JP2009206177A

JP2009206177A - 光半導体装置の製造方法

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Publication number: JP2009206177A
Application number: JP2008044782A
Authority: JP
Inventors: Hisao Sudo; 久男須藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP5061951B2

Abstract

【課題】リッジ等を熱硬化性樹脂で埋め込んだ光半導体装置の製造方法に於いて、製造工程で使用する薬液によってリッジ等の先端部が痩せ細ることを防止して、装置抵抗が増大する等の装置特性の劣化を回避すること。
【解決手段】リッジ等の形成に使用した第１の絶縁膜を残したまま、リッジ等の頂上と側面を第２の絶縁膜で覆う工程と、第２の絶縁膜が形成された半導体基板の表面を熱硬化性樹脂で覆う工程と、熱硬化性樹脂をエッチングして前記頂上を覆う第２の絶縁体を露出させる工程と、ドライエッチング法によって第２の絶縁膜をエッチングして第１の絶縁膜を露出させる工程と、第１の絶縁膜をエッチング液によって選択的にエッチングして、前記頂上を露出させる工程を具備すること。
【選択図】図１０

Description

本発明は、光半導体装置の製造方法に関し、特に、リッジ（又はメサ）を熱硬化性樹脂で埋め込んだ光半導体装置の製造方法に関する。

「リッジ」又は「メサ」状の半導体層を、ベンゾサイクロブテン等の熱硬化性樹脂で埋め込んだ光半導体装置（発光素子、受光素子、及び光変調器等）がある。

このような光半導体装置は、電極を担持する埋め込み層が誘電率の低い熱硬化性樹脂で形成されているため寄生容量が小さく、高速動作に適している。

光半導体装置の製造に用いられる熱硬化性樹脂は、加熱により分子構造が網状又は三次元構造に変化して硬化するが、最初は低分子量の液体である。従って、リッジ等が形成され凹凸の激しい基板表面に、液状の熱硬化性樹脂を塗布し、その後、加熱するだけで、容易に、光半導体装置を平坦化することができる。

特に、ベンゾサイクロブテン（Benzocyclobutene；以下、ＢＣＢと略す）で埋め込まれた光半導体装置は、長期信頼性が高く又埋め込み層の平坦性に優れている（特許文献１及び２）。

尚、「リッジ」及び「メサ」とは、半導体基板上に設けられた凸部が半導体基板に平行に伸びている構造体のことを意味する。そして、「リッジ」とは、発光素子の活性層や受光素子の光吸収層等の能動層を含まない半導体積層構造によって形成された凸部のことである。一方、「メサ」とは、このような能動層を含む半導体積層構造によって形成された凸部のことである。
特開２００２−１６４６２２号公報特開２００４−７１７１３号公報

図１乃至図６は、ベンゾサイクロブテン（ＢＣＢ）で埋め込まれた半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である。

まず、有機金属気相成長法等により、半導体基板２の上に、バッファー層（図示せず）と、活性層４と、上部クラッド６と、コンタクト層８からなる半導体積層構造を成長する。ここで、バッファー層は、下部クラッド層としても機能する。

次に、この半導体積層構造の表面に、リッジ１２となることが予定されている領域の両側で開口した、例えば、ＳｉＯ_２製のエッチングマスク１０を形成する。

このエッチングマスク１０を保護膜として、例えば、誘導結合型反応性イオンエッチング(ICP-RIE:Inductive Coupled Plasma-Reactive Ion Etching)によって、上記半導体積層構造を活性層の近傍までエッチングして、一対の凹部１４を形成する（図１（ａ）参照）。この一対の凹部１４によって挟まれた領域が、リッジ１２となる。尚、図１乃至図６は、このリッジ１２に平行な方向から見た工程断面図である。

次に、エッチングマスク１０を除去し、リッジ１２が形成された半導体基板２の全面にＳｉＯ_２製のパッシベーション膜１６を形成する。このパッシベーション膜１６は、半導体の表面リーク電流を低減させるためのものである。

その後、パッシベーション膜１６で覆われた半導体基板２の全面に、液状のＢＣＢ（ベンゾサイクロブテン）を塗布し、その後２５０℃に加熱して硬化させ、ＢＣＢ層１８を形成する（図１（ｂ）参照）。

次に、このＢＣＢ層１８の上に、リッジ１２及び凹部１４からなる領域の上部で開口するフォトレジスト膜２０を形成する（図２（ａ）参照）。

次に、このフォトレジスト膜２０を保護膜として、ＣＦ_４とＯ_２の混合ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチング（ＲＩＥ; Reactive Ion Etching）によって、リッジ１２及び凹部１４の上部に配置されたＢＣＢ層１８をエッチングして、リッジ１２の頂上を覆うパッシベーション膜１６を露出させる。（図２（ｂ）参照）。

次に、フォトレジスト膜２０を除去する（図３（ａ）参照）。

次に、１０：１バッファーフッ酸（半導体用４０％含有フッ化アンモニウム水溶液（ダイキン工業社製）と半導体用５０％含有フッ酸水溶液（ダイキン工業社製）を、１０対１の体積比で混合した薬液；以下、１０：１ＢＨＦと呼ぶ）によって、リッジ１２の頂上すなわちコンタクト層８を覆うパッシベーション膜１６を除去し、コンタクトホール１７を完成する（図３（ｂ）参照）。

次に、コンタクトホール１７を形成した半導体基板２の全面に、Ｐ−ＣＶＤ法（Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition）によりＳｉＮ膜２８を形成する。その後、このＳｉＮ膜２８の上に、コンタクト層８を中心に含む領域の上部が開口しているフォトレジスト膜２０´を形成する（図４（ａ）参照）。

尚、ＳｉＮ膜２８は、後述するパッド電極３２とＢＣＢ層１８の密着をよくするためのものである。

次に、このフォトレジスト膜２０´をエッチングマスクとして、上記ＳｉＮ膜２８をエッチングして、コンタクト層８を露出させる。その後、このフォトレジスト膜２０´を再利用して、コンタクト層８の上に（コンタクト電極となる）金属膜２２（例えば、Ｐ型のコンタクト層に対してはＡｕ／Ｚｎ／Ａｕ）を、リフトオフ法によって形成する。この際、金属膜２２をＢＣＢ層１８から食み出すように形成して、コンタクト層８の全面が金属膜２２によって確実に覆われるようにする。（図４（ｂ）参照）。

更に、半導体基板２の裏面に、裏面電極（図示せず）となる金属膜（例えば、Ｎ型の基板にはＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ）を堆積する。その後、例えば、半導体基板２を３５０℃に加熱して夫々の金属膜と半導体層を反応させて、コンタクト電極２６及び裏面電極２７を形成する（図５（ａ））。

次に、コンタクト電極２６と絶縁膜２８が形成された半導体基板２の全面に、例えばＡｕからなる金属膜（図示せず）を堆積し、鍍金用電極とする。その後、パッド電極の形成予定領域で開口した鍍金用フォトレジスト膜３０を、この鍍金用電極の上に形成する（図５（ｂ））。

このパッド電極３２には、半導体レーザ装置の完成後、駆動電流が流れるリード線が接続される。

次に、鍍金用フォトレジスト膜３０で覆われていない鍍金用電極の上に、例えば、Ａｕを鍍金して、パッド電極３２を形成する。その後、鍍金用フォトレジスト膜３０とパッド電極３２から食み出した鍍金用電極を除去する（図６）。

最後に、半導体基板２を劈開して、光共振器の端面を形成し、半導体レーザ装置を完成する。

以上のような手順に従って、リッジ（又はメサ）を熱硬化性樹脂で埋め込んだ光半導体装置は製造される。

ところで、図２（ｂ）を参照して説明したＢＣＢ層１８のエッチング工程では、以後の工程で支障が生じないように、パッシベーション膜１６が露出した後も暫時エッチングを継続してリッジ１２の頂上を覆うパッシベーション膜１６を完全に露出させる。すなわち、オーバーエッチングを実施する。このため、リッジ１２に隣接するＢＣＢ層１８の表面は、図３（ａ）に示すように、リッジ１２の頂上１９（コンタクト層８の表面）より少し低くなる。

その後、図３（ｂ）を参照して説明したように、リッジ１２の頂上１９を覆うパッシベーション膜１６を１０：１ＢＨＦ等のエッチング液で除去するが、この時もコンタクト層８の表面が完全に露出するように、パッシベーション膜１６をオーバーエッチングする。

上述したＢＣＢ層１８のオーバーエッチングにより、図３（ａ）に示すようにリッジ１２の側面を覆うパッシベーション膜１６の上端が、ＢＣＢ層１８の上に露出する。この露出したパッシベーション膜１６は、その後の１０：１ＢＨＦ等によるオーバーエッチングにより完全に除去され、更には、ＢＣＢ層１８に埋もれた部分も一部除去される。このため、リッジ１２の上部側面３４が裸になる（図３（ｂ）参照）。

この裸になった上部側面３４は、その後の工程で、種々の薬液に晒される。例えば、図４（ａ）乃至図５（ａ）を参照して説明した、コンタクト電極２６を形成する工程では、金属膜２２を堆積する前に、コンタク層８の表面を塩酸や硫酸等の薬液によって洗浄する。この際、裸になったリッジ１２の上部側面３４も、これらの薬液に晒される。

また、図５（ｂ）を参照して説明した鍍金用フォトレジスト膜３０を形成する工程では、リッジ１２の上部側面３４が、アルカリ性のフォトレジスト除去液に晒される。

リッジ１２の上部側面３４は、これら薬液によって除々に侵食され、最終的には、図５（ｂ）のように、コンタクト層８を含むリッジ１２の先端部（頂上及びその近傍）が痩せ細ってしまう（所謂、エッチオフ現象）。従って、装置抵抗が増大する等の装置特性の劣化が生じる。

このような、エッチオフ現象は、ＧａＡｓを主成分とする半導体材料によって形成された光半導体装置（ＧａＡｓ系光半導体装置）で特に顕著である。但し、ＩｎＰを主成分とする半導体材料によって形成された光半導体装置（ＩｎＰ系光半導体装置）等、他の半導体を主成分とする半導体材料によって形成された光半導体装置でも、このエッチオフ現象は発現する。

尚、図２（ｂ）乃至図３（ａ）を参照して説明した工程で、ＢＣＢ層１８及びパッシベーション膜１６をオーバーエッチングした理由は、これらがコンタクト層８の表面に残留すると、コンタクト電極２６の形成が阻害され、装置抵抗が増大する原因となるからである。

上記説明から明らかなように、これらオーバーエッチングに起因する、リッジ１２の上部側面３４を覆うパッシベーション膜１６の消失が回避できれば、上述したエッチオフ現象を阻止できる。従って、装置抵抗の増大を回避することができる。

リッジ上部側面３４に於けるパッシベーション膜１６のエッチングを阻止するには、プラズマ化された反応ガス中のイオンが電界で加速されてエッチング対象に入射するドライエッチング法が有効である。このようなドライエッチング法によれば、上記電界に垂直なリッジ１２の頂上１９でパッシベーション膜１６が優先的にエッチングされ、その上部側面３４では、パッシベーション膜１６は殆どエッチングされない。

多くのドライエッチング法では、エッチング対象物は、プラズマ化により活性化された反応ガスによって化学的にエッチングされると伴に、プラズマ中のイオンが電界によって加速されエッチング対象物に衝突することによっても物理的にエッチングされる。このため、プラズマ中のイオンが加速される方向、すなわち半導体基板２に垂直な方向でエッチングが顕著になり、実質的に、リッジ１２の頂上１９のみでパッシベーション膜１６がエッチングされる。

このような異方性エッチングが可能なドライエッチング法としては、エッチング対象物の電位がプラズマに対してマイナスとなる、例えば、反応性イオンエッチングがある。

従って、このようなドライエッチング法によれば、リッジ１２の上部側面を覆うパッシベーション膜１６のエッチングを回避しつつ、リッジ１２の頂上からパッシベーション膜１６を除去することが可能になる。

しかしながら、ドライエッチング法によってパッシベーション膜１６をエッチングすると、リッジ１２の頂上に配置されたコンタクト層８が、プラズマから受けるイオン衝撃によってダメージを受け変質する事がある。このため、コンタクト層８の上に堆積された金属膜２２とコンタクト層８が加熱処理によって適正に反応し、オーミック電極となることが妨げられるので、コンタクト電極の低抵抗化が阻害される。従って、リッジ頂上を覆うパッシベーション膜１６の除去すなわちコンタクトホール１７を形成する最終手順に、ドライエッチング法を適用することは懸念される。

尚、図４（ａ）乃至図５（ａ）を参照して説明したコンタクト電極２６を形成する工程に於いて、リッジ１２の上部側面３４が金属膜２２で覆われれば、以後の工程では、各種薬液によるリッジ１２の上部側面３４の侵食が緩和され得る。しかし、図３（ｂ）に示すように、リッジの上部側面３４は、隣接するＢＣＢ層１８に対して垂直に切り立ち、段差を形成している。従って、リッジ１２の上部側面３４が、金属膜２２によって覆われることは困難である。故に、金属膜２２によるリッジ上部側面の保護は期待できない。

そこで、本発明の目的は、リッジ（又はメサ）を熱硬化性樹脂で埋め込んだ光半導体装置の製造方法に於いて、リッジ１２の先端部（頂上及びその近傍）が薬液により侵食され痩せ細ることを阻止して、装置抵抗が増大する等の装置特性の劣化を回避する光半導体装置の製造方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、本製造方法は、半導体基板上に形成された半導体積層構造を、第１の絶縁膜からなるマスクを用いてエッチングして、半導体基板上に設けられた凸部が前記半導体基板に平行に伸びた構造体を形成する第１の工程と、前記第１の絶縁膜を残したまま、前記構造体が形成された前記半導体基板の表面に第２の絶縁膜を形成して、前記構造体の頂上と側面を前記第２の絶縁膜で覆う第２の工程と、前記第２の絶縁膜が形成された前記半導体基板の表面を、熱硬化性樹脂で覆う第３の工程と、前記構造体の上部を覆う前記熱硬化性樹脂をエッチングして、前記頂上を覆う前記第２の絶縁体の表面を露出させる第４の工程と、ドライエッチング法によって、前記頂上を覆う前記第１の絶縁膜を露出させる第５の工程と、エッチング液によって、前記第２の絶縁膜に対して前記第１の絶縁膜を選択的にエッチングして、前記頂上を露出させる第６の工程と、露出した前記頂上にコンタクト電極を形成する第７の工程を具備することを特徴とする。

本製造方法では、ドライエッチング法によって前記構造体（リッジ又はメサ）を覆う第２の絶縁膜をエッチングするので、前記構造体の側面を覆う第２の絶縁体を消失させることなく、前記構造体の頂上を覆う第１の絶縁体を露出させることができる。その後、この第１の絶縁体を、エッチング液によって選択的に除去するので、前記構造体に含まれる前記半導体層（コンタクト層）にダメージを与えることなく、前記頂上を露出させることができる。

すなわち、本製造方法によれば、コンタクト層にダメージを与えることなく、且つ前記構造体の側面を第２の絶縁膜で保護しながら、第１の絶縁体の除去後の工程を実施することができる。

従って、本製造方法によれば、前記構造体（リッジ又はメサ）を熱硬化性樹脂で埋め込んだ光半導体装置の製造方法に於いて、製造工程で使用する薬液による前記構造体先端部の痩せ細りを阻止することができるので、装置抵抗が増大する等の装置特性の劣化を回避することができる。

開示の製造方法では、ドライエッチング法によって、リッジ（又はメサ）の頂上に配置された第１の絶縁体を覆う第２の絶縁膜をエッチングするので、リッジ（又はメサ）の側面を覆う第２の絶縁体を消失させることなく、リッジ（又はメサ）の頂上に、第１の絶縁体を露出させることができる。その後、第１の絶縁体を、化学的エッチング液によって選択的に除去するので、リッジ（又はメサ）に含まれるコンタクト層にダメージを与えることなく、リッジ（又はメサ）の頂上を露出させることができる。

すなわち、開示の製造方法によれば、リッジ（又はメサ）に含まれるコンタクト層にダメージを与えることなく、しかもリッジ（又はメサ）の側面を第２の絶縁膜で保護した状態で、第１の絶縁膜除去後の製造工程を実施することができる。従って、開示の製造方法によれば、第１の絶縁体除去後の工程に於いて、薬液によるリッジ（又はメサ）の先端部の痩せ細りを阻止できる。

故に、開示の製造方法によれば、リッジ（又はメサ）を熱硬化性樹脂で埋め込んだ光半導体装置の製造方法に於いて、装置抵抗が増大する等の装置特性の劣化を回避することが可能になる。

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
（実施の形態１）
本実施の形態は、リッジを熱硬化性樹脂で埋め込んだ光半導体装置の製造方法に於いて、コンタクト層８を含むリッジ１２の先端部（頂上及びその近傍）が痩せ細ることを防止し、装置抵抗が増大する等の装置特性の劣化を回避した、光半導体装置の製造方法に係るものである。

本実施の形態に従って製造される光半導体装置は、図１３（ｂ）に示すように、上部クラッド６とコンタクト層８からなるリッジ１２と、このリッジ１２を埋め込むベンゾサイクロブテン層（ＢＣＢ層１８）からなる。

以下、図７乃至図１３を参照して、本実施の形態に従う光半導体装置の製造方法について説明する。図７は、本実施の形態に従う光半導体装置の製造手順を説明するフロー図である。一方、図８乃至図１３は、本実施の形態に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である。

まず、有機金属気相成長法等により、半導体基板２の上に、バッファー層（図示せず）と、活性層４と、上部クラッド６と、コンタクト層８からなる半導体積層構造を成長する（ステップＳ１）。尚、バッファー層は、下部クラッド層としても機能する。

その後、この半導体積層構造の表面に、例えば、プラズマＣＶＤ法（Ｐ−ＣＶＤ法）によって、厚さ４００ｎｍのＳｉＮ膜を約３００℃で堆積する。

更に、リッジ１２となる予定領域の両側が開口したフォトレジスト膜をこのＳｉＮ膜の上に形成する。その後、１００：１ＢＨＦによって上記ＳｉＮ膜をエッチングして、リッジ１２となる予定領域の両側が開口したＳｉＮ製のエッチングマスク１０´を形成する（ステップＳ２）。

その後、このＳｉＮ製のエッチングマスク１０´を保護膜として、例えば、誘導結合型反応性イオンエッチング(ＩＣＰ−ＲＩＥ)によって、上記半導体積層構造を活性層の近傍までエッチングして一対の凹部１４を形成する。この一対の凹部１４によって挟まれた領域が、リッジ１２となる（ステップＳ３；図８（ａ）参照）。

尚、図８乃至図１３は、このリッジ１２に対して垂直な断面からなる工程断面である。

次に、ＳｉＮ製の上記エッチングマスク１０´を残したまま、リッジ１２の形成された半導体基板２の表面に厚さ４００ｎｍのＳｉＯ_２製のパッシベーション膜１６´を形成し、リッジ１２の頂上及びその側面を覆う（ステップＳ４）。

このＳｉＯ_２は、例えば、熱ＣＶＤ法（Thermal Chemical Vapor Deposition）によって堆積する。ここでパッシベーション膜１６´は、半導体の表面リーク電流を低減するためのものである。

その後、パッシベーション膜１６´で覆われた半導体基板２の全面に、液状のＢＣＢ（ベンゾサイクロブテン）を塗布する。その後、このＢＣＢを２５０℃に加熱し硬化させて、ＢＣＢ層１８を形成する（ステップＳ５；図８（ｂ）参照）。

次に、このＢＣＢ層１８の上に、リッジ１２及び凹部１４を有する領域の上部で開口するフォトレジスト膜２０を形成する（図９（ａ）参照）。

次に、このフォトレジスト膜２０を保護膜として、ＣＦ_４とＯ_２の混合ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって、リッジ１２及び凹部１４の上部に配置されたＢＣＢ層１８をエッチングして、リッジ１２の頂上を覆うパッシベーション膜１６´を露出させる。（ステップＳ６；図９（ｂ）参照）。

次に、フォトレジスト膜２０を除去する（図１０（ａ）参照）。その後、ＳｉＯ_２製のパッシベーション膜１６´を、ドライエッチング法、例えば、ＣＦ_４を反応ガスとするＲＩＥによってエッチングして、リッジ１２の頂上を覆うＳｉＮ製のエッチングマスク１０´を露出させる（ステップＳ７；図１０（ｂ）参照）。

上述したように、ドライエッチング法では、半導体基板２の主面に垂直な方向のエッチング速度が、上記主面に水平な方向のエッチング速度より大きい。従って、図３（ｂ）を参照して説明した関連技術とは異なり、本実施の形態によれば、リッジ１２の側面全体がパッシベーション膜１６´で覆われたままの状態を保つことができる。

しかも、本実施の形態では、リッジ１２の頂上がＳｉＮ製のエッチングマスク１０´で保護されているので、ＳｉＯ_２製のパッシベーション膜１６´をドライエッチングによって除去しても、イオン衝撃によってコンタク層８がダメージを受けることはない。

尚、上記ＲＩＥによるＳｉＯ_２のエッチング速度は、ＳｉＮのエッチング速度と略同じである。従って、図１０（ｂ）を参照して説明したエッチング膜１０´を露出させる上記工程では、エッチング時間を調整して、パッシベーション膜１６´だけをエッチングするようにする。

次に、１００：１ＢＨＦを用いて、ＳｉＮ製のエッチングマスク１０´を選択的にエッチングして、コンタクトホール１７を完成する（ステップＳ８；図１１（ａ）参照）。

１００：１ＢＨＦに対する、プラズマＣＶＤで堆積した上記ＳｉＮ膜のエッチング速度は、成膜方法により、室温（２５℃）に於いて２００ｎｍ／分に出来る。一方、熱ＣＶＤで堆積した上記ＳｉＯ_２膜のエッチング速度（室温）も成膜方法によって、ＳｉＮ膜のエッチング速度の１／１０でしかない２０ｎｍ／分に出来る。従って、上述したような選択的エッチングが可能になる。

図１０（ａ）に示すように、上記工程（ステップＳ６乃至ステップＳ８）によれば、リッジ１２の側面全体が、パッシベーション膜１６´によって覆われ保護される。従って、関連技術とは異なり（図５（ｂ）参照）、以後の工程に用いる薬液によって、リッジ１２の先端部が侵食されて細くなることはない。

次に、コンタクトホール１７を形成した半導体基板２の全面に、Ｐ−ＣＶＤ法によりＳｉＮ膜２８を形成する。その後、このＳｉＮ膜２８の上に、コンタクト層８を中心に含む領域の上部で開口しているフォトレジスト膜２０´を形成する（図１１（ｂ）参照）。

尚、ＳｉＮ膜２８は、後述するパッド電極３２とＢＣＢ層１８との密着をよくするためのものである。

次に、このフォトレジスト膜２０´をエッチングマスクとして、上記ＳｉＮ膜２８をエッチングして、コンタクト層８を露出させる。その後、このフォトレジスト膜２０´を再利用して、コンタクト層８の上に（コンタクト電極となる）金属膜２２（例えば、Ｐ型コンタクト層に対してはＡｕ／Ｚｎ）を、リフトオフ法によって形成する。この際、金属膜２２はＢＣＢ層１８に食み出すように形成して、コンタクト層８の表面全体が金属膜２２によって確実に覆われるようにする。（図１２（ａ）参照）。

更に、半導体基板２の裏面に、裏面電極（図示せず）となる金属膜（例えば、Ｎ型基板に対してはＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ）を堆積する。その後、例えば、半導体基板２を３５０℃に加熱して夫々の金属膜と半導体層を反応させて、コンタクト電極２６及び裏面電極２７を形成する（ステップＳ９；図１２（ｂ））。

次に、コンタクト電極２６及び絶縁膜２８の形成された半導体基板２の全面に、例えばＡｕからなる金属膜（図示せず）を堆積し、鍍金用電極を形成する。その後、パッド電極の形成予定領域が開口した鍍金用フォトレジスト膜３０を形成する（図１３（ａ）参照）。尚、半導体レーザ装置の完成後、パッド電極３２にはリード線が接続され、このリード線を介して、駆動電流が半導体レーザ装置に供給される。

次に、上記鍍金用電極を電極として、鍍金用フォトレジスト膜３０で覆われていない領域に、例えばＡｕを鍍金して、パッド電極３２を形成する。その後、鍍金用フォトレジスト膜３０を除去し、更に、パッド電極３２の形成されていない部分から、上記鍍金用電極を除去してパッド電極３２を完成する（ステップＳ１０；図１３（ｂ）参照）。

その後、半導体基板２を劈開して、光共振器の端面を形成し、半導体レーザ装置を完成する（ステップＳ１１）。

図１１（ａ）に示しように、本実施の形態に従う光半導体装置の製造方法によれば、リッジ１２の側面全体が、パッシベーション膜１６´で覆われているので、コンタクト電極２６やパッド電極３２の形成に使用する薬液によって、リッジ１２の先端部が侵食されることはない。従って、リッジ１２の先端が先細り、光半導体装置の装置抵抗が高くなることはない。

以下、図７乃至図１３を参照して説明した光半導体装置の製造方法の要部を纏めると以下のようになる。

すなわち、本実施の形態では、まず、半導体基板２の上に形成され、コンタクト電極２６と電気的に接触することが予定されている半導体層（コンタクト層８）を含む半導体積層構造（活性層４と、上部クラッド６と、コンタクト層８からなる半導体積層構造）を、第１の絶縁膜（ＳｉＮ膜；エッチングマスク１０´）からなるマスクを用いてエッチングして、前記半導体基板上に設けられた凸部が上記半導体基板に平行に伸びた構造体（リッジ１２）を形成する（図８（ａ）参照）。

次に、本実施の形態では、上記第１の絶縁膜（ＳｉＮ膜；エッチングマスク１０´）を残したまま、上記構造体（リッジ１２）が形成された上記半導体基板２の表面に第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜；パッシベーション膜１６´）を形成して、上記構造体（リッジ１２）の頂上と側面を上記第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜；パッシベーション膜１６´）で覆う。

更に、本実施の形態では、上記第２の絶縁体（ＳｉＯ_２膜；パッシベーション膜１６´）が形成された上記半導体基板２の表面を、上記熱硬化性樹脂（ＢＣＢ；ＢＣＢ層１８）で覆う（図８（ｂ）参照）。

次に、本実施の形態では、上記構造体（リッジ１２）の上部を覆う上記熱硬化性樹脂（ＢＣＢ；ＢＣＢ層１８）をエッチングして、上記頂上を覆う上記第２の絶縁体（ＳｉＯ_２膜；パッシベーション膜１６´）の表面を露出させる（図９（ａ）乃至図１０（ａ）参照）。

次に、本実施の形態では、上記半導体基板２の主面に垂直な方向のエッチング速度が、上記主面に水平な方向のエッチング速度より大きいドライエッチング法によって、上記第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜；パッシベーション膜１６´）をエッチングして、上記構造体（リッジ１２）の側面を覆う上記第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜；パッシベーション膜１６´）を損なうことなく、上記頂上を覆う上記第１の絶縁膜（ＳｉＮ膜；エッチングマスク１０´）を露出させる（図１０（ｂ）参照）。

次に、本実施の形態では、エッチング液によって、上記第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜；パッシベーション膜１６´）に対して上記第１の絶縁膜（ＳｉＮ膜；エッチングマスク１０´）を選択的にエッチングして、上記頂上を露出させる（図１１（ａ）乃至図１３（ａ）参照）。

そして、本実施の形態では、露出した上記頂上にコンタクト電極２６を形成する（図１１（ｂ）参照）。

このように、本実施の形態では、第１の絶縁膜（ＳｉＮ膜）すなわちエッチングマスク１０´をリッジ１２の頂上に残したまま、リッジ１２の頂上及び側面を、第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜）すなわちパッシベーション膜１６´で覆う。

従って、ドライエッチングによってリッジ１２の頂上を覆う第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜）をエッチングしても、第１の絶縁膜（ＳｉＮ膜）が保護層となって、リッジ１２の頂上に配置されたコンタクト層８にダメージが及ぶことはない。

更に、ドライエッチングを用いて第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜）をエッチングするので、リッジ１２の側面を覆う第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜）が損なわれることはない（図１０（ｂ）参照）。

更に、上記ドライエッチングよって露出した第１の絶縁膜（ＳｉＮ膜）だけを化学的エッチング液によって選択的にエッチングして、コンタクトホール１７を完成する（図１１（ａ）参照）。

従って、リッジの側面は全て第２の絶縁膜（ＳｉＯ_２膜）で覆われたままなので、以後の工程で先端部が薬液によって侵食され細くなることはない。

故に、本実施の形態によれば、リッジ１２の先端部が侵食されて細くなることはないので、光半導体装置のコンタクト抵抗（すなわち、装置抵抗）が増大して、その装置特性が劣化することはない。
（実施の形態２）
本実施の形態は、実施の形態１に従う光半導体装置の製造方法において、ＢＣＢ層１８の表面をリッジ１２の頂上と略同一面上に整列させて、コンタクト電極２６の分断（段切れ）をなくした、光半導体装置の製造方法に係るものである。

実施の形態１に従う製造方法のステップＳ６すなわちＢＣＢ層１８をエッチングしてリッジ１２の頂上を覆うパッシベーション膜１６´を露出させる工程（図９（ｂ）参照）では、ＢＣＢ層１８をオーバーエッチングする。これは、ＢＣＢ層１８がパッシベーション膜１６´の上に残存しないようにして、以後の工程に支障を来たさないようにするためである。しかし、このオーバーエッチングにより、リッジ１２に隣接する領域で、ＢＣＢ層１８の表面が、リッジ１２の頂上より低くなる（図９（ｂ）参照）。

この時に形成されたＢＣＢ層１８の表面とリッジ１２の頂上の間の段差によって、コンタクト電極２６等を形成する工程（スッテプＳ９）で堆積した金属膜２２が、リッジ１２とＢＣＢ層１８の間で分断されてしまう（図１２（a）参照）。従って、（金属膜２２をコンタクト層８と反応させて形成する）コンタクト電極２６も分断されその幅が狭くなり（図１２（ｂ）参照）、その結果、装置抵抗が高くなることがある。

そこで、本実施の形態では、リッジ１２の頂上とパッシベーション膜１６´の間に配置されるエッチングマスク１０´を厚くして（図１５（ｂ）参照）、オーバーエッチング後の（リッジ１２に隣接する領域に於ける）ＢＣＢ層１８の表面が、リッジ１２の頂上と略同一平面上に整列ようにする。このようにすると、コンタクト電極２６は分断されず（図１９（ｂ）参照）、装置抵抗が高くなることはない。

以下、図１４乃至図２０を参照して、本実施の形態に従う光半導体装置の製造方法について説明する。但し、実施の形態１と重複する工程については、詳細な説明は省略する。

図１４は、本実施の形態に従う光半導体装置の製造手順を説明するフロー図である。一方、図１５乃至図２０は、本実施の形態に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である。

まず、実施の形態１と同様にして、有機金属成長法を用いて半導体積層構造を成長する（ステップＳ１）。

次に、実施の形態１と同様に、活性層４等からなる半導体積層構造の上にＳｉＮ膜を堆積する。その後、フォトリソグラフィー技術とウェットエッチングによってこのＳｉＮ膜を加工して、エッチングマスク１０´を形成する（ステップＳ２）。

但し、ＳｉＮ膜の厚さは、実施の形態１で堆積するＳｉＮ膜より厚い８００ｎｍとする。

次に、このエッチングマスク１０´を保護膜として、ＩＣＰ−ＲＩＥによって、上記半導体積層構造をエッチングして、リッジ１２を形成する（ステップＳ３；図１５（ａ）参照）。

次に、ＳｉＮ膜製のエッチングマスク１０´を残したまま、リッジ１２の形成された半導体基板２の表面に、厚さ４００ｎｍのＳｉＯ_２製のパッシベーション膜１６´を形成する（ステップＳ４）。

次に、パッシベーション膜１６´で覆われた半導体基板２の表面に、ＢＣＢ層１８を形成する（ステップＳ５；図１５（ｂ）参照）。

次に、ＢＣＢ層１８の表面にリッジ１２及び凹部１４からなる領域の上部で開口するフォトレジスト膜２０を形成する（図１６（ａ）参照）。その後、このフォトレジスト膜２０を保護膜としてＢＣＢ層１８をＲＩＥでエッチングして、リッジ１２の頂上を覆うパッシベーション膜１６´を露出させる（ステップＳ６；図１６（ｂ）参照）。

この際、パッシベーション膜１６´が現れた後も、ＢＣＢ層１８のエッチングを継続して、ＢＣＢ層１８を１２００ｎｍ余分にエッチングする。

ところで、上述したようにリッジ１２の頂上（コンタクト層８の表面）には、厚さ８００ｎｍのエッチングマスク１０´と厚さ４００ｎｍのパッシベーション膜１６´が積層されている（図１６（ｂ）参照）。従って、パッシベーション膜１６´の表面は、リッジ１２の頂上より１２００ｎｍ（＝４００ｎｍ+８００ｎｍ）上方に位置する。故に、オーバーエッチング後のＢＣＢ層１８の表面は、リッジ１２に隣接する領域で、リッジ１２の頂上１９（コンタクト層８の表面）と同一平面上に整列する（図１７（ａ）参照）。

次に、ＳｉＯ_２製のパッシベーション膜１６´を、ドライエッチング法よってエッチングして、リッジ１２の頂上を覆うＳｉＮ製のエッチングマスク１０´を露出させる（ステップＳ７；図１７（ｂ）参照）。

次に、１００：１ＢＨＦを用いて、ＳｉＮ製のエッチングマスク１０´を選択的に除去する。更に、例えば、１０：１ＢＨＦを用いて、エッチング時間を調整したパシベーション膜１６’の追加エッチングを行う事によって、段差のないコンタクトホール１７を完成する（ステップＳ８；図１８（ａ）参照）。

次に、実施の形態１と同様にして、ＳｉＮ膜２８、金属膜２２、及び裏面電極用金属膜（図示せず）を形成する（図１８（ｂ）乃至図１９（ａ）参照）。その後、金属膜２２等が形成された半導体基板２を加熱処理して、金属コンタクト電極２６と裏面電極２７を形成する（ステップＳ９；図１９（ｂ）参照）。

次に、実施の形態１と同様にして、鍍金用電極（図示せず）と鍍金用フォトレジスト膜３０を形成する（図２０（ａ）参照）。その後、Ａｕを鍍金して、パッド電極３２を形成する（ステップＳ１０；図２０（ｂ）参照）。

次に、半導体基板２を劈開して、光共振器の端面を形成し、半導体レーザ装置を完成する（ステップＳ１１）。

図１５（ａ）を参照して説明したように、本実施の形態に従う光半導体装置の製造方法では、エッチングマスク１０´を厚く堆積する。従って、ＢＣＢ層１８をオーバーエッチングしても、リッジ１２に隣接するＢＣＢ層１２の表面を、リッジ１２の頂上と略同一平面上に整列させることができる。故に、コンタクト電極２６が分断されその幅が狭くなることはないので、光半導体装置の装置抵抗が高くなることはない（図２０（ｂ）参照）。

以上、図１４乃至図２０を参照して説明した光半導体装置の製造方法の要部を纏めると以下のようになる。

すなわち、本実施の形態では、実施の形態１で説明した光半導体装置の製造方法に於いて、上記半導体積層構造を形成する工程（ステップＳ１）で、コンタクト電極２６等を形成する工程（ステップＳ９）で形成するコンタクト電極２６を、上記構造体（リッジ１２）に隣接する熱硬化性樹脂１８の表面に延在させても、コンタクト電極２６が上記表面と上記構造体（リッジ１２）の頂上１９の間で分断されることのないように、上記頂上を覆うパッシベーション膜１６´を露出させる工程（ステップＳ４）によってエッチングされた後の熱硬化性樹脂１８の表面と、上記頂上が同一平面上に整列し得るように膜厚を設定した上記第１の絶縁膜（エッチングマスク１０´）を用いる。

従って、本実施の形態によれば、コンタクト電極２６が、リッジ１２とＢＣＢ層１８の間で分断されることがないので、装置抵抗が高くなることはない。

ところで、上述した実施の形態１及び２では、半導体レーザ装置を例として、熱硬化性樹脂で埋め込まれた光半導体装置の製造方法について説明した。しかし、本発明が適用可能な光半導体装置は、半導体レーザ装置に限られるものではなく、例えば、他の半導体発光装置（端面発光型発光ダイオード装置や進行波型半導体光増幅器）、半導体光検出器（導波路型半導体光検出器等）、及び半導体光変調器に適用することも可能である。

実施の形態１及び２では、光半導体装置を形成する半導体材料に関しては、特に言及しなかった。しかし、ＧａＡｓを主成分とする半導体材料やＩｎＰを主成分とする半導体材料等、種々の半導体材料で形成された光半導体装置に対して、上記実施の形態１及び２は適用可能である。

また、以上の例では、半導体基板上に形成された凸部が能動層を含まない所謂リッジからなる光半導体装置の製造方法について説明した。しかし、本発明の適用範囲は、このような光半導体装置の製造方法に限られるものではない。例えば、上記凸部が能動層を含む所謂メサからなる光半導体装置の製造方法にも、本発明は適用できる。

また、以上の例では、リッジ（又はメサ）を覆う熱硬化性樹脂としてＢＣＢを取り上げて説明したが、他の熱硬化性樹脂、例えば、ポリイミド等によって、リッジ（又はメサ）を埋め込んでもよい。

また、以上の例では、リッジ１２を形成する半導体積層構造の最上部がコンタクト層８で形成されている場合について説明したが、コンタクト層８の上に、例えば、汚染防止用の薄い半導体層が積層されていてもよい。この場合には、コンタクト電極となる金属膜を堆積する前に、この半導体層をエッチング液によって除去するようにすればよい。

また、第１の絶縁膜としてはＳｉＮ膜を、第２の絶縁膜としてはＳｉＯ_２を例示したが、第１及び第２の絶縁膜はこれらに限られない。同じ組成のエッチング液（例えば、ＢＨＦ）に対して、第１の絶縁膜のエッチングレート＞第２の絶縁膜のエッチングレートとの条件を満たす絶縁膜の組合せであれば、他の絶縁膜の組合せを用いてもよい。

また、上述した例では、リッジ１２（又はメサ）となる領域の両脇の近傍をエッチングして、一対の凹部１４によって両脇が囲まれたリッジ１２（又はメサ）を形成する（図８（ａ）参照）。しかし、リッジ（又はメサ）の形態は、このようなものに限られない。例えば、図２１のように、リッジ１２（又はメサ）となる領域を残し他の領域を全てエッチングして、半導体基板２の上に突出したリッジ１２´（又はメサ）を形成してもよい。

また、上述した例では、コンタクト層８及び半導体基板２が、夫々ｐ型半導体及びｎ型半導体で形成されている場合について説明した。しかし、コンタクト層８及び半導体基板２が、夫々ｎ型半導体で及びｐ型半導体で形成さていてもよい（この場合、ｎ型コンタクト層の上には、例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ等の金属膜を堆積する。一方、ｐ型基板の上には、例えばＡｕ/Ｚｎ等の金属膜を堆積する）。

ベンゾサイクロブテン（ＢＣＢ）で埋め込まれた半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その１）。ベンゾサイクロブテン（ＢＣＢ）で埋め込まれた半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その２）。ベンゾサイクロブテン（ＢＣＢ）で埋め込まれた半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その３）。ベンゾサイクロブテン（ＢＣＢ）で埋め込まれた半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その４）。ベンゾサイクロブテン（ＢＣＢ）で埋め込まれた半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その５）。ベンゾサイクロブテン（ＢＣＢ）で埋め込まれた半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その６）。実施の形態１に従う光半導体装置の製造手順を説明するフロー図である。実施の形態１に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その１）。実施の形態１に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その２）。実施の形態１に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その３）。実施の形態１に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その４）。実施の形態１に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その５）。実施の形態１に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その６）。実施の形態２に従う光半導体装置の製造手順を説明するフロー図である。実施の形態２に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その１）。実施の形態２に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その２）。実施の形態２に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その３）。実施の形態２に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その４）。実施の形態２に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その５）。実施の形態２に従う半導体レーザ装置の製造手順を説明する工程断面図である（その６）。リッジ（又はメサ）の他の形態を説明する断面図である。

符号の説明

２・・・半導体基板４・・・活性層６・・・上部クラッド
８・・・コンタクト層１０,１０´・・・エッチングマスク
１２,１２´・・・リッジ１４・・・凹部１６, １６´・・・パッシベーション膜
１７・・・コンタクトホール
１８・・・ＢＣＢ層１９・・・リッジの頂上
２０・・・フォトレジスト膜
２２・・・金属膜２６・・・コンタクト電極
２７・・・裏面電極
２８・・・ＳｉＮ膜３０・・・鍍金用フォトレジスト膜
３２・・・パッド電極３４・・・リッジの上部側面

Claims

半導体基板上に形成された半導体積層構造を、
第１の絶縁膜からなるマスクを用いてエッチングして、
前記半導体基板上に設けられた凸部が前記半導体基板に平行に伸びた構造体を形成する第１の工程と、
前記第１の絶縁膜を残したまま、前記構造体が形成された前記半導体基板の表面に第２の絶縁膜を形成して、前記構造体の頂上と側面を前記第２の絶縁膜で覆う第２の工程と、
前記第２の絶縁膜が形成された前記半導体基板の表面を、熱硬化性樹脂で覆う第３の工程と、
前記構造体の上部を覆う前記熱硬化性樹脂をエッチングして、前記頂上を覆う前記第２の絶縁体の表面を露出させる第４の工程と、
ドライエッチング法によって、前記第２の絶縁膜をエッチングして、
前記頂上を覆う前記第１の絶縁膜を露出させる第５の工程と、
前記第２の絶縁膜に対して前記第１の絶縁膜を選択的にエッチングして、前記頂上を露出させる第６の工程と、
露出した前記頂上にコンタクト電極を形成する第７の工程を、
具備することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
請求項１に記載の光半導体装置の製造方法において、
前記熱硬化性樹脂が、ベンゾサイクロブテンからなることを、
特徴とする光半導体装置の製造方法。
請求項１又は２に記載の光半導体装置の製造方法において、
前記半導体積層構造は、活性層を含むことを特徴とする光半導体装置。
請求項１乃至３の何れか１項に記載の光半導体装置の製造方法において、
前記光半導体装置が、半導体発光装置、半導体光検出器、及び半導体光変調器の何れか一つであることを、
特徴とする光半導体装置の製造方法。