(57)【要約】【課題】光入出力端面をエッチングにより形成する場合でも光入出力端面の汚染を防ぐことができる光半導体装置の製造方法を得る。【解決手段】半導体基板上に光導波路を有する多層構造を形成する第１工程と、多層構造をエッチングすることにより、光の入出力を行うための光入出力端面を形成する第２工程と、光入出力端面を第１絶縁膜で覆う第３工程と、第３工程の後に、全面を第２絶縁膜で覆い、光入出力端面の部分及び光導波路の上方において第２絶縁膜に開口を形成する第４工程と、第４工程の後に、光導波路の上方に上面電極を形成する第５工程と、第５工程の後に、半導体基板の裏面を研磨し、裏面電極を形成する第６工程と、第４〜第６工程の後に、第２絶縁膜を残しつつ第１絶縁膜を除去する第７工程とを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に光導波路を有する多層構造を形成する第１工程と、
前記多層構造をエッチングすることにより、光の入出力を行うための光入出力端面を形成する第２工程と、
前記光入出力端面を第１絶縁膜で覆う第３工程と、
前記第３工程の後に、全面を第２絶縁膜で覆い、前記光入出力端面の部分及び前記光導波路の上方において前記第２絶縁膜に開口を形成する第４工程と、
前記第４工程の後に、前記光導波路の上方に上面電極を形成する第５工程と、
前記第５工程の後に、前記半導体基板の裏面を研磨し、裏面電極を形成する第６工程と、
前記第４〜第６工程の後に、前記第２絶縁膜を残しつつ前記第１絶縁膜を除去する第７工程とを有することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１絶縁膜としてＳｉＮ膜を用い、前記第２絶縁膜としてＳｉＯ２膜を用い、前記第７工程において、前記第１絶縁膜をドライエッチングにより選択的に除去すること特徴とする請求項１に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１絶縁膜としてＳｉＯ２膜を用い、前記第２絶縁膜としてＳｉＮ膜を用い、前記第７工程において、前記第１絶縁膜をウェットエッチングにより選択的に除去すること特徴とする請求項１に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜として同じ材料の膜を用い、前記第１絶縁膜を前記第２絶縁膜よりも薄く形成し、前記第７工程において、処理時間を制御することで前記第２絶縁膜を残しつつ前記第１絶縁膜を除去すること特徴とする請求項１に記載の光半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ、端面入射型の導波路型フォトダイオード、半導体光増幅器などの光半導体装置の製造方法に関し、特に光入出力端面をエッチングにより形成する場合でも光入出力端面の汚染を防ぐことができる光半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光入出力端面をドライエッチング（ＲＩＥ）により形成し、反射戻り光を低減し、光ファイバとの結合を容易にする光半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。以下、このような光半導体装置の従来の製造方法について図面を用いて説明する。
【０００３】
まず、図１１に示すように、第１導電型のＩｎＰ基板（半導体基板）１上に、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）によって、第１導電型のＩｎＰクラッド層２、活性層３、第２導電型のＩｎＰクラッド層４を順番に形成する。
【０００４】
次に、図１２に示すように、ストライプ状のＳｉＯ２膜５をフォトリソグラフィにより形成する。そして、このＳｉＯ２膜５をマスクとして、ＩｎＰクラッド層４、活性層３及びＩｎＰクラッド層２を異方性エッチングすることで、ストライプ状の導波路リッジ６を形成する。
【０００５】
次に、図１３に示すように、ＳｉＯ２膜５を選択成長マスクとしてそのまま用いて、ＭＯＶＰＥ法によって、導波路リッジ６の両脇を埋め込み層７で埋め込んで電流狭窄構造を形成する。ここで、埋め込み層７としては、半絶縁性ＩｎＰや、ｐ−ＩｎＰ層／ｎ−ＩｎＰ層の多層膜等を用いる。
【０００６】
次に、図１４に示すように、ＳｉＯ２膜５をフッ酸溶液により除去した後、ＭＯＶＰＥ法によって全面に第２導電型のコンタクト層８を形成する。以上の工程により、ＩｎＰ基板１上に、導波路リッジ６に沿って光導波路を有する多層構造９が形成される。
【０００７】
次に、図１５に示すように、光導波路の両側に開口を有するフォトレジスト１０を形成する。そして、このフォトレジスト１０をマスクにして、多層構造９を異方性エッチングすることにより、ストライプ状のメサ１２を形成する。その後、フォトレジスト１０を除去する。
【０００８】
次に、図１６に示すように、全面をＳｉＯ２膜１４で覆い、光導波路の上方（電極コンタクト部分）においてＳｉＯ２膜１４に開口を形成する。
【０００９】
次に、図１７に示すように、光導波路の上方に上面電極１５を形成する。
【００１０】
次に、図１８に示すように、素子端部においてＳｉＯ２膜１４に開口を形成し、この部分の多層構造９をドライエッチング（ＲＩＥ）することで、光の入出力を行うための光入出力端面１１を形成する。
【００１１】
次に、図１９に示すように、ＩｎＰ基板１の裏面を研磨してＩｎＰ基板１を１００μｍ程度まで薄くする。そして、ＩｎＰ基板１の裏面に裏面電極１６を形成する。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−１８５８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
通常の製造方法では、プロセスの最後にへき開により光入出力端面を形成するため、光入出力端面がプロセス中に汚染されるという問題は発生しない。
【００１４】
しかし、上記のように光入出力端面をエッチングにより形成する従来の製造方法では、プロセス中に剥き出しになっている光入出力端面が汚染され、信頼性及び歩留まりに悪影響を与えるという問題があった。
【００１５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、光入出力端面をエッチングにより形成する場合でも光入出力端面の汚染を防ぐことができる光半導体装置の製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る光半導体装置の製造方法は、半導体基板上に光導波路を有する多層構造を形成する第１工程と、多層構造をエッチングすることにより、光の入出力を行うための光入出力端面を形成する第２工程と、光入出力端面を第１絶縁膜で覆う第３工程と、第３工程の後に、全面を第２絶縁膜で覆い、光入出力端面の部分及び光導波路の上方において第２絶縁膜に開口を形成する第４工程と、第４工程の後に、光導波路の上方に上面電極を形成する第５工程と、第５工程の後に、半導体基板の裏面を研磨し、裏面電極を形成する第６工程と、第４〜第６工程の後に、第２絶縁膜を残しつつ第１絶縁膜を除去する第７工程とを有する。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、光入出力端面をエッチングにより形成する場合でも光入出力端面の汚染を防ぐことができる。これにより、信頼性及び歩留まりに優れた光半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造方法について図面を用いて説明する。
【００１９】
まず、図１に示すように、第１導電型のＩｎＰ基板１（半導体基板）上に、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）によって、第１導電型のＩｎＰクラッド層２、活性層３、第２導電型のＩｎＰクラッド層４を順番に形成する。
【００２０】
次に、図２に示すように、ストライプ状のＳｉＯ２膜５をフォトリソグラフィにより形成する。そして、このＳｉＯ２膜５をマスクとして、ＩｎＰクラッド層４、活性層３及びＩｎＰクラッド層２を異方性エッチングすることで、ストライプ状の導波路リッジ６を形成する。
【００２１】
次に、図３に示すように、ＳｉＯ２膜５を選択成長マスクとしてそのまま用いて、ＭＯＶＰＥ法によって、導波路リッジ６の両脇を埋め込み層７で埋め込んで電流狭窄構造を形成する。ここで、埋め込み層７としては、半絶縁性ＩｎＰや、ｐ−ＩｎＰ層／ｎ−ＩｎＰ層の多層膜等を用いる。
【００２２】
次に、図４に示すように、ＳｉＯ２膜５をフッ酸溶液により除去した後、ＭＯＶＰＥ法によって全面に第２導電型のコンタクト層８を形成する。以上の工程により、ＩｎＰ基板１上に、導波路リッジ６に沿って光導波路を有する多層構造９が形成される。
【００２３】
次に、図５に示すように、素子端部及び光導波路の両側に開口を有するフォトレジスト１０を形成する。そして、このフォトレジスト１０をマスクにして、多層構造９を異方性エッチングすることにより、光の入出力を行うための光入出力端面１１及びストライプ状のメサ１２を形成する。その後、フォトレジスト１０を除去する。
【００２４】
次に、図６に示すように、全面をＳｉＮ膜（第１絶縁膜）１３で覆い、光入出力端面１１以外の部分のＳｉＮ膜１３を除去する。これにより、光入出力端面１１をＳｉＮ膜１３で覆う。
【００２５】
次に、図７に示すように、全面をＳｉＯ２膜（第２絶縁膜）１４で覆い、光入出力端面１１の部分及び光導波路の上方（電極コンタクト部分）においてＳｉＯ２膜１４に開口を形成する。
【００２６】
次に、図８に示すように、光導波路の上方に上面電極１５を形成する。
【００２７】
次に、図９に示すように、ＩｎＰ基板１の裏面を研磨してＩｎＰ基板１を１００μｍ程度まで薄くする。そして、ＩｎＰ基板１の裏面に裏面電極１６を形成する。
【００２８】
最後に、図１０に示すように、ＳｉＯ２膜１４を残しつつＳｉＮ膜１３をプラズマアッシャーなどのドライエッチングにより選択的に除去して、光入出力端面１１を露出させる。
【００２９】
上記のように、裏面研磨及び裏面電極１６の形成中に、光入出力端面１１はＳｉＮ膜１３で覆われているため、光入出力端面１１の汚染を防ぐことができる。
【００３０】
なお、光半導体装置としてフォトダイオードを形成する場合は、活性層３の代わりに吸収層を形成する。また、光入出力端面１１は、半導体レーザのレーザ光の出入射部、導波路型フォトダイオードの受光部、半導体光増幅器の出入射部などとして用いられる。
【００３１】
実施の形態２．
本実施の形態では、第１絶縁膜としてＳｉＮ膜１３の代わりにＳｉＯ２膜を用い、第２絶縁膜としてＳｉＯ２膜１４の代わりにＳｉＮ膜を用いる。そして、プロセスの最後に、第１絶縁膜をフッ酸（ＨＦ）によるウェットエッチングにより選択的に除去する。その他の工程は実施の形態１と同様である。これにより、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００３２】
実施の形態３．
本実施の形態では、第１絶縁膜及び第２絶縁膜として同じ材料の膜、例えばＳｉＯ２膜を用い、第１絶縁膜を第２絶縁膜よりも薄く形成する。そして、プロセスの最後に、フッ酸（ＨＦ）によるウェットエッチングの処理時間を制御することで、第２絶縁膜を残しつつ第１絶縁膜を除去する。その他の工程は実施の形態１と同様である。これにより、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１１】従来の光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１２】従来の光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１３】従来の光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１４】従来の光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１５】従来の光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１６】従来の光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１７】従来の光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１８】従来の光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図１９】従来の光半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ＩｎＰ基板（半導体基板）
９  多層構造
１１  光入出力端面
１３  ＳｉＮ膜（第１絶縁膜）
１４  ＳｉＯ２膜（第２絶縁膜）
１５  上面電極
１６  裏面電極
【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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