(57)【要約】【課題】  寄生キャパシタンスの低減及び高温特性の劣化の抑制が可能な半導体光素子を提供する。【解決手段】  半導体光素子１は、第１導電型の第１半導体層３と、第１半導体層３上に設けられた活性層５と、活性層５上に設けられた第１半導体部１９ａと、側面２５ａ，２５ｂを有する第２半導体部１９ｂとを含む第２導電型半導体領域１９と、側面２５ａ及び第１半導体部１９ａ上に設けられた樹脂体９ａと、樹脂体９ａ及び第２半導体部１９ｂの上面上に設けられており、第２半導体部１９ｂと電気的に接続された電極１１と、側面２５ｂ上に設けられており、電極１１に接続された第１金属層１３とを備える。【選択図】  図１
2010251602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の第１半導体層と、
前記第１半導体層上に設けられた活性層と、
前記活性層上に設けられた第１半導体部と、一対の側面を有する第２半導体部とを含む第２導電型半導体領域と、
前記第２半導体部の一対の側面のうち一方の側面及び前記第１半導体部上に設けられた樹脂体と、
前記樹脂体及び前記第２半導体部の上面上に設けられており、前記第２半導体部と電気的に接続された電極と、
前記第２半導体部の前記一対の側面のうち他方の側面上に設けられており、前記電極に接続された第１金属層と、
を備え、
前記第１半導体部は第１領域と前記第１領域の両側に位置する第２領域とを有し、
前記第２半導体部は前記第１半導体部の前記第１領域上に設けられている半導体光素子。
【請求項２】
前記第２半導体部の前記一方の側面と前記樹脂体との間に設けられており、前記電極に接続された第２金属層を更に備える請求項１に記載の半導体光素子。
【請求項３】
絶縁体層を更に備え、
前記絶縁体層は、前記第２半導体部の前記他方の側面及び前記第１金属層の間に設けられており、
前記絶縁体層は、前記第２半導体部の前記一方の側面及び前記第２金属層の間に設けられ、前記第２半導体部の前記上面に開口を有しており、
前記電極は前記開口を介して前記第２半導体部と電気的に接続する請求項１又は２に記載の半導体光素子。
【請求項４】
前記第１金属層に接続された一端を有する第３金属層を更に備え、
前記第３金属層は、前記第１半導体部の前記第２領域上に設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体光素子。
【請求項５】
前記第２半導体部の他方の側面の下端と前記第３金属層の他端との距離は、１０μｍ以内である請求項４のいずれか一項に記載の半導体光素子。
【請求項６】
前記樹脂体はポリイミドからなる請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体光素子。
【請求項７】
前記樹脂体はベンゾシクロブテン樹脂からなる請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、リッジ構造を有する変調器を含む変調器集積レーザが記載されている。この変調器は、基板上のｎ型クラッド層上に活性層が設けられている。活性層上には、リッジ構造が設けられている。リッジ構造は、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層を含む。リッジ構造はポリイミド樹脂で埋め込まれている。リッジ構造及びポリイミド樹脂の上にはｐ電極が設けられている。基板の裏面上にはｎ電極が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高性能な半導体光素子を実現するためには、寄生キャパシタンスを小さく抑えることで高速な応答を実現しつつ、高温特性の劣化を抑制することが求められる。リッジの両側面をＳｉＯ２膜で覆うリッジ型の半導体光素子では、ＳｉＯ２膜上の上部電極と活性層下の半導体層との静電結合に起因する寄生キャパシタンスが大きくなる。特許文献１に記載の変調器は、ＳｉＯ２膜より低い誘電率の樹脂体を用いることで寄生キャパシタンスを低減する。しかし、特許文献１に記載の変調器において、ポリイミド樹脂の熱伝導率は半導体及び金属と比べて小さい。リッジ導波路構造がポリイミド樹脂で埋め込まれているので、活性層及びリッジ導波路構造で発生した熱が素子の外部に放熱されにくい。その結果、特許文献１に記載の半導体光素子は、高温特性に劣る。
【０００５】
そこで、本発明は、寄生キャパシタンスの低減及び高温特性の劣化の抑制が可能な半導体光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体光素子は、第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた活性層と、前記活性層上に設けられた第１半導体部と、一対の側面を有する第２半導体部とを含む第２導電型半導体領域と、前記第２半導体部の一対の側面のうち一方の側面及び前記第１半導体部上に設けられた樹脂体と、前記樹脂体及び前記第２半導体部の上面上に設けられており、前記第２半導体部と電気的に接続された電極と、前記第２半導体部の前記一対の側面のうち他方の側面上に設けられており、前記電極に接続された第１金属層と、を備え、前記第１半導体部は第１領域と前記第１領域の両側に位置する第２領域とを有し、前記第２半導体部は前記第１半導体部の前記第１領域上に設けられている。
【０００７】
第１金属層が第２半導体部の一方の側面上に設けられており、電極に接続されているので、活性層、第１半導体部及び第２半導体部で発生する熱が第１金属層を介して電極に効率よく伝達される。この熱は、電極の裏面から素子の外部に放熱される。半導体光素子の高温動作時においても、良好な熱伝導性の第１金属層を用いることで、活性層において発生された熱の放熱は良好となる。故に、この半導体光素子における高温特性の劣化が抑制される。電極と第１半導体層との間の樹脂体の誘電率は、ＳｉＯ２と比べて低い。故に、半導体光素子における寄生キャパシタンスを小さくすることができる。結果として、この半導体光素子は、高速に駆動される。
【０００８】
本発明に係る半導体光素子は、前記第２半導体部の前記一方の側面と前記樹脂体との間に設けられており、前記電極に電気的に接続された第２金属層を更に備えることが好ましい。この半導体光素子によれば、第２金属層を更に備えるので、半導体光素子の高温特性の劣化はより抑制される。
【０００９】
本発明に係る半導体光素子は、絶縁体層を更に備え、前記絶縁体層は、前記第２半導体部の前記他方の側面及び前記第１金属層の間に設けられており、前記絶縁体層は、前記第２半導体部の前記一方の側面及び前記第２金属層の間に設けられ、前記第２半導体部の前記上面に開口を有しており、前記電極は前記開口を介して前記第２半導体部と電気的に接続することが好ましい。第１半導体部及び第２半導体部はリッジ部を構成する。絶縁体層によりリッジ部が保護されるので、半導体光素子の信頼性を向上できる。
【００１０】
本発明に係る半導体光素子において、前記第１金属層に接続された一端を有する第３金属層を更に備え、前記第３金属層は、前記第１半導体部の前記第２領域上に設けられていることが好ましい。この構成の半導体光素子は、容易に製造できる。
【００１１】
前記第２半導体部の他方の側面の下端と前記第３金属層の他端との距離は、１０μｍ以内であることが好ましい。この半導体光素子の構成によれば、第３金属層と第３金属層の下に位置する絶縁体層及び第１半導体層とによる寄生キャパシタンスの発生を低減できる。故に、この半導体光素子は、高速な駆動が可能になる。
【００１２】
本発明に係る半導体光素子では、前記樹脂体がポリイミド及びベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂の少なくともいずれかからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、寄生キャパシタンスの低減及び高温特性の劣化の抑制が可能な半導体光素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る半導体光素子の構成を概略的に示す図面である。
【図２】第１の実施の形態に係る半導体光素子を製造する工程を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る半導体光素子を製造する工程を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係る半導体光素子を製造する工程を示す図である。
【図５】第２の実施の形態に係る半導体光素子の構成を概略的に示す図面である。
【図６】第２の実施の形態に係る半導体光素子を製造する工程を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る半導体光素子を製造する工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の半導体光素子に関わる実施の形態を説明することにより、本発明の半導体光素子を開示する。可能な場合には、同一部分には同一の符号を付する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る半導体光素子を示す斜視図である。図１には、ＸＹＺ座標系Ｓが描かれている。図１を参照すると、埋め込みリッジ型の半導体レーザ素子といった半導体光素子１が示されている。埋め込みリッジ型構造を採用すると、簡単な製造プロセスにより半導体光レーザ素子が実現できる。
【００１７】
半導体光素子１は、第１半導体層３と、活性層５と、リッジ部７と、樹脂体９ａ，９ｂと、電極１１と、第１金属層１３と、第２金属層１５とを備える。第１半導体層３は、例えば半導体基板１７上に設けられている。活性層５は、第１半導体層３上に設けられている。活性層５は、例えば多重量子井戸構造となっている。しかしながら、活性層５は、単一量子井戸構造を有することができる。リッジ部７は、活性層５上に設けられており、第２導電型半導体領域１９を含む。第２導電型半導体領域１９は、第１半導体部１９ａ及び第２半導体部１９ｂを有する。リッジ部７は、第２半導体部１９ｂ上に設けられたコンタクト層２１を更に有することができる。第１半導体部１９ａは下部リッジ部２３を構成し、第２半導体部１９ｂ及びコンタクト層２１は上部リッジ部２５を構成する。上部リッジ部２５は、下部リッジ部２３の上に設けられおり、一対の側面２５ａ，２５ｂ及び上面２５ｃを有する。
【００１８】
樹脂体９ａは、上部リッジ部２５の一方の側面２５ａ及び第１半導体部１９ａ上に設けられている。第１金属層１３は、上部リッジ部２５の他方の側面２５ｂ上に設けられている。第２金属層１５は、上部リッジ部２５の側面２５ａと樹脂体９ａとの間に設けられている。樹脂体９ｂは、第１金属層１３及び第１半導体部１９ａ上を覆っている。第１半導体部１９ａは、第１領域２７ａ及び第２領域２７ｂ，２７ｃを有する。第２領域２７ｂ，２７ｃは、活性層５上においてＸ軸方向に関して第１領域２７ａの両側に位置する。第１半導体部１９ａの第１領域２７ａ上には、上部リッジ部２５が設けられている。上部リッジ部２５は、Ｚ軸方向に延びており、ストライプ形状を成す。Ｘ軸方向におけるストライプ形状の幅は、例えば１．５μｍである。
【００１９】
第１半導体部１９ａの一方の第２領域２７ｂ上に樹脂体９ａが設けられており、また第１半導体部１９ａの他方の第２領域２７ｃ上に樹脂体９ｂが設けられている。樹脂体９ａ及び９ｂは、リッジ部７を埋め込む。樹脂体９ａ及び９ｂの高さは、例えば２．５μｍである。上部リッジ部２５の側面２５ｂと樹脂体９ｂとの間には、第１金属層１３が設けられている。
【００２０】
電極１１は、Ｚ軸方向に延びるストライプ形状のストライプ部１１ａを有する。ストライプ部１１ａは、樹脂体９ａの一部、上部リッジ部２５の上面２５ｃ、及び樹脂体９ｂの一部の上面に設けられている。ストライプ部１１ａの幅W１は、例えば６０μｍである。電極１１のパッド部１１ｂは、第２領域２７ｂ上の樹脂体９ａ上に設けられており、ストライプ部１１ａに接続されている。
【００２１】
第１半導体層３は、第１半導体部１９ａ及び第２半導体部１９ｂと逆の導電型を有する。第１半導体層３は、例えば下部クラッド層として機能する。第１半導体部１９ａ及び第２半導体部１９ｂは、例えば上部クラッド層として機能する。第１半導体層３、第１半導体部１９ａ及び第２半導体部１９ｂは、活性層５に比べて大きなバンドキャップエネルギーを有する。第１半導体層３、第１半導体部１９ａ及び第２半導体部１９ｂは、活性層５に比べて小さな屈折率を有する。よって、キャリアが活性層５に閉じ込められて、活性層５ではキャリアの再結合により光が発生する。
【００２２】
本半導体光素子１は、更に、第１半導体層３及び活性層５の間に設けられた下部光閉じ込め層２９と、活性層５及び第１半導体部１９ａの間に設けられた上部光閉じ込め層３１とを備えることができる。下部光閉じ込め層２９と上部光閉じ込め層３１との導電型は互いに逆である。下部光閉じ込め層２９は、活性層５のバンドギャップエネルギーと第１半導体層３のバンドギャップエネルギーの間のバンドギャップエネルギーを有し、且つ、活性層５の屈折率と第１半導体層３の屈折率との間の屈折率を有する。上部光閉じ込め層３１は、活性層５のバンドギャップエネルギーと第１半導体部１９ａのバンドギャップエネルギーの間のバンドギャップエネルギーを有し、且つ、活性層５の屈折率と第１半導体部１９ａの屈折率との間の屈折率を有する。この構成によれば、キャリアが、上部及び下部の光閉じ込め層３１，２９を介して第１半導体層３及び第１半導体部１９ａから活性層５へ注入される。また、活性層５において発生された光を、活性層５及び光閉じ込め層３１，２９内に閉じ込めることができる。
【００２３】
コンタクト層２１は、第１半導体部１９ａのキャリア濃度より大きいキャリア濃度を有している。結果として、コンタクト層２１と電極１１との間には、オーミック接触が実現される。半導体光素子１は、半導体基板１７の裏面には、電極３３が設けられている。電極１１及び電極３３の一方は、アノード電極として働き、他方はカソード電極として働く。
【００２４】
半導体光素子１の実施例では、第１金属層１３及び第２金属層１５は、それぞれ上部リッジ部２５の側面２５ａ及び２５ｂの上に設けられており、電極１１に接続されている。故に、活性層５及びリッジ部７で発生する熱は、第１金属層１３及び第２金属層１５を介して電極１１に伝達される。電極１１に伝達された熱は、電極１１から半導体光素子１の外部に放熱される。半導体光素子１の高温動作時においても、第１金属層１３及び第２金属層１５を用いることにより、活性層５において発生された熱の放熱は良好となる。結果として、半導体光素子１の放熱性が向上され、半導体光素子１の高温特性の劣化は抑制される。
【００２５】
半導体光素子１の実施例では、樹脂体９ａ及び９ｂがリッジ部７を埋め込む。樹脂体９ａ及び９ｂの誘電率は、ＳｉＯ２の誘電率より低い。故に、半導体光素子１において、樹脂体９ａ及び９ｂを挟んで互いに対向する電極１１及び下部光閉じ込め層２９の静電結合に起因する寄生キャパシタンスが小さくなる。その結果、この半導体光素子１は、高速な駆動が可能になる。
【００２６】
本半導体光素子１は、絶縁体層３５を更に備えることができる。絶縁体層３５は、第１金属層１３及び樹脂体９ｂとリッジ部７との間に設けられている。また、絶縁体層３５は、第２金属層１５及び樹脂体９ａとリッジ部７との間に設けられている。絶縁体層３５によりリッジ部７が保護されるので、半導体光素子１の信頼性を向上できる。具体的に説明すると、リッジ部７を埋め込む樹脂体９ａ及び９ｂの熱膨張率は、リッジ部７の半導体材料に比べて高い。絶縁体層３５が、例えばシリコン酸化物、窒化シリコン等からなるとき、この絶縁体層３５は、樹脂体９ａ及び９ｂとリッジ部７との熱膨張率の差によって半導体光素子１が高温動作する際にリッジ部７に生じる歪を低減する。故に、絶縁体層３５は、リッジ部７の結晶性の劣化を抑制し、半導体光素子１の信頼性を向上させる。絶縁体層３５は、金属層１３を構成する金属の活性層５への拡散を抑制する。絶縁体層３５は、リッジ部７の両側面上に設けられているので、電極１１からのキャリアを効率よく活性層５へ注入させる。
【００２７】
本半導体光素子１は、第３金属層１４と第４金属層１６とを更に備えることができる。第３金属層１４は、第１金属層１３に接続された一端を有すると共に第１半導体部１９ａの第２領域２７ｃ上に設けられている。第４金属層１６は、第２金属層１５に接続された一端を有すると共に第１半導体部１９ａの第２領域２７ｂ上に設けられている。この構成は容易に製造することができる。
【００２８】
上部リッジ部２５の側面２５ｂ下端と第３金属層１４の他端との距離Ｌ１は、１０μｍ以内である。また、上部リッジ部２５の側面２５ａの下端と第４金属層１６の他端との距離Ｌ２は、１０μｍ以内である。この構成を半導体光素子１が有するとき、第３金属層１４及び第４金属層１６と下部光閉じ込め層２９とによる寄生キャパシタのキャパシタンスを低減することができる。
【００２９】
樹脂体９ａ及び９ｂは、ポリイミド及びＢＣＢ樹脂の少なくともいずれかからなることが好ましい。ポリイミド及びＢＣＢ樹脂のそれぞれの比誘電率が２．６及び２．７と相対的に低いので、樹脂体９ａ及び９ｂに起因する寄生キャパシタンスを低減することができる。
【００３０】
パッド部１１ｂ及び電極３３への電圧の印加に応答してストライプ部１１ａから注入されるキャリアは樹脂体９ａ，９ｂを流れることができず、樹脂体９ａ，９ｂに挟まれたコンタクト層２１及び第２半導体部１９ｂを介して活性層５に提供される。よって、リッジ部７の第２半導体部１９ｂ直下の活性層が主要な発光領域になる。
【００３１】
半導体光素子１の実施例を示すと、
半導体基板１７：ｎ型ＩｎＰ基板、キャリア濃度１×１０１８ｃｍ−３
第１半導体層３：ｎ型ＩｎＰ、キャリア濃度１×１０１８ｃｍ−３、厚さ１５００ｎｍ
下部光閉じ込め層２９：ＩｎＧａＡｓＰ、厚さ：５０ｎｍ
活性層５：ＩｎＧａＡｓＰ、厚さ２００ｎｍ
上部光閉じ込め層３１：ＩｎＧａＡｓＰ、厚さ：５０ｎｍ
第１半導体部１９ａ：ｐ型ＩｎＰ、キャリア濃度１×１０１８ｃｍ−３、厚さ１５００ｎｍ
第２半導体部１９ｂ：ｐ型ＩｎＰ、キャリア濃度１×１０１８ｃｍ−３、厚さ１５００ｎｍ
樹脂体９ａ，９ｂ：ＢＣＢ樹脂、厚さ３２００ｎｍ
絶縁体層３５：ＳｉＯ２、厚さ３００ｎｍ
コンタクト層２１：ｐ型ＩｎＧａＡｓ、キャリア濃度１×１０１９ｍ−３、厚さ２００ｎｍ
第１金属層１３：Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ、５０ｎｍ/１００ｎｍ/４００ｎｍ
第２金属層１５：Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ、５０ｎｍ/１００ｎｍ/４００ｎｍ
第３金属層１４：Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ、５０ｎｍ/１００ｎｍ/４００ｎｍ
第４金属層１６：Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ、５０ｎｍ/１００ｎｍ/４００ｎｍ
電極１１：Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ、厚さ５０ｎｍ/１００ｎｍ/４００ｎｍ
電極３３：Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ、厚さ５０ｎｍ/１００ｎｍ/４００ｎｍ
である。上記の半導体層において、ｎ型ドーパントとしては、例えばＳｉが用いられており、ｐ型ドーパントとしては、例えばＺｎが用いられている。
【００３２】
引き続き、図２（ａ）〜図４を参照しながら、本実施の形態に係る半導体光素子１の製造方法を説明する。図２（ａ）〜図４は、本実施の形態に係る半導体光素子１の製造方法の各工程を模式的に示す図である。半導体光素子１を製造するために、例えば下記の各工程を順に行う。引き続く半導体成長には、例えば有機金属気相エピタキシャル成長法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ）が用いられる。Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｐの原料としては、それぞれ例えばトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、ターシャリブチルアルシン（ＴＢＡｓ）、ターシャリブチルホスフィン（ＴＢＰ）が用いられる。Ｓｉ、Ｚｎのドーピング原料としては、例えばテトラエチルシラン（ＴｅＥＳｉ）、ジエチルジンク(ＤＥＺｎ)が用いられる。
【００３３】
（半導体積層形成工程）
まず、半導体基板１７を用意する。図２（ａ）に示すように、半導体基板１７上に、第１半導体層３、下部光閉じ込め層２９、活性層５、上部光閉じ込め層３１、第２半導体層１９Ａ及びコンタクト層２１Ａを順次成長する。なお、第２半導体層１９Ａは、第１領域２７ａと、第１領域２７ａの両側に位置する第２領域２７ｂ，２７ｃとを有している。
【００３４】
（リッジ部形成工程）
図２（ｂ）に示すように、リッジ部７を形成する。リッジ部７は、例えば以下のように形成される。まず、第１領域２７ａ上のコンタクト層２１Ａの上に、例えばＳｉＯ２からなるエッチングマスクＥＭ１を形成する。エッチングマスクＥＭ１は、Ｚ軸方向に沿って延びるストライプ形状を有する。このストライプ形状の幅W２は、例えば１．５μｍである。エッチングマスクＥＭ１の延びる方向はＺ軸方向であり、半導体光素子１の光導波路の延在方向である。
【００３５】
続いて、エッチングマスクＥＭ１を用いてコンタクト層２１Ａ及び第２半導体層１９Ａをエッチングしてリッジ部７を形成する。エッチング工程では、エッチングマスクＥＭ１に覆われているコンタクト層２１Ａが除去されずに残り、ストライプ状のコンタクト層２１が形成される。また、第２半導体層１９Ａの上部では、第２半導体層１９Ａの上側にエッチングマスクＥＭ１で覆われた部分が除去されずに残り、ストライプ状の第２半導体部１９ｂが形成される。第２半導体層１９Ａの下部はエッチングされずに残されて第１半導体部１９ａとなる。エッチング終了後に、エッチングマスクＥＭ１を除去する。第１半導体部１９ａ及び第２半導体部１９ｂは第２導電型半導体領域を構成する。第１半導体部１９ｂ及びコンタクト層２１は上部リッジ部２５を構成する。第２半導体部１９ｂは下部リッジ部２３を構成する。
【００３６】
（絶縁体層形成工程）
図３（ａ）に示すように、リッジ部７上に絶縁体層３５Ａを形成する。絶縁体層３５Ａの形成には、例えば化学的気相成長法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が用いられる。
【００３７】
（金属層形成工程）
図３（ｂ）に示すように、リッジ部７の側面２５ａ及び一部の第２領域２７ｃ上の絶縁体層３５Ａを覆う第１金属層１３及び第３金属層１４を形成する。同時に、リッジ部７の側面２５ｂ及び一部の第２領域２７ｂ上の絶縁体層３５Ａを覆う第２金属層１５及び第４金属層１６を形成する。金属層１３〜１６は、例えば以下のように形成することができる。まず、例えばフォトリソグラフィー技術を用いて、第１金属層１３、第２金属層１５、第３金属層１４及び第４金属層１６を形成する領域に開口部を有するレジストマスクを形成する。次に、金属膜を形成する。例えばＴｉ、Ｐｔ及びＡｕを順次蒸着する。続いて、レジスト上に蒸着されたＴｉ、Ｐｔ及びＡｕをレジストと共にリフトオフする。これによって、金属層１３〜１６が形成される。この工程では、Ａｕ層の形成に先立ってＴｉ層及びＰｔ層が積層されるので、Ｔｉ層及びＰｔ層はＡｕが活性層５及びリッジ部７へ拡散することを抑制する。その結果、活性層５の結晶性の劣化が抑制される。
【００３８】
引き続き、リッジ部７を埋め込むように、絶縁体層３５Ａ及び金属層１３〜１６上に樹脂体９を形成する。樹脂体９は、例えば以下のように形成される。まず、ＢＣＢ樹脂を塗布する。塗布されたＢＣＢ樹脂に熱処理を施して硬化させる。次に、塗布された樹脂体９の上面をエッチングして、塗布された樹脂体を平坦化する。平坦化エッチングは、リッジ部７のコンタクト層２１が露出するまで行われる。平坦化エッチング工程では、コンタクト層２１の上面が露出するように樹脂体９の上層を除去するので、リッジ部７の両側に樹脂体９ａ及び９ｂが形成される。
【００３９】
（電極形成工程）
図４に示すように、樹脂体９ａの表面の一部、コンタクト層２１の上面及び樹脂体９ｂの表面の一部を覆う電極１１を形成する。半導体基板１７の裏面上に電極３３を形成する。これにより、図１の半導体光素子１が完成される。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態に係る半導体光素子を示す斜視図である。図５を参照すると、埋め込みリッジ型の半導体レーザ素子といった半導体光素子が示されている。
【００４１】
半導体光素子２において、半導体光素子１との主要な相違点は以下の２つである。第１相違点は、絶縁体層３５と樹脂体９ａとの間に第２金属層１５及び第４金属層１６を備えておらず、上部リッジ部２５の側面２５ａ及び第２領域２７ｂ上の絶縁体層３５に接触して樹脂体９ａが設けられていることである。第２相違点は、樹脂体９ｂを備えておらず、第１金属層１３、第３金属層１４及び絶縁体層３５の表面が露出されていることである。
【００４２】
半導体光素子２において、第１金属層１３がリッジ部７の側面２５ｂ上に設けられているので、活性層５及びリッジ部７で発生する熱は、第１金属層１３を介して電極１１に伝達される。電極１１に伝達された熱は、電極１１から半導体光素子１の外部に放熱される。また、第１金属層１３及び第３金属層１４上には、樹脂体が設けられていない。故に、活性層５及びリッジ部７で発生した熱が第１金属層１３及び第３金属層１４の表面からも半導体光素子１の外部に放熱される。従って、半導体光素子２は、第２半導体部１９ｂの一つの側面２５ｂ及び一部の第２領域２７ｂ上に金属層を有し、他方には設けられていないが、良好な放熱性を有する。半導体光素子２でも、高温特性の劣化は抑制される。リッジ部７の両側面ではなく一方の側面２５ｂ上にのみ金属層を蒸着するので、製造プロセスが簡略化できる。
【００４３】
半導体光素子２において、絶縁体層３５は、パッシベーション層として機能する。また、絶縁体層３５は、樹脂体９ａとリッジ部７との熱膨張率の差によってリッジ部７に生じる歪を低減させる。故に、絶縁体層３５は、リッジ部７の結晶性の劣化を抑制し、半導体光素子２の信頼性を向上させる。電極１１のパッド部１１ｂは樹脂体９ａの表面上に位置している。パッド部１１ｂと下部光閉じ込め層２９との間には、絶縁体層３５及び樹脂体９ａが設けられているので、パッド部１１ｂに起因する寄生キャパシタンスの抑制効果を維持することができる。
【００４４】
引き続き、図６（ａ）〜図７（ｂ）を参照しながら、本実施の形態に係る半導体光素子２の製造方法を説明する。図６（ａ）〜図７（ｂ）は、本実施の形態に係る半導体光素子２の製造方法の各工程を模式的に示す図である。半導体光素子２を製造するために、例えば下記の各工程を順に行う。
【００４５】
（半導体積層形成工程）
まず、半導体基板１７を用意する。半導体基板１７上に、第１半導体層３、下部光閉じ込め層２９、活性層５、上部光閉じ込め層３１、第２半導体層１９Ａ及びコンタクト層２１Ａを順次成長する。これらの層３，２９，５，３１，１９Ａ及び２１Ａの形成には、例えばＭＯＶＰＥ法が用いられる。
【００４６】
（第１加工工程）
図６（ａ）に示すように、コンタクト層２１Ａ及び第２半導体層１９Ａを加工する。まず、第１領域２７ａ及び第２領域２７ｃ上のコンタクト層２１Ａの上面を覆うエッチングマスクＥＭ２を形成する。エッチングマスクＥＭ２は、例えばＳｉＯ２からなる。エッチングマスクＥＭ２は、Ｚ軸に沿って延びるストライプの形状を有し、その幅は例えば１００μｍである。エッチングマスクＥＭ２を用いてコンタクト層２１Ａ及び第２半導体層１９Ａのエッチングを行い、リッジ７Ａを形成する。エッチング工程では、エッチングマスクＥＭ２に覆われているコンタクト層２１Ａが除去されずに残り、ストライプ状のコンタクト層２１Ｂを形成する。また、第２半導体層１９Ａの上部では、第２半導体層１９Ａの上側にエッチングマスクＥＭ２で覆われた部分が除去されずに残り、高さＨのストライプ状となる。第２半導体層１９Ａの下部はエッチングされずに残される。第１加工工程後、第２半導体層１９Ａはリッジ形状の第２半導体層１９Ｂを形成する。コンタクト層２１Ｂ及び２半導体層１９Ｂはリッジ７Ａを構成する。第１加工工程の終了後に、エッチングマスクＥＭ２を除去する。
【００４７】
（積層工程）
図６（ｂ）に示すように、リッジ７Ａ上に絶縁体層３５Ｂを形成する。絶縁体層３５Ｂの形成には、例えばＣＶＤ法が用いられる。絶縁体層３５Ｂ上の上面に樹脂体９Ｂを形成する。その後、樹脂体９Ｂの上面をエッチングして樹脂体を平坦化する。平坦化エッチングは、コンタクト層２１Ｂの上面が露出するまで行われる。平坦化エッチング工程では、コンタクト層２１Ｂの上面が露出するように樹脂体９及び絶縁体層３５Ｂの上層を除去するので、第２領域２７ｂ上に樹脂体９ａ及び絶縁体層３５が形成される。
【００４８】
（第２加工工程）
コンタクト層２１Ｂ及び第２半導体層１９Ｂを再び加工して、図７（ａ）に示すようにリッジ部７を形成する。リッジ部７は、例えば以下のように形成される。まず、第２領域２７ａ上のコンタクト層２１Ｂの上面と、第２領域２７ｂ上の樹脂体９ａ及び絶縁体層３５の表面とを覆うストライプ状のエッチングマスクＥＭ３を形成する。エッチングマスクＥＭ３は、例えばＳｉＯ２からなる。エッチングマスクＥＭ３は、Ｚ軸に沿って延びるストライプの形状を有し、その幅は例えば１００μｍである。次に、エッチングマスクＥＭ３を用いてコンタクト層２１Ｂ及び第２半導体層１９Ｂのエッチングを行い、リッジ７を形成する。エッチング工程では、エッチングマスクＥＭ３に覆われているコンタクト層２１Ｂの部分が除去されずに残りストライプ状のコンタクト層２１を形成する。また、第２半導体層１９Ｂの上部では、第２半導体層１９Ｂの上側にエッチングマスクＥＭ３で覆われた部分が除去されずに残り、高さＨのストライプ状の第２半導体部１９ｂが形成される。第２半導体層１９Ａの下部はエッチングされずに残されて、第１半導体部１９ａが形成される。第２加工工程の終了後に、エッチングマスクＥＭ３を除去する。第２半導体部１９ｂ及び第１半導体部１９ａは第２導電型半導体領域１９を構成する。第１半導体部１９ｂ及びコンタクト層２１は上部リッジ部２５を構成する。第２半導体部１９ｂは、下部リッジ部２３を構成する。
【００４９】
（電極層形成工程）
図７（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー法及びリフトオフ法により電極１１と金属層１３及び１４とを同時に形成する。半導体基板１７の裏面上に電極３３を形成する。これにより、図５の半導体光素子２が完成される。
【００５０】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【符号の説明】
【００５１】
１，２…半導体光素子、３…第１半導体層、５…活性層、１９ａ…第１半導体部、１９ｂ…第２半導体部、９ａ，９ｂ…樹脂体、１１…電極、１３…第１金属層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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