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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022007851
(43)【公開日】2022-01-13
(54)【発明の名称】半導体光素子及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01S 5/042 20060101AFI20220105BHJP
【ＦＩ】
H01S5/042 612
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020139167
(22)【出願日】2020-08-20
(31)【優先権主張番号】P 2020109389
(32)【優先日】2020-06-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】301005371
【氏名又は名称】日本ルメンタム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000154
【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中島 良介
(72)【発明者】
【氏名】佐久間 康
(72)【発明者】
【氏名】浜田 重剛
【テーマコード（参考）】
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F173AA08
5F173AK21
5F173AL06
5F173AL07
5F173AP05
5F173AP32
5F173AP33
5F173AR65
(57)【要約】
【課題】パッド電極５６の寄生容量を低減し、引出電極５８の切断可能性を低減することを目的とする。
【解決手段】半導体光素子は、半導体基板１０と、メサ部２４及び台座部２６を有して半導体基板１０の上にある化合物半導体層１４と、上面３２及び側面３４の間の内角が鈍角で化合物半導体層１４の台座部２６の上にある付加絶縁膜３０と、付加絶縁膜３０に重なって隆起する凸部４６を有し、メサ部２４の少なくとも一部を避けて化合物半導体層１４及び付加絶縁膜３０を覆うパッシベーション膜４２と、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、パッド電極５６よりも幅において細い引出電極５８と、を有する。
【選択図】図２
【解決手段】半導体光素子は、半導体基板１０と、メサ部２４及び台座部２６を有して半導体基板１０の上にある化合物半導体層１４と、上面３２及び側面３４の間の内角が鈍角で化合物半導体層１４の台座部２６の上にある付加絶縁膜３０と、付加絶縁膜３０に重なって隆起する凸部４６を有し、メサ部２４の少なくとも一部を避けて化合物半導体層１４及び付加絶縁膜３０を覆うパッシベーション膜４２と、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、パッド電極５６よりも幅において細い引出電極５８と、を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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、
を有する半導体光素子。
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、
を有する半導体光素子。
【請求項2】
請求項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、を含む半導体光素子。
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、を含む半導体光素子。
【請求項3】
請求項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半導体光素子。
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半導体光素子。
【請求項4】
請求項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半導体光素子。
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。
【請求項5】
請求項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半導体光素子。
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。
【請求項6】
請求項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半導体光素子。
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。
【請求項7】
請求項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半導体光素子。
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。
【請求項8】
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、を含む半導体光素子の製造方法。
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、を含む半導体光素子の製造方法。
【請求項9】
請求項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半導体光素子の製造方法。
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。
【請求項10】
請求項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部分を形成する半導体光素子の製造方法。
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部分を形成する半導体光素子の製造方法。
【請求項11】
請求項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半導体光素子の製造方法。
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半導体光素子の製造方法。
【請求項12】
請求項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半導体光素子の製造方法。
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半導体光素子の製造方法。
【請求項13】
請求項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半導体光素子の製造方法。
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。
【請求項14】
請求項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半導体光素子の製造方法。
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。
【請求項15】
請求項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半導体光素子の製造方法。
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－３２８１９号公報
【特許文献2】特開２０１１－０９２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（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。
【0007】
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。
【0008】
（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。
【0009】
（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。
【0010】
（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。
【0011】
（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。
【0012】
（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。
【0013】
（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。
【0014】
（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。
【0015】
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。
【0016】
（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。
【0017】
（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。
【0018】
（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。
【0019】
（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。
【0020】
（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。
【0021】
（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。
【0022】
（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。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】第１の実施形態に係る半導体光素子の平面図である。
【図4】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。
【図5】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。
【図6】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。
【図7】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。
【図8】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。
【図9】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。
【図10】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。
【図11】第２の実施形態に係る半導体光素子の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
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。
【0025】
【0026】
［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。
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。
【0027】
［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。
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
［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ＳｉＯ２膜である。ＳｉＯ２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。
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ＳｉＯ２膜である。ＳｉＯ２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。
【0031】
［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ＳｉＯ２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。
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ＳｉＯ２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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
［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。
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。
【0035】
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。
【0036】
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／ＳｉＯ２）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。
【0037】
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。
【0038】
【0039】
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、ＳｉＯ２膜などの酸化膜からエッチングマスク６０を形成する。
【0040】
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。
【0041】
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ＳｉＯ２から形成する。
【0042】
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Ｃ２Ｆ６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。
【0043】
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ＳｉＯ２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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
［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。
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。
【0051】
［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（ＳｉＯ２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。
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（ＳｉＯ２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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
［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。
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【符号の説明】
【0062】
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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】