制造光学半导体元件的方法技术

本发明专利技术提供一种制造光学半导体元件的方法，该方法包括：第一步骤，在该第一步骤中，形成在半绝缘基板上形成的半导体层的圆柱结构；第二步骤，在该第二步骤中，在所述圆柱结构的外周暴露所述基板；第三步骤，在该第三步骤中，预处理包括所述第一接触层及所述基板的暴露表面的区域；第四步骤，在该第四步骤中，在所述第一接触层的所述暴露表面上形成第一电极；第五步骤，在该第五步骤中，在包括所述圆柱结构的侧面并且包括所述暴露表面的区域中形成中间层绝缘膜；第六步骤，在该第六步骤中，在所述中间层绝缘膜上形成第一电极配线；以及第七步骤，在该第七步骤中，在所述中间层绝缘膜上形成第二电极配线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造光学半导体元件的方法。
技术介绍
专利文献1公开了一种表面发光式激光器阵列元件，通过蚀刻表面发光式激光器阵列元件直至基板并且形成由硝酸盐制成的保护膜以覆盖包括暴露部分下部反射镜的部分的整个图像侧表面而获得表面发光式激光器阵列元件。根据专利文献1中公开的表面发光式激光器阵列元件，借助这样的构造避免了因诸如氧化之类的影响引起的性能退化。与之相比，专利文献2公开了这样一种制造半导体发光元件的方法，该半导体发光元件设置有：位于n型InP基板上的台面形双异质结结构部；以及在基板的台面形双异质结结构部的两侧上的设置有绝缘层的电流限制结构部，绝缘层由空气层形成。根据专利文献2中公开的制造半导体发光元件的方法，如上所述构造的制造方法减小了整个光接收元件的寄生电容。【专利文献1】JP-A-2009-277781【专利文献2】JP-A-5-206581
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制造具有电极极板结构的光学半导体元件的方法，与利用聚合材料的电极极板结构相比，该电极极板能够在降低制造成本的同时减小寄生电容。根据本专利技术的第一方面，一种制造光学半导体元件的方法包括：第一步骤，在该第一步骤中，通过干法蚀刻半导体层直到第一接触层暴露而形成所述半导体层的圆柱结构，所述半导体层形成在半绝缘基板上并且包括第一导电型的所述第一接触层、位于所述第一接触层上的活性区或者光吸收区、位于所述活性区或者所述光吸收区上的第二导电型的第二接触层以及位于所述第二接触层上的第二电极；第二步骤，在该第二步骤中，通过干法蚀刻所述第一接触层而在所述圆柱结构的外周暴露所述基板；第三步骤，在该第三步骤中，利用酸或者碱预处理包括所述第一接触层的经干法蚀刻暴露的暴露表面以及所述基板的暴露表面的区域；第四步骤，在该第四步骤中，在所述第一接触层的所述暴露表面上形成第一电极；第五步骤，在该第五步骤中，在包括所述圆柱结构的侧面、所述第一接触层的所述暴露表面以及所述基板的所述暴露表面的区域中形成中间层绝缘膜；第六步骤，在该第六步骤中，在所述中间层绝缘膜上形成连接至所述第一电极并且延伸至所述基板的所述暴露表面的第一电极配线，并且在所述基板的所述暴露表面上形成第一电极极板；以及第七步骤，在该第七步骤中，在所述中间层绝缘膜上形成连接至所述第二电极并且经由所述圆柱结构的所述侧面延伸至所述基板的所述暴露表面的第二电极配线，并且在所述基板的所述暴露表面上形成第二电极极板。根据本专利技术的第二方面，在第一方面的方法中，所述第五步骤可以是这样的步骤，在该步骤中形成氮化硅膜，该氮化硅膜具有等于或大于100nm的膜厚度并且具有等于或大于1.8的折射指数。根据本专利技术的第三方面，在第一或者第二方面的方法中，所述光学半导体元件可以是表面发光半导体激光元件，并且其中，所述半导体层可以包括：所述第一导电型的所述第一接触层；形成在所述第一接触层上的所述第一导电型的第一半导体多层反射镜；形成在所述第一半导体多层反射镜上并且用作所述活性区的量子阱活性层；形成在所述量子阱活性层上的所述第二导电型的第二半导体多层反射镜；形成在所述第二半导体多层反射镜上的所述第二接触层；以及形成在所述第二接触层上的所述第二电极。根据本专利技术的第四方面，在第三方面的方法中，所述第一步骤可以包括这样的步骤：通过干法蚀刻所述半导体层以暴露所述第一半导体多层反射镜的表面而形成台面形结构，并且通过干法蚀刻直到所述第一接触层暴露而形成所述半导体层的所述圆柱结构的步骤是如下步骤：通过干法蚀刻所述第一半导体多层反射镜直到暴露所述第一接触层而形成所述第一半导体多层反射镜的圆柱结构，并且所述第三步骤可以是这样的步骤：进一步预处理所述第一半导体多层反射镜的经所述干法蚀刻暴露的所述暴露表面。根据本专利技术的第五方面，在第一或者第二方面的方法中，所述光学半导体元件可以是光接收元件，并且所述半导体层可以包括：所述第一导电型的所述第一接触层；作为所述光吸收区的光吸收层；形成在所述光吸收层上的所述第二接触层；以及形成在所述第二接触层上的所述第二电极。根据本专利技术的第一方面，有这样的效果：与提供使用聚合材料的电极极板结构相比，提供了一种制造具有能够在降低制造成本的同时减小寄生电容的电极极板结构的光学半导体元件的方法。根据本专利技术的第二方面，有这样的效果：与形成膜厚度小于100nm或者折射指数小于1.8的氮化硅膜的情况相比，避免了中间层绝缘膜在电极极板处的穿透。根据本专利技术的第三方面，有这样的效果：获得了具有根据本专利技术的电极极板结构的表面发光半导体激光元件。根据本专利技术的第四方面，也有这样的效果：通过包括电流限制层的氧化步骤在内的制造表面发光半导体激光元件的方法也获得了具有根据本专利技术的电极极板结构的表面发光半导体激光元件。根据本专利技术的第五方面，有这样的效果：获得了具有根据本专利技术的电极极板结构的光接收元件。附图说明将基于附图详细描述本专利技术的示例性实施方式，在附图中：图1A与图1B是根据第一示例性实施方式示出表面发光半导体激光元件的构造的实施例的剖面图与平面图；图2A至图2E是关于根据示例性实施方式的电极极板的电容减小效果的评估实施例的示例图；图3A至图3F是根据第一示例性实施方式示出制造表面发光半导体激光元件的方法的实施例的局部垂直剖面图；图4A至图4E是根据第一示例性实施方式的示出表面发光半导体激光元件的制造方法的实施例的局部垂直剖面图；以及图5A与图5B是根据第二示例性实施方式的示出光接收元件的构造的实施例的剖面图与平面图。具体实施方式在下文中，将参照附图提供用于实施本专利技术的示例性实施方式的详细描述。第一示例性实施方式将参照图1A与图1B提供根据示例性实施方式的表面发光半导体激光元件10的构造的实施例的描述。图1A是根据示例性实施方式的表面发光半导体激光元件10的剖面图，并且图1B是表面发光半导体激光元件10的平面图。图1A中所示的剖面图是沿图1B中所示的平面图中的X-X’剖切的剖面图。表面发光半导体激光元件10是依据根据本专利技术的示例性实施方式的光学半导体元件的制造方法制造的光学半导体元件的实施例。如图1A与图1B中所示，表面发光半导体激光元件10包括形成在半绝缘的GaAs(砷化镓)基板12上的n型GaAs接触层14、下部分布式布拉格反射器(DBR)16、活性区24、氧化限制层32、上部DBR26以及接触层28。在表面发光半导体激光元件10中，包括接触层14、下部DBR16、活性区24、氧化限制层32、上部DBR26以及接触层28的各个构造形成台面形结构M，并且台面形结构M形成激光部。在包括台面形结构M的半导体层的外周上沉积有作为无机绝缘膜的中间层绝缘膜34。中间层绝缘膜34从台面形结构M的侧面延伸至基板12的表面，并且布置在电极极板42a下方。在一个实施例中，根据本示例性实施方式的中间层绝缘膜34由氮化硅膜(SiN膜)形成。中间层绝缘膜34的材料不限于氮化硅膜，并且可以是例如氧化硅膜(SiO2膜)或者氮氧化硅膜(SiON膜)。如图1A中所示，设置有经过中间层绝缘膜34的开口的p侧电极配线36。p侧电极配线36的一端连接至接触层28以与接触层28形成欧姆接触。相比之下，p侧电极配线36的另一端从台面形结构M的侧面延伸至基板12的表面，并且形成电极极板42本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造光学半导体元件的方法，该方法包括：第一步骤，在该第一步骤中，通过干法蚀刻半导体层直到第一接触层暴露而形成所述半导体层的圆柱结构，所述半导体层形成在半绝缘基板上并且包括第一导电型的所述第一接触层、位于所述第一接触层上的活性区或者光吸收区、位于所述活性区或者所述光吸收区上的第二导电型的第二接触层以及位于所述第二接触层上的第二电极；第二步骤，在该第二步骤中，通过干法蚀刻所述第一接触层而在所述圆柱结构的外周暴露所述基板；第三步骤，在该第三步骤中，利用酸或者碱预处理包括所述第一接触层的经干法蚀刻暴露的暴露表面以及所述基板的暴露表面的区域；第四步骤，在该第四步骤中，在所述第一接触层的所述暴露表面上形成第一电极；第五步骤，在该第五步骤中，在包括所述圆柱结构的侧面、所述第一接触层的所述暴露表面以及所述基板的所述暴露表面的区域中形成中间层绝缘膜；第六步骤，在该第六步骤中，在所述中间层绝缘膜上形成连接至所述第一电极并且延伸至所述基板的所述暴露表面的第一电极配线，并且在所述基板的所述暴露表面上形成第一电极极板；以及第七步骤，在该第七步骤中，在所述中间层绝缘膜上形成连接至所述第二电极并且经由所述圆柱结构的所述侧面延伸至所述基板的所述暴露表面的第二电极配线，并且在所述基板的所述暴露表面上形成第二电极极板。...

【技术特征摘要】
2015.09.08 JP 2015-1768951.一种制造光学半导体元件的方法，该方法包括：第一步骤，在该第一步骤中，通过干法蚀刻半导体层直到第一接触层暴露而形成所述半导体层的圆柱结构，所述半导体层形成在半绝缘基板上并且包括第一导电型的所述第一接触层、位于所述第一接触层上的活性区或者光吸收区、位于所述活性区或者所述光吸收区上的第二导电型的第二接触层以及位于所述第二接触层上的第二电极；第二步骤，在该第二步骤中，通过干法蚀刻所述第一接触层而在所述圆柱结构的外周暴露所述基板；第三步骤，在该第三步骤中，利用酸或者碱预处理包括所述第一接触层的经干法蚀刻暴露的暴露表面以及所述基板的暴露表面的区域；第四步骤，在该第四步骤中，在所述第一接触层的所述暴露表面上形成第一电极；第五步骤，在该第五步骤中，在包括所述圆柱结构的侧面、所述第一接触层的所述暴露表面以及所述基板的所述暴露表面的区域中形成中间层绝缘膜；第六步骤，在该第六步骤中，在所述中间层绝缘膜上形成连接至所述第一电极并且延伸至所述基板的所述暴露表面的第一电极配线，并且在所述基板的所述暴露表面上形成第一电极极板；以及第七步骤，在该第七步骤中，在所述中间层绝缘膜上形成连接至所述第二电极并且经由所述圆柱结构的所述侧面延伸至所述基板的所述暴露表面的第二电极配线，并且在所述基板的所述暴露表面上形成第二电极极板。2.根据权利要求1所述的制造光学半导体元件的方法，其中，所述第五步骤是这...

【专利技术属性】
技术研发人员：城岸直辉，樱井淳，村上朱实，近藤崇，武田一隆，早川纯一朗，
申请(专利权)人：富士施乐株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP