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JP7530238B2 - Semiconductor optical device and its manufacturing method - Google Patents

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JP7530238B2
JP7530238B2 JP2020139167A JP2020139167A JP7530238B2 JP 7530238 B2 JP7530238 B2 JP 7530238B2 JP 2020139167 A JP2020139167 A JP 2020139167A JP 2020139167 A JP2020139167 A JP 2020139167A JP 7530238 B2 JP7530238 B2 JP 7530238B2
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良介 中島
康 佐久間
重剛 浜田
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日本ルメンタム株式会社
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Description

本発明は、半導体光素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor optical element and a method for manufacturing the same.

光通信に用いられる半導体光素子には高速応答性が求められている。高速応答性を向上させるためには、寄生容量を低減することが有効である。半導体光素子は、外部との電気的接続のためのパッド電極を有する。パッド電極は、他の電極と比較すると面積が広く、大きな寄生容量の原因となっている。 High-speed response is required for semiconductor optical elements used in optical communications. Reducing parasitic capacitance is an effective way to improve high-speed response. Semiconductor optical elements have pad electrodes for electrical connection to the outside. Pad electrodes have a large area compared to other electrodes, which causes large parasitic capacitance.

特開2006-32819号公報JP 2006-32819 A 特開2011-09294号公報JP 2011-09294 A

特許文献1には、パッド電極とパッシベーション膜の間に、絶縁膜を介在させて、寄生容量を低減することが開示されている。絶縁膜は、局所的に形成されており、絶縁膜を超えてパッド電極から引出電極が形成されている。絶縁膜のエッジは、急峻に立ち上がる形状であるため、引出電極の切断の可能性がある。なお、特許文献2には、表面に段差のある絶縁層が開示されているが、絶縁層の一部を厚くして寄生容量を低減することの開示はない。 Patent document 1 discloses reducing parasitic capacitance by interposing an insulating film between the pad electrode and the passivation film. The insulating film is formed locally, and an extraction electrode is formed from the pad electrode beyond the insulating film. The edge of the insulating film rises sharply, so there is a possibility that the extraction electrode may be cut off. Patent document 2 discloses an insulating layer with a stepped surface, but does not disclose reducing parasitic capacitance by thickening part of the insulating layer.

本発明は、パッド電極の寄生容量を低減し、引出電極の切断可能性を低減することを目的とする。 The present invention aims to reduce the parasitic capacitance of the pad electrode and reduce the possibility of disconnection of the extraction electrode.

(1)本発明に係る半導体光素子は、半導体基板と、第1方向にストライプ状に延びるメサ部を有し、前記第1方向に直交する第2方向に前記メサ部に隣り合う台座部を有し、前記半導体基板の上にある化合物半導体層と、上面及び側面を有して前記上面及び前記側面の間の内角が鈍角で、前記化合物半導体層の前記台座部の上にある付加絶縁膜と、前記付加絶縁膜に重なって隆起する凸部を有し、前記メサ部の少なくとも一部を避けて前記化合物半導体層及び前記付加絶縁膜を覆うパッシベーション膜と、前記メサ部の前記少なくとも一部の上にあるメサ電極と、前記凸部の範囲内で前記パッシベーション膜の上にあるパッド電極と、前記凸部の範囲内及び外側で連続的に前記パッシベーション膜の上にあって前記パッド電極及び前記メサ電極を接続し、前記パッド電極よりも幅において細い引出電極と、を有する。 (1) The semiconductor optical element according to the present invention comprises a semiconductor substrate, a mesa portion extending in a stripe shape in a first direction and a pedestal portion adjacent to the mesa portion in a second direction perpendicular to the first direction, a compound semiconductor layer on the semiconductor substrate, an additional insulating film having a top surface and a side surface, with an obtuse internal angle between the top surface and the side surface, on the pedestal portion of the compound semiconductor layer, a protruding portion overlapping the additional insulating film, a passivation film covering the compound semiconductor layer and the additional insulating film while avoiding at least a portion of the mesa portion, a mesa electrode on at least a portion of the mesa portion, a pad electrode on the passivation film within the range of the protruding portion, and a lead electrode on the passivation film continuously within and outside the range of the protruding portion, connecting the pad electrode and the mesa electrode, and having a width narrower than that of the pad electrode.

本発明によれば、付加絶縁膜があることでパッド電極の寄生容量が低減される。また、付加絶縁膜の上面及び側面の間の内角が鈍角であり、この形状に対応して、パッシベーション膜の凸部が形成されるので、引出電極の切断可能性を低減することができる。 According to the present invention, the parasitic capacitance of the pad electrode is reduced by the presence of the additional insulating film. In addition, the interior angle between the top surface and side surface of the additional insulating film is obtuse, and a convex portion of the passivation film is formed corresponding to this shape, so the possibility of the extraction electrode being cut off can be reduced.

(2)(1)に記載された半導体光素子であって、前記パッシベーション膜は、前記付加絶縁膜の前記上面に接触する第1部分と、前記付加絶縁膜の前記側面に接触して前記第1部分よりも低い第2部分と、を含むことを特徴としてもよい。 (2) The semiconductor optical element described in (1) may be characterized in that the passivation film includes a first portion that contacts the top surface of the additional insulating film and a second portion that contacts the side surface of the additional insulating film and is lower than the first portion.

(3)(2)に記載された半導体光素子であって、前記第1部分及び前記第2部分は、全体的に途切れなく一体的に連続していることを特徴としてもよい。 (3) The semiconductor optical element described in (2) may be characterized in that the first portion and the second portion are integrally continuous without interruption throughout.

(4)(2)に記載された半導体光素子であって、前記第1部分及び前記第2部分は、少なくとも部分的に分離されていることを特徴としてもよい。 (4) The semiconductor optical element described in (2) may be characterized in that the first portion and the second portion are at least partially separated.

(5)(4)に記載された半導体光素子であって、前記第1部分は、前記第2部分とは完全に分離されて前記付加絶縁膜の前記上面の範囲内に位置することを特徴としてもよい。 (5) The semiconductor optical element described in (4) may be characterized in that the first portion is completely separated from the second portion and is located within the range of the upper surface of the additional insulating film.

(6)(1)から(5)のいずれか1項に記載された半導体光素子であって、前記パッシベーション膜及び前記付加絶縁膜の少なくとも一方は、積層された複数層からなることを特徴としてもよい。 (6) The semiconductor optical element according to any one of (1) to (5) may be characterized in that at least one of the passivation film and the additional insulating film is made of a multi-layer structure.

(7)(1)から(6)のいずれか1項に記載された半導体光素子であって、前記パッシベーション膜は、厚みにおいて前記付加絶縁膜と等しいことを特徴としてもよい。 (7) The semiconductor optical element according to any one of (1) to (6) may be characterized in that the passivation film has a thickness equal to that of the additional insulating film.

(8)本発明に係る半導体光素子の製造方法は、第1方向にストライプ状に延びるメサ部を有し、前記第1方向に直交する第2方向に前記メサ部に隣り合う台座部を有する化合物半導体層を、半導体基板の上に形成すること、上面及び側面を有して前記上面及び前記側面の間の内角が鈍角である付加絶縁膜を、前記化合物半導体層の前記台座部の上に形成すること、前記付加絶縁膜に重なって隆起する凸部を有し、前記メサ部の少なくとも一部を避けて前記化合物半導体層及び前記付加絶縁膜を覆うパッシベーション膜を、化学蒸着によって形成すること、及び、電極を形成すること、を含み、前記電極は、前記メサ部の前記少なくとも一部の上にあるメサ電極と、前記凸部の範囲内で前記パッシベーション膜の上にあるパッド電極と、前記凸部の範囲内及び外側で連続的に前記パッシベーション膜の上にあって前記パッド電極及び前記メサ電極を接続して前記パッド電極よりも幅において細い引出電極と、を含む。 (8) The method for manufacturing a semiconductor optical device according to the present invention includes forming a compound semiconductor layer on a semiconductor substrate, the compound semiconductor layer having a mesa portion extending in a stripe shape in a first direction and a pedestal portion adjacent to the mesa portion in a second direction perpendicular to the first direction, forming an additional insulating film on the pedestal portion of the compound semiconductor layer, the additional insulating film having a top surface and a side surface and an obtuse internal angle between the top surface and the side surface, forming a passivation film by chemical vapor deposition, the passivation film having a protrusion that overlaps the additional insulating film and covers the compound semiconductor layer and the additional insulating film while avoiding at least a part of the mesa portion, and forming electrodes, the electrodes including a mesa electrode on at least a part of the mesa portion, a pad electrode on the passivation film within the range of the protrusion, and an extraction electrode that is continuously on the passivation film within and outside the range of the protrusion, connects the pad electrode and the mesa electrode, and is narrower in width than the pad electrode.

本発明によれば、付加絶縁膜があることでパッド電極の寄生容量が低減される。また、付加絶縁膜の上面及び側面の間の内角が鈍角であり、この形状に対応して、パッシベーション膜の凸部が形成されるので、引出電極の切断可能性を低減することができる。 According to the present invention, the parasitic capacitance of the pad electrode is reduced by the presence of the additional insulating film. In addition, the interior angle between the top surface and side surface of the additional insulating film is obtuse, and a convex portion of the passivation film is formed corresponding to this shape, so that the possibility of the extraction electrode being cut off can be reduced.

(9)(8)に記載された半導体光素子の製造方法であって、前記パッシベーション膜を形成する工程で、膜材料は、前記付加絶縁膜の前記側面の上方にせり出さないように、前記上面に堆積することを特徴としてもよい。 (9) The method for manufacturing a semiconductor optical element described in (8) may be characterized in that in the step of forming the passivation film, the film material is deposited on the upper surface of the additional insulating film so as not to protrude above the side surface.

(10)(9)に記載された半導体光素子の製造方法であって、前記膜材料は、前記上面に堆積して第1部分を形成し、前記付加絶縁膜の周囲に堆積して第2部分を形成することを特徴としてもよい。 (10) The method for manufacturing a semiconductor optical element described in (9) may be characterized in that the film material is deposited on the upper surface to form a first portion, and is deposited around the additional insulating film to form a second portion.

(11)(10)に記載された半導体光素子の製造方法であって、前記パッシベーション膜を形成する工程は、前記第2部分が前記第1部分に少なくとも部分的に接触しない厚みで終了されることを特徴としてもよい。 (11) The method for manufacturing a semiconductor optical element described in (10) may be characterized in that the step of forming the passivation film is completed at a thickness such that the second portion is not at least partially in contact with the first portion.

(12)(10)に記載された半導体光素子の製造方法であって、前記パッシベーション膜を形成する工程は、前記第2部分が全体的に前記第1部分に接触する厚みになるまで行われることを特徴としてもよい。 (12) The method for manufacturing a semiconductor optical element described in (10) may be characterized in that the process for forming the passivation film is performed until the second portion has a thickness such that the second portion is entirely in contact with the first portion.

(13)(1)から(12)のいずれか1項に記載された半導体光素子の製造方法であって、前記パッシベーション膜及び前記付加絶縁膜の少なくとも一方を、積層された複数層で形成することを特徴としてもよい。 (13) The method for manufacturing a semiconductor optical element according to any one of (1) to (12) may be characterized in that at least one of the passivation film and the additional insulating film is formed as a stack of multiple layers.

(14)(1)から(13)のいずれか1項に記載された半導体光素子の製造方法であって、前記パッシベーション膜を、厚みにおいて前記付加絶縁膜と等しくなるように形成することを特徴としてもよい。 (14) The method for manufacturing a semiconductor optical element according to any one of (1) to (13) may be characterized in that the passivation film is formed to have a thickness equal to that of the additional insulating film.

(15)(1)から(14)のいずれか1項に記載された半導体光素子の製造方法であって、前記付加絶縁膜を形成する工程は、ドライエッチングを含むことを特徴としてもよい。 (15) The method for manufacturing a semiconductor optical element according to any one of (1) to (14) may be characterized in that the step of forming the additional insulating film includes dry etching.

第1の実施形態に係る半導体光素子の平面図である。1 is a plan view of a semiconductor optical device according to a first embodiment. 図1に示す半導体光素子のII-II線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the semiconductor optical device shown in FIG. 図2において一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a portion surrounded by a dashed line in FIG. 2 . 実施形態に係る半導体光素子の製造方法を説明するための図である。5A to 5C are diagrams for explaining a method for manufacturing a semiconductor optical device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体光素子の製造方法を説明するための図である。5A to 5C are diagrams for explaining a method for manufacturing a semiconductor optical device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体光素子の製造方法を説明するための図である。5A to 5C are diagrams for explaining a method for manufacturing a semiconductor optical device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体光素子の製造方法を説明するための図である。5A to 5C are diagrams for explaining a method for manufacturing a semiconductor optical device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体光素子の製造方法を説明するための図である。5A to 5C are diagrams for explaining a method for manufacturing a semiconductor optical device according to an embodiment. 変形例に係る付加絶縁膜及びパッシベーション膜の断面図である。13 is a cross-sectional view of an additional insulating film and a passivation film according to a modified example. FIG. 比較例に係る付加絶縁膜及びパッシベーション膜の断面図である。11 is a cross-sectional view of an additional insulating film and a passivation film according to a comparative example. FIG. 第2の実施形態に係る半導体光素子の平面図である。FIG. 11 is a plan view of a semiconductor optical device according to a second embodiment. 図11に示す半導体光素子のXII-XII線断面図である。12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII of the semiconductor optical device shown in FIG. 11.

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。全図において同一の符号を付した部材は同一又は同等の機能を有するものであり、その繰り返しの説明を省略する。なお、図形の大きさは倍率に必ずしも一致するものではない。 The following describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings. Components with the same reference numerals in all the drawings have the same or equivalent functions, and their repeated explanation will be omitted. Note that the size of the figures does not necessarily correspond to the magnification.

[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る半導体光素子の平面図である。図2は、図1に示す半導体光素子のII-II線断面図である。半導体光素子は、リッジ型半導体レーザである。
[First embodiment]
Fig. 1 is a plan view of the semiconductor optical device according to the first embodiment. Fig. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor optical device taken along line II-II of Fig. 1. The semiconductor optical device is a ridge-type semiconductor laser.

[半導体基板]
半導体光素子は、半導体基板10を有する。半導体基板10は、n型InP基板、p型InP基板又は半絶縁性半導体基板である。半導体基板10の裏面には下電極12(例えばカソード)がある。下電極12は、複数層(Ti層、Pt層及びAu層の3層構造など)からなる。
[Semiconductor substrate]
The semiconductor optical device has a semiconductor substrate 10. The semiconductor substrate 10 is an n-type InP substrate, a p-type InP substrate, or a semi-insulating semiconductor substrate. A lower electrode 12 (e.g., a cathode) is provided on the back surface of the semiconductor substrate 10. The lower electrode 12 is made of multiple layers (e.g., a three-layer structure of a Ti layer, a Pt layer, and an Au layer).

[化合物半導体層]
半導体光素子は、化合物半導体層14を有する。化合物半導体層14は、半導体基板10の上にあって複数層からなる。複数層の最下層は、下クラッド層16である。下クラッド層16は、導電型(例えばn型)において半導体基板10と同じである。下クラッド層16の上に活性層18がある。活性層18は、多重量子井戸層及びこれを上下で挟んだ光閉じ込め層で構成される。活性層18の上に、上クラッド層20がある。上クラッド層20の導電型(例えばp型)は、半導体基板10の導電型(例えばn型)とは反対である。活性層18と上クラッド層20との間には、回折格子が形成されており、他の半導体層(例えば、エッチング停止層)があっても構わない。上クラッド層20の上にコンタクト層22がある。
[Compound semiconductor layer]
The semiconductor optical device has a compound semiconductor layer 14. The compound semiconductor layer 14 is on a semiconductor substrate 10 and is composed of multiple layers. The bottom layer of the multiple layers is a lower cladding layer 16. The lower cladding layer 16 has the same conductivity type (e.g., n-type) as the semiconductor substrate 10. An active layer 18 is on the lower cladding layer 16. The active layer 18 is composed of a multiple quantum well layer and optical confinement layers sandwiching the multiple quantum well layer above and below. An upper cladding layer 20 is on the active layer 18. The conductivity type (e.g., p-type) of the upper cladding layer 20 is opposite to the conductivity type (e.g., n-type) of the semiconductor substrate 10. A diffraction grating is formed between the active layer 18 and the upper cladding layer 20, and other semiconductor layers (e.g., an etching stop layer) may be present. A contact layer 22 is on the upper cladding layer 20.

上クラッド層20及びコンタクト層22は、複数の部分に分離されている。化合物半導体層14は、第1方向D1にストライプ状に延びるメサ部24を有する。メサ部24は、上クラッド層20の一部及びコンタクト層22の一部で構成される。メサ部24の下に活性層18がある。 The upper cladding layer 20 and the contact layer 22 are separated into multiple parts. The compound semiconductor layer 14 has a mesa portion 24 that extends in a stripe shape in the first direction D1. The mesa portion 24 is composed of a part of the upper cladding layer 20 and a part of the contact layer 22. The active layer 18 is located below the mesa portion 24.

化合物半導体層14は、第1方向D1に直交する第2方向D2にメサ部24に隣り合う台座部26を有する。メサ部24の両側のそれぞれに台座部26がある。一方の台座部26(左側)が他方の台座部26(右側)よりも大きくなっている。台座部26は、上クラッド層20の一部及びコンタクト層22の一部から構成される。台座部26とメサ部24は、溝28によって分離されている。 The compound semiconductor layer 14 has a pedestal portion 26 adjacent to the mesa portion 24 in the second direction D2 perpendicular to the first direction D1. There is a pedestal portion 26 on each side of the mesa portion 24. One pedestal portion 26 (left side) is larger than the other pedestal portion 26 (right side). The pedestal portion 26 is composed of a part of the upper cladding layer 20 and a part of the contact layer 22. The pedestal portion 26 and the mesa portion 24 are separated by a groove 28.

[付加絶縁膜]
図3は、図2において一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。半導体光素子は、付加絶縁膜30を有する。付加絶縁膜30は、コンタクト層22の上に局所的に形成されている。付加絶縁膜30は、上面32及び側面34を有する。上面32及び側面34の間の内角αは鈍角である。付加絶縁膜30は、上面32が下面36よりも小さくなっており、縦断面で台形になっている。付加絶縁膜30は、大きい方(図2の左側)の台座部26の上にある。付加絶縁膜30は、積層された複数層からなる。上層38は、例えばSiO膜である。SiO膜は化合物半導体層14(コンタクト層22)との密着性が低いために、密着性を確保するために下層40としてPSG(Phosphorus Silicon Glass)膜を配置している。
[Additional insulating film]
3 is an enlarged view of the portion surrounded by the dashed line in FIG. 2. The semiconductor optical device has an additional insulating film 30. The additional insulating film 30 is locally formed on the contact layer 22. The additional insulating film 30 has an upper surface 32 and a side surface 34. The interior angle α between the upper surface 32 and the side surface 34 is an obtuse angle. The additional insulating film 30 has an upper surface 32 smaller than a lower surface 36, and is trapezoidal in cross section. The additional insulating film 30 is on the larger pedestal portion 26 (left side in FIG. 2). The additional insulating film 30 is made of a plurality of laminated layers. The upper layer 38 is, for example, a SiO 2 film. Since the SiO 2 film has low adhesion to the compound semiconductor layer 14 (contact layer 22), a PSG (Phosphorus Silicon Glass) film is disposed as the lower layer 40 to ensure adhesion.

[パッシベーション膜]
半導体光素子は、パッシベーション膜42を有する。パッシベーション膜42は、積層された複数層(例えばPSG膜及びSiO膜)からなる。パッシベーション膜42は、厚みにおいて付加絶縁膜30と等しい。
[Passivation film]
The semiconductor optical device has a passivation film 42. The passivation film 42 is made of a plurality of laminated layers (e.g., a PSG film and a SiO2 film). The passivation film 42 has the same thickness as the additional insulating film 30.

パッシベーション膜42は、化合物半導体層14及び付加絶縁膜30を覆い、溝28の内側面44(例えば上クラッド層20の端面及びコンタクト層22の端面)及び底面(例えば活性層18の上面の一部)も覆う。パッシベーション膜42は、メサ部24の側面も覆うが、メサ部24の一部(例えば上面)を避ける(露出させる)ように開口を有する。メサ部24の上面は、コンタクト層22の一部である。 The passivation film 42 covers the compound semiconductor layer 14 and the additional insulating film 30, and also covers the inner side surface 44 (e.g., the end surface of the upper cladding layer 20 and the end surface of the contact layer 22) and bottom surface (e.g., part of the top surface of the active layer 18) of the groove 28. The passivation film 42 also covers the side surface of the mesa portion 24, but has an opening to avoid (expose) part of the mesa portion 24 (e.g., the top surface). The top surface of the mesa portion 24 is part of the contact layer 22.

パッシベーション膜42は、付加絶縁膜30に重なって隆起する凸部46を有する。凸部46では、パッシベーション膜42は化合物半導体層14(コンタクト層22)に接触しない。パッシベーション膜42は、付加絶縁膜30の上面32に接触する第1部分48を含む。パッシベーション膜42は、付加絶縁膜30の側面34に接触して第1部分48よりも低い第2部分50を含む。第2部分50は、化合物半導体層14(コンタクト層22)に接触する。第1部分48及び第2部分50は、図3に示すように、少なくとも部分的に分離されている。例えば、第1部分48は、第2部分50とは完全に分離されて付加絶縁膜30の上面32の範囲内に位置してもよい。その場合、第1部分48は、第2部分50の内側で島状になる。あるいは、第1部分48の周囲に、断続的にスリットが形成されていてもよい。 The passivation film 42 has a protruding portion 46 that overlaps the additional insulating film 30. At the protruding portion 46, the passivation film 42 does not contact the compound semiconductor layer 14 (contact layer 22). The passivation film 42 includes a first portion 48 that contacts the upper surface 32 of the additional insulating film 30. The passivation film 42 includes a second portion 50 that contacts the side surface 34 of the additional insulating film 30 and is lower than the first portion 48. The second portion 50 contacts the compound semiconductor layer 14 (contact layer 22). The first portion 48 and the second portion 50 are at least partially separated as shown in FIG. 3. For example, the first portion 48 may be completely separated from the second portion 50 and located within the range of the upper surface 32 of the additional insulating film 30. In that case, the first portion 48 is island-shaped inside the second portion 50. Alternatively, slits may be formed intermittently around the first portion 48.

[上電極]
半導体光素子は、上電極52(例えばアノード)を有する。上電極52は、複数層(Ti層、Pt層及びAu層の3層構造など)からなり、全体的に均一な構造であってもよい。上電極52は、パッシベーション膜42の上にあり、一部(メサ部24)を除いて、化合物半導体層14とは絶縁されている。
[Upper electrode]
The semiconductor optical device has an upper electrode 52 (e.g., an anode). The upper electrode 52 may be made of multiple layers (e.g., a three-layer structure of a Ti layer, a Pt layer, and a Au layer) and may have a uniform structure overall. The upper electrode 52 is located on the passivation film 42 and is insulated from the compound semiconductor layer 14 except for a part of it (the mesa portion 24).

上電極52は、メサ電極54を有する。メサ電極54は第1方向D1に延びている。メサ電極54は、メサ部24の少なくとも一部(パッシベーション膜42が覆わない部分)の上にある。メサ電極54は、パッシベーション膜42の開口を介して、メサ部24の上面(コンタクト層22)に接触して電気的に接続されている。 The upper electrode 52 has a mesa electrode 54. The mesa electrode 54 extends in the first direction D1. The mesa electrode 54 is located on at least a portion of the mesa portion 24 (a portion not covered by the passivation film 42). The mesa electrode 54 is in contact with and electrically connected to the upper surface (contact layer 22) of the mesa portion 24 through an opening in the passivation film 42.

上電極52は、パッド電極56を有する。パッド電極56は、大きい方(図2の左側)の台座部26の上にある。パッド電極56は、凸部46(又は付加絶縁膜30)の範囲内でパッシベーション膜42の上にある。パッド電極56は、外部との電気的な接続のために、図示しないワイヤがボンディングされる領域である。パッド電極56の平面形状は、円形、四角形、角丸四角形、又はその他の多角形であってもよい。パッド電極56は、上電極52の他の部分と比較して面積が大きいために寄生容量が大きい。しかし、パッド電極56の下方には、半導体よりも誘電率が小さい材料(PSG/SiO)からなる、パッシベーション膜42及び付加絶縁膜30が積層されているため、寄生容量を低減することができる。 The upper electrode 52 has a pad electrode 56. The pad electrode 56 is on the larger pedestal portion 26 (left side in FIG. 2). The pad electrode 56 is on the passivation film 42 within the range of the protrusion 46 (or the additional insulating film 30). The pad electrode 56 is a region to which a wire (not shown) is bonded for electrical connection with the outside. The planar shape of the pad electrode 56 may be a circle, a rectangle, a rounded rectangle, or another polygon. The pad electrode 56 has a large area compared to other parts of the upper electrode 52, and therefore has a large parasitic capacitance. However, the passivation film 42 and the additional insulating film 30 made of a material (PSG/SiO 2 ) with a smaller dielectric constant than a semiconductor are laminated below the pad electrode 56, so that the parasitic capacitance can be reduced.

上電極52は、引出電極58を有する。引出電極58は、凸部46(又は付加絶縁膜30)の範囲内及び外側で連続的にパッシベーション膜42の上にある。引出電極58は、パッド電極56及びメサ電極54を接続する。引出電極58とパッド電極56の接続部は、凸部46(又は付加絶縁膜30)の範囲内にある。引出電極58とメサ電極54の接続部は凸部46(又は付加絶縁膜30)の外側にある。引出電極58は、第2方向D2に延びており、パッド電極56よりも、第1方向D1の幅において細い。 The upper electrode 52 has an extraction electrode 58. The extraction electrode 58 is continuously on the passivation film 42 within and outside the range of the protrusion 46 (or the additional insulating film 30). The extraction electrode 58 connects the pad electrode 56 and the mesa electrode 54. The connection portion of the extraction electrode 58 and the pad electrode 56 is within the range of the protrusion 46 (or the additional insulating film 30). The connection portion of the extraction electrode 58 and the mesa electrode 54 is outside the protrusion 46 (or the additional insulating film 30). The extraction electrode 58 extends in the second direction D2 and is narrower in width in the first direction D1 than the pad electrode 56.

[製造方法]
図4~図8は、実施形態に係る半導体光素子の製造方法を説明するための図である。本実施形態では、半導体光素子の多面取り製造を行うため、半導体基板10をウエハ状で用意する。
[Production method]
4 to 8 are diagrams for explaining a method for manufacturing a semiconductor optical device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, in order to manufacture multiple semiconductor optical devices, a semiconductor substrate 10 is prepared in the form of a wafer.

図4に示すように、化合物半導体層14を、半導体基板10の上に形成する。その形成には、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)を適用する。詳しくは、下クラッド層16、活性層18、上クラッド層20及びコンタクト層22を順に形成する。活性層18に、図示しない回折格子を形成した後に、上クラッド層20を形成してもよい。続いて、CVD(Chemical Vapor Deposition)によって、SiO膜などの酸化膜からエッチングマスク60を形成する。 As shown in Fig. 4, the compound semiconductor layer 14 is formed on the semiconductor substrate 10. For the formation, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) is applied. More specifically, the lower cladding layer 16, the active layer 18, the upper cladding layer 20, and the contact layer 22 are formed in this order. The upper cladding layer 20 may be formed after forming a diffraction grating (not shown) on the active layer 18. Next, an etching mask 60 is formed from an oxide film such as a SiO2 film by CVD (Chemical Vapor Deposition).

図5に示すように、塩酸と燐酸の混合液によるウェットエッチングによって、化合物半導体層14に溝28を形成する。溝28は、コンタクト層22及び上クラッド層20を複数の部分に分離する。一対の溝28の間に、第1方向D1(図1)にストライプ状に延びるメサ部24が形成される。第1方向D1に直交する第2方向D2に、メサ部24の隣には、台座部26が形成される。第2方向D2において、メサ部24の上面の幅は約2.0μmであり、溝28の幅は約10μmである。その後、エッチングマスク60を除去する。 As shown in FIG. 5, a groove 28 is formed in the compound semiconductor layer 14 by wet etching using a mixture of hydrochloric acid and phosphoric acid. The groove 28 separates the contact layer 22 and the upper cladding layer 20 into a plurality of parts. A mesa portion 24 extending in a stripe shape in the first direction D1 (FIG. 1) is formed between a pair of grooves 28. A pedestal portion 26 is formed next to the mesa portion 24 in the second direction D2 perpendicular to the first direction D1. In the second direction D2, the width of the upper surface of the mesa portion 24 is about 2.0 μm, and the width of the groove 28 is about 10 μm. The etching mask 60 is then removed.

図6に示すように、化学蒸着により、例えば厚さ0.5μmの付加絶縁膜30を、化合物半導体層14の表面(溝28の内側面44及び底面を含む)に形成する。付加絶縁膜30は、複数層で形成する。例えば、図3に示すように、下層40をPSGから形成し、上層38をSiOから形成する。 6, an additional insulating film 30 having a thickness of, for example, 0.5 μm is formed on the surface of the compound semiconductor layer 14 (including the inner side surface 44 and the bottom surface of the groove 28) by chemical vapor deposition. The additional insulating film 30 is formed in multiple layers. For example, as shown in FIG. 3, a lower layer 40 is formed from PSG, and an upper layer 38 is formed from SiO2 .

図7に示すように、レジストマスク62を使用して、付加絶縁膜30をドライエッチングする。エッチャントはCである。こうして、付加絶縁膜30を、化合物半導体層14の台座部26の上にパターニングする。ドライエッチングを適応するので、付加絶縁膜30の側面34は、図3に示すようになる。つまり、付加絶縁膜30の上面32及び側面34の間の内角αは鈍角である。なお、付加絶縁膜30は、平面視で四角形となっている。その後、レジストマスク62を除去する。 As shown in Fig. 7, the additional insulating film 30 is dry etched using the resist mask 62. The etchant is C2F6 . In this way, the additional insulating film 30 is patterned on the pedestal portion 26 of the compound semiconductor layer 14. Since dry etching is applied, the side surface 34 of the additional insulating film 30 becomes as shown in Fig. 3. That is, the interior angle α between the upper surface 32 and the side surface 34 of the additional insulating film 30 is an obtuse angle. The additional insulating film 30 has a quadrangle shape in a plan view. Thereafter, the resist mask 62 is removed.

図8に示すように、化学蒸着によって、パッシベーション膜42を形成する。パッシベーション膜42は、複数層で形成し、例えば下層をPSGから形成し、上層をSiOから形成する。パッシベーション膜42は、化合物半導体層14及び付加絶縁膜30を覆うように形成する。これにより、パッシベーション膜42は、付加絶縁膜30に重なって隆起した凸部46を有する。 8, a passivation film 42 is formed by chemical vapor deposition. The passivation film 42 is formed in multiple layers, for example, a lower layer is formed from PSG and an upper layer is formed from SiO2 . The passivation film 42 is formed so as to cover the compound semiconductor layer 14 and the additional insulating film 30. As a result, the passivation film 42 has a protruding portion 46 that overlaps the additional insulating film 30 and protrudes.

図3に示すように、化学蒸着の膜材料は、付加絶縁膜30の側面34の上方にせり出さないように、付加絶縁膜30の上面32に堆積する。これは、付加絶縁膜30の上面32に堆積した膜材料が、付加絶縁膜30の上面32から側面34を伝って、コンタクト層22の上にマイグレーションしたからとも考えられる。 As shown in FIG. 3, the chemical vapor deposition film material is deposited on the upper surface 32 of the additional insulating film 30 so as not to protrude above the side surface 34 of the additional insulating film 30. This is thought to be because the film material deposited on the upper surface 32 of the additional insulating film 30 migrates from the upper surface 32 of the additional insulating film 30 along the side surface 34 onto the contact layer 22.

膜材料は、上面32に堆積して第1部分48を形成し、付加絶縁膜30の周囲に堆積して第2部分50を形成する。パッシベーション膜42を形成する工程は、第2部分50が第1部分48に少なくとも部分的に接触しない厚みで終了する。例えば、パッシベーション膜42を、厚み(例えば0.5μm)において、付加絶縁膜30と等しくなるように形成する。これにより、半導体層への応力を抑えることができる。 The film material is deposited on the upper surface 32 to form a first portion 48, and is deposited around the additional insulating film 30 to form a second portion 50. The process of forming the passivation film 42 ends with a thickness such that the second portion 50 is not at least partially in contact with the first portion 48. For example, the passivation film 42 is formed to have a thickness (e.g., 0.5 μm) equal to that of the additional insulating film 30. This can reduce stress on the semiconductor layer.

図2に示すように、メサ部24の一部の上で、パッシベーション膜42に開口を形成する。形成にはエッチングを適用する。これにより、コンタクト層22をメサ部24の上で露出させることができる。その後、図1及び図2に示すように、上電極52を形成する。上電極52の形成は、電子ビーム蒸着によって電極膜を形成し、これをエッチングすることで行う。電極膜は、複数層(Ti層、Pt層、Au層)で形成する。 As shown in FIG. 2, an opening is formed in the passivation film 42 above a portion of the mesa portion 24. Etching is used for the formation. This allows the contact layer 22 to be exposed above the mesa portion 24. Then, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the upper electrode 52 is formed. The upper electrode 52 is formed by forming an electrode film by electron beam evaporation and then etching it. The electrode film is formed of multiple layers (Ti layer, Pt layer, Au layer).

上電極52は、メサ部24の少なくとも一部の上にあるメサ電極54と、凸部46の範囲内でパッシベーション膜42の上にあるパッド電極56と、凸部46の範囲内及び外側で連続的にパッシベーション膜42の上にあってパッド電極56及びメサ電極54を接続してパッド電極56よりも幅において細い引出電極58と、を含む。 The upper electrode 52 includes a mesa electrode 54 on at least a portion of the mesa portion 24, a pad electrode 56 on the passivation film 42 within the range of the protrusion 46, and an extraction electrode 58 that is continuous on the passivation film 42 within and outside the range of the protrusion 46, connects the pad electrode 56 and the mesa electrode 54, and is narrower than the pad electrode 56.

図3に示すように、付加絶縁膜30の有無によって段差が生じるので、その上のパッシベーション膜42が切れてしまうことがある。しかし、付加絶縁膜30の上面32及び側面34の間の内角αが鈍角であるために、その上に形成する引出電極58は、なだらかに下降傾斜し、切断されない。 As shown in FIG. 3, the presence or absence of the additional insulating film 30 creates a step, which can cause the passivation film 42 above it to break. However, because the interior angle α between the top surface 32 and the side surface 34 of the additional insulating film 30 is an obtuse angle, the extraction electrode 58 formed on it slopes gently downward and is not broken.

その後、半導体基板10を裏面から所望の厚さになるまで研磨し、下電極12を形成し、電極アロイ等の工程を経て、ウエハ状の半導体基板10を半導体光素子ごとに切断する。 Then, the semiconductor substrate 10 is polished from the back side until it has the desired thickness, the lower electrode 12 is formed, and after processes such as electrode alloying, the wafer-shaped semiconductor substrate 10 is cut into individual semiconductor optical elements.

[変形例]
図9は、変形例に係る付加絶縁膜及びパッシベーション膜の断面図である。変形例では、パッシベーション膜66を形成する工程は、第2部分70が全体的に第1部分68に接触する(つながる)厚みになるまで行われる。その結果、第1部分48及び第2部分70は、全体的に途切れなく一体的に連続する。あるいは、付加絶縁膜72及びパッシベーション膜66の厚みに誤差が生じることで、パッシベーション膜66は、全体的に切れ目がなく連続することがある。このような構造であっても、付加絶縁膜72の上面74及び側面76の間の内角αが鈍角であれば、パッシベーション膜66は、表面がなだらかに傾斜するように形成され、その上の引出電極78も断線することなくなだらかに傾斜する形状となる。
[Modification]
9 is a cross-sectional view of the additional insulating film and the passivation film according to the modified example. In the modified example, the process of forming the passivation film 66 is performed until the second portion 70 reaches a thickness that contacts (connects) the first portion 68 as a whole. As a result, the first portion 48 and the second portion 70 are integrally continuous as a whole. Alternatively, the passivation film 66 may be continuous as a whole without any breaks due to an error in the thickness of the additional insulating film 72 and the passivation film 66. Even in such a structure, if the interior angle α between the upper surface 74 and the side surface 76 of the additional insulating film 72 is obtuse, the passivation film 66 is formed so that the surface is gently inclined, and the lead electrode 78 thereon also has a gently inclined shape without any breaks.

[比較例]
図10は、比較例に係る付加絶縁膜及びパッシベーション膜の断面図である。付加絶縁膜130の形成プロセスでは、化合物半導体層114の表面全体に、下層140(PSG膜)と上層138(SiO膜)を形成し、その後、これらをパターニングすることで、付加絶縁膜130を形成する。パターニングをウェットエッチングで行うと、下層140と上層138のエッチングレートの差に起因して、サイドエッチングによって、付加絶縁膜130の側面134に凹部が形成される。そのため、付加絶縁膜130の上面132と側面134の間の内角βは、鋭角になっている。
[Comparative Example]
10 is a cross-sectional view of the additional insulating film and the passivation film according to the comparative example. In the process of forming the additional insulating film 130, a lower layer 140 (PSG film) and an upper layer 138 ( SiO2 film) are formed on the entire surface of the compound semiconductor layer 114, and then the additional insulating film 130 is formed by patterning them. When the patterning is performed by wet etching, a recess is formed on the side surface 134 of the additional insulating film 130 by side etching due to the difference in etching rate between the lower layer 140 and the upper layer 138. Therefore, the interior angle β between the upper surface 132 and the side surface 134 of the additional insulating film 130 is an acute angle.

この形状の付加絶縁膜130に、化学蒸着によって堆積させる膜材料は、マイグレーションによりコンタクト層22の上に移動しようとするが、上面132と側面134との間が鋭角であるため、側面134に沿って移動しづらく、表面張力の影響を受けて、パッシベーション膜142は付加絶縁膜130の上面132の縁からせり出した形状になる。このようなパッシベーション膜142の上に引出電極158を形成すると、パッシベーション膜142のせり出し部分は、金属膜の堆積時の庇となる。その結果、引出電極158は、付加絶縁膜130の上の部分と、その外側の部分とが分離されて断線する。もしくは部分的には接続されているとしても、その厚みは薄く、ワイヤボンディング時のパッド電極剥がれの一因となる恐れがある。 The film material deposited by chemical vapor deposition on the additional insulating film 130 of this shape attempts to migrate onto the contact layer 22, but because the angle between the top surface 132 and the side surface 134 is acute, it is difficult to move along the side surface 134, and the passivation film 142 protrudes from the edge of the top surface 132 of the additional insulating film 130 due to the influence of surface tension. When an extraction electrode 158 is formed on such a passivation film 142, the protruding portion of the passivation film 142 becomes an overhang when the metal film is deposited. As a result, the top portion of the extraction electrode 158 on the additional insulating film 130 and the outer portion are separated and disconnected. Or, even if it is partially connected, the thickness is thin, which may be a factor in the pad electrode peeling off during wire bonding.

なお、パッシベーション膜142を付加絶縁膜130の2倍以上の厚さで形成すれば、パッシベーション膜142は全体的に連続し、引出電極158も連続する。しかし、パッシベーション膜142が厚すぎると、化合物半導体層114への応力が増大し、特性面及び信頼性面で好ましくない。同様に、引出電極158をより厚くすることで接続性を向上させることができるが、金属膜による応力の増大を招き好ましくない。 If the passivation film 142 is formed to a thickness at least twice that of the additional insulating film 130, the passivation film 142 will be continuous overall, and the extraction electrode 158 will also be continuous. However, if the passivation film 142 is too thick, the stress on the compound semiconductor layer 114 will increase, which is undesirable in terms of characteristics and reliability. Similarly, the connectivity can be improved by making the extraction electrode 158 thicker, but this will increase the stress caused by the metal film, which is undesirable.

[第2の実施形態]
図11は、第2の実施形態に係る半導体光素子の平面図である。図12は、図11に示す半導体光素子のXII-XII線断面図である。半導体光素子は、電界吸収型変調器であり、埋め込みヘテロ(BH: Burred Hetero)構造を有する。
Second Embodiment
Fig. 11 is a plan view of a semiconductor optical device according to a second embodiment. Fig. 12 is a cross-sectional view of the semiconductor optical device taken along line XII-XII of Fig. 11. The semiconductor optical device is an electroabsorption modulator and has a buried hetero (BH) structure.

半導体光素子は、半導体基板210(例えばn型InP基板)を有する。半導体基板210の裏面には、下電極212(例えばカソード)ある。半導体光素子は、半導体基板210の上に化合物半導体層214を有する。 The semiconductor optical device has a semiconductor substrate 210 (e.g., an n-type InP substrate). A lower electrode 212 (e.g., a cathode) is provided on the back surface of the semiconductor substrate 210. The semiconductor optical device has a compound semiconductor layer 214 on the semiconductor substrate 210.

化合物半導体層214は、第1方向D1(光軸方向)にストライプ状に延びるメサ部224を有する。メサ部224は、半導体基板210から順に、活性層218、クラッド層216、コンタクト層222が積層されて構成されている。活性層218は、多重量子井戸層を上下に挟んだ光閉じ込め層であり、ここでは吸収層として機能する。 The compound semiconductor layer 214 has a mesa portion 224 extending in a stripe shape in the first direction D1 (optical axis direction). The mesa portion 224 is formed by stacking an active layer 218, a cladding layer 216, and a contact layer 222 in this order from the semiconductor substrate 210. The active layer 218 is an optical confinement layer sandwiching a multiple quantum well layer above and below, and functions here as an absorption layer.

化合物半導体層214は、第1方向D1に直交する第2方向D2にメサ部224に隣り合う台座部226を有する。台座部226は、メサ部224の両側のそれぞれにあり、メサ部224の埋め込み層である。つまり、台座部226はメサ部224の側面に接触している。一方(図11で左側)の台座部226が、他方(図11で右側)の台座部226よりも大きい。台座部226は、メサ部224の上面に隣接する傾斜面264を有する。傾斜面264の下端が、メサ部224の上面に隣接する。傾斜面264は、メサ部224から離れる方向に高くなるように傾斜する。 The compound semiconductor layer 214 has a pedestal portion 226 adjacent to the mesa portion 224 in the second direction D2 perpendicular to the first direction D1. The pedestal portion 226 is on each side of the mesa portion 224 and is a buried layer of the mesa portion 224. In other words, the pedestal portion 226 is in contact with the side surface of the mesa portion 224. One pedestal portion 226 (left side in FIG. 11) is larger than the other pedestal portion 226 (right side in FIG. 11). The pedestal portion 226 has an inclined surface 264 adjacent to the upper surface of the mesa portion 224. The lower end of the inclined surface 264 is adjacent to the upper surface of the mesa portion 224. The inclined surface 264 is inclined so as to become higher in the direction away from the mesa portion 224.

付加絶縁膜230の詳細は、第1の実施形態で説明した通りである。パッシベーション膜242は、付加絶縁膜230に重なって隆起する凸部246を有する。パッシベーション膜242は、化合物半導体層214(台座部226の上面)及び付加絶縁膜230を覆う。パッシベーション膜242は、メサ部224(全体)を覆わず、台座部226の傾斜面264を覆わない。パッシベーション膜242のその他の詳細は、第1の実施形態で説明した通りである。 Details of the additional insulating film 230 are as described in the first embodiment. The passivation film 242 has a protruding portion 246 that overlaps the additional insulating film 230. The passivation film 242 covers the compound semiconductor layer 214 (the upper surface of the pedestal portion 226) and the additional insulating film 230. The passivation film 242 does not cover the mesa portion 224 (as a whole), and does not cover the inclined surface 264 of the pedestal portion 226. Other details of the passivation film 242 are as described in the first embodiment.

パッシベーション膜242の上に、上電極252(例えばアノード)がある。上電極252は、全体的に、均一の構造(Ti層、Pt層及びAu層の3層構造など)を有する。メサ電極254は、メサ部224の少なくとも一部(例えば上面全体)の上にあり、メサ部224(コンタクト層222)に接触している。メサ電極254は、第1方向D1(メサ部224が延びる方向)に延びる。メサ部224の幅方向(第2方向D2)の端部は、台座部226の傾斜面264に接触していてもよい。パッド電極256は、凸部246の範囲内でパッシベーション膜242の上(又は付加絶縁膜230の上方)にある。パッド電極256は、大きい方(図11で左側)の台座部226の上方にある。パッド電極256のその他の詳細は、第1の実施形態で説明した通りである。 On the passivation film 242 is an upper electrode 252 (e.g., an anode). The upper electrode 252 has a uniform structure (e.g., a three-layer structure of a Ti layer, a Pt layer, and an Au layer) overall. The mesa electrode 254 is on at least a portion (e.g., the entire upper surface) of the mesa portion 224 and is in contact with the mesa portion 224 (contact layer 222). The mesa electrode 254 extends in the first direction D1 (the direction in which the mesa portion 224 extends). The end of the mesa portion 224 in the width direction (second direction D2) may be in contact with the inclined surface 264 of the pedestal portion 226. The pad electrode 256 is on the passivation film 242 (or above the additional insulating film 230) within the range of the protrusion 246. The pad electrode 256 is above the larger pedestal portion 226 (left side in FIG. 11). Other details of the pad electrode 256 are as described in the first embodiment.

引出電極258は、凸部246の範囲内及び外側で連続的にパッシベーション膜242の上にあってパッド電極256及びメサ電極254を接続し、パッド電極256よりも幅において細い。引出電極258の一部は、台座部226の傾斜面264の上にあり、傾斜面264に接触していてもよい。引出電極258のその他の詳細は、第1の実施形態で説明した通りである。 The extraction electrode 258 is continuously located on the passivation film 242 within and outside the range of the protrusion 246, connects the pad electrode 256 and the mesa electrode 254, and is narrower in width than the pad electrode 256. A portion of the extraction electrode 258 is located on the inclined surface 264 of the pedestal portion 226 and may be in contact with the inclined surface 264. Other details of the extraction electrode 258 are as described in the first embodiment.

本発明は、上述した実施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、実施形態を説明した構成は、実質的に同一の構成、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で置き換えることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the configuration described in the embodiment can be replaced with a substantially identical configuration, a configuration that provides the same action and effect, or a configuration that can achieve the same purpose.

10 半導体基板、12 下電極、14 化合物半導体層、16 下クラッド層、18 活性層、20 上クラッド層、22 コンタクト層、24 メサ部、26 台座部、28 溝、30 付加絶縁膜、32 上面、34 側面、36 下面、38 上層、40 下層、42 パッシベーション膜、44 内側面、46 凸部、48 第1部分、50 第2部分、52 上電極、54 メサ電極、56 パッド電極、58 引出電極、60 エッチングマスク、62 レジストマスク、66 パッシベーション膜、68 第1部分、70 第2部分、72 付加絶縁膜、74 上面、76 側面、78 引出電極、114 化合物半導体層、130 付加絶縁膜、132 上面、134 側面、138 上層、140 下層、142 パッシベーション膜、158 引出電極、210 半導体基板、212 下電極、214 化合物半導体層、216 クラッド層、218 活性層、222 コンタクト層、224 メサ部、226 台座部、230 付加絶縁膜、242 パッシベーション膜、246 凸部、252 上電極、254 メサ電極、256 パッド電極、258 引出電極、264 傾斜面、D1 第1方向、D2 第2方向。

REFERENCE SIGNS LIST 10 semiconductor substrate, 12 lower electrode, 14 compound semiconductor layer, 16 lower cladding layer, 18 active layer, 20 upper cladding layer, 22 contact layer, 24 mesa portion, 26 pedestal portion, 28 groove, 30 additional insulating film, 32 upper surface, 34 side surface, 36 lower surface, 38 upper layer, 40 lower layer, 42 passivation film, 44 inner surface, 46 convex portion, 48 first portion, 50 second portion, 52 upper electrode, 54 mesa electrode, 56 pad electrode, 58 extraction electrode, 60 etching mask, 62 resist mask, 66 passivation film, 68 first portion, 70 second portion, 72 additional insulating film, 74 upper surface, 76 side surface, 78 extraction electrode, 114 compound semiconductor layer, 130 additional insulating film, 132 upper surface, 134 Side surface, 138 upper layer, 140 lower layer, 142 passivation film, 158 extraction electrode, 210 semiconductor substrate, 212 lower electrode, 214 compound semiconductor layer, 216 cladding layer, 218 active layer, 222 contact layer, 224 mesa portion, 226 pedestal portion, 230 additional insulating film, 242 passivation film, 246 protrusion, 252 upper electrode, 254 mesa electrode, 256 pad electrode, 258 extraction electrode, 264 inclined surface, D1 first direction, D2 second direction.

Claims (9)

半導体基板と、
第1方向にストライプ状に延びるメサ部を有し、前記第1方向に直交する第2方向に前記メサ部に隣り合う台座部を有し、前記半導体基板の上にある化合物半導体層と、
上面及び側面を有して前記上面及び前記側面の間の内角が鈍角で、前記化合物半導体層の前記台座部の上にある付加絶縁膜と、
前記付加絶縁膜に重なって隆起する凸部を有し、前記メサ部の少なくとも一部を避けて前記化合物半導体層及び前記付加絶縁膜を覆うパッシベーション膜と、
前記メサ部の前記少なくとも一部の上にあるメサ電極と、
前記凸部の範囲内で前記パッシベーション膜の上にあるパッド電極と、
前記凸部の範囲内及び外側で連続的に前記パッシベーション膜の上にあって前記パッド電極及び前記メサ電極を接続し、前記パッド電極よりも幅において細い引出電極と、
を有し、
前記パッシベーション膜は、前記付加絶縁膜の前記上面に接触する第1部分と、前記付加絶縁膜の前記側面に接触して前記第1部分よりも低い第2部分と、を含み、
前記第1部分及び前記第2部分は、少なくとも部分的に分離されている半導体光素子。
A semiconductor substrate;
a compound semiconductor layer on the semiconductor substrate, the compound semiconductor layer having a mesa portion extending in a stripe shape in a first direction and a pedestal portion adjacent to the mesa portion in a second direction perpendicular to the first direction;
an additional insulating film having a top surface and a side surface, the interior angle between the top surface and the side surface being an obtuse angle, the additional insulating film being located on the pedestal portion of the compound semiconductor layer;
a passivation film having a protruding portion overlapping the additional insulating film and covering the compound semiconductor layer and the additional insulating film while avoiding at least a portion of the mesa portion;
a mesa electrode overlying at least a portion of the mesa portion;
a pad electrode located on the passivation film within the range of the protrusion;
a lead electrode that is continuously disposed on the passivation film within and outside the range of the protrusion, connects the pad electrode and the mesa electrode, and is narrower than the pad electrode;
having
the passivation film includes a first portion in contact with the top surface of the additional insulating film and a second portion in contact with the side surface of the additional insulating film and lower than the first portion;
The first portion and the second portion are at least partially separated .
請求項に記載された半導体光素子であって、
前記第1部分は、前記第2部分とは完全に分離されて前記付加絶縁膜の前記上面の範囲内に位置する半導体光素子。
2. The semiconductor optical device according to claim 1 ,
The first portion is completely separated from the second portion and is located within the range of the upper surface of the additional insulating film.
請求項1又は2に記載された半導体光素子であって、
前記パッシベーション膜及び前記付加絶縁膜の少なくとも一方は、積層された複数層からなる半導体光素子。
3. The semiconductor optical device according to claim 1 ,
At least one of the passivation film and the additional insulating film is made of a plurality of laminated layers.
請求項1からのいずれか1項に記載された半導体光素子であって、
前記パッシベーション膜は、厚みにおいて前記付加絶縁膜と等しい半導体光素子。
4. The semiconductor optical device according to claim 1,
The passivation film has a thickness equal to that of the additional insulating film.
第1方向にストライプ状に延びるメサ部を有し、前記第1方向に直交する第2方向に前記メサ部に隣り合う台座部を有する化合物半導体層を、半導体基板の上に形成すること、
上面及び側面を有して前記上面及び前記側面の間の内角が鈍角である付加絶縁膜を、前記化合物半導体層の前記台座部の上に形成すること、
前記付加絶縁膜に重なって隆起する凸部を有し、前記メサ部の少なくとも一部を避けて前記化合物半導体層及び前記付加絶縁膜を覆うパッシベーション膜を、化学蒸着によって形成すること、及び、
電極を形成すること、
を含み、
前記パッシベーション膜を、前記付加絶縁膜の前記上面に接触する第1部分と、前記付加絶縁膜の前記側面に接触して前記第1部分よりも低い第2部分と、を含むように形成し、
前記第1部分及び前記第2部分を、少なくとも部分的に分離されるように形成し、
前記電極は、前記メサ部の前記少なくとも一部の上にあるメサ電極と、前記凸部の範囲内で前記パッシベーション膜の上にあるパッド電極と、前記凸部の範囲内及び外側で連続的に前記パッシベーション膜の上にあって前記パッド電極及び前記メサ電極を接続して前記パッド電極よりも幅において細い引出電極と、を含む半導体光素子の製造方法。
forming a compound semiconductor layer on a semiconductor substrate, the compound semiconductor layer having a mesa portion extending in a stripe shape in a first direction and a pedestal portion adjacent to the mesa portion in a second direction perpendicular to the first direction;
forming an additional insulating film on the pedestal portion of the compound semiconductor layer, the additional insulating film having a top surface and a side surface, the interior angle between the top surface and the side surface being an obtuse angle;
forming a passivation film by chemical vapor deposition, the passivation film having a protruding portion overlapping the additional insulating film and covering the compound semiconductor layer and the additional insulating film while avoiding at least a part of the mesa portion; and
forming an electrode;
Including,
forming the passivation film to include a first portion in contact with the top surface of the additional insulating film and a second portion in contact with the side surface of the additional insulating film and lower than the first portion;
forming the first portion and the second portion to be at least partially separated;
The method for manufacturing a semiconductor optical element, wherein the electrodes include a mesa electrode on at least a portion of the mesa portion, a pad electrode on the passivation film within the range of the convex portion, and an extraction electrode that is continuously on the passivation film within and outside the range of the convex portion, connects the pad electrode and the mesa electrode, and is narrower than the pad electrode.
請求項に記載された半導体光素子の製造方法であって、
前記パッシベーション膜を形成する工程で、膜材料は、前記付加絶縁膜の前記側面の上方にせり出さないように、前記上面に堆積する半導体光素子の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor optical device according to claim 5 , comprising the steps of:
A method for manufacturing a semiconductor optical device, wherein in the step of forming the passivation film, a film material is deposited on the upper surface of the additional insulating film so as not to protrude above the side surfaces of the additional insulating film.
請求項5又は6に記載された半導体光素子の製造方法であって、
前記パッシベーション膜及び前記付加絶縁膜の少なくとも一方を、積層された複数層で形成する半導体光素子の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor optical device according to claim 5 or 6 , comprising the steps of:
At least one of the passivation film and the additional insulating film is formed of a plurality of laminated layers.
請求項からのいずれか1項に記載された半導体光素子の製造方法であって、
前記パッシベーション膜を、厚みにおいて前記付加絶縁膜と等しくなるように形成する半導体光素子の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor optical device according to any one of claims 5 to 7 , comprising the steps of:
The method for manufacturing a semiconductor optical device further comprises forming the passivation film so as to have a thickness equal to that of the additional insulating film.
請求項からのいずれか1項に記載された半導体光素子の製造方法であって、
前記付加絶縁膜を形成する工程は、ドライエッチングを含む半導体光素子の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor optical device according to any one of claims 5 to 8 , comprising the steps of:
A method for manufacturing a semiconductor optical device, wherein the step of forming the additional insulating film includes dry etching.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332676A (en) 2002-05-08 2003-11-21 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor optical device
JP2010016281A (en) 2008-07-07 2010-01-21 Mitsubishi Electric Corp Method for manufacturing semiconductor laser
JP2010226094A (en) 2009-02-27 2010-10-07 Nichia Corp Nitride semiconductor laser device
JP2010245502A (en) 2009-03-18 2010-10-28 Ricoh Co Ltd Surface emitting laser, surface emitting laser array, optical scanning device, and image forming apparatus
JP2012248746A (en) 2011-05-30 2012-12-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacturing method of optical semiconductor device
JP2016167486A (en) 2015-03-09 2016-09-15 Nttエレクトロニクス株式会社 Optical functional element and method of manufacturing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332676A (en) 2002-05-08 2003-11-21 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor optical device
JP2010016281A (en) 2008-07-07 2010-01-21 Mitsubishi Electric Corp Method for manufacturing semiconductor laser
JP2010226094A (en) 2009-02-27 2010-10-07 Nichia Corp Nitride semiconductor laser device
JP2010245502A (en) 2009-03-18 2010-10-28 Ricoh Co Ltd Surface emitting laser, surface emitting laser array, optical scanning device, and image forming apparatus
JP2012248746A (en) 2011-05-30 2012-12-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacturing method of optical semiconductor device
JP2016167486A (en) 2015-03-09 2016-09-15 Nttエレクトロニクス株式会社 Optical functional element and method of manufacturing the same

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