JPS6178177A - モノリシツクレンズの製造方法 - Google Patents
モノリシツクレンズの製造方法Info
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- JPS6178177A JPS6178177A JP59200203A JP20020384A JPS6178177A JP S6178177 A JPS6178177 A JP S6178177A JP 59200203 A JP59200203 A JP 59200203A JP 20020384 A JP20020384 A JP 20020384A JP S6178177 A JPS6178177 A JP S6178177A
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- mask
- diameter
- semiconductor substrate
- undercut
- mesa structure
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- Pending
Links
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
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- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 101100070542 Podospora anserina het-s gene Proteins 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体表面をレンズ状に加工するモノリシック
レンズの製造方法に関する。
レンズの製造方法に関する。
（従来技術とその問題点）
従来、発光ダイオードからの光出力をより有効に利用す
るために、 Ｇａｐ、 ｋｌＧａ人ｓ、 ＩｎＰ等の半
導体表面を凸レンズ状に加工する方法が知られている（
特開昭５６−１５８３、特開昭５８−２７３８３）。
るために、 Ｇａｐ、 ｋｌＧａ人ｓ、 ＩｎＰ等の半
導体表面を凸レンズ状に加工する方法が知られている（
特開昭５６−１５８３、特開昭５８−２７３８３）。
第２図（Ａ−０はこの従来のレンズ製造方法を工程順に
示した断面図である。まず、第２図に）において、フォ
トレジスト等からなる直径ｄの円形状のエツチングマス
ク２ｔ−半導体基板１上に設けた後、第２図０において
等方性のエッチャントを用い半導体基板１０表面にメサ
構造を形成する。このメサ構造は、エツチングによるア
ンダーカットｔＳ、エツチング深さｈｌ有するものとす
る。次に、第２図０において、マスク２を除去シた後、
第２圀０において再び等方性のエッチャントに浸すとメ
サ部の角の部分のエツチングが他よシ速く進行するため
に、図に示す様な半径Ｒ１＆：有するほぼ球状の表面が
実現される。この方法においては、算２の工程（Ｂｌｒ
／Ｃオイて、Ｓ／ｈが１〜２／３８度となる様にアンダ
ーカットのかな）大きなマスク２とエッチャントの組合
せを用いることが重要である。このエツチング深さｈは
エツチング時間によって制御が容易であるのに比べて、
アンダーカット量Ｓは半導体基板１とマスク２との間の
密着度や界面における介在物の存在等によって影響を受
は易く制御が難しいという問題が６シ、更にｓ／ｈが大
きい程その制御が難しいという傾向がめった。
示した断面図である。まず、第２図に）において、フォ
トレジスト等からなる直径ｄの円形状のエツチングマス
ク２ｔ−半導体基板１上に設けた後、第２図０において
等方性のエッチャントを用い半導体基板１０表面にメサ
構造を形成する。このメサ構造は、エツチングによるア
ンダーカットｔＳ、エツチング深さｈｌ有するものとす
る。次に、第２図０において、マスク２を除去シた後、
第２圀０において再び等方性のエッチャントに浸すとメ
サ部の角の部分のエツチングが他よシ速く進行するため
に、図に示す様な半径Ｒ１＆：有するほぼ球状の表面が
実現される。この方法においては、算２の工程（Ｂｌｒ
／Ｃオイて、Ｓ／ｈが１〜２／３８度となる様にアンダ
ーカットのかな）大きなマスク２とエッチャントの組合
せを用いることが重要である。このエツチング深さｈは
エツチング時間によって制御が容易であるのに比べて、
アンダーカット量Ｓは半導体基板１とマスク２との間の
密着度や界面における介在物の存在等によって影響を受
は易く制御が難しいという問題が６シ、更にｓ／ｈが大
きい程その制御が難しいという傾向がめった。
（発明の目的〕
本発明の目的は、このような問題全解決し、メサ構造を
形成するためのエツチングのアンダーカット量Ｓの制御
性を高め、一定の半径Ｒよりなる球面状の凸レンズ構造
を有する半導体表面金安定して形成するモノリシックレ
ンズの製造方法全提供することにある。
形成するためのエツチングのアンダーカット量Ｓの制御
性を高め、一定の半径Ｒよりなる球面状の凸レンズ構造
を有する半導体表面金安定して形成するモノリシックレ
ンズの製造方法全提供することにある。
（発明の構成）
本発明のモノリシックレンズの製造方法の構成は、半導
体基板表面に直径ｄ１の円状からなるアンダーカットの
小さい第１のマスク層を設ける第１の工程と、前記直径
ｄ１より大きい直径ｄ、の円状からなるアンダーカット
の大きい藁２のマスクＲｊにより前記第１のマスク層を
同心的に被５第２の工程と、前記第１及び第２のマスク
層金設けられた前記半導体基板の表面をエツチングして
メサ構造を形成する第３の工程と、前記メサ構造上に残
留する前記第１及び第２のマスク層を除去した後再び前
記半導体基板畳面をエツチング［２て前記メサ構造を略
球面状に成形する第４の工程と金含むことを特徴とする
。
体基板表面に直径ｄ１の円状からなるアンダーカットの
小さい第１のマスク層を設ける第１の工程と、前記直径
ｄ１より大きい直径ｄ、の円状からなるアンダーカット
の大きい藁２のマスクＲｊにより前記第１のマスク層を
同心的に被５第２の工程と、前記第１及び第２のマスク
層金設けられた前記半導体基板の表面をエツチングして
メサ構造を形成する第３の工程と、前記メサ構造上に残
留する前記第１及び第２のマスク層を除去した後再び前
記半導体基板畳面をエツチング［２て前記メサ構造を略
球面状に成形する第４の工程と金含むことを特徴とする
。
（発明の原理）
本発明によれば、従来方法においては半導体基板１の表
面のメサｒ−造のエツチングにおけるマスク２としてア
ンダーカットが大きな材料のみを用いていたために制御
性に問題があったが、アンダーカットの小さな材料より
なる第１のマスクと、これを同心円状に被い、直径が大
きくアンダーカットの大きな第２のマスクとの２１’ｆ
３よりなる複合マスクを用いているので、アンダーカッ
ト量が第１のマスクの直径によって制御できるために所
望の形状ヲ宵するメサ構造？得ることがはるかに容易と
なり、従って所望の半径Ｒｆ有する略球面状加工の精［
−大幅に向上させることが可能となる。
面のメサｒ−造のエツチングにおけるマスク２としてア
ンダーカットが大きな材料のみを用いていたために制御
性に問題があったが、アンダーカットの小さな材料より
なる第１のマスクと、これを同心円状に被い、直径が大
きくアンダーカットの大きな第２のマスクとの２１’ｆ
３よりなる複合マスクを用いているので、アンダーカッ
ト量が第１のマスクの直径によって制御できるために所
望の形状ヲ宵するメサ構造？得ることがはるかに容易と
なり、従って所望の半径Ｒｆ有する略球面状加工の精［
−大幅に向上させることが可能となる。
（実施例）
以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
する。
箪１図（Ａ）〜（Ｄｌｄ本発明の実施例を工穆順に示し
た断面図である。まず７ｇ１図（３）において、半導体
基板１の表面に直径ｄ１の第１のマスク１１と、ｄｒ＜
（！ｚの関係を有する直径ｄ２の第２のマスク１２とを
、早２のマスク１２が＄１のマスク１１を同心状に被５
様に設けた後筒１ｍ０において、等方性のエラチャン）
１用い半導体基板ｌの表面にメサ構造を形成する。なお
、第１のマスク１１ｔ−構成する材料としては等方性の
エッチャントに対しｓ／ｈ が充分小さくなるものが
選択され、第２のマスク１２を構成する材料としてはエ
ッチャントに対しｓ／ｈが１に近いものが選択される。
た断面図である。まず７ｇ１図（３）において、半導体
基板１の表面に直径ｄ１の第１のマスク１１と、ｄｒ＜
（！ｚの関係を有する直径ｄ２の第２のマスク１２とを
、早２のマスク１２が＄１のマスク１１を同心状に被５
様に設けた後筒１ｍ０において、等方性のエラチャン）
１用い半導体基板ｌの表面にメサ構造を形成する。なお
、第１のマスク１１ｔ−構成する材料としては等方性の
エッチャントに対しｓ／ｈ が充分小さくなるものが
選択され、第２のマスク１２を構成する材料としてはエ
ッチャントに対しｓ／ｈが１に近いものが選択される。
これによりエツチングの際に第２のマスク１２と半導体
基板１との密着性のばらつき等によるアンダーカットの
進行の速さにばらつきを生じたとしても、その内側にあ
るアンダーカットの小さな第１のマスク１１の存在によ
ってアンダーカットの進行が抑えられるので、Ｗｃ１の
マスク１１の直径ｄ。
基板１との密着性のばらつき等によるアンダーカットの
進行の速さにばらつきを生じたとしても、その内側にあ
るアンダーカットの小さな第１のマスク１１の存在によ
ってアンダーカットの進行が抑えられるので、Ｗｃ１の
マスク１１の直径ｄ。
を適当に選択することにより、アンダーカット量Ｓを精
度良く調節できるという長所を生ずる。
度良く調節できるという長所を生ずる。
次に、第１図０において、第２のマスク１２及び第１の
マスク１１全除去した後、第１図０において再び等方性
のエッチャントに浸すことにより半径＆を有するほぼ球
状の表面が安定的に実現される。
マスク１１全除去した後、第１図０において再び等方性
のエッチャントに浸すことにより半径＆を有するほぼ球
状の表面が安定的に実現される。
なお、纂１図Ｑ〜０に示した実施例における具体例とし
ては、半導体基板１１としてＩｎＰ ６るいはＩｎＰ
上にエピタキシャル成長法によりＩｎＰ。
ては、半導体基板１１としてＩｎＰ ６るいはＩｎＰ
上にエピタキシャル成長法によりＩｎＰ。
ＩｎＧａＡｓＰ、 ＩｎＧａＡｓ等よりなる単一のある
いは多数の層を設けたものが、第１のマスク１１として
はスパッタリングまたはＣＶＤ法によって堆積された厚
さ数１０００人で直径ｄｌ＝６０〜８０μ鴇穆度の５ｉ
０２またはＳ ｉ３Ｎ４ 騨が、第２のマスク１２と
しては通常のスピンコーティング法によって堆積された
厚さ数μ情程度でｌ径ｄ ｚ ＝ １００〜１２０μ惧
程度の通常よく用いられるネガタイプの７オトレジスト
膜が、等方性のエツチング液としては臭素を含んだメタ
ノール液がそれぞれ用いられ、第２工程０におけるエツ
チング深さｈとしては３０〜４０μ飄アンダーカツト量
Ｓとしては２０〜３０μｍ が、最終的な凸レンズ構造
部の半径Ｒとしては８０〜１２０μ惧程度のものがあげ
られる。
いは多数の層を設けたものが、第１のマスク１１として
はスパッタリングまたはＣＶＤ法によって堆積された厚
さ数１０００人で直径ｄｌ＝６０〜８０μ鴇穆度の５ｉ
０２またはＳ ｉ３Ｎ４ 騨が、第２のマスク１２と
しては通常のスピンコーティング法によって堆積された
厚さ数μ情程度でｌ径ｄ ｚ ＝ １００〜１２０μ惧
程度の通常よく用いられるネガタイプの７オトレジスト
膜が、等方性のエツチング液としては臭素を含んだメタ
ノール液がそれぞれ用いられ、第２工程０におけるエツ
チング深さｈとしては３０〜４０μ飄アンダーカツト量
Ｓとしては２０〜３０μｍ が、最終的な凸レンズ構造
部の半径Ｒとしては８０〜１２０μ惧程度のものがあげ
られる。
（発明の効果）
以上述べてきた様に１本発明によれば、半導体基板表面
に凸レンズ状の構造を形成する場合に、半導体基板の表
面にメサ構造を設けるために行うエツチングにおけるマ
スクとして、アンダーカットの小さな材料よりなる第１
のマスクと、これを同心円状に被い、径が大きくかつア
ンダーカットの大きな材料からなる第２のマスクとの２
層よりなる複合マスクを用いることにより、アンダーカ
ット量が第１のマスクの径によって調節できるので、所
望の形状を有するメサ構造が従来よりはるかに容易に得
られ、従って所望の半径Ｒ（ｚ有する略球面状加工の精
度を大幅に向上させることが可能となる。
に凸レンズ状の構造を形成する場合に、半導体基板の表
面にメサ構造を設けるために行うエツチングにおけるマ
スクとして、アンダーカットの小さな材料よりなる第１
のマスクと、これを同心円状に被い、径が大きくかつア
ンダーカットの大きな材料からなる第２のマスクとの２
層よりなる複合マスクを用いることにより、アンダーカ
ット量が第１のマスクの径によって調節できるので、所
望の形状を有するメサ構造が従来よりはるかに容易に得
られ、従って所望の半径Ｒ（ｚ有する略球面状加工の精
度を大幅に向上させることが可能となる。
なお、本実施例ではマスク形状として円形のもので説明
したが、ライン状マスクを用いて一方向断面のみに曲率
をつける場合にも適用することができる。
したが、ライン状マスクを用いて一方向断面のみに曲率
をつける場合にも適用することができる。
第１図ｃＡ）〜０は本発明の実施例全工程順に示した断
面図、第２図（Ａ）〜０は従来の半導体素子上のレンズ
の製造方法全工程順に示した断面図である。 図において １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・マスク、１
１・・・・・・第１のマスク、１２・・・・・・第２の
マスクである。 、′ 第１図 平２図
面図、第２図（Ａ）〜０は従来の半導体素子上のレンズ
の製造方法全工程順に示した断面図である。 図において １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・マスク、１
１・・・・・・第１のマスク、１２・・・・・・第２の
マスクである。 、′ 第１図 平２図
Claims (1)
- 半導体基板表面に直径ｄ＿１の円状からなるアンダー
カットの小さい第１のマスク層を設ける第１の工程と、
前記直径ｄ＿１より大きい直径ｄ＿２の円状のからなる
アンダーカットの大きい第２のマスク層により前記第１
のマスク層上を同心的に被う第２の工程と、前記第１及
び第２のマスク層を設けられた前記半導体基板の表面を
エッチングしてメサ構造を形成する第３の工程と、前記
メサ構造上に残留する前記第１及び第２のマスク層を除
去した後再び前記半導体基板表面をエッチングして前記
メサ構造を略球面状に成形する第４の工程とを含むこと
を特徴とするモノリシックレンズの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200203A JPS6178177A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | モノリシツクレンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200203A JPS6178177A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | モノリシツクレンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6178177A true JPS6178177A (ja) | 1986-04-21 |
Family
ID=16420513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59200203A Pending JPS6178177A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | モノリシツクレンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6178177A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009104337A1 (ja) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | 日本電気硝子株式会社 | 光通信用レンズ部品 |
| JP2013050721A (ja) * | 2012-09-10 | 2013-03-14 | Seiko Epson Corp | スクリーンの製造方法 |
| CN110850513A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-28 | 华中科技大学 | 一种微透镜的制作方法 |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59200203A patent/JPS6178177A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009104337A1 (ja) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | 日本電気硝子株式会社 | 光通信用レンズ部品 |
| JP2013050721A (ja) * | 2012-09-10 | 2013-03-14 | Seiko Epson Corp | スクリーンの製造方法 |
| CN110850513A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-28 | 华中科技大学 | 一种微透镜的制作方法 |
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