(57)【要約】【課題】面発光レーザ部およびダイオード部を含み所望の特性を有する光素子の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る光素子の製造方法は，基板の上方に第１ミラーを形成する工程、第１ミラーの上方に活性層を形成する工程、活性層の上方に第２ミラーを形成する工程、第２ミラーの上に半導体層を形成する工程、および、半導体層の上に犠牲層を形成する工程を有する第１多層膜を形成する工程と、第１多層膜に対して反射率検査を行う第１検査工程と、第１多層膜から前記犠牲層を除去して第２多層膜を形成する工程と、第２多層膜に対して反射率検査を行う第２検査工程と、第１ミラー、活性層、および第２ミラーを有する面発光レーザ部、並びに、半導体層を有するダイオード部が形成されるように第２多層膜をパターニングする工程と、を含み，面発光レーザ部が発する光の設計波長をλとした場合に犠牲層の光学的膜厚はλ／４の奇数倍であるように形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上方に第１ミラーを形成する工程、該第１ミラーの上方に活性層を形成する工程、該活性層の上方に第２ミラーを形成する工程、該第２ミラーの上に半導体層を形成する工程、および、前記半導体層の上に犠牲層を形成する工程を有する第１多層膜を形成する工程と、
前記第１多層膜に対して反射率検査を行う第１検査工程と、
前記第１多層膜から前記犠牲層を除去して第２多層膜を形成する工程と、
前記第２多層膜に対して反射率検査を行う第２検査工程と、
前記第１ミラー、前記活性層、および前記第２ミラーを有する面発光レーザ部、並びに、前記半導体層を有するダイオード部が形成されるように、前記第２多層膜をパターニングする工程と、を含み、
前記面発光レーザ部が発する光の設計波長をλとした場合に、前記犠牲層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍であるように形成される、光素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記半導体層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍または偶数倍であるように形成される、光素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記半導体層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍であるように形成され、
前記第１検査工程では、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの反射帯域を測定し、
前記第２検査工程では、前記面発光レーザ部が発する光のファブリペロー波長を測定する、光素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記半導体層の光学的膜厚は、λ／４の偶数倍であるように形成され、
前記第１検査工程では、前記面発光レーザ部が発する光のファブリペロー波長を測定し、
前記第２検査工程では、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの反射帯域を測定する、光素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記犠牲層を除去する工程では、前記半導体層のうちの前記犠牲層と接する層がエッチングストッパ層として機能する、光素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記犠牲層は、ＩｎＧａＰからなるように形成され、
前記半導体層のうちの前記犠牲層と接する層は、ＡｌＧａＡｓまたはＧａＡｓからなるように形成される、光素子の製造方法。
【請求項７】
請求項５において、
前記犠牲層は、ＡｌＧａＡｓからなるように形成され、
前記半導体層のうちの前記犠牲層と接する層は、ＧａＡｓからなるように形成される、光素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記ダイオード部は、光検出部であるように形成され、
前記半導体層は、光吸収層を有するように形成される、光素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記半導体層は、
第１導電型の第１コンタクト層と、
前記第１コンタクト層の上方に形成された第２導電型の第２コンタクト層と、を含む、光素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記第１ミラーおよび前記第２ミラーは、分布ブラッグ反射型ミラーからなるように形成され、
前記分布ブラッグ反射型ミラーにおける各層の光学的膜厚は、λ／４である、光素子の製造方法。
【請求項１１】
基板の上方に第１ミラーを形成する工程、該第１ミラーの上方に活性層を形成する工程、該活性層の上方に第２ミラーを形成する工程、該第２ミラーの上に半導体層を形成する工程、および、前記半導体層の上に犠牲層を形成する工程を有する第１多層膜を形成する工程と、
前記第１多層膜に対して反射率検査を行う第１検査工程と、
前記第１多層膜から前記犠牲層を除去して第２多層膜を形成する工程と、
前記第２多層膜に対して反射率検査を行う第２検査工程と、
前記第１ミラー、前記活性層、および前記第２ミラーを有する面発光レーザ部、並びに、前記半導体層を有するダイオード部が形成されるように、前記第２多層膜をパターニングする工程と、を含み、
前記第１検査工程では、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの反射帯域を測定する第１測定、または、前記面発光レーザ部が発する光のファブリペロー波長を測定する第２測定を行い、
前記第２検査工程では、
前記第１検査工程で前記第１測定を行った場合には、前記第２測定を行い、
前記第１検査工程で前記第２測定を行った場合には、前記第１測定を行う、光素子の製造方法。
【請求項１２】
基板と、
前記基板の上方に形成された第１ミラーと、
前記第１ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第２ミラーと、
前記第２ミラーの上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された犠牲層と、を含み、
前記第１ミラー、前記活性層、および前記第２ミラーは、面発光レーザ部のうちの少なくとも一部を構成するために用いられ、
前記半導体層は、ダイオード部のうちの少なくとも一部を構成するために用いられ、
前記面発光レーザ部が発する光の設計波長をλとした場合に、前記犠牲層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍である、光素子ウェハ。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記半導体層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍または偶数倍である、光素子ウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子の製造方法および光素子ウェハに関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザは、環境温度により光出力が変動するという特性を有する。このため、面発光型半導体レーザを用いた光モジュールにおいては、面発光型半導体レーザから出射されるレーザ光の一部を検出して光出力値をモニタするための光検出機能が備えられている場合がある。例えば、面発光型半導体レーザ上にフォトダイオード等の光検出素子を設けることにより、面発光型半導体レーザから出射されるレーザ光の一部を同一素子内でモニタすることができる（例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１３５５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、面発光レーザ部およびダイオード部を含み、所望の特性を有する光素子の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記光素子の製造方法に用いられる光素子ウェハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る第１の光素子の製造方法は、
基板の上方に第１ミラーを形成する工程、該第１ミラーの上方に活性層を形成する工程、該活性層の上方に第２ミラーを形成する工程、該第２ミラーの上に半導体層を形成する工程、および、前記半導体層の上に犠牲層を形成する工程を有する第１多層膜を形成する工程と、
前記第１多層膜に対して反射率検査を行う第１検査工程と、
前記第１多層膜から前記犠牲層を除去して第２多層膜を形成する工程と、
前記第２多層膜に対して反射率検査を行う第２検査工程と、
前記第１ミラー、前記活性層、および前記第２ミラーを有する面発光レーザ部、並びに、前記半導体層を有するダイオード部が形成されるように、前記第２多層膜をパターニングする工程と、を含み、
前記面発光レーザ部が発する光の設計波長をλとした場合に、前記犠牲層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍であるように形成される。
【０００５】
この光素子の製造方法によれば、前記第１検査工程にて前記第１多層膜の反射プロファイルを得て、前記第２検査工程にて前記第２多層膜の反射プロファイルを得ることにより、前記基板の上方に成膜して得られた多層膜の評価を正確に行うことができる。これにより、不良な多層膜を用いて光素子を製造することを事前に回避することができる。従って、この光素子の製造方法によれば、所望の特性を有する光素子を確実に提供することができる。
【０００６】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
【０００７】
また、本発明において、「設計波長」とは、光素子の設計段階において、面発光レーザ部が発する光のうち、強度が最大となると予想される光の波長をいう。
【０００８】
また、本発明において、「光学的膜厚」とは、層の実際の膜厚に、該層を構成する物質の屈折率を乗じて得られる値をいう。
【０００９】
本発明に係る光素子の製造方法において、
前記半導体層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍または偶数倍であるように形成されることができる。
【００１０】
なお、本発明において、奇数倍である場合とは、奇数倍に完全一致する場合と、ほぼ奇数倍である場合と、を含むものとする。同様に、本発明において、偶数倍である場合とは、偶数倍に完全一致する場合と、ほぼ偶数倍である場合と、を含むものとする。
【００１１】
本発明に係る光素子の製造方法において、
前記半導体層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍であるように形成され、
前記第１検査工程では、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの反射帯域を測定し、
前記第２検査工程では、前記面発光レーザ部が発する光のファブリペロー波長を測定することができる。
【００１２】
なお、本発明において、「面発光レーザ部が発する光のファブリペロー波長」とは、面発光レーザ部が実際に発する光のうち、強度が最大である光の波長をいう。
【００１３】
本発明に係る光素子の製造方法において、
前記半導体層の光学的膜厚は、λ／４の偶数倍であるように形成され、
前記第１検査工程では、前記面発光レーザ部が発する光のファブリペロー波長を測定し、
前記第２検査工程では、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの反射帯域を測定することができる。
【００１４】
本発明に係る光素子の製造方法において、
前記犠牲層を除去する工程では、前記半導体層のうちの前記犠牲層と接する層がエッチングストッパ層として機能することができる。
【００１５】
本発明に係る光素子の製造方法において、
前記犠牲層は、ＩｎＧａＰからなるように形成され、
前記半導体層のうちの前記犠牲層と接する層は、ＡｌＧａＡｓ層またはＧａＡｓからなるように形成されることができる。
【００１６】
本発明に係る光素子の製造方法において、
前記犠牲層は、ＡｌＧａＡｓからなるように形成され、
前記半導体層のうちの前記犠牲層と接する層は、ＧａＡｓからなるように形成されることができる。
【００１７】
本発明に係る光素子の製造方法において、
前記ダイオード部は、光検出部であるように形成され、
前記半導体層は、光吸収層を有するように形成されることができる。
【００１８】
なお、本発明において、「光吸収層」とは、空乏層を含む概念である。
【００１９】
本発明に係る光素子の製造方法において、
前記半導体層は、
第１導電型の第１コンタクト層と、
前記第１コンタクト層の上方に形成された第２導電型の第２コンタクト層と、を含むことができる。
【００２０】
本発明に係る光素子の製造方法において、
前記第１ミラーおよび前記第２ミラーは、分布ブラッグ反射型ミラーからなるように形成され、
前記分布ブラッグ反射型ミラーにおける各層の光学的膜厚は、λ／４であることができる。
【００２１】
本発明に係る第２の光素子の製造方法は、
基板の上方に第１ミラーを形成する工程、該第１ミラーの上方に活性層を形成する工程、該活性層の上方に第２ミラーを形成する工程、該第２ミラーの上に半導体層を形成する工程、および、前記半導体層の上に犠牲層を形成する工程を有する第１多層膜を形成する工程と、
前記第１多層膜に対して反射率検査を行う第１検査工程と、
前記第１多層膜から前記犠牲層を除去して第２多層膜を形成する工程と、
前記第２多層膜に対して反射率検査を行う第２検査工程と、
前記第１ミラー、前記活性層、および前記第２ミラーを有する面発光レーザ部、並びに、前記半導体層を有するダイオード部が形成されるように、前記第２多層膜をパターニングする工程と、を含み、
前記第１検査工程では、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの反射帯域を測定する第１測定、または、前記面発光レーザ部が発する光のファブリペロー波長を測定する第２測定を行い、
前記第２検査工程では、
前記第１検査工程で前記第１測定を行った場合には、前記第２測定を行い、
前記第１検査工程で前記第２測定を行った場合には、前記第１測定を行う。
【００２２】
本発明に係る光素子ウェハは、
基板と、
前記基板の上方に形成された第１ミラーと、
前記第１ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第２ミラーと、
前記第２ミラーの上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された犠牲層と、を含み、
前記第１ミラー、前記活性層、および前記第２ミラーは、面発光レーザ部のうちの少なくとも一部を構成するために用いられ、
前記半導体層は、ダイオード部のうちの少なくとも一部を構成するために用いられ、
前記面発光レーザ部が発する光の設計波長をλとした場合に、前記犠牲層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍である。
【００２３】
本発明に係る光素子ウェハにおいて、
前記半導体層の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍または偶数倍であることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
１．  まず、本実施形態に係る光素子１００について説明する。
【００２６】
図１および図２は、光素子１００を概略的に示す断面図であり、図３は、光素子１００を概略的に示す平面図である。なお、図１は、図３のＩ−Ｉ線断面図であり、図２は、図３のII−II線断面図である。
【００２７】
本実施形態に係る光素子１００は、図１〜図３に示すように、基板１０１と、面発光レーザ部１４０と、ダイオード部１２０と、第１〜第４電極１０７，１０９，１１６，１１０と、第１〜第３絶縁層３０，３２，４０と、を含むことができる。
【００２８】
基板１０１としては、例えば第１導電型（例えばｎ型）ＧａＡｓ基板などを用いることができる。
【００２９】
面発光レーザ部１４０は、基板１０１上に形成されている。面発光レーザ部１４０は、第１導電型（ｎ型）の第１ミラー１０２と、第１ミラー１０２の上に形成された活性層１０３と、活性層１０３の上に形成された第２導電型（例えばｐ型）の第２ミラー１０４と、を含む。具体的には、第１ミラー１０２は、例えば、ｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層とを交互に積層した４０．５ペアの分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ミラーである。活性層１０３は、例えば、ＧａＡｓウェル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層から構成される量子井戸構造を３層重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。第２ミラー１０４は、例えば、ｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層とを交互に積層した２３ペアのＤＢＲミラーと、その上に形成されたｐ型ＧａＡｓ層（第２ミラー１０４の最上層）１４と、を含む。ＤＢＲミラーにおける各層の光学的膜厚は、λ／４である。但し、λは、面発光レーザ部１４０が発する光の設計波長である。なお、第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４を構成する各層の組成および層数は、これらに限定されるわけではない。
【００３０】
第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４は、垂直共振器を構成することができる。ｐ型の第２ミラー１０４、不純物がドーピングされていない活性層１０３、およびｎ型の第１ミラー１０２により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１ミラー１０２の一部、活性層１０３、および第２ミラー１０４は、例えば柱状の半導体堆積体（以下「柱状部」という）１３０を構成することができる。柱状部１３０の平面形状は、例えば円形などである。
【００３１】
また、図１および図２に示すように、例えば、第２ミラー１０４を構成する層のうちの少なくとも１層を電流狭窄層１０５とすることができる。電流狭窄層１０５は、活性層１０３に近い領域に形成されている。電流狭窄層１０５としては、例えば、ＡｌＧａＡｓ層を酸化したものなどを用いることができる。電流狭窄層１０５は、開口部を有する絶縁層であり、リング状に形成されている。
【００３２】
第１ミラー１０２の上面上には、第１電極１０７が形成されている。第１電極１０７は、第１ミラー１０２と電気的に接続されている。第１電極１０７は、図３に示すように、接触部１０７ａと、引き出し部１０７ｂと、パッド部１０７ｃと、を含むことができる。第１電極１０７は、接触部１０７ａにおいて第１ミラー１０２と接触している。第１電極１０７の引き出し部１０７ｂは、接触部１０７ａとパッド部１０７ｃとを接続している。第１電極１０７のパッド部１０７ｃは、電極パッドとして外部の配線等と接続される。第１電極１０７は、例えば、金（Ａｕ）およびゲルマニウム（Ｇｅ）の合金と、金（Ａｕ）とをこの順に積層した膜などからなる。なお、図示の例では、第１電極１０７は、第１ミラー１０２上に設けられているが、例えば、第１電極１０７を基板１０１の裏面１０１ｂに設けても良い。
【００３３】
第２ミラー１０４および第１絶縁層３０の上には、第２電極１０９が形成されている。第２電極１０９は、第２ミラー１０４と電気的に接続されている。第２電極１０９は、図３に示すように、接触部１０９ａと、引き出し部１０９ｂと、パッド部１０９ｃと、を含むことができる。第２電極１０９は、接触部１０９ａにおいて第２ミラー１０４と接触している。第２電極１０９の引き出し部１０９ｂは、接触部１０９ａとパッド部１０９ｃとを接続している。第２電極１０９のパッド部１０９ｃは、電極パッドとして外部の配線等と接続される。第２電極１０９は、例えば、白金（Ｐｔ）と、チタン（Ｔｉ）と、金（Ａｕ）とをこの順に積層した膜などからなる。
【００３４】
第１絶縁層３０は、第１ミラー１０２の上に形成されている。第１絶縁層３０は、柱状部１３０を取り囲むように形成されている。第１絶縁層３０の上には、第２電極１０９の引き出し部１０９ｂおよびパッド部１０９ｃが形成されている。第１絶縁層３０は、第２電極１０９と第１ミラー１０２とを電気的に分離することができる。第１絶縁層３０としては、例えば、ポリイミド樹脂等からなる樹脂層などを用いることができる。
【００３５】
第２絶縁層３２は、第２ミラー１０４および第１絶縁層３０の上に形成されている。第２絶縁層３２は、分離層２０および第１コンタクト層１１１から構成される柱状部の側面の一部に接して形成されている。第２絶縁層３２の上には、第３電極１１６の引き出し部１１６ｂおよびパッド部１１６ｃが形成されている。第２絶縁層３２は、第３電極１１６と第２ミラー１０４とを電気的に分離することができる。第２絶縁層３２としては、例えば、酸化シリコン等からなる無機系の誘電体層などを用いることができる。
【００３６】
ダイオード部１２０は、面発光レーザ部１４０上に形成されている。ダイオード部１２０は、例えば光検出部として機能することができる。ダイオード部１２０は、例えば、面発光レーザ部１４０で生じた光の出力をモニタすることができる。ダイオード部１２０は、半導体層１２２を有する。半導体層１２２は、例えば複数の半導体層からなることができる。半導体層１２２は、例えば、分離層２０と、分離層２０上に形成された第１コンタクト層１１１と、第１コンタクト層１１１上に形成された光吸収層１１２と、光吸収層１１２上に形成された第２コンタクト層１１３と、を含むことができる。
【００３７】
分離層２０は、例えば、真性半導体のＡｌＧａＡｓからなることができる。分離層２０および第１コンタクト層１１１は、例えば柱状の半導体堆積体（柱状部）を構成することができる。この柱状部の平面形状は、例えば円形などである。第１コンタクト層１１１は、例えばｎ型ＧａＡｓからなることができる。光吸収層１１２は、例えば不純物がドーピングされていないＧａＡｓからなることができる。第２コンタクト層１１３は、例えばｐ型ＧａＡｓからなることができる。半導体層１２２を構成する層のうちの少なくとも一層の構成材料のエネルギーギャップは、例えば、面発光レーザ部１４０の第１ミラー１０２および第２ミラー１０４の構成材料のエネルギーギャップよりも狭い。
【００３８】
ｐ型の第２コンタクト層１１３、不純物がドーピングされていない光吸収層１１２、およびｎ型の第１コンタクト層１１１により、ｐｉｎダイオードが構成される。第２コンタクト層１１３および光吸収層１１２は、例えば柱状の半導体堆積体（柱状部）を構成することができる。この柱状部の平面形状は、例えば円形などである。
【００３９】
第１コンタクト層１１１および第２絶縁層３２の上には、第３電極１１６が形成されている。第３電極１１６は、第１コンタクト層１１１と電気的に接続されている。第３電極１１６は、図３に示すように、接触部１１６ａと、引き出し部１１６ｂと、パッド部１１６ｃと、を含むことができる。第３電極１１６は、接触部１１６ａにおいて第１コンタクト層１１１と接触している。第３電極１１６の引き出し部１１６ｂは、接触部１１６ａとパッド部１１６ｃとを接続している。第３電極１１６のパッド部１１６ｃは、電極パッドとして外部の配線等と接続される。第３電極１１６は、例えば第１電極１０７と同じ材料からなることができる。
【００４０】
第２コンタクト層１１３および第３絶縁層４０の上には、第４電極１１０が形成されている。第４電極１１０は、第２コンタクト層１１３と電気的に接続されている。第４電極１１０は、図３に示すように、接触部１１０ａと、引き出し部１１０ｂと、パッド部１１０ｃと、を含むことができる。第４電極１１０は、接触部１１０ａにおいて第２コンタクト層１１３と接触している。接触部１１０ａは、第２コンタクト層１１３上に開口部を有する。この開口部によって、第２コンタクト層１１３の上面上に接触部１１０ａの設けられていない領域が形成される。この領域は、例えばレーザ光の出射面１０８である。第４電極１１０の引き出し部１１０ｂは、接触部１１０ａとパッド部１１０ｃとを接続している。第４電極１１０のパッド部１１０ｃは、電極パッドとして外部の配線等と接続される。第４電極１１０は、例えば第２電極１０９と同じ材料からなることができる。
【００４１】
第３絶縁層４０は、第１コンタクト層１１１および第２絶縁層３２の上に形成されている。第３絶縁層４０は、光吸収層１１２および第２コンタクト層１１３から構成される柱状部を取り囲むように形成されている。第３絶縁層４０の上には、第４電極１１０の引き出し部１１０ｂおよびパッド部１１０ｃが形成されている。第３絶縁層４０は、第４電極１１０と第１コンタクト層１１１とを電気的に分離することができる。第３絶縁層４０としては、例えば、酸化シリコン等からなる無機系の誘電体層などを用いることができる。
【００４２】
２．  次に、本実施形態に係る光素子１００の製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。
【００４３】
図４、図７、図８は、図１〜図３に示す本実施形態の光素子１００の一製造工程を模式的に示す断面図であり、それぞれ図１に示す断面図に対応している。
【００４４】
（１）まず、図４に示すように、基板１０１として、例えばｎ型ＧａＡｓ基板を用意する。次に、基板１０１の上に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、第１多層膜１５０を形成して、光素子ウェハ２００を得ることができる。具体的には以下の通りである。
【００４５】
まず、基板１０１の上に第１ミラー１０２、活性層１０３、第２ミラー１０４を構成する半導体層を順に積層する。第２ミラー１０４を成長させる際に、活性層１０３近傍の少なくとも１層を、後に酸化されて電流狭窄層１０５となる被酸化層とすることができる。被酸化層としては、例えば、Ａｌ組成が０．９５以上のＡｌＧａＡｓ層などを用いることができる。
【００４６】
次に、第２ミラー１０４の直接上に半導体層１２２（即ち、分離層２０、第１コンタクト層１１１、光吸収層１１２、および第２コンタクト層１１３）を形成することができる。半導体層１２２の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍または偶数倍であるように形成される。但し、λは、面発光レーザ部１４０が発する光の設計波長である。
【００４７】
例えば半導体層１２２の光学的膜厚をλ／４の奇数倍とする場合には、例えば、分離層２０の光学的膜厚をλ／４の偶数倍として、第１コンタクト層１１１、光吸収層１１２、および第２コンタクト層１１３の全体（以下「ｐｉｎ部」ともいう）の光学的膜厚をλ／４の奇数倍とすることができる。あるいは、例えば、分離層２０の光学的膜厚をλ／４の奇数倍として、ｐｉｎ部の光学的膜厚をλ／４の偶数倍とすることができる。
【００４８】
また、例えば半導体層１２２の光学的膜厚をλ／４の偶数倍とする場合には、例えば、分離層２０の光学的膜厚をλ／４の奇数倍として、ｐｉｎ部の光学的膜厚をλ／４の奇数倍とすることができる。あるいは、例えば、分離層２０の光学的膜厚をλ／４の偶数倍として、ｐｉｎ部の光学的膜厚をλ／４の偶数倍とすることができる。
【００４９】
次に、半導体層１２２の直接上に犠牲層６０を形成することができる。犠牲層６０の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍であるように形成される。これにより、例えば半導体層１２２の光学的膜厚がλ／４の奇数倍である場合には、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚はλ／４の偶数倍となる。また、例えば半導体層１２２の光学的膜厚がλ／４の偶数倍である場合には、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚はλ／４の奇数倍となる。
【００５０】
以上の工程により、第１多層膜１５０を形成することができ、光素子ウェハ２００を得ることができる。
【００５１】
（２）次に、第１多層膜１５０に対して反射率検査を行う（第１検査工程）。反射率検査は、例えば、図４に示すように、白色光を発する光源１０から回折格子（図示せず）を介して光１１を第１多層膜１５０の表面側に照射し、反射された光１３を、ミラー（図示せず）を介してＣＣＤ等の受光素子１２に入射させることにより行われる。
【００５２】
第１検査工程では、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚がλ／４の偶数倍である場合には、例えば図５に示すような反射プロファイルＤを得ることができる。なお、図５および後述する図６には、基板１０１上に形成された第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４から構成される多層膜（即ち、半導体層１２２を有しない多層膜）の反射プロファイルＶを一点鎖線で示してある。本実施形態では、例えば反射プロファイルＶが示すように、反射強度が最大値の半分となるときの波長λ１とλ２の間の領域Ｗを、第１ミラー１０２および第２ミラー１０４を構成するＤＢＲミラーの反射帯域とすることができる。また、半導体層１２２を有しない多層膜の反射プロファイルＶでは、図５に示すように、窪み（ｄｉｐ）が観測される。この窪みの最下点における波長は、面発光レーザ部１４０が発する光のファブリペロー波長λｆである。
【００５３】
半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚がλ／４の偶数倍である場合の第１多層膜１５０の反射プロファイルＤでは、図５に示すように、上述した窪み付近にて半導体層１２２に起因する光吸収が起こるため、ファブリペロー波長λｆの測定が困難となる。しかしながら、上述した第１ミラー１０２および第２ミラー１０４の反射帯域Ｗは、正確に観測されることができる。
【００５４】
また、第１検査工程では、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚がλ／４の奇数倍である場合には、例えば図６に示すような反射プロファイルＤを得ることができる。この場合の第１多層膜１５０の反射プロファイルＤでは、図６に示すように、ＤＢＲミラーの反射帯域Ｗの両端付近にて半導体層１２２に起因する光吸収が起こるため、ＤＢＲミラーの反射帯域Ｗの測定が困難となる。しかしながら、上述した窪みが示すファブリペロー波長λｆは、正確に測定されることができる。
【００５５】
（３）次に、図７に示すように、第１多層膜１５０から犠牲層６０を除去して第２多層膜１５２を形成する。犠牲層６０の除去は、例えばウェットエッチング法などにより行われる。犠牲層６０を除去する際には、半導体層１２２のうちの犠牲層６０と接する層（図示の例では第２コンタクト層１１３）をエッチングストッパ層として機能させることができる。本工程で用いるエッチャントとしては、エッチングストッパ層（第２コンタクト層１１３）が犠牲層６０に比べ、エッチングされ難いものを選択することができる。即ち、第２コンタクト層１１３のエッチング速度が、犠牲層６０のエッチング速度よりも遅くなるものを選択することができる。これにより、犠牲層６０をエッチングする際に、第２コンタクト層１１３の上面が露出した時点でエッチングを止めることが容易になる。本実施形態では、例えば、犠牲層６０がＩｎＧａＰからなり、第２コンタクト層１１３がＡｌＧａＡｓまたはＧａＡｓからなることができる。この場合、エッチャントとして、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）と水（Ｈ２Ｏ）の混合溶液を用いることにより、第２コンタクト層１１３のエッチング速度を遅くすることができる。また、本実施形態では、例えば、犠牲層６０がＡｌＧａＡｓからなり、第２コンタクト層１１３がＧａＡｓからなることができる。この場合、エッチャントとして、希フッ酸（ＨＦ＋Ｈ２Ｏ）やバッファードフッ酸（ＮＨ４Ｆ＋Ｈ２Ｏ）などを用いることにより、第２コンタクト層１１３のエッチング速度を遅くすることができる。
【００５６】
なお、例えば、犠牲層６０と第２コンタクト層１１３は、同じ材料からなることもできる。この場合には、犠牲層６０をエッチングする際に、例えばエッチング時間などを制御することにより、第２コンタクト層１１３の上面が露出した時点でエッチングを止めることができる。
【００５７】
（４）次に、第２多層膜１５２に対して反射率検査を行う（第２検査工程）。反射率検査は、図７に示すように、上述した第１検査工程と同様にして行われることができる。
【００５８】
例えば、第１検査工程において、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚がλ／４の偶数倍であった場合には、第２検査工程では、半導体層１２２の光学的膜厚がλ／４の奇数倍であるため、例えば図６に示すような反射プロファイルＤを得ることができる。第１検査工程の説明と同様に、この場合の第２多層膜１５２の反射プロファイルＤでは、図６に示すように、窪み（ｄｉｐ）が示すファブリペロー波長λｆを正確に測定することができる。従ってこの場合には、上述したように、第１検査工程では、第１ミラー１０２および第２ミラー１０４の反射帯域Ｗを正確に観測（第１測定）することができ、第２検査工程では、ファブリペロー波長λｆを正確に測定（第２測定）することができる。
【００５９】
また、例えば、第１検査工程において、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚がλ／４の奇数倍であった場合には、第２検査工程では、半導体層１２２の光学的膜厚がλ／４の偶数倍であるため、例えば図５に示すような反射プロファイルＤを得ることができる。第１検査工程の説明と同様に、この場合の第２多層膜１５２の反射プロファイルＤでは、図５に示すように、第１ミラー１０２および第２ミラー１０４の反射帯域Ｗを正確に観測することができる。従ってこの場合には、上述したように、第１検査工程では、ファブリペロー波長λｆを正確に測定（第２測定）することができ、第２検査工程では、第１ミラー１０２および第２ミラー１０４の反射帯域Ｗを正確に観測（第１測定）することができる。
【００６０】
（５）次に、第２多層膜１５２をパターニングし、図８に示すように、所望の形状の第１ミラー１０２、活性層１０３、第２ミラー１０４、および半導体層１２２（分離層２０、第１コンタクト層１１１、光吸収層１１２、および第２コンタクト層１１３）を形成する。これにより、各柱状部が形成される。第２多層膜１５２のパターニングは、例えばリソグラフィ技術およびエッチング技術等を用いて行われることができる。
【００６１】
次に、例えば４００℃程度の水蒸気雰囲気中に、上記工程によって各柱状部が形成された基板１０１を投入することにより、前述の被酸化層を側面から酸化して、電流狭窄層１０５を形成する。
【００６２】
（６）次に、図１〜図３に示すように、第１ミラー１０２上に第１絶縁層３０を形成する。まず、例えばスピンコート法等を用いて全面にポリイミド樹脂等からなる絶縁層を形成する。次に、例えばエッチバック法等を用いて柱状部１３０の上面を露出させる。次に、例えばリソグラフィ技術およびエッチング技術等を用いて絶縁層をパターニングする。このようにして所望の形状の第１絶縁層３０を形成することができる。
【００６３】
次に、図１〜図３に示すように、第２ミラー１０４および第１絶縁層３０上に第２絶縁層３２を形成する。まず、例えばプラズマＣＶＤ法等を用いて全面に酸化シリコン等からなる絶縁層を形成する。次に、例えばリソグラフィ技術およびエッチング技術等を用いて絶縁層をパターニングする。このようにして所望の形状の第２絶縁層３２を形成することができる。
【００６４】
次に、図１〜図３に示すように、第１コンタクト層１１１および第２絶縁層３２上に第３絶縁層４０を形成する。第３絶縁層４０の形成方法は、例えば、上述した第２絶縁層３２の形成方法と同様である。
【００６５】
次に、第１〜第４電極１０７，１０９，１１６，１１０を形成する。これらの電極は、例えば、真空蒸着法およびリフトオフ法の組み合わせ等により、所望の形状に形成されることができる。なお、各電極を形成する順番は、特に限定されない。
【００６６】
（７）以上の工程により、図１〜図３に示すように、本実施形態の光素子１００が形成される。
【００６７】
３．  本実施形態によれば、上述したように、第１検査工程にて第１多層膜１５０の反射プロファイルを得て、第２検査工程にて第２多層膜１５２の反射プロファイルを得ることにより、基板１０１上に成膜して得られた多層膜の評価を正確に行うことができる。これにより、不良な多層膜を用いて光素子を製造することを事前に回避することができる。従って、本実施形態に係る光素子１００の製造方法によれば、所望の特性を有する光素子１００を確実に提供することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、分離層２０の光学的膜厚がλ／４の奇数倍である場合には、第１コンタクト層１１１、光吸収層１１２、および第２コンタクト層１１３の全体（ｐｉｎ部）の光学的膜厚は、λ／４の奇数倍であることが好ましい。図９は、ｐｉｎ部の光学的膜厚と光素子１００の出力の関係を示す図である。図９において、横軸は電流、縦軸は出力を示している。また、図９には、ｐｉｎ部の光学的膜厚が、λ／４の１３倍（奇数倍）、１３．５倍（奇数倍と偶数倍の間）、１４倍（偶数倍）である場合について、それぞれ示してある。
【００６９】
図９に示すように、ｐｉｎ部の光学的膜厚をλ／４の奇数倍にすることで、他の光学的膜厚の場合と比べて、光素子１００の閾値を低減させることができる。
【００７０】
一方、本実施形態によれば、上述したように、ｐｉｎ部の光学的膜厚をλ／４の奇数倍にしても、基板１０１上に成膜して得られた多層膜の評価を正確に行うことができる。
【００７１】
以上のことから、本実施形態に係る光素子１００の製造方法によれば、閾値の低減が図られた光素子１００であって、所望の特性を有する光素子１００を確実に提供することができる。
【００７２】
４．  次に、本実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施例（以下「光素子１００の例」という）と異なる点を説明し、その他の点については説明を省略する。また、光素子１００の例と同様の機能を有する部材については、同一の符合を付してある。
【００７３】
（１）まず、第１の変形例について説明する。図１０は、本変形例に係る光素子３００を概略的に示す断面図である。
【００７４】
本変形例に係る光素子３００では、ダイオード部２２０は、第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４と共通の層から構成される支持部１６３の上に形成されている。なお、支持部１６３の上面は、第２ミラー１０４の上面と同じ高さであるため、ダイオード部２２０は、第２ミラー１０４の上に形成されているということもできる。
【００７５】
ダイオード部２２０は、ｐｎ接合ダイオードやショットキー障壁ダイオードなどの整流作用を有するダイオードからなることができる。ダイオード部２２０は、第１接続電極１４１および第２接続電極１４２によって、面発光レーザ部１４０と電気的に並列接続されることができる。ダイオード部２２０は、面発光レーザ部１４０とは逆方向の整流作用を有することができる。
【００７６】
ダイオード部２２０は、図１０に示すように、例えば、支持部１６３上に形成された第１コンタクト層２１１と、第１コンタクト層２１１の上に形成された容量低減層２１２と、容量低減層２１２の上に形成された第２コンタクト層２１３と、を含むことができる。第１コンタクト層２１１は、例えばｐ型ＧａＡｓからなり、容量低減層２１２は、例えば真性半導体のＧａＡｓからなり、第２コンタクト層２１３は、例えばｎ型ＧａＡｓからなることができる。本変形例において、光素子１００の例の半導体層１２２に対応する層は、第１コンタクト層２１１、容量低減層２１２、および第２コンタクト層２１３の全体である。なお、面発光レーザ部１４０上に形成され、第１コンタクト層２１１と共通の層であるコンタクト層３１１は、面発光レーザ部１４０の第２ミラー１０４と第２電極１０９とを電気的に接続することができる。
【００７７】
本変形例においても、光素子１００の例と同様に、第１検査工程および第２検査工程にて反射プロファイルを得ることにより、基板１０１上に成膜して得られた多層膜の評価を正確に行うことができる。
【００７８】
（２）次に、第２の変形例について説明する。
【００７９】
本変形例では、例えば、エピタキシャルリフトオフ（ＥＬＯ）法などを用いて、光素子１００の例における基板１０１を切り離すことができる。即ち、本変形例に係る光素子１００は、基板１０１を有しないことができる。
【００８０】
（３）次に、第３の変形例について説明する。図１１は、本変形例に係る半導体層１２２の光学的膜厚と、犠牲層６０の光学的膜厚と、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚との関係を模式的に示す図である。
【００８１】
光素子１００の例では、半導体層１２２の光学的膜厚がλ／４の奇数倍または偶数倍である場合について説明した。これに対し、本変形例では、半導体層１２２の光学的膜厚が、例えば、図１１に示すように、λ／４の奇数倍、例えば、（λ／４）×（２ｍ−１）（ｍは自然数）より大きく、λ／４の奇数倍とλ／４の偶数倍との中間値Ｘ、例えば、（λ／４）×｛２ｍ−（１／２）｝より小さい。犠牲層６０の光学的膜厚は、光素子１００の例と同様に、λ／４の奇数倍である。従って、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚は、λ／４の偶数倍、例えば、（λ／４）×２ｍより大きく、λ／４の偶数倍とλ／４の奇数倍との中間値Ｙ、例えば、（λ／４）×｛２ｍ＋（１／２）｝より小さくなる。
【００８２】
本変形例においても、光素子１００の例と同様に、第１検査工程と第２検査工程において、異なる反射プロファイルを得ることができる。従って、上述した例の場合には、第１検査工程では、第１ミラー１０２および第２ミラー１０４の反射帯域Ｗを正確に観測することができ、第２検査工程では、ファブリペロー波長λｆを正確に測定することができる。
【００８３】
なお、本変形例では、半導体層１２２の光学的膜厚、および、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚の関係は、上述した例に限定されるわけではない。下記表１には、光素子１００の例ａおよび本変形例ｂにおける半導体層１２２の光学的膜厚、および、半導体層１２２と犠牲層６０の全体の光学的膜厚の組み合わせを簡略化して示してある。また、表１には、第１検査工程および第２検査工程で測定する項目（反射帯域Ｗとファブリペロー波長λｆ）を示してある。
【００８４】
【表１】
2008042164.tif 000003
【００８５】
（４）なお、上述した変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【００８６】
５．  上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施形態に係る光素子を概略的に示す断面図。
【図２】本実施形態に係る光素子を概略的に示す断面図。
【図３】本実施形態に係る光素子を概略的に示す平面図。
【図４】本実施形態に係る光素子の一製造工程を概略的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る多層膜の反射プロファイルを概略的に示す図。
【図６】本実施形態に係る多層膜の反射プロファイルを概略的に示す図。
【図７】本実施形態に係る光素子の一製造工程を概略的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る光素子の一製造工程を概略的に示す断面図。
【図９】ｐｉｎ部の光学的膜厚と光素子の出力の関係を示す図。
【図１０】本実施形態に係る光素子の第１変形例を概略的に示す断面図。
【図１１】本実施形態に係る光素子の第３変形例を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００８８】
１０  光源、１２  受光素子、１４  第２ミラーの最上層、２０  分離層、３０  第１絶縁層、３２  第２絶縁層、４０  第３絶縁層、６０  犠牲層、１００  光素子、１０１  基板、１０２  第１ミラー、１０３  活性層、１０４  第２ミラー、１０５  電流狭窄層、１０７  第１電極、１０８  出射面、１０９  第２電極、１１０  第４電極、１１１  第１コンタクト層、１１２  光吸収層、１１３  第２コンタクト層、１１６  第３電極、１２０  ダイオード部、１２２  半導体層、１３０  柱状部、１４０  面発光レーザ部、１４１  第１接続電極、１４２  第２接続電極、１５０  第１多層膜、１５２  第２多層膜、１６３  支持部、２００  光素子ウェハ、２１１  第１コンタクト層、２１２  容量低減層、２１３  第２コンタクト層、２２０  ダイオード部、３００  光素子，３１１  コンタクト層
【図１】
2008042164.tif 000004
【図２】
2008042164.tif 000005
【図４】
2008042164.tif 000006
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008042164.tif 000010
【図１１】
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【図３】
2008042164.tif 000012
【図５】
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【図６】
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