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公開番号2025062563
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-14
出願番号2024092141
出願日2024-06-06
発明の名称垂直共振器型面発光レーザ素子の湿式酸化孔の形成方法
出願人台亞半導體股フン有限公司,Taiwan-Asia Semiconductor Corporation
代理人個人
主分類H01S 5/183 20060101AFI20250407BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】垂直共振器型面発光レーザ素子のエピタキシャル層の湿式酸化孔を実質的に円形に形成する。
【解決手段】直径25um～30umの円形の垂直共振器型面発光レーザメサを持つ垂直共振器型面発光レーザウェーハを湿式酸化炉に入れるステップと、湿式酸化炉を真空にするステップと、湿式酸化炉の温度を250～350°Cに上昇させ、温度を維持し、N₂ガスとH₂Oガスを導入するステップと、湿式酸化炉にN₂ガスとH₂Oガスを導入しながら、温度を350～450℃に上昇させ、その温度を維持するステップと、N₂ガスとH₂Oガスを導入しながら、温度を400～450℃に上昇させ、その温度を維持するステップと、温度を400～450℃に維持して、垂直共振器型面発光レーザウェーハを酸化させるステップと、N₂ガスを導入し、温度を150℃まで下げるステップと、垂直共振器型面発光レーザウェーハを取り出すステップと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
垂直共振器型面発光レーザ素子の湿式酸化孔の形成方法であって、
直径２５ｕｍ～３０ｕｍの円形の垂直共振器型面発光レーザメサ（ｍｅｓａ）を持つ垂直共振器型面発光レーザウェーハを湿式酸化炉に入れるステップと、
前記湿式酸化炉を真空にするステップと、
前記湿式酸化炉の温度を２５０～３５０°Ｃに上昇させ、第１期間中にその温度を維持し、前記第１期間中にＮ
２
ガスとＨ
２
Ｏガスを前記湿式酸化炉に導入するステップと、
前記湿式酸化炉にＮ
２
ガスとＨ
２
Ｏガスを導入しながら、前記湿式酸化炉の温度を３５０～４５０℃に上昇させ、第２期間中にその温度を維持するステップと、
前記湿式酸化炉にＮ
２
ガスとＨ
２
Ｏガスを導入しながら、前記湿式酸化炉の温度を４００～４５０℃に上昇させ、第３期間中にその温度を維持するステップと、
前記湿式酸化炉の温度を４００～４５０℃に維持して、前記垂直共振器型面発光レーザウェーハを酸化させるステップと、
前記垂直共振器型面発光レーザウェーハの酸化が完了した後、前記湿式酸素炉にＮ
２
ガスを導入し、温度を１５０℃まで下げるステップと、
１５０℃まで冷却した後、前記湿式酸化炉から前記垂直共振器型面発光レーザウェーハを取り出すステップと、を含む方法。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記垂直共振器型面発光レーザウェーハを前記湿式酸化炉に入れる前に、
湿式酸化処理装置のスタンバイ状態で、前記湿式酸化炉にＮ
２
ガスとＨ
２
Ｏガスを導入し、Ｎ
２
ガスの流量とＨ
２
Ｏガスの流量が正常かどうかを確認するステップと、
Ｎ
２
ガスの流量とＨ
２
Ｏガスの流量が正常であることを確認した後、前記垂直共振器型面発光レーザウェーハを前記湿式酸化炉に入れるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記Ｎ
２
ガスは１０リットル／分（Ｌ／ｍｉｎ）で前記湿式酸化炉に導入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記Ｈ
２
Ｏガスは２グラム／時間（ｇ／ｈ）で前記湿式酸化炉に導入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記湿式酸化炉の２５０～３５０°Ｃへの温度上昇は、１０～４０℃／分で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１期間は６～８分であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記湿式酸化炉の３５０～４５０°Ｃへの温度上昇は、１０～３０℃／分で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第２期間は1～２分であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記湿式酸化炉の４００～４５０°Ｃへの温度上昇は、１０～２５℃／分で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第３期間は1～２分であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直共振器型面発光レーザ素子に関し、特に、垂直共振器型面発光レーザ素子の湿式酸化孔（湿式酸化処理により形成された孔）の形成方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、垂直共振器型面発光レーザ（ｖｅｒｔｉｃａｌｃａｖｉｔｙｓｕｒｆａｃｅｅｍｉｔｔｉｎｇｌａｓｅｒ、ＶＣＳＥＬ）素子は、電子機器（例えば、バーチャルリアリティ（ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙ、ＶＲ）センシングデバイス）の光源として広く使用されている。
【０００３】
従来の６５０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ素子のエピタキシャル層の湿式酸化孔は、ダイヤモンド形またはシールド形であり、円形のものはほとんどない。従来技術では、９４０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ素子のエピタキシャル層の湿式酸化孔のみが略円形であった。しかし、６５０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ素子と９４０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ素子とでは、エピタキシャル層の構造や成長特性が本質的に異なるため、６５０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ素子のエピタキシャル層では、９４０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ素子のエピタキシャル層のように、湿式酸化孔を略円形に形成することができない。
【０００４】
上記事情に鑑みて、６５０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ素子のエピタキシャル層の湿式酸化孔をいかに円形に形成するかは、業界にとって喫緊の課題となっている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、６５０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ素子の安定性を向上させ、信頼性と耐久性を高めることにある。湿式酸化炉の運転パラメータを調整することにより、６５０ｎｍの垂直共振器型面発光レーザ素子のエピタキシャル層の湿式酸化孔は、実質的に円形に形成される。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、垂直共振器型面発光レーザ素子の湿式酸化孔の形成方法を開示する。前記方法は、直径２５ｕｍ～３０ｕｍの円形の垂直共振器型面発光レーザメサ（ｍｅｓａ）を持つ垂直共振器型面発光レーザウェーハを湿式酸化炉に入れるステップと、前記湿式酸化炉を真空にするステップと、前記湿式酸化炉の温度を２５０～３５０°Ｃに上昇させ、第１期間中にその温度を維持し、前記第１期間中にＮ
２
ガスとＨ
２
Ｏガスを前記湿式酸化炉に導入するステップと、前記湿式酸化炉にＮ
２
ガスとＨ
２
Ｏガスを導入しながら、前記湿式酸化炉の温度を３５０～４５０℃に上昇させ、第２期間中にその温度を維持するステップと、前記湿式酸化炉にＮ
２
ガスとＨ
２
Ｏガスを導入しながら、前記湿式酸化炉の温度を４００～４５０℃に上昇させ、第３期間中にその温度を維持するステップと、前記湿式酸化炉の温度を４００～４５０℃に維持して、前記垂直共振器型面発光レーザウェーハを酸化させるステップと、前記垂直共振器型面発光レーザウェーハの酸化が完了した後、前記湿式酸化炉にＮ
２
ガスを導入し、温度を１５０℃まで下げるステップと、１５０℃まで冷却した後、前記湿式酸化炉から前記垂直共振器型面発光レーザウェーハを取り出すステップと、を含む。
【０００７】
本発明の実施形態において、前記垂直共振器型面発光レーザウェーハを前記湿式酸化炉に入れる前に、湿式酸化処理装置のスタンバイ状態で、前記湿式酸化炉にＮ
２
ガスとＨ
２
Ｏガスを導入し、Ｎ
２
ガスの流量とＨ
２
Ｏガスの流量が正常かどうかを確認するステップと、Ｎ
２
ガスの流量とＨ
２
Ｏガスの流量が正常であることを確認した後、前記垂直共振器型面発光レーザウェーハを前記湿式酸化炉に入れるステップと、をさらに含む。
【０００８】
本発明の実施形態において、前記Ｎ
２
ガスは１０リットル／分（Ｌ／ｍｉｎ）で前記湿式酸化炉に導入される。
【０００９】
本発明の実施形態において、Ｈ
２
Ｏガスは２グラム／時間（ｇ／ｈ）で前記湿式酸化炉に導入される。
【００１０】
本発明の実施形態において、前記湿式酸化炉の２５０～３５０°Ｃへの温度上昇は、１０～４０℃／分で行われる。
（【００１１】以降は省略されています）

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