JP2020017650A - 光半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(2)前記複数の導波路メサを形成する工程において、前記複数の導波路メサの間に溝が形成され、前記接合する工程において、前記第1メサは、前記複数の導波路メサおよび前記溝と対向してもよい。絶縁膜が、溝に入り込むエッチャントから化合物半導体層を保護する。このため化合物半導体層のエッチングが抑制され、小片の剥離が抑制される。
(3)前記絶縁膜は二酸化シリコン、酸化窒化シリコン、または窒化シリコンで形成されてもよい。これらの絶縁膜はエッチャントに対する耐性が高いため、半導体層を効果的に保護することができる。
(4)前記絶縁膜の厚さは10nm以上、50nm以下でもよい。絶縁膜により半導体層を効果的に保護することができる。また、絶縁膜の平坦性が高くなり、接合強度、および第1メサの被覆性が向上する。
(5)前記化合物半導体基板をエッチングする工程において、塩酸を含むエッチャントを用いて前記化合物半導体基板をエッチングしてもよい。絶縁膜がエッチャントに対して保護膜として機能する。
(6)前記化合物半導体基板はインジウムリンで形成され、前記複数の化合物半導体層のうち、前記化合物半導体基板のエッチングにより露出する層はガリウムインジウム砒素で形成され、前記第1メサの上面はガリウムインジウム砒素リンで形成することができる。ガリウムインジウム砒素およびガリウムインジウム砒素リンの層はエッチングストッパ層として機能し、他の層をエッチャントから保護する。
(7)前記基板は前記小片よりも大きく、前記接合する工程において、複数の前記小片を前記基板上に搭載されてもよい。これにより化合物半導体基板のエッチング量を少なくし、半導体の損失を低減することができる。
(8)前記第1メサを形成する工程は、塩素系ガスを用いて前記積層された複数の化合物半導体層をドライエッチングする工程を含んでもよい。第1メサの表面の平坦性が高くなる。このため絶縁膜の被覆性が向上し、絶縁膜に穴および隙間が生じにくくなり、化合物半導体層がより有効に保護される。
(9)前記第1メサの高さは、前記積層された複数の化合物半導体層の厚さよりも大きくてもよい。これにより、化合物半導体基板のエッチングにおいて、化合物半導体層までエッチングが進行しにくくなる。
本発明の実施形態に係る光半導体素子の製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1(a)から図2(c)は化合物半導体で形成されたウェハ11に行われる工程を示す。図1(a)に示すように、例えば有機金属気相成長法(MOVPE:Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)または分子線エピタキシー法(MBE:Molecular Beam Epitaxy)などで、半導体基板10の上に、p型コンタクト層12、p型クラッド層14、光閉じ込め層16、活性層18、光閉じ込め層20、n型クラッド層22、n型コンタクト層24および26、ガリウムインジウム砒素リン(GaInAsP)層28を順にエピタキシャル成長する。
図3(a)および図3(b)はウェハ41を示す。ウェハ41は例えば8インチのウェハである。図3(a)の点線の領域41aは小片32が搭載される領域であり、図3(b)は1つの領域41aを拡大している。図3(b)に示すように、ウェハ41はSiの基板40、SiO2層42およびSi層44を含むSOI(シリコン・オン・インシュレータ)基板である。例えば、基板40の厚さは520μm、SiO2層42の厚さは3μm、Si層の厚さは220nmである。
図4(a)から図6は接合およびそれ以降の工程を示す。図4(a)に示すように、絶縁膜30の表面がSi層44と対向し、メサ13が複数の導波路メサ46と対向するように、小片32をウェハ41に搭載する。複数の小片32が搭載され、隣り合う小片32の間隔は例えば2mmである。
11、41 ウェハ
12 p型コンタクト層
14 p型クラッド層
16、20 光閉じ込め層
22 n型クラッド層
24、26 n型コンタクト層
28 GaInAsP層
30、54 絶縁膜
32 小片
40 基板
42 SiO2層
44 Si層
50、51 マスク
56 p型電極
58 n型電極
60〜63 パッド
64、65 配線
100 光半導体素子
Claims (9)
- 化合物半導体基板の上に複数の化合物半導体層を積層する工程と、
前記積層された複数の化合物半導体層から1つまたは複数の第1メサを形成する工程と、
前記第1メサの上面および側面を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記化合物半導体基板を分割することで、前記化合物半導体基板から前記第1メサを含む1つまたは複数の小片を形成する工程と、
シリコンを含む基板に複数の導波路メサを形成する工程と、
前記第1メサと前記導波路メサとが対向するように前記小片を前記基板上に搭載し、前記絶縁膜の前記第1メサの上面を覆う面と前記導波路メサの上面とを接合する工程と、
前記接合する工程の後、前記化合物半導体層が露出するように、前記化合物半導体基板をウェットエッチングする工程と、
前記化合物半導体基板をウェットエッチングする工程の後、前記絶縁膜のうち前記メサの側面を覆う部分を除去する工程と、
前記第1メサから、前記導波路メサに対向する第2メサを形成する工程と、を有し、
前記第1メサの幅は前記導波路メサの幅よりも大きい光半導体素子の製造方法。 - 前記複数の導波路メサを形成する工程において、前記複数の導波路メサの間に溝が形成され、
前記接合する工程において、前記第1メサは、前記複数の導波路メサおよび前記溝と対向する請求項1に記載の光半導体素子の製造方法。 - 前記絶縁膜は二酸化シリコン、酸化窒化シリコン、または窒化シリコンで形成されている請求項1または2に記載の光半導体素子の製造方法。
- 前記絶縁膜の厚さは10nm以上、50nm以下である請求項1から3のいずれか一項に記載の光半導体素子の製造方法。
- 前記化合物半導体基板をウェットエッチングする工程において、塩酸を含むエッチャントを用いて前記化合物半導体基板をウェットエッチングする請求項1から4のいずれか一項に記載の光半導体素子の製造方法。
- 前記化合物半導体基板はインジウムリンで形成され、
前記複数の化合物半導体層のうち、前記化合物半導体基板のエッチングにより露出する層はガリウムインジウム砒素で形成され、
前記第1メサの上面はガリウムインジウム砒素リンで形成されている請求項1から5のいずれか一項に記載の光半導体素子の製造方法。 - 前記基板は前記小片よりも大きく、
前記接合する工程において、複数の前記小片を前記基板上に搭載する請求項1から6のいずれか一項に記載の光半導体素子の製造方法。 - 前記第1メサを形成する工程は、塩素系ガスを用いて前記積層された複数の化合物半導体層をドライエッチングする工程を含む請求項1から7のいずれか一項に記載の光半導体素子の製造方法。
- 前記第1メサの高さは、前記積層された複数の化合物半導体層の厚さよりも大きい請求項1から8のいずれか一項に記載の光半導体素子の製造方法。
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