JPH10256236A - Dry etching method and semiconductor device - Google Patents

Dry etching method and semiconductor device

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JPH10256236A
JPH10256236A JP9060495A JP6049597A JPH10256236A JP H10256236 A JPH10256236 A JP H10256236A JP 9060495 A JP9060495 A JP 9060495A JP 6049597 A JP6049597 A JP 6049597A JP H10256236 A JPH10256236 A JP H10256236A
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JP
Japan
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gas
dry etching
etching
etching method
nitrogen
Prior art date
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Application number
JP9060495A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Shinoda
和典 篠田
Masaru Miyazaki
勝 宮崎
Kazuhisa Uomi
和久 魚見
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to JP9060495A priority Critical patent/JPH10256236A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a vertical working sectional form by making a mixture gas as etchant to form a step at a work by dry etching method contain the mixture gas, which has at least one nitrogen atoms of nitrogen gas, ammonium gas, nitrogen dioxide gas, or the like. SOLUTION: The pattern of an SiO2 mask 1 is made on an n-type lnP substrate 2, using a heat CVD method and a lithography technique. Next, this water is placed on the cathode electrode of an etching device which has parallel board type of electrode structure, and the mixture gas of methane and hydrogen is introduced into an etching processor, and it is supplied with high-frequency power, where an electrode on which a sample is placed is a cathode to cause glow discharge, whereby reactive ion etching is performed to make a step at the substrate. Since the reactive gas contains nitrogen gas, a nitride 3 accumulates on the sidewall of etching, and side etching does not occur, and vertical sectional form is obtained. As compared with the case where nitrogen is not added, superior dimensional controllability can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体装置の
製造方法に関し、特に化合物半導体素子の製造に好適な
ドライエッチング技術及びこれに特徴づけられる半導体
素子構成に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a compound semiconductor device, and more particularly to a dry etching technique suitable for manufacturing a compound semiconductor element and a semiconductor element structure characterized by the dry etching technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】エッチング加工により化合物半導体素子
の導波路構造を形成する技術は、半導体レーザ、光変調
器等様々な化合物半導体素子に用いられている。化合物
半導体のエッチングは永らく湿式エッチングが用いられ
てきたが、近年、ウェハ面内での加工寸法均一性向上へ
の要求が高まり、ドライエッチング技術の研究が進めら
れている。従来の化合物半導体のドライエッチング技術
に関しては、集積回路プロセス技術シリーズ 半導体ド
ライエッチング技術、徳山巍 編著、産業図書株式会
社、に系統的かつ詳細に述べられている。本文献に詳細
に述べられているように、化合物半導体のドライエッチ
ング方式としては炭化水素系ガスと塩素系ガスの二系統
で検討がなされている。このうち、炭化水素系ガスによ
るエッチングはInP系材料のエッチングに広く用いられ
ている。これは、In塩化物は脱離しにくいため、塩素系
ガスによるInP系材料のエッチングは良好な加工形状を
得ることが困難であるからである。炭化水素系ガスのド
ライエッチング加工を用いて作製した化合物半導体素子
の公知例としては、例えばメタン/水素混合ガスの反応
性イオンエッチングで光導波路を形成したInGaAsP埋込
み半導体レーザの信頼性試験結果が1996年秋季第57回応
用物理学会学術講演会8a-KH-8に報告されている。
2. Description of the Related Art Techniques for forming a waveguide structure of a compound semiconductor device by etching are used for various compound semiconductor devices such as a semiconductor laser and an optical modulator. The wet etching has long been used for the etching of compound semiconductors. However, in recent years, there has been an increasing demand for improving the processing dimension uniformity within the wafer surface, and research on dry etching technology has been advanced. Conventional dry etching techniques for compound semiconductors are described systematically and in detail in Integrated Circuit Process Technology Series Semiconductor Dry Etching Techniques, edited by Wei Tokuyama and Sangyo Tosho Co., Ltd. As described in detail in this document, two systems of a hydrocarbon-based gas and a chlorine-based gas have been studied as a dry etching method for a compound semiconductor. Of these, etching with a hydrocarbon-based gas is widely used for etching InP-based materials. This is because it is difficult to remove the In chloride, and it is difficult to obtain a good processed shape by etching the InP-based material with the chlorine-based gas. As a known example of a compound semiconductor device manufactured by dry etching of a hydrocarbon-based gas, for example, the reliability test result of an InGaAsP embedded semiconductor laser in which an optical waveguide is formed by reactive ion etching of a methane / hydrogen mixed gas is described in 1996. It was reported in the 57th Autumn Meeting of the Japan Society of Applied Physics 8a-KH-8.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の炭化水素系
ガスのドライエッチング技術には以下の問題点がある。
メタンガスあるいはエタンガスと水素の混合ガスによる
ドライエッチングでは、垂直方向のエッチングと同時に
炭化水素ラジカルによるサイドエッチングが進行する。
その結果、加工断面形状の垂直性が損なわれる。特に被
エッチング物が異種材料の多層構造からなる場合、異種
材料間でサイドエッチング速度が異なるため、断面形状
の垂直性が著しく損なわれる。しかし、加工寸法制御性
を高めるには、サイドエッチングがなく垂直な加工断面
形状を得ることが望ましい。加工断面形状が垂直であれ
ば、マスクパターン寸法を高精度に転写できるので、高
い寸法制御性が得られるからである。
The above-mentioned conventional dry etching technology of hydrocarbon gas has the following problems.
In dry etching using methane gas or a mixed gas of ethane gas and hydrogen, side etching by hydrocarbon radicals proceeds simultaneously with etching in the vertical direction.
As a result, the perpendicularity of the processed cross-sectional shape is impaired. In particular, when the object to be etched has a multilayer structure of different materials, the side etching rates are different between the different materials, so that the perpendicularity of the cross-sectional shape is significantly impaired. However, in order to enhance the processing dimension controllability, it is desirable to obtain a vertical processing sectional shape without side etching. This is because if the processed cross-sectional shape is vertical, the mask pattern dimensions can be transferred with high accuracy, and thus high dimensional controllability is obtained.

【0004】本発明の第一の目的は、サイドエッチング
がなく垂直な加工断面形状が得られる炭化水素系ガスの
ドライエッチング方法を提供することにある。また、本
発明の第二の目的は、本発明のドライエッチング方法を
用いて製造した半導体装置を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a method for dry-etching a hydrocarbon-based gas which can obtain a vertical processed sectional shape without side etching. A second object of the present invention is to provide a semiconductor device manufactured by using the dry etching method of the present invention.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的は、
炭化水素ガスを含む混合ガスのプラズマをエッチャント
として、あらかじめマスクパターンを形成した半導体基
板等の被加工物に段差を形成するドライエッチング方法
において、上記混合ガスに窒素ガスやアンモニアガス、
あるいは二酸化窒素ガス等の少なくとも一つの窒素原子
を有する化合物のガス(ガス分子)を含ませることによ
り達成される。また、上記ドライエッチング方法におい
て、上記炭化水素ガスがメタンガスまたはエタンガスと
することにより達成される。また、上記ドライエッチン
グ方法において、上記混合ガスに水素ガスを含むことに
より達成される。また、上記ドライエッチング方法にお
いて、上記マスクパターンが酸化珪素または窒化珪素で
あることにより達成される。また、上記ドライエッチン
グ方法において、上記被加工物がIII-V族化合物半導体
またはIII-V族混晶半導体を含むことを特徴とすること
により達成される。なお、ここでIII-V族化合物半導体
とは、Al,Ga,In等のIII族元素とN,P,As,Sb等のV族元素
から構成される化合物半導体材料を指し、III-V族混晶
半導体とは特に構成元素が3種以上(3元以上)の化合
物半導体材料を指す。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide:
In a dry etching method for forming a step on a workpiece such as a semiconductor substrate on which a mask pattern has been formed in advance by using a plasma of a mixed gas containing a hydrocarbon gas as an etchant, the mixed gas may be a nitrogen gas or an ammonia gas.
Alternatively, it is achieved by including a gas (gas molecule) of a compound having at least one nitrogen atom such as nitrogen dioxide gas. Further, in the above dry etching method, the above is achieved by using methane gas or ethane gas as the hydrocarbon gas. Further, in the above dry etching method, it is achieved by including hydrogen gas in the mixed gas. Further, in the above dry etching method, the above is achieved when the mask pattern is silicon oxide or silicon nitride. Further, in the above dry etching method, the object is achieved in that the workpiece includes a III-V compound semiconductor or a III-V mixed crystal semiconductor. Here, the group III-V compound semiconductor refers to a compound semiconductor material composed of a group III element such as Al, Ga, and In and a group V element such as N, P, As, and Sb. The mixed crystal semiconductor particularly refers to a compound semiconductor material having three or more constituent elements (three or more elements).

【0006】また、本発明の第二の目的は、上記のドラ
イエッチング方法を用いて製造した半導体装置を提供す
ることにより達成される。
A second object of the present invention is attained by providing a semiconductor device manufactured by using the above dry etching method.

【0007】以下、本発明の作用について図1を用いて
説明する。
The operation of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0008】図1は本発明のメタン/水素/窒素混合ガ
スの反応性イオンエッチングを用いて、SiO2マスクパタ
ーン1をあらかじめ形成したInP基板2に段差を形成した
試料の断面形状を示す構造図である。本発明では、反応
性ガス中に窒素を含むガスを混合している為、窒化物が
エッチング側壁に堆積する。窒化物はラジカルのアタッ
クから側壁を保護する作用があるので、エッチング断面
は垂直となるのである。より詳細に述べれば、窒化物は
エッチング底面にも堆積しようとするのであるが、エッ
チング底面ではイオン衝撃があるため窒化物は堆積しな
い。一方、側壁ではイオン衝撃をほとんど受けないので
窒化物は堆積し、側壁保護膜として作用するのである。
FIG. 1 is a structural diagram showing a cross-sectional shape of a sample in which a step is formed on an InP substrate 2 on which an SiO 2 mask pattern 1 has been formed in advance by reactive ion etching of a methane / hydrogen / nitrogen mixed gas of the present invention. It is. In the present invention, since a gas containing nitrogen is mixed in the reactive gas, nitride is deposited on the etching side wall. Since the nitride has the effect of protecting the side wall from radical attack, the etched cross section is vertical. More specifically, the nitride tends to deposit on the etched bottom, but the nitride does not deposit on the etched bottom due to ion bombardment. On the other hand, since the sidewalls are hardly subjected to ion bombardment, nitride is deposited and acts as a sidewall protective film.

【0009】従って、本発明のドライエッチング方法、
換言すれば半導体素子の製造方法を適用して形成した素
子の一例として、基板又はその上部に積層された半導体
層に形成された段差(凸部)を有する半導体素子におい
て、段差側面に沿う領域の窒素含有量が段差(凸部)に
対して肩となるエッチング底面(凹部上面)に沿う領域
より高くなるという構成上の特徴が見出せる。エッチン
グ底面においては、イオン衝撃により窒化物は堆積する
間もなく除去されるが、痕跡量の窒素原子が残存する可
能性はある。しかし、イオン衝撃を受けない凸部側壁に
は窒化物が付着しやすく且つ付着時における窒素原子の
局所的な拡散も起こり得る。このため、上述のとおり双
方の領域が含有する窒素量には明確な差が出る。各領域
において、窒素原子はIII−V族化合物半導体結晶にお
ける同じV族元素の格子サイトを置換したり、格子間に
入ったり、プロセス条件により態様は異なる。また半導
体素子内部に残存する程度もプロセス条件に依存する。
しかし、いずれの場合も窒素原子の分布は凸部側面又は
エッチング底面の所謂界面に偏るため、凸部中心へ拡散
して半導体素子の本来の特性を損なう可能性は殆どな
い。むしろ、窒素原子が界面に偏ることでその電気的絶
縁性を向上させることもある。
Therefore, the dry etching method of the present invention,
In other words, as an example of an element formed by applying the method of manufacturing a semiconductor element, in a semiconductor element having a step (convex portion) formed in a substrate or a semiconductor layer laminated thereon, a region along a step side surface is formed. A structural feature that the nitrogen content is higher than the region along the etching bottom surface (upper surface of the concave portion) which is a shoulder with respect to the step (convex portion) can be found. At the bottom of the etch, the nitride is removed shortly after deposition by ion bombardment, but traces of nitrogen atoms may remain. However, the nitride is likely to adhere to the side walls of the convex portions that are not subjected to ion bombardment, and local diffusion of nitrogen atoms during the adhesion may occur. Therefore, there is a clear difference in the amount of nitrogen contained in both regions as described above. In each region, the nitrogen atom replaces the lattice site of the same group V element in the group III-V compound semiconductor crystal, enters between lattices, and the mode differs depending on the process conditions. Further, the degree of remaining in the semiconductor element also depends on the process conditions.
However, in any case, since the distribution of nitrogen atoms is biased toward the so-called interface of the side surface of the convex portion or the bottom surface of the etching portion, there is almost no possibility that the nitrogen atoms diffuse to the center of the convex portion and impair the original characteristics of the semiconductor element. Rather, nitrogen atoms may be biased toward the interface to improve the electrical insulation.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましき実施の形
態を、実施例1及び2と図2〜3に開示された具体例を
用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to Examples 1 and 2 and specific examples disclosed in FIGS.

【0011】<実施例1>まず、本発明の第一の実施例
を図2を用いて詳細に説明する。
<First Embodiment> First, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0012】2インチn型InP基板2上にSiO2マスクパター
ン(幅1.5μm、厚さ500nm)を熱CVD法とリソグラフィ技
術を用いて形成した(図2(a))。次にこのウェハを平行
平板型電極構造を有するエッチング装置の陰極電極上に
置き、メタンと水素と窒素の混合ガス100sccm(混合比
5:20:1、sccmは大気圧下における毎分の流量(cc単位))
をエッチング処理装置内に導入し、ガス圧50mTにおい
て、試料を配置した電極を陰極とする高周波電力300Wを
供給してグロー放電をおこすことにより、反応性イオン
エッチングを行い、基板に3μmの段差を形成した(図2
(b))。本エッチング工程では、反応ガス中に窒素ガスを
含むため、窒化物3がエッチング側壁に堆積し、サイド
エッチングは起こらず、垂直な断面形状が得られた。
An SiO 2 mask pattern (width 1.5 μm, thickness 500 nm) was formed on a 2-inch n-type InP substrate 2 by using a thermal CVD method and a lithography technique (FIG. 2A). Next, the wafer is placed on the cathode electrode of an etching apparatus having a parallel plate electrode structure, and a mixed gas of methane, hydrogen, and nitrogen is mixed at 100 sccm (mixing ratio).
5: 20: 1, sccm is the flow rate per minute under atmospheric pressure (cc unit)
Is introduced into the etching apparatus, and at a gas pressure of 50 mT, a high-frequency power of 300 W is supplied using the electrode on which the sample is placed as a cathode to cause glow discharge, thereby performing reactive ion etching to form a 3 μm step on the substrate. Formed (Fig. 2
(b)). In the present etching step, since the reaction gas contained nitrogen gas, the nitride 3 was deposited on the etching side wall, no side etching occurred, and a vertical cross-sectional shape was obtained.

【0013】この時、エッチング側壁とエッチング底面
のなす角度は90°であった。また、本発明のサイドエッ
チングが起こらないドライエッチング方法の高い加工寸
法制御性を反映して、2インチウェハ面内でのメサ幅分
布は1.5μm±0.05μmであり、窒素を添加しない場合
の面内分布1.5μm±0.1μmと比較して優れた寸法制御
性が得られた。また、本実施例では窒素ガスを用いた例
について説明したが、アンモニアガスや二酸化窒素ガス
を用いても同様の効果が得られた。
At this time, the angle between the etching side wall and the etching bottom was 90 °. In addition, reflecting the high processing dimension controllability of the dry etching method in which side etching does not occur according to the present invention, the mesa width distribution in the 2-inch wafer surface is 1.5 μm ± 0.05 μm, and the surface when no nitrogen is added is provided. Excellent dimensional controllability was obtained as compared with the internal distribution of 1.5 μm ± 0.1 μm. Further, in the present embodiment, an example using nitrogen gas was described, but the same effect was obtained by using ammonia gas or nitrogen dioxide gas.

【0014】<実施例2>次に第二の実施例を図3によ
り詳細に説明する。
<Embodiment 2> Next, a second embodiment will be described in detail with reference to FIG.

【0015】n型InP基板2上に有機金属気相成長法によ
り、n型InPバッファ層(厚さ0.3μm)4、アンドープ多重
量子井戸活性層5、p型InPクラッド層(厚さ2.0μm)6、p
型InGaAsコンタクト層(厚さ0.2μm)7を順次形成した。
多重量子井戸活性層5は、InGaAs井戸層(厚さ60nm)5層
を、InGaAsP障壁層(厚さ100nm、組成波長1.15μm)6層
で挟んだものである。次に熱CVD法により厚さ300nmのSi
O2膜を形成し、通常のリソグラフィ技術を用いて幅1.5
ミクロンのSiO2ストライプ1を形成した(図3(a))。
An n-type InP buffer layer (thickness 0.3 μm) 4, an undoped multiple quantum well active layer 5 and a p-type InP cladding layer (thickness 2.0 μm) are formed on an n-type InP substrate 2 by metal organic chemical vapor deposition. 6, p
InGaAs contact layers (thickness: 0.2 μm) 7 were sequentially formed.
The multiple quantum well active layer 5 is formed by sandwiching five InGaAs well layers (thickness: 60 nm) with six InGaAsP barrier layers (thickness: 100 nm, composition wavelength: 1.15 μm). Next, 300 nm thick Si is deposited by thermal CVD.
O 2 film is formed using conventional lithography techniques width 1.5
Micron SiO 2 stripes 1 were formed (FIG. 3A).

【0016】次にこのウェハを平行平板型電極構造を有
するエッチング装置の陰極電極上に搬入し、エタンと水
素と窒素の混合ガス50sccm(混合比4:10:1)をエッチング
処理装置内に導入し、ガス圧80mTにおいて、試料を配置
した電極を陰極とする高周波電力13.56MHz、200Wを供給
してグロー放電をおこすことにより、反応性イオンエッ
チングを行い、基板に3ミクロンの段差を形成した。こ
の際、反応ガスに窒素が含まれるため、エッチング後の
断面形状は垂直となった(図3(b))。その後、酸素プラ
ズマアッシングによりエッチング中に SiO2パターン1上
に堆積したポリマーを除去した後、有機金属気相成長炉
内に搬入した。次に成長温度600℃にてフォスフィンガ
ス、トリメチルインジウム、フェロセン、および塩化メ
チルを導入してFeドープ半絶縁性InP電流狭窄層(成長厚
さ3ミクロン)8を成長した(図3(c))。InPのような化合
物半導体はSiO2ストライプ上には成長しないので、InP
層により半導体露出面が選択的に埋め込まれる。但し、
SiO2ストライプ上にアモルファスまたは多結晶状に半
導体が析出することがあるが、本実施例のごとく塩化メ
チルを微量添加することにより、そのような析出を抑制
することができ、また埋込み表面を平坦にすることがで
きる。
Next, this wafer is loaded on the cathode electrode of an etching apparatus having a parallel plate electrode structure, and a mixed gas of ethane, hydrogen and nitrogen, 50 sccm (mixing ratio: 4: 10: 1), is introduced into the etching apparatus. Then, at a gas pressure of 80 mT, reactive ion etching was performed by supplying glow discharge by supplying high frequency power of 13.56 MHz and 200 W using the electrode on which the sample was placed as a cathode, thereby forming a 3 micron step on the substrate. At this time, since the reaction gas contained nitrogen, the cross-sectional shape after etching became vertical (FIG. 3B). Thereafter, the polymer deposited on the SiO 2 pattern 1 during the etching was removed by oxygen plasma ashing, and then carried into a metal organic chemical vapor deposition furnace. Next, a phosphine gas, trimethylindium, ferrocene, and methyl chloride were introduced at a growth temperature of 600 ° C. to grow an Fe-doped semi-insulating InP current confinement layer (thickness: 3 μm) 8 (FIG. 3C). ). Since compound semiconductors such as InP do not grow on SiO 2 stripes, InP
The layer exposes the semiconductor exposed surface selectively. However,
A semiconductor may be deposited in an amorphous or polycrystalline state on the SiO 2 stripe, but such a precipitation can be suppressed by adding a small amount of methyl chloride as in this example, and the embedded surface is flattened. Can be

【0017】埋込み成長後、 SiO2ストライプ1を希フッ
酸で除去し、p側電極9を形成し、基板裏面を研磨により
薄くした後、裏面にn側電極10を形成した(図3(d))。最
後に分割、壁開することにより、発光波長1.55ミクロン
(μm)の半導体レーザを作製した。
After the buried growth, the SiO 2 stripe 1 was removed with dilute hydrofluoric acid to form a p-side electrode 9, the back surface of the substrate was thinned by polishing, and an n-side electrode 10 was formed on the back surface (FIG. 3 (d)). )). Finally, by dividing and cleaving, a semiconductor laser having an emission wavelength of 1.55 μm (μm) was manufactured.

【0018】作製したレーザ素子は、室温、連続条件に
おいてしきい値電流10mA、発振効率0.45W/Aと低しきい
値で且つ高効率な特性が得られた。また、50℃、5mWで
の一定光出力通電試験を行った結果、推定寿命として20
万時間が得られた。また、本発明のサイドエッチングの
ない高い加工寸法制御性を反映して、発振波長歩留りは
95%と高く、低コストで素子を製造することができた。
本実施例では本発明を1.55μm帯の半導体レーザに適用
した場合について述べたが、1.3μm帯や他の波長帯の
半導体レーザにも適用可能である。また、本実施例では
反応性イオンエッチングを用いた場合について述べた
が、反応性イオンビームエッチングやイオンビームエッ
チング等、他のドライエッチングに適用しても同様の効
果があることは言うまでもない。また、本実施例ではマ
スク材としてSiO2を用いた場合について述べたが、Si3N
4等他の材料を用いても良い。また、本実施例では、本
発明を半導体レーザに適用した場合について述べたが、
光変調器、フォトダイオード、ならびに光導波路素子等
の他の光素子に適用することもできた。また、本実施例
では、エタン/水素/窒素の混合ガスを用いた例につい
て述べたが、炭化水素ガスとしてはメタンを用いてもよ
い。また混合ガスにアルゴンや酸素等の他のガスを加え
ても良い。
The fabricated laser device had a low threshold voltage and a high efficiency of 0.45 W / A under a continuous condition at room temperature with a threshold current of 10 mA and high efficiency. In addition, as a result of conducting a constant light output energization test at 50 ° C and 5 mW, the estimated life was 20
10,000 hours were obtained. In addition, reflecting the high processing dimension controllability without side etching of the present invention, the oscillation wavelength yield is
The device could be manufactured at a low cost, as high as 95%.
In this embodiment, the case where the present invention is applied to a semiconductor laser in the 1.55 μm band is described, but the present invention is also applicable to a semiconductor laser in the 1.3 μm band and other wavelength bands. Further, in this embodiment, the case where the reactive ion etching is used has been described, but it goes without saying that the same effect can be obtained even when applied to other dry etching such as reactive ion beam etching and ion beam etching. Further, although this embodiment described the case of using SiO 2 as a mask material, Si 3 N
Other materials such as 4 may be used. In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a semiconductor laser has been described.
It could also be applied to other optical devices such as optical modulators, photodiodes, and optical waveguide devices. Further, in this embodiment, an example using a mixed gas of ethane / hydrogen / nitrogen has been described, but methane may be used as the hydrocarbon gas. Further, another gas such as argon or oxygen may be added to the mixed gas.

【0019】本実施例の埋込ヘテロ(BH)型構造、即
ちn型InP基板2上部、n型InPバッファ層4、アンドープ多
重量子井戸活性層5、p型InPクラッド層6、及びp型InGaA
sコンタクト層7からなるリッジ(Ridge)状構造(InP基
板2に対して突出する形状からこう称される)の両側を
半絶縁性InP電流狭窄層8で埋め込んだ構造において、リ
ッジ部側面沿いにはInP基板2の半絶縁性InP電流狭窄層8
との接合界面沿いより高い濃度で窒素原子が存在するこ
とが確認された。但し、高濃度と言っても絶対値として
は小さいものであり、発光領域が位置するリッジ内部ま
で浸透していなかった。このため、レーザ・ダイオード
特性に対する悪影響は何ら認められなかった。
The buried hetero (BH) type structure of this embodiment, that is, the upper part of the n-type InP substrate 2, the n-type InP buffer layer 4, the undoped multiple quantum well active layer 5, the p-type InP clad layer 6, and the p-type InGaA
In a structure in which both sides of a ridge-shaped structure (simply protruding from the InP substrate 2) composed of the s contact layer 7 are embedded with a semi-insulating InP current confinement layer 8, both sides of the ridge portion are formed. Is a semi-insulating InP current confinement layer 8 of the InP substrate 2
It was confirmed that nitrogen atoms were present at a higher concentration along the bonding interface with. However, even if the concentration was high, the absolute value was small, and did not penetrate into the ridge where the light emitting region was located. Therefore, no adverse effect on the laser diode characteristics was observed.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、化合物半導体の垂直異
方性に優れたドライエッチング加工を実現できる。本発
明を用いれば、化合物半導体素子製造の歩留り向上によ
る低コスト化に効果がある。
According to the present invention, dry etching with excellent perpendicular anisotropy of a compound semiconductor can be realized. The use of the present invention is effective in lowering the cost by improving the yield in manufacturing compound semiconductor devices.

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

【図1】本発明の作用を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the operation of the present invention.

【図2】本発明の実施例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…SiO2マスク、2…InP基板、 3…窒化物、4…n型InP
バッファ層、5…アンドープ多重量子井戸活性層、6…p
型InPクラッド層、7…p型InGaAsコンタクト層、8…Fe
ドープ半絶縁性InP電流狭窄層、9…p側電極、10…n側電
極。
1 ... SiO 2 mask, 2 ... InP substrate, 3 ... nitride, 4 ... n-type InP
Buffer layer, 5 ... undoped multiple quantum well active layer, 6 ... p
-Type InP cladding layer, 7 ... p-type InGaAs contact layer, 8 ... Fe
Doped semi-insulating InP current confinement layer, 9 ... p-side electrode, 10 ... n-side electrode.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭化水素ガスを含む混合ガスのプラズマを
エッチャントとして、あらかじめマスクパターンを形成
した被加工物に段差を形成するドライエッチング方法に
おいて、上記混合ガスに、少なくとも一つの窒素原子を
有する化合物のガスが混合されていることを特徴とする
ドライエッチング方法。
1. A dry etching method for forming a step on a workpiece on which a mask pattern has been previously formed by using a plasma of a mixed gas containing a hydrocarbon gas as an etchant, wherein the compound having at least one nitrogen atom in the mixed gas is used. A dry etching method characterized by mixing the above gases.
【請求項2】請求項1に記載のドライエッチング方法に
おいて、上記炭化水素ガスがメタンガスであることを特
徴とするドライエッチング方法。
2. The dry etching method according to claim 1, wherein said hydrocarbon gas is methane gas.
【請求項3】請求項1に記載のドライエッチング方法に
おいて、上記炭化水素ガスがエタンガスであることを特
徴とするドライエッチング方法。
3. The dry etching method according to claim 1, wherein said hydrocarbon gas is ethane gas.
【請求項4】請求項1乃至4のいずれかに記載のドライ
エッチング方法において、上記混合ガスに水素ガスを含
むことを特徴とするドライエッチング方法。
4. The dry etching method according to claim 1, wherein said mixed gas contains a hydrogen gas.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載のドライ
エッチング方法において、上記マスクパターンが酸化珪
素であることを特徴とするドライエッチング方法。
5. The dry etching method according to claim 1, wherein said mask pattern is silicon oxide.
【請求項6】請求項1乃至4のいずれかに記載のドライ
エッチング方法において、上記マスクパターンが窒化珪
素であることを特徴とするドライエッチング方法。
6. The dry etching method according to claim 1, wherein said mask pattern is silicon nitride.
【請求項7】請求項1乃至6のいずれかに記載のドライ
エッチング方法において、上記被加工物がIII-V族化合
物半導体を含むことを特徴とするドライエッチング方
法。
7. The dry etching method according to claim 1, wherein the workpiece includes a III-V compound semiconductor.
【請求項8】請求項1乃至6のいずれかに記載のドライ
エッチング方法において、上記被加工物がIII-V族混晶
半導体を含むことを特徴とするドライエッチング方法。
8. The dry etching method according to claim 1, wherein the workpiece includes a group III-V mixed crystal semiconductor.
【請求項9】請求項1乃至8のいずれかに記載のドライ
エッチング方法において、上記少なくとも一つの窒素原
子を有する化合物のガスが窒素ガスであることを特徴と
するドライエッチング方法。
9. The dry etching method according to claim 1, wherein the gas of the compound having at least one nitrogen atom is a nitrogen gas.
【請求項10】請求項1乃至8のいずれかに記載のドラ
イエッチング方法において、上記少なくとも一つの窒素
原子を有する化合物のガスが、アンモニアガスであるこ
とを特徴とするドライエッチング方法。
10. The dry etching method according to claim 1, wherein the gas of the compound having at least one nitrogen atom is ammonia gas.
【請求項11】請求項1乃至8のいずれかに記載のドラ
イエッチング方法において、上記少なくとも一つの窒素
原子を有する化合物のガスが、二酸化窒素ガスであるこ
とを特徴とするドライエッチング方法。
11. The dry etching method according to claim 1, wherein the gas of the compound having at least one nitrogen atom is a nitrogen dioxide gas.
【請求項12】請求項1乃至11のいずれかに記載のド
ライエッチング方法を用いて製造したことを特徴とする
半導体装置。
12. A semiconductor device manufactured by using the dry etching method according to claim 1.
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