[發明專利]半導體光元件的制造方法

無效

• 申請號: 200810087473.4
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101276994A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 岡貴郁;阿部真司
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01S5/22
• 分類號: H01S5/22;H01S5/323;H01L33/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 閆小龍;王忠忠

技術領域

本發明涉及半導體光元件的制造方法，特別涉及在波導脊頂部具備電極的半導體光元件的制造方法。

背景技術

近年來，作為在光盤的高密度化中需要的能夠從藍色區域到紫外線區域進行發光的半導體激光器，正在廣泛地進行采用AlGaInN等氮化物系III-V族化合物半導體的氮化物系半導體激光器的研究開發，并且已經實用化。

這樣的藍紫色LD(以下，將激光二極管記為LD)是通過在GaN襯底上結晶生長化合物半導體而形成的。

代表性的化合物半導體是III族元素和V族元素結合后的III-V族化合物半導體，通過多個III族原子和V族原子結合而得到具有各種組成比的混合晶體化合物半導體。作為在藍紫色LD中使用的化合物半導體，例如是GaN、GaPN、GaNAs、InGaN、AlGaN。

波導脊型LD通常在波導脊的頂部設置電極層。在覆蓋波導脊的絕緣膜上，在波導脊頂部設置開口，通過該開口進行該電極層和波導脊的最上層即接觸層的連接。具有該開口的絕緣膜利用采用形成波導脊時所使用的抗蝕劑掩模的剝離法(lift?off)而形成。由此，與接觸層粘結的抗蝕劑掩模在與接觸層的接合部沿接觸層的表面凹陷，所以，剝離之后，覆蓋波導脊的絕緣膜的一部分殘留在該槽的部分，并且僅該殘留的絕緣膜部分覆蓋接觸層的表面，電極層與波導脊頂部的接觸層的接觸面積變得比波導脊頂部的接觸層的整個表面積小。

在現有的紅色LD中所使用的接觸層的材料例如GaAs等中，由于接觸電阻比較低，所以，由剝離法產生的接觸面積的減小不會使接觸電阻較大地增加，對LD動作電壓的上升不會造成較大的影響。

但是，在藍紫色LD的情況下，在接觸層中所使用的材料是GaN，材料的接觸電阻比較高，由此，電極和接觸層的接觸面積降低，其結果是，使電極和接觸層的接觸電阻提高，并且使藍紫色LD的動作電壓提高。

用于防止電極和接觸層的接觸面積的減小的LD制造方法的公知例子如下所述。

在形成氮化物半導體激光器元件的情況下，首先，在包括多個半導體層的晶片的p型接觸層上形成由鈀/鉬/金構成的p型電極層。接下來，在p型電極層上形成條紋狀的抗蝕劑掩模(未圖示)，由RIE(反應性離子刻蝕)形成脊條紋。即，以Ar氣利用刻蝕形成p型電極，并且，通過Ar、Cl₂和SiCl₄的混合氣體刻蝕到p型接觸層和p型覆蓋層的途中、或者刻蝕到p引導層的途中，由此，形成脊條紋。并且，在殘留脊條紋的抗蝕劑的狀態下，以覆蓋晶片上表面的方式形成厚度為0.5μm的絕緣膜(主要是由ZrO₂構成的Zr氧化物)。之后，除去抗蝕劑，由此，脊條紋的上邊露出。并且，以覆蓋p型電極和至少其兩側附近的絕緣膜的方式，形成由鉬和金構成的p型焊盤電極。(例如，參考專利文獻1，第9頁，42-50行，圖1)

此外，在另一公知例子中，公開了用于制造包括層疊兩種不同的光致抗蝕劑層的臺階的脊波導半導體LD的自對準法。該制造方法是如下的方法。

下側的光致抗蝕劑層僅在具有小于300nm的波長的光下反應，上側的光致抗蝕劑層僅在具有比300nm長的波長的光下反應。在第二覆蓋波導層和在其上形成罩(cap)層的半導體疊層結構中，除去罩層和第二覆蓋波導層的一部分，形成脊結構和雙溝道(duble?channel)。并且，在脊結構和雙溝道的表面上形成第二絕緣膜。在該第二絕緣膜上形成下層的第一光致抗蝕劑層和上層的第二光致抗蝕劑層。為了露出脊結構附近的第一光致抗蝕劑層，對第二光致抗蝕劑層進行構圖。接下來，為了露出脊結構上的第二絕緣膜，對第一光致抗蝕劑層進行RIE處理。接下來，為了除去脊外側的第二絕緣膜，進行包括RIE處理的刻蝕處理。接下來，除去殘存的第一光致抗蝕劑層和第二光致抗蝕劑層，蒸鍍第一金屬層作為電極(例如，參考專利文獻2，段落序號[0024]至[0034]，圖7至圖18)。

并且，在另一公知例中，使用Al的金屬掩模，利用濕法刻蝕對接觸層進行刻蝕，并且，使金屬掩模殘留，將接觸層作為掩模進行濕法刻蝕，由此，形成脊與溝道，并且，利用等離子體CVD在整個面上形成絕緣膜，然后，以剝離法除去Al圖形和堆積在其上的絕緣模。然后，利用通常的光刻工藝，形成p側電極的部分露出的抗蝕劑圖形，將該抗蝕劑圖形作為掩模，對電極材料進行真空蒸鍍，以剝離法除去抗蝕劑圖形和其上的電極材料，形成與脊的接觸層靠緊的電極(例如，專利文獻3，段落序號[0025]到[0034]以及圖1)。