になり、エッチング量の面内均一性が損なわれる。
これに対して、本実施形態に係るエッチング液を使用したウェットエッチング反応では、上記（３）の溶解過程が律速過程となる。このため、エッチング速度が外的因子の影響を受けにくく、エッチング量の面内均一性が高くなる。
一般に、金属材に対するウェットエッチング反応は、（１）エッチング液の金属材表面への拡散、（２）酸化剤による金属酸化物の形成、（３）酸による金属酸化物の溶解、（４）溶解された金属酸化物の拡散、の過程を経て進行する。
臭素系のエッチング液を使用したウェットエッチング反応では、上記（１）又は（４）の拡散過程が律速過程となるため、エッチング速度はエッチング液の対流等の外的因子に大きく左右される。このため、例えば、エッチング液の対流等が起こり、ウェーハ面上において外的因子が不均一になると、エッチング速度も不均一になり、エッチング量の面内均一性が損なわれる。
これに対して、本実施形態に係るエッチング液を使用したウェットエッチング反応では、上記（３）の溶解過程が律速過程となる。このため、エッチング速度が外的因子の影響を受けにくく、エッチング量の面内均一性が高くなる。
このように、本実施形態に係るエッチング液を使用すれば、インジウム、ガリウム及びリンを含有する半導体部材をエッチングする際に、ウェーハ内におけるエッチング量のばらつきを抑えることができる。
なお、本実施形態においては、エッチング液に含まれる酸化剤として過酸化水素を使用し、クエン酸としてクエン酸水和物を使用する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、酸化剤として過硫酸アンモニウムを使用してもよく、クエン酸としてクエン酸無水を使用してもよい。また、これらの成分の組み合わせは任意である。すなわち、過酸化水素とクエン酸無水を組み合わせてもよく、過硫酸アンモニウムとクエン酸水和物を組み合わせてもよく、過硫酸アンモニウムとクエン酸無水を組み合わせてもよい。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態は、前述の第１の実施形態に係るエッチング液を使用した半導体装置の製造方法の実施形態であり、例えば、光ディスク等の光源に用いられる半導体赤色レーザダイオード（以下、「ＬＤ」（Laser Diode）という）の製造方法である。
図３〜図８は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法をその工程順に示す工程断面図である。すなわち、これらの図は、レーザダイオードをその発振方向に対して略垂直に切断した断面図である。
本実施形態は、前述の第１の実施形態に係るエッチング液を使用した半導体装置の製造方法の実施形態であり、例えば、光ディスク等の光源に用いられる半導体赤色レーザダイオード（以下、「ＬＤ」（Laser Diode）という）の製造方法である。
図３〜図８は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法をその工程順に示す工程断面図である。すなわち、これらの図は、レーザダイオードをその発振方向に対して略垂直に切断した断面図である。
先ず、図３に示すように、ｎ型のＧａＡｓからなる基板１（以下、「ｎ−ＧａＡｓ基板１」という。他の構成要素についても同様の表記方法を用いる。）を用意する。そして、このｎ−ＧａＡｓ基板１上に、例えばＭＯＣＶＤ法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition法：有機金属化学気相成長法）により、ｎ−ＧａＡｓバッファー層２、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ第１クラッド層３、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ光ガイド層４、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ−ＭＱＷ（Multi Quantum Well：多重量子井戸）活性層５、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ光ガイド層６、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＰストップ層８、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１をこの順に連続してエピタキシャル成長させる。これにより、積層体１２を作製する。積層体１２における上述の基板及び各層の組成は、例えば、特開２０００−１１４１７号公報に記載されたものと同様とすることができる。
次に、積層体１２上に、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition法：化学気相成長法）によりＳｉＯ２層１３を成膜し、ストライプ状にパターニングする。
次に、図４に示すように、ＳｉＯ２層１３をマスクとし、硫酸系のエッチング液を使用して、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１をウェットエッチングする。これにより、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１を選択的に除去してストライプ状にパターニングする。
次に、図５に示すように、ＳｉＯ２層１３をマスクとして、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０をウェットエッチングする。このとき、エッチング液として、前述の第１の実施形態に係るエッチング液、即ち、過酸化水素水とクエン酸一水和物とを含有しその組成比が０．５であるエッチング液を使用する。また、温度は７０℃とする。これにより、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０を選択的に除去してストライプ状にパターニングする。
このエッチングにより、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９上に、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐの複合酸化物層が形成される。そこで、この複合酸化物層をフッ化水素（ＨＦ）系のエッチング液を使用して除去する。
次に、図６に示すように、ＳｉＯ２層１３をマスクとし、リン酸系のエッチング液を使用して、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９をウェットエッチングする。これにより、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９を選択的に除去してストライプ状にパターニングする。
次に、図７に示すように、ＳｉＯ２層１３をマスクとして、ｐ−ＩｎＧａＰストップ層８をウェットエッチングする。このとき、エッチング液として、前述の第１の実施形態に係るエッチング液を使用する。また、温度は７０℃とする。これにより、ｐ−ＩｎＧａＰストップ層８を選択的に除去してストライプ状にパターニングする。
このエッチングにより、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層７上に、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐの複合酸化物層が形成される。そこで、この複合酸化物層をフッ化水素（ＨＦ）系のエッチング液を使用して除去する。
次に、図８に示すように、上述の工程でパターニングされたｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層７、ｐ−ＩｎＧａＰストップ層８、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０及びｐ−ＧａＡｓキャップ層１１の側方に、例えばＭＯＣＶＤ法により、通電阻止層１４を埋め込み形成する。通電阻止層１４は、例えば、ＧａＮ等の絶縁材料又はｎ−ＧａＡｓ等のｎ型半導体材料により形成する。そして、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１上及び通電阻止層１４上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１５を形成する。
そして、例えばリフトオフ法により、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１５上に上電極１６を形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面上に下電極１７を形成する。これにより、半導体赤色レーザダイオード（ＬＤ）１８が作製される。
このＬＤ１８においては、上電極１６に正の電位を印加し、下電極１７に負の電位を印加することにより、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１５からｐ−ＩｎＧａＡｌＰ光ガイド層６までのｐ型部分に含まれるホールが上電極１６から遠ざかる方向に移動し、ｎ−ＧａＡｓ基板１からｎ−ＩｎＧａＡｌＰ光ガイド層４までのｎ型部分に含まれる電子が下電極１７から遠ざかる方向に移動し、このホールと電子がＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ−ＭＱＷ活性層５において再結合する。これにより、発光が生ずる。
このとき、ＭＱＷ活性層５の下方にｎ−ＩｎＧａＡｌＰ第１クラッド層３を設け、ＭＱＷ活性層５の上方にｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層７を設けることにより、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ第１クラッド層３とｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層７との間に光を閉じ込めることができる。従って、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ第１クラッド層３とｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層７との間隔を調整することにより、光の垂直横モードを制御することができる。
また、ＭＱＷ活性層５の上下面側に、ＭＱＷ活性層５に接するようにｎ−ＩｎＧａＡｌＰ光ガイド層４及びｐ−ＩｎＧａＡｌＰ光ガイド層６を設けることにより、ＭＱＷ活性層５を薄くしてレーザ光を発光するための閾値電流を低く維持したまま、両ガイド層への光のしみ出しを大きくして、垂直横モードの光の放射角を小さくすることができる。
更に、上電極１６と下電極１７との間に流れる電流は、通電阻止層１４には流れず、パターニングされたｐ−ＧａＡｓキャップ層１１、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９、ｐ−ＩｎＧａＰストップ層８からなる電流経路を流れること、及び、ＭＱＷ活性層５とｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９との間で定常波が立つことから、光をｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９の直下域に閉じ込めることができる。これにより、水平横モードを制御することができる。
本実施形態によれば、図５に示すｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０のエッチング工程及び図７に示すｐ−ＩｎＧａＰストップ層８のエッチング工程において、前述の第１の実施形態に係るエッチング液、即ち、酸化剤とクエン酸との混合液、例えば、過酸化水素水とクエン酸一水和物との混合液を使用することにより、ウェーハ面内におけるエッチング量を均一化し、ＬＤ１８の歩留まりを向上させることができる。また、過酸化水素水及びクエン酸一水和物はコストが低いため、ＬＤ１８の製造コストを低減することができる。
以下、本発明の実施例の効果について、比較例と比較して詳細に説明する。
（試験例１）
本試験例１においては、エッチング液の種類がエッチング量のばらつきに及ぼす影響を評価した。
図９は、本試験例の試験方法を示す断面図である。
本試験例１においては、エッチング液の種類がエッチング量のばらつきに及ぼす影響を評価した。
図９は、本試験例の試験方法を示す断面図である。
先ず、ｎ型ＧａＡｓからなる直径が３インチのウェーハを用意し、このウェーハをｎ−ＧａＡｓ基板１として、前述の第２の実施形態において説明した方法により、積層体１２を作製した。このとき、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９の膜厚は９８０ナノメートル（ｎｍ）とし、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０の膜厚は５０ナノメートルとし、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１の膜厚は５０ナノメートルとした。
次に、この積層体１２上にストライプ状のＳｉＯ２層１３を形成し、このＳｉＯ２層１３をマスクとして、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１を硫酸系のエッチング液を使用してウェットエッチングした。
次に、この積層体１２上にストライプ状のＳｉＯ２層１３を形成し、このＳｉＯ２層１３をマスクとして、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１を硫酸系のエッチング液を使用してウェットエッチングした。
その後、ＳｉＯ２層１３をマスクとして、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０のウェットエッチングを行った。このとき、本発明の実施例においては、エッチング液として、前述の第１の実施形態に係るエッチング液、即ち、過酸化水素水とクエン酸一水和物との混合液（以下、「クエン酸系エッチング液」という）を使用した。エッチング液の組成比は０．５とし、エッチング温度は７０℃とした。また、比較例においては、エッチング液として、臭素（Ｂｒ）、臭化水素（ＨＢｒ）及び水（Ｈ２Ｏ）の混合液（以下、「臭素系エッチング液」という）を使用した。エッチング温度は室温とした。
なお、このエッチングにおいては、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９の上部もエッチングした。そして、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０及びｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層９のエッチング量の合計値をリッジ高さｈとし、このリッジ高さｈが２６０ナノメートルとなるようにエッチング時間を制御した。
次に、積層体１２の表面をフッ化水素（ＨＦ）系のエッチング液により洗浄することにより、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐの複合酸化物層を除去した。
そして、ウェーハ内におけるリッジ高さｈを測定し、その平均値Ａｖｅ、標準偏差σ、３σ、及び（３σ／平均値）の値を計算した。結果を表１に示す。
そして、ウェーハ内におけるリッジ高さｈを測定し、その平均値Ａｖｅ、標準偏差σ、３σ、及び（３σ／平均値）の値を計算した。結果を表１に示す。
本試験例においては、リッジ高さのばらつきを表す指標として、（３σ／平均値）の値を使用する。臭素系エッチング液を使用した比較例においては、（３σ／平均値）の値は１２７．１％と大きかったのに対して、クエン酸系エッチング液を使用した実施例においては、（３σ／平均値）の値は１０．０％と極めて小さかった。即ち、本発明の実施例は、比較例よりも、ウェーハ内においてリッジ高さが均一であった。
（試験例２）
本試験例２においては、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０のウェットエッチング中にエッチング液を揺動し、揺動の有無がエッチング量のばらつきに及ぼす影響を評価した。
図１０は、横軸にウェーハにおける位置をとり、縦軸にエッチング量をとって、揺動の有無がエッチング量のばらつきに及ぼす影響を示すグラフ図である。
本試験例における試料の作製方法及びエッチング方法は、前述の試験例１と同様である。本試験例において測定された（３σ／平均値）の値を表２に示す。表２に示す「実施例１」は、前述の試験例１の実施例１と同じ例であり、クエン酸系エッチング液を揺動無しで使用した例を示す。また、「実施例２」は、クエン酸系エッチング液を揺動有りで使用した例を示す。更に、「比較例１」は、試験例１の比較例１と同じ例であり、臭素系エッチング液を揺動無しで使用した例を示す。
本試験例２においては、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０のウェットエッチング中にエッチング液を揺動し、揺動の有無がエッチング量のばらつきに及ぼす影響を評価した。
図１０は、横軸にウェーハにおける位置をとり、縦軸にエッチング量をとって、揺動の有無がエッチング量のばらつきに及ぼす影響を示すグラフ図である。
本試験例における試料の作製方法及びエッチング方法は、前述の試験例１と同様である。本試験例において測定された（３σ／平均値）の値を表２に示す。表２に示す「実施例１」は、前述の試験例１の実施例１と同じ例であり、クエン酸系エッチング液を揺動無しで使用した例を示す。また、「実施例２」は、クエン酸系エッチング液を揺動有りで使用した例を示す。更に、「比較例１」は、試験例１の比較例１と同じ例であり、臭素系エッチング液を揺動無しで使用した例を示す。
表２に示すように、クエン酸系エッチング液を使用した場合は、実施例２に示すようにエッチング液を揺動させても、（３σ／平均値）の値は２１．９％であり、比較例１（１２７．１％）と比較して小さいままであった。これは、クエン酸系エッチング液によるＩｎＧａＰ層のエッチング反応が、拡散律速ではないことを示している。
なお、クエン酸系エッチング液を使用する場合において、エッチング液を揺動すると、揺動しない場合と比較して、エッチング速度が１．３倍になった。
なお、クエン酸系エッチング液を使用する場合において、エッチング液を揺動すると、揺動しない場合と比較して、エッチング速度が１．３倍になった。
（試験例３）
本試験例３においては、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０のエッチング前後の表面をＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy：Ｘ線光電子分光法）によって分析して、エッチング後の酸化物の有無を確認した。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、横軸に結合エネルギーをとり、縦軸に計測された電子数をとって、ＸＰＳの測定結果を示すグラフ図であり、（ａ）はインジウムの３ｄ軌道に対応するピークを示し、（ｂ）はガリウムの３ｄ軌道に対応するピークを示し、（ｃ）はリンの２ｐ軌道に対応するピークを示す。
本試験例３においては、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０のエッチング前後の表面をＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy：Ｘ線光電子分光法）によって分析して、エッチング後の酸化物の有無を確認した。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、横軸に結合エネルギーをとり、縦軸に計測された電子数をとって、ＸＰＳの測定結果を示すグラフ図であり、（ａ）はインジウムの３ｄ軌道に対応するピークを示し、（ｂ）はガリウムの３ｄ軌道に対応するピークを示し、（ｃ）はリンの２ｐ軌道に対応するピークを示す。
本試験例においては、前述の試験例１の実施例１と同様な方法により試料を作製し、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０をエッチングする前と、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０をクエン酸系エッチング液によりエッチングした直後であってフッ化水素（ＨＦ）系のエッチング液により洗浄する前に、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０の表面をＸＰＳにより測定した。クエン酸系エッチング液の組成比は０．５とし、温度は７０℃とし、エッチング時間は１０分間とした。測定結果を図１１に示す。なお、図１１に示す「Ｉｎｉｔｉａｌ」とはエッチング前の測定結果を示し、「Ａｓ Ｅｔｃｈ．」とは、エッチング直後の測定結果を示す。
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層１０をクエン酸系エッチング液によりエッチングすることにより、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐの全ての元素のピークが酸化物側にシフトした。即ち、エッチング後には、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐの複合酸化物が残留していた。これは、このエッチング反応においては、酸化物の溶解過程が律速過程であることを示している。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板、２ ｎ−ＧａＡｓバッファー層、３ ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ第１クラッド層、４ ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ光ガイド層、５ ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ−ＭＱＷ活性層、６ ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ光ガイド層、７ ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層、８ ｐ−ＩｎＧａＰストップ層、９ ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第３クラッド層、１０ ｐ−ＩｎＧａＰ通電容易層、１１ ｐ−ＧａＡｓキャップ層、１２ 積層体、１３ ＳｉＯ２層、１４ 通電阻止層、１５ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、１６ 上電極、１７ 下電極、１８ 半導体赤色レーザダイオード（ＬＤ）、ｈ リッジ高さ
Claims (6)
- 基板上に、インジウム、ガリウム、リン及びアルミニウムからなる第１半導体層、インジウム、ガリウム及びリンからなる第２半導体層、インジウム、ガリウム、リン及びアルミニウムからなる第３半導体層、並びに、インジウム、ガリウム及びリンからなる第４半導体層がこの順に積層された積層体を形成する工程と、
前記第４半導体層を、酸化剤及びクエン酸を含むエッチング液でエッチングする工程と、
前記第３半導体層を、リン酸を含むエッチング液でエッチングする工程と、
前記第２半導体層を、酸化剤及びクエン酸を含むエッチング液でエッチングする工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第４半導体層のエッチングにより形成されたインジウム、ガリウム及びリンの複合酸化物層を除去する工程と、
前記第２半導体層のエッチングにより形成されたインジウム、ガリウム及びリンの複合酸化物層を除去する工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 前記複合酸化物層の除去は、フッ化水素を含むエッチング液を使用して行うことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
- 前記クエン酸には、クエン酸水和物又はクエン酸無水を使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記クエン酸水和物には、クエン酸一水和物を使用することを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
- 前記酸化剤には、過酸化水素水又は過硫酸アンモニウムを使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
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