一種InP溝槽腐蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及InP溝槽工藝領(lǐng)域，特別是一種InP溝槽腐蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光通信用半導(dǎo)體激光器的制備，代表了先進(jìn)微納加工和器件集成工藝的發(fā)展方向，得到了國際上各個國家的高度重視。光通信用的半導(dǎo)體激光器是光纖通信的核心。目前光通信用半導(dǎo)體激光器主要應(yīng)用InP襯底片進(jìn)行外延生長及后端加工，在后端加工中InP溝槽腐蝕工藝是保證激光器參數(shù)的關(guān)鍵工序。
[0003]目前InP溝槽工藝主要靠干法刻蝕來實現(xiàn)，干法刻蝕設(shè)備全是昂貴的進(jìn)口等離子刻蝕設(shè)備，因此生產(chǎn)廠家如何利用本身現(xiàn)有資源來實現(xiàn)InP溝槽腐蝕已成為重中之重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種InP溝槽腐蝕方法，通過濕法腐蝕來實現(xiàn)，通過改變工藝條件中化學(xué)試劑的不同配比來實現(xiàn)溝槽形貌的控制。
[0005]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種InP溝槽腐蝕方法，包括以下步驟:
步驟SI:提供一InGaAs-1nP-1nGaAs器件結(jié)構(gòu)，所述InGaAs-1nP-1nGaAs器件結(jié)構(gòu)包括一設(shè)置于表層的第一 InGaAs層、一設(shè)置于中間層的一 InP層以及一設(shè)置于底層的第二InGaAs層；
步驟S2:在所述InGaAs層的表面生長Si02，形成一 Si02層后進(jìn)行光膠涂覆，對涂覆上的光膠中部進(jìn)行圖形光刻；
步驟S3:在光膠的圖形光刻處對生成的所述S12層進(jìn)行刻蝕，并將所述S12層未刻蝕部分上的光膠去除；
步驟S4:對所述第一 InGaAs層以及所述InP層的中部進(jìn)行腐蝕，形成的溝槽呈碗口狀；步驟S5:對所述InP層繼續(xù)進(jìn)行腐蝕，所述第二 InGaAs層不受到腐蝕，所述InP層形成的溝槽剖面呈等腰梯形；
步驟S6:腐蝕結(jié)束后將所述SiC>2層去除。
[0006]進(jìn)一步地，所述步驟S4中，使用濕法腐蝕的方法進(jìn)行腐蝕，采用的腐蝕液包括Br、HBr以及水，所述Br的用量比例為I_5，所述HBr的用量比例為10_50，所述水的用量比例為50-500 ；所述腐蝕液對所述第一InGaAs層的腐蝕速率為0.03-0.lum/s，對所述InP層的腐蝕速率為 0.03-0.lum/s。
[0007]進(jìn)一步地，所述步驟S4中，可通過改變腐蝕液中各含量的配比控制碗口狀溝槽的寬度，所述寬度的取值范圍為2um-10umo
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟S5中，使用濕法腐蝕的方法進(jìn)行腐蝕，采用的腐蝕液包括H3PO4與HCL;所述H3PO4的用量比例為1-10，所述HCL的用量比例為I _ 1，所述腐蝕液對所述I nP層的腐蝕速率為0.3-lum/min。
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟S5中，可通過改變控制腐蝕液各含量的配比控制等腰梯形的傾角度α與溝槽深度，所述傾角度ct的取值范圍為60°-90°，所述溝槽深度的取值范圍為Ium-3um0
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用濕法腐蝕的方法制作滿足器件要求的InP溝槽，通過改變工藝條件中化學(xué)試劑的不同配比來實現(xiàn)溝槽形貌的控制。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為本發(fā)明的方法流程示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的InGaAs-1nP-1nGaAs器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明經(jīng)過腐蝕液A腐蝕后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明完成腐蝕后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0016]本實施提供一種InP溝槽腐蝕方法，如圖1所示，包括以下步驟:
步驟SI:提供一InGaAs-1nP-1nGaAs器件結(jié)構(gòu)，所述InGaAs-1nP-1nGaAs器件結(jié)構(gòu)包括一設(shè)置于表層的第一 InGaAs層、一設(shè)置于中間層的一 InP層以及一設(shè)置于底層的第二InGaAs層；
步驟S2:在所述InGaAs層的表面生長Si02，形成一 Si02層后進(jìn)行光膠涂覆，對涂覆上的光膠中部進(jìn)行圖形光刻；
步驟S3:在光膠的圖形光刻處對生成的所述S12層進(jìn)行刻蝕，并將所述S12層未刻蝕部分上的光膠去除；
步驟S4:對所述第一 InGaAs層以及所述InP層的中部進(jìn)行腐蝕，形成的溝槽呈碗口狀；步驟S5:對所述InP層繼續(xù)進(jìn)行腐蝕，所述第二 InGaAs層不受到腐蝕，所述InP層形成的溝槽剖面呈等腰梯形；
步驟S6:腐蝕結(jié)束后將所述SiC>2層去除。
[0017]在本實施例中，所述步驟S4中，使用濕法腐蝕的方法進(jìn)行腐蝕，采用的腐蝕液A包括Br、HBr以及水，所述Br的用量比例為I _5，所述HBr的用量比例為10_50，所述水的用量比例為50-500 ；所述腐蝕液A對所述第一InGaAs層的腐蝕速率為0.03-0.lum/s，對所述InP層的腐蝕速率為0.03-0.lum/s ο
[0018]在本實施例中，所述步驟S4中，可通過改變腐蝕液A中各含量的配比控制碗口狀溝槽的寬度，所述寬度的取值范圍為2um-10umo
[0019]在本實施例中，所述InGaAs-1nP-1nGaAs器件結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中表層的第一InGaAs層作為阻擋層，與InP層結(jié)構(gòu)不同，本實施例通過調(diào)整Br(溴)、HBr(溴化氫)和水的比例，達(dá)到同時腐蝕InGaAs層和InP層的效果。由于腐蝕液A對InGaAs和INP都有腐蝕作用，此步腐蝕后溝槽端面層碗口狀，如圖3所示，由于此腐蝕為各向同性，因此槽寬也可以通過腐蝕時間來做微調(diào)。
[0020]在本實施例中，所述步驟S5中，使用濕法腐蝕的方法進(jìn)行腐蝕，采用的腐蝕B液包括H3PO4與HCL;所述H3PO4的用量比例為1-10，所述HCL的用量比例為I _ 1，所述腐蝕液B對所述InP層的腐蝕速率為0.3?lum/min。[0021 ]在本實施例中，所述步驟S5中，可通過改變控制腐蝕液B各含量的配比控制等腰梯形的傾角度α與溝槽深度，所述傾角度α的取值范圍為60°-90°，所述溝槽深度的取值范圍為lum_3um0
[0022]在本實施例中，表層的第一InGaAs層經(jīng)過腐蝕后，器件剩余InP-1nGaAs結(jié)構(gòu)如圖3所示，則繼續(xù)腐蝕只腐蝕InP層而不腐蝕底層的第二InGaAs層。腐蝕液B在InP材料111晶向方向腐蝕是各向異性的，通過調(diào)整H3POM磷酸)和HCL(鹽酸)的配比實現(xiàn)溝槽剖面傾角度α的控制。腐蝕完成的后的器件結(jié)構(gòu)如圖4所示，腐蝕后得到的溝槽寬度2um-1Oum，槽深I(lǐng)um-3um，溝槽剖面傾角度α在60°-90°。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種InP溝槽腐蝕方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟SI:提供一InGaAs-1nP-1nGaAs器件結(jié)構(gòu)，所述InGaAs-1nP-1nGaAs器件結(jié)構(gòu)包括一設(shè)置于表層的第一 InGaAs層、一設(shè)置于中間層的一 InP層以及一設(shè)置于底層的第二InGaAs層； 步驟S2:在所述InGaAs層的表面生長Si02，形成一 Si02層后進(jìn)行光膠涂覆，對涂覆上的光膠中部進(jìn)行圖形光刻； 步驟S3:在光膠的圖形光刻處對生成的所述S12層進(jìn)行刻蝕，并將所述S12層未刻蝕部分上的光膠去除； 步驟S4:對所述第一 InGaAs層以及所述InP層的中部進(jìn)行腐蝕，形成的溝槽呈碗口狀； 步驟S5:對所述InP層繼續(xù)進(jìn)行腐蝕，所述第二 InGaAs層不受到腐蝕，所述InP層形成的溝槽剖面呈等腰梯形； 步驟S6:腐蝕結(jié)束后將所述SiC>2層去除。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種InP溝槽腐蝕方法，其特征在于:所述步驟S4中，使用濕法腐蝕的方法進(jìn)行腐蝕，采用的腐蝕液包括Br、HBr以及水，所述Br的用量比例為I _5，所述HBr的用量比例為10-50，所述水的用量比例為50-500;所述腐蝕液對所述第一 InGaAs層的腐蝕速率為0.03-0.lum/s，對所述InP層的腐蝕速率為0.03-0.lum/s。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種InP溝槽腐蝕方法，其特征在于:所述步驟S4中，可通過改變腐蝕液中各含量的配比控制碗口狀溝槽的寬度，所述寬度的取值范圍為2um-10umo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種InP溝槽腐蝕方法，其特征在于:所述步驟S5中，使用濕法腐蝕的方法進(jìn)行腐蝕，采用的腐蝕液包括H3PO4與HCL ；所述H3PO4的用量比例為1-10，所述HCL的用量比例為1-10，所述腐蝕液對所述InP層的腐蝕速率為0.3-lum/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種InP溝槽腐蝕方法，其特征在于:所述步驟S5中，可通過改變控制腐蝕液各含量的配比控制等腰梯形的傾角度α與溝槽深度，所述傾角度α的取值范圍為60°-90°，所述溝槽深度的取值范圍為lum-3um。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種InP溝槽腐蝕方法，包括以下步驟：步驟S1：提供一InGaAs-InP-InGaAs器件結(jié)構(gòu)，所述InGaAs-InP-InGaAs器件結(jié)構(gòu)包括一設(shè)置于表層的第一InGaAs層、一設(shè)置于中間層的一InP層以及一設(shè)置于底層的第二InGaAs層；步驟S2：在InGaAs層的表面生長SiO2，形成一SiO2層后進(jìn)行光膠涂覆，對涂覆上的光膠中部進(jìn)行圖形光刻；步驟S3：在光膠的圖形光刻處對生成的SiO2層進(jìn)行刻蝕，并將SiO2層未刻蝕部分上的光膠去除；步驟S4：對第一InGaAs層以及所述InP層的中部進(jìn)行腐蝕，形成的溝槽呈碗口狀；步驟S5：對InP層繼續(xù)進(jìn)行腐蝕，第二InGaAs層不受到腐蝕，InP層形成的溝槽剖面呈等腰梯形；步驟S6：腐蝕結(jié)束后將SiO2層去除。本發(fā)明通過濕法腐蝕來實現(xiàn)，通過改變工藝條件中化學(xué)試劑的不同配比來實現(xiàn)溝槽形貌的控制。
【IPC分類】H01S5/02, H01S5/24
【公開號】CN105576499
【申請?zhí)枴緾N201510984297
【發(fā)明人】蘇輝, 張鵬
【申請人】福建中科光芯光電科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月25日