JPH0541539A - 光半導体装置の製造方法 - Google Patents
光半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0541539A JPH0541539A JP21644091A JP21644091A JPH0541539A JP H0541539 A JPH0541539 A JP H0541539A JP 21644091 A JP21644091 A JP 21644091A JP 21644091 A JP21644091 A JP 21644091A JP H0541539 A JPH0541539 A JP H0541539A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- etching
- light
- mask
- film
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Weting (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 加工しようとする基板の表面に、基板のエッ
チングの際にエッチングされずかつ光透過性と非透過性
の２種の材料からなるマスク層を、光透過性膜を上にし
て例えば円形に積層して形成しておいて、これをマスク
にしてエッチングを行なって基板を少し削った後、ウェ
ットエッチングにより下層のマスク層をサイドエッチン
グさせる工程とその後光エッチングで基板を少し削る工
程とを繰り返すことで基板表面をレンズ状に加工させる
ようにした。 【効果】 フォトリソグラフィ工程で用いるマスクは一
つで済むようになり、加工精度を高める場合にもそれほ
どコストが高くならないとともに、セルフアラインでエ
ッチングが繰り返されマスクの位置ずれによる加工精度
の低下がないため、ウェットエッチングによる下層のマ
スク層のサイドエッチング工程と基板の光エッチング工
程との繰返し回数を多くすることで容易に加工精度（球
面性）を高めることができる。
チングの際にエッチングされずかつ光透過性と非透過性
の２種の材料からなるマスク層を、光透過性膜を上にし
て例えば円形に積層して形成しておいて、これをマスク
にしてエッチングを行なって基板を少し削った後、ウェ
ットエッチングにより下層のマスク層をサイドエッチン
グさせる工程とその後光エッチングで基板を少し削る工
程とを繰り返すことで基板表面をレンズ状に加工させる
ようにした。 【効果】 フォトリソグラフィ工程で用いるマスクは一
つで済むようになり、加工精度を高める場合にもそれほ
どコストが高くならないとともに、セルフアラインでエ
ッチングが繰り返されマスクの位置ずれによる加工精度
の低下がないため、ウェットエッチングによる下層のマ
スク層のサイドエッチング工程と基板の光エッチング工
程との繰返し回数を多くすることで容易に加工精度（球
面性）を高めることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオードや受光
ダイオードのような光半導体装置の製造方法に関し、特
に光半導体装置を構成する半導体基板に直接レンズを形
成する加工を行なう場合に利用して効果的な技術に関す
る。
ダイオードのような光半導体装置の製造方法に関し、特
に光半導体装置を構成する半導体基板に直接レンズを形
成する加工を行なう場合に利用して効果的な技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、直接遷移形半導体を用いた発光ダ
イオードが種々実用化されており、これらは通常レンズ
を取付けた構造で使用されている。ところで、直接遷移
形半導体を用いた発光ダイオードのうち、ＩｎＰ系の発
光ダイオードのように発光層を構成する半導体層の禁制
帯幅が基板を構成する半導体の禁制帯幅よりも小さくて
基板による光吸収量が少ないものにおいては、発光層を
下にしてワイヤボンディングを行なって基板側から光を
放出させる構造が有効とされている。この場合、基板を
直接レンズ状に加工することで光の放出効率を高める技
術が提案されている（Ｆ．Ｄ．Ｋｉｎｇ ｅｔ．ａｌ．
Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔ
ｅｒｉａｌｓ，ＶｏＬ．４，Ｎｏ．２ １９７５ ｐｐ
２４３−ｐｐ２５３）。
イオードが種々実用化されており、これらは通常レンズ
を取付けた構造で使用されている。ところで、直接遷移
形半導体を用いた発光ダイオードのうち、ＩｎＰ系の発
光ダイオードのように発光層を構成する半導体層の禁制
帯幅が基板を構成する半導体の禁制帯幅よりも小さくて
基板による光吸収量が少ないものにおいては、発光層を
下にしてワイヤボンディングを行なって基板側から光を
放出させる構造が有効とされている。この場合、基板を
直接レンズ状に加工することで光の放出効率を高める技
術が提案されている（Ｆ．Ｄ．Ｋｉｎｇ ｅｔ．ａｌ．
Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔ
ｅｒｉａｌｓ，ＶｏＬ．４，Ｎｏ．２ １９７５ ｐｐ
２４３−ｐｐ２５３）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記レンズ一体形の光
半導体装置は、半導体製造技術の一つであるエッチング
技術を用いてレンズの加工を行なうことが可能であり、
半導体プロセスで発光ダイオードの形成工程に引き続い
てレンズ加工をすることで大幅なコストダウンの可能性
がある。しかしながら、従来提案されている基板へのレ
ンズ加工方法はいずれも加工工程数が非常に多いか形状
制御が悪いという問題点があった。
半導体装置は、半導体製造技術の一つであるエッチング
技術を用いてレンズの加工を行なうことが可能であり、
半導体プロセスで発光ダイオードの形成工程に引き続い
てレンズ加工をすることで大幅なコストダウンの可能性
がある。しかしながら、従来提案されている基板へのレ
ンズ加工方法はいずれも加工工程数が非常に多いか形状
制御が悪いという問題点があった。
【０００４】例えば、エッチングマスクの径を徐々に小
さくさせながら少しずつ繰り返し基板のエッチングを行
なってゆくことで、ある程度滑らかな球面加工を施すこ
とが可能である。しかし、この方法にあっては、球面性
を良くしようとすればするほどマスクの数が多くなり、
フォトリソグラフィ工程もマスクの数だけ必要となるた
め、工程数が非常に多くなってしまうとともに、マスク
の位置ずれも生じ易いため加工精度にも限界がある。
さくさせながら少しずつ繰り返し基板のエッチングを行
なってゆくことで、ある程度滑らかな球面加工を施すこ
とが可能である。しかし、この方法にあっては、球面性
を良くしようとすればするほどマスクの数が多くなり、
フォトリソグラフィ工程もマスクの数だけ必要となるた
め、工程数が非常に多くなってしまうとともに、マスク
の位置ずれも生じ易いため加工精度にも限界がある。
【０００５】本発明は上記のような問題点に着目してな
されたもので、その目的とするところは、少ないマスク
で比較的精度の高い球面加工が可能な光半導体装置の製
造技術を提供することにある。
されたもので、その目的とするところは、少ないマスク
で比較的精度の高い球面加工が可能な光半導体装置の製
造技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、加工しよう
とする基板の表面に、基板のエッチングの際にエッチン
グされずかつ光透過性と光遮断性の２種の材料からなる
マスク層を、光透過性膜を上にして例えば円形に積層形
成する工程と、この積層膜をマスクにして基板をエッチ
ングする工程と、ウェットエッチングにより下層の光遮
断膜をサイドエッチングする工程と、光を照射しながら
基板をエッチングする工程とからなり、上記サイドエッ
チング工程と光エッチング工程とを繰り返すことで基板
表面をレンズ状に加工させるようにしたものである。こ
こで、光エッチングとは、光を照射しながらエッチング
液に基板を浸すと光の当っている部分だけエッチングさ
れるという技術である。
とする基板の表面に、基板のエッチングの際にエッチン
グされずかつ光透過性と光遮断性の２種の材料からなる
マスク層を、光透過性膜を上にして例えば円形に積層形
成する工程と、この積層膜をマスクにして基板をエッチ
ングする工程と、ウェットエッチングにより下層の光遮
断膜をサイドエッチングする工程と、光を照射しながら
基板をエッチングする工程とからなり、上記サイドエッ
チング工程と光エッチング工程とを繰り返すことで基板
表面をレンズ状に加工させるようにしたものである。こ
こで、光エッチングとは、光を照射しながらエッチング
液に基板を浸すと光の当っている部分だけエッチングさ
れるという技術である。
【０００７】
【作用】上記した手段によれば、フォトリソグラフィ工
程で用いるマスクは一つで済むため加工精度を高める場
合にもそれほどコストが高くならないとともに、セルフ
アラインでエッチングが繰り返されマスクの位置ずれに
よる加工精度の低下がないため、ウェットエッチングに
よる下層の光遮断膜のサイドエッチング工程と光エッチ
ング工程との繰返し回数を多くすることで容易に加工精
度（球面性）を高めることができる。
程で用いるマスクは一つで済むため加工精度を高める場
合にもそれほどコストが高くならないとともに、セルフ
アラインでエッチングが繰り返されマスクの位置ずれに
よる加工精度の低下がないため、ウェットエッチングに
よる下層の光遮断膜のサイドエッチング工程と光エッチ
ング工程との繰返し回数を多くすることで容易に加工精
度（球面性）を高めることができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明をＩｎＰ発光ダイ
オードの製造に適用した場合の一実施例のプロセスを工
程順に説明する。先ず、エピタキシャル成長法により表
面にＩｎＧａＡｓＰ層１１とＩｎＰ層１２が積層されて
なるＩｎＰ基板１の裏面に、金層２を全面的に蒸着して
からその上にフォトレジスト膜３を塗付する。この際、
フォトレジストとしてはヨウ化カリウム水溶液に解けな
い性質のものを使用する。そして、フォトリソグラフィ
技術により上記フォトレジスト膜３をパターニングして
円形状に残し、このフォトレジスト膜３をマスクにして
ヨウ化カリウム水溶液で金層２をエッチングし、ＩｎＰ
基板１の裏面を露出させる（図１参照）。
オードの製造に適用した場合の一実施例のプロセスを工
程順に説明する。先ず、エピタキシャル成長法により表
面にＩｎＧａＡｓＰ層１１とＩｎＰ層１２が積層されて
なるＩｎＰ基板１の裏面に、金層２を全面的に蒸着して
からその上にフォトレジスト膜３を塗付する。この際、
フォトレジストとしてはヨウ化カリウム水溶液に解けな
い性質のものを使用する。そして、フォトリソグラフィ
技術により上記フォトレジスト膜３をパターニングして
円形状に残し、このフォトレジスト膜３をマスクにして
ヨウ化カリウム水溶液で金層２をエッチングし、ＩｎＰ
基板１の裏面を露出させる（図１参照）。
【０００９】次に、上記基板１を、ＦｅＣｌ3溶液の入
ったエッチング槽２０内に浸漬し、白色ランプの光を照
射する。すると、ランプの光は金層２によって遮断され
るため、その外側の基板表面のみエッチングされる（図
２参照）。それから、上記基板１をＦｅＣｌ3溶液より
引き上げて洗浄した後、薄いヨウ化カリウム水溶液の入
ったエッチング槽２１内に浸漬する。すると、ヨウ化カ
リウム水溶液はフォトレジストは溶かさず金のみを溶か
すので、金層２がサイドエッチングされてその径が小さ
くなる（図３参照）。
ったエッチング槽２０内に浸漬し、白色ランプの光を照
射する。すると、ランプの光は金層２によって遮断され
るため、その外側の基板表面のみエッチングされる（図
２参照）。それから、上記基板１をＦｅＣｌ3溶液より
引き上げて洗浄した後、薄いヨウ化カリウム水溶液の入
ったエッチング槽２１内に浸漬する。すると、ヨウ化カ
リウム水溶液はフォトレジストは溶かさず金のみを溶か
すので、金層２がサイドエッチングされてその径が小さ
くなる（図３参照）。
【００１０】次に、上記基板１を、再びＦｅＣｌ3溶液
の入ったエッチング槽２０内に浸漬し、白色ランプの光
を照射する。すると、ランプの光はレジスト膜３を透過
し金層２によって遮断されるため、金層２の外側の基板
表面のみエッチングされて、基板表面に円形の階段状段
差が形成される（図４参照）。このようにして、基板１
の光エッチングと金層２のサイドエッチングを繰り返す
とともに、エッチング量を次第に少なくなるように光エ
ッチングの時間、ランプの光の強さ、ＦｅＣｌ3溶液の
濃度等を制御する。
の入ったエッチング槽２０内に浸漬し、白色ランプの光
を照射する。すると、ランプの光はレジスト膜３を透過
し金層２によって遮断されるため、金層２の外側の基板
表面のみエッチングされて、基板表面に円形の階段状段
差が形成される（図４参照）。このようにして、基板１
の光エッチングと金層２のサイドエッチングを繰り返す
とともに、エッチング量を次第に少なくなるように光エ
ッチングの時間、ランプの光の強さ、ＦｅＣｌ3溶液の
濃度等を制御する。
【００１１】上記の場合、当初、基板表面に円形の階段
状段差が形成されていたものが、光エッチングとサイド
エッチングを繰り返しているうちに表面の角部がとれて
次第に滑らかになっていく。そして、最後に基板１をＨ
Ｂｒ（ブロム酸）溶液の入ったエッチング槽２２内に浸
漬してさらに表面が滑らかにように処理して終了する
（図５参照）。
状段差が形成されていたものが、光エッチングとサイド
エッチングを繰り返しているうちに表面の角部がとれて
次第に滑らかになっていく。そして、最後に基板１をＨ
Ｂｒ（ブロム酸）溶液の入ったエッチング槽２２内に浸
漬してさらに表面が滑らかにように処理して終了する
（図５参照）。
【００１２】なお、上記実施例では、光透過性の膜３の
材料としてフォトレジストを、また光遮断性の膜２の材
料として金を用いているが、それに限定されるものでな
く、基板を含め互いに同じエッチング液でエッチングさ
れないものであればどのような材料であってもよい。ま
た、上記実施例では、基板のエッチングをすべて光エッ
チングで行なっているが、最初の基板のエッチングは光
エッチングでなくても異方性の少ないエッチングであれ
ばドライエッチングその他任意のエッチングを利用する
ことができる。
材料としてフォトレジストを、また光遮断性の膜２の材
料として金を用いているが、それに限定されるものでな
く、基板を含め互いに同じエッチング液でエッチングさ
れないものであればどのような材料であってもよい。ま
た、上記実施例では、基板のエッチングをすべて光エッ
チングで行なっているが、最初の基板のエッチングは光
エッチングでなくても異方性の少ないエッチングであれ
ばドライエッチングその他任意のエッチングを利用する
ことができる。
【００１３】さらに、上記実施例ではレンズ加工のため
のエッチングマスクとなる積層膜を円形に残すようにし
ているが、楕円形状や長円形状その他の形状に残すよう
にしても良い。また、上記実施例は、ＩｎＰ発光ダイオ
ードの製造プロセスを例にとって説明したが、ＧａＡｓ
発光ダイオードや受光ダイオードその他光半導体装置の
製造一般に適用することができる。
のエッチングマスクとなる積層膜を円形に残すようにし
ているが、楕円形状や長円形状その他の形状に残すよう
にしても良い。また、上記実施例は、ＩｎＰ発光ダイオ
ードの製造プロセスを例にとって説明したが、ＧａＡｓ
発光ダイオードや受光ダイオードその他光半導体装置の
製造一般に適用することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、加工し
ようとする基板の表面に、基板のエッチングの際にエッ
チングされずかつ光透過性と非透過性の２種の材料から
なるマスク層を、光透過性膜を上にして例えば円形に積
層形成する工程と、この積層膜をマスクにして基板をエ
ッチングする工程と、ウェットエッチングにより下層の
光遮断膜をサイドエッチングする工程と、光を照射しな
がら基板をエッチングする工程とからなり、上記サイド
エッチング工程と光エッチング工程とを繰り返すことで
基板表面をレンズ状に加工させるようにしたので、フォ
トリソグラフィ工程で用いるマスクは一つで済むように
なり、加工精度を高める場合にもそれほどコストが高く
ならないとともに、セルフアラインでエッチングが繰り
返されマスクの位置ずれによる加工精度の低下がないた
め、ウェットエッチングによる下層の光遮断膜のサイド
エッチング工程と基板の光エッチング工程との繰返し回
数を多くすることで容易に加工精度（球面性）を高める
ことができるという効果がある。
ようとする基板の表面に、基板のエッチングの際にエッ
チングされずかつ光透過性と非透過性の２種の材料から
なるマスク層を、光透過性膜を上にして例えば円形に積
層形成する工程と、この積層膜をマスクにして基板をエ
ッチングする工程と、ウェットエッチングにより下層の
光遮断膜をサイドエッチングする工程と、光を照射しな
がら基板をエッチングする工程とからなり、上記サイド
エッチング工程と光エッチング工程とを繰り返すことで
基板表面をレンズ状に加工させるようにしたので、フォ
トリソグラフィ工程で用いるマスクは一つで済むように
なり、加工精度を高める場合にもそれほどコストが高く
ならないとともに、セルフアラインでエッチングが繰り
返されマスクの位置ずれによる加工精度の低下がないた
め、ウェットエッチングによる下層の光遮断膜のサイド
エッチング工程と基板の光エッチング工程との繰返し回
数を多くすることで容易に加工精度（球面性）を高める
ことができるという効果がある。
【図１】本発明をＩｎＰ発光ダイオードの製造に適用し
た場合の一実施例のプロセスの第１工程を示す断面図で
ある。
た場合の一実施例のプロセスの第１工程を示す断面図で
ある。
【図２】本発明をＩｎＰ発光ダイオードの製造に適用し
た場合の一実施例のプロセスの第２工程を示す断面図で
ある。
た場合の一実施例のプロセスの第２工程を示す断面図で
ある。
【図３】本発明をＩｎＰ発光ダイオードの製造に適用し
た場合の一実施例のプロセスの第３工程を示す断面図で
ある。
た場合の一実施例のプロセスの第３工程を示す断面図で
ある。
【図４】本発明をＩｎＰ発光ダイオードの製造に適用し
た場合の一実施例のプロセスの第４工程を示す断面図で
ある。
た場合の一実施例のプロセスの第４工程を示す断面図で
ある。
【図５】本発明をＩｎＰ発光ダイオードの製造に適用し
た場合の一実施例のプロセスの最終工程を示す断面図で
ある。
た場合の一実施例のプロセスの最終工程を示す断面図で
ある。
１ 基板 ２ 光遮断膜（金層） ３ 光透過性膜（フォトレジスト膜）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/10 33/00 Ｎ 8934−4Ｍ
Claims (1)
- 【請求項１】 加工しようとする基板の表面に、基板の
エッチングの際にエッチングされずかつ光透過性と光遮
断性の２種の材料からなるマスク層を、光透過性膜を上
にして積層形成する工程と、この積層膜をマスクにして
基板をエッチングする工程と、ウェットエッチングによ
り下層の光遮断膜をサイドエッチングする工程と、光を
照射しながら基板をエッチングする工程とからなり、上
記サイドエッチング工程と光エッチング工程とを繰り返
すことで基板表面をレンズ状に加工させるようにしたこ
とを特徴とする光半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21644091A JPH0541539A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 光半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21644091A JPH0541539A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 光半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541539A true JPH0541539A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16688576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21644091A Pending JPH0541539A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 光半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541539A (ja) |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP21644091A patent/JPH0541539A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4885231A (en) | Phase-shifted gratings by selective image reversal of photoresist | |
| CN109655971B (zh) | 一种在平面光波导表面制备微纳结构的方法 | |
| JP3225103B2 (ja) | 発光・受光素子及びそれらの製造方法 | |
| JPH0541539A (ja) | 光半導体装置の製造方法 | |
| JPH0730082A (ja) | 半導体基板へのモノリシックレンズ形成方法 | |
| KR100499131B1 (ko) | 고효율 광방출 다이오드 및 그 제조방법 | |
| JPH07263743A (ja) | 発光ダイオード | |
| KR100395306B1 (ko) | 발광 다이오드 및 제조방법 | |
| JPH05267717A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2610402B2 (ja) | 二重露光によるｔ形のゲートの製造方法 | |
| JPH05183193A (ja) | 光半導体装置用基板へのレンズ加工方法 | |
| KR950012833A (ko) | 반도체 레이저 다이오드 제조방법 | |
| TWI770705B (zh) | 在半導體基板上以微影製程形成光學結構之方法 | |
| JPH05129653A (ja) | 光半導体装置用基板へのレンズ加工方法 | |
| JP3036500B2 (ja) | フォトレジストパターン形成方法及び半導体基板 | |
| JPH02113524A (ja) | 発光素子の製造方法 | |
| KR100269235B1 (ko) | 리드프레임제조방법 | |
| KR960002693Y1 (ko) | 포오토 에칭(Photo etching)용 마스크 | |
| JPH06252449A (ja) | レンズ加工方法 | |
| JP2775251B2 (ja) | 半導体製造用位相反転マスク及びその製造方法 | |
| JP2663945B2 (ja) | レジストパターン形成方法 | |
| JPH06338452A (ja) | レジストパタ−ンの形成方法 | |
| KR100340111B1 (ko) | 레이저 다이오드 제조방법 | |
| JPH0620937A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| CN114779569A (zh) | 一种光刻板及其应用与芯片 |