(57)【要約】【課題】１チップ内に二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザ製品の製造過程における二回目のエピタキシャル成長前の基板洗浄における不具合を除去し、二回目のエピタキシャル成長時に発生する異常成長を防止する。【解決手段】１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザの製造工程において、二回目のエピタキシャル成長前のＧａＡｓ基板１に対する洗浄の際、洗浄液を硫酸９７ｗｔ％、過酸化水素水３０ｗｔ％、水、１：１：５０〜２５０の割合で、温度２０〜２５℃にて２０〜５０秒処理する。この処理後、純水洗浄を５分以上実施し、乾燥処理した後、二回目のエピタキシャル成長膜４の形成を実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の第１の領域に第１の波長の半導体レーザが形成され、前記半導体基板の第２の領域に第２の波長の半導体レーザが形成された二波長の半導体レーザの製造方法において、
前記半導体基板に第１の波長の半導体レーザとなる第１のエピタキシャル成長を行う第１の半導体レーザ形成工程と、
前記第２の領域に形成された前記第１の半導体レーザを除去する工程と、
前記第１の半導体レーザの表面と前記半導体基板の第２の領域を洗浄する洗浄工程と、
前記第２の領域に第２の波長の半導体レーザとなる第２のエピタキシャル成長を行う第２の半導体レーザ形成工程とを備え、
前記洗浄において、硫酸と過酸化水素水と水とを１：１：５０〜２５０の割合で混合された洗浄液で洗浄を行うことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項２】
前記第１の半導体レーザおよび前記第２の半導体レーザが、赤外レーザ構造および赤色レーザ構造であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項３】
前記硫酸は約９７ｗｔ％、前記過酸化水素水は約３０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項４】
前記洗浄工程において、前記洗浄液の温度は２０〜２５℃であり、処理時間は２０〜５０秒であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項５】
前記洗浄工程の後、前記半導体基板の前記第２の領域の表面粗さがＳＲａで１ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項６】
前記洗浄工程において、前記洗浄液での洗浄後に、純水による５分以上の洗浄と前記半導体基板の乾燥を行うことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザの製造方法に係り、特に、１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザにおけるエピタキシャル成長前の基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体装置の製造工程において、化合物半導体基板の表面にパーティクルが付着し易く、特に、最近の１チップ内に赤色と赤外の二つの構造を有する高出力二波長レーザの製造工程では、前記パーティクルが付着した状態にてエピタキシャル成長処理を行った場合、プローブ検査による電気的不良の原因となる。そのため、製造工程の途中、エピタキシャル成長処理の前に基板洗浄作業が行われている。
【０００３】
前記エピタキシャル成長前の基板の洗浄としては、一般的に塩酸と水との混合液を用いて、主に自然酸化膜を除去する目的のため洗浄を行う場合と、フッ酸とアンモニア水と過酸化水素水と水の混合液を用いて、有機物除去とパーティクル除去の目的のため洗浄を行う場合とがある。
【０００４】
二波長レーザの製造の場合においては、一つのチップに赤色レーザと赤外レーザの二種類の異なるエピタキシャル成長構造を持つエピタキシャル成長を実施するが、特に、二回目のエピタキシャル成長前の基板洗浄においては、洗浄後の基板表面の清浄度を重視した洗浄が行われている。
【特許文献１】特許第３０４００６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザの製造工程における二回目のエピタキシャル成長前の基板洗浄においては、洗浄により発生する基板表面の荒れと、洗浄前に付着しているパーティクル除去が不十分なことと、洗浄による基板へのパーティクルの再付着とによって、二回目のエピタキシャル成長処理時に、それらが原因となって異常成長が発生するという課題がある。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決し、二波長レーザの製造工程における二回目のエピタキシャル成長前の基板洗浄において、洗浄により発生する基板表面の荒れと、洗浄前に付着しているパーティクルの除去と、洗浄による基板へのパーティクルの再付着とを防止することによって、二回目のエピタキシャル成長処理時の異常成長を発生させない半導体レーザの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、半導体基板の第１の領域に第１の波長の半導体レーザが形成され、前記半導体基板の第２の領域に第２の波長の半導体レーザが形成された二波長の半導体レーザの製造方法において、前記半導体基板に第１の波長の半導体レーザとなる第１のエピタキシャル成長を行う第１の半導体レーザ形成工程と、前記第２の領域に形成された前記第１の半導体レーザを除去する工程と、前記第１の半導体レーザの表面と前記半導体基板の第２の領域を洗浄する洗浄工程と、前記第２の領域に第２の波長の半導体レーザとなる第２のエピタキシャル成長を行う第２の半導体レーザ形成工程とを備え、前記洗浄において、硫酸と過酸化水素水と水とを１：１：５０〜２５０の割合で混合された洗浄液で洗浄を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る半導体レーザの製造方法では、１チップ内に二波長のレーザ構造を有する半導体レーザの二回目のエピタキシャル成長前の半導体基板の洗浄方法において、洗浄後において二回目のエピタキシャル成長領域である半導体基板表面の荒れがＳＲａで１ｎｍ以下に低減され、かつ洗浄時の半導体基板へのパーティクルの再付着、および前工程の処理で付着したパーティクルを取り除くことができるため、１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する半導体レーザの二回目のエピタキシャル成長時に、塊状の異常成長の発生を抑制することが可能となり、二波長レーザ構造の半導体レーザにおけるチップ加工時の加工不良率が低減し、プローブ検査時に発生するコンタクト不良の発生率を従来比で２％程度低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態である１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザの製造処理フローの説明図、図２は従来例における二回目のエピタキシャル処理膜とＧａＡｓ基板界面を拡大して示す図、図３は二回目のエピタキシャル処理膜とＧａＡｓ基板界面を拡大して示す図、図４は化合物二波長レーザのチップ加工前の状態を示す平面図、図５は化合物二波長レーザのチップ加工後の状態を示す平面図である。
【００１１】
図１において、１は半導体基板であるＧａＡｓ基板、２は一回目のエピタキシャル成長膜、３は不要な一回目のエピタキシャル成長膜を除去するプロセスに使用するマスク、４は二回目のエピタキシャル成長膜、５は不要な二回目のエピタキシャル成長膜を除去するプロセスに使用するマスクを示す。
【００１２】
図２において、６は荒れの大きいＧａＡｓ基板表面、７はパーティクルを示し、図３において、８は荒れの少ないＧａＡｓ基板表面を示す。
【００１３】
図４において、９は１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザ製品チップ、１０は塊状の異常成長を示し、図５において、１１は加工中あるいはプローブ検査にて不良となった化合物二波長レーザ製品チップを示す。
【００１４】
図１を参照して、化合物二波長レーザの製造工程において二回目のエピタキシャル成長膜を作成するまでの工程フローを説明する。
【００１５】
図１−１に示すＧａＡｓ基板１上に、図１−２に示すように、一回目のエピタキシャル成長膜２を成長させ、次に、図１−３に示すように、不要な一回目のエピタキシャル成長膜２を除去するために、不要な一回目のエピタキシャル成長膜２を除去するマスク３を形成する。図１−４に示すように、マスク３で覆われていない部分の一回目のエピタキシャル成長膜２が除去されるが、その際、不要な一回目のエピタキシャル成長膜２を除去した際のＧａＡｓ基板１は、一回目のエピタキシャル成長膜２を処理する前の状態より、基板表面に段差が発生する。
【００１６】
次に、図１−５に示すように、不要な一回目のエピタキシャル成長膜を除去するプロセスに使用するマスク３を除去した後、二回目のエピタキシャル成長膜４を処理する前に、硫酸９７ｗｔ％、過酸化水素水３０ｗｔ％、水、１：１：５０〜２５０の割合で調合した硫酸過水を用いて、処理温度は２０〜２５度、処理時間は２０〜５０秒で洗浄処理を実施する。
【００１７】
その後、図１−６に示すように、純水にて５分以上洗浄した後に乾燥させ、二回目のエピタキシャル成長膜４の成長処理を実施する。
【００１８】
次に、図１−７，図１−８に示すように、不要な二回目のエピタキシャル成長膜４を除去するプロセスを経て、不要な二回目のエピタキシャル成長膜４を除去するプロセスに使用するマスク５で覆われていない部分の二回目のエピタキシャル成長膜４を除去した後、図１−９に示すように、不要な二回目のエピタキシャル成長膜４を除去するプロセスに使用するマスク５を除去する。
【００１９】
本実施形態において、ＧａＡｓ基板１に対する前記洗浄処理を施した後、二回目のエピタキシャル成長膜４の成長処理を実施した直後のＧａＡｓ基板１は、図３に示すように、表面粗さがＳＲａで１ｎｍ以下であって、荒れが少ないＧａＡｓ基板表面８となり、二回目のエピタキシャル成長膜４を処理する際には、ＧａＡｓ基板１の表面形状に沿った状態で、二回目のエピタキシャル成長膜４が平坦な状態で成長する。
【００２０】
その後、化合物二波長レーザ製品チップに分離する処理を経て、プローブ検査を実施する。
【００２１】
ここで、従来の洗浄方法で処理を行った直後のＧａＡｓ基板１は、図２に示すように、表面粗さがＳＲａで１ｎｍ以上で、荒れが大きいＧａＡｓ基板表面６となり、二回目のエピタキシャル成長膜４を処理する際には、荒れが大きいＧａＡｓ基板表面６の形状に沿った状態になり、二回目のエピタキシャル成長膜４の表面も荒れの大きな状態で成長するため異常成長となる。
【００２２】
また、前記従来の洗浄処理の際に、洗浄前の工程で付着していたパーティクル７もしくは、洗浄処理中にＧａＡｓ基板１表面に再付着したパーティクル７が核となり、二回目のエピタキシャル成長膜４の成膜処理時に異常成長となる。この場合の異常成長は、パーティクル７を核として、直径１０〜１０００μｍの円形の塊状の異常成長１０となる。
【００２３】
前記塊状の異常成長１０が発生した１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物レーザ製品チップ箇所は、１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザ製品チップ９に加工する際、加工およびプローブ検査で不良の化合物二波長レーザ製品チップ１１となる。
【００２４】
以上のように本実施形態による硫酸と過酸化水素水と水との混合液で処理した洗浄方法と、従来の塩酸と水の混合液で処理した洗浄方法とにより、それぞれ１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザ製品を作製し、加工不良とプローブ検査との比較を行った結果、加工不良とコンタクト不良率の合計が、本実施形態が従来比で２％程度低減した。
【００２５】
本実施形態における洗浄方法は、バッチ方式の洗浄方法を用いて評価したが、枚葉式の洗浄方法を用いても、同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００２６】
なお、本実施形態における洗浄方法は、１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザ製品製造の二回目のエピタキシャル成長前の洗浄方法として説明したが、１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザ製品製造プロセス中における全てのエピタキシャル成長前の洗浄に使用しても、同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００２７】
さらに、本実施形態における洗浄方法は、短波長レーザのエピタキシャル成長前の洗浄に使用しても、また、全てのレーザ製品の製造プロセス中、エピタキシャル成長以外における成膜処理前の洗浄処理に使用した場合にも、同様の効果が得えられることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、化合物半導体の製造工程に適用され、特に、１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザの製造におけるエピタキシャル成長前の基板洗浄方法に実施することにより、品質向上と不良率の低減化を図ることができ有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態である１チップ内に赤色と赤外の二つのレーザ構造を有する化合物二波長レーザの製造処理フローの説明図
【図２】従来例における二回目のエピタキシャル処理膜とＧａＡｓ基板界面を拡大して示す図
【図３】二回目のエピタキシャル処理膜とＧａＡｓ基板界面を拡大して示す図
【図４】化合物二波長レーザのチップ加工前の状態を示す平面図
【図５】化合物二波長レーザのチップ加工後の状態を示す平面図
【符号の説明】
【００３０】
１  ＧａＡｓ基板
２  一回目のエピタキシャル成長膜
３，５  マスク
４  二回目のエピタキシャル成長膜
６，８  ＧａＡｓ基板表面
７  パーティクル
９  化合物二波長レーザ製品チップ
１０  塊状の異常成長
１１  不良の化合物二波長レーザ製品チップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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