JP2006276497A - 光半導体素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光導波路のコア層上に、導電性のクラッド層と半絶縁性のクラッド層を有し、微細パターンを有する光半導体素子を提供する。
【解決手段】 第１の導電型を有する第１の半導体層を含む第１の層上に、光導波路層を含む第２の層を形成する第１の工程と、前記第２の層上に半絶縁性半導体層を含む第３の層を形成する第２の工程と、第２の導電型の不純物を前記半絶縁性半導体層に拡散させて、当該半絶縁性半導体層の一部を、第２の導電型を有する第２の半導体層とする第３の工程と、前記第３の工程の後で前記第３の層、前記第２の層、および前記１の層をエッチングしてメサ構造を形成する第４の工程と、前記メサ構造上に前記第２の半導体層と接する金属配線を形成する第５の工程と、を有することを特徴とする光半導体素子の製造方法。
【選択図】 図７

Description

本発明は、光ファイバ通信などで用いられる光半導体素子の製造方法に関し、特には光導波路上に電極を形成した領域が複数存在する半導体光変調器をはじめとする光半導体素子の製造方法に関する。

光ファイバ通信の発展に伴う素子の高機能化の要求と集積技術の進展により、変調器集積レーザをはじめとして光導波路上に複数の電極を有する光半導体素子の重要性が増してきている。また、光導波路に対して電圧を印加することで伝搬する光を変調する半導体光変調器において、所望のインピーダンスを得て高速動作を実現するために、微小に構成した光変調器を光軸方向に複数並べて、全体が１つの光変調器として動作する構造を有する光変調器も提案されている。

これらの素子において、電極を形成する領域では光導波路の上部クラッド層はドーピングにより電気電導性を有することが必要であるが、その間の領域では光導波路の上部クラッド層を介して電極を形成した領域同士が電気的に導通してしまうことを避けることが必要になる。このため、電極を形成しない領域の上部クラッド層の電気伝導度は低いことが望ましく、その領域の上部クラッド層を半絶縁性半導体で形成した構造は有効な構造の一つとなっている。

以下、微小に構成した光変調器を光軸方向に複数並べて、全体が１つの光変調器として動作する構造を有する光変調器を例としてとりあげて、より具体的に説明する。

図１は、上記の光変調器の一例である、光変調器１０を、模式的に示した斜視図である（特許文献１参照）。

図１を参照すると、前記光変調器１０は、光導波路に接してＡｕメッキ電極１８ｂが形成されている微小光変調器１０Ａと光導波路と接触しないようブリッジ状にＡｕメッキ電極１８ａが形成されているギャップ領域１０Ｂとを、光軸に対して交互に配列させた構成となっている。ギャップ領域１０Ｂを介して隣り合う微小光変調器１０Ａは、Ａｕメッキ電極（エアブリッジ）１８ａを介して電気的に接続されており、複数の微小光変調器１０Ａを用いて入射された光を電界光学効果により累積的に変調するよう構成されている。

前記光変調器１０は、ＩｎＰ系半導体材料を用いて半絶縁性ＩｎＰ基板１１上に構成される。半絶縁性ＩｎＰ基板１１上にはｎ型ＩｎＰクラッド層１２が形成され、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２上にはストライプ状のノンドープ多重量子井戸（ＭＱＷ）光導波路コア層１３が形成されている。ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３の両側面には、高抵抗の半絶縁性ＩｎＰ層１４が形成される。更に、上記のように形成された半絶縁性ＩｎＰ層１４及びこれで挟まれた領域より成るメサの両脇には、所定間隔を隔ててＡｕメッキ電極（グランド）１９が形成される。このＡｕメッキ電極（グランド）１９とｎ型ＩｎＰクラッド層１２とは、オーミック性コンタクトを有している。

また、図１に示す光変調器１０における微小光変調器１０Ａとギャップ領域１０Ｂとの層構造を、光変調器１０のａ−ａ’面，ｂ−ｂ’面，ｃ−ｃ’面それぞれの断面構造を示す図２から図４を用いて説明する。

図２に示す断面構造を参照すると、微小光変調器１０Ａとギャップ領域１０Ｂとが、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３で構成される光軸上に交互に配列されている。

微小光変調器１０Ａにおいては、図３に示すように、半絶縁性ＩｎＰ基板１１上にｎ型ＩｎＰクラッド層１２が形成され、このｎ型ＩｎＰクラッド層１２は凸状になっており、凸部分の上にノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３、その上にｐ型ＩｎＰクラッド層１５が形成されている。前記ｎ型ＩｎＰクラッド層１２の凸部分、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３、及びｐ型ＩｎＰクラッド層１５の両側には、半絶縁性ＩｎＰ層１４が形成され、これらが上面が平らなメサを形成する。更に、このメサの上面には、Ａｕメッキ電極（シグナル）１８ｂが形成される。

この構成において、電位差をＡｕメッキ電極１８とＡｕメッキ電極（グランド）１９との間に与えると、生じる電界の大部分が、微小光変調器１０Ａにおける光導波路のコア層を成すノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３に集中する。これは、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３が略絶縁体でありｎ型ＩｎＰクラッド層１２が導電体であると見なせるためである。

これに対し、図４に示すギャップ領域１０Ｂにおいて、図３と同様の半絶縁性ＩｎＰ基板１１とｎ型ＩｎＰクラッド層１２とノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３の上側に、半絶縁性ＩｎＰ層１６が形成されており、半絶縁性ＩｎＰ層１６とＡｕメッキ電極（エアブリッジ）１８ａとの間には空間１７が形成される。ここで、半絶縁性ＩｎＰ層１６は、ｎ型ＩｎＰ層１２の凸部分、及びノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３ｂの両側に形成された半絶縁性ＩｎＰ層１４と実質的に一体となってメサを形成している。

このように、ギャップ領域１０Ｂにおいて、Ａｕメッキ電極（エアブリッジ）１８ａの下に空間１７が形成されており、さらにノンドープＭＱＷコア層上部に形成された層１６も半絶縁性となっているため、ギャップ領域１０Ｂにおける電気容量は、微小光変調器１０Ａに比較して小さな値となる。その結果、微少光変調器１０Ａにおける電気容量とそれよりも小さいギャップ領域１０Ｂにおける電気容量が合わさって素子全体のインピーダンスに反映されることで、ギャップ領域１０Ｂが存在しない場合に比較してインピーダンスを大きくすることができ、インピーダンスが所望の値、例えば５０Ω（オーム）の光変調器を構成することが可能となる。

上記の光変調器では、コア層上に形成された導電性のクラッド層が、半絶縁性のクラッド層により電気的に分離された構造を有する、メサ構造を形成することが必要となる。

このようなメサ構造を形成する方法は、例えば以下の方法が提案されていた。

図５Ａ〜図５Ｅには、上記の光変調器１０のメサ構造を形成する場合の形成方法の第１の例を手順を追って示したものである。

まず、図５Ａに示す工程において、半絶縁性ＩｎＰ基板１１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３、およびｐ型ＩｎＰクラッド層１５を順に積層する。

次に、図５Ｂに示す工程において、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５のうちで、後の工程において半絶縁性ＩｎＰ層１６を形成するための領域を、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）などをマスクに用いてエッチングにより除去し、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３を一部露出させて、トレンチ部ＴＲを形成する。

次に、図５Ｃに示す工程において、半絶縁性ＩｎＰ層１６を前記ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３上に、例えば有機金属気相成長法などを用いて選択的に成長させる。この場合、選択成長を行うために図５Ｂに示す工程でのエッチングの際に用いたシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）などのマスクを残したまま成長を行うことが好ましい。

次に、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５、半絶縁性ＩｎＰ層１６、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３、およびｎ型ＩｎＰクラッド層１２の一部を図５Ｄに示すようにエッチングしてメサ構造を形成する。

この後、図５Ｅに示す工程において、再び有機金金属成長法などにより、メサ構造の両側に半絶縁性ＩｎＰ層１４を形成し、さらに当該半絶縁性ＩｎＰ層１４をエッチングすることで、前記光変調器１０のメサ構造を形成することができる（特許文献１参照）。

また、このようなメサ構造は、以下に示す第２の方法を用いて形成してもよい。

図６Ａ〜図６Ｄには、上記のメサ構造を形成するための第２の例を示す。

まず、図６Ａに示す工程では、半絶縁性ＩｎＰ基板１１Ａ上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２Ａ、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３Ａ、およびｐ型ＩｎＰクラッド層１５Ａを順に積層する。この場合、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５Ａは、上記のｐ型ＩｎＰクラッド層１５より薄く形成することが好ましい。

次に、図６Ｂに示す工程において、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５Ａ、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１３Ａ、およびｎ型ＩｎＰクラッド層１２Ａの一部を、図に示すようにエッチングしてメサ構造を形成する。

次に、当該メサ構造を覆うように、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５Ａ、およびｎ型ＩｎＰクラッド層１２Ａ上に、半絶縁性ＩｎＰ層１４Ａを形成する。

次に、図６Ｄの工程において、後の工程で電極が設置される部分に、ｐ型の不純物を拡散させ、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５Ｂを形成する。このようにして、図５Ｅに示した構造に相当する構造を形成することができる（例えば特許文献２参照）。

このような製造工程は図１に示す上記光変調器のみに限られたものでなく、コア層上に形成された導電性のクラッド層が、半絶縁性のクラッド層により電気的に分離された構造のメサ構造を有する他の光半導体素子においても共通のものとなる。
特開２００３−１７７３６９号公報 特開平２−２１２８０４号公報

しかし、上記の第１の例を用いてメサ構造を形成する場合には、図５Ｃに示した工程において選択成長させる半絶縁性ＩｎＰ層１６の厚さが一様にならないという問題が生じていた。これは、部分的に再成長を行うために半絶縁性ＩｎＰ層１６の選択成長の効果が現れ、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５との界面近傍では膜厚が厚く形成され、当該界面から離れた部分では膜厚が薄く形成されてしまうためである。また、選択成長した半絶縁性ＩｎＰ層１６の厚さは、素子の仕様や構造によって、例えば光を分岐するためのカプラなど電極を形成しない大きな領域の存在などによって更に薄い領域が生じうる。

このため、部分的にクラッド層が薄く形成され、光導波路を光が伝播する場合の損失が大きくなってしまう問題があった。また、これを回避するために全体を厚くすると上部のｐ型ＩｎＰクラッド層１５の抵抗が増えてしまうという問題が生じた。

また、再成長した部分である半絶縁性ＩｎＰ層１６とｐ型ＩｎＰクラッド層１５との境界には光軸方向でも小さな段差が形成され、図示していないが光軸と垂直方向ではさらに大きな段差が生じてしまう。光軸方向の小さな段差でも次のメサ形成や電極形成工程において、幅のゆらぎや電極との接続不良が生じる場合があり、さらに光軸と垂直方向の段差は後の工程において拡大していくため、フォトリソグラフィ工程で塗布するフォトレジストの厚み分布や露光時に影となる領域などが生じやすく、これらの段差の影響で製造歩留まり低下が生じる懸念があった。

また、上記の第２の例を用いた場合には、図６Ｄの工程においてｐ型の不純物を拡散させる場合に拡散する幅がコア層の幅より広くなってしまい、素子容量の低減が困難となる問題があった。この場合、半絶縁性ＩｎＰ層１４Ａの厚さ分だけ水平方向にも不純物が拡散してしまうことになる。

通常、コア上部のクラッド層の厚さは２μｍ程度必要なため、拡散のための開口部幅を１μｍとしても、両側に２μｍずつ拡散することで、水平方向（メサ構造と直交する方法）の拡散幅は５μｍとなってしまう。この場合、容量が増大することで１０Ｇｂ／ｓ以上の高速動作への適用は困難となってしまう。

そこで、本発明では上記の問題を解決した、光導波路のコア層上に、導電性のクラッド層と半絶縁性のクラッド層を有する光半導体素子の製造方法を提供することを統括的課題としている。

本発明の具体的な第１の課題は、光導波路のコア層上に、導電性のクラッド層と半絶縁性のクラッド層を有する、素子容量が小さい光半導体素子の製造方法を提供することである。

本発明の具体的な第２の課題は、光導波路のコア層上に、導電性のクラッド層と半絶縁性のクラッド層を有する光半導体素子を、良好な歩留りで製造可能な製造方法を提供することである。

本発明の具体的な第３の課題は、光導波路のコア層上に、導電性のクラッド層と半絶縁性のクラッド層を有する、損失の小さい光半導体素子の製造方法を提供することである。

本発明は、上記の課題を、第１の導電型を有する第１の半導体層を含む第１の層上に、光導波路層を含む第２の層を形成する第１の工程と、前記第２の層上に半絶縁性半導体層を含む第３の層を形成する第２の工程と、第２の導電型の不純物を前記半絶縁性半導体層に拡散させて、当該半絶縁性半導体層の一部を、第２の導電型を有する第２の半導体層とする第３の工程と、前記第３の工程の後で前記第３の層、前記第２の層、および前記１の層をエッチングしてメサ構造を形成する第４の工程と、前記メサ構造上に前記第２の半導体層と接する金属配線を形成する第５の工程と、を有することを特徴とする半導体光変調器の製造方法により、解決する。

当該製造方法によれば、光導波路のコア層上に導電性のクラッド層と半絶縁性のクラッド層を有する光半導体素子を、良好な歩留りで製造することが可能となる。

また、前記エッチング後の前記第２の半導体層の幅は、前記第３の工程で形成される前記第２の半導体層の幅より小さいことを特徴とすると、微細なメサ構造となり、素子の容量を小さくすることができる。

また、前記メサ構造を埋設するように、別の半絶縁性半導体層を形成する工程をさらに有することを特徴とすると、前記メサの幅を狭くすることができ、素子の容量を小さくすることができる。

また、前記第１の導電型はｎ型であり、前記第２の導電型はｐ型であることを特徴とすると、前記第３の工程において前記半絶縁性半導体層の一部を、前記第２の導電型とすることが容易となる。

また、前記メサ構造の前記第３の層では、前記半絶縁性半導体層と前記第２の半導体層が交互に形成されていると、光変調器の電気容量を十分に小さく、かつ素子全体として十分な電界光学効果の期待できる構成とすることが可能である。

本発明によれば、光導波路のコア層上に、導電性のクラッド層と半絶縁性のクラッド層を有する光半導体素子であって、素子容量の小さい光半導体素子を製造歩留まり良く提供することが可能となる。

本発明では、コア層上に形成された導電性のクラッド層が、絶縁性（半絶縁性）のクラッド層により電気的に分離された構造を有するメサ構造を形成する場合に、従来の方法と比較した場合に、コア層上のクラッド層の段差が少なく、製造上の歩留りが良好である特徴を有し、さらに素子容量が小さい光半導体素子を製造することが可能な製造方法を提案する。

まず本発明の製造方法により形成できる光半導体素子として光変調器の構成の一例を説明し、さらに当該光変調器の製造方法について、順に説明する。

図７は、本発明の実施例１による光半導体素子の一例である光変調器１００を模式的に示した斜視図である。

図７を参照すると、前記光変調器１００は、ＩｎＰ系半導体材料を用いて形成され、高抵抗の半絶縁性ＩｎＰ基板１０１を用いて構成される。半絶縁性ＩｎＰ基板１０１上には、例えばＳｉが１．０×１０^１８／ｃｍ^３の濃度でドーピングされたｎ型ＩｎＰクラッド層１０２が形成されており、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２上にはノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３が形成される。ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３は、例えば、膜厚が０．４μｍのＭＱＷ層から成る。このＭＱＷ層は、膜厚が１０ｎｍのノンドープのＩｎＰ障壁層と、膜厚が１０ｎｍのノンドープのＩｎＧａＡｓＰ井戸層で形成されており、ＩｎＧａＡｓＰ井戸層の総数は２０層とする。ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３上には上部ＩｎＰクラッド層が形成されており、微小光変調器１００Ａ部分では例えばＺｎが１．５×１０^１８／ｃｍ^３の濃度にドーピングされたｐ型ＩｎＰクラッド層１０５となっている。

上部クラッド層の詳細については断面図を用いて後述する。更に、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３の両側面には、高抵抗の半絶縁性ＩｎＰ層１０４が形成される。半絶縁性ＩｎＰ層１０４及びこれで挟まれた領域より成るメサの両脇には、所定間隔、例えばメサから１０．０μｍ離間された領域に、Ａｕメッキ電極（グランド）１０９が形成される。Ａｕメッキ電極（グランド）１０９の膜厚は例えば３．０μｍである。このＡｕメッキ電極（グランド）１０９とｎ型ＩｎＰクラッド層１０２とは、オーミック性コンタクトを有している。

前記光変調器１００は、微小光変調器１００Ａとギャップ領域１００Ｂとを、光軸に対して交互に配列させた構成となっている。ここで微小光変調器１００Ａの光軸に沿った長さＬ１は、変調器の電極に印加される高周波信号の波長の４分の１よりも短くなるように形成されるとよい。

また、ギャップ領域１００Ｂの長さＬ２は、個々の微小光変調器１００Ａの長さＬ１とその電気容量、及び個々のギャップ領域１００Ｂにおける電気容量等に基づいて決定されるものである。

本実施例では一例として微小光変調器１００Ａの光軸に沿った長さＬ１を５０μｍとし、ギャップ領域１００Ｂの光軸に沿った長さＬ２を７０μｍとする。また、微小光変調器１００Ａとギャップ領域１００Ｂは、変調器の所望特性に応じて任意の個数配列させることが可能である。本実施例では一例として２０とする。尚、図では簡便化のために一部省略して記載しているが、同じ構造の繰り返しである。

また、前記光変調器１００において、ギャップ領域１００Ｂを介して隣り合う微小光変調器１００Ａは、それぞれＡｕメッキ電極（エアブリッジ）１０８ａを介して電気的に接続される。但しギャップ領域１００Ｂにおける電気容量をなるべく小さくするために、ギャップ領域１００Ｂ上に形成されるＡｕメッキ電極１０８が素子に接触しないようブリッジ状（Ａｕメッキ電極（エアブリッジ）１０８ａ）に構成する。

このため、Ａｕメッキ電極１０８は、微小光変調器１００Ａの領域において素子に接し（Ａｕメッキ電極（シグナル）１０８ｂ）、ギャップ領域１００Ｂにおいて素子と離間されている（Ａｕメッキ電極（エアブリッジ）１０８ａ）。

また、図７に示す光変調器１００における微小光変調器１００Ａとギャップ領域１００Ｂとの層構造を、光変調器１００のＡ−Ａ’面，Ｂ−Ｂ’面，Ｃ−Ｃ’面それぞれの断面構造を示す図８から図１０を用いて説明する。

図８は、図７に示す光変調器１００を図中Ａ−Ａ’面で切断した断面の層構造を説明するための図である。

図８に示す断面構造を参照すると、微小光変調器１００Ａとギャップ領域１００Ｂとが、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３で構成される光軸上に交互に配列されている。また、Ａｕメッキ電極１０８は、ギャップ領域１０Ｂ上でエアブリッジの形状となり、メサとの間に空間１０７が形成される。

また、微小光変調器１００ＡにおいてノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３の上側にはｐ型ＩｎＰクラッド層１０５が形成され、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０５上にＡｕメッキ電極（シグナル）１０８ｂが形成される。これに対し、ギャップ領域１００ＢにおいてノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３の上側には半絶縁性ＩｎＰ層１０６が形成され、半絶縁性ＩｎＰ層１０６上に、空間１０７を介してＡｕメッキ電極（エアブリッジ）１０８ａが形成されている。

次に、図９（Ｂ−Ｂ’断面図）及び図１０（Ｃ−Ｃ’断面図）を用いて、微小光変調器１００Ａ及びギャップ領域１００Ｂの層構造を説明する。

図９に示すように、本実施例による微小光変調器１００Ａは、半絶縁性ＩｎＰ基板１０１上にｎ型ＩｎＰクラッド層１０２が形成される。このｎ型ＩｎＰクラッド層１０２は、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３及と重なる領域が凸状に形成される。本実施例において、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３の幅は、例えば１．５μｍとする。従って、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２の凸部分の幅も１．５μｍとなる。

また、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２の凸部分での厚さを、例えば２．０μｍとし、凸部分以外での厚さを１．４μｍとする。ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３上には膜厚２．５μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層１０５が形成されている。

ｐ型ＩｎＰクラッド層１０５、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３及びｎ型ＩｎＰクラッド層１０２の凸部分の両側には、高さ３．５μｍのＦｅをドーピングした半絶縁性ＩｎＰ層１０４が形成される。更に、２つの半絶縁性ＩｎＰ層１０４とそれで挟まれた領域は例えば幅が５．５μｍのメサ構造に形成されている。更に、このメサの上面には、厚さが５．０μｍのＡｕメッキ電極（シグナル）１０８ｂが形成される。メサの両脇にはｎ−ＩｎＰクラッド層１０２とオーミック性コンタクトを有するＡｕメッキ電極（グランド）１０９が形成されている。

この構成において、電位差をＡｕメッキ電極１０８とＡｕメッキ電極（グランド）１０９との間に与えると、生じる電界の大部分が、微小光変調器１００Ａにおける光導波路のコア層を成すノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３に集中する。これは、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３が略絶縁体であり、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２、及びｐ型ＩｎＰクラッド層１０５が導電体であると見なせるためである。

また、図１０に示すギャップ領域１００Ｂの層構造において、半絶縁性ＩｎＰ基板１０１とｎ型ＩｎＰクラッド層１０２とノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３とＡｕメッキ電極（グランド）１０９とは、図９に示すものと同様である。

但し、メサ部分において、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３上に形成された半絶縁性ＩｎＰ層１０６はノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３の両側に形成された半絶縁性ＩｎＰ層１０４と実質的には一体となっており、ｎ型ＩｎＰ層１０２の凸部分及びノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３は、図１０に示すように、半絶縁性ＩｎＰ層１０４及び１０６で囲まれるよう構成される。更に、メサ上部には、高さ６．０μｍの空間１０７を隔てて、Ａｕメッキ電極（エアブリッジ）１０８ａが形成される。

このように、ギャップ領域１００Ｂにおいて、Ａｕメッキ電極（エアブリッジ）１０８ａの下に空間１０７が形成されており、さらにノンドープＭＱＷコア層上部に半絶縁性ＩｎＰ層１０６が形成されているため、ギャップ領域１００Ｂにおける電気容量は、微小光変調器１００Ａに比較して小さな値となる。

その結果、微少光変調器１００Ａにおける電気容量とそれよりも小さいギャップ領域１００Ｂにおける電気容量が合わさって素子全体のインピーダンスに反映されることで、ギャップ領域１００Ｂが存在しない場合に比較してインピーダンスを大きくすることができ、インピーダンスが所望の値、例えば５０Ω（オーム）の光変調器が構成される。

上記の光変調器では、コア層上に、導電性を有するクラッド層と、半絶縁性を有するクラッド層とが交互に形成された構造、言い換えればコア層上に形成された導電性のクラッド層が、半絶縁性のクラッド層により電気的に分離された構造を有する、メサ構造を形成することが必要となる。

そこで、本実施例では、以下の方法により、上記の光変調器を製造することを提案している。

図１１Ａ〜図１１Ｆは、本実施例による光変調器の製造方法を、手順を追って説明する図である。ただし図中、先に説明した部分には順次同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

まず、図１１Ａに示す工程では、例えば、Ｆｅがドープされることで半絶縁性とされたＩｎＰ基板（半絶縁性ＩｎＰ基板１０１）上に、例えば減圧有機金属気相成長法を用いて、Ｓｉドープｎ型ＩｎＰ下部クラッド層（ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２）、ノンドープの無歪ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重量子井戸コア層（ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３）、Ｆｅがドープされることで半絶縁性とされたＩｎＰ層（半絶縁性ＩｎＰ層１０６）を形成する。

この場合、各層の厚さは、例えば、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２が２μｍ、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３が０．４μｍ（膜厚が１０ｎｍのノンドープのＩｎＰ障壁層と、膜厚が１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ井戸層を含み、ＩｎＧａＡｓＰ井戸層の総数は２０層）、半絶縁性ＩｎＰ層１０６は、２．５μｍとする。

また、上記の場合、半絶縁性基板に換えて、ｎ型基板などの導電型の基板を用いることも可能である。また、コア層は、例えば、厚膜のＩｎＧａＡｓＰ層、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰの量子井戸構造で異なる厚さ、歪量の層、量子井戸構造の片側もしくは両側にＩｎＧａＡｓＰの光ガイド層を有するようにしてもよい。また、コア層としては、ＡｌＧａＩｎＡｓ／ＡｌＧａＩｎＡｓなどの他の材料系の量子井戸構造を用いても構わない。

また、上部の半絶縁性ＩｎＰ層（ＩｎＰ層１０６）のドーパントとしてはＲｕを用いても良いし、Ｃｏ、Ｃｒやそれら複数のドーパントの組み合わせとしても構わない。また、バックグラウンド濃度の非常に低い成長装置を用いるならばアンドープ層とすることも可能である。

次に、図１１Ｂに示す工程において、半絶縁性ＩｎＰ層１０６上に、例えばＣＶＤ法（化学気相堆積法）を用いて、例えばＳｉＯ_２膜（図示せず）を堆積し、さらに当該ＳｉＯ_２膜をフォトリソグラフィ法によりパターンニング（エッチング）して、後の工程においてシグナル電極が接する領域が形成されるための領域（導電性とされる領域）のＳｉＯ_２膜が除去される。

例えば、長さが５０μｍの微小変調器を形成する場合には、導波路方向に沿った方向に４６μｍ、導波路方向に直交する方向に２０μｍの領域のＳｉＯ_２膜（図示せず）が除去される。このＳｉＯ_２膜が除去される領域は、微小変調器の大きさ（長さ）に対応して変更する。

次に、このＳｉＯ_２膜のパターンをマスクにして、ｐ型の不純物（ドーパント）である、例えばＺｎの拡散を行い、拡散領域の半絶縁性ＩｎＰ層を、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３の直上までｐ型の導電性を有するようにし、導電性のｐ型ＩｎＰクラッド層１０５を形成する。拡散工程には、例えば拡散源となるＺｎ化合物とＩｎＰ基板を閉管中に設置して加熱する、気相拡散を用いる。拡散工程については、気相拡散に限られるものではなくＺｎを含む化合物を拡散領域のみに形成して加熱する固相拡散を用いても良い。当該拡散工程後に、マスクのＳｉＯ_２膜を除去する。

次に、図１１Ｃに示す工程において、例えばＣＶＤ法により、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０５、および半絶縁性ＩｎＰ層１０６上にＳｉＯ_２膜を形成し、当該ＳｉＯ_２膜をフォトリソグラフィ法によりパターンニング（エッチング）して、メサ構造を形成するためのマスクを形成する。

次にパターニングされたＳｉＯ_２膜をマスクにして、例えばドライエッチングにより、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０５、半絶縁性ＩｎＰ層１０６、およびノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３と、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２の一部をエッチングし、図１１Ｃに示すメサ構造を形成する。この場合、ドライエッチングによるエッチングにおいては、エッチングガスとして、例えばエタン、酸素、水素などを用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）法を用いてエッチングする。さらに、当該ドライエッチングの後、エッチング表面のダメージ層を例えばウェットエッチングなどで除去すると好適である。

次に、図１１Ｄに示す工程において、上記のエッチングで用いたＳｉＯ_２膜のマスクを残したまま、例えば、減圧有機金属気相成長法を用いてメサ構造の両側を埋め込むように、例えばＦｅがドープされた半絶縁性のＩｎＰ層１０４を形成する。この場合、Ｃｌを含有するガス、例えばモノクロロメタンを成長時に添加すると、マスクのＳｉＯ_２膜上へのオーバーハングを防止することができる。

次に、図１１Ｅに示す工程において、マスクのＳｉＯ_２膜を除去し、さらに半絶縁性のＩｎＰ層１０４をエッチングして図に示す構造とする。

次に、Ａｕメッキ電極１０８、１０９を、メッキ法よりパターニングして形成する。この場合、Ａｕメッキ電極（シグナル）１０８ｂとｐ型ＩｎＰクラッド層１０５の間、Ａｕメッキ電極１０９とｎ型ＩｎＰクラッド層１０２の間の接触部分には、接触電極が形成されていることが好ましい。

例えば、ｐ型電極（Ａｕメッキ電極（シグナル）１０８ｂとｐ型ＩｎＰクラッド層１０５の間）としては、ＡｕＺｎを用いたアロイ電極、ｎ型電極（Ａｕメッキ電極１０９とｎ型ＩｎＰクラッド層１０２の間）にはＡｕＧｅを用いたアロイ電極を形成すると、接触抵抗を低減することが可能であり、好ましい。このようにして、図７〜図１０に示した光変調器１００を製造することができる。

本実施例による製造方法の場合、例えば図５Ａ〜図５Ｅに示した従来の方法に比べて、クラッド層に段差、または厚さの不均一が形成される問題が抑制される効果を奏する。すなわち、コア層の上層のクラッド層を形成する場合に選択成長を用いていないため、選択成長による段差や膜厚の不均一の影響を排除することが可能となっている。

例えば、クラッド層の膜厚が不均一であると、最初の成長で形成したクラッド層の厚さを光導波路として好適な値に設定すると、クラッド層の厚さが薄い領域ができてしまい光導波路を光が伝播する場合の損失が大きくなってしまう問題があった。また、薄くなる領域を必要な値にするためには、クラッド層が厚い領域の厚さを好適な値よりも厚くすることが必要で素子抵抗の増大を招くことになっていた。

本実施例では、クラッド層の膜厚の不均一がないため、全領域でクラッド層の厚さを好適な値とすることが可能となり、そのために光導波路を光が伝播する場合の損失増加や素子抵抗の増加を抑制することが可能となっている。

また段差や膜厚の不均一が少ないために素子の製造上の歩留りを良好とすることができる効果を奏する。

さらに、本実施例による製造方法では、例えば、図６Ａ〜図６Ｄに示した従来の方法と比べた場合、コア層の上層の導電性のクラッド層の幅を狭く形成することが可能となる効果を奏する。例えば当該従来の方法の場合、コア層の上層の導電性のクラッド層の幅が、コア層と比べて大きくなってしまい、素子の容量が増大してしまう問題があった。

本実施例では、微細なパターン形状を有するメサ構造とすること、例えば導電性のクラッド層の幅を当該従来方法と比べて微細にすることが可能となっている。上記の製造方法の場合、例えば、最終的に形成される（図１１Ｃ〜図１１Ｆに示す）導電型のクラッド層（ｐ型ＩｎＰクラッド層１０５）の幅は、１．５μｍ程度とすることが可能であり、必要に応じてさらに小さくすることも可能である。

これは、例えば導電型のクラッド層を形成する場合の不純物の拡散の状態に依存してしまう当該従来方法と異なる点である。本実施例では、例えば図１１Ｂに示した工程において形成する、不純物の拡散領域の幅よりも、最終的に形成される、コア層上の導電性のクラッド層の幅を小さくすることが可能である。このため、素子の容量を小さくすることが可能であり、高速度のデータ通信に対応する素子を形成することが可能となる。

また、光変調器の製造方法は、上記の方法に限定されるものではない。

例えば、図１２は、本発明の実施例２による光半導体素子である光変調器の製造方法を示した図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、以下に説明しない工程は、実施例１の場合と同様とする。

図１２に示す工程は、実施例１の場合の図１１Ａに示す工程に相当する。この場合、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２が、エッチングストップ層１０２Ａを含むように形成されている。エッチングストップ層１０２Ａは、例えばＩｎＧａＡｓＰ層よりなり、ｎ型ＩｎＰ層をエッチングする場合のエッチストップ層として用いると、エッチングの制御性が良好となる。この場合、エッチングはウェットエッチングで行う事が好ましい。

本発明が適用可能な光半導体素子は上記実施例に限られるものではない。以下に他の適用可能な光半導体素子とその際の上記実施例と異なる部分の製造方法を説明する。

図１３には、本発明の実施例３による光半導体素子である光変調器の微小光変調器部分の断面構造を示す。上記光変調器全体は図７と同等の構造を有しているが、微小光変調器１００Ａの部分の構造が実施例１と異なるものである。但し図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、以下に説明しない部分は実施例１の場合と同様の構造であり、また光変調器は実施例１の場合と同様の方法で製造することができる。

図１３を参照するに、本実施例による光変調器では、まず、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０５とＡｕメッキ電極（シグナル）１０８ｂとの間に、例えばｐ型ＩｎＧａＡｓよりなるコンタクト層１０５Ａが形成されている。当該コンタクト層が形成されることで、接続部の抵抗を下げることが可能となる。このコンタクト層は組成の異なるＩｎＧａＡｓＰを組み合わせた多層構造としても良い。

また、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３の下側、即ち、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３とｎ型ＩｎＰクラッド層１０２との間には、例えばノンドープＩｎＰ層よりなる容量緩和層１０３Ａが形成されている。この容量緩和層１０３Ａは、微小光変調器１００Ａにおける単位長さあたりの電気容量が、必要以上に大きくなることを防止するために設けられるものである。

また、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３上には、例えば厚さが０．１μｍ程度の、ｐ型の導電型の上部クラッド接続層１０３Ｂが形成されている。これにより図１１Ｂに示したｐ型不純物の拡散工程において、コア層上に半絶縁性のクラッド層が残留することを抑制し、コア層上のＩｎＰ層を確実にｐ型にする効果を奏する。また、Ｚｎの拡散フロントは当該上部クラッド接続層１０３Ｂに到達すればよいこととなり、不純物の拡散の制御性も向上する。

この点は、例えば、位相変調器のような電界印加型の素子においては、半絶縁性ＩｎＰ層がコア層上に残っても素子の動作にあまり大きな問題は生じないものである。一方で、例えば半導体レーザや半導体光増幅器のような電流注入形素子を集積した場合には、半絶縁性のＩｎＰがコア層（ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３に相当）上に残った状態になることは、素子抵抗の上昇から発熱を招き望ましくないため、上記手法が特に有効となる。

また、この場合、後の拡散及び埋め込み再成長工程で最初の成長で形成したコア層直上の上部クラッド接続層１０３Ｂからコア層１０３へのＺｎの拡散が多少生じることは避けられないが、上記上部クラッド接続層１０３Ｂとして炭素ドープのＡｌＧａＩｎＡｓもしくはＡｌＩｎＡｓ層を用いた場合には、炭素は拡散が非常に小さいため後のプロセスでのコア層中へのｐ型ドーパントの拡散を抑制することができる。

また、上記の製造方法を、マッハツェンダ型光変調器の製造に適用した場合の例を、図１４、図１５に示す。

図１４は、実施例１に記載の製造方法を用いて形成されたマッハツェンダ型光変調器を模式的に示した斜視図であり、図１５はそのＤ−Ｄ’断面の一部を拡大した図である。

図１４、図１５を参照するに、本図に示すマッハツェンダ型光変調器２００は、干渉系を構成する２本の光導波路２０３Ａ，２０３Ｂと、２つのカプラＣ１，Ｃ２と、当該光導波路２０３Ａ、２０３Ｂにそれぞれ形成された光変調器により、構成されている。

それぞれの光導波路に対して形成された光変調器は、実施例１に示した場合と、それぞれ同様の構造を有している。この場合、一方の光変調器を例にとって説明する。

例えば、半絶縁性のＩｎＰ基板上には、ｎ型の導電型であるｎ型ＩｎＰクラッド層２０２が形成され、当該ｎ型ＩｎＰクラッド層２０２の、光導波路が延伸する方向に対応して形成される凸部形状の上には、例えば半絶縁性の、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層２０３が形成されている。さらにノンドープＭＱＷ光導波路コア層２０３上には、ｐ型の導電型であるｐ型ＩｎＰクラッド層１０５と、半絶縁性のｌｎＰ層１０６が交互に形成され、実施例１の場合と同様のメサ構造を形成している。

さらに、当該凸部形状、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層２０３、およびｐ型ＩｎＰクラッド層１０５を囲むように、半絶縁性のｌｎＰ層２０４が形成されている。また、実施例１の場合のＡｕメッキ電極１０８（シグナル）に相当するＡｕメッキ電極２０８が、前記ｐ型の導電型であるｐ型ＩｎＰクラッド層１０５と接続されるように、またｐ型ＩｎＰクラッド層１０５上の離間した空間にエアブリッジ上に、形成されている。

また、前記メサ構造の両側には、Ａｕメッキ電極１０９（グランド）に相当するＡｕメッキ電極２０９が、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２に接続されるように形成されている。

この場合、実施例１〜実施例３に示した製造方法を適用して、上記のマッハツェンダ型光変調器を製造することが可能である。

この場合、例えば、本実施例によるｌｎＰ基板２０１、ｎ型ＩｎＰクラッド層２０２、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層２０３、ｌｎＰ層１０４、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０５、およびＡｕメッキ電極２０８，２０９は、それぞれ実施例１に記載したｌｎＰ基板１０１、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２、ノンドープＭＱＷ光導波路コア層１０３、半絶縁性ＩｎＰ層１０４、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０５、およびＡｕメッキ電極１０８，１０９に相当し、実施例１の場合と同様の方法で製造することが可能である。また実施例２、実施例３に記載の方法を適用することが可能であることも明らかである。

また、図１６には、上記の製造方法を用いて形成することが可能な、マッハツェンダ型光変調器の他の例を示す。図１６は、実施例５による光変調器３００を模式的に示した斜視図である。

図１６を参照するに、前記光変調器３００は、半絶縁性のｌｎＰ基板３０１上に、ｎ型ｌｎＰ層３０２が形成され、当該ｎ型ｌｎＰ層３０２上に、干渉系を構成する２本の光導波路３０３Ａ、３０３Ｂが形成された構造を有している。

当該光導波路３０３Ａ，３０３Ｂ上は、半絶縁性のｌｎＰ層３０４で覆われ、当該ｌｎＰ層３０４に周囲を囲まれるように、光導波路層３０３Ａ、３０３Ｂ上には、複数のｐ型ｌｎＰ層（図示せず）が形成されている。

当該ｐ型ｌｎＰ層上には、それぞれ電極３０８Ａが接続される構造になっており、当該電極３０８Ａは、電圧が印加される電圧印加構造体３０８に接続されている。この場合、複数の当該電極３０８Ａは、前記基板ｌｎＰ３０１に略水平であって、例えば光導波路と直交する方向に延伸した支持部３０８Ｂによって、前記電圧印加構造体３０８に電気的に接続されている。

また、前記前記ｎ型ｌｎＰ層３０２に電圧を印加するための電極３０９が前記ｎ型ｌｎＰ層３０２上に、別途形成されている。

本実施例による光変調器では、前記電極３０９を用いて微小変調器にバイアス電圧を印加し、前記電極３０８に高周波信号を印加することにより、光導波路に電圧を印加して光変調を行う事が可能な構造になっている。

上記実施例１〜５では全て光変調器をとりあげているが、本発明の製造方法は半導体光増幅器集積光変調器や変調器集積レーザ、半導体モードロックレーザ、双安定レーザなど素子容量が小さいことが求められる素子を集積した素子にも適用することが可能であり、更により一般的には表面に複数の電極が形成されている集積素子、例えば波長可変レーザや半導体光増幅器、半導体光信号処理素子などにも適用することができる。

また、上記実施例では半導体埋め込み構造の導波路で説明したが、さらには、導波路構造が埋め込み導波路でない場合にも適用することが可能である。例えば、ハイメサ構造の光導波路を採用する場合には、コア層を含むメサ構造（例えば導波路部分で幅２μm）を形成した後に、そのままパッシベーションと電極を形成する工程に入れば良いし、エッチング深さを変えて上部クラッド層のみエッチングすれば、リッジ導波路の光半導体素子となる。

また、クラッド層の導電型については、上記の実施例では、下部クラッド層がｎ型、上部クラッド層をｐ型としているが、下部クラッド層をｐ型、上部クラッド層をｎ型とすることも可能である。ｎ型のドーパントとしては例えばＳを用いることができる。この場合、Ｆｅは電子トラップとして機能するが、ＳをＦｅ濃度以上に拡散すればｎ型の導電型となる。

但し、上記実施例のように下部クラッド層にも表面側から電極を形成する際には、下部クラッド層をｎ型とした方が、下部クラッド層での抵抗が小さくなる。このため、導電型は、上部クラッド層でｐ型、下部クラッド層でｎ型とすることがより好ましい。また、不純物を拡散する場合にも、上部クラッド層をｐ型とする場合には、ｎ型の場合に比べて容易にｐ型の導電型の領域を形成することができる。

また、上記実施例ではコア層は半導体基板上に一様に形成されているが、エッチングやバットジョイント成長、選択成長等の加工工程を用いて、コア層を領域によって異なる構造とすることもできる。

また、コア層の形状によっては、選択成長の場合に基板上にコア層のない領域が存在する場合があるが、光導波路とする領域にコア層が存在すれば構わない。さらには、コア層がストライプ状に両脇を埋めこまれた状態にしてから上部に半絶縁性半導体層の形成を行うことも可能である。

また以上の例においては、光半導体素子をＩｎＰ基板上に形成する場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではない。同様の工程はＧａＡｓ基板にＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ系材料を用いて形成する場合や、または、ＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰ系材料、ＧａＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ及びＧａＩｎＮＡｓＳｂ系材料やＧａＡｓＳｂ及びＡｌＧａＩｎＡｓＳｂ系材料からなる光半導体素子の製造方法にも適用できることは明らかであり、その他の材料系に適用することも可能である。

このように、本実施例による製造方法を適用し、様々な形状の光半導体素子を製造することが可能である。

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。

（付記１） 第１の導電型を有する第１の半導体層を含む第１の層上に、光導波路層を含む第２の層を形成する第１の工程と、
前記第２の層上に半絶縁性半導体層を含む第３の層を形成する第２の工程と、
第２の導電型の不純物を前記半絶縁性半導体層に拡散させて、当該半絶縁性半導体層の一部を、第２の導電型を有する第２の半導体層とする第３の工程と、
前記第３の工程の後で前記第３の層、前記第２の層、および前記１の層をエッチングしてメサ構造を形成する第４の工程と、
前記メサ構造上に前記第２の半導体層と接する金属配線を形成する第５の工程と、を有することを特徴とする光半導体素子の製造方法。

（付記２） 前記エッチング後の前記第２の半導体層の幅は、前記第３の工程で形成される前記第２の半導体層の幅より小さいことを特徴とする付記１記載の光半導体素子の製造方法。

（付記３） 前記メサ構造を埋設するように、別の半絶縁性半導体層を形成する工程をさらに有することを特徴とする付記１または２記載の光半導体素子の製造方法。

（付記４） 前記第１の導電型はｎ型であり、前記第２の導電型はｐ型であることを特徴とする付記１乃至３のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。

（付記５） 前記第２の導電型の不純物は、Ｚｎであることを特徴とする付記４記載の光半導体素子の製造方法。

（付記６） 前記メサ構造の前記第３の層では、前記半絶縁性半導体層と前記第２の半導体層が交互に形成されていることを特徴とする付記１乃至５のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。

（付記７） 前記第１の層は、ＩｎＰよりなる半導体基板上に形成されることを特徴とする付記１乃至６のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。

（付記８） 前記光導波路層は、ＩｎＧａＡｓＰ系材料またはＡｌＧａＩｎＡｓ系材料のいずれかよりなることを特徴とする付記１乃至７のうちいずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。

（付記９） 前記第１の半導体層、および前記半絶縁性半導体層は、ＩｎＰを含むことを特徴とする付記１乃至８のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。

（付記１０） 前記光導波路層は、量子井戸構造を有することを特徴とする付記１乃至９のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。

（付記１１） 前記第２の層は、前記光導波路層上に形成される第２の導電型の第３の半導体層を含むことを特徴とする付記１乃至１０のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。

（付記１２） 前記半絶縁性半導体層は、Ｆｅ，Ｒｕ，Ｃｏ，またはＣｒのうち、少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする付記１乃至１１のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。

（付記１３） 前記第３の工程では、気相拡散により前記不純物を前記半絶縁性半導体層に拡散させることを特徴とする付記１乃至１２のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。

（付記１４） 前記第１の層には、前記メサ構造を形成する場合のエッチングのストップ層が形成されていることを特徴とする付記１乃至１３のうち、いずれか１項記載の、光半導体素子の製造方法。

（付記１５） 前記エッチングはウェットエッチングにより行われることを特徴とする付記１４記載の光半導体素子の製造方法。

従来の光変調器の構造を示す斜視図である。 図１に示す光変調器１０のａ−ａ’面の層構造を示す断面図である。 図１に示す光変調器１０のｂ−ｂ’面の層構造を示す断面図である。 図１に示す光変調器１０のｃ−ｃ’面の層構造を示す断面図である。 図１に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その１）である。 図１に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その２）である。 図１に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その３）である。 図１に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その４）である。 図１に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その５）である。 図１に示す光変調器の製造方法の別の例を手順を追って示した図（その１）である。 図１に示す光変調器の製造方法の別の例を手順を追って示した図（その１）である。 図１に示す光変調器の製造方法の別の例を手順を追って示した図（その１）である。 図１に示す光変調器の製造方法の別の例を手順を追って示した図（その１）である。 実施例１による光変調器の構造を示す斜視図である。 図７に示す光変調器１０のＡ−Ａ’面の層構造を示す断面図である。 図７に示す光変調器１０のＢ−Ｂ’面の層構造を示す断面図である。 図７に示す光変調器１０のＣ−Ｃ’面の層構造を示す断面図である。 図７に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その１）である。 図７に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その２）である。 図７に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その３）である。 図７に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その４）である。 図７に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その５）である。 図７に示す光変調器の製造方法を手順を追って示した図（その６）である。 実施例２による光変調器の製造方法を示した図である。 実施例３による光変調器の層構造を示す断面図である。 実施例４による光変調器の構造を示す斜視図である。 図１４に示す光変調器１０のＤ−Ｄ’面の層構造を示す断面図である。 実施例５による光変調器の構造を示す斜視図である。

符号の説明

１０，１００，２００，３００ 光変調器
１１，１０１，２０１，３０１ 半絶縁性ＩｎＰ基板
１２，１０２、２０２、３０２ ｎ型ＩｎＰクラッド層（導電性）
１３，１０３，２０３，３０３ ノンドープＭＱＷ光導波路コア層
１０３Ａ 容量緩和層
１４，１０４、２０４ 半絶縁性ＩｎＰ層
１０５，２０５ ｐ型ＩｎＰクラッド層
１０５Ａ 上部クラッド接続層
１６，１０６、２０６ 半絶縁性ＩｎＰ層
１７，１０７ 空間
１８，１０８，２０８ Ａｕメッキ電極
１８ａ，１０８ａ、２０８ａ Ａｕメッキ電極（エアブリッジ）
１８ｂ，１０８ｂ、２０８ｂ Ａｕメッキ電極（シグナル）
１９，１０９、２０９ Ａｕメッキ電極（グランド）
３０３Ａ，３０３Ｂ 光導波路
３０４ 半絶縁性ｌｎＰ層
３０８Ａ，３０９ 電極
３０８Ｂ 支持部
３０８ 電圧印加部

Claims (5)

1. 第１の導電型を有する第１の半導体層を含む第１の層上に、光導波路層を含む第２の層を形成する第１の工程と、
   前記第２の層上に半絶縁性半導体層を含む第３の層を形成する第２の工程と、
   第２の導電型の不純物を前記半絶縁性半導体層に拡散させて、当該半絶縁性半導体層の一部を、第２の導電型を有する第２の半導体層とする第３の工程と、
   前記第３の工程の後で前記第３の層、前記第２の層、および前記１の層をエッチングしてメサ構造を形成する第４の工程と、
   前記メサ構造上に前記第２の半導体層と接する金属配線を形成する第５の工程と、を有することを特徴とする光半導体素子の製造方法。
2. 前記エッチング後の前記第２の半導体層の幅は、前記第３の工程で形成される前記第２の半導体層の幅より小さいことを特徴とする請求項１記載の光半導体素子の製造方法。
3. 前記メサ構造を埋設するように、別の半絶縁性半導体層を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１または２記載の光半導体素子の製造方法。
4. 前記第１の導電型はｎ型であり、前記第２の導電型はｐ型であることを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。
5. 前記メサ構造の前記第３の層では、前記半絶縁性半導体層と前記第２の半導体層が交互に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の光半導体素子の製造方法。
   

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