JPS63281431A - 半導体のエッチング方法 - 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】 本発明は、対向した第１および第２表面とこの第１表面
に隣接した第１半導体領域を有する半導体を用意し、エ
ッチャントと前記の第１表面とを互いに接触させ、放射
線を第１表面に向け、この放射線が第１表面に入射した
場所で第１半導体領域のエツチングを誘起するように、
第１半導体領域が初めて放射線を吸収する波長よりも短
かいかまたはこれに等しい波長または波長範囲を有する
放射線を発生するため放射線源を付勢することよりなる
半導体のエツチング方法に関するものである。

このような方法は米国特許出願公開第４５１８４５６号
公報および種々の論文に記載されている。例えば、「ア
プライド・フィジックスΔ４１　（ソリッヅ・アンド・
サーフエシイズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ八４
１（Ｓｏへｉｄｓ　ａｎｄ　５ｕｒｆａｃｅｓ））　Ｊ
　　１９８６年、第３１５頁から３３０頁のエフ・ニー
・ホール（Ｐ、八、１ｏｏｌｅ）氏の論文には、電磁放
射線（以下放射線とういう）特にレーザ放射線を適当な
エッチャントの存在の下で半導体表面のエツチングを誘
起するのに用いることが記載されており、また［アプラ
イド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）４５　（５）　Ｊ　１９
８４年、９月１日、第５６３頁から５６５頁および「ア
プライド・フィジックス・レクーズ４８（７）Ｊ　　１
９８６年、２月１７Ｂ、第４９６頁から４９８頁のデー
・ヴイー・ポルドレスニク（Ｄ、　Ｖ、　Ｐｏ１ｄｌｅ
ｓｎｉｋ）氏外の論文には、ガリウム砒素に穴を形成す
るのにレーザ誘起エツチングを用いることが説明されて
いる。

本発明は次のような半導体のエツチング方法を特徴とす
るものである、すなわち、対向した第１および第２表面
とこの第１表面に隣接した第１半導体領域を有する半導
体を用意し、エッチャントと前記の第１表面とを互いに
接触させ、放射線を第１表面に向け、この放射線が第１
表面に入射した場所で第１半導体領域のエツチングを誘
起するように、第１半導体領域が初めて放射線を吸収す
る波長よりも短かいかまたはこれに等しい波長または波
長範囲を有する放射線を発生するため放射線源を付勢す
ることよりなる半導体のエツチング方法において、半導
体の第２表面に光学的に区別可能な特徴を設け、放射線
源を前記の光学的に区別可能な特徴とアラインし、放射
線が第１半導体領域を前記の第２表面の光学的に区別可
能な特徴とアラインして第１半導体領域のエツチングを
誘起するようにしたことを特徴とする。

ここで用いられている「放射線」という言葉は電磁放射
線を意味するものと了解されるべきであり、「光学的に
区別可能」という言葉は例えばその特徴が所定波長また
は波長範囲の入射放射線を透過するか反射することによ
って放射線により区別できることを意味するものと了解
されるべきである。

本発明の方法は、放射線誘起エツチングの技術を、半導
体の第１表面に該半導体の対向した第２表面上の光学的
に区別可能な特徴とアラインして穴を簡単且つ正確に形
成するのに用いることを可能にしたものである。

放射線源は、光学的に区別可能な特徴とアラインされた
後、第２表面上の光学的に区別可能な特徴とアラインす
るかまたはこれを基準にするように溝またはその他のパ
ターンを第１表面上にエッチすることを可能にするため
に、例えばコンピュータの制御の下で予定の通路に沿っ
て動かされることができる。光学的に区別可能な特徴は
、導電性の光を通さない層、導電性の光を通さない接点
領域または周囲の材料とは異なる光学特性を有する半導
体材料領域とすることができる。

例えば光双安定スイッチ素子、電気光学変調器または自
己電気光学効果デバイス（ＳＥＥＤ）として用いられる
透過エタロン（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｔａｌｏ
ｎ）のようなデバイスを、適当な技術を用いて異なる材
料の第１半導体領域または基板上に多重量子井戸または
超格子構造として成長させることができる。

例えば、透過エタロンデバイスを、ガリウム砒素の基板
上にガリウムアルミニウム砒素（Ｇａ、ＡＩ、−ＸＡＳ
。

この場合Ｘはガリウムと砒素の相対比を示す）とガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ）との交互の層の多重童子井戸または
超格子構造として成長させることができる。

エタロンデバイスの放射線透過特性を制御することがで
きるように、導電性で光を通さない接点層がエタロン構
造の頂面すなわち自由面上に必要とされる。放射線がエ
タロンの下表面に入りまたは出ることができるように、
不透明な基板を貫通する通路が必要とされる。このよう
な通路を設けるために、基板全体を米国特許出願公開第
４５２５８６８７号公報に記載されているように除去し
、エタロン構造を、該エタロンの波長範囲で透明な支持
体例えば前記の公開公報に記載されたサファイヤ支持体
に接合することができる。けれども、基板の除去および
これに続く新たな支持体への結合プロセスは時間がかか
り、結合プロセス時に特にエタロン構造を傷つける危険
が大きい。

前述と同様な問題は、発光が基板に直角な場合の半導体
面発光デバイス例えはダイオードレーザにも起きる。前
述したような基板全体の除去に代わる解決法は［エレク
トロニクス・レターズ（Ｂｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ）　　Ｊ　１９８７年、１月２９日、第２３
巻、第３号のウー（Ｗｕ）氏外の論文で論じられており
、この論文では、フォトエツチングを用いて窓を形成し
、部分的に透明な銀フィルムをダイオード構造の露出さ
れたｎ形ガリウムアルミニウム砒素のクラッド層上にデ
ポジットすることができるように、前記の窓を通してガ
リウム砒素−ガリウムアルミニウム砒素のダブルへテロ
構造ダイオードレーザがエツチングで除去される。けれ
ども前記の論文に示されているように、マスクをメサダ
イオード構造の活性領域とアラインするには特別な熟練
を要し、このプロセスは時間がかかると共にマスクアラ
インメントを行う人の熟練度に極めて大きく左右される
。前記の公開公報には、その第１９図によって、基板を
貫通する穴または通路を設けるのに選択エツチングを用
いてもよいことが簡単に言及されているが、前記の第１
９図に示されているように、この方法は実際に必要なよ
り遥かに大きな穴を生じ、基板の不当な弱化をきたすこ
とがある。

本発明の方法を用いれば、第１と第２の対向した表面を
有する基板を用意し、基板の第２表面上に多重量子井戸
または超格子を成長させ、この多重量子井戸または超格
子を基板上のメサ構造として形成し、基板の第１表面に
対向したメサ構造の自由面上にアパーチャを有する導電
接点を設け、レーザ放射線源を第１表面に向け、レーザ
放射線源をメサの自由表面上の導電接点のアパーチャと
アラインし、エッチャントと第１表面を互に接触させ、
基板が放射線を初めて吸収する波長よりも短いがメサ構
造が初めて放射線を吸収する波長よりは長い波長の放射
線を発生するようにレーザ放射線源を付勢し、このため
レーザよりの放射線が導電接点のアパーチャとアライン
して基板のエツチングを誘起し、アパーチャとアライン
され且つ基板を通ってメサ構造に延在する穴を形成する
ことによって、透過エタロンのような半導体デバイスを
つくることができる。メサ構造は、エツチングがこのメ
サ構造と基板の境界で確実に停止するように、エツチン
グに用いられる放射線を通ずバッファ層（基板がＧａＡ
ｓで多重量子井戸または超格−１０＝ 子がＧａＡｓとＧａＭ　Ａｌ。−ＭＡＳの交互の層より
成る場合には例えばＧａ１ｌ　Ａｌ□−、Ａｓの〉で始
まることができる。このような方法を用いて極めて小さ
な直径の穴をつくることができ、その上、レーザの焦点
を変えることによって穴の直径を制御することができる
。本発明の方法によりつくられた基板を貫通する穴は、
導電接点のアパーチャと同じかまたは類似の寸法である
のが好ましく数マイクロメータ程に小さくできる。

本発明の方法を用いてつくられた穴は、本発明の方法を
用いてつくられた半導体デバイスに入りまたはより出る
放射線の光ガイドとして用いることができる。この光ガ
イドの特性は、エタロンが、穴または光ガイドを形成す
るためにエツチングを誘起するのに用いられる放射線の
波長と同じかまたは類似の波長で動作するように設計さ
れれば、特に透過エタロンの場合に最適にすることがで
きる。

本発明の方法は、放射線源が付勢されると放射線が第１
表面に垂直に該第１表面に入射するように放射線源を光
学的に区別可能な特徴とアラインするのが好ましい。け
れども、放射線源は、傾斜した穴または溝等を光学的に
区別可能な特徴とアラインして第１半導体領域を貫通し
てエッチすることができるようにするために、第１表面
の垂線に成る角度で入射する放射線を与えるようにアラ
インすることもできる。

２つまたはそれ以上の穴をエッチすることを可能とし、
この場合１つの穴は光学的に区別可能な特徴とアライン
されまた他方または他の夫々の穴は放射線源の予定の空
間関係および相対配向に応じて前記の１つの穴（したが
って光学的に区別可能な特徴）と予定の空間関係を有す
るように、第１半導体領域が放射線を吸収する波長より
も短いかまたはそれに等しい波長または波長範囲を有ず
ろ放射線を発生し且つそれ等の放射線源の相対配向が予
め定められた、２つまたはそれ以」二の離間された放射
線源を設けることもてきる。放射線源として１つまたは
それ以上のレーザを用いることができる。

放射線源に対して不変の配向を有する補助放射線源より
の放射線のビームを半導体に向け、半導体と放射線源を
相対的に動かし、第２表面で透過および／または反射さ
れた補助放射線源により放射線の量を検出することによ
り、放射線源を光学的に区別可能な特徴とアラインする
ことができる。

第２表面で透過されまたは反射された補助放射線源より
の放射線の量は、光検出器のような放射線検出器を用い
て検出することができる。この補助放射線源は白色光源
でもよい。代りに、放射線源が２つの波長（範囲）で同
調可能な場合には、この２つの波長（範囲）の一方だけ
が第１領域のエツチングを誘起し、他方は補助放射線源
として用いられることができる。

放射線検出器は第１半導体領域のエツチングを監視する
のに用いることができる。放射線検出器を放射線源のア
イラインメントとエツチングの進行を監視するのに用い
れば、全プロセスを容易に自動化することができ、何れ
にしてもオペレータの特別な熟練を必要としない。

＝１３＝ 以下、添付の図面を参照して本発明を実施例によって説
明する。

図面は略図的なもので寸法比通りのものでないことを了
解され度い。特に第１図では、図示のデバイスの各部分
の相対寸法は実際とは変えられており、例えば層の厚さ
は見易くするために誇張されている。第１図は断面図で
はあるが、やはり見易くするために斜影は省略しである
。

第１図は例えば光双安定スイッチ素子、電気光学変調器
または自己電気光学効果デバイスの透過エタロンデバイ
スを示すもので、このデバイスは、その上に第２半導体
領域または薄い（代表的には１マイロクメータまたはそ
れ以下の厚さ）エタロン構造２がエピタキシャルに成長
された（例えば分子線エビクキシー（ｍｏｌｅｃｕｌａ
ｒ　ｂｅａｍ　ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢ２）または有機金
属気相エピタキシー（ｍｅｔａｌ　ｏｒ−ｇａｎｉｃ　
ｖａｐｏｕｒ　ｐｈａｓｅ　ｅｐｉｔａｘｙ：　ＭＯＶ
ＰＢ）によって）第１半導体領域、ずなわち基板１を有
する半導体１０より成り、前記の第２半導体領域は、第
１半導体領域が初めて放射線を吸収する波長よりも短い
波長で初めて放射線を吸収するように形成される。

この実施態様では、第１半導体領域１は、半絶縁性また
はｎ形導電でよい略々１００マイクロメータの厚さのガ
リウム砒素板で、一方第２半導体領域２は、Ｇａ、、Ａ
Ｉ＋〜、　Ａｓの層の形の薄いく代表的には略々１マイ
クロメータの厚さ）エタロン構造か、または、図示した
ようにＧａＡｓとＧａＭ八Ｉ、−，Ａｓの交互の層より
成る多重量子井戸または超格子構造２０で、この場合こ
の多重量子井戸または超格子構造２０はＧａ、　Ａ１．
　、　八ｓの２つのバ’７７７層２１と２２の間にザン
トイソヂ状に挟まれている。この実施例では、Ｇａ、　
Ａ１１−ｙ　Ａｓ層２１と２２は夫々多重量子井戸また
は超格子構造２０に電気接点および光まどを与えるの１
こ（父立つ。けれど゛も、エタロン（まＧａＸＡｌ＋□
ＡＳ層２１と２２なしに多重量子井戸または超格子構造
を有することもできる。

基板の所定面ずなわぢ第１面６と反対のエタロン構造２
の表面５には別の領域３が設けられる。

放射線がエタロン構造２を通って出ることのできるアパ
ーチャ４がフォトエツチング技術によって前記の領域を
貫通して形成される。このアパーチャ４は、第２表面５
で支持された光学的に区別可能な特徴を形成する。

例えばエタロン構造２と基板１とを横切って電界を加え
てエタロン構造の放射線透過特性を変えることを可能に
するためエタロン構造２に電気接点をつくることができ
るように、この実施例では、前記の別の領域３は導電層
、例えば金属層、前に論じた配置ではエタロンのＧａ、
へ’＋−ＸＡｓ表面５と接触する金の層である。別の領
域３が電気接点として用いられる場合には、同様の導電
層（図示せず）を基板１０表面６に設けることができる
。

図に示したように、エタロン構造２は、基板１上にメザ
構造を形つくるようにフォトエツチング技術で形成され
、この場合エタロン構造２の露出縁２ａと基板の表面の
露出領域５ａは絶縁または不活性材料７例えば二酸化珪
素、窒化珪素、ポリアミド或いはポリイミドによって被
覆される。

前述の透過エタロンデバイスのＧａ八へ基板１は該デバ
イスが用いられる波長において不透明であり、したがっ
て、放射線がエタロン構造２に入って出ることができる
ように基板１をエツチングで除去する必要がある。同じ
基板１上に集積されるデバイスの物理的強度を不必要に
減少することなくまた良好なシートを可能ならしめるよ
うに、基板１の極く僅かな部分を除去するのが通常望ま
しい。したがって、第１図に示した穴８のような極く小
径の穴を形成するのが望ましい。

このような穴を基板を貫通してエッチすることのできる
本発明の一実施例を以下に説明する。第２図はこの方法
を実行する装置を略図的に示したものである。

第２図に示すように、装置は、Ｘ−Ｙ可動支持テーブル
１２をそなえた顕微鏡−カメラシステム１１を有する。

この顕微鏡−カメラシステム１１は、カメラ１４、接眼
レンズ１５．］　、　ハーフ銀ミラー１６（ｈａｌｆ−
ｓｉｌｖｅｒｅｄ　ｍ１ｒｒｏｒ）および対物レンズ１
５ｂを有する。

光学システム１３の光軸Ａは、前記のＸ’−Ｙ可動支持
テーブル１２内で穴１２ａ　とアラインされる。

大きな矢印りで示した放射線源、この実施例ではレーザ
、が顕微鏡−カメラシステム１１の側方に取付けられ、
このため放射線源よりの放射線は通路Ｐに沿って進行し
てハーフ銀ミラー１６で下方に光軸Ａに沿って反射され
る。したがって、図示したように、ハーフ銀ミラー１６
は光軸Ａを横切って該光軸に４５°の角度で延在し、放
射線源りは、該放射線源よりの放射線が前記のハーフ銀
ミラー１６の垂線に対して４５°の角度で入射するよう
にアラインされる。

白熱ランプのような補助放射線源または照明具１７が、
穴１２ａおよび光軸Δとアラインされるようにｘ−Ｙ可
動支持テーブル２５の下方に位置される。

第１放射線検出器１８が、後で説すするようにシンプル
を通過した補助放射線源１７よりの光を検出するように
、放射線源りとハーフ銀ミラー１６の間の通路Ｐに入っ
たり出たりすることができる。第２放射線検出器は、後
で説明ずろようにエツチングの進行の終りを検出するよ
うに、Ｘ−Ｙ可動支持テーブル１２の穴１２ａと補助放
射線源１７の間の位置で光軸Ａとアラインしたり外れた
りするように動くことができる。放射線検出器１８およ
び１９はフォトダイオードでよい。

前述の実施例で説明したＧａＡｓ基板を貫通して穴８を
エッチするために第２図の装置を使用する場合、半導体
１０が使用放射線を通す容器２５内に置かれ、この容器
２５は、半導体１０が穴１２ａの上に位置するようにｘ
−Ｙ可動支持テーブル１２上に位置される。この実施例
では、半導体１０が容器内に位置される時導電層３とこ
の導電層３内のアパーチャ４は既に設けられているが、
メサ構造は、若し所望ならば必ずしも形成されている必
要はないことを了解さるべきである。したがって半導体
１０は、第２図に示したように、容器内に置かれた時に
は基板１に隣接するエタロン構造２とこのエタロン構造
２の表面上の大部分に存する導電層３とを有する。

半導体１０は容器２５内に表面を下にしてずなわち導電
層３が容器２５の底２６に隣接するようにして置かれる
。

次いて補助放射線源１７が付勢され、顕微鏡−カメラシ
ステム１１のカメラ１４を通して半導体１０を観察して
いる間に、Ｘ−Ｙ可動支持テーブル１２が、導電層３の
アパーチャ４が明るいスポットとして現れ、かくして顕
微鏡−カメラシステム１１の光軸Ａとアラインされる迄
、動かされる。

次いで、通路Ｐ内に位置され且つ補助放射線源１７の波
長に感応する第１検出器１８の出力が、導電層３のアパ
ーチャ４が正確に光軸Ａとアラインする迄Ｘ−Ｙ可動支
持テーブルを用いて容器２５を動かずことにより最大に
される。このようにしてアパーチャ４がアラインされる
と、第１放射線検出器１８は通路Ｐより除かれ、エッチ
ャント２７が所定表面６を覆うように容器に入れられる
。

基板１が半絶縁性またはｎ形ＧａＡｓであるこの実施例
では、使用されるエッチャントは１：１：１００の（重
量）比のＨ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：１１２０の混合物より
成るものでもよい。その他の適当なエッチャントは前記
の論文に記載されている。

補助放射線源１７が、相互に作用して早すぎるエツチン
グを生ずるおそれのある放射線を出さないならば、顕微
鏡−カメラシステム１１のアラインメントをエッチャン
ト２７を入れた後に行うことも可能であろう。この補助
放射線源１７は、第１および第２半導体領域（勿論側の
領域すなわち第３領域はそうでない）が何れも補助放射
線を通すかまたは例えば第２領域が補助放射線波長範囲
の一部だけを吸収するように選ぶことができる。

エッチャントが入れられると、顕微鏡−カメラシステム
１１は対物レンズ１５ｂを用いて再焦点合せされ、この
場合第１放射線検出器１８は通路Ｐより除かれている。

次いで、放射線を所定面６に向けるようにレーザ放射線
源りがスイッチオンされ、補助放射線源１７はスイッチ
オフされる。レーザの出力放射線の波長は、第２半導体
領域すなわちエタロン構造２が初めて放射線を吸収する
波長よりも長いが第１半導体領域１が初めて放射線を吸
収する波長よりも短いかまたはこれに等しいように選ば
れる。したがって、レーザ波長は、エネルギｈｃ／λ　
（この場合λはレーザ波長）がエタロン構造２の吸収エ
ネルギＢ２よりも小さいが基板１のバンドギャップエネ
ルギＢ１よりも大きいように選ばれる。基板１がＧａＡ
ｓでエタロン構造２がＧａＡｓとＧａつＡｌ１−１１　
八Ｓの交互の層の多重量子井戸または超格子を有する前
述の実施例では、レーザは、第１領域のドーピングに応
じて７００−８５０ｎｍの出力波長と１から１００００
　Ｗ／ｃｍ２の範囲の出力密度を有する連続（ＣＷ）作
用色素レーザとすることができ、この場合強くｎ形にド
ープされた基板１に対して低い出力密度が必要とされる
。前記の実施例では、レーザ光は、所定表面６に直角に
延在する穴をつくることができるように所定表面６に対
して垂直に該所定表面に入射される。穴８の所望の直径
に応じて、レーザビームは対物レンズ１５ｂを用いて所
定表面６上に小さなスポットに焦点合せされることがで
きる。この焦点合せされたスポットの直径は言う迄もな
く焦点距離と対物レンズ１５ａの絞りに依存する。

所定表面６上に焦点合せされてこれに吸収されたレーザ
光は、この表面６近くの半導体材料内のキャリヤの光発
生（ｐｈｏｔｏｇｅｎｅｒａｔ　１ｏｎ）を生じ、所定
表面６とエッチャントの境界面における光発生された少
数キャリヤがエツチングを誘起または加速する。エツチ
ングが進むにつれて、エッチされた構造は、前記の［ア
プライド・フィジックス・レターズ４８　（７）　Ｊ　
　１９８６年、２月１７日、第４９６頁から４９８頁の
論文に記載されたように、入射レーザビームをとぢ込め
て効果的に伝送する中空の導波管として働く。この導波
効果が、垂直な側壁を有する穴をエッチすることのでき
る垂直エツチングを可能にする。

略１０Ｗ／ｃｍ２のレーザ出力密度に対し、分当り略々
５から１０マイクロメータの割合で１００マイクロメー
タの深さの穴８がエッチされる。この穴の直径は、レー
ザビームスポットを集束できる直径に応じて、数マイク
ロメータ例えば１から５マイロクメ一タ程度に小さくす
ることができる。この実施例では基板１は１００マイク
ロメータの厚さでしかないが、前記の「アプライド・フ
ィジックス・レターズ４８　（７）　Ｊ　　１９８６年
、２月１７日、第４９６頁から４９８頁の論文に記載さ
れているように、例えば２５０マイクロメータより厚い
基板を貫通して穴をエッチすることもできる。光化学エ
ツチングを誘起するのに用いられた放射線はエタロン構
造で吸収されないので、この放射線はエタロン構造にエ
ツチングを誘起する働きはなく、したがって光化学エツ
チングは第１領域と第２領域の境界で停止する。エツチ
ングプロセスはカメラ１４を経て観察することができ、
更に第２放射線検出器１９はエツチングの終了を検出す
るのに用いることができる。というのは、エツチングが
進むと、半導体１０を通過するレーザ源よりの放射線量
は、エッチされた穴の底がメサ構造に近づくにつれて増
加し、エツチングが第１領域と第２領域の境界面で終了
した時には検出器で受けられる放射線量が極めて急速に
増加して横ばいになるに至るからである。

前述の実施例ではｎ形または半絶縁性Ｇａ八ｓを基板と
して用いたが、この基板はｐ形ＧａＡｓ　とすることも
できる。基板がｐ形Ｇａへｓの場合には、［アプライド
・フィジックス・レターズ３９（１）Ｊ１９８１年、７
月１日、第７６頁から７８頁のエフ・ダブリュ・オスタ
ーマイヤ＝（Ｐ、　ＩＡ、　Ｏｓｔｅｒｍａｙｅｒ）氏
外の論文［フォトエレクトロケミカル・エツチング中オ
ブ・ｐ−ＧａＡｓ（Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ
ｉｃａｌ　ｅｔｃｈｉｎｇｏｆ　ｐ−ＧａＡｓ　）　Ｊ
に記載されているように、ＧａＡｓ基板に電位を加え、
この印加された電位を光還元（ｐｈｏｔｏｒｅｄｕｃｔ
ｉｏｎ）が起きる値と酸化が起きる値の間で周期的に切
換え、以て光還元の間に表面に形成されるＧａ層を除い
てエツチングを容易にすることが必要である。

前述の方法は、正確にアラインしまた選択された波長ま
たは波長範囲において適当に異なる吸収特性を有する２
つの放射線半導体材料の一方を通して穴をエッチするこ
とが望まれるすべての場合に用いることができる。

前述の実施例では、別の領域３はエタロン構造の表面５
上に直接設けられた導電層であるが、放射線源りよりの
放射線を吸収しまた基板１を貫通ずることが望まれる穴
８と同様な穴が既に形成されている、基板１と同様な別
の半導体領域を、前記の別の領域３とエフロン構想２の
間に設けてもよい。このような配置では、光学的に区別
可能な特徴を形成するアパーチャ４は、前記の別の半導
体領域の穴で形成され、次いで基板１にエッチされる穴
８は本発明の方法を用いてこれと正確にアラインされる
ことができる。前記の別の領域３は半導体デバイスの永
久的な部分でなくてもよく、アパーチャ４が形成されて
この基準アパーチャ４に対して穴８の正確なアラインメ
ントを可能にする放射線反射マスキング層とすることも
できる。

更に、アパーチャ４は必ずしもアパーチャそれ自身であ
る必要はなく、レーザ放射線源の放射線を通ず半導体領
域を構成することもできる。

同様に、本発明の方法は、穴を、半導体の対向面上の任
意の光学的に区別可能な特徴とアラインして基板を貫通
して形成するのに用いることができるものであることを
了解さるべきである。例えば、金属接点またはトラック
のような光学的に不透明な特徴が半導体の対向したすな
わち第２表面に設けられた場合には、第１検出器１８を
用い、半導体より透過された補助放射線源よりの光の最
小量を検出するか或いは補助放射線源を半導体の他方の
側に位置させて反射光の最大を検出することによって前
記の特徴とアラインするように穴を形成することができ
る。

光学ンテスム内にビームスプリッタを設ければ多数の穴
を同時にエッチすることができ、この場合各穴の分離と
アラインメントは、スプリットされたビームの分離とア
ラインメントによって決まる。同様に、対物レンズ１５
ｂをマイクロレンズアレーに代えれば、多数の接近した
補助レーザビームを与え、特に５ＢＥＤまたは同様な光
学エタロン構造に適したような細い穴のアレーをエッチ
することが可能になる。何れの場合も、アレーに対する
基準点を形成するのに唯一つの光学的に区別可能な特徴
が第２表面で支持されることが必要なだけである。つく
られる穴の直径は光学装置（最初のレーザビームの直径
と共同して）によって決めることができる。更に、穴に
加えて、若しレーザ源を所定表面を横切って走査するこ
とができれば、溝やその他の所望のパターンを基板を通
してエッチすることができる。この溝または一連の穴は
、光軸Ａに沿って補助放射線源１７の位置から向けられ
た赤外線照明を用いてカメラ４および光学シテスム１３
を経て対向表面上の金属トラックとアラインすることが
できる。補助放射線源が白色光源の場合には、エツチン
グを誘起するおそれのある放射線をこの白色光源より除
くようにフィルタを設けることができる。この場合補助
放射線源は赤外線源として用いられる。

深さの異なる穴をエッチするために２つまたはそれ以上
の正確にアラインされた異なる波長のレーザビームを用
い、第１の波長は例えば第１半導体層だけを通して光化
学エツチングを可能にし、第２の波長は前記の第１とこ
れに続く半導体を通してエツチングを可能にし、この場
合放射線源の選ばれた１つが光学的に区別可能な特徴と
アラインされ、他はこの１つの放射線源に対して所定の
配向を有するようにすることも考えられる。本発明の方
法を用いてつくられた穴は前述したような光ガイドまた
は光通路として用いることができ、或いは、例えば半導
体、金属または絶縁体等の材料が中にデポジットされる
接点穴を形成することができる。特にエッチャントを適
当なメッキ技術に代えることにより、金属をエッチされ
た穴の壁にメッキすることができる。前記のエフ・ニー
・ホール氏の論文には、光化学的または光熱的にデポジ
ットすることができる幾つかの金属フィルムが記載され
ている。

以上発明した装置ではレーザを用いているが、他の光源
例えばアークランプまたは放電ランプを適当なフィルタ
と共に用いて放射線源りを得ることもできる。放射線源
りが、例えばチューナプルレーザまたは可変フィルタ或
いは波長シフタのような可変の出力周波数または周波数
範囲を有する場合には同じ放射線源を主放射線源りと補
助放射線ｒｆＱ　］　７として用いることができる。こ
のような装置ｈ：ては、第１領域１て吸収されない第１
の波長または波長範囲は、第２検出器１９（若しこの検
出器１９が前記の第１の波長または波長範囲を感受しな
ければ代りの検出器）の出力を検出することにより放射
線源を半導体の対向面すなわち第２表面上の光学的に区
別可能な特徴とアラインするのに用いられ、第１領域１
で吸収されるが第２領域２では吸収されない放射線源の
第２の波長または波長範囲は、光化学エツチングに用い
られる。このような装置では、第１検出器１８は必要と
されない筈である。

更に、本発明の方法は、以」−述べた特定の実施例に限
定されるものではなく、少なくとも第２半導体領域の部
分が第１半導体領域によって所定表面より離されるよう
に半導体の所定表面に面する第１半導体領域とこの第１
半導体領域に隣接した第２半導体領域とを有し、この場
合第１と第２半導体領域は、勿論放射線の波長とエネル
ギ密度のほかに使用エッチャントのタイプが半導体材料
に適するように選ぶべきことは了解されるべきであるが
、第２半導体領域は第１半導体領域が初めて放射線を吸
収する波長よりも短い波長で初めて放射線を吸収する任
意の半導体に適用することができる。

本願の明細書の説明から、その他の変形は当業者にとっ
て明らかであろう。このような変形は、半導体デバイス
の設計においけ既に公知でありまた既に説明した特徴の
代りまたはこれに加えて用いられることのできるその他
の特徴を含むことができる。本願の特許請求の範囲は特
徴の特定の組合せに対して示しであるが、本発明の開示
の範囲は、ここに明らかにまたは暗示的に開示されたす
べての新規な特徴またはここに開示された特徴のすべて
の新規な組合せも、または、それが現在特許請求の範囲
に記載された発明と同じ発明に関すると否とに拘らず、
またそれが本発明のように任意のまたはすべての技術的
問題を軽減すると否とに拘らず、これ等の特徴の１つま
たはそれ以」二の総括或いは変形も含むものであること
を了解され度い。本願はまた本願或いは本願より派生し
たすべての別の出願の係属中に、新たな特許請求の範囲
にそのような特徴および／またはそのような特徴の組合
せが示されることがあることをここに明らかにしておく
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によりつくられた半導体デバイス
の略断面図、 第２図は本発明方法を実施する装置の路線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対向した第１および第２表面とこの第１表面に隣接
   した第１半導体領域を有する半導体を用意し、エッチャ
   ントと前記の第１表面とを互いに接触させ、放射線を第
   １表面に向け、この放射線が第１表面に入射した場所で
   第１半導体領域のエッチングを誘起するように、第１半
   導体領域が初めて放射線を吸収する波長よりも短かいか
   またはこれに等しい波長または波長範囲を有する放射線
   を発生するため放射線源を付勢することよりなる半導体
   のエッチング方法において、半導体の第２表面に光学的
   に区別可能な特徴を設け、放射線源を前記の光学的に区
   別可能な特徴とアラインし、放射線が第１半導体領域を
   前記の第２表面の光学的に区別可能な特徴とアラインし
   て第１半導体領域のエッチングを誘起するようにしたこ
   とを特徴とする半導体のエッチング方法。 ２、半導体を第２半導体領域が第１半導体領域と第２表
   面の間に位置するようにし、この場合第１と第２半導体
   領域を、第２半導体領域は第１半導体領域が初めて吸収
   する波長よりも短い波長で初めて放射線を吸収するよう
   に形成し、第２半導体領域が初めて吸収する波長よりも
   長い波長または波長範囲を有する放射線を発生するため
   放射線源を付勢する請求項１記載の半導体のエッチング
   方法。 ３、第１半導体領域上に多重量子井戸または超格子構造
   を成長させることにより第２半導体領域を設ける請求項
   ２記載の半導体のエッチング方法。 ４、第１半導体領域をガリウム砒素基板とし、多重量子
   井戸または超格子構造をガリウムアルミニウム砒素とガ
   リウム砒素の交互の層として成長させる第３項記載の半
   導体のエッチング方法。 ５、第２半導体領域を第１半導体領域の少なくとも一部
   として設ける請求項２乃至３の何れか１項記載の半導体
   のエッチング方法。 ６、放射線源としてレーザを使用する請求項１乃至５の
   何れか１項記載の半導体のエッチング方法。 ７、放射線源に対して不変の配向を有する補助放射線源
   よりの放射線のビームを半導体に向け、半導体と放射線
   源を相対的に動かし、第２表面で透過および／または反
   射された補助放射線源によりの放射線の量を検出するこ
   とにより、放射線源を光学的に区別可能な特徴とアライ
   ンする請求項１乃至６の何れか１項記載の半導体のエッ
   チング方法。 ８、光学的に区別可能な特徴を、第２表面上に支持され
   た導電層のアパーチャとして設ける請求項１乃至７の何
   れか１項記載の半導体のエッチング方法。 ９、放射線検出器を用いて半導体を通過する放射線源よ
   りの放射線の量を検出し、第１半導体領域のエッチング
   を監視する請求項１乃至８の何れか１項記載の半導体の
   エッチング方法。