(57)【要約】【課題】  活性層を含むメサ状の光導波路部を高抵抗部で埋め込んだ構造において、光導波路部と電極とのコンタクト抵抗を低減し、且つ電極の段切れを防ぐことができる半導体光素子の製造方法及び半導体光素子を提供する。【解決手段】  半導体光素子１０は、ｎ型のＩｎＰ基板１１と、ｎ型の第１クラッド層１５、活性層１７、ｐ型の第２クラッド層１９、及びｐ＋型のコンタクト層２１を含むメサ状の光導波路部１３と、第１クラッド層１５、活性層１７、及び第２クラッド層１９を埋め込む高抵抗の電流阻止部２３ａ，２３ｂと、電流阻止部２３ａ，２３ｂ上に設けられ、光導波路部１３に沿って延びており、コンタクト層２１の側面２１ａ，２１ｂに接するｐ＋型の拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂと、コンタクト層２１上及び拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂ上に設けられたアノード電極２９とを備える。【選択図】  図１
2007110034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の第１クラッド層、活性層、第２導電型の第２クラッド層、及び第２導電型のコンタクト層を第１導電型の半導体基板上に順に成長させる積層工程と、
前記コンタクト層上にストライプ状の第１のマスクを形成し、前記第１クラッド層、前記活性層、前記第２クラッド層、及び前記コンタクト層を前記第１のマスクを介してエッチングすることにより、メサ状の光導波路部を形成する光導波路部形成工程と、
前記光導波路部よりも比抵抗が高い電流阻止部を前記第１のマスクを用いて前記半導体基板上に選択的に成長させることにより、前記第１クラッド層、前記活性層、及び前記第２クラッド層を前記電流阻止部によって埋め込む電流阻止部形成工程と、
第２導電型の拡張コンタクト層を、前記第１のマスクを用いて前記電流阻止部上に選択的に成長させた後、前記拡張コンタクト層のうち前記コンタクト層の側面に接し且つ前記光導波路部に沿って延びる部分上に第２のマスクを形成し、前記拡張コンタクト層のうち該第２のマスクに覆われていない部分をエッチング除去する拡張コンタクト層形成工程と、
前記半導体基板に電気的に接続される第１の電極、及び前記コンタクト層上及び前記拡張コンタクト層上の第２の電極を形成する電極形成工程と
を備えることを特徴とする、半導体光素子の製造方法。
【請求項２】
第１導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、第１導電型の第１クラッド層、第２導電型の第２クラッド層、前記第１クラッド層と前記第２クラッド層との間に設けられた活性層、及び前記第２クラッド層上に設けられた第２導電型のコンタクト層を含むメサ状の光導波路部と、
前記半導体基板上に設けられ、前記光導波路部よりも比抵抗が高く、前記第１クラッド層、前記活性層、及び前記第２クラッド層を埋め込む電流阻止部と、
前記電流阻止部上に設けられ、前記光導波路部に沿って延びており、前記コンタクト層の側面に接する第２導電型の拡張コンタクト層と、
前記半導体基板に電気的に接続された第１の電極と、
前記コンタクト層上及び前記拡張コンタクト層上に設けられた第２の電極と
を備えることを特徴とする、半導体光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光素子の製造方法、及び半導体光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
活性層を含むメサ状の光導波路部を高抵抗部で埋め込んだ構造の半導体光素子は、良好な発光特性が得られるため、その需要が高まっている。このような半導体光素子は、例えば図５（ａ）に示す構造を備える。図５（ａ）に示す半導体光素子１００ａは、ｎ型の半導体基板１０１上に配置されたメサ状の光導波路部１０３と、光導波路部１０３を両側から埋め込む高抵抗部としての電流阻止部１１３ａ及び１１３ｂとを備える。光導波路部１０３は、半導体基板１０１上に設けられたｎ型の第１クラッド層１０５、ｐ型の第２クラッド層１０９、第１クラッド層１０５と第２クラッド層１０９との間に配置された活性層１０７、及び第２クラッド層１０９上に設けられたｐ＋型のコンタクト層１１１によって構成される。電流阻止部１１３ａ及び１１３ｂ上には、光導波路部１０３に応じた開口を有する絶縁膜１１５が設けられる。そして、絶縁膜１１５の開口を介してコンタクト層１１１の上面とアノード電極１１７とが互いにオーミック接合される。アノード電極１１７上には、金属配線１１９が設けられる。半導体基板１０１の裏面には、カソード電極１２１が設けられる。
【０００３】
また、特許文献１には、図５（ｂ）に示すような構造の半導体発光装置が開示されている。図５（ｂ）に示す半導体発光装置１００ｂと図５（ａ）に示した半導体光素子１００ａとの違いは、電流阻止部及びアノード電極の形状である。すなわち、半導体発光装置１００ｂにおいては、電流阻止部１２３ａ及び１２３ｂと光導波路部１０３との境界部分に溝（段差）が形成されており、電流阻止部１２３ａ及び１２３ｂとコンタクト層１１１とが互いに接触していない。そして、境界部分の溝（段差）をアノード電極１２５が満たすことにより、コンタクト層１１１の上面だけでなく側面においてもコンタクト層１１１とアノード電極１２５とが互いにオーミック接合されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６６４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１にも記載されているように、図５（ａ）に示した構造の半導体光素子１００ａには、コンタクト層１１１とアノード電極１１７との接触面積が小さいためコンタクト抵抗を十分に低減できないといった問題点がある。この問題点を解決するために、特許文献１に記載された半導体発光装置（図５（ｂ）の半導体発光装置１００ｂ）では、コンタクト層１１１の上面だけでなく側面においてもコンタクト層１１１とアノード電極１２５とを互いにオーミック接合させることにより、コンタクト層１１１とアノード電極１２５との接触面積の増大を図っている。
【０００６】
しかしながら、図５（ｂ）の半導体発光装置１００ｂでは、アノード電極１２５を形成する際に、電流阻止部１２３ａ及び１２３ｂと光導波路部１０３との境界部分に形成された溝（段差）によってアノード電極１２５に段切れが生じやすくなる。アノード電極１２５に段切れが生じると、コンタクト層１１１とアノード電極１２５との接触面積は増大せず、コンタクト抵抗を改善できない。また、金属配線１１９をメッキにより形成する場合、アノード電極１２５に通電不良が生じてしまい、メッキができないといった不都合も生じることとなる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、活性層を含むメサ状の光導波路部を高抵抗部で埋め込んだ構造において、光導波路部と電極とのコンタクト抵抗を低減し、且つ電極の段切れを防ぐことができる半導体光素子の製造方法、及び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】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明による半導体光素子の製造方法は、第１導電型の第１クラッド層、活性層、第２導電型の第２クラッド層、及び第２導電型のコンタクト層を第１導電型の半導体基板上に順に成長させる積層工程と、コンタクト層上にストライプ状の第１のマスクを形成し、第１クラッド層、活性層、第２クラッド層、及びコンタクト層を第１のマスクを介してエッチングすることにより、メサ状の光導波路部を形成する光導波路部形成工程と、光導波路部よりも比抵抗が高い電流阻止部を第１のマスクを用いて半導体基板上に選択的に成長させることにより、第１クラッド層、活性層、及び第２クラッド層を電流阻止部によって埋め込む電流阻止部形成工程と、第２導電型の拡張コンタクト層を、第１のマスクを用いて電流阻止部上に選択的に成長させた後、拡張コンタクト層のうちコンタクト層の側面に接し且つ光導波路部に沿って延びる部分上に第２のマスクを形成し、拡張コンタクト層のうち該第２のマスクに覆われていない部分をエッチング除去する拡張コンタクト層形成工程と、半導体基板に電気的に接続される第１の電極、及びコンタクト層上及び拡張コンタクト層上の第２の電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記した半導体光素子の製造方法においては、拡張コンタクト層形成工程によって電流阻止部上に第２導電型の拡張コンタクト層を形成している。そして、電極形成工程によって、第２の電極を光導波路部のコンタクト層上と拡張コンタクト層上とに形成している。また、コンタクト層と拡張コンタクト層とは、コンタクト層の側面において互いに接している。これにより、第２の電極とコンタクト層との接触面積が実質的に増大するので、第２の電極と光導波路部とのコンタクト抵抗を低減できる。
【００１０】
また、上記した半導体光素子の製造方法によれば、コンタクト層の側面に接するように拡張コンタクト層を形成するので、コンタクト層の側面に図５（ｂ）のような溝（段差）を形成する必要がなく、第２の電極の段切れを防ぐことができる。
【００１１】
また、上記した半導体光素子の製造方法によれば、結晶成長の回数が二回で済む。すなわち、一回目の結晶成長は、光導波路部に含まれる各半導体層を順に成長させる積層工程である。そして、二回目の結晶成長は、電流阻止部形成工程及び拡張コンタクト層形成工程である。図５（ａ）に示したような従来の埋め込み型の半導体光素子１００ａにおいても、光導波路部１０３に含まれる各半導体層を成長させる工程と、電流阻止部１１３ａ及び１１３ｂを成長させる工程は必要である。従って、上記した半導体光素子の製造方法によれば、従来の埋め込み型の半導体光素子と同じ結晶成長回数でもって、上述したコンタクト抵抗の低減と電極の段切れ防止とを効果的に実現できる。
【００１２】
また、本発明による半導体光素子は、第１導電型の半導体基板と、半導体基板上に設けられ、第１導電型の第１クラッド層、第２導電型の第２クラッド層、第１クラッド層と第２クラッド層との間に設けられた活性層、及び第２クラッド層上に設けられた第２導電型のコンタクト層を含むメサ状の光導波路部と、半導体基板上に設けられ、光導波路部よりも比抵抗が高く、第１クラッド層、活性層、及び第２クラッド層を埋め込む電流阻止部と、電流阻止部上に設けられ、光導波路部に沿って延びており、コンタクト層の側面に接する第２導電型の拡張コンタクト層と、半導体基板に電気的に接続された第１の電極と、コンタクト層上及び拡張コンタクト層上に設けられた第２の電極とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記した半導体光素子は、電流阻止部上に第２導電型の拡張コンタクト層を備える。そして、第２の電極が、光導波路部のコンタクト層上及び拡張コンタクト層上に設けられている。また、コンタクト層と拡張コンタクト層とは、コンタクト層の側面において互いに接している。これにより、第２の電極とコンタクト層との接触面積が実質的に増大するので、第２の電極と光導波路部とのコンタクト抵抗を低減できる。
【００１４】
また、上記した半導体光素子によれば、拡張コンタクト層がコンタクト層の側面に接するように設けられているので、コンタクト層の側面に図５（ｂ）のような溝（段差）を形成する必要がなく、第２の電極の段切れを防ぐことができる。
【００１５】
また、上記した半導体光素子によれば、製造時における結晶成長の回数が二回で済む。従って、図５（ａ）に示した従来の半導体光素子１００ａと同じ結晶成長回数でもって、上述したコンタクト抵抗の低減と電極の段切れ防止とを効果的に実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る半導体光素子の製造方法及び半導体光素子によれば、活性層を含むメサ状の光導波路部を高抵抗部で埋め込んだ構造において、光導波路部と電極とのコンタクト抵抗を低減し、且つ電極の段切れを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明による半導体光素子の製造方法及び半導体光素子の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
(第１の実施の形態)
図１は、本発明に係る半導体光素子の一実施形態として、半導体光素子１０の構造を示す側面断面図である。なお、図１には、説明のためにＸＹＺ直交座標系を図示してある。
【００１９】
半導体光素子１０は、例えば、所定の波長のレーザ光を発生する半導体レーザ素子や、他の半導体レーザ素子から受けたレーザ光を変調する半導体光変調素子である。或いは、半導体光素子１０は、半導体レーザ素子と半導体光変調素子とが光導波方向に集積された半導体集積素子である。
【００２０】
半導体光素子１０は、ｎ型（第１導電型）の半導体基板として、シリコン（Ｓｉ）がドープされたＩｎＰ基板１１を備えている。ＩｎＰ基板１１は、ＸＹ平面と平行な主面１１ａを有する。また、半導体光素子１０は、光導波路部１３を備えている。光導波路部１３は、ＩｎＰ基板１１の主面１１ａ上に設けられている。光導波路部１３は、その平面形状が所定の光導波方向（図中のＸ軸方向）に延びるメサ状に形成されており、Ｙ軸方向に並ぶ一対の側面１３ａ及び１３ｂを有する。
【００２１】
光導波路部１３は、ｎ型の第１クラッド層１５、ｐ型（第２導電型）の第２クラッド層１９、第１クラッド層１５と第２クラッド層１９との間に設けられた（挟まれた）活性層１７、および第２クラッド層１９上に設けられたｐ＋型のコンタクト層２１を含んで構成されている。第１クラッド層１５、活性層１７、第２クラッド層１９、及びコンタクト層２１は、図中のＺ軸正方向に順に積層されている。
【００２２】
第１クラッド層１５は、例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされたＩｎＰ系化合物半導体（例えばＩｎＰ）から成る。第１クラッド層１５は、ＩｎＰ基板１１の主面１１ａ上に形成されている。活性層１７は、ＩｎＰ系化合物半導体（例えばＩｎＧａＡｓＰ）を含む。活性層１７は、第１クラッド層１５上に設けられている。活性層１７は、単一の半導体層から成ることができ、またＳＱＷ構造あるいはＭＱＷ構造を備えることもできるが、これらに限定されるものではない。第２クラッド層１９は、例えば亜鉛（Ｚｎ）がドープされたＩｎＰ系化合物半導体（例えばＩｎＰ）から成る。第２クラッド層１９は、活性層１７上に設けられている。活性層１７の屈折率は第１クラッド層１５及び第２クラッド層１９の屈折率より大きいので、活性層１７、第１クラッド層１５、及び第２クラッド層１９は、光導波路を構成する。コンタクト層２１は、第２クラッド層１９上にエピタキシャル成長可能な化合物半導体（例えばＩｎＧａＡｓ）から成る。コンタクト層２１には、例えば亜鉛（Ｚｎ）が比較的濃くドープされている。コンタクト層２１は、第２クラッド層１９上に設けられている。コンタクト層２１は、後述するアノード電極２９と光導波路部１３とを電気的に接続するために設けられている。
【００２３】
また、半導体光素子１０は、一対の電流阻止部２３ａ及び２３ｂと、一対の拡張コンタクト層２５ａ及び２５ｂとを更に備えている。
【００２４】
電流阻止部（電流狭窄部）２３ａ及び２３ｂは、ＩｎＰ基板１１上に設けられている。電流阻止部２３ａは光導波路部１３の一方の側面１３ａに接しており、電流阻止部２３ｂは光導波路部１３の他方の側面１３ｂに接している。電流阻止部２３ａ及び２３ｂは、光導波路部１３に含まれる半導体層のうち第１クラッド層１５、活性層１７、及び第２クラッド層１９を埋め込んでいる。電流阻止部２３ａ及び２３ｂは、ＩｎＰ基板１１上にエピタキシャル成長可能であり且つ光導波路部１３よりも比抵抗が高いＩｎＰ系化合物半導体、例えば鉄（Ｆｅ）がドープされたＩｎＰから成る。電流阻止部２３ａ及び２３ｂは、光導波路部１３を構成する各半導体層に比べて比抵抗が大きいので、後述するアノード電極２９及びカソード電極３３から供給されたキャリアを光導波路部１３へ導く。
【００２５】
拡張コンタクト層２５ａは、電流阻止部２３ａ上に設けられており、光導波路部１３の側面１３ａのうちコンタクト層２１の側面２１ａと接している。拡張コンタクト層２５ｂは、電流阻止部２３ｂ上に設けられており、光導波路部１３の側面１３ｂのうちコンタクト層２１の側面２１ｂと接している。拡張コンタクト層２５ａ及び２５ｂは、電流阻止部２３ａ及び２３ｂ上にエピタキシャル成長可能なｐ＋型の化合物半導体、例えば亜鉛（Ｚｎ）が比較的濃くドープされたＩｎＧａＡｓから成る。
【００２６】
拡張コンタクト層２５ａ及び２５ｂは、光導波路部１３に沿って（すなわち、図中のＸ軸方向に沿って）延びている。拡張コンタクト層２５ａ及び２５ｂは、光導波路部１３に接する側面とは反対側の側面２５ｃ及び２５ｄを有する。側面２５ｃ及び２５ｄは、Ｘ軸に沿って延びている。拡張コンタクト層２５ａは、後述するアノード電極２９との接触面積を十分に確保できる幅を有していればよい。光導波路部１３と拡張コンタクト層２５ａの側面２５ｃとの間隔（すなわち拡張コンタクト層２５ａの幅）は、拡張コンタクト層２５ａに起因する寄生容量による素子動作への影響を無視できる程度に十分に小さいことが好ましい。拡張コンタクト層２５ｂについても同様であり、光導波路部１３と拡張コンタクト層２５ｂの側面２５ｄとの間隔（すなわち拡張コンタクト層２５ｂの幅）は、拡張コンタクト層２５ｂに起因する寄生容量による素子動作への影響を無視できる程度に十分に小さいことが好ましい。
【００２７】
また、半導体光素子１０は、絶縁膜２７、アノード電極２９、金属配線３１、及びカソード電極３３を更に備えている。
【００２８】
絶縁膜２７は、例えばＳｉＯ２などの絶縁性のシリコン系無機材料を主に含んでおり、拡張コンタクト層２５ａ及び２５ｂの側面２５ｃ及び２５ｄと、電流阻止部２３ａ及び２３ｂとを覆っている。絶縁膜２７は、コンタクト層２１上、及び拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂ上に開口を有する。
【００２９】
アノード電極２９は、コンタクト層２１上及び拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂ上に設けられた第２の電極である。アノード電極２９は、絶縁膜２７の開口を介してコンタクト層２１及び拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂとオーミック接合されることにより、光導波路部１３と電気的に接続されている。アノード電極２９は、例えばＡｕＺｎＮｉといった金属から成る。金属配線３１は、アノード電極２９と外部配線とを電気的に接続するためにアノード電極２９上に設けられている。金属配線３１は、例えばＡｕから成る。
【００３０】
カソード電極３３は、ＩｎＰ基板１１に電気的に接続された第１の電極である。カソード電極３３は、ＩｎＰ基板１１の裏面１１ｂ上に設けられている。カソード電極３３は、裏面１１ｂの全面に設けられており、ＩｎＰ基板１１とオーミック接合されている。カソード電極３３は、例えばＡｕＧｅＮｉといった金属から成る。
【００３１】
半導体光素子１０が半導体レーザ素子である場合、半導体光素子１０は次のように動作する。アノード電極２９とカソード電極３３との間に駆動電圧が印加されると、アノード電極２９に駆動電流が提供される。駆動電流は、アノード電極２９とコンタクト層２１及び拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂとの間のオーミック接触面を通って、コンタクト層２１及び拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂへ流れる。拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂへ流れた駆動電流は、電流阻止部２３ａ，２３ｂによって狭窄され、コンタクト層２１の側面２１ａ，２１ｂを通過してコンタクト層２１へ入る。そして、駆動電流は、コンタクト層２１から第２クラッド層１９、活性層１７、及び第１クラッド層１５へ流れる。
【００３２】
これにより、第１クラッド層１５及び第２クラッド層１９のそれぞれから活性層１７へキャリアが提供される。キャリアは活性層１７内部に閉じこめられ、活性層１７内部において光が発生する。光は光導波路において共振し、レーザ光となって活性層１７からＸ軸方向に出射される。
【００３３】
本実施形態による半導体光素子１０が有する効果について説明する。本実施形態の半導体光素子１０は、上述したように、電流阻止部２３ａ，２３ｂ上にｐ＋型の拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂを備えている。そして、アノード電極２９が、光導波路部１３のコンタクト層２１上だけでなく、拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂ上にも設けられている。また、コンタクト層２１と拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂとは、コンタクト層２１の側面２１ａ，２１ｂにおいて互いに接している。従って、本実施形態の半導体光素子１０によれば、アノード電極２９とコンタクト層との接触面積が実質的に増大するので、図５（ａ）に示したような従来の半導体光素子と比較してアノード電極２９と光導波路部１３とのコンタクト抵抗を低減できる。
【００３４】
また、本実施形態の半導体光素子１０においては、拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂがコンタクト層２１の側面２１ａ，２１ｂに接するように設けられているので、コンタクト層２１の側面２１ａ，２１ｂに図５（ｂ）のような溝（段差）を必要としない。従って、本実施形態の半導体光素子１０によれば、アノード電極２９の段切れを防ぐことができる。
【００３５】
また、本実施形態の半導体光素子１０によれば、製造時における結晶成長の回数が二回で済む。すなわち、一回目の結晶成長は、光導波路部１３に含まれる各半導体層（第１クラッド層１５、活性層１７、第２クラッド層１９、及びコンタクト層２１）を順に成長させる工程である。そして、二回目の結晶成長は、光導波路部１３を成形した後、電流阻止部２３ａ，２３ｂ及び拡張コンタクト層２５ａ，２５ｂを成長させる工程である。図５（ａ）に示したような従来の埋め込み型の半導体光素子１００ａにおいても、光導波路部１０３に含まれる各半導体層を成長させる工程と、電流阻止部１１３ａ及び１１３ｂを成長させる工程は必要である。従って、本実施形態の半導体光素子１０によれば、図５（ａ）に示したような従来の半導体光素子と同じ結晶成長回数でもって、上述したコンタクト抵抗の低減とアノード電極２９の段切れ防止とを効果的に実現できる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る半導体光素子の製造方法の一実施形態について、図２〜図４を参照しながら説明する。なお、図２〜図４のそれぞれは、第１実施形態における半導体光素子１０と同様の構成を有する半導体光素子の製造工程を順に示す断面図である。
【００３７】
まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板としてｎ型のＩｎＰ基板（ＩｎＰウェハ）４１を用意する。そして、ｎ型のＩｎＰ基板（ＩｎＰウェハ）４１上に、第１クラッド層となるｎ型ＩｎＰ半導体膜４３、活性層１７となるＩｎＧａＡｓＰ活性層膜４５、第２クラッド層となるｐ型ＩｎＰ半導体膜４７、及びコンタクト層となるｐ＋型ＩｎＧａＡｓ半導体膜４９を順次成長させる（積層工程）。好適な実施例では、これらの半導体膜４３、４５、４７、及び４９を、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法によりエピタキシャル成長させるとよい。なお、ｎ型ＩｎＰ半導体膜４３は、ｎ型ＩｎＰ半導体膜４３上の他の半導体膜を結晶性よく成長させるためのバッファ層として働く。
【００３８】
次に、図２（ｂ）に示すように、ｐ＋型ＩｎＧａＡｓ半導体膜４９上に、所定の光導波方向（図１のＸ軸方向）に延びるストライプ状のマスクＭ１（第１のマスク）を形成する。マスクＭ１は、例えばシリコン系無機絶縁材料を用いて形成される。そして、ｎ型ＩｎＰ半導体膜４３、ＩｎＧａＡｓＰ活性層膜４５、ｐ型ＩｎＰ半導体膜４７、及びｐ＋型ＩｎＧａＡｓ半導体膜４９のうちマスクＭ１で覆われていない部分をドライエッチングにより除去する。これにより、第１クラッド層５５、活性層５７、第２クラッド層５９、及びコンタクト層６１を含むメサ状の光導波路部５３が形成される（光導波路部形成工程）。
【００３９】
続いて、図２（ｃ）に示すように、ＩｎＰ基板４１上において光導波路部５３を両側から埋め込むように、光導波路部５３よりも比抵抗が高い電流阻止部６３ａ，６３ｂを成長させる（電流阻止部形成工程）。このとき、マスクＭ１を用いて電流阻止部６３ａ，６３ｂをＩｎＰ基板４１上に選択的に成長させる。また、電流阻止部６３ａ，６３ｂを第２クラッド層５９の高さまで成長させることにより、第１クラッド層５５、活性層５７、及び第２クラッド層５９を電流阻止部６３ａ，６３ｂによって埋め込む。なお、電流阻止部６３ａ，６３ｂによって第２クラッド層５９を完全に埋め込む必要はなく、第２クラッド層５９の側面が若干露出する程度の高さで電流阻止部６３ａ，６３ｂの成長を止めても良い。好適な実施例では、電流阻止部６３ａ，６３ｂとしてＦｅドープＩｎＰをＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させるとよい。
【００４０】
続いて、ｐ型の拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂを電流阻止部６３ａ，６３ｂ上にそれぞれ成長させる（拡張コンタクト層形成工程）。このとき、マスクＭ１を用いて拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂを電流阻止部６３ａ，６３ｂ上に選択的に成長させるとともに、拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂをコンタクト層６１に接触させる（図２（ｃ））。また、このとき、拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂをコンタクト層６１の高さまで成長させることにより、コンタクト層６１を拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂによって埋め込む。好適な実施例では、拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂとしてＺｎドープＩｎＧａＡｓをＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させるとよい。
【００４１】
続いて、図３（ａ）に示すように、マスクＭ１を除去した後、拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂのうちコンタクト層６１の側面に接し且つ光導波路部５３に沿って延びる部分上にマスクＭ２（第２のマスク）を形成する。本実施形態では、マスクＭ２は、拡張コンタクト層６５ａにおいてコンタクト層６１の側面に接し且つ光導波路部５３に沿って延びる部分上と、コンタクト層６１上と、拡張コンタクト層６５ｂにおいてコンタクト層６１の側面に接し且つ光導波路部５３に沿って延びる部分上とにわたって設けられる。そして、拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂのうちマスクＭ２に覆われていない部分をドライエッチング等により除去する。このとき、図３（ａ）に示すように、電流阻止部６３ａ，６３ｂにエッチングが及んでも良い。これにより、光導波路部５３に接する側面とは反対側の側面６５ｃ，６５ｄが拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂに形成される（拡張コンタクト層形成工程）。
【００４２】
なお、第１実施形態において述べたように、拡張コンタクト層６５ａは、後述するアノード電極６９との接触面積を十分に確保できる幅を有していればよく、光導波路部５３と拡張コンタクト層６５ａの側面６５ｃとの間隔（すなわち拡張コンタクト層６５ａの幅）を、拡張コンタクト層６５ａに起因する寄生容量の素子動作への影響を無視できる程度に十分に小さくすることが好ましい。拡張コンタクト層６５ｂについても同様であり、光導波路部５３と拡張コンタクト層６５ｂの側面６５ｄとの間隔（すなわち拡張コンタクト層６５ｂの幅）を、拡張コンタクト層６５ｂに起因する寄生容量の素子動作への影響を無視できる程度に十分に小さくすることが好ましい。
【００４３】
続いて、マスクＭ２を除去した後、図３（ｂ）に示すように、拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂの側面６５ｃ，６５ｄ上、及び電流阻止部６３ａ，６３ｂ上に絶縁膜６７を形成する。例えば、コンタクト層６１、拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂ、及び電流阻止部６３ａ，６３ｂを全て覆う絶縁膜を形成したのち、光導波路部５３に沿った開口パターンを有するレジストマスクを絶縁膜上に形成し、このレジストマスクを介して絶縁膜をエッチングすることにより、コンタクト層６１上、及び拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂ上に開口６７ａを有する絶縁膜６７を形成するとよい。なお、好適な実施例では、絶縁膜６７としてＳｉＯ２といった絶縁性のシリコン系無機材料を、プラズマＣＶＤ法により成膜するとよい。
【００４４】
続いて、図３（ｃ）に示すように、絶縁膜６７の開口６７ａに応じたパターンを有するレジストマスクＭ３を絶縁膜６７上に形成する。そして、このレジストマスクＭ３を介してＡｕＺｎＮｉといった金属材料７９を蒸着し、レジストマスクＭ３を除去することにより（リフトオフ法）、図４（ａ）に示すように、アノード電極６９（第２の電極）をコンタクト層６１上及び拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂ上に形成する（電極形成工程）。そして、図４（ｂ）に示すように、アノード電極６９上に例えばＡｕから成る金属配線７１を電気メッキ等により形成する。また、ＩｎＰ基板４１の裏面４１ｂの全面にＡｕＧｅＮｉといった金属材料を蒸着することにより、カソード電極７３を形成する（電極形成工程）。以上の製造方法によって、第１実施形態における半導体光素子１０と同様の構成を有する半導体光素子が完成する。
【００４５】
本実施形態による半導体光素子の製造方法によって得られる効果について説明する。本実施形態の製造方法においては、上述したように、拡張コンタクト層形成工程によって電流阻止部６３ａ，６３ｂ上に拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂを形成している。そして、電極形成工程によって、アノード電極６９を光導波路部５３のコンタクト層６１上だけでなく拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂ上にも形成している。また、コンタクト層６１と拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂとは、コンタクト層６１の側面において互いに接している。従って、本実施形態の製造方法によれば、アノード電極６９とコンタクト層との接触面積が実質的に増大するので、図５（ａ）に示したような従来の半導体光素子と比較してアノード電極６９と光導波路部５３とのコンタクト抵抗が小さい半導体光素子を提供できる。
【００４６】
また、本実施形態の製造方法においては、拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂがコンタクト層６１の側面に接するように拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂを形成するので、コンタクト層６１の側面に図５（ｂ）のような溝（段差）が生じないか、或いは段差を極めて小さくできる。従って、本実施形態の製造方法によれば、アノード電極６９の段切れを防ぐことができる。
【００４７】
また、本実施形態の製造方法によれば、結晶成長の回数が二回で済む。すなわち、一回目の結晶成長は、光導波路部５３に含まれる各半導体層のための半導体膜（ｎ型ＩｎＰ半導体膜４３、ＩｎＧａＡｓＰ活性層膜４５、ｐ型ＩｎＰ半導体膜４７、及びｐ＋型ＩｎＧａＡｓ半導体膜４９）を順に成長させる積層工程（図２（ａ）参照）である。そして、二回目の結晶成長は、電流阻止部６３ａ，６３ｂを形成する工程、及び拡張コンタクト層６５ａ，６５ｂを形成する工程（ともに図２（ｃ）参照）である。図５（ａ）に示したような従来の埋め込み型の半導体光素子１００ａにおいても、光導波路部１０３に含まれる各半導体層を成長させる工程と、電流阻止部１１３ａ及び１１３ｂを成長させる工程は必要である。従って、本実施形態の製造方法によれば、図５（ａ）に示したような従来の半導体光素子と同じ結晶成長回数でもって、上述したコンタクト抵抗の低減とアノード電極６９の段切れ防止とを効果的に実現できる。
【００４８】
本発明による半導体光素子の製造方法及び半導体光素子は、上記した各実施形態に限られるものではなく、他にも様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態ではＩｎＰ系の半導体光素子が例示されているが、これ以外にも、例えばＧａＮ系やＧａＡｓ系などの半導体光素子に対しても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明に係る半導体光素子の一実施形態の構造を示す側面断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、半導体光素子の製造工程を順に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、半導体光素子の製造工程を順に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、半導体光素子の製造工程を順に示す断面図である。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、従来の半導体光素子の構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…半導体光素子、１１，４１…ＩｎＰ基板、１１ａ…主面、１１ｂ，４１ｂ…裏面、１３，５３…光導波路部、１３ａ，１３ｂ…側面、１５，５５…第１クラッド層、１７，５７…活性層、１９，５９…第２クラッド層、２１，６１…コンタクト層、２１ａ，２１ｂ…側面、２３ａ，２３ｂ，６３ａ，６３ｂ…電流阻止部、２５ａ，２５ｂ，６５ａ，６５ｂ…拡張コンタクト層、２５ｃ，２５ｄ，６５ｃ，６５ｄ…側面、２７，６７…絶縁膜、２９，６９…アノード電極、３１，７１…金属配線、３３，７３…カソード電極、４３…ｎ型ＩｎＰ半導体膜、４５…ＩｎＧａＡｓＰ活性層膜、４７…ｐ型ＩｎＰ半導体膜、４９…ｐ＋型ＩｎＧａＡｓ半導体膜、７９…金属材料。
【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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