JPWO2014122709A1 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
DBR膜7DのDBR膜構造は蒸着SiO2膜と蒸着TiO2膜が1対または複数対繰り返し形成されるが、本来は高反射率を得るために最上層を蒸着SiO2膜としていたものを、高反射率を維持しつつ浸食防止のために最上層を膜厚が1〜13nmの高屈折率膜(例えば蒸着TiO2膜)の薄膜とすると共に、リフトオフプロセス手法にて蒸着成膜でDBR端部をテーパ形状(スロープ形状でここではテーパ角度が15度〜45度)とする。その上に第1層目の金属反射膜8Dが設けられる。
【選択図】図7
Description
beam epitaxy)技術を用いて形成してもよく、フォトリソグラフィおよびエッチング工程を用いて第1導電型半導体層103aの一部領域が露出するようにパターニングしてもよい。
2 透明な絶縁体基板
3、3C、3D 発光構造体
31 第1導電型半導体層31(N型クラッド層)
32 第2導電型半導体層32(P型クラッド層)
33 活性層
4 透明電極膜
5、5A p−電極パッド
6、6A n−電極パッド
7、7A〜7E DBR膜
8、8D、8E,8E’ 金属反射膜(例えば金属(Al)反射膜)
9 DBR膜の開口部
10 DBR膜用のフォトレジスト
10A、11 金属反射膜用のフォトレジスト
12 N型半導体基板
13 発光構造体
131 第1導電型半導体層131(N型クラッド層)
132 第2導電型半導体層132(P型クラッド層)
133 活性層
14 DBR膜または金属反射膜
15 上部P電極膜
16 下部N電極膜
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1におけるフェイスダウン光出射方式の半導体発光素子の要部構成例を示す縦断面図である。
(実施形態2)
図2は、本発明の実施形態2におけるフェイスアップ光出射方式の半導体発光素子の要部構成例を示す縦断面図である。
(実施形態3)
図3は、本発明の実施形態3における半導体レーザ素子を構成する半導体発光素子の要部構成例を示す縦断面図である。
(実施形態4)
本記実施形態4では、上記実施形態1のDBR膜7(反射膜)のように最上層に高屈折率膜(TiO2膜)を形成すると共に、DBR膜7上に金属反射膜を形成するDBR膜7と金属反射膜との2層反射膜構造により高反射特性を得る場合について説明する。
(実施形態5)
上記実施形態4では、DBR膜7C(反射膜)の最上層に高屈折率膜(TiO2膜)を形成すると共に、DBR膜7上に金属反射膜8を形成するDBR膜7と金属反射膜8との2層反射膜構造により高反射特性を得る場合について説明したが、本実施形態5では、DBR膜のDBR膜構造は蒸着SiO2膜と蒸着TiO2膜が1対または複数対繰り返し形成されるが、本来は高反射率を得るために最上層を蒸着SiO2膜としていたものを、高反射率を維持しつつ浸食防止のために最上層の高屈折率膜(蒸着TiO2膜)の膜厚を1〜13nmの薄膜に限定する場合について説明する。
と低屈折率膜(蒸着SiO2膜)の対が一または複数繰り返し成膜された最も上の低屈折率膜(蒸着SiO2膜)上に最終膜として更に高屈折率膜(蒸着TiO2膜)が浸食防止用に連続蒸着成膜されている。
(実施形態6)
上記実施形態5では、DBR膜7Dの最上層を膜厚が1〜13nmの高屈折率膜(蒸着TiO2膜)の薄膜とする場合について説明し、蒸着TiO2膜の膜厚が最も薄い5nm程度がよく、次に厚い次周期の88nm程度がよいことを説明したが、本実施形態6では、DBR膜7Eと下層Ni膜を持つ金属反射膜8Eとの2層反射膜構造および、DBR膜7Eと下層Ni膜を持たない金属反射膜8E’との2層反射膜構造について説明する。
(1)波長600nmでの反射率波形の落ち込みがなくなった。これは下層Ni膜厚が3nmで反射率27パーセントから89パーセントに向上した。
(2)TiO2膜の膜厚が88nmよりも高反射率の帯域幅が広がり、波長415〜592nm(下層Ni膜厚が3nmの場合)の帯域で90パーセント以上の反射率を確保することができた。
(1)略測定波長領域全体で反射率が向上し、波長450nmでの反射率は91.9パーセントから95.5パーセントに向上し、反射率は3.6パーセント向上した(DBR6層目のTiO2膜の膜厚が5nmの場合)。
(2)反射率が90パーセント以上の波長帯域幅は、最下層Ni膜の膜厚値が3nmの場合よりも最下層Ni膜の膜厚値が0nmの場合の方が拡張されている。例えばDBR6層目のTiO2膜の膜厚が5nmの場合で、波長帯域415〜592nmが波長帯域394〜637nmへと拡張されている。
Claims (5)
- 反射膜となるDBR膜構成において、低屈折率膜上に高屈折率膜と該低屈折率膜の対が1対または複数対繰り返し成膜された該低屈折率膜上に最終膜として該高屈折率膜が浸食防止用に連続成膜されている半導体装置。
- 前記低屈折率膜はSiO2膜であり、前記高屈折率膜はTiO2膜であって、前記最終膜のTiO2膜の膜厚を1〜13nmとした請求項1に記載の半導体装置。
- 前記DBR膜構成のパターンエッジ部の形状が、角度15〜45度の断面テーパ角度を有する先端側ほど膜厚が薄いスロープ形状になっている請求項1に記載の半導体装置。
- 前記DBR膜構成上およびその下地層上に金属膜を備える請求項1から3のいずれかに記載の半導体装置。
- 請求項3に記載の半導体装置を製造する方法であって、レジストパターンを断面庇状に形成した後に、前記DBR膜構成のスロープ形状をDBR蒸着処理により該レジストパターンの庇周囲に形成し、該レジストパターンを除去するリフトオフプロセスを有する半導体装置の製造方法。
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