JP6371609B2

JP6371609B2 - 半導体発光素子

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Publication number: JP6371609B2
Application number: JP2014138286A
Authority: JP
Inventors: 威中舘; 俊彦深町; 優向久保
Original assignee: 日本オクラロ株式会社
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2034-07-04
Also published as: JP2016018796A

Description

本発明は、半導体発光素子に関し、特にリッジ構造を有する半導体発光素子の寄生容量の低減に関する。

近年の光通信システムの大容量化に伴い、高速動作で動作する半導体発光素子が求められている。そして、高速動作を実現するには素子の寄生容量の低減が重要となる。例えば、１０Ｇｂ／ｓで動作可能な直接変調型半導体レーザ素子の寄生容量は１．５ｐＦ程度である。このとき寄生容量に起因するｆ３ｄＢ帯域は１３ＧＨｚ程度と見積もられ、より高速変調動作を行うには寄生容量の低減が課題となっていた。これを解決するために、これまで、半導体層と電極の間に、半導体層よりも低誘電率を有するポリイミドやＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などの樹脂層を挿入する事で素子の寄生容量を低減する方法が特許文献１に開示されている。

特開２００６−３５１８１８号公報

特許文献１に開示される半導体発光素子のように、半導体層と電極の間に、半導体層よりも低誘電率の樹脂層を挿入する構造では、寄生容量を低減するには樹脂層を出来るだけ厚くする必要がある。しかし、樹脂層を厚くしていくと、半導体レーザの活性層への通電部と、外部から電流を供給するための電極パッドとの段差が大きくなりすぎ、度々電極の形成不良などによる段切れが発生した。そのため、樹脂層を厚くする方法では、低寄生容量化に限界がある。

本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、寄生容量が抑制される半導体発光素子を提供することである。

（１）上記課題を解決するために、本発明に係る半導体発光素子は、活性層を含む半導体層の上部にリッジ構造を有し、前記リッジ構造の上面に接して形成される電極を備える、半導体発光素子であって、前記電極は、前記リッジ構造の側方に延びるパッド部を有し、前記リッジ構造の前記側方であって、前記パッド部の下方となる領域の少なくとも一部に樹脂層が形成され、前記パッド部の下方に、前記樹脂層が形成されない空洞部が形成されている、ことを特徴とする。

（２）上記（１）に記載の半導体発光素子であって、前記空洞部は、前記樹脂層を上面から下方に沿って除去して形成される、複数の柱状の空洞層であってもよい。

（３）上記（１）に記載の半導体発光素子であって、前記空洞部は、前記樹脂層を上面から下面まで下方に沿って除去して形成される、複数の柱状の空洞層であってもよい。

（４）上記（２）又は（３）に記載の半導体発光素子であって、前記パッド部と前記樹脂層との間に形成される、シート状の誘電体層、をさらに備えてもよい。

（５）上記（２）又は（３）に記載の半導体発光素子であって、前記パッド部と前記樹脂層との間に形成される、複数の誘電体粒、をさらに備え、各前記誘電体粒は、前記複数の柱状の空洞層いずれかの上面を覆っていてもよい。

（６）上記（２）又は（３）に記載の半導体発光素子であって、前記パッド部と前記樹脂層との間に形成される、複数の誘電体粒、をさらに備え、各前記誘電体粒は、前記複数の柱状の空洞層いずれかの上面の少なくとも一部を覆っていてもよい。

（７）上記（２）又は（３）に記載の半導体発光素子であって、前記複数の柱状の空洞層の少なくとも一部の空洞層の内部に、該空洞層を覆って形成される、空洞保持キャップ、をさらに備えてもよい。

（８）上記（１）に記載の半導体発光素子であって、前記空洞部は、前記樹脂層内部に形成される複数の泡状空洞であってもよい。

本発明により、寄生容量が抑制される半導体発光素子が提供される。

本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の構造を示す鳥瞰透視図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の上面図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の構造を示す上面概念図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造過程を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造過程を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造過程を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造過程を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造過程を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の上面図である。本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の上面図である。本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の上面図である。本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の上面図である。本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の一例の構造を示す上面概念図である。本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の一例の構造を示す上面概念図である。

以下に、図面に基づき、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、以下に示す図は、あくまで、実施形態の実施例を説明するものであって、図の大きさと本実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子１の構造を示す鳥瞰透視図である。図２Ａは、当該実施形態に係る半導体発光素子１の上面図であり、図２Ｂ及び図２Ｃは、当該実施形態に係る半導体発光素子１の断面図である。図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線が貫く断面を、図２Ｃは、図２ＡのＩＩＣ−ＩＩＣ線が貫く断面を、それぞれ示している。図２Ｄは、当該実施形態に係る半導体発光素子１の構造を示す上面概念図である。当該実施形態に係る半導体発光素子１は、２５Ｇｂ／ｓ以上の高速動作で動作する直接変調型半導体レーザ素子である。当該実施形態に係る半導体発光素子１は、ｎ型半導体基板上に、活性層を含む半導体層１０が形成され、半導体層１０の上部にリッジ構造を有している。すなわち、半導体層１０の上部に、発光光を導波するためのメサストライプ１０Ａ（リッジ構造）が形成されている。図２Ｃに示すように、半導体層１０のメサストライプ１０Ａの両側には、メサストライプ１０Ａに離間して、バンク部が形成されている。そして、メサストライプ１０Ａと両側のバンク部の間を埋め込むように、樹脂層１１が形成されている。ここで、樹脂層１１に用いられる材料として、例えば、高耐熱ポリイミドやＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）があるが、これらに限定されることはなく、同様な効果が得られればこれに限られるものではない。

半導体発光素子１は、メサストライプ１０Ａ（リッジ構造）の上面へ外部より電流を供給するために、メサストライプ１０Ａの上面に接して形成されるｐ型電極１２を備えている。ｐ型電極１２は、メサストライプ１０Ａの上面に接しメサストライプ１０Ａの幅よりも広い所定の幅で導波路方向に延伸するストライプ電極部と、外部から電流を注入する配線を接続（ワイヤボンディング）するためのパッド部１２Ａと、ストライプ電極部とパッド部１２Ａを接続する接続部と、を含んでいる。すなわち、ｐ型電極１２は、メサストライプ１０Ａの側方に延びるパッド部１２Ａを有している。

本願発明に係る半導体発光素子１の主な特徴は、ｐ型電極１２のパッド部１２Ａの下方の構成にある。メサストライプ１０Ａの側方であって、パッド部１２Ａの下方となる領域には、バンク部が形成されておらず、かかる領域の少なくとも一部に樹脂層１１が形成され、パッド部１２Ａの下方に、樹脂層１１が形成されない空洞部（空洞層１３）が形成されている。本願発明により、樹脂層１１を厚くすることを抑制しつつ、低容量化を実現することが出来る。

当該実施形態に係る半導体層１０は、ｎ型半導体基板側から、順に、ｎ型光閉じ込め層、多重量子井戸構造を有する活性層（ｉ層）、ｐ型光閉じ込め層、ｐ型クラッド層を含む半導体多層である。当該実施形態に係る半導体発光素子１の活性層は、光導波路となる領域の両側に広がっている。メサストライプ１０Ａは、半導体層１０のｐ型クラッド層のうち、活性層の上方となる領域の両側が除去されたローメサ構造であり、メサストライプ１０Ａの下端はｐ型クラッド層にあり、活性層には達していない。

図２Ａに示す通り、ｐ型電極１２のストライプ電極部は、素子の後方端面から前方端面に延伸しており、全長は例えば２００μｍである。ｐ型電極１２のパッド部１２Ａは、円形状をしており、直径は１００μｍから１５０μｍ程度である。なお、ここでパッド部１２Ａの形状は円形状としているが、これに限定されることがないのは言うまでもない。図２Ｂ及び図２Ｄに示す通り、パッド部１２Ａが形成される領域を含んで正方形状の領域には、バンク部は形成されていない。かかる領域には、樹脂層１１が、幅１μｍ程度で光導波路方向に延伸する、断面がストライプ形状の柱状（直方体）の樹脂層１１が複数並んで形成されている。隣り合う樹脂層１１の間には、樹脂層１１が形成されない空洞部（空洞層１３）が形成されている。ここで、空洞部は、樹脂層１１を上面から下面まで下方に沿って除去して形成される、複数の柱状の空洞層１３である。容量低減の観点からは、空洞層１３は、樹脂層１１を下面まで除去して形成されるのが望ましいが、樹脂層１１を積層方向に沿って途中まで除去して形成されてもよい。隣り合うストライプ形状の樹脂層１１の間にある空洞層１３は、幅１μｍ程度で光導波路方向に延伸する断面がストライプ形状の柱状の空洞層である。図２Ｂに示す通り、パッド部１２Ａの下方にはバンク部は設けられておらず、ストライプ形状の樹脂層１１が、メサストライプ１０Ａの下端となる高さからパッド部１２Ａの下面に至るまで、柱状に形成されており、同様に、ストライプ形状の空洞層１３が、メサストライプ１０Ａの下端となる高さからパッド部１２Ａの下面に至るまで、柱状に形成されている。なお、図２Ｄは、半導体発光素子１からｐ型電極１２を除いた上面概念図であり、ｐ型電極１２を破線で示している。

ここで、図２Ｄに示す通り、パッド部１２Ａの下方に位置する樹脂層１１は、上方から見て、メサストライプ１０Ａの延伸方向と並行となるように、順に並ぶ複数のストライプ形状をしている。よって、空洞層１３は、複数のストライプ形状の樹脂層１１の間それぞれに形成される。パッド部１２Ａの下方は、樹脂層１１と空洞層１３が交互に並んでいることにより、パッド部１２Ａ（の上面）が略水平となるように、ｐ型電極１２を形成することが出来る。パッド部１２Ａの下方に空洞部（空洞層）が形成されず樹脂層のみで形成される構造の半導体発光素子と比較して、当該実施形態に係る半導体発光素子１は、寄生容量を約２０％低減出来ている。

以下、当該実施形態に係る半導体発光素子１の製造方法について説明する。図３Ａ乃至図３Ｅは、当該実施形態に係る半導体発光素子１の製造過程を示す断面図である。これら図は、図２Ａに示すＩＩＢ−ＩＩＢ線を貫く断面を示している。

ｎ型半導体基板に、ｎ型光閉じ込め層、活性層、ｐ型光閉じ込め層、及びｐ型クラッド層を順に積層する。そして、ｐ型クラッド層の上面から途中まで、メサストライプ１０Ａ（リッジ構造）となる領域と、バンク部となる領域との、間の領域を除去して、半導体層１０を（半導体多層）形成する（半導体多層形成工程）。ここで、除去される領域は、メサストライプ１０Ａとなる領域の両側それぞれの所定の領域（ストライプ形状）と、パッド部１２Ａが形成される領域を含む正方形状の領域と、を含んでいる。さらに、半導体層１０の表面に、所定の形状の絶縁膜（図示せず）を形成する。ここで、所定の形状とは、メサストライプ１０Ａの上面の少なくとも一部には絶縁膜は形成されず、所定の形状は、メサストライプ１０Ａの上面の少なくとも一部を含んでいない。メサストライプ１０Ａの上面すべてを含んでいなくてもよい。

当該除去される領域を満たすように、樹脂層１１を形成する（樹脂層積層工程：図３Ａ）。ここで、メサストライプ１０Ａの上面を露出させる。また、樹脂層１１が、バンク部のメサストライプ１０Ａ側の端部上面に及んでいるのが望ましい。

周知のホトリソグラフィ技術を用いて、所望のパターンのホトレジスト２１を形成する（ホトレジスト形成工程：図３Ｂ）。ここで、ホトレジスト２１の所望のパターンでは、パッド部１２Ａとなる領域を含む正方形状の領域のうち、空洞層１３となる領域にはホトレジスト２１が形成されていない。

所望のパターンのホトレジスト２１をマスクとして、ホトレジスト２１が形成されていない領域にある樹脂層１１を、ドライエッチング技術を用いて取り除き、空洞層１３を形成する（空洞層形成工程：図３Ｃ）。そして、空洞層１３を形成後、ホトレジスト２１を、有機溶液を用いてきれいに除去する（ホトレジスト除去工程：図３Ｄ）。

空洞層１３を覆うように、図２Ａに示す形状に、ｐ型電極１２を形成する（電極形成工程：図３Ｅ）。ｎ型半導体基板の裏面にｎ型電極を形成し、劈開工程を経て、当該実施形態に係る半導体発光素子１が作製される。なお、当該実施形態に係る半導体発光素子の製造工程では、メサストライプ１０Ａを形成する工程（半導体多層形成工程）において、パッド部１２Ａの下方に、樹脂層１１及び空洞層１３を形成する領域を確保することが出来ており、製造工程の数の増大が抑制されている。

［第２の実施形態］
図４Ａは、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子１の上面図であり、図４Ｂ及び図４Ｃは、当該実施形態に係る半導体発光素子１の断面図である。図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線が貫く断面を、図４Ｃは、図４ＡのＩＶＣ−ＩＶＣ線が貫く断面を、それぞれ示している。当該実施形態に係る半導体発光素子１は、パッド部１２Ａと、パッド部１２Ａの下方に形成される樹脂層１１との間に、シート状の誘電体層１４が形成されることが、第１の実施形態に係る半導体発光素子１と異なっているが、それ以外については、第１の実施形態に係る半導体発光素子１と同じである。

図４Ｂに示す通り、誘電体層１４は、樹脂層１１の上面に接し、複数の空洞層１３の上面を覆って形成され、ｐ型電極１２のパッド部１２Ａは、誘電体層１４の上面に接して形成される。図４Ａに示す通り、上方からみて、誘電体層１４が形成される領域は、パッド部１２Ａが形成される領域（円形状）を含んでおり、パッド部１２Ａの円形状より少し径が大きい円形状である。誘電体層１４は、粘性の高い誘電体で形成されることが望ましく、誘電体層１４に用いられる材料として、樹脂層１１と同様に、例えば、高耐熱ポリイミドやＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）があるが、これらに限定されることはなく、同様な効果が得られればこれに限られるものではない。

当該実施形態に係る半導体発光素子１の製造方法は、空洞層形成工程と電極形成工程の間に、シート状の誘電体層１４を形成する工程（誘電体層形成工程）を施すこと以外は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１の製造方法と同じである。

第１の実施形態に係る半導体発光素子１の場合、ｐ型電極１２（パッド部１２Ａ）を形成する工程（電極形成工程）において、ｐ型電極１２の一部が空洞層１３の内部（樹脂層１１の側面）に及ぶことがあり得る。当該実施形態に係る半導体発光素子１は、誘電体層１４を備えることにより、ｐ型電極１２の一部が空洞層１３の内部に及ぶことが抑制される。よって、当該実施形態に係る半導体発光素子１は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１と同様の効果を奏することに加えて、ｐ型電極１２が安定的に形成されることにより、素子特性を向上させることが出来ている。

ｐ型電極１２のパッド部１２Ａに配線を接続する（ワイヤボンディング）の際に、空洞層１３が位置しているにもかかわらず、パッド部１２Ａの下方に位置する樹脂層１１に加わる力を分散させることが出来る。それゆえ、ワイヤボンディング後も、ｐ型電極１２のパッド部１２Ａを、半導体基板の面方向に対してより平行となるよう維持することが出来るという顕著な効果をさらに奏する。

［第３の実施形態］
図５Ａは、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子１の上面図であり、図５Ｂ及び図５Ｃは、当該実施形態に係る半導体発光素子１の断面図である。図５Ｂは、図５ＡのＶＢ−ＶＢ線が貫く断面を、図５Ｃは、図５ＡのＶＣ−ＶＣ線が貫く断面を、それぞれ示している。当該実施形態に係る半導体発光素子１は、パッド部１２Ａと、パッド部１２Ａの下方に形成される樹脂層１１との間に、複数の誘電体粒１５が形成されることが、第１の実施形態に係る半導体発光素子１と異なっているが、それ以外については、第１の実施形態に係る半導体発光素子１と同じである。誘電体粒１５は球形状を有しており、誘電体粒１５のサイズ（直径）は、空洞層１３のストライプ形状の幅より大きい。誘電体粒１５に用いられる材料として、高耐熱性プラスチックやＳｉＯ_２があるが、同様な効果が得られればこれに限られるものではない。

図５Ｂに示す通り、誘電体粒１５それぞれは、複数の空洞層１３いずれかの上面を覆って形成され、ｐ型電極１２のパッド部１２Ａは、樹脂層１１の上面及び複数の誘電体粒１５を覆って形成される。図５Ａに示す通り、上方からみて、複数の誘電体粒１５が、ストライプ形状の空洞層１３それぞれの上面に、密に並んで配置されている。当該実施形態に係る半導体発光素子１は、第２の実施形態に係る半導体発光素子１と同様に、低容量化の実現に加えて、複数の誘電体粒１５を備えることにより、ｐ型電極１２の一部が空洞層１３の内部に及ぶことが抑制され、素子特性を向上させることが出来ている。さらに、ワイヤボンディング後も、ｐ型電極１２のパッド部１２Ａの上面を、半導体基板の面方向に対してより平行となるよう維持することが出来るという顕著な効果をさらに奏する。

当該実施形態に係る半導体発光素子１の製造方法は、空洞層形成工程と電極形成工程の間に、複数の誘電体粒１５を設置する工程（誘電体粒設置工程）を施すこと以外は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１の製造方法と同じである。

［第４の実施形態］
図６Ａは、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子１の上面図であり、図６Ｂ及び図６Ｃは、当該実施形態に係る半導体発光素子１の断面図である。図６Ｂは、図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線が貫く断面を、図６Ｃは、図６ＡのＶＩＣ−ＶＩＣ線が貫く断面を、それぞれ示している。当該実施形態に係る半導体発光素子１は、複数の空洞層１３の少なくとも一部の空洞層１３の内部に、該空洞層１３を覆って形成される、空洞保持キャップ１６を備えることが、第１の実施形態に係る半導体発光素子１と異なっているが、それ以外については、第１の実施形態に係る半導体発光素子１と同じである。当該実施形態では、複数のストリップ形状の空洞層１３それぞれに空洞保持キャップ１６が配置されており、半導体発光素子１は複数の空洞保持キャップ１６を備えている。ここで、空洞保持キャップ１６は、隣り合うストリップ形状の樹脂層１１にそれぞれ沿う２枚の側面と、該２枚の側面の上縁それぞれを結ぶ上面と、を含んでいる。かかる３枚の面による柱状であってもよいし、該上面を４枚の側面で囲う箱型形状であってもよい。図６Ｂに示す通り、断面は、Ｕ字形状（コの字形状）をしており、Ｕ字形状の底部が上方（パッド部１２Ａ側）に配置される。空洞部の領域を確保する観点からは、２枚の側面の下縁は樹脂層１１の下端に達していて、上面は樹脂層１１の上端と同じ高さであるのが望ましい。空洞保持キャップ１６に用いられる材料として、高耐熱性プラスチックやＳｉＯ_２がある。空洞保持キャップ１６は、例えば、ナノインプリントのような微細構造形成技術を用いて形成されるが、同様な効果が得られればこれらに限られるものではない。

空洞保持キャップ１６は、空洞層１３の内部に配置されることにより、空洞保持キャップ１６の上方に形成される物質が工程の途中で空洞保持キャップ１６の内部へ侵入するのを抑制する。よって、第２及び第３の実施形態と同様に、ｐ型電極１２の一部が空洞層１３の内部（空洞保持キャップ１６の内側）に及ぶことが抑制され、素子特性を向上させることが出来ている。さらに、ワイヤボンディング後も、ｐ型電極１２のパッド部１２Ａの上面を、半導体基板の面方向に対してより平行となるよう維持することが出来るという顕著な効果をさらに奏する。

当該実施形態に係る半導体発光素子１の製造方法について説明する。半導体多層形成工程の後、空洞保持キャップ１６を所定の位置に設置する（空洞保持キャップ設置工程）。隣り合う空洞保持キャップ１６の間の領域それぞれに、樹脂層１１を埋め込むように形成する（空洞層及び樹脂層形成工程）。この工程後は、電極形成工程が続き、第１の実施形態に係る製造工程と同様である。

［第５の実施形態］
図７Ａは、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子１の上面図であり、図７Ｂ及び図７Ｃは、当該実施形態に係る半導体発光素子１の断面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線が貫く断面を、図７Ｃは、図７ＡのＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線が貫く断面を、それぞれ示している。当該実施形態に係る半導体発光素子１は、樹脂層の構造が第１の実施形態に係る半導体発光素子１と異なっているが、それ以外については、第１の実施形態に係る半導体発光素子１と同じである。当該実施形態に係る半導体発光素子１は、内部に複数の泡状空洞１８を含む樹脂層１７を備えている。すなわち、空洞部は、樹脂層１７内部に形成される複数の泡状空洞１８である、当該実施形態に係る半導体発光素子１は、樹脂層１７を備えることにより、パッド部１２Ａの下方に空洞部（空洞層）が形成されず樹脂層のみで形成される構造の半導体発光素子と比較して、当該実施形態に係る半導体発光素子１は、寄生容量を約１０％低減出来ている。第２乃至第４の実施形態と同様に、ｐ型電極１２を安定的に形成することが出来、ワイヤボンディング後も、ｐ型電極１２のパッド部１２Ａの上面を、半導体基板の面方向に対してより平行となるよう維持することが出来るという顕著な効果をさらに奏する。

当該実施形態に係る半導体発光素子１の製造方法について説明する。半導体多層形成工程の後、第１の実施形態に係る樹脂層積層工程と同様に、除去される領域を満たすように樹脂層１７を形成する工程（泡状空洞混入樹脂層形成工程）を施す。この際に、樹脂内に発泡剤を注入し、径が１００ｎｍ以上の泡を生成させるにより、樹脂層１７を形成する。発泡剤として、例えば、炭酸水素ナトリウムや炭酸アンモニウムがあるが、同様な効果が得られればこれらに限るものではない。泡状空洞混入樹脂層形成工程後は、電極形成工程が続き、第１の実施形態に係る製造工程と同様である。

［第６の実施形態］
以上、本発明の実施形態に係る半導体発光素子１について説明した。本発明に係る半導体発光素子１は、上記実施形態に限定されることはない。第１乃至第４の実施形態では、空洞層１３が半導体基板の積層方向（垂直方向）に沿って柱状となっているが、積層方向と所定の角度で交差する方向に沿って柱状となっていてもよい。また、第１乃至第４の実施形態では、上方からみて、空洞層１３はストライプ形状をしているが、これに限定されることはない。

図８及び図９は、本発明の第６の実施形態の一例の構造を示す概念上面図である。図８及び図９は、図２Ｄと同様に、半導体発光素子１からｐ型電極１２を除いた上面概念図であり、ｐ型電極１２を破線で示している。図８に示す半導体発光素子１では、上方からみて、パッド部１２Ａが形成される領域を含んで正方形状の領域には、断面が正方形状の空洞層１３が、格子状に縦横にそれぞれ並んで配置されている。すなわち、各空洞層１３は、断面が正方形の柱状である。また、図９に示す半導体発光素子１では、上方からみて、パッド部１２Ａが形成される領域を含んで正方形状の領域には、断面が円形状の樹脂層１１が格子状に縦横にそれぞれ並んで配置されている。すなわち、空洞層１３は、かかる複数の樹脂層１１が形成されていない領域に形成されている。これらの例のように、パッド部１２Ａの下方に形成される空洞部は、本発明の効果が得られる範囲で、自由に形成することができる。それゆえ、本発明は、パッド部１２Ａの下方に空洞部が形成される半導体発光素子に広く適用することができる。

１半導体発光素子、１０半導体層、１０Ａメサストライプ、１１，１７樹脂層、１２ｐ型電極、１２Ａパッド部、１３空洞層、１４誘電体層、１５誘電体粒、１６空洞保持キャップ、１８泡状空洞、２１ホトレジスト。

Claims

活性層を含む半導体層の上部にリッジ構造を有し、前記リッジ構造の上面に接して形成される電極を備える、半導体発光素子であって、
前記電極は、前記リッジ構造の上面に接し前記リッジ構造の幅よりも広い所定の幅で導波路方向に延伸するストライプ電極部と、前記リッジ構造の側方に延びる配線を接続するためのパッド部と、前記ストライプ電極部と前記パッド部を接続し前記パッド部より導波路方向で幅の狭い接続部と、を有し、
前記リッジ構造の前記側方であって、前記パッド部の下方となる領域の少なくとも一部に樹脂層が形成され、
前記パッド部の下方に、前記樹脂層が形成されない柱状の空洞部が形成されており、
前記パッド部と前記樹脂層との間に、シート状の誘電体層が形成される、
ことを特徴とする、半導体発光素子。
活性層を含む半導体層の上部にリッジ構造を有し、前記リッジ構造の上面に接して形成
される電極を備える、半導体発光素子であって、
前記電極は、前記リッジ構造の上面に接し前記リッジ構造の幅よりも広い所定の幅で導波路方向に延伸するストライプ電極部と、前記リッジ構造の側方に延びる配線を接続するためのパッド部と、前記ストライプ電極部と前記パッド部を接続し前記パッド部より導波路方向で幅の狭い接続部と、を有し、
前記リッジ構造の前記側方であって、前記パッド部の下方となる領域の少なくとも一部
に樹脂層が形成され、
前記パッド部の下方に、前記樹脂層が形成されない柱状の空洞部が形成されており、
前記パッド部と前記樹脂層との間に形成される、複数の誘電体粒、をさらに備え、
各前記誘電体粒は、前記複数の柱状の空洞層いずれかの上面を覆う、
ことを特徴とする、半導体発光素子。