JP2012084592A - Method of manufacturing optical semiconductor element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an optical semiconductor element in which the etching depth for forming mesa portions can be controlled with excellent accuracy.SOLUTION: A method of manufacturing an optical semiconductor element comprises the steps of: growing an etching marker layer 42 above a semi-insulating substrate 20; sequentially forming a lower cladding layer 25, an optical waveguide layer 26, and an upper cladding layer 27 on the etching marker layer 42; and forming mesa portions 22 to 24 extending in a predetermined optical waveguide direction by performing plasma etching to the lower cladding layer 25, the optical waveguide layer 26, and the upper cladding layer 27. The plasma emission intensity of the etching marker layer 42 is larger than that of an n-type contact layer 21 and the lower cladding layer 25 that are in contact with the etching marker layer 42. In etching the mesa portions, the plasma etching is stopped based on variation in the plasma emission intensity.

Description

本発明は、主に光ファイバ通信システムに使用される光半導体素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an optical semiconductor device mainly used in an optical fiber communication system.

図15は、従来の光半導体素子が有する内部構造を示す斜視図である。図15に示されるように、この光半導体素子100は、半絶縁性基板101と、半絶縁性基板101上に設けられたn型コンタクト層110と、n型コンタクト層上に並んで設けられた3本のメサ部102、103及び104とを備える。各メサ部102〜104は、所定の光導波方向に沿って延びており、該光導波方向と直交する方向に並んで配置されている。メサ部102〜104は、下部クラッド層105、光導波層106、及び上部クラッド層107を有する。光導波層106は、光導波方向に並んだ2種類のコア層106a及び106bを含んでおり、これらのコア層106a及び106bが互いに接する、いわゆるバットジョイント構造を成している。   FIG. 15 is a perspective view showing an internal structure of a conventional optical semiconductor element. As shown in FIG. 15, this optical semiconductor element 100 is provided side by side on a semi-insulating substrate 101, an n-type contact layer 110 provided on the semi-insulating substrate 101, and the n-type contact layer. Three mesa units 102, 103, and 104 are provided. Each mesa part 102-104 is extended along the predetermined | prescribed optical waveguide direction, and is arrange | positioned along with the direction orthogonal to this optical waveguide direction. The mesa portions 102 to 104 have a lower cladding layer 105, an optical waveguide layer 106, and an upper cladding layer 107. The optical waveguide layer 106 includes two types of core layers 106a and 106b arranged in the optical waveguide direction, and has a so-called butt joint structure in which these core layers 106a and 106b are in contact with each other.

中央のメサ部103では、図示しない電極から電流が供給されることにより、光導波層106において光が発生または変調される。電極パターンの形成のため、このメサ部103の両側面は、図示しない樹脂によって埋め込まれる。なお、他のメサ部102及び104は、この樹脂を支えるために設けられる。   In the central mesa unit 103, light is generated or modulated in the optical waveguide layer 106 by supplying current from an electrode (not shown). In order to form an electrode pattern, both side surfaces of the mesa portion 103 are filled with a resin (not shown). The other mesa portions 102 and 104 are provided to support this resin.

このような光半導体素子100は、例えば次のようにして製造される。まず、半絶縁性基板101上にn型コンタクト層110、下部クラッド層105、コア層106aの為の半導体層を順にエピタキシャル成長させる。次に、コア層106aの為の半導体層を上記光導波方向に並ぶ2つの領域に分け、そのうち一方の領域をエッチングにより除去する。続いて、このエッチングのためのマスクを残した状態で、コア層106bの為の半導体層を下部クラッド層105上に選択的に成長させる。こうして、コア層106a及びコア層106bを含む光導波層106を形成したのち、光導波層106上に上部クラッド層107を成長させる。   Such an optical semiconductor element 100 is manufactured as follows, for example. First, an n-type contact layer 110, a lower cladding layer 105, and a semiconductor layer for the core layer 106a are epitaxially grown in this order on the semi-insulating substrate 101. Next, the semiconductor layer for the core layer 106a is divided into two regions arranged in the optical waveguide direction, and one of the regions is removed by etching. Subsequently, a semiconductor layer for the core layer 106b is selectively grown on the lower clad layer 105 while leaving a mask for this etching. Thus, after forming the optical waveguide layer 106 including the core layer 106 a and the core layer 106 b, the upper cladding layer 107 is grown on the optical waveguide layer 106.

続いて、メサ部102〜104の平面形状に応じた形状を有するマスクを上部クラッド層107上に形成し、このマスクを介して上部クラッド層107、光導波層106、及び下部クラッド層105をエッチングすることにより、メサ部102〜104を形成する。最後に、メサ部102〜104の周囲に位置するn型コンタクト層110をエッチングにより除去する。   Subsequently, a mask having a shape corresponding to the planar shape of the mesa portions 102 to 104 is formed on the upper cladding layer 107, and the upper cladding layer 107, the optical waveguide layer 106, and the lower cladding layer 105 are etched through this mask. As a result, the mesa portions 102 to 104 are formed. Finally, the n-type contact layer 110 located around the mesa portions 102 to 104 is removed by etching.

特開2009−071067号公報JP 2009-071067 A 特開2002−314192号公報JP 2002-314192 A

上述したように、光半導体素子を製造する際には、メサ部を形成する為にエッチングを行う。このエッチング工程には、エッチング深さに関して高い精度が要求される場合がある。例えば、上述した光半導体素子100では、n型コンタクト層110までエッチングしてしまうと、n型コンタクト層110が分断されてしまいメサ部に電流を供給することができなくなってしまうおそれがある。   As described above, when an optical semiconductor element is manufactured, etching is performed to form a mesa portion. This etching process may require high accuracy with respect to the etching depth. For example, in the above-described optical semiconductor device 100, if the n-type contact layer 110 is etched, the n-type contact layer 110 may be divided, and current may not be supplied to the mesa portion.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、メサ部を形成するためのエッチング深さを精度良く制御できる光半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical semiconductor element capable of accurately controlling the etching depth for forming the mesa portion.

上述した課題を解決するために、本発明による光半導体素子の製造方法は、第1のエッチングマーカー層を基板上に成長させる第1のエッチングマーカー層成長工程と、第1のクラッド層、光導波層および第2のクラッド層を第1のエッチングマーカー層上に順に成長させる半導体成長工程と、第1のクラッド層、光導波層および第2のクラッド層に対してプラズマエッチングを行うことにより、所定の光導波方向に延びるメサ部を形成するメサエッチング工程とを備え、第1のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度は、該第1のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きく、メサエッチング工程は、当該プラズマ発光強度の変化に基づいてプラズマエッチングを停止することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an optical semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes a first etching marker layer growth step of growing a first etching marker layer on a substrate, a first cladding layer, and an optical waveguide. A semiconductor growth step for sequentially growing a layer and a second clad layer on the first etching marker layer, and performing plasma etching on the first clad layer, the optical waveguide layer, and the second clad layer. A mesa etching process for forming a mesa portion extending in the optical waveguide direction, and the plasma emission intensity of the first etching marker layer is larger than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the first etching marker layer, The mesa etching process is characterized in that the plasma etching is stopped based on the change in the plasma emission intensity.

この光半導体素子の製造方法では、第1のクラッド層(図15に示された下部クラッド層105に相当)を成長させる前に、第1のエッチングマーカー層を基板上に成長させる。この第1のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度は、第1のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きいので、メサ部を形成するためのメサエッチング工程におけるプラズマ発光強度は、エッチング深さが第1のエッチングマーカー層に達すると大きくなり、第1のエッチングマーカー層を過ぎると小さくなる。したがって、このプラズマ発光強度の変化に基づいてプラズマエッチングを停止することにより、メサ部を形成するためのエッチング深さを精度良く制御できる。   In this method of manufacturing an optical semiconductor element, a first etching marker layer is grown on a substrate before a first cladding layer (corresponding to the lower cladding layer 105 shown in FIG. 15) is grown. Since the plasma emission intensity of the first etching marker layer is higher than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the first etching marker layer, the plasma emission intensity in the mesa etching process for forming the mesa portion is the etching intensity. The depth increases when the depth reaches the first etching marker layer, and decreases after the first etching marker layer. Therefore, the etching depth for forming the mesa portion can be accurately controlled by stopping the plasma etching based on the change in the plasma emission intensity.

また、上記製造方法は、第1のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層はAlを含まず、第1のエッチングマーカー層はAlを含むことが好ましい。これにより、第1のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度が、該第1のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きい構成を好適に実現できる。   In the above manufacturing method, it is preferable that the upper and lower semiconductor layers in contact with the first etching marker layer do not contain Al, and the first etching marker layer contains Al. Thereby, it is possible to suitably realize a configuration in which the plasma emission intensity of the first etching marker layer is larger than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the first etching marker layer.

また、上記製造方法は、半導体成長工程が、第1のクラッド層を成長させる第1のクラッド層成長工程と、第2のエッチングマーカー層を第1のクラッド層上に成長させる第2のエッチングマーカー層成長工程と、光導波層の一部分を構成する第1の半導体層を第2のエッチングマーカー層上に成長させる第1の光導波層成長工程と、第1の半導体層の一部をプラスマエッチングにより除去し第1のクラッド層の一部を露出する選択エッチング工程と、露出した第1のクラッド層の領域に第2の半導体層を選択的に成長させる第2の光導波層成長工程と、第1の半導体層および第2の半導体層上に第2のクラッド層を成長させる第2のクラッド層成長工程とを有しており、第2のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度は、該第2のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きく、選択エッチング工程は、プラズマ発光強度の変化に基づいてプラズマエッチングを停止することを特徴としてもよい。   In the above manufacturing method, the semiconductor growth step includes a first cladding layer growth step for growing the first cladding layer, and a second etching marker for growing the second etching marker layer on the first cladding layer. A layer growth step, a first optical waveguide layer growth step of growing a first semiconductor layer constituting a part of the optical waveguide layer on the second etching marker layer, and a plasma etching of a part of the first semiconductor layer A selective etching step of removing a part of the first clad layer by removing the first clad layer, a second optical waveguide layer growing step of selectively growing the second semiconductor layer in the exposed region of the first clad layer, And a second cladding layer growth step for growing a second cladding layer on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and the plasma emission intensity of the second etching marker layer is No etch Greater than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layer in contact with the Gumaka layer, selective etching process may be characterized in that to stop the plasma etching based on a change in plasma emission intensity.

この光半導体素子の製造方法では、第1のクラッド層を成長させたのち、第1の半導体層(図15に示されたコア層106aの為の半導体層に相当)を成長させる前に、第2のエッチングマーカー層を第1のクラッド層上に成長させる。この第2のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度は、第2のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きいので、バットジョイント構造を形成するための選択エッチング工程におけるプラズマ発光強度は、エッチング深さが第2のエッチングマーカー層に達すると大きくなり、第2のエッチングマーカー層を過ぎると小さくなる。したがって、このプラズマ発光強度の変化に基づいてプラズマエッチングを停止することにより、バットジョイント構造を形成するためのエッチング深さを精度良く制御できる。   In this optical semiconductor device manufacturing method, after the first cladding layer is grown, the first semiconductor layer (corresponding to the semiconductor layer for the core layer 106a shown in FIG. 15) is grown before the first cladding layer is grown. Two etching marker layers are grown on the first cladding layer. Since the plasma emission intensity of the second etching marker layer is larger than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the second etching marker layer, the plasma emission intensity in the selective etching step for forming the butt joint structure is When the etching depth reaches the second etching marker layer, the etching depth increases, and after the second etching marker layer, the etching depth decreases. Therefore, the etching depth for forming the butt joint structure can be accurately controlled by stopping the plasma etching based on the change in the plasma emission intensity.

この場合、上記製造方法は、第2のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層がAlを含まず、第2のエッチングマーカー層がAlを含むことが好ましい。これにより、第2のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度が、該第2のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きい構成を好適に実現できる。   In this case, in the above manufacturing method, it is preferable that the upper and lower semiconductor layers in contact with the second etching marker layer do not contain Al, and the second etching marker layer contains Al. Thereby, it is possible to suitably realize a configuration in which the plasma emission intensity of the second etching marker layer is larger than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the second etching marker layer.

また、上記製造方法は、第3のエッチングマーカー層を基板上に成長させる第3のエッチングマーカー層成長工程と、第3のエッチングマーカー層上にコンタクト層を成長させるコンタクト層成長工程とを第1のエッチングマーカー層成長工程の前に、コンタクト層の所定の領域をプラズマエッチングする工程をメサエッチング工程の後に更に備えており、第3のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度は、該第3のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きく、コンタクト層エッチング工程は、プラズマ発光強度の変化に基づいてプラズマエッチングを停止することを特徴としてもよい。   The manufacturing method also includes a first etching marker layer growth step for growing a third etching marker layer on the substrate and a contact layer growth step for growing a contact layer on the third etching marker layer. The etching marker layer growth step further includes a step of plasma etching a predetermined region of the contact layer after the mesa etching step, and the plasma emission intensity of the third etching marker layer is determined by the third etching marker layer. The contact layer etching step may be characterized in that the plasma etching is stopped based on a change in the plasma emission intensity.

この光半導体素子の製造方法では、第1のエッチングマーカー層を成長させる前に、第3のエッチングマーカー層及びコンタクト層を基板上に成長させる。この第3のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度は、第3のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きいので、ワイヤボンディングパッドを形成するためにコンタクト層をエッチングするコンタクト層エッチング工程におけるプラズマ発光強度は、エッチング深さが第3のエッチングマーカー層に達すると大きくなり、第3のエッチングマーカー層を過ぎると小さくなる。したがって、このプラズマ発光強度の変化に基づいてプラズマエッチングを停止することにより、コンタクト層に対するエッチング深さを精度良く制御できる。   In this method of manufacturing an optical semiconductor element, the third etching marker layer and the contact layer are grown on the substrate before the first etching marker layer is grown. Since the plasma emission intensity of the third etching marker layer is higher than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the third etching marker layer, the contact layer etching step of etching the contact layer to form a wire bonding pad The plasma emission intensity at is increased when the etching depth reaches the third etching marker layer, and is decreased after the third etching marker layer. Therefore, the etching depth with respect to the contact layer can be accurately controlled by stopping the plasma etching based on the change in the plasma emission intensity.

この場合、上記製造方法は、第3のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層がAlを含まず、第3のエッチングマーカー層がAlを含むことが好ましい。これにより、第3のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度が、該第3のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きい構成を好適に実現できる。   In this case, in the above manufacturing method, it is preferable that the upper and lower semiconductor layers in contact with the third etching marker layer do not contain Al, and the third etching marker layer contains Al. Thereby, it is possible to suitably realize a configuration in which the plasma emission intensity of the third etching marker layer is larger than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the third etching marker layer.

本発明による光半導体素子の製造方法によれば、メサ部を形成するためのエッチング深さを精度良く制御できる。   According to the method for manufacturing an optical semiconductor element according to the present invention, the etching depth for forming the mesa portion can be controlled with high accuracy.

図1は、本発明の一実施形態に係る光半導体素子の構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図2は、光半導体素子の内部構造を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the optical semiconductor element. 図3は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment. 図4は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment. 図5は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment. 図6は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment. 図7は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment. 図8は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment. 図9は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment. 図10は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment. 図11は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment. 図12(a)は、半絶縁性基板上に成長した積層構造を示す側断面図である。図12(b)は、プラズマ発光強度の変化を表しており、縦軸は厚さ方向位置を、横軸は850nm帯プラズマ発光強度をそれぞれ示している。FIG. 12A is a side sectional view showing a laminated structure grown on a semi-insulating substrate. FIG. 12B shows changes in the plasma emission intensity, where the vertical axis indicates the thickness direction position and the horizontal axis indicates the 850 nm band plasma emission intensity. 図13(a)は、半絶縁性基板上に成長した積層構造を示す側断面図である。図13(b)は、プラズマ発光強度の変化を表しており、縦軸は厚さ方向位置を、横軸は850nm帯プラズマ発光強度をそれぞれ示している。FIG. 13A is a side sectional view showing a laminated structure grown on a semi-insulating substrate. FIG. 13B shows changes in plasma emission intensity, where the vertical axis indicates the thickness direction position and the horizontal axis indicates the 850 nm band plasma emission intensity. 図14(a)は、半絶縁性基板上に成長した積層構造を示す側断面図である。図14(b)は、プラズマ発光強度の変化を表しており、縦軸は厚さ方向位置を、横軸は850nm帯プラズマ発光強度をそれぞれ示している。FIG. 14A is a side sectional view showing a laminated structure grown on a semi-insulating substrate. FIG. 14B shows a change in plasma emission intensity, where the vertical axis indicates the thickness direction position and the horizontal axis indicates the 850 nm band plasma emission intensity. 図15は、従来の光半導体素子が有する内部構造を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing an internal structure of a conventional optical semiconductor element.

以下、添付図面を参照しながら本発明による光半導体素子の製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Embodiments of an optical semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係る光半導体素子10の構成を示す斜視図である。また、図2は、光半導体素子10の内部構造を示す斜視図である。図1及び図2に示されるように、光半導体素子10は、半絶縁性基板20と、半絶縁性基板20上に設けられたエッチングマーカー層41と、エッチングマーカー層41上に設けられたn型コンタクト層21と、n型コンタクト層21上に並んで設けられた3本のメサ部22、23及び24とを備える。半絶縁性基板20は、例えばアンドープInPといった半絶縁性の半導体材料からなる基板である。n型コンタクト層21は、Alを含まない第1導電型のIII−V族化合物半導体材料からなり、例えばn型のInGaAsP系半導体からなる。n型コンタクト層21は、メサ部23に電流を供給するために設けられている。エッチングマーカー層41は、本実施形態における第3のエッチングマーカー層であり、エッチングマーカー層41に接する上下の半導体層(本実施形態では、半絶縁性基板20及びn型コンタクト層21)のプラズマ発光強度より大きいプラズマ発光強度を有する。例えば、エッチングマーカー層41は、Alを含む第1導電型のIII−V族化合物半導体材料からなる。一実施例では、エッチングマーカー層41はn型AlInAsからなる。   FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical semiconductor element 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the optical semiconductor element 10. As shown in FIGS. 1 and 2, the optical semiconductor element 10 includes a semi-insulating substrate 20, an etching marker layer 41 provided on the semi-insulating substrate 20, and an n provided on the etching marker layer 41. A type contact layer 21 and three mesa portions 22, 23, and 24 provided side by side on the n-type contact layer 21 are provided. The semi-insulating substrate 20 is a substrate made of a semi-insulating semiconductor material such as undoped InP. The n-type contact layer 21 is made of a first-conductivity-type III-V group compound semiconductor material that does not contain Al, for example, an n-type InGaAsP-based semiconductor. The n-type contact layer 21 is provided to supply current to the mesa portion 23. The etching marker layer 41 is a third etching marker layer in the present embodiment, and plasma emission of upper and lower semiconductor layers (in this embodiment, the semi-insulating substrate 20 and the n-type contact layer 21) in contact with the etching marker layer 41. It has a plasma emission intensity greater than the intensity. For example, the etching marker layer 41 is made of a first conductivity type III-V group compound semiconductor material containing Al. In one embodiment, the etching marker layer 41 is made of n-type AlInAs.

各メサ部22〜24は、所定の光導波方向Aに沿って延びており、該光導波方向Aと交差する方向に並んで配置されている。図2に示されるように、メサ部22〜24は、それぞれ下部クラッド層25、光導波層26、上部クラッド層27、並びにエッチングマーカー層42及び43を有する。   Each of the mesa portions 22 to 24 extends along a predetermined optical waveguide direction A, and is arranged side by side in a direction intersecting with the optical waveguide direction A. As shown in FIG. 2, the mesa portions 22 to 24 each have a lower cladding layer 25, an optical waveguide layer 26, an upper cladding layer 27, and etching marker layers 42 and 43.

エッチングマーカー層42は、本実施形態における第1のエッチングマーカー層である。エッチングマーカー層42は、n型コンタクト層21上に設けられている。エッチングマーカー層42は、エッチングマーカー層42に接する上下の半導体層(本実施形態では、n型コンタクト層21及び下部クラッド層25)のプラズマ発光強度より大きいプラズマ発光強度を有する。例えば、エッチングマーカー層42は、Alを含む第1導電型のIII−V族化合物半導体材料からなる。一実施例では、エッチングマーカー層42はn型AlInAsからなる。   The etching marker layer 42 is a first etching marker layer in the present embodiment. The etching marker layer 42 is provided on the n-type contact layer 21. The etching marker layer 42 has a plasma emission intensity that is greater than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers (in this embodiment, the n-type contact layer 21 and the lower cladding layer 25) in contact with the etching marker layer 42. For example, the etching marker layer 42 is made of a first conductivity type III-V group compound semiconductor material containing Al. In one embodiment, the etching marker layer 42 is made of n-type AlInAs.

下部クラッド層25は、本実施形態における第1のクラッド層である。下部クラッド層25は、n型コンタクト層21上に設けられている。下部クラッド層25は、Alを含まない第1導電型のIII−V族化合物半導体材料、例えばn型InPからなる。   The lower cladding layer 25 is the first cladding layer in the present embodiment. The lower cladding layer 25 is provided on the n-type contact layer 21. The lower cladding layer 25 is made of a first conductive type III-V group compound semiconductor material that does not contain Al, for example, n-type InP.

エッチングマーカー層43は、本実施形態における第2のエッチングマーカー層である。エッチングマーカー層43は、下部クラッド層25上において、光導波方向Aに沿って並ぶ2つの領域のうち一方の領域上に設けられている。エッチングマーカー層43は、エッチングマーカー層43に接する上下の半導体層(本実施形態では、下部クラッド層25及び光導波層26のコア層26a(後述))のプラズマ発光強度より大きいプラズマ発光強度を有する。例えば、エッチングマーカー層43は、Alを含む第1導電型のIII−V族化合物半導体材料からなる。一実施例では、エッチングマーカー層43はn型AlInAsからなる。   The etching marker layer 43 is a second etching marker layer in the present embodiment. The etching marker layer 43 is provided on one of the two regions arranged along the optical waveguide direction A on the lower cladding layer 25. The etching marker layer 43 has a plasma emission intensity larger than that of the upper and lower semiconductor layers (in this embodiment, the lower cladding layer 25 and the core layer 26a (described later) of the optical waveguide layer 26) in contact with the etching marker layer 43. . For example, the etching marker layer 43 is made of a first conductivity type III-V group compound semiconductor material containing Al. In one embodiment, the etching marker layer 43 is made of n-type AlInAs.

光導波層26は、光導波方向Aに沿って並んだ2種類のコア層26a及び26bを含む。コア層26a及び26bは、互いの端面同士が接する、いわゆるバットジョイント構造を成している。コア層26aは、本実施形態における第1の半導体層であり、光導波方向Aに沿って並ぶ下部クラッド層25上の2つの領域のうち一方の領域において、エッチングマーカー層43上に設けられ、光導波層26の一部分を構成する。コア層26aは、Alを含まないアンドープIII−V族化合物半導体材料からなり、例えばInGaAsPからなる。コア層26bは、本実施形態における第2の半導体層であり、光導波方向Aに沿って並ぶ下部クラッド層25上の2つの領域のうち他方の領域において、下部クラッド層25上に設けられ、光導波層26の他の部分を構成する。コア層26bは、コア層26aとは組成が異なるアンドープIII−V族化合物半導体材料からなり、例えばAlGaInAsからなる。   The optical waveguide layer 26 includes two types of core layers 26 a and 26 b arranged along the optical waveguide direction A. The core layers 26a and 26b have a so-called butt joint structure in which their end faces are in contact with each other. The core layer 26a is the first semiconductor layer in the present embodiment, and is provided on the etching marker layer 43 in one of the two regions on the lower cladding layer 25 aligned along the optical waveguide direction A. A part of the optical waveguide layer 26 is formed. The core layer 26a is made of an undoped III-V compound semiconductor material that does not contain Al, for example, InGaAsP. The core layer 26b is the second semiconductor layer in the present embodiment, and is provided on the lower cladding layer 25 in the other region of the two regions on the lower cladding layer 25 arranged along the optical waveguide direction A. The other part of the optical waveguide layer 26 is formed. The core layer 26b is made of an undoped III-V compound semiconductor material having a composition different from that of the core layer 26a, for example, AlGaInAs.

上部クラッド層27は、本実施形態における第2のクラッド層であり、光導波層26上に設けられている。上部クラッド層27は、第2導電型のIII−V族化合物半導体材料を含み、例えばp型InPからなる。なお、上部クラッド層27上には、図示しないp型コンタクト層が設けられる。このp型コンタクト層は、第2導電型のIII−V族化合物半導体材料、例えばp型のInGaAsP系半導体からなる。   The upper clad layer 27 is the second clad layer in the present embodiment, and is provided on the optical waveguide layer 26. The upper cladding layer 27 includes a second conductivity type III-V group compound semiconductor material and is made of, for example, p-type InP. A p-type contact layer (not shown) is provided on the upper cladding layer 27. This p-type contact layer is made of a second conductivity type III-V group compound semiconductor material, for example, a p-type InGaAsP-based semiconductor.

図1に示されるように、光半導体素子10は、更に、樹脂製の埋込領域27a,27bを備える。埋込領域27aは、メサ部22とメサ部23との間に設けられており、メサ部23の一方の側面を埋め込んでいる。埋込領域27bは、メサ部23とメサ部24との間に設けられており、メサ部23の他方の側面を埋め込んでいる。埋込領域27a,27bの上面とメサ部22〜24の上面とは互いに面一となっており、光半導体素子10の平坦な上面を構成している。埋込領域27a,27bは、例えばBCB、ALポリマー、ポリイミド等の様々な樹脂(ポリマー)によって構成することができる。これら埋込領域27a,27bは、伝播光の散乱や吸収を抑える為に、メサ部23の側面への配線形成を回避する目的で設けられる。   As shown in FIG. 1, the optical semiconductor element 10 further includes embedded regions 27a and 27b made of resin. The embedded region 27 a is provided between the mesa unit 22 and the mesa unit 23 and embeds one side surface of the mesa unit 23. The embedded region 27 b is provided between the mesa portion 23 and the mesa portion 24 and embeds the other side surface of the mesa portion 23. The upper surfaces of the buried regions 27 a and 27 b and the upper surfaces of the mesa portions 22 to 24 are flush with each other, and constitute a flat upper surface of the optical semiconductor element 10. The buried regions 27a and 27b can be made of various resins (polymers) such as BCB, AL polymer, and polyimide. These buried regions 27a and 27b are provided for the purpose of avoiding the formation of wiring on the side surface of the mesa portion 23 in order to suppress scattering and absorption of propagating light.

また、光半導体素子10は、2つのアノード電極32及び33と、カソード電極34と、配線35a、35b及び35cと、ワイヤボンディングパッド36a、36b及び36cとを更に備える。アノード電極32は、コア層26aに電流を供給するための電極であり、メサ部23上においてコア層26a上の位置に設けられている。アノード電極33は、コア層26bに電流を供給するための電極であり、メサ部23上においてコア層26b上の位置に設けられている。アノード電極32、33は、例えばAu/Zn合金といった金属からなり、メサ部23のp型コンタクト層とオーミック接合を成す。   The optical semiconductor element 10 further includes two anode electrodes 32 and 33, a cathode electrode 34, wirings 35a, 35b and 35c, and wire bonding pads 36a, 36b and 36c. The anode electrode 32 is an electrode for supplying a current to the core layer 26 a and is provided on the mesa portion 23 at a position on the core layer 26 a. The anode electrode 33 is an electrode for supplying a current to the core layer 26b, and is provided on the mesa portion 23 at a position on the core layer 26b. The anode electrodes 32 and 33 are made of a metal such as an Au / Zn alloy, and form an ohmic contact with the p-type contact layer of the mesa portion 23.

カソード電極34は、コア層26a及び26bの双方に電流を供給するための電極であり、メサ部22の脇のn型コンタクト層21上に設けられている。カソード電極34は、例えばAu/Ge合金といった金属からなり、n型コンタクト層21とオーミック接合を成す。   The cathode electrode 34 is an electrode for supplying current to both the core layers 26 a and 26 b, and is provided on the n-type contact layer 21 on the side of the mesa portion 22. The cathode electrode 34 is made of a metal such as an Au / Ge alloy and forms an ohmic junction with the n-type contact layer 21.

ワイヤボンディングパッド36a、36b及び36cのそれぞれには、アノード電極32及び33、並びにカソード電極34のそれぞれと光半導体素子10の外部回路とを電気的に接続するためのボンディングワイヤ(不図示)が取り付けられる。ワイヤボンディングパッド36a、36b及び36cは、半絶縁性基板20の所定の領域上に配置されており、当該領域では、エッチングマーカー層41及びn型コンタクト層21が除去されている。ワイヤボンディングパッド36a、36b及び36cは、例えばAuメッキにより形成される。   Bonding wires (not shown) for electrically connecting the anode electrodes 32 and 33 and the cathode electrode 34 to the external circuit of the optical semiconductor element 10 are attached to the wire bonding pads 36a, 36b and 36c, respectively. It is done. The wire bonding pads 36a, 36b, and 36c are disposed on a predetermined region of the semi-insulating substrate 20, and the etching marker layer 41 and the n-type contact layer 21 are removed from the region. The wire bonding pads 36a, 36b and 36c are formed by, for example, Au plating.

配線35aは、アノード電極32とワイヤボンディングパッド36aとを互いに接続する。同様に、配線35bは、アノード電極33とワイヤボンディングパッド36bとを互いに接続する。配線35a及び35bは、例えばTi/Pt/Auといった金属からなり、メサ部23の上面から埋込領域27bの平坦な上面を通り、メサ部24の上面および側面を通ってワイヤボンディングパッド36a、36bへそれぞれ配設されている。なお、図1に示されるように、メサ部22〜24のコア層26aの側面を保護するために、半絶縁性InP領域37によってメサ部22〜24の側面が覆われる場合がある。この場合、配線35aは、半絶縁性InP領域37の側面上を通って配設されるとよい。配線35cは、カソード電極34とワイヤボンディングパッド36cとを互いに接続する。配線35cは、例えばTi/Pt/Auといった金属からなり、カソード電極34が設けられているn型コンタクト層21上の領域からワイヤボンディングパッド36cへ配設されている。   The wiring 35a connects the anode electrode 32 and the wire bonding pad 36a to each other. Similarly, the wiring 35b connects the anode electrode 33 and the wire bonding pad 36b to each other. The wirings 35a and 35b are made of, for example, a metal such as Ti / Pt / Au, and pass through the flat upper surface of the embedded region 27b from the upper surface of the mesa portion 23, through the upper surface and side surfaces of the mesa portion 24, and wire bonding pads 36a, 36b Are arranged respectively. As shown in FIG. 1, the side surfaces of the mesa portions 22 to 24 may be covered with the semi-insulating InP region 37 in order to protect the side surfaces of the core layer 26 a of the mesa portions 22 to 24. In this case, the wiring 35 a is preferably disposed on the side surface of the semi-insulating InP region 37. The wiring 35c connects the cathode electrode 34 and the wire bonding pad 36c to each other. The wiring 35c is made of a metal such as Ti / Pt / Au, for example, and is disposed from the region on the n-type contact layer 21 where the cathode electrode 34 is provided to the wire bonding pad 36c.

続いて、上記構造を備える本実施形態の光半導体素子10の製造方法について説明する。図3〜図11は、本実施形態に係る製造方法の各工程を示す斜視図である。   Then, the manufacturing method of the optical semiconductor element 10 of this embodiment provided with the said structure is demonstrated. 3 to 11 are perspective views showing each step of the manufacturing method according to the present embodiment.

まず、図3(a)に示されるように、エッチングマーカー層41を半絶縁性基板20上に成長させる(第3のエッチングマーカー成長工程)。次に、このエッチングマーカー層41上に、コンタクト層21を成長させる(コンタクト層成長工程)。   First, as shown in FIG. 3A, an etching marker layer 41 is grown on the semi-insulating substrate 20 (third etching marker growth step). Next, the contact layer 21 is grown on the etching marker layer 41 (contact layer growth step).

続いて、エッチングマーカー層42を半絶縁性基板20上に成長させる(第1のエッチングマーカー層成長工程)。なお、本実施形態では、エッチングマーカー層42をコンタクト層21上に成長させる。そして、エッチングマーカー層42上に、下部クラッド層25を成長させる(第1のクラッド層成長工程)。   Subsequently, the etching marker layer 42 is grown on the semi-insulating substrate 20 (first etching marker layer growth step). In the present embodiment, the etching marker layer 42 is grown on the contact layer 21. Then, the lower cladding layer 25 is grown on the etching marker layer 42 (first cladding layer growth step).

続いて、エッチングマーカー層43を下部クラッド層25上に成長させたのち(第2のエッチングマーカー層成長工程)、コア層26aをエッチングマーカー層43上に成長させる(第1の光導波層成長工程)。この後、図3(b)に示されるように、所定の光導波方向Aに沿って並ぶクラッド層25上の2つの領域のうち一方の領域上に、エッチングマスクM1を形成する。エッチングマスクM1は、例えば酸化シリコンや窒化シリコン等の誘電体絶縁膜からなる。そして、図4(a)に示されるように、エッチングマスクM1に覆われていないコア層26aの部分に対してプラズマエッチングを行うことにより、該一方の領域上に成長したコア層26aの部分を除去し、下部クラッド層25の一部を露出させる(選択エッチング工程)。この工程では、コア層26a及び下部クラッド層25とエッチングマーカー層43とのプラズマ発光強度の差異に起因して、エッチング深さがエッチングマーカー層43に達するとプラズマ発光強度が大きくなり、エッチングマーカー層43を過ぎて下部クラッド層25に達すると小さくなる。このプラズマ発光強度の変化を観察しつつ、変化したタイミングに合わせて(好ましくはプラズマ発光強度が小さくなるタイミングに合わせて)プラズマエッチングを停止する。   Subsequently, after the etching marker layer 43 is grown on the lower cladding layer 25 (second etching marker layer growth step), the core layer 26a is grown on the etching marker layer 43 (first optical waveguide layer growth step). ). Thereafter, as shown in FIG. 3B, an etching mask M1 is formed on one of the two regions on the cladding layer 25 aligned along the predetermined optical waveguide direction A. The etching mask M1 is made of a dielectric insulating film such as silicon oxide or silicon nitride. Then, as shown in FIG. 4A, by performing plasma etching on the portion of the core layer 26a that is not covered with the etching mask M1, the portion of the core layer 26a grown on the one region is removed. This is removed to expose a part of the lower cladding layer 25 (selective etching process). In this step, due to the difference in plasma emission intensity between the core layer 26a and the lower cladding layer 25 and the etching marker layer 43, the plasma emission intensity increases when the etching depth reaches the etching marker layer 43, and the etching marker layer After 43, the lower cladding layer 25 is reached. While observing the change in the plasma emission intensity, the plasma etching is stopped at the changed timing (preferably at the timing when the plasma emission intensity is reduced).

続いて、図4(b)に示されるように、下部クラッド層25の上記一方の領域(露出した領域)上に、コア層26bを選択的に成長させる(第2の光導波層成長工程)。こうして、バットジョイント構造を成すコア層26a及び26bを含む光導波層26が形成される。その後、図5(a)に示されるように、光導波層26上に上部クラッド層27及びp型コンタクト層(図示せず)を成長させる(第2のクラッド層成長工程)。   Subsequently, as shown in FIG. 4B, the core layer 26b is selectively grown on the one region (exposed region) of the lower cladding layer 25 (second optical waveguide layer growing step). . Thus, the optical waveguide layer 26 including the core layers 26a and 26b forming the butt joint structure is formed. Thereafter, as shown in FIG. 5A, an upper clad layer 27 and a p-type contact layer (not shown) are grown on the optical waveguide layer 26 (second clad layer growth step).

続いて、図5(b)に示されるように、メサ部22〜24の平面形状に対応するパターンを有するエッチングマスクM2をp型コンタクト層上に形成する。エッチングマスクM2は、例えば酸化シリコンや窒化シリコン等の誘電体絶縁膜からなる。そして、図6(a)に示されるように、エッチングマスクM2に覆われていない上部クラッド層27、光導波層26および下部クラッド層25に対してプラズマエッチングを行うことにより、メサ部22〜24を形成する(メサエッチング工程)。この工程では、下部クラッド層25及びn型コンタクト層21とエッチングマーカー層42とのプラズマ発光強度の差異に起因して、エッチング深さがエッチングマーカー層42に達するとプラズマ発光強度が大きくなり、エッチングマーカー層42を過ぎてn型コンタクト層21に達するとプラズマ発光強度が小さくなる。このプラズマ発光強度の変化を観察しつつ、変化したタイミングに合わせて(好ましくはプラズマ発光強度が小さくなるタイミングに合わせて)プラズマエッチングを停止する。   Subsequently, as shown in FIG. 5B, an etching mask M2 having a pattern corresponding to the planar shape of the mesa portions 22 to 24 is formed on the p-type contact layer. The etching mask M2 is made of a dielectric insulating film such as silicon oxide or silicon nitride. Then, as shown in FIG. 6A, by performing plasma etching on the upper cladding layer 27, the optical waveguide layer 26, and the lower cladding layer 25 that are not covered with the etching mask M2, the mesa portions 22 to 24 are performed. Is formed (mesa etching step). In this step, due to the difference in plasma emission intensity between the lower clad layer 25 and the n-type contact layer 21 and the etching marker layer 42, when the etching depth reaches the etching marker layer 42, the plasma emission intensity increases, and etching is performed. When the marker layer 42 is passed and the n-type contact layer 21 is reached, the plasma emission intensity decreases. While observing the change in the plasma emission intensity, the plasma etching is stopped at the changed timing (preferably at the timing when the plasma emission intensity is reduced).

続いて、図6(b)に示されるように、メサ部22〜24の上面および側面と、露出したn型コンタクト層21の表面とを覆うエッチングマスクM3を形成する。このエッチングマスクM3は、図1に示されたワイヤボンディングパッド36a〜36cを形成するための領域を半絶縁性基板20上に確保する為に、n型コンタクト層21の当該領域上の部分を除去する目的で形成される。エッチングマスクM3は、例えば酸化シリコンや窒化シリコン等の誘電体絶縁膜からなる。なお、エッチングマスクM3を形成する際、既に形成されているエッチングマスクM2を除去する必要はない。そして、図7(a)に示されるように、エッチングマスクM3に覆われていないn型コンタクト層21の部分に対してプラズマエッチングを行うことにより、当該領域に成長したn型コンタクト層21の部分を除去する(コンタクト層エッチング工程)。この工程では、n型コンタクト層21及び半絶縁性基板20とエッチングマーカー層41とのプラズマ発光強度の差異に起因して、エッチング深さがエッチングマーカー層41に達するとプラズマ発光強度が大きくなり、エッチングマーカー層41を過ぎて半絶縁性基板20に達するとプラズマ発光強度が小さくなる。このプラズマ発光強度の変化を観察しつつ、変化したタイミングに合わせて(好ましくはプラズマ発光強度が小さくなるタイミングに合わせて)プラズマエッチングを停止する。その後、図7(b)に示されるように、エッチングマスクM3を除去する。なお、エッチングマスクM2は、残存されて後の工程で再び使用される。   Subsequently, as illustrated in FIG. 6B, an etching mask M <b> 3 is formed to cover the top and side surfaces of the mesa portions 22 to 24 and the exposed surface of the n-type contact layer 21. The etching mask M3 removes a portion of the n-type contact layer 21 on the region in order to secure the region for forming the wire bonding pads 36a to 36c shown in FIG. 1 on the semi-insulating substrate 20. Formed for the purpose of. The etching mask M3 is made of a dielectric insulating film such as silicon oxide or silicon nitride. When forming the etching mask M3, it is not necessary to remove the etching mask M2 that has already been formed. Then, as shown in FIG. 7A, by performing plasma etching on the portion of the n-type contact layer 21 that is not covered with the etching mask M3, the portion of the n-type contact layer 21 grown in the region. Is removed (contact layer etching step). In this step, due to the difference in plasma emission intensity between the n-type contact layer 21 and the semi-insulating substrate 20 and the etching marker layer 41, the plasma emission intensity increases when the etching depth reaches the etching marker layer 41, When the etching marker layer 41 is passed and the semi-insulating substrate 20 is reached, the plasma emission intensity decreases. While observing the change in the plasma emission intensity, the plasma etching is stopped at the changed timing (preferably at the timing when the plasma emission intensity is reduced). Thereafter, as shown in FIG. 7B, the etching mask M3 is removed. The etching mask M2 remains and is used again in a later process.

続いて、図8(a)に示されるように、半絶縁性InP領域37(図1を参照)を形成するためのマスクM4を形成する。このマスクM4は、半絶縁性InP領域37が形成される領域を除く半絶縁性基板20上の全面に形成される。そして、図8(b)に示されるように、半絶縁性InP領域37を選択的に成長させる。この後、図9(a)に示されるように、マスクM4を除去する。   Subsequently, as shown in FIG. 8A, a mask M4 for forming a semi-insulating InP region 37 (see FIG. 1) is formed. This mask M4 is formed on the entire surface of the semi-insulating substrate 20 except the region where the semi-insulating InP region 37 is formed. Then, as shown in FIG. 8B, a semi-insulating InP region 37 is selectively grown. Thereafter, as shown in FIG. 9A, the mask M4 is removed.

続いて、図9(b)に示されるように、保護膜としての絶縁膜38を半絶縁性基板20上の全面(メサ部22〜24の上面及び側面、n型コンタクト層21の表面を含む)に形成する。絶縁膜38は、例えばSiN又はSiOからなることができる。そして、図10(a)に示されるように、メサ部22とメサ部23との間の領域、及びメサ部23とメサ部24との間の領域に、樹脂製の埋込領域27a及び27bを形成する。埋込領域27a及び27bは、例えば、半絶縁性基板20上に樹脂層を塗布し、該樹脂層上にマスクを形成したのち、マスクを介して樹脂層を部分的に硬化させることによって好適に形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 9B, an insulating film 38 as a protective film is formed on the entire surface of the semi-insulating substrate 20 (upper and side surfaces of the mesa portions 22 to 24 and the surface of the n-type contact layer 21). ) To form. The insulating film 38 can be made of, for example, SiN or SiO 2 . Then, as shown in FIG. 10A, resin-embedded regions 27a and 27b are formed in the region between the mesa unit 22 and the mesa unit 23 and the region between the mesa unit 23 and the mesa unit 24. Form. The buried regions 27a and 27b are preferably formed by, for example, applying a resin layer on the semi-insulating substrate 20, forming a mask on the resin layer, and then partially curing the resin layer through the mask. It is formed.

続いて、図10(b)に示されるように、メサ部23のコア層26a上及びコア層26b上に位置する絶縁膜38の各部分に開口(コンタクトホール)を形成し、該開口を埋め込むようにアノード電極32及び33を形成する。また、図11(a)に示されるように、n型コンタクト層21上に位置する絶縁膜38の一部分に開口(コンタクトホール)を形成し、該開口を埋め込むようにカソード電極34を形成する。最後に、図11(b)に示されるように、ボンディングパッド36a〜36c及び配線35a〜35cを形成する。以上の工程を経て、本実施形態に係る光半導体素子10が完成する。   Subsequently, as shown in FIG. 10B, openings (contact holes) are formed in the portions of the insulating film 38 located on the core layer 26a and the core layer 26b of the mesa portion 23, and the openings are embedded. Thus, anode electrodes 32 and 33 are formed. Further, as shown in FIG. 11A, an opening (contact hole) is formed in a part of the insulating film 38 located on the n-type contact layer 21, and the cathode electrode 34 is formed so as to fill the opening. Finally, as shown in FIG. 11B, bonding pads 36a to 36c and wirings 35a to 35c are formed. Through the above steps, the optical semiconductor element 10 according to this embodiment is completed.

本実施形態に係る光半導体素子10の製造方法による効果について説明する。本実施形態の製造方法では、下部クラッド層25を成長させたのち、コア層26aを成長させる前に、エッチングマーカー層43を下部クラッド層25上に成長させる。このエッチングマーカー層43は、コア層26a及び下部クラッド層25のプラズマ発光強度より大きいプラズマ発光強度を有する。したがって、バットジョイント構造を形成するための選択エッチング工程(図4(a))において、エッチング深さがコア層26aからエッチングマーカー層43に達するとプラズマ発光強度が大きくなり、エッチングマーカー層43を過ぎて下部クラッド層25に達するとプラズマ発光強度が小さくなる。   The effect by the manufacturing method of the optical semiconductor element 10 according to the present embodiment will be described. In the manufacturing method of the present embodiment, after the lower cladding layer 25 is grown, the etching marker layer 43 is grown on the lower cladding layer 25 before the core layer 26a is grown. The etching marker layer 43 has a plasma emission intensity larger than that of the core layer 26 a and the lower cladding layer 25. Therefore, in the selective etching process (FIG. 4A) for forming the butt joint structure, when the etching depth reaches the etching marker layer 43 from the core layer 26a, the plasma emission intensity increases, and the etching marker layer 43 is passed. When reaching the lower cladding layer 25, the plasma emission intensity decreases.

ここで、図12を参照して、プラズマ発光強度の変化について詳しく説明する。図12(a)は、半絶縁性基板20上に成長したエッチングマーカー層41、n型コンタクト層21、エッチングマーカー層42、下部クラッド層25、エッチングマーカー層43、及びコア層26aからなる積層構造を示す側断面図である。また、図12(b)は、プラズマ発光強度の変化を表しており、縦軸は厚さ方向位置を、横軸は850nm帯プラズマ発光強度をそれぞれ示している。III−V族化合物半導体において、Alのプラズマ発光強度が最も大きく、Gaのプラズマ発光強度はAlより小さく、Inのプラズマ発光強度はGaより小さい。したがって、図12に示されるように、InGaAsP系半導体からなるコア層26aをエッチングしているときのプラズマ発光強度をP1とすると、AlInAsからなるエッチングマーカー層43をエッチングしているときのプラズマ発光強度P2は、P1より大きくなる。すなわち、エッチング深さがコア層26aの厚さを超えてエッチングマーカー層43に達した瞬間に、プラズマ発光強度が大きくなる。また、n型InPからなる下部クラッド層25をエッチングしているときのプラズマ発光強度をP3とすると、P3はP2より小さくなる。すなわち、プラズマ発光強度は、エッチング深さがエッチングマーカー層43を過ぎて下部クラッド層25に達した瞬間に小さくなる。本実施形態の製造方法によれば、このようなプラズマ発光強度の変化に基づいてプラズマエッチングを停止することにより、コア層26aに対するエッチング深さを精度良く制御できる。   Here, the change in the plasma emission intensity will be described in detail with reference to FIG. FIG. 12A shows a laminated structure comprising an etching marker layer 41, an n-type contact layer 21, an etching marker layer 42, a lower cladding layer 25, an etching marker layer 43, and a core layer 26a grown on the semi-insulating substrate 20. FIG. FIG. 12B shows changes in plasma emission intensity, where the vertical axis indicates the thickness direction position and the horizontal axis indicates the 850 nm band plasma emission intensity. In the III-V group compound semiconductor, the plasma emission intensity of Al is the highest, the plasma emission intensity of Ga is lower than that of Al, and the plasma emission intensity of In is lower than Ga. Therefore, as shown in FIG. 12, when the plasma emission intensity when etching the core layer 26a made of InGaAsP-based semiconductor is P1, the plasma emission intensity when etching the etching marker layer 43 made of AlInAs is etched. P2 is larger than P1. That is, at the moment when the etching depth exceeds the thickness of the core layer 26a and reaches the etching marker layer 43, the plasma emission intensity increases. Further, if the plasma emission intensity when the lower cladding layer 25 made of n-type InP is etched is P3, P3 is smaller than P2. That is, the plasma emission intensity decreases at the moment when the etching depth passes through the etching marker layer 43 and reaches the lower cladding layer 25. According to the manufacturing method of this embodiment, the etching depth with respect to the core layer 26a can be accurately controlled by stopping the plasma etching based on such a change in the plasma emission intensity.

コア層26aをエッチングする際、エッチング深さが所定の深さを超えてしまうと下部クラッド層25までエッチングが進行し、その後に成長するコア層26bと、コア層26aとの高さ位置が合致しなくなってしまう。このことから、コア層26aをエッチングする際には高いエッチング精度が求められる。上述したように、本実施形態の製造方法によれば、コア層26aに対するエッチング深さを精度良く制御できる。   When etching the core layer 26a, if the etching depth exceeds a predetermined depth, the etching proceeds to the lower cladding layer 25, and the height positions of the core layer 26b and the core layer 26a grown thereafter are aligned. I will not do it. For this reason, high etching accuracy is required when etching the core layer 26a. As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, the etching depth for the core layer 26a can be accurately controlled.

また、本実施形態では、コア層26a及び下部クラッド層25が組成中にAlを含まず、エッチングマーカー層43が組成中にAlを含む。上述したように、III−V族化合物半導体においてはAlのプラズマ発光強度が最も大きいので、このような構成によって、コア層26a及び下部クラッド層25のプラズマ発光強度より大きいプラズマ発光強度を有するエッチングマーカー層43を好適に実現できる。   In the present embodiment, the core layer 26a and the lower cladding layer 25 do not contain Al in the composition, and the etching marker layer 43 contains Al in the composition. As described above, since the plasma emission intensity of Al is the highest in the group III-V compound semiconductor, the etching marker having a plasma emission intensity larger than that of the core layer 26a and the lower cladding layer 25 is obtained by such a configuration. The layer 43 can be suitably realized.

また、本実施形態の製造方法では、n型コンタクト層21を成長させたのち、下部クラッド層25を成長させる前に、エッチングマーカー層42をn型コンタクト層21上に成長させる。このエッチングマーカー層42のプラズマ発光強度は、下部クラッド層25及びn型コンタクト層21のプラズマ発光強度より大きい。したがって、メサ部22〜24を形成するためのメサエッチング工程(図6(a))において、エッチング深さが下部クラッド層25からエッチングマーカー層42に達するとプラズマ発光強度が大きくなり、更にn型コンタクト層21に達するとプラズマ発光強度が小さくなる。   In the manufacturing method of this embodiment, after the n-type contact layer 21 is grown, the etching marker layer 42 is grown on the n-type contact layer 21 before the lower cladding layer 25 is grown. The plasma emission intensity of the etching marker layer 42 is higher than the plasma emission intensity of the lower cladding layer 25 and the n-type contact layer 21. Therefore, in the mesa etching process for forming the mesa portions 22 to 24 (FIG. 6A), when the etching depth reaches the etching marker layer 42 from the lower cladding layer 25, the plasma emission intensity increases, and further, the n-type. When the contact layer 21 is reached, the plasma emission intensity decreases.

図13(a)は、半絶縁性基板20上に成長したエッチングマーカー層41、n型コンタクト層21、エッチングマーカー層42、下部クラッド層25、エッチングマーカー層43、コア層26a、上部クラッド層27、及びp型コンタクト層29からなる積層構造を示す側断面図である。また、図13(b)は、プラズマ発光強度の変化を表しており、縦軸は厚さ方向位置を、横軸は850nm帯プラズマ発光強度をそれぞれ示している。上述したように、III−V族化合物半導体において、Alのプラズマ発光強度が最も大きく、Gaのプラズマ発光強度はAlより小さく、Inのプラズマ発光強度はGaより小さい。したがって、図13に示されるように、n型InPからなる下部クラッド層25をエッチングしているときのプラズマ発光強度をP3とすると、AlInAsからなるエッチングマーカー層42をエッチングしているときのプラズマ発光強度P4(=P2)は、P3より大きくなる。すなわち、エッチング深さが下部クラッド層25の厚さを超えてエッチングマーカー層42に達した瞬間に、プラズマ発光強度が大きくなる。また、InGaAsP系半導体からなるn型コンタクト層21をエッチングしているときのプラズマ発光強度をP1とすると、P1はP4より小さくなる。すなわち、プラズマ発光強度は、エッチング深さがエッチングマーカー層42を過ぎてn型コンタクト層21に達した瞬間に小さくなる。本実施形態の製造方法によれば、このようなプラズマ発光強度の変化に基づいてプラズマエッチングを停止することにより、メサ部22〜24を形成する為のエッチング深さを精度良く制御できる。   FIG. 13A shows an etching marker layer 41, an n-type contact layer 21, an etching marker layer 42, a lower cladding layer 25, an etching marker layer 43, a core layer 26a, and an upper cladding layer 27 grown on the semi-insulating substrate 20. 2 is a side sectional view showing a laminated structure including a p-type contact layer 29 and FIG. FIG. 13B shows changes in plasma emission intensity, where the vertical axis indicates the thickness direction position and the horizontal axis indicates the 850 nm band plasma emission intensity. As described above, in the III-V group compound semiconductor, the plasma emission intensity of Al is the highest, the plasma emission intensity of Ga is lower than that of Al, and the plasma emission intensity of In is lower than Ga. Therefore, as shown in FIG. 13, when the plasma emission intensity when etching the lower cladding layer 25 made of n-type InP is P3, the plasma emission when the etching marker layer 42 made of AlInAs is etched. The intensity P4 (= P2) is larger than P3. That is, the plasma emission intensity increases at the moment when the etching depth exceeds the thickness of the lower cladding layer 25 and reaches the etching marker layer 42. Further, when the plasma emission intensity when etching the n-type contact layer 21 made of an InGaAsP-based semiconductor is P1, P1 is smaller than P4. That is, the plasma emission intensity decreases at the moment when the etching depth passes through the etching marker layer 42 and reaches the n-type contact layer 21. According to the manufacturing method of this embodiment, the etching depth for forming the mesa portions 22 to 24 can be accurately controlled by stopping the plasma etching based on such a change in the plasma emission intensity.

メサ部22〜24を形成する際、エッチング深さが所定の深さを超えてしまうとn型コンタクト層21までエッチングが進行し、n型コンタクト層21が分断されてメサ部23とカソード電極34との電気的な接続が取れなくなってしまうおそれがある。このことから、メサ部22〜24を形成する際には高いエッチング精度が求められる。上述したように、本実施形態の製造方法によれば、メサ部22〜24を形成する際のエッチング深さを精度良く制御できる。   When the mesa portions 22 to 24 are formed, if the etching depth exceeds a predetermined depth, the etching proceeds to the n-type contact layer 21, the n-type contact layer 21 is divided, and the mesa portion 23 and the cathode electrode 34. There is a risk that the electrical connection to may be lost. For this reason, when forming the mesa portions 22 to 24, high etching accuracy is required. As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, the etching depth when forming the mesa portions 22 to 24 can be accurately controlled.

また、本実施形態では、下部クラッド層25及びn型コンタクト層21が組成中にAlを含まず、エッチングマーカー層42が組成中にAlを含む。上述したように、III−V族化合物半導体においてはAlのプラズマ発光強度が最も大きいので、このような構成によって、下部クラッド層25及びn型コンタクト層21のプラズマ発光強度より大きいプラズマ発光強度を有するエッチングマーカー層42を好適に実現できる。   In the present embodiment, the lower cladding layer 25 and the n-type contact layer 21 do not contain Al in the composition, and the etching marker layer 42 contains Al in the composition. As described above, since the plasma emission intensity of Al is the highest in the group III-V compound semiconductor, the structure has a plasma emission intensity greater than that of the lower cladding layer 25 and the n-type contact layer 21. The etching marker layer 42 can be suitably realized.

また、本実施形態の製造方法では、n型コンタクト層21を成長させる前に、エッチングマーカー層41を半絶縁性基板20上に成長させる。このエッチングマーカー層41のプラズマ発光強度は、n型コンタクト層21及び半絶縁性基板20のプラズマ発光強度より大きい。したがって、ワイヤボンディングパッド36a〜36cを形成する為の領域を確保する為にn型コンタクト層21の部分をエッチングする工程(図7(a))において、エッチング深さがn型コンタクト層21からエッチングマーカー層41に達するとプラズマ発光強度が大きくなり、更に半絶縁性基板20に達するとプラズマ発光強度が小さくなる。   In the manufacturing method of the present embodiment, the etching marker layer 41 is grown on the semi-insulating substrate 20 before the n-type contact layer 21 is grown. The plasma emission intensity of the etching marker layer 41 is higher than the plasma emission intensity of the n-type contact layer 21 and the semi-insulating substrate 20. Therefore, the etching depth is etched from the n-type contact layer 21 in the step of etching the portion of the n-type contact layer 21 in order to secure a region for forming the wire bonding pads 36a to 36c (FIG. 7A). When reaching the marker layer 41, the plasma emission intensity increases, and when reaching the semi-insulating substrate 20, the plasma emission intensity decreases.

図14(a)は、図13(a)と同様の積層構造を示す断面図である。また、図14(b)は、プラズマ発光強度の変化を表しており、縦軸は厚さ方向位置を、横軸は850nm帯プラズマ発光強度をそれぞれ示している。前述したように、III−V族化合物半導体において、Alのプラズマ発光強度が最も大きく、Gaのプラズマ発光強度はAlより小さく、Inのプラズマ発光強度はGaより小さい。したがって、図14に示されるように、InGaAsP系半導体からなるn型コンタクト層21をエッチングしているときのプラズマ発光強度をP5とすると、AlInAsからなるエッチングマーカー層41をエッチングしているときのプラズマ発光強度P6(=P2)は、P5より大きくなる。すなわち、エッチング深さがn型コンタクト層21の厚さを超えてエッチングマーカー層41に達した瞬間に、プラズマ発光強度が大きくなる。また、InPからなる半絶縁性基板20をエッチングしているときのプラズマ発光強度をP3とすると、P3はP6より小さくなる。すなわち、プラズマ発光強度は、エッチング深さがエッチングマーカー層41を過ぎて半絶縁性基板20に達した瞬間に小さくなる。本実施形態の製造方法によれば、このようなプラズマ発光強度の変化に基づいてプラズマエッチングを停止することにより、n型コンタクト層21に対するエッチング深さを精度良く制御できる。   FIG. 14A is a cross-sectional view showing a stacked structure similar to FIG. FIG. 14B shows changes in plasma emission intensity, where the vertical axis indicates the thickness direction position and the horizontal axis indicates the 850 nm band plasma emission intensity. As described above, in the III-V group compound semiconductor, the plasma emission intensity of Al is the highest, the plasma emission intensity of Ga is smaller than Al, and the plasma emission intensity of In is smaller than Ga. Therefore, as shown in FIG. 14, when the plasma emission intensity when etching the n-type contact layer 21 made of InGaAsP-based semiconductor is P5, the plasma when etching the etching marker layer 41 made of AlInAs is etched. The emission intensity P6 (= P2) is greater than P5. That is, the plasma emission intensity increases at the moment when the etching depth exceeds the thickness of the n-type contact layer 21 and reaches the etching marker layer 41. If the plasma emission intensity when etching the semi-insulating substrate 20 made of InP is P3, P3 is smaller than P6. That is, the plasma emission intensity decreases at the moment when the etching depth passes through the etching marker layer 41 and reaches the semi-insulating substrate 20. According to the manufacturing method of this embodiment, the etching depth with respect to the n-type contact layer 21 can be accurately controlled by stopping the plasma etching based on such a change in the plasma emission intensity.

n型コンタクト層21をエッチングする際、エッチング深さが所定の深さを超えてしまうと半絶縁性基板20までエッチングが進行し、ワイヤボンディングパッド36a〜36cが形成される面とn型コンタクト層21の表面との段差が大きくなるので、配線35a〜35cの形成が難しくなってしまう。このことから、n型コンタクト層21をエッチングする際には高いエッチング精度が求められる。上述したように、本実施形態の製造方法によれば、n型コンタクト層21に対するエッチング深さを精度良く制御できる。   When the n-type contact layer 21 is etched, if the etching depth exceeds a predetermined depth, the etching proceeds to the semi-insulating substrate 20, and the surface on which the wire bonding pads 36a to 36c are formed and the n-type contact layer Since the level difference with the surface of 21 becomes large, formation of wiring 35a-35c will become difficult. For this reason, high etching accuracy is required when the n-type contact layer 21 is etched. As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the etching depth with respect to the n-type contact layer 21 can be accurately controlled.

また、本実施形態では、n型コンタクト層21及び半絶縁性基板20が組成中にAlを含まず、エッチングマーカー層41が組成中にAlを含む。上述したように、III−V族化合物半導体においてはAlのプラズマ発光強度が最も大きいので、このような構成によって、n型コンタクト層21及び半絶縁性基板20のプラズマ発光強度より大きいプラズマ発光強度を有するエッチングマーカー層41を好適に実現できる。   In the present embodiment, the n-type contact layer 21 and the semi-insulating substrate 20 do not contain Al in the composition, and the etching marker layer 41 contains Al in the composition. As described above, since the plasma emission intensity of Al is the highest in the group III-V compound semiconductor, the plasma emission intensity larger than the plasma emission intensity of the n-type contact layer 21 and the semi-insulating substrate 20 is obtained by such a configuration. The etching marker layer 41 having it can be suitably realized.

また、本実施形態では、基板として半絶縁性基板20を例示している。光半導体素子に不要な導電層が存在すると、素子構造によってはこの導電層が浮遊容量の形成を促し、光半導体素子の高周波特性を劣化させるおそれがある。従って、光半導体素子における基板は半絶縁性であることが望ましい。   In the present embodiment, the semi-insulating substrate 20 is exemplified as the substrate. If an unnecessary conductive layer is present in the optical semiconductor element, depending on the element structure, this conductive layer may promote the formation of stray capacitance, which may degrade the high-frequency characteristics of the optical semiconductor element. Therefore, the substrate in the optical semiconductor element is desirably semi-insulating.

また、本実施形態では、メサエッチング工程、選択エッチング工程、及びコンタクト層エッチング工程のそれぞれにおいて、プラズマエッチングを行っている。光導波路を有する光半導体素子において、良好な光の伝播特性を得るためには、垂直性が高い形状と平滑な表面が得られるドライエッチングが好ましく、特にInP系半導体に対するエッチングには、プラズマエッチング(例えば誘導結合プラズマエッチング)が好ましい。   In the present embodiment, plasma etching is performed in each of the mesa etching process, the selective etching process, and the contact layer etching process. In an optical semiconductor device having an optical waveguide, in order to obtain good light propagation characteristics, dry etching that provides a highly perpendicular shape and a smooth surface is preferable, and plasma etching (particularly for etching an InP-based semiconductor). For example, inductively coupled plasma etching) is preferable.

また、本実施形態に係る製造方法によれば、バットジョイント集積導波路型の光半導体素子の量産化及び製造コストの低減に有利な大口径ウェハプロセス(例えば、φ4インチプロセス)を採用する場合、他のプロセスや素子特性を犠牲にすることなく、ウェハサイズに依存しない容易なメサ部形成プロセスを提供できる。したがって、ウェハプロセスの大口径化に寄与することができる。   Further, according to the manufacturing method according to the present embodiment, when employing a large-diameter wafer process (for example, φ4 inch process) advantageous for mass production of butt-joint integrated waveguide type optical semiconductor elements and reduction of manufacturing cost, An easy mesa formation process independent of the wafer size can be provided without sacrificing other processes and device characteristics. Therefore, it can contribute to an increase in the diameter of the wafer process.

本発明による光半導体素子の製造方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では光導波路層が2つのコア層を含み、これらのコア層が光導波方向に並ぶいわゆるバットジョイント構造を例示したが、本発明はこのような構成に限られず、単一の層からなる光導波路層を有する光半導体素子にも適用可能である。その場合、第2のエッチングマーカー層は不要となる。   The method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications are possible. For example, in the above embodiment, the optical waveguide layer includes two core layers, and the so-called butt joint structure in which these core layers are arranged in the optical waveguide direction is exemplified, but the present invention is not limited to such a configuration, The present invention can also be applied to an optical semiconductor element having an optical waveguide layer composed of layers. In that case, the second etching marker layer is unnecessary.

また、上記実施形態では基板として半絶縁性基板を例示したが、本発明における基板はn型やp型の半導体からなる導電性基板であってもよい。その場合、n型コンタクト層及び第3のエッチングマーカー層は不要となる。   In the above embodiment, a semi-insulating substrate is exemplified as the substrate. However, the substrate in the present invention may be a conductive substrate made of an n-type or p-type semiconductor. In that case, the n-type contact layer and the third etching marker layer are unnecessary.

また、上記実施形態では誘電体絶縁膜として酸化シリコン(SiO)や窒化シリコン(SiN)を挙げたが、誘電体絶縁膜の材料はこれらに限定されない。誘電体絶縁膜は、シリコン、アルミニウム、及びチタン等の、フッ化物、酸化物、或いは窒化物であっても良い。 In the above embodiment, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN) is used as the dielectric insulating film, but the material of the dielectric insulating film is not limited to these. The dielectric insulating film may be a fluoride, oxide, or nitride such as silicon, aluminum, and titanium.

また、上記実施形態では基板と光導波層との間にn型半導体を配置し、光導波層上にp型半導体を配置した例を示したが、本発明では、基板と光導波層との間にp型半導体を配置し、光導波層上にn型半導体を配置してもよい。   In the above embodiment, an example in which an n-type semiconductor is disposed between the substrate and the optical waveguide layer and a p-type semiconductor is disposed on the optical waveguide layer has been described. A p-type semiconductor may be disposed between them, and an n-type semiconductor may be disposed on the optical waveguide layer.

また、半絶縁基板上には、上述した実施形態に係るデバイスに加えて、他の光デバイスや電子デバイス(例えば、フォトダイオードやヘテロ接合バイポーラトランジスタなど)、キャパシタ、抵抗等を形成し、光電変換回路を形成しても良い。   In addition to the devices according to the above-described embodiments, other optical devices and electronic devices (for example, photodiodes and heterojunction bipolar transistors), capacitors, resistors, and the like are formed on the semi-insulating substrate, and photoelectric conversion is performed. A circuit may be formed.

10…光半導体素子、20…半絶縁性基板、21…n型コンタクト層、22〜24…メサ部、25…下部クラッド層、25…クラッド層、25…下部クラッド層、26…光導波層、26a…コア層(第1の半導体層)、26b…コア層(第2の半導体層)、27…上部クラッド層、27a,27b…埋込領域、29…p型コンタクト層、32…アノード電極、33…アノード電極、34…カソード電極、35a〜35c…配線、36a〜36c…ワイヤボンディングパッド、38…絶縁膜、41〜43…エッチングマーカー層、A…光導波方向、M1〜M3…エッチングマスク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical semiconductor element, 20 ... Semi-insulating substrate, 21 ... N-type contact layer, 22-24 ... Mesa part, 25 ... Lower clad layer, 25 ... Cladding layer, 25 ... Lower clad layer, 26 ... Optical waveguide layer, 26a ... core layer (first semiconductor layer), 26b ... core layer (second semiconductor layer), 27 ... upper clad layer, 27a, 27b ... buried region, 29 ... p-type contact layer, 32 ... anode electrode, 33 ... Anode electrode, 34 ... Cathode electrode, 35a-35c ... Wiring, 36a-36c ... Wire bonding pad, 38 ... Insulating film, 41-43 ... Etching marker layer, A ... Optical waveguide direction, M1-M3 ... Etching mask.

Claims (6)

第1のエッチングマーカー層を基板上に成長させる第1のエッチングマーカー層成長工程と、
第1のクラッド層、光導波層および第2のクラッド層を前記第1のエッチングマーカー層上に順に成長させる半導体成長工程と、
前記第1のクラッド層、前記光導波層および前記第2のクラッド層に対してプラズマエッチングを行うことにより、所定の光導波方向に延びるメサ部を形成するメサエッチング工程と
を備え、
前記第1のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度は、該第1のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きく、
前記メサエッチング工程は、当該プラズマ発光強度の変化に基づいて前記プラズマエッチングを停止することを特徴とする、光半導体素子の製造方法。
A first etching marker layer growth step of growing a first etching marker layer on the substrate;
A semiconductor growth step of sequentially growing a first cladding layer, an optical waveguide layer, and a second cladding layer on the first etching marker layer;
A mesa etching step of forming a mesa portion extending in a predetermined optical waveguide direction by performing plasma etching on the first cladding layer, the optical waveguide layer, and the second cladding layer,
The plasma emission intensity of the first etching marker layer is greater than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the first etching marker layer,
The method for manufacturing an optical semiconductor device, wherein the mesa etching step stops the plasma etching based on a change in the plasma emission intensity.
前記第1のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層はAlを含まず、前記第1のエッチングマーカー層はAlを含むことを特徴とする、請求項1に記載の光半導体素子の製造方法。   2. The method of manufacturing an optical semiconductor device according to claim 1, wherein upper and lower semiconductor layers in contact with the first etching marker layer do not contain Al, and the first etching marker layer contains Al. 3. 前記半導体成長工程が、
前記第1のクラッド層を成長させる第1のクラッド層成長工程と、
第2のエッチングマーカー層を前記第1のクラッド層上に成長させる第2のエッチングマーカー層成長工程と、
前記光導波層の一部分を構成する第1の半導体層を前記第2のエッチングマーカー層上に成長させる第1の光導波層成長工程と、
前記第1の半導体層の一部をプラスマエッチングにより除去し前記第1のクラッド層の一部を露出する選択エッチング工程と、
前記露出した第1のクラッド層の領域に第2の半導体層を選択的に成長させる第2の光導波層成長工程と、
前記第1の半導体層および前記第2の半導体層上に前記第2のクラッド層を成長させる第2のクラッド層成長工程と
を有しており、
前記第2のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度は、該第2のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きく、
前記選択エッチング工程は、プラズマ発光強度の変化に基づいて前記プラズマエッチングを停止することを特徴とする、請求項1または2に記載の光半導体素子の製造方法。
The semiconductor growth step
A first cladding layer growth step for growing the first cladding layer;
A second etching marker layer growth step of growing a second etching marker layer on the first cladding layer;
A first optical waveguide layer growth step for growing a first semiconductor layer constituting a part of the optical waveguide layer on the second etching marker layer;
A selective etching step of removing a part of the first semiconductor layer by plasma etching and exposing a part of the first cladding layer;
A second optical waveguide layer growth step of selectively growing a second semiconductor layer in the exposed region of the first cladding layer;
And a second cladding layer growth step for growing the second cladding layer on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer,
The plasma emission intensity of the second etching marker layer is greater than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the second etching marker layer,
The method of manufacturing an optical semiconductor element according to claim 1, wherein the selective etching step stops the plasma etching based on a change in plasma emission intensity.
前記第2のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層がAlを含まず、前記第2のエッチングマーカー層がAlを含むことを特徴とする、請求項3に記載の光半導体素子の製造方法。   4. The method of manufacturing an optical semiconductor element according to claim 3, wherein upper and lower semiconductor layers in contact with the second etching marker layer do not contain Al, and the second etching marker layer contains Al. 5. 前記製造方法は、第3のエッチングマーカー層を前記基板上に成長させる第3のエッチングマーカー層成長工程と、前記第3のエッチングマーカー層上にコンタクト層を成長させるコンタクト層成長工程とを前記第1のエッチングマーカー層成長工程の前に、前記コンタクト層の所定の領域をプラズマエッチングする工程を前記メサエッチング工程の後に更に備えており、
前記第3のエッチングマーカー層のプラズマ発光強度は、該第3のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層のプラズマ発光強度より大きく、
前記コンタクト層エッチング工程は、プラズマ発光強度の変化に基づいて前記プラズマエッチングを停止することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光半導体素子の製造方法。
The manufacturing method includes a third etching marker layer growth step for growing a third etching marker layer on the substrate, and a contact layer growth step for growing a contact layer on the third etching marker layer. A step of plasma-etching a predetermined region of the contact layer before the etching marker layer growth step is further provided after the mesa etching step;
The plasma emission intensity of the third etching marker layer is greater than the plasma emission intensity of the upper and lower semiconductor layers in contact with the third etching marker layer,
5. The method of manufacturing an optical semiconductor element according to claim 1, wherein the contact layer etching step stops the plasma etching based on a change in plasma emission intensity.
前記第3のエッチングマーカー層に接する上下の半導体層がAlを含まず、前記第3のエッチングマーカー層がAlを含むことを特徴とする、請求項5に記載の光半導体素子の製造方法。   6. The method of manufacturing an optical semiconductor element according to claim 5, wherein the upper and lower semiconductor layers in contact with the third etching marker layer do not contain Al, and the third etching marker layer contains Al.
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