JP6164620B2 - Oxidizer - Google Patents

Oxidizer Download PDF

Info

Publication number
JP6164620B2
JP6164620B2 JP2015172151A JP2015172151A JP6164620B2 JP 6164620 B2 JP6164620 B2 JP 6164620B2 JP 2015172151 A JP2015172151 A JP 2015172151A JP 2015172151 A JP2015172151 A JP 2015172151A JP 6164620 B2 JP6164620 B2 JP 6164620B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
chamber
heating unit
holding unit
back surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015172151A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017050389A (en
Inventor
真哉 梅本
真哉 梅本
禅野 由明
由明 禅野
山本 高稔
高稔 山本
Original Assignee
株式会社エピクエスト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社エピクエスト filed Critical 株式会社エピクエスト
Priority to JP2015172151A priority Critical patent/JP6164620B2/en
Publication of JP2017050389A publication Critical patent/JP2017050389A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6164620B2 publication Critical patent/JP6164620B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

本発明は、酸化装置に関し、特に面発光レーザ作製用の酸化装置に関する。   The present invention relates to an oxidation apparatus, and more particularly to an oxidation apparatus for producing a surface emitting laser.

面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser: VCSEL)は、光ファイバー通信、高速光LAN、光ディスク、レーザープリンタ、光インターコネクト等、今後の光エレクトロニクス分野において重要なキーデバイスである。   The surface emitting laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser: VCSEL) is an important key device in the future optoelectronic field such as optical fiber communication, high-speed optical LAN, optical disk, laser printer, optical interconnect, and the like.

面発光レーザは、例えば半導体基板上にn型反射膜が設けられ、その上に、n型スペーサ層、p型活性層、p型スペーサ層が順次積層される。p型スペーサ層の上には、電流狭窄層が設けられ、その上に、p型反射膜が設けられる。電流狭窄層は、例えばAlAsから形成された層を周囲から酸化して電流の流れないAlとし、中央に残ったAlAs領域のみを電流が流れる(狭窄される)ようにして形成する(例えば、非特許文献1参照)。 In the surface emitting laser, for example, an n-type reflective film is provided on a semiconductor substrate, and an n-type spacer layer, a p-type active layer, and a p-type spacer layer are sequentially stacked thereon. A current confinement layer is provided on the p-type spacer layer, and a p-type reflective film is provided thereon. The current confinement layer is formed, for example, so that a layer formed of AlAs is oxidized from the surroundings to form Al 2 O 3 that does not flow current, and current flows (constricts) only in the AlAs region remaining in the center ( For example, refer nonpatent literature 1).

電流狭窄層に酸化されずに残されたAlAs層の面積、即ち、電流狭窄層の酸化の程度は、面発光レーザの性能に大きく影響するため、AlAs層の酸化には高い制御性が必要とされる。このため、例えば酸化装置が顕微鏡を備え、AlAs層を酸化する過程で顕微鏡を用いて酸化量をモニタし、酸化量を制御すること(例えば、特許文献1参照)や、基板温度をより高精度で制御し、酸化量を正確に制御すること(例えば、特許文献2参照)が行われてきた。   Since the area of the AlAs layer left unoxidized in the current confinement layer, that is, the degree of oxidation of the current confinement layer greatly affects the performance of the surface emitting laser, high controllability is required for the oxidation of the AlAs layer. Is done. For this reason, for example, the oxidation apparatus includes a microscope, and in the process of oxidizing the AlAs layer, the oxidation amount is monitored using the microscope to control the oxidation amount (see, for example, Patent Document 1), and the substrate temperature is more accurately controlled. And the amount of oxidation has been controlled accurately (see, for example, Patent Document 2).

特開2006−228811号公報JP 2006-228811 A 特開2006−40943号公報JP 2006-40943 A

Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2000) pp. 3468-3469Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2000) pp. 3468-3469

従来の酸化装置では、ヒータを内蔵する加熱ステージの上に、複数の面発光レーザが形成されたウエハを乗せた基板ホルダが載置され、酸化装置中に水蒸気を導入してAlAs層を酸化していたが、各面発光レーザ間で、AlAs層の酸化量が異なり、素子特性がばらつくという問題が発生した。この傾向は、特にウエハが大口径化するほど顕著であった。   In a conventional oxidation apparatus, a substrate holder on which a wafer on which a plurality of surface emitting lasers are formed is placed on a heating stage containing a heater, and water vapor is introduced into the oxidation apparatus to oxidize the AlAs layer. However, the amount of oxidation of the AlAs layer differs between the surface emitting lasers, and the device characteristics vary. This tendency was particularly remarkable as the wafer diameter increased.

かかる原因について検討したところ、ヒータでウエハを加熱するとウエハが反り、基板ホルダに接触する部分と接触しない部分が生じ、基板ホルダからウエハへの熱伝導が場所により異なりウエハの温度がばらつくため、これに応じて酸化量にもばらつきが出ることを見出した。このことは、特に、ウエハの反りによる影響は、ウエハが大口径化するほど顕著に見られた。   When the cause was examined, when the wafer was heated with a heater, the wafer warped, and a portion that contacted the substrate holder and a portion that did not contact were generated, and the heat conduction from the substrate holder to the wafer varied depending on the location, and the wafer temperature varied. It was found that the amount of oxidation varies depending on the conditions. In particular, the influence of the warpage of the wafer was more noticeable as the diameter of the wafer increased.

また、従来の酸化装置では、加熱ステージとウエハとの相対的な位置関係が固定された状態で加熱ステージ中のヒータの熱が熱伝導でウエハに伝わるため、ヒータの形状に依存してウエハの温度がばらつくことも分かった。   Further, in the conventional oxidation apparatus, the heat of the heater in the heating stage is transferred to the wafer by heat conduction in a state where the relative positional relationship between the heating stage and the wafer is fixed. I also found that the temperature fluctuated.

そこで、本発明は、熱酸化工程におけるウエハの反りやヒータ形状に依存するウエハ内での酸化のばらつきを防止した酸化装置の提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an oxidation apparatus that prevents variations in oxidation within a wafer depending on wafer warpage and heater shape in a thermal oxidation process.

本発明の1つの形態は、面発光レーザの電流狭窄層を形成するための酸化装置であって、
密閉可能なチャンバと、
チャンバ内に水蒸気を供給する供給部と、
チャンバの底部上に回転可能に設けられ、表面と裏面とを備えたウエハを保持するウエハ保持部と、
ウエハ保持部を回転させる回転機構と、
ウエハ保持部とチャンバの底部との間に、ウエハとは非接触に配置された加熱部と、を含み、
ウエハ保持部は、開口部が設けられた上面部と、上面部をチャンバの底部上に支持する側壁部と、ウエハの裏面が露出するようにウエハを開口部内に保持する庇部とを含み、加熱部によりウエハが裏面から加熱されることを特徴とする酸化装置である。
One aspect of the present invention is an oxidation apparatus for forming a current confinement layer of a surface emitting laser,
A sealable chamber;
A supply for supplying water vapor into the chamber;
A wafer holding unit that is rotatably provided on the bottom of the chamber and holds a wafer having a front surface and a back surface;
A rotation mechanism for rotating the wafer holder;
A heating unit disposed in a non-contact manner with the wafer between the wafer holding unit and the bottom of the chamber,
The wafer holding part includes an upper surface part provided with an opening part, a side wall part that supports the upper surface part on the bottom part of the chamber, and a flange part that holds the wafer in the opening part so that the back surface of the wafer is exposed, An oxidation apparatus characterized in that a wafer is heated from the back surface by a heating unit.

また、本発明の他の形態は、上記酸化装置を用いた面発光レーザの電流狭窄層の製造方法であって、
半導体層に上下が挟まれた導電層を含む面発光レーザのメサ部が表面に形成されたウエハを準備する工程と、
ウエハをウエハ保持部の開口部内に保持する工程と、
供給部からチャンバ内に水蒸気を導入する工程と、
回転機構を用いてウエハ保持部を回転させる工程と、
加熱部を用いてウエハを裏面から加熱し、ウエハを熱酸化温度に保持して、導電層を周囲から酸化し、中央部に残された導電層と、その周囲に形成された酸化層からなる電流狭窄層を形成する工程と、
ウエハの温度を下げて、導電層の酸化を停止する停止工程と、を含む製造方法である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a current confinement layer of a surface emitting laser using the oxidation apparatus,
Preparing a wafer having a surface formed with a mesa portion of a surface emitting laser including a conductive layer sandwiched between upper and lower semiconductor layers;
Holding the wafer in the opening of the wafer holder;
Introducing water vapor from the supply unit into the chamber;
Rotating the wafer holder using a rotation mechanism;
The heating unit is used to heat the wafer from the back side, hold the wafer at the thermal oxidation temperature, oxidize the conductive layer from the surroundings, and consist of the conductive layer left in the center and the oxidized layer formed around the conductive layer Forming a current confinement layer;
And a stop step of stopping the oxidation of the conductive layer by lowering the temperature of the wafer.

以上のように、本発明にかかる酸化装置では、ヒータに対してウエハを回転させながら、輻射熱でウエハを加熱することにより、熱酸化中のウエハの温度を均一にすることができ、ウエハ内で均一な酸化が可能となる。特に、面発光レーザの電流狭窄素の酸化に用いた場合、ウエハ内で均一な特性の面発光レーザを得ることができる。   As described above, in the oxidation apparatus according to the present invention, the temperature of the wafer during thermal oxidation can be made uniform by heating the wafer with radiant heat while rotating the wafer with respect to the heater. Uniform oxidation is possible. In particular, when used for oxidizing the current confinement element of a surface emitting laser, a surface emitting laser having uniform characteristics within the wafer can be obtained.

本発明の実施の形態にかかる酸化装置の概略図である。It is the schematic of the oxidation apparatus concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる酸化装置に含まれる加熱機構の断面図である。It is sectional drawing of the heating mechanism contained in the oxidation apparatus concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる酸化装置に用いられるウエハ保持部の部分上面図である。It is a partial top view of the wafer holding part used for the oxidation apparatus concerning embodiment of this invention. 図3aをA−A方向に見た場合の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view at the time of seeing FIG. 3a in an AA direction. 本発明の実施の形態にかかる酸化装置を用いて電流狭窄層を形成した面発光レーザの一例である。It is an example of the surface emitting laser which formed the current confinement layer using the oxidation apparatus concerning embodiment of this invention. 面発光レーザの上面図である。It is a top view of a surface emitting laser. 面発光レーザの側面図である。It is a side view of a surface emitting laser. 面発光レーザのメサ部が形成されたウエハの上面図である。It is a top view of the wafer in which the mesa part of the surface emitting laser was formed. 本発明の実施の形態にかかる酸化装置に用いられる他のウエハ保持部の部分上面図である。It is a partial top view of the other wafer holding part used for the oxidation apparatus concerning embodiment of this invention. 図7aをB−B方向に見た場合の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view at the time of seeing Drawing 7a in a BB direction. 本発明の実施の形態にかかる酸化装置に用いられる他のウエハ保持部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the other wafer holding part used for the oxidation apparatus concerning embodiment of this invention.

図1は、全体が100で表される、本発明の実施の形態にかかる酸化装置の概略図である。酸化装置100は、例えばステンレス鋼からなるチャンバ12を含む。チャンバ12には排気口66が設けられ、排気口66はバルブ84を介して真空ポンプ86に接続されている。真空ポンプ86を用いてチャンバ12の内部14を排気できる。   FIG. 1 is a schematic view of an oxidizer according to an embodiment of the present invention, the whole being represented by 100. The oxidizer 100 includes a chamber 12 made of, for example, stainless steel. An exhaust port 66 is provided in the chamber 12, and the exhaust port 66 is connected to a vacuum pump 86 through a valve 84. A vacuum pump 86 can be used to evacuate the interior 14 of the chamber 12.

チャンバ12の底部16には、全体が50で表される加熱機構が設けられている。加熱機構50は、ウエハ10を保持するウエハ保持部20と、加熱部40と、加熱部40を覆うように設けられたカバー部30を含む。   The bottom portion 16 of the chamber 12 is provided with a heating mechanism represented as a whole by 50. The heating mechanism 50 includes a wafer holding unit 20 that holds the wafer 10, a heating unit 40, and a cover unit 30 provided so as to cover the heating unit 40.

カバー部30の中は密閉可能になっており、排吸気口68を介して内部を排気したり、Nガスを充填したりできる。 The inside of the cover portion 30 can be sealed, and the inside can be exhausted through the exhaust air intake port 68 or can be filled with N 2 gas.

チャンバ12の底部16の下には、モータ32を含む回転機構36が設けられている。回転機構36は、ウエハ保持部20に接続されてこれを回転する。ウエハ保持部20は、ウエハ10の中心軸をほぼ回転中心として、底部16の上でウエハ保持部20を回転させる。   A rotation mechanism 36 including a motor 32 is provided below the bottom 16 of the chamber 12. The rotation mechanism 36 is connected to the wafer holding unit 20 and rotates it. The wafer holding unit 20 rotates the wafer holding unit 20 on the bottom 16 with the central axis of the wafer 10 as a substantially rotational center.

チャンバ12には、ノズル62が設けられる。ノズル62は、バルブ70、76を介して水蒸気72、Nガスに接続される。これにより、水蒸気がノズル62を介してチャンバ12の中に供給される。 A nozzle 62 is provided in the chamber 12. The nozzle 62 is connected to water vapor 72 and N 2 gas via valves 70 and 76. As a result, water vapor is supplied into the chamber 12 through the nozzle 62.

また、チャンバ12には、冷却ノズル64が設けられ、バルブ80を介して低温Nガスに82に接続されている。これにより、冷却用の低温Nガスが、冷却ノズル64を介してチャンバ12の内部14に供給される。 Further, the chamber 12 is provided with a cooling nozzle 64 and connected to a low-temperature N 2 gas 82 via a valve 80. Thereby, the low-temperature N 2 gas for cooling is supplied to the inside 14 of the chamber 12 via the cooling nozzle 64.

図2は、酸化装置100に含まれる加熱機構50の断面図である。加熱機構50のウエハ保持部20は、側壁部24と、側壁部24の上に設けられ、ウエハ10を載置する上面部22を有する。側壁部24は、例えばステンレス鋼、ニッケル合金(商品名:インコネル)、カーボンからなり、上面部22は、例えば石英、アルミナ等の耐熱性があり、熱伝導性の低い材料からなる。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the heating mechanism 50 included in the oxidation apparatus 100. The wafer holding unit 20 of the heating mechanism 50 includes a side wall part 24 and an upper surface part 22 on which the wafer 10 is placed. The side wall portion 24 is made of, for example, stainless steel, nickel alloy (trade name: Inconel), or carbon, and the upper surface portion 22 is made of a material having heat resistance such as quartz or alumina and having low thermal conductivity.

チャンバ12の底部16と、ウエハ保持部20の側壁部24との間には、例えばベアリングが設けられ(図示せず)、回転機構36により、底部16の上でウエハ保持部20が回転するようになっている。   For example, a bearing (not shown) is provided between the bottom 16 of the chamber 12 and the side wall 24 of the wafer holder 20 so that the wafer holder 20 is rotated on the bottom 16 by the rotation mechanism 36. It has become.

ウエハ保持部20とチャンバ12の底部16との間には、加熱部40と、加熱部40を覆うカバー部30とが設けられている。加熱部40は、ヒータ44が埋め込まれた加熱板42が、支持脚46により底部16の上に支えられた構造となっている。ヒータ44には、例えばシースヒータ(ニクロム線)が用いられ、加熱板42には、銅等の熱伝導性の高い金属が用いられる。このような埋め込みヒータに代えて、カーボンや金属等からなるヒータをむき出し状態で用いても良い。   A heating unit 40 and a cover unit 30 that covers the heating unit 40 are provided between the wafer holding unit 20 and the bottom 16 of the chamber 12. The heating unit 40 has a structure in which a heating plate 42 in which a heater 44 is embedded is supported on the bottom 16 by support legs 46. For example, a sheath heater (nichrome wire) is used for the heater 44, and a metal having high thermal conductivity such as copper is used for the heating plate 42. Instead of such an embedded heater, a heater made of carbon, metal, or the like may be used in an exposed state.

カバー部30は、例えば石英からなり、チャンバ12の底部16との間はシールされて、密閉可能となっている。加熱部40から出た輻射熱は、カバー部30を通って、ウエハ10を裏面から加熱する。なお、加熱部40と底部16との間に、加熱部40から下方に向かって放出された熱を反射する反射板を設けても構わない。   The cover portion 30 is made of, for example, quartz, and is sealed between the bottom portion 16 of the chamber 12 and can be sealed. Radiant heat emitted from the heating unit 40 passes through the cover unit 30 and heats the wafer 10 from the back surface. A reflector that reflects heat released downward from the heating unit 40 may be provided between the heating unit 40 and the bottom 16.

上述のように、カバー部30の内部は、排吸気口68を介して真空にでき、またはNガスを充填できる。これにより、チャンバ12の内部14に水蒸気が導入された場合でも、加熱部40は水蒸気に接触しないため、酸化によるヒータ44の劣化を防止できる。埋め込みヒータのように、耐酸化性のあるヒータであれば、カバー部30は無くても良い。 As described above, the inside of the cover 30 can be evacuated through the exhaust air inlet 68 or can be filled with N 2 gas. Thereby, even when water vapor is introduced into the interior 14 of the chamber 12, the heating unit 40 does not come into contact with the water vapor, so that deterioration of the heater 44 due to oxidation can be prevented. The cover 30 may be omitted if it is an oxidation resistant heater such as an embedded heater.

図3aは、ウエハ保持部20の部分上面図であり、図3bは、図3aをA−A方向に見た場合の部分断面図である。   3A is a partial top view of the wafer holding unit 20, and FIG. 3B is a partial cross-sectional view of FIG. 3A when viewed in the AA direction.

ウエハ保持部20の上面部22は、開口部22aを有する。開口部22aは、酸化するウエハ10よりやや大きく、開口部22aの下方の側面には、内方に張り出した庇部22bが設けられている。ウエハ10は、裏面の周囲を庇部22bで支えられて、開口部22aの中に保持される。なお、図3bでは、庇部22bは、開口部22aの周囲に環状に設けた突起としたが、ウエハ10を支持できる限り、部分的に設けても構わない。   The upper surface portion 22 of the wafer holding unit 20 has an opening 22a. The opening 22a is slightly larger than the wafer 10 to be oxidized, and a flange 22b protruding inward is provided on the side surface below the opening 22a. The wafer 10 is supported in the opening 22a while being supported around the back surface by the flange 22b. In FIG. 3b, the flange portion 22b is a projection provided in an annular shape around the opening 22a, but may be partially provided as long as the wafer 10 can be supported.

図4は、本発明の実施の形態にかかる酸化装置100を用いて電流狭窄層を酸化した面発光レーザの一例である。面発光レーザは、GaAs等の基板上に、n型反射膜(Distributed Bragg Reflector:DBR)を有する。n型反射膜は、例えば、AlGaAs/GaAsの超格子構造からなる。   FIG. 4 is an example of a surface emitting laser in which a current confinement layer is oxidized using the oxidation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. The surface emitting laser has an n-type reflective film (Distributed Bragg Reflector: DBR) on a substrate such as GaAs. The n-type reflective film has, for example, an AlGaAs / GaAs superlattice structure.

n型反射膜の上には、n型スペーサ層、活性層、p型スペーサ層が順次積層されている。n型およびp型のスペーサ層は、例えばAlGaAsからなり、活性層は、例えばGaAs/InGaAs/GaAsの量子井戸構造からなる。   An n-type spacer layer, an active layer, and a p-type spacer layer are sequentially stacked on the n-type reflective film. The n-type and p-type spacer layers are made of, for example, AlGaAs, and the active layer is made of, for example, a quantum well structure of GaAs / InGaAs / GaAs.

p型スペーサ層の上には、電流狭窄層が設けられている。電流狭窄層は、例えば周囲を酸化してAl(代表的にはAl)層としたAlAs層からなる。 A current confinement layer is provided on the p-type spacer layer. The current confinement layer is made of, for example, an AlAs layer that is oxidized to form an Al x O y (typically Al 2 O 3 ) layer.

電流狭窄層の上には、p型反射膜を有する。p型反射膜は、n型反射膜と同様、例えば、AlGaAs/GaAsの超格子構造からなる。   A p-type reflective film is provided on the current confinement layer. The p-type reflective film has, for example, an AlGaAs / GaAs superlattice structure, similar to the n-type reflective film.

GaAs基板の下、およびp型反射膜の上には、それぞれn電極およびp電極が形成される。n電極は、例えばAuGe/Auからなり、p電極は、例えばAu/Zn/Auからなる。図4から分かるように、n型反射膜より上方の部分はメサ構造となっている。   An n electrode and a p electrode are formed below the GaAs substrate and above the p-type reflective film, respectively. The n electrode is made of, for example, AuGe / Au, and the p electrode is made of, for example, Au / Zn / Au. As can be seen from FIG. 4, the portion above the n-type reflective film has a mesa structure.

面発光レーザでは、n電極とp電極の間に電流を流すと、電流狭窄層のAlAsの領域のみ電流が通過する(狭窄される)。この結果、活性層の一部にのみ電流が流れるため、横モードの発振の制御や、閾値電流の低減が可能となる。活性層で発光した光は、p型反射膜とn型反射膜との間でレーザ発振し、最終的に上部から光出力として出射する。   In the surface emitting laser, when a current is passed between the n electrode and the p electrode, the current passes (is narrowed) only in the AlAs region of the current confinement layer. As a result, since current flows only in a part of the active layer, it is possible to control the oscillation of the transverse mode and reduce the threshold current. The light emitted from the active layer laser oscillates between the p-type reflection film and the n-type reflection film, and finally exits from the upper part as a light output.

図5aは、面発光レーザ10aの上面図であるが、理解を容易にするために電流狭窄層より上方部分は省略してある。半導体レーザの寸法は、例えば、図5aにおいて、dは100μm、dは30μm、dは10μm、dは10μmであり、AlAs層を周囲から酸化してAl層とする場合に、高精度で酸化量を制御することが必要となる。図5bの側面図に示すように、AlAs層の酸化は、水蒸気雰囲気中に露出したAlAs層の側面から、水平方向(図5bの矢印方向)に進む。 FIG. 5a is a top view of the surface emitting laser 10a, but the portion above the current confinement layer is omitted for easy understanding. The dimensions of the semiconductor laser are, for example, in FIG. 5A, d 1 is 100 μm, d 2 is 30 μm, d 3 is 10 μm, d 4 is 10 μm, and the AlAs layer is oxidized from the surroundings to form an Al x O y layer. In addition, it is necessary to control the oxidation amount with high accuracy. As shown in the side view of FIG. 5b, the oxidation of the AlAs layer proceeds in the horizontal direction (arrow direction in FIG. 5b) from the side surface of the AlAs layer exposed in the water vapor atmosphere.

図6は、25(5×5)個の面発光レーザ10aが表面上に形成されたGaAs(100)ウエハ10の上面図である。面発光レーザの製造工程では、GaAs基板上に、p型反射膜からn型反射膜までの各層を、例えばCVD法を用いて堆積した後、マスクを用いたエッチングにより各層をGaAs基板までエッチングしてメサ構造とする(図5b)。この状態で、ウエハを酸化装置100に入れて、AlAs層を横方向から酸化して周囲をAl層にし、電流狭窄層を形成する。 FIG. 6 is a top view of the GaAs (100) wafer 10 on which 25 (5 × 5) surface emitting lasers 10a are formed. In the surface emitting laser manufacturing process, each layer from the p-type reflective film to the n-type reflective film is deposited on the GaAs substrate by using, for example, a CVD method, and then each layer is etched to the GaAs substrate by etching using a mask. To a mesa structure (FIG. 5b). In this state, the wafer is put in the oxidizer 100, the AlAs layer is oxidized from the lateral direction to form an Al x O y layer around it, and a current confinement layer is formed.

図6に示すように、ウエハ10の上に形成された複数の面発光レーザ10aのAlAs層を同時に酸化し、しかも酸化の深さ(図5に示す距離d)も10μm程度と薄いため、均一な特性の面発光レーザ10aを得るためには、ウエハ10の面内でAlAs層を均一に酸化することが必要となる。なお、図6の上面図では、面発光レーザ10aは正方形であるが、円形等の他の形状であっても良い。 As shown in FIG. 6, since the AlAs layers of the plurality of surface emitting lasers 10a formed on the wafer 10 are oxidized at the same time, and the oxidation depth (distance d 4 shown in FIG. 5) is also as thin as about 10 μm, In order to obtain the surface emitting laser 10a having uniform characteristics, it is necessary to uniformly oxidize the AlAs layer within the surface of the wafer 10. In the top view of FIG. 6, the surface emitting laser 10a is square, but may be other shapes such as a circle.

本発明の実施の形態にかかる酸化装置100では、加熱部40のヒータ44からの輻射熱によりウエハ10を加熱する。このため、ウエハ10が高温になり、反りが発生しても、ウエハ10の温度の分布に影響しない。即ち、従来の方法のように、加熱ステージの上にウエハを載置した基板ホルダを乗せて、加熱ステージからの熱伝導を用いてウエハを加熱する場合、熱によりウエハが反ると、熱伝導が悪くなる部分が発生し、ウエハ内の温度分布が不均一となったが、酸化装置100では熱伝導ではなく輻射によりウエハを加熱するため、ウエハの反りにより生じるウエハ温度のばらつきを防止できる。   In the oxidation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the wafer 10 is heated by radiant heat from the heater 44 of the heating unit 40. For this reason, even if the wafer 10 becomes hot and warps, the temperature distribution of the wafer 10 is not affected. That is, as in the conventional method, when a wafer holder is placed on a heating stage and the wafer is heated using heat conduction from the heating stage, if the wafer is warped by heat, the heat conduction However, since the temperature distribution in the wafer becomes non-uniform, the oxidation apparatus 100 heats the wafer not by heat conduction but by radiation, so that variations in wafer temperature caused by warpage of the wafer can be prevented.

また、本発明の実施の形態にかかる酸化装置100では、ウエハ保持部20が回転し、加熱部40のヒータ44に対してウエハ10の相対位置が変わりながら(ウエハ10が回転しながら)ウエハ10が加熱される。このため、ヒータ44の配置に依存したウエハ面内の温度のばらつきを防止できる。   Further, in the oxidation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the wafer holding unit 20 rotates, and the wafer 10 changes while the relative position of the wafer 10 changes with respect to the heater 44 of the heating unit 40 (while the wafer 10 rotates). Is heated. For this reason, variation in temperature within the wafer surface depending on the arrangement of the heaters 44 can be prevented.

この結果、ウエハ10の面内での酸化量が均一になり、ウエハ内の面発光レーザの特性のバラツキがなくなり、製造工程の歩留まりが大幅に向上する。   As a result, the amount of oxidation in the surface of the wafer 10 becomes uniform, there is no variation in the characteristics of the surface emitting laser in the wafer, and the yield of the manufacturing process is greatly improved.

なお、酸化工程における熱酸化条件は、面発光レーザの大きさや、熱酸化の程度に応じて任意に設定できる。熱酸化温度は、例えば400℃〜500℃の間に設定するのが好ましい。   The thermal oxidation conditions in the oxidation process can be arbitrarily set according to the size of the surface emitting laser and the degree of thermal oxidation. The thermal oxidation temperature is preferably set, for example, between 400 ° C and 500 ° C.

また、酸化装置100の例えば天井部に観察窓を設けて、顕微鏡等を用いてチャンバ12の内部14のウエハ10を観察し、酸化量の調整を行っても良い。   Further, for example, an observation window may be provided in the ceiling portion of the oxidation apparatus 100, and the wafer 10 inside the chamber 12 may be observed using a microscope or the like to adjust the oxidation amount.

図7aは、本発明の実施の形態にかかる酸化装置100に用いられる他のウエハ保持部120の部分上面図であり、図7bは、図7aをB−B方向に見た場合の部分断面図である。図7a、図7b中、図3a、図3bと同一符合は、同一又は相当箇所を示す。   FIG. 7A is a partial top view of another wafer holding unit 120 used in the oxidation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a partial cross-sectional view when FIG. 7A is viewed in the BB direction. It is. 7A and 7B, the same reference numerals as those in FIGS. 3A and 3B indicate the same or corresponding portions.

ウエハ保持部120では、開口部22aに設けられた庇部22bの上に、円筒形状のスペーサ26が設けられ、その上にウエハ10を載置する構造となっている。スペーサ26は、例えば石英からなる。   In the wafer holding unit 120, a cylindrical spacer 26 is provided on the flange 22b provided in the opening 22a, and the wafer 10 is placed thereon. The spacer 26 is made of, for example, quartz.

このように複数の円筒状のスペーサ26を設けることにより、ウエハ保持部120とウエハ10との接触面積を小さくでき、ウエハ10からウエハ保持部120への、熱伝導による熱の移動を低減し、ウエハ10内の温度をより均一にできる。   By providing a plurality of cylindrical spacers 26 in this way, the contact area between the wafer holding unit 120 and the wafer 10 can be reduced, heat transfer from the wafer 10 to the wafer holding unit 120 due to heat conduction can be reduced, The temperature in the wafer 10 can be made more uniform.

なお、図7aでは、スペーサ26を3箇所に設けたが、スペーサ26の数はこれに限らない。また、図7aでは、開口部22aの周囲に環状に設けられた庇部22bの上にスペーサ26を設けたが、庇部22bを部分的に設けて、その上にスペーサ26を設けても構わない。   In FIG. 7a, the spacers 26 are provided at three locations, but the number of the spacers 26 is not limited to this. Further, in FIG. 7a, the spacer 26 is provided on the collar portion 22b provided in an annular shape around the opening 22a. However, the collar portion 22b may be partially provided and the spacer 26 may be provided thereon. Absent.

図8は、本発明の実施の形態にかかる酸化装置100に用いられる他のウエハ保持部220の部分断面図である。図8中、図3a、図3bと同一符合は、同一又は相当箇所を示す。   FIG. 8 is a partial cross-sectional view of another wafer holding unit 220 used in the oxidation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIGS. 3a and 3b indicate the same or corresponding portions.

ウエハ保持部220では、開口部22aに設けられた庇部22bの上に、環状のスペーサ28が設けられ、その上にウエハ10を載置する構造となっている。スペーサ28は、例えば石英からなる。   In the wafer holding part 220, an annular spacer 28 is provided on the flange part 22b provided in the opening part 22a, and the wafer 10 is placed thereon. The spacer 28 is made of, for example, quartz.

このように環状のスペーサ28を設けることによっても、ウエハ保持部220とウエハ10との接触面積を小さくでき、ウエハ10からウエハ保持部220への、熱伝導による熱の移動を低減し、ウエハ10内の温度をより均一にできる。   By providing the annular spacer 28 in this manner, the contact area between the wafer holding unit 220 and the wafer 10 can be reduced, heat transfer from the wafer 10 to the wafer holding unit 220 due to heat conduction can be reduced, and the wafer 10 can be reduced. The temperature inside can be made more uniform.

本発明の実施の形態では、面発光レーザの電流狭窄層のAlAs層の酸化について説明したが、酸化装置100は、表面酸化膜等の他の熱酸化工程に適用しても、より均一な酸化膜を得ることができる。   In the embodiment of the present invention, the oxidation of the AlAs layer of the current confinement layer of the surface emitting laser has been described. However, the oxidation apparatus 100 can be applied to other thermal oxidation processes such as a surface oxide film to achieve more uniform oxidation. A membrane can be obtained.

10 ウエハ
12 チャンバ
14 内部
16 底部
20 ウエハ保持部
30 カバー部
32 モータ
36 回転機構
40 加熱部
62 ノズル
64 冷却ノズル
66 排気口
68 排吸気口
72 水蒸気
78 Nガス
82 低温Nガス
86 真空ポンプ
94 Nガス
96 真空ポンプ
100 酸化装置
10 wafer 12 chamber 14 inside 16 bottom 20 wafer holder 30 cover portion 32 motor 36 rotary mechanism 40 heating unit 62 nozzle 64 cooling nozzle 66 exhaust port 68 exhaust air inlet 72 steam 78 N 2 gas 82 cold N 2 gas 86 vacuum pump 94 N 2 gas 96 vacuum pump 100 oxidizer

Claims (6)

面発光レーザの電流狭窄層を形成するための酸化装置であって、
密閉可能なチャンバと、
該チャンバ内に水蒸気を供給する供給部と、
該チャンバの底部上に回転可能に設けられ、表面と裏面とを備えたウエハを保持するウエハ保持部と、
該ウエハ保持部を回転させる回転機構と、
該ウエハ保持部と該チャンバの底部との間に、該ウエハとは非接触に配置された加熱部と、を含み、
該ウエハ保持部は、開口部が設けられた上面部と、該上面部を該チャンバの底部上に支持する側壁部と、該ウエハの裏面が露出するように該ウエハを該開口部内に保持する庇部とを含み
該ウエハ保持部は、該加熱部に対して相対的に回転しながら、該加熱部により該ウエハが裏面から加熱されることを特徴とする酸化装置。
An oxidation apparatus for forming a current confinement layer of a surface emitting laser,
A sealable chamber;
A supply section for supplying water vapor into the chamber;
A wafer holding unit which is rotatably provided on the bottom of the chamber and holds a wafer having a front surface and a back surface;
A rotation mechanism for rotating the wafer holder;
A heating unit disposed in a non-contact manner with the wafer between the wafer holding unit and the bottom of the chamber;
The wafer holding unit holds the wafer in the opening so that an upper surface provided with an opening, a side wall for supporting the upper surface on the bottom of the chamber, and a back surface of the wafer are exposed. Including the buttocks ,
The oxidation apparatus characterized in that the wafer is heated from the back surface by the heating unit while the wafer holding unit rotates relative to the heating unit.
上記加熱部は、該加熱部と上記ウエハ保持部との間に設けられた、密閉可能なカバー部で覆われたことを特徴とする請求項1に記載の酸化装置。   The oxidation apparatus according to claim 1, wherein the heating unit is covered with a sealable cover provided between the heating unit and the wafer holding unit. 上記庇部は、上記開口部の側面に沿って設けられ、該側面から内方に向かって延びた環状の突起であることを特徴とする請求項1または2に記載の酸化装置。   3. The oxidation apparatus according to claim 1, wherein the flange is an annular protrusion provided along a side surface of the opening and extending inward from the side surface. 4. 上記庇部の上に、上記ウエハの裏面と接触する複数のスペーサが設けられたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の酸化装置。   The oxidizer according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of spacers in contact with the back surface of the wafer are provided on the flange. 上記庇部の上に、上記ウエハの裏面と接触する環状のスペーサが設けられたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の酸化装置。   The oxidizer according to any one of claims 1 to 3, wherein an annular spacer that contacts the back surface of the wafer is provided on the flange. 面発光レーザの電流狭窄層を形成するための酸化装置であって、
密閉可能なチャンバと、
該チャンバ内に水蒸気を供給する供給部と、
該チャンバの底部上に回転可能に設けられ、表面と裏面とを備えたウエハを保持するウエハ保持部と、
該ウエハ保持部を回転させる回転機構と、
該ウエハ保持部と該チャンバの底部との間に、該ウエハとは非接触に配置された加熱部と、を含み、
該ウエハ保持部は、開口部が設けられた上面部と、該上面部を該チャンバの底部上に支持する側壁部と、該ウエハの裏面が露出するように該ウエハを該開口部内に保持する庇部とを含み、
該ウエハ保持部は、該加熱部に対して相対的に回転しながら、該加熱部により該ウエハが裏面から加熱され、
該加熱部は、該加熱部と該ウエハ保持部との間に設けられた、密閉可能なカバー部で覆われ、
該庇部の上に、該ウエハの裏面と接触するスペーサが設けられ、
該ウエハ保持部の上面部、該カバー部、および該スペーサの少なくとも1つは、石英からなることを特徴とする酸化装置。
An oxidation apparatus for forming a current confinement layer of a surface emitting laser,
A sealable chamber;
A supply section for supplying water vapor into the chamber;
A wafer holding unit which is rotatably provided on the bottom of the chamber and holds a wafer having a front surface and a back surface;
A rotation mechanism for rotating the wafer holder;
A heating unit disposed in a non-contact manner with the wafer between the wafer holding unit and the bottom of the chamber;
The wafer holding unit holds the wafer in the opening so that an upper surface provided with an opening, a side wall for supporting the upper surface on the bottom of the chamber, and a back surface of the wafer are exposed. Including the buttocks,
The wafer holder is heated from the back surface by the heating unit while rotating relative to the heating unit,
The heating unit is covered with a sealable cover unit provided between the heating unit and the wafer holding unit,
A spacer that contacts the back surface of the wafer is provided on the flange,
At least one of the upper surface portion of the wafer holding portion, the cover portion, and the spacer is made of quartz.
JP2015172151A 2015-09-01 2015-09-01 Oxidizer Active JP6164620B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015172151A JP6164620B2 (en) 2015-09-01 2015-09-01 Oxidizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015172151A JP6164620B2 (en) 2015-09-01 2015-09-01 Oxidizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017050389A JP2017050389A (en) 2017-03-09
JP6164620B2 true JP6164620B2 (en) 2017-07-19

Family

ID=58280215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015172151A Active JP6164620B2 (en) 2015-09-01 2015-09-01 Oxidizer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6164620B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10170889B1 (en) * 2017-08-14 2019-01-01 Lumentum Operations Llc Controlling uniformity of lateral oxidation of wafer surface features using a vertical stack of horizontal wafers
JP7325939B2 (en) 2018-08-28 2023-08-15 Dowaエレクトロニクス株式会社 Epitaxial wafer manufacturing method and semiconductor device manufacturing method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07245264A (en) * 1994-03-03 1995-09-19 Toshiba Corp Vapor growth device
JPH0963966A (en) * 1995-08-24 1997-03-07 Toshiba Microelectron Corp Vapor growth device
JP3665672B2 (en) * 1995-11-01 2005-06-29 東京エレクトロン株式会社 Film forming apparatus and film forming method
JP2003133303A (en) * 2001-04-18 2003-05-09 Furukawa Electric Co Ltd:The Wafer-oxidizing device and method of manufacturing semiconductor element
JP2004047534A (en) * 2002-07-09 2004-02-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Semiconductor manufacturing apparatus
JP2004228335A (en) * 2003-01-23 2004-08-12 Sony Corp Vapor oxidation apparatus
JP3857283B2 (en) * 2004-07-22 2006-12-13 株式会社エピクエスト Oxidation equipment for surface emitting laser fabrication
JP4485972B2 (en) * 2005-02-15 2010-06-23 株式会社リコー Semiconductor oxidation apparatus and semiconductor element manufacturing method
WO2015025809A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 株式会社村田製作所 Oxidation device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017050389A (en) 2017-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3121707B2 (en) Surface emitting laser device and manufacturing method thereof
JP6840103B2 (en) Vertical cavity surface emitting laser wafer, vertical cavity surface emitting laser, thinned wafer of surface emitting laser
JP4485972B2 (en) Semiconductor oxidation apparatus and semiconductor element manufacturing method
CN103872580B (en) Dielectric film current-limiting type vertical cavity surface emitting laser and preparation method thereof
JP2008053353A (en) Surface emitting laser array, surface emitting laser element used therefor, and method for manufacturing the array
JP6164620B2 (en) Oxidizer
US10115612B2 (en) Manufacturing method for vertical cavity surface emitting laser
TW200541187A (en) Method for processing oxide-confined VCSEL semiconductor devices
US9558932B2 (en) Lateral wafer oxidation system with in-situ visual monitoring and method therefor
JP2007036169A (en) Surface emitting laser and manufacturing method of same
KR102029593B1 (en) Controlling uniformity of lateral oxidation of wafer surface features using a vertical stack of horizontal wafers
US10186832B2 (en) Method for fabricating surface emitting laser
US9812843B2 (en) Method for producing light-emitting device
JP2015103727A (en) Manufacturing method for vertical resonator type surface light emission laser
JP4969926B2 (en) Heat treatment apparatus, oxidation treatment system, and heat treatment method
JP4124017B2 (en) Manufacturing method of surface emitting semiconductor laser device
EP1587136B1 (en) Steam oxidization apparatus
WO2016009911A1 (en) Vertical-cavity surface-emitting laser manufacturing method
JP2006324582A (en) Plane emissive semiconductor laser and manufacturing method thereof
JP2003133303A (en) Wafer-oxidizing device and method of manufacturing semiconductor element
JP2009010224A (en) Manufacturing method of semiconductor light-emitting element
WO2015025809A1 (en) Oxidation device
US20020182823A1 (en) Wafer oxidation reactor and a method for forming a semiconductor device
JP2005026625A (en) Surface-emitting laser and its manufacturing method
JP2013219320A (en) Deposition method and surface emitting laser manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170613

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6164620

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250