【手続補正書】
【提出日】平成15年9月29日(2003.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体前駆体の酸化可能領域の一部を選択的に酸化して半導体を製造する半導体製造装置であって、
酸化炉内の被測定物に光を照射する光源と、
酸化反応中の被測定物からの反射光を検出する反射光検出手段と、
該反射光検出手段で検出した反射光に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御する反応制御手段と、
を備えた半導体製造装置。
【請求項２】
前記反応制御手段は、前記反射光検出手段で検出した反射光のスペクトル変化に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御する請求項1に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記反応制御手段は、前記反射光検出手段で検出した反射光の所定波長での反射率、所定波長での反射率の変化率、所定波長帯域での平均反射率、または所定波長帯域での平均反射率の変化率に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御する請求項1に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記反射光検出手段で検出した反射光に基づいて、所定波長での反射率、所定波長での反射率の変化率、所定波長帯域での平均反射率、又は所定波長帯域での平均反射率の変化率を演算する演算手段を更に備え、
前記反応制御手段は、前記演算手段での演算結果に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御する請求項１または２に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記被測定物は、半導体前駆体または半導体前駆体の近傍に配置されたモニター用サンプルである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記演算手段での演算結果を表示する表示手段を備えた請求項４または５に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記モニター用サンプルは、反射率が酸化時間に比例して増加または減少するように形成されている請求項５または６に記載の半導体製造装置。
【請求項８】
半導体層が積層された積層体の酸化可能領域の一部を選択的に酸化して選択酸化型の面発光型半導体レーザを製造する半導体レーザ製造装置であって、
酸化炉内の被測定物に光を照射する光源と、
酸化反応中の被測定物からの反射光を検出する反射光検出手段と、
該反射光検出手段で検出した反射光に基づいて、前記積層体の酸化反応を制御する反応制御手段と、
を備えた半導体レーザ製造装置。
【請求項９】
半導体前駆体の酸化可能領域の一部を選択的に酸化して半導体を製造する半導体製造方法であって、
酸化炉内の被測定物に光を照射して、酸化反応中の被測定物からの反射光を検出し、
検出した反射光に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御して半導体を製造する半導体製造方法。
【請求項１０】
前記検出した反射光のスペクトル変化に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御する請求項９に記載の半導体製造方法。
【請求項１１】
前記検出した反射光の所定波長での反射率、所定波長での反射率の変化率、所定波長帯域での平均反射率、又は所定波長帯域での平均反射率の変化率に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御する請求項９又は１０に記載の半導体製造方法。
【請求項１２】
前記検出した反射光の所定波長での反射率、所定波長での反射率の変化率、所定波長帯域での平均反射率、又は所定波長帯域での平均反射率の変化率を演算し、演算結果に基づいて前記半導体前駆体の酸化反応を制御する請求項９または１０に記載の半導体製造方法。
【請求項１３】
前記被測定物は、半導体前駆体または半導体前駆体の近傍に配置されたモニター用サンプルである請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の半導体製造方法。
【請求項１４】
前記演算結果を表示する請求項１２または１３に記載の半導体製造方法。
【請求項１５】
前記モニター用サンプルは、反射率が酸化時間に比例して増加または減少するように形成されている請求項１３または１４に記載の半導体製造方法。
【請求項１６】
前記モニター用サンプルの所定波長での反射率の変化率又は所定波長帯域での平均反射率の変化率がゼロになった場合に反応を終了するように、前記半導体前駆体の酸化反応を制御する請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の半導体製造方法。
【請求項１７】
半導体層が積層された積層体の酸化可能領域の一部を選択的に酸化して選択酸化型の面発光型半導体レーザを製造する半導体レーザの製造方法であって、
酸化炉内の被測定物に光を照射して、酸化反応中の被測定物からの反射光を検出し、検出した反射光に基づいて、前記積層体の酸化反応を制御する半導体レーザの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の半導体製造装置は、半導体前駆体の酸化可能領域の一部を選択的に酸化して半導体を製造する半導体製造装置であって、酸化炉内の被測定物に光を照射する光源と、酸化反応中の被測定物からの反射光を検出する反射光検出手段と、該反射光検出手段で検出した反射光に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御する反応制御手段と、を備えたことを特徴とする。本発明の半導体製造装置は、選択酸化型の面発光型半導体レーザの製造に適用することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項１に記載の発明では、酸化炉内の被測定物に光を照射する光源と反射光検出手段とを備えることにより、酸化反応中の被測定物からの反射光を検出することができ、酸化反応中の被酸化物の反射光から酸化反応の進行度合いを知ることができる。すなわち、酸化反応の進行度合いを経時追跡することができる。反応制御手段は、これにより半導体前駆体の酸化反応を適切に制御することができる。また、反応制御手段を設けることで、酸化反応の進行度合いの追跡と酸化反応の制御とを１つの装置で行うことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項５記載の半導体製造装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記被測定物は、半導体前駆体または半導体前駆体の近傍に配置されたモニター用サンプルであることを特徴とする。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項６に記載の半導体製造装置は、請求項４または５の発明において、前記演算手段での演算結果を表示する表示手段を備えたことを特徴とする。表示手段を設けることで、オペレータは視覚的に酸化反応の進行度合いを知ることができる。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項４に記載の半導体製造装置は、請求項１または２の発明において、前記反射光検出手段で検出した反射光に基づいて、所定波長での反射率、所定波長での反射率の変化率、所定波長帯域での平均反射率、又は所定波長帯域での平均反射率の変化率を演算する演算手段を更に備え、前記反応制御手段は、前記演算手段での演算結果に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御することを特徴とする。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項７に記載の半導体製造装置は、請求項５または６の発明において、前記モニター用サンプルは、反射率が酸化時間に比例して増加または減少するように形成されていることを特徴とする。モニター用サンプルの反射率が酸化時間に比例して増加または減少する場合には、反射率の経時変化を追跡すると、酸化可能領域が消失した時点が特異点となって現れるので、オペレータが視覚的に反応の終点を認識し易い。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項９に記載の半導体製造方法は、半導体前駆体の酸化可能領域の一部を選択的に酸化して半導体を製造する半導体製造方法であって、酸化炉内の被測定物に光を照射して、酸化反応中の被測定物からの反射光を検出し、検出した反射光に基づいて、前記半導体前駆体の酸化反応を制御して半導体を製造することを特徴とする。また、本発明の半導体製造方法は、選択酸化型の面発光型半導体レーザの製造に適用することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項１６に記載の半導体製造方法は、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の発明において、前記モニター用サンプルの酸化可能領域消失時の反射率の変化率がゼロになることに基づいて、酸化反応を制御することを特徴とする。半導体前駆体の未酸化領域の面積が所望の値になったときに、酸化可能領域が消失するように設計されたモニター用サンプルを用い、モニター用サンプルの反射率の変化率がゼロになる時点で酸化反応が終了するように制御すれば、所望の面積の未酸化領域を有する半導体前駆体を容易に得ることができる。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファー層２と、ｎ型のアルミニウムガリウム砒素（Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ）からなる下部ｎ型ＤＢＲ３と、アンドープのＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓからなる下部スペーサ層４、アンドープのＡｌ0.11Ｇａ0.89Ａｓ量子井戸層およびアンドープのＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ障壁層からなる量子井戸活性層５、アンドープのＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓからなる上部スペーサ層６とを含む活性領域７と、ｐ型のＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなる上部ＤＢＲ８と、同じくｐ型のＧａＡｓコンタクト層９とを順次積層し積層体を得た。ただし、上部ＤＢＲ８内の最下層のＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓの入るべき周期の所には、ｐ型のＡｌＡｓ層１０を挿入した。この積層体の下部ｎ型ＤＢＲ３の途中までを、三塩化ホウ素と塩素（ＢＣｌ3＋Ｃｌ2）ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去してメサ形状とした。これにより、ＡｌＡｓ層１０の側面が露出した。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
Ｒ（トータルの反射率）＝Ｒ1Ｓ1＋Ｒ2Ｓ2＋Ｒ3Ｓ3
Ｒ1：メサ底部の反射率
Ｒ2：酸化部の反射率
Ｒ3：未酸化部の反射率
Ｓ1：メサ底部の面積比率
モニター用サンプルＡでは、Ｓ1＝１−（Ｂ／Ｌ）2
モニター用サンプルＢでは、Ｓ1＝１−Ｂ／Ｌ
Ｓ2：酸化部の面積比率
モニター用サンプルＡでは、Ｓ2＝（Ｂ2−Ａ2）／Ｌ2
モニター用サンプルＢでは、Ｓ2＝（Ｂ−Ａ）／Ｌ
Ｓ3：未酸化部の面積比率
モニター用サンプルＡでは、Ｓ3＝Ａ2／Ｌ2
モニター用サンプルＢでは、Ｓ3＝Ａ／Ｌ
なお、モニター用サンプルＡでは、Ａ＝Ｂ−２ｖｔの関係が成立する。ここで、Lはサンプルの幅、Aは未酸化部の幅、Bは酸化可能領域の幅である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図１０からも分かるように、時間に比例してアパーチャー径（線Ｃで表す）は小さくなり、モニター用サンプルＡの反射率（線Ａで表す）は放物線を描いて増加し、モニター用サンプルＢの反射率（線Ｂで表す）は直線的に増加する。また、この結果は、実験により求めたデータともよく一致した。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
また、本発明の半導体製造装置及び半導体製造方法は、酸化型ＶＣＳＥＬのアパーチャーを形成するときの制御性向上策として利用することのみならず、ＶＣＳＥＬのＤＢＲミラーを酸化工程を用いて作製する時などにも利用できる。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
以上の通り、本発明の半導体製造装置及び半導体製造方法を選択酸化型ＶＣＳＥＬの製造に適用すれば、ＶＣＳＥＬ共振器の反射率を経時観察することで、酸化距離すなわちアパーチャー径を酸化反応中に測定することが可能となり、アパーチャーを設計値通りに形成し、レーザ特性にばらつきのないＶＣＳＥＬを歩留まり良く製造することができるなど、選択酸化型ＶＣＳＥＬの製造プロセスの再現性を高くすることができる。


【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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