一种InP沟槽腐蚀方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及InP沟槽工艺领域，特别是一种InP沟槽腐蚀方法。
【背景技术】
[0002]光通信用半导体激光器的制备，代表了先进微纳加工和器件集成工艺的发展方向，得到了国际上各个国家的高度重视。光通信用的半导体激光器是光纤通信的核心。目前光通信用半导体激光器主要应用InP衬底片进行外延生长及后端加工，在后端加工中InP沟槽腐蚀工艺是保证激光器参数的关键工序。
[0003]目前InP沟槽工艺主要靠干法刻蚀来实现，干法刻蚀设备全是昂贵的进口等离子刻蚀设备，因此生产厂家如何利用本身现有资源来实现InP沟槽腐蚀已成为重中之重。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种InP沟槽腐蚀方法，通过湿法腐蚀来实现，通过改变工艺条件中化学试剂的不同配比来实现沟槽形貌的控制。
[0005]本发明采用以下方案实现:一种InP沟槽腐蚀方法，包括以下步骤:
步骤SI:提供一InGaAs-1nP-1nGaAs器件结构，所述InGaAs-1nP-1nGaAs器件结构包括一设置于表层的第一 InGaAs层、一设置于中间层的一 InP层以及一设置于底层的第二InGaAs层；
步骤S2:在所述InGaAs层的表面生长Si02，形成一 Si02层后进行光胶涂覆，对涂覆上的光胶中部进行图形光刻；
步骤S3:在光胶的图形光刻处对生成的所述S12层进行刻蚀，并将所述S12层未刻蚀部分上的光胶去除；
步骤S4:对所述第一 InGaAs层以及所述InP层的中部进行腐蚀，形成的沟槽呈碗口状；步骤S5:对所述InP层继续进行腐蚀，所述第二 InGaAs层不受到腐蚀，所述InP层形成的沟槽剖面呈等腰梯形；
步骤S6:腐蚀结束后将所述SiC>2层去除。
[0006]进一步地，所述步骤S4中，使用湿法腐蚀的方法进行腐蚀，采用的腐蚀液包括Br、HBr以及水，所述Br的用量比例为I_5，所述HBr的用量比例为10_50，所述水的用量比例为50-500 ；所述腐蚀液对所述第一InGaAs层的腐蚀速率为0.03-0.lum/s，对所述InP层的腐蚀速率为 0.03-0.lum/s。
[0007]进一步地，所述步骤S4中，可通过改变腐蚀液中各含量的配比控制碗口状沟槽的宽度，所述宽度的取值范围为2um-10umo
[0008]进一步地，所述步骤S5中，使用湿法腐蚀的方法进行腐蚀，采用的腐蚀液包括H3PO4与HCL;所述H3PO4的用量比例为1-10，所述HCL的用量比例为I _ 1，所述腐蚀液对所述I nP层的腐蚀速率为0.3-lum/min。
[0009]进一步地，所述步骤S5中，可通过改变控制腐蚀液各含量的配比控制等腰梯形的倾角度α与沟槽深度，所述倾角度ct的取值范围为60°-90°，所述沟槽深度的取值范围为Ium-3um0
[0010]与现有技术相比，本发明利用湿法腐蚀的方法制作满足器件要求的InP沟槽，通过改变工艺条件中化学试剂的不同配比来实现沟槽形貌的控制。
【附图说明】
[0011 ]图1为本发明的方法流程示意图。
[0012]图2为本发明的InGaAs-1nP-1nGaAs器件结构示意图。
[0013]图3为本发明经过腐蚀液A腐蚀后的器件结构示意图。
[0014]图4为本发明完成腐蚀后的器件结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0016]本实施提供一种InP沟槽腐蚀方法，如图1所示，包括以下步骤:
步骤SI:提供一InGaAs-1nP-1nGaAs器件结构，所述InGaAs-1nP-1nGaAs器件结构包括一设置于表层的第一 InGaAs层、一设置于中间层的一 InP层以及一设置于底层的第二InGaAs层；
步骤S2:在所述InGaAs层的表面生长Si02，形成一 Si02层后进行光胶涂覆，对涂覆上的光胶中部进行图形光刻；
步骤S3:在光胶的图形光刻处对生成的所述S12层进行刻蚀，并将所述S12层未刻蚀部分上的光胶去除；
步骤S4:对所述第一 InGaAs层以及所述InP层的中部进行腐蚀，形成的沟槽呈碗口状；步骤S5:对所述InP层继续进行腐蚀，所述第二 InGaAs层不受到腐蚀，所述InP层形成的沟槽剖面呈等腰梯形；
步骤S6:腐蚀结束后将所述SiC>2层去除。
[0017]在本实施例中，所述步骤S4中，使用湿法腐蚀的方法进行腐蚀，采用的腐蚀液A包括Br、HBr以及水，所述Br的用量比例为I _5，所述HBr的用量比例为10_50，所述水的用量比例为50-500 ；所述腐蚀液A对所述第一InGaAs层的腐蚀速率为0.03-0.lum/s，对所述InP层的腐蚀速率为0.03-0.lum/s ο
[0018]在本实施例中，所述步骤S4中，可通过改变腐蚀液A中各含量的配比控制碗口状沟槽的宽度，所述宽度的取值范围为2um-10umo
[0019]在本实施例中，所述InGaAs-1nP-1nGaAs器件结构如图2所示，其中表层的第一InGaAs层作为阻挡层，与InP层结构不同，本实施例通过调整Br(溴)、HBr(溴化氢)和水的比例，达到同时腐蚀InGaAs层和InP层的效果。由于腐蚀液A对InGaAs和INP都有腐蚀作用，此步腐蚀后沟槽端面层碗口状，如图3所示，由于此腐蚀为各向同性，因此槽宽也可以通过腐蚀时间来做微调。
[0020]在本实施例中，所述步骤S5中，使用湿法腐蚀的方法进行腐蚀，采用的腐蚀B液包括H3PO4与HCL;所述H3PO4的用量比例为1-10，所述HCL的用量比例为I _ 1，所述腐蚀液B对所述InP层的腐蚀速率为0.3?lum/min。[0021 ]在本实施例中，所述步骤S5中，可通过改变控制腐蚀液B各含量的配比控制等腰梯形的倾角度α与沟槽深度，所述倾角度α的取值范围为60°-90°，所述沟槽深度的取值范围为lum_3um0
[0022]在本实施例中，表层的第一InGaAs层经过腐蚀后，器件剩余InP-1nGaAs结构如图3所示，则继续腐蚀只腐蚀InP层而不腐蚀底层的第二InGaAs层。腐蚀液B在InP材料111晶向方向腐蚀是各向异性的，通过调整H3POM磷酸)和HCL(盐酸)的配比实现沟槽剖面倾角度α的控制。腐蚀完成的后的器件结构如图4所示，腐蚀后得到的沟槽宽度2um-1Oum，槽深Ium-3um，沟槽剖面倾角度α在60°-90°。
[0023]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种InP沟槽腐蚀方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤SI:提供一InGaAs-1nP-1nGaAs器件结构，所述InGaAs-1nP-1nGaAs器件结构包括一设置于表层的第一 InGaAs层、一设置于中间层的一 InP层以及一设置于底层的第二InGaAs层； 步骤S2:在所述InGaAs层的表面生长Si02，形成一 Si02层后进行光胶涂覆，对涂覆上的光胶中部进行图形光刻； 步骤S3:在光胶的图形光刻处对生成的所述S12层进行刻蚀，并将所述S12层未刻蚀部分上的光胶去除； 步骤S4:对所述第一 InGaAs层以及所述InP层的中部进行腐蚀，形成的沟槽呈碗口状； 步骤S5:对所述InP层继续进行腐蚀，所述第二 InGaAs层不受到腐蚀，所述InP层形成的沟槽剖面呈等腰梯形； 步骤S6:腐蚀结束后将所述SiC>2层去除。2.根据权利要求1所述的一种InP沟槽腐蚀方法，其特征在于:所述步骤S4中，使用湿法腐蚀的方法进行腐蚀，采用的腐蚀液包括Br、HBr以及水，所述Br的用量比例为I _5，所述HBr的用量比例为10-50，所述水的用量比例为50-500;所述腐蚀液对所述第一 InGaAs层的腐蚀速率为0.03-0.lum/s，对所述InP层的腐蚀速率为0.03-0.lum/s。3.根据权利要求1所述的一种InP沟槽腐蚀方法，其特征在于:所述步骤S4中，可通过改变腐蚀液中各含量的配比控制碗口状沟槽的宽度，所述宽度的取值范围为2um-10umo4.根据权利要求1所述的一种InP沟槽腐蚀方法，其特征在于:所述步骤S5中，使用湿法腐蚀的方法进行腐蚀，采用的腐蚀液包括H3PO4与HCL ；所述H3PO4的用量比例为1-10，所述HCL的用量比例为1-10，所述腐蚀液对所述InP层的腐蚀速率为0.3-lum/min。5.根据权利要求1所述的一种InP沟槽腐蚀方法，其特征在于:所述步骤S5中，可通过改变控制腐蚀液各含量的配比控制等腰梯形的倾角度α与沟槽深度，所述倾角度α的取值范围为60°-90°，所述沟槽深度的取值范围为lum-3um。
【专利摘要】本发明涉及一种InP沟槽腐蚀方法，包括以下步骤：步骤S1：提供一InGaAs-InP-InGaAs器件结构，所述InGaAs-InP-InGaAs器件结构包括一设置于表层的第一InGaAs层、一设置于中间层的一InP层以及一设置于底层的第二InGaAs层；步骤S2：在InGaAs层的表面生长SiO2，形成一SiO2层后进行光胶涂覆，对涂覆上的光胶中部进行图形光刻；步骤S3：在光胶的图形光刻处对生成的SiO2层进行刻蚀，并将SiO2层未刻蚀部分上的光胶去除；步骤S4：对第一InGaAs层以及所述InP层的中部进行腐蚀，形成的沟槽呈碗口状；步骤S5：对InP层继续进行腐蚀，第二InGaAs层不受到腐蚀，InP层形成的沟槽剖面呈等腰梯形；步骤S6：腐蚀结束后将SiO2层去除。本发明通过湿法腐蚀来实现，通过改变工艺条件中化学试剂的不同配比来实现沟槽形貌的控制。
【IPC分类】H01S5/02, H01S5/24
【公开号】CN105576499
【申请号】CN201510984297
【发明人】苏辉, 张鹏
【申请人】福建中科光芯光电科技有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月25日