JPS5916402B2 - GaAlAs etching solution - Google Patents
GaAlAs etching solutionInfo
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- JPS5916402B2 JPS5916402B2 JP11853475A JP11853475A JPS5916402B2 JP S5916402 B2 JPS5916402 B2 JP S5916402B2 JP 11853475 A JP11853475 A JP 11853475A JP 11853475 A JP11853475 A JP 11853475A JP S5916402 B2 JPS5916402 B2 JP S5916402B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、Ga11AtXAS層(または基板)の表面
にエッチピットを頭出させたり、或いはメサ・エッチン
グを行なつたりするのに好適な 9GaAlAsエッチ
ング液に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a 9GaAlAs etching solution suitable for protruding etch pits on the surface of a Ga11AtXAS layer (or substrate) or performing mesa etching.
例えば、半導体レーザを作動させると発光スペクネル中
にダーク・スポット或いはダーク・ライ;癲上二■”一
ーーー繁=−″、″、■゛、゜。For example, when a semiconductor laser is operated, a dark spot or dark lie appears in the emission spectrum;
Ga1−xAtxAs等、■−V族化合物半導体結晶中
に発生している転位、欠陥等が原因であろうと推定され
ている。また、その転位等は、エッチピットと関連を持
つているので、例えばGa1、xAtXAs層の単位面
積当りのエッチピット数を観察することに依りその結晶
を評価できるであろラ0 と考えられている。しかしな
がら、従来、Ga11AιxAs層表面にエッチピット
を頭出させる方法がなく、前記の如き結晶の評価は単に
理論上のものとされて来た。It is presumed that the cause is dislocations, defects, etc. occurring in the -V group compound semiconductor crystal such as Ga1-xAtxAs. Furthermore, since these dislocations are related to etch pits, it is thought that the crystal can be evaluated by observing the number of etch pits per unit area of the Ga1, xAtXAs layer, for example. . However, conventionally, there has been no method for making etch pits appear on the surface of the Ga11AιxAs layer, and the evaluation of the crystal as described above has been considered to be merely theoretical.
本発明は、半導体レーザ、発光ダイオード等に5 用い
るGal−xAlxAs結晶に於けるエッチピット数の
観察を可能にすることを目的とし、Gal−xAιxA
s層(或いは基板)を(水/過酸化水素/弗酸/酢酸)
の組成を有することを特徴とするGaAtAsエッチン
グ液を提供するもので、以下0 これを詳細に説明する
。本発明GaAtAsエッチング液でGal−xAtx
As層(或いは基板)のエッチングを行なうと、表面に
エッチピットを頭出させることができる。The present invention aims to make it possible to observe the number of etch pits in Gal-xAlxAs crystals used in semiconductor lasers, light-emitting diodes, etc.
S-layer (or substrate) (water/hydrogen peroxide/hydrofluoric acid/acetic acid)
The present invention provides a GaAtAs etching solution characterized by having a composition of 0, which will be described in detail below. Gal-xAtx with the GaAtAs etching solution of the present invention
When the As layer (or substrate) is etched, etch pits can appear on the surface.
また、当初、期待されていなかつたが、極めて良5 好
なメサ・エッチングも可能である副次的効果も得られた
。本発明では、前記の如く、水(H2O)/過酸化水素
(H2O2)/弗酸(HF)/酢酸(CH3C00H)
の組成を有するエッチング液でGal−xAtxAs0
層をエッチングすることが基本になつている。In addition, a secondary effect, which was not expected at the beginning, was also obtained: extremely good mesa etching was possible. In the present invention, as described above, water (H2O) / hydrogen peroxide (H2O2) / hydrofluoric acid (HF) / acetic acid (CH3C00H)
Gal-xAtxAs0 with an etching solution having the composition
The basic idea is to etch layers.
このエッチング液でエッチングを行ない、エッチピット
を観測できるようにするためには、所定の許容混合比が
存在する。即ち、室温での体積比として、5H20:0
〜3.0
H202:0.3〜3.0(30“のもの)HF:0.
1〜3.0(50%のもの)CH3COOH:1.0(
99.5%のもの)である。In order to perform etching with this etching solution and make it possible to observe etch pits, a predetermined allowable mixing ratio exists. That is, as a volume ratio at room temperature, 5H20:0
~3.0 H202: 0.3~3.0 (30") HF: 0.
1-3.0 (50%) CH3COOH: 1.0 (
99.5%).
この組成からなるエツチング液でエツチングを行なつた
ときのエツチング速度は、1.5〔μm/分]〜20〔
μm/分〕の割合で制御することができる。When etching is performed with an etching solution having this composition, the etching speed is 1.5 [μm/min] to 20 [μm/min].
μm/min].
また、Gal−XAlxAs中のAl量がx値として0
.05〜1.0の範囲に在るときにエツチピツトを良好
に観察することができる。Also, the amount of Al in Gal-XAlxAs is 0 as x value
.. Etchipits can be observed well when the value is in the range of 0.05 to 1.0.
前記エツチング液でGal−XAlxAs層をエツチン
グしたときに現われるエツチピツトは、その形状が円錐
形をなしている。The etch pits that appear when the Gal-XAlxAs layer is etched with the etching solution have a conical shape.
写真1は上表面の面指数が(100)であるGaAs基
板上に液相エピタキシヤル成長させたGal−XAlx
As層の表面を前記エツチング液でエツチングし、50
倍に拡大して撮影して得たものである。Photo 1 shows Gal-XAlx grown liquid-phase epitaxially on a GaAs substrate with a top surface index of (100).
The surface of the As layer was etched with the etching solution, and
The image was taken with double magnification.
1乃至9の記号はエッチピットの一部を指示している。Symbols 1 to 9 indicate portions of etch pits.
写真2は写真1の一部を更に200倍に拡大したもので
、同記号は同部分を示している。Photo 2 is a 200x enlargement of a part of Photo 1, and the same symbols indicate the same parts.
本発明者等は、エツチピツトと転位とを関連付けるため
、写真1の試料について、透過X線トポグラフに依る測
定を行ない、写真3に見られる如き転位像を得た。In order to correlate etipits and dislocations, the present inventors performed measurements using transmission X-ray topography on the sample shown in Photo 1, and obtained a dislocation image as seen in Photo 3.
写真1と写真3とを比較すると判るように、転位像の一
端がエツチピツト像で終つている。また、更に異なつた
結晶面に付いて透過X線トポグラフ測定を行なうことに
依り、他のエツチピツトも転位と対応していることが確
認された。従つてエツチピツトの数を観測すれば転位の
多少を知ることができ、結晶の良否を評価することがで
きる。ところで、前記エツチング液を用いて、Gal−
0A1xAs層(x=0〜1.0)の良好なメサ・エツ
チングを行ない得ることが判つた。As can be seen by comparing Photos 1 and 3, one end of the dislocation image ends with an etchipit image. Furthermore, by performing transmission X-ray topography measurements on different crystal planes, it was confirmed that other etching pits also correspond to dislocations. Therefore, by observing the number of etchipts, it is possible to know the amount of dislocations and to evaluate the quality of the crystal. By the way, using the above etching solution, Gal-
It has been found that good mesa etching of an 0A1xAs layer (x=0-1.0) can be performed.
従来、Gal−XAlxAs層をメサ・エツチングする
と、第1図に見られる如く、GaAs基板11上に液相
エピタキシヤル成長させたGal−XAlxAs層12
はマスク13の下までえぐられ、所謂オーバ・エツチン
グされるのが普通である。Conventionally, when mesa-etching a Gal-XAlxAs layer, a Gal-XAlxAs layer 12 grown by liquid phase epitaxial growth on a GaAs substrate 11 is removed, as shown in FIG.
The mask 13 is generally hollowed out to the bottom, so-called over-etching.
写真4はGaO.9AlO.lAs結晶層をNH4OH
/H2O2系エツチング液でメサ・エツチングした場合
の側断面を表わしている。写真では若干明瞭を欠いてい
るが、矢印の部分が金(Au)一亜鉛(Zn)電極の先
端であり、第1図に関して説明したようなオーバ・エツ
チングがなされていることが明らかに看取できる。これ
に対し、本発明エツチング液に於いて、前記エツチング
液の組成値を適当に選定すると、第2図に見られる如く
、マスク13の下が全くえぐられないメサ・エツチング
を行なうことができる。Photo 4 shows GaO. 9AlO. lAs crystal layer with NH4OH
/H2O2 type etching solution represents a side cross section when mesa etching is performed. Although the photograph lacks clarity, it is clear that the arrow indicates the tip of the gold (Au)-zinc (Zn) electrode, and that it has been over-etched as explained in connection with Figure 1. can. On the other hand, in the etching solution of the present invention, if the composition of the etching solution is appropriately selected, mesa etching can be performed in which the bottom of the mask 13 is not gouged out at all, as shown in FIG.
しかも、前記エツチング液はAu−Zn電極を全く侵さ
ないので、電極そのものをマスクにすることができる。
尚、第2図では、第1図に関して説明した部分と同部分
を同記号で指示してある。写真5は写真4の場合と同様
、GaO.,AlO.lAs結晶層をH2O/H2O2
/HF/CH3COOH=0.5/0.5/0.25/
1の組成のエツチング液でメサ・エツチングした場合の
側断面を撮影したものであり、矢印の部分がAu−Zn
電極の先端であつて、第2図に関して説明した通り、オ
ーバ・エツチングは全くなされていない。第3図ないし
第7図は、それぞれGaO.95AlO.O5AS結晶
層(100)面、GaO.5Aム.,As結晶層(10
0)面、GaO.7lAlO.29AS結晶層(100
)面、GaO.38AlO.62AS結晶層(100)
面、GaO.2AlO.8As結晶層(100)面をH
2O/H2O2/HF/CH3COOH=0.5/0.
5/0.25/1からなる組成のエッチング液でエツチ
ングした場合におけるエツチ・ピツトを観察した顕微鏡
写真である。Furthermore, since the etching solution does not attack the Au-Zn electrode at all, the electrode itself can be used as a mask.
In FIG. 2, the same parts as those explained with reference to FIG. 1 are indicated by the same symbols. Photo 5 is similar to photo 4, with GaO. , AlO. lAs crystal layer with H2O/H2O2
/HF/CH3COOH=0.5/0.5/0.25/
This is a photograph of a side cross section when mesa etching was performed using an etching solution with composition No. 1, and the arrow indicates Au-Zn.
At the tip of the electrode, there is no over-etching, as described with respect to FIG. 3 to 7 respectively show GaO. 95AlO. O5AS crystal layer (100) plane, GaO. 5AM. , As crystal layer (10
0) surface, GaO. 7lAlO. 29AS crystal layer (100
) surface, GaO. 38AlO. 62AS crystal layer (100)
surface, GaO. 2AlO. 8As crystal layer (100) plane H
2O/H2O2/HF/CH3COOH=0.5/0.
This is a micrograph showing an etch pit etched with an etching solution having a composition of 5/0.25/1.
第3図すなわち、GaO.95AtO.O5AS結晶層
(x=0,05)に関しては、エツチング時間が4〔分
〕であり、また撮影倍率は500倍である。FIG. 3, that is, GaO. 95AtO. Regarding the O5AS crystal layer (x=0,05), the etching time was 4 minutes, and the imaging magnification was 500x.
第4図すなわち、GaO.5AlO.5As結晶層(x
=0.5)に関しては、エツチング時間が5〔分〕であ
り、また撮影倍率は500倍である。第5図すなわち、
GaO.7lAlO.29AS結晶層(x=0.29)
に関しては、エツチング時間が5〔分〕であり、また撮
影倍率は500倍である。FIG. 4, that is, GaO. 5AlO. 5As crystal layer (x
=0.5), the etching time is 5 minutes and the imaging magnification is 500x. Figure 5:
GaO. 7lAlO. 29AS crystal layer (x=0.29)
The etching time was 5 minutes, and the photographing magnification was 500 times.
第6図すなわち、GaO.38AlO.62AS結晶層
(x=0.62)に関しては、エツチング時間が5〔分
〕であり、また撮影倍率は500倍である。第7図すな
わち、GaO.2AlO.8As結晶層(XO.8)に
関しては、エツチング時間が4〔分〕であり、また撮影
倍率は500倍である。このように、Gal−XAtX
AS中のAl量がx値゛として写真4に関して説明した
0.1以外である場合にも、エツチ・ピツトを良好に観
察することができる。FIG. 6, that is, GaO. 38AlO. Regarding the 62AS crystal layer (x=0.62), the etching time was 5 minutes, and the imaging magnification was 500x. FIG. 7, that is, GaO. 2AlO. Regarding the 8As crystal layer (XO.8), the etching time was 4 minutes, and the photographing magnification was 500 times. In this way, Gal-XAtX
Even when the amount of Al in the AS is x value other than 0.1 as explained in relation to Photo 4, the etched pit can be observed well.
以上の説明で判るように、本発明に依れば、従来、困難
であつたGal−XAlxAs層表面のエツチピツト顕
出を容易に行なうことができ、そのエツチピツト数を観
測することに依り、結晶の良否を予め正確に判定し、良
質な結晶のみを使用して、長寿命の半導体装置、例えば
半導体レーザを製造することができる。As can be seen from the above explanation, according to the present invention, it is possible to easily reveal the etch pits on the surface of the Gal-XAlxAs layer, which was difficult in the past, and by observing the number of etch pits, it is possible to By accurately determining quality in advance and using only high-quality crystals, it is possible to manufacture long-life semiconductor devices, such as semiconductor lasers.
また、本発明エツチング液に依つてメサ・エツチングを
行なえば、マスクの下側までオーバ・エツチングされる
ことはなく、所望通りのメサ形状を得ることも可能であ
る。Further, if mesa etching is performed using the etching solution of the present invention, the underside of the mask will not be over-etched, and it is possible to obtain a desired mesa shape.
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のメサ形状を説明する要部側断面図、第2
図は本発明一実施例のメサ形状を説明する要部側断面図
、第3図ないし第7図はそれぞれGaAlAs結晶層の
要部をエツチングしてその面を撮影した顕微鏡写真を表
わす。
図に於いて、11は基板、12はGal−XAtXAs
層、13はマスクをそれぞれ示す。[Brief explanation of the drawings] Figure 1 is a side sectional view of the main part explaining the conventional mesa shape, Figure 2
The figure is a sectional side view of a main part explaining the mesa shape of an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 7 are microscopic photographs taken of the surface of the main part of the GaAlAs crystal layer after being etched. In the figure, 11 is the substrate, 12 is Gal-XAtXAs
Layer 13 indicates a mask, respectively.
Claims (1)
<x<1.0)をエッチングするためのエッチング液で
あつて、室温における体積比がH_2O:0〜3.0 H_2O_2:0.3〜3.0(30%のもの)HF:
0.1〜3.0(50%のもの)CH_3COOH:1
.0(99.5%のもの)であることを特徴とするGa
AlAsエッチング液。[Claims] 1 Ga_1_-_xAl_xAs layer or substrate (0
<x<1.0), which has a volume ratio at room temperature of H_2O:0 to 3.0 H_2O_2:0.3 to 3.0 (30%) HF:
0.1-3.0 (50%) CH_3COOH: 1
.. 0 (99.5%)
AlAs etching solution.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11853475A JPS5916402B2 (en) | 1975-09-30 | 1975-09-30 | GaAlAs etching solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11853475A JPS5916402B2 (en) | 1975-09-30 | 1975-09-30 | GaAlAs etching solution |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5242377A JPS5242377A (en) | 1977-04-01 |
| JPS5916402B2 true JPS5916402B2 (en) | 1984-04-16 |
Family
ID=14738963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11853475A Expired JPS5916402B2 (en) | 1975-09-30 | 1975-09-30 | GaAlAs etching solution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916402B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4566171A (en) * | 1983-06-20 | 1986-01-28 | At&T Bell Laboratories | Elimination of mask undercutting in the fabrication of InP/InGaAsP BH devices |
-
1975
- 1975-09-30 JP JP11853475A patent/JPS5916402B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5242377A (en) | 1977-04-01 |
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