TW201533804A - 半導體裝置之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供半導體裝置之製造方法，無惡劣影響 地抑制活性層的露出和上部半導體層的蝕刻量的同時，可以除去化合物半導體層的凸部。 包括雷射部形成步驟，在基板的一部分形成 雷射部，雷射部包括活性層、在上述活性層上形成的上部半導體層、以及在上述上部半導體層上形成的遮光罩；半導體層形成步驟，以含有In(銦)的材料，連接上述雷射部的側面，並在連接上述雷射部的部分形成具有凸部的化合物半導體層；以及溼蝕刻步驟，以包含氫溴酸和醋酸的蝕刻劑，除去上述凸部，平坦化上述化合物半導體層。於是，以上述溼蝕刻步驟，在上述遮光罩下的上述上部半導體層上形成(111)A面。

Description

半導體裝置之製造方法
本發明係關於使用於例如光通訊等的半導體裝置之製造方法。
專利文件1揭示在脊狀條紋(Ridge Stripe)的左右磊晶生長化合物半導體層(InP(磷化銦)埋入層)時，在化合物半導體層上形成凸部。專利文件1中揭示的技術係使用鹽酸、醋酸和過氧化氫溶液構成的蝕刻劑溼蝕刻。
[先行技術文件]
[專利文件1]日本專利第20002-246684號公開公報
由於化合物半導體層的凸部使半導體裝置的特性惡化，期望除去。此凸部可以以溼蝕刻除去。不過，連接化合物半導體層，且在活性層上形成的上部半導體層，以上述溼蝕刻蝕刻，具有露出活性層的問題。露出活性層時，活性層表面氧化而半導體裝置的光封入性等惡化。因此，除去凸部之際應避免活性層露出。又，上部半導體的蝕刻量增加時，因為損害 光封入效果，應抑制上部半導體層的蝕刻量。
專利文件1揭示的技術中，溼蝕刻上述凸部之際，以鍍層(上部半導體層)上的接觸層及速度調整層，防止鍍層的蝕刻。於是，為了確實防止鍍層的蝕刻，必須增厚接觸層及速度調整層的層厚，有增加製造成本的問題。又，接觸層中摻雜的摻雜物，由於化合物半導體層形成時的高溫而擴散，有半導體裝置的特性下降的問題。
又，專利文件1中，為了抑制鍍層的蝕刻，增高構成化合物半導體層的凸部的成長停止面(111)，比速度調整層的上面高。因此，有限定化合物半導體層層厚的問題。
由於本發明係用以解決上述的課題而形成，目的在於提供半導體裝置之製造方法，無惡劣影響地抑制活性層的露出和上部半導體層的蝕刻量的同時，可以除去化合物半導體層的凸部。
根據本發明的半導體裝置之製造方法，包括雷射部形成步驟，在基板的一部分形成雷射部，雷射部包括活性層、在上述活性層上形成的上部半導體層、以及在上述上部半導體層上形成的遮光罩；半導體層形成步驟，以含有In(銦)的材料，連接上述雷射部的側面，並在連接上述雷射部的部分形成具有凸部的化合物半導體層；以及溼蝕刻步驟，以包含氫溴酸和醋酸的蝕刻劑，除去上述凸部，平坦化上述化合物半導體層。於是，以上述溼蝕刻步驟，在上述遮光罩下的上述上部半導體層上形成(111)A面。
根據本發明，溼蝕刻步驟中，因為在上述上部半導體層上形成(111)A面，使上部半導體層的側面蝕刻停止，抑制活性層的露出和上部半導體層的蝕刻量的同時，可以除去化合物半導體層的凸部。
10‧‧‧基板
12‧‧‧活性層
14‧‧‧上部半導體層
14A‧‧‧光封入層
14B‧‧‧阻障層(Barrier Layer)
14C‧‧‧引導層(Guide Layer)
14D‧‧‧鍍層
14a、14b、14c‧‧‧(111)A面
16‧‧‧遮光罩
18‧‧‧雷射部
20A、20B、20C‧‧‧化合物半導體層
20a、20b‧‧‧凸部
22‧‧‧接觸層
24‧‧‧光阻
60‧‧‧化合物半導體層
62‧‧‧鍍層
64‧‧‧活性層
66‧‧‧鍍層
66a‧‧‧凸部
66b‧‧‧(111)A面
100‧‧‧光調變器
102‧‧‧遮光罩
104‧‧‧化合物半導體層
106‧‧‧鍍層
108‧‧‧活性層
110‧‧‧鍍層
110a、110b‧‧‧凸部
150‧‧‧脊狀條紋
152‧‧‧化合物半導體層
200‧‧‧下部半導體層
[第1圖]係顯示根據第一實施例的雷射部之剖面圖；[第2圖]係顯示化合物半導體層之剖面圖；[第3圖]係溼蝕刻中途的化合物半導體層等之剖面圖；[第4圖]係溼蝕刻結束時的半導體裝置之剖面圖；[第5圖]係顯示形成接觸層之剖面圖；[第6圖]係顯示形成光阻之剖面圖；[第7圖]係顯示圖案化的光阻之剖面圖；[第8圖]係顯示溼蝕刻後的半導體裝置之剖面圖；[第9圖]係顯示遮光罩的種類與上部半導體層的側面蝕刻量之間的關係圖；[第10圖]係顯示根據第二實施例的雷射部之剖面圖；[第11圖]係顯示化合物半導體層之剖面圖；[第12圖]係顯示溼蝕刻步驟的初期階段的化合物半導體層等之剖面圖；[第13圖]係溼蝕刻步驟結束後的半導體裝置之剖面圖；[第14圖]係顯示根據第三實施例的雷射部之剖面圖；[第15圖]係顯示化合物半導體層之剖面圖； [第16圖]係顯示溼蝕刻步驟的初期階段的化合物半導體層等之剖面圖；[第17圖]係溼蝕刻步驟結束後的半導體裝置之剖面圖；[第18圖]係顯示根據第四實施例的半導體裝置之平面圖；[第19圖]係顯示雷射部之剖面圖；[第20圖]係顯示化合物半導體層之剖面圖；[第21圖]係顯示溼蝕刻步驟的初期階段的化合物半導體層之剖面圖；[第22圖]係溼蝕刻步驟結束後的半導體裝置之剖面圖；[第23圖]係顯示脊狀條紋(Ridge Stripe)的形狀的變形例之平面圖；以及[第24圖]係顯示雷射部的變形例之剖面圖。
關於本發明實施例的半導體裝置之製造方法，參照圖面說明。相同或對應的構成要素，附上相同的符號，有時省略重複的說明。
[第一實施例]
根據本發明第一實施例的半導體裝置之製造方法，形成半導體裝置，包括化合物半導體層，在具有脊狀條紋形狀的雷射部的左右作用為電流阻擋層。首先形成雷射部。第1圖係顯示雷射部18之剖面圖。基板10以InP(磷化銦)形成。基板10的一部分，形成活性層12。活性層12成為InGaAsP(磷砷化鎵銦)量子井層與InGaAsP(磷砷化鎵銦)阻障層交互重複 疊層的多重量子井構造。活性層12上形成以InP(磷化銦)為材料的上部半導體層14。
上部半導體層14上形成遮光罩16。遮光罩16以InGaAs(砷化銦鎵)形成。活性層12、上部半導體層14以及遮光罩16構成雷射部18。形成第1圖所示的雷射部18之步驟稱作電射部形成步驟。電射部形成步驟，首先，在基板10全面，形成活性層、上部半導體層及遮光罩。其次，圖案化遮光罩後，乾蝕刻或溼蝕刻上部半導體層與活性層中遮光罩16沒有覆蓋的部分。此時，蝕刻基板的一部分。於是，形成第1圖所示的雷射部18。又，也可以用別的方法形成雷射部18。
其次，形成化合物半導體層。第2圖係顯示化合物半導體層20A、20B之剖面圖。化合物半導體層20A、20B，在基板10的(100)面上，連接雷射部18的側面而形成。化合物半導體層20A、20B，以InP(磷化銦)形成。以化合物半導體層20A、20B埋入活性層12和上部半導體層14。
化合物半導體層20A、20B，例如交互疊層p-InP層與n-InP層，成為pnpn或npnp的閘流體構造。不過，化合物半導體層20A、20B的構造，不特別限定於作用為電流阻擋層。
化合物半導體層20A、20B，分別在連接至雷射部18的部分具有凸部20a、20b。凸部20a、20b係化合物半導體層20A、20B中往上延伸最高的部分。凸部20a、20b中露出(111)B面。
形成第2圖所示的化合物半導體層20A、20B的步 驟，稱作半導體層形成步驟。半導體層形成步驟，以有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD法)磊晶生長化合物半導體層20A、20B。形成凸部20a、20b的理由有兩個。第1個理由係生長率的面方位依存性。以MOCVD生長IIII-V族結晶材料時，通常V族原料氣體供給量比III族氣體供給量更多。如此的生長條件中，相較於(100)面，(111)A面的生長率變高，另一方面，(111)B面的生長率變低。因此，形成凸部20a、20b。
第2個理由係遮光罩上供給的材料從遮光罩表面往半導體基板表面遷移。結果，促進遮光罩旁邊的化合物半導體層的磊晶生長，就在遮光罩16的旁邊形成凸部20a、20b。又，凸部20a、20b的高度，根據成膜條件而變動，例如0.1微米~3微米左右。
其次，以溼蝕刻除去凸部。第3圖，係溼蝕刻中途的化合物半導體層等之剖面圖。溼蝕刻中，使用氫溴酸：醋酸：水的混合比為1：3：1的蝕刻劑。根據此蝕刻劑產生的蝕刻率，依存於被蝕刻物的結晶面方位。開始溼蝕刻時，進行凸部20a、20b的(111)B面的蝕刻，如第3圖所示，凸部20a、20b變小。
溼蝕刻，除去凸部20a、20b，當化合物半導體層20A、20B變平坦時結束。第4圖，係溼蝕刻結束時的半導體裝置之剖面圖。以溼蝕刻進行化合物半導體層20A、20B的(100)面的蝕刻結果，側面蝕刻遮光罩16下的上部半導體層14。根據此側面蝕刻，遮光罩16下的上部半導體層14上形成(111)A面14a、14b。形成(111)A面14a、14b，係因為對(111)A面14a、 14b的蝕刻率低，在(111)A面14a、14b停止蝕刻。
以溼蝕刻步驟在上部半導體層14上形成(111)A面14a、14b的結果，上部半導體層14成為反向台形狀。又，在此，脊狀條紋(Ridge Stripe)方向係(011)面，而脊狀條紋(Ridge Stripe)方向係(0-11)面時，上部半導體層成為順向台形狀。
於是，化合物半導體層20A、20B的表面上露出(100)面，平坦化化合物半導體層20A、20B的表面，在上部半導體層14的側面形成(111)A面的步驟，稱為溼蝕刻步驟。
因為執行溼蝕刻步驟係為了除去凸部20a、20b，最好儘可能抑制化合物半導體層20A、20B的(100)面的蝕刻。於是，氫溴酸：醋酸：水的混合比使用1：3：1的蝕刻劑，可以抑制(100)面的蝕刻。
發明者進行的實驗中，溼蝕刻步驟中(100)面的蝕刻率為30毫微米(nm)/分鐘，凸部的(0-11)面的蝕刻率係4500毫微米/分鐘。因此，比起(100)面，可以快速進行(0-11)面及(01-1)面的溼蝕刻。此效果，係因為由醋酸促進氫溴酸的蝕刻率的面方位依存性。
但是，(0-11)面的蝕刻率依存於蝕刻劑的濃度，蝕刻劑在水中漸漸稀釋時，蝕刻率的面方位依存性有減弱的傾向。又，凸部上不形成遮光罩時，(0-11)面的蝕刻率變高，凸部上形成遮光罩時，凸部的(111)B面即使露出，也幾乎不進行(0-11)面的蝕刻。
根據形成第1圖的雷射部18的乾蝕刻，又不損傷基板10，基板10的粗糙度又變高時，基板表面上形成(100) 面以外的面。結果溼蝕刻步驟中的(100)面的蝕刻率例如上升至56毫微米/分鐘。因此，進行乾蝕刻之際，應可以降低基板的(100)面的損傷及粗糙度。
其次，除去遮光罩，形成接觸層。第5圖係顯示形成接觸層22的剖面圖。接觸層22以InGaAs(砷化銦鎵)覆蓋化合物半導體層20A、20B與上部半導體層14磊晶生長形成。
其次，形成光阻。第6圖顯示形成光阻24的剖面圖。光阻24全面形成。其次，圖案化此光阻24。第7圖係顯示圖案化的光阻24之剖面圖。其次，加遮光罩於此光阻24，溼蝕刻接觸層22的一部分與化合物半導體層20A、20B的一部分。第8圖係溼蝕刻後的半導體裝置的剖面圖。形成第8圖的構造後，剝離光阻24，形成絕緣膜，形成電極，完成半導體裝置的表面製程。又，薄板化基板至基板厚成為100微米左右，形成背面電極，經由分離成晶片狀，完成半導體裝置。又，完成的半導體裝置，在晶片端面形成塗佈膜，經由封裝等的裝配步驟成為製品。
維持留下化合物半導體層的凸部，磊晶生長接觸層時，接觸層內往往發生結晶缺陷及結晶轉移。於是，溼蝕刻接觸層一部分之際，選擇性蝕刻缺陷等存在的部分，接觸層變得形狀異常。於是，此光波導近旁的不均勻形狀改變實效的折射率，使導波的光散射或反射。
又，維持留下的凸部時，又使光阻24的形成及圖案化的精確度惡化，又引起接觸層上形成的電極覆蓋異常。於是，維持化合物半導體層的凸部，繼續製程時，往往不依照計 畫執行之後的步驟。
於是，根據本發明第一實施例的半導體裝置的製造方法中，平坦化以溼蝕刻步驟除去凸部20a、20b的化合物半導體層20A、20B。藉由平坦化化合物半導體層20A、20B，可以迴避上述的弊病。
例如，溼蝕刻步驟中，使用包含鹽酸、醋酸和過氧化氫溶液以及水構成的蝕刻劑時，雖然可以除去凸部，但是上部半導體層上難以形成蝕刻率低的(111)A面。因此，進行上部半導體層的側面蝕刻，經由剝下遮光罩再進行上部半導體層的蝕刻，露出活性層。
為了防止以上所述，本發明的第一實施例的溼蝕刻步驟中，使用氫溴酸：醋酸：水的混合比為1：3：1的蝕刻劑。使用此蝕刻劑產生的主要效果有3個。第1，使用此蝕刻劑時，難以進展蝕刻的(111)A面在上部半導體層14上形成，可以停止上部半導體層14的側面蝕刻。因此，由於可以留下遮光罩，所以可以迴避活性層的露出。又，在此所謂的(111)A面，包含非常靠近(111)A面，且與(111)A面同樣難以進展蝕刻的面。
第2，氫溴酸：醋酸：水的混合比為1：3：1的蝕刻劑，由於對凸部的(111)B面具有高蝕刻率，可以快速除去凸部。往凸部20a、20b的橫方向快速進行蝕刻的同時，可以停止上部半導體層14的側面蝕刻，係因為認為由於凸部20a、20b沒有被遮光罩覆蓋，蝕刻中不能保持(111)A面，而由於上部半導體層14以遮光罩16覆蓋，可以保持蝕刻中形成的(111)A面。
第3，氫溴酸：醋酸：水的混合比為1：3：1的蝕刻劑，因為對(100)面的蝕刻比比較低，可以抑制(100)面的蝕刻。根據第1~3的效果，迴避遮光罩剝離，快速除去凸部，可以抑制(100)面的蝕刻。
於是，根據本發明第一實施例的半導體裝置之製造方法，抑制活性層的露出及上部半導體層的蝕刻量的同時，可以除去化合物半導體層的凸部。於是，因為接觸層22在溼蝕刻步驟中不用作遮光罩，可以使接觸層22成為希望的厚度。而且因為接觸層22在化合物半導體層20A、20B形成後形成，接觸層22的摻雜物不因為化合物半導體層20A、20B形成所伴隨的熱而擴散。又，因為以上部半導體層14的(111)A面停止上部半導體層14的側面蝕刻，不必為了迴避上述側面而加厚化合物半導體層，化合物半導體層20A、20B的層厚可以自由設定。
不過，遮光罩16與上部半導體層14的密合性低時，溼蝕刻步驟中使用的蝕刻劑侵入遮光罩16與上部半導體層14的的界面，進行上部半導體層14的側面蝕刻。本發明第一實施例的半導體裝置之製造方法中，因為遮光罩16中使用InGaAs(砷化銦鎵)，相較於以SiO2(二氧化矽)形成遮光罩的情況，遮光罩16與上部半導體層14的密合性高。為了提高遮光罩與上部半導體層的密合性，最好以磊晶層形成遮光罩。
第9圖係顯示遮光罩的種類與上部半導體層的側面蝕刻量之間的關係圖(測量結果)。所謂的側面蝕刻量，係遮光罩與上部半導體層的界面中上部半導體層的蝕刻量。遮光罩 係準備以濺鍍形成的SiO2(二氧化矽)層(層厚100毫微米，射頻功率2千瓦)，濺鍍形成的SiO2(二氧化矽)層(層厚400毫微米，射頻功率1千瓦)，以及以MOCVD法(有機金屬化學氣相沉積法)形成的InGaAs(砷化銦鎵)層(層厚500毫微米)3種類。溼蝕刻中使用氫溴酸：醋酸：水的混合比為1：3：1的蝕刻劑。
如第9圖所示，以SiO2(二氧化矽)層形成的遮光罩產生微量的側面蝕刻，而以InGaAs(砷化銦鎵)層形成的遮光罩完全看不到側面蝕刻。以InGaAs(砷化銦鎵)形成光罩時，可以降低側面蝕刻量的原因係認為InGaAs(砷化銦鎵)層與上部半導體層InP(磷化銦)之間的密合力比SiO2(二氧化矽)層與上部半導體層InP(磷化銦)之間的密合力高。
又，遮光罩16的材料，只要是溼蝕刻步驟中遮光罩的蝕刻速度比凸部的蝕刻速度慢的材料，不特別限定。例如，也可以使用SiO2(二氧化矽)氧化矽膜或是氮化矽膜(SiN)等的絕緣膜，或是InP、AlInP、InGaP、AlGaInP、InGaAsP、InAs、InGaAs、AlInAs、AlGaInAs或是GaInNAs等的磊晶層。又，藉由提高遮光罩的Ga或As的組成比，因為可以降低溼蝕刻步驟中光罩的蝕刻比，最好以Ga或As的組成比高的材料形成遮光罩。
化合物半導體層20A、20B的材料，只要是含有In的材料，不特別限定。化合物半導體層20A、20B也可以以InP、AlInP、InGaP、AlGaInP、InGaAsP、InAs、InGaAs、AlInAs、AlGaInAs、GaInNAs中的任一的磊晶層形成。又，化合物半導體層20A、20B中可以混入Ru、Zn、S、Fe、Be或Mg等作為 摻雜物。
使用溼蝕刻步驟的蝕刻劑，只要是包含氫溴酸與醋酸，不特別限定。例如，也可以使用氫溴酸與醋酸中添加水、硝酸、過氧化氫溶液、溴中至少其一的蝕刻劑。
雷射部18的形狀，不限於垂直台面型，順台面型或逆台面型也可以，也可以是其他的型狀。這些變形，也可以適當應用於以下的實施例的半導體裝置之製造方法。
以下實施例的半導體裝置的製造方法，因為與第一實施例的導體裝置之製造方法的共同點很多，以不同於第一實施例的點作為焦點說明。
[第二實施例]
第一實施例中形成電流阻擋層作為化合物半導體層，而第二實施例中形成光調變器作為化合物半導體層。即，第二實施例的半導體裝置的製造方法，係形成附光調變器的雷射二極體。首先，根據雷射部形成步驟，形成第10圖所示的雷射部18。
其次，根據半導體層形成步驟，形成第11圖所示的化合物半導體層60。化合物半導體層60，構成連接雷射部18的(011)面或(0-1-1)面的光調變器。化合物半導體層60，包括基板10上形成的鍍層62、鍍層62上形成的活性層64、以及活性層64上形成的鍍層66。因為這些層以MOCVD法形成，所以連接至鍍層66的雷射部18的部分形成凸部66a。
其次，溼蝕刻步驟中進行處理。溼蝕刻步驟中，使用氫溴酸：醋酸：水的混合比為1：3：1的蝕刻劑中添加硝 酸、過氧化氫溶液或溴等氧化劑的蝕刻劑，除去凸部66a。第12圖係顯示溼蝕刻步驟的初期階段的化合物半導體層等之剖面圖。第12圖中，顯示蝕刻凸部66a。
溼蝕刻步驟，當完全除去凸部66a，平坦化鍍層66時結束。第13圖係溼蝕刻步驟結束後的半導體裝置之剖面圖。對鍍層66的(100)面進行蝕刻的結果，遮光罩16下的上部半導體層14的側面形成(111)A面14c，由於此(111)A面14c，上部半導體層14的蝕刻停止。
不過，本發明的第2實施例的半導體層形成步驟中，因為往(011)面或(0-1-1)方向結晶生長，凸部66a會有形成(111)A面的情況。(111)A面以包含氫溴酸與醋酸的蝕刻劑的話，難以蝕刻。
於是，本發明的第二實施例中，在氫溴酸、醋酸、及水的蝕刻劑中添加硝酸、過氧化氫溶液或溴等氧化劑，提高(111)A面的蝕刻率。因此可以確實除去凸部66a。藉由在蝕刻劑中添加氧化劑，促進凸部66a的(111)A面的蝕刻的同時，可以抑制上部半導體層14的(111)A面的蝕刻。原因是相對於由於凸部66a不以遮光罩覆蓋，從(111)A面以外的面開始也容易進行蝕刻，而由於上部半導體層14以遮光罩16覆蓋，(111)A面以外的面的蝕刻難以進行蝕刻。
[第三實施例]
根據第三實施例的半導體裝置之製造方法，基板上形成雷射二極體、光調變器及光波導。首先，根據雷射部形成步驟，形成第14圖所示的雷射部18。其次，基板10上形成 光調變器100。光調變器100在最上層具有以InGaAs(砷化銦鎵)形成的遮光罩102。
其次，根據半導體形成步驟，形成第15圖所示的化合物半導體層104。化合物半導體層104，連接雷射部18的(011)面或(0-1-1)面，並連接光調變器100的(011)面或(0-1-1)面。化合物半導體層104，包括以InP(磷化銦)為材料的鍍層106、在鍍層106上方形成的InGaAsP(磷砷化鎵銦)/以InGaAsP(磷砷化鎵銦)為材料的活性層108、以及以在活性層108上方形成的InP(磷化銦)為材料的鍍層110。化合物半導體層104，以MOCVD法形成。化合物半導體層104，具有凸部110a、110b。
其次，在溼蝕刻步驟中進行處理。溼蝕刻步驟中，使用氫溴酸：醋酸：水的混合比為1：3：1的蝕刻劑。第16圖係顯示溼蝕刻步驟的初期階段的化合物半導體層等之剖面圖。溼蝕刻步驟，當完全除去凸部110a、110b，平坦化鍍層110時結束。
第17圖係溼蝕刻步驟結束後的半導體裝置之剖面圖。往鍍層110的(100)面進行蝕刻的結果，在上部半導體層14的側面形成(111)A面14d，在鍍層66的側面形成(111)A面66b。由於(111)A面14d，停止上部半導體層14的側面蝕刻，由於(111)A面66b，停止鍍層66的側面蝕刻。又，也可以在蝕刻劑內添加氧化劑。
於是，抑制活性層的露出及上部半導體層的蝕刻量的同時，可以除去化合物半導體層的凸部。第二、三實施例 的半導體裝置的製造方法，係製造在一基板上混裝雷射部與其他元件的複合元件。如此的複合元件中，具有凸部的化合物半導體層上方由於反覆複數的磊晶生長步驟，本發明半導體的製造方法特別有效。於是，不限定於以化合物半導體層構成光調變器或光波導，也可以以化合物半導體層構成光結合器、光放大器、EA(電制吸收光)調變器或相位調變器。
[第四實施例]
根據第四實施例的半導體裝置之製造方法中，形成利用多模干涉(MMI：Multi-Mode Interference)的光合分波器。第18圖係顯示根據第四實施例的半導體裝置之平面圖。此半導體裝置包括脊狀條紋150、埋入脊狀條紋150的化合物半導體層152。脊狀條紋150的左側、中央和右側形成狀不同。即，脊狀條紋150在左側一條，中央寬度最大，右側分岔為2條。又，脊狀條紋，為了最適當化光的傳達效率也可以是別的形狀。
首先，根據雷射部形成步驟，形成第19圖所示的雷射部18。第19A圖係對應第18圖的I-I’線部分的剖面圖，第19B圖係對應第18圖的II-II’線部分的剖面圖，第19C圖係對應第18圖的III-III’線的剖面圖。又，第20、21、22圖中的ABC也與第19圖的ABC的意義相同。
其次，根據半導層形成步驟，形成第20圖中所示的化合物半導體層20A、20B、20C。化合物半導體層20A、20B、20C以InP(磷化銦)形成，作用為電流阻擋層(current blocking layer)。化合物半導體層20A具有凸部20a，化合物半導體層 20B具有凸部20b，化合物半導體層20C具有2個凸部20c。
其次，以溼蝕刻步驟除去凸部。溼蝕刻步驟中，使用氫溴酸：醋酸：水的混合比為1：3：1的蝕刻劑。第21圖係顯示溼蝕刻步驟的初期階段之剖面圖。溼蝕刻步驟，當完全除去凸部，平坦化化合物半導體層20A、20B、20C時結束。第22圖係溼蝕刻步驟結束後之剖面圖。
第22A圖顯示在上部半導體層14的側面形成的(111)A面14e、14f。第22B圖顯示在上部半導體層14的側面形成的(111)A面14g、14h。第22C圖顯示在上部半導體層14的側面形成的(111)A面14i、14j。又，溼蝕刻步驟中使用的蝕刻劑中也可以添加氧化劑。
利用多模光干涉的光合分波器，因為連結複數的光波導，具有遮光罩變寬的部分。半導體層形成步驟中，因為寬度寬的遮光罩上方大量的氣體類型遷移，遮光罩的側面的凸部變大。因此，防止遮光罩剝離的同時，可以除去凸部的本發明的方法特別有效。又，光合分波器，藉由平坦化化合物半導體層的表面，可以改善傳導效率。
第23圖係顯示脊狀條紋(Ridge Stripe)的形狀的變形例之平面圖。第23A圖的脊狀條紋150是直線型。第23B圖的脊狀條紋150是喇叭型。第23C圖的脊狀條紋150是彎曲光波導型。第23D圖的脊狀條紋150是分岔型。第23E圖的脊狀條紋150是Mach-Zehnder(馬赫-曾爾德)-波導型。脊狀條紋的平面形狀與遮光罩的平面形狀相同。即，藉由使遮光罩的平面形狀變形，可以形成任意形狀的脊狀條紋。
目前為止說明的各實施例的特徵可以適當組合使用。
不過，第一~四實施例中的雷射部18成為具有活性層12、上部半導體層14以及遮光罩16之非常簡單的構成。但是，雷射部18的構成不限定於如此簡單的構成，能夠形成各種變形。即，雷射部18只要具有遮光罩16、上部半導體層14以及活性層12，就能夠形成各種變形。例如，上部半導體層14以最上層具有鍍層的複數的半導體層形成也可以。
第24圖係顯示雷射部18的變形例之剖面圖。第24圖顯示的雷射部18，構成分散式回饋雷射元件(DFB-LD)。上部半導體層14成為包括光封入層14A、阻障層(Barrier Layer)14B、具有繞射柵構造的引導層(Guide Layer)14C以及鍍層14D的多層構造。又，活性層12與基板10之間，形成包括光封入層與鍍層的下部半導體層200。引導層14C在活性層12與基板10之間形成也可以。鍍層14D也兼接觸層或覆蓋層的作用。此情況下，鍍層14D常稱作接觸層或覆蓋層。基板10也可以以n型半導體形成。
第24圖的雷射部18的情況，在溼蝕刻步驟中在鍍層14D上形成(111)A面，可以使上部半導體層14(鍍層14D)的側面蝕刻停止。在此情況下，可以抑制引導層14C的露出以及鍍層14D的蝕刻量。當然，也可以迴避活性層12的露出。
10‧‧‧基板
12‧‧‧活性層
14‧‧‧上部半導體層
14a、14b‧‧‧(111)A面
16‧‧‧遮光罩
18‧‧‧雷射部
20A、20B‧‧‧化合物半導體層

Claims (7)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，包括下列步驟：雷射部形成步驟，在基板的一部分形成雷射部，雷射部包括活性層、在上述活性層上形成的上部半導體層、以及在上述上部半導體層上形成的遮光罩；半導體層形成步驟，以含有In(銦)的材料，連接上述雷射部的側面，並在連接上述雷射部的部分形成具有凸部的化合物半導體層；以及溼蝕刻步驟，以包含氫溴酸和醋酸的蝕刻劑，除去上述凸部，平坦化上述化合物半導體層；其中，以上述溼蝕刻步驟，在上述遮光罩下的上述上部半導體層上形成(111)A面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體裝置之製造方法，其中，上述化合物半導體層連接上述雷射部的(011)面或(0-1-1)面；以及上述蝕刻劑，除了上述氫溴酸和上述醋酸，還包含氧化劑。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的半導體裝置之製造方法，其中，上述上部半導體層以InP形成；以及上述化合物半導體層以InP、AlInP、InGaP、AlGaInP、InGaAsP、InAs、InGaAs、AlInAs、AlGaInAs、GaInNAs其中任一形成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的半導體裝置之製造方法，其中，上述遮光罩，在上述溼蝕刻步驟中，以上述遮光罩的蝕刻速度比上述凸部的蝕刻速度慢的材料形成。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的半導體裝置之製造方法，其中，上述遮光罩以磊晶層形成。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的半導體裝置之製造方法，其中，上述溼蝕刻步驟後的上述化合物半導體層的表面上，露出(100)面。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述的半導體裝置之製造方法，其中，上述化合物半導體層構成電流阻擋層、光調變器、光波導、光結合器、光放大器、EA(電制吸收光)調變器或相位調變器。
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