JPH09331117A - 半導体エッチング方法および半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体エッチング方法および半導体レーザ装置Info
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
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- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/095—Laser devices
Abstract
(57)【要約】
【課題】 対称的な断面形状および平滑な側壁を有する
半導体レーザのリッジを形成できる半導体エッチング方
法を提供する。 【解決手段】 ＳｉＣｌ4プラズマまたはＳｉＣｌ4／
（Ｈｅ，Ｎｅ）プラズマを用いて（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／
（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導体層構造がエッチングされ
る。エッチングは、０℃〜８０℃の温度および１．３３
×１０-1Ｐａ(１ｍＴｏｒｒ）未満のプラズマ圧力で行
われる。エッチングされた表面は、（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ
／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導体レーザの製造において
用いられるエチングプロセスにとって十分に平滑であ
る。
半導体レーザのリッジを形成できる半導体エッチング方
法を提供する。 【解決手段】 ＳｉＣｌ4プラズマまたはＳｉＣｌ4／
（Ｈｅ，Ｎｅ）プラズマを用いて（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／
（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導体層構造がエッチングされ
る。エッチングは、０℃〜８０℃の温度および１．３３
×１０-1Ｐａ(１ｍＴｏｒｒ）未満のプラズマ圧力で行
われる。エッチングされた表面は、（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ
／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導体レーザの製造において
用いられるエチングプロセスにとって十分に平滑であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、（Ａｌ，Ｇａ）Ａ
ｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導体層をエッチングする
方法およびそのような半導体層を有する半導体レーザ装
置に関する。
ｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導体層をエッチングする
方法およびそのような半導体層を有する半導体レーザ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】赤色光を発光する半導体レーザ装置は商
業的に非常に重要であり、データ記憶などの領域で用い
られている。そのようなレーザ装置の活性領域は、一般
的に、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ合金系の半導体結晶を用
いて形成される。レーザは、通常、ＧａＡｓ基板上で成
長され、他のＧａＡｓ層はレーザ構造において用いられ
得る。
業的に非常に重要であり、データ記憶などの領域で用い
られている。そのようなレーザ装置の活性領域は、一般
的に、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ合金系の半導体結晶を用
いて形成される。レーザは、通常、ＧａＡｓ基板上で成
長され、他のＧａＡｓ層はレーザ構造において用いられ
得る。
【０００３】一般的なレーザ構造の一つとして、埋込み
リッジ型レーザがある。埋込みリッジ型レーザは、安定
した単一モード動作を要求する光ディスクデータ記憶に
適用するために用いられる。３つの半導体積層ステージ
を伴う手順によって埋込みリッジ型レーザを製造するこ
とが公知である。まず、（Ｇａ，Ｉｎ）Ｐおよび（Ａ
ｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐの多層膜をｎ型ＧａＡｓ基板上に積
層し、それによってレーザのｎ型クラッド領域、活性領
域およびｐ型クラッド領域を形成する。次いで、リッジ
をエッチングして、ｐ型クラッド領域を形成する。次い
で、リッジを覆うようにｎ型ＧａＡｓを積層し、リッジ
上部のｎ型ＧａＡｓを選択的にエッチング除去してリッ
ジ上部の（Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ層を露出させる。最後に、構
造全体を覆うようにｐ型ＧａＡｓを積層してリッジを埋
込み、次いで金属性コンタクト層を積層する。
リッジ型レーザがある。埋込みリッジ型レーザは、安定
した単一モード動作を要求する光ディスクデータ記憶に
適用するために用いられる。３つの半導体積層ステージ
を伴う手順によって埋込みリッジ型レーザを製造するこ
とが公知である。まず、（Ｇａ，Ｉｎ）Ｐおよび（Ａ
ｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐの多層膜をｎ型ＧａＡｓ基板上に積
層し、それによってレーザのｎ型クラッド領域、活性領
域およびｐ型クラッド領域を形成する。次いで、リッジ
をエッチングして、ｐ型クラッド領域を形成する。次い
で、リッジを覆うようにｎ型ＧａＡｓを積層し、リッジ
上部のｎ型ＧａＡｓを選択的にエッチング除去してリッ
ジ上部の（Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ層を露出させる。最後に、構
造全体を覆うようにｐ型ＧａＡｓを積層してリッジを埋
込み、次いで金属性コンタクト層を積層する。
【０００４】特願平03-156592号は埋込みリッジ型レー
ザを開示しており、この埋込みリッジ型レーザは２つの
半導体積層ステージしか必要としない。（Ｇａ，Ｉｎ）
Ｐ、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）ＰおよびＧａＡｓの複数の膜
をＧａＡｓ基板上に積層し、それによって活性領域およ
びクラッド領域を形成する。次いで、リッジをエッチン
グによって形成した後、構造全体を覆ってｎ型ＧａＡｓ
を積層し、リッジ上部のｎ型ＧａＡｓをエッチング除去
する。次いで、金属性コンタクト層を積層する。半導体
積層工程数の減少は大量生産に有利である。
ザを開示しており、この埋込みリッジ型レーザは２つの
半導体積層ステージしか必要としない。（Ｇａ，Ｉｎ）
Ｐ、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）ＰおよびＧａＡｓの複数の膜
をＧａＡｓ基板上に積層し、それによって活性領域およ
びクラッド領域を形成する。次いで、リッジをエッチン
グによって形成した後、構造全体を覆ってｎ型ＧａＡｓ
を積層し、リッジ上部のｎ型ＧａＡｓをエッチング除去
する。次いで、金属性コンタクト層を積層する。半導体
積層工程数の減少は大量生産に有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】リッジは、化学溶液あ
るいはプラズマのいずれかを用いてエッチングされ得
る。しかし、積層が結晶配向ずれを起こしている場合、
化学的エッチングは不十分である。下方に位置する層の
公称（１００）結晶方位から各層がわずかに結晶配向ず
れを生じるように各層を積層することが有利である。な
ぜなら、そのような配向ずれを用いることによって、望
ましくない結晶の「配列」が抑制され得るからである。
（１１０）結晶方位に向かって４度〜１５度、あるいは
より大きい角度の結晶配向ずれが可能である。
るいはプラズマのいずれかを用いてエッチングされ得
る。しかし、積層が結晶配向ずれを起こしている場合、
化学的エッチングは不十分である。下方に位置する層の
公称（１００）結晶方位から各層がわずかに結晶配向ず
れを生じるように各層を積層することが有利である。な
ぜなら、そのような配向ずれを用いることによって、望
ましくない結晶の「配列」が抑制され得るからである。
（１１０）結晶方位に向かって４度〜１５度、あるいは
より大きい角度の結晶配向ずれが可能である。
【０００６】化学溶液は、異なる結晶面を異なるエッチ
ング速度でエッチングする。化学的エッチングによって
結晶配向ずれ層に形成されたリッジは非対称であること
が見出され、これによってレーザ装置の特性が劣化す
る。特に、リッジが非対称である場合は、レーザ面に対
して法線方向からの遠視野発光パターンのピークのずれ
が見出され、これによってレーザ出力の結合が困難にな
る。さらに、化学的エッチング手順は多数のステップを
包含し、製造工程における制御が困難であり得る。
ング速度でエッチングする。化学的エッチングによって
結晶配向ずれ層に形成されたリッジは非対称であること
が見出され、これによってレーザ装置の特性が劣化す
る。特に、リッジが非対称である場合は、レーザ面に対
して法線方向からの遠視野発光パターンのピークのずれ
が見出され、これによってレーザ出力の結合が困難にな
る。さらに、化学的エッチング手順は多数のステップを
包含し、製造工程における制御が困難であり得る。
【０００７】プラズマエッチングは結晶面間を通常区別
しないので、このプロセスは結晶配向ずれ層にリッジを
形成するために用いられ得る。プラズマエッチングの別
の利点は、精密に制御され、かつ製造プロセスに容易に
組み込まれ得ることである。プラズマエッチングプロセ
スにはエッチングされずに残っている半導体にダメージ
を生じさせるものがあるので、すべてのプラズマエッチ
ングプロセスが適切であるわけではない。さらに、レー
ザ装置の様々な層を異なる速度で選択的にエッチングし
得るプロセスがある。これによって、エッチングされた
リッジは、要求される平滑な連続的プロファイルを有さ
ず、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ層とＧａＡｓ層との間の界
面で「段状」になり得る。
しないので、このプロセスは結晶配向ずれ層にリッジを
形成するために用いられ得る。プラズマエッチングの別
の利点は、精密に制御され、かつ製造プロセスに容易に
組み込まれ得ることである。プラズマエッチングプロセ
スにはエッチングされずに残っている半導体にダメージ
を生じさせるものがあるので、すべてのプラズマエッチ
ングプロセスが適切であるわけではない。さらに、レー
ザ装置の様々な層を異なる速度で選択的にエッチングし
得るプロセスがある。これによって、エッチングされた
リッジは、要求される平滑な連続的プロファイルを有さ
ず、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ層とＧａＡｓ層との間の界
面で「段状」になり得る。
【０００８】「Journal of Vaccum Science and Techno
logy」、Vol. B1、１０５３〜１０５５頁（１９８３）
は、全圧１〜２５ｍＴｏｒｒで従来の高周波で電源を供
給された平行プレート「反応性イオンエッチング」（Ｒ
ＩＥ）システムにおいて生成されるＳｉＣｌ4プラズマ
およびＳｉＣｌ4／Ａｒプラズマを用いてＧａＡｓおよ
びＩｎＰの両方をエッチングすることを開示している。
また、４：１、２：１および１：４のＡｒ：ＳｉＣｌ4
流率でＡｒを添加することによってトレンチがなくな
り、ＩｎＰにおいて再積層が観察され、ＳｉＣｌ4のみ
を用いたときと比較してより垂直な壁が得られたことも
この文献に開示されている。しかし、この文献は個々の
層のエッチングのみを開示し、ＧａＡｓ層および（Ａ
ｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ層を両方とも含むサンプルをエッチ
ングすることによって得られるプロファイルを検討して
いない。
logy」、Vol. B1、１０５３〜１０５５頁（１９８３）
は、全圧１〜２５ｍＴｏｒｒで従来の高周波で電源を供
給された平行プレート「反応性イオンエッチング」（Ｒ
ＩＥ）システムにおいて生成されるＳｉＣｌ4プラズマ
およびＳｉＣｌ4／Ａｒプラズマを用いてＧａＡｓおよ
びＩｎＰの両方をエッチングすることを開示している。
また、４：１、２：１および１：４のＡｒ：ＳｉＣｌ4
流率でＡｒを添加することによってトレンチがなくな
り、ＩｎＰにおいて再積層が観察され、ＳｉＣｌ4のみ
を用いたときと比較してより垂直な壁が得られたことも
この文献に開示されている。しかし、この文献は個々の
層のエッチングのみを開示し、ＧａＡｓ層および（Ａ
ｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ層を両方とも含むサンプルをエッチ
ングすることによって得られるプロファイルを検討して
いない。
【０００９】英国特許公開公報第0547694号は、光電子
装置に望ましくない粗表面が形成されるので、上述のＳ
ｉＣｌ4／Ａｒプラズマエッチング技術がＧａＡｓ／
（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）Ｐレーザ構造上で用いるためには
不適切であることを教示している。このような文献は、
高周波で電源を供給された平行プレート配置においてＳ
ｉＣｌ4、ＡｒおよびＣＨ4ガスの混合ガスを用いてＧａ
Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐレーザのリッジを形成す
る、１ステッププラズマエッチングプロセスを開示して
いる。このプロセスにおいて、エッチングされるサンプ
ルは、１００℃〜１５０℃の間の温度に加熱される。こ
のような文献は、光電子装置に必要とされる平滑な表面
を得る場合、ＣＨ4をＳｉＣｌ4／Ａｒ混合ガスに添加す
ることが必要であることも述べている。しかし、実際の
エッチングプロセスにおいては、エッチングされた表面
にポリマーが形成される可能性があり、および／または
半導体中に水素が拡散する可能性があるために、ＣＨ4
ガスの使用は望ましくない。
装置に望ましくない粗表面が形成されるので、上述のＳ
ｉＣｌ4／Ａｒプラズマエッチング技術がＧａＡｓ／
（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）Ｐレーザ構造上で用いるためには
不適切であることを教示している。このような文献は、
高周波で電源を供給された平行プレート配置においてＳ
ｉＣｌ4、ＡｒおよびＣＨ4ガスの混合ガスを用いてＧａ
Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐレーザのリッジを形成す
る、１ステッププラズマエッチングプロセスを開示して
いる。このプロセスにおいて、エッチングされるサンプ
ルは、１００℃〜１５０℃の間の温度に加熱される。こ
のような文献は、光電子装置に必要とされる平滑な表面
を得る場合、ＣＨ4をＳｉＣｌ4／Ａｒ混合ガスに添加す
ることが必要であることも述べている。しかし、実際の
エッチングプロセスにおいては、エッチングされた表面
にポリマーが形成される可能性があり、および／または
半導体中に水素が拡散する可能性があるために、ＣＨ4
ガスの使用は望ましくない。
【００１０】米国特許第5338394号は、インジウムベー
スのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体をエッチングする方法を
開示している。この方法において、ＥＣＲに適したいず
れもの圧力でＥＣＲチャンバにＳｉＣｌ4およびＨ2ある
いはＣＨ4が存在する状態で、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）エッチングが実行されるが、１ｍＴｏｒｒと
５ｍＴｏｒｒとの間の圧力を用いることが好ましいこと
が述べられている。
スのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体をエッチングする方法を
開示している。この方法において、ＥＣＲに適したいず
れもの圧力でＥＣＲチャンバにＳｉＣｌ4およびＨ2ある
いはＣＨ4が存在する状態で、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）エッチングが実行されるが、１ｍＴｏｒｒと
５ｍＴｏｒｒとの間の圧力を用いることが好ましいこと
が述べられている。
【００１１】英国特許公開公報第0607662号は、標準プ
ラズマエッチング装置においてクロロ過フッ化炭化水素
エッチング液の使用を回避するために、ＳｉＣｌ4、Ｃ
Ｆ4、Ｏ2およびＨｅなどの不活性ガスの混合ガスを用い
てＡｌＧａＡｓを覆うＧａＡｓを選択的にエッチングす
る方法を開示する。しかし、Ｈｅを用いずに５ｍＴｏｒ
ｒでエッチングを行うことについて言及している以外
は、用いられた圧力は特に開示されていない。
ラズマエッチング装置においてクロロ過フッ化炭化水素
エッチング液の使用を回避するために、ＳｉＣｌ4、Ｃ
Ｆ4、Ｏ2およびＨｅなどの不活性ガスの混合ガスを用い
てＡｌＧａＡｓを覆うＧａＡｓを選択的にエッチングす
る方法を開示する。しかし、Ｈｅを用いずに５ｍＴｏｒ
ｒでエッチングを行うことについて言及している以外
は、用いられた圧力は特に開示されていない。
【００１２】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、対称的な断
面形状および平滑な側壁を有する半導体レーザのリッジ
を形成するための半導体エッチング方法を提供すること
である。
れたものであり、その目的とするところは、対称的な断
面形状および平滑な側壁を有する半導体レーザのリッジ
を形成するための半導体エッチング方法を提供すること
である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】ＳｉＣｌ4プラズマを用
いた（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導
体層をエッチングする本発明の方法であって、該エッチ
ングが１．３３×１０-1Ｐａ(１ｍＴｏｒｒ）未満の圧
力で行われ、そのことにより上記目的が達成される。
いた（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導
体層をエッチングする本発明の方法であって、該エッチ
ングが１．３３×１０-1Ｐａ(１ｍＴｏｒｒ）未満の圧
力で行われ、そのことにより上記目的が達成される。
【００１４】前記ＳｉＣｌ4プラズマは、エッチング環
境において不活性である少なくとも１つの低原子量ガス
を含んでいてもよい。
境において不活性である少なくとも１つの低原子量ガス
を含んでいてもよい。
【００１５】前記少なくとも１つの低原子量不活性ガス
は、ヘリウム（Ｈｅ）およびネオン（Ｎｅ）から選択さ
れてもよい。
は、ヘリウム（Ｈｅ）およびネオン（Ｎｅ）から選択さ
れてもよい。
【００１６】前記エッチングは、１．３３×１０-2Ｐａ
と２．６６×１０-2Ｐａとの間（０．１ｍＴｏｒｒと
０．２ｍＴｏｒｒとの間）の圧力で行われてもよい。
と２．６６×１０-2Ｐａとの間（０．１ｍＴｏｒｒと
０．２ｍＴｏｒｒとの間）の圧力で行われてもよい。
【００１７】本発明の別の局面によると、ＳｉＣｌ4プ
ラズマを用いた（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉ
ｎ）Ｐ半導体層をエッチングする方法であって、該Ｓｉ
Ｃｌ4プラズマはエッチング環境において不活性である
少なくとも１つの低原子量ガスを含み、そのことにより
上記目的が達成される。
ラズマを用いた（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉ
ｎ）Ｐ半導体層をエッチングする方法であって、該Ｓｉ
Ｃｌ4プラズマはエッチング環境において不活性である
少なくとも１つの低原子量ガスを含み、そのことにより
上記目的が達成される。
【００１８】前記少なくとも１つの低原子量不活性ガス
は、ヘリウム（Ｈｅ）およびネオン（Ｎｅ）から選択さ
れてもよい。
は、ヘリウム（Ｈｅ）およびネオン（Ｎｅ）から選択さ
れてもよい。
【００１９】前記エッチングは約１．３３×１０-1Ｐａ
（１ｍＴｏｒｒ）の圧力で行われてもよい。
（１ｍＴｏｒｒ）の圧力で行われてもよい。
【００２０】前記プラズマはアルゴン（Ａｒ）を含まな
くてもよい。
くてもよい。
【００２１】前記プラズマはＣＨ4を含まなくてもよ
い。
い。
【００２２】前記エッチングは１００℃までの温度で行
われてもよい。
われてもよい。
【００２３】前記温度は少なくとも−１０℃であっても
よい。
よい。
【００２４】前記エッチングは−５〜８０℃の範囲の温
度で行われてもよい。
度で行われてもよい。
【００２５】前記温度は５０〜７０℃の範囲にあっても
よい。
よい。
【００２６】前記温度は約６０℃であってもよい。
【００２７】前記方法は、前記プラズマエッチングステ
ップ後に前記半導体構造を化学的にエッチングするステ
ップをさらに包含してもよい。
ップ後に前記半導体構造を化学的にエッチングするステ
ップをさらに包含してもよい。
【００２８】前記方法は、前記半導体構造のエッチング
部から反射された光ビーム強度を観察することによっ
て、エッチング深さをモニタするステップをさらに包含
してもよい。
部から反射された光ビーム強度を観察することによっ
て、エッチング深さをモニタするステップをさらに包含
してもよい。
【００２９】前記半導体層構造は埋込みリッジ型構造の
一部を形成してもよい。
一部を形成してもよい。
【００３０】本発明のさらに別の局面によると、本発明
の半導体レーザ装置は前記のいずれかの方法によってエ
ッチングされた半導体層構造を有し、そのことにより上
記目的が達成される。
の半導体レーザ装置は前記のいずれかの方法によってエ
ッチングされた半導体層構造を有し、そのことにより上
記目的が達成される。
【００３１】本発明の第１の局面によると、ＳｉＣｌ4
プラズマを用いる（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，
Ｉｎ）Ｐ半導体層構造をエッチングする方法であって、
エッチングが１．３３×１０-1Ｐａ(１ｍＴｏｒｒ）未
満の圧力で行われる方法が提供される。
プラズマを用いる（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，
Ｉｎ）Ｐ半導体層構造をエッチングする方法であって、
エッチングが１．３３×１０-1Ｐａ(１ｍＴｏｒｒ）未
満の圧力で行われる方法が提供される。
【００３２】本発明の第２の局面によると、 ＳｉＣｌ4
プラズマを用いる（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，
Ｉｎ）Ｐ半導体層構造をエッチングする方法であって、
ＳｉＣｌ4プラズマがエッチング環境において不活性で
ある少なくとも１つの低原子量ガスを含む方法が提供さ
れる。
プラズマを用いる（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，
Ｉｎ）Ｐ半導体層構造をエッチングする方法であって、
ＳｉＣｌ4プラズマがエッチング環境において不活性で
ある少なくとも１つの低原子量ガスを含む方法が提供さ
れる。
【００３３】これらの方法でエッチングを行うことによ
って、エッチングが結晶配向ずれ層構造において実行さ
れても、両平滑側壁および対称断面を有するリッジの製
造を可能にし得る。ＣＨ4の混合ガスへの添加が必要で
はないことを、本発明者は見出した。従って、本発明の
エッチングプロセスは、好ましくは、ＣＨ4が存在しな
い状態で実行され、最も好ましくは、いかなる重合可能
な有機化合物も存在しない状態で実行される。圧力は、
代表的には、約１．３３×１０-2〜２．６６×１０-2Ｐ
ａ（０．１〜０．２ｍＴｏｒｒ）であり得る。
って、エッチングが結晶配向ずれ層構造において実行さ
れても、両平滑側壁および対称断面を有するリッジの製
造を可能にし得る。ＣＨ4の混合ガスへの添加が必要で
はないことを、本発明者は見出した。従って、本発明の
エッチングプロセスは、好ましくは、ＣＨ4が存在しな
い状態で実行され、最も好ましくは、いかなる重合可能
な有機化合物も存在しない状態で実行される。圧力は、
代表的には、約１．３３×１０-2〜２．６６×１０-2Ｐ
ａ（０．１〜０．２ｍＴｏｒｒ）であり得る。
【００３４】本発明者は、エッチングされる構造に熱を
さらに与えずにエッチングプロセスが実行され得ること
も見出した。エッチングプロセスは、約１００℃までの
温度で実行され得る。エッチングプロセス自体の間に行
われる化学的プロセスおよび物理的プロセスの結果とし
て加熱が生じることが理解される。さらに、周囲温度
（−５℃、あるいはさらに−１０℃）未満になるように
温度が制御され得る。約１０℃〜３０℃の範囲の温度に
よって望ましいエッチング特性を生じさせることが可能
になるが、温度の上昇と共にエッチング速度が上昇す
る。約５０℃〜約７０℃、より詳細には約６０℃の温度
が好ましい。約−５℃〜約８０℃の範囲内の温度ではエ
ッチングプロファイルは所望の対称性を有し、この対称
性は５０℃〜７０℃の範囲でさらに良好になる。しか
し、厳密なプロファイルは変化し、−５℃〜８０℃の範
囲内の低い方の温度では一定の斜面が観察されるのに対
して、この範囲内の高い方の温度では２つの斜面が観察
され得る。この２つの斜面は、エッチングされたリッジ
の底部では比較的浅く（例えば、約６０〜６５度）、エ
ッチングされたリッジの上部では比較的急峻（例えば、
９０度まで）である。
さらに与えずにエッチングプロセスが実行され得ること
も見出した。エッチングプロセスは、約１００℃までの
温度で実行され得る。エッチングプロセス自体の間に行
われる化学的プロセスおよび物理的プロセスの結果とし
て加熱が生じることが理解される。さらに、周囲温度
（−５℃、あるいはさらに−１０℃）未満になるように
温度が制御され得る。約１０℃〜３０℃の範囲の温度に
よって望ましいエッチング特性を生じさせることが可能
になるが、温度の上昇と共にエッチング速度が上昇す
る。約５０℃〜約７０℃、より詳細には約６０℃の温度
が好ましい。約−５℃〜約８０℃の範囲内の温度ではエ
ッチングプロファイルは所望の対称性を有し、この対称
性は５０℃〜７０℃の範囲でさらに良好になる。しか
し、厳密なプロファイルは変化し、−５℃〜８０℃の範
囲内の低い方の温度では一定の斜面が観察されるのに対
して、この範囲内の高い方の温度では２つの斜面が観察
され得る。この２つの斜面は、エッチングされたリッジ
の底部では比較的浅く（例えば、約６０〜６５度）、エ
ッチングされたリッジの上部では比較的急峻（例えば、
９０度まで）である。
【００３５】１００％ＳｉＣｌ4プラズマの使用によっ
て所望の平滑なエッチング効果が生成されるが、本発明
者は、非常に低圧での１００％ ＳｉＣｌ4プラズマは多
少不安定になる傾向にあることを見出した。従って、
ＳｉＣｌ4／低原子量不活性ガスプラズマを用いること
が好ましい。低原子量不活性ガスは、エッチング特性を
変えずにプラズマの安定性を改善することが見出されて
いる。低原子量ガスは、好ましくは、Ｈｅおよび／また
はＮｅである。本発明者はＡｒの使用によってエッチン
グ構造の品質が劣化することを見出したので、これらの
低原子量ガスをＡｒに使用することが好ましい。従っ
て、Ａｒを含まないプラズマを用いることが非常に好ま
しい。低原子量ガスは、ＳｉＣｌ4単位ボリュームに対
して０．２〜４ボリュームの量で用いられ得る。
て所望の平滑なエッチング効果が生成されるが、本発明
者は、非常に低圧での１００％ ＳｉＣｌ4プラズマは多
少不安定になる傾向にあることを見出した。従って、
ＳｉＣｌ4／低原子量不活性ガスプラズマを用いること
が好ましい。低原子量不活性ガスは、エッチング特性を
変えずにプラズマの安定性を改善することが見出されて
いる。低原子量ガスは、好ましくは、Ｈｅおよび／また
はＮｅである。本発明者はＡｒの使用によってエッチン
グ構造の品質が劣化することを見出したので、これらの
低原子量ガスをＡｒに使用することが好ましい。従っ
て、Ａｒを含まないプラズマを用いることが非常に好ま
しい。低原子量ガスは、ＳｉＣｌ4単位ボリュームに対
して０．２〜４ボリュームの量で用いられ得る。
【００３６】所望であれば、エッチング表面の平滑さを
さらに向上させるために、プラズマエッチング工程後に
半導体構造を化学的にエッチングしてもよい。
さらに向上させるために、プラズマエッチング工程後に
半導体構造を化学的にエッチングしてもよい。
【００３７】プラズマは、好ましくは、電子サイクロト
ロン共鳴プラズマあるいは誘導結合高周波プラズマであ
る。
ロン共鳴プラズマあるいは誘導結合高周波プラズマであ
る。
【００３８】さらに好ましい実施の形態において、エッ
チング深さは、半導体構造のエッチング部から反射され
た光ビーム強度を観察することによってモニタされる。
半導体構造をエッチングすることによってレーザ装置の
リッジを形成する場合は、これによってリッジ高さの制
御が可能になり、レーザ装置の特性が制御される。
チング深さは、半導体構造のエッチング部から反射され
た光ビーム強度を観察することによってモニタされる。
半導体構造をエッチングすることによってレーザ装置の
リッジを形成する場合は、これによってリッジ高さの制
御が可能になり、レーザ装置の特性が制御される。
【００３９】本発明の第３の局面によると、本発明の第
１の局面あるいは第２の局面による方法によってエッチ
ングされる半導体層構造を有する半導体レーザ装置が提
供される。
１の局面あるいは第２の局面による方法によってエッチ
ングされる半導体層構造を有する半導体レーザ装置が提
供される。
【００４０】
【発明の実施の形態】図１に示す埋込みリッジ型レーザ
は、ｎ型ＧａＡｓ基板１を有している。 ｎ型ＧａＡｓ
基板１上には層構造が積層され、層構造中の各層は、下
方に位置する層の（１００）結晶方位に対して（１１
０）結晶方位に向かって１５度の傾斜角度を有してい
る。そのような層構造は、基板１上に積層された（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ ｎ型クラッド層２を有して
いる。バリア層と光導波層とを含む多量子井戸層Ｇａ
0.6Ｉｎ0.4Ｐ活性層領域３は、ｎ型クラッド層２上に成
長されている。次いで、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5
Ｐ ｐ型クラッド層４、ＧａＩｎＰエッチングストップ
層５、ＧａＩｎＰ層６およびＧａＡｓコンタクト層７
が、活性領域３を覆って順次成長される。次いで、構造
をエッチングしてリッジを形成し、リッジをｎ型ＧａＡ
ｓ層８で埋め込む。次いで、リッジ上部からｎ型ＧａＡ
ｓ層８をエッチング除去し、コンタクト９および９'を
積層する。
は、ｎ型ＧａＡｓ基板１を有している。 ｎ型ＧａＡｓ
基板１上には層構造が積層され、層構造中の各層は、下
方に位置する層の（１００）結晶方位に対して（１１
０）結晶方位に向かって１５度の傾斜角度を有してい
る。そのような層構造は、基板１上に積層された（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ ｎ型クラッド層２を有して
いる。バリア層と光導波層とを含む多量子井戸層Ｇａ
0.6Ｉｎ0.4Ｐ活性層領域３は、ｎ型クラッド層２上に成
長されている。次いで、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5
Ｐ ｐ型クラッド層４、ＧａＩｎＰエッチングストップ
層５、ＧａＩｎＰ層６およびＧａＡｓコンタクト層７
が、活性領域３を覆って順次成長される。次いで、構造
をエッチングしてリッジを形成し、リッジをｎ型ＧａＡ
ｓ層８で埋め込む。次いで、リッジ上部からｎ型ＧａＡ
ｓ層８をエッチング除去し、コンタクト９および９'を
積層する。
【００４１】レーザ構造がエッチングされる前に半導体
構造表面にマスクが形成され、この結果、マスクはレー
ザのリッジを規定する。例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
あるいは二酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの、適切な耐
エッチング性の非汚染材料のいずれもがマスクに用いら
れ得る。マスクは、電子ビーム蒸着、プラズマエンハン
スト化学蒸着、あるいはスピンコーティングなどの従来
の方法によって形成され得る。次いで、マスクパターン
が、例えば、リソグラフィ法によって規定される。ある
いは、ホトリソグラフィ材料、例えば、ホトレジストが
マスクに用いられ得る。
構造表面にマスクが形成され、この結果、マスクはレー
ザのリッジを規定する。例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
あるいは二酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの、適切な耐
エッチング性の非汚染材料のいずれもがマスクに用いら
れ得る。マスクは、電子ビーム蒸着、プラズマエンハン
スト化学蒸着、あるいはスピンコーティングなどの従来
の方法によって形成され得る。次いで、マスクパターン
が、例えば、リソグラフィ法によって規定される。ある
いは、ホトリソグラフィ材料、例えば、ホトレジストが
マスクに用いられ得る。
【００４２】ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズ
マエッチングシステムにおいて四塩化シリコンガス（Ｓ
ｉＣｌ4）を用いてエッチングが行われる。エッチング
システムを、概略的に図２に示す。サンプル１０は、電
極アセンブリ１２上に支持されるサンプルホルダ１１に
クランプされている。参照符号１３は、光学ポートを示
している。
マエッチングシステムにおいて四塩化シリコンガス（Ｓ
ｉＣｌ4）を用いてエッチングが行われる。エッチング
システムを、概略的に図２に示す。サンプル１０は、電
極アセンブリ１２上に支持されるサンプルホルダ１１に
クランプされている。参照符号１３は、光学ポートを示
している。
【００４３】対称的なプロファイルを生成するためにサ
ンプルを加熱することは不必要である。しかし、温度の
上昇と共に表面の質が向上し、与えられた温度を維持す
ることによってエッチング速度は固定され得る。ＳｉＣ
ｌ4およびＨｅを、それぞれ６ｓｃｃｍ（立方センチメ
ートル毎分）および３ｓｃｃｍの流速でエッチングチャ
ンバ１４に導入し、エッチングチャンバ上で排出を行う
ことによって、エッチングチャンバの圧力を１．３３×
１０-2〜２．６６×１０-2Ｐａ（０．１〜０．２ｍＴｏ
ｒｒ）の範囲に維持する。
ンプルを加熱することは不必要である。しかし、温度の
上昇と共に表面の質が向上し、与えられた温度を維持す
ることによってエッチング速度は固定され得る。ＳｉＣ
ｌ4およびＨｅを、それぞれ６ｓｃｃｍ（立方センチメ
ートル毎分）および３ｓｃｃｍの流速でエッチングチャ
ンバ１４に導入し、エッチングチャンバ上で排出を行う
ことによって、エッチングチャンバの圧力を１．３３×
１０-2〜２．６６×１０-2Ｐａ（０．１〜０．２ｍＴｏ
ｒｒ）の範囲に維持する。
【００４４】ＥＣＲ源におけるプラズマは、周波数２．
４５ＧＨｚで２００Ｗのマイクロ波パワーを供給するこ
とによって維持される。共鳴条件は、ＥＣＲ源を取り囲
む電磁石（図示せず）によって維持される。サンプルを
エッチングするイオンのエネルギーの一部は、電極アセ
ンブリに１３．５６ＭＨｚの高周波パワーを供給した結
果として設定されるＤＣ電位によって決定される。ＤＣ
電位がほぼ一定に維持され、２００Ｖ〜２５０Ｖの範囲
にあるとき、最もよい結果が得られる。
４５ＧＨｚで２００Ｗのマイクロ波パワーを供給するこ
とによって維持される。共鳴条件は、ＥＣＲ源を取り囲
む電磁石（図示せず）によって維持される。サンプルを
エッチングするイオンのエネルギーの一部は、電極アセ
ンブリに１３．５６ＭＨｚの高周波パワーを供給した結
果として設定されるＤＣ電位によって決定される。ＤＣ
電位がほぼ一定に維持され、２００Ｖ〜２５０Ｖの範囲
にあるとき、最もよい結果が得られる。
【００４５】プラズマエッチングの完了後、ＧａＡｓが
リッジを埋め込むように積層される前に表面の平滑さを
さらに向上させるために短時間の化学的エッチング工程
が行われ得る。この短時間のエッチングによって、リッ
ジの形状は実質的に変化しない。濃硫酸は好適なエッチ
ング液である。
リッジを埋め込むように積層される前に表面の平滑さを
さらに向上させるために短時間の化学的エッチング工程
が行われ得る。この短時間のエッチングによって、リッ
ジの形状は実質的に変化しない。濃硫酸は好適なエッチ
ング液である。
【００４６】エッチングによって生成されるリッジの高
さはレーザ特性に影響を与えるので、エッチングをモニ
タすることが望ましい。これは、エッチングされている
半導体レーザ表面の一部にレーザ光（図示せず）を導く
ことによって行われ得る。エッチングされているサンプ
ルの表面によって反射された光と、その下方に存在する
界面で反射された光との間で干渉が生じる。サンプル表
面がエッチングされると、干渉によって反射光に発振が
生じる。これらの発振は検出され、下に位置する層の残
存する厚さ、従って、エッチング深さを決定するために
用いられ得る。同様の方法で、エッチング深さをモニタ
するためにエリプソメータ法も用いられ得る。
さはレーザ特性に影響を与えるので、エッチングをモニ
タすることが望ましい。これは、エッチングされている
半導体レーザ表面の一部にレーザ光（図示せず）を導く
ことによって行われ得る。エッチングされているサンプ
ルの表面によって反射された光と、その下方に存在する
界面で反射された光との間で干渉が生じる。サンプル表
面がエッチングされると、干渉によって反射光に発振が
生じる。これらの発振は検出され、下に位置する層の残
存する厚さ、従って、エッチング深さを決定するために
用いられ得る。同様の方法で、エッチング深さをモニタ
するためにエリプソメータ法も用いられ得る。
【００４７】本発明のさらなる実施例を記載する。
【００４８】図１に示される上記の構造を、上述した技
術を用いて製造した。リッジを形成するための構造のエ
ッチングを、図２に示すタイプのＥＣＲ中でＳｉＣｌ4
を用いたプラズマエッチングによって行った。ＳｉＯ2
のマスクを用い、プラズマエッチングをエッチングスト
ップ層５に到達する手前で停止した。エッチングストッ
プ層５は、表面の平滑さを向上させるための化学的エッ
チング、すなわち「ウエット」エッチングにおいて有効
である。
術を用いて製造した。リッジを形成するための構造のエ
ッチングを、図２に示すタイプのＥＣＲ中でＳｉＣｌ4
を用いたプラズマエッチングによって行った。ＳｉＯ2
のマスクを用い、プラズマエッチングをエッチングスト
ップ層５に到達する手前で停止した。エッチングストッ
プ層５は、表面の平滑さを向上させるための化学的エッ
チング、すなわち「ウエット」エッチングにおいて有効
である。
【００４９】以下の表１は、様々なサンプルを製造する
ために使用したエッチングパラメータを明記している。
この表の「プロファイルタイプ」および「角度θ」と表
記されている列は、対応するパラメータセットを用いて
達成され、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるプロファイル
を指す。
ために使用したエッチングパラメータを明記している。
この表の「プロファイルタイプ」および「角度θ」と表
記されている列は、対応するパラメータセットを用いて
達成され、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるプロファイル
を指す。
【００５０】
【表１】
【００５１】これらのサンプルを製造するためにヘリウ
ム（Ｈｅ）を用いたが、エッチング環境において実質的
に不活性なその他の低原子量ガスも用い得る。「不活
性」ガスあるいは「希ガス」のうちで、アルゴン（Ａ
ｒ）は許容不可能なダメージを生じさせ、Ｈｅは実質的
にダメージを生じさせない。ネオン（Ｎｅ）はＨｅより
も大きいが、Ａｒよりも小さいダメージを生じさせ得る
ので、（単独であるいはＨｅと共に）用いられ得る。
ム（Ｈｅ）を用いたが、エッチング環境において実質的
に不活性なその他の低原子量ガスも用い得る。「不活
性」ガスあるいは「希ガス」のうちで、アルゴン（Ａ
ｒ）は許容不可能なダメージを生じさせ、Ｈｅは実質的
にダメージを生じさせない。ネオン（Ｎｅ）はＨｅより
も大きいが、Ａｒよりも小さいダメージを生じさせ得る
ので、（単独であるいはＨｅと共に）用いられ得る。
【００５２】図３（ｂ）で示される約６０度の角度θを
有するプロファイルは、半導体レーザの製造に最適であ
る。最適な組のパラメータは、表１の第２行に明記され
ている組であると考えられる。すなわち、ガス流速がＳ
ｉＣｌ4について６ｓｃｃｍ、Ｈｅについて３ｓｃｃ
ｍ、温度が６０℃、圧力が０．１ｍＴｏｒｒ〜０．２ｍ
Ｔｏｒｒである。各パラメータを、以下の結果と共に最
適セットから（明記された別のパラメータを用いて）順
に変えた。
有するプロファイルは、半導体レーザの製造に最適であ
る。最適な組のパラメータは、表１の第２行に明記され
ている組であると考えられる。すなわち、ガス流速がＳ
ｉＣｌ4について６ｓｃｃｍ、Ｈｅについて３ｓｃｃ
ｍ、温度が６０℃、圧力が０．１ｍＴｏｒｒ〜０．２ｍ
Ｔｏｒｒである。各パラメータを、以下の結果と共に最
適セットから（明記された別のパラメータを用いて）順
に変えた。
【００５３】温度：−５℃〜１００℃の範囲の温度につ
いて、プロセスは良好に行われた。約−１０℃未満では
望ましくない表面特性およびリッジ特性が生じ得ると考
えられる。実験システムでは、１００℃を超える温度で
の試験を行うことは可能ではなかった。
いて、プロセスは良好に行われた。約−１０℃未満では
望ましくない表面特性およびリッジ特性が生じ得ると考
えられる。実験システムでは、１００℃を超える温度で
の試験を行うことは可能ではなかった。
【００５４】圧力：プロセスは０．１ｍＴｏｒｒ〜２ｍ
Ｔｏｒｒの範囲の圧力で行われ、許容可能なリッジ対称
性が達成された。実験システムでは、０．１ｍＴｏｒｒ
未満の圧力で試験を行うことは可能ではなかった。約２
ｍＴｏｒｒよりも高い圧力については、リッジ斜面は望
ましいものではなかった。
Ｔｏｒｒの範囲の圧力で行われ、許容可能なリッジ対称
性が達成された。実験システムでは、０．１ｍＴｏｒｒ
未満の圧力で試験を行うことは可能ではなかった。約２
ｍＴｏｒｒよりも高い圧力については、リッジ斜面は望
ましいものではなかった。
【００５５】ガス：プラズマが安定である６ｓｃｃｍの
流速のＳｉＣｌ4を用いる条件で、プロセスは良好に行
われた。流速をさらに上昇させると、最小圧力よりも高
い圧力が得られる。上記のように流速を変化させ得るの
で、Ｈｅは最も低い流速でプラズマを安定化させるため
に用いられる。
流速のＳｉＣｌ4を用いる条件で、プロセスは良好に行
われた。流速をさらに上昇させると、最小圧力よりも高
い圧力が得られる。上記のように流速を変化させ得るの
で、Ｈｅは最も低い流速でプラズマを安定化させるため
に用いられる。
【００５６】ＲＦ：２５０Ｗから３２０ＷまでのＲＦパ
ワーで、プロセスは良好に行われたが、表面品質におい
て多少ばらつきが生じた。
ワーで、プロセスは良好に行われたが、表面品質におい
て多少ばらつきが生じた。
【００５７】マイクロ波：マイクロ波パワーを増加する
と、マスク剥離が生じることが見出された。
と、マスク剥離が生じることが見出された。
【００５８】上記の実施例の様々な変形が可能である。
例えば、ＨｅガスをＳｉＣｌ4プラズマに添加するので
はなく、Ｎｅが添加され得る。あるいは、ＳｉＣｌ4が
単独で用いられ得る。
例えば、ＨｅガスをＳｉＣｌ4プラズマに添加するので
はなく、Ｎｅが添加され得る。あるいは、ＳｉＣｌ4が
単独で用いられ得る。
【００５９】上記の実施の形態では電子サイクロトロン
共鳴プラズマを用いたが、誘導結合高周波プラズマ源を
用いることが可能であると考えられる。
共鳴プラズマを用いたが、誘導結合高周波プラズマ源を
用いることが可能であると考えられる。
【００６０】
【発明の効果】本発明によると、以下の効果が得られ
る。
る。
【００６１】結晶配向がずれている層を有する積層構造
に対してエッチングを行っても、対称的な断面形状およ
び平滑な側壁を有する半導体レーザのリッジを形成でき
る。
に対してエッチングを行っても、対称的な断面形状およ
び平滑な側壁を有する半導体レーザのリッジを形成でき
る。
【００６２】また、エッチングの深さを観測することに
よって、形成されるリッジの高さを容易に制御できる。
よって、形成されるリッジの高さを容易に制御できる。
【００６３】所望の形状および高さのリッジを形成でき
ることによって、信頼性のよい半導体レーザ装置が得ら
れる。
ることによって、信頼性のよい半導体レーザ装置が得ら
れる。
【図１】埋込みリッジ型レーザの構造を示す図である。
【図２】本発明の方法を行うための装置の概略図であ
る。
る。
【図３】本発明の方法によって達成され得る、（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）と表示されたエッチングプロファイ
ルの３つの例を示す図である。
（ｂ）および（ｃ）と表示されたエッチングプロファイ
ルの３つの例を示す図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ （Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ ｎ型クラッド
層 ３ 多量子井戸層Ｇａ0.6Ｉｎ0.4Ｐ活性層領域 ４ （Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ ｐ型クラッド
層 ５ ＧａＩｎＰエッチングストップ層 ６ ＧａＩｎＰ層 ７ ＧａＡｓコンタクト層 ８ ｎ型ＧａＡｓ層 ９、９' コンタクト
層 ３ 多量子井戸層Ｇａ0.6Ｉｎ0.4Ｐ活性層領域 ４ （Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ ｐ型クラッド
層 ５ ＧａＩｎＰエッチングストップ層 ６ ＧａＩｎＰ層 ７ ＧａＡｓコンタクト層 ８ ｎ型ＧａＡｓ層 ９、９' コンタクト
Claims (18)
- 【請求項１】 ＳｉＣｌ4プラズマを用いた（Ａｌ，Ｇ
ａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導体層をエッチン
グする方法であって、該エッチングが１．３３×１０-1
Ｐａ(１ｍＴｏｒｒ）未満の圧力で行われる半導体エッ
チング方法。 - 【請求項２】 前記ＳｉＣｌ4プラズマは、エッチング
環境において不活性である少なくとも１つの低原子量ガ
スを含む、請求項１に記載の半導体エッチング方法。 - 【請求項３】 前記少なくとも１つの低原子量不活性ガ
スは、ヘリウム（Ｈｅ）およびネオン（Ｎｅ）から選択
される、請求項２に記載の半導体エッチング方法。 - 【請求項４】 前記エッチングは、１．３３×１０-2Ｐ
ａと２．６６×１０-2Ｐａとの間（０．１ｍＴｏｒｒと
０．２ｍＴｏｒｒとの間）の圧力で行われる、請求項１
から３のいずれかに記載の半導体エッチング方法。 - 【請求項５】 ＳｉＣｌ4プラズマを用いた（Ａｌ，Ｇ
ａ）Ａｓ／（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｐ半導体層をエッチン
グする方法であって、該ＳｉＣｌ4プラズマはエッチン
グ環境において不活性である少なくとも１つの低原子量
ガスを含む、半導体エッチング方法。 - 【請求項６】 前記少なくとも１つの低原子量不活性ガ
スは、ヘリウム（Ｈｅ）およびネオン（Ｎｅ）から選択
される、請求項５に記載の半導体エッチング方法。 - 【請求項７】 前記エッチングが約１．３３×１０-1Ｐ
ａ（１ｍＴｏｒｒ）の圧力で行われる、請求項５または
６に記載の半導体エッチング方法。 - 【請求項８】 前記プラズマはアルゴン（Ａｒ）を含ま
ない、請求項１から７のいずれかに記載の半導体エッチ
ング方法。 - 【請求項９】 前記プラズマはＣＨ4を含まない、請求
項１から８のいずれかに記載の半導体エッチング方法。 - 【請求項１０】 前記エッチングは１００℃までの温度
で行われる、請求項１から９のいずれかに記載の半導体
エッチング方法。 - 【請求項１１】 前記温度は少なくとも−１０℃であ
る、請求項１０に記載の半導体エッチング方法。 - 【請求項１２】 前記エッチングは−５〜８０℃の範囲
の温度で行われる、請求項１１に記載の半導体エッチン
グ方法。 - 【請求項１３】 前記温度は５０〜７０℃の範囲にあ
る、請求項１２に記載の半導体エッチング方法。 - 【請求項１４】 前記温度は約６０℃である、請求項１
３に記載の半導体エッチング方法。 - 【請求項１５】 前記プラズマエッチングステップ後に
前記半導体構造を化学的にエッチングするステップをさ
らに包含する、請求項１から１４のいずれかに記載の半
導体エッチング方法。 - 【請求項１６】 前記半導体構造のエッチング部から反
射された光ビーム強度を観察することによって、エッチ
ング深さをモニタするステップをさらに包含する、請求
項１から１５のいずれかに記載の半導体エッチング方
法。 - 【請求項１７】 前記半導体層構造が埋込みリッジ型構
造の一部を形成する、請求項１から１６のいずれかに記
載の半導体エッチング方法。 - 【請求項１８】 請求項１から１６のいずれかに記載さ
れた半導体エッチング方法によってエッチングされた半
導体層構造を有する半導体レーザ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9604189A GB2310755A (en) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | A method of etching a semiconductor structure |
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| JP2003069154A (ja) * | 2001-06-11 | 2003-03-07 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
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