JPH03283534A - Micro-miniaturization of compound semiconductor - Google Patents

Micro-miniaturization of compound semiconductor

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JPH03283534A
JPH03283534A JP8135290A JP8135290A JPH03283534A JP H03283534 A JPH03283534 A JP H03283534A JP 8135290 A JP8135290 A JP 8135290A JP 8135290 A JP8135290 A JP 8135290A JP H03283534 A JPH03283534 A JP H03283534A
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JP
Japan
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compound semiconductor
etching
substrate
pressure
mask
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JP8135290A
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Japanese (ja)
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Toru Nishibe
徹 西部
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To form a side wall perpendicular to a thin compound semiconductor film by forming a striped mask on a compound semiconductor substrate so that an etching side wall is formed in the reversed mesa shape and exposing the mask in the environment obtained by applying the gas of group VII only in the predetermined pressure and then executing selective etching. CONSTITUTION:The patterning is executed to a SiO2 film 12 in the form of stripe in the reversed mesa direction of a substrate and thereafter a window is opened to the region where etching is desired. Next, ion sputtering is conducted for a minute with acceleration voltage of 400V and microwave power of 200W under the environment of argon gas pressure of 6X10<-4>Torr. In this case, when the substrate 11 is heated up to the predetermined temperature, natural oxide film at the surface of substrate 11 can be removed. Thereafter, the substrate 11 is heated up to 240 deg.C, chlorine gas pressure is set to 2X10<-4>Torr and gas etching is executed for 30 minutes. Thereby, the shape of etching side wall of the substrate 11 for laser thus obtained becomes almost perpendicular.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、化合物半導体基板、又はその上に形成した化
合物半導体薄膜をエツチング加工する方法に係イ)す、
特に垂直なエツチング側壁を形成するための化合物半導
体の微細加工方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a) a method of etching a compound semiconductor substrate or a compound semiconductor thin film formed thereon;
In particular, the present invention relates to a method for microfabrication of compound semiconductors for forming vertical etched sidewalls.

(従来の技術) 近年、化合物半導体を用いた各種デバイスが開発されて
いる。このようなデバイスの作成においては、例えば半
導体レーザ端面、電界効果トランジスタのゲート側壁、
2つ以上の素子のアイソレーションのための溝等におい
て、化合物半導体基板又はその上の化合物半導体薄膜を
垂直にエツチングすることが必要となる。現在のところ
この種のエツチングには、プラズマを利用したエツチン
グ、即ち化学的イオンエツチング(RI E)  反応
性ビームエツチング(RIBE)等のドライエツチング
技術が微細加工の目的と共に用いられている。
(Prior Art) In recent years, various devices using compound semiconductors have been developed. In the production of such devices, for example, semiconductor laser end faces, gate side walls of field effect transistors,
It is necessary to vertically etch the compound semiconductor substrate or the compound semiconductor thin film thereon in grooves and the like for isolating two or more elements. At present, for this type of etching, dry etching techniques such as plasma-based etching, chemical ion etching (RIE), reactive beam etching (RIBE), etc. are used for microfabrication purposes.

しかしながら、この種のエツチング方法では次のような
問題があった。即ち、エツチングできる深さはマスクと
のエツチング選択比で決まるため、深い溝を形成するに
は選択比の大きなマスク材を用いるか、又はエツチング
マスクを厚くする必要がある。選択比の大きなマスク材
は、一般にエツチング後に剥離するのが面倒であり、化
合物半導体のエツチングに有効なマスク材はないのが現
状である。さらに、マスクを必要以上に厚くすると、マ
スクと化合物半導体との熱膨脹差によるストレスのため
に、化合物半導体薄膜に欠陥が発生してしまうことがあ
った。
However, this type of etching method has the following problems. That is, the depth that can be etched is determined by the etching selectivity with respect to the mask, so in order to form deep grooves, it is necessary to use a mask material with a high selectivity or to make the etching mask thick. Mask materials with a high selection ratio are generally difficult to peel off after etching, and at present there is no mask material that is effective for etching compound semiconductors. Furthermore, if the mask is made thicker than necessary, defects may occur in the compound semiconductor thin film due to stress caused by the difference in thermal expansion between the mask and the compound semiconductor.

また、複雑なプロセスを経てきた素子工程の途中、又は
最後にドライエツチングを用いると、イオン衝撃のため
にエツチングする領域のみならず、他の部分、例えば電
極や界面制御の難しいショットキー酸化膜等にも損傷を
与え、素子の特性を劣化させることにつながった。これ
を防ぐために損傷を与えたくない箇所をパッシベーショ
ン膜で保護することも考えられているが、デバイスプロ
セスの自由度を極端に小さくし、且つ複雑化することに
より製品の歩留り低下を引き起こした。
In addition, if dry etching is used in the middle or at the end of a device process that has undergone a complex process, it will not only be possible to etch not only the area to be etched due to ion bombardment, but also other parts, such as electrodes and Schottky oxide films where interface control is difficult. This also caused damage to the device, leading to deterioration of the device characteristics. In order to prevent this, it has been considered to protect parts that should not be damaged with a passivation film, but this extremely reduces the degree of freedom in the device process and complicates it, resulting in a decrease in product yield.

(発明が解決しようとする課題) このように従来、化合物半導体基板又はその上の化合物
半導体薄膜をエツチング加工するに際して、垂直な側壁
を持つパターンを形成するためにプラズマを利用したド
ライエツチング技術を用いると、イオン衝撃によるダメ
ージを招く問題があった。
(Problem to be Solved by the Invention) Conventionally, when etching a compound semiconductor substrate or a compound semiconductor thin film thereon, a dry etching technique using plasma is used to form a pattern with vertical sidewalls. However, there was a problem of damage caused by ion bombardment.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、素子化プロセスと比べて比較的低温
で加工損傷なしにエツチングを行うことができ、化合物
半導体基板又はその上の化合物半導体薄膜に垂直な側壁
を形成することのできる化合物半導体の微細加工方法を
提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to enable etching to be performed at a relatively low temperature compared to the device fabrication process without damage during processing, and to enable etching to be carried out on a compound semiconductor substrate or on the substrate. It is an object of the present invention to provide a method for microfabrication of a compound semiconductor that can form vertical sidewalls in a compound semiconductor thin film.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明では、化合物半導体基
板、又は該基板上に形成された化合物半導体薄膜を選択
エツチングして、垂直壁面を持つパターンを形成する化
合物半導体の微細加工方法において、化合物半導体基板
又はその上の化合物半導体薄膜上に、ウェットエツチン
グしたときにエツチング側壁が逆メサ形状となるように
、ストライブ状の又はストライプ状の開口を有するマス
クを形成し、次いで化合物半導体基板を所定の温度に加
熱し、且つ■族系ガスを所望の圧力だけ印加した雰囲気
中に晒し、該化合物半導体基板又はその上の化合物半導
体薄膜を選択エツチングすることを特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention selectively etches a compound semiconductor substrate or a compound semiconductor thin film formed on the substrate to form a material having vertical wall surfaces. In a compound semiconductor microfabrication method for forming a pattern, a striped or striped opening is formed on a compound semiconductor substrate or a compound semiconductor thin film thereon so that the etched sidewall becomes an inverted mesa shape when wet etching is performed. Then, the compound semiconductor substrate is heated to a predetermined temperature and exposed to an atmosphere in which Group 1 gas is applied at a desired pressure, thereby selectively etching the compound semiconductor substrate or the compound semiconductor thin film thereon. It is characterized by

また本発明は、化合物半導体の微細加工方法において、
(100)面から0〜3度ずれた化合物半導体基板、又
は該基板上に形成された化合物半導体薄膜上にエツチン
グマスクを形成したのち、このマスクを[0113方向
に対して±5度の範囲内の方向(逆メサ方向)に沿った
ストライブ状にパターニングし、次いでパタニングした
後のエツチング希望領域に付着した自然酸化膜を除去し
、次いでこの自然酸化膜除去工程に連続して化合物半導
体基板を所望の温度に加熱し、且つ■族系ガスを所望の
圧力だけ印加した雰囲気に晒し、化合物半導体基板又は
その上の化合物半導体薄膜をマスクからのサイドエツチ
ングを伴いエツチングすることを特徴としている。
The present invention also provides a compound semiconductor microfabrication method that includes:
After forming an etching mask on a compound semiconductor substrate that is deviated from the (100) plane by 0 to 3 degrees or on a compound semiconductor thin film formed on the substrate, this mask is etched within a range of ±5 degrees with respect to the [0113 direction. Patterning is performed in a stripe shape along the direction (reverse mesa direction), and then the natural oxide film attached to the desired etching area after patterning is removed, and then, following this natural oxide film removal process, the compound semiconductor substrate is It is characterized by etching the compound semiconductor substrate or the compound semiconductor thin film thereon with side etching from a mask by heating it to a desired temperature and exposing it to an atmosphere in which group 1 gas is applied at a desired pressure.

(作用) 一般に順メサ方向(ストライブマスクを用いてエツチン
グしたときに順メサが形成されるストライブ方向)に垂
直な端面を得ようとすると、ブロム系のウェットエツチ
ングに代表されるように、順メサ方向に平行に切った断
面形状は第9図のように特異な形状となる。しかし、本
発明のように気相でエツチングすると、例えば塩素ガス
でGaAsをエツチングした場合、塩素ガスとの反応で
生成したGa塩化物やAs塩化物が蒸発することによっ
て、エツチングが進行する。ここで、生成塩化物が蒸発
する温度より基板温度が高ければ、底面からのエツチン
グとサイドからのエツチングが同時に起こり、第9図の
ような角が蒸発によりなくなり、結果として端面が垂直
になる。即ち、基板温度が低ければ角が生じ、基板温度
が高くなると角がとれて垂直になる。また、温度がさら
に高くなると、サイドがだれてくることが判った。従っ
て、塩素の圧力と基板温度を最適化することにより、垂
直な側壁が得られることになる。
(Operation) Generally, when attempting to obtain an end face perpendicular to the forward mesa direction (the stripe direction in which a forward mesa is formed when etching is performed using a stripe mask), as typified by bromine-based wet etching, The cross-sectional shape taken parallel to the forward mesa direction has a unique shape as shown in FIG. However, when etching is performed in a gas phase as in the present invention, for example, when GaAs is etched with chlorine gas, etching progresses as Ga chloride and As chloride produced by reaction with chlorine gas evaporate. Here, if the substrate temperature is higher than the temperature at which the generated chloride evaporates, etching from the bottom and etching from the sides will occur simultaneously, and the corners as shown in FIG. 9 will disappear due to evaporation, resulting in the end faces becoming vertical. That is, when the substrate temperature is low, corners are formed, and when the substrate temperature is high, the corners are rounded and become vertical. It was also found that as the temperature rose further, the sides began to sag. Therefore, by optimizing the chlorine pressure and substrate temperature, vertical sidewalls will be obtained.

このように本発明によれば、イオン衝撃を伴うことなく
化合物半導体基板又はその上の化合物半導体薄膜を選択
エツチングすることができ、しかも垂直な側壁を形成す
ることができる。即ち、加工損傷なしに、垂直な側壁を
形成することができる。さらに、エツチングマスクの選
択比は小さくてよく、■族ガスとエツチングマスクが反
応して、所望の深さエツチングする前になくなってしま
わなければよい。この限りで、エツチングマスクの材質
を広く選べ、例えばレジストや金等の電極材をそのまま
エツチングマスクとして使用することも可能である。ま
た、エツチングする前に自然酸化膜を除去する工程を行
えば、再現性が良くエツチング深さの制御性も良好に保
てる。もしも、この自然酸化膜除去の、工程を省略する
と、その後のエツチングの深さにばらつきが生じ、エツ
チング面が平坦にならない虞れがある。
As described above, according to the present invention, a compound semiconductor substrate or a compound semiconductor thin film thereon can be selectively etched without ion bombardment, and vertical sidewalls can be formed. That is, vertical sidewalls can be formed without processing damage. Furthermore, the selectivity of the etching mask may be small, as long as the Group 1 gas and the etching mask do not react and disappear before etching to a desired depth. To this extent, the material of the etching mask can be selected from a wide range, and for example, it is also possible to use resist, gold, or other electrode materials as they are as the etching mask. Furthermore, if a step of removing the natural oxide film is performed before etching, good reproducibility and controllability of the etching depth can be maintained. If this step of removing the natural oxide film is omitted, there will be variations in the depth of subsequent etching, and there is a risk that the etched surface will not be flat.

なお、本発明では順メサ方向に垂直な側壁形成に限られ
るが、素子の方向を本発明に合致するように合わせれば
、問題は生じない。また、基板加熱は電極のアロイ化等
に代表されるプロセスの温度より低い、100℃から4
00℃で行なえばよく、素子に及ぼす熱的な影響は現わ
れない。
Note that although the present invention is limited to sidewall formation perpendicular to the forward mesa direction, no problem will occur if the direction of the element is adjusted to match the present invention. In addition, the substrate heating is from 100℃ to 4℃, which is lower than the temperature of processes such as electrode alloying.
It is sufficient to carry out the process at 00° C., and there will be no thermal influence on the device.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の第1の実施例方法に係わる半導体レー
ザの垂直端面形成工程を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a step of forming a vertical end face of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

ます、第1図(a)に示す如く、GaA IAs/ に
 a A sダブルへテロ構造のレーザ用試板11に電
極プロセスを施し、その上にSiO□膜(マスク)を1
2を常圧化学気相法により1000人形成する。続いて
、第1図(b)に示す如く、5in2膜12のパターニ
ングを基板の逆メサ方向にストライブ状に行い、エツチ
ング希望領域に窓をあける。ここで、逆メサ方向とは、
ストライブ状マスクを用いてウェットエツチングにより
選択エツチングしたときに、逆メサ形状が形成されるス
トライブ方向であり、基板表面が(100)の場合は[
011]方向である次いで、アルゴンガスの6 X 1
0−−5〜1×10−4Torrの雰囲気下で、加速電
圧400V 、マイクロ波200Wのイオンスパッタリ
ングを1分間行う。第1図(e)はこの状態を表わし、
図中13がアルゴンイオンを示している。このとき、基
板11を所定の温度に加熱しておけば、基板11の表面
の自然酸化膜を除去することができる。この後、基板1
1を240℃に加熱し、塩素ガス圧力を2X 10−−
5〜1×10−4Torrに設定し、30分ガスエツチ
ング(気相エツチング)する。第1図(d)はこの状態
を表わし、図中14が塩素ガスを示している。なお、イ
オンスパッタリングの際に基板11を加熱しておけば、
必ずしもこのガスエツチング工程で基板11を加熱する
必要はない。
First, as shown in Fig. 1(a), an electrode process is applied to a laser test plate 11 having a GaA IAs/ a As double heterostructure, and a SiO □ film (mask) is placed on it.
2 by atmospheric pressure chemical vapor phase method. Subsequently, as shown in FIG. 1(b), the 5in2 film 12 is patterned in stripes in the reverse mesa direction of the substrate to form a window in the area desired to be etched. Here, the reverse mesa direction is
This is the stripe direction in which an inverted mesa shape is formed when selectively etching is performed by wet etching using a stripe mask, and if the substrate surface is (100), [
011] direction, then 6 x 1 of argon gas
Ion sputtering is performed at an acceleration voltage of 400 V and a microwave of 200 W for 1 minute in an atmosphere of 0--5 to 1×10 −4 Torr. Figure 1(e) represents this state,
In the figure, 13 indicates an argon ion. At this time, if the substrate 11 is heated to a predetermined temperature, the natural oxide film on the surface of the substrate 11 can be removed. After this, board 1
1 to 240℃ and chlorine gas pressure to 2X 10--
Set to 5 to 1 x 10-4 Torr and perform gas etching (vapor phase etching) for 30 minutes. FIG. 1(d) shows this state, and 14 in the figure indicates chlorine gas. Note that if the substrate 11 is heated during ion sputtering,
It is not necessarily necessary to heat the substrate 11 during this gas etching process.

かくして得られるレーザ用基板11のエツチング側壁の
形状は、第1図(d)に示す如く略垂直となる。これは
、前記エツチングで使用した温度領域ではアルミニウム
やガリウムの塩化物の蒸発律速ではなく、塩素ガスとG
aAs。
The shape of the etched sidewall of the laser substrate 11 thus obtained is approximately vertical as shown in FIG. 1(d). This is because in the temperature range used in the etching process, the rate of evaporation of aluminum and gallium chloride is not the limiting factor, but chlorine gas and G
aAs.

GaAlAs或いはAlAsとの反応律速となっている
ためである。また、エツチング深さは溝幅に依存し、溝
幅が10μm以上であればばは同じであり、この場合は
エツチング深さは2.5μmであった。エツチングマス
クである5i(h膜12よりも内側にサイドエツチング
が見られ、サイドエツチング量はそれぞれ両側に1.5
μmであった〇 次に、本発明の第2の実施例に係わる半導体レーザの垂
直端面形成方法を述べる。エツチング基板としては、n
型1nP基板上に電子ビーム露光方法とドライエツチン
グにより逆メサ方向に1次の回折格子(周期2500人
)を形成し、その上にInGaAsP光ガイド層(組成
は波長にして1.3μm)を0.2μm5InGaAs
P活性層(組成は波長にして1.55μm)を0.1μ
m、p型1nPクラッド層を1μm、p型InGaAs
Pコンタクト層を0.5μm成長したものを用いた。
This is because the reaction rate with GaAlAs or AlAs is rate-limiting. Further, the etching depth depends on the groove width, and is the same as long as the groove width is 10 μm or more, and in this case, the etching depth was 2.5 μm. Side etching is seen inside the etching mask 5i (h film 12, and the side etching amount is 1.5 on each side.
.mu.m Next, a method for forming a vertical end face of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention will be described. As an etching substrate, n
A first-order diffraction grating (period: 2500) was formed in the reverse mesa direction on a 1nP substrate by electron beam exposure and dry etching, and an InGaAsP optical guide layer (composition: 1.3 μm in wavelength) was formed on it. .2μm5InGaAs
The P active layer (composition is 1.55 μm in terms of wavelength) is 0.1 μm.
m, p-type 1nP cladding layer of 1 μm, p-type InGaAs
A P contact layer grown to a thickness of 0.5 μm was used.

第1の実施例と同様に、InP基板上に常圧化学気相法
により5IO2膜を1000人形成し、第1図(b)の
ように5in2膜をパターニングして、エツチング希望
領域に窓をあける。その後、アルゴンガスの6 X 1
0 −5〜1×10−4Torrの雰囲気下で、加速電
圧400V、マイクロ波200Wのイオンスパッタリン
グを1分間行う。この後、基板を370℃に加熱し、塩
素ガス圧力を4 X 10”−5〜1×10−4Tor
rに設定し30分ガスエツチングする。この温度領域で
はインジウムやガリウム塩化物の蒸発律速ではなく、塩
素ガスと1nP或いは1nGaAsPとの反応律速とな
っている。
As in the first example, 1,000 5IO2 films were formed on an InP substrate by atmospheric pressure chemical vapor deposition, and the 5in2 films were patterned as shown in Figure 1(b) to form windows in the desired etching areas. Open. Then 6 x 1 of argon gas
Ion sputtering is performed at an acceleration voltage of 400 V and a microwave of 200 W for 1 minute in an atmosphere of 0 -5 to 1 x 10 -4 Torr. After this, the substrate was heated to 370°C and the chlorine gas pressure was increased to 4 x 10"-5 to 1 x 10-4 Torr.
Set the temperature to r and perform gas etching for 30 minutes. In this temperature range, the rate is not determined by the evaporation of indium or gallium chloride, but by the reaction between the chlorine gas and 1nP or 1nGaAsP.

そして、この場合も、垂直なレーザ端面が得られた。こ
の条件でエツチング深さは4.2μmであった。
Also in this case, a vertical laser end face was obtained. Under these conditions, the etching depth was 4.2 μm.

また、上記レーザのモニター側に受光器を集積するため
に、活性層のストライブに垂直な方向から5度傾いた方
向に溝を形成することにより、レーザ/受光素子を作製
した。5度傾けた理由はレーザから出た光が受光素子の
表面で反射されレーザの特性に影響を与えないためであ
る。レーザと受光器を分離する溝は、レーザの端面を形
成するときに同時に作ることができる。
In addition, in order to integrate a photodetector on the monitor side of the laser, a laser/photodetector was fabricated by forming a groove in a direction inclined by 5 degrees from the direction perpendicular to the stripes in the active layer. The reason why it is tilted by 5 degrees is that the light emitted from the laser is reflected by the surface of the light receiving element and does not affect the characteristics of the laser. The groove separating the laser and receiver can be created at the same time as forming the end face of the laser.

また、この傾きの角度は上記実験の条件ではO〜±5度
の範囲で垂直側壁が得られた。さらに、基板表面は(1
00)が最も望ましいが、0〜3度オフしていても垂直
側壁が得られた。
Further, under the conditions of the above experiment, a vertical side wall was obtained with the angle of inclination in the range of 0 to ±5 degrees. Furthermore, the substrate surface is (1
00) is the most desirable, but vertical sidewalls were obtained even with 0-3 degrees off.

第1及び第2の実施例共に臂開面のレーザと比べて、光
出力−電流特性、電圧−電流特性、@分量子効率等の特
性において、全く遜色ないものが作成できた。
Both the first and second embodiments were able to produce lasers that were completely comparable to those of the arm-opening laser in terms of optical output-current characteristics, voltage-current characteristics, @fractional efficiency, and other characteristics.

次に、本発明をレーザの活性層幅の制御に用いた第3の
実施例方法について、第2図及び第3図を参照して説明
する。エツチング基板としては、n型1nP基板21上
のn型1nPバッファ層22の上に、順メサ方向に1次
の回折格子(周期2500人)を形成し、その上にn型
InGaAsP光ガイド層23(組成は波長にして1.
3μm)を0.2μm、InGaAsP活性層24(組
成は波長にして1.55μm)を0.1μmsp型1n
Pクラッド層25を111m、p型1nGaAsPコン
タクト層26を0.5μrn成長したものを用いた。順
メサ方向に回折格子を形成する方法としては電子ビーム
露光法によらなくても、2光束干渉露光法とウエットエ
ッチングを組み合わせても可能である。また、回折格子
の側壁は垂直でなくてもよいので、本発明の微細加工技
術を順メサ方向にそのまま適用してもよい。レーザの発
振波長は活性層幅に敏感に影響するので、この幅を制御
性良く形成することが必要になる。
Next, a third embodiment method in which the present invention is used to control the active layer width of a laser will be described with reference to FIGS. 2 and 3. As an etching substrate, a first-order diffraction grating (period: 2,500) is formed in the forward mesa direction on an n-type 1nP buffer layer 22 on an n-type 1nP substrate 21, and an n-type InGaAsP optical guide layer 23 is formed on it. (The composition is 1.
3 μm) is 0.2 μm, and the InGaAsP active layer 24 (composition is 1.55 μm in terms of wavelength) is 0.1 μm sp type 1n.
The P cladding layer 25 was grown to a thickness of 111 m, and the p-type 1nGaAsP contact layer 26 was grown to a thickness of 0.5 μrn. As a method for forming a diffraction grating in the forward mesa direction, it is possible to use a combination of two-beam interference exposure method and wet etching, instead of using electron beam exposure method. Furthermore, since the side walls of the diffraction grating do not need to be vertical, the microfabrication technique of the present invention may be applied directly to the forward mesa direction. Since the oscillation wavelength of the laser sensitively affects the width of the active layer, it is necessary to form this width with good controllability.

そこで本発明により、第2図(a)のようにコンタクト
層26まで成長した後に、同図(b)のように活性層2
4の位置より深く活性層24で垂直メサエッチングを行
い、さらに同図(C)のように半絶縁性InP層28を
埋込み形成した。
Therefore, according to the present invention, after the contact layer 26 is grown as shown in FIG. 2(a), the active layer 26 is grown as shown in FIG. 2(b).
Vertical mesa etching was performed on the active layer 24 deeper than position 4, and then a semi-insulating InP layer 28 was buried as shown in FIG. 4(C).

この半絶縁性InP層28の代わりには、pn接合が逆
バイアスにかかるようにp−1nPとn−1nPを埋め
込んでもよい。また、構造はこれに限らず、第3図(a
)〜(d)のように回折格子を形成した光ガイド層23
の上にp−1nP層25′を0.1μm成長したウェハ
に活性層の幅で0.5μmテラスを形成し、半絶縁性I
nP層29をエツチング部分に選択成長し、しかるのち
にクラッド層25.コンタクト層26の順に成長しても
よい。
Instead of this semi-insulating InP layer 28, p-1nP and n-1nP may be buried so that the pn junction is reverse biased. Also, the structure is not limited to this, as shown in Figure 3 (a
) to (d), the light guide layer 23 has a diffraction grating formed thereon.
A 0.5 μm terrace with the width of the active layer is formed on the wafer on which a p-1nP layer 25' is grown to a thickness of 0.1 μm, and a semi-insulating I
An nP layer 29 is selectively grown on the etched portion, and then a cladding layer 25. The contact layer 26 may be grown in this order.

初めの方の構造の作製方法は第2図に示す通りである。The fabrication method for the first structure is shown in FIG.

即ち、p−1nGaAsPコンタクト層26の上に5i
n2膜27を常圧化学気相法により 200人形成し、
次いで5in2膜27のパターニングを行い、エツチン
グ希望領域に窓をあける。メサ部分のSiO2幅は4μ
mとした。プラズマによるエツチングではないので、基
板21とマスク27との選択比は大きい必要はなく、パ
ターン精度を上げるためにマスクの厚さを薄くできる。
That is, 5i is formed on the p-1nGaAsP contact layer 26.
200 N2 films 27 were formed by atmospheric pressure chemical vapor phase method.
Next, the 5in2 film 27 is patterned to open a window in the area desired to be etched. The SiO2 width of the mesa part is 4μ
It was set as m. Since etching is not performed using plasma, the selection ratio between the substrate 21 and the mask 27 does not need to be large, and the thickness of the mask can be reduced in order to improve pattern accuracy.

しかるのちに、アルゴンガスの6 X 10−−5〜1
×10−4Torrの雰囲気下で、加速電圧400V、
マイクロ波200Wのイオンスパッタリングを1分間行
う。この後、基板を370℃に加熱し、塩素ガス圧力を
4 X 10−−5〜1×10−4Torrに設定し1
5分ガスエツチングする。
After that, 6 X 10--5~1 of argon gas
In an atmosphere of ×10-4 Torr, acceleration voltage 400V,
Ion sputtering is performed using microwaves of 200 W for 1 minute. After this, the substrate was heated to 370°C, and the chlorine gas pressure was set to 4 x 10-5 to 1 x 10-4 Torr.
Gas etching for 5 minutes.

この温度領域ではインジウムやガリウム塩化物の蒸発律
速ではなく、塩素ガスとInP或いはInGaAsPと
の反応律速となっている。
In this temperature range, the rate is not determined by the evaporation of indium or gallium chloride, but by the reaction between the chlorine gas and InP or InGaAsP.

従って先の実施例と同様に、垂直なレーザ端面が得られ
た。この条件で、エツチング深さは2μmであった。ま
た、SiO2マスクの両側からのサイドエツチングはそ
れぞれ1μmであり、活性層幅2μmとなった。メサ側
壁は加工損傷の無い面が現れていて、半絶縁性1nPで
埋め込んだときに界面に不純物準位を新たに発生しなか
った。このことは電流−電圧11!1定により、リーク
電流が少ないことでも判る。また、このようにして作製
したレーザの発振しきい超電流のバラツキは10%以内
、発振波長のバラツキは1.55μmに対して±lO人
にあり、活性層の幅が2μmに対して±0.1 μmに
おさまっていることを示している。
Therefore, as in the previous example, a vertical laser end face was obtained. Under these conditions, the etching depth was 2 μm. Further, side etching from both sides of the SiO2 mask was 1 μm each, resulting in an active layer width of 2 μm. A surface with no processing damage appeared on the mesa sidewall, and no new impurity levels were generated at the interface when it was filled with semi-insulating 1nP. This can also be seen from the fact that the leakage current is small based on the current-voltage constant of 11!1. Furthermore, the variation in the oscillation threshold supercurrent of the laser fabricated in this way is within 10%, the variation in the oscillation wavelength is ±10 for 1.55 μm, and the width of the active layer is ±0 for 2 μm. .1 μm.

第3図の構造についてはエツチング材料が平均的にGa
を多く含むので、エツチング条件を変えた。光ガイド層
23の上に成長させた0、1μmのp−1nP層25°
の上に5in2膜27を常圧化学気相法により 200
人形成し、次に5i02fi27のパターニングを行い
、エツチング希望領域に窓をあける。メサ部分のS I
 02幅は2.5μmとした。その後、先と同様にイオ
ンスパッタリングを1分間行う。続いて基板21を24
0℃に加熱し、塩素ガス圧力を4×10 −5〜1×1
0−4Torrに設定し5分ガスエツチングする。
For the structure shown in Figure 3, the etching material is Ga on average.
The etching conditions were changed because it contains a lot of . 0.1 μm p-1nP layer 25° grown on the optical guide layer 23
A 5-in2 film 27 is placed on top of the 200
After forming a figure, patterning 5i02fi27 is performed to open a window in the area desired for etching. Mesa part SI
02 width was 2.5 μm. Thereafter, ion sputtering is performed for 1 minute in the same manner as before. Next, the board 21 is 24
Heat to 0℃ and increase the chlorine gas pressure to 4×10 −5 to 1×1
Set the temperature to 0-4 Torr and perform gas etching for 5 minutes.

この温度領域ではインジウムやガリウム塩化物の蒸発律
速ではなく、塩素ガスとInP或いはInGaAsPと
の反応律速となっており、垂直なレーザ端面が得られた
。また、この条件でエツチング深さは0.6μmであり
、5lO2マスクの両側からのサイドエツチングはそれ
ぞれ0.2μmであり、活性層幅は2.1μmとなった
In this temperature range, the rate is not determined by the evaporation of indium or gallium chloride, but by the reaction between the chlorine gas and InP or InGaAsP, and a vertical laser end face was obtained. Further, under these conditions, the etching depth was 0.6 μm, the side etching from both sides of the 5lO2 mask was 0.2 μm, and the active layer width was 2.1 μm.

次いで、エツチング側部を半絶縁性InP層29で埋込
み、マスクを除去した後に、p−InPクラッド層25
、p−1nGaAsP:1ンタクト層26をそれぞれ0
.9μm、  0.5μm成長した。埋込みの界面は加
工損傷の無い面が現れていて、半絶縁性1nPで埋め込
んだときに界面に不純物準位を新たに発生しなかった。
Next, the etched side part is filled with a semi-insulating InP layer 29, and after removing the mask, a p-InP cladding layer 25 is filled.
, p-1nGaAsP:1 intact layer 26, respectively.
.. It grew to 9 μm and 0.5 μm. At the buried interface, a surface with no processing damage appeared, and no new impurity levels were generated at the interface when buried with semi-insulating 1nP.

このことは電流−電圧測定により、リーク電流が少ない
ことでも判る。しきい値電流や発振波長のバラツキも小
さく、活性層の幅が制御されていることが判る。
This can also be confirmed by the fact that the leakage current is small by current-voltage measurement. It can be seen that the variations in threshold current and oscillation wavelength are small, and the width of the active layer is controlled.

上記2つの実施例でサイドエツチングされたためにオー
バーハングの状態の5in2マスクを用いて埋め込みを
行うと、マスクエツジ部での盛り上がりを防ぎ、平坦な
表面を得ることができるので、レーザ歩留り向上につな
がる。
When embedding is performed using a 5in2 mask that is in an overhang state due to side etching in the above two embodiments, swelling at the mask edge can be prevented and a flat surface can be obtained, leading to an improvement in laser yield.

ここで、−例として塩素ガスによるGaAs。Here - GaAs with chlorine gas as an example.

1nP及び1nGaAsP基板のエツチングについて詳
しく述べる。はじめにGaAs基板をエツチングしたと
きの基本データを示す。第4図は上記の実施例と同じイ
オンスパッタリングを行った後、塩素圧力2 X 10
 −5〜1×10−4Torrの条件でのGaAs基板
のエツチング速度の温度依存性である。また、図中括弧
内の数字は、第5図に示す如く、エツチング側壁のマス
クとのなす角度θを示している。
Etching of 1nP and 1nGaAsP substrates will be described in detail. First, basic data when etching a GaAs substrate will be shown. Figure 4 shows that after performing the same ion sputtering as in the above example, the chlorine pressure was 2 x 10.
This is the temperature dependence of the etching rate of a GaAs substrate under conditions of -5 to 1 x 10-4 Torr. Further, the numbers in parentheses in the figure indicate the angle θ between the etching side wall and the mask, as shown in FIG.

エツチング温度が低いとガリウムの塩化物及び砒素の塩
化物の蒸気圧が低く、サイドエツチングが起こり難く、
逆テーパ型になりやすい。
When the etching temperature is low, the vapor pressure of gallium chloride and arsenic chloride is low, making it difficult for side etching to occur.
It tends to become a reverse taper type.

温度が高くなると、ガリウムの塩化物及び砒素の塩化物
の蒸気圧が高くなるためにサイドエツチング量が多くな
る。この結果、250℃付近で略垂直の側面が得られた
。また、基板温度が250℃以上になると、側壁形状の
塩素圧力の依存性が現われてくる。
As the temperature rises, the vapor pressure of gallium chloride and arsenic chloride increases, so the amount of side etching increases. As a result, substantially vertical side surfaces were obtained at around 250°C. Furthermore, when the substrate temperature reaches 250° C. or higher, the sidewall shape becomes dependent on the chlorine pressure.

第6図は基板温度を280℃に設定したとき、上記の実
施例と同じイオンスパッタリングを行った後、塩素ガス
圧力をI X 1O−5TorrからI×1O−3To
rrまで変化させたときの、エツチング速度と側壁と基
板上面とのなす角度の変化を示したものである。塩素圧
力がI X 10−−5〜1×10−4Torr以下で
側壁面がなだらかになる。この温度領域では、ガリウム
の塩化物及び砒素の塩化物の蒸気圧は十分高いので、塩
素とガリウム砒素との化学反応でエツチングが進行する
。塩素の圧力が高いほど側壁のサイドエツチングが多か
った。基板温度が200℃より低温では側壁形状は塩素
圧力により殆ど変化しなかった。塩素圧力を上げればエ
ツチング速度が高くなり深い溝を形成できるが、側壁の
サイドエツチングも進むので、溝幅の制御性と溝の深さ
はトレードオフになる。
Figure 6 shows that when the substrate temperature is set at 280°C, after performing the same ion sputtering as in the above example, the chlorine gas pressure is changed from I x 1O-5Torr to I x 1O-3Torr.
The graph shows the change in etching rate and the angle formed between the side wall and the top surface of the substrate when the etching speed is changed to rr. When the chlorine pressure is less than I x 10 -5 to 1 x 10 -4 Torr, the side wall surface becomes gentle. In this temperature range, the vapor pressures of gallium chloride and arsenic chloride are sufficiently high, so that etching proceeds due to the chemical reaction between chlorine and gallium arsenide. The higher the chlorine pressure, the more side etching occurred on the sidewall. When the substrate temperature was lower than 200° C., the sidewall shape hardly changed due to the chlorine pressure. Increasing the chlorine pressure increases the etching rate and allows the formation of deep grooves, but side etching of the side walls also progresses, so there is a trade-off between controllability of groove width and groove depth.

ここで言えることは、基板温度を上げると高い圧力まで
垂直エツチングが可能となり、基板温度を下げると低い
圧力まで垂直エツチングが可能となることである。本発
明者らの実験によれば、基板温度200℃では塩素圧力
I X 1O−5Torrまで、基板温度300℃では
I X 1O−jTorrまで垂直エツチングが可能で
あった。なお、基板温度及び塩素ガス圧力を種々変えて
GaAsをエツチングした実験結果を、第8図に示して
おく。図中O印はエツチング側壁が略垂直(θ−85〜
95度)となった点、X印はそれ以外の点である。
What can be said here is that increasing the substrate temperature enables vertical etching to a high pressure, and decreasing the substrate temperature enables vertical etching to a low pressure. According to experiments conducted by the present inventors, vertical etching was possible at a substrate temperature of 200°C up to a chlorine pressure of I x 1O-5 Torr, and at a substrate temperature of 300°C up to a pressure of I x 1O-jTorr. FIG. 8 shows the experimental results of etching GaAs while varying the substrate temperature and chlorine gas pressure. Mark O in the figure indicates that the etched side wall is approximately vertical (θ-85~
95 degrees), and the X marks are other points.

次に、InP基板をエツチングしたときの基本データを
述べる。前記第4図に先と同じ条件で1nP基板をエツ
チングしたときのエツチング温度依存性を示す。この条
件では温度を変えても垂直側壁は得られなかった。しか
し、塩素ガス圧力を4 X 10−−5〜1×10−4
Torr程度まで下げると垂直側壁が得られる基板温度
が存在した。エツチング温度が低いとインジウムの塩化
物及び燐の塩化物の蒸気圧が低く、サイドエツチングが
起こり難く、逆テーパ型になりやすい。温度が高くなる
と、インジウムの塩化物及び燐の塩化物の蒸気圧が高く
なるためにサイドエツチング量が多くなる。この結果、
基板温度350”Cで垂直側壁が得られた。但しこの場
合、塩素圧力を4×10 −5〜1×10−4Torr
程度まで低下させないと垂直側壁が得られなかった。
Next, basic data when etching an InP substrate will be described. FIG. 4 shows the etching temperature dependence when a 1nP substrate was etched under the same conditions as before. Under these conditions, no vertical sidewalls could be obtained even if the temperature was changed. However, if the chlorine gas pressure is 4 x 10--5 to 1 x 10-4
There was a substrate temperature at which vertical sidewalls could be obtained when lowered to about Torr. When the etching temperature is low, the vapor pressure of indium chloride and phosphorus chloride is low, and side etching is difficult to occur, making it easy to form a reverse taper type. As the temperature rises, the vapor pressure of indium chloride and phosphorus chloride increases, so the amount of side etching increases. As a result,
Vertical sidewalls were obtained at a substrate temperature of 350"C. However, in this case, the chlorine pressure was changed from 4 x 10-5 to 1 x 10-4 Torr.
Vertical side walls could not be obtained unless the thickness was lowered to a certain degree.

第7図は基板温度を370℃に加熱したとき、上記の実
施例と同じイオンスパッタリングを行った後、塩素ガス
圧力を] X 1O−5TorrからI×10 −5〜
1×10−4Torrまで変化させたときの、エツチン
グ速度と側壁と基板上面とのなす角度の変化を示したも
のである。この温度領域では、インジウムの塩化物及び
燐の塩化物の蒸気圧は十分高いので、塩素とインジウム
燐との化学反応でエツチングが進行する。塩素の圧力が
高いほど側壁のサイドエツチングが多かった。なお、基
板温度及び塩素ガス圧力を種々変えてInPをエツチン
グした実験結果を第8図に示しておく。図中O印はエツ
チング側壁が略垂直(θ−85〜95度)となった点、
X印はそれ以外の点である。基板温度が400℃を越え
ても垂直側壁が得られるが、素子化プロセスに影響を与
えないためには基板温度は400℃以下が望ましい。
FIG. 7 shows that when the substrate temperature was heated to 370°C, after performing the same ion sputtering as in the above example, the chlorine gas pressure was changed from [X 1O-5 Torr to Ix 10-5~
This figure shows the change in etching rate and the angle formed between the side wall and the top surface of the substrate when the etching speed is changed up to 1×10 −4 Torr. In this temperature range, the vapor pressures of indium chloride and phosphorus chloride are sufficiently high, so that etching proceeds due to the chemical reaction between chlorine and indium phosphorus. The higher the chlorine pressure, the more side etching occurred on the sidewall. FIG. 8 shows experimental results in which InP was etched while varying the substrate temperature and chlorine gas pressure. The O mark in the figure indicates the point where the etched side wall is approximately vertical (θ-85 to 95 degrees).
The X marks are other points. Although vertical sidewalls can be obtained even if the substrate temperature exceeds 400° C., it is desirable that the substrate temperature be 400° C. or lower in order not to affect the device fabrication process.

エツチングされる基板がInGaAsPの場合は、As
、P、Gaの塩化物の蒸気圧がIn塩化物の蒸気圧より
十分高いので、−1蒸気圧の低いInの含有量によりエ
ツチング速度が決まる。InGaAsPについて垂直側
壁を形成するエツチング最適条件は■族生のInの割合
で決まり、次のようになる。InPについては、既に述
べたように、基板温度350〜400℃で塩素圧力I 
X 10−’ 〜I X 10−−5〜1×10−4T
orr、  I nの割合が70%では(InPに格子
整合する場合は1.3μm組成)基板温度300〜37
0℃で塩素圧力I X 10”” 〜I X 10−−
5〜1×10−4Torr、Inの割合が60%では(
I nPに格子整合する場合は1.55μm組成)基板
温度280〜380℃で塩素圧力1×IO1〜I X 
10−−5〜1×10−4Torr%I nの割合が5
0%では(InPに格子整合するInGaAsの場合)
基板温度250〜350℃で塩素圧力I X 10−’
〜I X 10−’TO「「。また、既に述べたように
GaAsの場合は、基板温度200〜300℃で塩素圧
力I X 10−’〜I X 1O−3Torrが最適
条件である。
If the substrate to be etched is InGaAsP, As
Since the vapor pressures of , P, and Ga chlorides are sufficiently higher than that of In chloride, the etching rate is determined by the In content, which has a low -1 vapor pressure. The optimum etching conditions for forming vertical sidewalls for InGaAsP are determined by the proportion of In in the Group II group, and are as follows. As for InP, as mentioned above, the substrate temperature is 350-400°C and the chlorine pressure I
X 10-' ~ I X 10--5 ~ 1x10-4T
orr, when the In ratio is 70% (1.3 μm composition when lattice matched to InP), the substrate temperature is 300-37
Chlorine pressure I x 10"" ~ I x 10-- at 0°C
5 to 1 x 10-4 Torr, when the In ratio is 60% (
1.55 μm composition for lattice matching to InP) Substrate temperature 280-380°C, chlorine pressure 1 x IO1-I
10--5 to 1 x 10-4 Torr% I n ratio is 5
At 0% (in the case of InGaAs lattice matched to InP)
Chlorine pressure I x 10-' at substrate temperature 250-350°C
~I X 10-' TO "". Also, as already mentioned, in the case of GaAs, the optimal conditions are a substrate temperature of 200 to 300° C. and a chlorine pressure of I X 10-' to I X 1O-3 Torr.

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。実施例では、自然酸化膜を除去する方法としてA
rのプラズマエツチングを述べているが、これに限定さ
れるものではない。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. In the example, A is used as a method for removing the natural oxide film.
Although plasma etching of r is described, the present invention is not limited to this.

A「の他のHe、N2等の種類を用いてもよいし、10
−”Torr以上の高真空で100℃のベーキングを行
ってもよい。ただし、真空度が悪いと(1O−6Tor
rのオーダー)350℃まで基板を加熱しても、酸化膜
は除去できない。また、エツチングガスは塩素に限るも
のではなく、■族系のガス、例えばBr、1等を含むガ
スであれば、基板温度、ガス圧力を適当に選ぶことによ
り、垂直端面を得ることは可能である。
Other types of He, N2, etc. may be used, or 10
Baking at 100℃ may be performed in a high vacuum of 10-6 Torr or higher.However, if the degree of vacuum is poor (10-6 Torr or higher
The oxide film cannot be removed even if the substrate is heated to 350°C (of the order of r). In addition, the etching gas is not limited to chlorine; if it is a gas containing Group Ⅰ gases, such as Br, 1, etc., it is possible to obtain a vertical end surface by appropriately selecting the substrate temperature and gas pressure. be.

また本発明は、レーザ以外の垂直端面を有する素子、例
えばアイソレーションや電子デバイスのゲート側壁等に
も適用することができる。
The present invention can also be applied to elements other than lasers that have vertical end faces, such as isolation devices and gate side walls of electronic devices.

また、材料系についても、InP/Ga1nAsP系。In addition, the material system is InP/Ga1nAsP.

GaAs/GaA IAs系の他の、1n^1^S/ 
I n G a A s系、InGaAIP/GaAs
系、さらにl n P / G a A s系等の格子
歪みのある系についても、適宜変更して適用することが
可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
、種々変形して実施することができる。
Other GaAs/GaA IAs series, 1n^1^S/
InGaAs system, InGaAIP/GaAs
The present invention can be applied to systems with lattice distortion, such as the l n P /Ga As system, with appropriate modifications. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例方法に係わるレーザの垂
直端面形成工程を示す断面図、第2図及び第3図は第3
の実施例に係わるレーザの活性層幅の制御方法を示す工
程断面図、第4図はGaAs基板の熱エツチングにおけ
るエツチング速度及び側壁形状の基板温度依存性を示す
特性図、第5図はエツチング形状を示す断面図、第6図
はGaAs基板の熱エツチングにおけるエツチング速度
及び側壁形状の塩素圧力依存性を示す特性図、第7図は
InP基板の熱エツチングにおけるエツチング速度及び
側壁形状の塩素圧力依存性を示す特性図、第8図はGa
As。 InPの温度及び圧力に対する角度依存性を示す特性図
、第9図はブロム系エツチングによる一般的なエツチン
グ形状を示す斜視図である。 11・・・レーザ用基板、 12・・・5in2マスク、 21−・−n −1n P基板、 22−−・n −1n P層、 23−= n −1n G a A s P光ガイド層
、24−= n −1n G a A s P活性層、
25・・・p−1nPクラッド層、 26−−− p −1n G a A s P :]ン
タクト層、27・・・S i 02マスク、 28・・・半絶縁性1nP埋め込み層
FIG. 1 is a sectional view showing the step of forming a vertical end face of a laser according to the method of the first embodiment of the present invention, and FIGS.
4 is a process cross-sectional view showing a method of controlling the active layer width of a laser according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the substrate temperature dependence of the etching rate and sidewall shape in thermal etching of a GaAs substrate, and FIG. 5 is a diagram showing the etching shape. 6 is a characteristic diagram showing the chlorine pressure dependence of the etching rate and sidewall shape in thermal etching of a GaAs substrate, and FIG. 7 is a characteristic diagram showing the chlorine pressure dependence of the etching rate and sidewall shape in thermal etching of an InP substrate. The characteristic diagram shown in Fig. 8 is Ga
As. A characteristic diagram showing the angular dependence of InP on temperature and pressure, and FIG. 9 is a perspective view showing a general etched shape by bromine-based etching. 11...Laser substrate, 12...5in2 mask, 21--n-1n P substrate, 22--n-1n P layer, 23-=n-1n GaAsP light guide layer, 24-=n-1n GaAsP active layer,
25...p-1nP cladding layer, 26--p-1nGaAsP:] contact layer, 27...Si02 mask, 28...semi-insulating 1nP buried layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)化合物半導体基板、又は該基板上に形成された化
合物半導体薄膜に対し、ウェットエッチングした場合エ
ッチング側壁が逆メサ形状となるような方向に、ストラ
イプ状の又はストライプ状開口を有するマスクを形成す
る工程と、次いで前記化合物半導体基板を所定の温度に
加熱し、且つVII族系ガスを所望の圧力だけ印加した雰
囲気中に晒し、該化合物半導体基板又はその上の化合物
半導体薄膜を選択エッチングする工程とを含むことを特
徴とする化合物半導体の微細加工方法。
(1) For a compound semiconductor substrate or a compound semiconductor thin film formed on the substrate, a striped mask or a mask having striped openings is formed in a direction such that the etched sidewall becomes an inverted mesa shape when wet etching is performed. and then selectively etching the compound semiconductor substrate or the compound semiconductor thin film thereon by heating the compound semiconductor substrate to a predetermined temperature and exposing it to an atmosphere to which Group VII gas is applied at a desired pressure. A method for microfabrication of a compound semiconductor, comprising the steps of:
(2)基板表面が(100)面から0〜3度ずれた化合
物半導体基板、又は該基板上に形成された化合物半導体
薄膜上にエッチングマスクを形成する工程と、前記エッ
チングマスクを[011]方向に対して±5度の範囲内
の方向に沿ったストライプ状にパターニングする工程と
、該工程によるパターニングした後のエッチング希望領
域に付着した自然酸化膜を除去する工程と、この自然酸
化膜除去工程に連続して前記化合物半導体基板を所望の
温度に加熱し、且つVII族系ガスを所望の圧力だけ印加
した雰囲気に晒し、前記化合物半導体基板又はその上の
化合物半導体薄膜を前記マスクからのサイドエッチング
を伴ってエッチングする工程とを含むことを特徴とする
化合物半導体の微細加工方法。
(2) A step of forming an etching mask on a compound semiconductor substrate whose substrate surface is deviated from the (100) plane by 0 to 3 degrees, or on a compound semiconductor thin film formed on the substrate, and moving the etching mask in the [011] direction. a step of patterning in a stripe shape along a direction within a range of ±5 degrees, a step of removing a natural oxide film adhering to the area desired to be etched after patterning in this step, and a step of removing this natural oxide film. Subsequently, the compound semiconductor substrate is heated to a desired temperature and exposed to an atmosphere in which Group VII gas is applied at a desired pressure to side-etch the compound semiconductor substrate or the compound semiconductor thin film thereon from the mask. A method for microfabrication of a compound semiconductor, comprising the step of etching with.
(3)前記化合物半導体基板、又はその上の化合物半導
体薄膜としてInPを用い、前記VII族系のガスとして
塩素ガスを用い、且つ前記基板温度を350〜400℃
、前記VII族系のガスの圧力を1×10^−^5〜1×
10^−^4Torrに設定したことを特徴とする請求
項1記載の化合物半導体の微細加工方法。
(3) InP is used as the compound semiconductor substrate or the compound semiconductor thin film thereon, chlorine gas is used as the Group VII gas, and the substrate temperature is set at 350 to 400°C.
, the pressure of the Group VII gas is 1×10^-^5~1×
2. The method for microfabrication of a compound semiconductor according to claim 1, wherein the pressure is set at 10^-^4 Torr.
(4)前記化合物半導体基板、又はその上の化合物半導
体薄膜としてGaAsを用い、前記VII族系のガスとし
て塩素ガスを用い、且つ前記基板温度を200〜300
℃、前記VII族系のガスの圧力を1×10^−^5〜1
×10^−^3Torrに設定したことを特徴とする請
求項1記載の化合物半導体の微細加工方法。
(4) GaAs is used as the compound semiconductor substrate or the compound semiconductor thin film thereon, chlorine gas is used as the Group VII gas, and the substrate temperature is set at 200 to 300.
℃, the pressure of the group VII gas is 1×10^-^5~1
2. The method for microfabrication of a compound semiconductor according to claim 1, wherein the pressure is set to x10^-^3 Torr.
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JP8135290A Pending JPH03283534A (en) 1990-03-30 1990-03-30 Micro-miniaturization of compound semiconductor

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JP (1) JPH03283534A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005031602A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Robert Bosch Gmbh A reactor for carrying out an etching process for a stack of masked wafers and etching processes

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005031602A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Robert Bosch Gmbh A reactor for carrying out an etching process for a stack of masked wafers and etching processes

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