(57)【要約】【課題】優れた静電保護能を有する半導体面発光装置を提供する。【解決手段】半導体面発光装置は、第１導電型半導体領域、中間半導体領域、及び第２導電型半導体領域を含む第１構造及び第２構造、並びに前記第１構造の前記中間半導体領域及び前記第２導電型半導体領域を含む半導体メサを規定する分離構造を有する半導体積層と、前記半導体積層を搭載する支持体と、前記分離構造及び前記支持体内に設けられた素子分離溝とを含む半導体構造物と、前記第１構造の前記第１導電型半導体領域及び前記第２導電型半導体領域にそれぞれ接続された第１電極及び第２電極と、前記第２構造の前記第１導電型半導体領域及び前記第２導電型半導体領域にそれぞれ接続された第３電極及び第４電極と、前記第１電極を前記第４電極に接続する第１金属層と、前記第２電極を前記第３電極に接続する第２金属層と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体面発光装置であって、
第１導電型半導体領域、中間半導体領域、及び第２導電型半導体領域を含む第１構造及び第２構造、並びに前記第１構造の前記中間半導体領域及び前記第２導電型半導体領域を含む半導体メサを規定する分離構造を有する半導体積層と、前記半導体積層を搭載する支持体と、前記分離構造及び前記支持体内に設けられた素子分離溝とを含む半導体構造物と、
前記第１構造の前記第１導電型半導体領域及び前記第２導電型半導体領域にそれぞれ接続された第１電極及び第２電極と、
前記第２構造の前記第１導電型半導体領域及び前記第２導電型半導体領域にそれぞれ接続された第３電極及び第４電極と、
前記第１電極を前記第４電極に接続する第１金属層と、
前記第２電極を前記第３電極に接続する第２金属層と、
を備え、
前記中間半導体領域は、キャリアの注入に応答して光学遷移可能なハンド構造を有する、半導体面発光装置。
【請求項２】
前記分離構造は、前記第２導電型半導体領域及び前記中間半導体領域を貫通してポスト及びテラスを規定する溝を含み、前記溝は、前記第１導電型半導体領域内に位置する底を有し、
前記素子分離溝は、前記溝の底に位置し、
前記溝の底幅は、前記素子分離溝の開口幅より大きく、
前記溝は、前記第１導電型半導体領域を貫通し、
前記第１構造の前記第１電極は、前記溝内において、前記第１構造の前記第１導電型半導体領域に接触を成し、
前記第２構造の前記第３電極は、前記溝内において、前記第２構造の前記第１導電型半導体領域に接触を成す、請求項１に記載された半導体面発光装置。
【請求項３】
前記支持体は、高比抵抗半導体を含み、
前記素子分離溝は、前記高比抵抗半導体内に閉じた底を有する、請求項１又は請求項２に記載された半導体面発光装置。
【請求項４】
前記支持体は、半絶縁性の半導体基板を含み、
前記素子分離溝の前記底は、前記半導体基板内に位置する、請求項３に記載された半導体面発光装置。
【請求項５】
前記支持体及び前記構造物上に設けられた絶縁性の絶縁膜を更に備え、
前記絶縁膜は、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極上にそれぞれ位置する第１開口、第２開口、第３開口及び第４開口を有する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された半導体面発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体面発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、面発光型半導体レーザを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３５２０１５号公報（特許第５０５５７１７号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の面発光型半導体レーザは、絶縁部によって絶縁された発光部及びダミー部を含む。発光部のアノードは、発光部のための上部電極に接続され、ダミー部のアノードは、ダミー部のための上部電極に接続される。発光部及びダミー部のカソードは、下部共通電極に接続される。
【０００５】
発明者の知見によれば、この面発光型半導体レーザは、発光部及びダミー部のカソードが下部共通電極１５０に接続される点で、静電気に対して所望の保護能を有しない。
【０００６】
望まれていることは、静電気の放電に対する良好な保護能を面発光レーザ素子に提供することである。
【０００７】
本発明の一側面は、優れた静電保護能を有する半導体面発光装置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】
【０００８】
本発明の一側面に係る半導体面発光装置は、第１導電型半導体領域、中間半導体領域、及び第２導電型半導体領域を含む第１構造及び第２構造、並びに前記第１構造の前記中間半導体領域及び前記第２導電型半導体領域を含む半導体メサを規定する分離構造を有する半導体積層と、前記半導体積層を搭載する支持体と、前記分離構造及び前記支持体内に設けられた素子分離溝とを含む半導体構造物と、前記第１構造の前記第１導電型半導体領域及び前記第２導電型半導体領域にそれぞれ接続された第１電極及び第２電極と、前記第２構造の前記第１導電型半導体領域及び前記第２導電型半導体領域にそれぞれ接続された第３電極及び第４電極と、前記第１電極を前記第４電極に接続する第１金属層と、前記第２電極を前記第３電極に接続する第２金属層と、を備え、前記中間半導体領域は、キャリアの注入に応答して光学遷移可能なハンド構造を有する。
【０００９】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明の一側面によれば、優れた静電保護能を有する半導体面発光装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る半導体面発光装置を示す平面図である。
【図２】図２は、それぞれ、図１に示されたＩＩａ−ＩＩａ線に沿って取られた断面及びＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿って取られた断面を示す図面である。
【図３】図３は、本実施形態に係る半導体面発光装置を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図４】図４は、本実施形態に係る半導体面発光装置を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図５】図５は、本実施形態に係る半導体面発光装置を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図６】図６は、本実施形態に係る半導体面発光装置を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図７】図７は、本実施形態に係る半導体面発光装置を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図８】図８は、本実施形態に係る半導体面発光装置を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図９】図９は、本実施形態に係る半導体面発光装置を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１０】図１０は、半導体面発光装置の面発光レーザのためのダイオード、及び精度保護素子のためのダイオードの配置を模式的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
いくつかの具体例を説明する。
【００１３】
具体例に係る半導体面発光装置は、（ａ）第１導電型半導体領域、中間半導体領域、及び第２導電型半導体領域を含む第１構造及び第２構造、並びに前記第１構造の前記中間半導体領域及び前記第２導電型半導体領域を含む半導体メサを規定する分離構造を有する半導体積層と、前記半導体積層を搭載する支持体と、前記分離構造及び前記支持体内に設けられた素子分離溝とを含む半導体構造物と、（ｂ）前記第１構造の前記第１導電型半導体領域及び前記第２導電型半導体領域にそれぞれ接続された第１電極及び第２電極と、（ｃ）前記第２構造の前記第１導電型半導体領域及び前記第２導電型半導体領域にそれぞれ接続された第３電極及び第４電極と、（ｄ）前記第１電極を前記第４電極に接続する第１金属層と、前記第２電極を前記第３電極に接続する第２金属層と、を備え、前記中間半導体領域は、キャリアの注入に応答して光学遷移可能なハンド構造を有する。
【００１４】
半導体面発光装置によれば、第１構造及び第２構造の各々が、第１導電型半導体領域、中間半導体領域及び第２導電型半導体領域を含むダイオードを備えることを可能にする。構造物内の素子分離溝は、第１構造の第１導電型半導体領域を第２構造の第１導電型半導体領域から分離して、第１構造から第２構造を絶縁する。第１金属層は、第１構造の第１電極を第２構造の第４電極に接続すると共に、第２金属層は、第１構造の第２電極を第２構造の第３電極に接続する。この接続は、半導体面発光装置に、独立した二つのダイオードを提供できる。半導体面発光装置において、二つのダイオードうちの一方のダイオードのアノード及び他方のダイオードのカソードに接続されると共に他方のダイオードのアノード及び一方のダイオードのカソードに接続される。
【００１５】
具体例に係る半導体面発光装置では、前記分離構造は、前記第２導電型半導体領域及び前記中間半導体領域を貫通してポスト及びテラスを規定する溝を含み、前記溝は、前記第１導電型半導体領域内に位置する底を有し、前記素子分離溝は、前記溝の底に位置し、前記溝の底幅は、前記素子分離溝の開口幅より大きく、前記溝は、前記第１導電型半導体領域を貫通し、前記第１構造の前記第１電極は、前記溝内において、前記第１構造の前記第１導電型半導体領域に接触を成し、前記第２構造の前記第３電極は、前記溝内において、前記第２構造の前記第１導電型半導体領域に接触を成す。
【００１６】
半導体面発光装置によれば、溝は、該溝によって規定される単一のポスト及び一又は複数のテラスを面発光レーザに提供できる。ポストは、面発光レーザを含み、テラスは、静電保護素子を含む。
【００１７】
具体例に係る半導体面発光装置では、前記支持体は、高比抵抗半導体を含み、前記素子分離溝は、前記高比抵抗半導体内に閉じた底を有する。
【００１８】
半導体面発光装置によれば、支持体の高比抵抗半導体が素子分離を確実にする。
【００１９】
具体例に係る半導体面発光装置では、前記支持体は、半絶縁性の半導体基板を含み、前記素子分離溝の前記底は、前記半導体基板内に位置する。
【００２０】
半導体面発光装置によれば、半導体基板の半絶縁性は、第１構造及び第２構造の素子分離に役立つ。
【００２１】
具体例に係る半導体面発光装置は、前記支持体及び前記構造物上に設けられた絶縁性の絶縁膜を更に備え、前記絶縁膜は、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極上にそれぞれ位置する第１開口、第２開口、第３開口及び第４開口を有する。
【００２２】
半導体面発光装置によれば、絶縁膜が第１金属層及び第２金属層を素子部の導電性半導体から絶縁することに役立つ。
【００２３】
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、半導体面発光装置、及び半導体面発光装置を作製する方法に係る実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る半導体面発光装置を示す平面図である。図２の（ａ）部及び（ｂ）部は、それぞれ、図１に示されたＩＩａ−ＩＩａ線に沿って取られた断面及びＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿って取られた断面を示す図面である。図１では、複雑さを避けるために、半導体面発光装置を保護するパッシベーション膜５０を描くことなく、半導体構造物を覆う絶縁膜及び絶縁膜上の電極構造物を描いている。図１におけるいくつかの破線は、半導体構造物１３の段差を表す。
【００２５】
半導体面発光装置１１は、半導体構造物１３、第１電極１５、第２電極１７、第３電極１９、第４電極２１、第１金属層２３、及び第２金属層２５を備える。半導体構造物１３は、半導体積層２７、支持体２９、及び素子分離溝３１を含む。半導体積層２７は、第１構造３３、第２構造３５、及び分離構造３７を有する。第１構造３３及び第２構造３５は、第１導電型半導体領域２７ａ、中間半導体領域２７ｂ、及び第２導電型半導体領域２７ｃを含む。第１構造３３は、半導体メサ４１を有する。第１構造３３の半導体メサ４１は、第１構造３３の中間半導体領域２７ｂ、及び第２導電型半導体領域２７ｃを含み、分離構造３７によって規定される。支持体２９は、半導体積層２７を搭載する。素子分離溝３１は、分離構造３７及び支持体２９内に設けられる。
【００２６】
第１電極１５及び第２電極１７は、それぞれ、第１構造３３の第１導電型半導体領域２７ａ及び第２導電型半導体領域２７ｃにそれぞれ接続される。第３電極１９及び第４電極２１は、それぞれ、第２構造３５の第１導電型半導体領域２７ａ及び第２導電型半導体領域２７ｃに接続される。第１金属層２３は、第１電極１５を第４電極２１に接続すると共に、第２金属層２５は、第２電極１７を第３電極１９に接続する。中間半導体領域２７ｂは、キャリアの注入に応答して光学遷移可能なハンド構造を有しており、第１構造３３の中間半導体領域２７ｂは、キャリアの注入に応答して光を生成する活性層を含む。
【００２７】
半導体面発光装置１１によれば、第１構造３３及び第２構造３５の各々が、第１導電型半導体領域２７ａ、中間半導体領域２７ｂ及び第２導電型半導体領域２７ｃを含むダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を備えることを可能にする。分離構造３７及び支持体２９を含む構造物内の素子分離溝３１は、第１構造３３の第１導電型半導体領域２７ａを第２構造３５の第１導電型半導体領域２７ａから分離して、第１構造３３から第２構造３５を絶縁する。
【００２８】
第１金属層２３は、第１構造３３の第１電極１５を第２構造３５の第４電極２１に接続すると共に、第２金属層２５は、第１構造３３の第２電極１７を第２構造３５の第３電極１９に接続する。これらの接続路は、半導体面発光装置１１に、独立した二つのダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を逆方向に接続できる。具体的には、半導体面発光装置１１において、二つのダイオード（Ｄ１、Ｄ２）うちの一方のダイオード（例えば、Ｄ１）のアノード及び他方のダイオード（Ｄ２）のカソードに接続されると共に他方のダイオード（Ｄ２）のアノード及び一方のダイオード（Ｄ１）のカソードに接続される。半導体面発光装置１１内の逆方向に接続された二つのダイオード（Ｄ１、Ｄ２）は、半導体面発光装置１１に偶発的に加わる静電放電に対して二つのダイオード（Ｄ１、Ｄ２）のうちのいずれか一方が順方向接続になる放電経路を提供できる。
【００２９】
本実施例に係る半導体面発光装置１１では、分離構造３７は、第２導電型半導体領域２７ｃ及び中間半導体領域２７ｂを貫通して、ポスト４５ａ及びテラス４５ｂを規定する第１溝４３を含み、第１溝４３は、第１導電型半導体領域２７ａ内に位置する底４３ａを有する。素子分離溝３１は、第１溝４３の底４３ａに位置する。素子分離溝３１は、第１導電型半導体領域２７ａを貫通する。第１溝４３は、素子分離溝３１の開口幅Ｗ３１より大きい底幅Ｗ４３を有する。
【００３０】
第１構造３３のための第１電極１５は、第１溝４３内において、第１構造３３の第１導電型半導体領域２７ａに接触を成す。第２構造３５のための第３電極１９は、第１溝４３内において、第２構造３５の第１導電型半導体領域２７ａに接触を成す。半導体面発光装置１１によれば、第１溝４３は、第１溝４３によって規定される単一のポスト４５ａ内の半導体メサ４１及び一又は複数のテラス４５ｂを提供できる。ポスト４５ａは、ｐｎ接合を含む面発光レーザを含み、テラス４５ｂは、ｐｎ接合を含む静電保護素子を含む。また、第１構造３３のための第２電極１７は、第１構造３３の半導体メサ４１内の第２導電型半導体領域２７ｃに接触を成す。第２構造３５のための第４電極２１は、第２構造３５の第２導電型半導体領域２７ｃに接触を成す。
【００３１】
本実施例では、分離構造３７は、第１溝４３に加えて、第２溝４４を備えることができる。第２構造３５は、第２溝４４によって規定される半導体メサ４２を含み、半導体メサ４２は、第２構造３５の中間半導体領域２７ｂ、及び第２導電型半導体領域２７ｃを含む。素子分離溝３１が、分離構造３７の第１溝４３ではなく、分離構造３７の第２溝４４に設けられるようにしてよい。また、素子分離溝３１が、分離構造３７の第１溝４３及び第２溝４４の各々に設けられるようにしてもよい。
【００３２】
具体的には、半導体メサ４１を規定する第１溝４３内に設けられた素子分離溝３１を含む半導体面発光装置１１では、第２電極１７を素子分離溝３１の一部分に設けられるようにしてもよく、第２電極１７は、中間半導体領域２７ｂ及び第１導電型半導体領域２７ａを経由する放熱経路を面発光レーザに提供できる。
【００３３】
２つのダイオードを電気的に分離するために、分離構造３７及び素子分離溝３１が用いられる。分離構造３７の第１溝４３及び第２溝４４は、半導体メサ４１の中間半導体領域２７ｂ及び第２導電型半導体領域２７ｃを半導体メサ４２の中間半導体領域２７ｂ及び第２導電型半導体領域２７ｃから隔置する。また、素子分離溝３１は、第１構造３３の第１導電型半導体領域２７ａから第２構造３５の第１導電型半導体領域２７ａを隔置する。
【００３４】
面発光レーザのために半導体メサ４１が設けられる。半導体メサ４１は、面発光レーザの垂直共振器を提供するために有効である。本実施例では、半導体メサ４２が静電保護素子のために設けられ、静電保護素子は、第２構造３５の半導体メサ４２の上面に設けられた第３電極１９と、第２構造３５を規定する分離構造３７の第２溝４４の底面に位置する第１導電型半導体領域２７ａに接触を成す第４電極２１とを備える。しかしながら、静電保護素子は、半導体メサ４２を用いることなく、テラス４５ｂに位置することができる。第３電極１９は、テラス４５ｂの上面に設けられ、第４電極２１は、第１構造３３及び第２構造３５を規定する分離構造３７の第１溝４３の底面に位置する第１導電型半導体領域２７ａに接触を成す。具体的には、分離構造３７において、第４電極２１は、第２構造３５の第１導電型半導体領域２７ａに接触を成し、第２電極１７は、第１構造３３の第１導電型半導体領域２７ａに接触を成す。第２構造３５の第１導電型半導体領域２７ａは、第１構造３３の第１導電型半導体領域２７ａから素子分離溝３１によって隔置される。
【００３５】
支持体２９は、高比抵抗半導体を含む。素子分離溝３１は、第１構造３３の第１導電型半導体領域２７ａを第２構造３５の第１導電型半導体領域２７ａから隔置するために、高比抵抗半導体内に底３１ａを有する。半導体面発光装置１１によれば、支持体２９の高比抵抗半導体が素子分離を確実にする。本実施例では、分離構造３７が、半導体メサ１を形作るように閉じており、素子分離溝３１も、分離構造３７の底部において閉じている。これらの閉じた窪みは、第１構造３３の第１導電型半導体領域２７ａを第２構造３５の第１導電型半導体領域２７ａから離すと共に、第１構造３３の第２導電型半導体領域２７ｃを第２構造３５の第２導電型半導体領域２７ｃから離している。
【００３６】
本実施例では、支持体２９は、半絶縁性の半導体基板４６を含み、素子分離溝３１の底３１ａは、半導体基板４６内に位置する。半導体面発光装置１１によれば、半導体基板の半絶縁性は、第１構造３３及び第２構造３５の素子分離に有効である。必要な場合には、支持体２９は、半絶縁性の半導体基板４６に加えて、半導体基板４６の主面４６ａ上に設けられた半導体層４８を含む。素子分離溝３１は、第１導電型半導体領域２７ａ及び半導体層４８を貫通して、半導体基板４６に到達する。
【００３７】
半導体面発光装置１１は、支持体２９及び半導体構造物１３上に設けられた絶縁膜４７を更に備える。半導体面発光装置１１によれば、絶縁膜４７が第１金属層２３及び第２金属層２５を半導体構造物１３の導電性半導体から絶縁することに役立つ。具体的には、絶縁膜４７は、半導体メサ４１を含むポスト４５ａ、半導体メサ４２を含むテラス４５ｂ、及び分離構造３７上に設けられる。
【００３８】
絶縁膜４７は、第１開口４７ａ、第２開口４７ｂ、第３開口４７ｃ及び第４開口４７ｄを有しており、第１電極１５、第２電極１７、第３電極１９及び第４電極２１は、それぞれ、第１開口４７ａ、第２開口４７ｂ、第３開口４７ｃ及び第４開口４７ｄを介して半導体構造物１３に接触を成す。また。絶縁膜４７は、第１電極１５、第２電極１７、第３電極１９及び第４電極２１、並びに第１金属層２３及び第２金属層２５が半導体構造物１３に対して望まれない接触を成すことを阻止して、複数のダイオードを含む半導体面発光装置１１において所望の電気接続及び電気絶縁を可能にする。
【００３９】
必要な場合には、半導体面発光装置１１は、支持体２９、半導体構造物１３及び電極構造物を覆う保護膜４９を更に備えることができる。保護膜４９は、第１電極１５及び第３電極１９に繋がる第１金属層２３、並びに第２電極１７及び第４電極２１に繋がる第２金属層２５上にそれぞれ位置する第１開口４９ａ及び第２開口４９ｂを有する。
【００４０】
図１を参照すると、本実施例に係る半導体面発光装置１１は、垂直共振型の面発光素子を含む。第１構造３３は、支持体２９の主面２９ａに交差する方向に沿って配列された下部分布ブラッグ反射器Ｄ１ＢＲ、活性層ＡＣＴ、及び上部分布ブラッグ反射器Ｄ２ＢＲを含む。第１構造３３では、下部分布ブラッグ反射器Ｄ１ＢＲ、活性層ＡＣＴ、及び上部分布ブラッグ反射器Ｄ２ＢＲが、第１軸Ａｘ１に沿って設けられている。第２構造３５では、下部分布ブラッグ反射器Ｄ１ＢＲ、活性層ＡＣＴ、及び上部分布ブラッグ反射器Ｄ２ＢＲが、第２軸Ａｘ２に沿って設けられている。
【００４１】
第１導電型半導体領域２７ａは、下部分布ブラッグ反射器Ｄ１ＢＲを構成するように積層された半導体層（５１ａ、５１ｂ）、及び下部コンタクト層５１ｃを含む。
【００４２】
中間半導体領域２７ｂは、活性層における光遷移を可能にするように設けられた量子井戸又は多重量子井戸（井戸層５１ｄ、障壁層５１ｅ）を含む。
【００４３】
第２導電型半導体領域２７ｃは、上部分布ブラッグ反射器Ｄ２ＢＲを構成するように積層された半導体層（５１ｆ、５１ｇ）、及び上部コンタクト層５１ｈを含む。第２導電型半導体領域２７ｃは、積層された半導体層（５１ｆ、５１ｇ）内に、面発光レーザのための酸化物狭窄層５１ｉを有する。
【００４４】
半導体面発光装置１１の例。
半導体基板４６：半絶縁性ＧａＡｓ基板。
高比抵抗の半導体層４８：ｉ型ＧａＡｓ。
下部分布ブラッグ反射器Ｄ１ＢＲ。
半導体層（５１ａ、５１ｂ）：下部のｉ型ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ。
半導体層（５１ａ、５１ｂ）：中部のｎ型ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ。
下部コンタクト層５１ｃ：ｎ型ＡｌＧａＡｓ。
半導体層（５１ａ、５１ｂ）：上部のｎ型ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ。
活性層ＡＣＴ。
下部スペーサー層：アンドープＡｌＧａＡｓ。
多重量子井戸（井戸層５１ｄ／障壁層５１ｅ）：アンドープのＡｌＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ。
上部スペーサー層：アンドープＡｌＧａＡｓ。
上部分布ブラッグ反射器Ｄ２ＢＲ。
半導体層（５１ｆ、５１ｇ）：下部のｐ型ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ。
酸化物狭窄層５１ｉ：アルミニウム酸化物、ｐ型ＡｌＧａＡｓ（高Ａｌ組成）。
半導体層（５１ｆ、５１ｇ）：中部のｐ型ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ。
上部コンタクト層５１ｈ：ｐ型ＡｌＧａＡｓ及びｐ型ＧａＡｓの２層構造。
【００４５】
図３から図９を参照しながら、半導体面発光装置１１を作製する方法における主要な工程を説明する。図３及び図９の（ａ）部は、図１の（ａ）部に示された断面において、半導体面発光装置１１を作製する方法の進捗を示す。図３及び図９の（ｂ）部は、図１の（ｂ）部に示された断面において、半導体面発光装置１１を作製する方法の進捗を示す。図３から図９に示される素子区画における第３軸Ａｘ３は、図２の第１軸Ａｘ１に対応し、図３から図９に示される素子区画における第４軸Ａｘ４は、図２の第２軸Ａｘ２に対応する。理解を容易にするために、可能な場合には、図１及び図２を参照しながら行われた記述における参照符合を用いる。
【００４６】
図３の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０１では、エピタキシャル基板ＥＰ上に分離構造３７を規定する第１マスクＭ１を作製する。本実施例では、マスク作製に先立つ工程において、半導体面発光装置１１のための半導体層を提供する半導体積層物５５を半導体ウエハ５３上に成長して、エピタキシャル基板ＥＰを作製する。半導体ウエハ５３は半絶縁性を有している。この成長は、例えば有機金属気相成長法又は分子線エピタキシー法によって行われる。理解を容易にするために、図３の（ａ）部及び（ｂ）部に示された断面図において、半導体面発光装置１１の記述に用いられた参照符号で半導体積層物５５の構造を示す。
【００４７】
エピタキシャル基板ＥＰを準備した後に、工程Ｓ１０１では、エピタキシャル基板ＥＰ上に分離構造３７を規定する第１マスクＭ１を作製する。具体的には、第１マスクＭ１が、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いて絶縁膜から形成されて、絶縁膜は、例えばシリコン系無機絶縁膜を含む。第１マスクＭ１は、分離構造３７を規定する第１開口Ｍ１ＯＰ１及び第２開口Ｍ１ＯＰ２を有しており、半導体メサ４１、４２、ポスト４５ａ及びテラス４５ｂを形成するエリアを覆う。第１開口Ｍ１ＯＰ１及び第２開口Ｍ１ＯＰ２は、それぞれ、半導体メサ４１及び半導体メサ４２を規定する。
【００４８】
図４の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０２では、第１マスクＭ１を用いてエピタキシャル基板ＥＰをエッチングして、エピタキシャル基板ＥＰに分離構造３７を形成する。エッチングが完了した後に、第１マスクＭ１を除去して、第１基板生産物ＳＰ１を得る。分離構造３７は、第１溝４３及び第２溝４４を含み、第１溝４３は、半導体メサ４１を含むポスト４５ａ及びテラス４５ｂを規定しており、具体的には半導体メサ４１を規定するように閉じた形状を有する。第２溝４４は、半導体メサ４２を規定しており、具体的には半導体メサ４２を規定するように閉じた形状を有する。エッチングは、分離構造３７が下部コンタクト層５１ｃに到達するように行われる。分離構造３７は、第１溝４３及び第２溝４４を含み、第１溝４３及び第２溝４４の各々は、下部コンタクト層５１ｃ内に位置する底を有する。
【００４９】
図５の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０３では、素子分離溝３１を第１基板生産物ＳＰ１に形成する。具体的には、第１基板生産物ＳＰ１上において素子分離溝３１を規定する第２マスクＭ２を作製する。具体的には、第２マスクＭ２が、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いて絶縁膜から形成されて、絶縁膜は、例えばシリコン系無機絶縁膜を含む。第２マスクＭ２は、半導体メサ４１を囲む分離構造３７の底面に素子分離溝３１を規定する開口Ｍ２ＯＰを有しており、半導体メサ４１、４２、ポスト４５ａ及びテラス４５ｂを形成するエリアを覆う。第２マスクＭ２を用いて第１基板生産物ＳＰ１をエッチングして、素子分離溝３１を第１基板生産物ＳＰ１に形成する。エッチングが完了した後に、第２マスクＭ２を除去して、第２基板生産物ＳＰ２を得る。このように作製された第２基板生産物ＳＰ２には、半導体構造物１３が完成される。本実施例では、素子分離溝３１は、半導体メサ４１を囲む分離構造３７の底面において半導体メサ４１を囲むように閉じた形状を有する。
エッチングは、素子分離溝３１が高比抵抗半導体領域に到達するように行われる。本実施例では、素子分離溝３１は、半導体ウエハ５３の半絶縁性領域に到達して、例えば半導体ウエハ５３内に位置する底を有する。
【００５０】
本実施例では、分離構造３７を素子分離溝３１に先だって形成している。しかしながら、素子分離溝３１を分離構造３７に先だって形成するようにしてもよい。
【００５１】
図６の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０４では、酸化狭窄構造５７を第２基板生産物ＳＰ２に形成する。具体的には、第２基板生産物ＳＰ２を酸化雰囲気、例えば高温のスチーム雰囲気に曝して、面発光レーザのためのポスト４５ａ、本実施例では、半導体メサ４１における高Ａｌ組成のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層の中央に半導体領域（５１ｉ）を残すように、半導体メサ４１内の高Ａｌ組成のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層を半導体メサ４１の側面から酸化する。この酸化工程において、半導体メサ４１に酸化狭窄構造５７が形成されると共に、半導体メサ４２及びテラス４５ｂ内の高Ａｌ組成のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層にも同様に酸化物が形成される。酸化狭窄構造５７は、高Ａｌ組成のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体層の酸化によって形成されたＩＩＩ族酸化物領域５７ａと酸化されずに残した高Ａｌ組成のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体の導電性半導体領域５７ｂを含む。
【００５２】
図７の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０５では、第２基板生産物ＳＰ２上にｐ側オーミック電極５９ａａ、５９ａｂ及びｎ側オーミック電極５９ｂａ、５９ｂｂを形成する。具体的には、ｐ側オーミック電極５９ａａ、５９ａｂ及びｎ側オーミック電極５９ｂａ、５９ｂｂは、それぞれのリフトオフ工程によって形成される。
ｐ側オーミック電極５９ａａ、５９ａｂ：ＴｉＰｔＡｕ。
ｎ側オーミック電極５９ｂａ、５９ｂｂ：ＡｕＧｅＮｉ。
ｐ側オーミック電極５９ａａは、半導体メサ４１の上面に設けられ、また光出射のための開口を提供するために閉じた形状を有する。ｐ側オーミック電極５９ａｂは、半導体メサ４２の上面に設けられ、また単連結の形状を有する。ｎ側オーミック電極５９ｂａは、半導体メサ４１を囲む分離構造３７の第１溝４３の底面に設けられ、また半導体メサ４１の側面の下縁に沿って延在する。ｎ側オーミック電極５９ｂｂは、半導体メサ４２を囲む分離構造３７の第２溝４４の底面に設けられ、また半導体メサ４２の側面の下縁に沿って延在する。
【００５３】
図８の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０６では、オーミック電極を形成した後に、半導体ウエハ５３及び半導体構造物１３上に絶縁膜４７を形成する。具体的には、絶縁膜４７の形成は、絶縁膜４７のためのシリコン系無機絶縁膜の成長と、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いたシリコン系無機絶縁膜の加工とを含む。このように作製された絶縁膜４７は、後に工程により作製される金属体を下地の半導体ウエハ５３及び半導体構造物１３から絶縁する。絶縁膜４７は、半導体メサ４１を含むポスト４５ａ、半導体メサ４２を含むテラス４５ｂ、及び分離構造３７上に設けられる。
【００５４】
絶縁膜４７は、第１開口４７ａ、第２開口４７ｂ、第３開口４７ｃ及び第４開口４７ｄといった電気接続のための開口を有する。具体的には、第１開口４７ａは、半導体メサ４１の上面及びｐ側オーミック電極５９ａａ上に位置する。第２開口４７ｂは、半導体メサ４１を囲む第１溝４３の底面及びｎ側オーミック電極５９ｂａ上に位置する。第３開口４７ｃは、半導体メサ４２の上面及びｐ側オーミック電極５９ａｂ上に位置する。第４開口４７ｄは、半導体メサ４２を囲む第２溝４４の底面及びｎ側オーミック電極５９ｂｂ上に位置する。
【００５５】
図９の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０７では、絶縁膜４７を形成した後に、電極構造物を半導体ウエハ５３及び半導体構造物１３上に形成する。具体的には、第１電極１５、第２電極１７、第３電極１９及び第４電極２１、並びに第１金属層２３及び第２金属層２５を規定する第３マスクＭ３を形成すると共に、第３マスクＭ３を用いて金属メッキを形成する。第３マスクＭ３は、第１電極１５、第４電極２１、及び第１金属層２３を規定する単連結の第１開口Ｍ３ＯＰ１と、第２電極１７、第３電極１９及び第２金属層２５を規定する単連結の第２開口Ｍ３ＯＰ２とを有する。第３マスクＭ３の第１開口Ｍ３ＯＰ１及び第２開口Ｍ３ＯＰ２に、メッキ工程において金属層が成長される。金属メッキが形成された後に、第３マスクＭ３を除去する。
【００５６】
既に説明したように、絶縁膜４７は、第１開口４７ａ、第２開口４７ｂ、第３開口４７ｃ及び第４開口４７ｄを有しており、第１電極１５、第２電極１７、第３電極１９及び第４電極２１は、それぞれ、第１開口４７ａ、第２開口４７ｂ、第３開口４７ｃ及び第４開口４７ｄを介して半導体構造物１３に接触を成す。また。絶縁膜４７は、第１電極１５、第２電極１７、第３電極１９及び第４電極２１、並びに第１金属層２３及び第２金属層２５が半導体構造物１３に対して望まれない接触を成すことを阻止して、複数のダイオードを含む半導体面発光装置１１において所望の電気接続及び電気絶縁を可能にする。
【００５７】
これらの工程により、半導体面発光装置１１のための生産物が完成される。
【００５８】
図１０の（ａ）部、（ｂ）部及び（ｃ）部は、半導体面発光装置１１の面発光レーザのためのダイオード、及び静電保護素子のためのダイオードの配置を模式的に示す図面である。図１０の（ａ）部を参照すると、図２に示された半導体面発光装置１１における面発光レーザのためのダイオードの電極（１５、１７）、静電保護素子のためのダイオード（１９、２１）の電極、及び金属層（２３、２５）の配置が模式的に示される。面発光レーザのためのダイオード及び静電保護素子のためのダイオードが、半導体チップの対角に配置されており、別の対角にパッド電極（２３、２５）が配置されている。
【００５９】
電極（１５、１７、１９、２１）及び金属配線層（２３、２５）の配列は、これに限定されない。半導体面発光装置１１は、以下の例示的な配置を有することができる。
【００６０】
図１０の（ｂ）部を参照すると、面発光レーザのためのダイオード及び静電保護素子のためのダイオードが半導体チップの一辺に沿って配列されており、別の辺に沿ってパッド電極（２３、２５）が配列されている。
【００６１】
図１０の（ｂ）部を参照すると、面発光レーザのためのダイオードが半導体チップの中央に置かれると共に、静電保護素子のための複数のダイオードが半導体チップの一辺に沿って配列されている。また、パッド電極（２３、２５）が、別の辺に沿って配列されている。
【００６２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によれば、優れた静電保護能を有する半導体面発光装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６４】
１１…半導体面発光装置、１３…半導体構造物、１５…第１電極、１７…第２電極、１９…第３電極、２１…第４電極、２３…第１金属層、２５…第２金属層、２７…半導体積層、２７ａ…第１導電型半導体領域、２７ｂ…中間半導体領域、２７ｃ…第２導電型半導体領域、２９…支持体、３１…素子分離溝、３３…第１構造、３５…第２構造、３７…分離構造、４１、４２…半導体メサ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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