JP7306779B2 - 光半導体素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の一形態は、(1)面方位(100)かつ第1導電型の半導体基板の上に設けられ、前記第1導電型の第1クラッド層、活性層、および第2導電型の第2クラッド層を含み、<011>方向に設けられたメサと、前記半導体基板の上に設けられ、前記メサの両側を覆う半絶縁性の埋込層と、前記埋込層の上に設けられる絶縁膜と、前記メサ、前記埋込層および前記絶縁膜の上に設けられる電極と、を具備し、前記埋込層は前記メサに隣接する第1領域、および前記第1領域より前記メサから遠い側に位置する第2領域を有し、前記第2領域は前記第1領域よりも厚く、前記第1領域の上面は前記メサの上面以下の高さに位置し、前記メサから離れるにつれて低くなる光半導体素子である。第1領域が上に突出しないため、電極が薄くなりにくく、電極の断裂を抑制することができる。
(2)前記第2領域の上面の少なくとも一部は前記メサの上面よりも上に位置してもよい。埋込層が厚いため、寄生容量を低減することができる。
(3)前記埋込層は前記第1領域と前記第2領域との間に第3領域を有し、前記第3領域の上面は前記第1領域から前記第2領域に向かうにつれて高くなってもよい。埋込層の上面の凹凸が緩やかになるため、電極の断裂を抑制することができる。
(4)前記電極は前記メサから前記第1領域および前記第2領域にかけて延伸してもよい。第1領域の上面がメサよりも低いため、電極の断裂が抑制される。
(5)前記電極は、前記メサから前記第1領域および前記第2領域にかけて延伸するオーミック電極と、前記オーミック電極の上に設けられた配線層とを含んでもよい。第1領域の上面がメサよりも低くなるため、オーミック電極の断裂を抑制することができる。
(6)前記絶縁膜は前記メサが露出する開口部を有し、前記開口部の端部は、前記埋込層の前記第1領域に位置してもよい。開口部の端部における電極の断裂を抑制することができる。
(7)前記埋込層はインジウムリンでもよい。第1領域においてインジウムリンの(111)B面が成長しにくいため、メサより上への突出が抑制される。したがって電極の断裂を抑制することができる。
(8)面方位(100)かつ第1導電型の半導体基板の上に、前記第1導電型の第1クラッド層、活性層、および第2導電型の第2クラッド層を順に積層する工程と、前記第2クラッド層の上に第1のマスクを設ける工程と、前記第1のマスクを用いて前記第1クラッド層、前記活性層および前記第2クラッド層をエッチングすることで、<011>方向にメサを形成する工程と、前記メサの両側に半絶縁性の第1埋込層を形成する工程と、前記メサおよび前記第1埋込層の一部に前記第1マスクよりも幅の広い第2マスクを設ける工程と、前記第1埋込層の前記第2マスクから露出する部分の上に第2埋込層を形成する工程と、前記第1埋込層および前記第2埋込層の上に絶縁膜を形成する工程と、前記メサ、前記埋込層および前記絶縁膜の上に電極を形成する工程と、を有する光半導体素子の製造方法である。電極が薄くなりにくいため断裂を抑制することができる。
本発明の実施形態に係る光半導体素子およびその製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1は実施例1に係る光半導体素子100を例示する断面図である。図1に示すように、基板10の上に、クラッド層12、光ガイド層14、活性層16、光ガイド層18、クラッド層20およびコンタクト層22が順に積層され、これらの半導体層がメサ24を形成する。埋込層30はクラッド層12の上面であってメサ24の両側に設けられ、メサ24を埋め込む。
図2(a)から図4(c)は光半導体素子100の製造方法を例示する断面図である。図2(a)に示すように、例えば有機金属気相成長法(MOCVD法:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)により、基板10の(100)面上にクラッド層12、光ガイド層14、活性層16、光ガイド層18、クラッド層20およびコンタクト層22を順にエピタキシャル成長する。
図5(a)から図5(c)は比較例に係る光半導体素子の製造方法を例示する断面図である。図5(a)に示すように、マスク50を設け、マスク50と同じ幅のメサ24を形成する。図5(b)に示すように、メサ24の両側に埋込層36をエピタキシャル成長する。実施例1では埋込層31と埋込層32とで成長を二段階にする。一方、埋込層36の成長は一回の工程で行う。寄生容量を低減するために埋込層36を十分厚くする。埋込層36のうちメサ24から離間する部分の厚さT3はメサ24の高さH1以上であり、メサ24に隣接する部分の厚さはメサ24の高さH1より大きい。つまり埋込層36はメサ24の両側において、メサ24よりも上側に突出する。埋込層36はメサ24から外側にかけて上に向かう斜面を有する。
12、20 クラッド層
14、18 光ガイド層
22 コンタクト層
24 メサ
26 絶縁膜
26a 開口部
30、31、32、36 埋込層
33、34、35 領域
40 オーミック電極
42 配線層
43、44 電極
50、52 マスク
100 光半導体素子
Claims (7)
- 面方位(100)かつ第1導電型の半導体基板の上に設けられ、前記第1導電型の第1クラッド層、活性層、および第2導電型の第2クラッド層を含み、<011>方向に設けられたメサと、
前記半導体基板の上に設けられ、前記メサの両側を覆う半絶縁性の埋込層と、
前記埋込層の上に設けられる絶縁膜と、
前記メサ、前記埋込層および前記絶縁膜の上に設けられる電極と、を具備し、
前記埋込層は前記メサに隣接する第1領域、および前記第1領域より前記メサから遠い側に位置する第2領域を有し、
前記第1領域の上面は前記メサの上面の高さよりも低く、かつ前記メサから離れるにつれて低くなり、
前記絶縁膜は前記第1領域に接している光半導体素子。 - 前記第2領域の上面の少なくとも一部は前記メサの上面よりも上に位置する請求項1に記載の光半導体素子。
- 前記埋込層は前記第1領域と前記第2領域との間に第3領域を有し、
前記第3領域の上面は前記第1領域から前記第2領域に向かうにつれて高くなる請求項1または請求項2に記載の光半導体素子。 - 前記電極は前記メサから前記第1領域および前記第2領域にかけて延伸する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光半導体素子。
- 前記電極は、前記メサから前記第1領域および前記第2領域にかけて延伸するオーミック電極と、前記オーミック電極の上に設けられた配線層とを含む請求項4に記載の光半導体素子。
- 前記絶縁膜は前記メサが露出する開口部を有し、
前記開口部の端部は、前記埋込層の前記第1領域に位置する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光半導体素子。 - 前記埋込層はインジウムリンで形成される請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光半導体素子。
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