(57)【要約】【課題】  歩留まりが良好な電極形成方法を提供する。【解決手段】  本発明の電極形成方法は、（ａ）基体１０上に所定のパターンの防着部材１２を形成し、（ｂ）基体１０および防着部材１２上に導電層２０ａを形成し、（ｃ）防着部材１２が基体１０上に設置された状態で、防着部材１２上の導電層２０ａを除去することにより、所定のパターンの電極を形成すること、を含む。防着部材１２と導電層２０ａとの密着性は、基体１０と導電層２０ａとの密着性よりも小さい。【選択図】        図１
2005093673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基体上に所定のパターンの防着部材を形成し、
（ｂ）前記基体および前記防着部材上に導電層を形成し、
（ｃ）前記防着部材が前記基体上に設置された状態で、前記防着部材上の前記導電層を除去することにより、所定のパターンの電極を形成すること、を含み、
前記防着部材と前記導電層との密着性が、前記基体と前記導電層との密着性よりも小さい、電極形成方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記（ｃ）より後に、さらに（ｄ）前記防着部材を除去すること、を含む、電極形成方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記（ｄ）において、前記基体のエッチングレートよりも前記防着部材のエッチングレートが大きいエッチャントを用いて前記防着部材を除去する、電極形成方法。
【請求項４】
（ａ）基体上に所定のパターンの防着部材を形成し、
（ｂ）前記基体および前記防着部材上に導電層を形成し、
（ｃ）前記防着部材の少なくとも表面を変質させて、前記導電層との密着性を低下させ、
（ｄ）少なくとも表面を変質させた前記防着部材が前記基体上に設置された状態で、該防着部材上の前記導電層を除去することにより、所定のパターンの電極を形成すること、を含む、電極形成方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記（ｄ）より後に、さらに（ｅ）前記防着部材を除去すること、を含む、電極形成方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記（ｅ）において、前記基体のエッチングレートよりも前記防着部材のエッチングレートが大きいエッチャントを用いて前記防着部材を除去する、電極形成方法。
【請求項７】
請求項４において、
前記（ｃ）において、前記防着部材の表面にプラズマ処理を施すことにより、前記防着部材の少なくとも表面を変質させる、電極形成方法。
【請求項８】
請求項４ないし６のいずれかにおいて、
前記（ｃ）において、前記防着部材を液体に浸漬することにより、前記防着部材を変質させる、電極形成方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記（ｃ）において、前記防着部材の変質は、前記防着部材が液体で膨潤することにより生じる、電極形成方法。
【請求項１０】
請求項８または９において、
前記防着部材がフォトレジストからなる、電極形成方法。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記防着部材が絶縁物からなる、電極形成方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記絶縁物がシリコン酸化物およびシリコン窒化物から選択される少なくとも１つからなる、電極形成方法。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記絶縁物が樹脂からなる、電極形成方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記樹脂がポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、およびエポキシ系樹脂から選択される少なくとも１つからなる、電極形成方法。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかにおいて、
前記電極は、光素子の電極である、電極形成方法。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかにおいて、
前記光素子は、面発光型半導体レーザ、フォトダイオード、および半導体発光ダイオードのいずれかである、電極形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電極形成方法に関し、詳しくは半導体集積回路装置や光素子などの電子デバイスに使用される電極の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフトオフ法は、例えば半導体集積回路装置や光素子などの電子デバイスに使用される電極を形成するために用いられている。例えば、化合物半導体を用いた光素子の電極形成工程においては、このリフトオフ法が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。このリフトオフ法では、ドライエッチング法と比較して、微細な金属膜のパターンを簡便な方法にて形成できるという特徴を有する。
【０００３】
一般的なリフトオフ法を図１９（ａ）〜図１９（ｆ）に示す。まず、被加工基板（基体）１０上に所定のパターンのフォトレジスト９１２を形成し（図１９（ａ）参照）、次いで蒸着等により電極材料を基体１０およびフォトレジスト９１２上に堆積させて導電層２０ａを形成した後（図１９（ｂ）参照）、このフォトレジスト９１２を剥離液やアセトンなどの液体２５中で溶解させる（図１９（ｃ）参照）。これにより、フォトレジスト９１２が基体１０上から除去される（図１９（ｄ）または図１９（ｅ）参照）。この際、フォトレジスト９１２上に形成されていた導電層２０ｘが基体１０上に付着することがある。そこで、図１９（ｄ）または図１９（ｅ）に示すように、フォトレジスト９１２上に形成されていた導電層２０ｘを除去することにより、所定のパターンの導電層２０が得られる（図１９（ｆ）参照）。導電層２０は、図１９（ｆ）に示すように、フォトレジスト９１２が設けられていた部分に開口部２２を有する。
【０００４】
導電層２０ｘの除去方法としては、例えば、液体または気体１３を導電層２０ｘに対して高圧噴射して導電層２０ｘを吹き飛ばす方法（図１９（ｄ）参照）や、導電層２０ｘ上に粘着テープ１４を接着させた後この粘着テープ１４を引き剥がすことにより、導電層２０ｘを基体１０から剥離する方法（図１９（ｅ）参照）がある。
【０００５】
しかしながら、上記のリフトオフ法においては、フォトレジスト９１２を除去した後（図１９（ｃ）参照）、導電層２０ｘが基体１０に密着することがあり、この場合、導電層２０ｘを基体１０上から除去するのが困難になり、歩留まりが低下することがあった。
【０００６】
また、リフトオフ法を用いて形成された開口部２２の底面２２ａが何らかの機能を有する場合がある。例えば基体１０が光素子の場合、開口部２２の底面２２ａが光の入射面または出射面になることがある。この場合、開口部２２の底面２２ａが変質したり、開口部２２の側面に導電層２０ｘが除去しきれなかった部分（残留物２０ｙ）が付着したりすると（図１９（ｆ）参照）、光素子の特性が劣化することがある。
【特許文献１】特開２０００−５８４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、歩留まりが良好な電極形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の電極形成方法は、
（ａ）基体上に所定のパターンの防着部材を形成し、
（ｂ）前記基体および前記防着部材上に導電層を形成し、
（ｃ）前記防着部材が前記基体上に設置された状態で、前記防着部材上の前記導電層を除去することにより、所定のパターンの電極を形成すること、を含み、前記防着部材と前記導電層との密着性が、前記基体と前記導電層との密着性よりも小さい。
【０００９】
なお、本発明において「基体」とは、所定のパターンの導電層が形成される面を有する物をいう。すなわち、「基体」は、所定のパターンの導電層を形成できる面を有するのであれば特に限定されず、例えばシリコン基板や化合物半導体基板等のいわゆる半導体基板のみならず、ガラス基板やエポキシ基板、ガラスエポキシ基板等の実装用基板、あるいは面発光型半導体レーザやフォトダイオード、ＥＬ装置等の光素子であってもよい。また、上記半導体基板にはトランジスタやダイオード等の半導体素子が設けられていてもよく、光素子には出射面または入射面が設けられていてもよい。
【００１０】
また、本発明において「密着性」とは、２つの部材がある面で接合している場合に、外部から加わる力に対する前記２つの部材の接合強度を示す性質をいう。密着性が大きいほど前記２つの部材が剥れにくく、密着性が小さいほど前記２つの部材が剥れやすい。
【００１１】
さらに、本発明において「防着部材」とは、前記基体上に前記導電層が直接形成されない領域を設けるための部材をいう。
【００１２】
本発明の電極形成方法によれば、前記防着部材と前記導電層との密着性が、前記基体と前記導電層との密着性よりも小さいため、前記防着部材上の前記導電層のみを選択的かつ容易に除去することができる。これにより、前記基体の表面にダメージを与えることなく、前記防着部材上の前記導電層を除去することができる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
【００１３】
ここで、上記電極形成方法において、前記（ｃ）より後に、さらに（ｄ）前記防着部材を除去すること、を含むことができる。この場合、前記（ｄ）において、前記基体のエッチングレートよりも前記防着部材のエッチングレートが大きいエッチャントを用いて前記防着部材を除去することができる。
【００１４】
（２）本発明の電極形成方法は、
（ａ）基体上に所定のパターンの防着部材を形成し、
（ｂ）前記基体および前記防着部材上に導電層を形成し、
（ｃ）前記防着部材の少なくとも表面を変質させて、前記導電層との密着性を低下させ、
（ｄ）少なくとも表面を変質させた前記防着部材が前記基体上に設置された状態で、該防着部材上の前記導電層を除去することにより、所定のパターンの電極を形成すること、を含む。
【００１５】
本発明の電極形成方法によれば、少なくとも表面を変質させた前記防着部材が前記基体上に設置された状態で、該防着部材上の前記導電層を除去することにより、前記防着部材上の前記導電層のみを選択的かつ容易に除去することができる。これにより、前記基体の表面にダメージを与えることなく、前記防着部材上の前記導電層を除去することができる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
【００１６】
なお、前記電極形成方法において、前記（ｂ）より後に前記（ｃ）を行なってもよいし、あるいは、前記（ｃ）より後に前記（ｂ）を行なってもよい。
【００１７】
ここで、上記電極形成方法において、前記（ｃ）において、前記防着部材の表面にプラズマ処理を施すことにより、前記防着部材の少なくとも表面を変質させることができる。
【００１８】
また、ここで、上記電極形成方法において、前記（ｃ）において、前記防着部材を液体に浸漬することにより、前記防着部材を変質させることができる。この場合、前記（ｃ）において、前記防着部材の変質は、前記防着部材が液体で膨潤することにより生じることができる。また、この場合、上記電極形成方法において、前記防着部材がフォトレジストからなることができる。
【００１９】
また、ここで、上記電極形成方法において、前記（ｄ）より後に、さらに（ｅ）前記防着部材を除去すること、を含むことができる。この場合、前記（ｅ）において、前記基体のエッチングレートよりも前記防着部材のエッチングレートが大きいエッチャントを用いて前記防着部材を除去することができる。
【００２０】
また、上記（１）および（２）の電極形成方法において、前記防着部材が絶縁物からなることができる。この場合、前記絶縁物がシリコン酸化物およびシリコン窒化物から選択される少なくとも１つからなることができる。
【００２１】
また、上記（１）および（２）の上記電極形成方法において、前記絶縁物が樹脂からなることができる。この場合、前記樹脂がポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、およびエポキシ系樹脂から選択される少なくとも１つからなることができる。
【００２２】
また、上記（１）および（２）の上記電極形成方法において、前記電極は、光素子の電極であってもよい。この場合、前記光素子は、面発光型半導体レーザ、フォトダイオード、および半導体発光ダイオードのいずれかであることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
１．電極形成方法
図１（ａ）〜図１（ｆ）はそれぞれ、本発明を適用した一実施の形態の電極形成方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【００２５】
本実施の形態の電極形成方法は、半導体集積回路装置や光素子などの電子デバイスに使用される電極や金属配線層を形成するために適用できる。
【００２６】
まず、基体１０上に防着部材１２を設ける（図１（ａ）参照）。この防着部材１２は、開口部２２（図１（ｆ）参照）の形成領域に設けられる。すなわち、この防着部材１２は、基体１０上において電極２０（図１（ｆ）参照）が設けられていない領域に形成される。より具体的には、後述する工程（図１（ｆ）参照）において防着部材１２が基体１０上から除去されることにより、開口部２２を有する所定のパターンの電極２０が得られる。
【００２７】
防着部材１２は、後述する導電層２０ａとの密着性が、基体１０との密着性よりも低い部材からなる。すなわち、基体１０から導電層２０ａを剥離する際に必要な力よりも弱い力で、防着部材１２から導電層２０ａを剥離することができる。
【００２８】
防着部材１２は例えば絶縁物からなることができる。この場合、前記絶縁物はシリコン酸化物およびシリコン窒化物から選択される少なくとも１つからなることができる。また、防着部材１２は樹脂からなることができる。この場合、前記樹脂がポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、およびエポキシ系樹脂から選択される少なくとも１つからなることができる。
【００２９】
次いで、基体１０および防着部材１２上に導電層２０ａを形成する（図１（ｂ）参照）。導電層２０ａの材質は特に限定されないが、例えば金、銀、白金、銅、アルミニウム、ゲルマニウム、亜鉛、コバルト、ニッケル、パラジウム、チタン、モリブデンおよびこれらの合金、あるいは導電性樹脂を例示することができる。前記導電性樹脂としては、粒子（例えば前述した金属または合金の粒子）を分散させた樹脂や、導電性高分子を含む樹脂を例示することができる。また、導電層２０ａの形成方法は特に限定されないが、材質に応じて適宜選択することができる。例えば、蒸着、スパッタリング、またはＣＶＤ法等の方法によって導電層２０ａを成膜することができる。
【００３０】
次いで、防着部材１２が基体１０上に設置された状態で、防着部材１２上の導電層２０ａ（導電層２０ｘ）を除去する（図１（ｃ）〜図１（ｅ）参照）。これにより、所定のパターンの電極２０が得られる（図１（ｅ）参照）。導電層２０ｘを除去する方法としては、例えば、図１（ｃ）および図１（ｄ）に示された方法の両方またはいずれか一方を用いることができる。図１（ｃ）には、液体または気体１３を導電層２０ｘに対して高圧噴射して、導電層２０ｘを防着部材１２の上面１２ａから除去する方法が示されている。液体または気体１３の噴射の圧力は、導電層２０ｘの材質や膜厚、ならびに導電層２０ｘと防着部材１２との密着性の強さに応じて適宜調整することができる。
【００３１】
液体または気体１３としては、導電層２０ｘに対して液体または気体１３を高圧噴射した場合に、防着部材１２、導電層２０および基体１０に生じるダメージが少ないものを用いるのが好ましい。なお、図１（ｄ）には、導電層２０ｘと粘着シート１４とを接合させた後この粘着シート１４を剥離することにより、導電層２０ｘを除去する方法が示されている。
【００３２】
次いで、必要に応じて防着部材１２を選択的に除去する（図１（ｆ）参照）。ここで、基体１０と防着部材１２とのエッチングレートの差を利用して、防着部材１２を選択的に除去するのが好ましい。すなわち、基体１０のエッチングレートよりも防着部材１２のエッチングレートが大きいエッチャントを用いて防着部材１２を除去する。これにより、基体１０にダメージを与えることなく、防着部材１２を除去することができる。また、防着部材１２の除去は、防着部材１２の材質および膜厚等に応じて適切な方法を選択することができ、ドライエッチング法やウエットエッチング法が例示できる。なお、防着部材１２を他の用途に用いる場合（例えば、後述する実施例２参照）は、防着部材１２を除去しなくてもよい。以上により、開口部２２を有する電極２０が得られる（図１（ｆ）参照）。
【００３３】
２．作用効果
本実施の形態の電極形成方法によれば、防着部材１２と導電層２０ａとの密着性が、基体１０と導電層２０ａとの密着性よりも小さいため、防着部材１２上の導電層２０ａ（導電層２０ｘ）のみを選択的かつ容易に除去することができる。これにより、基体１０の表面にダメージを与えることなく、導電層２０ｘを除去することができる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
また、本実施の形態の電極形成方法によれば、防着部材１２が基体１０上に設置された状態で導電層２０ｘが除去され（図１（ｃ）または図１（ｄ）参照）、次いで防着部材１２が除去される。これにより、除去された導電層２０ｘが開口部２２（図１（ｆ）参照）に付着するのを防止することができる。さらに、液体または気体１３を用いて防着部材１２上の導電層２０ｘを除去する場合（図１（ｃ）参照）、基体１０上に防着部材１２が形成されているため、開口部２２の底面２２ａが液体または気体１３に曝されるのを防止することができる。この結果、開口部２２の底面２２ａにダメージが生じるのを防止することができる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
１．電極形成方法
図２（ａ）〜図２（ｅ）はそれぞれ、本発明を適用した一実施の形態の電極形成方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態の電極形成方法は、上述の第１の実施の形態の電極形成方法と同様に、半導体集積回路装置や光素子などの電子デバイスに使用される電極や金属配線層を形成するために適用できる。
【００３７】
まず、基体１０上に防着部材３２を設けた後、基体１０および防着部材３２上に導電層２０ａを設ける（図１（ａ）および図１（ｂ）参照）。ここまでは、第１の実施の形態の電極形成方法と同様である。なお、防着部材３２の材質については後述する。
【００３８】
次に、防着部材３２の少なくとも表面を変質させて、導電層２０ａとの密着性を低下させる（図２（ａ）参照）。これにより、変質後の防着部材３２（防着部材３２ｘ）と導電層２０ａとの密着性を、基体１０と導電層２０ａとの密着性よりも小さくすることができる。本実施の形態においては、防着部材３２を液体に浸漬することにより、防着部材３２を変質させて防着部材３２ｘを形成する場合（図２（ｂ）参照）について説明するが、他の方法によって防着部材３２を変質させてもよい。例えば、図示しないが、防着部材３２の表面にプラズマ処理を施すことにより、防着部材３２の少なくとも表面を変質させることができる。この場合、プラズマ処理としては、酸素あるいはフッ素ラジカルを含むプラズマによる表面処理が例示できる。また、この場合、防着部材３２の材質としては、第１の実施の形態において防着部材１２として例示した材質からなることができる。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、防着部材３２を液体１５に浸漬した場合、防着部材３２を液体１５で膨潤させることにより、防着部材３２を変質させて防着部材３２ｘを得ることができる。防着部材３２を液体１５で膨潤させて変質させることにより、防着部材３２の形状を維持したまま防着部材３２を変質させることができる。これにより、電極２０を所望のパターンに形成することができる。
【００４０】
例えば、防着部材３２がフォトレジストからなる場合、液体１５としては防着部材３２の溶解性が低い液体が好ましい。液体１５として使用できる液体は使用するフォトレジストの種類等によって異なるが、例えば、フォトレジストがノボラック樹脂を含有するものである場合、一般に、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｎ−ブタノールおよびこれらの混合溶液や水による希釈液等を用いることができる。なお、これらの液体は他のフォトレジストにも適用可能である。
【００４１】
次いで、防着部材３２ｘが基体１０上に設置された状態で、防着部材３２ｘ上の導電層２０ａ（導電層２０ｘ）を除去する（図２（ｂ）〜図２（ｄ）参照）。導電層２０ｘを除去する方法は、第１の実施の形態に示した方法と同様の方法（例えば、液体または気体１３の高圧噴射や、粘着テープ１４の接着および剥離）を用いることができる（図２（ｂ）および図２（ｃ）参照）。
【００４２】
次いで、必要に応じて防着部材３２ｘを除去する（図２（ｅ）参照）。これにより、開口部２２を有する所定のパターンの電極２０を形成する。なお、防着部材３２ｘの除去は、防着部材３２ｘの材質に応じて適切な方法を選択することができる。
【００４３】
なお、上記工程においては、防着部材３２上に導電層２０ｘを形成した後に防着部材３２を変質させて防着部材３２ｘを得た場合を示したが（図２（ａ）および図２（ｂ）参照）、防着部材３２を変質させて防着部材３２ｘを得た後に防着部材３２ｘ上に導電層２０ｘを形成してもよい。
【００４４】
２．作用効果
本実施の形態の電極形成方法によれば、少なくとも表面を変質させた防着部材３２ｘが基体１０上に設置された状態で、防着部材３２ｘ上の導電層２０ａ（導電層２０ｘ）を除去する。これにより、防着部材３２ｘ上の導電層２０ａのみを選択的かつ容易に除去することができる。したがって、基体１０の表面にダメージを与えることなく、導電層２０ｘを除去することができる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
【００４５】
また、本実施の形態の電極形成方法によれば、上述の第１の実施の形態の電極形成方法と同様に、防着部材３２ｘが基体１０上に設置された状態で導電層２０ｘが除去され（図２（ｂ）または図２（ｃ）参照）、次いで防着部材３２ｘが除去される（図２（ｄ）および図２（ｅ）参照）。これにより、除去された導電層２０ｘが開口部２２（図２（ｅ）参照）に付着するのを防止することができる。
【００４６】
さらに、液体または気体１３を用いて防着部材３２ｘ上の導電層２０ｘを除去する場合（図２（ｂ）参照）においては、導電層２０ｘを除去する際に基体１０上に防着部材３２ｘが形成されているため、開口部２２の底面２２ａが液体または気体１３で曝されるのを防止することができる。この結果、開口部２２の底面２２ａにダメージが生じるのを防止することができる。
【００４７】
［実施例］
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。下記実施例では、本発明の電極形成方法が光素子の電極を形成する場合に適用される例について説明するが、本発明が適用されるのは光素子に限定されない。また、下記実施例では、光素子が面発光型半導体レーザである場合について説明するが、本発明が適用できる光素子はこれに限定されるわけではなく、他の光素子（例えば、フォトダイオードや半導体発光ダイオード）においても同様に本発明を適用することができ、この場合においても本発明の作用効果を発揮することができる。なお、下記実施例で例示する面発光型半導体レーザを構成する各層の材質や膜厚は例示であり、本発明がこれらに限定されるわけではない。
【実施例１】
【００４８】
図３は、本発明の電極形成方法を用いて形成された電極（第２電極）１０９を有する面発光型半導体レーザ（以下、「面発光レーザ」ともいう）１００を模式的に示す断面図である。より具体的には、本実施例の面発光レーザ１００は、上述した第２の実施の形態の電極形成方法を適用して形成された。図４は、図３に示す面発光レーザ１００を模式的に示す平面図である。図３は、図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００４９】
（面発光レーザの構造）
本実施例の面発光レーザ１００は、図１に示すように、垂直共振器（以下「共振器」とする）１４０を含み、この共振器１４０の一部に柱状の半導体堆積体（以下、「柱状部」という）１３０が設けられている。この面発光レーザ１００においては、活性層１０３で発生したレーザ光が出射面１０８から出射する。この出射面１０８は柱状部１３０の上面１３０ａに設けられている。より具体的には、第２電極１０９に設けられた開口部１１４の底面が出射面１０８である。
【００５０】
共振器１４０は、ｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「第１ミラー」という）１０２、ＧａＡｓウエル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される量子井戸構造を含む活性層１０３、およびｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「第２ミラー」という）１０４が順次積層されて構成されている。
【００５１】
共振器１４０のうち面発光レーザ１００の第２ミラー１０４から第１ミラー１０２の途中にかけての部分が、出射面１０８と垂直の方向からみて円形の形状にエッチングされて柱状部１３０が形成されている。また、柱状部１３０の側壁１３０ｂは、ポリイミド系樹脂からなる絶縁層１０６で埋め込まれている。
【００５２】
第２ミラー１０４はＣがドーピングされることによりｐ型にされ、第１ミラー１０２はＳｉがドーピングされることによりｎ型にされている。したがって、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ダイオードが形成される。
【００５３】
また、第２ミラー１０４のうち活性層１０３に近い領域に、酸化アルミニウムからなる電流狭窄層１０５が形成されている。この電流狭窄層１０５はリング状に形成されている。すなわち、この電流狭窄層１０５は、図１に示す半導体基板１０１の表面１０１ａと平行な面で切断した場合における断面が同心円状である形状を有する。
【００５４】
さらに、共振器１４０には第１電極１０７および第２電極１０９が設けられている。この第１電極１０７および第２電極１０９は、共振器１４０に電圧を印加して駆動させるために使用される。柱状部１３０の上面１３０ａには第２電極１０９が設けられている。具体的には、図３および図４に示すように、柱状部１３０の上面１３０ａにおいて、第２電極１０９はリング状の平面形状を有する。すなわち、第２電極１０９は柱状部１３０を取り囲むように設けられている。
【００５５】
第１電極１０７はＡｕとＧｅの合金とＡｕとの積層膜からなる。また、第２電極１０９はＰｔ、ＴｉおよびＡｕの積層膜からなる。第１電極１０７と第２電極１０９とによって活性層１０３に電流が注入される。
【００５６】
（面発光レーザの製造方法）
次に、本実施例の面発光レーザ１００は以下の方法により製造された。本実施例の面発光レーザ１００の製造方法について、図３〜図１３を用いて説明する。また、図５〜図１３はそれぞれ、図３および図４に示す面発光レーザ１００の一製造工程を模式的に示す断面図であり、図３に示す断面図に対応している。
【００５７】
（１）電極形成前の工程
まず、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１０１の表面１０１ａ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、半導体多層膜１５０を形成した（図５参照）。ここで、半導体多層膜１５０は第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４からなる。各層の膜厚および組成は前述した通りである。
【００５８】
なお、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層がＡｌＡｓ層（またはＡｌ組成が０．９５以上のＡｌＧａＡｓ層）に形成された。この層は後に酸化され、電流狭窄層１０５となった（図７参照）。また、本実施例においては、ＭＯＣＶＤ法によって各層のエピタキシャル成長を行なった。
【００５９】
次いで、パターニングにより、柱状部１３０を含む柱状部１４０を形成した（図６参照）。具体的には、まず、第２ミラー１０４上にフォトレジスト（図示せず）を塗布した後、フォトリソグラフィ法により該フォトレジストをパターニングすることにより、所定のパターンのレジスト層Ｒ１を形成した（図６参照）。次に、レジスト層Ｒ１をマスクとして、例えばドライエッチング法により、第２ミラー１０４、活性層１０３、および第１ミラー１０２の一部をエッチングした。これにより、図６に示すように、柱状部１３０を形成した。以上の工程により、半導体基板１０１上に、柱状部１３０を含む共振器１４０を形成した。その後、レジスト層Ｒ１を除去した。
【００６０】
続いて、例えば４００℃程度の水蒸気雰囲気中に、上記工程によって柱状部１４０が形成された半導体基板１０１を投入することにより、前述の工程によって第２ミラー１０４中に設けられたＡｌ組成が高い層を側面から酸化して、電流狭窄層１０５を形成した（図７参照）。
【００６１】
次いで、スピンコート法により、ポリイミド系樹脂からなる絶縁層１０６を第１ミラー１０２上に形成した。絶縁層１０６は柱状部１３０の側壁１３０ｂを覆うように設けられた。また、図７に示すように、絶縁層１０６の上面１０６ａと柱状部１３０の上面１３０ａとが同じ高さになるように形成した。
【００６２】
（２）電極形成工程
次に、本発明の電極形成方法を適用して第２電極１０９を形成した（図８〜図１３参照）。まず、柱状部１３０の上面１３０ａ（基体）に所定のパターンの防着部材１１２を形成した。この防着部材１１２は面発光レーザ１００の出射面１０８となる領域上に設けられる。また、本実施例において、防着部材１１２はフォトレジストからなり、この防着部材１１２は公知のフォトリソグラフィ工程を用いて作製された。より具体的には、本実施例において、この防着部材１１２はノボラック樹脂を含有するポジ型フォトレジストを用いて形成された。
【００６３】
次いで、防着部材１１２および絶縁層１０６上に導電層１０９ａを形成した（図９参照）。導電層１０９ａは、導電層２０ａの材質として例示した材質からなることができる。続いて、防着部材１１２を液体１１５に浸漬することにより、防着部材１１２を変質させて防着部材１１２ｘを得た（図１０参照）。液体１１５にはイソプロピルアルコールを用い、防着部材１１２ｘを液体１１５中に約１０秒間浸漬した。この工程においては、防着部材１１２はイソプロピルアルコールに対する溶解性が低いため、防着部材１１２はイソプロピルアルコールに溶解せずに、防着部材１１２がイソプロピルアルコールで膨潤される。すなわち、本実施例においては、防着部材１１２がイソプロピルアルコールによって膨潤することにより、防着部材１１２を変質させる。
【００６４】
次いで、防着部材１１２ｘが柱状部１３０の上面１３０ａ上に設置された状態で、防着部材１１２ｘ上の導電層１０９ａ（導電層１０９ｘ）を除去した（図１１参照）。本実施例においては、液体として純水１１３を用い、この純水１１３を導電層１０９ｘに圧力０．２５ＭＰａにて６０秒間噴射することにより、導電層１０９ｘを除去した。これにより、第２電極１０９が得られた（図１２参照）。なお、上記工程においては、導電層１０９ｘを除去するための液体または気体として、純水１１３のかわりに例えば圧縮空気や窒素ガスが使用可能である。
【００６５】
次いで、防着部材１１２ｘをレジストシンナー１２５に浸漬した（図１２参照）。これにより、防着部材１１２ｘがレジストシンナー１２５に溶解して、防着部材１１２ｘが除去された（図１３参照）。その結果、防着部材１１２ｘが設けられていた領域に開口部１１４が形成された。以上により、開口部１１４を有する第２電極１０９が得られた。次いで、第１電極１０７を形成することにより、面発光レーザ１００が得られた（図３および図４参照）。
【００６６】
（比較例）
一方、比較例として面発光レーザ９００（図２０参照）を形成した。この面発光レーザ９００においては、一般的な電極形成工程を用いて電極（第２電極）９０９を形成した。なお、比較例の面発光レーザ９００は、第２電極９０９の形成方法が本実施例の面発光レーザ１０１の第２電極１０９と異なる以外は、本実施例の面発光レーザ１００と同様の製造工程にて作製された。
【００６７】
具体的には、本実施例の面発光レーザ１００と同様の工程にて、素子部分を形成した後、防着部材１１２を形成し、次いで防着部材１１２および絶縁層１０６上に導電層１０９ａを形成した（図５〜図９参照）。次いで、防着部材１１２をレジストシンナー１２５に浸漬させた（図２１参照）。これにより、防着部材１１２がレジストシンナー１２５に溶解して、防着部材１１２が除去された。ここで、防着部材１１２が除去された結果、柱状部１３０の上面１３０ａに導電層１０９ｘが付着した（図２２参照）。次いで、導電層１０９ｘに対して純水１１３を高圧噴射することにより、柱状部１３０の上面１３０ａに付着した導電層１０９ｘを除去した（図２３参照）。これにより、開口部１１４を有する第２電極９０９が得られた（図２０参照）。次いで、本実施例の面発光レーザ１００と同様の方法で第１電極１０７を形成することにより、比較例の面発光レーザ９００が得られた（図２０参照）。
【００６８】
（発光効率の測定結果）
本実施例で得られた面発光レーザ１００および比較例で得られた面発光レーザ９００はレーザアレイとして作製された。これらのレーザアレイはそれぞれ、約７９００個の面発光レーザ素子からなる。これらのレーザアレイについて、個々の面発光レーザの発光効率を測定した。発光効率は、面発光レーザに所定の電流を流した際のレーザ光出力［Ｗ／Ａ］で表される。ここで、全素子のうちウエハの外周から５ｍｍ以内にあるものを除いて、発光効率が０．４〜０．６［Ｗ／Ａ］の範囲にあるものを良品と判定し、この範囲以外にあるものを不良と判定して、不良発生率［％］を算出した。
【００６９】
その結果、比較例の面発光レーザ９００においては、不良発生率が１７［％］であり、発光効率のばらつき（標準偏差）が０．１２５［Ｗ／Ａ］であった。これに対して、本実施例の面発光レーザ１００においては、不良発生率が３［％］であり、発光効率のばらつき（標準偏差）が０．０５３［Ｗ／Ａ］であった。すなわち、比較例の面発光レーザ９００と比較して、本実施例の面発光レーザ１００では、不良発生率が大幅に低減したうえに、発光効率のばらつきが約１／３に減少したことが確認された。これにより、本実施例の電極形成方法によれば、歩留まりが良好な素子を形成できることが確認された。
【００７０】
このような結果が得られた理由としては、以下に示す事項（１）〜（３）が考えられる。
【００７１】
（１）本実施例の電極形成方法によれば、開口部１１４が面発光レーザ１００の柱状部１３０の上面１３０ａに設けられている。この開口部１１４の底面は面発光レーザ１００の出射面１０８として機能する。この出射面１０８の状態は面発光レーザ１００の特性に大きな影響を与える。本実施例の電極形成方法によれば、出射面１０８を含む柱状部１３０の上面１３０ａを露出させずに、導電層１０９ｘを除去することができる（図１１参照）。したがって、導電層１０９ｘを除去する際に、導電層１０９ｘを除去する際に生じる付着物（例えば金属微粒子など）が出射面１０８に付着することがない。これにより、面発光レーザ１００の特性を維持することができるため、歩留まりが良好である。
【００７２】
（２）一般的な面発光レーザ９００は構造中に凹凸を多く含む（図２０参照）。この点は本実施例の面発光レーザ１００でも同様である（図３および図４参照）。このため、導電層１０９ｘと防着部材１１２との密着性が強いと、導電層１０９ｘをうまく剥離することができない場合があった。特に、粘着シート（図示せず）で導電層１０９ｘを剥離する場合は、導電層１０９ｘを剥離する際に素子部分に物理的負荷がかかり、素子にダメージが生じる場合があった。
【００７３】
これに対して、本実施例の面発光レーザ１００によれば、防着部材１１２を液体１１５に浸漬することにより、導電層２０ｘとの密着性を低下させた防着部材１１２ｘを形成してから、導電層２０ｘを除去する（図１１〜図１３参照）。これにより、導電層２０ｘと防着部材１１２ｘとの密着性が低下しているので、導電層２０ｘを容易に除去することができる。したがって、粘着シートを用いて導電層２０ｘを除去する場合（図示せず）であっても、導電層２０ｘを容易に除去することができる。
【００７４】
（３）一般的な面発光レーザ９００においては、本実施例の面発光レーザ１００と同様に、第２ミラー１０４の最上層がｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層からなる。一般に、ＡｌＧａＡｓ系材料は純水によって若干エッチングされるという特性を有する。したがって、最上層のｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層は純水によって若干エッチングされてしまう。このため、一般的な面発光レーザ９００の電極形成工程においては、図２３に示すように、柱状部１３０の上面１３０ａに付着した導電層１０９ｘを除去する際に純水１１３を高圧噴射すると、第２ミラー１０４の最上層がエッチングされてしまう。第２ミラー１０４の最上層の膜厚が変化すると、レーザ光の反射条件が変化する。すなわち、第２ミラー１０４の最上層のエッチング量にばらつきが生じることで、第２ミラー１０４の膜厚にばらつきが生じると、面発光レーザ９００から出射するレーザ光の量が変化する等の問題が生じる。その結果、面発光レーザ９００の発光効率にばらつきが生じる。
【００７５】
これに対して、本実施例の面発光レーザ１００によれば、導電層１０９ｘを除去する際に、導電層１０９ｘに対して純水１１３が噴射される。すなわち、柱状部１３０の上面１３０ａに純水１１３が直接噴射されない。これにより、第２ミラー１０４の最上層がエッチングされるのを防止することができる。その結果、面発光レーザ１００の出射光量にばらつきが生じるのを防止することができるため、面発光レーザ１００の発光効率のばらつきを低減することができる。
【実施例２】
【００７６】
図１４は、本発明の電極形成方法によって形成された電極（第２電極）１０９を有する面発光レーザ２００を模式的に示す断面図である。より具体的には、本実施例の面発光レーザ２００は、上述の第１の実施の形態の電極形成方法を適用して形成された。図１５は、図１４に示す面発光レーザ２００を模式的に示す平面図である。図１４は、図１５のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００７７】
本実施例の面発光レーザ２００においては、防着部材２１２を除去せずに、防着部材２１２の上面２１２ａに光学部材１２０が設けられている。この光学部材１２０はレンズとして機能することができる。この場合、防着部材２１２は出射面１０８から出射する光の少なくとも一部を通過できる材質からなる。
【００７８】
本実施例の面発光レーザ２００は、途中の工程までは上述した実施例１の面発光レーザ１００と同様の方法にて形成できる。すなわち、図５〜図７に示す方法にて素子部分が形成された後、図８および図９に示すように、防着部材２１２および導電層１０９ａが形成される。なお、本実施例においては、柱状部１３０の側壁１３０ｂを覆う絶縁層２０６を例えばシリコン窒化物で形成し、防着部材２１２を例えばポリイミド系樹脂で形成する。
【００７９】
次に、必要に応じて、防着部材２１２の上面２１２ａを変質させて、防着部材２１２と後述する導電層１０９ａとの密着性を低下させる。次いで、純水１１３を高圧噴射することにより、防着部材２１２上の導電層１０９ａ（導電層１０９ｘ）が除去される（図１６参照）。続いて、防着部材２１２の上面２１２ａに対して液滴１２０ａが吐出される（図１７参照）。この液滴１２０ａは熱または光等のエネルギーを付与することにより硬化する材料からなり、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、およびアクリル系樹脂等の紫外線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂からなる。また、この液滴１２０ａは例えばインクジェット法により吐出される。具体的には、インクジェットノズル１１６から液滴１２０ａを吐出することにより、防着部材２１２の上面２１２ａ上に光学部材前駆体１２０ｂが形成される（図１８参照）。次いで、この光学部材前駆体１２０ｂに対してエネルギー１１９を付与して硬化させる。エネルギー１１９の種類および照射量は、液滴１２０ａの材質および量に応じて決定される。これにより、光学部材１２０が形成される（図１４および図１５参照）。
【００８０】
本実施例の面発光レーザ２００によれば、防着部材２１２と後述する導電層１０９ａとの密着性を低下させてから、防着部材２１２の上面２１２ａ上に導電層１０９ｘが形成される。これにより、導電層１０９ｘを容易に除去することができる。
【００８１】
また、本実施例の面発光レーザ２００によれば、出射面１０８上に防着部材２１２を介して光学部材１２０が設けられていることにより、光の結合効率を調整することができる。すなわち、防着部材２１２の高さを調整することにより、光の結合効率を調整することができる。以上に説明したように、本実施例の面発光レーザ２００によれば、防着部材２１２を除去せずに、光の結合効率を調整するための部材として防着部材２１２を用いることができる。
【００８２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【００８３】
例えば、上記実施の形態の面発光型半導体レーザでは、共振器に柱状部が一つ設けられている場合について説明したが、共振器に柱状部が複数個設けられていても本発明の形態は損なわれない。また、複数の面発光型半導体レーザがアレイ化されている場合でも、同様の作用および効果を有する。
【００８４】
また、例えば、上記実施の形態において、各半導体層におけるｐ型とｎ型とを入れ替えても本発明の趣旨を逸脱するものではない。また、上記実施の形態では、ＡｌＧａＡｓ系のものについて説明したが、発振波長に応じてその他の材料系、例えば、ＧａＩｎＰ系、ＺｎＳＳｅ系、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＧａＡｓＳｂ系の半導体材料を用いることも可能である。なお、本発明の面発光型半導体レーザがＧａＡｓＳｂ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系等の半導体材料を用いて形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態の電極形成方法を模式的に示す断面図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｅ）は、本発明の第１の実施の形態の電極形成方法を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施例１の電極形成方法によって得られた電極を有する面発光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。
【図４】図３に示す面発光型半導体レーザを模式的に示す平面図である。
【図５】図３および図４に示す面発光型半導体レーザの一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図６】図３および図４に示す面発光型半導体レーザの一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図７】図３および図４に示す面発光型半導体レーザの一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図８】図３および図４に示す面発光型半導体レーザの電極形成工程を模式的に示す断面図である。
【図９】図３および図４に示す面発光型半導体レーザの電極形成工程を模式的に示す断面図である。
【図１０】図３および図４に示す面発光型半導体レーザの電極形成工程を模式的に示す断面図である。
【図１１】図３および図４に示す面発光型半導体レーザの電極形成工程を模式的に示す断面図である。
【図１２】図３および図４に示す面発光型半導体レーザの電極形成工程を模式的に示す断面図である。
【図１３】図３および図４に示す面発光型半導体レーザの電極形成工程を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例２の電極形成方法によって得られた電極を有する面発光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。
【図１５】図１４に示す面発光型半導体レーザを模式的に示す平面図である。
【図１６】図１４および図１５に示す面発光型半導体レーザの電極形成工程を模式的に示す断面図である。
【図１７】図１４および図１５に示す面発光型半導体レーザの電極形成工程を模式的に示す断面図である。
【図１８】図１４および図１５に示す面発光型半導体レーザの電極形成工程を模式的に示す断面図である。
【図１９】図１９（ａ）〜図１９（ｆ）は、リフトオフ法を用いた一般的な電極形成方法を模式的に示す断面図である。
【図２０】比較例の面発光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。
【図２１】図２０に示す比較例の面発光型半導体レーザの電極形成方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２２】図２０に示す比較例の面発光型半導体レーザの電極形成方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２３】図２０に示す比較例の面発光型半導体レーザの電極形成方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  基体、  １２，３２，１１２，２１２  防着部材、  １２ａ，３２ａ，２１２ａ  防着部材の上面、  １３  液体または気体、  １４  粘着シート、  １５，１１５  液体、  ２０  電極、  ２０ａ，１０９ａ  導電層、  ２０ｘ，１０９ｘ  防着部材上の導電層（または防着部材上に形成されていた導電層）、  ２２  開口部、  ２２ａ  開口部の底面、  ２５，１２５  レジストシンナー、  ３２ｘ，１１２ｘ  変質後の防着部材、  １００，２００  面発光型半導体レーザ、  １０１  半導体基板、  １０１ａ  半導体基板１０１の表面、  １０１ｂ  半導体基板１０１の裏面、  １０２  第１ミラー、
１０３  活性層、  １０４  第２ミラー、  １０５  電流狭窄層、  １０６，２０６  絶縁層、  １０６ａ  絶縁層の上面、  １０７  第１電極、  １０８  出射面、  １０９  第２電極、  １１３  純水、  １１４  開口部、  １１６  ノズル、  １１９  エネルギー、  １２０  光学部材、  １２０ａ  液滴、  １２０ｂ  光学部材前駆体、  １２５  レジストシンナー、  １３０  柱状部、  １３０ａ  柱状部の上面、  １３０ｂ  柱状部の側壁、  １４０  共振器、  １５０  半導体多層膜、  Ｒ１  レジスト層、
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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