JP3676771B2

JP3676771B2 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP3676771B2
Application number: JP2002291528A
Authority: JP
Inventors: 靖明長島; 敦史山田; 知之菊川
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: JP2004128279A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に係わり、特に、半導体層の一部をエッチングにより除去してメサ部を形成し、このメサ部の両側のエッチングにより除去された部分に埋込半導体層を有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いてエピタキシャル結晶成長させる半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光通信の光源に用いられる半導体レーザは高効率、高出力が要求されている。この高効率、高出力が得られる埋込型の半導体レーザは例えば図６の断面形状を有する。
【０００３】
ｎ型ＩnＰで形成されたｎ型基板１の上面の中央部に台形形状を有するメサ部２が形成され、ｎ型基板１の上面におけるメサ部２の外側には、それぞれ電流ブロック部３が形成されている。
【０００４】
メサ部２においては、ｎ型基板１に接するｎ型ＩｎＰからなる第１のクラッド層４が形成されている。この第１のクラッド層４の上側にノンドープのＩnＧaＡs又はノンドープのＩnＧaＡsＰ又はこれらの組合せからなる多重量子井戸構造からなる活性層５が形成され、この活性層５の上側にｐ型ＩｎＰからなる第２のクラッド層６が形成されている。
【０００５】
メサ部２の側面７とｎ型基板１の上面８とに接する電流ブロック部３は、下側に位置するｐ型ＩnＰで形成されたｐ型電流ブロック層９と、上側に位置するｎ型ＩnＰで形成されたｎ型電流ブロック層１０とで構成されている。
【０００６】
メサ部２の上面と各電流ブロック部３の上面に、これらの上面を共通に覆うｐ型ＩnＰからなる第３のクラッド層１２が形成されている。なお、ｐ型電流ブロック層９の上端１１は第３のクラッド層１２に当接している。そして、この第３のクラッド層１２の上側に、ＩｎＧaＡsＰ又はＩｎＧaＡsからなるコンタクト層１３が形成されている。このコンタクト層１３の上面にｐ電極１４が取付けられている。
さらに、n型基板１の下側にｎ電極１５が取付けられている。
【０００７】
このような両側面７を電流ブロック部３で挾まれたメサ部２を有する半導体レーザの製造方法を図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）を用いて説明する。
【０００８】
図７（ａ）に示すように、ｎ型ＩnＰで形成されたｎ型基板１の上面に、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いてｎ型の第１のクラッド層４を形成する。このｎ型の第１のクラッド層４の上面に、ノンドープのＩnＧaＡs又はノンドープのＩnＧaＡsＰ又はこれらの組合せからなる多重量子井戸構造の活性層５を形成する。この活性層５の上側に、ｐ型の第２のクラッド層６を形成する。
【０００９】
次に、ｐ型の第２のクラッド層６の上側に、ＳiＯ₂又はＳiＮxからなるマスクとなる層を形成する。さらに、形成されたマスクとなる層を、フォトリソグラフィ技術を用いて、ストライプ状にエッチングしてマスク１６を形成する。このエッチングで形成されたマスク１６の幅Ｗは、形成しようとするメサ部２における上面の幅より若干広い幅に設定する。
【００１０】
次に、エッチング液として、例えば、塩酸、過酸化水素水、水の混合液を使用し、上方からマスク１６以外の場所を選択的にエッチングを実施して、図７（ｂ）示すように、台形形状を有するメサ部２を形成する。
【００１１】
一般に、半導体層に対してエッチングを実施すると、半導体層は深さ方法にエッチングされると共に横（サイド）方向へもエッチングされる。したがって、図７（ｂ）示すように、マスク１６はエッチングされないので、マスク１６の幅方向の先端部分においては、この先端部分の下側の半導体層が横（サイド）方向へエッチングされるので、マスク１６の幅方向の先端部分は庇１７として残る。
【００１２】
この庇１７の長さｓとエッチング深さｄとの関係は、図７（ｄ）に示すように、深さ方向のエッチング速度Ｖｄと横（サイド）方向のエッチング速度Ｖｓとの比（Ｖｓ／Ｖｄ）で定まる。この速度比（Ｖｓ／Ｖｄ）は、エッチング液の特性によってほぼ定まる。
【００１３】
次に、図７（ｃ）に示すように、この両側に庇１７が形成された状態のマスク１６を残した状態で、メサ部２の側面７及びｎ型基板１の露出した上面８に囲まれる先にエッチングされた部分にｐ型電流ブロック層９を前述した有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いて形成する。さらに、このｐ型電流ブロック層９の上側に、ｎ型電流ブロック層１０を同じく有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いて形成する。そして、このｐ型電流ブロック層９とｎ型電流ブロック層１０とで電流ブロック部３が構成される。
【００１４】
その後、半導体層をマスク１６のみを腐食する別のエッチングに浸してマスク１６を除去した後に、メサ部２の上面及び両側の電流ブロック層３の上面を共通に覆うｐ型ＩｎＰからなる第３のクラッド層１２を形成する。さらに、この第３のクラッド層１２の上面にＩｎＧaＡsＰ又はＩｎＧaＡsからなるコンタクト層１３を形成し、最後に、このコンタクト層１３の上面にｐ電極１４を取付け、n型基板１の下側にｎ電極１５を取付ける。
【００１５】
図７に示した両側面７を電流ブロック部３で挾まれたメサ部２を有する半導体レーザの製造方法において、電流ブロック部３において仕様書通りの断面形状を得るためには、マスク１６の庇１７を残した状態で、エッチングされた部分に電流ブロック部３を有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いてエピタキシャル結晶成長させることが実用化されている。
【００１６】
この場合、マスク１６の庇１７の長さｓとエッチング深さｄとが、製造された半導体レーザの特性に大きな影響を与える。例えば、図８（ａ）に示すように、マスク１６の庇１７の長さｓが過度に短いと、電流ブロック部３の上側のｎ型電流ブロック層１０が庇１７近傍で上方に大きく膨らみ、平坦性に欠ける。また、電流ブロック部３の下側のｐ型電流ブロック層９のメサ側面７方向の厚みが大きくなり、電流損失が大きくなり、製造された半導体レーザの効率が低下する。
【００１７】
また、図８（ｂ）に示すように、マスク１６の庇１７の長さｓが過度に長いと、庇１７の下側に結晶が成長しきれずに、空間１８が生じたり、電流ブロック部３の下側のｐ型電流ブロック層９がメサ部２の側面７に対して結晶が十分成長しきれずに、ｐ型電流ブロック層９の側面７に対向する部分の厚みが薄くなり、耐電圧が低下し、ｐ電極１４、ｎ電極１５間の印加可能電圧が低下し、半導体レーザとして高出力が得られない問題がある。
【００１８】
さらに、図８（ｃ）に示すように、エッチング深さｄ（メサ部２の高さ）が小さいと、ｐ型電流ブロック層９のｎ型基板１に対向する部分の厚みが薄くなり、耐電圧が低下し、ｐ電極１４、ｎ電極１５間の印加可能電圧が低下し、半導体レーザとして高出力が得られない問題がある。
【００１９】
特に、高出力型半導体レーザにおいては、高電流駆動時でも無効電流を抑制するためには、電流ブロック部３を十分厚くする必要がある。
【００２０】
このように、エッチング深さｄとマスク１６の庇１７の長さｓとの関係によって、マスク部２の両側の電流ブロック部３の形状が大きく左右されるために、両者の関係が重要となる（例えば、特許文献１参照）。
【００２１】
【特許文献１】
特開平７―１６２０７８号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、高出力、高効率の半導体レーザを実現するためには、エッチング深さｄとマスク１６の庇１７の長さｓとをそれぞれ独立して最適値に設定する必要がある。
【００２３】
しかしながら、前述したように、深さ方向のエッチング速度Ｖｄと横（サイド）方向のエッチング速度Ｖｓとの速度比（Ｖｓ／Ｖｄ）は、エッチング液の特性によってほぼ定まる。したがって、最適のエッチング深さｄを得るためにエッチング時間を設定した場合には、最適の庇１７の長さｓが得られない。逆に、最適の庇１７の長さｓを得るためにエッチング時間を設定した場合には、最適のエッチング深さｄが得られない。
【００２４】
このような不都合を解消するためには、目的とするエッチング深さｄとマスク１６の庇１７の長さｓとが同時に得られる速度比（Ｖｓ／Ｖｄ）を有するエッチング液を採用すればよいが、この目的とする速度比（Ｖｓ／Ｖｄ）を有するエッチング液を開発、又は選択することは非常に困難であり、かつ非常に煩雑である。
【００２５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、エッチングの深さとマスクの庇の長さとをそれぞれ目標のエッチングの深さとマスクの庇の長さに制御でき、各部の寸法精度を向上でき、歩留まりを向上でき、かつ高効率で高出力の特性が得られる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体層の一部をエッチングにより除去してメサ部を形成し、このメサ部の両側のエッチングにより除去された部分に埋込半導体層を有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いてエピタキシャル結晶成長させる半導体装置の製造方法に適用される。
【００２７】
そして、上記課題を解消するために、本発明の半導体装置の製造方法において、半導体層の一部をエッチングにより除去する工程は、半導体層の上面にメサ部の上面形状に対応するマスクを形成する工程と、半導体層におけるマスクから露出した部分に対して第１のエッチング液で第１回目のエッチングを実施する工程と、エッチングされた半導体層をマスクのみを腐食する第２のエッチング液に浸して、第１回目のエッチングによって形成されたマスクの庇部分を除去する工程と、半導体層における庇部分が除去されたマスクから露出した部分に対して第３のエッチング液で第２回目のエッチングを実施する工程とを含む。
【００２８】
このように構成された半導体装置の製造方法においては、結果的に半導体層を２回に分けてエッチングすることになる。そして、全体のエッチング深さｄは、１回目のエッチングによる深さｄ₁と２回目のエッチングによる深さｄ₂との合計のエッチング深さ（ｄ₁＋ｄ₂＝ｄ）となる。また、１回目のエッチングで形成されたマスクの庇は、２回目のエッチングを実施する前に除去するので、２回のエッチングを終了した時点で残るマスクの庇の長さｓは、２回目のエッチングで形成された庇の長さｓ₂のみで定まる（ｓ＝ｓ₂）。
【００２９】
したがって、最初に、目的の庇の長さｓが得られる２回目のエッチングの時間ｔ₂を決定し、この時間ｔ₂だけ２回目のエッチングを実施した場合のエッチングによる深さｄ₂を決定する。そして、目標のエッチング深さｄから２回目のエッチングを実施した場合のエッチングによる深さｄ₂を減じた値（ｄ―ｄ₂）を１回目のエッチングのエッチング深さｄ₁（＝ｄ―ｄ₂）になるように、１回目のエッチングの時間ｔ₁を決定する。
【００３０】
よって、半導体層を２回に分けてエッチングすることにより、合計のエッチングの深ｄさとマスクの庇の長さｓとをそれぞれ目標のエッチングの深さとマスクの庇の長さに確実に設定できる。
【００３１】
また、別の発明においては、半導体層の一部をエッチングにより除去する工程は、半導体層の上面にマスクとなる層を形成する工程と、このマスクとなる層の上面にフォトレジストでメサ部の上面形状に対応するパターンを形成したのちマスクとなる層におけるパターン以外の部分を除去してマスクを形成する工程と、フォトレジストがマスク上に残留した状態で半導体層におけるマスクから露出した部分に対して第１のエッチング液で第１回目のエッチングを実施する工程と、エッチングされた半導体層をマスクのみを腐食する第２のエッチング液に浸して、第１回目のエッチングによって形成されたマスクの庇部分を除去する工程と、マスクの上面に残留するフォトレジストを溶剤を用いて除去する工程と、半導体層における庇部分が除去されたマスクから露出した部分に対して第３のエッチング液で第２回目のエッチングを実施する工程とを含む。
【００３２】
このように構成された半導体装置の製造方法においても、半導体層を２回に分けてエッチングし、１回目のエッチングによって形成されたマスクの庇部分を除去した後に、２回目のエッチングを実施しているので、上述した発明の半導体装置の製造方法と同様に、合計のエッチングの深ｄさとマスクの庇の長さｓとをそれぞれ目標のエッチングの深さとマスクの庇の長さに確実に設定できる。
【００３３】
さらに、この発明においては、フォトレジストがマスク上に残留した状態で１回目のエッチングを実施し、フォトレジストがマスク上に残留した状態でマスクのみを腐食する第２のエッチング液に浸して、１回目のエッチングによって形成されたマスクの庇部分を除去している。
【００３４】
この場合、１回目のエッチングによって形成されたマスクの庇部分の下面にはフォトレジストが付着していないので、この庇部分は下側から腐食される。すなわち、マスクのフォトレジストが付着しているメサ部の上面に対向する部分は確実に残り、マスクの庇部分のみが確実に除去できる。その後、マスクの上面に残留するフォトレジストを溶剤で除去すればよい。
【００３５】
したがって、その後に実施する２回目のエッチングのエッチング精度を向上できる。
【００３６】
さらに、別の発明は、上述した半導体装置の製造方法において、第１のエッチング液と第３のエッチング液とは同一のエッチング液に設定している。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
（第１実施形態）
図１、図２、図３は本発明の第１実施形態に係わる半導体装置の製造方法を示す工程図である。図６に示す半導体装置としての半導体レーザ及び図７に示す従来の半導体装置の製造方法と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明は省略する。なお、この第１実施形態においては、製造される半導体装置として図６に示した半導体レーザを例にして説明する。
【００３８】
図１（ａ）に示すように、ｎ型ＩnＰで形成されたｎ型基板１の上面に、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いてｎ型のＩｎＰからなる第１のクラッド層４を形成する。このｎ型の第１のクラッド層４の上面に、ノンドープのＩnＧaＡs又はノンドープのＩnＧaＡsＰ又はこれらの組合せからなる多重量子井戸構造の活性層５を形成する。この活性層５の上側に、ｐ型のＩｎＰからなる第２のクラッド層６を形成する。
【００３９】
次に、図１（ｂ）に示すように、ｐ型の第２のクラッド層６の上側に、ＳiＯ₂又はＳiＮxからなるマスクとなる層１６ａを形成する。このマスクとなる層１６ａの上面にメサ部２の上面形状に対応する形状をフォトレジスト１９で形成する（図１（ｃ））。このフォトレジスト１９の幅Ｗは、形成しようとするメサ部２における上面の幅より若干広い幅に設定する。
【００４０】
そして、このフォトレジスト１９のパターンをマスクとなる層１６ａに転写することによって、図１（ｄ）に示すように、マスクとなる層１６ａにおけるフォトレジスト１９のパターン以外の部分を除去してマスク１６を形成する。具体的には、弗化水素酸（ＨＦ）等のエッチング液に浸してマスクとなる層１６ａの露出部分を除去する。
【００４１】
次に、第１のエッチング液として、例えば、塩酸、過酸化水素水、水の混合液を使用し、上方からマスク１６以外の場所を選択的に時間ｔ₁だけ第１回目のエッチングを実施して、図２（ｅ）に示すように、台形形状を有するメサ部２ａを形成する。この時間ｔ₁の第１回目のエッチング工程によって、第２のクラッド層６、活性層５及び第１のクラッド層４は深さｄ₁だけエッチングされる。さらに、この第１回目のエッチング工程によって、第２のクラッド層６、活性層５及び第１のクラッド層４は横（サイド）方向にもエッチングされ、結果として、マスク１６の幅方向の先端部分に長さｓ₁の庇１７ａが形成される。
【００４２】
次に、例えば、前述した弗化水素酸（ＨＦ）等のＳiＯ₂又はＳiＮxからなるマスク１６のみを腐食する弗化水素酸（ＨＦ）等からなる第２のエッチング液にこの図２（ｅ）に示す半導体素子（半導体層）を浸して、第１回目のエッチングによって形成されたマスク１６の幅方向の先端部分に長さｓ₁の庇１７ａを除去する（図２（ｆ））。具体的には、前述したように、第１回目のエッチングによって形成されたマスク１６の庇１７ａの下面にはフォトレジスト１９が付着していないので、この庇１７ａは下側から第２のエッチング液にて腐食される。
【００４３】
次に、図２（ｇ）に示すように、マスク１６の上面に残留しているフォトレジスト１９を例えばアセトン等の溶剤を用いて除去する。
【００４４】
次に、第３のエッチング液として、第１のエッチング液と同一の塩酸、過酸化水素水、水の混合液を使用し、上方からマスク１６以外の場所を選択的に時間ｔ₂だけ第２回目のエッチングを実施して、図２（ｈ）に示すように、台形形状を有する最終のメサ部２を形成する。この時間ｔ₂の第２回目のエッチング工程によって第１のクラッド層４及びｎ型基板１は深さｄ₂だけエッチングされる。さらに、この第２回目のエッチング工程によって、第２のクラッド層６、活性層５、第１のクラッド層４及びｎ型基板１は横（サイド）方向にもエッチングされ、結果として、マスク１６の幅方向の先端部分に新たに長さｓ₂の庇１７が形成される。
【００４５】
そして、この第１回目のエッチングによって形成されたエッチングの深さｄ₁と第２回目のエッチングによって形成されたエッチングの深さｄ₂とを加算した値（ｄ₁＋ｄ₂）が最終の目標とするエッチングの深さｄ（＝ｄ₁＋ｄ₂）となる。さらに、この第２回目のエッチングによって形成されたマスク１６の幅方向の先端部分に形成された庇１７の長さｓ₂が最終の目標とするの庇１７の長さｓ（＝ｓ₂）となる。
【００４６】
次に、図３（ｉ）に示すように、この両側に庇１７が形成された状態のマスク１６を残した状態で、メサ部２の側面７及びｎ型基板１の露出した上面８に囲まれる先に２回に亘ってエッチングされた部分にｐ型電流ブロック層９を前述した有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いて形成する。さらに、このｐ型電流ブロック層９の上側に、ｎ型電流ブロック層１０を同じく有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いて形成する。そして、このｐ型電流ブロック層９とｎ型電流ブロック層１０とで電流ブロック部３が構成される。
【００４７】
その後、半導体層をマスク１６のみを腐食する前述した弗化水素酸（ＨＦ）等からなる第２のエッチング液に浸してマスク１６を除去する（図３（ｊ））。その後、メサ部２の上面及び両側の電流ブロック層３の上面を共通に覆うｐ型ＩｎＰからなる第３のクラッド層１２を形成する。さらに、この第３のクラッド層１２の上面にＩｎＧaＡsＰ又はＩｎＧaＡsからなるコンタクト層１３を形成する（図３（ｋ））。
【００４８】
最後に、図３（ｍ）に示すように、このコンタクト層１３の上面にｐ電極１４を取付け、n型基板１の下側にｎ電極１５を取付けて、半導体装置としての半導体レーザの主な製造工程を終了する。
【００４９】
このように構成された半導体装置の製造方法においては、図４（ａ）に示すように、第１回目のエッチング工程により深さ方向に深さｄ₁だけエッチングされ、マスク１６の幅方向の先端部分に長さｓ₁の庇１７ａが形成される。この長さｓ₁の庇１７ａは、図４（ｂ）に示すように、第２回目のエッチング工程の実施まえに除去される。そして、図４（ｃ）に示すように、第２回目のエッチング工程により、深さ方向に深さｄ₂だけさらにエッチングされ、マスク１６の幅方向の先端部分に新たに長さｓ₂の庇１７が形成される。
【００５０】
このように、結果的に、最終のエッチング深さｄは、第１回目のエッチングによる深さｄ₁と第２回目のエッチングによる深さｄ₂との合計のエッチング深さ（ｄ₁＋ｄ₂＝ｄ）となる。また、最終のマスク１６の庇１７の長さｓは、２回目のエッチングで形成された庇の長さｓ₂のみで定まる（ｓ＝ｓ₂）。
【００５１】
したがって、前述したように、最初に、目的の庇１７の長さｓが得られる第２回目のエッチングの時間ｔ₂を決定し、この時間ｔ₂だけ第２回目のエッチングを実施した場合のエッチングによる深さｄ₂を決定する。そして、目標のエッチング深さｄから２回目のエッチングを実施した場合のエッチングによる深さｄ₂を減じた値（ｄ―ｄ₂）を第１回目のエッチングのエッチング深さｄ₁（＝ｄ―ｄ₂）になるように、第１回目のエッチングの時間ｔ₁を決定する。
【００５２】
よって、合計のエッチングの深さｄとマスク１６の庇１７の長さｓとをそれぞれ目標のエッチングの深さとマスクの庇の長さに確実に設定できる。
【００５３】
したがって、目的の庇１７の長さｓが得られるので、ｐ型電流ブロック層９のメサ部２の側面７に対向する部分の厚みやｎ型基板１の上面８に対向する部分の厚みが極端に大きくなったり、極端に小さくなったりしないので、半導体レーザとして安定した出力特性を得ることができる。
【００５４】
例えば、第１回目のエッチングの時間ｔ₁＝１０分、第２回目のエッチングの時間ｔ₂＝８分に設定することによって、エッチングの深さ（メサ高さ）ｄ＝２．５μｍ、マスク１６の庇１７の長さｓ＝１．０μｍが得られた。
【００５５】
さらに、マスク１６の庇１７の長さｓを最適値に維持した状態で、最終のエッチングの深さｄを任意に設定できる。よって、エッチングの深さｄ（メサ部２の高さ）を大きく設定することによって、電流ブロック部３を十分厚くすることが可能となり、高電流駆動時でも無効電流を抑制することができ、高出力の半導体レーザを得ることができる。
【００５６】
さらに、この第１の実施形態手法においては、図２（ｅ）に示すように、マスク１６の上面にフォトレジスト１９を残した状態で、第１回目のエッチングを実施し、第１回目のエッチングで形成されたマスク１６の庇１７ａをマスク１６のみを腐食する弗化水素酸（ＨＦ）等からなる第２のエッチング液で除去している。この場合、マスク１６のフォトレジスト１９が付着しているメサ部２の上面に対向する部分は確実に残り、マスク１６の庇１７ａ部分のみが確実に除去できる。
【００５７】
一般的に、半導体層をエッチングした後に、エッチングで除去した部分に対して、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いて埋込成長を行う際には、エッチング表面をクリーンに保つ必要がある。したがって、半導体層をエッチングする際に表面にフォトレジスト１９をマスク１６の表面に残しておく事はエッチング表面を汚染する恐れがあるため従来はこの様な工程は行われなかった。
【００５８】
しかし、今回、半導体層に対するエッチング工程を2回に分けて実施する事により、第１回目のエッチングの際にはフォトレジスト１９をマスク１６の表面に残していても、最終的なエッチング表面をクリーンに保つ事が可能となる。
【００５９】
したがって、半導体層に対するエッチング工程を2回に分けて実施する事により、途中で余分なマスク１６の庇１７ａを確実に除去する事ができ、エッチング深さｄで示されるメサ部２の高さ、及びマスク１６の庇１７の長さｓを最適な関係に安定して調整する事が可能となった。
【００６０】
さらに、第１、第２のエッチング工程で使用する各エッチング液として、たとえ横（サイド）方向のエッチング速度Ｖｓが大きいエッチング液を採用しても、十分なエッチングの深さｄを確保しつつ、所望のマスク１６の庇１７の長さｓを得ることができる。
【００６１】
（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態に係わる半導体装置の製造方法を示す工程図である。図１〜図３に示す第１実施形態の半導体装置の製造方法と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明は省略する。
【００６２】
この第２実施形態の半導体装置の製造方法においては、マスクとなる層１６ａにおけるフォトレジスト１９のパターン以外の部分を除去してマスク１６を形成するまでの各工程は、図１（ａ）〜（ｄ）で示した各工程と同一であるので、説明を省略する。
【００６３】
そして、図５（ｄ）は、マスク１６を形成した状態を示す。この第２実施形態の半導体装置の製造方法においては、図５（ｄ₁）に示すように、マスク１６の上面に残留しているフォトレジスト１９を例えばアセトン等の溶剤を用いて除去する。
【００６４】
フォトレジスト１９がマスク１６の上面から除去された状態において、図２（ｅ）で示した同一条件で、上方からマスク１６以外の場所を選択的に時間ｔ₁だけ第１回目のエッチングを実施して、図５（ｅ₁）に示すように、台形形状を有するメサ部２ａを形成する。その結果、深さｄ₁だけエッチングされる。さらに、マスク１６の幅方向の先端部分に長さｓ₁の庇１７ａが形成される。
【００６５】
この状態で、マスク１６のみを腐食する第２のエッチング液に図５（ｅ₁）に示す半導体素子（半導体層）を浸して、第１回目のエッチングによって形成されたマスク１６の幅方向の先端部分に長さｓ₁の庇１７ａを除去する（図５（ｆ₁）。この場合、マスク１６の上面にはフォトレジスト１９が形成されていないので、マスク１６は全幅に亘って上面から順次エッチングされていく。しかし、マスク１６の庇１７ａは上面と下面とからエッチングされていくので、マスク１６の庇１７ａのエッチング速度は、メサ部２ａに対向する部分に比較して、倍の速度である。
【００６６】
したがって、マスク１６の庇１７ａが完全にエッチングされた時点で、エッチングを停止すれば、マスク１６の庇１７ａが除去されて、マスク１６のメサ部２ａに接している部分は薄い状態で残る。
【００６７】
このマスク１６の庇１７ａが除去された状態で、図２（ｈ）に示す第３のエッチング液を使用して時間ｔ₂だけ第２回目のエッチングを実施して、図５（ｈ₁）に示すように、台形形状を有する最終のメサ部２を形成する。その結果、第２回目のエッチングによって深さｄ₂だけエッチングされる。さらに、マスク１６の幅方向の先端部分に長さｓ₂の庇１７が形成される。
【００６８】
これ以降、電流ブロック部３を形成して、最終のｐ電極１４、ｎ電極１５を取付けるまでの各工程は、第１実施形態の製造方法における図３（ｉ）〜（ｍ）の各工程と同一であるので、説明を省略する。
【００６９】
このように構成された第２の実施形態の半導体装置の製造方法においても、最終のエッチング深さｄは、第１回目のエッチングによる深さｄ₁と第２回目のエッチングによる深さｄ₂との合計のエッチング深さ（ｄ₁＋ｄ₂＝ｄ）となる。また、また、最終のマスク１６の庇１７の長さｓは、２回目のエッチングで形成された庇の長さｓ₂のみで定まる（ｓ＝ｓ₂）。
【００７０】
したがって、上述した第１実施形態の製造方法とほぼ同じ作用効果を得ることが可能である。
【００７１】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。各実施形態の製造方法が適用される半導体装置として、半導体レーザを用いて説明したが、内部にメサ部が形成され、メサ部の両側を埋込半導体層を有する半導体装置であれば、半導体レーザに限定されるものではないことはいうまでもない。
【００７２】
また、各実施形態においては、第１回目のエッチング工程で用いる第１のエッチング液と第２回目のエッチング工程で用いる第３のエッチング液を同一のエッチング液で構成したが、第１のエッチング液と第３のエッチング液を互いに異なるエッチング液を採用してもよい。
【００７３】
さらに、第１、第３のエッチング液として、臭化メタノール系、臭化水素酸系、飽和臭素水系の各エッチング液を用いてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体装置の製造方法においては、半導体層にマスクを設けて半導体層のマスク以外の部分をエッチングする際に、２回に分けてエッチングすることによって、エッチングの深さとマスクの庇の長さとをそれぞれ目標のエッチングの深さとマスクの庇の長さに制御でき、各部の寸法精度を向上でき、歩留まりを向上でき、かつ高効率で高出力の特性が得られる半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる半導体装置の製造方法を示す工程図
【図２】同じく第１実施形態に係わる半導体装置の製造方法を示す工程図
【図３】同じく第１実施形態に係わる半導体装置の製造方法を示す工程図
【図４】同第１実施形態の半導体装置の製造方法におけるエッチングの深さ及びマスクの庇の長さの決定方法を示す図
【図５】本発明の第２実施形態に係わる半導体装置の製造方法を示す工程図
【図６】一般的な半導体装置としての半導体レーザの概略構成を示す断面模式図
【図７】従来の半導体装置の製造方法を示す工程図
【図８】従来の半導体装置の製造方法の問題点を説明するための図
【符号の説明】
１…ｎ型基板
２…メサ部
３…電流ブロック層
４…第１のクラッド層
５…活性層
６…第２のクラッド層
７…側面
８…上面
９…ｐ型電流ブロック層
１０…ｎ型電流ブロック層
１２…第３のクラッド層
１３…コンタクト層
１４…ｐ電極
１５…ｎ電極
１６…マスク
１６ａ…マスクとなる層
１７、１７ａ…庇
１９…フォトレジスト

Claims

半導体層の一部をエッチングにより除去してメサ部を形成し、このメサ部の両側の前記エッチングにより除去された部分に埋込半導体層を有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いてエピタキシャル結晶成長させる半導体装置の製造方法において、
前記半導体層の一部をエッチングにより除去する工程は、
半導体層の上面に前記メサ部の上面形状に対応するマスクを形成する工程と、
前記半導体層における前記マスクから露出した部分に対して第１のエッチング液で第１回目のエッチングを実施する工程と、
前記エッチングされた半導体層を前記マスクのみを腐食する第２のエッチング液に浸して、前記第１回目のエッチングによって形成された前記マスクの庇部分を除去する工程と、
前記半導体層における前記庇部分が除去されたマスクから露出した部分に対して第３のエッチング液で第２回目のエッチングを実施する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体層の一部をエッチングにより除去してメサ部を形成し、このメサ部の両側の前記エッチングにより除去された部分に埋込半導体層を有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いてエピタキシャル結晶成長させる半導体装置の製造方法において、
前記半導体層の一部をエッチングにより除去する工程は、
半導体層の上面にマスクとなる層を形成する工程と、
このマスクとなる層の上面にフォトレジストで前記メサ部の上面形状に対応するパターンを形成したのち前記マスクとなる層におけるパターン以外の部分を除去してマスクを形成する工程と、
前記フォトレジストが前記マスク上に残留した状態で前記半導体層における前記マスクから露出した部分に対して第１のエッチング液で第１回目のエッチングを実施する工程と、
前記エッチングされた半導体層を前記マスクのみを腐食する第２のエッチング液に浸して、前記第１回目のエッチングによって形成された前記マスクの庇部分を除去する工程と、
前記マスクの上面に残留するフォトレジストを溶剤を用いて除去する工程と、
前記半導体層における前記庇部分が除去されたマスクから露出した部分に対して第３のエッチング液で第２回目のエッチングを実施する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第１のエッチング液と第３のエッチング液とは同一のエッチング液であることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法。