-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft zusammengesetzte Halbleitervorrichtungen
und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Halbleiterelements,
das für
eine optische Kommunikation und eine optische Informationsverwaltung
verwendet wird.
-
2. Beschreibung des Standes
der Technik
-
Ein
zusammengesetzter Halbleiter weist eine Bandstruktur eines direkten Übergangstyps
auf und wechselwirkt mit Licht. Deshalb wird eine optische Halbleitervorrichtung,
welche einen zusammengesetzten Halbleiter verwendet, vielfältig auf
Gebieten einer optischen Kommunikation und einer optischen Informationsverwaltung
eingesetzt. Eine Halbleitervorrichtung aus einer Zusammensetzung
in einer InP-Gruppe, insbesondere eine Laserdiode, wird verwendet,
um ein optisches Signal zu bilden, das in einer optischen Faser
mit einer Wellenlänge
in einem Bandbereich von 1,3 bis 1,55 μm übertragen wird.
-
Um
die Effizienz einer Laseroszillation zu verbessern, ist es notwendig,
eine Struktur zum Blockieren von elektrischem Strom für die Laserdiode bereitzustellen.
In der Struktur zum Blockieren des elektrischen Stroms ist ein Träger in einem
abgegrenzten Gebiet in einer axialen Richtung begrenzt. Ferner ist
es auch notwendig, Licht effizient in dem Gebiet zu führen, wo
der Träger
abgeschlossen ist, da die Laseroszillation in der Laserdiode aufgrund
stimulierter Emission erzeugt wird. Das Begrenzen des Lichtes auf
eine horizontale Richtung in der Laserdiode der InP-Gruppe wird
auf einer Basis eines Unterschieds eines Brechnungsindex zwischen
einem InGaAsP- Kern,
der eine Wellenleitung von Licht ausführt, und einer vergrabenen
InP-Schicht realisiert.
-
1A bis 1D zeigen
Ansichten zur Erklärung
eines Herstellungsverfahrens einer Laserdiode 10 mit einer
vergrabenen Hetero-Struktur (BH-Struktur) als eine Struktur zum
Blockieren von elektrischem Strom und einer optischen Begrenzungs-Struktur.
-
In 1A wird
eine Multi-Quantentopf-Schicht 12 auf einem n-Typ InP-Substrat 11 gebildet.
Eine In-GaAs-Schicht
und eine InGaAsP-Schicht werden wiederholt in der Multi-Quantentopf-Schicht 12 aufgewachsen.
Eine p-Typ InP-Mantelschicht 13 wird auf der Multi-Quantentopf-Schicht 12 ausgebildet,
und eine p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 14 wird
auf der p-Typ InP-Mantelschicht 13 ausgebildet.
-
In
einem in 1B gezeigten Prozess, der dem
in 1A gezeigten Prozess folgt, wird ein SiO2-Film 15 auf
der Kontaktschicht 14 als eine Ätzschutzschicht ausgebildet.
Nach dem Ausbilden des SiO2-Films 15 wird
ein Aktivschicht-Mesa-Streifen durch Trockenätzen ausgebildet. Der Mesa-Streifen erstreckt
sich in der <011>-Richtung in 1B.
-
In
einem in 1C gezeigten Prozess, der dem
in 1B gezeigten Prozess folgt, wird der SiO2-Film 15 als
eine selektive Wachstumsmaske verwendet. Ferner wird ein Kristallwachstum
von vergrabenen InP-Schichten 16A und 16B mit
hohen Widerständen
auf beiden Seiten des Mesa-Streifens durch ein metallorganisches
Gasphasen-Epitaxie-Verfahren (MOVPE) implementiert. Die eingegrabenen
InP-Schichten 16A und 16B werden durch eine Fe-Dotierung
gebildet. Während
eines nochmaligen Wachstumsprozesses der vergrabenen InP-Schichten 16A und 16B wird
eine Oberfläche
B zum Stoppen des Wachstums der Oberfläche (111) erzeugt, und
hierdurch weisen die vergrabenen InP-Schichten 16A und 16B Wachstumskonfigurationen
auf, in denen Maskenränder
der vergrabenen InP-Schichten 16A und 16B in Gebieten 16a und 16b aufgewölbt sind.
-
In
einem in 1D gezeigten Prozess, der dem
in 1C gezeigten Prozess folgt, wird der SiO2-Film 15 entfernt.
Ferner wird eine p-Seitenelektrode 17 auf der Kontaktschicht 14 gebildet,
und eine n-Seitenelektrode 18 wird
auf einer Unterseite des Substrats 11 gebildet.
-
Im
Falle eines vergrabenen Wachstums der vergrabenen InP-Schichten 16A und 16B,
wenn der SiO2-Film 15 als eine
selektive Wachstumsmaske verwendet wird, kann es folglich schwierig
sein, Auswölbungen
der vergrabenen InP-Schichten 16A und 16B in den
Gebieten 16a und 16b, welche den Rändern des
SiO2-Films 15 entsprechen, zu vermeiden. Dies
liegt daran, dass eine Materialkonzentration teilweise auf dem SiO2-Film 15 erhöht ist, da das Kristallwachstum
nicht auf einer Maske des SiO2-Films 15 erzeugt
wird. Das Material wird übermäßig auf Oberflächen der
vergrabenen InP-Schichten 16A und 16B bereitgestellt,
welche auf beiden Seiten des Mesa-Streifens aufwachsen. Während des
in 1C gezeigten Prozesses, wenn der Mesa-Streifen eine Höhe von ungefähr 1,5 μm hat, werden
die vergrabenen InP-Schichten 16A und 16B z. B.
mit einer Höhe von
ungefähr
0,7 μm in
Gebieten 16a und 16b der Maskenränder aufgewölbt.
-
Wie
oben beschrieben wurde, wird während des
in 1D gezeigten Prozesses eine p-Seitenelektrode 17 auf
einer Oberfläche
mit einer Stufenstruktur ausgebildet. Falls die p-Seitenelektrode 17 durch
aufeinanderfolgendes Sputtern eines Ti-Films, eines Pt-Films und eines Au-Films
ausgebildet wird, ergibt sich ein Nachteil. Das heißt, da der
Ti-Film und der Pt-Film jeweils eine Dicke von ungefähr 0,1 μm aufweisen
und die p-Seitenelektrode 17 auf der Oberfläche mit
der Stufenstruktur ausgebildet ist, ist die Elektrodenschicht an
einem Konkav-Konvex-Abschnitt 17a gebrochen. Falls die
Elektrodenschicht gebrochen ist, wird der Durchgang von elektrischem Strom
durch eine solche Elektrode ungleichmäßig und eine elektrische Verschlechterung
der Vorrichtung wird hierdurch verursacht.
-
Mittlerweile
hat sich in letzter Zeit die Aufmerksamkeit auf ein optisches integriertes
Schaltungselement als eine wichtige optische Halbleitervorrichtung
gerichtet. Die Laserdiode, ein Wellenleiter, ein Licht-Empfangselement
und ein optisches Funktionselement sind in dem optischen integrierten Schaltungselement
integriert. In einem solchen optischen integrierten Schaltungselement
kann der Mesa-Streifen
sich in eine Richtung anders als <011> erstrecken, oder ein
Verzweigungspunkt kann in dem Mesa-Streifen existieren. Falls ein
vergrabenes Wachstum des Mesa-Streifens der <011>-Richtung wie
in 1C implementiert ist, wird die Oberfläche B zum
Stoppen des Wachstums der Oberfläche
(111) erzeugt. Bei einem vergrabenen Wachstum des optischen
integrierten Schaltungselements kann jedoch ein überhängender Abschnitt erzeugt werden,
bei dem sich eine vergrabene Schicht 23 auf einer SiO2-Maske 22 erstreckt, wie in 3-(A)
bis 3-(C) gezeigt ist, und zwar weil eine spezielle Wachstums-Stopper-Oberfläche in dem
optischen integrierten Schaltungselement nicht existiert. Hierbei ist 3-(A)
eine perspektivische Ansicht eines solchen optischen Wellenleiters; 3-(B)
ist eine Querschnittsansicht davon; und 3-(C) ist
eine vergrößerte Teilansicht
davon.
-
In 3-(A)
bis 3-(C) wird ein SiO2-Muster 22 mit
einem offenen Bereich auf einem InP-Substrat 21 ausgebildet.
Das InP-Substrat 21 wird durch den offenen Bereich teilweise
freigelegt. Eine vergrabene InP-Schicht 23 wird auf einer
teilweise freigelegten Oberfläche
des InP-Substrats 21 unter der Verwendung des SiO2-Musters 22 als eine Maske ausgebildet,
und zwar durch einen wiederholten Wachstumsprozess. Zu diesem Zeitpunkt
wächst die
vergrabene InP-Schicht 23 zu einer Seite über dem
offenen Bereich der SiO2-Schicht 22 hinaus, da die vergrabene
InP-Schicht 23 keine Wachstums-Stopper-Oberfläche, wie
z. B. die Oberfläche
B zum Stoppen des Wachstums der Oberfläche (111), aufweist.
Folglich wird ein überhängender
Abschnitt 23A auf dem SiO2-Muster 22 gebildet,
wie in 3-(C) gezeigt ist.
-
Wie
in 4 gezeigt ist, erreicht ein Materialgas nicht
einen Teil direkt unterhalb des überhängenden
Abschnitts 23A, falls eine InP-Schicht 24 wieder
aufgewachsen wird, nachdem das SiO2-Muster 22 entfernt
ist, und hierdurch kann sich ein ausgehöhlter Abschnitt 23B darauf
ausbilden. Ein solcher ausgehöhlter
Abschnitt 23B weist einen Brechungsindex deutlich unterschiedlich
von der vergrabenen InP-Schicht 23 auf.
Deshalb wird Licht, das sich durch Wellenleitung in dem Wellenleiter
fortsetzt, gestreut, wodurch ein Verlust an Licht verursacht wird.
-
5A bis 5B sind
Ansichten zur Erklärung
eines Problems einer Laserdiode im Falle, dass sich ein Mesa-Streifen 31M in
eine andere als die <011>-Richtung erstreckt, und vergrabene InP-Schichten 32A und 32B werden
auf beiden Seiten des Mesa-Streifens 31M durch die Verwendung eines
SiO2-Films 33 ausgebildet, der
auf dem Mesa-Streifen 31M als eine selektive Wachstumsmaske ausgebildet
ist.
-
In
einem in 5A gezeigten Beispiel erstreckt
sich der Mesa-Streifen 31M in einer versetzten Richtung
in einem Winkel von 10° von
der <011>-Richtung zu der <010>-Richtung. Wie in der vergrößerten Ansicht
der 5A gezeigt ist, wachsen die vergrabenen InP-Schichten 32A und 32B auf dem
SiO2-Film 33 auf, da die vergrabenen InP-Schichten 32A und 32B keine
Wachstums-Stopper-Oberflächen
aufweisen. Folglich wird ein überhängender
Abschnitt auf dem SiO2-Film 33 erzeugt.
-
Falls
die SiO2-Maske 33 durch Ätzen entfernt wird
und eine InP-Schicht 34 zum Abdecken der vergrabenen InP-Schichten 32A und 32B und
des Mesa-Streifens 31M aufgewachsen
wird, erreicht Material in der Gasphase nicht ein Gebiet direkt
unterhalb des überhängenden
Abschnitts, und hierdurch können
ausgehöhlte
Abschnitte 32a und 32b darauf ausgebildet werden,
wie aus einer vergrößerten Ansicht in 5B ersichtlich
ist.
-
Wesen der Erfindung
-
Demzufolge
ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues
und nützliches Verfahren
zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung zu schaffen.
-
Eine
weitere und speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, bei
dem eine InP-Schicht mit einer konvexen Struktur nach einem Aufwachsen
der InP-Schicht abgeflacht werden kann.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung geschaffen,
umfassend die Schritte:
(a) Aufwachsen einer InP-Schicht auf
einer Oberfläche
eines Wachstumsbeginns; und (b) Nassätzen der InP-Schicht durch
ein Ätzmittel
umfassend Salzsäure
und Essigsäure,
wodurch eine Oberfläche
der InP-Schicht
abgeflacht wird; dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (a) das
Aufwachsen der InP-Schicht zu einer InP-Schicht führt, welche
eine konvexe Struktur aufweist, die beim Nassätzen des Schrittes (b) abgeflacht
wird.
-
US-A-5227015
offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung,
umfassend die Schritte: (a) Aufwachsen einer InP-Schicht auf einer Oberfläche eines
Wachstumsbeginns; und (b) Nassätzen
der InP-Schicht durch ein Ätzmittel
umfassend Salzsäure
und Essigsäure,
wodurch eine Oberfläche
der InP-Schicht abgeflacht wird.
-
US-A-5452315
offenbart eine Mesa-Struktur, welche durch Ätzen mit einer Lösung umfassend
eine Mischung aus Salzsäure,
Essigsäure
und Wasserstoffperoxid-Wasser gebildet wird.
-
Jedoch
offenbart keines dieser genannten Dokumente aus dem Stand der Technik
ein Verfahren, in dem eine konvexe Struktur, welche durch ein Kristallwachstum
gebildet wird, durch Ätzen
abgeflacht wird.
-
Gemäß der obigen
Erfindung ist es möglich, eine
konvexe Struktur, welche bei einer InP-Schicht basierend auf einem
Kristallwachstum erzeugt wird, durch Nassätzen mit einem Ätzmittel
umfassend Salzsäure
und Essigsäure
abzuflachen. Ferner ist es möglich,
eine Übereinstimmung
einer Position der flachen Oberfläche mit einem niedrigsten Oberflächenabschnitt
der gestuften Struktur herzustellen.
-
Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen
ersichtlich.
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
-
1A ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Herstellungsprozesses einer Laserdiode mit einer vergrabenen
Hetero-Struktur nach dem Stand der Technik;
-
1B ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Herstellungsprozesses einer Laserdiode mit einer vergrabenen
Hetero-Struktur nach dem Stand der Technik;
-
1C ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Herstellungsprozesses einer Laserdiode mit einer vergrabenen
Hetero-Struktur nach dem Stand der Technik;
-
1D ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Herstellungsprozesses einer Laserdiode mit einer vergrabenen
Hetero-Struktur nach dem Stand der Technik;
-
2 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Problems in dem in den 1A bis 1D gezeigten
Prozess;
-
3-(A)
ist eine Ansicht zur Erläuterung
eines Herstellungsprozesses eines optischen Wellenleiters;
-
3-(B)
ist eine Ansicht zur Erläuterung
eines Herstellungsprozesses eines optischen Wellenleiters;
-
3-(C)
ist eine Ansicht zur Erläuterung
eines Herstellungsprozesses eines optischen Wellenleiters;
-
4 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Problems in dem in 3 gezeigten Prozess;
-
5A ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Herstellungsprozesses einer Laserdiode und eines Problems
in dem Prozess gemäß einem
weiteren Stand der Technik;
-
5B ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Herstellungsprozesses einer Laserdiode und eines Problems
in dem Prozess gemäß eines
weiteren Standes der Technik;
-
6 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Prinzips der vorliegenden Erfindung;
-
7 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Prinzips der vorliegenden Erfindung;
-
8 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Prinzips der vorliegenden Erfindung;
-
9A ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Prinzips der vorliegenden Erfindung;
-
9B ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Prinzips der vorliegenden Erfindung;
-
10A ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
10B ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
11A ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
11B ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
12A ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
12B ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
13A ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
13B ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
14A ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
14B ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
15A ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
15B ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
16A ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
16B ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der
vorliegenden Erfindung;
-
17A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
17B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
17C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
17D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
17E ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
17F ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
18A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
18B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
18C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
19A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
19B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
19C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
19D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
19E ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
19F ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
20A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
20B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
20C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
20D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
20E ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
20F ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
20G ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
21A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer fünften
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
21B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer fünften
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
21C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer fünften
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
21D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer fünften
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
21E ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer fünften
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
21F ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer fünften
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
21G ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer fünften
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
22A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
22B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
22C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
22D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
23A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
23B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
23C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
23D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
23E ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
24A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
24B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
24C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
24D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
24E ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
24F ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
25A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
25B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
25C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
25D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
25E ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
26A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
26B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
26C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
27A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Halbleitervorrichtung einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
27B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Halbleitervorrichtung einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
27C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Halbleitervorrichtung einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
28A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Halbleitervorrichtung einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
28B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Halbleitervorrichtung einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
28C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Halbleitervorrichtung einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
28D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Halbleitervorrichtung einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
28E ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
einer Halbleitervorrichtung einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
29A ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Mehrfach-Wellenleiters einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
29B ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Mehrfach-Wellenleiters einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
29C ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Mehrfach-Wellenleiters einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
29D ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Mehrfach-Wellenleiters einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
29E ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Mehrfach-Wellenleiters einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
29F ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Mehrfach-Wellenleiters einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
und
-
29G ist eine Ansicht eines Herstellungsprozesses
eines optischen Mehrfach-Wellenleiters einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
-
Detaillierte Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
-
Es
folgt eine Beschreibung von erfindungsgemäßen Ausführungsformen mit Bezug auf 6 bis 29.
-
6 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
einer Beziehung zwischen Ätzmengen
einer <100>-Richtung, einer <0-11>-Richtung und einer <011>-Richtung und einer Ätzzeit,
in der ein Experiment zum Ätzen
einer InP-Schicht mit einer konvexen Struktur unter der Verwendung
einer gemischten Flüssigkeit
in einem Experiment der Erfinder der vorliegenden Erfindung implementiert
ist. Ein Mischverhältnis
von Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser in der gemischten Flüssigkeit
ist 1:5:1.
-
In 6 sind Ätzgeschwindigkeiten
in der <100>-Richtung und der <011>-Richtung ungefähr 0,05
bis 0,7 μm/min.
Eine Ätzgeschwindigkeit
in der <0-11>-Richtung ist ungefähr 5 bis
30 μm/min
und unge fähr
100mal größer als
die Ätzgeschwindigkeiten
in der <100>-Richtung und der <011>-Richtung. Falls die
konvexe Struktur der InP-Schicht durch die gemischte Flüssigkeit
geätzt
wird, wird deshalb eine konvexe Form der <0-11>-Richtung
mit einer sehr hohen Rate geätzt.
Folglich verbleiben eine (100) Oberfläche, eine (011) Oberfläche und
eine (0-1-1) Oberfläche,
welche äquivalent
zu der (100) Oberfläche
und der (011) Oberfläche
ist, und andere Oberflächen
verschwinden. Das heißt,
die Erfinder haben erkannt, dass die (100) Oberfläche, die
(011) Oberfläche
oder die (0-1-1) Oberfläche
als eine flache Oberfläche
auf der InP-Schicht durch Nassätzen
mit der oben erwähnten Ätzflüssigkeit
auftritt.
-
Falls
das Mischverhältnis
der jeweiligen Bestandteile in dem oben erwähnten Ätzmittel geändert wird, werden ein Absolutwert
der Ätzrate
und relative Raten der jeweiligen Oberflächenrichtungen verändert.
-
7 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
der Beziehung zwischen einem Konzentrationsverhältnis X der Essigsäure zur
Salzsäure
und eines Ätzratenverhältnisses
der <0-11>-Richtung zu der <100>-Richtung. Das heißt, das
Mischverhältnis
in dem Ätzmittel
von Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser wird ausgedrückt
durch 1:X:1.
-
In 7 ist
die Ätzrate
in der <0-11>-Richtung ungefähr 30 bis
100mal größer als
die Ätzrate
in der <100>-Richtung in jedem
Konzentrationsbereich X der Essigsäure. Eine solche Ätzanisotropie
wird durch Bestandteile von Salzsäure und Essigsäure in dem Ätzmittel
verursacht. Insbesondere erkennt man, dass das Ätzratenverhältnis von 30 und mehr in einem
Gebiet des Konzentrationsverhältnisses
X in einem Bereich von 1 bis 10 der Salzsäure und Essigsäure liegt.
So mit ist es möglich,
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, nämlich das signifikante Abflachen
der InP-Schicht,
durch Festlegen der Konzentration der Salzsäure in dem oben erwähnten Gebiet
in dem Ätzmittel
zu erreichen.
-
Falls
eine Konzentration von Wasser in dem Ätzmittel verändert wird,
werden die Konzentrationen von Salzsäure und Essigsäure verändert, und
ein Absolutwert der Ätzrate
wird hierdurch verändert.
Jedoch ist die in 6 und 7 gezeigte Ätzanisotropie
nicht verändert
und es tritt keine Beeinflussung des Abflachens der InP-Schicht
auf.
-
Die Ätzanisotropie
durch das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung kann durch das Hinzufügen von Wasserstoffperoxid-Wasser
zu der oben erwähnten
gemischten Ätzflüssigkeit
erreicht werden.
-
8 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Verhältnisses
einer <0-11>-Richtungs-Ätzrate zu
einer <100>-Richtungs-Ätzrate,
wenn die konvexe Struktur der InP-Schicht durch ein Ätzmittel
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser und hinzugefügtes
Wasserstoffperoxid-Wasser geätzt
wird.
-
In 8 wird
eine Ätzanisotropie
von 30 oder mehr erreicht, wenn eine Zusammensetzung Y von Wasserstoffperoxid-Wasser
in einem Bereich von 0 bis 0,3 liegt, wo das Mischverhältnis in
dem Ätzmittel
von Salzsäure,
Essigsäure,
Wasserstoffperoxid-Wasser und Wasser 1:1:Y:1 ist.
-
Gemäß dem Experiment
wurde erkannt, dass eine Seitenätzung
nicht unter der Ätzmaske
erzeugt wurde, falls das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung umfassend Salzsäure und Essigsäure auf eine
Struktur angewendet wurde, in der eine in 9A gezeigte
SiO2- Ätzmaske
auf einer Oberfläche
der konvexen Struktur der InP-Schicht ausgebildet wurde, und die
InP-Schicht abgeflacht
wurde, wie in 9B gezeigt ist.
-
In 9A wird
ein Mesa-Streifen 41M in einer [011]-Richtung auf einem
InP-Substrat durch die Verwendung eines SiO2-Musters 42 als
eine Ätzmaske
ausgebildet. Vergrabene InP-Schichten 43A und 43B werden
auf beiden Seiten des Mesa-Streifens 41M unter der Verwendung
des SiO2-Musters 42 auf dem Mesa-Streifen 41M als
eine selektive Wachstumsmaske ausgebildet.
-
In
einem in 9B gezeigten Prozess werden
die vergrabenen InP-Schichten 43A und 43B unter
der Verwendung des Ätzmittels
der vorliegenden Erfindung umfassend Salzsäure und Essigsäure und unter
Verwendung des SiO2-Musters 42 als
eine Ätzmaske
geätzt.
Hierdurch wird eine flache Oberfläche, welche durch die (100)
Oberfläche
gebildet ist, erhalten.
-
In
dem in 9B gezeigten Prozess wird, selbst
wenn eine Seitenwandoberfläche
des oben erwähnten
Mesa-Streifens 41M in der (0-11)-Richtung der InP-Schicht selektiv
durch das oben erwähnte Ätzmittel
geätzt
wird, eine deutliche Seitenätzung
an dem Mesa-Streifen 41M nicht
erzeugt, solange das SiO2-Muster 42 auf
dem Mesa-Streifen 41M ausgebildet ist. Somit haben die
Erfinder erkannt, dass der Mesa-Streifen 41M im Wesentlichen
perfekt zurückbleibt,
nachdem ein in 9B gezeigter Abflachungsprozess
beendet ist.
-
Das
heißt,
in der vorliegenden Erfindung ist während des Prozesses des Abflachens
einer konvexen Struktur der InP-Schicht durch das Ätzmittel
umfassend Salzsäure
und Essigsäure
ein Teil der Oberfläche
der konvexen Struktur der InP-Schicht mit der Maske bedeckt. Hierdurch
bleibt absichtlich ein konvexer Abschnitt zurück, der mit der Maske bedeckt ist.
Ein Gebiet, das nicht mit der Maske bedeckt ist, wird durch das
oben erwähnte Ätzmittel
geätzt,
und hierdurch ist es möglich,
das Gebiet selektiv herzustellen, z. B. das Abflachen der (100)
Oberfläche,
der (011) Oberfläche
oder der (0-1-1) Oberfläche.
-
Selbst
wenn die Ätzmaske
auf der (100) Oberfläche,
der (011) Oberfläche
und der (0-1-1) Oberfläche,
welche keine konvexen Strukturen aufweisen, ausgebildet ist und
die oben erwähnte
Struktur durch die gemischte Flüssigkeit
der vorliegenden Erfindung geätzt
wird, wird andererseits die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
das heißt
die Abflachung der InP-Schicht, nicht erreicht. Damit das selektive Abflachen
der vorliegenden Erfindung effektiv ist, sollte wenigstens ein Teil
eines nicht durch die Maske bedeckten Gebiets niedriger positioniert
sein als das Gebiet, wo die Ätzmaske
gebildet ist.
-
Eine Ätzrate unter
der Verwendung des Ätzmittels
der vorliegenden Erfindung umfassend Salzsäure und Essigsäure in einem
zusammengesetzten Halbleiter umfassend Ga oder As, wie z. B. InGaAsP oder
InGaAs, ist wesentlich niedriger als eine Ätzrate in der InP-Schicht. Insbesondere
falls das Ätzmittel kein
Wasserstoffperoxid-Wasser umfasst, wird eine solche Halbleiterschicht
im Wesentlichen nicht geätzt.
Deshalb kann als eine oben beschriebene Ätzmaske zum selektiven Abflachen
eine zusammengesetzte Halbleiterschicht, umfassend Ga oder As, wie z.
B. InGaAsP oder InGaAs, genauso wie SiO2 und SiN
verwendet werden.
-
Als
nächstes
wird eine konvexe Struktur beschrieben, auf die das Abflachen unter
der Verwendung des oben beschriebenen Ätzmittels der vorliegenden
Erfindung effektiv angewendet werden kann.
-
A. Abflachen der konvexen
Strukturen, welche als Ränder
einer selektiven Wachstumsmaske ausgebildet sind
-
10A und 10B sind
Ansichten zur Erläuterung
eines Zustands, in dem eine InP-Schicht 53 unter der Verwendung
eines SiO2-Musters 52 aufwächst, welches
auf einem n-Typ InP-Substrat 51 als eine selektive Wachstumsmaske
ausgebildet ist, und die InP-Schicht 53 durch ein Ätzmittel
umfassend Salzsäure
und Essigsäure
abgeflacht wird.
-
Falls
eine Gasphasenabscheidung der Halbleiterschicht auf dem Substrat
unter der Verwendung einer solchen selektiven Ätzmaske 52 implementiert ist,
befindet sich übermäßig Material
an den Rändern der
Maske 52. Folglich wird eine Wachstumsrate der Halbleiterschicht
erhöht.
-
11A und 11B sind
Ansichten zur Erläuterung
eines Zustands, in dem das SiO2-Muster 52 auf
einem konvexen Teil des auf dem oben erwähnten InP-Substrat 51 ausgebildeten
Mesa-Streifens ausgebildet ist, und vergrabene InP-Schichten 53A und 53B auf
beiden Seiten des konvexen Abschnitts unter der Verwendung des SiO2-Musters 52 als eine selektive
Wachstumsmaske aufgewachsen sind. Wie oben beschrieben wurde, wölben sieh
in diesem Zustand die vergrabenen InP-Schichten 53A und 53B auf
beiden Seiten der selektiven Wachstumsmaske 52 aus, und
zwar als ein Ergebnis des Anwachsens der Materialdichte auf der
selektiven Wachstumsmaske 52.
-
Wie
in 11B gezeigt ist, wird deshalb ein Nassätzprozess,
in dem ein Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung umfassend Salzsäure und Essigsäure verwendet
wird, auf eine in 11A gezeigte Struktur angewendet,
und dadurch werden die vergrabenen InP- Schichten 53A und 53B abgeflacht.
In dem in 11A und 11B gezeigten
Prozess wird die selektive Wachstumsmaske 52 als eine Ätzmaske verwendet.
Selbst wenn die selektive Wachstumsmaske 52 durch Ätzen vor
dem Abflachungsprozess entfernt wird, kann ein äquivalenter Effekt erreicht werden,
wie in 12A und 12B gezeigt
ist.
-
B. Abflachen von konvexen
Strukturen, welche konkave Strukturen vor dem Aufwachsen widerspiegeln
-
13A und 13B sind
Ansichten zur Darstellung eines Prozesses zum Abflachen von konkaven
und konvexen Abschnitten, welche auf einer Oberfläche der
InP-Schicht in dem
Falle gebildet werden, dass die InP-Schicht in einer Struktur mit einer
konkaven Struktur aufwächst.
-
In 13A wird eine Mesa-Struktur 61M auf einem
n-Typ InP-Substrat 61 ausgebildet. Eine InP-Schicht 62 wird
auf dem Substrat 61 derart aufgewachsen, dass sie die Mesa-Struktur 61M abdeckt.
Folglich wird ein konvexer Abschnitt, der der Mesa-Struktur 61M entspricht,
auf einer Oberfläche der
InP-Schicht 62 ausgebildet.
-
Deshalb
wird in einem in 13B gezeigten Prozess Nassätzen auf
der InP-Schicht 62 durch das Ätzmittel umfassend Salzsäure und
Essigsäure
implementiert, und hierdurch wird eine Oberfläche der InP-Schicht 62 abgeflacht.
-
C. Abflachen von konkaven
Strukturen, die auf einer Oberfläche
einer Wachstumsschicht, welche nicht die Höhe einer Maske überschreitet,
ausgebildet sind
-
14A und 14B sind
Ansichten zur Erläuterung
eines Zustands, in dem eine schräge
Oberfläche,
welche auf einer Oberfläche
der vergrabenen InP-Schicht benachbart zu einem auf dem Substrat ausgebildeten konvexen
Abschnitt ausgebildet ist, durch Nassätzen gemäß der vorliegenden Erfindung abgeflacht
wird, wenn eine vergrabene InP-Schicht auf einem Substrat unter
der Verwendung einer selektiven Ätzmaske
aufwächst.
Eine solche schräge Oberfläche wird
in dem Fall erzeugt, dass die vergrabene InP-Schicht an einer niedrigeren
Position als eine Höhe
der selektiven Wachstumsmaske ausgebildet ist.
-
In 14A wird eine Mesa-Struktur 71M auf einem
n-Typ InP-Substrat 71 unter der Verwendung eines SiO2-Musters 72 als eine Ätzmaske
ausgebildet. Ferner werden vergrabene InP-Schichten 73A und 73B auf
beiden Seiten der Mesa-Struktur 71M unter der Verwendung
des SiO2-Musters 72 als eine selektive Ätzmaske
ausgebildet. Zu diesem Zeitpunkt weisen die InP-Schichten 73A und 73B Höhen auf, welche
nicht die Mesa-Struktur 71M überschreiten. Eine abfallende
schräge
Oberfläche
wird auf einer Seite der Mesa-Struktur 71M ausgebildet,
da übermäßig Material
in der Gasphase vorliegt, wenn die vergrabenen InP-Schichten 73A und 73B selektiv
auf der selektiven Wachstumsmaske 72 aufwachsen.
-
In
einem in 14B gezeigten Prozess, der dem
in 14A gezeigten Prozess folgt, wird ein Nassätzprozess,
in dem das Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung umfassend Salzsäure und Essigsäure verwendet
wird, eingesetzt, und hierdurch werden die vergrabenen InP-Schichten 73A und 73B abgeflacht.
-
D. Abflachen von konkaven
Strukturen, umfassend eine Halbleiterschicht als eine Ätzmaske
-
Wie
oben beschrieben wurde, weist ein Halbleiter umfassend InGaAsP,
InGaAs, Ga oder As eine ziemlich langsame Ätzrate im Falle des Nassätzens unter
der Verwendung des Ätzmittels
der vorliegenden Erfindung umfassend Salzsäure und Essigsäure im Vergleich
zu InP auf. Wenn die InP-Schicht unter der Verwendung des Ätzmittels
der vorliegenden Erfindung abgeflacht wird, ist es deshalb möglich, einen solchen
InGaAsP- oder InGaAs-Halbleiterfilm
als eine Ätzmaske
zu verwenden.
-
15A ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Zustands, in
dem eine Mesa-Struktur 81M, welche eine Schulter für ein InGaAsP-Muster 82 bildet, auf
einem n-Typ InP-Substrat 81 ausgebildet wird, und eine
vergrabene InP-Schicht 83 derart aufgewachsen wird, dass
sie die Mesa-Struktur 81M und das InGaAsP-Muster 82 abdeckt.
-
Ein
Nassätzprozess,
in dem ein Ätzmittel
der vorliegenden Erfindung umfassend Salzsäure und Essigsäure verwendet
wird, wird auf die in 15A gezeigte
Struktur unter der Verwendung des InGaAsP-Musters 82 als eine Ätzmaske
angewendet, wie in 15B gezeigt ist, und hierdurch
ist es möglich,
die vergrabene InP-Schicht 83 abzuflachen, da eine Oberfläche der
vergrabenen InP-Schicht 83 der Oberfläche des InGaAsP-Musters 82 entspricht.
-
Wie
in 16A und 16B gezeigt
ist, ist es alternativ auch möglich,
die vergrabene InP-Schicht 83 bis zu einer solchen Tiefe
zu ätzen, dass
ein Abschnitt unterhalb des InGaAsP-Musters 82 freigelegt
wird.
-
In
der obigen Beschreibung wird Abflachen definiert als die Ausbildung
einer Oberfläche
umfassend wenigstens eine der (100) Oberfläche, der (011) Oberfläche, oder
der (0-1-1) Oberfläche
in der InP-Schicht
als ein Ergebnis des Anwendens von Nassätzen, in dem das Ätzmittel
umfassend Salzsäure
und Essigsäure
auf eine konkave Struktur angewendet wird, wel che durch das Aufwachsen
einer InP-Schicht ausgebildet wird. Jedoch tritt in dem anfänglichen Ätzprozess
eine schräge
Oberfläche
mit einer Oberflächenrichtung
zwischen den Oberflächenrichtungen
einer schrägen
Oberfläche
und einer der (100) Oberfläche,
der (011) Oberfläche
und der (0-1-1) Oberfläche
auf und verändert
sich langsam zu einer der (100) Oberfläche, der (011) Oberfläche und der
(0-1-1) Oberfläche
während
des Ätzprozesses. Deshalb
ist das Abflachen gemäß der vorliegenden Erfindung
effektiv für
einen Herstellungsprozess einer tatsächlichen Halbleitervorrichtung
nicht nur, wenn die konkave Oberfläche sich insgesamt zu der (100)
Oberfläche,
der (011) Oberfläche
und der (0-1-1) Oberfläche
verändert,
sondern auch, wenn die Veränderung
der konkaven Oberfläche
auf der Hälfte
des Weges aufhört.
Das heißt,
das Abflachen gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet einen Fall, in dem sich die konkave InP Oberfläche nicht nur
in die (100) Oberfläche,
die (011) Oberfläche
oder die (0-1-1) Oberfläche
umwandelt, sondern auch eine intermediäre schräge Oberfläche ist.
-
Mittlerweile
ist das Ätzmittel
selbst, das Salzsäure,
Essigsäure
und Wasserstoffperoxid-Wasser umfasst, öffentlich bekannt. Beispielsweise
offenbart eine japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 10-65201 ein Beispiel,
in dem das Ätzmittel
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasserstoffperoxid-Wasser während
eines Prozesses zum Ausbilden eines Mesa-Streifens verwendet wird. Jedoch wird das Ätzmittel
in der obigen Patentanmeldung verwendet zum Anordnen eines Seitenwandabschnitts eines
konvexen Abschnitts in einem Zustand vor dem Kristallwachstum für eine bestimmte
Neigung. Somit kann man nicht annehmen, dass das Ätzmittel
für einen
Effekt der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, nämlich das
Abflachen einer konkaven Struktur, die durch das Kristallwachstum
gebildet ist.
-
Ferner
offenbart eine japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2000-91303
ein Beispiel, in dem ein Seitenwandabschnitt eines Mesa-Streifens durch
Trockenätzen
mit dem Ätzmittel
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasserstoffperoxid-Wasser ausgebildet wird. Jedoch ist es eine
Aufgabe einer Erfindung der obigen Patentanmeldung, Schaden einer
Oberfläche
eines Mesa-Streifens, der durch Trockenätzen verursacht wird, zu verhindern. Somit
kann nicht angenommen werden, dass das Ätzmittel für einen Effekt der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann, nämlich zum Abflachen einer konkaven
Struktur, die durch das Kristallwachstum gebildet ist.
-
Es
wird nunmehr eine erste Ausführungsform
eines Herstellungsprozesses einer Laserdiode beschrieben, welche
eine BH-Struktur gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist, und zwar in Bezug auf 17A bis 17E.
-
In 17A wird eine aktive InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 102 auf
einem n-Typ InP-Substrat 101 aufgewachsen,
eine p-Typ InP-Mantelschicht 103 wird
auf der aktiven In-GaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 102 aufgewachsen,
und eine p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 104 wird auf der p-Typ
InP-Mantelschicht 103 aufgewachsen.
-
In
einem in 17B gezeigten Prozess, der dem
in 17A gezeigten Schritt folgt, wird eine aktive
Mesa-Streifen-Schicht 101M durch Trockenätzen mit
einem SiO2-Film 105 als eine Ätzmaske
ausgebildet. In einem in 17B gezeigten
Beispiel erstreckt sich die aktive Mesa-Streifen-Schicht 101M in
eine <011>-Richtung.
-
In
einem in 17C gezeigten Prozess, der dem
in 17B gezeigten Schritt folgt, wachsen Fe-dotierte vergrabene
InP-Schichten 1061 und 1062 an beiden Seiten des Mesa-Streifens 101M auf
einem Substrat 101 durch das MOVPE-Verfahren mit dem SiO2-Film 105 als eine selektive Wachstumsmaske.
Das MOVPE-Verfahren
wird in einem Zustand bei einer Wachstumstemperatur von 630°C und einem
Wachstumsdruck von 0,1 Atmosphären implementiert,
und zwar unter der Verwendung eines Elements in einer III-Gruppe,
eines Elements in einer V-Gruppe, TMIn, PH3 und
Cp2Fe als ein Material einer Fe-Dotierung.
In dieser Ausführungsform
werden die Dicke der vergrabenen InP-Schichten 106A und 106B festgesetzt,
wenn die niedrigsten Abschnitte der vergrabenen InP-Schichten 1061 und 1062 an
Positionen angeordnet sind, die höher als die p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 104 ist.
Folglich werden ausgewölbte
Abschnitte 106a und 106b auf den vergrabenen InP-Schichten 1061 und 1062 ausgebildet.
Die ausgewölbten
Abschnitte 106a und 106b liegen benachbart zu
dem SiO2-Film 105 auf dem Mesa-Streifen 101M.
-
In
einem in 17D gezeigten Prozess, der dem
in 17C gezeigten Prozess folgt, wird Nassätzen durch
ein Ätzmittel
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser implementiert.
-
In
dem in 17D gezeigten Prozess wird das
Mischverhältnis
von Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser in dem Ätzmittel
auf 1:5:1 gesetzt. Typischerweise wird das Ätzen für 3 Minuten bei einer Flüssigkeitstemperatur
von 23°C
ausgeführt.
Als Folge des Ätzens
werden Oberflächen
der vergrabenen InP-Schichten 106A und 106B (100)
Oberflächen, wie
in 17D gezeigt ist, und sie werden bei einer Höhe der p-Typ
InGaAs-Schicht 104 abgeflacht.
-
In
einem in 17E gezeigten Prozess, der dem
in 17D gezeigten Schritt folgt, wird eine in 17D gezeigte Struktur in Flusssäure für 1 Minute eingetaucht,
und hierdurch wird der SiO2-Film 105 durch Ätzen entfernt.
Anschließend
wird eine p-Seitenelektrode 107 auf
der p-Typ InGaAs-Schicht 104 und eine n-Seitenelektrode 108 auf
einer Unterseite des Substrats 101 ausgebildet.
-
Da
die vergrabenen Schichten 1061 und 1062 flache Oberflächen in dem in 17E gezeigten Prozess werden, wird die p-Seitenelektrode 107 auf
einer flachen Oberfläche
aufgewachsen. Deshalb wird das Brechen der Elektrode, wie in 2 gezeigt
ist, nicht erzeugt.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode mit einer BH-Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung,
und zwar in Bezug auf 18A bis 18C.
-
In 18A bis 18C sind
Teile, welche die gleichen Teile sind, die in 17A bis 17E gezeigt
sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine entsprechende
Beschreibung wird weggelassen.
-
In
dieser Ausführungsform
werden in einem in 18A gezeigten Prozess Prozesse
implementiert, die äquivalent
zu denen in 17A und 17B gezeigten
Prozessen sind. Folglich wird ein Mesa-Streifen 101M auf
dem InP-Substrat 101 ausgebildet, und der SiO2-Film 105 wird
durch Ätzen
mit der Flusssäure
entfernt.
-
In
einem in 18B gezeigten Prozess, der dem
in 18A gezeigten Prozess folgt, wächst eine Fe- dotierte vergrabene
InP-Schicht 106 durch Kristallwachstum mittels des MOVPE-Verfahrens
auf. Die vergrabene InP-Schicht 106 weist eine schräge Oberfläche und
einen gewölbten
Abschnitt auf, der einer Konfiguration des Mesa-Streifens 101M entspricht.
In dem in 18B gezeigten Prozess wird die
Fe-dotierte InP-Schicht
ausgebildet, wenn ein Abschnitt mit einer geringsten Dicke sich
an einer Position befindet, die höher als eine Höhe der InGaAs-Kontaktschicht
ist.
-
In
einem in 18C gezeigten Prozess, der dem
in 18B gezeigten Schritt folgt, wird Ätzen durch
das Ätzmittel
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser durchgeführt.
Folglich wird eine schräge
Oberfläche
der Fe-dotierten vergrabenen InP-Schicht 106 abgeflacht,
und eine Oberfläche ähnlich zu
der (100) Oberfläche
tritt auf.
-
In
dem in 18C gezeigten Prozess wird das Ätzen der
vergrabenen InP-Schicht 106 verbessert, und hierdurch werden
die vergrabenen Schichten 1061 und 1062 auf beiden Seiten des Mesa-Streifens 101M ausgebildet.
Als Folge des Ätzens
wird die p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 104 freigelegt.
Die freigelegte Kontaktschicht 104 fungiert als eine Ätzmaskenschicht,
und die flache Oberfläche
(100), welche die gleiche Höhe wie die p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 104 aufweist,
tritt als eine Hauptoberfläche der
vergrabenen Schichten 1061 und 1062 auf.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode mit einer vergrabenen pn-Struktur gemäß der vorliegenden
Erfindung, und zwar in Bezug auf 19A bis 19F.
-
In 19A wird eine aktive InGaAs/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 auf
einem n-Typ InP- Substrat 111 aufgewachsen,
eine p-Typ InP-Mantelschicht 113 wird auf der aktiven InGaAs/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 aufgewachsen,
und ein SiO2-Film 115 wird auf
der p-Typ InP-Mantelschicht 113 aufgewachsen. Ein aktiver Mesa-Streifen 111M wird
durch ein auf Trockenätzung
basierendes Mustern gebildet.
-
In
einem in 19B gezeigten Prozess, der dem
in 19A gezeigten Prozess folgt, wachsen p-Typ InP-Schichten 1161 und 1162 auf
beiden Seiten des Mesa-Gebiets 111M auf dem InP-Substrat 111 durch
das MOVPE-Verfahren auf, wo der SiO2-Film 115 als
eine selektive Wachstumsmaske verwendet wird. DMZn kann als ein
p-Dotierungsmaterial verwendet werden. Die p-Typ InP-Schichten 1161 und 1162 wachsen auf, wenn sich niedrigste
Abschnitte der Oberflächen
der p-Typ InP-Schichten 1161 und 1162 befinden an Positionen höher als
die obere Oberfläche
der aktiven InGaAs/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht und an Positionen
niedriger als eine obere Oberfläche
der p-Typ InP-Mantelschicht 113 in dem Mesa-Streifen 111M.
-
In
einem in 19C gezeigten Prozess, der dem
in 19B gezeigten Prozess folgt, wird Nassätzen durch
das Ätzmittel
umfassend Salzsäure, Essigsäure und
Wasser implementiert. Als ein Ergebnis des Nassätzens werden die p-Typ InP-Schichten 1161 und 1162 abgeflacht.
Hierdurch werden Oberflächen
der p-Typ InP-Schichten 1161 und 1162 derart ausgebildet, dass sie den niedrigsten
Gebieten der anfänglichen
Oberflächen
der p-Typ InP-Schichten 1161 und 1162 entsprechen. Die Oberflächen der p-Typ
InP-Schichten 1161 und 1162 werden an Positionen höher als
eine obere Oberfläche
der aktiven InGaAs/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 und an
Positionen niedriger als die obere Oberfläche der p-Typ InP-Mantelschicht 113 ausgebildet.
-
In
einem in 19D gezeigten Prozess, der dem
in 19C gezeigten Prozess folgt, wachsen n-Typ InP-Schichten 117 durch
Kristallwachstum auf den p-Typ
InP-Schichten 1161 und 1162 auf. P-Typ InP-Schichten 118 wachsen durch
Kristallwachstum auf den n-Typ InP-Schichten 117 auf.
-
In
einem in 19E gezeigten Prozess, der dem
in 19D gezeigten Prozess folgt, wird der SiO2-Film 115 durch Ätzen mit
Flusssäure
entfernt.
-
In
einem in 19F gezeigten Prozess, der dem
in 19E gezeigten Prozess folgt, wachsen eine p-Typ InP-Mantelschicht 119 und
eine p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 120 durch
das MOVPE-Verfahren auf.
-
Allgemein
sollte eine Position der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 117 in
einer vergrabenen pn-Struktur
für das
Blockieren von elektrischem Strom genau kontrolliert werden. Wenn
ein Abstand zwischen der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 117 und
der aktiven Schicht 112 groß ist, wird ein Leckdurchgang
des elektrischen Stroms gebildet, und hierdurch kann eine Effizienz
der elektrischen Strominjektion vermindert werden. Wenn der Abstand zwischen
der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 117 und der aktiven Schicht 112 zu
kurz ist, gibt es keine elektrische Isolation zwischen der n-Typ
vergrabenen InP-Schicht 117 und der n-Typ InP-Schicht 111 eines unteren
Abschnitts der aktiven Schicht, und ein elektrischer Strom leckt
durch die n-Typ InP-Schicht. Gemäß einem
Verfahren dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird andererseits eine Position einer
unteren Oberfläche
der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 117 nur gebildet auf
einer Basis der anfänglichen
Dicke der p- Typ
InP-Schichten 1161 und 1162 , wie in 19B gezeigt
ist, nämlich
nur auf einer Basis einer Wachstumszeit. Deshalb wird die Position
der unteren Oberfläche
der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 117 nicht durch einen
Index einer Oberfläche
eines Kristallwachstums beeinflusst, das durch das MOVPE-Verfahren
erzeugt wird. Für
die Oberfläche
des Kristallwachstums ist es schwierig, eine Position der Oberfläche des
Kristallwachstums zu kontrollieren, da die Oberfläche des
Kristallwachstums leicht durch Wachstumsbedingungen, wie z. B. einer
Wachstumstemperatur oder Druck verändert werden kann. Ferner wird
die vergrabene n-Typ InP-Schicht 117 nicht durch eine Abhängigkeit
der Oberflächenrichtung
von der Effizienz der n-Typ-Dotierungsmittel-Absorption
in der InP-Schicht beeinflusst, da die n-Typ vergrabene InP-Schicht 117 auf den
p-Typ InP-Schichten 1161 und 1162 mit der (100) Oberfläche aufwachsen.
Somit ist es möglich,
die n-Typ InP-Schicht 117 mit einer konstanten Dichte auf
der gesamten Oberfläche
auszubilden.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer vierten Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode mit einer vergrabenen pn-Struktur gemäß der vorliegenden
Erfindung, und zwar in Bezug auf 20A bis 20G.
-
In 20A wird die aktive InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 auf
dem n-Typ InP-Substrat 111 aufgewachsen,
die p-Typ InP-Mantelschicht 113 wird auf der aktiven InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 aufgewachsen, und
die p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 114 wird auf der p-Typ
InP-Mantelschicht 113 aufgewachsen. Ein Mesa-Streifen 111M wird
auf dem Substrat 111 durch Trockenätzen ausgebildet, bei dem der
SiO2-Film 115 als eine Maske verwendet
wird. In 20A wird der SiO2-Film 115 durch Ätzen mit
Flusssäure
entfernt.
-
In
einem in 20B gezeigten Prozess, der dem
in 20A gezeigten Prozess folgt, wächst eine p-Typ InP-Schicht 116 mittels
Kristallwachstums auf einer in 20A gezeigten
Struktur auf. In dem in 20B gezeigten
Prozess wird eine Dicke der p-Typ InP-Schicht 116 eingestellt,
so dass ein niedrigster Abschnitt der Oberfläche der p-Typ InP-Schicht 116 sich
an einer Position höher
als eine obere Oberfläche
der aktiven InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 und an einer Position
niedriger als eine untere Oberfläche
der p-InGaAs-Kontaktschicht 114 befindet.
-
In
einem in 20C gezeigten Prozess, der dem
in 20B gezeigten Prozess folgt, wird Nassätzen unter
der Verwendung eines Ätzmittels
einer gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser implementiert, und hierdurch wird die p-Typ InP-Schicht 116 abgeflacht.
Hierdurch werden flache Oberflächen
der p-Typ InP-Schichten 116 derart ausgebildet, dass sie
den niedrigsten Gebieten der anfänglichen
Oberflächen
der p-Typ InP-Schichten 116 entsprechen. Die flachen Oberflächen der
p-Typ InP-Schichten 116 werden
an Positionen höher
als die aktive InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 und
an einer Position niedriger als die p-Typ InGaAs-Schicht 114 ausgebildet. Als
ein Ergebnis eines Prozesses des in 22C gezeigten
Abflachens wird die InP-Schicht 116 in InP-Gebiete 1161 und 1162 mit
dem Mesa-Streifen als eine Grenze unterteilt.
-
In
einem in 20D gezeigten Prozess, der dem
in 20C gezeigten Prozess folgt, wächst eine n-Typ vergrabene InP-Schicht 117A auf
einer in 20C gezeigten Struktur durch
das MOVPE-Verfahren auf. Eine Dicke der n-Typ InP-Schicht 117A wird
festgelegt, so dass ein niedrigster Abschnitt einer Oberfläche der
InP-Schicht 117A sich an einer Position niedriger als die
untere Oberfläche
der InGaAs-Kontaktschicht 114 befindet.
-
In
einem in 20E gezeigten Prozess, der dem
in 20D gezeigten Prozess folgt, wird die n-Typ vergrabene
InP-Schicht 117A durch das Ätzmittel umfassend Salzsäure, Essigsäure und
Wasser nassgeätzt.
Als ein Ergebnis hiervon wird eine Oberfläche der n-Typ InP-Schicht 117A an einer
Position niedriger als die InGaAs-Kontaktschicht 114 abgeflacht.
-
In
einem in 20F gezeigten Prozess, der dem
in 20E gezeigten Prozess folgt, wächst eine p-Typ vergrabene InP-Schicht 118A zum
Abdecken der In-GaAs-Kontaktschicht 114 durch
das MOVPE-Verfahren auf.
-
In
einem in 20G gezeigten Prozess wird die
p-Typ vergrabene InP-Schicht 118A, die in 20F gezeigt ist, durch das Ätzmittel umfassend Salzsäure, Essigsäure und
Wasser nassgeätzt,
und hierdurch wird eine Höhe
einer oberen Oberfläche der
vergrabenen InP-Schicht 118A genauso groß wie eine
Höhe der
In-GaAs-Kontaktschicht 114.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
wird die Filmdicke der p-Typ vergrabenen InP-Schicht 116A in
dem in 20B gezeigten Prozess kontrolliert.
Somit wird eine Position der unteren Oberfläche der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 117A kontrolliert. Ferner
wird die anfängliche
Filmdicke der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 117A in dem
in 20D gezeigten Prozess kontrolliert. Somit wird
eine Position der oberen Oberfläche
der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 117A kontrolliert.
-
Deshalb
kann eine Struktur zum Blockieren von elektrischem Strom genau hergestellt
werden.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer fünften
Ausführungsform
eines Herstellungsprozesses einer Laserdiode mit einer vergrabenen
pn-Struktur gemäß der vorliegenden
Erfindung, und zwar in Bezug auf 21A bis 21G.
-
In 21A wird die aktive InGaAsP/InGaAsP, Multi-Quantentopf-Schicht 112 auf
dem n-Typ InP-Substrat 111 aufgewachsen,
die p-Typ InP-Mantelschicht 113 wird
auf der aktiven In-GaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht
112 aufgewachsen, und die p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 114 wird
auf der p-Typ InP-Mantelschicht 113 aufgewachsen. Der Mesa-Streifen 111M,
umfassend die p-Typ InP-Mantelschicht 113 und
die p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 114, wird auf dem Substrat 111 durch
Trockenätzen ausgebildet,
in dem der SiO2-Film 115 als eine
Maske verwendet wird. Der SiO2-Film 115 wird
durch Ätzen mit
Flusssäure
entfernt.
-
In
einem in 21B gezeigten Prozess, der dem
in 21A gezeigten Prozess folgt, wird eine p-Typ InP-Schicht 116 durch
Kristallwachstum auf der in 21A gezeigten
Struktur aufgewachsen. In dem in 21B gezeigten
Prozess wird eine Dicke der p-Typ InP-Schicht 116 festgelegt,
so dass ein niedrigster Abschnitt einer Oberfläche der p-Typ InP-Schicht 116 sich
an einer Position höher
als eine obere Oberfläche
der aktiven InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 und an einer Position
niedriger als eine untere Oberfläche
der p-InGaAs-Kontaktschicht 114 befindet.
-
In
einem in 21C gezeigten Prozess, der dem
in 21B gezeigten Prozess folgt, wird Nassätzen unter
der Verwendung des Ätzmittels
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser implementiert, und hierdurch wird die p-Typ InP-Schicht 116 abgeflacht.
Hierdurch wird die flache Oberfläche
der p-Typ InP-Schichten 116 gebildet, so dass sie dem untersten
Gebiet einer anfänglichen
Oberfläche
der p-Typ InP-Schichten 116 entspricht. Die flache Oberfläche der
p-Typ InP-Schichten 116 wird an einer Position höher als eine
obere Oberfläche
der aktiven InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 und
an einer Position niedriger als die p-Typ InGaAs-Schicht 114 gebildet. Als ein
Ergebnis eines Prozesses des in 21C gezeigten
Abflachens wird die InP-Schicht 116 in die InP-Gebiete 1161 und 1162 durch
den Mesa-Streifen als eine Grenze unterteilt. Somit entsprechen
die in 21A bis 21C gezeigten
Prozesse jeweils den in 20A bis 20C gezeigten Prozessen.
-
In
einem in 21D gezeigten Prozess wachsen
eine n-Typ InP-Schicht 117B und eine vergrabene p-Typ InP-Schicht 118B der
Reihe nach durch das MOVPE-Verfahren
auf. Die Dicke der n-Typ InP-Schicht 117B und der vergrabenen
p-Typ InP-Schicht 118B werden festgelegt, so dass sich
ein niedrigster Abschnitt einer Oberfläche der n-Typ InP-Schicht 117B an
einer niedrigeren Position als eine untere Oberfläche der
n-Typ InP-Schicht 117B befindet und sich ein niedrigster
Abschnitt einer Oberfläche
der p-Typ InP-Schicht 118B an
einer höheren
Position als die In-GaAs-Schicht 114 befindet.
-
In
einem in 21E gezeigten Prozess, der dem
in 21D gezeigten Prozess folgt, werden die n-Typ
InP-Schicht 117B und die vergrabene p-Typ InP-Schicht 118B durch
das Ätzmittel
der gemischten Flüssigkeit umfassend
Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser geätzt.
In dem Prozess des Nassätzens
werden Oberflächen
der n-Typ InP-Schicht 117B und
der p-Typ vergrabenen InP-Schicht 118B unter
der Verwendung der InGaAs-Schicht 114 als eine Ätzmaske abgeflacht.
-
In
einem in 21F gezeigten Prozess, der dem
in 21E gezeigten Prozess folgt, wird die InGaAs-Schicht 114 durch Ätzen mit
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Flusssäure
und Salpetersäure entfernt.
In einem in 21G gezeigten Prozess wird eine
p-Typ InP-Mantelschicht 119 und
eine p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 120 der
Reihe nach durch Kristallwachstum mit dem MOVPE-Verfahren aufgewachsen.
-
In
einem in 21B gezeigten Prozess kann eine
Position einer unteren Oberfläche
der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 117 durch das Kontrollieren
einer Dicke der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 116 kontrolliert
werden.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer sechsten Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode mit einer vergrabenen pn-Struktur gemäß der vorliegenden
Erfindung, und zwar in Bezug auf 22A bis 22D. In 22A bis 22D weisen Teile, welche den zuvor beschriebenen
Teilen entsprechen, die gleichen Bezugszeichen auf, und ihre Beschreibung
wird deshalb weggelassen.
-
In 22A wird die aktive InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 auf
dem n-Typ InP-Substrat 111 aufgewachsen,
die p-Typ InP-Mantelschicht 113 wird
auf der aktiven InGaAsP/-InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 112 aufgewachsen, und
die p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 114 wird auf der p-Typ
InP-Mantelschicht 113 aufgewachsen. Der Mesa-Streifen 111M wird
auf dem Substrat 111 durch Tro ckenätzen ausgebildet, in dem der
SiO2-Film 115 als eine Maske verwendet
wird.
-
In
einem in 22B gezeigten Prozess, der dem
in 22A gezeigten Prozess folgt, wachsen die p-Typ vergrabene InP-Schicht 116,
die n-Typ vergrabene InP-Schicht 117 und die p-Typ InP-Schicht 118 der
Reihe nach durch das MOVPE-Verfahren auf, und zwar in einem Zustand,
wo der SiO2-Film 115 auf dem Mesa-Streifen 111M ausgebildet
ist. Das in 22B gezeigte MOVPE-Verfahren
wird in einem Zustand einer Wachstumstemperatur von 550°C und eines
Wachstumsdruckes von 0,1 Atmosphären implementiert,
und zwar unter der Verwendung eines Materials in einer III-Gruppe, eines Materials
in einer V-Gruppe, TmIn, PH3, DMZn und SiH4 als p-Typ- und n-Typ-Dotierungsmaterialien
und durch Hinzufügen von
10 ccm von CH3Cl. Durch eine Kombination
eines solchen niedrigen Temperaturwachstums und des Hinzufügens eines
Gases einer Chloridgruppe wird jede vergrabene Schicht gesteuert,
um ausgewölbt
aufzuwachsen, und jede Schicht wächst
eher von einer unteren Mesa-Oberfläche zu der <100>-Richtung.
-
In
einem in 22B gezeigten Prozess sind die
Dicke der p-Typ InP-Schicht 116 und der n-Typ InP-Schicht 117 eingestellt,
so dass sich eine Kontaktposition zwischen einer unteren Oberfläche der n-Typ
InP-Schicht 117 und dem Mesa-Streifen 111M an
einer höheren
Position als die obere Oberfläche der
aktiven Schicht 112 befindet und sich eine Kontaktposition
zwischen einer oberen Oberfläche
der n-Typ InP-Schicht 117 und
dem Mesa-Streifen 111M an einer niedrigeren Position als
eine untere Oberfläche
der p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 114 befindet.
-
In
einem in 22C gezeigten Prozess, der dem
in 22B gezeigten Prozess folgt, wird Nassätzen unter
der Verwendung des Ätzmittels
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser und unter der Verwendung des SiO2-Films 115 als
eine Maske implementiert. Als Folge wird die p-Typ InP-Schicht 118 abgeflacht,
und hierdurch wird eine flache Oberfläche, welche einer oberen Oberfläche der
InGaAs-Mantelschicht 114 entspricht, erhalten.
-
In
einem in 22D gezeigten Prozess wird der
SiO2-Film 115 durch Ätzen mit
einer gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure
und Wasserstoffperoxid-Wasser
geätzt.
-
In
dieser Ausführungsform
ist es möglich, eine
flache Wachstumsoberfläche
mit einem vergrabenen Wachstum gleichzeitig zu erhalten, und hierdurch
ist es möglich,
den Herstellungsprozess der Laserdiode deutlich zu vereinfachen.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer siebten Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode mit einer Stegstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung,
und zwar in Bezug auf 23A bis 23E.
-
In
der 23A wird eine aktive InGaAs/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 122 auf
einem n-Typ InP-Substrat 121 aufgewachsen,
eine p-Typ InP-Mantelschicht 123 wird
auf der aktiven In-GaAs/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 122 aufgewachsen,
und eine p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 124 wird auf der p-Typ
InP-Mantelschicht 123 aufgewachsen. Ein stegförmiger Streifen 123M wird auf
der Mantelschicht 123 durch Mustern basierend auf Trockenätzen, in
dem ein SiO2-Film 125 als eine Maske
verwendet wird, ausgebildet. Ferner wird in dem in 23A gezeigten Prozess der SiO2-Film 125 durch Ätzen mit
Salzsäure
entfernt.
-
In
einem in 23B gezeigten Prozess, der dem
in 23A gezeigten Prozess folgt, wächst die n-Typ InP-Schicht 126 durch
Kristallwachstum auf. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Dicke der n-Typ InP-Schicht 126 eingestellt,
so dass eine obere Oberfläche
der n-Typ InP-Schicht 126 sich an einer niedrigeren Position
als eine untere Oberfläche
der p-Typ InGaAs-Schicht 124 befindet.
-
In
einem in 23C gezeigten Prozess, der dem
in 23B gezeigten Prozess folgt, wird Nassätzen durch
das Ätzmittel
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser und mit einer InGaAs-Kontaktschicht 124 als
eine Maske implementiert. Als Folge wird eine Oberfläche der
n-Typ InP-Schicht 126 abgeflacht,
und hierdurch befindet sich eine Position einer oberen Oberfläche der
n-Typ InP-Schicht 126 an
einer niedrigeren Position als eine Position einer unteren Oberfläche der p-Typ
InGaAs-Schicht 124.
-
In
einem in 23D gezeigten Prozess, der dem
in 23C gezeigten Prozess folgt, wird eine p-Typ InP-Schicht 127 durch
das MOVPE-Verfahren ausgebildet. Die p-Typ InP-Schicht 127 weist
eine Dicke auf, so dass ein niedrigstes Gebiet einer oberen Oberfläche der
p-Typ InP-Schicht 127 höher
ist als eine obere Oberfläche
der p-Typ InGaAs-Schicht 124.
-
In
einem in 23E gezeigten Prozess, der dem
in 23D gezeigten Prozess folgt,
wird Nassätzen
durch das Ätzmittel
umfassend Salzsäure, Essigsäure und
Wasser und mit der InGaAs-Kontaktschicht 124 als eine Maske
implementiert. Und hierdurch wird die InP-Schicht 127 abgeflacht. Als
ein Ergebnis weist die p- Typ
InP-Schicht 127 eine Oberfläche auf, die der Oberfläche der
InGaAs-Kontaktschicht 124 entspricht.
-
Es
ist notwendig, dass eine Oberflächenposition
der vergrabenen n-Typ InP-Schicht 126 vorsichtig kontrolliert
wird, um eine effektive Blockierung des elektrischen Stroms für eine Laserdiode
mit einer Stegstruktur zu erreichen. Falls beispielsweise ein Abstand
zwischen der n-Typ InP-Schicht 126 und der p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 124 groß ist, fungiert der
Abstand als ein elektrischer Leckdurchgang. In einem Verfahren dieser
Ausführungsform
wird eine bestimmte und effektive Blockierung des elektrischen Stroms
nur durch das Kontrollieren einer Dicke der n-Typ vergrabenen InP-Schicht 126 in
dem in 23B gezeigten Prozess erreicht.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer achten Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
einer Laserdiode mit einer Stegstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung,
und zwar in Bezug auf 24A bis 24F. In 24A bis 24F werden Teile, welche die gleichen Teile wie
die oben beschriebenen Teile sind, mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet, und ihre Erklärung
wird weggelassen.
-
In 24A wird die aktive InGaAs/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 122 auf
dem n-Typ InP-Substrat 121 aufgewachsen,
die p-Typ InP-Mantelschicht 123 wird
auf der aktiven InGaAs/-InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 122 aufgewachsen, und
die p-Typ InGaAs-Kontaktschicht wird auf der p-Typ InP-Mantelschicht 123 aufgewachsen.
Der stegförmige
Streifen 123M wird auf der Mantelschicht 123 durch
Trockenätzen
ausgebildet, in dem der SiO2-Film 125 als
eine Maske verwendet wird.
-
In
einem in 24B gezeigten Prozess, der dem
in 24A gezeigten Prozess folgt,
wird die n-Typ InP-Schicht 126 durch das MOVPE-Verfahren in
einem Zustand ausgebildet, wo der SiO2-Film 125 als
eine selektive Wachstumsmaske verbleibt. Die n-Typ InP-Schicht 126 weist
eine Dicke auf, so dass eine obere Oberfläche der n-Typ InP-Schicht 126 niedriger
ist als eine untere Oberfläche
der p-Typ InGaAs-Kontaktschicht 124.
-
In
einem in 24C gezeigten Prozess, der dem
in 24B gezeigten Prozess folgt,
wird Nassätzen
durch das Ätzmittel
umfassend Salzsäure, Essigsäure und
Wasser implementiert. Und hierdurch weist die n-Typ InP-Schicht 126 eine flache Oberfläche auf,
so dass die flache Oberfläche
sich an einer niedrigeren Position als die p-Typ InGaAs-Schicht 124 befindet.
-
In
einem in 24D gezeigten Prozess, der dem
in 24C gezeigten Prozess folgt,
wird die p-Typ InP-Schicht 127 durch das MOVPE-Verfahren in
einem Zustand ausgebildet, wo der SiO2-Film 125 als
eine selektive Wachstumsmaske verbleibt. Die p-Typ InP-Schicht 127 weist
eine Dicke auf, sodass ein niedrigstes Gebiet der oberen Oberfläche der p-Typ
InP-Schicht 127 höher ist
als eine Höhe
der p-Typ InGaAs-Schicht 124.
-
In
einem in 24E gezeigten Prozess, der dem
in 24D gezeigten Prozess folgt,
wird Nassätzen
durch das Ätzmittel
umfassend Salzsäure, Essigsäure und
Wasser implementiert, und hierdurch wird die p-Typ InP-Schicht 127 abgeflacht.
Ein in 24E gezeigter Abflachungsprozess
wird in einem Zustand implementiert, wo der SiO2-Film 125 auf
der Kontaktschicht 124 verbleibt. Als ein Ergebnis entspricht
eine Höhe
einer flachen Oberfläche
der p-Typ InP- Schicht 127 der
Höhe einer
oberen Oberfläche
der Kontaktschicht 124.
-
In
einem in 24F gezeigten Prozess, der dem
in 24E gezeigten Prozess folgt,
wird der SiO2-Film 125 durch Ätzen mit
dem Ätzmittel
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure
und Wasserstoffperoxid-Wasser geätzt.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer neunten Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters mit einer Abzweigung gemäß der vorliegenden
Erfindung, und zwar in Bezug auf 25A bis 25E.
-
In 25A wird eine aktive InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 202 auf
einem n-Typ InP-Substrat 201 aufgewachsen,
und eine InP-Mantelschicht 203 wird auf der aktiven InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 202 aufgewachsen.
Trockenätzen
wird mit einem SiO2-Muster 205,
das eine Abzweigung in einer Y-Form aufweist, implementiert, und
hierdurch erreicht ein Effekt des Trockenätzens das InP-Substrat 201.
Als Ergebnis wird ein Mesa-Streifen 201M mit einer Y-Form, der
dem SiO2-Muster 205 entspricht,
auf dem Substrat 201 ausgebildet.
-
In
einem in 25B gezeigten Prozess, der dem
in 25A gezeigten Prozess folgt,
wird eine Fe-dotierte
vergrabene InP-Schicht 206 durch das MOVPE-Verfahren in einem
Zustand ausgebildet, wo das SiO2-Muster 205 als
eine selektive Wachstumsmaske verbleibt. Die Fe-dotierte vergrabene InP-Schicht 206 weist
eine Dicke auf, sodass der niedrigste Abschnitt der Fe-dotierten
InP-Schicht 206 höher
ist als die obere Oberfläche
der Mantelschicht 203 des Mesa-Streifens 201M. Als ein Ergebnis
des in 25B gezeigten Prozesses wird
die Fe-dotierte vergrabene InP-Schicht 206 auf dem InP-Substrat 201 ausgebildet,
so dass der Mesa-Streifen 201M mit einer Y-Form an einer
Seite des Mesa-Streifens 201M festgeklemmt ist.
-
In
einem in 25C gezeigten Prozess wird Nassätzen durch
das Ätzmittel
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser implementiert. Als ein Ergebnis wird eine Oberfläche der
Fe-dotierten vergrabenen InP-Schicht 206 abgeflacht, so
dass die Oberfläche
einer oberen Oberfläche
der InP-Mantelschicht 203 des höchsten Abschnitts des Mesa-Streifens 201M entspricht.
-
In
einem in 25D gezeigten Prozess wird das
SiO2-Muster 205 durch Ätzen mit
einer gemischten Flüssigkeit
umfassend Flusssäure
und einem Wasserstoffperoxid-Wasser entfernt. In einem in 25E gezeigten Prozess wächst die Fe-dotierte InP-Schicht 207 durch
das MOVPE-Verfahren auf. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Oberfläche der
Fe-dotierten InP-Schicht 207 abgeflacht,
da die Fe-dotierte vergrabene InP-Schicht 206 und die InP-Mantelschicht 203 eine
flache Oberfläche
bilden, welche aus der (100) Oberfläche besteht.
-
Wie
in 3 beschrieben wurde, kann gemäß einem herkömmlichen
Prozess die vergrabene InP-Schicht über der Maske an einem Abschnitt
der Verzweigung hängen,
wenn die vergrabene InP-Schicht um den Streifen mit der Verzweigung
herum aufwächst.
Andererseits kann gemäß dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der überhängende Teil
durch Nassätzen
der vergrabenen InP-Schicht 206 in dem in 25C gezeigten Prozess entfernt werden. Als ein
Ergebnis wird keine Aushöhlung
in dem in 25E gezeigten Prozess erzeugt,
selbst wenn die InP-Schicht 207 aufgewachsen wird.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer zehnten Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
eines optischen Wellenleiters mit einer vergrabenen BH-Struktur
und einer Verzweigung gemäß der vorliegenden
Erfindung, und zwar in Bezug auf 26A bis 26C. In 26A bis 26C werden Teile, welche die gleichen oben beschriebenen
Teile sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Erklärung wird
weggelassen.
-
In 26A wird eine aktive InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 202 auf
einem n-Typ InP-Substrat 201 aufgewachsen,
eine InP-Mantelschicht 203 wird auf der aktiven InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 202 aufgewachsen,
und eine In-GaAs-Schicht 204 wird
auf der InP-Mantelschicht 203 aufgewachsen. Trockenätzen wird
mit einem SiO2-Muster 205 implementiert,
und hierdurch wird ein Mesa-Streifen 201M mit
einer Y-Form gebildet. In dem in 26A gezeigten
Prozess wird das SiO2-Muster 205 durch Ätzen mit
Flusssäure
entfernt, nachdem der Mesa-Streifen gebildet ist.
-
In
einem in 26B gezeigten Prozess, der dem
in 26A gezeigten Prozess folgt,
wird eine Fe-dotierte
vergrabene InP-Schicht 206 durch das MOVPE-Verfahren gebildet.
Die Fe-dotierte vergrabene InP-Schicht 206 wird
gebildet, so dass die niedrigste Oberfläche der Fe-dotierten InP-Schicht 206 höher ist
als die obere Oberfläche
der p-Typ InGaAs-Schicht 204. Als ein Ergebnis des in 26B gezeigten Prozesses weist die Fe-dotierte
vergrabene InP-Schicht 206 einen konkaven und konvexen Abschnitt
auf, die einem Streifen-Muster 201M mit einer Y-Form als
eine Basis entsprechen, und zwar auf einer Oberfläche der
Fe-dotierten vergrabenen InP-Schicht 206.
-
In
einem in 26C gezeigten Prozess wird Nassätzen durch
das Ätzmittel
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser implementiert. Als ein Ergebnis wird die vergrabene InP-Schicht 206 abgeflacht.
-
In
dem Prozess des in 26C gezeigten Abflachens fungiert
die p-Typ InGaAs-Schicht 204 als eine Ätzmaske. Als ein Ergebnis weist
die Fe-dotierte InP-Schicht 206 eine
Oberfläche
auf, welche im Wesentlichen einer Oberfläche der InGaAs-Schicht 204 entspricht.
Deshalb entsteht in einem Prozess, der dem in 26C gezeigten Prozess folgt, kein Problem, wenn
eine andere Halbleiterschicht oder ein Elektrodenmuster gebildet
wird, da es auf einer flachen Oberfläche gebildet wird.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer elften Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
einer Halbleitervorrichtung, umfassend einen Prozess des selektiven
Wachstums einer aktiven Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung,
und zwar in Bezug auf 27A bis 27C.
-
In 27A wird ein SiO2-Muster 212 gebildet,
sodass eine Breite des SiO2-Musters 212 entlang einer <0-11>-Richtung variiert.
Das SiO2-Muster 212 legt ein Substratgebiet
frei, welches sich in der <0-11>-Richtung auf einer Oberfläche des
n-Typ InP-Substrats 211 erstreckt.
-
In
einem in 27B gezeigten Prozess, der dem
in 27A gezeigten Prozess folgt,
wird ein MOVPE-Verfahren
unter der Verwendung des SiO2-Films als
eine Maske implementiert. Und hierdurch wird eine n-Typ InP-Schicht 213 auf
dem InP-Substrat 211 aufgewachsen, eine aktive InGaAsP/InGaRsP-Multi-Quantentopf-Schicht 214 wird auf
der n-Typ InP-Schicht 213 aufge wachsen, und eine p-Typ
InP-Mantelschicht 215 wird auf der aktiven InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 214 aufgewachsen.
In dem selektiven Wachstum, in dem das SiO2-Muster 212 eine
Maske ist, nimmt eine Materialdichte auf dem SiO2-Muster 212 zu,
wo die Halbleiterschicht nicht anwächst. Als ein Ergebnis wird
ein Material übermäßig in dem
Substratgebiet bereitgestellt, welches sich in die <0-11>-Richtung erstreckt,
wo das SiO2-Muster 212 gebrochen
ist. Ein solches übermäßiges Bereitstellen
des Materials hängt
von einem Verhältnis
der Abdeckung des SiO2-Films, nämlich von
einer Breite des SiO2-Musters 212,
ab. Somit nimmt eine Menge an übermäßig bereitgestelltem
Material und die Dicke der Halbleiterschichten 213 bis 215 zu,
wenn die Breite groß wird.
Da die Breite des SiO2-Musters 212 entlang
der <0-11>-Richtung variiert,
variiert die Dicke der Halbleiterschichten 213 bis 215 in
der <0-11>-Richtung.
-
In
einem in 27C gezeigten Prozess wird Nassätzen durch
das Ätzmittel
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser implementiert, und hierdurch wird die p-Typ InP-Schicht 215 an
einer Höhe
abgeflacht, welche dem niedrigsten Oberflächenabschnitt der oberen Oberfläche der
p-Typ InP-Schicht 215 entspricht.
-
Wenn
eine konkave Struktur in dem selektiven Wachstum, umfassend eine
solche aktive Schicht 214, erzeugt wird, entsteht ein Problem
in einem vergrabenen Wachstumsprozess zum Blockieren von elektrischen
Strom oder in einem Prozess zur Bildung einer Elektrode. Jedoch
ist es gemäß dieser Ausführungsform
möglich,
eine solche konkave Struktur abzuflachen, und dadurch kann das oben
erwähnte
Problem vermieden werden.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer zwölften Ausführungsform
eines Herstellungsprozesses einer Halbleitervorrichtung, umfassend
einen selektiven Wachstumsprozess einer aktiven Schicht, und zwar in
Bezug auf 28A bis 28E.
In 28A bis 28E werden
Teile, welche die gleichen oben beschriebenen Teile sind, mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Erklärung wird weggelassen.
-
In 28A wird das SiO2-Filmmuster 212 auf
dem InP-Substrat 211 ausgebildet, so dass eine Breite des
SiO2-Musters 212 entlang eines
offenen Abschnitts, der das Substrat 211 freilegt, variiert.
In einem in 28B gezeigten Prozess, der
dem in 28A gezeigten Prozess folgt,
wird Trockenätzen in
dem InP-Substrat 211 in
einem Zustand implementiert, wo das SiO2-Muster 212 eine
Maske ist. Und hierdurch wird eine Nut 211A mit einer Tiefe
von ungefähr
1 μm in
einer Oberfläche
des InP-Substrats 211 gebildet.
-
In
einem in 28C gezeigten Prozess, der dem
in 28B gezeigten Prozess folgt,
werden die aktive InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 213 und
die p-Typ InP-Mantelschicht 215 durch das MOVPE-Verfahren gebildet,
wenn die Vertiefung 211A vergraben ist. Zu diesem Zeitpunkt
wird eine Dicke der p-Typ
InP-Mantelschicht 215 festgelegt, so dass ein niedrigster
Oberflächenabschnitt
der oberen Oberfläche
der InP-Mantelschicht 215 höher ist als eine Oberfläche des
n-Typ InP-Substrats 211. Da eine Breite des SiO2-Musters 212 entlang der <011>-Richtung variiert,
wird eine Variation einer Filmdicke in der <011>-Richtung
auf der InP-Mantelschicht 215 erzeugt.
-
In
einem in 28D gezeigten Prozess, der dem
in 28C gezeigten Prozess folgt,
wird das SiO2-Muster 212 durch Ätzen mit
der gemischten Flüssigkeit umfassend
Flusssäure
und ein Wasserstoffperoxid-Wasser
eliminiert. In einem in 28E gezeigten
Prozess, der dem in 28D gezeigten Prozess folgt,
wird Nassätzen
durch das Ätzmittel
einer gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure, Essigsäure und
Wasser implementiert.
-
Als
ein Ergebnis des Nassätzens
wird die InP-Mantelschicht 215 abgeflacht,
und hierdurch wird eine flache Oberfläche, welche dem InP-Substrat 211 entspricht,
als eine obere Oberfläche
der Mantelschicht 215 erreicht.
-
Es
folgt eine Beschreibung einer dreizehnten Ausführungsform eines Herstellungsprozesses
eines optischen Mehrschicht-Wellenleiters, und zwar in Bezug auf 29A bis 29G.
In 29A bis 29G werden
Teile, welche die gleichen oben beschriebenen Teile sind, mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
-
In 29A wird die aktive InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 222 auf
dem n-Typ InP-Substrat 221 aufgewachsen,
und die InP-Mantelschicht 223 wird auf der aktiven InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 222 aufgewachsen. Anschließend wird
ein erstes Wellenleiter-Mesa-Streifenmuster 221M durch
Trockenätzen
in einem Zustand gebildet, wo das SiO2-Muster 225 eine Maske
ist. In einem in 29A gezeigten Beispiel weist
das erste Wellenleiter-Mesa-Streifenmuster 221M eine
Verzweigung in Y-Form auf.
-
In
einem in 29B gezeigten Prozess, der dem
in 29A gezeigten Prozess folgt,
wächst
die Fe-dotierte
vergrabene InP-Schicht 226 durch das MOVPE-Verfahren in einem
Zustand auf, wo das SiO2-Muster 225 eine
selektive Wachstumsmaske ist, so dass das erste Wellenleiter-Mesa-Streifenmuster 221M vergraben ist.
In einem in 29B gezeigten Prozess ist eine
Dicke der Fe-dotierten InP-Schicht 226 festgelegt, sodass
ein niedrigster Abschnitt der Fe-dotierten InP-Schicht 226 höher ist als
ein oberer Abschnitt des ersten Wellenleiter-Mesa-Streifenmusters 221M.
-
In
einem in 29C gezeigten Prozess, der dem
in 29B gezeigten Prozess folgt,
wird Nassätzen
durch das Ätzmittel
einer gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser implementiert, und hierdurch wird eine Oberfläche der
InP-Schicht 226 abgeflacht.
-
In
einem in 29D gezeigten Prozess, der dem
in 29C gezeigten Prozess folgt,
wird das SiO2-Muster 225 durch Ätzen mit
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Flusssäure
und ein Wasserstoffperoxid-Wasser
entfernt. In einem in 29E gezeigten
Prozess, der dem in 29D gezeigten Prozess folgt,
wird die InP-Mantelschicht 227 auf der InP-Schicht 226 aufgewachsen,
die aktive InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 228 wird auf
der InP-Mantelschicht 227 aufgewachsen, und die InP-Mantelschicht 229 wird
auf der InGaAsP/InGaAsP-Multi-Quantentopf-Schicht 228 aufgewachsen. Anschließend wird
Trockenätzen
in einem Zustand implementiert, wo das auf der InP-Mantelschicht 229 ausgebildete
SiO2-Muster 230 eine Maske ist,
und dadurch wird ein zweites Wellenleiter-Mesa-Streifenmuster 227M auf
der InP-Schicht 226 gebildet.
-
In
einem in 29F gezeigten Prozess, wird die
Fe-dotierte vergrabene InP-Schicht 231 durch das MOVPE-Verfahren
in einem Zustand gebildet, wo das SiO2-Muster 230 als
eine selektive Wachstumsmaske verwendet wird. Zu diesem Zeitpunkt weist
die Fe-dotierte
vergrabene InP-Schicht 231 eine Dicke in ei nem Zustand
auf, wo der niedrigste Abschnitt der Fe-dotierten vergrabenen InP-Schicht 231 höher ist
als der obere Abschnitt des zweiten Wellenleiter-Mesa-Streifenmusters 227M.
-
In
einem in 29G gezeigten Prozess, der dem
in 29F gezeigten Prozess folgt,
wird Nassätzen
durch das Ätzmittel
einer gemischten Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser implementiert, und hierdurch wird die Fe-dotierte In-Schicht 231 abgeflacht.
Anschließend
wird das SiO2-Muster 230 durch Ätzen mit
der gemischten Flüssigkeit
umfassend Flusssäure
und ein Wasserstoffperoxid-Wasser entfernt, und hierdurch wird ein optischer
Wellenleiter mit einer Doppelschichtstruktur geschaffen.
-
Wenn
der optische Wellenleiter durch mehrfaches Wachstum aufgewachsen
wird, ist es erforderlich, dass eine Oberfläche flach ist, nachdem entsprechende
Schichten gebildet sind. Jedoch wird in dieser Ausführungsform
eine Dicke der InP-Schicht 226 oder 231 kontrolliert,
und das Abflachen wird implementiert, so dass es einen niedrigsten
Oberflächenabschnitt
dieser Schichten entspricht. Eine solche Kontrolle der Schichtdicke
ist nicht durch Polieren möglich.
-
Gemäß der oben
beschriebenen Ausführungsformen
wird die gemischte Flüssigkeit
umfassend Salzsäure,
Essigsäure
und Wasser als das Ätzmittel
verwendet. Zum Abflachen durch das Ätzmittel in der vorliegenden
Erfindung wird ein Zusammensetzungsverhältnis des Ätzmittels von Salzsäure, Essigsäure und
Wasser auf 1:X:Y gesetzt, wobei ein Konzentrationsparameter X in
einem Bereich von 0 bis 20 und ein Konzentrationsparameter Y in
einem beliebigen Bereich effektiv ist. Falls ferner eine gemischte
Flüssigkeit
von Salzsäure,
Essigsäure, Flusssäure und
Wasser als das Ätzmit tel
verwendet wird, wird ein Zusammensetzungsverhältnis des Ätzmittels von Salzsäure, Essigsäure, Wasserstoffperoxid-Wasser
und Wasser auf 1:X:Y:Z gesetzt, wobei ein Konzentrationsparameter
X in einem Bereich von 0 bis 20 und ein Konzentrationsparameter
Y in einem Bereich von 0 bis 0,3, ohne eine Bereichsbeschränkung für einen
Konzentrationsparameter Z, effektiv ist, um einen äquivalenten
Effekt zu erreichen.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern
vielfältige Variationen
und Modifikationen können
gemacht werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Da die vorliegende Erfindung im Prinzip auf dem Abflachen
durch anisotropes Ätzen
gegen eine konkave Struktur der aufgewachsenen InP-Schicht basiert,
kann die vorliegende Erfindung insbesondere nicht nur auf eine optische Halbleitervorrichtung,
sondern auch auf jede Halbleitervorrichtung, deren Material InP
ist, angewendet werden.