JPH0537082A - 化合物半導体の加工方法 - Google Patents

化合物半導体の加工方法

Info

Publication number
JPH0537082A
JPH0537082A JP18758491A JP18758491A JPH0537082A JP H0537082 A JPH0537082 A JP H0537082A JP 18758491 A JP18758491 A JP 18758491A JP 18758491 A JP18758491 A JP 18758491A JP H0537082 A JPH0537082 A JP H0537082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
gaas
etching
algaas
etching solution
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.)
Withdrawn
Application number
JP18758491A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Uenishi
祐司 上西
Hidenao Tanaka
秀尚 田中
Yoshio Suzuki
与志雄 鈴木
Hiroo Ukita
宏生 浮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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 Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP18758491A priority Critical patent/JPH0537082A/ja
Publication of JPH0537082A publication Critical patent/JPH0537082A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超小形・高性能のセンサに必須な機械強度・
形状に優れた例えば微小振動子マイクロブリッジ、微小
マルチ梁等の立体加工や微小振動子と半導体レーザとの
モノシリックな集積化を実現する。 【構成】 GaAs半導体基板11上にAlGaAs層12をエピ
タキシャル成長させ、フォトリソグラフィー技術により
所定パターニングした後、エピタキシャル成長層に対し
て直交(垂直)方向のエッチングした後、H2O2+NH4
選択エッチング液を用いてGaAs層(水平)方向のみの選
択エッチングを用い、中空に浮いたAlGaAsからなる微小
片持ばり13を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロセンサ、マイク
ロアクチュエータ等のマイクロマシンの作製方法に用い
て好適な化合物半導体の加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の例えばSiやSiO2,Si3N4 によるマ
イクロマシニング技術においては、例えばCVD法によ
りこれらのアモルファス膜を形成しており、Siを選択エ
ッチングする場合は、例えばKOHエッチング液を用
い、SiO2やSi3N4の梁を作製していた(K.E.Petersen,“S
ilicon as a mechanical materials ”,Proc.of IEEE,v
ol.70,420(1982))。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
前述した技術では振動子等の機械素子と半導体レーザ等
のアクティブ素子とのモノリシックな集積化を図る場
合、プロセス工程が複雑になり、また適当な選択エッチ
ング液がない等、非常に困難であった。また振動子材料
としてCVDによる薄膜を用いているので内部応力によ
り、梁が変形する等の問題があった。
【0004】本発明は以上述べた事情に鑑み、超小形・
高性能のセンサに必須な機械的強度・形状に優れた微小
振動子と半導体レーザとをモノリシックに集積化できる
半導体レーザープロセスと整合性の良い化合物半導体の
加工方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る化合物半導体の加工方法は、組成の異なる化合
物半導体を層状にエピタキシャル成長させる工程に引き
続き、フォトリソグラフィによりパターンを形成した
後、前記エピタキシャル成長層に直交する方向にエッチ
ングする工程を施した後、エッチング液の配合組成によ
りエッチングレートが異なり且つエッチングレート比が
大きな選択エッチング液を用いて、所望のエピタキシャ
ル成長層のみを層方向にエッチングする工程を含むこと
を特徴とする。
【0006】
【作用】組成の異なるエピタキシャル成長層を形成後、
フォトレジスト技術によりマスクを形成し、次いで前記
エピタキシャル成長層に直交する方向に垂直エッチング
を行う。次いで、選択エッチング剤を用いて所望のエピ
タキシャル層のみを層方向にエッチングすることによ
り、例えば微小片持ばり型振動子、マイクロブリッジ、
微小マルチ梁等の立体加工や振動子等の微小機械要素と
半導体レーザ等のアクティブ素子とのモノシリックな集
積化を行うことができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明方法の効果を示す好適な実施例
を図面を参照して説明する。
【0008】(実施例1)本実施例においては、幅2μ
m、厚さ5μmの微小片持ばり型振動子の作製方法の一
実施例を示すもので、図1,図2を用いて説明する。
図1に示すように、GaAs半導体基板11上にLPE法
またはMOVPE法またはMBE法等の結晶成長技術に
より、AlGaAs層12を所望の厚さ5μmまで結晶成長さ
せる。 次に図2(A) に示すように振動子平面形状
(幅2μm)のパターニングを行い、フォトレジスト技
術によりマスク13を形成し、塩素ガスを用いた反応性
イオンビームエッチングにより、エピタキシャル成長層
に対して直交する方向(垂直方向)のエッチングを先の
AlGaAs層12の厚さ5μmより深い例えば6μmの深さ
まで行う。 次に図2(B) に示すようにH2O2+NH4OH
系選択エッチング液を用いてGaAsのみの選択エッチング
を行い、GaAs半導体基板11から浮いた梁形状の微小片
持ばり14が形成される。
【0009】ここでH2O2+NH4OH 系選択エッチング液は
例えばその混合比が30:1の時、GaAsのエッチングレ
ートが約2μm/分であるので、幅2μmのビーム形成
にはそのエッチング時間は約1分となる。またこの時、
例えばAlGaAs層のAl組成比が0.6の場合、GaAs層とのエ
ッチングレート比は100以上となりAlGaAs層はほとん
どエッチングされず、中空に浮いたAlGaAs層から成る微
小片持ばり14が作製される。
【0010】このように選択エッチング液としてエッチ
ング液の配合組成によりエッチングレートが異なり、且
つエッチングレート比が100以上と大きい選択比が得
られるものを用いることにより、所望の層(本実施例で
はGaAs層)のみを層方向に選択的にエッチングすること
が可能となる。
【0011】尚、本実施例ではAlGaAsのAl組成比が0.6
の場合、GaAsとのエッチングレート比が100以上とな
るH2O2+NH4OH 系選択エッチング液を用いて行ったが、
本発明はこれに限定されるものではない。例えば、AlGa
AsのAl組成比が0.3 の場合では、GaAsとのエッチングレ
ート比は50〜60となるが、GaAs層を選択的にエッチ
ングして、微小片持梁13を形成することができた。
【0012】(実施例2)本実施例においてはマイクロ
ブリッジ作製方法の一実施例を示すもので、図3,図4
を用いて説明する。 GaAs半導体基板11上にLPE
法またはMOVPE法またはMBE法等の結晶成長技術
により、AlGaAs層12を所望の厚さ5μmまで結晶成長
させる。 次に図3(A) に示すように、ブリッジ平面
形状(幅2μm)のパターニングを行い、フォトレジス
ト技術によりマスク13を形成後、塩素ガスを用いた反
応性イオンビームエッチングにより、エピタキシャル成
長層に対して直交する方向(垂直方向)のエッチングを
先のAlGaAs層の厚さ5μmより深い例えば6μmの深さ
まで行う。 次に図3(B)に示すように上述したH2
O2+NH4OH 系選択エッチング液を用いてGaAsのみのエッ
チングを行い、GaAs半導体基板11から浮いたマイクロ
ブリッジ15が形成される。
【0013】(実施例3)本実施例においては微小マル
チ梁作製方法の一実施例を示すもので図5,図6を用い
て説明する。 図5に示すように、GaAs半導体基板1
1上にLPE法またはMOVPE法またはMBE法等の
結晶成長技術により、AlGaAs層12とGaAs層10を交互
の結晶成長させ、多層結晶成長膜16を形成する。
次に図6(A)に示すように、振動子平面図の形状のパ
ターニングを行い、フォトレジスト技術によりマスク1
3を形成した後、塩素ガスを用いた反応性イオンビーム
エッチングにより、エピタキシャル成長層に対して直交
する方向(垂直方向)のエッチングを多層膜最下層のAl
GaAsより深い位置まで行う。 次に図6(B)に示す
ように上述したH2O2+NH4OH 系選択エッチング液を用い
てGaAsのみのエッチングを行い、GaAs半導体基板11か
ら浮いた多数本の梁形状17が形成される。
【0014】(実施例4)本実施例においては、微小振
動子と半導体レーザとを集積化する作製方法の一実施例
を示すもので、図7〜図12を用いて説明する。 図
7に示すように、nタイプGaAs基板21上にMOVPE
法により、まずAlGaAsエッチングストップ層兼下部クラ
ッド層22を2.5μmエピタキシャル成長する。引き続
き、AlGaAs活性層23を約0.1μm、上部AlGaAsクラッ
ド層24を2μm、GaAsキャップ層25を0.5μmの順に
エピタキシャル成長する。以上の結晶成長はダブルヘテ
ロ半導体レーザー層の代表例であって、例えばMQW等
の他のレーザー構造でも良い。 次に図8に示すよう
に、振動子形成予定部分26は常にレジストでカバー
し、未加工の状態となるようにした後、半導体レーザの
素子化プロセスを行う。具体的には、例えば真空蒸着装
置によりAuZnNiを蒸着し、ストライプP電極27
を形成する。次にSiO2をスパッタ蒸着し、絶縁膜28を
形成後、反応性イオンエッチングにより絶縁膜窓開けを
行った後、電子ビーム蒸着によりAu/Pt/Tiボン
ディングパッド電極29を形成する。 次に図9に示
すように振動子30のパターニングを行い、マスク31
を作製した後、前述したのと同様に塩素ガスを用いた反
応性イオンエッチングにより、GaAs基板21に達する深
さ約6μmの垂直エッチングを行い、振動子垂直面とエ
ッチドミラー32を同時に形成する。 次に図10に
示すように、レーザー部、エッチドミラー部及び振動子
となる部分をレジストでカバー、マスキングする。そし
て振動子となる部分のレーザーと反対側面にウェットエ
ッチング液が入るような窓33が開けられたレジストマ
スク34をパターニングをして、前述したH2O2+NH4OH
系選択エッチング液により、振動子30下部のGaAs層3
5のみを選択エッチングする。 その後、図11に示
すように基板裏面を劈開可能な厚さ約80μmまで研磨
した後、AuGeNi/Auを真空蒸着し、N電極36
を形成後、水素雰囲気中で約400℃、20秒のシンタ
ーにより電極のオーミックコンタクトを形成する。
最後に劈開をして個々の素子を分離する。以上の工程に
より、図12に示す半導体レーザーとモノリシックに集
積された微小振動子が形成される。
【0015】以上の実施例1〜4においては0.8μm帯
半導体レーザーと集積可能なAlGaAs/GaAs材料について
の実施例を示したが、例えば、1.3μm帯半導体レーザ
ーと集積化する場合、InGaAsP/InP 材料に対し、選択エ
ッチング液にHCl +CH3COOH系を用い、また可視光半導
体レーザーと集積化する場合はInGaAsP/GaAs材料に対
し、選択エッチング液にH2SO4 +H2O2系を用いるなど、
当然、適当な選択エッチング液により、基板としてInP
等の他の基板を用いた場合や、他の材料系の半導体レー
ザーとのモノリシック集積化の場合にも本発明方法が使
えることはいうまでもない。
【0016】また、本実施例においてはH2O2+NH4OH 系
選択エッチング液を用いてGaAsを選択的にエッチングす
る方法を開示したが、本発明はこれに限定されず例え
ば、逆にAlGaAs層を例えばフッ素系選択エッチング剤を
用いて選択的にエッチングするようにしてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上実施例と共に詳しく説明したよう
に、本発明によれば、従来、個別部品によりハイブリッ
ド構成されていた振動子等の微小機械要素と半導体レー
ザ等のアクティブ素子とのモノリシックな集積化が可能
となる効果がある。従って、従来のガスレーザー光源を
用いた場合との比較は言うまでもないが半導体レーザー
とのハイブリッドな構成と比較しても、光源も含めたセ
ンサの大幅な小形化・軽量化が実現でき、微小領域での
使用や他のセンサープローバに付与する等の高機能化や
適用領域の拡大等の効果もある。さらに同一ウェハ上に
同時に大量のセンサが作製されるので量産による経済化
が図れる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に係る結晶成長の概説図である。
【図2】実施例1に係る微小片持ちばり作製工程図であ
る。
【図3】実施例2に係る結晶成長の概説図である。
【図4】実施例2に係るμブリッジ作製工程図である。
【図5】実施例3に係る結晶成長の概説図である。
【図6】実施例3に係る微小マルチばり作製工程図であ
る。
【図7】実施例4に係る結晶成長の概説図である。
【図8】実施例4に係るLD素子化工程図である。
【図9】実施例4に係る反応性イオンビームエッチング
工程図である。
【図10】実施例4に係るウェット選択エッチング工程
図である。
【図11】実施例4に係る基板研磨及びN電極形成状態
を示す図である。
【図12】実施例4に係る微小振動子と半導体レーザと
の集積化図である。
【符号の説明】
10 GaAs層 11 GaAs半導体基板 12 AlGaAs層 13 マスク 14 微小片持ばり 15 マイクロブリッジ 16 多層結晶成長膜 17 梁形状 20 GaAs層 21 GaAs基板 22 AlGaAsエッチングストップ層兼下部クラッド層 23 AlGaAs活性層 24 AlGaAsクラッド層 25 GaAsキャップ層 26 振動子形成予定部分 27 ストライプP電極 28 絶縁膜 29 Au/Pt/Tiボンディングパッド電極 30 振動子 31 マスク 32 エッチドミラー 33 窓 34 レジストマスク 35 GaAs層 36 N電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浮田 宏生 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成の異なる化合物半導体を層状にエピ
    タキシャル成長させる工程に引き続き、フォトリソグラ
    フィによりパターンを形成した後、前記エピタキシャル
    成長層に直交する方向にエッチングする工程を施した
    後、エッチング液の配合組成によりエッチングレートが
    異なり且つエッチングレート比が大きな選択エッチング
    液を用いて、所望のエピタキシャル成長層のみを層方向
    にエッチングする工程を含むことを特徴とする化合物半
    導体の加工方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の化合物半導体の加工方法
    において、エピタキシャル成長層にダブルヘテロ半導体
    レーザ層を含むことを特徴とする化合物半導体の加工方
    法。
JP18758491A 1991-07-26 1991-07-26 化合物半導体の加工方法 Withdrawn JPH0537082A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18758491A JPH0537082A (ja) 1991-07-26 1991-07-26 化合物半導体の加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18758491A JPH0537082A (ja) 1991-07-26 1991-07-26 化合物半導体の加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0537082A true JPH0537082A (ja) 1993-02-12

Family

ID=16208667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18758491A Withdrawn JPH0537082A (ja) 1991-07-26 1991-07-26 化合物半導体の加工方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0537082A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007144611A (ja) * 2005-10-26 2007-06-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置、及び半導体装置の作製方法
JP2008288426A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 記憶素子
US8624336B2 (en) 2005-10-26 2014-01-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007144611A (ja) * 2005-10-26 2007-06-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置、及び半導体装置の作製方法
US8624336B2 (en) 2005-10-26 2014-01-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2008288426A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 記憶素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2958084B2 (ja) メサ型半導体基体の製造方法
US5258326A (en) Quantum device fabrication method
JPH0537082A (ja) 化合物半導体の加工方法
JPH0685458B2 (ja) ミラー・フアセツトを有するレーザーの製造方法
US5436196A (en) Method of producing semiconductor laser
JP3246207B2 (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH0552676B2 (ja)
JPH11112099A (ja) 半導体光素子の作製方法
JPS6077486A (ja) 半導体レ−ザ素子の製造方法
JPH0766499A (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH03238813A (ja) エピタキシャル成長方法
JPS62128586A (ja) 光電子集積回路の製造方法
US4097819A (en) Semiconductor laser
JPS62272582A (ja) 半導体レ−ザ素子分離方法
JPH0590612A (ja) 半導体細線形成方法
KR910008440B1 (ko) 2단계 화학식각법에 의한 레이저 다이오드용 거울면 제작방법
TW415114B (en) Fabrication method of high power laser diode|fabrication of laser diode wit ridge stripe structure
JPH10200191A (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法
JPH0722704A (ja) 半導体レーザ
JPS649753B2 (ja)
JPH05172672A (ja) 半導体圧電素子
JPS6177385A (ja) 光半導体装置の製造方法
JP2002313783A (ja) 多角形半導体リングレーザの作製方法及び多角形半導体リングレーザ、多角形半導体リングレーザジャイロ
JPH06318760A (ja) 面発光レーザ及びその製造方法
JPS6142186A (ja) 半導体レ−ザ装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981008