JP3927940B2 - 半導体光変調器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体光変調器に関するものである。

半導体レーザから出射される光を変調する方式としては、半導体レーザに与える駆動信号を制御することによって半導体レーザから出射される光を制御する直接変調方式と、半導体レーザから出射される光を変調器によって変調する間接変調方式とがある。近年、光通信の通信レートが、例えば１０Ｇｂｐｓを超えるレートになってきており、これに伴って直接変調方式より高速変調に有利な外部変調方式の利用が進んできている。

外部変調方式に用いられる光変調器には種々のものがあり、例えば、マッハツェンダー型、電界吸収型、屈折率導波型、または、方向性結合型といった光変調器がある。このうち、例えば方向性結合型の光変調器は、第１のクラッド層、導波層、及び第２のクラッド層を含む光導波部と、第２のクラッド層上に設けられる一対のリッジ部からなるメサ状の導波路構造を備えている。

通常、上記した光変調器を製造する際には、ウェハの表面に該光変調器を形成した後に、ウェハを劈開させて複数の基板に分割する。このとき、ウェハが好適に劈開するように、ウェハを分割する前にウェハの裏面を研削する必要がある。ウェハの裏面を研削する際には、該ウェハを裏返し、例えば石英製のウェハ支持基板にウェハの表面側を貼り付ける。

なお、特許文献１には、フェースダウン実装の際にリッジ部を保護する構造を有するリッジ導波路型レーザが開示されている。
米国特許第５，３０５，３４０号明細書

ウェハの裏面を研削する工程においては、ウェハ支持基板にウェハを貼り付ける際にメサ状の導波路構造部分がウェハ支持基板に直接接触することとなり、導波路構造が機械的損傷を被る恐れがある。もし導波路構造が機械的損傷を被ると、光変調器の性能が劣化し、動作不能になる可能性もある。

そこで本発明は、導波路構造が機械的損傷を被ることを防止できる半導体光変調器及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するため、本発明による半導体光変調器は、主面を有する基板と、基板の主面上に設けられ、導波路構造を有する変調素子部と、基板の主面上に設けられ、変調素子部の導波路構造に含まれる半導体層構造と同じ半導体層構造を有する第１の部分、及び、第１の部分上に設けられ、金属層構造を有する第２の部分を有する保護ポスト部と、変調素子部と保護ポスト部との間の基板の主面上に設けられ、変調素子部と電気的に接続され、且つ第２の部分とは電気的に分離されており、第２の部分の金属層構造と同一の金属層構造を有する金属配線と、を備え、基板の主面からの保護ポスト部の高さが、基板の主面からの変調素子部の高さよりも高いことを特徴とする。

上記した半導体光変調器は、主面からの高さが変調素子部よりも高い保護ポスト部を備えている。これにより、ウェハの裏面を研削する際にウェハ支持基板に導波路構造部分を接触させずに済むので、導波路構造が機械的損傷を被ることを防止できる。

また、上記した半導体光変調器は、保護ポスト部のうち第１の部分が変調素子部に含まれる半導体層構造と同じ半導体層構造を有しており、第２の部分と金属配線とが同じ金属層構造を有している。従って、上記した半導体光変調器によれば、この半導体光変調器を製造する際に、変調素子部を形成するのと並行して保護ポスト部も同時に形成することができるので、保護ポスト部を効率よく形成することができる。

また、半導体光変調器は、変調素子部と金属配線との間に懸架されたエアブリッジ配線をさらに備え、基板の主面からの金属配線の高さが、基板の主面からの変調素子部の高さと略等しく、基板の主面からの保護ポスト部の高さが、基板の主面からのエアブリッジ配線の高さよりも高いことを特徴としてもよい。これによって、ウェハの裏面を研削する際にウェハ支持基板にエアブリッジ配線を接触させずに済むので、エアブリッジ配線が機械的損傷を被ることを防止できる。ここで、高さが略等しいとは、基板の主面からの金属配線の高さと、基板の主面からの変調素子部の高さとの差が例えば−１．５μｍ〜１．５μｍの範囲、さらに好適には−０．５μｍ〜０．５μｍの範囲にあることをいう。

また、半導体光変調器は、変調素子部の導波路構造が、基板の主面上に順に設けられたｎ型ＡｌＧａＡｓ層、ｉ型ＧａＡｓ層、及びｉ型ＡｌＧａＡｓからなる層を含むメサ状の導波部と、導波部上に順に設けられたｐ型ＡｌＧａＡｓ層及びｐ型ＧａＡｓ層を含むリッジ部とを備えることが好ましい。

また、本発明による半導体光変調器の製造方法は、複数の半導体層が積層され導波路構造を有する変調素子部と、該変調素子部の近傍に形成され、複数の半導体層と同一の層構造を有する第１の部分、及び第１の部分上に形成された金属層構造を有する第２の部分を有する保護ポスト部と、変調素子部と保護ポスト部との間に形成され、第２の部分の金属層構造と同一の金属層構造を有する金属配線と、を備える半導体光変調器を製造する方法であって、複数の半導体層として少なくともｎ型ＡｌＧａＡｓ層、ｉ型ＧａＡｓ層、ｉ型ＡｌＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層、及びｐ型ＧａＡｓ層が積層されたウェハを用い、所定のパターンを有するレジストマスクを用いて複数の半導体層をエッチングすることにより、変調素子部と第１の部分とを形成する工程と、変調素子部と第１の部分との間、及び第１の部分上に開口を有するレジストマスクを用い、該開口内に金属材料を堆積させ、金属配線と第２の部分とを形成する工程と、ウェハの表面がウェハ支持基板と対向するようにウェハをウェハ支持基板上に載置し、ウェハの裏面を研削する工程と、を備えることを特徴とする。

上記した半導体光変調器の製造方法によれば、ウェハの主面からの高さが変調素子部の高さよりも高い保護ポスト部をウェハ上に形成することができる。これにより、ウェハの裏面を研削する工程においてウェハ支持基板に導波路構造部分を接触させずに済むので、導波路構造が機械的損傷を被ることを防止できる。また、上記した半導体光変調器の製造方法によれば、保護ポスト部の第１の部分を変調素子部と同工程において形成し、保護ポスト部の第２の部分を金属配線と同工程において形成している。従って、保護ポスト部を効率よく形成することができる。

本発明の半導体光変調器及びその製造方法によれば、導波路構造が機械的損傷を被ることを防止できる。

以下、本発明による半導体光変調器及びその製造方法の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態に関する説明においては、説明の理解を容易にするため、各図面において同一又は相当の部分には同一の符号を付す。

図１は、本発明による半導体光変調器の実施形態を示す平面図である。また、図２は、図１に示す半導体光変調器１のＩ−Ｉ断面を示す断面図である。図１及び図２を参照すると、半導体光変調器１は、基板３と、変調素子部４と、金属配線３１及び３２と、保護ポスト部９及び１０と、エアブリッジ配線３３及び３４とを備えている。

基板３は、例えば半絶縁性のＧａＡｓからなり、主面３ａを有している。変調素子部４は、基板３の主面３ａ上に所定方向を長手方向として設けられており、その両端は基板３の縁に達している。変調素子部４は、導波部５、リッジ部７及び８を有するメサ状の導波路構造を備えている。導波部５は、ｉ−ＡｌＧａＡｓからなるバッファ層１２、ｎ−ＡｌＧａＡｓからなる第１クラッド層１４、ｉ−ＧａＡｓからなる導波層１６、及びｉ−ＡｌＧａＡｓからなる第２クラッド層１８が順に積層された構成となっている。これらの層の厚さを例示すれば、バッファ層１２が１．５μｍ、第１クラッド層１４が１．０μｍ、導波層１６が０．４μｍ、第２クラッド層１８が０．２μｍである。また、基板３の厚さは例えば２００μｍ以下である。

導波層１６及び第２クラッド層１８における長手方向と交差する方向の幅は、バッファ層１２及び第１クラッド層１４の該方向の幅よりも小さくなっている。そして、第１クラッド層上において導波層１６及び第２クラッド層１８が設けられていない部分に、一対のカソード電極２９及び３０が設けられている。

リッジ部７及び８は、逆メサ形状で所定方向に延びており、導波部５の第２クラッド層１８上に一対に設けられている。また、リッジ部７及び８は、所定方向と交差する方向にそれぞれ並んで設けられている。リッジ部７は、導波部５の第２クラッド層１８上に、ｐ−ＡｌＧａＡｓからなるガイド層２３と、ｐ−ＧａＡｓからなるコンタクト層２５とが順に積層された構成となっている。リッジ部８についてもリッジ部７と同様に、ｐ−ＡｌＧａＡｓからなるガイド層２４と、ｐ−ＧａＡｓからなるコンタクト層２６とが順に積層された構成となっている。ガイド層２３及び２４の厚さは、例えば１．０μｍである。また、リッジ部７及び８のコンタクト層２５及び２６上には、アノード電極２７及び２８がそれぞれ形成されている。コンタクト層２５及び２６の厚さは、例えば０．２μｍである。また、アノード電極２７及び２８は、それぞれコンタクト層２５及び２６に対してオーミック接触状態となっている。

導波部５、リッジ部７及び８の表面は、カソード電極２９及び３０、並びにアノード電極２７及び２８が形成されている部分を除いて、保護膜４５に覆われている。保護膜４５は、例えばＳｉＮ、ＳｉＯＮあるいはＳｉＯ_２等の無機絶縁材料からなる。保護膜４５の厚さは、例えば０．２μｍ〜０．３μｍとされるとよい。本実施形態では、保護膜４５の厚さを０．２μｍとする。従って、本実施形態における保護膜４５を含めた変調素子部４の主面３ａからの高さは、４．５μｍとなる。

金属配線３１は、変調素子部４のアノード電極２７を変調素子部４の周辺に引き出すための配線である。金属配線３２も金属配線３１と同様に、アノード電極２８を変調素子部４の周辺に引き出すための配線である。金属配線３１及び３２は、基板３の主面３ａ上（具体的には、保護膜４５上）において変調素子部４が間に位置するように設けられている。金属配線３１及び３２は、図示しないワイヤ等を介して外部回路と電気的に接続される。金属配線３１及び３２は、それぞれ保護膜４５の表面からの高さが例えば４．３μｍに形成されている。従って、金属配線３１及び３２の主面３ａからの高さは、４．５μｍとなり、変調素子部４とほぼ同じ高さとなる。なお、主面３ａからの金属配線３１及び３２の高さと、主面３ａからの変調素子部４の高さとの差は、−１．５μｍ〜１．５μｍの範囲、さらに好適には−０．５μｍ〜０．５μｍの範囲にあるとよい。これによって、後述するエアブリッジ配線３３及び３４を好適に形成できる。また、金属配線３１及び３２は、例えばＡｕからなる。金属配線３１及び３２が湿式メッキにより形成された場合には、基板３の主面３ａとＡｕとの間に、メッキ電極用材料（例えばＴｉ／Ｐｔ）からなる層（図示せず）が存在している。

エアブリッジ配線３３は、変調素子部４のアノード電極２７と金属配線３１とを互いに電気的に接続するための配線である。また、エアブリッジ配線３４は、変調素子部４のアノード電極２８と金属配線３２とを互いに電気的に接続するための配線である。エアブリッジ配線３３及び３４は、例えばＡｕからなり、それぞれ変調素子部４のアノード電極２７及び２８と金属配線３１及び３２との間に懸架されている。エアブリッジ配線３３及び３４の、アノード電極２７及び２８に接する部分からの最大高さは、例えば２．０μｍである。また、エアブリッジ配線３３及び３４の厚さは、例えば１．０μｍである。すなわち、本実施形態において、エアブリッジ配線３３及び３４の主面３ａからの最大高さは６．５μｍとなる。

保護ポスト部９及び１０は、それぞれ基板３の主面３ａ上におけるエアブリッジ配線３３及び３４の近傍に設けられている。具体的には、変調素子部４の長手方向と交差する方向において、保護ポスト部９、エアブリッジ配線３３、エアブリッジ配線３４、及び保護ポスト部１０が順に並ぶように配置されている。保護ポスト部９及び１０がこのように配置されることにより、後に説明する半導体光変調器１の製造工程においてウェハの裏面を研削する際に、エアブリッジ配線３３及び３４がウェハ支持基板に接触せずに済むこととなる。保護ポスト部９及び１０は、それぞれ第１の部分４１及び４２と、第２の部分４３及び４４とを有する。第１の部分４１及び４２は基板３の主面３ａ上に形成されており、第２の部分４３及び４４はそれぞれ第１の部分４１及び４２の上に形成されている。

第１の部分４１及び４２は、変調素子部４の導波路構造に含まれる層構造と同じ層構造によって構成されている。具体的には、第１の部分４１及び４２は、ｉ−ＡｌＧａＡｓからなる第１の層１１、ｎ−ＡｌＧａＡｓからなる第２の層１３、ｉ−ＧａＡｓからなる第３の層１５、ｉ−ＡｌＧａＡｓからなる第４の層１７、ｐ−ＡｌＧａＡｓからなる第５の層１９、及びｐ−ＧａＡｓからなる第６の層２１が順に積層された構成となっている。これらの層のうち、第５の層１９及び第６の層２１は、変調素子部４のガイド層２３、２４及びコンタクト層２５、２６と同様に逆メサ形状を呈している。また、これらの層の厚さを例示すれば、第１の層１１が１．５μｍ、第２の層１３が１．０μｍ、第３の層１５が０．４μｍ、第４の層１７が０．２μｍ、第５の層１９が１．０μｍ、第６の層２１が０．２μｍである。また、第１の部分４１及び４２は保護膜４５によって覆われており、保護膜４５の厚さが０．２μｍである。従って、本実施形態における保護膜４５を含めた第１の部分４１及び４２の主面３ａからの高さは、４．５μｍとなる。

第２の部分４３及び４４は、それぞれ第１の部分４１及び４２を覆う保護膜４５上に設けられている。第２の部分４３及び４４は、前述した金属配線３１及び３２と同じ層構造によって構成されている。すなわち、第２の部分４３及び４４は、例えばＡｕからなる。そして、第２の部分４３及び４４が湿式メッキにより形成された場合には、保護膜４５の表面とＡｕとの間に、メッキ電極用材料（例えばＴｉ／Ｐｔ）からなる層（図示せず）が存在している。また、第２の部分４３及び４４は、それぞれ保護膜４５の表面からの高さが例えば４．３μｍに形成されている。従って、本実施形態における保護ポスト部９及び１０の主面３ａからの高さは８．８μｍとなり、エアブリッジ配線３３及び３４の主面３ａからの最大高さ６．５μｍよりも高くなっている。なお、第２の部分４３及び４４の主面３ａからの高さ８．８μｍが、変調素子部４の主面３ａからの高さ４．５μｍよりも高いことはもちろんである。

以上の構成を有する半導体光変調器１は、次のように動作する。すなわち、導波層１６は、第１クラッド層１４及び第２クラッド層１８との屈折率差によって、その厚さ方向において光を閉じ込める。また、アノード電極２７及び２８とカソード電極２９及び３０との間に所定の電圧が印加されることにより、リッジ部７及び８の直下に光を閉じ込める。ここで、アノード電極２７及び２８とカソード電極２９及び３０との間に変調電圧が印加されると、該変調電圧に応じて一方のリッジ部の直下を伝搬する光が他方のリッジ部直下へ移動する。こうして、導波層１６内部を伝搬する光が変調される。

次に、上記した構造を有する本実施形態による半導体光変調器１の製造方法について以下に説明する。図３〜図１５は、本実施形態による半導体光変調器１の製造方法を説明するための断面図である。

まず、図３に示すように、厚さ６５０μｍ程度の半絶縁性ＧａＡｓからなるウェハ１５１の主面３ａ上に、ｉ−ＡｌＧａＡｓ層１０１（厚さ１．５μｍ）、ｎ−ＡｌＧａＡｓ層１０３（厚さ１．０μｍ）、ｉ−ＧａＡｓ層１０５（厚さ０．４μｍ）、ｉ−ＡｌＧａＡｓ層１０７（厚さ０．２μｍ）、ｐ−ＡｌＧａＡｓ層１０９（厚さ１．０μｍ）、及びｐ−ＧａＡｓ層１１１（厚さ０．２μｍ）を順に積層する。なお、これらの層を積層する方法としては、有機金属気相成長法（ＯＭＶＰＥ：Organic Metal Vapor Phase Epitaxy）を用いるとよい。

続いて、図４に示すように、ガイド層２３及び２４、コンタクト層２５及び２６、並びに第５の層１９及び第６の層２１を形成する。まず、レジストをｐ−ＧａＡｓ層１１１上に塗布した後、変調素子部４のリッジ部７及び８、並びに保護ポスト部９及び１０（図２参照）の位置及び形状に対応するパターンを該レジストに形成し、レジストマスク１１５とする。そして、塩素ガスを用いたＲＩＥ（Reactive Ion Eching）をレジストマスク１１５を介して行い、ｐ−ＧａＡｓ層１１１及びｐ−ＡｌＧａＡｓ層１０９のうちレジストマスク１１５に覆われていない部分を除去する。続いて、塩酸、過酸化水素、及び水の混合液を用いたウェットエッチングをレジストマスク１１５を介して行うことにより、逆テーパ状のガイド層２３及び２４、コンタクト層２５及び２６、並びに第５の層１９及び第６の層２１を形成する。そして、レジストマスク１１５を除去する。この時点で、変調素子部４のリッジ部７及び８が完成する。

続いて、図５に示すように、導波層１６及び第２クラッド層１８、並びに第３の層１５及び第４の層１７を形成する。まず、導波層１６及び第３の層１５の位置及び形状に対応するパターンを有するレジストマスク１１７をｉ−ＡｌＧａＡｓ層１０７上に形成する。そして、レジストマスク１１７を介してＲＩＥを行い、さらにウェットエッチングを行うことによって、ｉ−ＡｌＧａＡｓ層１０７及びｉ−ＧａＡｓ層１０５のうちレジストマスク１１７に覆われていない部分を除去する。ここで、ＲＩＥに加えてウェットエッチングを行うのは、ｉ−ＧａＡｓ層１０５を完全に除去するためである。こうして、導波層１６及び第２クラッド層１８、並びに第３の層１５及び第４の層１７が形成される。

続いて、図６に示すように、バッファ層１２及び第１クラッド層１４、並びに第１の層１１及び第２の層１３を形成する。まず、第１クラッド層１４及び第２の層１３の位置及び形状に対応するパターンを有するレジストマスク１１９をｎ−ＡｌＧａＡｓ層１０３上に形成する。そして、レジストマスク１１９を介してＲＩＥを行い、ｎ−ＡｌＧａＡｓ層１０３及びｉ−ＡｌＧａＡｓ層１０１のうちレジストマスク１１９に覆われていない部分を除去する。こうして、バッファ層１２及び第１クラッド層１４、並びに第１の層１１及び第２の層１３が形成される。この時点で、保護ポスト部９及び１０（図２参照）の第１の部分４１及び４２、並びに変調素子部４の導波部５が完成する。

続いて、図７に示すように、保護膜４５を成膜する。すなわち、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、またはＳｉＯ_２からなる保護膜４５を、各層の露出した表面（側面を含む）及びウェハ１５１の主面３ａを覆うように厚さ０．２μｍに成膜する。

続いて、図８に示すように、アノード電極２７及び２８、並びにカソード電極２９及び３０を形成する。まず、保護膜４５上にレジストを塗布し、アノード電極２７及び２８、並びにカソード電極２９及び３０の位置及び形状に対応する開口を該レジストに形成することにより、レジストマスク１２１を形成する。そして、ＲＩＥにより、該開口下の保護膜４５を除去する。続いて、蒸着等の方法により所定の金属材料（Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ或いはＡｕＧｅ／Ｎｉ）を順に堆積させた後、レジストマスク１２１を除去する。その後、加熱処理を行い、各電極と各電極に接する層との間でオーミック接触を実現する。

続いて、図９〜図１３に示すように、金属配線３１及び３２、並びに保護ポスト部９及び１０の第２の部分４３及び４４を形成する。まず、図９に示すように、保護膜４５上及び各電極上にレジストを塗布し、金属配線３１及び３２の位置及び形状に対応する開口１２３ａ、並びに保護ポスト部９及び１０の第２の部分４３及び４４の位置及び形状に対応する開口１２３ｂを有するレジストマスク１２３を形成する。

続いて、図１０に示すように、開口１２３ａ及び１２３ｂの側面を含むレジストマスク１２３の表面、並びに開口１２３ａ及び１２３ｂによって露出された保護膜４５表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを順に堆積させることにより、メッキ用電極膜１２５を形成する。

続いて、図１１に示すように、開口１２７ａ及び１２７ｂを有するメッキ用レジストマスク１２７を形成する。すなわち、メッキ用電極膜１２５上にレジストを塗布し、レジストマスク１２３の開口１２３ａと同じ位置及び形状の開口１２７ａ、並びにレジストマスク１２３の開口１２３ｂと同じ位置及び形状の開口１２７ｂを該レジストに形成する。このとき、レジストを例えば厚さ５μｍで塗布するとよい。こうして、メッキ用レジストマスク１２７が形成される。

続いて、図１２に示すように、メッキ用レジストマスク１２７が形成された状態で、ウェハ１５１をメッキ槽１２９に浸す。メッキ槽１２９には、例えばＡｕといった金属材料が溶解しているメッキ液１３１が満たされている。ウェハ１５１をこのメッキ液１３１中に浸し、メッキ用電極膜１２５を電源１３５の負電極に電気的に接続する。そして、電源１３５の正電極を、ウェハ１５１の主面３ａに対向するようにメッキ液１３１中に設けられた電極１３３に電気的に接続する。メッキ液１３１中のＡｕは、メッキ用電極膜１２５のうちメッキ用レジストマスク１２７の開口１２７ａ及び１２７ｂによって露出している部分へ移動し、析出する。このとき、メッキ用電極膜１２５の表面はＡｕからなるので、該Ａｕにメッキ液１３１中のＡｕが連続して析出することとなる（図中Ａ）。この状態で、例えば析出したＡｕの厚さが４．３μｍとなるまでウェハ１５１をメッキ液中に浸す。

続いて、ウェハ１５１をメッキ槽１２９から取り出し、メッキ用レジストマスク１２７を有機溶剤を用いて除去する。そして、メッキ用電極膜１２５のうち金属配線３１及び３２並びに第２の部分４３及び４４が形成されていない部分をミリングによって除去する。さらに、レジストマスク１２３を有機溶剤を用いて除去する。こうして、図１３に示すように、金属配線３１及び３２、並びに第２の部分４３及び４４が形成されることとなる。この時点で、第１の部分４１及び第２の部分４３からなる保護ポスト部９、並びに第１の部分４２及び第２の部分４４からなる保護ポスト部１０が完成する。

続いて、図１４に示すように、エアブリッジ配線３３及び３４を形成する。エアブリッジ配線３３及び３４は、金属配線３１及び３２、並びに第２の部分４３及び４４を形成するのと同様の工程により形成される。ここでは、エアブリッジ配線３３及び３４の形成工程の説明を省略する。

続いて、図１５に示すように、例えば石英からなるウェハ支持基板１４１上にウェハ１５１を裏返して貼り付ける。具体的には、ウェハ１５１を、その主面３ａがウェハ支持基板１４１の主面１４１ａと対向するように（すなわち、ウェハ１５１とウェハ支持基板１４１との間に変調素子部４及び保護ポスト部９、１０が位置するように）ウェハ支持基板１４１上に貼り付ける。このとき、ウェハ１５１上に形成されたもののうち、保護ポスト部９及び１０が主面３ａから最も高く形成されているので、保護ポスト部９及び１０の端部がウェハ支持基板１４１の主面１４１ａと接することとなる。すなわち、ウェハ支持基板１４１上にウェハ１５１を貼り付けた状態においては、保護ポスト部９及び１０がウェハ１５１を支える。このようにウェハ１５１をウェハ支持基板１４１上に貼り付けた状態で、ウェハ１５１の裏面を研削する（図中Ｂ）。本実施形態では、ウェハ１５１の厚さが６５０μｍから２００μｍ以下になるまでウェハ１５１を研削する。

この後、ウェハ１５１を所定の切断面において劈開などにより切断すれば、半導体光変調器１が完成する。

以上説明した本実施形態による半導体光変調器１及びその製造方法は、以下の効果を有する。すなわち、半導体光変調器１及びその製造方法では、主面３ａからの高さが変調素子部４よりも高い保護ポスト部９及び１０が形成される。これにより、図１５に示したように、ウェハ１５１の裏面を研削する際にウェハ支持基板１４１に導波路構造部分（リッジ部７及び８、並びに導波部５）を接触させずに済むので、導波路構造が機械的損傷を被ることを防止できる。

また、半導体光変調器１は、保護ポスト部９及び１０のうち第１の部分４１及び４２が変調素子部４に含まれる半導体層構造と同じ半導体層構造によって構成されており、第２の部分４３及び４４が金属配線３１及び３２に含まれる金属層構造と同じ金属層構造によって構成されている。従って、半導体光変調器１を製造する際（図３〜図１５参照）に、変調素子部４を形成する工程と同じ工程において第１の部分４１及び４２を形成することができ、金属配線３１及び３２を形成する工程と同じ工程において第２の部分４３及び４４を形成することができるので、保護ポスト部９及び１０を効率よく形成することができる。

また、半導体光変調器１が、変調素子部４と金属配線３１及び３２との間にそれぞれ懸架されたエアブリッジ配線３３及び３４をさらに備えている場合には、本実施形態のように、保護ポスト部９及び１０が、エアブリッジ配線３３及び３４の近傍に設けられており、保護ポスト部９及び１０の主面３ａからの高さがエアブリッジ配線３３及び３４の主面３ａからの高さよりも高いことが好ましい。これによって、図１５に示したように、ウェハ１５１の裏面を研削する際にウェハ支持基板１４１にエアブリッジ配線３３及び３４を接触させずに済むので、エアブリッジ配線３３及び３４が機械的損傷を被ることを防止できる。

また、本実施形態では、保護ポスト部９及び１０の第２の部分４３及び４４がＡｕからなっている。Ａｕは、他の金属と比べて比較的硬度が低いので、ウェハ１５１をウェハ支持基板１４１上に貼り付ける際に、ウェハ支持基板１４１からウェハ１５１への衝撃を効果的に吸収することができる。従って、本実施形態の半導体光変調器１によれば、導波路構造部分及びエアブリッジ配線３３及び３４の機械的損傷をより好適に防止できる。

以上、本発明による半導体光変調器及びその製造方法の実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限られるものでなく、種々の変形態様を構成することができる。例えば、変調素子部のガイド層を厚さ方向に第１のガイド層と第２のガイド層とに分割し、第１のガイド層と第２のガイド層との間にモニタ層を設けても良い。このモニタ層を例えばＡｌを含まない組成とすれば、ＲＩＥによってガイド層を形成する際（図４参照）に第１のガイド層及び第２のガイド層とモニタ層との間で発光強度が変化するので、ＲＩＥによる発光状態を観察することによってエッチングレートがわかる。従って、エッチング深さをより正確に制御することが可能になる。

また、上記した実施形態では、保護ポスト部の第１の部分が、変調素子部の半導体層構造と同じ半導体層構造によって構成されている。第１の部分はこれに限らず、変調素子部に含まれる半導体層構造のうち一部の半導体層構造によって構成されてもよい。また、エピ構造については、上記した実施形態は一例であり、例えばＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰを用いたものでも良い。具体的には、半絶縁性ＩｎＰ基板上に設けられたｎ−ＩｎＰ層、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰのＭＱＷ（多重量子井戸）層、及びｉ−ＩｎＰ層を含む導波部とｉ−ＩｎＧａＡｓＰ、ｐ−ＩｎＰ、及びｐ−ＩｎＧａＡｓを含むリッジ部によって構成されても良い。

図１は、本発明による半導体光変調器の実施形態を示す平面図である。 図２は、図１に示す半導体光変調器のＩ−Ｉ断面を示す断面図である。 図３は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図４は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図５は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図６は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図７は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図８は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図９は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図１０は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図１１は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図１２は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図１３は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図１４は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。 図１５は、本実施形態による半導体光変調素子の製造方法を説明するための断面図である。

符号の説明

１…半導体光変調器、３…基板、４…変調素子部、５…導波部、７、８…リッジ部、９、１０…保護ポスト部、１１…第１の層、１２…バッファ層、１３…第２の層、１４…第１クラッド層、１５…第３の層、１６…導波層、１７…第４の層、１８…第２クラッド層、１９…第５の層、２１…第６の層、２３、２４…ガイド層、２５、２６…コンタクト層、２７、２８…アノード電極、２９、３０…カソード電極、３１、３２…金属配線、３３、３４…エアブリッジ配線、４１、４２…第１の部分、４３、４４…第２の部分、４５…保護膜。

Claims (4)

1. 主面を有する基板と、
   前記基板の前記主面上に設けられ、導波路構造を有する変調素子部と、
   前記基板の前記主面上に設けられ、前記変調素子部の前記導波路構造に含まれる半導体層構造と同じ半導体層構造を有する第１の部分、及び、前記第１の部分上に設けられ、金属層構造を有する第２の部分を有する保護ポスト部と、
   前記変調素子部と前記保護ポスト部との間の前記基板の前記主面上に設けられ、前記変調素子部と電気的に接続され、且つ前記第２の部分とは電気的に分離されており、前記第２の部分の前記金属層構造と同一の金属層構造を有する金属配線と、
   を備え、
   前記基板の前記主面からの前記保護ポスト部の高さが、前記基板の前記主面からの前記変調素子部の高さよりも高いことを特徴とする半導体光変調器。
2. 前記変調素子部と前記金属配線との間に懸架されたエアブリッジ配線をさらに備え、
   前記基板の前記主面からの前記金属配線の高さが、前記基板の前記主面からの前記変調素子部の高さと略等しく、
   前記基板の前記主面からの前記保護ポスト部の高さが、前記基板の前記主面からの前記エアブリッジ配線の高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の半導体光変調器。
3. 前記変調素子部の前記導波路構造が、前記基板の前記主面上に順に設けられたｎ型ＡｌＧａＡｓ層、ｉ型ＧａＡｓ層、及びｉ型ＡｌＧａＡｓ層を含むメサ状の導波部と、前記導波部上に順に設けられたｐ型ＡｌＧａＡｓ層及びｐ型ＧａＡｓ層を含むリッジ部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体光変調器。
4. 複数の半導体層が積層され導波路構造を有する変調素子部と、該変調素子部の近傍に形成され、前記複数の半導体層と同一の層構造を有する第１の部分、及び前記第１の部分上に形成された金属層構造を有する第２の部分を有する保護ポスト部と、前記変調素子部と前記保護ポスト部との間に形成され、前記第２の部分の前記金属層構造と同一の金属層構造を有する金属配線と、を備える半導体光変調器を製造する方法であって、
   前記複数の半導体層として少なくともｎ型ＡｌＧａＡｓ層、ｉ型ＧａＡｓ層、ｉ型ＡｌＧａＡｓ層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層、及びｐ型ＧａＡｓ層が積層されたウェハを用い、所定のパターンを有するレジストマスクを用いて前記複数の半導体層をエッチングすることにより、前記変調素子部と前記第１の部分とを形成する工程と、
   前記変調素子部と前記第１の部分との間、及び前記第１の部分上に開口を有するレジストマスクを用い、該開口内に金属材料を堆積させ、前記金属配線と前記第２の部分とを形成する工程と、
   前記ウェハの表面がウェハ支持基板と対向するように前記ウェハを前記ウェハ支持基板上に載置し、前記ウェハの裏面を研削する工程と、
   を備えることを特徴とする半導体光変調器の製造方法。
   

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