JPS58501014A - ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰヘテロ構造中の光学的平担面の選択性エツチング法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰへテロ構造中の光学的平坦面の選択性エツチング法 技術分野 本発明は多層ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰデバイスの所望の結晶面上に、光学的に平 坦な小面を化学的にエツチングする方法に係る。

本発明の背景 一般に、レーザーのような光電子デバイスは、所望の結晶方向に沿って製作され る。そのようなデバイスの小鏡面は、所望の方向に垂直に形成され、デバイスの 側壁はその方向に平行に形成される。また、少くともその小鏡面は光学的な平坦 さを示すことが望ましい。

光学的に平坦な小鏡面は人手によるへき開か、エツチングによシ生成される。人 手によるべき開は高品質の小鏡面を生じるが、この技術は生産性が低い。

エツチング方法は湿式と乾式の両方を含む。湿式の化学エツチング技術は一般に マスクアンダーカットを生じ、それによシ所望の平坦さが得られない。湿式化学 エツチング技術の例は、以下の文献で述べられている。ケイ・アイガ他（Ｋ、　 Ｉｇａ　ｅｔａｌ　）、−“化学的にエッチした小面を有するＧａＩｎＡｓＰ／ ＩｎＰ　Ｄ　Ｈレーザー”アイ　イイイ　ジャーナル　オブ　クラオンタム　エ レクトロニクス（ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔ ｒｏｎｉｃｓ　）、Ｑ　Ｅ　−１６，１０４４頁（１９８０）、（溶液はＨα： 　ＣＨ３ＣＯ０Ｈ：　Ｈ２０□−（１：２：１））；ビーディ　ライト他（Ｐ、 　Ｄ、Ｗｒｉｇｈｔ　ｅｔａｌ　）、“エッチされた反射板を有するＩｎＧａＡ ｓｐダブルへテロ構造レーザー（λ＝１．３μｍ　）　Ｉ＋７プライド　フィジ ックス　レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　）第３ ６巻１５１８頁（１９８０）、（溶液はＢｒ　：　ＣＨ３０Ｈ）　：　Ｓ、Ａｒ ａｉら“新しい１．６μｍ波長Ｇａ１ｎＡｓＰ／ＩｎＰ埋め込みへテロ構ＣＨ３ ０Ｈの後４Ｈα−Ｈ２０による連続プロセス）。

乾式化学エツチング技術には、反応性イオンエツチング、反応性イオンビームエ ツチング及びプラズマエツチングが含まれる。上で述べたそれぞれについての説 明は、以下のものをそれぞれ参照のこと。アール　イー　ホワード他（Ｒ，Ｅ、 　Ｈｏｗａｒｄ　ｅｔａｌ　）、　”　［７−Ｖ化合物の反応性イオンエツチン グ゛集積及び導波光学に関するトビカル：ニューヨーク１９８０）ＷＡ−２；エ ム　エイ　ボッシュ（Ｍ、　Ａ、　Ｂｏｓｃｈ　ｅｔａｌ　）　”　Ｃ７１２に よるＩｎＰの反応性イオンビームエツチング゛アプライドフィジックス　レター ズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　）　、第３８巻、２６ ４頁（１９８０）；及びアール　エッチ　バートン（Ｒ，Ｈ。

Ｂｕｒｔｏｎ　ｅｔａｌ　）　”　ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ発光ダイオードのプ ラス反応性イオンエツチングには湿式化学エツチング方法のある程度の問題がな く、ヘテロ構造中に溝を作るのに有用である。この型のエツチングは単一工程の プロセスに効果的であり、はぼ平坦であるが“オーバーカット”された小面が生 じる。すなわち、溝の斜面を形成する小面は、相互に溝の最上部から底部へ向う 。これらの小面は再現性があるが、それらはある種の、用途に必要な光学的に平 坦な鏡面品質を欠く。同様に、他の乾式エツチング技術は導波路側壁及び形状分 離に用いるのに十分な小面を生成するが、光電子及び集積光デバイスに必要な光 学的に平坦な鏡面性を欠く。

本−発明の要約 半導体基体の与えられた表面を、以下のように処理することにより、多層半導体 へテロ構造基体上に、光学的に平坦な小鏡面が生成される。すなわち、半導体基 体のすべての層にまたがる結晶表面を、与えられた表面に対しあらかじめ選択さ れた傾きで露出させ、次に露出された結晶表面をＨαに接触させ、所望の結晶面 を、半導体へテロ構造基体の光学的に平坦な小競面として露出させる。

図面の簡単な説明 第１図はストライプ−マスクを有する多層半導体へテロ構造基体の一部を示す図 、 第２及び３図は本発明を実施する第１のエツチング法の例における一連の工程を 経た後の第１図の半導体基体の構造変化を示す図、 第４．５．６及び７図は本発明を実施する第２のエツチング法の例における一連 の４工程のそれぞれを経た後の第１図の半導体基体の構造変化を示す図、第８． ９．１０及び１１図は本発明を実施する第３のエツチング法の例における一連の ４工程のそれぞれを経た後の第１図の半導体基体の構造変化を示す図、第１２図 は第１図とは異なる方向のストライプ−マスクを有する多層半導体へテロ構造基 体の一部を示す図、及び 第１３．１４及び１５図は本発明を実施する第４のエツチング法の例における一 連の３工程のそれぞれを経た後の第１２図の半導体基体の構造変化を示す図であ る。

詳細な記述 光電子及び集積光デバイスを、ある種の所望の結晶方向に成長させる。■−ｖ族 半導体へテロ構造レーザー及び１００基板上のＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰから成る 同様のものの場合、レーザー軸として望ましい方向はく０１〒〉である。

従って、０１丁結晶面上に光学的に平坦な鏡面状の小面を生成することが必要で ある。なぜならば、この面はく０１工〉方向及びヘテロ構造基板の１００面に直 角（垂直）だからである。

第１図は１００結晶面上にマスク１を有する多層１ｎＧａＡ　ｓ　ｐ／Ｉ　ｎ　 Ｐヘテロ構造基体を示す。また、他の図面と同様第１図には、半導体基体の３次 元方向を示す一組の基本格子ベクトルが含まれている。

第１図の半導体へテロ構造は、マスク層１、ｐ　形キャップ層２、ｐ形上部クラ ッド層３、ｎ形又はアンドープ活性層４、ｎ彫工部クラッド層５及びｎ形基板６ から成る。各ｐ層がｎ層に、各ｎ層がｐ層になるように、各層の伝導形を逆転さ せることができる。ここで述べる例の場合、キャップ層２は約３０００−５００ ０オングストロームの厚さで、クラッド層３及び５は約１．５−２μｍの厚さで 、活性層４は約１０００−３０００オングストロームの厚さ、基板６は約７５− １００μｍの厚さである。

ヘテロ構造用の半導体材料は、ｍ−ｖ族化合物のグループから選択される。具体 的には二元の■−Ｖ族化合物ＩｎＰがクラッド層３及び５、基板６として用いら れる。

四元■−■化合物Ｉｎ　Ｇａ　Ａｓ　Ｐ　がキャップ層２及び１−ｙ　ｙ　ｘ　 １−ｘ 活性層４として用いられる。ここで、混晶組成Ｘ及びｙは特定の波長又はエネル ギー禁制帯及びヘテロ構造に適した格子定数を生じるように、選択される。Ｘ及 びｙを選択する方法についての説明については、アール、ムーン他（Ｒ，Ｍｏｏ ｎ　ｅｔａｌ　）　”混晶組成の関数としてのＧａ１ｎＡｓＰの禁制帯及び格子 定数“、チェー。エレクトロン　マテリアルス（Ｊ、　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、　Ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ　）、第３巻、６３５頁（１９７４）を参照のこと。以下の説 明では、組成比の例として１．３７１ｍ（（ｌ　９５　ｅＶ　）の波長を発生さ せるために、Ｘ−０５２及びｙ＝０．２２が選ばれる。本発明の方法はこれらの 比が１．１μｍないし１７μｍの範囲の波長を生成するために変えられる時、同 様に適用できることに注意すべきことは重要である。１．５μｍ以上の波長を生 成する組成比の場合、ヘテロ構造の液相エピタキシャル層中、層３及び４間に四 元のメルトバック防止層を成長させることが必要である。そのようなメルトバッ ク防止層が存在するためには、許容しうる結果を得るために、エツチング露出時 間に関して、本発明をわずかに修正することが必要である。

化学気相堆積又は同様のもののような適当な堆積プロセスによ、す、半導体基体 の１００面上にマスク層が堆積される。マスク層の例は、化学的に合成された窒 化シリコンである。マスク１は本質的に滑らかな端部を有するように、窒化シリ コンをフォトリソグラフィ及び乾式エツチングすることにより、形成される。マ スク１中のストライプ領域は、マスク１により被覆されるのとは反対に、表面１ ０が完全に露出されるように表面領域を保つ。

マスク１中のストライプは半導体へテロ構造基体の＜ｏｉｌ＞方向に沿って配置 される。この型のストライプマスクは半導体基体中に溝を生成するが、単一壁を 生成するよう罠すなわち半導体基体のマスクされない部分を実効的に分割するた めに、第１２図に示されるような他のマスクを用いることができる。

第２図は湿式化学エッチャントで基体を処理した後の、第１図の半導体基体の構 造的変化を示す。単一工程で第２図に示される構造変化を生成するために適した 湿式化学エッチャントは、ＨＣｌ：　ＨＮＯ３＝　（１’α）で、１〈αく５、 好ましくはαは３に等しい。エツチングプロセスは非等方的で、半導体基体の各 種層のそれぞれにおいて、０１１面に達した時、本質的に自然に停止する。この 面は１００面に垂直である。Ｈαと鼎０３の比率は、Ｈα：Ｔ（ＮＯ３エッチャ ントによシ露出されたヘテロ接合及び表面２０の界面において、段差状の不連続 が現われないように、厳密に選ぶ必要がある。実験によると、最適の比率より少 量のＨＮＯ，ｌの場合、四元層４は二元層３よりゆつ〈シエッチングされること が見出されている。これにより、層４及び５が層３の露出された端部を越えて溝 の中へ突き出るよう例い表面２０はエッチされた溝の方へ、外側へふみ出したよ うな形状となる。もし、ＨＮＯ３の量が最適比率を越えるｈらば、四元層４は層 ３よシ速く再、ツチされるため、反対の結果が現れる。すると、表面２０はエッ チされた溝から内部へふみ出し、層３は層４及び５の露出された端部を越えて、 溝中に突き出すようになる。

Ａの値を最適化することによシ、エツチング剤が二元層（層３．５及び６）と四 元層（層２及び４）の両方が、はぼ同じ速度で反応するようにすることが可能で ある。

従って、この最適化されたエツチング剤によシ露出された表面２０は、少くとも 層２．３及び４を通じて本質的に平坦である。

実際には、最適化はエツチングすべき、半導体基体の小試料を用いて行うことが できる。試料はエツチング剤に入れられ、αの値は最適値がみつかるまで、調整 される。

ある種の要因がαの値の選択に影響を与えるが、それらはたとえば混晶組成比Ｘ 及びｙ１ヘテロ構造中の各半導体層の厚さ、エツチング剤化学成分の古さ、強さ 及び濃さ、エツチング剤の温度である。

αの値が湿式化学エツチング剤ＨＣｌ：αＨＮＯ３に対し最適化されたと仮定す ると、露出された結晶表面２０は、１００面に対し本質的に垂直である。

実験実施上の一例において、上で規定された半導体へテロ構造基体は、Ｈα：　 ３　ＫＮＯ３の化学槽中に浸され、２２℃において約３０秒間攪拌される。この ように浸した後、脱イオン水で半導体基体からＨα：　３　ＨＮＯ３を洗い、表 面２０を露出することによシ、エツチングプロセスは停止される。しかし、表面 ２０は高いスポット及び一般に（１００）一方向に沿ったストリエーションのよ うな不規則な特性をもつ荒れた状態で、露出した結晶表面２０からこれらの不規 則性を除くために、研摩工程が必要である。

第３図は第２図の半導体基体が化学エツチング剤で研摩された後視れる構造の変 化を示す。この例において、研摩は露出した表面２０（第２図）を、半導体基体 の好ましい結晶面を露出するのに十分な時間、Ｈαに接触させる。Ｈαは材料選 択性であるとともに、エツチング剤として方向選択性（非等方性）である。、先 に述べたように、第２図の半導体基体はＨα槽中に浸され、攪拌される。研摩プ ロセスはエッチされた半導体基体を、脱イオン水中で洗うことによ゛り停止され る。−例において、濃Ｈαが２２℃の槽中で、約３秒の液浸時間又はエツチング 時間とともに用いられる。より稀薄々濃度のＩ（Ｑ！の場合、エツチング時間は 調整され、それに従い長くしなければならない。

第３図に示されるように、Ｈαエツチング剤により選択的に露出される結晶面は ０１王面で、表面２１と記されておＩ）、１００面に垂直である。表面２１は光 学的に平坦な小鏡面である。ＨαはＩｎＰ層すなわち層３及び５の０１〒結晶面 を選択的に露出するが、四元層すなわち層２及び４はエッチせず、エツチング（ 研摩）量は小さく、溝の壁の本質的に同一面にある関係を、そこなうことはない 。もし必要ならば、αの値は第１のエツチング工程中層２及び４のわずかなアン ダーカットを生ずるように選択でき、層３及び５の研摩により、その側壁を層２ 及び４の側壁と同一面になるように移動させる。しかし、一般にそのような微調 整は必要ではない。

エツチングプロセスにより生じた層５及び６中のくぼみ又は溝の低い部分におい て、表面２２と記された結晶面１１１はまた、研摩された小面として露出される 。表面２２は一般に１１１Ｂ結晶面とよばれ、その中には１１王、１王１．．１ １１及び不ｆｆ面が含まれる。添字ｒ　Ｂ　／はその特定の面かりん原子のみを 含み、りん原子が化学的に活性で、従って化学エツチング剤により除去できるこ とを意味する。同様に、以下で述べる１１１Ａ結晶面は１ｔｉＸ　ｉ１王、ｆｆ １及び１１１面を含む。

添字′Ａ′はその特定の面がインジウム原子のみを含み、それらは本質的に不活 性で、化学エツチング剤による除去に耐えることを意味する。

第４．５．６及び７図は第１図の半導体へテロ構造基体が一連のエツチングプロ セスておいて、エツチングされた後みられる構造変化を示す。第４ないし７図に 示される方法は連続エツチングとよばれる。なぜならば、露出された表面１０（ 第１図）直下の多層構造の各層が、順次エツチング除去される。すなわち、表面 １０直下のキャップ層２の一部分は、湿式又は乾式化学エツチング剤でエツチン グ除去され、クラッド層、３上の表面１２を露出する。好ましくは、用いられる 各エツチング剤（ｄ材料選択性である。すなわち、層２及び４又は層３及び５の いずれかは除去するが、両方は除去しないエツチング剤である。この利点（ｄそ れによりプロセスがよく制御できることである。たとえば、一つのエツチング工 程における仕上りの変化はほとんどなく、次の工程の仕上りに影響を与えないこ とである。

いくつかの湿式化学エツチング剤は層２及び４のような四元層を選択的にエツチ ングするのに有効であることが見出されている。いくつかの選択性エツチング剤 の例には、アール、ジエー、ネルソン他（Ｒ，Ｊ、　Ｎｅ１ｓｏｎ　ｅｔａｌ　 ）が“ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ　（λ−１３μｍ）ストライプ埋込みへテロ構造 レーザー”アプライド　フイシイクス　レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉ ｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　）、第３６巻、３５８頁（１９８０）に述べているよう なＨ２Ｓ６４　：　Ｈ２Ｏ２：　Ｈ２Ｏ−（１０：１：１）の溶液：ＡＢエッチ ャントすなわち、シイ−・エッチ・オルセン（Ｇ、　Ｈ，０１ｓｅｎ　ｅｔａｌ 　）により”　ｍ　−ｖ化合物界面用の普遍的スティン／エッチャント″ジャー ナル　オブ　アプライド　フイジイクス（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ 　Ｐｈｙｓｉｃｓ　）、第４５巻、第１１号、５１１２頁（１９７４）に述べら れているように、Ａ溶液が（４０，０づＨ２Ｏ＋０．３　ｊｉ　ＡｇＮＯ３＋４ ０．０　ｍｊ！、　ＨＦ　）で、Ｂ溶液が（４０，０ｇ、　ＣｒＯ３＋４０．　 Ｏｒｎｌ！　Ｈ２Ｏ）でありＡ：Ｂ＝（１：１）であるエツチング剤；あるいは ＫＯＨ：　Ｋ３Ｆｅ　（ＣＮ）６：Ｈ２Ｏの溶液がある。四元層に対するエツチ ング時間は、四元層の厚さ、温度、四元層の混晶組成比Ｘ及びｙに従い変化する 。層２の厚さが３０００オングストローム（λ＝１．３μｍ）で温度２２℃の場 合、おおよそ以下のエツチング時間により、第４及び６図に示される結果が得ら れる。ＡＢエッチャントの場合、約１５秒、ＫＯＨ：に３Ｆｅ　（ＣＮ）ｓ　二 ＨｚＯ工゛ゾチでは約８秒である。このエツチング工程は脱イオン水中でエッチ された半導体基体を洗うことにより、停止される。

第５図はＩｎＰ選択エツチング後の第４図中の半導体基体の構造変化を示す。こ のエツチング工程の場合、Ｈαは表面１２（第４図）下の層３の一部を切りとり 、それにより四元層４上の表面１３を露出させるのに適したエツチング剤である 。このエツチングは表面１３において自動的に反応を停止する。ＩｎＰ層の厚さ が約１．５μｍの時、濃Ｈαの場合エツチング時間の例は約４５秒で、第５及び ７図の両方に示される結果が生じる。第５図に示されるようなこのエツチング工 程の後、層３のエッチされた露出壁は結晶学的な滑らかさを示すことに気づくの は重要である。

第５図に示される基体が層５上の表面を露出するのに十分な時間、表面１３直下 の四元層４を選択エッチするために、湿式又は乾式化学エツチング剤に接触した 後の、半導体へテロ構造基体の構造変化を示す。また、結晶表面２０はマスク１ 及び表面１０を含む表面に対し、あらかじめ決められた（たとえば垂直）傾斜で 、露出される。

この工程で用いられるエツチングプロセス及びエツチング剤は、第４図に関連し て上で述べた。

第７図は連続エッチング工程罠より生じる全ての構造変化の完成した状態を示す 。再びＩｎＰ選択エツチング剤Ｈαが、半導体基体の露出した表面に接触するこ と知より、表面２１に光学的に平坦な小鏡面が生じる。具体的には、表面１４及 び結晶表面２０は上で述べたように、浸し、攪拌することにより、好ましい結晶 面を光学的に平坦な小鏡面として露出するのに十分な時間、溶液Ｈαに接触する 。この例の場合、表面２１においてｏ１〒結高結晶露出するために必要な濃ＨＣ ｌ槽中でのエツチング時間は、約２０秒である。上で述べたように、表面２２は また層５及び基板６から成るＩｎＰ材料を通して露出される。表面２２は１１１ Ｂ結晶面である。

先に述べたように、層２及び４に対し湿式又は乾式エツチングのいずれかを用い ることがで、きるが、乾式エツチングが一般によい。その理由は湿式エツチング に付随したアンダーカットの問題が避けられるからである。

第８．９．１０及び１１図は第１図の半導体へテロ構造をエツチングするだめの 別のプロセスを示す。

第８図圧おいて、半導体基体は表面１０　（ｉ１図）直下に溝、すなわちマスク １の隣接した部分間のマスクされないストライプ領域を有するように示されてい る。この溝は第２図に関連して述べた湿式又は乾式化学エツチング剤のいずれに より生じる。第８図は乾式エツチングプロセスを用いた結果を示し、溝の壁は一 般的に乾式エツチングプロセスとして知られる特性のように、相互にわずかに近 寄るようになる。寸だ、マスク１のアンダーカットは起らない。

第９図は第８図の半導体基体がＨαのようなＩｎＰ選択研摩エッチャント中に浸 された後の、層３及び５、基板６の構造変化を示す。層３及び５、基板６のエッ チされた表面は結晶学的に滑らかなように描かれている。この工程において、浸 しかつ攪拌することは、たとえば３秒間というようなわずかな時間しか必要とし ない。このよ脱イオン水中で洗浄する。

第９図に示された結果は、明瞭に示すために誇張しである。層４及び５は溝の側 壁の傾きにより、溝中にはきわめてわずかに突き出ているだけである。もし、こ のわずか々突き出しを除去することが必要ならば、第１０及び１１図に示される 残りの工程が、完全に平坦な表面を生成するために使用できる。

第１０図は第４図に関連して上で述べたような湿式又は乾式化学エツチング剤の ような四元材料選択エツチング剤で、第９図の半導体基体を処理した後の四元層 ２及び４の構造的変化を示す。上で述べた湿式化学エツチングの場合、室温でこ の工程を完了するのに必要なエツチング時間は、第４図に示された工程に関連し て述べたエツチング時間より、約４分の１ないし３分の１だけ短くなる。層２及 び４の露出された表面を、本質的に同じ面上にそろえるだめに、エツチングを制 御することは厳密さを要する。

第１０図の半導体基体の最終的な研摩工程が、第１１図に示されている。この工 程の後、結晶面０１王は表面２１において、Ｈαによシ選択的に露出される。表 面２１は層３．４及び５の配置によシ、光学的に平坦な小鏡面である。濃Ｈαの 場合、この研摩エツチング工程は３秒というようなわずかな時間だけ必要である 。

最初のＨＣ１！エッチング工程（結果は第９図に示されてに直接進むことも可能 である。最終的な研摩工程（第１１図）により、第９図の工程を省くことにより 残った荒れは、修正される。また、第１０図に示された工程において、最終的な 研摩工程に先立ち、層４をわずかにエツチングバックすることは、第１−３図に ょシ示された先のプロセスにおいて行うことができる。すなわち、そのような層 ４のエツチング工程は、最初のエッチング工程後溝中へ突き出した層４のでっば りを除去するために行うことができる。同様に、最終の研摩工程後層３及び５と 同一面にちる関係を確実にするために、層４の縁のわずかなくぼみを除去するた めにも行える。

第１２図に示された半導体基採は第１図に示されたものとは９０度ずれた方向に ある。小鏡面は結晶面０１１上でこの方向で生成され、環状レーザー及びヘテロ 構造レーザーのためのレーザー軸に平行な側壁を生成するために有用である。層 ２の１００表面はその上に＜ｏｌｉ＞方向のストライプが部分的に配置されたマ スク１を有する。層７は層２及び４と組成と厚さが同様の四元層である。

第１２図の半導体基体がＢｒ　：　ＣＨｓＯＨ溶液（１チ、３０秒間）又はＨ２ Ｃ：ＨＮＯ３−（１：α）（先に述べたように）ＶＣ３０秒というように化学エ ツチング剤と反応した後、結晶表面３０は第１３図のようになる。表面３０は１ １１Ａ結晶面付近の半導体へテロ構造の各層を通して切られた斜めの表面を有し 、１１１Ａ面は第４図に関連して上で述べたように不活性である。

第１４図は第１３図の半導体へテロ構造が、第４図に関連して上で述べたような 選択性四元エツチング剤と接触した後の、四元層４及びγ中の構造的変化を示す 。層４及び７の厚さ及び組成は、選択性四元エツチング剤が表面３１を本質的に 同一面状にするように選ぶことが重要である。上−Ｊ述べた半導体基体及び層厚 の例では、エツチング時間は第４図に関連して上で述べた四元層選択性湿式化学 エツチング剤の場合より、約７ないし８倍長第１４図の半導体へテロ構造、基体 に対する最終的な研摩エツチング工程の結果が、第１５図に示されている。

研摩エツチング剤はＨαで、それは材料選択性（ＩｎＰ）及び方向選択性（結晶 面０１１）である。四元層４及び７の除去により残った空洞のため、Ｈαは１１ １Ｂ面を通して下から層３及び５をエツチングすることができ、それにより層３ 及び５の表面３２における結晶面０１１が露出される。層、組成、厚さ及びエツ チング時間について適切な実験を行うことにより、層３及び５．２．４及び７の 表面３１及び３２を、それぞれ光学的に・平坦な小鏡面として、結晶面０１１と 同一面にすることが可能である。濃Ｈαの場合、エツチング時間は約２０秒に決 められる。

Ｆ／θ、４ ＦＩ６．５ Ｆ／１５．６　’・　・　 ＦＩＧ、　１０ ＦＩＧ、／／ ＦＩＧ、　／２ ＦＩＧ、　／４ ＦＩＧ、　１５ 国際画査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　ＩｎＧａＡｉＰ及びＩｎＰの層が交互になった多層半導体へテロ構造基体 のエツチング方法において、半導体基体の交互の層を貫き、与えられた面に対し 、導体基体の与えられた表面（１０）を、Ｈα：　ＨＮＯｓ　＝　（１：α）の 化学エツチング溶液に接触させ、αが１〈αく５の範囲にあり、 好ましい結晶面を半導体へテロ構造基体の光学的に平坦な小鏡面として露出させ るために、露出した結晶表面をＨＣ／に接触させることを特徴とするエツチング 方法。 ２、ＩｎＧａＡｓＰ及びＩｎＰの層が交互になった多層半導体へテロ構造基体の エツチング方法において、ＩｎＧａＡｓＰ層（２）及びそれと隣接するＩｎＰ層 （３）の結晶面の一部分を露出するために、半導体基体の与えられた表面を材料 選択性化学エツチング剤でエツチング（第４図）し、 その好ましい結晶面とそれに隣接するＩ　ｎＧａＡｓＰ層（４）を露出するため に、１０２層をＨαでエツチングし、その好ましい平はＩｎＧａＡｓＰ結晶面の 露出した部分と本質的に同一表面にあシ、 該交互になった４層（２，３，４，５）を横切シ、光学的に平坦な小鏡面を形成 するために、先に述べたプロセスを〈シ返すことを特徴とするエツチング方法。 ３、　前記第２項に記載された方法において、化学エツチング剤はＡＨエッチャ ントであることを特徴とする方法。 ４、前記第２項に記載された方法において、化学エツチング剤はＨ２ＳＯ４：　 Ｈ２Ｏ２’　Ｈ２Ｏ＝　（１０：　１　：１）であることを特徴とする方法。 ５、前記第２項に記載された方法において、化学エツチング剤はＫＯＨ：　Ｋ３ Ｆｅ　（ＣＮ）ｓ　：　Ｈ２Ｏの溶液であることを特徴とする方法。 ６、前記第２項に記載された方法において、化学エツチング剤は乾式化学エツチ ング剤であることを特徴とする方法。 ７、ＩｎＧａＡｓＰ及びＩｎＰの層が交互になった多層半導体へテロ構造基体の エツチング方法において、半導体基体の交互の層を貫いて、第１の結晶表面（３ ０）を露出するために、半導体基体の与えられた表面をエツチング（第１３図） し、 与えられた表面に本質的に垂直な好ましい結晶面（３１）のＩｎＧａＡｓＰ部分 を露出す−るために、露出した表面を選択的にエツチング（第１４図）し、 半導体へテロ構造基体の光学的に平坦な小鏡面（３１，３２）を完成させるため に、好ましい結晶面のＩｎＰ部分を露出させる目的で、露出したＩｎＰ層をＨＣ １！でエツチングすることを特徴とするエツチング方法。 ８、前記デフ環に記載された方法において、第１のエツチング工程はＢｒ　：　 ＣＨ３０Ｈの稀薄溶液を用いて行うことを特徴とする方法。　、。 ９．前記第７項に記載された方法において、とする方法。 １０　前記第８項に記載された方法において、第２のエラチンタ一工程はＡＢエ ッチャントを用いて行うことを特徴とする方法。 １１、　前記第８項に記載された方法において、第２のエツチング工程はＨ２Ｓ Ｏ４：　ＨｚＯ２：Ｈ２Ｏ＝　（１０：ｘｆｘ）を用いて行うことを特徴とする 方法。 １２、前記第８項に記載された方法において、第２のエツチング工程はＫＯＨ： 　ＫａＦｅ　（ＣＮ）ｓ　：　Ｈ２Ｏの溶液を用いて行うことを特徴とする方法 。 １３、ＩｎＧａＡｓＰ及びＩｎＰの層が交互になった多層半導体へテロ構造基体 のエツチング方法において、半導体基体の交互の層を貫いて、第１の結晶の表面 を露出するために、半導体基体の与えられた表面、をエツチング（第８図）し、 　、、 与えられた表面に本質的に垂直な好ましい結晶面の一部分を露出するために、Ｉ ｎＧａＡｓＰ層（４）の露出された部分を選択的にエツチング（第１０図）し、 半導体へテロ構造基体の光学的に平坦な小鏡面を形成するために、ＩｎＰ層（３ ，５）の露出した部分をＨαで選択的にエツチングすることを特徴とするエツチ ング方７、法。 １４、前記第１３項に記載された方法において、ために、乾式化学エッチャント に与えられた表面を接触・させる工程を含むことを特徴とする方法。 １５　前記第１３項に記載された方法において、第１のエツチング工程は、第１ の結晶表面を露出するために、αが１〈αく５の範囲にあるＨα：　ＨＮＯ，− （１：α）の溶液を、与えられた表面に接触させることを特徴とする方法。 １６゜前記第１３項に記載された方法において、を特徴とする方法。 １７、前記第１３゛項に記載された方法において、第２のエツチング工程はＨ２ ＳＯ４：　’Ｈ２Ｏ２’　Ｈ２Ｏ＝　’（’１０　：１：１）で行うことを特徴 とする方法。 １８　前記第１３項に記載された方法において、第２のエツチング工程はＫＯＨ ：　ＫａＦｅ　（ＣＮ）ｓ　：　Ｊ（２０の溶液で行うことを特徴とす乏方法。 １９、前記第１３項に記載された方法において、第１のエツチング工程の後□、 与えられた表面に垂直な表面を露出させるために、ＩｎＰ層（３，５）を選択的 にエツチング（第５図）することが含捷れることを特徴とする方法。