JPH02205319A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は光情報伝送装置に用いられる半導体素子等微小
突起部を有する半導体素子の製造方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、微小突起部を有する半導体素子の突起部の頂上の
絶縁膜のみを除去するプロセス工程は、マスク合わせを
伴ったアライメント法が行われていた。

また、エッチバック法が用いられていた。これを第２図
で説明する。まず突起部のピッチが３μｍで、突起部の
幅が１μｍ、深さ２μｍになるよう半導体ウェハー基材
をマスク材３０１を通してエツチングする（第２図ｂ）
。

次に、マスク材をマスク材リムーバーで除去し、洗浄す
る（第２図Ｃ）。

続いてプラズマ・ＣＶＤ法等により窒化シリコン膜３０
２等の絶縁膜を形成する（第２図ｄ）。

更に、フォトマスク材３０３を平坦にスピンナーコート
する（第２ｅ）。

続いて、ドライエツチング法により突起部の頂き部のみ
が露出するまでマスク材を全体的にエツチングしく第２
図ｆ）、さらに突起部の頂き部の絶縁膜をエツチングし
く第２図ｇ）、最後に、突起部以外の残りのマスク材を
除去する（第２図ｈ）。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来例では、微小突起部を有する半
導体素子において突起部の頂き部のみの絶縁膜を除去す
る工程において、次のような欠点があった。

まず、アライメント法においては、 １）突起幅がほぼ３μｍ以下の場合においてウェハーと
マスクのアライメントの精度をほぼ０．５μｍ以下にす
る必要があるが、これを実行することは困難であり、時
間がかかるので歩留りが悪い、 ２）また、突起部の頂上のみでなく、頂き部の少し下ま
で絶縁膜が除去されやすく、制御がむずかしい、 ３）ウェハーをマスクとコンタクトさせるため、クエへ
−のカケ、ワレが生じやすく、ウェハーにダメージを与
え、半導体素子の寿命を短くする等、再現性が悪い、 ４）更に、突起部のピッチが３μｍ以下の場合にはアラ
イメントの粒度上、適用不可能である、 等がある。

エッチバック法においては、 １）突起部の頂き部だけでなく、その少し側面の絶縁膜
も除去されてしまい制御性が悪い、２）プロセス工程が
長くスルーブツトが悪い、等がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、微小突起部を有する半導体素子を製造するに
おいて、プロセスが容易で再現性が良い半導体素子の製
造方法を提供することを目的とし、ウェハープロセスの
歩留りを向上させ、かつ製造した半導体の長寿命化を実
現するものである。

本発明は、基材上に所望のパターン状にマスク材を設け
て基材をエツチングし、該マスク材を除去しないまま基
材に絶縁膜を形成し、マスク材だけを除去するエツチン
グ法により突起の頂き部の絶縁膜をマスク材とともに除
去することを特徴とする微小突起部を有する半導体素子
の製造方法であり、とくには絶Ｍ膜を形成するときの温
度が、マスク材が発泡しない温度であることを特徴とす
る上記製造方法である。

（実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の実施例を示し、これに基づきリッジ型
半導体レーザの製造プロセスを詳細に述べる。

まず、ｎ型ＧａＡｓ基板＋１上に分子線エピタキシ法に
よって順次、バッファ層１２としてｎ型ＧａＡｓを１μ
ｍ、クラッド層１３としてｎ型Ａ１．、　、Ｇａｏ。ａ
Ａｓを２μｍ形成した。活性層１４としてはノンドープ
ＧａＡｓを１００人、Ａｌｏ、　２Ｇａｏ、　ａＡｓを
３０人交互にそれぞれ４回くり返し最後にＧａＡｓを１
００人積層し、多重量子井戸構造のものを形成した。次
にクラッド層１５としてＰ型Ａ１．、　　Ｇａｏ、　　
Ａｓを１．５μｍ、キャップ層１６としてＧａＡｓを０
．５μｍ形成した。

次に、上記半導体レーザーウェハー上方にストライブ状
のフォトマスク１７を設け（第１図ａ）、それを通して
活性層の手前約０．５μｍ±０．２μｍまで、塩素ガス
雰囲気での反応性イオンビームエツチングによりエツチ
ングした（第１図ｂ）。

次にフォトマスク１７を残したまま、ポリイミドＬＢ（
ラングミュア−プロジェット）＠１８を２００人成膜し
たく第１図Ｃ）。続いてフォトマスク１７だけを溶かす
エツチング液でリッジ頂上部のポリイミドＬＢ膜１８を
リフトオフし、電流注入域とした（１ｇ１図ｄ）。

更に上部電極１０２として、Ｃｒ−Ａｕオーミック用電
極を真空蒸着法で形成し、ＧａＡｓ基板をラッピングで
１００μｍの厚さまで削った後、ｎ型用オーミック用電
極　１０３としてへｕ−Ｇｅ電極を蒸着したく第１図ｅ
）。

続いてＰ型、Ｎ型の電極のオーミックコンタクトをとる
ための熱処理を行なった後、共振面をへき開によって形
成し、スクライブで分離し、電極はワイアーボンディン
グにより取り出した。ここで、キャビティー長は３００
μｍである。さらに共撮画にＥＢ蒸着法により、Ａｌ２
Ｏ，−５ｉＯ２系の高反射膜、低反射膜をそれぞれコー
ティングした。

これにより、しきい値電流が１５ｍＡ以下、非点収差が
４μｍ以下、遠視野像の水平、方向のビーム拡がり角度
が１５度を越える特性をもちかつ長寿命（室温で２００
０時間以上レーザー発振可能）の半導体レーザーを得た
。

繰り返し同様な工程により半導体レーザーを形成したと
ころ、同様な特性をもつ半導体レーザーが再現性良く得
られた。

なお、上記共振面形成はへき開によっても良いし、共振
面の片面または両面にウェットエツチングプロセスまた
はドライエツチングプロセス等によって作製してもよい
。

本発明は分布帰還型や分布反射型のレーザの製造にも有
効に適用できる。

また、本発明は、微小突起部を有するリッジ型半導体レ
ーザ素子の製造ばかりでなく、同様な突起部をもつ導波
路、光スィッチ、光変調器などの半導体素子の製造にも
適用できる。

更に、上記フォトマスクは多層構造でも良いし、リフト
オフは、ドライプロセス（ＵＶアッシャ−等）によって
も同様の効果が得られる。

また、上記ＬＢＩ摸の膜厚は、〜数千人でもリフトオフ
ができる範囲なら有効である。

更に、絶縁膜はＬＢ膜以外の真空蒸着法で形成した高分
子膜でも良いし、スピンコードした膜でもよい。

本発明において使用しつる絶縁膜材料は、次のものが挙
げられる。

［１］ジアセチレン化合物 Ｃ１１，−＋ＣＨ２′）−１ｎＣミＣ−Ｇ　＝Ｃ−＋Ｃ
ｔ１２Ｔｈ　　ＸＯ＜ｎ、　ｊｌｊ＜２０ 但しｎ＋１＞１０ Ｘは親木基で一般的には−ＧＯＤＨが用いられるが−叶
、−ＧＯＮＩ（。等も使用できる。

［１１］付加重合体 １）ポリアクリル酸 ６）酢酸ビニルコポリマー ２）ポリアクリル酸エステル ３）アクリル酸コポリマー ［ＩＩ［］縮合重合体 １）ポリアミド ４）アクリル酸エステルコポリマー ５）ポリビニルアセテート ２）ポリカーボネート ［ＩＶ］開環重合体 １）ポリエチレンオキシド ここでＲ１は水面上で単分子膜を形成しやすくするため
に導入された長鎖アルキル基で、その炭素数ｎは５≦ｎ
≦３０が好適である。またＲ５は短鎖アルキル基であり
、炭素数ｎは１≦ｎ≦４が好適である。重合度ｍは１０
０≦ｍ≦５０００が好適である。

尚、上記以外でもＬＢ法に適している有機材料、有機高
分子材料であれば、本発明に好適なのは言うまでもない
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、微小突起部のピ
ッチ幅がアライメントできない程せまい場合にも、制御
良く微小突起部の頂上の絶縁膜のみを除去でき、また、
プロセスも簡略化できる。

このため、半導体装置を再現性良く製造することが可能
になり、歩留りが向上し、光情報伝送装置に極めて有効
な半導体素子が提供可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体製造方法の工程を示す図、第２
図は従来の半導体製造方法の工程を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）微小突起部を有する半導体素子の製造方法において
   、基材上に所望のパターン状にマスク材を設けて基材を
   エッチングし、該マスク材を除去しないまま基材に絶縁
   膜を形成し、マスク材だけを除去するエッチング法によ
   り突起部の頂き部の絶縁膜をマスク材とともに除去する
   ことを特徴とする半導体素子の製造方法。 ２）絶縁膜を形成するときの温度が、マスク材が発泡し
   ない温度であることを特徴とする請求項１に記載の製造
   方法。