JP2001189523A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バットジョイント部近傍の異常成長を防止す
ることが可能な半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板の主面上に、第１の半導体材
料からなる第１の層を成長させる。第１の層の上に、第
１の半導体材料とはエッチング耐性の異なる第２の半導
体材料からなる第２の層を成長させる。第２の層の上
に、第２の半導体材料とはエッチング耐性の異なる第３
の半導体材料からなる第３の層を成長させる。第３の層
の表面のうち一部の領域をマスクパターンで覆う。マス
クパターンをエッチングマスクとして第３の層をエッチ
ングする。露出した第２の層をエッチングするととも
に、マスクパターンの下方の第２の層を横方向にエッチ
ングし、マスクパターンを庇状に残す。第２の層をエッ
チングマスクとして、第１の層をエッチングする。第１
の層の除去された領域上に成長する条件で、第４の層を
選択的に成長させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法及び半導体装置に関し、特に１枚の基板上に成長さ
せた半導体結晶層と、その半導体結晶層の端面に直接結
合（バットジョイント：Butt-joint）する他の半導体結
晶層を有する半導体装置の製造方法及び半導体装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ装置、半導体アンプ、半導
体光導波路等の半導体光素子を同一基板上にモノリシッ
クに集積することにより、装置の小型化、低価格化を可
能にすることができる。このため、複数の半導体光素子
をモノリシックに集積したいわゆる半導体光集積装置が
注目されている。

【０００３】分布帰還型半導体レーザ装置（ＤＦＢレー
ザ装置）を例にとって従来の半導体装置の製造方法を説
明する。半導体基板の表面に回折格子を形成した後、半
導体レーザ積層構造を基板全面上に形成する。レーザ積
層構造の表面のうち、半導体レーザ装置となる領域を誘
電体マスクパターンで覆う。この誘電体マスクパターン
をエッチングマスクとしてレーザ積層構造を選択的にエ
ッチングする。レーザ積層構造をエッチングした領域の
半導体基板表面上に光導波路構造を再成長させる。これ
により、レーザ積層構造と導波路構造とが、その端面を
介して直接結合する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光導波路構造を再成長
させる際に、レーザ積層構造の端面近傍（バットジョイ
ント部近傍）において異常成長が生じることが知られて
いる。例えば、バットジョイント部近傍における光導波
路構造の膜厚が、所望の設計膜厚の数倍にも達する場合
がある。局所的な異常成長により、表面に段差が形成さ
れる。この段差のために、その後の製造工程が困難にな
る。

【０００５】特開平３−１９８３９２号公報、及び特開
平９−１９９７９４号公報に、導波路構造の選択再成長
時の異常成長を回避する方法が開示されている。この方
法では、誘電体マスクパターンの平面形状を工夫し、バ
ットジョイント部近傍における実効的な成長速度を遅く
することにより、段差の発生が抑制される。しかし、作
製すべき半導体光集積装置ごとに誘電体マスクパターン
の平面形状を個々に設計する必要がある。

【０００６】特開平１１−８７８４４号公報、特開平９
−６４４６３号公報、特開平８−３４０１５３号公報、
特開平５−２５１８１２号公報、及び特開平５−２５９
５６８号公報等に、選択再成長時の異常成長を回避する
他の方法が開示されている。この方法では、選択成長時
の誘電体マスクパターンを庇状に形成し、その後の選択
成長の異常成長を回避している。庇状の部分は、レーザ
積層構造のエッチングの際に、サイドエッチングするこ
とにより形成される。しかし、サイドエッチングの深さ
を再現性よく制御することが困難である。

【０００７】本発明の目的は、バットジョイント部近傍
の異常成長を防止することが可能な半導体装置の製造方
法を提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、発光層を含む積層構
造と導波路構造とをバットジョイントし、バットジョイ
ント部近傍の基板表面段差を少なくした半導体装置を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、半導体基板の主面上に、第１の半導体材料からなる
第１の層を成長させる工程と、前記第１の層の上に、前
記第１の半導体材料とはエッチング耐性の異なる第２の
半導体材料からなる第２の層を成長させる工程と、前記
第２の層の上に、前記第２の半導体材料とはエッチング
耐性の異なる第３の半導体材料からなる第３の層を成長
させる工程と、前記第３の層の表面のうち一部の領域を
マスクパターンで覆う工程と、前記マスクパターンをエ
ッチングマスクとして前記第３の層をエッチングし、該
マスクパターンで覆われていない領域に前記第２の層を
露出させる工程と、露出した前記第２の層をエッチング
するとともに、前記マスクパターンの下方の該第２の層
を横方向にエッチングし、該マスクパターンを庇状に残
す工程と、前記第２の層をエッチングマスクとして、前
記第１の層をエッチングする工程と、前記第１の層の除
去された領域上に成長し、前記マスクパターンの表面上
には成長しない条件で、半導体材料からなる第４の層を
選択的に成長させる工程とを有し、前記第３の層をエッ
チングする工程において、該第３の層がサイドエッチン
グされないか、または該第３の層のサイドエッチング量
が、前記第２の層をエッチングする工程における該第２
の層のサイドエッチング量よりも少ない半導体装置の製
造方法が提供される。

【００１０】第２の層をエッチングするときに、第３の
層がエッチングマスクとして作用する。誘電体等からな
るマスクパターンでマスクする場合に比べて、第２の層
と第３の層との界面が安定であるため、サイドエッチン
グの深さを再現性よく制御することができる。サイドエ
ッチングの深さを精度よく制御すると、第４の層の選択
成長時の異常成長を抑制することができる。

【００１１】本発明の他の観点によると、主面を有する
半導体基板と、前記半導体基板の主面の一部の領域上に
形成され、半導体材料からなる活性層と、前記活性層の
上に形成された第１のクラッド層と、前記半導体基板の
主面のうち、前記活性層の形成されていない領域上に形
成された導波路層であって、該活性層と該導波路層とが
端面を介して接触し、光が導波する前記導波路層と、前
記導波路層の上に形成され、前記第１のクラッド層の端
面に接触する第２のクラッド層とを有し、前記第１のク
ラッド層の、前記第２のクラッド層に接する端面が、該
第１のクラッド層の（１１１）Ａ面もしくはその近傍の
面である半導体装置が提供される。

【００１２】（１１１）Ａ面のエッチング速度が遅くな
るような異方性エッチングにより第１のクラッド層を選
択的にエッチングすると、その端面に（１１１）Ａ面も
しくはその近傍の面が現れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１及び図２を参照して、本発明
の実施例による半導体装置の製造方法について説明す
る。

【００１４】図１（Ａ）に示すように、（１００）面を
主面とするｎ型ＩｎＰ基板１を準備する。ＩｎＰ基板１
の主面に、レーザ構造形成領域２及び導波路構造形成領
域３が画定されている。２つの領域２と３との境界線
は、ＩｎＰ基板の［０１１］方向に垂直な方向（例えば
［０−１１］方向）と平行である。ここで、−１は、１
のオーバーバーを意味する。なお、境界線が［０−１
１］方向と結晶学的に等価な他の方向（＜１−１０＞方
向）と平行になるような構成としてもよい。いいかえれ
ば、＜１１０＞方向と垂直になるようにしてもよい。ま
た、境界線と＜１−１０＞方向が平行でなくとも、＜１
−１０＞方向からのずれが１０°以下となるようにして
もよい。ＩｎＰ基板１の主面の、レーザ構造形成領域２
内に回折格子４を形成する。回折格子４は、例えば光干
渉露光法により形成される。

【００１５】回折格子４が形成されたＩｎＰ基板１の主
面上に、厚さ５０ｎｍの光閉じ込め層５、活性層６、厚
さ５０ｎｍの光閉じ込め層７を順番に成長させる。光閉
じ込め層５及び７は、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰで形
成される。活性層６は、バリア層と井戸層とを交互に積
層して形成される。バリア層は９層配置され、井戸層は
８層配置される。活性層６の厚さは１００ｎｍである。
バリア層は、フォトルミネッセンス波長１．３μｍのＩ
ｎＧａＡｓＰで形成され、井戸層は、フォトルミネッセ
ンス波長１．５４μｍのＩｎＧａＡｓＰで形成される。
この活性層６により、波長１．５５μｍのフォトルミネ
ッセンスが得られる。

【００１６】光閉じ込め層７の上に、ｐ型ＩｎＰからな
る厚さ０．５μｍのクラッド層８、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ
からなる厚さ２０ｎｍの下キャップ層９、及びｐ型Ｉｎ
Ｐからなる厚さ２０ｎｍの上キャップ層１０を順番に成
長させる。下キャップ層７は、室温での発光波長が１．
１５μｍとなる組成比を有する。これらの各層は、有機
金属化学気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）により形成すること
ができる。

【００１７】レ−ザ構造形成領域２の上方の上キャップ
層１０の表面を、酸化シリコンからなるマスクパターン
１１で覆う。

【００１８】図１（Ｂ）に示すように、マスクパターン
１１をエッチングマスクとして上キャップ層１０をエッ
チングする。上キャップ層１０のエッチングは、塩酸
（ＨＣｌ）と過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）との
混合液を用いて行うことができる。塩酸と過酸化水素と
水との体積混合比は１：１：４である。なお、用いた塩
酸は、濃度３６重量％のものであり、過酸化水素は、濃
度３１重量％のものである。このとき、サイドエッチン
グはほとんど生じない。

【００１９】図１（Ｃ）に示すように、マスクパターン
１１及びその下に残っている上キャップ層１０をマスク
として、下キャップ層９をエッチングする。下キャップ
層９のエッチングは、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と過酸化水素と
水との混合液を用いて行うことができる。硫酸と過酸化
水素と水との体積混合比は、１：１：１である。なお、
用いた硫酸の濃度は９６重量％である。

【００２０】このとき、下キャップ層９がサイドエッチ
ングされ、マスクパターン１１と上キャップ層１０とが
庇状に残る。上キャップ層１０は、このまま残しておい
ても後工程の光導波路層やクラッド層の成長において問
題となることはないが、通常は下キャップ層９がサイド
エッチングされた領域に、上キャップ層１０の下面が露
出するため、後工程のクラッド層８のエッチング時に、
上キャップ層１０の露出部分が除去されてしまう。

【００２１】本願発明者らの実験によると、ＩｎＧａＡ
ｓＰからなる下キャップ層９の上に酸化シリコンからな
るマスクパターン１１を直接形成した場合には、サイド
エッチングの深さを再現性よく制御することが困難であ
った。これは、ＩｎＧａＡｓＰからなる下キャップ層と
酸化シリコンからなるマスクパターンとの接合界面の状
態が安定しないためと考えられる。

【００２２】本実施例の場合には、下キャップ層９のエ
ッチング時には、上キャップ層１０がマスクとして作用
する。両者はともに化合物半導体であり、両者の界面の
状態は安定していると考えられる。このため、サイドエ
ッチングの深さを再現性よく制御することができる。な
お、このとき、マスクパターン１１は、上キャップ層１
０の上面をエッチャントから保護する役割を担う。

【００２３】サイドエッチングの深さを再現性よく制御
するためには、下キャップ層９及び上キャップ層１０の
厚さを、１００ｎｍ以下とすることが好ましい。

【００２４】図２（Ａ）に示すように、下キャップ層９
をマスクとしてクラッド層８をエッチングする。クラッ
ド層８のエッチングは、臭化水素（ＨＢｒ）と水との混
合液を用いた異方性エッチングにより行う。臭化水素と
水との体積混合比は２：１である。用いた臭化水素は、
濃度４７重量％のものである。このとき、クラッド層８
の端面に、（１１１）Ａ面もしくはそれに近い結晶面が
現れる。このような異方性エッチングを用いると、クラ
ッド層８のサイドエッチングが、下キャップ層９の縁で
ほぼ停止する。

【００２５】図２（Ｂ）に示すように、クラッド層８を
マスクとして、光閉じ込め層７、活性層６、及び光閉じ
込め層５をエッチングする。これらの層のエッチング
は、硫酸と過酸化水素と水とを体積混合比で１５：１：
１に混合したエッチャントを用いて行う。このとき、こ
れらの層がサイドエッチングされ、クラッド層８の端部
が庇状に張り出す。

【００２６】図２（Ｃ）に示すように、ノンドープのＩ
ｎＧａＡｓＰからなる光導波路層１２を選択成長させ
る。さらに、光導波路層１２の上に、ｎ型のＩｎＰから
なるクラッド層１３を選択成長させる。クラッド層８の
端面（斜面）に（１１１）Ａ面もしくはそれに近い面が
露出していると、光導波路層１２を選択成長させる時
に、光導波路層１２がクラッド８の斜面上に這い上がっ
て成長することを抑制できる。

【００２７】クラッド層１３を選択成長させた後、マス
クパターン１１を除去する。このとき、上キャップ層１
０及び下キャップ層９も除去される。なお、上キャップ
層１０及び下キャップ層９がクラッド層８の上に残って
いてもよい。

【００２８】マスクパターン１１を除去した後、レーザ
構造形成領域２と導波路構造形成領域３との境界線に直
交する方向に延在するメサが残るように、クラッド層８
及び１３の上面からＩｎＰ基板１の表面層までを、酸化
シリコンマスクを用いて選択的にエッチングする。メサ
の両側を、ｎ型のＩｎＰ及びｐ型のＩｎＰで埋め込み、
電流狭窄層を形成する。この埋め込みは、選択成長によ
り行われる。埋め込まれたｐ型ＩｎＰ領域の上に、ｐ型
のＩｎＧａＡｓＰコンタクト層を形成する。このコンタ
クト層の上面及びＩｎＰ基板１の裏面に、電極を形成す
る。このようにして、ＤＦＢレーザ装置と光導波路とが
形成された半導体光集積装置が得られる。

【００２９】活性層６内で励起されたレーザ光が導波路
層１２内に入射し、導波路層１２に沿って伝搬する。

【００３０】次に図３を参照して、図２（Ｃ）の工程で
成長させた光導波路層１２の成長の様子と、クラッド層
８の庇状部分の張り出し量との関係について説明する。
図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれクラッド層
８の庇状部分の張り出し量が１７０ｎｍ、２２０ｎｍ、
及び４８０ｎｍの場合を示す。いずれの図面も、活性層
６の端面から十分離れた領域における光導波路層１２の
厚さが、光閉じ込め層５、活性層６、及び光閉じ込め層
７の合計の厚さとほぼ等しくなるまで成長させた状態を
示す。

【００３１】図３（Ｂ）に示すように、庇状部分の張り
出し量が２２０ｎｍのとき、光導波路層１２の表面がほ
ぼ平坦になる。張り出し量が少ない場合には、図３
（Ａ）に示すように、活性層６とのバットジョイント部
近傍において光導波路層１２が厚くなり、クラッド層８
の端面の一部が光導波路層１２で覆われてしまう。張り
出し量が多い場合には、図３（Ｃ）に示すように、バッ
トジョイント部近傍に窪みが形成される。

【００３２】これら種々の実験から、クラッド層８の庇
状部分の好適な張り出し量は、０．２〜０．３μｍであ
ることがわかった。

【００３３】次に、図４を参照して、図２（Ｃ）の工程
で成長させたクラッド層１３の成長の様子と、マスクパ
ターン１１の庇状部分の張り出し量との関係について説
明する。図４（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれマ
スクパターン１１の庇状部分の張り出し量が１１０ｎ
ｍ、２６０ｎｍ、及び４８０ｎｍの場合を示す。いずれ
の図面も、クラッド層８の端面から十分離れた領域にお
けるクラッド層１３の厚さが、クラッド層８の厚さとほ
ぼ等しくなるまで成長させた状態を示す。

【００３４】図４（Ｂ）に示すように、庇状部分の張り
出し量が２６０ｎｍのとき、クラッド層１３の表面がほ
ぼ平坦になる。張り出し量が少ない場合には、図４
（Ａ）に示すように、クラッド層８と１３とのバットジ
ョイント部近傍においてクラッド層１３が異常成長し、
尾根状部分１３ａが形成されてしまう。張り出し量が多
い場合には、図４（Ｃ）に示すように、バットジョイン
ト部近傍に窪みが形成されてしまう。

【００３５】これら種々の実験から、マスクパターン１
１の庇状部分の好適な張り出し量は、０．２〜０．３μ
ｍであることがわかった。図１及び図２に示す実施例に
よる方法を用いれば、マスクパターン１１の庇状部分の
張り出し量を再現性よく制御できるため、クラッド層１
３の表面をほぼ平坦にすることが可能になる。

【００３６】上記実施例では、半導体基板の表面上にま
ずレーザ積層構造を、全面成長とエッチングにより形成
し、その後導波路構造を選択再成長によって形成する場
合を説明した。成長順序を逆にし、最初に導波路構造
を、全面成長とエッチングにより形成し、その後レーザ
積層構造を選択再成長により形成してもよい。また、レ
ーザ積層構造の他に、受光装置を形成してもよい。

【００３７】レーザ構造を形成する場合には、活性層及
びクラッド層の材料として、活性層の屈折率がクラッド
層の屈折率よりも小さくなるような半導体材料を選択す
る。受光装置を形成する場合には、受光窓及びクラッド
層の材料として、受光層の屈折率がクラッド層の屈折率
よりも大きくなるような半導体材料を選択する。導波路
構造を形成する場合には、導波路（コア）の屈折率がク
ラッド層の屈折率よりも大きくなるような半導体材料を
選択する。

【００３８】また、上記実施例では、図２（Ｂ）に示す
状態から、半導体基板１の露出した表面上に光導波路層
１２を直ちに成長させる場合を説明したが、光導波路層
１２を成長させる前に、半導体基板１の露出した表面層
をエッチングし、エッチングされた部分にＩｎＰからな
るバッファ層を成長させてもよい。この場合、光導波路
層１２は、バッファ層の上に形成される。

【００３９】上記実施例では、半導体装置のバットジョ
イント部の断面に着目した。次に、図１（Ａ）に示すマ
スクパターン１１の平面形状について説明する。

【００４０】図５は、従来のマスクパターン１１の平面
形状を示す。複数の細長い長方形状のパターンが、行列
状に配置されている。図５の長方形パターンの短辺と直
交する一点鎖線Ａ１−Ａ１における断面図が図１及び図
２の断面図に相当する。マスクパターン１１の短辺と直
交し、マスクパターン１１よりも狭い帯状領域２０が、
ひとつのＤＦＢレーザ装置及び光導波路に相当する。

【００４１】図２（Ａ）に示す工程でクラッド層８をエ
ッチングすると、図５に示すように、マスクパターン１
１の角においてサイドエッチングが過剰に進み、オーバ
エッチング部２１が形成されてしまう。このため、オー
バエッチング部２１が、帯状領域２０内に入り込まない
ように、マスクパターン１１の幅に余裕を持たせる必要
がある。なお、オーバエッチング部２１は、図２（Ａ）
に示す下キャップ層９及び上キャップ層１０を配置した
場合にも生ずる。

【００４２】ところが、マスクパターン１１の幅を広げ
すぎると、下記に示すような問題が発生する。

【００４３】図５に示したマスクパターン１１の幅をＷ
ｓ、幅方向の配列ピッチをＰ、マスクパターン１１の長
さ方向に隣り合う２つのマスクパターン１１の間隔をＤ
とする。間隔Ｄを１ｍｍとし、ピッチＰ及び幅Ｗｓを変
えて図２（Ｃ）に示すクラッド層１３の選択再成長を行
った。選択成長後、マスクパターン１１の長さ方向の間
隔部のほぼ中央の点Ａにおけるクラッド層１３の膜厚Ｔ
Ａと、マスクパターン１１の短辺近傍の点Ｂにおける膜
厚ＴＢとの比を測定した。

【００４４】ピッチＰを５０μｍとし、幅Ｗｓを１０μ
ｍ及び２０μｍとした場合、ＴＢ／ＴＡは、それぞれ
１．１０及び１．２６であった。幅Ｗｓを広くすると、
膜厚比ＴＢ／ＴＡが増大していることがわかる。このた
め、マスクパターン１１の幅Ｗｓを広げすぎると、クラ
ッド層１３の上面の平坦性が悪くなる。

【００４５】図６は、実施例による半導体装置の製造方
法で用いるマスクパターンの平面形状を示す。マスクパ
ターン１１は、行列状に配置された複数の長方形領域１
１Ａを含んで構成される。各長方形領域１１Ａは、図の
縦方向に長い形状を有する。各長方形領域１１Ａの短辺
を、その両側に延長させた仮想直線に沿って、細い帯状
領域１１Ｂが形成されている。帯状領域１１Ｂは、隣の
長方形領域１１Ａから延在する帯状領域１１Ｂと連結さ
れている。すなわち、マスクパターン１１は、はしご状
の形状を有する。

【００４６】図６の長方形領域１１Ａの短辺と直交する
一点鎖線Ａ１−Ａ１における断面図が図１及び図２の断
面図に相当する。長方形領域１１Ａの短辺と直交し、長
方形領域１１Ａよりも狭い帯状領域２０が、ひとつのＤ
ＦＢレーザ装置及び光導波路に相当する。

【００４７】長方形領域１１Ａの各々の頂点から、帯状
領域１１Ｂが延びているため、図２に示すようにクラッ
ド層８をエッチングしても、図５のようなオーバエッチ
ング部２１が発生しない。このため、長方形領域１１Ａ
の幅を細くすることができる。長方形領域１１Ａの幅を
細くすると、長方形領域１１Ａの短辺近傍の点Ｂにおけ
るクラッド層１３（図２（Ｃ）参照）の膜厚ＴＢと、長
方形領域１１Ａの長さ方向に関して隣り合う２つの長方
形領域１１Ａの間のほぼ中央の点Ａにおける膜厚ＴＡと
の差を小さくすることができる。

【００４８】例えば、長方形領域１１Ａの幅Ｗｓを５μ
ｍ、幅方向の配列ピッチＰを１０μｍ、長方形領域１１
Ａの長さ方向の間隔Ｄを１ｍｍ、帯状領域１１Ｂの幅Ｗ
ｒを３μｍとしたとき、ＴＢ／ＴＡは１．１８であっ
た。周期Ｐを２０μｍに広げ、幅Ｗｓを１０μｍにする
と、ＴＢ／ＴＡは１．２６であった。これは、図５に示
す従来の場合において、ピッチＰを１００μｍ、幅Ｗｓ
を２０μｍとした場合と同等の値である。

【００４９】図６に示す実施例の場合には、長方形領域
１１Ａの幅を１０μｍまで細くしても、図５に示す従来
の長方形領域１１の幅を２０μｍとした場合と同程度の
実効幅を確保することができる。このとき、選択再成長
したクラッド層１３の表面は、従来の場合と同等の平坦
度を維持することができる。

【００５０】長方形領域１１Ａの幅を広くすると、膜厚
比ＴＢ／ＴＡが大きくなり、平坦度が悪くなってしま
う。このため、長方形領域１１Ａの幅を１０μｍ以下と
することが好ましい。

【００５１】なお、図２（Ａ）に示す下キャップ層９及
び上キャップ層１０を配置しない場合には、クラッド層
８をエッチングしたときに、長方形領域１１Ａと帯状領
域１１Ｂとの連結部分に、図６に示すようなオーバエッ
チング部２２が発生することがわかった。オーバエッチ
ング部２２が発生すると、図５の従来の場合と同様に長
方形領域１１Ａの幅に、オーバエッチング部２２の幅だ
けの余裕を持たせる必要が生ずる。図２（Ａ）に示した
ように、下キャップ層９及び上キャップ層１０を配置す
ることにより、オーバエッチング部２２の発生を防止す
ることができる。

【００５２】上記実施例では、ＩｎＰ基板上にＩｎＧａ
ＡｓＰ系のレーザ構造を形成する場合を例にとって説明
したが、他のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料を用いても
よい。例えば、ＩｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓ系レーザ構
造を形成してもよいし、ＩｎＰ基板上にＡｌＩｎＧａＡ
ｓ系レーザ構造を形成してもよい。

【００５３】このとき、図１（Ａ）に示すクラッド層８
と下キャップ層９とは、相互にエッチング耐性の異なる
半導体材料で形成し、下キャップ層９と上キャップ層１
０とは、相互にエッチング耐性の異なる半導体材料で形
成される。

【００５４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、半
導体光増幅器、変調器、検出器、ファブリペローレーザ
装置等にも適用可能であり、その他種々の変更、改良、
組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体層のサイドエッチング量を再現性よく制御するこ
とが可能になる。サイドエッチングされた部分の上に残
された庇状部分の張り出し量を再現性よく制御できる。
この庇状部分の張り出し量を好適化することにより、選
択再成長時の異常成長を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による製造方法を説明するため
の基板の断面図（その１）である。

【図２】本発明の実施例による製造方法を説明するため
の基板の断面図（その２）である。

【図３】実施例による製造方法で作製される導波路層の
選択再成長の様子と、庇状に張り出したクラッド層の張
り出し量との関係を説明するためのバットジョイント部
の断面図である。

【図４】実施例による製造方法で作製されるクラッド層
の選択再成長の様子と、庇状に張り出したマスクパター
ンの張り出し量との関係を説明するためのバットジョイ
ント部の断面図である。

【図５】従来のマスクパターンの平面図である。

【図６】実施例による製造方法で使用されるマスクパタ
ーンの平面図である。

【符号の説明】

１ ｎ型ＩｎＰ基板 ２ レーザ構造形成領域 ３ 導波路構造形成領域 ４ 回折格子 ５、７ 光閉じ込め層 ６ 活性層 ８、１３ クラッド層 ９ 下キャップ層 １０ 上キャップ層 １１ マスクパターン １２ 光導波路層 ２０ レーザ構造／導波路構造が配置される領域 ２１、２２ オーバエッチング部

フロントページの続き (72)発明者 藤井 卓也 山梨県中巨摩郡昭和町大字紙漉阿原1000番 地 富士通カンタムデバイス株式会社内 (72)発明者 江川 満 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5F043 AA14 AA15 AA20 BB07 BB08 FF02 FF10 5F073 CA12 DA22 DA23 EA29

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の主面上に、第１の半導体材
   料からなる第１の層を成長させる工程と、 前記第１の層の上に、前記第１の半導体材料とはエッチ
   ング耐性の異なる第２の半導体材料からなる第２の層を
   成長させる工程と、 前記第２の層の上に、前記第２の半導体材料とはエッチ
   ング耐性の異なる第３の半導体材料からなる第３の層を
   成長させる工程と、 前記第３の層の表面のうち一部の領域をマスクパターン
   で覆う工程と、 前記マスクパターンをエッチングマスクとして前記第３
   の層をエッチングし、該マスクパターンで覆われていな
   い領域に前記第２の層を露出させる工程と、 露出した前記第２の層をエッチングするとともに、前記
   マスクパターンの下方の該第２の層を横方向にエッチン
   グし、該マスクパターンを庇状に残す工程と、 前記第２の層をエッチングマスクとして、前記第１の層
   をエッチングする工程と、 前記第１の層の除去された領域上に成長し、前記マスク
   パターンの表面上には成長しない条件で、半導体材料か
   らなる第４の層を選択的に成長させる工程とを有し、前
   記第３の層をエッチングする工程において、該第３の層
   がサイドエッチングされないか、または該第３の層のサ
   イドエッチング量が、前記第２の層をエッチングする工
   程における該第２の層のサイドエッチング量よりも少な
   い半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１の層を成長させる工程の前に、
   さらに、半導体下地基板の主面上に、前記第１の層の屈
   折率よりも大きな屈折率を有する半導体材料からなる第
   ５の層を成長させる工程を含み、 前記第１の層をエッチングする工程の後に、該第１の層
   をエッチングマスクとして前記第５の層をエッチングす
   るとともに、該第１の層の端部の下方の該第５の層を横
   方向にもエッチングする工程と、 前記第５の層のエッチングされた領域に現れた基板表面
   上に成長し、前記マスクパターンの表面上には成長しな
   い条件で、前記第４の層の屈折率よりも大きな屈折率を
   有する半導体材料からなる第６の層を選択的に成長させ
   る工程とを含み、 前記第４の層を選択的に成長させる工程において、該第
   ４の層を前記第６の層の上に成長させる請求項１に記載
   の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第５の層をエッチングする工程の
   後、さらに、 前記第５の層をエッチングされた領域に現れた半導体下
   地基板の表面層をエッチングする工程と、 露出している半導体下地基板の表面上に、該半導体下地
   基板と同一半導体材料からなるバッファ層を選択的に成
   長させる工程とを含む請求項２に記載の半導体装置の製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記マスクパターンが、第１の方向に延
   在する長方形領域と、該長方形領域の頂点の各々から該
   第１の方向と直交する第２の方向に向かって延びる帯状
   領域とを含んだ平面形状を有する請求項１から３のいず
   れかに記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 主面を有する半導体基板と、 前記半導体基板の主面の一部の領域上に形成され、半導
   体材料からなる活性層と、 前記活性層の上に形成された第１のクラッド層と、 前記半導体基板の主面のうち、前記活性層の形成されて
   いない領域上に形成された導波路層であって、該活性層
   と該導波路層とが端面を介して接触し、光が導波する前
   記導波路層と、 前記導波路層の上に形成され、前記第１のクラッド層の
   端面に接触する第２のクラッド層とを有し、前記第１の
   クラッド層の、前記第２のクラッド層に接する端面が、
   該第１のクラッド層の（１１１）Ａ面もしくはその近傍
   の面である半導体装置。