JPH05182947A - 半導体結晶のエッチング方法 - Google Patents

半導体結晶のエッチング方法

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JPH05182947A
JPH05182947A JP34667691A JP34667691A JPH05182947A JP H05182947 A JPH05182947 A JP H05182947A JP 34667691 A JP34667691 A JP 34667691A JP 34667691 A JP34667691 A JP 34667691A JP H05182947 A JPH05182947 A JP H05182947A
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JP
Japan
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etching
layer
gainp
algainp
temperature
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Pending
Application number
JP34667691A
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English (en)
Inventor
Rie Kikuchi
地 理 恵 菊
Takeshi Idota
戸 田 健 井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 AlGaInP半導体結晶におけるAlGa
InPとGaInPの選択性が高く、制御が容易で再現
性が良く、短時間に高精度にエッチングが行なえるこ
と。 【構成】 AlGaInPクラッド層をエッチングする
際は、硫酸エッチング液の温度を29°C以上に設定
し、この層のエッチングが終了した時点で硫酸エッチン
グ液の温度を28°C以下に下げ、下層のGaInPエ
ッチング阻止層のエッチングを防止する。硫酸エッチン
グ液の温度が28°C以下では、AlGaInPに対す
るGaInPの比すなわち選択比は無限大になり、Al
GaInPはエッチングされるものの、GaInPはエ
ッチングされない。したがって、初めから硫酸エッチン
グ液の温度を28°C以下に設定してエッチングを行な
ってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体結晶のエッチン
グ方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】Al(アルミニウム)Ga(ガリウム)
In(インジウム)P(リン)結晶は、600nm帯で
発振する短波長の半導体レーザを作製するための結晶と
して用いられる。このAlGaInP結晶の成長技術の
進歩に伴い、レーザの特性向上を目的としたさまざまな
構造の半導体レーザが研究されており、半導体レーザ作
製のための結晶加工技術の開発も進められている。結晶
加工技術の中でも重要なAlGaInP結晶のエッチン
グについては、従来は熱硫酸や硫酸と過酸化水素水と水
を混合したエッチング液などが知られているものの、A
lGaInPとGaInPに対して選択性の高いエッチ
ング液の報告は極めて少ない。以下、本願発明者らが研
究室で行なったこの種の半導体結晶のエッチング方法に
ついて図面を参照しながら説明する。
【0003】図3は半導体結晶の断面図、図4の(a)
はエッチング前、(b)はエッチング後の断面図であ
る。図3において、1はn型GaAs基板、2はn型G
aAsバッファ層、3はn型GaInP層、4はn型A
lGaInPクラッド層、5はアンドープのAlGaI
nP活性層、6はp型AlGaInPクラッド層、7は
約0.001μm厚のp型GaInPエッチング阻止
層、8はp型AlGaInPクラッド層、9はp型Ga
InP層、10はp型GaAsキャップ層である。図4
の11はSiO2 エッチングマスクである。
【0004】次にエッチング方法について説明する。図
3のようにGaAs基板1上に順次成長させた結晶表面
に、まずSiO2 膜を形成し、次に図4(a)のように
SiO2 エッチングマスク11をフォトリソグラフィー
技術等によりストライプを含むパターンに形成する。そ
の後、このエッチングマスク11を利用し、GaAsキ
ャップ層10およびGaInP層9を硫酸、水、過酸化
水素水とを混合したエッチング液でエッチングする。次
に、図4(b)のように、AlGaInPクラッド層8
を35°Cの硫酸液でリッジ型にエッチングする。この
時、AlGaInPクラッド層8の段差すなわちエッチ
ングの深さを2〜3度測定し、エッチングレートを確認
する。このエッチングレートから、残っているAlGa
InPクラッド層8のみをエッチングする時間を求め、
下のGaInPエッチング阻止層7をエッチングしない
ように慎重にエッチングする。リッジ作製後、2度目の
結晶成長を行ない、レーザ構造に作製する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、AlG
aInP結晶のエッチングにおいては、結晶の膜厚が設
定値と異なることが多く、従来のエッチング方法では、
AlGaInPクラッド層8の下のGaInPエッチン
グ阻止層7を誤ってエッチングしてしまうことが多い。
さらにレーザ構造で最も重要な下層の活性層5まで除去
してしまったり、逆にAlGaInPクラッド層8が大
量に残ったまま半導体レーザが作製されると、レーザの
特性を大きく左右してしまうため、エッチングに際して
は、高度な技術とエッチング深さを測定しながらの慎重
な作業が要求され、熟練者でも非常に困難な作業となっ
ていた。
【0006】本発明は、このような従来の問題に鑑み、
AlGaInPとGaInPの選択性が高く、制御が容
易で再現性が良く、短時間に高精度にエッチングが行な
える優れた半導体結晶のエッチング方法を提供すること
を目的とする。
【0007】
【発明が解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、AlGaInP半導体結晶におけるAl
GaInPクラッド層をエッチングする硫酸液の温度を
28°C以下に設定して、その下層のGaInPエッチ
ング阻止層のエッチングを防止するようにしたものであ
る。
【0008】
【作用】本発明は、上記構成により、GaInPに対し
てAlGaInPを選択的にエッチングすることができ
るので、特性の安定した半導体レーザを作製することが
できる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する
が、その前に本発明の原理について説明する。
【0010】図1は本発明におけるAlGaInPとG
aInPに対する硫酸エッチング液の温度/選択比を示
すもので、エッチング液の温度が28°C以下では、A
lGaInPに対するGaInPの比すなわち選択比は
無限大になり、AlGaInPはエッチングされるもの
の、GaInPはエッチングされないことを示してい
る。エッチング液の温度が、30°Cでは選択比は17
倍、40°Cでは6倍、50°Cでは5.76倍、60
°Cでは5.2倍になり、エッチング液の温度が上昇す
るにつれて選択性が小さくなり、AlGaInPもGa
InPも同様にエッチングされることになる。
【0011】図2はAlGalnPとGaInPの硫酸
エッチング液の温度変化によるエッチングレートを示す
もので、硫酸エッチング液の温度が28°Cでは、Al
GaaInPのエッチングレートが250Å/minで
あるのに対し、GaInPはエッチングされないのでゼ
ロである。硫酸エッチング液の温度が30°Cのエッチ
ングレートは、AlGaInPの340Å/minに対
し、GaInPは20Å/minであり、選択比は17
倍であることが分かる。また、35°Cのエッチングレ
ートは、AlGaInPの700Å/minに対し、G
aInPは100Å/minであり、選択比は7倍であ
る。さらに、40°Cのエッチングレートは、AlGa
InPの1200Å/minに対し、GaInPは20
0Å/minであり、選択比は6倍である。
【0012】次に上記原理を応用した本発明の一実施例
について説明する。本発明によるエッチング方法は、そ
のエッチング液の温度設定を除いては従来例と変わらな
いので、従来技術の説明で用いた図3および図4を再び
引用して説明する。
【0013】まず図3のように、n型GaAs基板1上
にn型GaAsバッファ層2、n型GaInP層3、n
型AlGaInPクラッド層4、アンドープのAlGa
InP活性層5、p型AlGaInPクラッド層6、約
0.001μm厚のp型GaInPエッチング阻止層
7、p型AlGaInPクラッド層8、p型GaInP
層9およびp型GaAsキャップ層10を順次結晶成長
させる。次にこの結晶表面にSiO2 膜を形成し、図4
(a)のようにSiO2 エッチングマスク11をフォト
リソグラフィー技術等によりストライプを含むパターン
に形成する。その後、このエッチングマスク11を利用
し、GaAsキャップ層10およびGaInP層9を硫
酸、水、過酸化水素水とを混合したエッチング液でエッ
チングする。次に図4(b)のように、AlGaInP
クラッド層8を30°Cの硫酸エッチング液でリッジ型
にエッチングする。この時、AlGaInPクラッド層
8のエッチングが終了するまでの時間を計測したり、そ
の下層のGaInPエッチング阻止層7が現れたときの
色の変化を観察しながら、AlGaInPクラッド層8
のエッチングが終了時点で硫酸エッチング液の温度を2
8°C以下に下げ、その下層のGaInPエッチング阻
止層7のエッチングを防止する。このようにしてリッジ
作製後、2度目の結晶成長を行ない、レーザ構造に作製
する。
【0014】このように、硫酸エッチング液の温度を3
0°Cに設定してAlGaInPクラッド層8をエッチ
ングすれば、その下層のGaInPエッチング阻止層7
の膜厚が100Åならば、これを除去しきるまで約5分
あり、その上層のAlGaInPクラッド層8のエッチ
ングが終了した時点で硫酸エッチング液の温度を28°
C以下にさげることにより、エッチング阻止層7のエッ
チングを容易に止めることができる。また、エッチング
阻止層7の膜厚が解らない場合には、硫酸エッチング液
の温度を初めから28°C以下に設定することにより、
AlGaInPクラッド層8のみをエッチングして、G
aInPエッチング阻止層7におけるエッチングを止め
ることができる。
【0015】このように、上記実施例によれば、GaI
nPエッチング阻止層7とAlGaInPクラッド層8
のエッチング選択比を硫酸エッチング液の温度を変える
ことにより、容易に制御することができ、GaInPエ
ッチング阻止層7の厚みが確認できない場合には、硫酸
エッチング液温度を初めから28°C以下に設定するこ
とにより、確実にGaInPエッチング阻止層7でエッ
チングを止めることができる。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明は、AlGaIn
Pの半導体結晶におけるAlGaInPクラッド層をエ
ッチングする硫酸液の温度を28°C以下に設定して、
その下層のGaInPエッチング阻止層のエッチングを
防止するようにしたものであり、AlGaInPとGa
InPとのエッチング選択性が高く、制御が容易でしか
も再現性よく、短時間に高精度にエッチングを行なうこ
とができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるAlGaInPとGaInPの
硫酸エッチング液の温度変化に対する選択比を示すグラ
【図2】本発明におけるAlGaInPとGaInPの
硫酸エッチングの異なる温度におけるエッチングレート
を示すグラフ
【図3】AlGaInP半導体結晶の構造を示す断面図
【図4】AlGaInP半導体結晶のエッチング方法を
説明するための半導体結晶の断面図
【符号の説明】
1 n型GaAs基板 2 n型GaAsバッファ層 3 n型GaInP層 4 n型AlGaInPクラッド層 5 アンドープのAlGaInP活性層 6 p型AlGaInPクラッド層 7 約0.001μm厚のp型GaInPエッチング阻
止層 8 p型AlGaInPクラッド層 9 p型GaInP層 10 p型GaAsキャップ層 11 SiO2 エッチングマスク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AlGaInP半導体結晶におけるAl
    GaInPクラッド層をエッチングする硫酸液の温度を
    28°C以下に設定して、その下層のGaInPエッチ
    ング阻止層のエッチングを防止することを含む半導体結
    晶のエッチング方法。
JP34667691A 1991-12-27 1991-12-27 半導体結晶のエッチング方法 Pending JPH05182947A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002031886A1 (en) * 2000-10-13 2002-04-18 Kwangju Institute Of Science And Technology Monolithically integrated e/d mode hemt and method for fabricating the same

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002031886A1 (en) * 2000-10-13 2002-04-18 Kwangju Institute Of Science And Technology Monolithically integrated e/d mode hemt and method for fabricating the same
US6670652B2 (en) 2000-10-13 2003-12-30 Kwangju Institute Of Science And Technology Monolithically integrated E/D mode HEMT and method for fabricating the same

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