JPH08130204A - Surface treatment method of ingap and manufacture of semiconductor laser - Google Patents

Surface treatment method of ingap and manufacture of semiconductor laser

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JPH08130204A
JPH08130204A JP26735994A JP26735994A JPH08130204A JP H08130204 A JPH08130204 A JP H08130204A JP 26735994 A JP26735994 A JP 26735994A JP 26735994 A JP26735994 A JP 26735994A JP H08130204 A JPH08130204 A JP H08130204A
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ingap
etching
layer
clad layer
surface treatment
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修 後藤
Tetsuhito Nakajima
徹人 中島
Hideaki Horikawa
英明 堀川
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Abstract

PURPOSE: To flatten the surface of InGaP, by performing flattening etching for the surface of InGaP, for a specified time, by using etching solution wherein hydrochloric acid is mixed in pure water with a specified volume ratio. CONSTITUTION: An InGaP clad layer 12, an active layer 14 and a P-InGaP clad layer 16 are laminated in order on an N-GaAs substrate 10 by an MOVPE method. A stripe type etching mask 18 composed of SiO2 is formed on a P- InGaP clad layer 16. Mesa stripe structure is formed by performing etching via the mask 18. The exposed part of the mesa stripe type N-InGaP clad layer 12 is etched for flattening for 3-7 seconds by using etching solution at 20 deg.C which solution is formed by mixing hydrochloric acid in pure water with the volume ratio of 2:1. Thereby protrusions of the surface are eliminated, and the surface of the N-InGaP clad layer can be flattened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、化合物半導体のIn
GaPが材料に用いられた半導体レーザを初めとする半
導体デバイスの製造工程に用いて好適な、InGaPを
再成長させる平坦で表面酸化物の少ない表面を得るため
のInGaPの表面処理方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a compound semiconductor, In
The present invention relates to a surface treatment method of InGaP suitable for use in a manufacturing process of a semiconductor device such as a semiconductor laser using GaP as a material and for obtaining a flat surface having a small amount of surface oxide for regrowth of InGaP.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のInGaPが材料に用いられた半
導体レーザの製造方法の一例が文献1:「ELECTR
ONICS LETTERS,Vol.29(199
3)pp.873−874」に記載されている。この文
献に記載の方法によれば、クラッド層上にストライプ状
のSiO2 のエッチングマスクを形成し、このエッチン
グマスクを介してクラッド層に対してエッチングを行う
ことにより、メサストライプ構造を形成している。尚、
この文献1においては、エッチング液としてHBr、H
22 、H2 OおよびHClの混合液を用いている。
2. Description of the Related Art An example of a conventional method of manufacturing a semiconductor laser using InGaP as a material is disclosed in Reference 1: "ELECTR.
ONICS LETTERS, Vol. 29 (199
3) pp. 873-874 ". According to the method described in this document, a stripe-shaped etching mask of SiO 2 is formed on the cladding layer, and the cladding layer is etched through this etching mask to form a mesa stripe structure. There is. still,
In Reference 1, HBr and H are used as etching liquids.
A mixture of 2 O 2 , H 2 O and HCl is used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
文献1に記載の方法によってメサストライプ構造を形成
すると、メサ構造の裾野部分のInGaPのクラッド層
の表面に突起物が生じることがある。この突起物は、硫
酸による表面処理によっても除去できない。このため、
この突起物が生じたInGaP表面に、電流ブロック層
等を再成長させると、この突起物を核とする貫通転位が
発生する。その結果、この貫通転位のために電流ブロッ
ク層の電流阻止効果が劣化してしまうという問題点があ
った。
However, when the mesa stripe structure is formed by the method described in the above Document 1, a protrusion may be formed on the surface of the InGaP cladding layer at the skirt portion of the mesa structure. This protrusion cannot be removed even by surface treatment with sulfuric acid. For this reason,
When a current block layer or the like is regrown on the InGaP surface where the protrusion is formed, threading dislocations having the protrusion as a nucleus are generated. As a result, there is a problem that the current blocking effect of the current blocking layer deteriorates due to the threading dislocation.

【0004】また、SiO2 のエッチングマスク直下の
InGaP表面には、エッチングマスク堆積によりIn
GaPの表面が酸化してダメージが生じる。このため、
エッチングマスクを除去した後に平坦なInGaPの表
面が得られないという問題点があった。
On the surface of InGaP just below the SiO 2 etching mask, In is deposited by etching mask deposition.
The surface of GaP is oxidized to cause damage. For this reason,
There is a problem that a flat InGaP surface cannot be obtained after removing the etching mask.

【0005】この2つの問題点は、半導体レーザの基本
特性に大きな悪影響を及ぼす。
These two problems have a great adverse effect on the basic characteristics of the semiconductor laser.

【0006】一方、InGaPではなく、InGaAs
が材料に用いられたMIS構造の半導体デバイスの製造
方法の一例が文献2:「Jpn.J.Appl.Phy
s.,Vol.30(1991)pp.3744−37
49」に記載されている。この文献2に記載の方法によ
れば、超高真空一貫プロセスにおいて、半導体のInG
aAs層と、絶縁体のSiO2 層との間に、界面制御層
(Si−ICL)を挿入することにより、界面準位を低
減してフェルミレベルピニングを緩和することができ
る。
On the other hand, not InGaP but InGaAs
An example of a method for manufacturing a semiconductor device having a MIS structure in which is used as a material is Document 2: “Jpn. J. Appl. Phy.
s. , Vol. 30 (1991) pp. 3744-37
49 ”. According to the method described in Reference 2, semiconductor InG
By inserting an interface control layer (Si-ICL) between the aAs layer and the insulating SiO 2 layer, the interface state can be reduced and Fermi level pinning can be relaxed.

【0007】さらに、文献2には、InGaAsの表面
をリン酸系のエッチング液でエッチングした後フッ酸で
処理することにより、表面に生じた表面酸化物を除去す
る方法が記載されている。
Further, Document 2 describes a method of removing the surface oxide formed on the surface of InGaAs by etching the surface of InGaAs with a phosphoric acid-based etching solution and then treating with hydrofluoric acid.

【0008】ところで、優れた再成長面を得るために
は、表面酸化物の除去だけでなく、表面を平坦化するこ
とが重要である。しかし、InGaPは、上記のリン酸
系エッチング液ではほとんどエッチングされない。この
ため、上記の文献3に開示のリン酸系エッチング液によ
るエッチングとフッ酸処理との組み合わせは、InGa
Pの表面の平坦化には効果がない。
In order to obtain an excellent regrowth surface, it is important not only to remove the surface oxide but also to flatten the surface. However, InGaP is hardly etched by the above phosphoric acid-based etching solution. Therefore, the combination of the etching with the phosphoric acid-based etching solution and the hydrofluoric acid treatment disclosed in Document 3 above is
It has no effect on flattening the surface of P.

【0009】このため、再成長面として好適な平坦なI
nGaPの表面が得られる表面処理方法およびこの表面
処理方法を用いた半導体レーザの製造方法の実現が望ま
れていた。
For this reason, a flat I suitable for a regrowth surface is used.
It has been desired to realize a surface treatment method capable of obtaining a surface of nGaP and a semiconductor laser manufacturing method using the surface treatment method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この出願に係る第1の発
明のInGaPの表面処理方法によれば、InGaPの
表面に対して、塩酸と純水とが2対1の体積比で混合さ
れたエッチング液を用いて、平坦化エッチングを3〜7
秒間行うことを特徴とする。
According to the InGaP surface treatment method of the first invention of the present application, hydrochloric acid and pure water are mixed in a volume ratio of 2: 1 with respect to the surface of InGaP. Planarization etching is performed for 3 to 7 by using an etching solution.
It is characterized by being performed for a second.

【0011】また、好ましくは、第1の発明のInGa
Pの表面処理方法において、平坦化エッチングが行われ
たInGaPの表面に対して、フッ酸処理を行うと良
い。
Further, preferably, InGa of the first invention is used.
In the P surface treatment method, it is preferable to perform hydrofluoric acid treatment on the InGaP surface on which the planarization etching has been performed.

【0012】また、この出願に係る第2の半導体レーザ
の製造方法によれば、InGaPが材料に用いられた埋
込型ヘテロ構造の半導体レーザを製造するにあたり、I
nGaPを以って構成された第1導電型クラッド層、活
性層および、InGaPを以って構成された第2導電型
クラッド層を順次に積層する工程と、第2導電型クラッ
ド層上にストライプ状のエッチングマスクを形成する工
程と、このエッチングマスクを介して、エッチングを行
うことにより、メサストライプ構造を形成する工程と、
このメサストライプの第1導電型クラッド層の露出部分
に対して、塩酸と純水とが2対1の体積比で混合された
エッチング液を以って、第1回目の平坦化エッチングを
3〜7秒間行う工程と、この第1回目の平坦化エッチン
グを行った後、メサストライプ構造の幅方向の両側に電
流ブロック層を形成する工程と、電流ブロック層を形成
した後に、エッチングマスクを除去する工程と、エッチ
ングマスクを除去することにより露出した、第2クラッ
ド層の表面に対して、塩酸と純水とが2対1の体積比で
混合されたエッチング液を以って、第2回目の平坦化エ
ッチングを3〜7秒間行う工程と、この第2回目の平坦
化エッチングを行った後、当該表面に対してフッ酸処理
を行う工程とを含むことを特徴とする。
According to the second method for manufacturing a semiconductor laser according to this application, in manufacturing a semiconductor laser having a buried hetero structure in which InGaP is used as a material,
a step of sequentially laminating a first conductivity type clad layer composed of nGaP, an active layer, and a second conductivity type clad layer composed of InGaP; and stripes on the second conductivity type clad layer. Forming an etching mask in the shape of a stripe, a step of forming a mesa stripe structure by performing etching through the etching mask,
The exposed portion of the first conductivity type clad layer of the mesa stripe is subjected to the first flattening etching for 3 to 3 times by using an etching solution in which hydrochloric acid and pure water are mixed at a volume ratio of 2: 1. Step of performing for 7 seconds, step of forming the current block layer on both sides in the width direction of the mesa stripe structure after performing the first flattening etching, and step of forming the current block layer and then removing the etching mask The second step is performed by using the etching solution in which hydrochloric acid and pure water are mixed at a volume ratio of 2: 1 with respect to the step and the surface of the second cladding layer exposed by removing the etching mask. The method is characterized by including a step of performing flattening etching for 3 to 7 seconds and a step of performing hydrofluoric acid treatment on the surface after performing the second flattening etching.

【0013】[0013]

【作用】この出願に係る第1の発明のInGaPの表面
処理方法および第2の発明の半導体レーザの製造方法に
よれば、InGaPの表面に対して、塩酸と純水とが2
対1の体積比で混合されたエッチング液を用いて、平坦
化エッチングを3〜7秒間行う。このエッチングによ
り、InGaPの表面の平坦化を図ることができる。但
し、平坦化エッチングに要する時間は、経験的に、3〜
7秒程度であることが望ましい。例えば、平坦化エッチ
ングを10秒以上行うと却って表面の平坦性が損なわれ
てしまうことを原子力間顕微鏡(AFM)による観察に
より確認している。図8に、InGaP表面を塩酸(H
Cl)と純水(H2 O)とが2対1の体積比で混合され
た20℃の温度のエッチング液を用いて30秒間エッチ
ングしたときのAFM像の模写図を示す。図8中に示す
島状の斑点は、表面が部分的に深く(数十nmの深さ)
エッチングされている部分である。この斑点は、エッチ
ング時間が10秒以上になると観察され始める。
According to the InGaP surface treatment method of the first aspect of the invention and the semiconductor laser manufacturing method of the second aspect of the invention, hydrochloric acid and pure water are added to the surface of the InGaP layer.
Planarization etching is performed for 3 to 7 seconds using an etching solution mixed in a volume ratio of 1: 1. By this etching, the surface of InGaP can be flattened. However, the time required for the flattening etching is empirically 3 to
It is desirable that the time is about 7 seconds. For example, it has been confirmed by observation with an atomic force microscope (AFM) that the flatness of the surface is rather deteriorated if the flattening etching is performed for 10 seconds or more. In FIG. 8, the InGaP surface was treated with hydrochloric acid (H
Cl) and pure water (H 2 O) are mixed at a volume ratio of 2: 1 and an AFM image is reproduced after etching for 30 seconds using an etching solution at a temperature of 20 ° C. The island-shaped spots shown in FIG. 8 are partially deep on the surface (tens of nm deep).
This is the part that is being etched. This spot starts to be observed when the etching time is 10 seconds or more.

【0014】特に、半導体レーザの製造にあたっては、
この平坦化エッチングによりクラッド層の表面の突起物
を除去することができるので、電流ブロック層の劣化を
防ぐことができる。
In particular, when manufacturing a semiconductor laser,
Since the projections on the surface of the cladding layer can be removed by this flattening etching, deterioration of the current blocking layer can be prevented.

【0015】また、平坦化エッチングを行った後に、I
nGaPの表面に対して、フッ酸処理を行うと、表面に
形成されていた表面酸化物の除去を図ることができる。
After the planarization etching, I
By performing hydrofluoric acid treatment on the surface of nGaP, the surface oxide formed on the surface can be removed.

【0016】特に、半導体レーザの製造にあたっては、
エッチングマスク直下のInGaAs層の表面に形成さ
れた酸化物によるダメージを除くすることができる。こ
のため、この表面上に再成長させた電流注入層には、こ
のダメージに起因するキャリアトラップや再結合中心が
形成されない。その結果、半導体レーザの効率および信
頼性の向上が期待できる。
In particular, when manufacturing a semiconductor laser,
Damage due to the oxide formed on the surface of the InGaAs layer immediately below the etching mask can be eliminated. For this reason, carrier traps and recombination centers due to this damage are not formed in the current injection layer regrown on this surface. As a result, improvement in efficiency and reliability of the semiconductor laser can be expected.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して、第1の発明のInG
aPの表面処理方法および第2の発明の半導体レーザの
製造方法の実施例について併せて説明する。尚、参照す
る図面は、これらの発明が理解できる程度に各構成成分
の形状、大きさおよび配置関係を概略的に示してあるに
すぎない。従って、これらの発明は、図示例にのみ限定
されるものはない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS InG of the first invention will now be described with reference to the drawings.
An example of the surface treatment method of aP and the method of manufacturing the semiconductor laser of the second invention will be described together. It should be noted that the drawings to be referred to merely schematically show the shapes, sizes, and positional relationships of the respective constituent components to the extent that these inventions can be understood. Therefore, these inventions are not limited to the illustrated examples.

【0018】<半導体レーザの製造>図1の(A)〜
(C)は、この実施例の半導体レーザの製造方法の説明
に供する、活性層のストライプの幅方向に沿った切り口
における、前半の断面工程図である。また、図2の
(A)および(B)は、図1の(C)に続く、後半の断
面工程図である。尚、図では、断面を表すハッチングを
一部省略して示してある。
<Manufacture of Semiconductor Laser> FIG.
FIG. 6C is a sectional process diagram of the first half at a cut along the width direction of the stripe of the active layer, which is used for explaining the method for manufacturing the semiconductor laser of this example. In addition, FIGS. 2A and 2B are cross-sectional process diagrams of the latter half following FIG. 1C. In the drawing, hatching showing a cross section is partially omitted.

【0019】先ず、この実施例では、InGaPが材料
に用いられた埋込型の半導体レーザを製造するにあた
り、n−GaAs基板10上に、第1導電型のクラッド
層としてのn−InGaPクラッド層12、活性層14
および第2導電型のクラッド層としてのp−InGaP
クラッド層16を有機金属気相成長(MOVPE)法を
用いて順次に積層する。活性層14は、GaAs層によ
りInGaAs層を挟み込んで積層した(図示せず)歪
み量子井戸構造を有している(図1の(A))。
First, in this embodiment, when manufacturing a buried type semiconductor laser using InGaP as a material, an n-InGaP clad layer as a first conductivity type clad layer is formed on an n-GaAs substrate 10. 12, active layer 14
And p-InGaP as second-conductivity-type cladding layer
The clad layer 16 is sequentially laminated using a metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) method. The active layer 14 has a strained quantum well structure in which an InGaAs layer is sandwiched between GaAs layers (not shown) ((A) in FIG. 1).

【0020】次に、p−InGaPクラッド層16上
に、SiO2 からなるストライプ状のエッチングマスク
18を形成し、このエッチングマスク18を介して、エ
ッチングを行うことにより、メサストライプ構造を形成
する。このエッチングにあたっては、エッチング液とし
てHBr、H22 、H2 OおよびHClの混合液を用
いる(図1の(B))。
Next, a stripe-shaped etching mask 18 made of SiO 2 is formed on the p-InGaP clad layer 16, and etching is performed through the etching mask 18 to form a mesa stripe structure. In this etching, a mixed solution of HBr, H 2 O 2 , H 2 O and HCl is used as an etching solution ((B) of FIG. 1).

【0021】ところで、このエッチングによって形成さ
れたメサストライプ構造の裾野部分に露出したn−In
GaPクラッド層12の表面には、高さ4〜8nm程度
の突起物が多数生じている。ここで、図3の(A)に、
この突起物の生じたn−InGaPクラッド層の表面の
原子間力顕微鏡(AFM)による観察像を示す。
By the way, n-In exposed at the skirt portion of the mesa stripe structure formed by this etching.
On the surface of the GaP clad layer 12, many protrusions having a height of about 4 to 8 nm are formed. Here, in FIG.
The observation image by the atomic force microscope (AFM) of the surface of the n-InGaP clad layer in which this protrusion was generated is shown.

【0022】次に、このメサストライプのn−InGa
Pクラッド層16の露出部分に対して、塩酸と純水とが
2対1の体積比で混合された20℃の温度のエッチング
液を以って、第1回目の平坦化エッチングを5秒間行
う。この平坦化エッチングにより、表面の突起物が除去
されて、n−InGaPクラッド層の表面の平坦化を図
ることができる。ここで、図3の(B)に、この突起物
が除去されたn−InGaPクラッド層の表面のAFM
による観察像を示す。この観察像から、平坦化エッチン
グを行うことにより、凹凸が2〜3原子層程の平坦な表
面が得られたことが分かる。
Next, the n-InGa of this mesa stripe is formed.
The exposed portion of the P-clad layer 16 is subjected to the first flattening etching for 5 seconds by using an etching solution in which hydrochloric acid and pure water are mixed in a volume ratio of 2: 1 at a temperature of 20 ° C. . By this flattening etching, the projections on the surface are removed, and the surface of the n-InGaP cladding layer can be flattened. Here, in FIG. 3B, the AFM of the surface of the n-InGaP cladding layer from which the protrusions are removed is shown.
The observation image by is shown. From this observed image, it can be seen that the flattening etching yielded a flat surface having irregularities of about 2 to 3 atomic layers.

【0023】次に、この第1回目の平坦化エッチングを
行った後、メサストライプ構造の幅方向の両側に電流ブ
ロック層20として、p−InGaP層22およびn−
InGaP層24を順次にMOVPE法により埋め込み
成長する(図1の(C))。
Next, after the first flattening etching, p-InGaP layer 22 and n- are formed as current blocking layers 20 on both sides in the width direction of the mesa stripe structure.
The InGaP layer 24 is sequentially embedded and grown by the MOVPE method (FIG. 1C).

【0024】次に、電流ブロック層20を形成した後
に、SiO2 のエッチングマスク18をフッ酸を用いて
除去する。除去した後、水洗および窒素ブローを行う
(図2の(A))。
Next, after forming the current blocking layer 20, the SiO 2 etching mask 18 is removed using hydrofluoric acid. After the removal, it is washed with water and blown with nitrogen ((A) of FIG. 2).

【0025】ところで、エッチングマスク18を除去す
ることにより露出したp−InGaPクラッド層16の
表面16aは、エッチングマスク18を形成したことに
よるダメージにより、凹凸が生じている。ここで、図4
に、このp−InGaPクラッド層16の表面16aの
AFMによる観察像(AMF像)を示す。この観察像か
ら、表面に高さ7〜12nmの凹凸が生じていることが
分かる。
By the way, the surface 16a of the p-InGaP cladding layer 16 exposed by removing the etching mask 18 has irregularities due to damage caused by the formation of the etching mask 18. Here, FIG.
An observation image (AMF image) of the surface 16a of the p-InGaP cladding layer 16 by AFM is shown in FIG. From this observation image, it can be seen that the surface has irregularities with a height of 7 to 12 nm.

【0026】次に、エッチングマスクを除去することに
より露出した、p−InGaPクラッド層16の表面1
6aに対して、塩酸と純水とが2対1の体積比で混合さ
れた20℃の温度のエッチング液を以って、第2回目の
平坦化エッチングを5秒間行う。
Next, the surface 1 of the p-InGaP cladding layer 16 exposed by removing the etching mask.
The second flattening etching is performed on 6a for 5 seconds by using an etching solution in which hydrochloric acid and pure water are mixed at a volume ratio of 2: 1 at a temperature of 20 ° C.

【0027】次に、この第2回目の平坦化エッチングを
行った後、当該表面16aに対してフッ酸処理を行う。
ここでは、試料を窒素雰囲気中でフッ酸に浸漬した後、
水洗することなく、窒素ブローする。フッ酸処理により
表面16aの酸化物を除去することができる。
Next, after performing the second flattening etching, the surface 16a is subjected to hydrofluoric acid treatment.
Here, after immersing the sample in hydrofluoric acid in a nitrogen atmosphere,
Blow with nitrogen without washing with water. The oxide on the surface 16a can be removed by the hydrofluoric acid treatment.

【0028】次に、表面16a上に、第2pーInGa
Pクラッド層26およびコンタクト層28をMOVPE
法により成長する(図2の(B))。
Next, on the surface 16a, a second p-InGa is formed.
The P clad layer 26 and the contact layer 28 are formed by MOVPE.
It grows by the method ((B) of FIG. 2).

【0029】以下、オーミック電極(図示せず)の形成
等、通常の工程を経て半導体レーザを製造することがで
きる。
After that, a semiconductor laser can be manufactured through usual steps such as formation of an ohmic electrode (not shown).

【0030】<XPSによる測定結果>次に、InGa
P表面のX線光電子分光法(XPS)による測定結果を
参照して、平坦化エッチングおよびフッ酸処理(以下、
併せて表面処理と称する)の効果について説明する。
<Measurement Result by XPS> Next, InGa
Referring to the measurement results of the P surface by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), planarization etching and hydrofluoric acid treatment (hereinafter,
The effect of "surface treatment" will be described together.

【0031】先ず、図5の(A)および(B)に、表面
処理前後のInGaP表面のガリウム(Ga)の2p
3/2 軌道の電子のXPSによる測定結果のグラフをそれ
ぞれ示す。各グラフの横軸は結合エネルギー(eV)を
表し、縦軸はXPSの信号強度を表す。
First, in FIGS. 5A and 5B, 2 p of gallium (Ga) on the InGaP surface before and after the surface treatment is shown.
The graphs of the XPS measurement results of the electrons in the 3/2 orbit are shown respectively. The horizontal axis of each graph represents the binding energy (eV), and the vertical axis represents the XPS signal intensity.

【0032】図5の(A)のグラフ中の折れ線a1 は、
表面処理前の測定結果をで示す。また、グラフ中の曲線
1 は折れ線a1 にフィッティングさせた計算値であ
る。フィッティングにあたっては、主にピーク位置およ
び半値幅をパラメータとした。この曲線I1 の信号強度
は、曲線II1 で示すGaに由来する信号強度と曲線III1
で示すGa酸化物に由来する信号強度とを足し合わせた
ものとなっている。このため、曲線I1 は、曲線III 1
の影響で曲線II1 よりも左側へふくらみ、かつ、ピーク
位置も僅かに左側に移動している。
The polygonal line a 1 in the graph of FIG.
The measurement results before surface treatment are indicated by. The curve I 1 in the graph is a calculated value fitted to the polygonal line a 1 . In fitting, the peak position and the half width were mainly used as parameters. The signal intensity of the curve I 1 is the signal intensity derived from Ga shown in the curve II 1 and the curve III 1
The signal intensity derived from the Ga oxide indicated by is added. Therefore, the curve I 1 becomes the curve III 1
Under the influence of, the curve bulges to the left of curve II 1 and the peak position also moves slightly to the left.

【0033】これに対して、図6の(B)のグラフ中の
折れ線a2 は、表面処理後の測定結果を示す。表面処理
後は、折れ線a2 にフィッティングさせた曲線I2 で示
す様に、曲線III2で示すGa酸化物に由来する信号強度
が弱くなっている。このため、折れ線a2 にフィッティ
ングさせた曲線I2 は、Gaに由来する信号強度を表す
曲線II2 対して左側のふくらみが小さくなっている。
On the other hand, the polygonal line a 2 in the graph of FIG. 6B shows the measurement result after the surface treatment. After the surface treatment, as indicated by the curve I 2 fitted to the polygonal line a 2 , the signal intensity derived from the Ga oxide shown by the curve III 2 is weakened. Therefore, the curve I 2 fitted to the polygonal line a 2 has a smaller leftward bulge than the curve II 2 representing the signal intensity derived from Ga.

【0034】次に、図6の(A)および(B)に、表面
処理前後のInGaP表面のインジウム(In)の3d
5/2 軌道の電子のXPSによる測定結果のグラフをそれ
ぞれ示す。各グラフの横軸は結合エネルギー(eV)を
表し、縦軸は信号強度を表す。
Next, in FIGS. 6A and 6B, 3d of indium (In) on the InGaP surface before and after the surface treatment is shown.
The graphs of the measurement results of 5/2 orbital electrons by XPS are shown respectively. The horizontal axis of each graph represents the binding energy (eV), and the vertical axis represents the signal intensity.

【0035】図6の(A)のグラフ中の折れ線b1 は、
表面処理前の測定結果をで示す。また、グラフ中の曲線
IV1 は折れ線b1 にフィッティングさせた計算値であ
る。フィッティングにあたっては、主にピーク位置およ
び半値幅をパラメータとした。この曲線IV1 の信号強度
は、曲線V1 で示すInに由来する信号強度と曲線VI1
で示すIn酸化物に由来する信号強度とを足し合わせた
ものとなっている。このため、曲線IV1 は、曲線VI 1
影響で、曲線V1 よりも左側へふくらみ、かつ、ピーク
位置も僅かに左側に移動している。
The polygonal line b 1 in the graph of FIG.
The measurement results before surface treatment are indicated by. Also, the curves in the graph
IV 1 is a calculated value fitted to the polygonal line b 1 . In fitting, the peak position and the half width were mainly used as parameters. The signal intensity of this curve IV 1 is the signal intensity derived from In shown by the curve V 1 and the curve VI 1
The signal intensity derived from the In oxide shown by is added. Therefore, the curve IV 1 bulges to the left of the curve V 1 due to the influence of the curve VI 1 , and the peak position also moves slightly to the left.

【0036】これに対して、図6の(B)のグラフ中の
折れ線b2 は、表面処理後の測定結果を示す。表面処理
後は、折れ線b2 にフィッティングさせた曲線IV2 で示
す様に、曲線VI2 で示すIn酸化物に由来でする信号強
度が弱くなっている。このため、折れ線b2 にフィッテ
ィングさせた曲線IV2 は、Inに由来する信号強度を表
す曲線V2 対して左側のふくらみが小さくなっている。
On the other hand, the broken line b 2 in the graph of FIG. 6B shows the measurement result after the surface treatment. After the surface treatment, as indicated by the curve IV 2 fitted to the polygonal line b 2 , the signal intensity derived from the In oxide indicated by the curve VI 2 is weakened. Therefore, the curve IV 2 fitted to the polygonal line b 2 has a smaller leftward bulge than the curve V 2 representing the signal intensity derived from In.

【0037】次に、図7の(A)および(B)に、表面
処理前後のInGaP表面のリン(P)の2p軌道の電
子のXPSによる測定結果のグラフをそれぞれ示す。各
グラフの横軸は結合エネルギー(eV)を表し、縦軸は
信号強度を表わす。
Next, FIGS. 7A and 7B show graphs of the results of XPS measurement of the electrons of the 2p orbital of phosphorus (P) on the InGaP surface before and after the surface treatment, respectively. The horizontal axis of each graph represents the binding energy (eV), and the vertical axis represents the signal intensity.

【0038】図7の(A)のグラフ中の折れ線c1 は、
表面処理前の測定結果を示す。また、グラフ中の曲線VI
I1は折れ線c1 にフィッティングさせた計算値である。
フィフッティングにあたっては、主にピーク位置および
半値幅をパラメータとした。この曲線VII1の信号強度
は、2つのピークを有している。右側の129eV付近
のピークは、曲線VIII1 で示すPの2p1/2 軌道の電子
の信号強度と、曲線IX1で示すPの2p5/2 軌道の電子
の信号強度とを足し合わせたものとなっている。一方、
左側の133.5eV付近のピークは、P酸化物に由来
する信号強度を示している。
The polygonal line c 1 in the graph of FIG.
The measurement results before surface treatment are shown. Also, the curve VI in the graph
I 1 is a calculated value fitted to the polygonal line c 1 .
In the fitting, the peak position and the half width were mainly used as parameters. The signal intensity of this curve VII 1 has two peaks. The peak near 129 eV on the right side is the sum of the signal intensities of the electrons in the 2p 1/2 orbit of P shown by the curve VIII 1 and the signals in the 2p 5/2 orbit of P shown by the curve IX 1. Has become. on the other hand,
The peak near 133.5 eV on the left side indicates the signal intensity derived from P oxide.

【0039】これに対して、図7の(B)のグラフ中の
折れ線c2 は、表面処理後の測定結果を示す。表面処理
後は、折れ線c2 にフィッティングさせた曲線VII2で示
す様に、133.5eV付近のP酸化物に由来する信号
強度がほとんど消滅している。一方、曲線VIII2 で示す
Pの2p1/2 軌道の電子の信号強度と、曲線IX2 で示す
Pの2p5/2 軌道の電子の信号強度とを足し合わせた1
29eV付近のピークは、表面処理前後でほとんど変化
していない。
On the other hand, the broken line c 2 in the graph of FIG. 7B shows the measurement result after the surface treatment. After the surface treatment, as indicated by the curve VII 2 fitted to the polygonal line c 2 , the signal intensity derived from the P oxide near 133.5 eV almost disappeared. On the other hand, the signal intensity of the electron in the 2p 1/2 orbit of P shown by the curve VIII 2 and the signal intensity of the electron in the 2p 5/2 orbit of P shown by the curve IX 2 are summed up 1
The peak near 29 eV hardly changes before and after the surface treatment.

【0040】上述したXPSの測定結果から、表面処理
により、InGaAs表面の酸化物の除去が図れること
が分かる。
From the XPS measurement results described above, it can be seen that the oxide on the InGaAs surface can be removed by the surface treatment.

【0041】上述した実施例では、半導体レーザの製造
方法について説明したが、第1の発明のInGaPの表
面処理方法は、半導体レーザに限らず、InGaPを材
料に用いた半導体電子デバイス、例えば、HEMTの製
造に用いて好適である。
Although the method of manufacturing the semiconductor laser has been described in the above-mentioned embodiments, the surface treatment method of InGaP according to the first invention is not limited to the semiconductor laser, and a semiconductor electronic device using InGaP as a material, for example, HEMT. It is suitable for use in the production of

【0042】[0042]

【発明の効果】この出願に係る第1の発明のInGaP
の表面処理方法および第2の発明の半導体レーザの製造
方法によれば、InGaPの表面に対して、塩酸と純水
とが2対1の体積比で混合されたエッチング液を用い
て、平坦化エッチングを3〜7秒間行う。このエッチン
グにより、InGaPの表面の平坦化を図ることができ
る。
EFFECT OF THE INVENTION InGaP of the first invention according to this application
According to the surface treatment method and the semiconductor laser manufacturing method of the second invention, the InGaP surface is planarized by using an etching solution in which hydrochloric acid and pure water are mixed at a volume ratio of 2: 1. Etching is performed for 3 to 7 seconds. By this etching, the surface of InGaP can be flattened.

【0043】また、平坦化エッチングを行った後に、I
nGaPの表面に対して、フッ酸処理を行うと、表面に
形成されていた表面酸化物の除去を図ることができる。
After performing the flattening etching, I
By performing hydrofluoric acid treatment on the surface of nGaP, the surface oxide formed on the surface can be removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)〜(C)は、実施例の説明に供する前半
の断面工程図である。
FIG. 1A to FIG. 1C are sectional process diagrams of the first half used to explain an embodiment.

【図2】(A)および(B)は、図1の(C)に続く後
半の断面工程図である。
2A and 2B are sectional process diagrams of the latter half of FIG. 1C.

【図3】(A)および(B)は、InGaP表面のAF
Mによる観察像である。
3 (A) and (B) are AF of InGaP surface.
It is an observation image by M.

【図4】エッチングマスクを除去したInGaP表面の
AFMによる観察像である。
FIG. 4 is an AFM observation image of the InGaP surface with the etching mask removed.

【図5】(A)および(B)は、InGaP表面のX線
光電子分光法(XPS)による測定結果を示すグラフで
ある。
5 (A) and 5 (B) are graphs showing the measurement results of the InGaP surface by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

【図6】(A)および(B)は、InGaP表面のX線
光電子分光法(XPS)による測定結果を示すグラフで
ある。
6A and 6B are graphs showing the measurement results of the InGaP surface by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

【図7】(A)および(B)は、InGaP表面のX線
光電子分光法(XPS)による測定結果を示すグラフで
ある。
7A and 7B are graphs showing the measurement results of the InGaP surface by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

【図8】エッチングを30秒間行ったInGaP表面の
AFM像の模写図である。
FIG. 8 is a copy of an AFM image of the InGaP surface after etching for 30 seconds.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:n−GaAs基板 12:n−InGaPクラッド層 14:活性層 16:p−InGaPクラッド層 16a:表面 18:エッチングマスク 20:電流ブロック層 22:p−InGaP層 24:n−InGaP層 26:第2p−InGaPクラッド層 28:コンタクト層 10: n-GaAs substrate 12: n-InGaP clad layer 14: active layer 16: p-InGaP clad layer 16a: surface 18: etching mask 20: current blocking layer 22: p-InGaP layer 24: n-InGaP layer 26: Second p-InGaP clad layer 28: Contact layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 InGaPの表面に対して、塩酸と純水
とが2対1の体積比で混合されたエッチング液を用い
て、平坦化エッチングを3〜7秒間行うことを特徴とす
るInGaPの表面処理方法。
1. A flattening etching is performed on an InGaP surface for 3 to 7 seconds using an etching solution in which hydrochloric acid and pure water are mixed at a volume ratio of 2: 1. Surface treatment method.
【請求項2】 請求項1に記載のInGaPの表面処理
方法において、 前記平坦化エッチングが行われたInGaPの前記表面
に対して、フッ酸処理を行うことを特徴とするInGa
Pの表面処理方法。
2. The InGaP surface treatment method according to claim 1, wherein hydrofluoric acid treatment is performed on the surface of the InGaP on which the planarization etching has been performed.
Surface treatment method of P.
【請求項3】 InGaPが材料に用いられた埋込型ヘ
テロ構造の半導体レーザを製造するにあたり、 InGaPを以って構成された第1導電型クラッド層、
活性層および、InGaPを以って構成された第2導電
型クラッド層を順次に積層する工程と、 該第2導電型クラッド層上にストライプ状のエッチング
マスクを形成する工程と、 該エッチングマスクを介して、エッチングを行うことに
より、メサストライプ構造を形成する工程と、 該メサストライプの前記第1導電型クラッド層の露出部
分に対して、塩酸と純水とが2対1の体積比で混合され
たエッチング液を以って、第1回目の平坦化エッチング
を3〜7秒間行う工程と、 該第1回目の平坦化エッチングを行った後、メサストラ
イプ構造の幅方向の両側に電流ブロック層を形成する工
程と、 電流ブロック層を形成した後に、前記エッチングマスク
を除去する工程と、 前記エッチングマスクを除去することにより露出した、
第2クラッド層の表面に対して、塩酸と純水とが2対1
の体積比で混合されたエッチング液を以って、第2回目
の平坦化エッチングを3〜7秒間行う工程と、 該第2回目の平坦化エッチングを行った後、当該表面に
対してフッ酸処理を行う工程とを含むことを特徴とする
半導体レーザの製造方法。
3. In manufacturing a buried type heterostructure semiconductor laser using InGaP as a material, a first conductivity type cladding layer made of InGaP,
A step of sequentially laminating an active layer and a second conductivity type clad layer made of InGaP; a step of forming a stripe-shaped etching mask on the second conductivity type clad layer; and a step of forming the etching mask. Through etching to form a mesa stripe structure, and hydrochloric acid and pure water are mixed in a volume ratio of 2: 1 to the exposed portion of the first conductivity type cladding layer of the mesa stripe. The first planarization etching is performed for 3 to 7 seconds by using the etching solution, and the current block layers are formed on both sides in the width direction of the mesa stripe structure after the first planarization etching. And a step of removing the etching mask after forming the current blocking layer, and exposing by removing the etching mask,
Hydrochloric acid and pure water are 2 to 1 on the surface of the second cladding layer.
A step of performing a second flattening etching for 3 to 7 seconds by using an etching solution mixed in a volume ratio of, and after performing the second flattening etching, hydrofluoric acid is applied to the surface. And a step of performing a treatment.
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KR20010094662A (en) * 2000-03-31 2001-11-01 오근호 The planarization measuring method for langasite single crystal
JP2006196692A (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Sony Corp Method for manufacturing semiconductor device
JP2008041881A (en) * 2006-08-04 2008-02-21 Anritsu Corp Method for manufacturing semiconductor light-emitting element and semiconductor substrate for semiconductor light-emitting element

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