JPH1027775A - 化合物半導体エピタキシャルウェハのエッチング終点検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エッチング制御層を設けることが困難なウェハ
の場合にも、所望のエッチング深さが得られるエッチン
グ終点検出方法を提供する。 【解決手段】電流阻止層２４および狭窄電流通電層２０
とは屈折率が異なる35(nm)程度の厚さの可視光反射層２
２を介してそれらが積層された状態でその電流阻止層２
４がエッチングされ、表面３２側から白色光を照射して
反射光が検出され、その反射光中から青色光が消滅した
ことをもってエッチング終了が判断される。ウェハ３８
に白色光が照射されると、可視光反射層２２の表面およ
び裏面において屈折率の相違に基づいてそれぞれ光が反
射されて干渉させられるが、その厚さが青色光の干渉色
が生じる厚さに設定されていることから、電流阻止層２
４の浸食中はその青色光が強められた反射光が検出さ
れ、エッチング深さが所定の深さに到達して可視光反射
層２２の厚さが変化させられると反射光中からその青色
光が実質的に消滅する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体のウ
ェハプロセス中において、エピタキシャルウェハの一部
を除去するエッチング処理方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、発光ダイオードや半導体レーザ
等の半導体デバイスを製造するに際しては、点光源とす
るための電流狭窄構造や発光出力を高めるためのメサ構
造等を形成する目的で、ウェハプロセス中において発光
窓部に対応するエピタキシャルウェハ（以下、単にウェ
ハという）の一部が除去されることがある。この除去工
程は、従来からエッチング液を用いるウェットエッチン
グ或いはイオンビームやプラズマ等を用いるドライエッ
チングによって行われてきたが、量産性および製造コス
トの点においてはウェットエッチングが有利であり、高
い加工精度を得ることが可能なドライエッチングと共に
用途に応じて使い分けられる。

【０００３】例えば、AlGaAs系の点光源発光ダイオード
を作製するに際して電流狭窄構造を形成する場合には、
上部に導電型の異なる化合物半導体層を電流阻止層とし
て形成した後、ウェハの一部をウェットエッチング処理
して除去し、更に上側から所定の不純物を拡散させるこ
とによってその電流阻止層の導電型が部分的に反転させ
られる。このとき、ウェハの一部が除去された部分では
不純物が深く拡散させられて電流阻止層の深さ方向の全
体に亘って導電型が反転させられる一方、残りの部分で
は不純物の拡散深さが浅くされて電流阻止層の深さ方向
の一部が元の導電型に保たれる。そのため、その導電型
が反転させられた経路のみを通って電流が流される電流
狭窄構造が形成されるのである。

【０００４】したがって、上記の不純物の拡散時には、
エッチング深さに応じて拡散深さが異なるものとされる
ことから、所望の電流狭窄構造を形成するためには、ウ
ェハを構成する各化合物半導体層の厚さに対応して決定
される所定のエッチング深さ、すなわちウェハの厚さ方
向の除去量が得られるように、高い精度でエッチング深
さを制御する必要がある。そのため、上記のAlGaAs系発
光ダイオードにおいては、除去するAlGaAsよりもエッチ
ングレートの高い層、例えばGaAs層等を、エッチング制
御層としてその所定の深さ位置に設けて、ウェットエッ
チングが為される。このようにすれば、そのエッチング
制御層によってエッチングの進行が妨げられることか
ら、エッチング深さを高精度で制御し得るのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のAlGa
As系発光ダイオードでは取り出される光が赤外光である
ことから、例えば可視光である赤色光を発生させる発光
ダイオードにおいても、同様に電流狭窄構造を形成して
点光源発光ダイオードを作製することが望まれている。
このような赤色光を発生させる発光ダイオードとして
は、例えばInGaP を発光層として備えるものがあるが、
このInGaP 系発光ダイオードでは、発光層の上側にAlGa
As層を結晶性よく成長させることが困難である。

【０００６】そこで、例えば結晶成長が容易なGaP 層を
発光層の上側に設けて、その一部をエッチング処理して
除去することが考えられる。しかしながら、GaP はエッ
チングレートが極めて高いことから、それよりもエッチ
ングレートが高い適当な半導体材料が存在しない。その
ため、AlGaAsをエッチングする場合のような適当なエッ
チング制御層を設けることができないことから、エッチ
ング深さを制御することが困難であるという問題があっ
た。なお、一般に、エッチングレートは温度やエッチン
グ液の濃度等の僅かな変化によって容易に変化させられ
ることから、エッチング深さを時間で制御して十分な精
度を得ることは困難である。

【０００７】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的とするところは、エッチング
制御層を設けることが困難なウェハの場合にも、所望の
エッチング深さが得られるエッチング終点検出方法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、本発明の要旨とするところは、化合物半導体が順次
結晶成長させられて積層されたエピタキシャルウェハの
一部を積層表面からエッチング処理して除去するに際し
て、そのエピタキシャルウェハの一部が所定の深さまで
除去されたことを検出するエッチング終点検出方法であ
って、(a) 前記除去されるエピタキシャルウェハの一部
を構成する第１の化合物半導体およびその第１の化合物
半導体の下側に位置する第２の化合物半導体とは屈折率
が異なり、且つ所定波長の可視光の干渉色が生じる所定
厚さの可視光反射層が前記所定深さ位置に設けられて、
それら第１の化合物半導体と第２の化合物半導体とがそ
の可視光反射層を介して積層された状態で前記積層表面
からその第１の化合物半導体をエッチング処理するエッ
チング工程と、(b) 前記積層表面側から前記所定波長の
可視光を含む多色光を照射し、前記エピタキシャルウェ
ハからの反射光を検出する反射光検出工程と、(c) その
検出された反射光に前記所定波長の可視光が含まれるか
否かを判断し、その反射光中からその所定波長の可視光
が消滅したことをもってエッチング処理が終了したこと
を判断する判断工程とを、含むことにある。

【０００９】

【発明の効果】このようにすれば、エッチング工程にお
いて、エピタキシャルウェハ中の第１および第２の化合
物半導体とは屈折率が異なる所定厚さの可視光反射層が
所定の深さ位置に設けられて、それら第１および第２の
化合物半導体がその可視光反射層を介して積層された状
態で積層表面側からその第１の化合物半導体がエッチン
グされ、反射光検出工程において、その積層表面側から
多色光を照射して反射光が検出され、判断工程におい
て、その反射光中から所定波長の可視光が消滅したこと
をもってエッチングが終了したことが判断される。その
ため、反射光検出工程においてウェハに光が照射される
と、可視光反射層の表面および裏面すなわち第１および
第２の化合物半導体との界面において屈折率の相違に基
づいてそれぞれ光が反射されて干渉させられる。このと
き、可視光反射層の厚さは、所定波長の可視光の干渉色
が生じる厚さに設定されていることから、エッチング深
さが前記所定の深さよりも小さい第１の化合物半導体の
浸食中であってその可視光反射層の厚さが当初の値に保
持されている間は、その所定波長の可視光が強められた
反射光が検出されることとなるが、エッチング深さが前
記所定の深さに到達すると、可視光反射層がエッチング
されてその厚さが変化させられることから所定波長の可
視光が強められなくなり、反射光中からその所定波長の
可視光が実質的に消滅する。したがって、その所定波長
の可視光が消滅した際には、エッチング深さが所定の深
さとなっているため、エッチング終点を検出できるので
ある。

【００１０】

【発明の他の態様】ここで、好適には、前記第１の化合
物半導体は、前記所定波長の可視光に対して透明であ
る。このようにすれば、可視光反射層で強められた所定
波長の可視光がその第１の化合物半導体中で殆ど吸収さ
れないため、反射光中のその所定波長の可視光の強度が
一層高められて、一層確実にエッチング終点を検出し得
る。

【００１１】また、好適には、前記可視光反射層の前記
所定厚さは、その可視光反射層の表面および裏面での反
射の際の位相の反転の有無を考慮して、それぞれで反射
された光の位相差が零または１波長となる光学的長さに
設定される。すなわち、可視光反射層の厚さは、その可
視光反射層の表面および裏面でそれぞれ光が反射される
際に何れか一方で位相が反転させられる場合には、前記
所定波長の可視光の波長の1/4 波長の光学的長さに、何
れで反射される際にも位相が反転せず、或いは何れで反
射される際にも位相が反転させられる場合には、その所
定波長の可視光の波長の1/2 波長の光学的長さに設定さ
れているものである。このようにすれば、その所定波長
の可視光が光波干渉によって強められる範囲で可視光反
射層の厚さが可及的に小さく設定されることから、ウェ
ハの機能上は本来不要である可視光反射層の厚さが十分
に薄くされるため、その存在によってウェハの特性が低
下させられることが抑制される。

【００１２】また、好適には、前記可視光反射層は、前
記第１および第２の化合物半導体と同様な格子定数を有
するものである。このようにすれば、可視光反射層とそ
の両面に設けられる第１および第２の化合物半導体層と
の格子不整合が生じ難いため、その可視光反射層が設け
られることによってウェハの結晶成長中において格子歪
が生じることが抑制されて、ウェハの特性が低下させら
れることが一層抑制される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、
各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。

【００１４】図１は、本発明の一実施例のエッチング終
点検出方法を利用して製造された発光ダイオード１０の
構成を示す図である。図において、発光ダイオード１０
は、例えば有機金属化学気相成長（MOCVD ：Metal Orga
nic Chemical Vapor Deposition ）法や、分子線エピタ
キシー（MBE ：Molecular Beam Epitaxy）法、液相エピ
タキシー（LPE ：Liquid Phase Epitaxy）法等のよく知
られた結晶成長技術によって、基板１２上に順次結晶成
長させられた第１クラッド層１４、活性層１６、第２ク
ラッド層１８、狭窄電流通電層２０、可視光反射層２
２、および電流阻止層２４と、基板１２の下面および電
流阻止層２４の上面にそれぞれ固着された下部電極２６
および上部電極２８とから構成されている。

【００１５】上記の基板１２は、例えば350(μm)程度の
厚さのn-GaAs単結晶から成る化合物半導体である。ま
た、第１クラッド層１４は、例えば1(μm)程度の厚さの
n-(Al_{0 .5}Ga_0.5)_0.5In_0.5P 単結晶から成る化合物半導体
であり、活性層１６は、例えば0.5(μm)程度の厚さのp-
In_0.5Ga_0.5P 単結晶から成る化合物半導体であり、第２
クラッド層１８は、例えば1(μm)程度の厚さのp-(Al_0.5
Ga_0.5)_0.5In_0.5P 単結晶から成る化合物半導体である。
したがって、一対の電極２６，２８間に所定の駆動電圧
を印加することによって活性層１６で発生させられる光
は、波長が660(nm) 程度の赤色光となる。また、狭窄電
流通電層２０は、例えば2(μm)程度の厚さのp-GaP 単結
晶から成る化合物半導体であり、電流阻止層２４は、例
えば1(μm)程度の厚さのn-GaP 単結晶から成る化合物半
導体である。この狭窄電流通電層２０を構成するGaP は
可視光に対して透明であることから、活性層１６で発生
した光はこれに妨げられることなく、効率よく表面３２
側から取り出される。

【００１６】また、可視光反射層２２は、例えば35(nm)
程度の厚さのp-AlP 単結晶から成る化合物半導体であ
る。この可視光反射層２２の厚さは、所定波長の可視光
がその表面および裏面でそれぞれ反射された際に光波干
渉によって強められるように設定されたものである。Ga
P の屈折率は3.45程度である一方、AlP の屈折率は3.03
程度であることから、可視光反射層２２の裏面で反射さ
れる光の位相はπ（＝1/2 λ）だけずれる、すなわち反
転することとなる。したがって、その位相のずれと光路
差とを考慮すると、本実施例においては、可視光反射層
２２の厚さは4 ×35×3.03≒420 (nm)程度の波長を有す
る青色光を強めるように設定されている。なお、可視光
反射層２２を構成するAlP の格子定数は5.451 程度であ
り、一方、上記の狭窄電流通電層２０および電流阻止層
２４を構成するGaP の格子定数は5.4512程度である。そ
のため、これら可視光反射層２２と狭窄電流通電層２０
および電流阻止層２４との間には、格子不整合に基づく
格子歪が生じていない。

【００１７】上記の狭窄電流通電層２０乃至電流阻止層
２４の図に斜線で示される一部には、ｐ型のドーパント
である不純物（例えばZn等）が高濃度で拡散された高濃
度拡散領域３０が形成されており、その斜線に示される
高濃度拡散領域３０内においては、狭窄電流通電層２０
および可視光反射層２２の導電性が高められると共に、
電流阻止層２４の導電型が反転させられてｐ型半導体に
されている。このため、発光ダイオード１０には、電流
阻止層２４が表面３２から可視光反射層２２との境界ま
で導電型を反転させられた中央部の通電可能領域を通る
経路のみで通電可能な電流狭窄構造が形成されている。

【００１８】また、前記の下部電極２６は、例えば1(μ
m)程度の厚さであって、例えば基板１２の下面全面にそ
の基板１２側から順にAu−Ge合金、NiおよびAuが積層形
成されたものである。また、上部電極２８は、例えば1
(μm)程度の厚さであって、電流阻止層２４の表面３０
の中央部の円形領域を除く周縁部にその電流阻止層２４
側から順にAu−Zn合金およびAuが積層形成されたもので
ある。これら下部電極２６および上部電極２８は、何れ
もオーミック電極である。

【００１９】また、上記の電流阻止層２４の上部電極２
８の内周側に位置する円形領域には、例えば、直径 50
(μm)程度の凹部３４が設けられている。前記の通電可
能領域はこの凹部３４の直下に略同様な径寸法で設けら
れており、光が射出される光取出部３６の直径と通電可
能領域の直径とは略同様である。なお、この凹部３４
は、後述のように、表面３２側から不純物を拡散する際
に通電可能領域を形成する領域の拡散深さを深くする目
的で設けられているものである。

【００２０】ところで、以上のように構成される発光ダ
イオード１０は、例えば、図２に工程図を示されるよう
なウェハプロセスを含む製造工程に従って作製される。
先ず、工程１の結晶成長工程において、基板１２上に第
１クラッド層１４乃至電流阻止層２４を順次結晶成長さ
せることにより、図３(a) に示されるようなエピタキシ
ャルウェハ（以下、単にウェハという）３８を作製す
る。このとき、狭窄電流通電層２０と電流阻止層２４と
の間には可視光反射層２２が設けられる。なお、通常の
ウェハプロセスでは一つのウェハ内に複数個の発光ダイ
オード１０が形成されるが、図３(a) 〜(c) においては
一つの発光ダイオード１０に対応する部分のみを示して
いる。

【００２１】次いで、工程２の保護膜形成工程におい
て、例えばフォトレジスト法等を用いて、電流阻止層２
４の表面３２のうち中央部の例えば直径 50(μm)程度の
円形領域を除く部分に、図３(b) に示されるように例え
ばSi₃N₄ 等から成る保護膜４０を形成する。なお、図３
(b) は破線がエッチング前のウェハ３８の形状を、実線
がエッチング後の形状を示している。そして、工程３の
エッチング工程において、例えば王水（硝酸と塩酸との
混酸）をエッチング液として、例えば10分で厚さ方向に
1(μm)程度が除去される程度のエッチングレートで、積
層表面である表面３２側からエッチングをする。これに
より、図３(b) に斜線で示される保護膜４０に覆われて
いない電流阻止層２４および可視光反射層２２の一部が
選択的に浸食されて除去される。このエッチング工程の
実施中において、工程４の白色光照射工程、工程５の反
射光検出工程、および工程６の判断工程が連続的に実施
されることにより、エッチング深さが測定される。な
お、工程３のエッチング工程乃至工程６の判断工程は、
エッチングの開始当初から同時に実施され、白色光照射
工程および反射光検出工程が請求の範囲でいう反射光検
出工程に対応する。

【００２２】すなわち、例えば図４に示されるように、
エッチングされているウェハ３８の上方には反射光検出
装置４２が備えられており、白色光照射工程においてそ
のウェハ３８に白色光すなわち多色光が照射されて反射
光検出工程においてその反射光が検出され、更に、判断
工程においてその反射光中の青色光の強度が所定の判断
基準値Ｐ_SB以下であるか否かが判断される。この判断工
程（工程６）は、エッチング終点を検出するものであ
る。この判断が否定される間は工程３乃至工程６が繰り
返し実施されてエッチング処理が継続されるが、この判
断が肯定された場合には所定のエッチング深さが得られ
てエッチング終点に達しているため、エッチングが終了
させられて続く工程７に進む。

【００２３】上記の反射光検出装置４２は、キセノンラ
ンプやタングステンランプ等の光源４４で発生した白色
光を、ハーフミラー等より成るビームスプリッタ４６を
介してウェハ３８の表面３２に垂直入射させ、ウェハ３
８からの反射光をそのビームスプリッタ４６の上方に備
えられたフォトセンサ４８で検出するものである。ビー
ムスプリッタ４６と光源４４およびフォトセンサ４８と
の間には、それぞれレンズ５０、５２が備えられてお
り、光源４４からビームスプリッタ４６に向かわせられ
る光が平行光とされる一方、ビームスプリッタ４６から
フォトセンサ４８に向かわせられる光が集光させられ
る。また、ビームスプリッタ４６とレンズ５２との間に
は、例えば青色光等の所定波長の可視光だけを透過させ
る色フィルタ５４が備えられており、ウェハ３８からの
反射光のうち、その所定波長の可視光のみがフォトセン
サ４８に入射させられる。本実施例においては、前述の
ように可視光反射層２２の厚さが青色光を反射するよう
に設定されていることから、色フィルタ５４として青色
フィルタが設けられている。

【００２４】ウェハ３８のエッチング開始当初において
は、図４に示されているように電流阻止層２４の浸食が
進行するため、可視光反射層２２は当初の厚さ35(nm)に
保たれている。この電流阻止層２４および狭窄電流通電
層２０は、前述のようにGaPから構成されるものである
ため、可視光に対して透明であり（可視光を透過させ
る）、その屈折率は3.45程度である。そのため、AlP か
ら構成される可視光反射層２２の屈折率が3.03程度であ
ることから、それらの屈折率の相違に基づいて、入射さ
せられた白色光は可視光反射層２２の表面および裏面で
反射させられる。したがって、本実施例においては、電
流阻止層２４が第１の化合物半導体に、狭窄電流通電層
２０が第２の化合物半導体にそれぞれ相当し、エッチン
グ工程において、それら電流阻止層２４および狭窄電流
通電層２０を構成する化合物半導体とは屈折率が異な
り、且つ所定波長の可視光に相当する420(nm) 程度の波
長の青色光の干渉色が生じる35(nm)程度の所定厚さの可
視光反射層２２が電流阻止層２４の厚さに相当する1(μ
m)程度の所定深さ位置に設けられて、それら電流阻止層
２４および狭窄電流通電層２０がその可視光反射層２２
を介して積層された状態で積層表面３２からその電流阻
止層２４がエッチング処理される。

【００２５】そのため、可視光反射層２２の厚さが35(n
m)程度に設定されていることから、前述のように、表面
および裏面でそれぞれ反射された光の干渉によって420
(nm)程度の波長の青色光が強められることとなって、フ
ォトセンサ４８に向かわせられる反射光は青色光とな
り、これが色フィルタ５４を透過して入射させられる。
すなわち、電流阻止層２４のエッチング進行中において
は、ウェハ３８で反射される光は青色光となって、これ
がフォトセンサ４８によって検出される。換言すれば、
光波干渉によって青色光が強められることから反射光中
におけるその強度が所定の判断基準値Ｐ_SBよりも高めら
れる。そのため、工程６の判断が否定されてエッチング
処理が継続させられるのである。なお、光の照射範囲
は、ウェハ３８のうち、エッチングで除去される範囲
（すなわち凹部３４）内の中央部の一部に設定されてお
り、非エッチング領域で光が反射させられることが防止
されている。

【００２６】ところが、エッチングによる浸食が進行し
て、図３(b) に実線で示されるように保護膜４０内周側
に位置する電流阻止層２４全体が除去されると、続いて
可視光反射層２２の浸食が開始される。そのため、その
可視光反射層２２の厚さが減じられることから、光波干
渉によって強められる光の波長が青色光に対応する420
(nm)から変化させられて、フォトセンサ４８で検出され
る反射光中の青色光の強度が所定の判断基準値Ｐ_SB以下
に低下させられる。これにより、工程６の判断が肯定さ
れて、工程７に進むこととなる。すなわち、電流阻止層
２４が深さ方向の全体に亘って除去されてエッチング深
さが所定の深さ（本実施例においては電流阻止層２４の
厚さに等しい1[μm]）になると、可視光反射層２２の厚
さの変化によって反射光中から実質的に青色光が消滅さ
せられる。このため、この青色光の消滅（或いは強度の
大きな低下）をもって、所定のエッチング深さに達した
ことを判断できて、所望のエッチング深さを得ることが
できるのである。

【００２７】そして、電流阻止層２４の除去が終了して
所定のエッチング深さに達したと判断される、すなわち
凹所３４が形成されてエッチング終点が検出されると、
工程７の洗浄工程において、エッチング液からウェハ３
８を取り出して純水洗浄することによって、エッチング
処理を停止する。このとき、上述の説明から明らかなよ
うに、エッチング終点検出は可視光反射層２２の浸食開
始直後に為されることとなるため、その可視光反射層２
２が僅かに残存することがあり得るが、活性層１６で発
生した光が射出される際に何ら影響しないため、特に問
題とはならない。すなわち、電流阻止層２４が完全に除
去されていればよいのであって、可視光反射層２２は元
々厚さが薄くされていることから僅かに残存しても差し
支えないのである。

【００２８】上記のようにして凹所３４が形成された
後、保護膜４０を除去して、工程８のＺｎ熱拡散工程に
おいて、例えば封管拡散法等の熱拡散によってZnの拡散
処理を行うことにより、図３(c) に示されるように、凹
所３４が形成されている部分は狭窄電流通電層２０の中
間の深さまで、凹所３４が形成されていない部分は電流
阻止層２４の中間の深さまで、それぞれZnがドーピング
され、前記の高濃度拡散領域３０が形成される。なお、
上記の封管拡散法は、ウェハ３８を拡散ソース（例えば
ZnAs₂ ）と共に石英アンプル内に真空封入して、電気炉
等で600(℃) 程度の温度で24時間程度加熱するものであ
る。そして、工程９の電極形成工程において、下部電極
２６および上部電極２８が形成されて一連のウェハプロ
セスが終了するが、この後、更に、ダイシングによって
個々の発光ダイオードに対応するブロック毎に切断する
ことにより、前記の発光ダイオード１０が得られる。な
お、発光ダイオード１０は、例えば図示しないＴＯ１８
フラットステム等にダイボンディングされ且つシールさ
れた状態で上部電極３８に正電圧を、下部電極３６に負
電圧をそれぞれ印加して用いられる。

【００２９】要するに、本実施例においては、工程３の
エッチング工程において、ウェハ３８中の電流阻止層２
４および狭窄電流通電層２０を構成する化合物半導体
（GaP）とは屈折率が異なり、例えば35(nm)程度の所定
厚さの可視光反射層２２が1(μm)程度の所定の深さ位置
に設けられて、電流阻止層２４と狭窄電流通電層２０と
がその可視光反射層２２を介して積層された状態で表面
３２側からその電流阻止層２４がエッチングされ、工程
４の白色光照射工程においてその表面３２側から白色光
を照射され、工程５の反射光検出工程において反射光が
検出され、工程６の判断工程において、その反射光中か
ら所定波長の可視光として例えば青色光の強度が所定の
判断基準値Ｐ_SB以下となったこと、すなわち実質的に消
滅したことをもってエッチングが終了したことが判断さ
れる。そのため、白色光照射工程においてウェハ３８に
白色光が照射されると、可視光反射層２２の表面および
裏面すなわち電流阻止層２４および狭窄電流通電層２０
との界面において屈折率の相違に基づいてそれぞれ光が
反射されて干渉させられる。このとき、可視光反射層２
２の厚さは、青色光の干渉色が生じる厚さ35(nm)程度に
設定されていることから、反射光検出工程において、エ
ッチング深さが所定の深さよりも小さい電流阻止層２４
の浸食中であってその可視光反射層２２の厚さが当初の
値に保持されている間は、その青色光が強められた反射
光が検出されることとなるが、電流阻止層２４が除去さ
れてエッチング深さが所定の深さに到達すると、可視光
反射層２２がエッチングされてその厚さが変化させられ
ることから青色光が強められなくなり、反射光中からそ
の青色光が実質的に消滅する。したがって、その青色光
が消滅した際には、エッチング深さが電流阻止層２４が
除去された所定の深さとなっているため、エッチング終
点を検出できるのである。

【００３０】しかも、本実施例においては、電流阻止層
２４を構成するGaP は、青色光に対して透明である。こ
のようにすれば、可視光反射層２２で強められた青色光
がその電流阻止層２４中で殆ど吸収されないため、反射
光中のその青色光の強度が一層高められて、一層確実に
エッチング終点を検出し得る。

【００３１】また、本実施例においては、可視光反射層
２２の厚さは、青色光の1/4 波長程度の光学的長さであ
る35(nm)程度に設定されているものである。このように
すれば、その青色光が光波干渉によって強められる範囲
で可視光反射層２２の厚さが十分に薄く設定されること
から、ウェハ３８の機能上は本来不要である可視光反射
層２２の厚さが十分に薄くされるため、その存在によっ
てウェハ３８の特性が低下させられることが抑制され
る。

【００３２】また、本実施例においては、可視光反射層
２２は、電流阻止層２４および狭窄電流通電層２０と同
様な格子定数を有するものである。このようにすれば、
可視光反射層２２とその両面に設けられる電流阻止層２
４および狭窄電流通電層２０との格子不整合が生じ難い
ため、その可視光反射層２２が設けられることによって
ウェハ３８の結晶成長中において格子歪が生じることが
抑制されて、ウェハ３８の特性が低下させられることが
一層抑制される。

【００３３】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。

【００３４】例えば、実施例においては、可視光反射層
２２の厚さが35(nm)程度とされることによって反射光中
の青色光が強められ、これを検出するようにされていた
が、可視光反射層２２によって強度を高める所定波長の
可視光は、青以外の他の色、例えば赤、黄、緑等の光で
あっても差し支えない。その場合には、可視光反射層２
２の厚さは、その他の色の光の波長に対応した光学的長
さになるように適宜設定される。

【００３５】また、実施例においては、可視光反射層２
２の厚さが、表面と裏面とでそれぞれ反射された光の位
相差が所定波長の可視光である青色光の波長程度となる
ように、1/4 波長程度の光学的長さ（35[nm]程度）に設
定されていたが、その厚さはその所定波長の可視光が光
波干渉で強められる厚さであればよいことから、1/4波
長の奇数倍の光学的長さに設定されていてもよい。

【００３６】また、実施例においては、可視光反射層２
２が電流阻止層２４および狭窄電流通電層２０を構成す
るGaP と格子定数が略等しいAlP から構成されていた
が、可視光反射層２２は薄く形成されることから、必ず
しも電流阻止層２４等と格子定数を略等しくする必要は
ない。したがって、可視光反射層２２としては、電流阻
止層２４および狭窄電流通電層２０と屈折率が異なるも
のであって、ウェハ３８の機能を損なわないものであれ
ば、AlAs、ZnSe、ZnS 等の種々の化合物半導体や誘電体
等が用いられ得る。

【００３７】また、実施例においては、光源４４として
白色光が用いられていたが、所定波長の可視光、前述の
実施例においては青色光を含む多色光であれば、他の光
が用いられてもよい。

【００３８】また、実施例においては、電流阻止層２４
および狭窄電流通電層２０の屈折率が何れも可視光反射
層２２の屈折率よりも大きくされることにより、可視光
反射層２２の裏面で反射される際に位相が反転させられ
るように構成されていたことから、その可視光反射層２
２の光学的長さが所定波長の可視光の波長の1/4 波長の
奇数倍（実施例では１倍）になるように設定されていた
が、反対に、可視光反射層２２の屈折率が電流阻止層２
４および狭窄電流通電層２０の何れよりも大きい場合に
も、その可視光反射層２２の表面で反射される際のみに
位相が反転させられることから、同様に、その厚さを光
学的長さが1/4 波長の奇数倍となるように設定すればよ
い。一方、屈折率が『狭窄電流通電層２０＜可視光反射
層２２＜電流阻止層２４』或いは『電流阻止層２４＜可
視光反射層２２＜狭窄電流通電層２０』である場合に
は、可視光反射層２２の表面および裏面の何れで反射さ
れる際にも位相が反転させられず、或いは何れで反射さ
れる際にも位相が反転させられることから、反射の際の
位相の変化は考慮しなくともよい。したがって、この場
合には、可視光反射層２２の光学的長さが所定波長の可
視光の波長の1/2 波長の整数倍に設定されていればよ
い。

【００３９】また、実施例においては、本発明がInGaP
を発光層として備えたAlInGaP 系発光ダイオード１０の
製造方法に適用された場合について説明したが、本発明
は、化合物半導体エピタキシャルウェハにエッチング処
理を施す工程を有するものであれば、他の構成の発光ダ
イオードや半導体レーザ、ＦＥＴ、ＨＥＭＴ、ＩＣ等の
他の半導体デバイスの製造工程にも同様に適用される。

【００４０】また、実施例においては、本発明は所謂ウ
ェットエッチング処理に適用された場合について説明し
たが、イオンビーム等を用いる所謂ドライエッチングに
も同様に適用される。

【００４１】また、実施例においては、工程３エッチン
グ工程乃至工程６の判断工程はエッチング処理中連続的
に実施されていたが、必ずしも連続的に実施されなくと
もよい。例えば、エッチングを連続的に実施する間に、
エッチングレートを考慮して浸食量が過剰とならない範
囲で、所定時間毎に工程４乃至工程６を実施（すなわち
白色光を照射して反射光を検出し、判断する）してもよ
い。

【００４２】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のエッチング終点検出方法を
利用して製造される発光ダイオードの構成を示す図であ
る。

【図２】図１の発光ダイオードの製造工程におけるウェ
ハプロセスを説明する図である。

【図３】(a) 〜(c) は図２のウェハプロセスにおけるウ
ェハの変化を説明する図である。

【図４】図２のウェハプロセスにおいて、エッチング終
点検出方法を説明する図である。

【符号の説明】

２０：狭窄電流通電層（第２の化合物半導体） ２２：可視光反射層 ２４：電流阻止層（第１の化合物半導体） ３８：エピタキシャルウェハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化合物半導体が順次結晶成長させられて
   積層されたエピタキシャルウェハの一部を積層表面から
   エッチング処理して除去するに際して、該エピタキシャ
   ルウェハの一部が所定の深さまで除去されたことを検出
   するエッチング終点検出方法であって、 前記除去されるエピタキシャルウェハの一部を構成する
   第１の化合物半導体および該第１の化合物半導体の下側
   に位置する第２の化合物半導体とは屈折率が異なり、且
   つ所定波長の可視光の干渉色が生じる所定厚さの可視光
   反射層が前記所定深さ位置に設けられて、該第１の化合
   物半導体と該第２の化合物半導体とが該可視光反射層を
   介して積層された状態で前記積層表面から該第１の化合
   物半導体をエッチング処理するエッチング工程と、 前記積層表面側から前記所定波長の可視光を含む多色光
   を照射し、前記エピタキシャルウェハからの反射光を検
   出する反射光検出工程と、 該検出された反射光に前記所定波長の可視光が含まれる
   か否かを判断し、該反射光中から該所定波長の可視光が
   消滅したことをもってエッチング処理が終了したことを
   判断する判断工程とを、含むことを特徴とする化合物半
   導体エピタキシャルウェハのエッチング終点検出方法。
2. 【請求項２】 前記第１の化合物半導体は、前記所定波
   長の可視光に対して透明である請求項１の化合物半導体
   エピタキシャルウェハのエッチング終点検出方法。