JPS6159736A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置の製造方法Info
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- JPS6159736A JPS6159736A JP18103084A JP18103084A JPS6159736A JP S6159736 A JPS6159736 A JP S6159736A JP 18103084 A JP18103084 A JP 18103084A JP 18103084 A JP18103084 A JP 18103084A JP S6159736 A JPS6159736 A JP S6159736A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- H01L21/30604—Chemical etching
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野〕
本発明は、化合物半導体装置の製造方法に係わり、特に
Ａｌ１を含む■−ｖ族化合物半導体結晶層を構成要素と
する化合物半導体装置の製造方法に関する。
Ａｌ１を含む■−ｖ族化合物半導体結晶層を構成要素と
する化合物半導体装置の製造方法に関する。
（発明の技術的背景とその問題点〕
近年、ＧａＡＳを主体とした■−ｖ族化合物半導体が、
半導体レーザ、発光ダイオード、電界障果トランジスタ
、或いはこれらの集積回路等の材料として使われている
。特に、半導体レーザに関しては、ディジタル・オーデ
ィオ・ディスク（ＤＡＤ）、ビデオ・ディスク、ドキュ
メント・ファイル等の光デイスク装置や光通信用光源と
しての応用が開けるにつれ、その量産化技術が必要とな
って゛いる。従来、半導体レーザ用の薄膜多層へテロ接
合結晶製作技術としては、スライディング・ボート方式
による液相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）が用いら
れているが、ＬＰＥ法ではウェハ面積の大型化に限度が
ある。このため、大面積で均−性及び制御性に優れた有
機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシ
ー法（ＭＢＥ法）等の結晶成長技術が注目されている。
半導体レーザ、発光ダイオード、電界障果トランジスタ
、或いはこれらの集積回路等の材料として使われている
。特に、半導体レーザに関しては、ディジタル・オーデ
ィオ・ディスク（ＤＡＤ）、ビデオ・ディスク、ドキュ
メント・ファイル等の光デイスク装置や光通信用光源と
しての応用が開けるにつれ、その量産化技術が必要とな
って゛いる。従来、半導体レーザ用の薄膜多層へテロ接
合結晶製作技術としては、スライディング・ボート方式
による液相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）が用いら
れているが、ＬＰＥ法ではウェハ面積の大型化に限度が
ある。このため、大面積で均−性及び制御性に優れた有
機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシ
ー法（ＭＢＥ法）等の結晶成長技術が注目されている。
また、ＭＯＣＶＤ法は、ＬＰＥ法では不可能であったＡ
２を含む化合物半導体結晶上への成長も可能なため、そ
の応用範囲はさらに拡大されている。
２を含む化合物半導体結晶上への成長も可能なため、そ
の応用範囲はさらに拡大されている。
ＭＯＣＶＤａｅ用イタ−例トシテ、ＭＯＣＶＤ法の特徴
を生かした作り付は導波路レーザと言えるものに（昭和
５９年春季、第３１回応用物理学関係連合講演会講演予
稿集１７７頁）に発表された、第２図に示す如き半導体
レーザがある。図中１１はＮ−ＧａＡＳ基板、１２はＮ
−Ｇ ａ （１，６５Ａ ｊ２０．３５ Ａ Ｓクラ
ッド層、１３はＧ ａ Ｏ，９２Ａ Ｉｏ、ｏｓＡｓ活
性層、１４はＰ−Ｇａ Ａλ Ａｓり０．６５
０，３．５ ラッド層、１５はＮ−ＧａＡＳ電流阻止層（異種層）、
１８はＰ−ＧａＯｏｓ Ａｆｆｉｏ、２ Ａｓ第１被覆
層、１９はＰ −Ｇ ａＯ０６５Ａ ｊ２０．３５ Ａ
Ｓ第２被覆層、２ｏはＰ−ＧａＡｓ：＋ンタクト層、
２１．２２は金層２ｉ極層をそれぞれ示している。この
構造においては、電流阻止層１５により活性層１３への
電流注入がストライプ状に限定されると同時に、ストラ
イプ状構造部に埋込む層を高屈折率層と低屈折率層の少
なくとも２層とすることにより、ストライプ状溝部に滲
み出した光が高屈折率層を感じ、接合面に水平方向に実
効屈折率分布を生じることになる。そして、高屈折率層
の厚みを適当に選ぶことによって、高屈折率層への光の
滲み出しによる損失を十分小さくすることができる。従
って、過剰しきい値電流増加を極力抑えることができ、
屈折率導波型レーザによる低しきい値化を十分達成でき
ることになる。
を生かした作り付は導波路レーザと言えるものに（昭和
５９年春季、第３１回応用物理学関係連合講演会講演予
稿集１７７頁）に発表された、第２図に示す如き半導体
レーザがある。図中１１はＮ−ＧａＡＳ基板、１２はＮ
−Ｇ ａ （１，６５Ａ ｊ２０．３５ Ａ Ｓクラ
ッド層、１３はＧ ａ Ｏ，９２Ａ Ｉｏ、ｏｓＡｓ活
性層、１４はＰ−Ｇａ Ａλ Ａｓり０．６５
０，３．５ ラッド層、１５はＮ−ＧａＡＳ電流阻止層（異種層）、
１８はＰ−ＧａＯｏｓ Ａｆｆｉｏ、２ Ａｓ第１被覆
層、１９はＰ −Ｇ ａＯ０６５Ａ ｊ２０．３５ Ａ
Ｓ第２被覆層、２ｏはＰ−ＧａＡｓ：＋ンタクト層、
２１．２２は金層２ｉ極層をそれぞれ示している。この
構造においては、電流阻止層１５により活性層１３への
電流注入がストライプ状に限定されると同時に、ストラ
イプ状構造部に埋込む層を高屈折率層と低屈折率層の少
なくとも２層とすることにより、ストライプ状溝部に滲
み出した光が高屈折率層を感じ、接合面に水平方向に実
効屈折率分布を生じることになる。そして、高屈折率層
の厚みを適当に選ぶことによって、高屈折率層への光の
滲み出しによる損失を十分小さくすることができる。従
って、過剰しきい値電流増加を極力抑えることができ、
屈折率導波型レーザによる低しきい値化を十分達成でき
ることになる。
上記構造のレーザは、基板１１から電流阻止層１５まで
の第１回目の結晶成長と、電流阻止層１５の一部及びク
ラッド層１４の一部をストライブ状にエツチングしたの
ち、第１．第２被覆層１８．１９及びコンタクト層２０
を形成する第２回目の結晶成長と言う２段階の結晶成長
プロセスにより作成される。ここで、第２回目の結晶成
長の開始時点におけるクラッド層１５への成長は、一旦
表面が空気中に晒されたＧａＡｌ、Ａ８面上への成長で
ある。このため、従来のＬＰＥ法では成長が難しく、Ｇ
ａＡＪ２ＡＳ面上への成長が容易なＭＯＣＶＤ法によっ
て始めて制御性良く製作できるようになったものである
。
の第１回目の結晶成長と、電流阻止層１５の一部及びク
ラッド層１４の一部をストライブ状にエツチングしたの
ち、第１．第２被覆層１８．１９及びコンタクト層２０
を形成する第２回目の結晶成長と言う２段階の結晶成長
プロセスにより作成される。ここで、第２回目の結晶成
長の開始時点におけるクラッド層１５への成長は、一旦
表面が空気中に晒されたＧａＡｌ、Ａ８面上への成長で
ある。このため、従来のＬＰＥ法では成長が難しく、Ｇ
ａＡＪ２ＡＳ面上への成長が容易なＭＯＣＶＤ法によっ
て始めて制御性良く製作できるようになったものである
。
ところが、ＧａＡλＡｓのエツチングの方法によっては
、ＭＯＣＶＤ法を用いた場合にも、２回目の成長層内に
多くの結晶欠陥が導入され、素子の性能や信頼性の低下
を導くことが本発明者等の実験によって明らかになった
。この現象は、ＧａＡＪ２ＡＳのようなＡ℃を含む化合
物半導体をエツチングした上にＭＯＣＶＤ法によって結
晶成長する場合多く生じ、例えば被エツチング物がＧａ
ＡＳの場合、及びＬＰＥ法を用いた場合には、同じエツ
チング方法を用いても欠陥は生じない。
、ＭＯＣＶＤ法を用いた場合にも、２回目の成長層内に
多くの結晶欠陥が導入され、素子の性能や信頼性の低下
を導くことが本発明者等の実験によって明らかになった
。この現象は、ＧａＡＪ２ＡＳのようなＡ℃を含む化合
物半導体をエツチングした上にＭＯＣＶＤ法によって結
晶成長する場合多く生じ、例えば被エツチング物がＧａ
ＡＳの場合、及びＬＰＥ法を用いた場合には、同じエツ
チング方法を用いても欠陥は生じない。
ＭＯＣＶＤ法では、従来のＬＰＥ法に比べてＧａＡａＡ
ｓ上の成長が可能であるとはいえ、この場合にも成長層
は下地のＧａＡＪ２Ａｓ表面の状態や面方位性等に大き
く影響されることが考えられる。
ｓ上の成長が可能であるとはいえ、この場合にも成長層
は下地のＧａＡＪ２Ａｓ表面の状態や面方位性等に大き
く影響されることが考えられる。
一方、ＧａＡｓ、ＧａＡＪ２Ａｓのエツチング溶液の中
で、上記のレーザにおける内部ストライプ溝の形成や、
第４図に示すような埋込み構造を有するレーザのメサ形
成には、 ＧａＡｓ とＧａＡｆｉＡＳが略等速でエ
ツチングされるものが必要であり、このようなエツチン
グ液として従来用いられている代表的なものではリン酸
系のものと硫酸系のものとがある。
で、上記のレーザにおける内部ストライプ溝の形成や、
第４図に示すような埋込み構造を有するレーザのメサ形
成には、 ＧａＡｓ とＧａＡｆｉＡＳが略等速でエ
ツチングされるものが必要であり、このようなエツチン
グ液として従来用いられている代表的なものではリン酸
系のものと硫酸系のものとがある。
これらのエツチング溶液を用いた場合にエツチング面上
にＭＯＣＶＤ法によってエピタキシャル成長した結晶中
に欠陥が導入されるか否かを確認するために、第２図に
示すレーザの内部ストライプを各エツチング溶液を用い
て製作し、そのエレクトロ・ルミネッセンス（Ｅｌ）象
を観察した。
にＭＯＣＶＤ法によってエピタキシャル成長した結晶中
に欠陥が導入されるか否かを確認するために、第２図に
示すレーザの内部ストライプを各エツチング溶液を用い
て製作し、そのエレクトロ・ルミネッセンス（Ｅｌ）象
を観察した。
もし、欠陥が導入されている場合には、ＥＬｌ中に、欠
陥を反映した暗領域（ＤＲ）が観察されることになる。
陥を反映した暗領域（ＤＲ）が観察されることになる。
また、同素子でレーザ特性も測定した。
まず・、リン酸系のエツチング溶液としては、Ｈ３ＰＯ
４：Ｈ２０２：ＣＨ３０Ｈ−１：１：３（体積比）のも
（７）がＬＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法共に、従来から一般的
に使用されている（例えば、文献ジャーナルアプライド
、フィジックス誌第４５号１１号４８９９頁（１９７４
年））が、このエツチング溶液を用いた場合のＥｌ、に
は参考写真２に示すように、非常に多くのＯＲが見られ
た。このようなレーザの電流−光出力特性は、第６図に
示すように発振し、きい値電流のばらつき、キンクの発
生が見られ、素子の寿命試験を行なった場合にも動作Ｉ
ｆ流の著しい増加や、突発劣化を起こす素子が多いこと
が確認された。これは、結晶欠陥が過飽和吸収領域とし
て働くため、共振器内の損失が不安定になること、また
長時間動作によって結晶欠陥が成長するためと思われる
。第２図に示すレーザではエツチング面が活性層に接近
しているため、また第４図に示すレーザでは活性層がエ
ツチング液に晒されるため、結晶欠陥の発生は重要な問
題となる。
４：Ｈ２０２：ＣＨ３０Ｈ−１：１：３（体積比）のも
（７）がＬＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法共に、従来から一般的
に使用されている（例えば、文献ジャーナルアプライド
、フィジックス誌第４５号１１号４８９９頁（１９７４
年））が、このエツチング溶液を用いた場合のＥｌ、に
は参考写真２に示すように、非常に多くのＯＲが見られ
た。このようなレーザの電流−光出力特性は、第６図に
示すように発振し、きい値電流のばらつき、キンクの発
生が見られ、素子の寿命試験を行なった場合にも動作Ｉ
ｆ流の著しい増加や、突発劣化を起こす素子が多いこと
が確認された。これは、結晶欠陥が過飽和吸収領域とし
て働くため、共振器内の損失が不安定になること、また
長時間動作によって結晶欠陥が成長するためと思われる
。第２図に示すレーザではエツチング面が活性層に接近
しているため、また第４図に示すレーザでは活性層がエ
ツチング液に晒されるため、結晶欠陥の発生は重要な問
題となる。
次に、硫酸系のエッチャントとして用いられるものに、
Ｈ２ＳＯ４（ｘ）：Ｈ２０２（Ｖ）：Ｈ２Ｏ（Ｚ）の混
合溶液において、その体積比がＸ−１〜５．７−３〜１
０．２−３〜１０の範囲のものが使用されている（例え
ば、文献アプライド、フィジックス・レター誌第３３号
８号７２４頁（１９７８年））。しかし、これらは殆ど
のものがエツチングレートが速＜（＞１０μｍ／ｗｉｎ
）基板の表面処理等には使用できるが、レーザの内部
ストライブやメサの形成のように、エツチング深さの制
御に高い精度を必要とする場合には不適当である。また
、一部のものは参考写真２及び第６図に示すものと同様
の結果であった。
Ｈ２ＳＯ４（ｘ）：Ｈ２０２（Ｖ）：Ｈ２Ｏ（Ｚ）の混
合溶液において、その体積比がＸ−１〜５．７−３〜１
０．２−３〜１０の範囲のものが使用されている（例え
ば、文献アプライド、フィジックス・レター誌第３３号
８号７２４頁（１９７８年））。しかし、これらは殆ど
のものがエツチングレートが速＜（＞１０μｍ／ｗｉｎ
）基板の表面処理等には使用できるが、レーザの内部
ストライブやメサの形成のように、エツチング深さの制
御に高い精度を必要とする場合には不適当である。また
、一部のものは参考写真２及び第６図に示すものと同様
の結果であった。
このような現象の原因として考えられることは、ひとつ
にエツチング溶液による表面の汚染があり、ＬＰＥ法で
はメルトバックによって基板の清浄化を行なうことがで
きるが、ＭＯＣＶＤ法ではメルトバック現象がないため
、表面汚染による影響はＬＰＥ法と比較して、非常に大
きいことが予想される。その他の原因としてはエツチン
グの種類によって、露出する結晶の面方位が異なり、あ
る面方位上への成長は欠陥を導入し易いことが考えられ
る。
にエツチング溶液による表面の汚染があり、ＬＰＥ法で
はメルトバックによって基板の清浄化を行なうことがで
きるが、ＭＯＣＶＤ法ではメルトバック現象がないため
、表面汚染による影響はＬＰＥ法と比較して、非常に大
きいことが予想される。その他の原因としてはエツチン
グの種類によって、露出する結晶の面方位が異なり、あ
る面方位上への成長は欠陥を導入し易いことが考えられ
る。
本発明の目的は、化合物半導体結晶をエツチング加工し
た表面にＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法等によって結晶成長を
行なう場合に結晶欠陥の導入されない結晶層を形成する
ことができ、作製した素子の性能や信頼性の向上をはか
り得る化合物半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
た表面にＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法等によって結晶成長を
行なう場合に結晶欠陥の導入されない結晶層を形成する
ことができ、作製した素子の性能や信頼性の向上をはか
り得る化合物半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
（発明の概要）
本発明の骨子は、八λを含む化合物半導体結晶をエツチ
ングする際に、硫酸、過酸化水素及び水を混合してなる
エツチング液を用い、これらの体積比を選択して、前述
した結晶欠陥の導入を防止することにある。
ングする際に、硫酸、過酸化水素及び水を混合してなる
エツチング液を用い、これらの体積比を選択して、前述
した結晶欠陥の導入を防止することにある。
即ち本発明は、化合物半導体基板上に少なくともＡ２を
含む第１の化合物半導体結晶層を成長したのち、硫酸、
過酸化水素及び水からなるエツチング液を用いて上記化
合物半導体結晶層の一部をエツチングし、しかるのち第
１の化合物単導体結晶上に気相成長法若しくは分子線エ
ピタキシー法により第２の化合物半導体結晶層を成長す
る化合物半導体装置の製造方法において、前記エツチン
グ液としてのｌｉｉ！を酸（ｘ）、過酸化水素（ｙ）及
び水（Ｚ）の体積比を Ｘ／Ｖ≧２．Ｘ／Ｚ≧２ の範囲に設定するようにした方法である。
含む第１の化合物半導体結晶層を成長したのち、硫酸、
過酸化水素及び水からなるエツチング液を用いて上記化
合物半導体結晶層の一部をエツチングし、しかるのち第
１の化合物単導体結晶上に気相成長法若しくは分子線エ
ピタキシー法により第２の化合物半導体結晶層を成長す
る化合物半導体装置の製造方法において、前記エツチン
グ液としてのｌｉｉ！を酸（ｘ）、過酸化水素（ｙ）及
び水（Ｚ）の体積比を Ｘ／Ｖ≧２．Ｘ／Ｚ≧２ の範囲に設定するようにした方法である。
ここで、上記体積比の限定理由は次の通りである。即ち
、Ｘ／Ｖ＜２であると、エツチング面が荒れる。同様に
、Ｘ／Ｚ＜２であってもエツチング面が荒れる。そして
、エツチング面が荒れると、その上に成長する層の結晶
欠陥発生を招くのである。また、Ｘ／’ｌ／或いはＸ／
Ｚが大き過ぎると、エツチングレートが極端に低下する
ので実用的でない。より望ましい条件、つまりエツチン
グ面の荒れを確実に防止し、且つエツチングレートも十
分の範囲としては５≦ｘ／ｙ≦１０．５≦ｘ／ｚ≦１０
の範囲であった。
、Ｘ／Ｖ＜２であると、エツチング面が荒れる。同様に
、Ｘ／Ｚ＜２であってもエツチング面が荒れる。そして
、エツチング面が荒れると、その上に成長する層の結晶
欠陥発生を招くのである。また、Ｘ／’ｌ／或いはＸ／
Ｚが大き過ぎると、エツチングレートが極端に低下する
ので実用的でない。より望ましい条件、つまりエツチン
グ面の荒れを確実に防止し、且つエツチングレートも十
分の範囲としては５≦ｘ／ｙ≦１０．５≦ｘ／ｚ≦１０
の範囲であった。
上記体積比（５≦Ｘ／Ｙ≦１０，５≦ｘ／ｚ≦１０）で
混合されたエツチング溶液は、例えばＧａＡｓ、ＧａＡ
λＡＳのエツチングレートが約０．３〜２．５［μｍ／
ｎ＋ｉｎ ）でエツチングの深さを精度良くコントロー
ルするのに適しており、またアンダーカット量や面方位
は、ＧａＡＳ。
混合されたエツチング溶液は、例えばＧａＡｓ、ＧａＡ
λＡＳのエツチングレートが約０．３〜２．５［μｍ／
ｎ＋ｉｎ ）でエツチングの深さを精度良くコントロー
ルするのに適しており、またアンダーカット量や面方位
は、ＧａＡＳ。
ＧａＡｆｆｉＡＳで殆ど変化しないものであった。
本発明によれば、Ａｌ１を含む化合物半導体結晶層をエ
ツチングした表面に、ＭＯＣＶＤ法やＭＢ２法等で結晶
欠陥のない化合物半導体結晶層を容易に成長させること
ができる。このため、作製した素子の性能や信頼性の著
しい向上をはかり得る。また、ウェハ内の素子の歩留り
も大幅に向上するため、生産性がより高められる。
ツチングした表面に、ＭＯＣＶＤ法やＭＢ２法等で結晶
欠陥のない化合物半導体結晶層を容易に成長させること
ができる。このため、作製した素子の性能や信頼性の著
しい向上をはかり得る。また、ウェハ内の素子の歩留り
も大幅に向上するため、生産性がより高められる。
なお、本発明方法を用いて前記第２図の素子を作製しそ
のＥＬ像を観察したところ、参考写真１に示す如＜ＤＲ
は全く見られず、結晶欠陥が導入されていないことが判
る。さらに、この素子の電流−光出力特性を調べたとこ
ろ、第５図に示す通りであった。発振しきい値は略揃っ
ており、キンクのない直線性の高い特性が得られている
のが判る。
のＥＬ像を観察したところ、参考写真１に示す如＜ＤＲ
は全く見られず、結晶欠陥が導入されていないことが判
る。さらに、この素子の電流−光出力特性を調べたとこ
ろ、第５図に示す通りであった。発振しきい値は略揃っ
ており、キンクのない直線性の高い特性が得られている
のが判る。
〔発明の実施例〕
第１図（ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施例に係わる半
導体レーザの製造工程を示す断面図である。まず、第１
図（ａ）に示す如く、面方位（１００）のＮ−ＧａＡＳ
Ｍ板１１（ＳｉドープｌＸｌ０” ” ｔｙａ−” ）
上に、厚さ１．５［μ７ＦＬ］ノＮ −Ｇ ａｏ、ｓｓ
Ａｇ３，３５ Ａ ｓクラッド１１１２（Ｓｅドープ
１Ｘ１０”ｃｉｇ”）、厚さ０．０８ ［μｍ］のアン
ドープＧ ａＯ０９２Ａ ｎｏ、ｏｓ Ａ ｓ活性層１
３、厚さ１．５ ［μｍ］のＰ −Ｇ ａ （１，６５
Ａ ２ ｏ、３５ Ａ Ｓクラッド層１４（Ｚｎドープ
７Ｘ１０”０１１”）及び厚さ１ｒμｍ］のＮ−ＧａＡ
Ｓ電流阻止層（異種層） １５ （Ｓｅドープ５Ｘ１０
”ｃ！ｎ’）を順次成長した。この第１回目の結晶成長
にはＭＯＣＶＤ法を用い、成長条件は基板温度７５０［
”Ｃ］ 、Ｖ／ｌ−２０，＊ｖＵ７Ｍス（Ｈ２）の流量
〜１０ ［！／ｍｉｎ ］ 、原料はトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ： （ＣＨ）３ Ｇａ）、 トリメチルアル
ミニウム（ＴＭＡ： （ＣＨ３）３Ａｎ）、アルシン（
ＡＳＨ３）、 ｐ−ドーパント：ジエチル亜鉛（ＤＥＺ
： （Ｃ２Ｈ５）２ Ｚｎ）、ｎ−ドーパント：セレ
ン化水素（Ｈ２’Ｓｅ）で、成長速度は０、２５ ［μ
ｎ／Ｗｉｎ ］ テアフｔ：、。ナオ、第１回目の結晶
成長では必ずしもＭＯＣＶＤ法を用いる必要はないが、
大面積で均一性の良い結晶成長が可能なＭＯＣＶＤ法を
用いることは量産化を考えた場合ＬＰＥ法に比べて有利
である。
導体レーザの製造工程を示す断面図である。まず、第１
図（ａ）に示す如く、面方位（１００）のＮ−ＧａＡＳ
Ｍ板１１（ＳｉドープｌＸｌ０” ” ｔｙａ−” ）
上に、厚さ１．５［μ７ＦＬ］ノＮ −Ｇ ａｏ、ｓｓ
Ａｇ３，３５ Ａ ｓクラッド１１１２（Ｓｅドープ
１Ｘ１０”ｃｉｇ”）、厚さ０．０８ ［μｍ］のアン
ドープＧ ａＯ０９２Ａ ｎｏ、ｏｓ Ａ ｓ活性層１
３、厚さ１．５ ［μｍ］のＰ −Ｇ ａ （１，６５
Ａ ２ ｏ、３５ Ａ Ｓクラッド層１４（Ｚｎドープ
７Ｘ１０”０１１”）及び厚さ１ｒμｍ］のＮ−ＧａＡ
Ｓ電流阻止層（異種層） １５ （Ｓｅドープ５Ｘ１０
”ｃ！ｎ’）を順次成長した。この第１回目の結晶成長
にはＭＯＣＶＤ法を用い、成長条件は基板温度７５０［
”Ｃ］ 、Ｖ／ｌ−２０，＊ｖＵ７Ｍス（Ｈ２）の流量
〜１０ ［！／ｍｉｎ ］ 、原料はトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ： （ＣＨ）３ Ｇａ）、 トリメチルアル
ミニウム（ＴＭＡ： （ＣＨ３）３Ａｎ）、アルシン（
ＡＳＨ３）、 ｐ−ドーパント：ジエチル亜鉛（ＤＥＺ
： （Ｃ２Ｈ５）２ Ｚｎ）、ｎ−ドーパント：セレ
ン化水素（Ｈ２’Ｓｅ）で、成長速度は０、２５ ［μ
ｎ／Ｗｉｎ ］ テアフｔ：、。ナオ、第１回目の結晶
成長では必ずしもＭＯＣＶＤ法を用いる必要はないが、
大面積で均一性の良い結晶成長が可能なＭＯＣＶＤ法を
用いることは量産化を考えた場合ＬＰＥ法に比べて有利
である。
次に、第１（ｂ）に示す如く、電流阻止１！１１５上に
フォトレジスト１６を塗布し、該レジスト１６に幅３［
μ７ＦＬ］のストライプ状窓を形成し、これをマスクと
して電流阻止層１５．クラッド層１４を途中までエツチ
ングして、ストライブ状の溝１７を形成した。使用した
エツチング溶液はＨ２８０４（ｘ）、８２０２ Ｎ／
）及びＨ２Ｏの混合液で、その体積比をＸ：ｙ：Ｚ−８
：１ ：１、温度を２０ ［’Ｃ］とした。この体積比
におけるエツチングレートは２．４［μｍ／ｍｔｎ ］
で５０［８６０］のエツチングによってエツチングの底
面を、クラッドＩ！１４内で、活性層３から０．５ｒμ
ｍ］の位置にした。次いで、レジスト１６を除去し表面
洗浄処理を施したのち、第２回目の結晶成長をＭＯＣＶ
Ｄ法で行った。即ち、第１図（Ｃ）に示す如く全面に厚
さ０．０３ ［μｍ］のＰ −Ｇ ａｏ、６ Ａ １
゜、２ Ａ Ｓ第１被覆層１８．Ｐ−Ｇ ａ□、６５
Ａ Ｑｏ、３５ Ａ ｓ第２被覆層１９及びＰ−Ｇａ
ＡＳ：ｌンタクト１Ｉ（Ｚｎドープ５Ｘ１０”Ｃ４）２
０を成長形成した。これ以降は、通常の電極材は工程に
よりコンタクト層２０上に０ｒ−Ａｕ電極層２１を、基
板１１の下面にＡＬＩ−Ｇｅ電極１１２２を被着して、
第２図に示す如き構造を得た。
フォトレジスト１６を塗布し、該レジスト１６に幅３［
μ７ＦＬ］のストライプ状窓を形成し、これをマスクと
して電流阻止層１５．クラッド層１４を途中までエツチ
ングして、ストライブ状の溝１７を形成した。使用した
エツチング溶液はＨ２８０４（ｘ）、８２０２ Ｎ／
）及びＨ２Ｏの混合液で、その体積比をＸ：ｙ：Ｚ−８
：１ ：１、温度を２０ ［’Ｃ］とした。この体積比
におけるエツチングレートは２．４［μｍ／ｍｔｎ ］
で５０［８６０］のエツチングによってエツチングの底
面を、クラッドＩ！１４内で、活性層３から０．５ｒμ
ｍ］の位置にした。次いで、レジスト１６を除去し表面
洗浄処理を施したのち、第２回目の結晶成長をＭＯＣＶ
Ｄ法で行った。即ち、第１図（Ｃ）に示す如く全面に厚
さ０．０３ ［μｍ］のＰ −Ｇ ａｏ、６ Ａ １
゜、２ Ａ Ｓ第１被覆層１８．Ｐ−Ｇ ａ□、６５
Ａ Ｑｏ、３５ Ａ ｓ第２被覆層１９及びＰ−Ｇａ
ＡＳ：ｌンタクト１Ｉ（Ｚｎドープ５Ｘ１０”Ｃ４）２
０を成長形成した。これ以降は、通常の電極材は工程に
よりコンタクト層２０上に０ｒ−Ａｕ電極層２１を、基
板１１の下面にＡＬＩ−Ｇｅ電極１１２２を被着して、
第２図に示す如き構造を得た。
かくして得られた試料をへき開により共振器長２５ｏ［
μ７ＦＬ］のファプリペロー型レーザに切り出した素子
の特性は、第５図に示す如く、しきい値電流３５［７Ｆ
ＬＡ］と低く、微分・量子効率も５０［％コと良好であ
った。また、出力１２［ｍＷ］以上までキンクのない線
形性の良い電流−光出力特性が均一性良（得られた。
μ７ＦＬ］のファプリペロー型レーザに切り出した素子
の特性は、第５図に示す如く、しきい値電流３５［７Ｆ
ＬＡ］と低く、微分・量子効率も５０［％コと良好であ
った。また、出力１２［ｍＷ］以上までキンクのない線
形性の良い電流−光出力特性が均一性良（得られた。
この、ように本実施例方法によれば、電流阻止層１５及
びクラッドＩｌ！１１４からなるＡｌ１を含む第１の化
合物半導体結晶層をエツチングする際に、硫！（ｘ）、
過酸化水素（ｙ）及び水（２）を体積比ｘ：ｙ：ｚ−ｓ
：’ｌ：１で混合したエツチング溶液を用いているので
、第１の化合物半導体結晶層のエツチング面の荒れを招
（ことなく、該結晶層を制御性良くエツチングすること
ができる。このため、エツチング後に形成する第１．第
２被覆ｌｉ！１１８．１９及びコンタクト１ｌｉ２ｏか
らなる第２の化合物半導体結晶層に、結晶欠陥等が発生
するのを確実に防止することができる。従って、作製さ
れる半導体レーザの素子特性及び信頼性の向上をはかり
得る。
びクラッドＩｌ！１１４からなるＡｌ１を含む第１の化
合物半導体結晶層をエツチングする際に、硫！（ｘ）、
過酸化水素（ｙ）及び水（２）を体積比ｘ：ｙ：ｚ−ｓ
：’ｌ：１で混合したエツチング溶液を用いているので
、第１の化合物半導体結晶層のエツチング面の荒れを招
（ことなく、該結晶層を制御性良くエツチングすること
ができる。このため、エツチング後に形成する第１．第
２被覆ｌｉ！１１８．１９及びコンタクト１ｌｉ２ｏか
らなる第２の化合物半導体結晶層に、結晶欠陥等が発生
するのを確実に防止することができる。従って、作製さ
れる半導体レーザの素子特性及び信頼性の向上をはかり
得る。
第３図（ａ）〜（Ｃ）は、他の実施例に係わる埋込み構
造半導体レーザの製造工程を示す断面図である。まず、
第３図（ａ）に示す如く、Ｎ−（３ａＡＳ基板３１上に
Ｎ −Ｇ ａｏ、ｓｓ Ａ ｆｆ１ｏ、３ｓ Ａ Ｓク
ラッド層３２ 、 Ｇ ａｏ、９ｚ Ａ Ｊ２０．０８
Ａ ｓ活性層３３、Ｐ−Ｇａｏ、ｓｓＡλ０．３５
Ａ ｓクラッド１１３４及びＰ−ＧａＡｓコンタクト層
４０を第１図（ａ）と同様の方法で成長形成する。次い
で、第２図（１））に示す如く、コンタクト［ｔ４０上
に５ｉ０２１ＢＩ３６を形成しこれを幅１０〔μ７ＦＬ
］程度のストライブ状に成形し、ＳｉＯ２膜３６をマス
クとして、第１図（ｂ）で説明したと同様のエツチング
溶液と条件を用いて、メサ３７を形成する。次いで、第
２因（ｃ）に示す如く、ＳｉＯ２膜 ３６をマスクとし
てＭＯＣＶＤ法を用いアンドープＧ ａ ００６５ Ａ
ｇ３，３５ Ａ ｓ埋込み層３８を成長形成する。埋込
み１１３８は１０６ ［Ω３］程度の高抵抗率を持ち、
電流阻止層として働く。また、ＳｉＯ２膜３６上には多
結晶状の成長となり選択エツチングにより容易に除去で
きる。これ以降は、通常の電極プロセスにより電極層４
１．４２を形成することによって第４図に示す如き構造
が得られる。
造半導体レーザの製造工程を示す断面図である。まず、
第３図（ａ）に示す如く、Ｎ−（３ａＡＳ基板３１上に
Ｎ −Ｇ ａｏ、ｓｓ Ａ ｆｆ１ｏ、３ｓ Ａ Ｓク
ラッド層３２ 、 Ｇ ａｏ、９ｚ Ａ Ｊ２０．０８
Ａ ｓ活性層３３、Ｐ−Ｇａｏ、ｓｓＡλ０．３５
Ａ ｓクラッド１１３４及びＰ−ＧａＡｓコンタクト層
４０を第１図（ａ）と同様の方法で成長形成する。次い
で、第２図（１））に示す如く、コンタクト［ｔ４０上
に５ｉ０２１ＢＩ３６を形成しこれを幅１０〔μ７ＦＬ
］程度のストライブ状に成形し、ＳｉＯ２膜３６をマス
クとして、第１図（ｂ）で説明したと同様のエツチング
溶液と条件を用いて、メサ３７を形成する。次いで、第
２因（ｃ）に示す如く、ＳｉＯ２膜 ３６をマスクとし
てＭＯＣＶＤ法を用いアンドープＧ ａ ００６５ Ａ
ｇ３，３５ Ａ ｓ埋込み層３８を成長形成する。埋込
み１１３８は１０６ ［Ω３］程度の高抵抗率を持ち、
電流阻止層として働く。また、ＳｉＯ２膜３６上には多
結晶状の成長となり選択エツチングにより容易に除去で
きる。これ以降は、通常の電極プロセスにより電極層４
１．４２を形成することによって第４図に示す如き構造
が得られる。
かくして作製される半導体レーザにあっても、エツチン
グ後に形成する埋込み層３８からなる第２の化合物半導
体結晶層に結晶欠陥が発生することはなく、従って先の
実施例方法と同様の効果が得られる。
グ後に形成する埋込み層３８からなる第２の化合物半導
体結晶層に結晶欠陥が発生することはなく、従って先の
実施例方法と同様の効果が得られる。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記第１の化合物半導体結晶層のエツチ
ングに用いるエツチング溶液の体積比は、硫酸（ｘ）２
過酸化水素（ｙ）：水（Ｚ）−８：１：１に何等限定さ
れるものではなく、ｘ／ｙ≧２．ｘ／ｚ≧２の範囲で適
宜選択すればよい。さらに、第２回目の結晶成長を、行
なう前のエツチングが上記のエツチング溶液で行われて
いればその前段階では、他のエツチング溶液でエツチン
グしても構わない。即ち、前記第１図（ｂ）のストライ
ブ溝１７の形成時に、まずリン酸系のエツチング溶液で
エツチングした後に、上記体積比のエツチング溶液で所
定の深さまでエツチングを行うようにしてもよい。また
、第１の化合物半導体結晶層の構成材料はＧａＡＲＡＳ
に限るものでなく、Ａｆｆｉを含む化合物半導体であれ
ばよい。
ない。例えば、前記第１の化合物半導体結晶層のエツチ
ングに用いるエツチング溶液の体積比は、硫酸（ｘ）２
過酸化水素（ｙ）：水（Ｚ）−８：１：１に何等限定さ
れるものではなく、ｘ／ｙ≧２．ｘ／ｚ≧２の範囲で適
宜選択すればよい。さらに、第２回目の結晶成長を、行
なう前のエツチングが上記のエツチング溶液で行われて
いればその前段階では、他のエツチング溶液でエツチン
グしても構わない。即ち、前記第１図（ｂ）のストライ
ブ溝１７の形成時に、まずリン酸系のエツチング溶液で
エツチングした後に、上記体積比のエツチング溶液で所
定の深さまでエツチングを行うようにしてもよい。また
、第１の化合物半導体結晶層の構成材料はＧａＡＲＡＳ
に限るものでなく、Ａｆｆｉを含む化合物半導体であれ
ばよい。
例えば、Ａｊ２Ｇａ Ｉ ｎＰやＡｆｆｉＧａＺｎＰ等
にも適用される。さらに、エツチング後の結晶成長法と
してはＭＯＣＶＤ法の代りにＭＢＥ法を用いることも可
能である。
にも適用される。さらに、エツチング後の結晶成長法と
してはＭＯＣＶＤ法の代りにＭＢＥ法を用いることも可
能である。
また、半導体装置としては、半導体レーザに限らず発光
ダイオード、電界効果トランジスタ、これらの集積回路
等の製造工程としても適用できる。
ダイオード、電界効果トランジスタ、これらの集積回路
等の製造工程としても適用できる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実施することができる。
て実施することができる。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施例に係わる半
導体レーザの製造工程を示す断面図、第２図は上記工程
により製作された半導体レーザの概略構造を示す断面図
、第３図（ａ）〜（Ｃ）は他の実施例に係わる埋込み構
造半導体レーザの製造工程を示す断面図、第４図は第３
図の工程によって製作された半導体レーザの概略構造を
示す断面図、第５図及び第６図は本発明の詳細な説明す
るためのもので第５図は本発明方法により作製したレー
ザの電流−光出力特性を示す模式図、第６図は従来の製
造方法により作製したレーザの電流−光出力特性を示す
模式図である。 １１．３１・Ｎ−ＧａＡＳＩ板、１２．３２・・・Ｎ−
Ｇ ａ□’、６５ Ａ ４２０，３５ Ａ Ｓクラッド
層、１３゜３３ ・Ｇ ａＯ，９２Ａ ｆｆｉ□、ｏｇ
Ａ ｓ活性層、１４．３４・・・Ｐ−Ｇａ Ａｌ
。、３５ Ａ Ｓクラッド層、１５・・・０．６５ Ｎ−ＧａＡ′Ｓ電流阻止層（異種層）、１６・・・フォ
トレジスト、１７・・・ストライブ状溝、１８・・・Ｐ
−Ｇａ Ａλｏ、２ ＡＳ第１被覆層、１９−Ｐ −
０，８ Ｇａ Ａ＋２ｏ、３ｓＡｓ第２被覆層、２０．、４
０ ・・・０．６５ Ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、２１．２２．４１゜４２・
・・金層電極層、３６・・・５ｉＯ２１１，３８・・・
ＧａＱ、６５ Ａ ｊ２ｏ、３５ Ａ ｓ埋込み層。
−出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 ガ 第４図 ム１
導体レーザの製造工程を示す断面図、第２図は上記工程
により製作された半導体レーザの概略構造を示す断面図
、第３図（ａ）〜（Ｃ）は他の実施例に係わる埋込み構
造半導体レーザの製造工程を示す断面図、第４図は第３
図の工程によって製作された半導体レーザの概略構造を
示す断面図、第５図及び第６図は本発明の詳細な説明す
るためのもので第５図は本発明方法により作製したレー
ザの電流−光出力特性を示す模式図、第６図は従来の製
造方法により作製したレーザの電流−光出力特性を示す
模式図である。 １１．３１・Ｎ−ＧａＡＳＩ板、１２．３２・・・Ｎ−
Ｇ ａ□’、６５ Ａ ４２０，３５ Ａ Ｓクラッド
層、１３゜３３ ・Ｇ ａＯ，９２Ａ ｆｆｉ□、ｏｇ
Ａ ｓ活性層、１４．３４・・・Ｐ−Ｇａ Ａｌ
。、３５ Ａ Ｓクラッド層、１５・・・０．６５ Ｎ−ＧａＡ′Ｓ電流阻止層（異種層）、１６・・・フォ
トレジスト、１７・・・ストライブ状溝、１８・・・Ｐ
−Ｇａ Ａλｏ、２ ＡＳ第１被覆層、１９−Ｐ −
０，８ Ｇａ Ａ＋２ｏ、３ｓＡｓ第２被覆層、２０．、４
０ ・・・０．６５ Ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、２１．２２．４１゜４２・
・・金層電極層、３６・・・５ｉＯ２１１，３８・・・
ＧａＱ、６５ Ａ ｊ２ｏ、３５ Ａ ｓ埋込み層。
−出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 ガ 第４図 ム１
Claims (2)
- （１）少なくともＡｌを含む第１の化合物半導体結晶の
一部分を、硫酸（ｘ）、過酸化水素（ｙ）及び水（ｚ）
を体積比ｘ／ｙ≧２、ｘ／ｚ≧２の範囲で混合した溶液
をエッチング液として選択エッチングする工程と、該工
程により一部エッチングされた第１の化合物半導体結晶
上に気相成長法若しくは分子線エピタキシー法により第
２の化合物半導体結晶をエピタキシャル成長する工程と
を含むことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。 - （２）前記エッチング液中の硫酸、過酸化水素及び水の
体積比を ５≦ｘ／ｙ≦１０．５≦ｘ／ｚ≦１０ の範囲に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の化合物半導体装置の製造方法。（３）前記第２
の化合物半導体結晶を成長するための気相成長法として
、ＭＯＣＶＤ法を用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の化合物半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59181030A JPH07111967B2 (ja) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59181030A JPH07111967B2 (ja) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6159736A true JPS6159736A (ja) | 1986-03-27 |
| JPH07111967B2 JPH07111967B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=16093538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59181030A Expired - Lifetime JPH07111967B2 (ja) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111967B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0370128U (ja) * | 1989-11-08 | 1991-07-12 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522278A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-08 | Hitachi Ltd | Device of bonding nail head of wire |
-
1984
- 1984-08-30 JP JP59181030A patent/JPH07111967B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522278A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-08 | Hitachi Ltd | Device of bonding nail head of wire |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0370128U (ja) * | 1989-11-08 | 1991-07-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07111967B2 (ja) | 1995-11-29 |
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