JPH11261100A - 光半導体装置の製造方法 - Google Patents
光半導体装置の製造方法Info
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- JPH11261100A JPH11261100A JP10056446A JP5644698A JPH11261100A JP H11261100 A JPH11261100 A JP H11261100A JP 10056446 A JP10056446 A JP 10056446A JP 5644698 A JP5644698 A JP 5644698A JP H11261100 A JPH11261100 A JP H11261100A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工程中におけるメサ側面からのＡｓの脱
離等を防止して、品質の向上を図る。 【解決手段】 メサ側面部にＦｅ−ＩｎＰ層１９の埋込
成長を行う前に、成長界面ＨをＨＣｌによりエッチング
する工程を設けた。
離等を防止して、品質の向上を図る。 【解決手段】 メサ側面部にＦｅ−ＩｎＰ層１９の埋込
成長を行う前に、成長界面ＨをＨＣｌによりエッチング
する工程を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、導波路型フォト
ダイオードや半導体レーザ等の光半導体装置の製造方法
に関するものである。
ダイオードや半導体レーザ等の光半導体装置の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光半導体装置、たとえば導波路型
フォトダイオードの製造方法と構造（断面構造）につい
て、図６を参照して簡単に説明する。
フォトダイオードの製造方法と構造（断面構造）につい
て、図６を参照して簡単に説明する。
【０００３】従来の導波路型フォトダイオードは、次に
ようにして製造される。図６(a) を参照して、ｎ型Ｉｎ
Ｐウェハ１（面方位：（００１））上に、ｎ−ＩｎＰバ
ッファ層２，１．４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層
３，ＩｎＧａＡｓ吸収層４，１．４μｍ帯ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層５，ｐ−ＩｎＰ層６およびｐ−ＩｎＧａ
Ａｓキャップ層７を順次結晶成長させる。このときの結
晶成長方法としては、たとえば、ＭＯＣＶＤ法を用いる
ことができる。
ようにして製造される。図６(a) を参照して、ｎ型Ｉｎ
Ｐウェハ１（面方位：（００１））上に、ｎ−ＩｎＰバ
ッファ層２，１．４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層
３，ＩｎＧａＡｓ吸収層４，１．４μｍ帯ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層５，ｐ−ＩｎＰ層６およびｐ−ＩｎＧａ
Ａｓキャップ層７を順次結晶成長させる。このときの結
晶成長方法としては、たとえば、ＭＯＣＶＤ法を用いる
ことができる。
【０００４】なお、各層の層厚およびドーズ量は、一例
として、ｎ−ＩｎＰバッファ層２は、層厚が０．５μ
ｍ，ドーズ量が１×１０18ｃｍ-3である。以下、便宜上
これを（０．５μｍ，１×１０18ｃｍ-3）と表記する。
他の層については、１．４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガ
イド層３が（０．８μｍ、１×１０18ｃｍ-3），ＩｎＧ
ａＡｓ吸収層４が（０．６μｍ，アンドープ），１．４
μｍ帯ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層５が（０．８μｍ，
１×１０18ｃｍ-3），ｐ−ＩｎＰ層６が（２．０μｍ，
１×１０18ｃｍ-3），ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層７が
（０．３μｍ、１×１０19ｃｍ-3）とすることができ
る。
として、ｎ−ＩｎＰバッファ層２は、層厚が０．５μ
ｍ，ドーズ量が１×１０18ｃｍ-3である。以下、便宜上
これを（０．５μｍ，１×１０18ｃｍ-3）と表記する。
他の層については、１．４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガ
イド層３が（０．８μｍ、１×１０18ｃｍ-3），ＩｎＧ
ａＡｓ吸収層４が（０．６μｍ，アンドープ），１．４
μｍ帯ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層５が（０．８μｍ，
１×１０18ｃｍ-3），ｐ−ＩｎＰ層６が（２．０μｍ，
１×１０18ｃｍ-3），ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層７が
（０．３μｍ、１×１０19ｃｍ-3）とすることができ
る。
【０００５】次いで、ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層７の
表面全体にＳｉＯ2 膜をスパッタ法等により蒸着し、写
真製版技術を用いることによってＳｉＯ2 選択成長マス
ク８を形成する（図６(b) ）。なお、図６(c) は、この
状態の平面図である。これらの図に示すように、ＳｉＯ
2 選択成長マスク８は、長方形形状を呈しており、その
寸法は、たとえば、マスク幅ｗを１０μｍ，長さｄを２
０μｍとすることができる。
表面全体にＳｉＯ2 膜をスパッタ法等により蒸着し、写
真製版技術を用いることによってＳｉＯ2 選択成長マス
ク８を形成する（図６(b) ）。なお、図６(c) は、この
状態の平面図である。これらの図に示すように、ＳｉＯ
2 選択成長マスク８は、長方形形状を呈しており、その
寸法は、たとえば、マスク幅ｗを１０μｍ，長さｄを２
０μｍとすることができる。
【０００６】その後、臭素系のエッチング液を用いて所
定量エッチングすることにより、図６(b) に示すように
上記各層がエッチング除去され、メサ構造が形成され
る。このときのエッチング量は、たとえば、４．５μｍ
に設定することができる。なお、このとき、ＩｎＧａＡ
ｓ吸収層４の面積は、４×１４μｍ2 となる。
定量エッチングすることにより、図６(b) に示すように
上記各層がエッチング除去され、メサ構造が形成され
る。このときのエッチング量は、たとえば、４．５μｍ
に設定することができる。なお、このとき、ＩｎＧａＡ
ｓ吸収層４の面積は、４×１４μｍ2 となる。
【０００７】さらに、図６(d) に示すように、エッチン
グ除去した部分にＦｅ−ＩｎＰ層９（４μｍ，４×１０
16ｃｍ-3）を再成長させる。この結晶成長方法は、たと
えば、ＭＯＣＶＤ法を用いることができる。その後、Ｓ
ｉＯ2 選択成長マスク８を除去し、最後に、図示してい
ないが、ｎ型電極を形成する。
グ除去した部分にＦｅ−ＩｎＰ層９（４μｍ，４×１０
16ｃｍ-3）を再成長させる。この結晶成長方法は、たと
えば、ＭＯＣＶＤ法を用いることができる。その後、Ｓ
ｉＯ2 選択成長マスク８を除去し、最後に、図示してい
ないが、ｎ型電極を形成する。
【０００８】次に、このフォトダイオードの動作につい
て簡単に説明する。図６(d) を参照して、紙面右側から
入射された光は、ＩｎＧａＡｓ吸収層４で吸収され、そ
の結果、ＩｎＧａＡｓ吸収層４に電子およびホールが発
生する。
て簡単に説明する。図６(d) を参照して、紙面右側から
入射された光は、ＩｎＧａＡｓ吸収層４で吸収され、そ
の結果、ＩｎＧａＡｓ吸収層４に電子およびホールが発
生する。
【０００９】また、このフォトダイオードには、予め逆
バイアス方向に所定の電界を印加しておく。このため、
上記発生した電子およびホールは、当該電界により瞬時
に掃引される。
バイアス方向に所定の電界を印加しておく。このため、
上記発生した電子およびホールは、当該電界により瞬時
に掃引される。
【００１０】なお、このフォトダイオードでは、ＩｎＧ
ａＡｓ吸収層４の層厚を薄く設定しているので、４０Ｇ
Ｈｚ以上の高周波に対応できる。また、ＩｎＧａＡｓ吸
収層４の上下にＩｎＧａＡｓＰガイド層３，５が配置さ
れているので、光を効率良くデバイスの奥深くに伝搬さ
せて吸収効率を上げることができる。
ａＡｓ吸収層４の層厚を薄く設定しているので、４０Ｇ
Ｈｚ以上の高周波に対応できる。また、ＩｎＧａＡｓ吸
収層４の上下にＩｎＧａＡｓＰガイド層３，５が配置さ
れているので、光を効率良くデバイスの奥深くに伝搬さ
せて吸収効率を上げることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このフォトダイオード
では、図６(b) に示すように、ｐ／ｎ接合が露出する構
造であるため信頼性の面で若干の問題があり、この問題
を解決するために、図６(c) に示すＦｅ−ＩｎＰ層９を
埋め込み成長させて窓構造としている。
では、図６(b) に示すように、ｐ／ｎ接合が露出する構
造であるため信頼性の面で若干の問題があり、この問題
を解決するために、図６(c) に示すＦｅ−ＩｎＰ層９を
埋め込み成長させて窓構造としている。
【００１２】ところで、Ｆｅ−ＩｎＰ層９を成長させる
ためには、ＭＯＣＶＤ反応炉内で、ＰＨ3 雰囲気中にお
いて所定の成長温度（たとえば６２５℃）まで昇温する
必要がある。
ためには、ＭＯＣＶＤ反応炉内で、ＰＨ3 雰囲気中にお
いて所定の成長温度（たとえば６２５℃）まで昇温する
必要がある。
【００１３】このため、エッチングによりメサ構造を形
成した後、Ｆｅ−ＩｎＰ層９を埋め込み成長させるまで
の間に、露出したＩｎＧａＡｓ光吸収層４およびｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層３およびｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層５の側面からＡｓ成分の脱離が起こり、組成変化お
よび結晶性の劣化が生じてしまう。また、メサ構造を形
成する際のエッチング等の前工程での処理に起因して、
再成長界面上に珪素（Ｓｉ），炭素（Ｃ），酸素（Ｏ）
などの不純物がパイルアップするという現象が生じる。
その結果、このような埋め込み再成長界面の結晶性劣化
および不純物を介して暗電流が増加（２００ｎＡ程度）
してしまうという新たな問題が生じた。かかる問題は、
半導体レーザ等においても同様に発生する。なお、かか
る暗電流は、再成長界面の面積に比例して増加する。
成した後、Ｆｅ−ＩｎＰ層９を埋め込み成長させるまで
の間に、露出したＩｎＧａＡｓ光吸収層４およびｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層３およびｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層５の側面からＡｓ成分の脱離が起こり、組成変化お
よび結晶性の劣化が生じてしまう。また、メサ構造を形
成する際のエッチング等の前工程での処理に起因して、
再成長界面上に珪素（Ｓｉ），炭素（Ｃ），酸素（Ｏ）
などの不純物がパイルアップするという現象が生じる。
その結果、このような埋め込み再成長界面の結晶性劣化
および不純物を介して暗電流が増加（２００ｎＡ程度）
してしまうという新たな問題が生じた。かかる問題は、
半導体レーザ等においても同様に発生する。なお、かか
る暗電流は、再成長界面の面積に比例して増加する。
【００１４】そこで、本発明の目的は、暗電流を低下さ
せて品質を向上させることができる光半導体装置の製造
方法を提供することである。
せて品質を向上させることができる光半導体装置の製造
方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明（請求項１）に係
る光半導体装置の製造方法は、Ａｓを含むIII −Ｖ族化
合物半導体層を有するメサ構造をウェットエッチングに
より形成し、当該メサ構造の側部に所定の埋込層を形成
した光半導体装置の製造方法において、上記メサ構造を
形成した後、塩素を含むガス雰囲気中で所定時間保持す
る工程を含むことを特徴とするものである。
る光半導体装置の製造方法は、Ａｓを含むIII −Ｖ族化
合物半導体層を有するメサ構造をウェットエッチングに
より形成し、当該メサ構造の側部に所定の埋込層を形成
した光半導体装置の製造方法において、上記メサ構造を
形成した後、塩素を含むガス雰囲気中で所定時間保持す
る工程を含むことを特徴とするものである。
【００１６】本発明（請求項２）に係る光半導体装置の
製造方法は、ＩｎＧａＡｓ層を含むメサ構造をウェット
エッチングにより形成し、当該メサ構造の側部に所定の
埋込層を形成する光半導体装置の製造方法において、上
記メサ構造を形成した後、塩素を含むガス雰囲気中で所
定時間保持する工程を含むことを特徴とするものであ
る。
製造方法は、ＩｎＧａＡｓ層を含むメサ構造をウェット
エッチングにより形成し、当該メサ構造の側部に所定の
埋込層を形成する光半導体装置の製造方法において、上
記メサ構造を形成した後、塩素を含むガス雰囲気中で所
定時間保持する工程を含むことを特徴とするものであ
る。
【００１７】本発明（請求項３）に係る光半導体装置の
製造方法は、ＩｎＧａＡｓＰ層を含むメサ構造をウェッ
トエッチングにより形成し、当該メサ構造の側部に所定
の電流ブロック層を形成する光半導体装置の製造方法に
おいて、上記メサ構造を形成した後、塩素を含むガス雰
囲気中で所定時間保持する工程を含むことを特徴とする
ものである。
製造方法は、ＩｎＧａＡｓＰ層を含むメサ構造をウェッ
トエッチングにより形成し、当該メサ構造の側部に所定
の電流ブロック層を形成する光半導体装置の製造方法に
おいて、上記メサ構造を形成した後、塩素を含むガス雰
囲気中で所定時間保持する工程を含むことを特徴とする
ものである。
【００１８】本発明（請求項４）に係る光半導体装置の
製造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の光半
導体装置の製造方法において、上記塩素を含むガスは、
塩化水素（ＨＣｌ），四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）または塩
化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）のいずれか一のガスであること
を特徴とするものである。
製造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の光半
導体装置の製造方法において、上記塩素を含むガスは、
塩化水素（ＨＣｌ），四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）または塩
化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）のいずれか一のガスであること
を特徴とするものである。
【００１９】本発明（請求項５）に係る光半導体装置の
製造方法は、請求項１ないし４のいずれかに記載の光半
導体装置の製造方法において、上記塩素を含むガスは、
雰囲気中の濃度が１００ｐｐｍ以下に設定された塩化水
素（ＨＣｌ）であり、且つ雰囲気温度が３００℃以上７
５０℃以下に設定されていることを特徴とするものであ
る。
製造方法は、請求項１ないし４のいずれかに記載の光半
導体装置の製造方法において、上記塩素を含むガスは、
雰囲気中の濃度が１００ｐｐｍ以下に設定された塩化水
素（ＨＣｌ）であり、且つ雰囲気温度が３００℃以上７
５０℃以下に設定されていることを特徴とするものであ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、説明中において示す結晶成長条件や
使用材料等は一例であり、本発明は、これらの条件に限
定されるものではない。
て説明する。なお、説明中において示す結晶成長条件や
使用材料等は一例であり、本発明は、これらの条件に限
定されるものではない。
【００２１】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１に係る導波路型フォトダイオードＰＤの製造方法を
示す模式図である。本実施の形態に係る導波路型フォト
ダイオードＰＤの製造方法の特徴とするところは、メサ
構造（図１(b) 参照）を形成した後、Ｆｅ−ＩｎＰ層１
９（図１(c) 参照）の埋め込み成長を行う前に、結晶性
の劣化が生じていると共に不純物がパイルアップした再
成長界面Ｈを、ＨＣｌを含むガス雰囲気中に晒して当該
再成長界面Ｈをいわばプリエッチングすることによって
清浄化する工程を含んでいる点である。以下、製造方法
について詳しく説明する。
態１に係る導波路型フォトダイオードＰＤの製造方法を
示す模式図である。本実施の形態に係る導波路型フォト
ダイオードＰＤの製造方法の特徴とするところは、メサ
構造（図１(b) 参照）を形成した後、Ｆｅ−ＩｎＰ層１
９（図１(c) 参照）の埋め込み成長を行う前に、結晶性
の劣化が生じていると共に不純物がパイルアップした再
成長界面Ｈを、ＨＣｌを含むガス雰囲気中に晒して当該
再成長界面Ｈをいわばプリエッチングすることによって
清浄化する工程を含んでいる点である。以下、製造方法
について詳しく説明する。
【００２２】まず、図１(a) に示すように、ｎ型ＩｎＰ
ウェハ（面方位：（００１））１１上に、ｎ−ＩｎＰバ
ッファ層１２，１．４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層１３，ＩｎＧａＡｓ吸収層１４，１．４μｍ帯ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層１５，ｐ−ＩｎＰ層１６およびｐ
−ＩｎＧａＡｓキャップ層１７を順次形成する。これら
各層を成長させる方法としては、本実施の形態ではＭＯ
ＣＶＤ法を採用している。なお、同様に結晶成長させる
ことができるのであれば、他の既知の方法を採用するこ
ともできる。
ウェハ（面方位：（００１））１１上に、ｎ−ＩｎＰバ
ッファ層１２，１．４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層１３，ＩｎＧａＡｓ吸収層１４，１．４μｍ帯ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層１５，ｐ−ＩｎＰ層１６およびｐ
−ＩｎＧａＡｓキャップ層１７を順次形成する。これら
各層を成長させる方法としては、本実施の形態ではＭＯ
ＣＶＤ法を採用している。なお、同様に結晶成長させる
ことができるのであれば、他の既知の方法を採用するこ
ともできる。
【００２３】各層の層厚およびドーズ量は、ｎ−ＩｎＰ
バッファ層１２については、層厚が０．５μｍ，ドーズ
量が１×１０18ｃｍ-3である。他の層については、１．
４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３が（０．８μ
ｍ、１×１０18ｃｍ-3），ＩｎＧａＡｓ吸収層１４が
（０．６μｍ，アンドープ），１．４μｍ帯ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰガイド層１５が（０．８μｍ、１×１０18ｃｍ
-3），ｐ−ＩｎＰ層１６が（２．０μｍ、１×１０18ｃ
ｍ-3），ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層１７が（０．３μ
ｍ、１×１０19ｃｍ-3）に設定されている。なお、図１
は、各層の積層構造を明確化するための模式図であるか
ら、図に表されている各層の層厚と実際の層厚との関係
は整合されていない。
バッファ層１２については、層厚が０．５μｍ，ドーズ
量が１×１０18ｃｍ-3である。他の層については、１．
４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３が（０．８μ
ｍ、１×１０18ｃｍ-3），ＩｎＧａＡｓ吸収層１４が
（０．６μｍ，アンドープ），１．４μｍ帯ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰガイド層１５が（０．８μｍ、１×１０18ｃｍ
-3），ｐ−ＩｎＰ層１６が（２．０μｍ、１×１０18ｃ
ｍ-3），ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層１７が（０．３μ
ｍ、１×１０19ｃｍ-3）に設定されている。なお、図１
は、各層の積層構造を明確化するための模式図であるか
ら、図に表されている各層の層厚と実際の層厚との関係
は整合されていない。
【００２４】次に、ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層１７の
表面全体にＳｉＯ2 膜を蒸着する。このＳｉＯ2 膜は、
たとえば、スパッタ法により蒸着することができる。こ
のＳｉＯ2 膜を写真製版技術を用いてパターン形成し、
ＳｉＯ2 選択成長マスク１８を形成する。図２は、この
状態での平面図であって、ＳｉＯ2 選択成長マスク１８
の形状を示している。すなわち、形成されたＳｉＯ2 選
択成長マスク１８は、マスク幅ｗが１０μｍ，長さｄが
２０μｍの長方形形状である。
表面全体にＳｉＯ2 膜を蒸着する。このＳｉＯ2 膜は、
たとえば、スパッタ法により蒸着することができる。こ
のＳｉＯ2 膜を写真製版技術を用いてパターン形成し、
ＳｉＯ2 選択成長マスク１８を形成する。図２は、この
状態での平面図であって、ＳｉＯ2 選択成長マスク１８
の形状を示している。すなわち、形成されたＳｉＯ2 選
択成長マスク１８は、マスク幅ｗが１０μｍ，長さｄが
２０μｍの長方形形状である。
【００２５】次に、図１(b) に示すように、臭素系のエ
ッチング液を用いてエッチング処理を行う。この場合、
エッチング量は、４．５μｍである。これにより、各層
により構成される半導体層は、図に示すようなメサ構造
に形成される。また、このとき、ＩｎＧａＡｓ吸収層１
４の面積は、４×１４μｍ2 になり、ＩｎＧａＡｓ吸収
層１４の層厚を薄く設定しているので、４０ＧＨｚ以上
の高周波に対応できるという利点がある。さらに、Ｉｎ
ＧａＡｓ吸収層１４の上下にＩｎＧａＡｓＰガイド層１
３，１５が配置されていることから、光を効率良くデバ
イスの奥深くに伝搬させて吸収効率を上げることができ
るという利点もある。
ッチング液を用いてエッチング処理を行う。この場合、
エッチング量は、４．５μｍである。これにより、各層
により構成される半導体層は、図に示すようなメサ構造
に形成される。また、このとき、ＩｎＧａＡｓ吸収層１
４の面積は、４×１４μｍ2 になり、ＩｎＧａＡｓ吸収
層１４の層厚を薄く設定しているので、４０ＧＨｚ以上
の高周波に対応できるという利点がある。さらに、Ｉｎ
ＧａＡｓ吸収層１４の上下にＩｎＧａＡｓＰガイド層１
３，１５が配置されていることから、光を効率良くデバ
イスの奥深くに伝搬させて吸収効率を上げることができ
るという利点もある。
【００２６】次に、Ｆｅ−ＩｎＰ層１９（図１(d) 参
照）を形成する。具体的には、まず、ＭＯＣＶＤ反応炉
内をＰＨ3 雰囲気に形成する。そして、ＭＯＣＶＤ反応
炉内の温度を６２５℃まで昇温する。この温度は、Ｆｅ
−ＩｎＰ層１９（図１(d) 参照）を再成長させるための
温度である。
照）を形成する。具体的には、まず、ＭＯＣＶＤ反応炉
内をＰＨ3 雰囲気に形成する。そして、ＭＯＣＶＤ反応
炉内の温度を６２５℃まで昇温する。この温度は、Ｆｅ
−ＩｎＰ層１９（図１(d) 参照）を再成長させるための
温度である。
【００２７】このとき、ＩｎＧａＡｓ光吸収層１４およ
びｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３およびｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層１５の側面（メサ構造部分に露出する
面）が露出している。このため、６２５℃の雰囲気温度
下では、当該側面からＡｓ成分の脱離が起こる。その結
果、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３およびｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰガイド層１５の組成変化や結晶性の劣化が生じ
る。
びｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３およびｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層１５の側面（メサ構造部分に露出する
面）が露出している。このため、６２５℃の雰囲気温度
下では、当該側面からＡｓ成分の脱離が起こる。その結
果、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３およびｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰガイド層１５の組成変化や結晶性の劣化が生じ
る。
【００２８】そこで、続いて次のような処理を施す。す
なわち、ＨＣｌガスをＭＯＣＶＤ反応炉内に流し、その
状態（６２５℃の雰囲気温度）で５分間保持する。この
ＨＣｌガスは、たとえば、Ｈ2 により０．５％に希釈さ
れたものを使用することができ、その流量は、５０ｃｃ
／ｍｉｎに設定する。これにより、メサ構造の側面は、
結果的にエッチング処理されることになる。つまり、こ
のＨＣｌガスの雰囲気中に保持することにより、図１
(c) に示すように、メサ構造の側面は、０．１μｍ程度
エッチングされる（点線と実線とに囲まれた部分）。
なわち、ＨＣｌガスをＭＯＣＶＤ反応炉内に流し、その
状態（６２５℃の雰囲気温度）で５分間保持する。この
ＨＣｌガスは、たとえば、Ｈ2 により０．５％に希釈さ
れたものを使用することができ、その流量は、５０ｃｃ
／ｍｉｎに設定する。これにより、メサ構造の側面は、
結果的にエッチング処理されることになる。つまり、こ
のＨＣｌガスの雰囲気中に保持することにより、図１
(c) に示すように、メサ構造の側面は、０．１μｍ程度
エッチングされる（点線と実線とに囲まれた部分）。
【００２９】ここで、ＨＣｌガスによりエッチングを行
ったときのメサ形状の変化について説明する。このＨＣ
ｌガスによるエッチング処理によって、ｎ型ＩｎＰウェ
ハ１１，ｎ−ＩｎＰバッファ層１２，１．４μｍ帯ｎ−
ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３，ＩｎＧａＡｓ吸収層１
４，１．４μｍ帯ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１５，ｐ
−ＩｎＰ層１６およびｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層１７
がエッチングされる。これにより、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
ガイド層１３，ＩｎＧａＡｓ光吸収層１４，ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰガイド層１５のメサ構造の側面の組成変化や結
晶性の劣化を起こした部分が取り除かれる。
ったときのメサ形状の変化について説明する。このＨＣ
ｌガスによるエッチング処理によって、ｎ型ＩｎＰウェ
ハ１１，ｎ−ＩｎＰバッファ層１２，１．４μｍ帯ｎ−
ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３，ＩｎＧａＡｓ吸収層１
４，１．４μｍ帯ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１５，ｐ
−ＩｎＰ層１６およびｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層１７
がエッチングされる。これにより、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
ガイド層１３，ＩｎＧａＡｓ光吸収層１４，ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰガイド層１５のメサ構造の側面の組成変化や結
晶性の劣化を起こした部分が取り除かれる。
【００３０】まず、ｎ型ＩｎＰウェハ１１，ｎ−ＩｎＰ
バッファ層１２およびｐ−ＩｎＰ層１６（ＩｎＰ層）に
関しては、ＨＣｌガスによりエッチングすることによ
り、メサ構造の側面のうち、面方位が（１／１０）であ
る面の近傍がエッチングされる。これに対して、面方位
が（００１）面の近傍であるメサ構造の底面部分は、ほ
とんどエッチングされない。これにより、メサ構造の側
面のみを選択的にエッチングすることができる。
バッファ層１２およびｐ−ＩｎＰ層１６（ＩｎＰ層）に
関しては、ＨＣｌガスによりエッチングすることによ
り、メサ構造の側面のうち、面方位が（１／１０）であ
る面の近傍がエッチングされる。これに対して、面方位
が（００１）面の近傍であるメサ構造の底面部分は、ほ
とんどエッチングされない。これにより、メサ構造の側
面のみを選択的にエッチングすることができる。
【００３１】このときのエッチング速度は、ＭＯＣＶＤ
反応炉温度が６２５℃，ＨＣｌ（Ｈ2 希釈０．５％）流
量が５０ｃｃ／ｍｉｎの場合では、約０．０２μｍ／ｍ
ｉｎである。また、ＨＣｌ（Ｈ2 希釈０．５％）流量を
１００ｃｃ／ｍｉｎとすれば、エッチング速度は、約
０．０４μｍ／ｍｉｎである。本実施の形態では、エッ
チング速度が約０．０２μｍ／ｍｉｎであるから、面方
位が（１／１０）の面の近傍を制御性よくエッチングす
ることができるという利点がある。
反応炉温度が６２５℃，ＨＣｌ（Ｈ2 希釈０．５％）流
量が５０ｃｃ／ｍｉｎの場合では、約０．０２μｍ／ｍ
ｉｎである。また、ＨＣｌ（Ｈ2 希釈０．５％）流量を
１００ｃｃ／ｍｉｎとすれば、エッチング速度は、約
０．０４μｍ／ｍｉｎである。本実施の形態では、エッ
チング速度が約０．０２μｍ／ｍｉｎであるから、面方
位が（１／１０）の面の近傍を制御性よくエッチングす
ることができるという利点がある。
【００３２】ここで、ＰＨ3 雰囲気中で昇温した際、Ｉ
ｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ層の，Ａｓ成分が脱離して
組成変化や結晶性の劣化が生じた部分は、ＩｎＰ層１６
と略同じエッチング速度でエッチングされる。また、ｎ
−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３，ＩｎＧａＡｓ吸収層１
４，ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１５およびｐ−ＩｎＧ
ａＡｓキャップ層１７（ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ
層のＡｓ成分の脱離が起こっていない部分）に関して
は、ＨＣｌガスによっては、ほとんどエッチングされな
いことが実験的に確認されている。しかし、上述のよう
に、ＩｎＰ層のエッチング量はきわめて少なく、エッチ
ング量を制御性よくコントロールすることが可能である
ため、ＩｎＰ層１６とＩｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ層
１７，１５とのエッチングによる段差を無視できる程度
にエッチングを停止させることができ、メサ構造の側面
に顕著な段差が形成されることはない。
ｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ層の，Ａｓ成分が脱離して
組成変化や結晶性の劣化が生じた部分は、ＩｎＰ層１６
と略同じエッチング速度でエッチングされる。また、ｎ
−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１３，ＩｎＧａＡｓ吸収層１
４，ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１５およびｐ−ＩｎＧ
ａＡｓキャップ層１７（ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ
層のＡｓ成分の脱離が起こっていない部分）に関して
は、ＨＣｌガスによっては、ほとんどエッチングされな
いことが実験的に確認されている。しかし、上述のよう
に、ＩｎＰ層のエッチング量はきわめて少なく、エッチ
ング量を制御性よくコントロールすることが可能である
ため、ＩｎＰ層１６とＩｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ層
１７，１５とのエッチングによる段差を無視できる程度
にエッチングを停止させることができ、メサ構造の側面
に顕著な段差が形成されることはない。
【００３３】また、ＨＣｌガスによるエッチングによっ
て、Ｆｅ−ＩｎＰ層１９の再成長界面を清浄化すること
ができるという利点がある。すなわち、Ｆｅ−ＩｎＰ層
１９の再成長界面には、メサ構造を形成するためのウェ
ットエッチング等の前処理により、珪素（Ｓｉ），炭素
（Ｃ），酸素（Ｏ）などの不純物がパイルアップしてし
まうが、ＨＣｌガスによるエッチングにより、これらの
不純物をも低減できる。
て、Ｆｅ−ＩｎＰ層１９の再成長界面を清浄化すること
ができるという利点がある。すなわち、Ｆｅ−ＩｎＰ層
１９の再成長界面には、メサ構造を形成するためのウェ
ットエッチング等の前処理により、珪素（Ｓｉ），炭素
（Ｃ），酸素（Ｏ）などの不純物がパイルアップしてし
まうが、ＨＣｌガスによるエッチングにより、これらの
不純物をも低減できる。
【００３４】図３は、ＨＣｌガスによるエッチングによ
って不純物が除去されることを示しており、図３(a) は
エッチングをしない場合の不純物濃度，図３(b) はエッ
チングをした場合の不純物濃度の実験結果を示してい
る。この図から明らかなように、ＨＣｌガスによるエッ
チングを施すことによって不純物を低減することができ
る。
って不純物が除去されることを示しており、図３(a) は
エッチングをしない場合の不純物濃度，図３(b) はエッ
チングをした場合の不純物濃度の実験結果を示してい
る。この図から明らかなように、ＨＣｌガスによるエッ
チングを施すことによって不純物を低減することができ
る。
【００３５】続いて、図１(d) に示すように、ＨＣｌガ
スによるエッチング処理の後、ＭＯＣＶＤ反応炉内で、
Ｆｅ−ＩｎＰ層１９を再結晶成長させる。このＦｅ−Ｉ
ｎＰ層１９の層厚は、４μｍ，ドーズ量は、４×１０16
ｃｍ-3に設定することができる。
スによるエッチング処理の後、ＭＯＣＶＤ反応炉内で、
Ｆｅ−ＩｎＰ層１９を再結晶成長させる。このＦｅ−Ｉ
ｎＰ層１９の層厚は、４μｍ，ドーズ量は、４×１０16
ｃｍ-3に設定することができる。
【００３６】最後に、ＳｉＯ2 選択成長マスク１８を除
去し、表面および裏面に、それぞれｐ型およびｎ型電極
を形成する（図示せず）。以上により、導波路型フォト
ダイオードＰＤの製造が完了する。
去し、表面および裏面に、それぞれｐ型およびｎ型電極
を形成する（図示せず）。以上により、導波路型フォト
ダイオードＰＤの製造が完了する。
【００３７】なお、この導波路型フォトダイオードＰＤ
の動作について簡単に説明すると、まず、この導波路型
フォトダイオードＰＤには、予め逆バイアス方向に所定
の電界を印加しておく。そして、図１(d) を参照して、
紙面右側から入射された光は、ＩｎＧａＡｓ吸収層１４
で吸収され、それによって、ＩｎＧａＡｓ吸収層１４に
電子およびホールが発生する。この電子およびホール
は、上記予め印加された電界により瞬時に掃引される。
の動作について簡単に説明すると、まず、この導波路型
フォトダイオードＰＤには、予め逆バイアス方向に所定
の電界を印加しておく。そして、図１(d) を参照して、
紙面右側から入射された光は、ＩｎＧａＡｓ吸収層１４
で吸収され、それによって、ＩｎＧａＡｓ吸収層１４に
電子およびホールが発生する。この電子およびホール
は、上記予め印加された電界により瞬時に掃引される。
【００３８】本実施の形態に係る導波路型フォトダイオ
ードＰＤの製造方法によれば、メサ構造を形成した後、
露出したＩｎＧａＡｓ光吸収層１４の側面を予めＨＣｌ
ガスでエッチング処理してからＦｅ−ＩｎＰ層１９を再
成長させるから、６２５℃の雰囲気温度下で劣化したＩ
ｎＧａＡｓ光吸収層１４の部分および再成長界面にパイ
ルアップした不純物を取り除いた上で、Ｆｅ−ＩｎＰ層
１９を再成長させることができる。
ードＰＤの製造方法によれば、メサ構造を形成した後、
露出したＩｎＧａＡｓ光吸収層１４の側面を予めＨＣｌ
ガスでエッチング処理してからＦｅ−ＩｎＰ層１９を再
成長させるから、６２５℃の雰囲気温度下で劣化したＩ
ｎＧａＡｓ光吸収層１４の部分および再成長界面にパイ
ルアップした不純物を取り除いた上で、Ｆｅ−ＩｎＰ層
１９を再成長させることができる。
【００３９】つまり、Ｆｅ−ＩｎＰ層１９の結晶成長を
行う直前に、Ｆｅ−ＩｎＰ層１９の再成長界面を清浄化
し、ＩｎＧａＡｓ光吸収層１４を良好な状態にするの
で、導波路型フォトダイオードＰＤの完成品において暗
電流を低下させることができ、品質を向上させることが
できる。
行う直前に、Ｆｅ−ＩｎＰ層１９の再成長界面を清浄化
し、ＩｎＧａＡｓ光吸収層１４を良好な状態にするの
で、導波路型フォトダイオードＰＤの完成品において暗
電流を低下させることができ、品質を向上させることが
できる。
【００４０】なお、本実施の形態では、ＩｎＧａＡｓ光
吸収層１４の側面のエッチングにＨＣｌガスを用いた
が、これに限らず、たとえば、四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）
や塩化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）等の塩素（Ｃｌ）を含むガ
スであれば他のものでも良い。また、ＨＣｌガスによる
エッチング処理の温度は、本実施の形態では６２５℃に
設定したが、３００℃以上７５０℃以下の範囲で設定す
ることが可能である。
吸収層１４の側面のエッチングにＨＣｌガスを用いた
が、これに限らず、たとえば、四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）
や塩化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）等の塩素（Ｃｌ）を含むガ
スであれば他のものでも良い。また、ＨＣｌガスによる
エッチング処理の温度は、本実施の形態では６２５℃に
設定したが、３００℃以上７５０℃以下の範囲で設定す
ることが可能である。
【００４１】実施の形態２．次に、本発明の実施の形態
２について説明する。図４は、本発明の実施の形態２に
係る半導体レーザＬＤの製造方法を示す模式図である。
ウェットエッチングにより形成したメサ構造を有する半
導体レーザの製造方法においても、メサ構造を形成する
ときにＩｎＧａＡｓＰ活性層の側面が露出することか
ら、電流ブロック層の埋め込み成長を行うときに、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層からＡｓ成分の脱離が起こり、導波路
型フォトダイオードの製造の場合と同様の問題が生じ
る。
２について説明する。図４は、本発明の実施の形態２に
係る半導体レーザＬＤの製造方法を示す模式図である。
ウェットエッチングにより形成したメサ構造を有する半
導体レーザの製造方法においても、メサ構造を形成する
ときにＩｎＧａＡｓＰ活性層の側面が露出することか
ら、電流ブロック層の埋め込み成長を行うときに、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層からＡｓ成分の脱離が起こり、導波路
型フォトダイオードの製造の場合と同様の問題が生じ
る。
【００４２】そこで、本実施の形態では、半導体レーザ
の製造においても、ＩｎＧａＡｓＰ活性層の組成変化お
よび結晶性の劣化を防止して、半導体レーザの品質の向
上を図ることができる製造方法を示す。
の製造においても、ＩｎＧａＡｓＰ活性層の組成変化お
よび結晶性の劣化を防止して、半導体レーザの品質の向
上を図ることができる製造方法を示す。
【００４３】本実施の形態に係る半導体レーザＬＤの製
造方法の特徴とするところは、電流ブロック層２７，２
８（図４(d) 参照）の埋め込み成長を行う前に、結晶性
が劣化すると共に不純物がパイルアップした再成長界面
をＨＣｌガスによるプリエッチングによって取り除く工
程を含んでいる点である。以下、製造方法について詳し
く説明する。
造方法の特徴とするところは、電流ブロック層２７，２
８（図４(d) 参照）の埋め込み成長を行う前に、結晶性
が劣化すると共に不純物がパイルアップした再成長界面
をＨＣｌガスによるプリエッチングによって取り除く工
程を含んでいる点である。以下、製造方法について詳し
く説明する。
【００４４】まず、図４(a) に示すように、ｐ型ＩｎＰ
ウェハ（面方位：（００１））２１上に、ｐ−ＩｎＰバ
ッファ層２２，１．３μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３
およびｎ−ＩｎＰクラッド層２４を順次形成する。これ
により、いわゆるダブルヘテロ成長ウェハが形成され
る。これら各層を成長させる方法としては、本実施形態
においてもＭＯＣＶＤ法を採用することができるが、同
様に結晶成長させることができるのであれば、他の既知
の方法を採用することができる。
ウェハ（面方位：（００１））２１上に、ｐ−ＩｎＰバ
ッファ層２２，１．３μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３
およびｎ−ＩｎＰクラッド層２４を順次形成する。これ
により、いわゆるダブルヘテロ成長ウェハが形成され
る。これら各層を成長させる方法としては、本実施形態
においてもＭＯＣＶＤ法を採用することができるが、同
様に結晶成長させることができるのであれば、他の既知
の方法を採用することができる。
【００４５】各層の層厚およびドーズ量は、ｐ−ＩｎＰ
バッファ層２２については、層厚が１．８μｍ，ドーズ
量が１×１０18ｃｍ-3である。他の層については、１．
３μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３が（０．１μｍ，ア
ンドープ），ｎ−ＩｎＰクラッド層２４が（０．７μ
ｍ、１×１０18ｃｍ-3）に設定されている。なお、図４
は模式図であって簡略化されているから、図に表されて
いる各層の層厚と実際の層厚との関係は整合していな
い。
バッファ層２２については、層厚が１．８μｍ，ドーズ
量が１×１０18ｃｍ-3である。他の層については、１．
３μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３が（０．１μｍ，ア
ンドープ），ｎ−ＩｎＰクラッド層２４が（０．７μ
ｍ、１×１０18ｃｍ-3）に設定されている。なお、図４
は模式図であって簡略化されているから、図に表されて
いる各層の層厚と実際の層厚との関係は整合していな
い。
【００４６】次に、〔１１０〕の方向にＳｉＯ2 からな
る選択成長マスク２５を形成する。この選択成長マスク
２５の幅寸法（紙面に垂直な方向の寸法）は、１．５μ
ｍに設定することができる。
る選択成長マスク２５を形成する。この選択成長マスク
２５の幅寸法（紙面に垂直な方向の寸法）は、１．５μ
ｍに設定することができる。
【００４７】続いて、この選択成長マスク２５をマスク
として、ＨＢｒなどのエッチング液を用いてウェットエ
ッチングを施す。これにより、図４(b) に示すように、
〔１１０〕の方向にメサ構造が形成される。メサ構造の
高さ寸法は、２．５μｍなどに設定することができる。
として、ＨＢｒなどのエッチング液を用いてウェットエ
ッチングを施す。これにより、図４(b) に示すように、
〔１１０〕の方向にメサ構造が形成される。メサ構造の
高さ寸法は、２．５μｍなどに設定することができる。
【００４８】次に、電流ブロック層２７，２８（図４
(d) 参照）を形成する。具体的には、まず、ＭＯＣＶＤ
反応炉内をＰＨ3 雰囲気に形成する。そして、ＭＯＣＶ
Ｄ反応炉内の温度を６２５℃まで昇温する。この温度
は、電流ブロック層２７，２８（図４(d) 参照）を成長
させるための温度である。
(d) 参照）を形成する。具体的には、まず、ＭＯＣＶＤ
反応炉内をＰＨ3 雰囲気に形成する。そして、ＭＯＣＶ
Ｄ反応炉内の温度を６２５℃まで昇温する。この温度
は、電流ブロック層２７，２８（図４(d) 参照）を成長
させるための温度である。
【００４９】このとき、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３の側
面（メサ構造部分に露出する面）が露出しているから、
６２５℃の雰囲気温度下では、当該側面からＡｓ成分の
脱離が起こる。その結果、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３組
成変化や結晶性の劣化が生じる。
面（メサ構造部分に露出する面）が露出しているから、
６２５℃の雰囲気温度下では、当該側面からＡｓ成分の
脱離が起こる。その結果、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３組
成変化や結晶性の劣化が生じる。
【００５０】そこで、続いて次のような処理を施す。す
なわち、ＨＣｌガスをＭＯＣＶＤ反応炉内に流し、その
状態（６２５℃の雰囲気温度）で５分間保持する。この
ＨＣｌガスは、たとえば、Ｈ2 により０．５％に希釈さ
れたものを使用することができ、その流量は、５０ｃｃ
／ｍｉｎに設定する。これにより、図１(c) に示すよう
に、メサ構造の側面を０．１μｍ程度エッチングする
（点線と実線とに囲まれた部分）。
なわち、ＨＣｌガスをＭＯＣＶＤ反応炉内に流し、その
状態（６２５℃の雰囲気温度）で５分間保持する。この
ＨＣｌガスは、たとえば、Ｈ2 により０．５％に希釈さ
れたものを使用することができ、その流量は、５０ｃｃ
／ｍｉｎに設定する。これにより、図１(c) に示すよう
に、メサ構造の側面を０．１μｍ程度エッチングする
（点線と実線とに囲まれた部分）。
【００５１】ここで、ＨＣｌガスによりエッチングを行
ったときのメサ形状の変化について説明する。このＨＣ
ｌガスによるエッチング処理によって、ｐ型ＩｎＰウェ
ハ２１，ｐ−ＩｎＰバッファ層２２，１．３μｍ帯Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層２３およびｎ−ＩｎＰクラッド層２４
がエッチングされる。
ったときのメサ形状の変化について説明する。このＨＣ
ｌガスによるエッチング処理によって、ｐ型ＩｎＰウェ
ハ２１，ｐ−ＩｎＰバッファ層２２，１．３μｍ帯Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層２３およびｎ−ＩｎＰクラッド層２４
がエッチングされる。
【００５２】まず、ｐ型ＩｎＰウェハ２１，ｐ−ＩｎＰ
バッファ層２２およびｎ−ＩｎＰクラッド層２４（Ｉｎ
Ｐ層）に関しては、ＨＣｌガスによりエッチングするこ
とにより、メサ構造の側面のうち、面方位が（１／１
０）である面の近傍がエッチングされる。これに対し
て、面方位が（００１）である面の近傍であるメサ構造
の底面部分は、ほとんどエッチングされない。これによ
り、メサ構造の側面のみを選択的にエッチングすること
ができる。
バッファ層２２およびｎ−ＩｎＰクラッド層２４（Ｉｎ
Ｐ層）に関しては、ＨＣｌガスによりエッチングするこ
とにより、メサ構造の側面のうち、面方位が（１／１
０）である面の近傍がエッチングされる。これに対し
て、面方位が（００１）である面の近傍であるメサ構造
の底面部分は、ほとんどエッチングされない。これによ
り、メサ構造の側面のみを選択的にエッチングすること
ができる。
【００５３】このときのエッチング速度は、ＭＯＣＶＤ
反応炉温度が６２５℃，ＨＣｌ（Ｈ2 希釈０．５％）流
量が５０ｃｃ／ｍｉｎの場合では、約０．０２μｍ／ｍ
ｉｎである。また、ＨＣｌ（Ｈ2 希釈０．５％）流量を
１００ｃｃ／ｍｉｎとすれば、エッチング速度は、約
０．０４μｍ／ｍｉｎである。本実施の形態では、エッ
チング速度が約０．０２μｍ／ｍｉｎであるから、面方
位が（１／１０）の面の近傍を制御性よくエッチングす
ることができるという利点がある。
反応炉温度が６２５℃，ＨＣｌ（Ｈ2 希釈０．５％）流
量が５０ｃｃ／ｍｉｎの場合では、約０．０２μｍ／ｍ
ｉｎである。また、ＨＣｌ（Ｈ2 希釈０．５％）流量を
１００ｃｃ／ｍｉｎとすれば、エッチング速度は、約
０．０４μｍ／ｍｉｎである。本実施の形態では、エッ
チング速度が約０．０２μｍ／ｍｉｎであるから、面方
位が（１／１０）の面の近傍を制御性よくエッチングす
ることができるという利点がある。
【００５４】ここで、ＰＨ3 雰囲気中で昇温した際、Ｉ
ｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ層の，Ａｓ成分が脱離して
組成変化や結晶性の劣化が生じた部分には、ＩｎＰ層１
６と略同じエッチング速度でエッチングされる。また、
１．３μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３に関して
は、ＨＣｌガスによっては、ほとんどエッチングされな
いことが実験的に確認されている。しかし、上述のよう
に、ＩｎＰ層のエッチング量はきわめて少なく、エッチ
ング量を制御性よくコントロールすることが可能である
ため、ＩｎＰ層２２，２４とＩｎＧａＡｓＰ活性層２３
とのエッチングによる段差を無視できる程度にエッチン
グを停止させることができ、メサ構造の側面に顕著な段
差が形成されることはない。
ｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ層の，Ａｓ成分が脱離して
組成変化や結晶性の劣化が生じた部分には、ＩｎＰ層１
６と略同じエッチング速度でエッチングされる。また、
１．３μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３に関して
は、ＨＣｌガスによっては、ほとんどエッチングされな
いことが実験的に確認されている。しかし、上述のよう
に、ＩｎＰ層のエッチング量はきわめて少なく、エッチ
ング量を制御性よくコントロールすることが可能である
ため、ＩｎＰ層２２，２４とＩｎＧａＡｓＰ活性層２３
とのエッチングによる段差を無視できる程度にエッチン
グを停止させることができ、メサ構造の側面に顕著な段
差が形成されることはない。
【００５５】また、ＨＣｌガスによるエッチングによっ
て、電流ブロック層２７，２８の再成長界面を清浄化す
ることができるという利点がある。すなわち、電流ブロ
ック層２７，２８の再成長界面には、メサ構造を形成す
るためのウェットエッチング等の前処理により、珪素
（Ｓｉ），炭素（Ｃ），酸素（Ｏ）などの不純物がパイ
ルアップしてしまうが、ＨＣｌガスによるエッチングに
より、これらの不純物をも低減できる。
て、電流ブロック層２７，２８の再成長界面を清浄化す
ることができるという利点がある。すなわち、電流ブロ
ック層２７，２８の再成長界面には、メサ構造を形成す
るためのウェットエッチング等の前処理により、珪素
（Ｓｉ），炭素（Ｃ），酸素（Ｏ）などの不純物がパイ
ルアップしてしまうが、ＨＣｌガスによるエッチングに
より、これらの不純物をも低減できる。
【００５６】その後、図４(d) に示すように、ＭＯＣＶ
Ｄ反応炉内で，ｐ−ＩｎＰ埋め込み層２６，ｎ−ＩｎＰ
電流ブロック層２７およびｐ−ＩｎＰ電流ブロック２８
を順次結晶成長させる。ｐ−ＩｎＰ埋め込み層２６の層
厚およびドーズ量は、（０．７μｍ，８×１０17ｃ
ｍ-3）であり、その他の層については、ｎ−ＩｎＰ電流
ブロック層２７が（０．８μｍ，７×１０18ｃｍ-3），
ｐ−ＩｎＰ電流ブロック２８が（１．０μｍ，８×１０
17ｃｍ-3）である。ここで、ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層
２７は、成長停止面である（１１１）Ｂ面が形成される
ことにより、ｎ−ＩｎＰクラッド層２４と接触すること
はない。
Ｄ反応炉内で，ｐ−ＩｎＰ埋め込み層２６，ｎ−ＩｎＰ
電流ブロック層２７およびｐ−ＩｎＰ電流ブロック２８
を順次結晶成長させる。ｐ−ＩｎＰ埋め込み層２６の層
厚およびドーズ量は、（０．７μｍ，８×１０17ｃ
ｍ-3）であり、その他の層については、ｎ−ＩｎＰ電流
ブロック層２７が（０．８μｍ，７×１０18ｃｍ-3），
ｐ−ＩｎＰ電流ブロック２８が（１．０μｍ，８×１０
17ｃｍ-3）である。ここで、ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層
２７は、成長停止面である（１１１）Ｂ面が形成される
ことにより、ｎ−ＩｎＰクラッド層２４と接触すること
はない。
【００５７】さらに、図４(e) に示すように、選択成長
マスク２５を除去した後、ｎ−ＩｎＰクラッド層２９お
よびｎ−ＩｎＰコンタクト層３０を順次結晶成長させ
る。この結晶成長方法は、たとえば、ＭＯＣＶＤ法を採
用することができる。各層の層厚およびドーズ量は、ｎ
−ＩｎＰクラッド層２９が（１．５μｍ，１×１０18ｃ
ｍ-3），ｎ−ＩｎＰコンタクト層３０が（０．５μｍ，
７×１０18ｃｍ-3）である。その後、上下面にそれぞれ
電極を形成し（図示せず）、前面および後面を劈開，コ
ーティングすることにより半導体レーザＬＤの製造が完
了する。
マスク２５を除去した後、ｎ−ＩｎＰクラッド層２９お
よびｎ−ＩｎＰコンタクト層３０を順次結晶成長させ
る。この結晶成長方法は、たとえば、ＭＯＣＶＤ法を採
用することができる。各層の層厚およびドーズ量は、ｎ
−ＩｎＰクラッド層２９が（１．５μｍ，１×１０18ｃ
ｍ-3），ｎ−ＩｎＰコンタクト層３０が（０．５μｍ，
７×１０18ｃｍ-3）である。その後、上下面にそれぞれ
電極を形成し（図示せず）、前面および後面を劈開，コ
ーティングすることにより半導体レーザＬＤの製造が完
了する。
【００５８】本実施の形態に係る半導体レーザＬＤの製
造方法によれば、メサ構造を形成した後、露出した１．
３μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３の側面を予めＨＣｌ
ガスでエッチング処理してから電流ブロック層２６，２
７，２８を再成長させるから、６２５℃の雰囲気温度下
で劣化したＩｎＧａＡｓＰ活性層２３の部分および再成
長界面にパイルアップした不純物を取り除いた上で、電
流ブロック層２７，２８を再成長させることができる。
造方法によれば、メサ構造を形成した後、露出した１．
３μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３の側面を予めＨＣｌ
ガスでエッチング処理してから電流ブロック層２６，２
７，２８を再成長させるから、６２５℃の雰囲気温度下
で劣化したＩｎＧａＡｓＰ活性層２３の部分および再成
長界面にパイルアップした不純物を取り除いた上で、電
流ブロック層２７，２８を再成長させることができる。
【００５９】つまり、電流ブロック層２６，２７，２８
の結晶成長を行う直前に、電流ブロック層２６，２７，
２８の再成長界面を清浄化し、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２
３を良好な状態にするので、半導体レーザＬＤの完成品
において暗電流を低下させ、しきい値電流と効率を向上
させることができる。図５は、ＨＣｌガスによるエッチ
ング処理の有無による半導体レーザのしきい値電流と効
率の変化を示している。同図から明らかなように、ＨＣ
ｌガスによるエッチングを施すことによって、しきい値
電流を低減させると共に効率を向上させることができ
る。
の結晶成長を行う直前に、電流ブロック層２６，２７，
２８の再成長界面を清浄化し、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２
３を良好な状態にするので、半導体レーザＬＤの完成品
において暗電流を低下させ、しきい値電流と効率を向上
させることができる。図５は、ＨＣｌガスによるエッチ
ング処理の有無による半導体レーザのしきい値電流と効
率の変化を示している。同図から明らかなように、ＨＣ
ｌガスによるエッチングを施すことによって、しきい値
電流を低減させると共に効率を向上させることができ
る。
【００６０】なお、本実施の形態では、１．３μｍ帯Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層２３の側面のエッチングにＨＣｌガ
スを用いたが、これに限らず、たとえば、四塩化炭素
（ＣＣｌ4 ）や塩化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）等の塩素（Ｃ
ｌ）を含むガスであれば他のものでも良い。
ｎＧａＡｓＰ活性層２３の側面のエッチングにＨＣｌガ
スを用いたが、これに限らず、たとえば、四塩化炭素
（ＣＣｌ4 ）や塩化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）等の塩素（Ｃ
ｌ）を含むガスであれば他のものでも良い。
【００６１】また、ＨＣｌガスによるエッチング処理の
温度は、本実施の形態では実施の形態１と同様に６２５
℃に設定したが、３００℃以上７５０℃以下の範囲で設
定することが可能である。
温度は、本実施の形態では実施の形態１と同様に６２５
℃に設定したが、３００℃以上７５０℃以下の範囲で設
定することが可能である。
【００６２】
【発明の効果】請求項１ないし３のいずれかに係る発明
によれば、ウェットエッチングにより、メサ構造を形成
した後、当該メサ構造を塩素を含むガス雰囲気中で所定
時間保持する。これにより、次の作用を奏する。
によれば、ウェットエッチングにより、メサ構造を形成
した後、当該メサ構造を塩素を含むガス雰囲気中で所定
時間保持する。これにより、次の作用を奏する。
【００６３】すなわち、ウェットエッチングによりメサ
構造を形成した後、所定の埋込層を形成するために所定
の雰囲気温度にする必要があるが、この雰囲気温度は通
常高温であり、そのため、メサ構造部分に露出する面か
らＡｓ成分の脱離が起こり、その結果、Ａｓを含むIII
−Ｖ族化合物半導体層（ＩｎＧａＡｓ層等）の組成変化
や結晶性の劣化が生じる。しかし、このメサ構造を塩素
を含むガス雰囲気中で所定時間保持することにより、劣
化した部分を除去し、界面に付着した不純物をも同時に
取り除く、即ちメサ構造の側面を清浄化することができ
る。
構造を形成した後、所定の埋込層を形成するために所定
の雰囲気温度にする必要があるが、この雰囲気温度は通
常高温であり、そのため、メサ構造部分に露出する面か
らＡｓ成分の脱離が起こり、その結果、Ａｓを含むIII
−Ｖ族化合物半導体層（ＩｎＧａＡｓ層等）の組成変化
や結晶性の劣化が生じる。しかし、このメサ構造を塩素
を含むガス雰囲気中で所定時間保持することにより、劣
化した部分を除去し、界面に付着した不純物をも同時に
取り除く、即ちメサ構造の側面を清浄化することができ
る。
【００６４】これにより、光半導体装置の完成品におい
て、上記組成変化や結晶性の劣化に起因した暗電流を低
下させることができ、品質を向上させることができると
いう効果がある。
て、上記組成変化や結晶性の劣化に起因した暗電流を低
下させることができ、品質を向上させることができると
いう効果がある。
【００６５】請求項４に係る発明によれば、請求項１な
いし３のいずれかに係る発明と同様の作用効果を奏す
る。特に、本請求項に係る発明では、塩素を含むガスと
して、塩化水素（ＨＣｌ），四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）ま
たは塩化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）のいずれかを採用するこ
とができ、塩素を含むガス雰囲気中で所定時間保持する
という工程を簡単かつ安価に行うことができるという利
点がある。
いし３のいずれかに係る発明と同様の作用効果を奏す
る。特に、本請求項に係る発明では、塩素を含むガスと
して、塩化水素（ＨＣｌ），四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）ま
たは塩化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）のいずれかを採用するこ
とができ、塩素を含むガス雰囲気中で所定時間保持する
という工程を簡単かつ安価に行うことができるという利
点がある。
【００６６】請求項５に係る発明によれば、請求項１な
いし４のいずれかに係る発明と同様の作用効果を奏す
る。加えて、本請求項に係る発明では、塩素を含むガス
として、雰囲気中の濃度が１００ｐｐｍ以下に設定され
た塩化水素を採用し、しかも雰囲気温度が３００℃以上
７５０℃以下に設定するので、劣化した部分の清浄化速
度を抑えて、制御性よく清浄化工程を進めることができ
る。その結果、メサ構造の形状を良好な状態に保つこと
ができ、光半導体装置の品質を一層向上させることがで
きるという利点がある。
いし４のいずれかに係る発明と同様の作用効果を奏す
る。加えて、本請求項に係る発明では、塩素を含むガス
として、雰囲気中の濃度が１００ｐｐｍ以下に設定され
た塩化水素を採用し、しかも雰囲気温度が３００℃以上
７５０℃以下に設定するので、劣化した部分の清浄化速
度を抑えて、制御性よく清浄化工程を進めることができ
る。その結果、メサ構造の形状を良好な状態に保つこと
ができ、光半導体装置の品質を一層向上させることがで
きるという利点がある。
【図１】 本発明の実施の形態１に係る導波路型フォト
ダイオードの製造工程を(a) 〜(d) に順に示したもので
ある。
ダイオードの製造工程を(a) 〜(d) に順に示したもので
ある。
【図２】 導波路型フォトダイオードの製造工程におけ
るＳｉＯ2 選択成長マスクの形状を示す平面図である。
るＳｉＯ2 選択成長マスクの形状を示す平面図である。
【図３】 ＨＣｌガスエッチングによる不純物濃度の変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態２に係る半導体レーザの
製造工程を(a) 〜(e) に順に示したものである。
製造工程を(a) 〜(e) に順に示したものである。
【図５】 ＨＣｌガスエッチングによるしきい値電流と
効率の変化を示す図である。
効率の変化を示す図である。
【図６】 従来の導波路型フォトダイオードの製造工程
を(a) 〜(d) に順に示したものである。
を(a) 〜(d) に順に示したものである。
１１ ｎ型ＩｎＰ（００１）基板、１２ ｎ−ＩｎＰバ
ッファ層、１３ １．４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層、１４ ＩｎＧａＡｓ吸収層、１５ １．４μｍ帯
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層、１６ ｐ−ＩｎＰ層、１
７ ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層、１８ ＳｉＯ2 選択
成長マスク、１９ Ｆｅ−ＩｎＰ層、２１ ｐ型ＩｎＰ
（００１）基板、２２ ｐ−ＩｎＰバッファ層、２３
アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層、２４ ｎ−ＩｎＰク
ラッド層、２５ ＳｉＯ2 選択マスク、２６ ｐ−Ｉｎ
Ｐ埋込層、２７ ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層、２８ ｐ
−ＩｎＰ電流ブロック層、２９ ｎ−ＩｎＰクラッド
層、３０ ｎ−ＩｎＰコンタクト層。
ッファ層、１３ １．４μｍ帯ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層、１４ ＩｎＧａＡｓ吸収層、１５ １．４μｍ帯
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層、１６ ｐ−ＩｎＰ層、１
７ ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層、１８ ＳｉＯ2 選択
成長マスク、１９ Ｆｅ−ＩｎＰ層、２１ ｐ型ＩｎＰ
（００１）基板、２２ ｐ−ＩｎＰバッファ層、２３
アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層、２４ ｎ−ＩｎＰク
ラッド層、２５ ＳｉＯ2 選択マスク、２６ ｐ−Ｉｎ
Ｐ埋込層、２７ ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層、２８ ｐ
−ＩｎＰ電流ブロック層、２９ ｎ−ＩｎＰクラッド
層、３０ ｎ−ＩｎＰコンタクト層。
Claims (5)
- 【請求項１】 Ａｓを含むIII −Ｖ族化合物半導体層を
有するメサ構造をウェットエッチングにより形成し、当
該メサ構造の側部に所定の埋込層を形成した光半導体装
置の製造方法において、 上記メサ構造を形成した後、塩素を含むガス雰囲気中で
所定時間保持する工程を含むことを特徴とする光半導体
装置の製造方法。 - 【請求項２】 ＩｎＧａＡｓ層を含むメサ構造をウェッ
トエッチングにより形成し、当該メサ構造の側部に所定
の埋込層を形成した光半導体装置の製造方法において、 上記メサ構造を形成した後、塩素を含むガス雰囲気中で
所定時間保持する工程を含むことを特徴とする光半導体
装置の製造方法。 - 【請求項３】 ＩｎＧａＡｓＰ層を含むメサ構造をウェ
ットエッチングにより形成し、当該メサ構造の側部に所
定の電流ブロック層を形成する光半導体装置の製造方法
において、 上記メサ構造を形成した後、塩素を含むガス雰囲気中で
所定時間保持する工程を含むことを特徴とする光半導体
装置の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の光
半導体装置の製造方法において、 上記塩素を含むガスは、塩化水素（ＨＣｌ），四塩化炭
素（ＣＣｌ4 ）または塩化メチル（ＣＨ3 Ｃｌ）のいず
れか一のガスであることを特徴とする光半導体装置の製
造方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の光
半導体装置の製造方法において、 上記塩素を含むガスは、雰囲気中の濃度が１００ｐｐｍ
以下に設定された塩化水素（ＨＣｌ）であり、且つ雰囲
気温度が３００℃以上７５０℃以下に設定されているこ
とを特徴とする光半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10056446A JPH11261100A (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 光半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10056446A JPH11261100A (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 光半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11261100A true JPH11261100A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13027331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10056446A Pending JPH11261100A (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 光半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11261100A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6737718B2 (en) | 2000-10-30 | 2004-05-18 | Nec Corporation | Semiconductor photodetector |
| JP2006066488A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光素子およびその製造方法 |
| JP2008053630A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| JP2008085180A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子を作製する方法 |
| WO2020090078A1 (ja) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置、および光半導体装置の製造方法 |
| CN111541149A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-14 | 陕西源杰半导体技术有限公司 | 一种10g抗反射激光器及其制备工艺 |
-
1998
- 1998-03-09 JP JP10056446A patent/JPH11261100A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6737718B2 (en) | 2000-10-30 | 2004-05-18 | Nec Corporation | Semiconductor photodetector |
| JP2006066488A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光素子およびその製造方法 |
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| JP2008085180A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子を作製する方法 |
| WO2020090078A1 (ja) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置、および光半導体装置の製造方法 |
| JPWO2020090078A1 (ja) * | 2018-11-01 | 2021-09-02 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置、および光半導体装置の製造方法 |
| CN111541149A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-14 | 陕西源杰半导体技术有限公司 | 一种10g抗反射激光器及其制备工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060912 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061010 |
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|
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