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DE3112881A1 - "verfahren zum herstellen von halbleiterbauelementen" - Google Patents

"verfahren zum herstellen von halbleiterbauelementen"

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DE3112881A1
DE3112881A1 DE19813112881 DE3112881A DE3112881A1 DE 3112881 A1 DE3112881 A1 DE 3112881A1 DE 19813112881 DE19813112881 DE 19813112881 DE 3112881 A DE3112881 A DE 3112881A DE 3112881 A1 DE3112881 A1 DE 3112881A1
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DE
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layers
etching
laser
ingaasp
etched
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DE19813112881
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English (en)
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DE3112881C2 (de
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Ronald Jarl 07922 Berkeley Heights N.J. Nelson
Phillip Douglas 07974 New Providence N.J. Wright
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE3112881A1 publication Critical patent/DE3112881A1/de
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Publication of DE3112881C2 publication Critical patent/DE3112881C2/de
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Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen, insbesondere auf ein Verfahren zur chargenweisen Bearbeitung von Halbleiter-Lasern (d. h. zum gleichzeitigen Herstellen einer Reihe Laser).
Bei den bisher zumeist benutzten Verfahren zur Herstellung diskreter Heterostrukturlaser aus III-V-Verbindungen und -Legierungen erfolgte die Spiegelerzeugung durch Brechen oder Spalten dos Kristalls längs der kristallographischen (110)-Ebene. Viele der solcherart hergestellten Laser haben ausgezeichnete Eigenschaften, es gibt aber zahlreiche Nachteile, die der Herstellung von Laserspiegeln durch Spalten eigen sind. Vor allern ist hier der Verlust, die Vorrichtungen nach der Werkzeugtrennung (d. h. nach dem Spalten) chargenweise weiter bearbeiten zu können, zu verzeichnen. Statt dessen muß jedes Werkzeug (oder jedes getrennte Halbleiterchip) während der nachfolgenden Bearbeitung und Prüfung individuell gehandhabt werden. Das Spalten bedingt auch Beschränkungen für die Lasergeometrie, einschließlich der Lasermindestlcinqe. Obgleich kürzere Laser eine Reihe ausgeprägter Vorteile, einschließlich
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niedrigerer Schwellenwertstromdichte (niedrigerer Leistungsverbrauch) und größeren Longitudinalmodenabstand (Einzelmoden· betrieb) haben, ist die Herstellung solcher Laser durch übliche Spaltmethoden schwierig reproduzierbar durchzuführen und führt üblicherweise zu einer niedrigen Ausbeute. Im Gegensatz hierzu sollte ein gesonderter chargenweise arbeitender Laserherstellungsprozeß ohne die geometrischen Einschränkungen, die dem Spalt-Spiegelweg eigen sind, den Weg für die Realisierung einer Reihe fortgeschrittener elektrooptischer Komponenten öffnen. Beispielsweise könnten solche Komponenten einen Halbleiterlaser aufweisen, der auf demselben Chip zusammen mit einer Photodiode für eine Rückkopplungssteuerung oder mit einem Transistor für eine Treibsteuerung hergestellt ist.
Vor zehn Jahren demonstrierten Λ. S. Dobkin et al. (Soviet Physics Semiconductor, Band 4, Seite 515 (197O)), daß geätzte Spiegel auf (100)-orientierten GaAs-Homoübergangslaser durch Ätzen mit einer Peroxid-Alkali-Lösung (H-O und NaOH) hergestellt werden könnten, und sagten voraus, daß solche Laser auf dem Gebiet der integrierten optischen Schaltungen Verwendung finden konnten. Später brachten C. E. Hurwitz et al. (Applied Physics Letters, Band 27, Heft 4, Seite 241 (1975)) jene Voraussage der Realität näher durch Verwendung einer
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sauren Peroxidlösung (1H_SO. : 8HO : 1H2O), um Mesen in (100)-orientierte GaAs-AlGaAs-Doppelheterostruktur-Wafer (DH-Wafer) einzuätzen. Gegenüberliegende, parallele Mesawände wurden senkrecht zur kristallographischen (100)-Flüche erzeugt und definierten den Fabry-Perot-Resonator. Die bei 910 nm (9100 8) emittierte Strahlung wurde durch die Spiegel in dicke, benachbart zur Mesa aufgewachsende GaAs-Wellenleiterschichten gekoppelt. Ein bedeutsamer Fortschritt erfolgte dann durch R. A. Logan et al. (US-PS 41 36 928), die die Nützlichkeit erkannten, die AlGaAs-DH-Laserspiegel schief (statt senkrecht) zur Resonatorachse zu machen, um die Laserstrahlung in einen darunterliegenden Wellenleiter zu koppeln. Die Spiegel waren (iTi)-Kristallflächen und wurden durch Orientieren des Lasers längs der kristallographischen <110>-Richtung und durch Aussetzen der aktiven Schicht einem Superoxyl-Ätz~ mittel (H2O2 und H2O, pH λ/ 7) gebildet.
Obgleich Dobkin et al. nicht angeben, wie ihre Laser für die Ätzbehandlung maskiert wurden, benutzten Hurwitz et al. eine photolithographisch definierte pyrolytische SiO2~Maske, um rechteckige Mesen zu definieren. Wie in Fig. 1 dargestellt, wurde ein aufgestäubter Cr-Au-Kontakt in gleicher Ausdehnung mit der Oberseite der Mesa hergestellt. Im Gegensatz hierzu benutzten Logan et al. (Spalte 5, Zeilen 1 ff) übliche Photolithographie, um rechteckige Resistmuster auf einer vorher aufgedampften Au-Kontaktschicht zu erzeugen. Das nachfolgende
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-sr-%
Ätzen führt zu einer Unterscheidung der Kontaktschichten und 26, wie dieses in der Zeichnung dargestellt ist.
Mit der Erfindung wurde nun gefunden, daß bei der Herstellung von Mesa-III/V-Verbindungshalbleiterlasern mit geätzten Spiegeln es wichtig ist, daß der elektrische Kontakt zur Mesa nicht dem Ätzmittel ausgesetzt wird. Denn sonst sucht das Ätzmittel den Kontakt zu unterschneiden und/oder verursacht, daß die Kanten des Kontaktes schlecht werden. Dieses Problem schließt deshalb verschiedene einfache Hilfsmittel aus: Verwendung des Metallkontakts selbst als eine Ätzmaske oder Verwendung der Kombination einer dielektrischen Schicht (z. B. eines Photoresists) in gleicher Ausdehnung mit dem Metallkontakt als eine Maske.
Entsprechend einem Gesichtspunkt der Erfindung wird eine chargenweise Bearbeitung von Halbleiterlasern realisiert durch eine Herstellungsmethode für geätzte Spiegel; dieses Verfahren hat dabei als ein Merkmal, daß der Mesakontakt vor dem Ätzmittel durch Zurücksetzen des Kontaktes innerhalb des Umfangs einer darüberliegenden Maske (d. h. durch Maskieren der Halbleiterfläche, die den Kontakt umgibt) geschützt wird, und als ein zweites Merkmal, daß die Ätzzeit so gesteuert wird, daß die Mesawände (Seitenwände und Spiegel) den Kontakt nicht unterschneidern. Ein weiteres Merkmal beruht in
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der Wcihl des Ätzmittels und der Kristallorientierung derart, daß die Spiegel glatt und mit viel größerer Geschwindigkeit als die Seitenwände geätzt werden, so daß eine unabhängige Steuerung der Laserlänge ermöglicht wird. Vorzugsweise werden die Spiegel isotrop geätzt, und die Seitenwände längs kristallographischer Ebenen einer Vorzugsätzung unterworfen.
Diese Methode ist zur chargenweisen Bearbeitung diskreter InP-InGaAsP-DH-Laser, die Licht bei einer Wellenlänge von 1,3 Mikrometern emittierten und vergleichsweise geringe Schwellenwertstromdichten besaßen, verwendet worden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist demgemäß im Anspruch 1 gekennzeichnet und in den Unteransprüchen weitergebildet.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht senkrecht zur Resonatorachse eines im vorliegenden Verfahren hergestellten DH-Mesalasers mit geätzten Spiegeln,
Fig. 2 eine Schnittansicht parallel zur Resonatorachse des Lasers nach Fig. 1 und
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vf-
AO
Pig. 3 eine Schrägansicht eines Wafers mit hierauf im vorliegenden Verfahren hergestellten DH-Mesalasern mit geätzten Spiegeln.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, umfaßt ein Halbleiter-Ubergangslaser IO ein einkristallines Substrat 12 und eine Vielzahl hierauf aufgewachsener epitaktischer Schichten, um wenigstens eine aktive Zone 18 zu definieren, die bei geeigneter Spannungs- und Stromzufuhr stimulierte Strahlung 24 zu emittieren vermag. Beispielsweise hat, wie dargestellt, der Laser eine Doppelheterostruktur (DH-Struktur) mit einem Paar Ummantelungsschichten 14 und 16 entgegengesetzten Leitungstyps, wobei die aktive Zone 18 zwischen den Schichten 14 und 16 gelegen und im wesentlichen im Gitter mit diesen Schichten angepaßt ist.
Unter Verwendung einer Maskierschicht 30 und noch zu beschreibender Herstellungsmethoden wird ein Wafer, das das Substrat 12 und die verschiedenen Schichten umfaßt, zur Bildung jedes Lasers in Form einer Mesa geätzt. Gegenüberliegende Flächen 20 (Fig. 1) werden durch die Schichten hindurch und in das Substrat isotrop geätzt, so daß sie im wesentlichen senkrecht zur aktiven Zone verlaufen und dadurch einen Resonator bilden. Im Gegensatz hierzu werden die Oberflächen 22 (Fig. 2) einer Ätzung in Vorzugsrichtung unterworfen, so daß sie schräg zu
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ve -
den Schichten verlaufenden Kristallebenen und dadurch die Seitenwinde des Lasers bilden.
Metallkontakte 26 und 28 werden auf der Unterseite des Substrats bzw. der Oberseite der Mesa gebildet. Die Maskierschicht 30, die in Fig. 1 und 2 als den Kontakt 28 bedeckend dargestellt ist, wird nur während der Bearbeitung benutzt und vor Inbetriebnahme oder einer elektrischen und optischen Prüfung der Laser entfernt, wie dieses in Fig. 3 dargestellt ist. Während eines solchen Betriebes oder Testbetriebes wird Spannung in Durchlaßrichtung angelegt und Anregungsstrom oberhalb der Schwellenwertstromdichte den Kontakten 26 und 28 zugeführt, um eine Emissionsstrahlung 24 bei einer Wellenlänge λ zu erzeugen, die für das Halbleitermaterial der aktiven Zone 18 charakteristisch ist. Wenn beispielsweise die aktive Zone 18 Al Ga1 As (0£x&0,4) ist, dann liegt die Wellenlänge zwi-
X I "~X
sehen etwa 0,9 Mikrometer und 0,7 Mikrometer. Ist andererseits die Zone 18 aus In Ga1- As P1 (1 ,0 > χ > 0,53; 0 < y <C 1) , dann reicht die Wellenlänge von 0,92 Mikrometer bis 1,65 Mikrometer, Generell sind χ und y so gewählt, daß dieses quaternäre System im wesentlichen gitterangepaßt ist an InP-Ummantelungsschichten und/oder andere quarternäre Schichten.
In der Praxis sollte beachtet werden, daß, abhängig von Systeiaerwagungen, der Laser 10 zahlreiche Konfigurationen annehmen
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kann, beispielsweise und ohne Einschränkung hierauf eine Homostruktur, eine Mesa-DH-Struktur wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt, einen Laser mit Streifengeometrie (z. B. wie nach Fig. 2, jedoch mit einem schmaleren Kontakt 28), eine HeteroStruktur mit vergrabenem Streifen, wie diese von R. A. Logan et al. in US-PS 41 90 813 beschrieben ist, oder eine HeteroStruktur mit gesonderter Eingrenzung.
Für einen wirksamen Betrieb und speziell für Dauerstrichbetrieb bei Zimmertemperatur ist der Laser 10 typischerweise mit einer Wärmesenke verbunden, um Wärme aus der aktiven Zone abzuziehen, und ist die aktive Zone relativ dünn ausgebildet, um Ladungsträgereingrenzung und die elektronische Verstärkung zu erhöhen. Beispielsweise würde eine Wärmesenke (nicht dargestellt) an den Kontakt 28 gebonded oder anderweitig thermisch oder mechanisch gekoppelt. Die Wärmesenke wird deswegen dem Kontakt 28 zugeordnet, weil dieser näher bei der aktiven Zone 18 als der Kontakt 26 liegt. Die aktive Zone 18 ist etwa 0,15 bis 0,5 Mikrometer dick.
Wie erwähnt haben Laser mit durch Ätzung hergestellten Spiegeln bedeutsame Vorteile gegenüber jenen mit durch Spaltung hergestellten Spiegeln. Vom Vorrichtung sentv/urf her gesehen, ist die Laserlänge L (Fig. 1) durch die Ätzzeit und die Masken-
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konfiguration und nicht durch die Beschränkungen bestimmt, die dem Spiegelherstellungsweg durch Spaltung eigen sind. Es sind demnach extrem kurze Laser mit begleitend niedrigeren Schwellenwertstromdichten und größerem Longitudinalmodenabstand realisierbar. Im Gegensatz, erlauben die Ätzspiegel-Laser - vom Pabrikationsstandpunkt her gesehen - beispielsweise, daß eine dielektrische Schicht auf dem Wafer niedergeschlagen wird, um gleichzeitig Spiegelbeläge auf allen Lasern zu bilden. Andererseits können - vom Test- und PrüfStandpunkt her gesehen - die Vorrichtungseigenschaften (z. B. Strom/Spannungs-Kennlinien) gemessen werden, während die Laser noch einen integralen Bestandteil des Plättchens bilden, d. h. vor der Separierung der Laser in die einzelnen Bauelemente (siehe Fig. 3). In dieser Hinsicht kann die Emission des einen Lasers durch einen benachbarten Laser, der dann als Detektor benutzt wird, festgestellt werden. Die Strahlung der aktiven Zone des Lasers kann direkt in die aktive Zone des "Detektors" gekoppelt werden (da diese beiden auf dem Plättchen praktisch vollkommen ausgerichtet sind). Die Kopplung kann auch durch indirekte übertragung durch das (als transparent angenommene) Substrat und Reflexion am Kontakt 26 erfolgen. Im letzteren Fall würde die Strahlung überwiegend spontane Emission sein.
Zur Realisierung des vorstehenden Ätzspiegel-Lasers mit dessen begleitenden Vorteilen kann man der nachstehenden Herstellungs-
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Prozedur folgen. Nach Herstellung des III-V-Verbindungshalbleiter-Wafers (z. B. nach Aufwachsenlassen der epitaktischen Schichten 14, 16 und 18 auf dem Substrat 12) wird nach üblichen photolithographischen Abhebemethoden gearbeitet, um die rechteckigen Metallkontakte 28 auf der Oberseite des Wafers zu definieren. Sodann wird eine ätzbeständige Maskierschicht auf der Oberseite niedergeschlagen und es werden, wiederum nach photolithographischen Methoden, Fenster in der Maskierschicht eröffnet/ um dadurch die darunterliegende Kalbleiteroberfläche freizulegen, während rechteckige Masken 30 (Fig. 1 und 2) auf der Oberseite der Kontakte 28 zurückbleiben, Das freiliegende Halbleitergebiet wird dann einem geeigneten Ätzmittel unterworfen, um die gewünschte Mesagestalt der Lauer zu erzeugen, d. h. die geätzten Spiegelflächen 20 und die geätzten Seitenwände 22. Die Masken 30 werden dann entfernt. (Fig. 3) .
Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß die Metallkontakte 28 vor einem Ätzmittelangriff geschützt sind, und zwar erstens durch Zurücksetzen des Kontaktes 28 innerhalb des Umfangs der Maske 30 (d. h. durch Maskieren der den Kontakt umgebenden Halbleiterfläche) und zweitens durch Steuern der Ätzzeit derart, daß die Flächen 20 und 22 den Kontakt 28 nicht unterschneiden.
Ein weiteres Mei'kmal liegt in der Wahl des Ätzmittels und der
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Kristallorientierung derart, daß die Spiegelflächen 20 mit viel größerer Geschwindigkeit als die Seitenwände 22 geätzt werden. Insbesondere ist es bevorzugt, daß die Spiegelflächen 20 isotrop geätzt werden, während die Seitenflächen 20 anisotrop, d. h. vorzugsweise längs kristallographischen Ebenen geätzt werden. Beispielsweise ist das Ätzmittel eine methanolische Bromlösung, sind die epitaktischen Schichten auf kristallographischen (100)-Ebenen, verläuft die Resonatorachse längs der <011>-Richtung und liegen die Seitenwände 22 in (111)-Ebenen.
Das nachstehende Beispiel beschreibt die Herstellung von InP-InGaAsP-DH-Lasern durch die vorstehende Methode.
Spezielle Verfahrens- und/oder Vorrichtungsparameter dienen nur der Erläuterung und sind nicht im beschränkenden Sinne aufzufassen.
Die Herstellung diskreter InGaAsP-Ätzspiegel-Laser begann mit dem Züchten eines DH-Wafers im Flüssigphasenepitaxieverfahren. Die Vier-Schicht-Hcterostruktur wurde auf einem n-leitenden, nach (100) orientierten InP-Substrat 12 gezüchtet, und zwar unter Verwendung einer in der Nähe des Gleichgewichts arbeitenden Flüssigphasenepitaxiemethode. Es wurde eine etwa 3 Mikrometer dicke η-leitende InP-Ummantelungsschicht 14 gezüchtet,
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-VT-
gefolgt von einer η-leitenden etwa 0,3 bis 0,4 Mikrometer dicken
aktiven In Ga1 As P -Schicht mit (x *wrO,72, y «0,62). Die χ ι"X y ι~y
Zusammensetzung der gitterangepaßten aktiven Schicht wurde so gewählt, daß die Emission 24 bei einer Wellenlänge λ = 1,3 pm auftrat. Es wurde eine etwa 1,5 bis 1,6 Mikrometer dicke, pleitende InP-Ummantelungsschicht 16 aufwachsen gelassen, gefolgt von einer etwa 0,3 bis 0,4 Mikrometer dicken ρ -leitenden InGaAsP-Deckschicht 17. Rechteckige, 250 Mikrometer mal 125 Mikrometer große ohmsche AuZn-Kontakte 28 wurden auf der p-leitenden Seite des Wafers durch photolithogrphische Bearbeitung definiert. Dieses geschah durch aus dem Plasma niedergeschlagene Si3N.-Masken, Plasmaätzen der Masken in CF und 0 , thermisches Aufdampfen von Au und Zn und Abhobenicthoden. Dia lange Dimension des Kontakt 28 war mit der kristallographischen EoT1J-Richtung ausgerichtet. Die Substratseite des Wafers wurde dann auf 100 bis 125 Mikrometer geschwächt und ein großflächiger AuSn-Kontakt 26 wurde auf die Unterseite des Substrats 12 aufgebracht. Eine 100 Nanometer (1000 A1) dicke Si^N.-Ätzmaskierschicht wurde dann aus dem Plasma auf die p-leitende Seite des Plättchens über die AuZn-Kontaktflecken niedergeschlagen. Die folgenden photolithographischen Schritte einschließlich Plasmaätzung dienten zur Definition von rechteckigen Si-jN.-Masken 30 (300 Mikrometer χ 150 Mikrometer) direkt über den AuZn-Kontakten 28. Durch Zurücksetzen der ohmschen AuZn-Kontakte 28 innerhalb der Si^N .-Spiegelätzmasken
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(Pig. 1) und durch Steuern der Ätzzeit wurde ein Angriff des ohmschen Kontakts durch die nachfolgende Spiegelätzprozedur eliminiert.
Die benutzte Spiegelätzmethode nutzte die Vorzugsätzeigenschaften von InP und InGaAsP aus. Ein Vorteil der Erfindung ist der, daß die Seitenwände 22 der Laser-Mesa überwiegend durch die sich langsam ätzenden (111)Α-Ebenen definiert sind. Deshalb findet nur sehr wenig, wenn überhaupt ein Unterschneiden der Laserseitenwände statt. Diese selbstbegrenzende Ätzeigenschaft erleichtert wesentlich die Anforderungen an die Ätzsteuerung während der Spiegelätzprozedur. Das für die Spiegeldefinition benutzte Ätzmittel war eine 0,2 Vol.-%ige methanol!sehe Bromlösung. Dieses Ätzmittel resultierte zu vorzugsgeätzten (111)A-Laserseitenwänden 22, jedoch mit isotrop geätzten, extrem glatten Flächen 20, die die Spiegel bildeten. Die Laserspiegel werden durch Ätzen durch die epitaktischen Schichten hindurch und in das InP-Substrat 12 hinein definiert. Viele getrennte diskrete Laser können so chargenweise auf einem einzigen Substrat hergestellt werden. Die Ätztiefe bestimmte den Grad, mit dem vertikale oder nahezu vertikale Spiegel erhalten wurden. Beispielsweise lieferte eine etwa 4 Minuten lange Ätzbehandlung etwa 10 Mikrometer hohe Mesen, deren Flächen 20 im wesentlichen senkrecht zur aktiven Schicht 18 orientiert waren. Die ausgezeichneten Eigenschaften des chemischen Ätzmittels ermöglichen eine leichte
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Herstellung, gute Spiegeleigenschaften und damit niedrige Laserschwellenwerte.
Breitflächige Laser (380 Mikrometer χ 250 Mikrometer) wurden ebenfalls aus demselben Wafer unter Verwendung üblicher Spaltmethoden hergestellt. Ein Vergleich der Eigenschaften der chargenv/eise bearbeiteten Ätzspiegellaser mit den konventionell hergestellten breitflächigen Lasern wurde durchgeführt.
Die Licht/Strom-Impulseigenschaften wurden für einen InGnAsP-Ätzspiecjellaser und für einen großflächigen Laser gemessen, der aus dem selben Wafer gearbeitet wurde. Die Laser wurden mit 100 Nanosekunden-Impulsen mit einer Impulswiederholungsfrequenz von 100 Hertz betrieben. Der Ätzspiegellaser hatte einen Schwellenwertstrom von 1,5 Ampere, was einer Schwellenwertstromdichte von 3,3 kA/cm' entspricht. Der Schwellenwertstrom für den großflächigen Laser war 2,6 Ampere, was einer
2 Schwellenwertstromdichte von 2,7 kA/cm entspricht. Die mitt-
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leren Schwellenwertstromdichten von 4,1 kA/cm' und 3,0 kA/cm wurden für die Ätzspiegellaser und die großflächigen Laser gemessen. Diese Resultate zeigten an, daß die durchschnittliche Schwellenwertstromdichte der InGaAsP-Ätzspiegellaser nur etwa 40 % höher als die vergleichbarer üblicher großflächiger Laser aus dem selben Plättchen war. Bei früheren Resultaten für diskrete AlGaAs-Heterostrukturlaser mit geätztem Spiegel
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- ye -
gaben Logan et al. (Journal of Applied Physics, Band 47,
Seite 3503 (1976)) an, daß Schwellenwertstromdichten von nur
bis zu 50 % mehr als bei Lasern mit Spaltungspiegeln erhalten werden konnten.
Die Verringerung des Schwellenwertstroms als Folge einer verringerten Lasericinge ergab sich ebenfalls aus den Licht-Strom-Messungen. 300 Mikrometer lange Ätzspiegellaser hatten einen Schwellenwertstrom von etwa 1,5 Ampere, während 380 Mikrometer lange Spaltungsspiegellaser einen Schwellenwertstrom von 2,6 Ampere hatten. Da sehr kurze Ätzspiegellaser leicht hergestellt v/erden können, ist es möglich, diese geometrische Eigenschaft dafür auszunutzen, Laser mit sehr niedrigen Schwellenwertströmen zu realisieren. Wenn man die Geometrie des Heterostrukturlasers mit vergrabenem Streifen mit den kleinen Reso- ■ natorlängen kombiniert, wie dieses durch die hierin beschriebenen Ätzspiegellaser ermöglicht wird ., können inGaAsP-Lascr, die bei 1,3 Mikrometer mit ausgezeichneten Emissionseigenschaften emittieren und sehr niedrige Schwellenwertströme haben, hergestellt werden.
Zahlreiche Abwandlungen sind möglich. Während im beschriebenen Beispiel Si-N. als Spiegelätzmasken 30 benutzt wurden, können
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auch SiO„ und andere Dielektrika verwendet werden. Zwar ist methanolische Bromlösung zum Ätzen der Laserspiegel bevorzugt, es können aber auch andere Ätzmittel benutzt werden, wenn dieses
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im Einzelfall erwünscht oder erforderlich ist. Beispielsweise wurden 1OH2SO4 : IH3O2 : 1H2O und 60 % HCl sequentiell als Stop-Ätzmittel benutzt, um geätzte Spiegel auf einem InP-InGaAsP-DH-Laser zu erzeugen, bei dem die aktive InGaAsP-Schicht an eine darunterliegende InGaAsP-Wellenleiterschicht gekoppelt war. Die Säure-Peroxid-Lösung diente zur Ätzung der quaternären Schichten, und das HCl zur Ätzung der binären Schichten. Diese Ätzmittel ätzen die Spiegel schneller als die Seitenwände und, während die Seitenwände sich vorzugsweise längs (111)-Ebenen ätzen, ätzen sich die Spiegel nicht isotrop.
Weiterhin wurde das vorliegende Verfahren bei der Herstellung von InP-InGaAsP-DH-Lasern mit Streifengeometrie (25 Mikrometer breit) ebenso auch bei den vorstehend beschriebener. Lasern mit breitflächigem Kontakt benutzt. Schmalere Streifen, z. B. 8 Mikrometer oder 12 Mikrometer breite Streifen, können ebenfalls hergestellt werden.
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Claims (10)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Herstellen von Bauelementen einer mittleren Geometrie aus einem Halbleiterkörper, wobei
    - eine Vielzahl ätzbeständiger Masken (30) auf einer Hauptfläche des Halbleiterkörpers (12) erzeugt werden,
    - die freiliegenden Oberflächenteile zur Definition von Mesen (10) geätzt werden und
    - eine leitende Schicht (28) auf der Oberseite jeder Mesa erzeugt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - jede leitende Schicht vor der Ätzbehandlung erzeugt wird,
    - jede ätzbeständige Maske eine der leitenden Schichten sowie einen nennenswerten Teil der die leitende Schicht umgebenden Halbleiterfläche abdeckt und
    - die Ätzzeit so gesteuert wird, daß die leitenden Schichten von den Mesen nicht unterschnitten werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß - nach der Ätzung die Masken von den Metallschichten entfernt werden.
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  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß
    - die Mesen je zwei Paare einander gegenüberstehender Seitenwände (20 bzw. 22) aufweisen und
    - das Ätzmittel das eine (20) der Seitenwandpaare mit größerer Geschwindigkeit als das andere Seitenwandpaar (22) ätzt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet , daß
    - das Ätzmittel das eine Paar (20) isotrop ätzt, und das andere Paar (22) bevorzugt längs kristallographischen Ebenen ((111)A).
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet , daß für den Körper ein ΙΙΪ-V-Verbindungshalbleiter verwendet wird, wobei
    - die Hauptfläche eine kristallographische (100)-Ebene ist und das Ätzmittel das andere Seitenwandpaar (22) bevorzugt längs (111)-Ebenen ätzt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet , daß
    - ein Teil des Halbleiterkörpers durch epitaktisches Auf-
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    wachsenlassen einer Mehrzahl von Schichten (14, 16, 17, 18) auf einem einzigen Kristallsubstrat (12) erzeugt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet , daß
    - eine der Schichten als die aktive Zone (18) eines Halbleiterlasers ausgebildet wird und
    - der Ätzschritt so durchgeführt wird, daß das eine Seitenwandpaar (20) im wesentlichen senkrecht zu der aktiven Schicht (18) geätzt und dadurch der Resonator des Lasers längs einer (011)-Richtung erzeugt wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet , daß
    - bei dem Züchtungsschritt epitaktisch aufwachsende Schichten aus InP und InGaAsP mit der aktiven Schicht als einer InGaAsP-Schicht erzeugt werden.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß
    - als Ätzmittel eine methanolische Bromlösung verwendet wird
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet , daß
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    mit dem Züchtungsschritt epitaktisch aufgewachsende Schichten aus InP und InGaAsP mit einer InGaAsP-Schicht als aktive Schicht erzeugt werden und bei der Ätzung die InP-Schichten mit einem HCl enthaltenden Ätzmittel und die InGaAsP-Schichten mit einem H3SO4 und H-O- enthaltenden Ätzmittel geätzt werden.
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