JP2005033021A - 半導体光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電極に含まれる金属原子の拡散を防止できる半導体光素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 半導体光素子１００は、基板１の主面１ａ上に順に設けられたｎ型半導体層２、活性層３及びｐ型半導体部４を備える。ｐ型半導体部４はリッジ部４０と層状部４２とを有しており、リッジ部４０上にはコンタクト層５が形成されている。リッジ部４０の側面４ｂ及びコンタクト層５の側面５ｂ上には、絶縁層６の第１の部分６０が基板１の主面１ａに交差する面に沿って延びている。ここで、第１の部分６０の端部６ａは、コンタクト層５の側面５ｂのエッジ５ｃよりも高い。よって、コンタクト層５の側面５ｂのエッジ５ｃにおいてバリアメタル層７が薄くなることはない。これにより、上部電極９に含まれる金属原子がコンタクト層５中に拡散することを防止できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体光素子及びその製造方法に関する。

従来、リッジ型の導波路構造を有する半導体光素子が知られている。このリッジ型の半導体光素子では、リッジ部上にコンタクト層が形成されている。リッジ部及びコンタクト層を覆う絶縁層には、コンタクト層を露出させるために開口部（窓部）が形成されている。開口部は、例えば、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー技術を用いて形成される。しかしながら、マスク合わせの精度（アライメント精度）が不十分であると、所望の位置に開口部を形成することは困難である。さらに、フォトマスクを用いると、半導体光素子の製造工程が複雑化し、製造コストも増大してしまう。

マスク合わせの工程を行わないために、セルフアライメント法により開口部を形成することが行なわれている（例えば特許文献１参照）。セルフアライメント法では、絶縁膜を基板上に形成した後に、この絶縁膜上にフォトレジストを塗布している。塗布されたフォトレジストの膜厚はリッジ部上で薄くなるので、リッジ部上のフォトレジストを選択的に除去できる。セルフアライメント法ではマスク合わせの工程がないので、アライメントずれが生じない。
特開平０９−３３１１０４号公報

図１０は、セルフアライメント法を用いて製造されるリッジ型半導体光素子２００の一例の構造を示す断面図である。半導体光素子２００は、半導体基板２０１の上面２０１ａに順次設けられたバッファ層２０２、活性層２０３、クラッド層２０４及びコンタクト層２０５を備えている。クラッド層２０４はリッジ状に隆起したリッジ部２４０を有しており、リッジ部２４０上にはコンタクト層２０５が設けられている。リッジ部２４０の側面２０４ｂ及びコンタクト層２０５の側面２０５ｂの一部は、絶縁層２０６によって覆われている。コンタクト層２０５及び絶縁層２０６は、バリアメタル層２０７によって覆われている。バリアメタル層２０７上には、上部電極２０９が設けられている。半導体基板２０１の下面には、下部電極２０８が設けられている。しきい値電流以上の電流が上部電極２０９及び下部電極２０８を通じて活性層２０３に注入されると、活性層２０３でレーザ光が生成され、半導体光素子２００から放出される。

上述の構造を有する半導体光素子２００を製造する際に、絶縁層２０６にはセルフアライメント法によって開口部が形成される。この場合、開口部にはコンタクト層２０５の上面２０５ａ及び側面２０５ｂの一部が露出する。さらに、コンタクト層２０５及び絶縁層２０６を覆うようにバリアメタル層２０７が形成される。

しかしながら、上記半導体光素子２００では所望の信頼性が得られていない。所望の信頼性が得られなかったサンプルを発明者らが調査したところ、上部電極２０９に含まれる金属原子がコンタクト層２０５中に拡散していることが判明した。この場合、金属原子による欠陥がコンタクト層２０５中に生じるので、半導体光素子２００の信頼性は低下してしまう。一方、バリアメタル層２０７はバリア性が十分得られる程度の膜厚で形成されていると考えられる。そこで、更なる調査の結果、バリアメタル層２０７のバリア能力が部分的に損なわれている可能性があることが判明した。本発明者らがバリアメタル層２０７の膜厚を詳細に調査したところ、バリアメタル層２０７の厚さが部分的に薄くなっていることが明らかになった。

そこで本発明は、電極に含まれる金属原子の拡散を防止できる半導体光素子及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の半導体光素子は、(ａ)第１導電型半導体から構成されるリッジ部と第１導電型半導体から構成される層状部とを含んでおり、基板の主面上に設けられた第１導電型半導体部と、(ｂ)リッジ部上に形成されたコンタクト層と、(ｃ)基板の主面に交差する面に沿って延びる第１の部分と、層状部上に設けられた第２の部分とを有する絶縁層と、(ｄ)コンタクト層及び絶縁層上に設けられたバリアメタル層と、(ｅ)バリアメタル層上に設けられた電極とを備え、絶縁層の第１の部分は、リッジ部の側面及びコンタクト層の側面上に設けられており、第１の部分の端部は、コンタクト層の側面の上端よりも高い。

絶縁層の第１の部分の端部はコンタクト層の側面の上端よりも高いので、バリアメタル層は、コンタクト層の側面には形成されず、コンタクト層の上面に形成される。このため、コンタクト層の上面から側面にわたってバリアメタル層が設けられない。よって、コンタクト層の側面の上端においてバリアメタル層が薄くなることはない。

また、バリアメタル層の厚さが１００ナノメートル（１００ｎｍ）以下であると好ましい。バリアメタル層の厚さが１００ナノメートルを超えると、バリアメタル層と絶縁層との界面に高い応力が加わる。

さらに、リッジ部の幅が３マイクロメートル（３μｍ）以下であると好ましい。本発明のセルフアライメント法によれば、基板の主面に交差する面に沿って延びる絶縁層の第１の部分は好適に製造される。リッジ部の幅が３マイクロメートル以下の場合でも、本発明のセルフアライメント法を用いると、電極に含まれる金属原子がコンタクト層へ拡散することを防止できる。

またさらに、上記半導体光素子は、(ａ)基板と第１導電型半導体部との間に設けられた第２導電型半導体層と、(ｂ)第２導電型半導体層と第１導電型半導体部との間に設けられた活性層とを備えると好ましい。

また、コンタクト層はｐ型半導体から構成され、バリアメタル層はＰｔを含む金属から構成され、電極はＡｕを含む金属から構成されると好ましい。バリアメタル層がＰｔを含む金属から構成されると、電極を構成する金属に含まれるＡｕはコンタクト層中に拡散しない。このため、ｐ型半導体から構成されるコンタクト層中に、金属原子による欠陥は生じない。

また、本発明の半導体光素子の製造方法は、(ａ)所定の導電型を有する第１の半導体膜及びコンタクト膜が順に設けられた基板を準備する工程と、(ｂ)コンタクト膜上に第２の半導体膜を形成する工程と、(ｃ)リッジ部のためのマスクを第２の半導体膜上に形成する工程と、(ｄ)マスクを用いて第２の半導体膜をエッチングして、コンタクト膜上に第２の半導体層を形成する工程と、(ｅ)第２の半導体層を形成した後に、マスクを用いてコンタクト膜及び第１の半導体膜を順にエッチングして、コンタクト層とリッジ部とを形成する工程と、(ｆ)リッジ部、コンタクト層及び第２の半導体層を覆って絶縁膜を形成する工程と、(ｇ)第２の半導体層が露出するように絶縁膜を部分的にエッチングする工程と、(ｈ)絶縁膜を部分的にエッチングした後に、第２の半導体層を除去する工程と、(ｉ)コンタクト層上にバリアメタル膜を形成する工程と、(ｊ)バリアメタル膜上に金属膜を形成する工程とを備える。

この方法では、コンタクト膜上に予め第２の半導体膜を形成し、第２の半導体膜上にマスクを形成する。このため、リッジ部上の絶縁膜を部分的にエッチングすると、コンタクト層は露出せずに第２の半導体層が部分的に露出する。続いて、第２の半導体層をエッチングにより除去すると、コンタクト層の上面が露出すると共に、第２の半導体層の側面の一部を覆っていた絶縁層の端部はコンタクト層の側面の上端よりも高くなる。

したがって、バリアメタル膜は、コンタクト層の側面には形成されず、コンタクト層の上面に形成される。このため、バリアメタル膜は、コンタクト層の上面から側面にわたって形成されない。よって、コンタクト層の側面の上端においてバリアメタル膜が薄くなることはない。

本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。

以上説明したように、本発明の半導体光素子によれば、電極に含まれる金属原子の拡散を防止できる。

本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の半導体光素子及びその製造方法に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。

図１は、実施形態に係る半導体光素子１００の構成を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る半導体光素子１００のII−II断面図である。半導体光素子１００は、例えば、リッジ型の屈折率導波路構造を有するファブリペローレーザ素子である。

半導体光素子１００は、基板１の主面１ａ上に順に設けられたｎ型半導体層２、活性層３及びｐ型半導体部４を備える。ｎ型半導体層２は第２導電型半導体層の一例を示すものであり、ｐ型半導体部４は第１導電型半導体部の一例を示すものである。引き続く説明では第１導電型半導体部はｐ型半導体部４、第２導電型半導体層はｎ型半導体層２とする。

図２に示されるように、ｐ型半導体部４はリッジ状に隆起したリッジ部４０と層状部４２とを含む。層状部４２は、所定の軸に沿って順に配列された第１〜第３の領域４２ａ、４２ｂ、４２ｃを有している。リッジ部４０は、第２の領域４２ｂ上に設けられている。リッジ部４０の上面にはコンタクト層５が形成されている。

リッジ部４０及びコンタクト層５を挟むように絶縁層６が形成されている。絶縁層６は、例えばＳｉＯ₂から構成されている。絶縁層６は第１の部分６０と第２の部分６２とを有する。

絶縁層６の第１の部分６０は、リッジ部４０の側面４ｂ及びコンタクト層５の側面５ｂ上に設けられ、基板１の主面１ａに交差する面に沿って延びている。絶縁層６の第１の部分６０の端部６ａは、コンタクト層５の側面５ｂのエッジ（上端）５ｃよりも高い。具体的には、例えば基板１の主面１ａを基準とすれば、主面１ａから端部６ａまでの高さＨ１は、主面１ａからエッジ５ｃまでの高さＨ２よりもＤだけ高い。また、絶縁層６の第２の部分６２は、層状部４２の第１及び第３の領域４２ａ、４２ｃ上に設けられている。よって、絶縁層６はコンタクト層５の上面５ａ上に形成されていない。すなわち、リッジ部４０上方における絶縁層６の開口部にはコンタクト層５の上面５ａが露出している。

コンタクト層５及び絶縁層６上にはバリアメタル層７が設けられている。バリアメタル層７は、コンタクト層５の上面５ａを覆っており、絶縁層６の第１の部分６０の内壁面に沿って延びる。また、バリアメタル層７は、絶縁層６の端部６ａを覆っており、絶縁層６の第１の部分６０の外壁面に沿って延びる。バリアメタル層７上には上部電極９（電極）が設けられている。また、基板１の主面１ａと反対側の面１ｂには下部電極８が設けられている。

基板１、ｎ型半導体層２、活性層３、ｐ型半導体部４、コンタクト層５、絶縁層６、バリアメタル層７、下部電極８及び上部電極９は、図１に示すように所定の方向に沿って延在している。しきい値電流以上の電流が上部電極９及び下部電極８を通じて活性層３に注入されると、活性層３でレーザ光が生成され、半導体光素子１００から放出される。

基板１は、例えばｎ型ＩｎＰから構成される。基板１の主面１ａ上には、厚さ１マイクロメートルのｎ型半導体層２が設けられている。ｎ型半導体層２は、例えばｎ型ＩｎＰから構成される。ｎ型半導体層２は、下部クラッド層及び／又はバッファ層を含むことができる。ｎ型半導体層２の屈折率は、活性層３の屈折率よりも低い。ｎ型半導体層２におけるドーパント濃度は、例えば１×１０¹⁸ｃｍ^-3である。

活性層３は、例えばノンドープのＡｌＧａＩｎＡｓから構成されている。活性層３の発光波長は、１．３マイクロメートルである。また、活性層３は、複数のウエル層及びバリア層が交互に重ねられた多重量子井戸構造を有することができる。

ｐ型半導体部４は、例えばｐ型ＩｎＰといったｐ型半導体から構成される。ｐ型半導体部４は、例えば上部クラッド層を含むことができる。ｐ型半導体部４の屈折率は、活性層３の屈折率よりも低い。ｐ型半導体部４におけるドーパント濃度は１×１０¹⁸ｃｍ^-3である。

リッジ部４０及び層状部４２はｐ型半導体部４と同一材料から構成されている。すなわち、リッジ部４０及び層状部４２は、例えばｐ型ＩｎＰといったｐ型半導体（第１導電型半導体）から構成される。リッジ部４０の上面と層状部４２の下面との距離は１．５マイクロメートルである。

リッジ部４０の幅ＷＤは、例えば２マイクロメートルである。リッジ部４０の幅ＷＤはリッジ部４０の上面における幅であり、コンタクト層５の上面５ａの幅と略同一である。リッジ部４０の幅ＷＤは３マイクロメートル以下であると好ましい。リッジ部４０の幅ＷＤが３マイクロメートル以下の場合、コンタクト層５を露出させるには、アライメントずれのないセルフアライメント法を用いると好ましい。換言すれば、リッジ部４０の幅ＷＤが３マイクロメートル以下の場合、アライメントずれが生じるフォトリソグラフィー法を用いて、コンタクト層５を露出させることは困難である。この場合、絶縁層６の第１の部分６０はセルフアライメント法を用いれば好適に製造される。しかしながら、フォトリソグラフィー法を用いて絶縁層６の第１の部分６０を製造することは困難である。

コンタクト層５は、例えばｐ型ＧａＩｎＡｓといったｐ型半導体から構成されている。コンタクト層５におけるドーパント濃度は５×１０¹⁸ｃｍ^-3である。コンタクト層５の厚さは、０．５マイクロメートルである。

バリアメタル層７は、例えばＰｔから構成されている。バリアメタル層７の厚さは、例えば５０ナノメートルである。バリアメタル層７の厚さは１００ナノメートル以下であると好ましい。バリアメタル層７の厚さが１００ナノメートルを超えると、バリアメタル層７と絶縁層６との界面の応力が高くなる可能性があり、半導体光素子１００が所望の信頼性を有さない可能性がある。また、バリアメタル層７の厚さを厚くすると、Ｐｔの使用量が増加することによって製造コストが増加してしまうので好ましくない。

下部電極８は、基板１の下面に設けられており、例えばカソード電極である。下部電極８は、例えばＡｕＧｅＮｉから構成されている。上部電極９は、バリアメタル層７上に設けられており、例えばアノード電極である。上部電極９は、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから構成されている。

ここで、バリアメタル層７は、上部電極９を構成する金属原子がコンタクト層５中に拡散しないように、上部電極９とコンタクト層５との間に設けられている。上部電極９を構成し、コンタクト層５中に拡散するおそれのある金属原子としては、例えばＡｕが例示できる。上部電極９がＡｕを含む金属から構成される場合、バリアメタル層７はＰｔを含む金属から構成されると好ましい。

上記半導体光素子１００では、絶縁層６の第１の部分６０の端部６ａがコンタクト層５の側面５ｂのエッジ５ｃよりも高い。このため、バリアメタル層７がコンタクト層５の側面５ｂには形成されず、コンタクト層５の上面５ａに形成される。すなわち、コンタクト層５の上面５ａから側面５ｂに渡る凸状のエッジ５ｃはバリアメタル層７によって覆われない。よって、コンタクト層５の側面５ｂのエッジ５ｃにおいてバリアメタル層７が薄くなることはない。一方、前述のように、図１０に示した半導体光素子２００では、コンタクト層２０５の側面２０５ｂのエッジ（上端）２０５ｃにおいてバリアメタル層２０７が薄くなっている。

したがって、半導体光素子１００ではバリアメタル層７がコンタクト層５の側面５ｂのエッジ５ｃを覆うことがないので、バリアメタル層７は薄くなることはない。ゆえに、上部電極９に含まれる金属原子がコンタクト層５中に拡散することを防止できる。これにより、コンタクト層５中に金属原子による欠陥が生じないので、半導体光素子１００の信頼性は向上する。

また、半導体光素子１００では、絶縁層６が基板１の主面１ａに交差する面に沿って延びており、且つ、絶縁層６がコンタクト層５の上面５ａ上に形成されていない。かかる絶縁層６の構造は、セルフアライメント法により好適に製造される。セルフアライメント法では、フォトリソグラフィー法のようにアライメントずれを生じない。さらに、セルフアライメント法では、フォトリソグラフィー法に比して製造工程が簡便であり、製造コストも低廉である。

図１１は、比較例のリッジ型半導体光素子３００の一例の構造を示す断面図である。半導体光素子３００では、絶縁層３０６がリッジ部３４０の側面３０４ｂ、コンタクト層３０５の側面３０５ｂ、及びコンタクト層３０５の上面３０５ａの一部を覆っている。

半導体光素子３００では、絶縁層３０６が上記構造を有しているため、その製造の際にセルフアライメント法を用いることは困難である。上記構造はフォトリソグラフィー法により製造される。しかしながら、フォトリソグラフィー法ではフォトマスクを用いるので、セルフアライメント法に比して製造工程が複雑化し、製造コストも増加する。

さらに、フォトリソグラフィー法ではアライメントずれが生じ易いので、絶縁層３０６の所望の位置に開口部を形成することは困難である。特に、リッジ部３４０の幅が例えば３マイクロメートル程度にまで狭くなると、コンタクト層３０５の側面３０５ｂのエッジ（上端）３０５ｃが絶縁層３０６によって覆われないおそれがある。この場合、エッジ３０５ｃはバリアメタル層３０７によって覆われる。金(Ａｕ)がコンタクト層へ拡散するので、信頼性が低下する。

これに対して、本願の素子構造では、エッジ５ｃは、バリアメタル層７によって覆われていない。したがって、金(Ａｕ)がコンタクト層に拡散することを防止できる。また、本願の素子構造によれば、リッジ部の幅と同じ幅のコンタクト窓が設けられているので、コンタクト抵抗を低減できる。

次に、図３〜図９を参照しながら、実施形態に係る半導体光素子１００の製造方法を説明する。図３〜図９は、実施形態に係る半導体光素子１００の製造工程を示す断面図であり、図３〜図９に示す工程は順次実行される。
（基板準備工程）
図３に示されるように、ウエハ１ｄ（基板）上に有機金属気相成長法（ＯＭＶＰＥ法）によってｎ型半導体膜２ｄ、活性膜３ｄ、ｐ型半導体膜４ｄ（第１の半導体膜）及びコンタクト膜５ｄを順に形成する。ｐ型半導体膜４ｄは、所定の導電型としてｐ型を有する。これらの膜２ｄ〜５ｄは、ウエハ１ｄの全体を覆うように形成される。これにより、ｐ型半導体膜４ｄ及びコンタクト膜５ｄが順に設けられたウエハ１ｄが準備できる。

ｎ型半導体膜２ｄの厚さは１マイクロメートル、ｐ型半導体膜４ｄの厚さは、１．５マイクロメートル、コンタクト膜５ｄの厚さは０．５マイクロメートルである。ウエハ１ｄから基板１（図２参照）が形成され、ｎ型半導体膜２ｄからｎ型半導体層２（図２参照）が形成され、活性膜３ｄから活性層３（図２参照）が形成され、ｐ型半導体膜４ｄからｐ型半導体部４（図２参照）が形成される。
（第２の半導体膜形成工程）
図３に示されるように、ウエハ１ｄ上のコンタクト膜５ｄ上に別のｐ型半導体膜１０ｄ（第２の半導体膜）を形成する。ｐ型半導体膜１０ｄは、例えばｐ型ＩｎＰから構成され、有機金属気相成長法によって形成される。ｐ型半導体膜１０ｄにおけるドーパント濃度は、例えば１×１０¹⁸ｃｍ^-3である。ｐ型半導体膜１０ｄの厚さは、０．５マイクロメートルである。
（マスク形成工程）
図４に示されるように、リッジ部４０（図２参照）を形成するためのストライプ状のマスク１１をｐ型半導体膜１０ｄ上に形成する。マスク１１は、ＳｉＮから構成されている。マスク１１の厚さは、０．１マイクロメートルである。マスク１１の形状は、一般的なフォトリソグラフィー法を用いて得ることができる。
（第２の半導体層形成工程）
マスク１１を用いてｐ型半導体膜１０ｄをエッチングして、コンタクト膜５ｄ上に別のｐ型半導体層１０（第２の半導体層）を形成する。エッチングには、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いる。このエッチング深さは０．５マイクロメートルである。
（コンタクト層及びリッジ部形成工程）
ｐ型半導体層１０を形成した後、図５に示されるように、マスク１１を用いてコンタクト膜５ｄ及びｐ型半導体膜４ｄを順にエッチングして、コンタクト層５とリッジ部４０とを形成する。リッジ部４０は、マスク１１に対応するストライプ構造を形成する。リッジ部４０の幅及びコンタクト層５の幅は、マスク１１の幅と略同一の値である。エッチングには、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いる。このエッチング深さは、例えば、１．５マイクロメートルである。
（絶縁膜形成工程）
マスク１１を剥離除去した後、図６に示されるように、リッジ部４０、層状部４２、コンタクト層５及びｐ型半導体層１０を覆って絶縁膜６ｄを形成する。絶縁膜６ｄは、例えばＳｉＯ₂膜である。絶縁膜６ｄ上にフォトレジストを塗布し、リッジ部４０上に塗布された膜厚の薄いフォトレジストを、Ｏ₂雰囲気下の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により除去することによって、リッジ部４０上の絶縁膜６ｄを露出させる。このようにして、レジストマスク１２を形成する。
（絶縁膜エッチング形成工程）
図７に示されるように、レジストマスク１２を用いてリッジ部４０上に露出した絶縁膜６ｄを部分的にエッチングする。すなわち、セルフアライメント法によって、絶縁膜６ｄから開口部を有する絶縁層６が形成される。これにより、ｐ型半導体層１０が部分的に当該開口部に露出するが、コンタクト層５は露出しない。また、フォトリソグラフィー法ではなくセルフアライメント法を用いているので、アライメントずれは生じない。さらに、セルフアライメント法では製造工程が簡便であり、製造コストも低廉である。
（第２の半導体層除去工程）
絶縁膜６を部分的にエッチングした後、フォトレジスト１２を除去し、図８に示されるように、ｐ型半導体層１０を除去する。ｐ型半導体層１０は、例えばウエットエッチングにより除去される。ウエットエッチングでは、例えばＨＣｌとＨ₂Ｏとを体積比１対１の比率で混合した溶液をエッチャントとして用いる。その結果、コンタクト層５の上面５ａが露出すると共に、ｐ型半導体層１０の側面の一部を覆っていた絶縁層６の端部６ａはコンタクト層５の側面５ｂのエッジ５ｃよりも高くなる。
（バリアメタル膜形成工程）
ｐ型半導体層１０を除去した後、図９に示されるように、コンタクト層５及び絶縁層６上に、バリアメタル層７（図２参照）を形成するためのバリアメタル膜７ｄを蒸着により形成する。バリアメタル膜７ｄは、例えばＰｔから構成される。バリアメタル膜７ｄは、コンタクト層５の上面を覆っているが側面を覆っていない。すなわち、コンタクト層５の凸状のエッジ５ｃはバリアメタル膜７ｄによって覆われないので、エッジ５ｃにおいてバリアメタル膜７ｄが薄くなることはない。
（金属膜形成工程）
バリアメタル膜７ｄを形成した後、図９に示されるように、バリアメタル膜７ｄ上に上部電極９（図２参照）を形成するための金属膜９ｄを蒸着により形成する。この金属膜９ｄは、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから構成される。しかる後、ウエハ１ｄの裏面に下部電極８を形成するための金属膜を形成する。この金属膜は、例えばＡｕＧｅＮｉから構成される。

以上の工程を経ることにより図２に示した半導体光素子１００が得られる。前述のように半導体光素子１００ではバリアメタル層７が薄くなることはないので、上部電極９に含まれる金属原子がコンタクト層５中へ拡散することを防止できる。これにより、半導体素子１００の信頼性は向上する。したがって、本実施形態に係る半導体光素子の製造方法によれば、信頼性の高い半導体光素子１００を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、上記半導体光素子１００では、第１導電型半導体部をｐ型半導体部４、第２導電型半導体層をｎ型半導体層２としたが、第１導電型半導体部をｎ型半導体部、第２導電型半導体層をｐ型半導体層としてもよい。同様に、半導体光素子１００の製造工程において、所定の導電型を有する第１の半導体膜をｐ型半導体膜４ｄとしたが、ｎ型半導体膜としてもよい。

また、上記半導体光素子１００の製造工程では、第２の半導体膜の材料は、コンタクト膜５ｄに対する格子整合性及びエッチング選択比等を考慮して選択される。例えば、コンタクト膜５ｄがｐ型ＧａＩｎＡｓの場合、第２の半導体膜はｐ型ＩｎＰから構成されると好ましい。

また、上記実施形態では半導体光素子を半導体レーザ素子であるファブリペローレーザ素子としたが、その他半導体発光素子、半導体受光素子、半導体光集積素子等としてもよい。

好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。例えば、第２の半導体膜としてｐ型半導体膜１０ｄを用いたが、ｎ型半導体膜を用いてもよい。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

図１は、実施形態に係る半導体光素子の構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る半導体光素子のII−II断面図である。 図３は、実施形態に係る半導体光素子の製造工程を示す断面図である。 図４は、実施形態に係る半導体光素子の製造工程を示す断面図である。 図５は、実施形態に係る半導体光素子の製造工程を示す断面図である。 図６は、実施形態に係る半導体光素子の製造工程を示す断面図である。 図７は、実施形態に係る半導体光素子の製造工程を示す断面図である。 図８は、実施形態に係る半導体光素子の製造工程を示す断面図である。 図９は、実施形態に係る半導体光素子の製造工程を示す断面図である。 図１０は、セルフアライメント法を用いて製造されるリッジ型半導体光素子の一例の構造を示す断面図である。 図１１は、比較例のリッジ型半導体光素子の一例の構造を示す断面図である。

符号の説明

１…基板、１ａ…主面、１ｄ…ウエハ（基板）、２…ｎ型半導体層（第２導電型半導体層）、３…活性層、４…ｐ型半導体部（第１導電型半導体部）、４０…リッジ部、４２…層状部、４ｂ…リッジ部の側面、４ｄ…ｐ型半導体膜（第１の半導体膜）、５…コンタクト層、５ｂ…コンタクト層の側面、５ｃ…エッジ（上端）、５ｄ…コンタクト膜、６…絶縁層、６０…第１の部分、６２…第２の部分、６ａ…端部、６ｄ…絶縁膜、７…バリアメタル層、７ｄ…バリアメタル膜、９…上部電極（電極）、９ｄ…金属膜、１０…ｐ型半導体層（第２の半導体層）、１０ｄ…ｐ型半導体膜（第２の半導体膜）、１１…マスク、１００…半導体光素子。

Claims (6)

1. 第１導電型半導体から構成されるリッジ部と該第１導電型半導体から構成される層状部とを含んでおり、基板の主面上に設けられた第１導電型半導体部と、
   前記リッジ部上に形成されたコンタクト層と、
   前記基板の前記主面に交差する面に沿って延びる第１の部分と、前記層状部上に設けられた第２の部分とを有する絶縁層と、
   前記コンタクト層及び前記絶縁層上に設けられたバリアメタル層と、
   前記バリアメタル層上に設けられた電極と、
   を備え、
   前記絶縁層の前記第１の部分は、前記リッジ部の側面及び前記コンタクト層の側面上に設けられており、前記第１の部分の端部は、前記コンタクト層の前記側面の上端よりも高い半導体光素子。
2. 前記バリアメタル層の厚さが１００ナノメートル以下である請求項１に記載の半導体光素子。
3. 前記リッジ部の幅が３マイクロメートル以下である請求項１又は２に記載の半導体光素子。
4. 前記基板と前記第１導電型半導体部との間に設けられた第２導電型半導体層と、
   前記第２導電型半導体層と前記第１導電型半導体部との間に設けられた活性層と、
   を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体光素子。
5. 前記コンタクト層はｐ型半導体から構成され、
   前記バリアメタル層はＰｔを含む金属から構成され、
   前記電極はＡｕを含む金属から構成される、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体光素子。
6. 所定の導電型を有する第１の半導体膜及びコンタクト膜が順に設けられた基板を準備する工程と、
   前記コンタクト膜上に第２の半導体膜を形成する工程と、
   リッジ部のためのマスクを前記第２の半導体膜上に形成する工程と、
   前記マスクを用いて前記第２の半導体膜をエッチングして、前記コンタクト膜上に第２の半導体層を形成する工程と、
   前記第２の半導体層を形成した後に、前記マスクを用いて前記コンタクト膜及び前記第１の半導体膜を順にエッチングして、コンタクト層と前記リッジ部とを形成する工程と、
   前記リッジ部、前記コンタクト層及び前記第２の半導体層を覆って絶縁膜を形成する工程と、
   前記第２の半導体層が露出するように前記絶縁膜を部分的にエッチングする工程と、
   前記絶縁膜を部分的にエッチングした後に、前記第２の半導体層を除去する工程と、
   前記コンタクト層上にバリアメタル膜を形成する工程と、
   前記バリアメタル膜上に金属膜を形成する工程と、
   を備える半導体光素子の製造方法。

Images