JPH0256810B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0256810B2 JPH0256810B2 JP59182113A JP18211384A JPH0256810B2 JP H0256810 B2 JPH0256810 B2 JP H0256810B2 JP 59182113 A JP59182113 A JP 59182113A JP 18211384 A JP18211384 A JP 18211384A JP H0256810 B2 JPH0256810 B2 JP H0256810B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inp
- ingaasp
- etching
- diffraction grating
- etching solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/60—Wet etching
- H10P50/64—Wet etching of semiconductor materials
- H10P50/642—Chemical etching
- H10P50/646—Chemical etching of Group III-V materials
Landscapes
- Weting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はInPあるいはInGaAsPからなる半導体
をエツチングするためのエツチング液に関する。
をエツチングするためのエツチング液に関する。
（従来技術とその問題点）
素子内部に回折格子を有し、この回折格子の分
布帰還を利用して単一波長で発振する1.3〜1.6μ
ｍ帯のInP／InGaAsP分布帰還型（DFB）ある
いは分布反射型（DBR）の半導体レーザは、高
速変調時にも安定な単一波長で動作するため長距
離大容量の光フアイバ通信用光源として有望であ
る他、劈開端面を必要としないため光集積素子へ
の応用も期待されている。
布帰還を利用して単一波長で発振する1.3〜1.6μ
ｍ帯のInP／InGaAsP分布帰還型（DFB）ある
いは分布反射型（DBR）の半導体レーザは、高
速変調時にも安定な単一波長で動作するため長距
離大容量の光フアイバ通信用光源として有望であ
る他、劈開端面を必要としないため光集積素子へ
の応用も期待されている。
ところで、これらDFB、DBRレーザを製作す
る場合、InPまたはInGaAsP基板上に回折格子を
形成する必要がある。回折格子は一般に半導体基
板表面に塗布したホトレジストを二光束干渉露光
法により周期状に形成し、このホトレジストをマ
スクとして半導体基板をエツチングすることによ
り形成される。この回折格子はInPあるいは
InGaAsP基板の（100）面上に＜01１＞方向と平
行に形成するのであるが、深くて良好な回折格子
を得るためにはエツチング面が（111）面となる
ようなエツチング液を用いなくてはならない。ま
た、回折格子製作用に用いられるホトレジスト
は、通常AZ1350などのポジ型レジストであり、
このポジ型レジストはアルコール類に溶けるた
め、エツチング液は非アルコール系でなくてはな
らない。
る場合、InPまたはInGaAsP基板上に回折格子を
形成する必要がある。回折格子は一般に半導体基
板表面に塗布したホトレジストを二光束干渉露光
法により周期状に形成し、このホトレジストをマ
スクとして半導体基板をエツチングすることによ
り形成される。この回折格子はInPあるいは
InGaAsP基板の（100）面上に＜01１＞方向と平
行に形成するのであるが、深くて良好な回折格子
を得るためにはエツチング面が（111）面となる
ようなエツチング液を用いなくてはならない。ま
た、回折格子製作用に用いられるホトレジスト
は、通常AZ1350などのポジ型レジストであり、
このポジ型レジストはアルコール類に溶けるた
め、エツチング液は非アルコール系でなくてはな
らない。
このようなエツチング液の一つに昭和57年春の
応用物理学関係連合講演会、講演予稿集の第4p
−Ｈ−５番で宇高らが「1.5μｍ帯InGaAsP／InP
分布帰還型埋め込み構造レーザの作製」と題して
報告している中にあるように、臭化水素（HBr）
−硝酸（HNO3）−水（H2O）系のエツチング液
があり、InP基板上に良好な回折格子を製作する
ことが可能である。ところが、これらエツチング
液の中にはInP及びInGaAsP共に同じ速度でエツ
チングするものがない。
応用物理学関係連合講演会、講演予稿集の第4p
−Ｈ−５番で宇高らが「1.5μｍ帯InGaAsP／InP
分布帰還型埋め込み構造レーザの作製」と題して
報告している中にあるように、臭化水素（HBr）
−硝酸（HNO3）−水（H2O）系のエツチング液
があり、InP基板上に良好な回折格子を製作する
ことが可能である。ところが、これらエツチング
液の中にはInP及びInGaAsP共に同じ速度でエツ
チングするものがない。
例えば前述のHBr−HNO3−H2O系のエツチン
グ液においても、1982年５月発行のジヤーナル・
オブ・エレクトロケミカル・ソサエテイ誌
（Jornal of Electrochemical Society）の第1053
頁〜1062頁でS.Adachiらが「Chemical Etching
of InGaAsP／InP DH Wafer」と題して報告し
ている中で示されているように、InGaAsPに対
するエツチングレートの方がInPに対するものよ
り大きい。
グ液においても、1982年５月発行のジヤーナル・
オブ・エレクトロケミカル・ソサエテイ誌
（Jornal of Electrochemical Society）の第1053
頁〜1062頁でS.Adachiらが「Chemical Etching
of InGaAsP／InP DH Wafer」と題して報告し
ている中で示されているように、InGaAsPに対
するエツチングレートの方がInPに対するものよ
り大きい。
従つて、このようなエツチング液を用いて、
InPまたInGaAsP基板に回折格子を形成する場
合、基板の種類に応じてエツチング時間を変えな
ければならなかつた。また、InP、InGaAsPが交
互に繰り返す多層構造半導体ウエハに回折格子を
形成しようとした場合、各層によつてエツチング
レートが異なるため回折格子が崩れた形となつて
しまつた。更に、半導体表面にInP及びInGaAsP
双方が露出している半導体基板に回折格子を形成
しようとした場合InPが露出した面と、InGaAsP
が露出した面での回折格子の深さが異つてしまい
面内で均一な回折格子を得ることができなかつ
た。
InPまたInGaAsP基板に回折格子を形成する場
合、基板の種類に応じてエツチング時間を変えな
ければならなかつた。また、InP、InGaAsPが交
互に繰り返す多層構造半導体ウエハに回折格子を
形成しようとした場合、各層によつてエツチング
レートが異なるため回折格子が崩れた形となつて
しまつた。更に、半導体表面にInP及びInGaAsP
双方が露出している半導体基板に回折格子を形成
しようとした場合InPが露出した面と、InGaAsP
が露出した面での回折格子の深さが異つてしまい
面内で均一な回折格子を得ることができなかつ
た。
以上の説明では話をわかりやすくするため回折
格子を作る例について述べたが、InP、InGaAsP
を含んだ積層構造をメサエツチングする場合にも
あてはまる。
格子を作る例について述べたが、InP、InGaAsP
を含んだ積層構造をメサエツチングする場合にも
あてはまる。
（発明の目的）
本発明の目的は、InP及びInGaAsPに対して同
じエツチングレートを示し、且つ＜01１＞方向に
平行なエツチング面が（111）面となるような、
非アルコール系のエツチング液を提供することに
ある。
じエツチングレートを示し、且つ＜01１＞方向に
平行なエツチング面が（111）面となるような、
非アルコール系のエツチング液を提供することに
ある。
（発明の構成）
本発明によるエツチング液は、InPあるいは
InGaAsPからなる半導体をエツチングするエツ
チング液として、少くとも臭化水素、過酸化水
素、水の混合液からなることを特徴とする。
InGaAsPからなる半導体をエツチングするエツ
チング液として、少くとも臭化水素、過酸化水
素、水の混合液からなることを特徴とする。
（発明の原理）
InP及びInGaAsP双方に対して、ほぼ同じエツ
チングレートを示し、且つ、＜01１＞方向に平行
なエツチングに対してエツチング面が（111）面
となるようなエツチング液として、最も一般的な
臭素（Br2）＋メチルアルコール（CH3OH）があ
る。ところが、このエツチング液はアルコール系
であるため回折格子製作用エツチング液としては
使用できない。
チングレートを示し、且つ、＜01１＞方向に平行
なエツチングに対してエツチング面が（111）面
となるようなエツチング液として、最も一般的な
臭素（Br2）＋メチルアルコール（CH3OH）があ
る。ところが、このエツチング液はアルコール系
であるため回折格子製作用エツチング液としては
使用できない。
そこで、アルコールを含まず且つこの臭素を含
んだエツチング液として、臭化水素（HBr）を
ベースにした種々の混合液について検討を行つ
た。その結果、臭化水素（HBr）＋過酸化水素
（H2O2）＋水（H2O）系の混合液がInP、
InGaAsP双方に対して同じエツチングレートを
示し、且つ、＜01１＞方向に平行なエツチングに
対して、エツチング面が（111）面となることが
判つた。また、ポジ型ホトレジストに対しても悪
影響はないことが判つた。第１図にエツチング液
10HBr＋0.1H2O2＋mH2O（但し、HBrは47％臭
化水素、H2O2は30％過酸化水素である。）のInP
及びInGaAsPに対するエツチングレートのｍ依
存性を示す。エツチングレートは混合する水の量
により調整でき、水の量を増すほど小さくなつ
た。第２図にエツチング液10HBr＋nH2O2＋
100H2OのInP及びInGaAsPに対するエツチング
レートのｎ依存性を示す。
んだエツチング液として、臭化水素（HBr）を
ベースにした種々の混合液について検討を行つ
た。その結果、臭化水素（HBr）＋過酸化水素
（H2O2）＋水（H2O）系の混合液がInP、
InGaAsP双方に対して同じエツチングレートを
示し、且つ、＜01１＞方向に平行なエツチングに
対して、エツチング面が（111）面となることが
判つた。また、ポジ型ホトレジストに対しても悪
影響はないことが判つた。第１図にエツチング液
10HBr＋0.1H2O2＋mH2O（但し、HBrは47％臭
化水素、H2O2は30％過酸化水素である。）のInP
及びInGaAsPに対するエツチングレートのｍ依
存性を示す。エツチングレートは混合する水の量
により調整でき、水の量を増すほど小さくなつ
た。第２図にエツチング液10HBr＋nH2O2＋
100H2OのInP及びInGaAsPに対するエツチング
レートのｎ依存性を示す。
エツチングレートはH2O2の量に比例した。こ
のように、HBr、H2O2、H2Oからなるエツチン
グ液は、H2O2、H2Oの量を適当に調製すること
により、種々のエツチングレートが得られる。ま
た、その混合比に依らず、InPとInGaAsPに対す
るエツチングレートは常に同じである。特に、
HBr、H2O2、H2Oの混合比を10：0.1：100にす
れば、約0.24μｍ／秒のエツチングレートの、回
折格子製作に適したエツチング液が得られる。
のように、HBr、H2O2、H2Oからなるエツチン
グ液は、H2O2、H2Oの量を適当に調製すること
により、種々のエツチングレートが得られる。ま
た、その混合比に依らず、InPとInGaAsPに対す
るエツチングレートは常に同じである。特に、
HBr、H2O2、H2Oの混合比を10：0.1：100にす
れば、約0.24μｍ／秒のエツチングレートの、回
折格子製作に適したエツチング液が得られる。
（実施例）
以下に、本発明によるエツチング液を用いた実
施例を図面を用いて詳細に説明する。
施例を図面を用いて詳細に説明する。
第３図に第１の実施例として、本発明によるエ
ツチング液を用いて、InP及びInGaAsPの多層構
造からなる半導体基板表面に回折格子を形成する
工程を断面図を用いて順に示した。第３図ａでは
InP層１及びInGaAsP層２が交互に繰り返す多層
構造半導体基板３の（100）面上にホトレジスト
４として1/3に希釈したAZ1350を塗布する。第３
図ｂでは、ホトレジスト４を二光束干渉露光法を
用いて＜01１＞方向と平行な周期状のストライプ
に形成する。第３図ｃではホトレジスト４をマス
クとしてエツチング液10HBr＋0.1H2O2＋
100H2Oを用いて半導体基板３をエツチングす
る。この際InP層１及びInGaAsP層２共に同じ速
度でエツチングされるため、エツチング面は凹凸
のないきれいな（111）面となる。第３図ｄでは
ホトレジスト４を除去することによつて、多層構
造からなる半導体基板３表面に三角形状で均一性
のよい回折格子５を得ることができた。
ツチング液を用いて、InP及びInGaAsPの多層構
造からなる半導体基板表面に回折格子を形成する
工程を断面図を用いて順に示した。第３図ａでは
InP層１及びInGaAsP層２が交互に繰り返す多層
構造半導体基板３の（100）面上にホトレジスト
４として1/3に希釈したAZ1350を塗布する。第３
図ｂでは、ホトレジスト４を二光束干渉露光法を
用いて＜01１＞方向と平行な周期状のストライプ
に形成する。第３図ｃではホトレジスト４をマス
クとしてエツチング液10HBr＋0.1H2O2＋
100H2Oを用いて半導体基板３をエツチングす
る。この際InP層１及びInGaAsP層２共に同じ速
度でエツチングされるため、エツチング面は凹凸
のないきれいな（111）面となる。第３図ｄでは
ホトレジスト４を除去することによつて、多層構
造からなる半導体基板３表面に三角形状で均一性
のよい回折格子５を得ることができた。
（実施例 ２）
第４図は第２の実施例として、本発明によるエ
ツチング液を用いて、表面にInP及びInGaAsP双
方が露出している半導体基板に形成した回折格子
の断面図を示す。InP基板１上に部分的に
InGaAsP層２が形成されている半導体基板３表
面に、実施例１と同様にして回折格子５を形成し
た。InP１及びInGaAsP２が露出した表面ともに
良好な三角形状の回折格子５が得られており、全
面にわたつて均一な回折格子５が得られた。
ツチング液を用いて、表面にInP及びInGaAsP双
方が露出している半導体基板に形成した回折格子
の断面図を示す。InP基板１上に部分的に
InGaAsP層２が形成されている半導体基板３表
面に、実施例１と同様にして回折格子５を形成し
た。InP１及びInGaAsP２が露出した表面ともに
良好な三角形状の回折格子５が得られており、全
面にわたつて均一な回折格子５が得られた。
尚、本発明の実施例において、HBr＋H2O2＋
H2Oからなるエツチング液の混合比を10：0.1：
100としたが、HBr、H2O2、H2Oからなるエツチ
ング液であればInP及びInGaAsP共に同じ速度で
エツチングされるため、混合比はこれに限ること
はない。また、本実施例では、ホトレジスト４を
周期状に形成する手段として二光束干渉露光法を
用いたが、例えば電子ビーム露光法等を用いても
よい。更に、本実施例では、本発明によるエツチ
ング液を回折格子製作用に用いたが、使用する用
途としてはこれに限ることはなくInPまたは
InGaAsPからなる半導体のエツチング工程なら
ば、他の用途例えばメサを形成する等にも使用で
きる。
H2Oからなるエツチング液の混合比を10：0.1：
100としたが、HBr、H2O2、H2Oからなるエツチ
ング液であればInP及びInGaAsP共に同じ速度で
エツチングされるため、混合比はこれに限ること
はない。また、本実施例では、ホトレジスト４を
周期状に形成する手段として二光束干渉露光法を
用いたが、例えば電子ビーム露光法等を用いても
よい。更に、本実施例では、本発明によるエツチ
ング液を回折格子製作用に用いたが、使用する用
途としてはこれに限ることはなくInPまたは
InGaAsPからなる半導体のエツチング工程なら
ば、他の用途例えばメサを形成する等にも使用で
きる。
（発明の効果）
本発明によればInPとInGaAsPを同じエツチン
グ速度でエツチングできるためエツチングで形成
された部分の形状が形くずれしない。
グ速度でエツチングできるためエツチングで形成
された部分の形状が形くずれしない。
この結果、この発明は種々の素子作製に利用で
きその応用範囲は大きい。ちなみに、この発明を
InP／InGaAsP系の多重量子井戸半導体ウエハに
実施例１で示したと同様に回折格子５を形成する
のに利用したところ、単一軸モード発振の多重量
子井戸型DFBレーザを得ることができた。また、
実施例２で製作した半導体基板３において
InGaAsP層２を除去することによつて部分的に
回折格子が形成されたInP基板１が得られ、それ
を利用して部分的に回折格子５が埋め込まれた
DFBレーザを製作することができた。
きその応用範囲は大きい。ちなみに、この発明を
InP／InGaAsP系の多重量子井戸半導体ウエハに
実施例１で示したと同様に回折格子５を形成する
のに利用したところ、単一軸モード発振の多重量
子井戸型DFBレーザを得ることができた。また、
実施例２で製作した半導体基板３において
InGaAsP層２を除去することによつて部分的に
回折格子が形成されたInP基板１が得られ、それ
を利用して部分的に回折格子５が埋め込まれた
DFBレーザを製作することができた。
第１図、第２図は本発明のエツチング液の組成
とエツチング速度の関係を示す図、第３図は本発
明のエツチング液を用いて回折格子を作製する工
程例を示した図、第４図本発明のエツチング液を
用いて作製された回折格子の一例を示す図であ
る。 図中、１はInP層、２はInGaAsP層、３は半導
体基板、４はホトレジスト、５は回折格子であ
る。
とエツチング速度の関係を示す図、第３図は本発
明のエツチング液を用いて回折格子を作製する工
程例を示した図、第４図本発明のエツチング液を
用いて作製された回折格子の一例を示す図であ
る。 図中、１はInP層、２はInGaAsP層、３は半導
体基板、４はホトレジスト、５は回折格子であ
る。
Claims (1)
- １ InPあるいはInGaAsPからなる半導体をエツ
チングするエツチング液として、少くとも臭化水
素、過酸化水素、水の混合液からなることを特徴
とするエツチング液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182113A JPS6159839A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | エツチング液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182113A JPS6159839A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | エツチング液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6159839A JPS6159839A (ja) | 1986-03-27 |
| JPH0256810B2 true JPH0256810B2 (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=16112557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59182113A Granted JPS6159839A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | エツチング液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6159839A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5296719A (en) * | 1991-07-22 | 1994-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Quantum device and fabrication method thereof |
-
1984
- 1984-08-31 JP JP59182113A patent/JPS6159839A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6159839A (ja) | 1986-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |