JPS63197382A - ド−ム状構造体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高出力の赤外発光ダイオードの製造方法に関し
、特に前方方向光出力の大なる民生用もしくは光フアイ
バ通信用発光ダイオードに好適な製造方法を提供するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、発光ダイオードの前方向光出力を向上させる目的
で半導体表面のレンズ状加工技術としてニー・ピー・エ
ル第４３巻（１９８３年）第６４２頁から第６４３頁に
おいて論じられているように。

化学エツチング法を用いる方法と、イー・イー・イー・
ジャーナル・オブ・カンタムエレクトロニクス簸登旦二
よｌ、（１９８１年）第１７４頁から第１７６頁におい
て論じられているようにドライエツチング法を用いる方
法があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は例えば化学エツチング法では、光化学エ
ツチングを用いるため複雑な光学系を組まねばならず、
工程が複雑になるという欠点を有していた。またドライ
エツチング法を用いる例ではマスクとして用いるレジス
トのレンズ加工に、ベーキング法のみで行なっていたが
、マスクサイズが大きくなると中央部表面が平坦化され
るという欠点を有していた。

本発明の目的は一度の紫外線露光によりレジストマスク
をレンズ状に加工するもので、ウェハとホトマスクを密
着させず一定のスペーシングを持たせることにより、目
的を達成させんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、半導体装置に用いられる光透過層などの被
加工物の表面にホトレジスト層を設け、その表面に密着
しないように近接して設けられたホトマスクを介して該
ホトマスクのパターンを露光、その後ホトレジスト層を
現像してホトレジストのパターンを形成し、このホトレ
ジストパターンをマスクとして被加工物をドライエツチ
ング法にて加工する方法によって達成される。

なお、ホトレジスト表面とホトマスクを密着しないよう
に近接して行なう露光をプロキシティ露光と称する。

光透過層としてはセラミック、半導体などでドライエツ
チングが可能なものが適用される。

また、近接の間隔（スペーシング）が５μｍ〜２　、０
００μｍにおいて、本発明が適用できる。とくに、この
間隔を５０μｍ〜２，０００μｍにした時に良好なドー
ム状構造体が製造できた。

また、パターンの形状は１円形、四角形、三角形などが
適宜選ばれ、これらは透過率の分布を有してもよい。

〔作用〕

ホトレジスト表面とホトマスクが間隔（スペーシング）
をおいて近接しているので、露光の際に、光線はホトマ
スクの下部（ホトマスクとホトレジストの間隔内）にも
回りこみ、ホトレジストをドーム状の分布をもって変化
せしめる。これを現像するとドーム状の形成したホトレ
ジストパターンが形成され、これをマスクとして被加工
物をドライエッチすると被加工物の一部がドーム状に加
工される。

マスクとホトレジスト間のスペーシングおよび露光時間
はレジストの加工形状を左右するパラメータとなり、こ
のスペーシングを５μｍ〜２０００μｍ露光時間を２分
〜１０分において、最適なレンズを製作できる。パター
ン寸法５０μｍφの場合にはレジスト膜厚２μｍ（スペ
ーシング５０μ。

露光時間２分）、１００μｍφではレジスト膜厚４μｍ
（スペーシング７００μｍ、露光時間４分）で最適なレ
ンズ加工が可能である。このようにスペーシングと露光
時間を特定することにより、パターンサイズに応じたレ
ンズ設計が可能であり。

再現性の高いレンズ加工法として有効であることが確認
された。

このホトマスクは、光の透過部を難透過部でなるパター
ンを有する通常のものは全て適用でき、またホトレジス
トは露光に用いる光線によって変化するものが適用でき
る。

〔実施例〕

以下１本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図を用いて説明する。

光透過層となるＧ　ａ　ｚ−ｚＡ　ｊｌ　ｚＡ　ｓ層１
上に、ポジレジスト層２を膜厚４μｍにして回転塗布に
より形成した後、９０℃にて２００分間のプリベーキン
グを行なった（第１図（ａ）参照）、その後、マスク３
とレジスト層２間のスペーシングを７００μｍ４あけた
後にプロキシティ露光法により露光時間４分および現像
を１分することによりで発光素子の光放出面の上に直径
１００μｍのレンズ状のレジストマスク５を作製し、２
００℃で２０分ベークを行なった。（第１図（ｂ）参照
）、その後レンズ状のレジストをマスクとして反応性イ
オンビームエツチングを行なったところ発光素子の光放
出面の上をレンズ状６に加工することが出来た（第３図
（Ｑ）参照）。

本発明により形成されたレンズ状光放出面を持つ発光素
子（第２図）のＰｅｎ電極、各々１１゜１２間に約２ｖ
の電圧を印加したところ、５０μｍφの発光部１３より
外部に約１０ｍＷの光出力が放出された。なお第２図に
おいて１４はｎ型Ｇ　ａ　１−ｘ　Ａ　Ｑ　ｘ　Ａ　１
１層、１５は発光層（Ｇ　ａ　Ａ　ｓ層）１６はｐ型Ｇ
　ａ　１−ＦＡ　Ｑ　ｙＡ　ｓ層、１７はｎ型ＧａＡｓ
層であり、これらは周知のエピタキシャル成長法により
形成された。またＡＱ組成比のＸおよびｙは０．３ｚは
０．４とした。なお、２≧ＸｅＶとすることが必要であ
る。

実施例２ 実施例１で用いたプロキシミテイ露光方法でパターン寸
法５０μｍ、スペーシングを５０μｍとして２分間露光
を行なったところ膜厚２μｍのレンズ状レジストマスク
が得られた。

実施例３ 実施例１で用いたプロキシミテイ露光方法でパターン寸
法１０μｍ、スペーシングを５μｍとして２分間露光を
行なったところ膜厚２μｍのレンズ状レジストマスクが
得られた。

実施例４ 実施例１で用いたプロキシミテイ露光方法でパターン寸
法１００μｍ、スペーシング２０００μｍとして４分間
露光を行なったところ膜厚４μｍのレンズ状レジストマ
スクが得られた。

今までの実施例はＧａＡｓ／ＧａＡｊｌＡｇ系であった
が、Ｉ　ｎ　Ｐ／ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）系、ａａＡｓ／Ｉ
ｎＧａＡ　Ｑ　Ｐ系でも同様な効果があった。

〔発明の効果〕

本発明によれば光放出面にホトマスクを用いた同一のレ
ンズ状レジストマスクを一度に形成できるため、大面積
基板上（例えば２インチφ基板）にバッチ処理によるレ
ンズ加工が可能となる。またレジストマスク形状もプロ
キシミテイによるスペーシングと露光時間、現像時間を
固定しておけば、再現性の良い形状製作が出来るので、
従来の高出力発光ダイオードと性能的には劣らずに、よ
り安価な発光ダイオード作製の点で効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｑ）は本発明の一実施例を示す工程図
（縦断面図）、第２図は本発明を適用した発光ダイオー
ドの縦断面図である。 １・・・光透過層、２・・・ポジレジスト、３・・・マ
スク、４・・・スペーシング、５・・・レジストマスク
、６・・・レンズ状光放出面、１１・・・Ｐ電極、１２
・・・ｎ電極。 １３−・・発光領域、１４−ｎ型Ｇ　ａ　ｘ−ｘ　Ａ　
１１　Ｘ　Ａ　ｓ層、１５−・・発光層、１６　・ｐ型
Ｇ　ａ　ｔ−ｙＡ　１１　ｙＡ　ｓ層、１７−　ｎ型Ｇ
　ａ　Ａ　ｓ　Ｊｌ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被加工物に設けられたホトレジスト層の表面に、該
   表面に密着しないように近接して設けられたホトマスク
   を介してパターンを露光する工程プロキシミテイ露光工
   程、該ホトレジスト層を現像してホトレジストのパター
   ンを形成する工程、および該ホトレジストのパターンを
   マイクとしてドライエッチングにより該被加工物を加工
   する工程を少なくとも有するドーム状構造体の製造方法
   。 ２、上記近接の距離が５０μｍ〜２，０００μｍである
   特許請求の範囲第１項記載のドーム状構造体の製造方法
   。