JPH07221410A - セグメント化単結晶基板の製造方法 - Google Patents
セグメント化単結晶基板の製造方法Info
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- JPH07221410A JPH07221410A JP7007521A JP752195A JPH07221410A JP H07221410 A JPH07221410 A JP H07221410A JP 7007521 A JP7007521 A JP 7007521A JP 752195 A JP752195 A JP 752195A JP H07221410 A JPH07221410 A JP H07221410A
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Classifications
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
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-
- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 変調器内蔵半導体レーザの製造に適用され
る。 【構成】 第一構造の表面の一部を酸化物膜（６）によ
って保護し、保護されていない層を、ストップ層（２）
に達するまでエッチングする。次に、再付着した層の一
つに、隣接する層とは異なる組成を与えることにより、
分子ジェットエピタキシャル付着によってエッチングさ
れた部分の層（７，８，９）を再形成する。
る。 【構成】 第一構造の表面の一部を酸化物膜（６）によ
って保護し、保護されていない層を、ストップ層（２）
に達するまでエッチングする。次に、再付着した層の一
つに、隣接する層とは異なる組成を与えることにより、
分子ジェットエピタキシャル付着によってエッチングさ
れた部分の層（７，８，９）を再形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セグメント化単結晶基
板、とりわけ内部で案内光により複数の処理を行うため
の半導体基板の製造方法に関する。このような処理の２
つはレーザ光の発光とその光の変調からなるものであ
る。
板、とりわけ内部で案内光により複数の処理を行うため
の半導体基板の製造方法に関する。このような処理の２
つはレーザ光の発光とその光の変調からなるものであ
る。
【０００２】変調器内蔵半導体レーザを製造する際に
は、異なる組成の２つの案内層を含む２つの半導体構造
を突き合わせ接合する必要がある。したがって、同一の
光学的案内に属し、それぞれ発光と変調という２つの機
能を果たす連続する２つのセグメントを形成する。
は、異なる組成の２つの案内層を含む２つの半導体構造
を突き合わせ接合する必要がある。したがって、同一の
光学的案内に属し、それぞれ発光と変調という２つの機
能を果たす連続する２つのセグメントを形成する。
【０００３】
【従来の技術】従来は、２つのセグメントとして第一半
導体構造を形成し、次に一方のセグメントのみに限定さ
れたエッチングによりこれを除去することにより、この
ような結合を行ってきた。次に、第二半導体構造を、エ
ピタキシャル付着により第一半導体構造の隣部に形成す
る。
導体構造を形成し、次に一方のセグメントのみに限定さ
れたエッチングによりこれを除去することにより、この
ような結合を行ってきた。次に、第二半導体構造を、エ
ピタキシャル付着により第一半導体構造の隣部に形成す
る。
【０００４】既知の方法においては、薬液を用いた湿式
エッチングか、反応性プラズマまたは反応性イオン・ビ
ームを用いた乾式エッチングが使用されている。
エッチングか、反応性プラズマまたは反応性イオン・ビ
ームを用いた乾式エッチングが使用されている。
【０００５】これら既知の方法により製造される構成要
素の性能は余り再現性がない。
素の性能は余り再現性がない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡単な方法
で以前より優れより再現性の高い性能を得ることを目的
とする。
で以前より優れより再現性の高い性能を得ることを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的のた
め、セグメント化単結晶基板の長さに従って延び継続す
るそれぞれ第一および第二セグメントを占めるようにな
る第一および第二の構造を含み、各構造が異なる組成の
重ね合わせた複数の層から構成され、前記二つの構造が
同基板の一部となる同一の内部層上に形成されるように
なる、セグメント化単結晶基板の製造方法であって、 −内部層を形成し、前記内部層上にエピタキシャル付着
により第一構造をいわゆる２つのセグメントとして形成
するステップと、 −第一セグメント内で前記第一構造上に保護膜を形成す
るステップと、 −第一構造が、第一セグメント内では保護膜によって保
護され、第二セグメント内では内部層まで除去されるよ
うに第一構造をエッチングするステップと、 −内部層上にエピタキシャル付着によって第二構造を形
成するステップとを含み、 第一構造の前記エッチングとしてまず乾式エッチングを
行い、次に内部層に達する湿式最終エッチングを行うこ
とをを特徴とする方法を対象とする。
め、セグメント化単結晶基板の長さに従って延び継続す
るそれぞれ第一および第二セグメントを占めるようにな
る第一および第二の構造を含み、各構造が異なる組成の
重ね合わせた複数の層から構成され、前記二つの構造が
同基板の一部となる同一の内部層上に形成されるように
なる、セグメント化単結晶基板の製造方法であって、 −内部層を形成し、前記内部層上にエピタキシャル付着
により第一構造をいわゆる２つのセグメントとして形成
するステップと、 −第一セグメント内で前記第一構造上に保護膜を形成す
るステップと、 −第一構造が、第一セグメント内では保護膜によって保
護され、第二セグメント内では内部層まで除去されるよ
うに第一構造をエッチングするステップと、 −内部層上にエピタキシャル付着によって第二構造を形
成するステップとを含み、 第一構造の前記エッチングとしてまず乾式エッチングを
行い、次に内部層に達する湿式最終エッチングを行うこ
とをを特徴とする方法を対象とする。
【０００８】第一構造のエッチングとして、まず保護膜
の一端部下の第一構造にくり抜き部を設けるために初期
の湿式エッチングを行い、内部層への付着によって第二
構造を形成し、それに伴って保護膜上に寄生層を形成さ
せ、次に、同保護膜および同寄生層を同時に取り除くた
めに前記くり抜き部から保護膜のエッチングを行うこと
が好ましい。
の一端部下の第一構造にくり抜き部を設けるために初期
の湿式エッチングを行い、内部層への付着によって第二
構造を形成し、それに伴って保護膜上に寄生層を形成さ
せ、次に、同保護膜および同寄生層を同時に取り除くた
めに前記くり抜き部から保護膜のエッチングを行うこと
が好ましい。
【０００９】典型的には、各前記構造が高い屈折率をも
つ案内層を含むようにする。すると、この２つの構造の
案内層が、基板内を長手方向に伝播する同じ光を案内す
るために一列に並ぶ。この場合、内部層が、基層上にエ
ピタキシャル付着によって形成され、内部層の組成はそ
れが前記の最終湿式エッチングをストップさせるストッ
プ層を構成するようになっており、案内層がこのストッ
プ層の上側にごくわずかな間隔を置いたところに形成さ
れる。
つ案内層を含むようにする。すると、この２つの構造の
案内層が、基板内を長手方向に伝播する同じ光を案内す
るために一列に並ぶ。この場合、内部層が、基層上にエ
ピタキシャル付着によって形成され、内部層の組成はそ
れが前記の最終湿式エッチングをストップさせるストッ
プ層を構成するようになっており、案内層がこのストッ
プ層の上側にごくわずかな間隔を置いたところに形成さ
れる。
【００１０】典型的には、基板の層は、リンおよびイン
ジウムなどのIII-V 族の２つの物質から成る二元系半導
体層と、同じ２つの物質とヒ素およびガリウムなどの結
晶連続体と適合する他の物質とから成る複合半導体層と
を同時に含む。基層は二元的であり、ストップ層は複合
体であり、各構造はストップ層を起点として −下側の二元素から成る層と、 −２つの構造の複合層が相互に異なる複合案内層と、 −上側の二元素から成る層と を含み、保護膜は酸化物または窒化物から成る。
ジウムなどのIII-V 族の２つの物質から成る二元系半導
体層と、同じ２つの物質とヒ素およびガリウムなどの結
晶連続体と適合する他の物質とから成る複合半導体層と
を同時に含む。基層は二元的であり、ストップ層は複合
体であり、各構造はストップ層を起点として −下側の二元素から成る層と、 −２つの構造の複合層が相互に異なる複合案内層と、 −上側の二元素から成る層と を含み、保護膜は酸化物または窒化物から成る。
【００１１】典型的には、２つの構造が各々、レーザの
半導体部分とレーザ光の変調器の半導体部分とを構成
し、基層、ストップ層および下側の二元素から成る層
が、案内層の下部光学的密閉アセンブリを構成し、上側
の二元素から成る層が同案内層の上部光学的密閉アセン
ブリを構成する。
半導体部分とレーザ光の変調器の半導体部分とを構成
し、基層、ストップ層および下側の二元素から成る層
が、案内層の下部光学的密閉アセンブリを構成し、上側
の二元素から成る層が同案内層の上部光学的密閉アセン
ブリを構成する。
【００１２】本発明の一環として、既知の方法によって
製造された構成要素について認められた性能の不十分さ
および不規則性を説明し得る原因が発見された。原因と
考えられるものは以下の通りである。
製造された構成要素について認められた性能の不十分さ
および不規則性を説明し得る原因が発見された。原因と
考えられるものは以下の通りである。
【００１３】従来、湿式エッチングは薬液を次々と使用
して行われた。それぞれの薬液は層の組成に適合してお
り、その組成をもつ層を選択的にエッチングした。第二
セグメント内の案内層を除去するため、第一構造の案内
層例えば四元素から成る層をそのような薬液によってエ
ッチングすることにより、この層のサブエッチング、す
なわち第二セグメントだけでなく、第一セグメントに隣
接する小さな部分においてもこの層がエッチングされる
という現象が発生する。
して行われた。それぞれの薬液は層の組成に適合してお
り、その組成をもつ層を選択的にエッチングした。第二
セグメント内の案内層を除去するため、第一構造の案内
層例えば四元素から成る層をそのような薬液によってエ
ッチングすることにより、この層のサブエッチング、す
なわち第二セグメントだけでなく、第一セグメントに隣
接する小さな部分においてもこの層がエッチングされる
という現象が発生する。
【００１４】第二構造の付着時には、案内層のこのサブ
エッチングが、２つの構造の層間に適当な長手方向を連
続性を実現する妨げとなっていた。だが、特に案内層の
場合には、２つの構造間の良好な光学的接続を得るため
には、そのような長手方向の連続性が必要である。
エッチングが、２つの構造の層間に適当な長手方向を連
続性を実現する妨げとなっていた。だが、特に案内層の
場合には、２つの構造間の良好な光学的接続を得るため
には、そのような長手方向の連続性が必要である。
【００１５】乾式エッチングの場合、それにより内部層
の結晶状態が表面的に悪化する。第二構造の付着時に
は、この表面の悪化が、この構造から内部へと適当な垂
直方向の連続性を実現する妨げとなっていた。だが、特
に半導体レーザなどの電子装置の場合には、垂直方向の
電界の作用を受けながら移動する荷電担体が良好な光学
的接続を実現するためには、そのような垂直方向の連続
性が必要である。
の結晶状態が表面的に悪化する。第二構造の付着時に
は、この表面の悪化が、この構造から内部へと適当な垂
直方向の連続性を実現する妨げとなっていた。だが、特
に半導体レーザなどの電子装置の場合には、垂直方向の
電界の作用を受けながら移動する荷電担体が良好な光学
的接続を実現するためには、そのような垂直方向の連続
性が必要である。
【００１６】本発明は、乾式および湿式エッチングを適
切に連続させることにより、基板の全長において所望の
垂直方向の連続性の実現と、水平方向の連続性が必要な
２つの構造の層間の水平方向の連続性の実現とを同時に
可能にするものである。
切に連続させることにより、基板の全長において所望の
垂直方向の連続性の実現と、水平方向の連続性が必要な
２つの構造の層間の水平方向の連続性の実現とを同時に
可能にするものである。
【００１７】以下に、添付図面を参照しながら例によっ
て半導体レーザの２つの半導体構造の形成について説明
する。
て半導体レーザの２つの半導体構造の形成について説明
する。
【００１８】
【実施例】図１において、第一半導体構造の二元素から
成る基層が、例えば四元組成（リン化インジウムおよび
ガリウムヒ素）のストップ層２の下に配置されている。
この層の上でリン化インジウムの下側の二元素から成る
層３の上に、例えば四元組成の案内層４が載っている。
案内層４は、製造装置によって処理される、例えば変調
器内蔵のレーザによって発生され変調される光を案内す
るために、高い屈折率をもつ層４の上には上側の二元素
から成る層５が載っている。層５を形成するためのレー
ザの第一セグメントは、シリカなどの酸化物または窒化
物の保護膜によって保護される。
成る基層が、例えば四元組成（リン化インジウムおよび
ガリウムヒ素）のストップ層２の下に配置されている。
この層の上でリン化インジウムの下側の二元素から成る
層３の上に、例えば四元組成の案内層４が載っている。
案内層４は、製造装置によって処理される、例えば変調
器内蔵のレーザによって発生され変調される光を案内す
るために、高い屈折率をもつ層４の上には上側の二元素
から成る層５が載っている。層５を形成するためのレー
ザの第一セグメントは、シリカなどの酸化物または窒化
物の保護膜によって保護される。
【００１９】このようにして形成された構造を、酸化物
に反応しない液体の化学薬品による最初のエッチングに
かける。この薬液は、上側の二元素から成る層の酸化物
膜によって保護されていない部分をエッチングする。こ
のエッチングは、図２に示すように酸化物膜の縁の下側
にある前記層をくり抜くのに充分な強さである。
に反応しない液体の化学薬品による最初のエッチングに
かける。この薬液は、上側の二元素から成る層の酸化物
膜によって保護されていない部分をエッチングする。こ
のエッチングは、図２に示すように酸化物膜の縁の下側
にある前記層をくり抜くのに充分な強さである。
【００２０】次に、図３に示すエッチングされた構造を
得るため、四元素から成る層４の酸化物膜によって保護
されていない同一の部分を、反応性プラズマ処理により
除去する。
得るため、四元素から成る層４の酸化物膜によって保護
されていない同一の部分を、反応性プラズマ処理により
除去する。
【００２１】最後に、下側の二元素から成る層３を除去
するため、軽度の化学的エッチングを行う。このエッチ
ングは四元素から成る層２上でストップする。
するため、軽度の化学的エッチングを行う。このエッチ
ングは四元素から成る層２上でストップする。
【００２２】次に、分子ジェットエピタキシー法によ
り、下側の二元素から成る層７と、例えば四元素から成
る案内層８と、上側の二元素から成る層９とを次々に付
着させることにより、レーザの第二構造（図５の左側）
を形成する。案内層８は案内層４とは異なる組成を有
し、所望の補足的機能が得られる。下側の二元素から成
る層３は厚さが薄いため、良好な精度で層４と８の相互
の位置合せが行える。
り、下側の二元素から成る層７と、例えば四元素から成
る案内層８と、上側の二元素から成る層９とを次々に付
着させることにより、レーザの第二構造（図５の左側）
を形成する。案内層８は案内層４とは異なる組成を有
し、所望の補足的機能が得られる。下側の二元素から成
る層３は厚さが薄いため、良好な精度で層４と８の相互
の位置合せが行える。
【００２３】これで、酸化物の保護膜６の上方に多結晶
膜１０が形成される。
膜１０が形成される。
【００２４】最後に、化学的エッチングにより、酸化物
の保護膜６とこの上に載っている多結晶膜１０を除去す
る。この除去は、最初の化学的エッチングの際に酸化物
膜の縁の下に形成したくり抜きにより簡単に行うことが
できる。
の保護膜６とこの上に載っている多結晶膜１０を除去す
る。この除去は、最初の化学的エッチングの際に酸化物
膜の縁の下に形成したくり抜きにより簡単に行うことが
できる。
【図１】第一半導体の構造を示す図である。
【図２】左側に示す第二セグメント内においてリン化イ
ンジウムにより上側の二元素から成る層の液相化学的エ
ッチングを行った後の前記構造を示す図である。
ンジウムにより上側の二元素から成る層の液相化学的エ
ッチングを行った後の前記構造を示す図である。
【図３】第二セグメント内において四元素から成る案内
層を反応性プラズマによりエッチングした後の前記構造
を示す図である。
層を反応性プラズマによりエッチングした後の前記構造
を示す図である。
【図４】左側に示す第二セグメント内においてリン化イ
ンジウムにより下側の二元素から成る層の液相化学的エ
ッチングを行った後の前記構造を示す図である。
ンジウムにより下側の二元素から成る層の液相化学的エ
ッチングを行った後の前記構造を示す図である。
【図５】第二セグメント内において第二構造を付着する
ことによって形成される、第一構造の場合とは異なる組
織の四元素から成る層を備える基板を示す図である。
ことによって形成される、第一構造の場合とは異なる組
織の四元素から成る層を備える基板を示す図である。
１ 基層 ２ ストップ層 ３，７ 下側の二元素から成る層 ４，８ 複合層 ５，９ 上側の二元素から成る層 ６ 保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスチーヌ・ラブリ フランス国、94800・ビルジユイフ、リ ユ・エドウアール・バイヨン、１ (72)発明者 ジヤンーイブ・エメリ フランス国、75010・パリ、リユ・リユシ アン・サンペ、17
Claims (5)
- 【請求項１】 セグメント化単結晶基板の長さに従っ
て、延び継続するようになるそれぞれ第一および第二セ
グメント（Ｓ１およびＳ２）を占めるようになる第一お
よび第二の構造を含み、各構造が異なる組成の重ね合わ
せた複数の層（３、４、５〜７、８、９）から構成さ
れ、前記二つの構造が前記基板の一部となる同一の内部
層（２）上に形成されるようになる、セグメント化単結
晶基板の製造方法であって、 −内部層を形成し、前記内部層上にエピタキシャル付着
により第一構造をいわゆる２つのセグメントとして形成
するステップと、 −第一セグメント（Ｓ１）内で前記第一構造上に保護膜
（６）を形成するステップと、 −第一構造が、第一セグメント内では保護膜によって保
護され、第二セグメント（Ｓ２）内では内部層（２）ま
で除去されるように第一構造をエッチングするステップ
と、 −内部層上にエピタキシャル付着によって第二構造を形
成するステップとを含み、 第一構造の前記エッチングとしてまず乾式エッチングを
行い、次に内部層に達する湿式最終エッチングを行うこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項２】 第一構造のエッチングとして、まず保護
膜（６）の一端部の下の第一構造にくり抜き部を設ける
ために初期の湿式エッチングを行い、内部層（２）への
付着によって第二構造を形成し、それに伴って保護膜上
に寄生層（１０）を形成させ、次に、同保護膜および同
寄生層を取り除くために前記くり抜き部から保護膜のエ
ッチングを行うことを特徴とする、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 各前記構造が高い屈折率をもつ案内層を
含み、この２つの構造の案内層（４および８）が基板内
を長手方向に伝播する同じ光を案内するために一列に並
ぶようになり、前記内部層（２）が基層（１）上にエピ
タキシャル付着によって形成され、この内部層の組成が
最終的湿式エッチングをストップさせるストップ層を構
成するようになっており、案内層がストップ層の上側に
ごくわずかな間隔を置いたところに形成されることを特
徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記層が、III-V 族の２つの物質から成
る二元系半導体層、または同じ２つの物質から成り基層
（１）が二元性であり、ストップ層（２）が複合性であ
る、複合半導体層であって、前記各構造が、ストップ層
を起点として −下側の二元素から成る層（３）と、 −２つの構造の複合層（８、４）が相互に異なる複合案
内層と、 −上側の二元素から成る層（５）とを含み、 保護膜（６）が酸化物または窒化物から成る、請求項３
に記載の方法。 - 【請求項５】 ２つの前記構造が各々、レーザの半導体
部分とレーザ光の変調器の半導体部分とを構成し、前記
基層（１）、ストップ層（２）および下側の二元素から
成る層（３および７）が、前記案内層の下部光学的密閉
アセンブリを構成し、前記上側の二元素から成る層（５
および９）が前記案内層の上部光学的密閉アセンブリを
構成する、請求項３に記載の方法。
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